JP2013193621A

JP2013193621A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2013193621A
Application number: JP2012064653A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yamazawa; 達也山澤
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】装置構成がシンプルでありつつ、エンジン等の駆動機の停止後におけるエバポレータの乾燥運転を複雑な制御を伴うことなく実施可能であり、オルタネータにおいて発生した電気エネルギーをより一層有効利用可能な車両用空調装置の提供を目的とした。
【解決手段】空調装置１０は、空調ダクト２０と、ブロア４０と、エバポレータ５２と、電力供給系統７０とを備えている。電力供給系統７０は、オルタネータ７４に接続されたバッテリ７２に対し、車両電源がオン状態であることを条件としてブロア４０に対して電力を供給可能ように配線接続されている。また、電力供給系統７０においては、バッテリ７２とブロア４０とを繋ぐ配線の中途に蓄電装置８０が接続されており、車両電源がオフ状態であることを条件として、蓄電装置８０からブロア４０に対して電力を供給可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される車両用空調装置に関し、特にブロアに対して電力供給を行う電力供給系統に特徴を有するものに関する。

従来より提供されている車両用空調装置の大部分においては、空調ダクト内にブロアの作動に伴って流れる送風を冷却するための冷却装置と、送風を加熱するための加熱装置とを配置した構成とされており、冷却装置における冷却により発生した冷気と、加熱装置における加熱により発生した暖気とを混合させることにより、客室に供給される気流の温度を調整可能とされている。

このような空調装置において、空気冷却用に設けられた熱交換器（エバポレータ）に接続されたコンプレッサを作動させた状態においてエンジンを停止させると、空気加熱用に設けられたヒータコアの残熱、あるいは外気の熱の影響により、エバポレータに付着している凝縮水が蒸発する。このようにして凝縮水の蒸発が生じると、空調ダクト内が高温高湿状態になる。そのため、エンジンの停止によりブロアが停止すると、空調ダクト内に異臭の原因となる物質が籠もり、雑菌等が繁殖しやすい環境になり、次に空調装置を使用する際に異臭がする等の不快感を乗員に与えてしまう原因になりかねない。

そこで、かかる問題を解消すべく、下記特許文献１に開示されているような自動車用空調装置が提供されている。この自動車用空調装置においては、自動車用空調装置においては、バッテリ充電量検出センサで検出されたバッテリ充電量が規定量以上であり、かつ乗員検出センサによって乗員が降車していることが確認された場合に電動圧縮機を駆動させてエバポレータにホットガスを供給することにより、エバポレータの乾燥運転を規定時間に亘って実施することとしている。これにより、上述したような異臭の原因となる物質や、雑菌等が空調ダクト内に滞留することを抑制しうるものと考えられる。

特開２０１０−１８４５７９号公報

しかしながら、上記特許文献１の自動車用空調装置においては、バッテリ充電量検出センサが必要であり、その分だけ製造コストが嵩み、車両重量の増加や燃費特性の悪化等の問題がある。また、特許文献１の自動車用空調装置のように、車載のバッテリを用いて電動圧縮機を作動させる等する場合には、バッテリに蓄えられている電力が使用される。これにより、他の用途に使用可能なバッテリの電力量が制限されてしまうことに加え、燃費特性が悪化してしまうという問題も生じる。また特に、いわゆるオートエアコンのように各部の動作制御を実施するためのＥＣＵ等の制御装置を備えておらず、スイッチ操作により駆動する、いわゆるマニュアル型のエアコンを搭載した車両においては、上記特許文献１に開示されているような制御が実施できず、実施を可能とするためには別途制御装置を設ける必要があるという問題がある。

また一般的に、エンジン等の駆動源の駆動中には、オルタネータの発電によりバッテリが充電される。しかしながら、バッテリが完全に充電されており、オルタネータにおける発電量が車両全体において使用される電力量を上回っている場合には、余剰分に相当する電力を回収することができない。そのため、従来技術においては、オルタネータにおいて発生した電気エネルギーを有効利用できていないという問題がある。

そこで、本発明は、装置構成がシンプルでありつつ、エンジン等の駆動源の停止後におけるエバポレータの乾燥運転を複雑な制御を伴うことなく実施可能であり、オルタネータにおいて発生した電気エネルギーをより一層有効利用可能な車両用空調装置の提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明は、車両に搭載される車両用空調装置であって、空調ダクトと、空調ダクトを車室内に向けて流れる送風を生成するブロアと、熱交換により空調ダクトを流れる送風を冷却することが可能なエバポレータと、前記ブロアに対して電力供給を行う電力供給系統とを備えており、前記電力供給系統が、車両の駆動源の駆動に伴って作動するオルタネータに接続されたバッテリに対し、車両電源がオン状態であることを条件として前記ブロアに対して電力を供給可能ように配線接続されており、前記バッテリと前記ブロアとを繋ぐ配線の中途に蓄電装置が接続され、車両電源がオフ状態であることを条件として、前記蓄電装置から前記ブロアに対して電力を供給可能であることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、駆動源の停止に伴いバッテリからブロアへの電力供給が停止した場合に、自動的に蓄電装置からブロアに向けて電力供給が開始される。そのため、本発明の車両用空調装置においては、エンジン等の駆動源の停止後におけるエバポレータの乾燥運転を複雑な制御を伴うことなく実施することができる。

また、本発明の車両用空調装置においては、上述した従来技術のように、エンジン等の駆動源の停止後におけるエバポレータの乾燥運転のために電動圧縮機等を駆動する必要がなく、複雑な制御を実行するための制御装置、あるいはバッテリ残量を検出するためのセンサ等を必要としない。従って、本発明の車両用空調装置は、装置構成が極めてシンプルであり、製造コスト及び車両重量を抑制し、ひいては燃費特性の悪化防止に資することが可能となる。

本発明の車両用空調装置においては、エンジン等の駆動源の停止後におけるエバポレータの乾燥運転のためにバッテリに蓄えられている電力を使用する必要がない。そのため、本発明の車両用空調装置によれば、車両駆動中にバッテリに蓄えられた電力をエバポレータの乾燥以外の他の様々な用途において利用するために保持させておくことができる。また、本発明の車両用空調装置によれば、バッテリに蓄えられた電力の有効利用が図れるため、燃費特性の改善に資することが可能である。

本発明の車両用空調装置においては、バッテリに加えて蓄電装置も備えていることから、蓄電装置の分だけ蓄電容量が大きい。そのため、本発明の車両用空調装置によれば、オルタネータにおいて発電された電力の回収能力を向上させ、電気エネルギーを有効利用することができる。

本発明によれば、装置構成がシンプルでありつつ、エンジン等の駆動機の停止後におけるエバポレータの乾燥運転を複雑な制御を伴うことなく実施可能であり、オルタネータにおいて発生した電気エネルギーをより一層有効利用可能な車両用空調装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の装置構成を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置１０（以下、単に「空調装置１０」とも称す）について、図面を参照しつつ詳細に説明する図１に示すように、空調装置１０は、空調ダクト２０と、ブロア４０と、冷却装置５０と、加熱装置６０と、電力供給系統７０とを主要部として備えている。

空調ダクト２０は、一端側（上流側）に外気導入口２２及び内気導入口２４を備え、他端側（下流側）に吹出口を備えたダクトである。本実施形態では、客室に設けられたフロントガラスやサイドガラス等のガラスＧにおける結露や凍結を取り除くデフロスタ用のデフロスタ吹出口２６と、運転席あるいは助手席等に向けて温度調整された空気を吹き出すためのフェース吹出口２８と、温度調整された空気を乗員の足下に向けて吹き出すためのフット吹出口３０とを備えている。外気導入口２２は、空調用の空気を客室外から導入するために設けられた導入口であり、内気導入口２４は、空調用の空気を客室内から導入するために設けられた導入口である。

空調ダクト２０の上流側には、外気導入口２２及び内気導入口２４を選択して開閉可能な内外気切替ダンパ３２が設けられている。また、デフロスタ吹出口２６、フェース吹出口２８、及びフット吹出口３０には、それぞれデフロスタ開閉ダンパ３４（デフロスタ開閉手段）、フェース開閉ダンパ３６、及びフット開閉ダンパ３８が設けられている。さらに、空調ダクト２０の中間部分であって、後に詳述する冷却装置５０のエバポレータ５２と加熱装置６０との間には、エアミックスダンパ３９が設置されている。内外気切替ダンパ３２、デフロスタ開閉ダンパ３４、フェース開閉ダンパ３６、フット開閉ダンパ３８、及びエアミックスダンパ３９は、それぞれサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）が作動することにより開閉動作可能とされている。

ブロア４０は、空調ダクト２０を車室内に向けて流れる送風を生成するためのものである。ブロア４０は、空調ダクト２０において、外気導入口２２及び内気導入口２４に対して下流側に隣接する位置に設置されている。

冷却装置５０は、空調ダクト２０を流れる送風を冷却するためのものである。冷却装置５０は、エバポレータ５２（熱交換器）と、エバポレータ５２に対して冷媒循環流路５４を介して接続されたコンプレッサ５６とを備えており、両者の間を冷媒が循環可能とされている。また、冷媒循環流路５４の中途には、図示しないコンデンサ、レシーバ、及びエキスパンジョンバルブ等が設置されている。エバポレータ５２は、空調ダクト２０内において、上述したブロア４０に対して下流側に隣接する位置に設置されている。コンプレッサ５６は、エンジンＥに対して動力伝達可能なように接続されており、エンジンＥから伝達された動力を使用して冷媒を圧送することができる。

加熱装置６０は、空調ダクト２０を流れる送風を加熱するためのものである。加熱装置６０は、上述した冷却装置５０に対して空調ダクト２０内を流れる気流の下流側に隣接する位置に設置されている。また、加熱装置６０は、空調ダクト２０の開口領域内の片側（図示状態においては下方側）に偏在するように設置されている。加熱装置６０は、電気式のもの等とすることが可能であるが、本実施形態ではエンジンＥの冷却水を熱源とし、熱交換により気流を加熱可能なヒータコアが加熱装置６０として用いられている。

冷却装置５０と加熱装置６０との間には、上述したエアミックスダンパ３９が設置されている。エアミックスダンパ３９は、空調ダクト２０の開口領域の中間部分（図示状態では略中央部）に支軸を有し、この支軸を中心として回動可能とされている。加熱装置６０がエアミックスダンパ３９の支軸が設けられた位置よりも片側に偏在した位置に設置されているため、エアミックスダンパ３９の開閉状態（開閉位置）を調整することにより、加熱装置６０を通過して加熱された気流の流量と、加熱装置６０を通過せず低温状態の気流の流量とを調整することができる。そのため、エアミックスダンパ３９の開閉状態の調整により、各吹出口２６，２８，３０に供給される気流の温度調整を行うことができる。

電力供給系統７０は、上述したブロア４０に対して電力供給を行うためのものである。電力供給系統７０は、車両に搭載されているバッテリ７２に対して電気的に配線接続されている。バッテリ７２とブロア４０との間には、リレー７６、及び蓄電装置８０が設けられている。リレー７６は、イグニッションスイッチ７８の操作によりオン・オフされる。電力供給系統７０は、イグニッションスイッチ７８（車両電源）がオン状態であることを条件としてブロア４０に対して電力を供給可能とされている。また、バッテリ７２には、車両の駆動源の駆動に伴って作動するオルタネータ７４が接続されており、オルタネータ７４において発生した電力をバッテリ７２に対して逐次充電可能とされている。

また、バッテリ７２とブロア４０とを繋ぐ配線の中途であって、リレー７６よりもブロア４０側の位置に、バッテリ７２とは別の蓄電装置８０が設けられている。蓄電装置８０は、鉛蓄電池、ニッケル水素二次電池、あるいはリチウムイオン二次電池等の二次電池、又はキャパシタ等によって構成することができる。本実施形態においては、蓄電装置８０としてキャパシタが採用されている。

蓄電装置８０は、車両電源（イグニッションスイッチ７８）がオフ状態になること、すなわちバッテリ７２からブロア４０への給電が停止した状態になることを条件として、ブロア４０に対して電力を供給可能とされている。そのため、車両電源がオフ状態とされると、蓄電装置８０によるブロア４０への給電が開始され、蓄電装置８０に蓄電されている電気容量に相当する時間に亘ってブロア４０が作動する。本実施形態では、ブロア４０を作動させることによりエバポレータ５２を乾燥させうる時間を考慮し、蓄電装置８０の蓄電容量が設定されている。具体的には、蓄電装置８０の蓄電容量は、ブロア４０を１５分以上に亘って作動させることができるように設定されている。

上述したように、空調装置１０においては、イグニッションスイッチ７８をオフ状態とすることでエンジンＥが停止するのに伴い、バッテリ７２からブロア４０への電力供給が停止する。しかしながら、自動的に蓄電装置８０からブロア４０に向けて電力供給が開始され、ブロア４０による送風が実施され、エバポレータ５２を乾燥させることができる。そのため、空調装置１０においては、エンジンＥの停止後におけるエバポレータ５２の乾燥運転を複雑な制御を伴うことなく実施することができる。

また、空調装置１０は、電力供給系統７０の中途に蓄電装置８０を設置することによりエバポレータ５２の乾燥運転を実施可能としたものであり、装置構成が極めてシンプルである。そのため、空調装置１０によれば、製造コスト及び車両重量を抑制し、ひいては燃費特性の悪化防止に資することが可能となる。

本実施形態の空調装置１０においては、エンジンＥの駆動停止後に実施するエバポレータ５２の乾燥運転のために、バッテリ７２に蓄えられている電力を使用する必要がない。そのため、空調装置１０によれば、車両駆動中にバッテリ７２に蓄えられた電力を、エバポレータ５２の乾燥以外の用途において利用するために蓄えておくことができる。従って、空調装置１０によれば、バッテリ７２に蓄えられた電力を最大限有効することが可能であると共に、燃費特性の改善に資することが可能である。

本実施形態の空調装置１０においては、バッテリ７２に加えて蓄電装置８０も備えており、バッテリ７２のみを備えた従来公知の車両に比べて蓄電装置８０の分だけ蓄電容量が大きい。そのため、空調装置１０によれば、オルタネータ７４において発電された電力の回収能力を向上させ、電気エネルギーを有効利用することができる。

本発明の車両用空調装置は、あらゆる車両に搭載して利用することが可能である。本発明の車両用空調装置は、複雑な制御等を必要としないことから、空調装置を制御するための制御装置を備えた、いわゆるオートエアコンのみならず、前述した制御装置を備えていない、いわゆるマニュアル型の空調装置においても好適に利用することができる。

１０空調装置
２０空調ダクト
４０ブロア
５２エバポレータ
７０電力供給系統
７２バッテリ
７４オルタネータ
８０蓄電装置

Claims

車両に搭載される車両用空調装置であって、
空調ダクトと、
空調ダクトを車室内に向けて流れる送風を生成するブロアと、
熱交換により空調ダクトを流れる送風を冷却することが可能なエバポレータと、
前記ブロアに対して電力供給を行う電力供給系統とを備えており、
前記電力供給系統が、
車両の駆動源の駆動に伴って作動するオルタネータに接続されたバッテリに対し、車両電源がオン状態であることを条件として前記ブロアに対して電力を供給可能ように配線接続されており、
前記バッテリと前記ブロアとを繋ぐ配線の中途に蓄電装置が接続され、車両電源がオフ状態であることを条件として、前記蓄電装置から前記ブロアに対して電力を供給可能であることを特徴とする車両用空調装置。