JP2000233633A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼式ヒータにより加熱された熱媒体を加熱
用熱交換器に循環供給させて車室内を暖房する車両用空
調装置において、燃焼式ヒータの発熱量が一定の場合に
も、熱媒体のより細かい温度制御を可能にすることを目
的とする。 【解決手段】 熱媒体循環路１には、上流側から順に燃
焼式ヒータ２３、ラジエータ３２、ヒータコア２４が配
置されている。燃焼式ヒータ２３から流出した後、流路
制御手段４０の第１通路５０により放熱器３２をバイパ
スして直接ヒータコア２４に流入する熱媒体の流量と、
燃焼式ヒータ２３から流出した後、放熱器３２を通過し
てからヒータコア２４に流入する熱媒体の流量の比率を
流量制御手段４０により可変制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼式ヒータによ
り加熱された熱媒体を加熱用熱交換器に循環供給させて
車室内を暖房する車両用空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、エンジン車においては、エン
ジン熱により加熱されたエンジン冷却水（熱媒体）をヒ
ータコアに導入することにより、車室内の暖房用温風を
得るように構成している。このようなエンジン車におい
て、燃料を燃焼させてエンジン冷却水を加熱する燃焼式
ヒータは、主暖房用熱源である冷却水の温度が低い場合
や暖房開始時において、早期に暖房効果を高めるように
するために補助暖房用熱源として使用されている。この
燃焼式ヒータは、それ自身で冷却水の温度調整を行うの
ではなく、あくまで冷却水を一定温度（例えば８０℃）
に加熱するように制御されている。

【０００３】ところで、電気自動車などの熱源を持たな
い車両における空調装置において、上記燃焼式ヒータを
主暖房用熱源として用いることが考えられるが、この場
合には、以下の問題がある。

【０００４】即ち、上記の通り燃焼式ヒータは、それ自
身では熱媒体の温度調整を行っていないため、これをリ
ヒート式空調装置に用いた場合には、車室内における空
調風の吹出温度コントロールをすることができない。

【０００５】また、燃焼式ヒータのＯＮ−ＯＦＦ制御に
より熱媒体の温度調整を行う場合には、ＯＦＦ（停止）
状態からＯＮ（燃焼）状態に至るまで燃焼式ヒータ内部
の不純物除去を目的とした掃気運転を行うため、熱媒体
温度のハンチングが大きくなって安定した水温を確保す
ることが困難であるとともに、燃焼式ヒータは停止後の
再着火に時間がかかることから立ち上がりが遅く、その
間は必要な温度の熱媒体を供給することができなくな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人
は、特開平８−４００４９号公報において、燃焼式ヒー
タによって加熱された熱媒体をヒータコアに供給して暖
房を行う暖房用回路と、この暖房用回路とは別に熱媒体
の放熱を行うラジエータを有する放熱回路を設けた車両
用空調装置を提案している。この従来技術では、燃焼式
ヒータの発熱量を調整して熱媒体温度を調整し、ヒータ
コアからの放熱量が減少した場合において、熱媒体の過
熱状態を防止するために、ラジエータによる熱媒体の放
熱を行っている。

【０００７】この従来技術では、燃焼式ヒータの発熱量
を調整して熱媒体温度を調整しているが、一般的に、燃
焼式ヒータの能力（発熱量）可変範囲は、燃焼の安定性
の面から１００％〜５０％となっている。５０％以下に
おいては、燃焼式ヒータの内部に煤溜まりが生じる等の
品質的な問題から使用できないので、燃焼式ヒータの発
熱量の下限値には限界があり、あらゆる温度範囲におい
て熱媒体の温度調整ができるとはいえない。

【０００８】さらに、この従来技術では、ラジエータに
よる熱媒体の放熱は熱媒体の過熱防止を目的としてお
り、暖房用回路と放熱回路に流れる熱媒体の流量制御は
行っていない。

【０００９】また、特開平７−３１５０３６号公報にお
いて、水冷式モータを循環する冷却水（熱媒体）を燃焼
式ヒータで補助的に加熱し、この加熱された熱媒体をヒ
ータコアに供給して暖房を行う暖房用回路と、この暖房
用回路とは別に熱媒体の放熱を行うラジエータを有する
放熱回路を設けられた自動車用空調装置が記載されてい
る。この従来技術では、水冷式モータから流出した熱媒
体は、３方弁により、燃焼式ヒータ側とラジエータ側に
流れる流量比率が調整され、これにより熱媒体の温度調
整が行われている。

【００１０】しかしながら、この従来技術では３方弁が
燃焼式ヒータの上流側に配置されているため、燃焼式ヒ
ータを通過した熱媒体はそのままヒータコアに供給され
てしまい、熱媒体の温度制御を細かく行うことができ
ず、ヒータコアにおける暖房能力を細かく制御すること
ができない。

【００１１】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
燃焼式ヒータにより加熱された熱媒体を加熱用熱交換器
に循環供給させて車室内を暖房する車両用空調装置にお
いて、燃焼式ヒータの発熱量が一定の場合にも、熱媒体
のより細かい温度制御を可能にすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明では、熱媒体が循環する熱媒体循
環路（１）と、熱媒体循環路（１）に配置され、熱媒体
を加熱する燃焼式ヒータ（２３）と、燃焼式ヒータ（２
３）下流側に配置され、熱媒体の熱を車室外に放出する
放熱器（３２）と、放熱器（３２）下流側に配置され、
車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器（２４）
と、燃焼式ヒータ（２３）から流出した熱媒体を前記放
熱器（３２）をバイパスして加熱用熱交換器（２４）に
流入させる第１通路（５０）と、燃焼式ヒータ（２３）
から流出した後、第１通路（５０）を介して直接加熱用
熱交換器（２４）に流入する熱媒体の流量と、燃焼式ヒ
ータ（２３）から流出した後、放熱器（３２）を通過し
てから加熱用熱交換器（２３）に流入する熱媒体の流量
の比率を可変制御する流量制御手段（４０）とを備える
ことを特徴とする。

【００１３】これにより、熱媒体の、車室内への送風空
気の加熱のみを行う第１循環回路（２０）と、車室内へ
の送風空気の加熱に加えて熱媒体の熱の車室外への放出
を行う第２循環回路（３０）への流量比率を任意に変更
することができ、熱媒体の安定した温度制御を行うこと
ができる。

【００１４】さらに、放熱器（３２）は、熱媒体循環路
（１）における燃焼式ヒータ（２３）の下流側で、加熱
用熱交換器（２４）の上流側に配置されているので、燃
焼式ヒータ（２３）により加熱された熱媒体を、加熱用
熱交換器（２４）に流入させる前に放熱器（３２）を通
過させ、熱媒体の熱を車室外に放出させて熱媒体の温度
を調整することができ、加熱用熱交換器（２４）の暖房
能力をより細かく制御することが可能になる。

【００１５】また、上記流量制御手段（４０）は、具体
的には、請求項２記載の発明のように、熱媒体が第１通
路（５０）を通過する時間と、熱媒体が放熱器（３２）
を通過する時間をデューティ比制御により可変制御する
ものとすることができ、さらに、請求項３記載の発明の
ように、流量制御手段（４０）は、第１通路（５０）の
面積と、放熱器（３２）を通過した熱媒体を、熱用熱交
換器（２４）に流入させる第２通路（５１）の面積の比
率を可変制御するものとすることができる。

【００１６】また、請求項４記載の発明では、熱媒体
は、車両の原動機を冷却するための冷却媒体を兼ねてお
り、放熱器（３２）は、冷却媒体の放熱を行うように構
成されていることを特徴としている。

【００１７】これにより、放熱器（３２）は、車両の原
動機を冷却するための冷却装置と兼用することができ、
別途車両原動機の冷却装置を設ける場合に比較して、車
両用空調装置全体の構成を簡単にすることができる。

【００１８】また、請求項５記載の発明では、熱媒体循
環路（１）において、熱媒体の温度を検出する温度検出
手段（２５）を設け、この検出温度（Ｔｒ）に応じて、
流量制御手段（４０）による流量比率制御を行うことを
特徴としている。

【００１９】これにより、熱媒体の温度を考慮して流量
制御手段（４）による流量制御を行うことができ、より
的確な熱媒体の温度制御を行うことができる。

【００２０】請求項６に記載の発明では、熱媒体が循環
する熱媒体循環路（１）と、熱媒体循環路（１）に配置
され、熱媒体を加熱する燃焼式ヒータ（２３）と、熱媒
体循環路（１）のうち燃焼式ヒータ（２３）の下流側に
配置され、熱媒体の熱を車室外に放出する放熱器（３
２）と、熱媒体循環路（１）のうち放熱器（３２）の下
流側に配置され、車室内への送風空気を加熱する加熱用
熱交換器（２４）と、放熱器（３２）の放熱能力を可変
制御する放熱能力制御手段（３、３３、６１）とを備え
ることを特徴とする。

【００２１】これにより、燃焼式ヒータ（２３）の発熱
量が一定の場合であっても、熱媒体の温度をきめ細かに
制御することができる。

【００２２】なお、請求項７に記載のごとく、放熱器
（３２）への送風量を可変制御することにより、放熱器
（３２）の放熱能力を可変制御することが望ましい。

【００２３】また、請求項８に記載の発明のごとく、放
熱器（３２）に送風する送風機（３３）の回転数を可変
制御することにより放熱器（３２）の放熱能力を可変制
御してもよい。

【００２４】また、請求項９に記載のごとく、放熱器
（３２）を通過する空気量を調節する開閉可能なシャッ
タ手段（６１）により、放熱器（３２）の放熱能力を可
変制御してもよい。

【００２５】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例
である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００２７】（第１実施形態）第１実施形態は、本発明
を電気自動車用の車両用空調装置に適用した例であり、
図１にこの車両用空調装置の概略構成を示す。

【００２８】本実施形態における車両用空調装置は、熱
媒体である温水を循環させて、車室内に送風する空気の
加熱を行う熱媒体循環回路１、熱媒体循環回路１によっ
て加熱された空調風を車室内に供給する室内ユニット
２、各種空調装置を制御する空調制御装置３（エアコン
ＥＣＵ）、乗員が車室内暖房のＯＮ−ＯＦＦや暖房温度
設定入力等を行うための空調制御パネル４が備えられて
いる。

【００２９】室内ユニット２は、送風通路１１を形成す
る空調ダクト１０と、空調ダクト１０内上流側に配置さ
れた送風機１２と、下流側に配置された加熱用熱交換器
であるヒータコア２４とを備えている。

【００３０】上記空気ダクト１０の最上流部には、空気
ダクト１０内に外気を導入する外気導入口および内気を
導入する内気導入口が形成されている。この内外気導入
の切り替えは内外気切替ドア１３の開閉によって行われ
る。

【００３１】上記空気ダクト１０の最下流部には、車室
内の各吹出口に接続されるフェイス送風口、フット送風
口およびデフロスタ送風口が形成されている。これらの
送風口は、フェイスドア１５、フットドア１４、デフロ
スタドア１６により開閉され、周知のフェイスモード、
フットモードなどの吹出モードの切り替えが行われる。

【００３２】外気導入口または内気導入口から空気ダク
ト１０内に導入された空気は、送風機１２によって送風
通路１１に送風される。この送風空気はヒータコア２４
を通過することにより加熱され、さらに、フェイス吹出
口等の吹出口から車室内に吹き出され、車室内を暖房す
る。

【００３３】上記熱媒体循環回路１には、上流側から順
に、電気式のウォータポンプ２２、燃焼式ヒータ２３、
放熱器であるラジエータ３２、加熱用熱交換器であるヒ
ータコア２４が配置されている。燃焼式ヒータ２３の下
流側であってラジエータ３２の上流側には、燃焼式ヒー
タ２３から流出した温水を、放熱器３２をバイパスさせ
てヒータコア２４に流入させる第１通路５０と放熱器か
ら流出した温水をヒータコア２４に流入させる第２通路
５１を備えた流量制御手段である制御弁４０が配置され
ている。

【００３４】上記熱媒体循環路１は、温水の加熱のみを
行う第１循環回路２０と温水の加熱に加えて温水の放熱
を行う第２循環回路３０とから構成される。第１循環回
路２０は、ウォータポンプ２２、燃焼式ヒータ２３、制
御弁４０内の第１通路５０、ヒータコア２４から構成さ
れており、第２循環回路は、ウォータポンプ２２、燃焼
式ヒータ２３、ラジエータ３２、制御弁４０内の第２通
路５１、ヒータコア２４から構成されている。

【００３５】第１循環回路２０においては、ウォータポ
ンプ２２から流出した温水は、燃焼式ヒータ２３を通過
した後、制御弁４０内に流入して第１通路５０を通過
し、制御弁４０から流出した後、ヒータコア２４に流入
する。さらに、ヒータコア２４から流出した温水は再び
ウォータポンプ２２に流入して閉ループを形成してい
る。第２循環回路３０においては、ウォータポンプ２２
から流出した温水は、燃焼式ヒータ２３を通過した後、
一旦制御弁４０内を通過し、つぎにラジエータ３２を通
過した後、再び制御弁４０内に流入する。そして、制御
弁４０内の第２通路５１を通過して制御弁４０から流出
した後、ヒータコア２４に流入する。さらに、ヒータコ
ア２４から流出した温水は再びウォータポンプ２２に流
入して閉ループを形成している。

【００３６】第１循環回路２０においては、燃焼式ヒー
タ２３によって加熱された温水をヒータコア２４に循環
供給することによって、車室内への送風空気の加熱のみ
が行われる。また、第２循環路２においては、車室内へ
の送風空気の加熱に加えて、ラジエータ３２による温水
の放熱が行われる。ラジエータ３２は、ラジエータファ
ン３３が駆動されることにより、温水の熱が車室外に放
出されるように構成されている。

【００３７】第１循環回路２０において、ヒータコア２
４の下流側であって、ウォータポンプ２２の上流側に
は、ヒータコア２４を通過した温水の温度Ｔｈを検出す
る温度センサ２５（温度検出手段）が設けられている。
この温度センサ２５の検出温度Ｔｈに応じて、制御弁４
０の制御が行われる。

【００３８】この温度センサ２５は、ヒータコア２４の
下流側でなく、ヒータコア２４の上流側に配置してヒー
タコア２４を通過する前の温水温度を検出するように構
成してもよいが、この場合にはヒータコア２４での温水
の放熱量を考慮して制御弁４０の制御を行う必要がある
ので、本例のようにヒータコア２４の下流側に温度セン
サ２５を配置するほうが好ましい。

【００３９】上記燃焼式ヒータ２３は、図示しない燃焼
室、燃焼用ファンモータ、点火用のグロープラグ等を有
する本体に、燃焼ポンプを介して燃料タンクを接続して
構成されている。そして、燃焼用ファンモータにより、
燃料用ポンプから吐出された軽油等の燃料と外気とを混
合し、燃焼室内に噴霧して燃焼させるように構成されて
いる。これによって、熱媒体循環路１の温水が、燃焼室
の周囲を通る際に加熱される。燃焼室からの排気は、図
示しない排気マフラーにより行われる。

【００４０】本実施形態においては、燃焼式ヒータ２３
を通過後の温水の温度が、例えば８０℃で一定になるよ
うに、燃焼式ヒータ２３の発熱量は一定となるように構
成されている。

【００４１】次に、制御弁４０の構成について図２に基
づいて説明する。

【００４２】制御弁４０には、燃焼式ヒータ２３から流
出した温水が制御弁４０内に流入する燃焼式ヒータ側入
口４１、燃焼式ヒータ側入口から流入した温水をラジエ
ータ３２側に流出するラジエータ側出口４２、ラジエー
タ３２から流出した温水が流入するラジエータ側入口４
３、ヒータコア２４側に温水が流出するヒータコア側出
口４４が形成されている。

【００４３】制御弁４０内部には、両端に第１弁体４５
ａおよび第２弁体４５ｂを有する弁体４５が図２中上下
移動可能に配置され、第１弁体４５ａが密接する第１弁
座４６と第２弁体４５ｂが密接する第２弁座４７が形成
されている。弁体４５が可動範囲の最下部に位置すると
きには、第１弁体４５ａは第１弁座４６から離れ、第２
弁体４５ｂは第２弁座４７に密接し、弁体４５が可動範
囲の最上部に位置するときには、第１弁体４５ａは第１
弁座４６に密接し、第２弁体４５ｂは第２弁座４７から
離れている。

【００４４】制御弁４０内部には、燃焼式ヒータ側入口
４１から流入した温水をヒータコア側出口４４に流出さ
せる第１通路５０、ラジエータ側入口４３から流入した
温水をヒータコア側出口４４に流出させる第２通路５
１、燃焼式ヒータ側入口４１から流入した温水をラジエ
ータ側出口４２に流出させる第３通路５２が形成されて
いる。第１通路５０は、第１弁体４５ａによって連通ま
たは遮断され、第２通路５１は、第２弁体４５ｂによっ
て連通または遮断され、第３通路５２は常に連通するよ
うに構成されている。

【００４５】温水が第１循環回路２０を循環するときに
は、図３（ａ）に示すように、弁体４５は可動範囲の最
下部に位置しており、第１弁体４５ａは第１弁座４６か
ら離れて第１通路５０を連通し、第２弁体４５ｂは第２
弁座４７に密接して第２通路５１を遮断している。この
結果、燃焼式ヒータ２３から流出した温水は、ラジエー
タ３２をバイパスしてヒータコア２４側に流れることに
なる。

【００４６】また、温水が第２循環回路３０を循環する
ときには、図３（ｃ）に示すように、弁体４５は可動範
囲の最上部に位置しており、第１弁体４５ａは第１弁座
４６に密接して第１通路５０を遮断し、第２弁体４５ｂ
は第２弁座４７から離れて第２通路５１を連通してい
る。この結果、燃焼式ヒータ２３から流出したすべての
温水は、ラジエータ３２を通過してヒータコア２４側に
流れる。

【００４７】制御弁４０には、ソレノイドからなるコン
トローラ４８が備えられ、このコントローラ４８は、電
磁力によって弁体４５を図２に示すように上下移動する
ように制御する。このコントローラ４８による弁体４５
の制御は、デューティ比制御によって行われ、温水が第
１循環回路２０または第２循環回路３０に循環する時間
を可変制御し、第１循環路２０と第２循環路３０に循環
する温水の流量比率を変えることができる。

【００４８】制御弁４０のコントローラ４８は、各空調
機器を制御する制御装置３に接続されている。制御装置
３には、空調制御パネル４および温度センサ２５からの
信号が入力され、制御弁４０、ウォータポンプ２２、燃
焼式ヒータ２３を制御するように構成されている。

【００４９】次に、上記構成において熱媒体循環路１を
流れる温水の温度調整について説明する。

【００５０】まず、空調制御パネル４にて暖房スイッチ
がＯＮされると、ウォータポンプ２２と燃焼式ヒータ２
３が運転開始する。次に、空調制御パネル４の設定温度
Ｔｓｅｔと温度センサ２５によって検出したヒータコア
２４出口の温水温度Ｔｈを空調制御装置３に入力して、
車室内に送風される送風空気が設定温度Ｔｓｅｔになる
ように、上記第１循環回路２０と第２循環回路３０にそ
れぞれ循環させる温水の流量比率が決定される。

【００５１】この結果、ヒータコア２４の最大暖房能力
が必要とされる場合には、温水をラジエータ３２にて放
熱させる必要がないので、すべての温水は第１循環回路
２０のみを循環する。このとき、制御弁４０内部の弁体
４５は、図３（ａ）に示すように、その可動範囲の最下
部に位置するように制御される。これにより、燃焼式ヒ
ータ２３にて加熱された温水は、そのままヒータコア２
４に供給され、ヒータコア２４は最大暖房能力にて送風
空気を加熱することができる。

【００５２】ヒータコア２４の最小暖房能力しか必要と
されない場合には、すべての温水は第２循環回路３０の
みを循環する。このとき、制御弁４０内部の弁体４５
は、図３（ｃ）に示すように、その可動範囲の最上部に
位置するように制御される。これにより燃焼式ヒータ２
３から流出したすべての温水はラジエータ３２側に流
れ、ラジエータ３２を通過することにより放熱され、ヒ
ータコア２４は最小暖房能力にて送風空気を加熱するこ
とができる。

【００５３】ヒータコア２４の最大暖房能力と最小暖房
能力の中間的な暖房能力が必要とされる場合には、図３
（ｂ）に示すように、上記過程で決定された温水の流量
比率に応じて、温水が第１循環回路２０または第２循環
回路３０に循環する時間をデューティ比制御により制御
する。これにより、ヒータコア２４に流入する温水の一
部はラジエータ３２にて放熱され、適当な温度の温水を
得ることができる。

【００５４】以上のように、本実施形態によれば、制御
弁４０によって第１循環回路２０と第２循環回路３０に
循環する温水の流量比率を可変制御することにより、燃
焼式ヒータ２３を用いる空調装置において、燃焼式ヒー
タ２３の発熱量が一定であっても、ヒータコア２４に供
給される温水の温度を任意につくり出すことができ、温
水の安定した温度制御を行うことができる。

【００５５】また、本実施形態によれば、ラジエータ３
２は、熱媒体循環路１における燃焼式ヒータ２３の下流
側で、ヒータコア２４の上流側に配置されている。この
ような構成にすることにより、燃焼式ヒータ２３で加熱
された温水の一部または全部を、ヒータコア２４に流入
させる前にラジエータ３２を通過させて温水の熱を車室
外に放出することができる。これにより、温水温度を細
かく調整して所望の温水温度を得ることができ、ヒータ
コア２４の暖房能力をより細かく制御することが可能に
なる。

【００５６】（第２実施形態）次に本発明の第２実施形
態について説明する。

【００５７】第２実施形態は、上記第１実施形態の車両
用空調装置において、制御弁４０の構造を変更したもの
である。第１実施形態と同様の部分については、同一の
符号を付け、第１実施形態と異なる部分について図４に
基づいて説明する。

【００５８】本第２実施形態における制御弁４０には、
燃焼式ヒータから流出した温水が制御弁４０内に流入す
る燃焼式ヒータ側入口４１、ラジエータ３２から流出し
た温水が制御弁４０内に流入するラジエータ側入口４
３、ヒータコア２４側に温水を流出させるヒータコア側
出口４４が備えられている。

【００５９】制御弁４０内部には、弁体４５が回転可能
に配意されている。また、制御弁４０内部には、燃焼式
ヒータ側入口４１から流入した温水がヒータコア側出口
４４から流出する第１通路５０、ラジエータ側入口４３
から流入した温水がヒータコア側出口４４から流出する
第２通路５１が形成されている。

【００６０】制御弁４０内部には、第１循環回路２０と
第２循環回路３０に流れる温水の流量比率を変えるため
の弁体４５が設けられている。この弁体４５は、制御弁
４０に設けられたサーボモーター等からなるコントロー
ラ４８によって所定の回転角だけ回転するように制御さ
れる。これにより、第１通路５０と第２通路５１の通路
面積比率を可変することができ、第１循環回路２０と第
２循環回路３０に循環する温水の流量比率を変えること
ができる。

【００６１】上記構成の制御弁４０においても、上記第
１実施形態と同様に、燃焼式ヒータ２３を用いる空調装
置において、燃焼式ヒータ２３の発熱量が一定であって
も、ヒータコア２４に供給される温水の温度を任意につ
くり出すことができ、温水の安定した温度制御を行うこ
とができる。

【００６２】（第３実施形態）次に本発明の第３実施形
態について説明する。

【００６３】本第３実施形態は、上記第１実施形態の車
両用空調装置におけるラジエータ３２を、走行用モータ
やインバータ装置等の電気自動車における車両原動機６
４を冷却するための冷却装置と兼用させるようにしたも
のである。従って、熱媒体循環回路１を循環する熱媒体
（温水）は、車両原動機６４の冷却媒体と兼用するよう
に構成されている。第１実施形態と同様の部分について
は、同一の符号を付け、第１実施形態と異なる部分につ
いて図５に基づいて説明する。

【００６４】車室内の暖房時における、ヒータコア２４
に供給される温水の温度の調整は、上記第１実施形態と
同様に、制御弁４０によって第１循環回路２０と第２循
環回路３０に循環する温水の流量比率を可変制御するこ
とにより行われる。

【００６５】本第３実施形態における第２循環回路３０
では、制御弁４０のラジエータ側出口４２下流側であっ
てラジエータ３２の上流側には、電動式の第１流路切替
弁６１および第２流路切替弁６２、電動式の原動機用ウ
ォータポンプ６３、走行用モータやインバータ装置など
の車両原動機６４が接続されている。

【００６６】第２流路切替弁６２にて温水は流路を切り
替えられ、原動機用ウォータポンプ６３側に流れる流路
と、原動機用ウォータポンプ６３および車両原動機６４
をバイパスしてラジエータ３２に直接流入する流路とに
分岐する。また、ラジエータ３２から流出した温水の流
路は、制御弁４０側と第１流路切替弁６１側に分岐して
おり、第１流路切替弁６１では、ラジエータ３２側から
流入した温水と制御弁４０側から流入した温水とを切り
替えて、第２流路切替弁６２側に流出させている。

【００６７】車室内を暖房する必要があり、車両原動機
６４の冷却が必要な場合は、温水は熱媒体循環回路１を
以下のように流れる。

【００６８】ウォータポンプ２２から流出した温水は、
燃焼式ヒータ２３、制御弁４０の第３通路５２、第１流
路切替弁６１、第２流路切替弁６２、原動機用ウォータ
ポンプ６３、車両原動機６４、ラジエータ３２、制御弁
４０の第２通路５１、ヒータコア２４の順に通過して、
再びウォータポンプ２２に流入する。

【００６９】このとき、ウォータポンプ２２が原動機用
のウォータポンプを兼用することができるので、原動機
用ウォータポンプ６３は停止している。また、第１流路
切替弁６１では、温水の流路は、制御弁４０側から流入
した温水のみが第２流路切替弁６２側に流れるようにな
っている。従って、ラジエータ３２から流出した温水
は、第１流路切替弁６１側には流れず、すべて制御弁４
０側に流れる。

【００７０】次に、車室内を暖房する必要があり、車両
原動機６４の冷却が不要な場合には、温水は熱媒体循環
回路１を以下のように流れる。

【００７１】ウォータポンプ２２から流出した温水は、
燃焼式ヒータ２３、制御弁４０の第３通路５２、第１流
路切替弁６１を通過する。そして、温水は、第２流路切
替弁６２にて流路を変更され、原動機用ウォータポンプ
６３および車両原動機６４をバイパスしてラジエータ３
２を通過し、さらに、制御弁４０の第２通路５１、ヒー
タコア２４を通過して、再びウォータポンプ２２に流入
する。

【００７２】このとき、第１流路切替弁６１では、温水
の流路は、制御弁４０側から流入した温水のみが第２流
路切替弁６２側に流れるようになっている。従って、ラ
ジエータ３２から流出した温水は、第１流路切替弁６１
側には流れず、すべて制御弁４０側に流れる。

【００７３】次に、車室内の暖房が不要であり、車両原
動機６４の冷却が必要な場合には、温水は熱媒体循環回
路１を以下のように流れる。

【００７４】原動機用ウォータポンプ６３から流出した
温水は、車両原動機６４、ラジエータ３２、第１流路切
替弁６１、第２流路切替弁６２の順に流れ、再び原動機
用ウォータポンプ６３に流入する。

【００７５】このとき、第１流路切替弁６１では、温水
の流路は、ラジエータ３２側から流入した温水のみが第
２流路切替弁６２側に流れるようになっている。従っ
て、ラジエータ３２から流出した温水は、制御弁４０側
には流れず、すべて第１流路切替弁６１側に流れる。

【００７６】以上のように、ラジエータ３２を、車両原
動機６４を冷却するための冷却装置と兼用させるように
構成することによって、別途車両原動機６４のための冷
却装置を設ける場合に比較して、車両用空調装置全体の
構成を簡単にすることができる。

【００７７】なお、本例では、車両原動機６４を電気自
動車における走行用モータやインバータ装置としたが、
これに限らず、車両原動機６４をエンジン自動車におけ
るエンジンとしてもよい。

【００７８】また、第２流路切替弁６２を電動式とした
が、車両原動機６４の冷却媒体である温水の温度によっ
て流路を切り替えればよいので、機械式のサーモスタッ
トを用いてもよい。

【００７９】（第４実施形態）第４実施形態は、上記第
１実施形態の車両用空調装置に、電気自動車に適した電
動式コンプレッサ５４を用いた冷凍サイクル装置５０を
加えたものである。第１実施形態と同様の部分について
は、同一の符号を付け、第１実施形態と異なる部分につ
いて図６に基づいて説明する。

【００８０】冷凍サイクル装置５０は、冷媒通路５１、
エバポレータ５２、アキュムレータ５３、電動式コンプ
レッサ５４、コンデンサ５５、コンデンサ用ファン５
６、減圧装置５７からなる周知の冷凍サイクルから構成
されている。電動式コンプレッサ５２は、車両電源に接
続されたインバータ装置によって駆動される。エバポレ
ータ５５は、送風通路１１内の送風機１２の下流側であ
って、ヒータコア２４の上流側に配置されている。

【００８１】このような構成にすることで、送風機１２
から送風された空気は、エバポレータ５５を通過するこ
とにより除湿冷却され、次に、エバポレータ５５の下流
側に配置されたヒータコア２４を通過することにより適
当な温度に再加熱される。これにより、車室内に吹き出
す送風空気を冷却して車室内を冷房することができ、ま
た、送風空気を除湿することによりフロントガラス等の
曇りを発生させずに優れた車室内空調を行うことができ
る。

【００８２】（第５実施形態）第１実施形態では、制御
弁４０によって第１循環回路２０と第２循環回路３０と
に循環する温水の流量比率を可変制御することにより、
ヒータコア２４に供給する温水の温度を制御したが、本
実施形態は、制御弁４０を廃止するとともに、ラジエー
タ３２の放熱能力を可変制御することによりヒータコア
２４に供給する温水の温度を制御するものである。

【００８３】図７は、本実施形態に係る車両用空調装置
（暖房装置）の模式図であり、本実施形態では、燃焼式
ヒータ２３により加熱された温水は、ウォータポンプ２
２によりラジエータ３２、ヒータコア２４及び燃焼式ヒ
ータ２３の間を循環させられる。

【００８４】また、ラジエータ３２の空気流れ上流側に
は、ラジエータ３２に向けて流通する冷却風を導入する
空気導入口６０が設けられており、６１は空気導入口６
０を開閉して空気導入口６０の開口面積を調節するラジ
エータシャッタ（以下、シャッタと略す。）である。そ
して、シャッタ６１の開閉作動及びラジエータファン
（送風機）３３の回転数は、温度センサ２５の検出温度
Ｔｈ及び空調制御パネル４に入力された設定温度Ｔ_set
に基づいて、空調制御装置３により制御される。

【００８５】次に、本実施形態の特徴的作動を述べる。

【００８６】空調制御装置３は、温度センサ２５の検出
温度Ｔｈ及び空調制御パネル４に設定温度Ｔ_setが入力
されると、これら入力値に基づいて目標温水温度Ｔｔを
演算する。そして、ヒータコア２４に流入する温水の温
度が目標温水温度Ｔｔとなるように、シャッタ６１の開
閉及びラジエータファン３３の回転数を制御してラジエ
ータ３２への送風量を調節し、ラジエータ３２の放熱能
力を制御する。

【００８７】具体的には、ヒータコア２４で必要とする
暖房能力が大きくなるほど、シャッタ６１を閉じて空気
導入口６０の開口面積を小さくするとともに、ラジエー
タファン３３の回転数を下げてラジエータ３２を通過す
る空気量を小さくして放熱量を小さくし、一方、ヒータ
コア２４で必要とする暖房能力が小さくなるほど、シャ
ッタ６１を開いて空気導入口６０の開口面積を拡大する
とともに、ラジエータファン３３の回転数を上げてラジ
エータ３２を通過する空気量を増大して放熱量を大きく
する。

【００８８】以上に述べたように、シャッタ６１の開度
及びラジエータファン３３の回転数を制御することによ
り、制御弁４０を廃止してもヒータコア２４に供給する
温水の温度をきめ細かに制御することができる。

【００８９】（第６実施形態）本実施形態は、図８に示
すように、第５実施形態に係る車両用空調装置に第４実
施形態で述べた冷凍サイクル５０を加えたものである。

【００９０】（他の実施形態）上述の実施形態では、温
水の温度を検出する温度センサ２５を、熱媒体循環路１
における下流側に配置して、ヒータコア２４出口におけ
る温水温度を検出している、これに限らず、制御弁４０
のヒータコア側出口４４の下流側であって燃焼式ヒータ
２３の上流側であれば、どこに配置してもよい。

【００９１】また、第５、６実施形態では、空調制御装
置３を介してシャッタ６１の開度及びラジエータファン
３３の回転数の両者を同時に制御することによりラジエ
ータ３２の放熱能力を可変制御する放熱能力制御手段を
構成したが、シャッタ６１の開度及びラジエータファン
３３の回転数のいずれか一方のみを制御することにより
放熱能力制御手段を構成してヒータコア２４に流入する
温水の温度を制御してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１実施形態の車両用空調装
置の概略構成を示す回路図である。

【図２】第１実施形態の車両用空調装置の制御弁（流量
制御手段）の拡大断面図である。

【図３】（ａ）は第１循環回路に温水が循環している状
態の回路図であり、（ｂ）は第１循環回路と第２循環回
路への温水の循環をデューティ比制御している状態の回
路図であり、（ｃ）は第２循環回路に温水が循環してい
る状態の回路図である。

【図４】第２実施形態の車両用空調装置の概略構成を示
す回路図である。

【図５】第３実施形態の車両用空調装置の概略構成を示
す回路図である。

【図６】第４実施形態の車両用空調装置の概略構成を示
す回路図である。

【図７】第５実施形態の車両用空調装置の概略構成を示
す回路図である。

【図８】第６実施形態の車両用空調装置の概略構成を示
す回路図である。

【符号の説明】

２…室内ユニット、３…空調制御装置、４…空調制御パ
ネル、１１…送風通路、１２…送風機、２０…第１循環
回路、２２…ウォータポンプ（熱媒体循環手段）、２３
…燃焼式ヒータ、２４…ヒータコア（加熱用熱交換
器）、２５…温度センサ（温度検出手段）、３０…第２
循環回路、３２…ラジエータ（放熱器）、４０…制御弁
（流量制御手段）。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱媒体が循環する熱媒体循環路（１）
   と、 前記熱媒体循環路（１）に配置され、前記熱媒体を加熱
   する燃焼式ヒータ（２３）と、 前記熱媒体循環路（１）の前記燃焼式ヒータ（２３）下
   流側に配置され、前記熱媒体の熱を車室外に放出する放
   熱器（３２）と、 前記熱媒体循環路（１）の前記放熱器（３２）下流側に
   配置され、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換
   器（２４）と、 前記燃焼式ヒータ（２３）から流出した前記熱媒体を前
   記放熱器（３２）をバイパスして前記加熱用熱交換器
   （２４）に流入させる第１通路（５０）と、 前記燃焼式ヒータ（２３）から流出した後、前記第１通
   路（５０）を介して直接前記加熱用熱交換器（２４）に
   流入する前記熱媒体の流量と、前記燃焼式ヒータ（２
   ３）から流出した後、前記放熱器（３２）を通過してか
   ら前記加熱用熱交換器（２３）に流入する熱媒体の流量
   の比率を可変制御する流量制御手段（４０）とを備える
   ことを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記流量制御手段（４０）は、前記熱媒
   体が前記第１通路（５０）を通過する時間と、前記熱媒
   体が前記放熱器（３２）を通過する時間をデューティ比
   制御により可変制御することを特徴とする請求項１記載
   の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記流量制御手段（４０）は、前記第１
   通路（５０）の面積と、前記放熱器（３２）を通過した
   前記熱媒体を、前記加熱用熱交換器（２４）に流入させ
   る第２通路（５１）の面積の比率を可変制御することを
   特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記熱媒体は、車両の原動機（６４）を
   冷却するための冷却媒体を兼ねており、 前記放熱器（３２）は、前記冷却媒体の放熱を行うよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 前記熱媒体循環路（１）には、熱媒体の
   温度を検出する温度検出手段（２５）が設けられ、 前記温度検出手段（２５）による検出温度（Ｔｒ）に応
   じて、前記流量制御手段（４０）による熱媒体の流量比
   率制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４
   のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 【請求項６】 熱媒体が循環する熱媒体循環路（１）
   と、 前記熱媒体循環路（１）に配置され、前記熱媒体を加熱
   する燃焼式ヒータ（２３）と、 前記熱媒体循環路（１）のうち前記燃焼式ヒータ（２
   ３）の下流側に配置され、前記熱媒体の熱を車室外に放
   出する放熱器（３２）と、 前記熱媒体循環路（１）のうち前記放熱器（３２）の下
   流側に配置され、車室内への送風空気を加熱する加熱用
   熱交換器（２４）と、 前記放熱器（３２）の放熱能力を可変制御する放熱能力
   制御手段（３、３３、６１）とを備えることを特徴とす
   る車両用空調装置。
7. 【請求項７】 前記放熱能力制御手段（３、３３、６
   １）は、前記放熱器（３２）への送風量を可変制御する
   ことにより、前記放熱器（３２）の放熱能力を可変制御
   することを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装
   置。
8. 【請求項８】 前記放熱能力制御手段は、前記放熱器
   （３２）に送風する送風機（３３）の回転数を可変制御
   することにより、前記放熱器（３２）の放熱能力を可変
   制御することを特徴とする請求項６に記載の車両用空調
   装置。
9. 【請求項９】 前記放熱器（３２）を通過する空気流れ
   に対して直列に配設されて、前記放熱器（３２）を通過
   する空気量を調節する開閉可能なシャッタ手段（６１）
   を備えており、 さらに、前記放熱能力制御手段は、前記シャッタ手段
   （６１）を開閉することにより、前記放熱器（３２）の
   放熱能力を可変制御することを特徴とする請求項６に記
   載の車両用空調装置。
10. 【請求項１０】 前記熱媒体循環路（１）には、熱媒体
    の温度を検出する温度検出手段（２５）が設けられ、 前記放熱能力制御手段（３、３３、６１）は、前記温度
    検出手段（２５）による検出温度（Ｔｒ）に基づいて前
    記放熱能力を可変制御することを特徴とする請求項５な
    いし請求項９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。