JP2009292342A - 車両用空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調システムにおいて、快適性を確保しながら、省エネルギ化を図る。
【解決手段】車両用空調システムは、空調空気を案内するダクト１０と、ダクト１０内に空気流を発生する送風機６と、ダクト１０に接続された複数のレジスタ２０ａ〜ｄと、レジスタ２０ｄからの空気の吹き出しを手動で遮断するためのダンパ１とを有している。送風機６を制御する出力制御部５は、ダンパ１に付属するリミットスイッチ３の信号に基づいて、ダンパ１が空気の吹き出しを遮断する位置にある時に、遮断されていない時にレジスタ２０ｄから吹き出される空気量に対応する分だけ、遮断されていない時よりも送風機６の出力を下げる制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調システムに関し、特に、空調空気を案内するダクトに複数のレジスタが接続された車両用空調システムに関する。

自動車などの車両には、通常、車両用空調システムが設けられている。車両用空調システムにおいて、乗員の快適性を確保しながら、省エネルギ化を図る技術が、特許文献１に開示されている。

図４〜６に、特許文献１に開示された従来技術の車両用空調システムを示す。図４は全体構成図、図５は風向調整手段を備えるレジスタの模式図、図６は自動車の左席用の空調ユニットの構成図である。

この従来例の車両用空調システムは、図４，６に示すように、例えば右席用と左席用、前部席用と後部席用、足元用、上半身用、デフロスタ用などの複数の通路５０ａ〜ｄに分岐して、車両内の各所に空調空気を供給する空調ダクト５０を有している。空調ダクト５０内には、空調ダクト５０を介して空調空気を送風するための送風機５１、空調空気を冷却するためのエバポレータ５２、および空調空気を加熱するためのヒータコア５３が設けられている。

エバポレータ５２は、冷媒配管５５を介して供給される冷媒の気化熱を利用して空調空気を冷却するものであり、冷媒配管５５には、気化した冷媒を圧縮する圧縮機５６が接続されている。圧縮機５６は、ベルト６０および電磁クラッチ６１を介して車両走行用のエンジン６５に連結されており、エンジン６５の発生動力を利用して駆動される。

さらに、この従来例の車両用空調システムは電子制御装置７０を有している。電子制御装置７０は、各所の温度などのセンサ７１などからの入力に基づいて、送風機５１の出力を制御し、また電磁クラッチ６１を介して圧縮機５６の出力を制御して、空調能力を適切に制御する働きをする。

また、この従来例の車両用空調システムには、図５に示すように、乗員の上半身用のレジスタ８０の縦ルーバ８１ａおよび横ルーバ８１ｂに、それらの向きをそれぞれ調節するためのモータ８２ａ，８２ｂが連結されている。電子制御装置７０はこれらのモータ８２ａ，８２ｂの動作制御も行うようになっており、それによって、レジスタ８０からの空調空気が乗員に直接当たるようにする直接風モードと、空調空気が乗員に直接当たらないようにする通常モードとの切り替えを行っている。

特許文献１によれば、直接風モードでは、通常モードに比べて、乗員周りの温度を低下させる作用を得やすい。このため、低い設定温度が選択された場合や、気温が高い場合などには、直接風モードで動作させることによって、送風機５１や圧縮機５６の出力を下げても快適性を確保でき、それにより、省エネルギ化が図られるとされている。

また、この従来例の車両用空調システムでは、図６に示すように、後部席および助手席の乗員用のレジスタにそれぞれ通じる通路５０ｃ，５０ｄに、それらの通路５０ｃ，５０ｄをふさぐことができるドア５８ａ，５８ｂがそれぞれ設けられている。ドア５８ａ，５８ｂを開閉動作させるモータ５９ａ，５９ｂは、各座席に乗員が着座しているか否かを検出する乗員検出センサ７２からの入力信号に基づいて、電子制御装置７０によって制御される。すなわち、乗員が着座していない座席に対応する通路のドアは閉じられる。

特許文献１によれば、通路のドアが閉じられた状態では、ドアが閉じられていない場合に比べて送風機５１や圧縮機５６の出力を下げても、空調空気の送風量や温度を確保することができるとされている。それによって、快適性を確保しながら、省エネルギ化を図っている。

特開２００２−２４８９３６号公報

本発明の目的は、新規な方策によって、快適性を確保しながら、省エネルギ化を図ることができる車両用空調システムを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の車両用空調システムは、空調空気を案内するダクトと、ダクト内に空気流を発生する送風機と、ダクトに接続された複数のレジスタと、送風機を制御する出力制御部と、レジスタのうちの少なくとも１つに付属し、当該レジスタから吹き出す空気量を手動で絞るための絞り機構と、を有し、出力制御部は、絞り機構によってレジスタから吹き出す空気量が絞られている時に、絞り機構によってレジスタから吹き出す空気量が絞られていない時よりも、絞り機構によって絞られた空気量に対応する分だけ送風機の出力を下げる制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、いずれかのレジスタで絞り機構によって吹き出し空気量が絞られた時に、絞られた空気量に相当する分だけ送風機の出力が下げられるので、吹き出し空気量が絞られていない他のレジスタでは、吹き出される空気量に変化は生じない。したがって、快適性を損なうことなく、不要となった分だけ、送風機の出力を下げることができる。

より具体的には、絞り機構は、レジスタへの通路を塞いで前記レジスタからの空気の吹き出しを遮断することができるダンパとすることができ、出力制御部は、ダンパがレジスタへの通路を塞ぐ位置にあるのを検出するリミットスイッチの信号に基づいて、ダンパがレジスタへの通路を塞ぐ位置にある時に、ダンパがレジスタへの通路を塞ぐ位置にない時よりも、ダンパがレジスタへの通路を塞ぐ位置にない時に当該レジスタから吹き出される空気量に相当する分だけ送風機の出力を下げる制御を行う構成とすることができる。

あるいは、出力制御部は、ダクト内の圧力を検出する圧力センサの信号に基づいて送風機の出力を変化させることによって、絞り機構によって絞られた空気量に対応する分だけ送風機の出力を下げる制御を行う構成としてもよい。

本発明によれば、レジスタから吹き出す空気量が手動で絞られた時に、絞られた空気量に対応する分だけ送風機の出力を下げることによって、絞られていないレジスタからの吹き出し空気量を変化させることなく、したがって、快適性を損なうことなく、省エネルギ効果を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１に、本発明の一実施形態の車両用空調システムの模式的な全体構成図を示す。

図１に示すように、本実施形態の車両用空調システムは、空調空気を案内するためのダクト１０を有している。ダクト１０内には、矢印８によって模式的に示すように空調空気の流れを発生するための送風機６、空調空気を冷却するためのエバポレータ７、空調空気を加熱するためのヒータコア９が設けられている。

エバポレータ７は、不図示の冷媒循環系から供給される冷媒の気化熱を利用して空調空気を冷却する装置である。冷媒循環系としては、例えば図４を参照して説明したもののような公知の任意の構成のものを用いることができる。

本実施形態では、ダクト１０は、複数の通路１０ａ〜ｄに分岐して複数のレジスタ２０ａ〜ｄに接続されている。これらのレジスタ２０ａ〜ｄは、例えば、インストルメントパネルの左右および中央に設けられたもの、ガラスの曇り防止用のデフロスタ、乗員の足元に設けられたもの、後部席用ものもなどであってよい。

ダクト１０に接続された複数のレジスタのうちの１つ、図１に示す例では、符号２０ｄによって示すレジスタには、それからの空気の吹き出しを遮断するダンパ１が設けられている。図２に、このレジスタ２０ｄの模式的な斜視図を示す。

図２に示すように、レジスタ２０ｄは、空気の吹き出し開口が形成されたパネル部材３０と、パネル部材３０に結合され、パネル部材３０の吹き出し開口に接続する通風路が中心に形成された筒状の連結部材３１を有している。図示は省略するが、レジスタ２０ｄは、連結部材３１がダクト１０の通路１０ｄ内に挿入されることによって、ダクト１０に接続されている。

連結部材３１の通風路内には、ダンパ１が回転可能に支持されている。図２では、ダンパ１は、通風路に平行に延びる回転位置である開位置にあり、この状態では、空調空気の流れをほとんど妨げることはない。図示していないが、ダンパ１は、回転することによって、通風路を完全に塞いでレジスタ２０ｄからの空調空気の吹き出しを遮断する閉位置をとることができるように構成されている。

ダンパ１の回転中心にはリンク２が結合され、連結部材３１の外側に配置されている。リンク２は、ダンパ１の回転中心からダンパ１の回転軸心に垂直な方向に延び、先端がダンパ１の回転軸心と同軸の円弧状に形成され、その円周面に歯車状の歯が形成されている。連結部材３１には、リンク２の歯と噛み合う歯が外周面に形成されたダイヤル４が回転可能に取り付けられている。ダイヤル４の外周面の一部は、パネル部材３０のスリットを通ってパネル部材３０から突出しており、乗員がダイヤル４を手動で回転させることができるようになっている。したがって、ダイヤル４を回転させることによって、リンク２を介してダンパ１を回転させ、手動でダンパ１を開閉できるようになっている。

また、連結部材３１には、リンク２と協働して、ダンパ１が閉位置にあるかどうか検出するリミットスイッチ３が取り付けられている。図１に示すように、このリミットスイッチ３の検出信号は、送風機６の出力制御部５に入力されている。

次に、本実施形態の車両用空調システムの動作について説明する。

空調がオンに設定されると、送風機６が起動される。送風機６の出力は、設定温度、室温、空調の動作モードなどに応じて、所定の風量に調整されてよい。送風機６から送り出された空気は、まず、エバポレータ７で冷やされ、その後、ヒータコア９で所定の温度に暖められて各レジスタ２０ａ〜ｄから吹き出される。

ヒータコア９で加熱した後の空調空気の温度、したがって、レジスタ２０ａ〜ｄから吹き出される空調空気の温度は、設定温度などに応じた所定の温度に調節されてよい。この温度調節は、通常、エバポレータ７で冷却された冷風に対して、ヒータコア９で加熱した温風を混合する割合を変化させることによって行われる。

また、図４を参照して説明した従来例のようにエバポレータ７でも、圧縮機の出力制御などを行ってもよいが、エバポレータ７は、オン／オフの切り替えしかできない構成が一般的であり、本実施形態では、そのような構成のエバポレータ７を用いてもよい。

次に、乗員がダイヤル４を操作してレジスタ２０ｄのダンパ１を閉位置にした場合について説明する。ダンパ１は、レジスタ２０ｄに対応する座席が空席の場合や、ドライバとパッセンジャの感覚や好みの差、体調などに応じて、乗員のいずれかが吹き出しを止めたい場合に閉じられることが考えられる。

ダンパ１が閉位置にされると、リミットスイッチ３からの信号に応答して、出力制御部５によって、ダンパ１が開いている場合にレジスタ２０ｄから吹き出される量に相当する分だけ風量が減るように送風機６の出力が自動的に下げられる。これによれば、他のレジスタ２０ａ〜ｃに送られる空調空気の総量は、レジスタ２０ｄからの空気の吹き出しを遮断した場合と遮断していない場合とで変化しない。したがって、他のレジスタ２０ａ〜ｃから吹き出される空調空気量は、レジスタ２０ｄからの空気の吹き出しを遮断しても変化しない。

なお、前述のように、本実施形態の空調システムは、送風機６の出力を、設定温度、室温、空調の動作モードなどに応じても変更するものであってもよい。この場合でも、ダンパ１が閉位置にされた時に送風機６の出力を下げる制御は、設定変更などの他の要因による送風機６の出力の変更とは別に独立して行われる。

以上説明した本実施形態によれば、レジスタ２０ｄからの空調空気の吹き出しが遮断された時に、レジスタ２０ｄから吹き出される量に相当する分だけ、送風機６の出力を下げることによって、送風機６の消費エネルギが減少し、省エネルギ効果が得られる。また、送風機６からの風量が減ることによって、空調空気の温度調節に必要なエネルギも軽減され、それによっても省エネルギ効果が得られる。この際、他のレジスタ２０ａ〜ｃから吹き出される空調空気量は変化しないので、送風機６からの風量を減らしても、乗員の快適性を損なうことはない。

また、乗員をセンサで検出してレジスタからの送風を自動的に遮断する特許文献１に開示された従来技術に比べて、本実施形態では、乗員を検出するセンサや、送風を自動的に遮断する機構のような大掛かりな機構が不要である。このため、本実施形態には、従来技術に比べて、構成が簡素で容易に実施できるという利点がある。また、本実施形態では、座席が空席の場合だけでなく、乗員が、体調などに応じて任意にレジスタからの空調空気の吹き出しを遮断したい場合にも対応でき、本実施形態の構成は、利便性の点でも優れている。

なお、本実施形態は、本発明を例示するものであり、特許請求の範囲に規定する本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態では、図１に示すように、説明を分かりやすくするために、複数のレジスタのうち１つのみを遮断できる構成を示したが、複数のレジスタをそれぞれ手動で遮断できる構成としてもよい。複数のレジスタを遮断できるようにした場合、遮断された各レジスタから吹き出される空気の量の総和分だけ、送風機６の出力を下げるように構成することができる。このような構成とすることにより、乗用車やトラックの空調システムだけでなく、高級車のリアエアコンシステムや、観光バスなどの多数のレジスタを有する空調システムにも本発明を適用可能である。特にレジスタの数の多い空調システムに本発明を適用することによって、大きな省エネルギ効果を期待できる。

また、本実施形態では、ダンパ１が閉位置にあるのをリミットスイッチ３によって検知する構成を示したが、この検知は、他の公知の任意の手法で行ってもよい。例えば、図３に示すように、ダクト１０内に配置した圧力センサ３０を用いて、ダンパ１が閉じたのを、間接的に検知してもよい。すなわち、いずれかのダンパ１が閉じれば、ダクト１０の全体としての通気抵抗が増えるため、ダクト１０内の圧力が上昇し、それによって、ダンパ１が閉じたことを検出できる。

また、圧力センサ３０を用いる場合、ダクト１０内の圧力を所定の圧力に保つように送風機６の出力を制御してもよい。この制御は、ダンパ１によってレジスタが遮断されることにより減らされた吹き出し空気量の分だけ、送風機６の出力を減らす制御をするのと同等である。

レジスタからの空気の吹き出しを遮断する構成はダンパに限られることはない。例えば、レジスタの吹き出し開口を覆う位置に回転させることができるように構成されたフィンにより、空気の吹き出しを遮断する構成であってもよい。

また、本発明は、吹き出し空気を完全に遮断する構成だけでなく、一般に、手動で吹き出し風量を絞る絞り機構を有するレジスタを備える空調システムに応用可能である。絞り機構としては、ダンパやフィンを用いることができる。上述の実施形態におけるレジスタからの吹き出し空気を遮断するダンパも、この絞り機構の特殊な例としてとらえることができる。

絞り機構を有するレジスタを備える空調システムの場合、１つのレジスタに複数配置したリミットスイッチを用いたり、ダンパやフィンの回転位置の検出器を用いたりして、手動操作によって減らされた吹き出し空気量を算出することができる。それにより、減らされた吹き出し空気量に相当する分だけ、送風機の出力を減らす制御を行うことができる。あるいは、図３を参照して説明したように、この場合にも、ダクト内の圧力センサを用いて、圧力を一定に保つように送風機の出力制御を行ってもよい。

本発明の一実施形態の車両用空調システムの全体構成を示す模式図である。 図１の車両用空調システムのレジスタを示す斜視図である。 図１の変形例を示す図である。 従来例の車両用空調システムの全体構成を示す模式図である。 図４の車両用空調システムのレジスタを示す模式図である。 図４の車両用空調システムの、自動車の左席用の空調ユニットの構成図である。

符号の説明

１ ダンパ
３ リミットスイッチ
５ 出力制御部
６ 送風機
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ レジスタ

Claims (3)

1. 空調空気を案内するダクトと、
   前記ダクト内に空気流を発生する送風機と、
   前記ダクトに接続された複数のレジスタと、
   前記送風機を制御する出力制御部と、
   前記レジスタのうちの少なくとも１つに付属し、当該レジスタから吹き出す空気量を手動で絞るための絞り機構と、
   を有し、
   前記出力制御部は、前記絞り機構によって前記レジスタから吹き出す空気量が絞られている時に、前記絞り機構によって前記レジスタから吹き出す空気量が絞られていない時よりも、前記絞り機構によって絞られた空気量に対応する分だけ前記送風機の出力を下げる制御を行う車両用空調システム。
2. 前記絞り機構は、前記レジスタへの通路を塞いで前記レジスタからの空気の吹き出しを遮断することができるダンパであり、前記出力制御部は、前記ダンパが前記レジスタへの通路を塞ぐ位置にあるのを検出するリミットスイッチの信号に基づいて、前記ダンパが前記レジスタへの通路を塞ぐ位置にある時に、前記ダンパが前記レジスタへの通路を塞ぐ位置にない時よりも、前記ダンパが前記レジスタへの通路を塞ぐ位置にない時に当該レジスタから吹き出される空気量に相当する分だけ前記送風機の出力を下げる制御を行う請求項１に記載の車両用空調システム。
3. 前記出力制御部は、前記ダクト内の圧力を検出する圧力センサの信号に基づいて前記送風機の出力を変化させることによって、前記絞り機構によって絞られた空気量に対応する分だけ前記送風機の出力を下げる制御を行う請求項１に記載の車両用空調システム。

Images