JP2011016526A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の表面において水滴が氷結して付着することによる該熱交換器の凍結を防止する。
【解決手段】車両用空調装置５０は、空気の各通路を構成するケーシング５２の側部に第１ブロアユニット５６が連結ダクト５４によって接続されると共に、前記ケーシング５２の下部には、前記第１ブロアユニット５６とは別の第２ブロアユニット６２が接続される。そして、第２ブロアユニット６２の第２ブロアファン１３８への負荷電圧から、制御部１６０が通風切換ダンパ１３６を駆動制御することで、第１フロント通路７４と第１リア通路１３０を連通させて、第１ブロアユニット５６からの空気の一部を、第１フロント通路７４、連通口１３４、及び第１リア通路１３０を経てエバポレータ５８の第２冷却部７８へ供給し、第２ブロアファン１３８が低速回転、又は全く駆動されていないときに、第２冷却部７８の水滴の凍結を回避する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関する。

車両に搭載される車両用空調装置は、送風機であるブロアによって内外気をケース内へと取り込み、冷却手段である蒸発器により冷却された空気と、加熱手段であるヒータコアにより加熱された空気とを前記ケース内で所望の混合比率で混合した後、車室内に設けられたデフロスタ吹出口、フェイス吹出口又はフット吹出口から送風することによって前記車室内の温度及び湿度の調整を行っている。

このような車両用空調装置では、例えば、車室内の空気をケーシング内に取り込むための第１ブロアと、車両外部の空気を前記ケーシング内へと取り込むための第２ブロアとを備えたものが知られている。この車両用空調装置は、第１ブロアが回転することによって内気導入口から導入された空気が、第１熱交換器によって加熱され第１風路を通じてフェイス吹出口又はフット吹出口から車室内へと送風されると共に、前記第２ブロアが回転することによって外気導入口から導入された空気が、第２熱交換器によって加熱され第２風路を通じてデフロスタ吹出口から車室内へと送風される。すなわち、フェイス吹出口又はフット吹出口から送風する際に、第１ブロアを駆動させて車室内の空気を導入すると共に、デフロスタ吹出口から送風する際には、第２ブロアを回転させて外気を導入するように切り換えている。

また、空気を導入するための第１及び第２ブロアを有した別の車両用空調装置では、ダクトの外気導入口に臨むように第１ブロアが配置され、内気導入口に臨むように第２ブロアが配置されると共に、前記第１ブロアには、該第１ブロアによってダクトへ導入される空気を外気と内気に切替可能な切替機構を有している。そして、第１ブロアでダクトへと導入される空気を、切替機構によって外気又は内気へと切り替え、第２ブロアによって前記ダクトへと導入される空気と合わせて所望の温度となるように加熱手段及び冷却手段で調温した後、フェイス吹出口、フット吹出口、デフロスタ吹出口を通じて車室内における所望の部位へ送風する（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開平５−１７８０６８号公報 特開平６−４０２３６号公報 特開平６−１９１２５７号公報

しかしながら、上述した車両用空調装置においては、各種送風モードによっては、第１ブロアの運転をごく低回転で行うか、又は完全に停止させて、第２ブロアによって送風量のほとんどをまかなう場合がある。この場合、第１ブロアに接続されたダクト（以下、通路と称することもある）では、送風量が少なくなるか又は全く無くなることで、その通路の途中に設けられた冷却手段において熱交換が行われ難くなり、冷却手段が凍結、すなわち、冷却手段を構成するエバポレータ表面の水滴が氷結して付着し、その結果、冷却手段内の通風路が狭められて冷却効果が低下する不都合が生ずることが考えられる。

また、第１ブロアの運転を停止させて第２ブロアのみで送風を行った場合、第２ブロアから送風された空気の一部がヒータコアやエバポレータの内部を通じて第１ブロア側へ流れてしまうことで騒音が発生する不都合が生じたり、さらに第１ブロアから車室内へ逆流した空気によって乗員に不快感を与えたりすることも考えられる。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、熱交換器の表面において水滴が氷結して付着することによる該熱交換器の凍結を防止することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、第１及び第２通路を内部に有したケーシングと、
前記第１通路に接続され、該第１通路に対して空気を送風する第１送風機と、
前記第２通路に接続され、該第２通路に対して空気を送風する第２送風機と、
前記ケーシングの内部において、前記第１通路と第２通路との間に跨るように配設され、前記空気を冷却又は加熱する熱交換器と、
前記熱交換器より上流側、且つ、前記第１通路と第２通路との間に設けられ、前記第１通路と前記第２通路との連通状態を切り換える切換ダンパと、
を備えることを特徴とする。

また、第１及び第２送風機が共に駆動している際、切換ダンパの切換作用下に第１通路と第２通路とを連通させ、前記第１送風機から前記第１通路へと供給される空気の一部を、前記第２通路側へと流通させるとよい。

さらに、第１送風機が駆動し、且つ、第２送風機の駆動が停止した際、第１通路と第２通路とを連通させ、前記第１送風機から前記第１通路へと供給される空気の一部を、前記第２通路側へと流通させるとよい。

さらにまた、切換ダンパは、該切換ダンパによる切換作用下に第１通路と第２通路とが連通した際、第２送風機と第２通路との連通を遮断するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、ケーシングの内部において、熱交換器より上流側、且つ、第１送風機に接続された第１通路と第２送風機に接続された第２通路との間に切換ダンパを設け、前記第１通路と第２通路との連通状態を切換可能としている。従って、第１送風機及び第２送風機の駆動状況に応じて切換ダンパを駆動させ、第１通路と第２通路との連通状態を自在に切り換えることにより、第１通路に供給されている第１送風機からの空気を、切換ダンパによって第２通路側へと供給することで、前記第２通路に臨む熱交換器の部位に対しても前記空気を流通させることができるため、例えば、第２送風機から空気が供給されないときに、切換ダンパを駆動させて、第１送風機から供給される空気を、熱交換器へと供給することで、熱交換器の表面に付着した水滴が氷結し、該熱交換器が凍結してしまうことを確実に防止することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の外観斜視図である。 図１に示す車両用空調装置の全体断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面斜視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った一部断面図である。 図１の車両用空調装置を構成するケーシングと第１及び第２ブロアユニットとエバポレータとを示す概略構成図である。 図６Ａは、第１ブロアファンにおける回転速度と負荷電圧との相関図であり、図６Ｂは、第２ブロアファンにおける回転速度と負荷電圧との相関図である。 制御部の概略ブロック図である。 第１及び第２ブロアファンによってケーシング内に供給される空気の流量と、該第１及び第２ブロアファンの消費電力との関係を示す特性曲線図である。 第１及び第２ブロアファンの駆動制御におけるフローチャートである。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号５０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。なお、この車両用空調装置５０は、例えば、その進行方向に沿って３列の座席を有した車両に搭載され、以下、前記車両の車室内において１列目の座席を前席、２列目の座席を中間席、３列目の座席を後席として説明する。

また、車両用空調装置５０は、図２に示される右側（矢印Ａ方向）が車両の前方側となり、左側（矢印Ｂ方向）が該車両の後方側となるように搭載されるため、以下、矢印Ａ方向を前方とし、矢印Ｂ方向を後方として説明する。

なお、この実施の形態では、ケーシングの内部に複数のダンパ等の回動部材が設けられ、これらの回動部材はモータ等の回動駆動源によって作動する。ここでは簡略化のために、これらの回動駆動源についての図示及び説明は省略する。

この車両用空調装置５０は、図１及び図２に示されるように、空気の各通路を構成するケーシング５２と、前記ケーシング５２の側部に連結ダクト５４を介して連結され、車両の前席側に送風するための第１ブロアユニット（第１送風機）５６と、前記ケーシング５２の内部に配設され、前記空気を冷却するエバポレータ（熱交換器）５８と、該空気を加熱するヒータコア（熱交換器）６０と、前記ケーシング５２の下部に連結され、車室内の空気（内気）を取り込んで前記車両の後席側に送風するための第２ブロアユニット（第２送風機）６２と、前記各通路内を流通する空気の流れを切り換えるダンパ機構６４とを含む。

ケーシング５２は、略対称形状の第１及び第２分割ケーシング６６、６８と、該第１分割ケーシング６６と第２分割ケーシング６８との間に設けられたセンタープレート７０とから構成され、該第１分割ケーシング６６の下側部には、連結ダクト５４が連結され第１ブロアユニット５６から空気の供給される第１取入口７２が形成される。この第１取入口７２は、エバポレータ５８の上流側に設けられた第１フロント通路（第１通路）７４と連通している。エバポレータ５８は、第１分割ケーシング６６と第２分割ケーシング６８との間に跨るように配置され、車両の前方（矢印Ａ方向）側となる一端部が、後方側となる他端部に対して下方となるよう所定角度だけ傾斜して配設される。

このエバポレータ５８は、第１フロント通路７４に臨み、該第１フロント通路７４から供給される空気を冷却する第１冷却部７６と、後述する第１リア通路１３０に臨み、該第１リア通路１３０から供給される空気を冷却する第２冷却部７８とを有する。

一方、エバポレータ５８の下流側には、第１冷却部７６を通過した空気の供給される第２フロント通路８０ａ、８０ｂが形成され、該第２フロント通路８０ａ、８０ｂの上方には第３フロント通路８２と第４フロント通路８４とが分岐するように形成される。また、第２フロント通路８０ａ、８０ｂには、第３フロント通路８２及び第４フロント通路８４の分岐部に臨むように第１エアミックスダンパ８６が回動自在に設けられる。そして、第１エアミックスダンパ８６を回動させることによってエバポレータ５８を通過した冷風の第３フロント通路８２及び第４フロント通路８４への送風状態及び送風量を調整する。第３フロント通路８２は、ケーシング５２における前方側（矢印Ａ方向）、第４フロント通路８４が後方側（矢印Ｂ方向）となるように配置され、該第４フロント通路８４の下流側にはヒータコア６０が配設される。

また、第３フロント通路８２の前方側（矢印Ａ方向）には、該第３フロント通路８２に沿って延在し、エバポレータ５８の下流側から後述する混合部９８へと空気を供給するバイパス通路８８が形成され、該バイパス通路８８の下流側には、バイパスダンパ９０が設けられている。このバイパス通路８８は、エバポレータ５８によって冷却された冷風をバイパスダンパ９０の切換作用下に直接的に下流側へと供給するために設けられている。

ヒータコア６０は、エバポレータ５８と同様に、第１分割ケーシング６６と第２分割ケーシング６８との間に跨るように配置され、車両の前方（矢印Ａ方向）側となる一端部が、後方側（矢印Ｂ方向）となる他端部に対して下方となるよう所定角度だけ傾斜して配設される。このヒータコア６０は、第４フロント通路８４に臨み、該第４フロント通路８４から供給される空気を加熱する第１加熱部９２と、後述する第３リア通路１４８に臨み、該第３リア通路１４８から供給される空気を加熱する第２加熱部９４とを有する。

このヒータコア６０の下流側には、第５フロント通路９６が形成され、該第５フロント通路９６が前方に向かって延在し、第３フロント通路８２の下流と合流した部位に、前記第３フロント通路８２を通じて供給される冷風と前記第５フロント通路９６を通じて供給される温風との混合される混合部９８が形成される。この混合部９８の上方には、デフロスタ吹出口１００が開口すると共に、該混合部９８の側方には、後方に向かって延在する第６フロント通路１０２が形成される。

また、混合部９８には、デフロスタ吹出口１００に臨むようにデフロスタダンパ１０４が回動自在に設けられ、前記デフロスタダンパ１０４を回動させることにより、デフロスタ吹出口１００と第６フロント通路１０２への送風状態を切り換え、且つ、その送風量を調整する。

第６フロント通路１０２には、上方に第１ベント吹出口１０６が開口し、該第１ベント吹出口１０６に臨むようにベントダンパ１０８が回動自在に設けられると共に、さらに後方に延在した第７フロント通路１１０と連通している。そして、ベントダンパ１０８を回動させることによって混合部９８からの空気が第１ベント吹出口１０６、第７フロント通路１１０へ送風される際の送風状態を切り換え、且つ、その送風量を調整可能に設けられている。

なお、デフロスタ吹出口１００及び第１ベント吹出口１０６は、それぞれケーシング５２の上方に開口し、該デフロスタ吹出口１００が前方側（矢印Ａ方向）に配置され、前記第１ベント吹出口１０６が該デフロスタ吹出口１００に対して後方（矢印Ｂ方向）となるケーシング５２の略中央に配置される。

第７フロント通路１１０の下流側には、ケーシング５２の幅方向に延在し、図示しない第１ヒート吹出口を通じて車室内における前席の足元近傍に送風する第１ヒート通路１１２が接続されると共に、前記ケーシング５２の後方に向かって延在し、第２ヒート吹出口（図示せず）を通じて前記車室内における中間席の乗員の足元近傍に送風する第２ヒート通路１１４が接続される。

第１ブロアユニット５６は、外気を導入するためのダクト１１６が入口に配設され、内外気の切り換えを行うインテークダンパ１１８と、前記ダクト１１６等から取り込んだ空気（外気又は内気）をケーシング５２内へと供給する第１ブロアファン１２０とを有し、前記第１ブロアファン１２０の収容されるブロアケース１２２が、第１取入口７２に接続された連結ダクト５４を介してケーシング５２の内部と連通している。なお、第１ブロアファン１２０は、通電作用下に駆動する第１ブロアモータ１２１によって回転制御される。

このように、第１ブロアユニット５６から供給された空気が、連結ダクト５４、第１取入口７２を通じてケーシング５２内へと導入され、ダンパ機構６４を構成する第１エアミックスダンパ８６、デフロスタダンパ１０４、ベントダンパ１０８及びバイパスダンパ９０の回動作用下に第１〜第７フロント通路７４、８０ａ、８０ｂ、８２、８４、９６、１０２、１１０、バイパス通路８８を通じて車両における前席及び中間席に送風可能なデフロスタ吹出口１００、第１ベント吹出口１０６、第１及び第２ヒート通路１１２、１１４へと選択的に供給される。

一方、ケーシング５２の下部には、第１取入口７２と直交した後方側（矢印Ｂ方向）に第２ブロアユニット６２から空気の供給される第２取入口１２８が形成される。この第２取入口１２８は、エバポレータ５８の上流側となる位置に開口して第１リア通路１３０と連通している。

この第１リア通路１３０は、第１分離壁１３２を介して第１フロント通路７４と分離され、該第１分離壁１３２に形成された連通口１３４と第２取入口１２８との間で回動自在な通風切換ダンパ（切換ダンパ）１３６が設けられる。そして、第２ブロアユニット６２の送風を停止し、第１ブロアユニット５６のみで送風を行うモードが選択された場合、通風切換ダンパ１３６によって第２取入口１２８を塞ぐことにより（図２中、二点鎖線形状）、第１ブロアユニット５６から供給された空気の一部が、エバポレータ５８やヒータコア６０の内部などを通じて第１〜第４リア通路１３０、１４２ａ、１４２ｂ、１４８、１５０側へ漏れ出した際、第２ブロアユニット６２側へと逆流することを防止できる。これによって、逆流した空気に起因して第２ブロアユニット６２で発生する騒音を防止し、また第２ブロアユニット６２に達した空気が車室内に吹き出す、すなわち、不要な空気が前記車室内へと吹き出すことを防いで乗員に不快感を与えることが防止できる。

この場合、図５に示されるように、通風切換ダンパ１３６を第２取入口１２８側に回動させ、連通口１３４を開放することによって第１フロント通路７４に供給される空気の一部を第１リア通路１３０側へと供給することができる。通風切換ダンパ１３６の駆動制御については後述する。

第２ブロアユニット６２は、車室内の空気（内気）を取り込み、取り込んだ空気をケーシング５２内へと供給する第２ブロアファン１３８を有し、前記第２ブロアファン１３８の収容されるブロアケース１４０がケーシング５２の第２取入口１２８に連結され、第１リア通路１３０と連通している。なお、第２ブロアファン１３８は、第１ブロアファン１２０と同様に、通電作用下に駆動される第２ブロアモータ１４１によって回転制御される。

この第１リア通路１３０の下流側には、エバポレータ５８の第２冷却部７８を通過した空気の供給される第２リア通路１４２ａ、１４２ｂが形成され、第２分離壁１４４によって第２フロント通路８０ａ、８０ｂと分離されると共に、前記第２分離壁１４４が前記エバポレータ５８まで延在している。そのため、エバポレータ５８の下流側においては、第１リア通路１３０を通じてエバポレータ５８の第２冷却部７８へ流通した空気と、第１フロント通路７４を通じて前記エバポレータ５８の第１冷却部７６へと流通した空気とが互いに混じることがない。

ここで、図３に示すように、第２リア通路１４２ａ、１４２ｂ及び第２フロント通路８０ａ、８０ｂ、第１ベント吹出口１０６は、ケーシング５２の中央に設けられたセンタープレート７０を中心として第１及び第２分割ケーシング６６、６８側にそれぞれ分離され、第２リア通路１４２ａと第２リア通路１４２ｂ及び第２フロント通路８０ａと第２フロント通路８０ｂ、第１ベント吹出口１０６ａと第１ベント吹出口１０６ｂとを形成する。さらに、図４に示すように、第２リア通路１４２ａ及び第２リア通路１４２ｂには、第２フロント通路８０ａ及び第２フロント通路８０ｂとの連通状態を切換可能な一組の連通切換ダンパ１４６ａ、１４６ｂが設けられており、一方の連通切換ダンパ１４６ａと、他方の連通切換ダンパ１４６ｂとがそれぞれ別個に独立して回動制御される。

そして、一組の連通切換ダンパ１４６ａ、１４６ｂを回動させることにより、車室内における中間席及び後席に送風するための第２リア通路１４２ａ、１４２ｂと、前記車両における前席に送風するための第２フロント通路８０ａ、８０ｂとを互いに連通させると共に、例えば、一方の連通切換ダンパ１４６ａの回動量と他方の連通切換ダンパ１４６ｂの回動量とをそれぞれ変化させることにより、第２フロント通路８０ａを通じて第１ベント吹出口１０６ａから前席の助手席側に送風される送風量と、第２フロント通路８０ｂを通じて第１ベント吹出口１０６ｂから前記前席の運転席側に送風される送風量、送風温度をそれぞれ別個に制御することができる。

第２リア通路１４２ａ、１４２ｂの下流側には、ヒータコア６０に臨む第３リア通路１４８が形成され、該第３リア通路１４８は、ヒータコア６０側が開口し、且つ、隣接する第４リア通路１５０側となる側方が開口している。そして、第３リア通路１４８に供給された冷風及び温風を所定の混合比率で混合して混合風とする第２エアミックスダンパ１５２が回動自在に設けられる。この第２エアミックスダンパ１５２は、第３リア通路１４８と、ヒータコア６０の下流側に接続される第４リア通路１５０の上流側又は下流側との連通状態を切り換える。これにより、エバポレータ５８により冷却されて第３リア通路１４８へ供給された冷風と、ヒータコア６０によって加熱されて第４リア通路１５０へと流通した温風とを、第２エアミックスダンパ１５２の回動作用下に前記第４リア通路１５０内において所定の混合比率で混合して送風する。すなわち、第４リア通路１５０の中間部位が、車両における中間席及び後席に送風される冷風及び温風を混合する混合部として機能する。

第４リア通路１５０は、ヒータコア６０の他端部を迂回するように湾曲して延在し、下流側において分岐した第５及び第６リア通路１５４、１５６と連通する。この第５及び第６リア通路１５４、１５６の分岐部位には、回動自在なモード切換ダンパ１５８が設けられ、前記モード切換ダンパ１５８が回動することによって第４リア通路１５０と第５又は第６リア通路１５４、１５６との連通状態を切り換える。

第５及び第６リア通路１５４、１５６は、それぞれ車両の後方（矢印Ｂ方向）に向かって延在し、該第５リア通路１５４は、車両における中間席の乗員の顔近傍に送風するための第２ベント吹出口（図示せず）に連通している。一方、第６リア通路１５６は、前記中間席及び後席の乗員の足元近傍に送風するための第３及び第４ヒート吹出口（図示せず）に連通している。

すなわち、第２ブロアユニット６２から供給された空気が、第２取入口１２８を通じてケーシング５２内へと導入され、ダンパ機構６４を構成する第２エアミックスダンパ１５２、モード切換ダンパ１５８の回動作用下に第１〜第６リア通路１３０、１４２ａ、１４２ｂ、１４８、１５０、１５４、１５６を通じて車両における中間席及び後席に送風可能な第２ベント吹出口、第３及び第４ヒート吹出口（図示せず）へと選択的に供給される。

なお、上述した第２〜第６フロント通路８０ａ、８０ｂ、８２、８４、９６、１０２、バイパス通路８８及び第２リア通路１４２ａ、１４２ｂは、それぞれ第１分割ケーシング６６と第２分割ケーシング６８との間に跨るように設けられているが、ケーシング５２の中央に設けられたセンタープレート７０によって分離されていることは容易に諒解されよう。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置５０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、車両用空調装置５０が始動されると、第１ブロアユニット５６の第１ブロアファン１２０は通電作用下に回転され、ダクト１１６等を通じて取り込まれた空気（外気又は内気）が連結ダクト５４を通じてケーシング５２の第１フロント通路７４へと供給されると同時に、第２ブロアユニット６２の第２ブロアファン１３８が通電作用下に回転されることによって取り込まれた空気（内気）がブロアケース１４０から第２取入口１２８を通じて第１リア通路１３０へと供給される。ここでは、第１ブロアファン１２０によってケーシング５２内に供給される空気を第１エアとし、第２ブロアファン１３８によって前記ケーシング５２内に供給される空気を第２エアとして説明する。

このケーシング５２内に供給された第１エア及び第２エアは、それぞれエバポレータ５８の第１及び第２冷却部７６、７８をそれぞれ通過することによって冷却され、冷風として第１及び第２エアミックスダンパ８６、１５２の設けられた第２フロント通路８０ａ、８０ｂ及び第２リア通路１４２ａ、１４２ｂへとそれぞれ流通する。

ここで、例えば、乗員によって該乗員の顔近傍に送風を行うベントモードが選択された場合には、第１エアミックスダンパ８６が、第３フロント通路８２と第４フロント通路８４との間となるような中間位置へと回動し、前記第３フロント通路８２に供給された第１エア（冷風）が混合部９８へと流通すると共に、第４フロント通路８４に供給された第１エアが、ヒータコア６０を通過することで加熱されて温風となり、第５フロント通路９６を通じて混合部９８へと流通して冷風の第１エアと温風の第１エアとが混合される。

この混合部９８において冷風及び温風が混合された第１エア（混合風）は、デフロスタダンパ１０４によってデフロスタ吹出口１００が閉塞され、且つ、ベントダンパ１０８によって第７フロント通路１１０の開口部が閉塞されているため、第６フロント通路１０２を通じて第１ベント吹出口１０６から車室内における前席の乗員の顔近傍へと送風される。

一方、第２エアミックスダンパ１５２が、第３リア通路１４８内において中間位置に回動し、該第３リア通路１４８に供給された第２エア（冷風）が、ヒータコア６０を通過することによって加熱されて温風となり、第４リア通路１５０を通じて下流側へと流通すると共に、前記第３リア通路１４８の開口部から冷風の第２エアが直接第４リア通路１５０内へと供給され、前記温風の第２エアと混合されて下流側に流通する。そして、モード切換ダンパ１５８の切換作用下に第５リア通路１５４を通じて第２エア（混合風）が第２ベント吹出口（図示せず）から車室内における中間席の乗員の顔近傍へと送風される。

次に、車室内における乗員の顔及び足元近傍に送風を行うバイレベルモードが選択された場合には、第１エアミックスダンパ８６が第３フロント通路８２側に若干だけ回動すると共に、ベントダンパ１０８がベントモードの場合と比較して若干だけ第１ベント吹出口１０６側へと回動した中間位置となる。そして、エバポレータ５８を通過した冷風の第１エアがバイパス通路８８を介して直接混合部９８へと供給され、前記混合部９８で第３及び第５フロント通路８２、９６を通じて供給された第１エア（混合風）と混合されて第１ベント吹出口１０６から乗員の顔近傍へと送風される。また、混合部９８から第６フロント通路１０２へと流通する第１エア（混合風）の一部が、該第６及び第７フロント通路１０２、１１０を通じて第１及び第２ヒート通路１１２、１１４にそれぞれ供給されることにより、第１及び第２ヒート吹出口（図示せず）から車室内における前席及び中間席に乗車している乗員の足元近傍に送風される。

同時に、第２エアミックスダンパ１５２が、若干だけヒータコア６０から離間する方向に回動し、且つ、モード切換ダンパ１５８が第６リア通路１５６を閉塞した状態から回動して第５リア通路１５４と第６リア通路１５６との間となる中間位置となる。そして、第２エアは、ヒータコア６０によって加熱された温風と、第３リア通路１４８から開口部を通じて前記第４リア通路１５０へと供給された冷風とが混合され、混合風として第５リア通路１５４から第２ベント吹出口を経て車室内において中間席に乗車している乗員の顔近傍に送風されると共に、第６リア通路１５６から第３及び第４ヒート吹出口を経て車室内における中間席及び後席に乗車している乗員の足元近傍に送風される。

次に、車室内において乗員の足元近傍に送風を行うヒートモードが選択された場合には、バイレベルモードの場合と比較して第１エアミックスダンパ８６がさらに第３フロント通路８２側に回動すると共に、デフロスタダンパ１０４及びベントダンパ１０８が回動してそれぞれデフロスタ吹出口１００及び第１ベント吹出口１０６を閉塞する。これにより、混合部９８で混合された第１エア（混合風）が、第６及び第７フロント通路１０２、１１０を通じて後方へと流通して第１及び第２ヒート通路１１２、１１４にそれぞれ供給され、図示しない第１及び第２ヒート吹出口から車室内における前席及び中間席における乗員の足元近傍に送風される。

一方、第２エアミックスダンパ１５２が、バイレベルモードの場合と比較してさらに開口部側に向かって回動し、且つ、モード切換ダンパ１５８が第５リア通路１５４を閉塞する。これにより、第４リア通路１５０で混合された第２エア（混合風）が、該第４リア通路１５０から第６リア通路１５６を経て第３及び第４ヒート吹出口へ供給され、車室内における中間席及び後席における乗員の足元近傍に送風される。

次に、車室内において乗員の足元近傍及びフロントウィンドウの曇りを除去するために該フロントウィンドウ近傍に送風を行うヒートデフモードについて説明する。このヒートデフモードが選択された場合には、デフロスタダンパ１０４がデフロスタ吹出口１００から離間する方向に回動し、第６フロント通路１０２の開口部との間となる中間位置となると共に、ベントダンパ１０８によって第１ベント吹出口１０６が閉塞される（図２中、二点鎖線形状）。これにより、混合部９８で混合された第１エア（混合風）の一部が、デフロスタ吹出口１００を通じて車両におけるフロントウィンドウ近傍に送風されると共に、前記第１エアの一部が、第６及び第７フロント通路１０２、１１０を経て第１及び第２ヒート通路１１２、１１４、第１及び第２ヒート吹出口（図示せず）から車室内における前席及び中間席における乗員の足元近傍に送風される。

一方、このヒートデフモードにおいて、第２エアを車室内の中間席及び後席に送風する場合には、上述したヒートモードと同様であるため、その詳細な説明を省略する。

最後に、車両におけるフロントウィンドウの曇りを除去するために該フロントウィンドウ近傍のみに送風を行うデフロスタモードについて説明する。この場合には、デフロスタダンパ１０４が、デフロスタ吹出口１００から離間するように回動して第６フロント通路１０２の開口部を閉塞し、第１エア（混合風）が混合部９８から開口したデフロスタ吹出口１００へと供給され、車両におけるフロントウィンドウ近傍に送風される。この場合、第２ブロアユニット６２を駆動させることなく、第１ブロアユニット５６から供給される第１エアのみを送風することによって対応することができる。

また、この際、通風切換ダンパ１３６を第１分離壁１３２から離間させる方向に回動させ、連通口１３４を開放すると共に、連通切換ダンパ１４６ａ（ｂ）を第２リア通路１４２ａ（ｂ）と第２フロント通路８０ａ（ｂ）とが連通するように回動させることにより、第１フロント通路７４に供給される第１エアの一部を、第１リア通路１３０側に供給する。これにより、第２ブロアユニット６２を駆動させず、第２リア通路１４２ａ、１４２ｂに第２エアが供給されない場合でも、エバポレータ５８の第２冷却部７８に第１エアの一部を通過させることができるため、前記エバポレータ５８の凍結を防止することができる。

さらに、通風切換ダンパ１３６を回動させることで第２取入口１２８を閉塞させて、第１エアが第２ブロアユニット６２へ流入することにより発生する騒音を防ぐことができる。

上述したデフロスタモードを除く各送風モードにおいて、第１ブロアファン１２０と第２ブロアファン１３８を同時に駆動させ、第１及び第２エアを所望の流量でケーシング５２内に供給している。この場合、本実施の形態では、各送風モード時に必要とされる第１エアの供給量（送風量）と、第２エアの供給量（送風量）に応じて後述する制御部１６０を介して前記第１ブロアファン１２０、第２ブロアファン１３８、及び通風切換ダンパ１３６の駆動制御を行う。そこで、先ず通風切換ダンパ１３６の駆動制御について、以下に説明する。

前記第１エアの送風量は、第１ブロアファン１２０の回転数、すなわち回転速度ｎ１に比例するが、該回転速度ｎ１は、後述する電源部１７６から、第１ファンドライバ１７０を介して第１ブロアファン１２０を回転させる第１ブロアモータ１２１へ供給される負荷電圧Ｖ１によってほぼ決定される。図６Ａに、第１ブロアファン１２０の回転速度ｎ１と第１ブロアファン１２０への負荷電圧Ｖ１との関係を示す。この場合、前記第１ブロアファン１２０の駆動開始電圧をＶａ、最大定格電圧をＶｂとすると、電圧Ｖ１がＶａ未満の場合、第１ブロアファン１２０は回転しない。また、電圧Ｖ１がＶｂより大きい場合、図示しないレギュレータ等の電圧保護回路によってＶｂまで降圧され、Ｖｂを負荷したときと同じ回転速度ｎｂで第１ブロアファン１２０は回転する。これによって、第１ブロアファン１２０に最大定格以上の電圧がかかることは阻止され、第１ブロアファン１２０及び第１ファンドライバ１７０が損壊することはない。

第２ブロアファン１３８を付勢して送風する場合も、第１ブロアファン１２０の場合と同様となり、図６Ｂに示すように、後述する電源部１７６から第２ファンドライバ１７２へ供給される負荷電圧をＶ２、回転速度をｎ２、駆動開始電圧をＶｃ、最大定格電圧をＶｄ、Ｖｄが負荷されたときの回転速度をｎｄとするが、第１ブロアファン１２０の制御と同様であるので、その詳細な説明を省略する。

図７に示すように、制御部１６０は、主たる制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１６２と、第１ブロアファン１２０を駆動させる第１ファンドライバ１７０、第２ブロアファン１３８を駆動させる第２ファンドライバ１７２、第１ファンドライバ１７０への負荷電圧Ｖ１を検出する第１電圧検出部１６４、第２ファンドライバ１７２への負荷電圧Ｖ２を検出する第２電圧検出部１６６、ダンパ機構６４を駆動させるダンパドライバ１６８、記憶部１７４としてのＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）、及びダンパドライバ１６８、第１及び第２ファンドライバ１７０、１７２の電源である電源部１７６等を有しており、上記の各機能部は、ＣＰＵ１６２がプログラムを読み込み、記憶部１７４等と共働しながらソフトウェア処理を実行することにより実現される。なお、第１ファンドライバ１７０は、回転制御装置１２４ａに含まれてもよく、第２ファンドライバ１７２は、回転制御装置１２４ｂに含まれてもよい。

記憶部１７４には、例えば、前記第１ブロアファン１２０の１回転あたりの第１エアの流量である第１エア流量Ａ１、第２ブロアファン１３８の１回転あたりの第２エアの流量である第２エア流量Ａ２、第１ブロアファン１２０の電気抵抗値Ｒ１、及び第２ブロアファン１３８の電気抵抗値Ｒ２が予め記憶されている。ただし、記憶部１７４に記憶されたデータは上述のものに限定されない。

ＣＰＵ１６２が受信した負荷電圧Ｖ２のデータが、Ｖ２＜Ｖｃの場合、すなわち第２ブロアファン１３８が回転していない（ｎ２＝ゼロ）場合は、ＣＰＵ１６２からの指示で、電源部１７６から、ダンパドライバ１６８へ電源が供給されることで、ダンパ機構６４を構成する通風切換ダンパ１３６を回動させて、第２取入口１２８を塞ぐ（図５参照）。これによって、第１フロント通路７４から、連通口１３４、第１リア通路１３０を経て、前記第１エアを第２冷却部７８へ供給することで、該第２冷却部７８表面に生じた水滴が氷結して付着することを防止することができる。また、第２取入口１２８が塞がれることによって、ケーシング５２内の空気が逆流して、第２ブロアユニット６２の第２ブロアファン１３８まで達することで発生する可能性のある、車室内の騒音を可及的に低下させることができる。

また、負荷電圧Ｖ２について、記憶部１７４にて所定の電圧値Ｖｆ（ただし、Ｖｃ＜Ｖｆ＜Ｖｄ、図６Ｂ参照）を予め設定して、ＣＰＵ１６２が受信した負荷電圧Ｖ２のデータが、Ｖｃ≦Ｖ２＜Ｖｆの場合、すなわち第２ブロアファン１３８の回転速度ｎ２が遅く設定された場合は、ＣＰＵ１６２はダンパドライバ１６８へ指示を送り、負荷電圧Ｖ２に応じて通風切換ダンパ１３６を回動させて、連通口１３４を開成し、第１ブロアファン１２０からの第１エアの一部を、第１フロント通路７４から連通口１３４と第１リア通路１３０を経てエバポレータ５８の第２冷却部７８に送ると共に、さらに、第２取入口１２８を経て第１リア通路１３０から、第２ブロアファン１３８からの前記第２エアを、前記第２冷却部７８へ供給することで、該第２冷却部７８表面に生じた水滴が氷結して付着することを防止することができる（図５参照）。

また、ＣＰＵ１６２が受信した負荷電圧Ｖ２のデータが、Ｖｆ≦Ｖ２≦Ｖｄの場合、すなわち第２ブロアファン１３８の回転速度ｎ２が十分に確保されている場合は、ＣＰＵ１６２がダンパドライバ１６８へ指示を送り、通風切換ダンパ１３６を回動させて、連通口１３４を塞ぐ（図５参照）。

なお、ＣＰＵ１６２が受信した負荷電圧Ｖ１のデータが、Ｖ１＝Ｖｂの場合は、常に、ＣＰＵ１６２がダンパドライバ１６８へ指示を送り、通風切換ダンパ１３６を回動させて、連通口１３４を塞ぐ（図５参照）。Ｖ１＝Ｖｂの場合は、例えばデフロスタモードのように、第１ブロアファン１２０を最大出力で稼動させて急速に外気を導入して、車両におけるフロントウィンドウの曇りを除去し、乗員の視界を確保する場合に好適である。

次に、第１ブロアファン１２０及び第２ブロアファン１３８の駆動制御について、以下に説明する。

第１ブロアファン１２０及び第２ブロアファン１３８の駆動制御は、ケーシング５２内に供給される前記第１エア及び第２エアの供給量（空気の流量）が必要とされる所望流量としつつ、前記第１ブロアファン１２０を駆動させる際に要する第１消費電力Ｗ１と、前記第２ブロアファン１３８を駆動させる際に要する第２消費電力Ｗ２との合計が最小となるように行う（図８中、実線Ｌ参照）。ここで、第１ブロアファン１２０を単独で駆動させたときの空気の流量は、第１エア流量Ａ１と、回転速度ｎ１との積と見なせる。なお、図６Ａにも示す通り、回転速度ｎ１は負荷電圧Ｖ１にほぼ比例する。第２ブロアファン１３８においても同様に、第２ブロアファン１３８を単独で駆動させたときの空気の流量は、第２エア流量Ａ２と、回転速度ｎ２との積であり、図６Ｂにも示す通り、回転速度ｎ２は負荷電圧Ｖ２に比例する。

また、第１ブロアファン１２０の第１消費電力Ｗ１は、負荷電圧Ｖ１の２乗に比例し、電気抵抗値Ｒ１に反比例する。同様に、第２ブロアファン１３８の第２消費電力Ｗ２は、負荷電圧Ｖ２の２乗に比例し、電気抵抗値Ｒ２に反比例する。

第１ブロアファン１２０の駆動開始電圧Ｖａ、最大定格電圧Ｖｂ、該Ｖｂが負荷されたときの回転速度ｎｂ、第１エア流量Ａ１、及び電気抵抗値Ｒ１は、前記第１ブロアファン１２０の特性で各モード毎に決まる固定値とほぼ見なすことができる。さらに、第２ブロアファン１３８の駆動開始電圧Ｖｃ、最大定格電圧Ｖｄ、該Ｖｄが負荷されたときの回転速度ｎｄ、第２エア流量Ａ２、及び電気抵抗値Ｒ２は、前記第２ブロアファン１３８の特性で各モード毎に決まる固定値とほぼ見なすことができる。従って、第１消費電力Ｗ１及び第１ブロアファン１２０を単独で駆動させたときの空気の流量は、負荷電圧Ｖ１によって決まり、また、第２消費電力Ｗ２及び第２ブロアファン１３８を単独で駆動させたときの流量は、負荷電圧Ｖ２によって決められる。すなわち、第１ブロアファン１２０及び第２ブロアファン１３８の駆動制御は、負荷電圧Ｖ１、Ｖ２を制御することによってなされる。

負荷電圧Ｖ１、Ｖ２の制御について、図９を用いて、以下に説明する。前述したように、第１電圧検出部１６４は、第１ファンドライバ１７０への負荷電圧Ｖ１を検出し、第２電圧検出部１６６は、第２ファンドライバ１７２への負荷電圧Ｖ２を検出している。

ステップＳ１において、乗員による車室内の動作によって、所望の空気の流量が変更される。車両用空調装置５０が、オフ状態からオン状態になった場合もステップＳ１が実行されることは諒解されよう。所望の空気の流量が変更されない場合は、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ２において、変更された所望の空気の流量から、制御部１６０のＣＰＵ１６２は、第１及び第２ブロアファン１２０、１３８の消費電力の合計の低減が図れるように、第１ブロアファン１２０へ負荷される適切な負荷電圧Ｖ１を算出し、算出電圧Ｖｍとする。同様に、第２ブロアファン１３８へ負荷される適切な負荷電圧Ｖ２を算出し、算出電圧Ｖｎとする。

ステップＳ３において、ＣＰＵ１６２からの指示で、電源部１７６から、第１ファンドライバ１７０へ算出電圧Ｖｍが負荷されることで、第１ブロアファン１２０の回転速度ｎ１が変更される。同様にＣＰＵ１６２からの指示で、電源部１７６から、第２ファンドライバ１７２へ算出電圧Ｖｎが負荷されることで、第２ブロアファン１３８の回転速度ｎ２が変更される。この結果、負荷電圧Ｖ１、Ｖ２を制御することで、変更された所望の空気の流量を得ることができる。

前述したように、第１消費電力Ｗ１は負荷電圧Ｖ１によって決められ、第２消費電力Ｗ２は負荷電圧Ｖ２によって決められることと、負荷電圧Ｖ１、Ｖ２を制御することによって、第１ブロアファン１２０及び第２ブロアファン１３８が駆動制御されることにより、図８に示されるように、第１ファンドライバ１７０が、第１ブロアファン１２０を単独で駆動させ（図８中、破線Ｌ１参照）、次いで、第２ファンドライバ１７２が、第２ブロアファン１３８を駆動させて（図８中、破線Ｌ２参照）所望の空気の流量を得る場合と比較し、前記第１及び第２ブロアファン１２０、１３８の消費電力の合計である、第１消費電力Ｗ１と第２消費電力Ｗ２の合計が低減されるように、前記第１及び第２ファンドライバ１７０、１７２を用いて、前記第１及び第２ブロアファン１２０、１３８を駆動制御することができ、第１及び第２エアを所望の空気の流量で効率的に供給することが可能となる。

なお、あらかじめ吹出しモードごとに回転数に応じた第１及び第２ブロアモータ１２１、１４１に印加する最適な駆動電圧データのマップを記憶部１７４に保持しておき、それに基づいて制御を行ってもよい。

以上のように、本発明の実施の形態では、第２ファンドライバ１７２への負荷電圧から、第２ブロアファン１３８の回転速度ｎ２がゼロと制御部１６０が判断した場合は、通風切換ダンパ１３６によって第２取入口１２８を塞ぐことにより、第１フロント通路７４から、連通口１３４と第１リア通路１３０を経て、第１エアを第２冷却部７８へ供給することで、該第２冷却部７８表面に生じた水滴が氷結して付着することを防止することができる。さらに、通風切換ダンパ１３６が第２取入口１２８を塞ぐことで、車室内及びケーシング５２内の空気が第１リア通路１３０と第２取入口１２８を経て第２ブロアファン１３８へと逆流することが防止されることによって、逆流した空気が第２ブロアファン１３８まで達することによる、車室内の騒音を低下させることで、乗員の快適性をより一層向上させることができる。また、第２ブロアファン１３８の回転速度ｎ２が遅く設定された場合は、通風切換ダンパ１３６を回動させて、連通口１３４を開成し、第１フロント通路７４から連通口１３４と第１リア通路１３０を経て前記第１エアの一部と共に、第２取入口１２８を経て第１リア通路１３０から第２エアを、第２冷却部７８へ供給することで、該第２冷却部７８表面に生じた水滴が氷結して付着することを防止することができる。なお、第１ブロアユニット５６が最大定格電圧Ｖｂで駆動している場合は、デフロスタモード等で、第１ブロアファン１２０を最大出力で稼動させて急速に外気を導入して、車両におけるフロントウィンドウの曇りを除去したい場合が考えられるため、第２ブロアファン１３８の回転速度ｎ２と拘りなく、通風切換ダンパ１３６によって連通口１３４を塞いで、第１ブロアユニット５６からの第１エアのすべてを、第１フロント通路７４を経て第１冷却部７６へ供給するように設定することができる。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

５０…車両用空調装置 ５２…ケーシング
５４…連結ダクト ５６…第１ブロアユニット
５８…エバポレータ ６０…ヒータコア
６２…第２ブロアユニット ６４…ダンパ機構
６６…第１分割ケーシング ６８…第２分割ケーシング
７０…センタープレート ８６…第１エアミックスダンパ
９８…混合部 １２４ａ、１２４ｂ…回転制御装置
１４６ａ、１４６ｂ…連通切換ダンパ １５２…第２エアミックスダンパ
１６０…制御部 １６２…ＣＰＵ
１６８…ダンパドライバ １７０…第１ファンドライバ
１７２…第２ファンドライバ

Claims (4)

1. 第１及び第２通路を内部に有したケーシングと、
   前記第１通路に接続され、該第１通路に対して空気を送風する第１送風機と、
   前記第２通路に接続され、該第２通路に対して空気を送風する第２送風機と、
   前記ケーシングの内部において、前記第１通路と第２通路との間に跨るように配設され、前記空気を冷却又は加熱する熱交換器と、
   前記熱交換器より上流側、且つ、前記第１通路と第２通路との間に設けられ、前記第１通路と前記第２通路との連通状態を切り換える切換ダンパと、
   を備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記第１及び第２送風機が共に駆動している際、前記切換ダンパの切換作用下に前記第１通路と前記第２通路とを連通させ、前記第１送風機から前記第１通路へと供給される空気の一部を、前記第２通路側へと流通させることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
   前記第１送風機が駆動し、且つ、前記第２送風機の駆動が停止した際、前記第１通路と前記第２通路とを連通させ、前記第１送風機から前記第１通路へと供給される空気の一部を、前記第２通路側へと流通させることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記切換ダンパは、該切換ダンパによる切換作用下に前記第１通路と前記第２通路とが連通した際、前記第２送風機と前記第２通路との連通を遮断することを特徴とする車両用空調装置。

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