JP2000280724A

JP2000280724A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2000280724A
Application number: JP9041299A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Ito; 智啓伊藤; Hiroki Nagayama; 啓樹永山; Hiroaki Harada; 宏昭原田; Shinichi Hara; 慎一原; Naoto Hayashi; 直人林
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】排出内気と導入外気の熱交換及び水分交換を行
うと共に、送風機による吹出風量が変動しても、一定の
外気導入量を保持する。【解決手段】外気導入用インペラー９と内気循環用イ
ンペラー２５とを駆動する１つのモータ１０の送風量を
送風量検出手段１００によって検出し、この送風量に対
して、外気導入量及び内気排出量を一定に維持するよう
に、顕熱交換器７を通過する外気量を調節する第１のド
ア１１と、前記顕熱交換器７を通過する内気量を調整す
る第２のドア２４とを空気交換量調整手段１１０によっ
て調整するようにしたので、前記モータの回転数が変動
しても外気導入量及び内気排出量を一定にすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、車両に搭載さ
れ、内気を循環させると共に内気の一部と外気とを、空
調装置の空気吹出条件を変化させることなく、所定の割
合で入れ替えることのできる車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−１１５７３７号公報に開示さ
れる「脱臭除湿機能を有する吸着体を使用した脱臭除湿
冷房方法」は、吸入された高温多湿の外気を湿度交換ロ
ータ及び熱交換ロータを通過させ、排出される内気と湿
度及び熱を交換し、さらに加湿して最適な温湿度の給気
として車室内に連続して供給するものである。

【０００３】また、特開平６−２２１６１８号公報に開
示される減湿型空気調和装置は、導入外気と排気とを全
熱交換させる全熱交換器と、全熱交換器を通過した外気
中の水分を吸湿性材料に吸着、脱着させる減湿ロータ
と、減湿ロータを通過した外気を冷却する冷却コイル
と、居室からの排気を加熱し前記減湿ロータの吸湿材料
を乾燥、再生させる再生ヒータとを具備するものであ
る。これによって、居室から吸引された内気の一部は、
全熱交換器と顕熱交換器の２つの熱交換器によって導入
外気と熱交換され、再生ヒータで加熱された後、外気を
除湿する減湿ロータを通過して外部に排出され、居室か
ら吸引された内気の残りは、前記内気の一部と熱交換さ
れると共に除湿ロータによって除湿された導入外気と混
合器で混合されて居室に戻されるものである。

【０００４】さらに、特開平１０−１６５３１号公報に
開示される車両用空調装置は、第１送風路に外気、第２
送風路に内気を導入するモードの時に、外気導入による
熱損失を低減することを目的として、外気導入口からデ
フロスタ吹出空気通路にかけての第１送風路と、外気導
入口からフット吹出空気通路にかけての第２送風路と、
内気を車室外に排出する内気排出路とを有し、前記第１
の送風路に外気、前記第２の送風路に内気を導入するモ
ードの時に、内気排出路を流れる内気から吸熱し、外気
導入口から導入される外気へ放熱する全熱交換器を備
え、内気の熱を利用して外気の温度を高め、外気導入に
よる熱損失を低減するようにしたものである。これによ
って、ドアによって切換えられる内気および外気を吸引
して空調ダクトの下流側に送風する第１のファンと、内
気を吸引し、その一部を外気に排出すると共にその残り
を空調ダクト下流側に送風する第２のファンとを１つの
モータによって駆動し、第１のファンによって外気を吸
引して空調ダクトの下流側に送出し、また第２のファン
によって内気の一部を排出し、全熱交換器にて吸入され
た外気と排出される内気との熱交換を行うようにしたも
のである。

【０００５】さらにまた、特開平５−１４７４２３号公
報に開示される車両用空調装置は、冷房負荷を軽減し、
且つクールダウンのような過渡空調を十分に行うことを
目的とするもので、クールダウン時には、車室内空気を
副流ファンによって吸引して副流吹出グリルより車室内
に吹出して乗員に冷感を与え、安定した空調制御に移行
した時には外気吸入ダクトを通ってきた暖かい空気と副
流ファンによって吸引され排出用ダクトを通過する車室
内冷気とを全熱交換器で熱交換するので、エバポレータ
に至る外気は冷却され、エバポレータの冷房負荷の低減
を行うことができるようになっているものである。

【０００６】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、上述した
特開平５−１１５７３７号公報に開示される発明は、室
内空気を吸引して熱交換ロータ側に送出する送風機、湿
度交換ロータを通過する空気を吸引して排出する送風
機、及び湿度交換ロータを迂回する空気を吸引して排出
する送風機を有し、すべての送風機が内気排出通路側に
設けられているので、外気は送風機の稼動による室内の
負圧によって吸引される。このため、外気導入量や外気
と湿度交換する内気量及び温度交換をする内気量を適切
に制御するためには、それぞれの送風機の送風バランス
を考慮する必要があり、適切な外気導入量及び外気と熱
交換する内気量を得るためには非常に難しい制御が必要
であるという不具合を有する。

【０００７】また、特開平６−２２１６１８号公報に開
示される発明は、減湿ロータによって導入外気に含有さ
れる水分が除去され、さらにこの除湿された外気が内気
と混合されて冷却コイルを通過するので、室内に吹出さ
れる空気は、極端に乾燥した空気となる。この引例の場
合、乾燥空気を得ることを目的としているので、その目
的は達成できるが、車両用の空調装置として車両に搭載
するには、不適格であるといえる。

【０００８】さらに、特開平１０−１６５３１号公報に
開示される発明は、第１のファンによって導入された外
気と第２のファンによって排出される内気との間で熱交
換を行うので、外気導入による熱損失を低減できるが、
送風機の回転数が増加すると、それに伴って外気導入量
は第１のファンの回転数の延びに従って増大するが、内
気排出量は第２のファンの回転数の所定の割合でしか増
加しないので、排出内気によって与えられる導入外気へ
の熱は導入外気の増大分に追いつかないという不具合が
生じる。また、外気導入量の増大は、車室内空気の漏出
量を増大させるので、空調制御自体のエネルギーロスが
大きいという不具合が生じる。

【０００９】さらにまた、特開平５−１４７４２３号公
報に開示される発明は、第１の送風ファンによって吸引
されて室内に送出される外気と、第２の送風ファンによ
って吸引されて排出される内気とを全熱交換器によって
熱交換する。この場合、導入外気量は第１の送風ファン
を回転させるモータによって制御され、内気排出量は第
２の送風ファンを回転させるモータによって制御され
る。また、第１の送風ファンによって車室内への吹出風
量を増加させた場合、必然的に外気導入量が増大するの
で、車室内から漏出する車室内空気量が増大するので、
空調制御自体のエネルギーロスが大きいという不具合を
有する。

【００１０】また、車室内の二酸化炭素濃度を排出する
のに必要な導入風量は、車両の大きさ等にもよるが、所
定の固定値であればよく、具体的には５０ｍ³／ｈ程度
であればよい。

【００１１】以上のことから、本願発明に係る車両用空
調装置は、排出内気と導入外気の熱交換及び水分交換を
行うと共に、送風機による吹出風量が変動しても、一定
の外気導入量を保持する車両用空調装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、この発明に係
る車両用空調装置は、図１に示すように、空調ダクト２
内に配された冷却手段２８及び加熱手段２９からなる温
調手段と、前記空調ダクト２に連結される外気導入ダク
ト３と、外気導入ダクト３を通過する空気を吸引し前記
空調ダクト内に送風する外気導入用インペラー９と、車
室内空気を吸引し前記空調ダクト内に送風する内気循環
用インペラー２５と、前記外気導入用インペラー９及び
前記内気循環用インペラー２５を駆動するモータと、前
記内気循環用インペラー９の下流側から分岐し内気の一
部を排出する内気排出ダクト２０と、前記外気導入ダク
ト３を通過する外気と前記内気排出ダクト２０を通過す
る内気の間の熱交換を行う顕熱交換器７と、前記外気導
入ダクト３を通過する外気と前記内気排出ダクト２０を
通過する内気の間の湿度交換を行う除湿ロータ６と、前
記外気導入ダクト３の前記除湿ロータ６の上流側に配さ
れる導入外気加熱ヒータ５と、前記内気排出ダクト２０
の前記除湿ロータ６の上流側に配される排出内気加熱ヒ
ータ２３とを少なくとも具備し、前記外気導入ダクト３
を通過する外気は、前記除湿ロータ６を通過した後前記
顕熱交換器７を通過して外気導入用インペラー９に至
り、前記内気排出ダクト２０内を通過する内気の一部
は、内気循環用インペラー２５の下流側から前記顕熱交
換器７を通過した後除湿ロータ６を通過して車室外に排
出される車両用空調装置１において、前記外気導入ダク
ト３に設けられ、前記顕熱交換器７を通過する外気量を
調節する第１のドア１１と、前記内気排出ダクト２０に
設けられ、前記顕熱交換器７を通過する内気量を調節す
る第２のドア２４と、前記外気導入用インペラー９と前
記内気循環用インペラー２５を駆動するモータの送風量
を検出する送付量検出手段１００と、外気導入量及び内
気排出量を所定の値に維持するように、前記送風量検出
手段１００の検出結果に従って、前記第１のドア１１と
前記第２のドア２４の開度を協働させながら調整する空
気交換量調整手段１１０を具備することにある。

【００１３】したがって、この発明によれば、外気導入
用インペラー９と内気循環用インペラー２５とを駆動す
る１つのモータの送風量を送風量検出手段１００によっ
て検出し、この送風量に対して、外気導入量及び内気排
出量を一定に維持するように、顕熱交換器７を通過する
外気量を調節する第１のドア１１と、前記顕熱交換器７
を通過する内気量を調整する第２のドア２４とを空気交
換量調整手段１１０によって調整するようにしたので、
前記モータの回転数が変動しても外気導入量及び内気排
出量を一定にすることができ、これによって、車室内の
二酸化炭素濃度の上昇を抑制し、良好な空気質を確保す
ることができる。

【００１４】また、この発明による車両用空調装置１
は、さらに、車室内湿度を検出する湿度検出手段１２０
と、所定の車室内湿度を維持するように、前記湿度検出
手段１２０の検出結果に従って、前記導入外気加熱ヒー
タ５と前記排出内気加熱ヒータ２３を選択的に稼動さ
せ、前記除湿ロータ６の除加湿量を調整する除湿量調整
手段１３０とを具備するものである。

【００１５】具体的には、この発明において、前記除湿
量調整手段１３０は、前記湿度検出手段１２０によって
検出された車室内湿度が所定値を下回った場合に、前記
排出内気加熱ヒータ２３を停止させ且つ前記導入外気加
熱ヒータ５を稼動させて導入外気を加熱し、前記除湿ロ
ータ６を介して排出内気に含有される水分を導入外気に
付加する湿度低下防止制御を行うものである。これによ
って、車室内が所定値よりも乾燥した場合、排出内気に
含有される水分を回収し、導入外気に戻すことで車室内
の湿度の低下を防止することができる。

【００１６】さらに、この発明においては、前記除湿量
調整手段１３０は、前記湿度検出手段１２０によって検
出された車室内湿度が所定値を越えた場合に、前記導入
外気加熱ヒータ５を停止させ且つ前記排出内気加熱ヒー
タ２３を稼動させて排出内気を加熱し、前記除湿ロータ
６を介して導入外気に含有される水分を導入外気から除
去する除湿制御を行うものである。これによって、車室
内の湿度が上昇した場合、導入外気の除湿を行うことが
できるので、車室内の湿度を低減できるものである。

【００１７】また、本願発明に係る前記車両用空調装置
１は、さらに、車室内温度を検出する温度検出手段１４
０を有し、前記除湿量調整手段１３０は、前記湿度検出
手段１２０によって検出された車室内湿度が所定値を越
え且つ該温度検出手段１４０によって検出された車室内
温度が乗員による設定値以下であると判定された場合
に、前記空調ダクト２内に配された前記冷却手段２８を
停止し且つ前記導入外気加熱ヒータ５を停止させると共
に前記排出内気過熱ヒータ２８を稼動させて排出内気を
加熱し、前記除湿ロータ６によって導入外気に含有され
る水分を排出内気に付加して除湿する除湿制御を行うも
のである。これによって、中間期（春・秋）の雨天時
等、室温を下げることなく除湿を行うことが要求される
場合、冷却手段を作動させずに導入外気の除湿を行うこ
とが可能となる。

【００１８】さらに、本願発明において、前記空気交換
量調整手段１１０は、前記外気導入量と前記内気排出量
とを等しくすることが望ましく、また、前記空気交換量
調整手段１１０は、前記外気導入量を、前記内気排出量
よりも大きくするようにしてもよいものである。これに
よって、内気排出に伴うエネルギーロスを抑える同時
に、車室内を正圧とし汚れた外気の車室内への侵入を防
止できるものである。

【００１９】また、本願発明に係る車両用空調装置１
は、さらに、図２に示すように、車外の空気条件を検出
する空気条件検出手段１５０を有し、前記空気交換量調
整手段１１０は、前記空気条件検出手段１５０によって
検出された車外の空気条件が悪い場合に、前記外気導入
量を前記内気排出量よりも大きくするものである。これ
によって、外気条件が悪化（例えばＮＯ_Xや煤煙が増
加）した場合のみ、外気導入量を内気排出量よりも大き
くできるため、内気排出に伴うエネルギーロスを最小限
に抑えることができるものである。

【００２０】さらにまた、本願発明に係る車両用空調装
置１は、さらに、図３で示すように前記外気導入ダクト
３及び前記空調ダクト２に沿って形成され、前記除湿ロ
ータ６を迂回すると共に前記顕熱交換器７及び前記外気
導入用インペラー９を介してデフロスター吹出口３０ま
で延出するバイパス通路６０と、該バイパス通路６０を
開閉するバイパスドア６１とを有し、前記湿度低下防止
制御中にフロントガラスの曇り防止が要求された場合、
前記バイパスドアを開いてバイパス通路を開放し、外気
を直接デフロスター吹出口から吹出させる外気バイパス
手段を設けたことにある。これによって、湿度低下防止
制御中は導入外気の湿度が低いことから、フロントガラ
スが曇った場合、バイパス通路を開として直接外気をフ
ロントガラスに吹き付けることができるので、フロント
ガラスの曇りを防止できる。

【００２１】また、本願発明に係る車両用空調装置１
は、さらに、前記外気導入ダクト３に形成され、前記顕
熱交換器７の下流側と車室内とを連通する内気導入口
と、該内気導入口を開閉する内外気ドア１３とを有し、
フルクール及びフルホット制御時には、前記第１のドア
１１及び第２のドア２４を閉として外気導入ダクト３及
び内気排出ダクト２０を閉鎖すると共に前記内外気ドア
１３を開として、前記外気導入インペラー９及び前記内
気循環用インペラー２５が共に内気を空調ダクト２内に
送風することにある。これによって、フルクール及びフ
ルホットの場合には、完全な内気循環サイクルを構築す
ることができるものである。

【００２２】さらにまた、前記空調ダクト２の前記冷却
手段２８の上流側に集塵脱臭器２７を設けることが望ま
しいものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説述す
るために、添付図面に従って本願発明の実施の形態を説
明する。

【００２４】図５乃至図７に示すように、本願発明の実
施の形態に係る車両用空調装置１は、外気導入用インペ
ラー９及び内気循環用インペラー２５を上流側に有する
空調ダクト２と、外気導入口４及び前記外気導入用イン
ペラー９の吸入口８の間に設けられる外気導入ダクト３
（３Ａ，３Ｂ）と、前記内気循環用インペラー２５の下
流側近傍に設けられた内気吹出口２１及び内気排出口２
２との間に設けられる内気排出ダクト２０（２０Ａ，２
０Ｂ）とを有する。

【００２５】前記空調ダクト２は、前記外気導入用イン
ペラー９及び内気循環用インペラー２５の下流側に、集
塵又は脱臭器２７と、冷却手段としてのエバポレータ２
８と、加熱手段としてのヒータコア２９とを有する。前
記エバポレータ２８は、少なくとも電磁クラッチ３７に
よって制御されるコンプレッサ３４、コンデンサ３５及
び膨張弁３６と共に冷凍サイクルを構成し、通過する空
気を冷却する。前記ヒータコア２９は、通常エンジン冷
却水を熱源とするもので、図示しないウォータバルブに
よって水量が調整されることで加熱量が調整されるもの
である。さらに、前記空調ダクト２の最下流には、デフ
ロスタ（ＤＥＦ）吹出口３０、ベント（ＶＥＮＴ）吹出
口３１、フット（ＦＯＯＴ）吹出口３２が開口し、モー
ドドア３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃによって適宜開閉される
ものである。また、前記空調ダクト２には、前記内気循
環用インペラー２５の吸入口２６が開口するものであ
る。

【００２６】前記外気導入ダクト３及び前記内気排出ダ
クト２０には、それぞれのダクト３，２０が並んで貫通
する除湿ロータ６が設けられる。この除湿ロータ６は、
通過する空気とそれ自体の湿度交換をするためのもの
で、その回転素子を構成する物質の湿度が通過する空気
の湿度よりも低い場合には、通過する空気から水分を奪
い、反対に通過する空気の湿度より高い場合には、通過
する空気に水分を付加するものである。尚、前記除湿ロ
ータ６の外気導入ダクト３上流側であって外気導入口４
の近傍には導入外気加熱用ヒータ５が設けられ、前記除
湿ロータ６の内気排出ダクト２０上流側には、排出内気
加熱用ヒータ２３が設けられる。

【００２７】また、前記外気導入ダクト３と前記内気排
出ダクト２０とは、顕熱交換器７で交差するように配さ
れ、ここで外気導入ダクト３を通過する導入外気と前記
内気排出ダクト２０を通過する排出内気との間の熱交換
が行われる。この顕熱交換器７を通過する導入外気は、
前記顕熱交換器７の外気の上流側に配された第１のドア
１１によって通過する量が調整され、前記顕熱交換器７
を通過する排出内気は、前記顕熱交換器７の排出内気の
下流側に配された第２のドア２４によって通過する量が
調整される。

【００２８】前記顕熱交換器７は、例えば、図８に示す
もので、両側に配されたエンドプレート７Ａ，７Ｂ間に
コルゲートフィン７Ｃ，７Ｄを平プレート７Ｅを介して
流通方向が垂直となるように交互に配して構成されるも
のである。

【００２９】さらに、前記外気導入ダクト３において、
前記顕熱交換器７と前記吸入口８の間の部分３Ｂには、
内外気ドア１３によって開閉される第２の内気導入口１
２が開口するものである。

【００３０】以上の構成の車両用空調装置１において、
モータ１０の稼動によって外気導入用インペラー９と内
気循環用インペラー２５が回転し、第１の内気導入口２
６から内気循環用インペラー２５によって吸引された内
気は、集塵又は脱臭器２７を通過して濾過され、エバポ
レータ２８及びヒータコア２９によって温調されて所定
の吹出口３０，３１，３２から車室内の吹出す。

【００３１】また前記内気循環用インペラー２５の回転
によって吸引され空調ダクト２の下流側に送出された内
気の一部は、前記第２のドア２４の開度（θ２）によっ
て制限される量が、内気吹出口２１から内気排出ダクト
２０の上流側部分２０Ａに流入して顕熱交換器７を通過
し、導入外気と熱交換した後、除湿ロータ６にて導入外
気と湿度交換し、内気排出口２２から排出される。

【００３２】さらに、外気導入用インペラー９の稼動に
よって外気導入口４から吸引された導入外気は、第１の
ドア１１の開度（θ１）によって制限される量が、除湿
ロータ６にて排出内気と湿度交換し、そして顕熱交換器
７にて排出内気と熱交換して空調ダクト２内に送出され
るようになっているものである。

【００３３】そして、導入外気は、前記内気循環用イン
ペラー２５によって吸引された内気と同様に、集塵又は
脱臭器２７を通過して濾過され、エバポレータ２８及び
ヒータコア２９によって温調されて所定の吹出口３０，
３１，３２から車室内の吹出す。

【００３４】以上の車両用空調装置１を制御するため
に、コントロールユニット５１が設けられる。このコン
トロールユニット５１は、少なくとも図示しない中央演
算処理装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ），ラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力ポート
（Ｉ／Ｏ）等からなる公知のもので、車室内の湿度を検
出する湿度センサ４５、車室内温度を検出する温度セン
サ４６、外気温度を検出する温度センサ４７、外気の汚
染を検出する汚染検出センサ４８、さらに、第１のドア
１１を駆動するアクチュエータ４０から発せられる第１
の開度信号、第２のドア２４を駆動するアクチュエータ
４１から発せられる第２の開度信号、前記外気導入用イ
ンペラー９及び内気循環用インペラー２５を駆動するモ
ータ１０から発せられる回転信号等の入力信号がマルチ
プレクサ（ＭＰＸ）４９及びＡ／Ｄ変換器５０を介して
入力され、さらに操作パネル５２によって設定された設
定信号等が入力され、所定のプログラムで制御信号に変
換された後、前記導入外気加熱用ヒータ５を制御するヒ
ータ制御ユニット３８、前記排出内気加熱用ヒータ２３
を制御するヒータ制御ユニット３９、前記第１のドア１
１を駆動するアクチュエータ４０、前記第２のドア２４
を駆動するアクチュエータ４１、前記モードドア３３
Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを駆動するアクチュエータ４２、前
記内外気ドア１３を駆動するアクチュエータ４３、及び
前記除湿ロータ６を回動させる回動装置４４に出力され
るものである。

【００３５】上記コントロールユニット５１で実行され
る空調制御の一部を示すフローチャート図を図９及び図
１０で示す。

【００３６】図９で示すフローチャートは、前記導入外
気加熱用ヒータ（ヒータ）５及び前記排出内気加熱用
ヒータ（ヒータ）２３の制御を示したものである。ス
テップ２００から開始されるヒータ制御は、ステップ２
１０において車室内湿度検出センサ４５によって検出さ
れた湿度Ｈinc が所定の値γ１よりも小さいか否かが判
定される。この判定において、車室内湿度Ｈinc がγ１
よりも小さいと判定された場合、車室内の乾燥を抑制す
る必要があることから、ステップ２１０に進んで導入外
気加熱用ヒータ５を稼動、ステップ２２０に進んで排出
内気加熱用ヒータ２３を停止し、ステップ３３０から他
の制御ルーチンへ移行するものである。

【００３７】これによって、外気導入口４から導入され
た導入外気ＦＯ１は加熱されて相対湿度が下がるので、
除湿ロータ６によって排出内気ＦＩ４の水分が導入外気
ＦＯ１に付加される。さらに、加湿された導入外気Ｆ０
２は、顕熱交換器７にて排出内気と熱交換して温度が下
がるので相対湿度が上昇し、この導入外気Ｆ０３が車室
内の吹出されることで、車室内湿度の低下を抑制するこ
とができるものである。

【００３８】また、前記ステップ２１０の判定におい
て、車室内湿度Ｈinc が所定値γ１以上であることが判
定された場合、ステップ２３０に進んで、車室内湿度Ｈ
inc が所定値γ２より大きいか否かの判定が行われる。
このステップ２３０の判定において、車室内湿度Ｈinc
が所定値γ２（γ２＞γ１）以下である場合、車室内湿
度Ｈinc が所定範囲内にあるといえるので、ステップ２
４０に進んで導入外気加熱用ヒータ５を停止し、ステッ
プ２５０に進んで排出内気加熱用ヒータ２３を停止する
ようにするものである。

【００３９】前記ステップ２３０の判定において、車室
内湿度Ｈinc が所定値γ２より大きい場合には、ステッ
プ２６０に進んで温度センサ４６によって検出された車
室内温度Ｔinc が操作パネル５２によって設定された設
定温度Ｔset 以下であるか否かの判定を行う。このステ
ップ２６０の判定において、車室内温度Ｔinc が設定温
度Ｔset よりも高い場合（Ｎ）には、ステップ２７０に
進んでコンプレッサ（COMP) ３４を稼動させ、車室内温
度Ｔinc が設定温度Ｔset よりも低い場合（Ｙ）には、
ステップ２８０に進んでコンプレッサ（COMP) ３４を停
止させる。そして、ステップ２９０で導入外気加熱用ヒ
ータ５を停止させ、ステップ３００にて排出内気加熱用
ヒータ２３を稼動させ、ステップ３３０から他の制御に
移行するものである。

【００４０】これによって、車室内湿度Ｈinc が高い場
合であって車室内温度Ｔinc が設定温度Ｔset よりも高
い場合には、吹出空気の冷却及び除湿が必要であること
から、コンプレッサ３４を稼動させてエバポレータ２８
による冷却によって吹出空気の冷却（除湿を含む）を行
うと共に、導入外気の除湿を行うものである。

【００４１】具体的には、内気循環用インペラー２５に
よって吸引された内気ＦＩ１の一部ＦＩ３は、顕熱交換
器７にて導入外気と熱交換して温度が上昇して相対湿度
が下がって排出内気ＦＩ４となり、さらに内気加熱用ヒ
ータ２３によって加熱されるので相対湿度が下がり、除
湿ロータ６から水分を奪って乾燥させる。これによって
乾燥した除湿ロータ６は、導入外気ＦＯ１から水分を吸
収して除湿し、除湿された導入外気ＦＯ２を得る。そし
て、この導入外気ＦＯ２は前記顕熱交換器７にて排出内
気と熱交換して冷却され、その後再度エバポレータ２８
にて冷却除湿され、車室内に吹出すので、車室内の湿度
を低下させることができる。

【００４２】また、車室内湿度Ｈinc が高い場合であっ
て車室内温度Ｔinc が設定温度Ｔset よりも低い場合に
は、除湿のみが必要であることから、コンプレッサ３４
を停止させてエバポレータ２８による吹出空気の温度低
下を抑制する。

【００４３】具体的には、内気循環用インペラー２５に
よって吸引された内気ＦＩ１の一部ＦＩ３は、顕熱交換
器７による熱交換によって外気温度を熱交換して温度が
下げられるが内気加熱用ヒータ２３によって加熱される
ので相対湿度が下がり、除湿ロータ６から水分を奪って
乾燥させる。これによって乾燥した除湿ロータ６は、導
入外気ＦＯ１から水分を吸収して除湿し、除湿された導
入外気ＦＯ２を得る。そして、この導入外気ＦＯ２は前
記顕熱交換器７にて排出内気と熱交換して加熱されるの
で相対湿度が低下し、そのまま車室内に吹出されるの
で、車室内の湿度を低下させることができる。

【００４４】図１０は、第１及び第２のドア１１，２４
の制御に関するフローチャート図である。ステップ４０
０から開始されるドア制御は、ステップ４１０におい
て、フルクール（急速冷房）／フルホット（急速暖房）
であるか否か（ＦＣ／ＦＨ？）が判定され、フルクール
モード／フルホットである場合には、ステップ４２０に
進んで、内外気ドア１３が開かれ、ステップ４３０に進
んで第１のドア１１が閉じられ、ステップ４４０に進ん
で第２のドア２４が閉じられ、ステップ５１０から他の
制御に移行する。

【００４５】これによって、車両用空調装置１は、図１
１で示すように、外気導入ダクト３の上流側部分３Ａ
は、第１のドア１１によって顕熱交換器７との間が遮断
され、さらに内外気ドア１３によって前記顕熱交換器７
と外気導入ダクト３の下流側部分３Ｂとの間が遮断さ
れ、図１１には図示されないが、第２のドアによって顕
熱交換器７と前記内気排出ダクト２０の下流側が遮断さ
れるので、外気導入及び内気排出を完全に停止すること
ができると共に、外気導入用インペラー９の吸入口８と
第２の内気導入口１２とを直接連通させることができる
ので、フルクール／フルホット制御を実行することがで
きるものである。

【００４６】また、前記ステップ４１０の判定でフルク
ール／フルホットでない場合には、ステップ４５０に進
んで、内外気ドア１３が閉じられ、ステップ４６０に進
んで、汚染濃度Ｄｒが所定値λより小さいと判定された
場合、ステップ４７０に進んでモータ１０の回転速度Ｆ
に所定の定数αを乗じることによって第１のドア１１の
ドア開度θ１を演算し、さらにステップ４８０に進ん
で、モータ１０の回転速度Ｆに所定の定数βを乗じるこ
とによって第２のドア２４のドア開度θ２を演算するも
のである。尚、定数α及びβは、モータの回転速度Ｆに
対して外気導入量及び排出内気量が等しくなるように設
定された演算定数である。

【００４７】これによって、車両用空調装置１は図１２
に示す状態となり、モータ１０の回転数に対するそれぞ
れのダクトの風量は、図１３に示すものとなる。図１３
のグラフにおいて、ＦＴはモータ１０の回転数に対する
外気導入用インペラー９及び内気循環用インペラー２５
の総風量であり、外気導入量ＦＥＤは外気導入用インペ
ラー９の回転に伴って実質的にはＦＥＤ’のように風量
が増大するものであるが、送風量が所定の値（例えば、
５０ｍ³／ｈ）以上となった場合には、第１のドア１１
の開度θ１を調整することによって外気導入量を所定の
値に維持するようにするものである。

【００４８】この外気導入量との熱交換率を一定にする
ために、排出内気量も第２のドア２４の開度θ２によっ
て調整される。この場合、内気循環用インペラー２５に
よって空調ダクト内２Ａを通過する内気量ＦＡＤ’は、
内気循環用インペラー２５の回転に伴って増加する排出
内気量が第２のドア２４によって制限されることから、
前記外気導入量に対応して排出される排出内気量を除い
た余剰分が前記内気量ＦＡＤ’に付加されることから実
質的内気量はＦＡＤで示すものとなり、この実質的内気
量ＦＡＤと外気導入量ＦＥＤの和は、総風量ＦＴと等し
くなる。

【００４９】以上のことから、外気導入量と排出内気量
とは、モータ１０の回転の変動にかかわらず第１及び第
２のドア１１，２４によって一定量に調整されるので、
吸入外気と排出内気の熱交換率を一定にすることがで
き、排出内気の増大による損失を防止することができ
る。

【００５０】また、前記ステップ４６０の判定におい
て、汚染濃度Ｄｒが所定値λより大きいと判定された場
合、ステップ４９０に進んでモータ１０の回転速度Ｆに
所定の定数α’を乗じることによって第１のドア１１の
ドア開度θ１を演算し、さらにステップ５００に進ん
で、モータ１０の回転速度Ｆに所定の定数β’を乗じる
ことによって第２のドア２４のドア開度θ２を演算する
ものである。尚、定数α’及びβ’は、モータの回転速
度Ｆに対して外気導入量が排出内気量よりも所定の値大
きくなるように設定された演算定数である。

【００５１】このため、汚染濃度Ｄｒが所定値λより大
きい場合には、前述した外気導入量及び内気導入量を等
しくする場合に比べて、第１のドア１１の開度θ１を大
きく開くように設定されることから、外気導入量を内気
導入量よりも大きくすることができるので、車室内の圧
力が車外の圧力に対して正圧となり、汚染外気が車室内
に侵入することを防止できるものである。

【００５２】図１４で示す車両用空調装置１は、前記外
気導入ダクト３及び前記空調ダクト２に沿って形成さ
れ、前記除湿ロータ６を迂回すると共に前記顕熱交換器
７及び前記外気導入用インペラー９を介してデフロスタ
ー吹出口３０’まで延出するバイパス通路６０と、この
バイパス通路６０を開閉するバイパスドア６１とをさら
に具備したものである。この車両用空調装置１におい
て、外気導入ダクト３は、周囲のバイパス通路の第１の
部分６０Ａが形成された上流側部分３Ａ’と、周囲にバ
イパス通路の第２の部分６０Ｂが形成された下流側部分
３Ｂ’とによって構成され、該下流側部分３Ｂ’の下流
側は、バイパス通路６０を通過する外気が、空調ダクト
２内に形成された第３の部分６０Ｃにスムースに排出さ
れるように、ラッパ形状に拡径されたラッパ部８１を有
する。尚、この実施の形態において、前述の実施の形態
と同一の個所及び同様の効果を奏する個所には同一の符
号を付してその説明を省略する。

【００５３】以上の構成の車両用空調装置１において
は、図９で示すように、ステップ２１０及び２２０によ
って車室内の除湿低下制御が実行されている場合、ステ
ップ３１０にてフロントガラスの曇り防止が要求されて
いるか否かが判定され、要求された場合には、ステップ
３２０に進んで、バイパスドア６１を開とすることでバ
イパス通路６０を開通し、要求されない場合には、ステ
ップ３３０に至るようにするものである。この結果、こ
の場合の外気が湿度が低いことから、この湿度の低い外
気を直接フロントガラスに吹き付けることができるの
で、フロンとガラスの曇りを防止することができるもの
である。

【００５４】図１５で示す車両用空調装置は、第１のド
ア１１’及び第２のドア２４’を複数の幅の狭いダンパ
で構成することによって、空調ダクト２の垂直な方向の
寸法を短くしたものである。このように、第１及び第２
のドアの形状を変えることによって、外気導入ダクト３
及び内気排出ダクト２０の寸法を自由に設定できるの
で、このような構成としても車両の搭載するのに問題と
ならない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、外気導入用インペラーの回転速度に係わらず外気導
入量を一定にできるので、二酸化炭素濃度の上昇を抑制
し良好な空気質を確保することができるものである。

【００５６】また、外気導入量を内気導入量に等しい
か、それよりも大きくするようにしたことから、内気排
出に伴うエネルギーロスを抑制することができると同時
に、車室内を正圧にすることができるので、汚れた外気
の車室内への侵入を防止することができるものである。

【００５７】さらに、車室内の湿度によって、導入外気
の除加湿が可能となることから、除湿によるエネルギー
増加を抑制しつつ、快適な車室内環境を実現することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用空調装置の第１のブロック
構成図である。

【図２】本発明に係る車両用空調装置の第２のブロック
構成図である。

【図３】本発明の係る車両空調装置の第３のブロック構
成図である。

【図４】車両用空調装置のフルクール／フルホット時の
構成を示したブロック構成図である。

【図５】本発明に係る車両用空調装置の構成を示した概
略構成図である。

【図６】車両用空調装置の一例を示した正面断面図であ
る。

【図７】（ａ）は車両用空調装置の一例を示した側面断
面図であり、（ｂ）は平面図である。

【図８】顕熱交換器の一例を示した斜視図である。

【図９】ヒータ制御を示したフローチャート図である。

【図１０】ドア制御を示したフローチャート図である。

【図１１】フルクール／フルホット時の車両用空調装置
を示した側面断面図である。

【図１２】（ａ）は通常制御時の車両用空調装置を示し
た正面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図である。

【図１３】モータ回転速度と各ダクトの風量との関係を
示したグラフである。

【図１４】（ａ）はバイパス通路を有する車両用空調装
置を示した正面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図
である。

【図１５】第１及び第２のドアの形状が異なる車両用空
調装置を示した正面断面図であり、（ｂ）はその側面断
面図である。

【符号の説明】

１車両用空調装置２空調ダクト３外気導入ダクト５導入外気加熱用ヒータ６除湿ロータ７顕熱交換器９外気導入用インペラー１０モータ１１第１のドア１３内外気ドア２３排出内気加熱用ヒータ２４第２のドア２５内気循環用インペラー２７集塵又は脱臭器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永山啓樹神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社中央研究所内 (72)発明者原田宏昭神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社中央研究所内 (72)発明者原慎一埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者林直人埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内Ｆターム(参考） 3L011 AF02 AP02 BE01 CH03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空調ダクト内に配された冷却手段及び加
熱手段からなる温調手段と、前記空調ダクトに連結され
る外気導入ダクトと、該外気導入ダクトを通過する空気
を吸引し前記空調ダクト内に送風する外気導入用インペ
ラーと、車室内空気を吸引し前記空調ダクト内に送風す
る内気循環用インペラーと、前記外気導入用インペラー
及び前記内気循環用インペラーを駆動するモータと、前
記内気循環用インペラーの下流側から分岐し内気の一部
を排出する内気排出ダクトと、前記外気導入ダクトを通
過する外気と前記内気排出ダクトを通過する内気の間の
熱交換を行う顕熱交換器と、前記外気導入ダクトを通過
する外気と前記内気排出ダクトを通過する内気の間の湿
度交換を行う除湿ロータと、前記外気導入ダクトの前記
除湿ロータの上流側に配される導入外気加熱ヒータと、
前記内気排出ダクトの前記除湿ロータの上流側に配され
る排出内気加熱ヒータとを少なくとも具備し、前記外気
導入ダクトを通過する外気は、前記除湿ロータを通過し
た後前記顕熱交換器を通過して外気導入用インペラーに
至り、前記内気排出ダクト内を通過する内気の一部は、
内気循環用インペラーの下流側から前記顕熱交換器を通
過した後除湿ロータを通過して車室外に排出される車両
用空調装置において、前記外気導入ダクトに設けられ、前記顕熱交換器を通過
する外気量を調節する第１のドアと、前記内気排出ダクトに設けられ、前記顕熱交換器を通過
する内気量を調節する第２のドアと、前記外気導入用インペラーと前記内気循環用インペラー
を駆動するモータの送風量を検出する送風量検出手段
と、外気導入量及び内気排出量を所定の値に維持するよう
に、前記送風量検出手段の検出結果に従って、前記第１
のドアと前記第２のドアの開度を協働させながら調整す
る空気交換量調整手段を具備することを特徴とする車両
用空調装置。
【請求項２】前記車両用空調装置は、さらに、車室内湿度を検出する湿度検出手段と、所定の車室内湿度を維持するように、前記湿度検出手段
の検出結果に従って、前記導入外気加熱ヒータと前記排
出内気加熱ヒータを選択的に稼動させ、前記除湿ロータ
の除加湿量を調整する除湿量調整手段とを具備すること
を特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】前記除湿量調整手段は、前記湿度検出手
段によって検出された車室内湿度が所定値を下回った場
合に、前記排出内気加熱ヒータを停止させ且つ前記導入
外気加熱ヒータを稼動させて導入外気を加熱し、前記除
湿ロータを介して排出内気に含有される水分を導入外気
に付加する湿度低下防止制御を行うことを特徴とする請
求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】前記除湿量調整手段は、前記湿度検出手
段によって検出された車室内湿度が所定値を越えた場合
に、前記導入外気加熱ヒータを停止させ且つ前記排出内
気加熱ヒータを稼動させて排出内気を加熱し、前記除湿
ロータを介して導入外気に含有される水分を導入外気か
ら除去する除湿制御を行うことを特徴とする請求項２又
は３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】前記車両用空調装置は、さらに、車室内
温度を検出する温度検出手段を有し、前記除湿量調整手
段は、前記湿度検出手段によって検出された車室内湿度
が所定値を越え且つ該温度検出手段によって検出された
車室内温度が乗員による設定値以下であると判定された
場合に、前記空調ダクト内に配された前記冷却手段を停
止し且つ前記導入外気加熱ヒータを停止させると共に前
記排出内気過熱ヒータを稼動させて排出内気を加熱し、
前記除湿ロータによって導入外気に含有される水分を排
出内気に付加して除湿する除湿制御を行うことを特徴と
する請求項２から４のいずれか１つに記載の車両用空調
装置。
【請求項６】前記空気交換量調整手段は、前記外気導
入量と前記内気排出量とを等しくすることを特徴とする
請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調装
置。
【請求項７】前記空気交換量調整手段は、前記外気導
入量を、前記内気排出量よりも大きくすることを特徴と
する請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調
装置。
【請求項８】前記車両用空調装置は、さらに、車外の
空気条件を検出する空気条件検出手段を有し、前記空気交換量調整手段は、前記空気条件検出手段によ
って検出された車外の空気条件が悪い場合に、前記外気
導入量を前記内気排出量よりも大きくすることを特徴と
する請求項７記載の車両用空調装置。
【請求項９】前記車両用空調装置は、さらに、前記外気導入ダクト及び前記空調ダクトに沿って形成さ
れ、前記除湿ロータを迂回すると共に前記顕熱交換器及
び前記外気導入用インペラーを介してデフロスター吹出
口まで延出するバイパス通路と、該バイパス通路を開閉するバイパスドアとを有し、前記湿度低下防止制御中にフロントガラスの曇り防止が
要求された場合、前記バイパスドアを開いてバイパス通
路を開放し、外気を直接デフロスター吹出口から吹出さ
せる外気バイパス手段を設けたことを特徴とする請求項
３から８のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１０】前記車両用空調装置は、さらに、前記外気導入ダクトに形成され、前記顕熱交換器の下流
側と車室内とを連通する内気導入口と、該内気導入口を開閉する内外気ドアとを有し、フルクール及びフルホット制御時には、前記第１のドア
及び第２のドアを閉として外気導入ダクト及び内気排出
ダクトを閉鎖すると共に前記内外気ドアを開として、前
記外気導入インペラー及び前記内気循環用インペラー共
に内気を空調ダクト内に送風することを特徴とする請求
項１から９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１１】前記空調ダクトの前記冷却手段の上流
側に集塵脱臭器を設けたことを特徴とする請求項１から
１０のいずれか１つに記載の車両用空調装置。