JP2013241171A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フルリヒート式と称される車両用空調装置において通気抵抗を低減しエネルギ効率を向上可能な車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】空調ユニット10の内部の送風流路12の途中に設けられ、送風Wを冷却する冷却器20、及びこの冷却器20を通過した送風Wを加熱する複数の加熱器である第1加熱器41及び第2加熱器42と、送風Wが、全ての加熱器41,42を通過する状態と、送風Wが、第1加熱器41の通過を制限した状態と、を形成可能な送風切換ドア30と、を備えた車両用空調装置とした。
【選択図】図1
【解決手段】空調ユニット10の内部の送風流路12の途中に設けられ、送風Wを冷却する冷却器20、及びこの冷却器20を通過した送風Wを加熱する複数の加熱器である第1加熱器41及び第2加熱器42と、送風Wが、全ての加熱器41,42を通過する状態と、送風Wが、第1加熱器41の通過を制限した状態と、を形成可能な送風切換ドア30と、を備えた車両用空調装置とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、空調ユニット内で冷却器を通過した冷風と加熱器を通過した温風とを混合させて空調ユニットからの吹出温度を調整可能な車両用空調装置に関し、特に、フルリヒート式と称される冷風の全てを加熱器に通過させて吹出温度の調節を行うようにしたものに関する。
従来、車両用空調装置として、エアミックスドアを不要とし、その分スペース的に有利なフルリヒート式と称されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来の車両用空調装置は、空調ユニット内で冷却器を通過した空気のほぼ全てが加熱器を通過するようにし、この加熱器の熱交換量を調節することにより空調ユニット内の送風が所望の温度となるように構成されている。
この従来の車両用空調装置は、空調ユニット内で冷却器を通過した空気のほぼ全てが加熱器を通過するようにし、この加熱器の熱交換量を調節することにより空調ユニット内の送風が所望の温度となるように構成されている。
しかしながら、上述の従来技術では、加熱器による加熱量の大きさに拘わらず、全ての送風が常時加熱器を通過するために通気抵抗が大きくなり、その分、エネルギロスを招くという問題があった。
本発明は、上述の従来の問題に着目して成されたもので、フルリヒート式と称される車両用空調装置において通気抵抗を低減しエネルギ効率を向上可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために本発明は、
車室に送風を吹き出す空調ユニットと、
この空調ユニット内部の送風流路途中に設けられ、前記送風を冷却する冷却器、及びこの冷却器を通過した前記送風を加熱する複数の加熱器と、
前記送風が全ての前記加熱器を通過する状態と、前記送風が少なくとも1つの加熱器である第1加熱器の通過を制限した状態と、を形成可能な送風切換ドアと、
を備えていることを特徴とする車両用空調装置とした。
車室に送風を吹き出す空調ユニットと、
この空調ユニット内部の送風流路途中に設けられ、前記送風を冷却する冷却器、及びこの冷却器を通過した前記送風を加熱する複数の加熱器と、
前記送風が全ての前記加熱器を通過する状態と、前記送風が少なくとも1つの加熱器である第1加熱器の通過を制限した状態と、を形成可能な送風切換ドアと、
を備えていることを特徴とする車両用空調装置とした。
本発明の車両用空調装置では、必要な加熱量が小さい場合には、送風切換ドアを、送風が第1加熱器を通過するのを制限する状態とし、他の加熱器により送風を加熱することができる。
このようにすることにより、通気抵抗を抑え、エネルギ効率を向上することが可能であり、この際に必要な加熱量が小さいことにより、加熱量が不足しないようにできる。
一方、必要な加熱量が大きい場合は、送風切換ドアを、送風が第1加熱器を通過する状態とする。この場合、送風は、全ての加熱器により加熱され、通気抵抗は大きくなるが、十分な加熱量を得ることができる。
以上のように、本発明では、送風切換ドアにより、送風が第1加熱器を通過するのを制限することができるため、全ての送風が常時加熱器を通過するものと比較して、通気抵抗を低減しエネルギ効率の向上を図ることができる。
このようにすることにより、通気抵抗を抑え、エネルギ効率を向上することが可能であり、この際に必要な加熱量が小さいことにより、加熱量が不足しないようにできる。
一方、必要な加熱量が大きい場合は、送風切換ドアを、送風が第1加熱器を通過する状態とする。この場合、送風は、全ての加熱器により加熱され、通気抵抗は大きくなるが、十分な加熱量を得ることができる。
以上のように、本発明では、送風切換ドアにより、送風が第1加熱器を通過するのを制限することができるため、全ての送風が常時加熱器を通過するものと比較して、通気抵抗を低減しエネルギ効率の向上を図ることができる。
以下に、本発明の実施の形態の車両用空調装置について図面に基づいて説明する。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1の車両用空調装置の構成について説明する。
図1は実施の形態1の車両用空調装置の要部を示す構成説明図であり、空調ユニット10のハウジング11内に、送風の流れの上流側から順に、冷却器20、送風切換ドア30、第1加熱器41,第2加熱器42を備えている。
なお、空調ユニット10は、図示を省略したブロアモータにより上流の空気取入口から空気を吸入し、図示を省略したデフロスタ、ベント、フロアの各吹出口から車室に向けて送風可能に構成されている。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1の車両用空調装置の構成について説明する。
図1は実施の形態1の車両用空調装置の要部を示す構成説明図であり、空調ユニット10のハウジング11内に、送風の流れの上流側から順に、冷却器20、送風切換ドア30、第1加熱器41,第2加熱器42を備えている。
なお、空調ユニット10は、図示を省略したブロアモータにより上流の空気取入口から空気を吸入し、図示を省略したデフロスタ、ベント、フロアの各吹出口から車室に向けて送風可能に構成されている。
ハウジング11は、吹出口側の下流部13において、断面積が1/2程度に絞られた形状に形成され、下流部13の下流端部から各吹出口に繋がる複数の流路14a,14b,14cに分岐されている。
冷却器20は、図1に示すようにハウジング11内に、その送風流路12の全断面に亘って設けられ、送風Wの全量が冷却器20を通過する。この冷却器20は、送風Wを冷却するもので、図示を省略した冷凍サイクルの冷媒の蒸発時の気化熱により冷却する。なお、冷凍サイクルについては、周知であるため、実施の形態1では説明を省略するが、後述の実施の形態4にて簡単に説明する。
第1加熱器41は、送風流路12の断面積の1/2程度の大きさの面積を備え、送風流路12において、冷却器20の下流位置に、迂回路15と並列に配置されている。
この第1加熱器41として、図示を省略した水冷式エンジンの冷却水が循環されるヒータコアと称される温水加熱器を用いている。
なお、第1加熱器41と迂回路15との面積比は、図示のような1:1に限らず、後述するように送風Wが迂回路15を通すときの通気抵抗を所望の抵抗とする範囲で任意に設定することができる。
この第1加熱器41として、図示を省略した水冷式エンジンの冷却水が循環されるヒータコアと称される温水加熱器を用いている。
なお、第1加熱器41と迂回路15との面積比は、図示のような1:1に限らず、後述するように送風Wが迂回路15を通すときの通気抵抗を所望の抵抗とする範囲で任意に設定することができる。
第2加熱器42は、送風流路12の断面積が1/2程度に絞られた下流部13において、この下流部13の送風Wの全量がこの第2加熱器42を通過するように、下流部13の全断面積に亘って設けられている。そして、第2加熱器42は、迂回路15に対面するように配置されている。
また、この第2加熱器42として、通電により発熱するとともに温度制御可能なPTC(Positive Temperature Coefficientの略)ヒータなどの通電加熱器が用いられており、その最大加熱時の上限温度は、第1加熱器41の上限温度よりも高温に設定されている。
そして、両加熱器41,42の加熱性能は、両加熱器41,42の加熱量を加算したときに必要な最大加熱量が得られるように設定されている。
また、この第2加熱器42として、通電により発熱するとともに温度制御可能なPTC(Positive Temperature Coefficientの略)ヒータなどの通電加熱器が用いられており、その最大加熱時の上限温度は、第1加熱器41の上限温度よりも高温に設定されている。
そして、両加熱器41,42の加熱性能は、両加熱器41,42の加熱量を加算したときに必要な最大加熱量が得られるように設定されている。
送風切換ドア30は、第1加熱器41の上流に設置され、以下に説明する全開位置と全閉位置とにスライド移動可能に空調ユニット10に支持されている。
全閉位置は、図1に示すように、迂回路15を遮断して冷却器20を通過した送風Wの全量が、第1加熱器41を通過する位置である。
全開位置は、図2に示すように、第1加熱器41の全面を覆って、冷却器20を通過した送風Wの全量が、第1加熱器41を迂回して迂回路15を通過する位置である。このようにスライド式の送風切換ドア30を用いることにより、冷却器20と第1加熱器41との間隔を狭めて空調ユニット10をコンパクトに形成することができる。
全閉位置は、図1に示すように、迂回路15を遮断して冷却器20を通過した送風Wの全量が、第1加熱器41を通過する位置である。
全開位置は、図2に示すように、第1加熱器41の全面を覆って、冷却器20を通過した送風Wの全量が、第1加熱器41を迂回して迂回路15を通過する位置である。このようにスライド式の送風切換ドア30を用いることにより、冷却器20と第1加熱器41との間隔を狭めて空調ユニット10をコンパクトに形成することができる。
送風切換ドア30の上記の移動は、ドアアクチュエータ50が駆動することで行われ、このドアアクチュエータ50の駆動は、空調ユニット10の作動を制御するコントロールユニット60により行われる。
コントロールユニット60には、検出部70が接続されている。
この検出部70は、車両の熱量に関する空調制御に必要な各種因子を検出する各種センサが接続されているが、本実施の形態における制御に必要なセンサとして、冷却水温度を検出する冷却水温度センサ71と、送風切換ドア30の位置を検出するドア位置センサ72とが含まれる。さらに、乗員が空調制御装置の各種操作をするための操作スイッチ73からも信号が入力される。
この検出部70は、車両の熱量に関する空調制御に必要な各種因子を検出する各種センサが接続されているが、本実施の形態における制御に必要なセンサとして、冷却水温度を検出する冷却水温度センサ71と、送風切換ドア30の位置を検出するドア位置センサ72とが含まれる。さらに、乗員が空調制御装置の各種操作をするための操作スイッチ73からも信号が入力される。
次に、コントロールユニット60による、送風切換ドア30の位置の制御を、図3のフローチャートにより説明する。
このドア位置制御は、空調ユニット10の制御状態に基づいて行われる。
すなわち、夏場の始動直後のような最大冷房運転(フルクール)時を含み冷房運転(クール運転)時は、ステップS1→ステップS3の処理により、送風切換ドア30は全開位置に配置される。
このドア位置制御は、空調ユニット10の制御状態に基づいて行われる。
すなわち、夏場の始動直後のような最大冷房運転(フルクール)時を含み冷房運転(クール運転)時は、ステップS1→ステップS3の処理により、送風切換ドア30は全開位置に配置される。
一方、暖房運転時及び最大暖房運転時は、ステップS2→ステップS4の処理により、まず、冷却水温度Twoが閾値Tlimよりも高いかどうか判断し、閾値Tlim以上の場合はステップS5に進み、閾値Tlimに満たない場合は、ステップS3に進む。なお、閾値Tlimは、第1加熱器41による加熱が可能な最低温度に設定されている。
ステップS5では、現在の送風切換ドア30が全開位置であるか否か判定し、全開位置の場合はステップS6に進み、全開位置以外では、ステップS7に進む。
ステップS6では、送風切換ドア30を、全開位置から全閉位置に向けて段階的な移動を含み徐々に移動させた後、ステップS7に進む。
次のステップS7では、送風切換ドア30を全閉位置に配置させ、リターンに進む。
なお、以上の処理において、ステップS1,S2の冷房状態及び暖房状態の判断は、操作スイッチ73からの信号及びコントロールユニット60における制御状態を示す信号により行う。
ステップS6では、送風切換ドア30を、全開位置から全閉位置に向けて段階的な移動を含み徐々に移動させた後、ステップS7に進む。
次のステップS7では、送風切換ドア30を全閉位置に配置させ、リターンに進む。
なお、以上の処理において、ステップS1,S2の冷房状態及び暖房状態の判断は、操作スイッチ73からの信号及びコントロールユニット60における制御状態を示す信号により行う。
次に、実施の形態の作用を説明する。
(冷房時)
本実施の形態では、最大冷房時を含む冷房時のように必要な加熱量が小さい場合は、ステップS1→S3の処理に基づいて、送風切換ドア30が、図2に示す全開位置に配置される。
(冷房時)
本実施の形態では、最大冷房時を含む冷房時のように必要な加熱量が小さい場合は、ステップS1→S3の処理に基づいて、送風切換ドア30が、図2に示す全開位置に配置される。
したがって、冷却器20を通過した送風Wは、迂回路15を通った後、第2加熱器42のみを通過して車室へ送風される。よって、送風Wが第1加熱器41も通過する場合と比較して、通気抵抗を低く抑えることができ、しかも、第2加熱器42には、迂回路15の正面に配置されていることで、正面以外に配置されているものと比較して、通気抵抗を低く抑えることができる。
そして、この場合、送風Wを、両加熱器41,42を直列に通過させるのと比較して通気抵抗を低く抑え、エネルギ効率に優れた送風を行うことができる。
また、冷房時は、必要な加熱量が小さいため、第2加熱器42のみによる加熱であっても、必要な加熱量を得ることができる。
そして、この場合、送風Wを、両加熱器41,42を直列に通過させるのと比較して通気抵抗を低く抑え、エネルギ効率に優れた送風を行うことができる。
また、冷房時は、必要な加熱量が小さいため、第2加熱器42のみによる加熱であっても、必要な加熱量を得ることができる。
さらに、第2加熱器42としてPTCヒータを用いているため、冷房時のように必要な加熱量が少ない場合でも、エンジン冷却水を用いるものと比較して、送風Wの全流量に対して所望の加熱をムラ無く与えることができる。
すなわち、第1加熱器41のようにエンジン冷却水を用いる加熱器により、冷却水の流量制御を行って加熱量を調節する場合、特に、冷房時のように必要な加熱量が小さいときには、流量を少なく制御することになる。このような場合、加熱器において冷却水の上流側と下流側との温度差が大きくなり、場所により加熱量にムラが生じると共に、加熱量の微妙なコントロールが困難である。
本実施の形態1では、第2加熱器42にPTCヒータを用いることにより、このような問題を解決できる。
本実施の形態1では、第2加熱器42にPTCヒータを用いることにより、このような問題を解決できる。
(暖房時)
最大暖房時を含む暖房時には、ステップS2→S4→S5→S6を経て、ステップS7の処理が成されることにより、送風切換ドア30が全閉位置に配置される。
したがって、冷却器20を通過した送風Wは、その全量が第1加熱器41及び第2加熱器42を通過しして、車室へ送風される。
この場合、送風Wを、両加熱器41,42により、最大加熱量まで十分に加熱することができる。
また、このような暖房時には、その初期及び全開位置への過渡時に、以下のように動作する。
最大暖房時を含む暖房時には、ステップS2→S4→S5→S6を経て、ステップS7の処理が成されることにより、送風切換ドア30が全閉位置に配置される。
したがって、冷却器20を通過した送風Wは、その全量が第1加熱器41及び第2加熱器42を通過しして、車室へ送風される。
この場合、送風Wを、両加熱器41,42により、最大加熱量まで十分に加熱することができる。
また、このような暖房時には、その初期及び全開位置への過渡時に、以下のように動作する。
<暖房初期>
暖房初期には、エンジン始動直後などでは冷却水温度Twoが閾値Tlimよりも低い場合がある。
このような場合、ステップS4→S3の処理に基づいて、送風切換ドア30は、全開位置に配置され、送風Wは、第1加熱器41を迂回して第2加熱器42に送られ、第2加熱器42のみにより送風を加熱する。
暖房初期には、エンジン始動直後などでは冷却水温度Twoが閾値Tlimよりも低い場合がある。
このような場合、ステップS4→S3の処理に基づいて、送風切換ドア30は、全開位置に配置され、送風Wは、第1加熱器41を迂回して第2加熱器42に送られ、第2加熱器42のみにより送風を加熱する。
この第2加熱器42は、通電により加熱するPTCヒータであるため、冷却水温度Twoに関わらず送風Wを加熱することができ、暖房初期から温風を供給することができる。また、第2加熱器42は、上限値が第1加熱器41よりも高く設定されており、暖房初期から高い加熱性能を発揮できる。
<過渡期>
上記のような暖房初期からエンジン冷却水温度Twoが閾値Tlimを越えると、ステップS4でYES判定されてステップS5に進み、上記暖房初期からこのステップS5に進んだ場合は、送風切換ドア30は、全開位置に配置されておりYESと判定される。
上記のような暖房初期からエンジン冷却水温度Twoが閾値Tlimを越えると、ステップS4でYES判定されてステップS5に進み、上記暖房初期からこのステップS5に進んだ場合は、送風切換ドア30は、全開位置に配置されておりYESと判定される。
これにより進むステップS6では、送風切換ドア30を全閉位置に向けて徐々に移動させる。本実施の形態1では、全閉位置に向けて、段階的に移動させるものとする。
送風切換ドア30を、全開位置から全閉位置に向けて移動させた場合、送風Wが第2加熱器42のみを通過する状態から、両加熱器41,42を通過する状態に変化することから、通気抵抗が大きく変化し、これにより、空調ユニット10から車室への吹出風量にも変化が生じる。
送風切換ドア30を、全開位置から全閉位置に向けて移動させた場合、送風Wが第2加熱器42のみを通過する状態から、両加熱器41,42を通過する状態に変化することから、通気抵抗が大きく変化し、これにより、空調ユニット10から車室への吹出風量にも変化が生じる。
それに対して、本実施の形態では、送風切換ドア30を全開位置から全閉位置に向けて段階的に移動させるため、通気抵抗の変化も段階的に生じ、空調ユニット10から車室への吹出風量変化も徐々に生じ、乗員に違和感を与えにくい。
以下に、実施の形態1の効果を列挙する。
a)実施の形態1の車両用空調装置では、
車室に送風を吹き出す空調ユニット10と、
この空調ユニット10内部の送風流路12の途中に設けられ、送風Wを冷却する冷却器20、及びこの冷却器20を通過した送風Wを加熱する複数の加熱器である第1加熱器41及び第2加熱器42と、
送風Wが両加熱器41,42を通過する状態と、送風Wが少なくとも1つの加熱器である第1加熱器41の通過を制限した状態と、を形成可能な送風切換ドア30と、
を備えていることを特徴とする。
したがって、送風切換ドア30を第1加熱器41の通過を制限した状態では、この通過を制限しない状態に比べ、通気抵抗を低く抑え、エネルギ効率を向上できる。
a)実施の形態1の車両用空調装置では、
車室に送風を吹き出す空調ユニット10と、
この空調ユニット10内部の送風流路12の途中に設けられ、送風Wを冷却する冷却器20、及びこの冷却器20を通過した送風Wを加熱する複数の加熱器である第1加熱器41及び第2加熱器42と、
送風Wが両加熱器41,42を通過する状態と、送風Wが少なくとも1つの加熱器である第1加熱器41の通過を制限した状態と、を形成可能な送風切換ドア30と、
を備えていることを特徴とする。
したがって、送風切換ドア30を第1加熱器41の通過を制限した状態では、この通過を制限しない状態に比べ、通気抵抗を低く抑え、エネルギ効率を向上できる。
b)実施の形態1の車両用空調装置では、
複数の加熱器の1つには駆動源用の冷却水の熱により送風Wを加熱する温水加熱器である第1加熱器41を用いた。
従来から一般的な既存の空調ユニット10のシステムを用いることができ、原価低減を図ることができる。
複数の加熱器の1つには駆動源用の冷却水の熱により送風Wを加熱する温水加熱器である第1加熱器41を用いた。
従来から一般的な既存の空調ユニット10のシステムを用いることができ、原価低減を図ることができる。
c)実施の形態1の車両用空調装置では、
複数の加熱器の1つには通電による発熱により送風Wを加熱する通電加熱器である第2加熱器42を用いた。
したがって、加熱初期の立ち上がり性能に優れ、速暖性に優れる。加えて、送風量が少ないときでも、ムラ無く、かつ、高い温度調節性能を得ることができる。
そして、通電加熱器である第2加熱器42を、送風切換ドア30により送風Wの通過を制限されない加熱器として用いたため、上記速暖効果、少風量でもムラ無く、高い温度調節性能を得る効果を、常に得ることができる。
しかも、通電加熱器である第2加熱器42は、第1加熱器41よりも最大加熱時の上限温度を高く設定した。
このため、送風Wを、第2加熱器42のみに通過させる状態でも、高い加熱性能を得ることができる。
複数の加熱器の1つには通電による発熱により送風Wを加熱する通電加熱器である第2加熱器42を用いた。
したがって、加熱初期の立ち上がり性能に優れ、速暖性に優れる。加えて、送風量が少ないときでも、ムラ無く、かつ、高い温度調節性能を得ることができる。
そして、通電加熱器である第2加熱器42を、送風切換ドア30により送風Wの通過を制限されない加熱器として用いたため、上記速暖効果、少風量でもムラ無く、高い温度調節性能を得る効果を、常に得ることができる。
しかも、通電加熱器である第2加熱器42は、第1加熱器41よりも最大加熱時の上限温度を高く設定した。
このため、送風Wを、第2加熱器42のみに通過させる状態でも、高い加熱性能を得ることができる。
d)実施の形態1の車両用空調装置では、
第1加熱器41と第2加熱器42とを直列に配置し、空調ユニット10に、送風Wが第1加熱器41を迂回する迂回路15を設けた。
したがって、両加熱器41,42を並列配置して加熱するものと比較して、最大加熱量に対する両加熱器41,42の1個当たりの加熱量を抑えて、効率的な加熱が可能である。
第1加熱器41と第2加熱器42とを直列に配置し、空調ユニット10に、送風Wが第1加熱器41を迂回する迂回路15を設けた。
したがって、両加熱器41,42を並列配置して加熱するものと比較して、最大加熱量に対する両加熱器41,42の1個当たりの加熱量を抑えて、効率的な加熱が可能である。
e)実施の形態1の車両用空調装置では、
第1加熱器41は、温水加熱器であり、
第2加熱器42は、通電加熱器であるPTCヒータであり、
送風切換ドア30を移動させるドアアクチュエータ50と、このドアアクチュエータ50の駆動を制御するコントロールユニット60と、を備え、
コントロールユニット60は、送風切換ドア30を、前記通過を制限した状態である全開位置から通過する状態である全閉位置に切り換える際には、冷却水温度Twoを検出する冷却水温度センサ71からの信号に基づき、冷却水温度Twoが閾値(設定温度)Tlimに満たないときは、送風切換ドア30を、全開位置に維持し、冷却水温度Twoが閾値(設定温度)Tlimを越えてから、全閉位置に移動させることを特徴とする。
したがって、冷却水温度Twoが低いときには、送風Wを、第1加熱器41を迂回させることにより、エンジン冷却水の温度上昇を促進させつつ、第2加熱器42により速暖性を確保することができる。
第1加熱器41は、温水加熱器であり、
第2加熱器42は、通電加熱器であるPTCヒータであり、
送風切換ドア30を移動させるドアアクチュエータ50と、このドアアクチュエータ50の駆動を制御するコントロールユニット60と、を備え、
コントロールユニット60は、送風切換ドア30を、前記通過を制限した状態である全開位置から通過する状態である全閉位置に切り換える際には、冷却水温度Twoを検出する冷却水温度センサ71からの信号に基づき、冷却水温度Twoが閾値(設定温度)Tlimに満たないときは、送風切換ドア30を、全開位置に維持し、冷却水温度Twoが閾値(設定温度)Tlimを越えてから、全閉位置に移動させることを特徴とする。
したがって、冷却水温度Twoが低いときには、送風Wを、第1加熱器41を迂回させることにより、エンジン冷却水の温度上昇を促進させつつ、第2加熱器42により速暖性を確保することができる。
f)実施の形態1の車両用空調装置では、
送風切換ドア30を移動させるドアアクチュエータ50と、このドアアクチュエータ50の駆動を制御するコントロールユニット60と、を備え、
コントロールユニット60は、送風切換ドア30を、通過を制限した全開位置から、前記通過する状態である全閉位置に切り換える際には、制限状態を徐々に解除するよう移動させることを特徴とする。
このように、送風切換ドア30の制限状態を徐々に解除することにより、第1加熱器41を通過する送風Wも徐々に増えるため、この通過による通気抵抗も徐々に増える。したがって、通気抵抗の増加による空調ユニット10からの吹出風量変化も徐々に生じ、送風切換ドア30を一気に全閉位置に移動させるものと比較して、風量変化による違和感を乗員に与えにくくなる。
送風切換ドア30を移動させるドアアクチュエータ50と、このドアアクチュエータ50の駆動を制御するコントロールユニット60と、を備え、
コントロールユニット60は、送風切換ドア30を、通過を制限した全開位置から、前記通過する状態である全閉位置に切り換える際には、制限状態を徐々に解除するよう移動させることを特徴とする。
このように、送風切換ドア30の制限状態を徐々に解除することにより、第1加熱器41を通過する送風Wも徐々に増えるため、この通過による通気抵抗も徐々に増える。したがって、通気抵抗の増加による空調ユニット10からの吹出風量変化も徐々に生じ、送風切換ドア30を一気に全閉位置に移動させるものと比較して、風量変化による違和感を乗員に与えにくくなる。
(他の実施の形態)
以下に、他の実施の形態について説明するが、これら他の実施の形態は、実施の形態1の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施の形態1あるいは他の実施の形態において共通する構成については同じ符号を付けることで説明を省略するとともに、作用効果についても実施の形態1と共通する説明は省略する。
以下に、他の実施の形態について説明するが、これら他の実施の形態は、実施の形態1の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施の形態1あるいは他の実施の形態において共通する構成については同じ符号を付けることで説明を省略するとともに、作用効果についても実施の形態1と共通する説明は省略する。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2の車両用空調装置について説明する。
実施の形態2では、実施の形態1と第2加熱器242の配置が異なると共に、回動タイプの送風切換ドア230を用いた例である。
次に、実施の形態2の車両用空調装置について説明する。
実施の形態2では、実施の形態1と第2加熱器242の配置が異なると共に、回動タイプの送風切換ドア230を用いた例である。
すなわち、実施の形態2では、図4に示すように、第1加熱器41と、第2加熱器242とを、送風流路212に並列に配置している。
そして、送風切換ドア230は、回動による移動により、図において実線により示しているように、第2加熱器242側の通路を全開として第1加熱器41へ向かう送風Wを遮断した半加熱位置(実施の形態1の全開位置に相当する)と、図において二点鎖線で示すように、送風方向に沿うように配置して、送風Wが両加熱器41,242を通過するようにした全加熱位置(実施の形態1の全閉位置に相当する)とに移動可能となっている。
そして、送風切換ドア230は、回動による移動により、図において実線により示しているように、第2加熱器242側の通路を全開として第1加熱器41へ向かう送風Wを遮断した半加熱位置(実施の形態1の全開位置に相当する)と、図において二点鎖線で示すように、送風方向に沿うように配置して、送風Wが両加熱器41,242を通過するようにした全加熱位置(実施の形態1の全閉位置に相当する)とに移動可能となっている。
したがって、実施の形態1においてステップS3の処理を行う状況(冷房時)には、送風切換ドア230を半加熱位置に配置して、第2加熱器242のみによる加熱を行う。
一方、実施の形態1においてステップS7の処理を行う状況(暖房時)には、送風切換ドア230を、全加熱位置に配置して両加熱器41,242による加熱を行う。
一方、実施の形態1においてステップS7の処理を行う状況(暖房時)には、送風切換ドア230を、全加熱位置に配置して両加熱器41,242による加熱を行う。
この両加熱器41,242による加熱を行う際に、送風流路212の上下に温度差を付けてバイレベルモードの送風に最適の温度設定を行うことができる。
具体的には、ベント吹出口に供給される送風Wが相対的に多く流れる加熱器、例えば、第2加熱器242の加熱量を相対的に少なくし、フット吹出口に供給される送風Wが相対的に多く流れる加熱器、例えば、第1加熱器41の加熱量を相対的に多くする。
具体的には、ベント吹出口に供給される送風Wが相対的に多く流れる加熱器、例えば、第2加熱器242の加熱量を相対的に少なくし、フット吹出口に供給される送風Wが相対的に多く流れる加熱器、例えば、第1加熱器41の加熱量を相対的に多くする。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3の車両用空調装置について説明する。
実施の形態3では、図5に示すように、第1加熱器41と第2加熱器42との配置は、実施の形態1と同様である。
また、空調ユニット310には、第1加熱器41の迂回路と、第2加熱器42の迂回路315とが形成されている。
次に、実施の形態3の車両用空調装置について説明する。
実施の形態3では、図5に示すように、第1加熱器41と第2加熱器42との配置は、実施の形態1と同様である。
また、空調ユニット310には、第1加熱器41の迂回路と、第2加熱器42の迂回路315とが形成されている。
さらに、送風Wが第1加熱器41へ通過する状態と通過しない状態とを形成する送風切換ドア(以下、第1送風切換ドアとする)331に加え、第2加熱器42に、第2送風切換ドア332が設けられている。第2送風切換ドア332は、送風Wが第2加熱器42を通過する状態(図において二点鎖線で示す状態であり、これを全閉位置とする)と、送風Wが第2加熱器42を通過せずに迂回路315へ迂回する状態(図において実線で示す状態であり、これを全開位置とする)と、に移動可能とされている。
この実施の形態3では、冷房時において特に最大冷房時は、第1送風切換ドア331及び第2送風切換ドア332を全開位置に配置する。
したがって、冷却器20を通過した送風Wは、両加熱器41,42を通過せずに車室に供給されるため、実施の形態1よりも通気抵抗を低く抑えることができる。
したがって、冷却器20を通過した送風Wは、両加熱器41,42を通過せずに車室に供給されるため、実施の形態1よりも通気抵抗を低く抑えることができる。
一方、最大冷房時を除く冷房時は、第1送風切換ドア331を全開位置に配置し、さらに、第2送風切換ドア332は、全閉位置に配置する。
したがって、送風Wは、第2加熱器42のみを通過し、実施の形態1と同様に通気抵抗を低減しながら、送風Wの加熱を行うことができる。
したがって、送風Wは、第2加熱器42のみを通過し、実施の形態1と同様に通気抵抗を低減しながら、送風Wの加熱を行うことができる。
なお、暖房時においては、第2送風切換ドア332を全開位置に保ったまま、第1送風切換ドア331について実施の形態1と同様に全開位置に配置する。これにより、送風Wは、実施の形態1と同様に、両加熱器41,42を通過して、十分な加熱性能を得ることができる。
なお、第1送風切換ドア331を全開位置から全閉位置へ移動させる際には、実施の形態1で示したように、冷却水温度Twoに応じた制御並びに徐々に移動させる制御を実行するのが好ましい。
さらに、第2送風切換ドア332についても、徐々に開度を変更させることにより、車室への吹出風量変化を抑えて、乗員に違和感を与えないようにするのが好ましい。
さらに、第2送風切換ドア332についても、徐々に開度を変更させることにより、車室への吹出風量変化を抑えて、乗員に違和感を与えないようにするのが好ましい。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4の車両用空調装置について説明する。
実施の形態4では、第2加熱器42として、サブコンデンサを用いた例である。
図6は冷却器20が設けられた冷凍サイクル400を示している。
冷凍サイクル400は、冷媒通路450に、圧縮機420、コンデンサ430、減圧器440、冷却器20を順に配置している。
次に、実施の形態4の車両用空調装置について説明する。
実施の形態4では、第2加熱器42として、サブコンデンサを用いた例である。
図6は冷却器20が設けられた冷凍サイクル400を示している。
冷凍サイクル400は、冷媒通路450に、圧縮機420、コンデンサ430、減圧器440、冷却器20を順に配置している。
圧縮機420は、車両のエンジンルーム(図示省略)に配置されてエンジン(図示省略)により駆動され、低圧冷媒を吸入し、高温高圧に圧縮して吐出する。
コンデンサ430は、エンジンルーム(図示省略)に配置されて、圧縮機420により高温高圧に圧縮された冷媒を、外気との熱交換により冷却して液化する。なお、コンデンサ430には、リキッドタンク431が設けられ、内部には、冷媒を濾過するフィルタ(図示省略)が設けられている。
減圧器440は、コンデンサ430から送られる高圧の液状冷媒を減圧して低温・低圧の液状冷媒とする。
冷却器20は、空調ユニット10内の送風Wと熱交換を行うことで、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて、低温・低圧のガス冷媒とする。
コンデンサ430は、エンジンルーム(図示省略)に配置されて、圧縮機420により高温高圧に圧縮された冷媒を、外気との熱交換により冷却して液化する。なお、コンデンサ430には、リキッドタンク431が設けられ、内部には、冷媒を濾過するフィルタ(図示省略)が設けられている。
減圧器440は、コンデンサ430から送られる高圧の液状冷媒を減圧して低温・低圧の液状冷媒とする。
冷却器20は、空調ユニット10内の送風Wと熱交換を行うことで、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて、低温・低圧のガス冷媒とする。
冷凍サイクル400には、コンデンサ430と並列にサブコンデンサ442が設けられており、このサブコンデンサ442は、第1分岐部451と第2分岐部452によりコンデンサ430を迂回する迂回路453に設けられている。
そして、第1分岐部451には、三方弁401が設けられ、第2分岐部452には逆止弁402が設けられ、圧縮機420を通過した高温高圧の冷媒が、両コンデンサ430,442に選択的、あるいは両コンデンサ430,442の流量を可変に供給可能となっている。
サブコンデンサ442は、第2加熱器として空調ユニット410の第1加熱器41の下流に設置され、空調ユニット410の送風Wと高温高圧の冷媒と熱交換し、冷媒を冷却液化する一方、送風Wを加熱する。
したがって、実施の形態4では、冷凍サイクル400を駆動させて、サブコンデンサ442による熱交換により送風Wを加熱することができる。
このように、実施の形態4は、冷凍サイクル400の発熱を利用するため、エネルギ効率に優れる。
このように、実施の形態4は、冷凍サイクル400の発熱を利用するため、エネルギ効率に優れる。
(実施の形態5)
次に、実施の形態5の車両用空調装置について説明する。
この実施の形態5の車両用空調装置は、図8に示す空調ユニット510から車室に吹き出す送風吹出温度を、左右で独立して調節可能とした例である。
次に、実施の形態5の車両用空調装置について説明する。
この実施の形態5の車両用空調装置は、図8に示す空調ユニット510から車室に吹き出す送風吹出温度を、左右で独立して調節可能とした例である。
この実施の形態5では、図8に示すように、第1加熱器41および左右送風切換ドア30L,30Rよりも送風方向の下流位置にセンタプレート501が設けられている。このセンタプレート501は、図8において矢印YR方向から見た図である図9に示すように、空調ユニット510内を左右に区画して、左右に独立した独立送風流路としての左側送風流路10Lと右側送風流路10Rとを形成している。
さらに、図10に示すように、送風切換ドアとして、左側送風流路10Lの上流に左側送風切換ドア30Lが設けられているとともに、右側送風流路10Rの上流に右側送風切換ドア30Rが設けられている。そして、各送風切換ドア30L,30Rを独立して回動させる左側ドアアクチュエータ50Lおよび右側ドアアクチュエータ50Rが設けられている。
また、第2加熱器542は、図9に示すように、左側送風流路10Lに配置された左側通電領域42Lと、右側送風流路10Rに配置された右側通電領域42Rとの2つの通電領域に独立して通電可能に形成されている。なお、両通電領域42L,42Rおよび両ドアアクチュエータ50L,50Rは、それぞれ、図10に示すコントロールユニット560により独立して温度制御される。
よって、各送風切換ドア30L,30Rを独立して開度を調節するとともに、両通電領域42L,42Rを独立して制御することにより、車室の左右で、すなわち、図示を省略した運転席側と助手席側とで吹出温度を異ならせることができる。
そこで、コントロールユニット560の検出部70に含まれる設定手段として、左右独立して温度設定可能に右側温度設定スイッチ73Rと左側温度設定スイッチ73Lとが設けられている。
これらの両温度設定スイッチ73R,73Lを含む検出部70の信号を入力するコントロールユニット560は、このように左右の吹出温度を独立して調節するために、図11〜図13のフローチャートに示す吹出温度制御を実行する。
このフローチャートにおいて、ステップS501では、各温度設定スイッチ73R,73Lの操作に基づいて演算された右側目標温度To_drと左側目標温度To_asとが等しいか否か判定し、等しい場合はステップS502に進み、等しくない場合はステップS503に進む。
このフローチャートにおいて、ステップS501では、各温度設定スイッチ73R,73Lの操作に基づいて演算された右側目標温度To_drと左側目標温度To_asとが等しいか否か判定し、等しい場合はステップS502に進み、等しくない場合はステップS503に進む。
左右目標温度To_dr,To_asが等しい場合に進むステップS502では、通常制御を実行した後、リターンに進む。なお、通常制御とは、実施の形態1において実施する図3のフローチャートに示す送風切換ドアの位置制御であって、この場合、左右送風切換ドア30L,30Rは、1枚のドアのように同期制御する。
一方、左右目標温度To_dr,To_asが異なる場合に進むステップS503では、右側目標温度To_drが左側目標温度To_asよりも高いか否か判定し、右側目標温度To_drの方が高い場合は、図12に示すステップS520に進み、それ以外は図13に示すステップS540に進む。
そこで、以下に、図12に示すステップS520以降の処理について説明する。
右側目標温度To_drの方が高い場合に進む図12のステップS520では、低い方の左側目標温度To_asが、第2加熱器542の左側通電領域42Lのみの熱量で調整可能であるか否か判定し、左側通電領域42Lのみで調整可能な場合はステップS521に進み、左側通電領域42Lのみで調整できない場合は、ステップS531に進む。
ステップS520において左側通電領域42Lのみで調整可能な場合に進むステップS521では、左側送風切換ドア30Lを全開(第1加熱器41迂回)とし、さらに、次のステップS522に進んで、左側通電領域42Lに通電して左側目標温度To_asに向けて調整した上で、ステップS523に進む。
ステップS523では、左側目標温度To_asよりも高温の右側目標温度To_drが、第2加熱器542の右側通電領域42Rのみへの通電で調整可能か否か判定し、右側通電領域42Rのみで調整可能な場合はステップS524に進み、右側通電領域42Rのみで不足する場合はステップS526に進む。
ステップS523において右側通電領域42Rのみで調整可能な場合に進むステップS524では、右側送風切換ドア30Rを全開とし、さらに、次のステップS525にて、右側通電領域42Rに通電(ON)して右側目標温度To_drに調整し、リターンに進む。
ステップS523において右側通電領域42Rのみで不足する場合に進むステップS526では、右側送風切換ドア30Rを全閉とした後、ステップS527に進む。
ステップS527では、右側目標温度To_drは第1加熱器41のみの加熱量で調整可能であるか判定し、第1加熱器41のみで調整可能な場合はステップS528に進み、第1加熱器41のみでは調整不可能な場合はステップS529に進む。
そして、ステップS527において第1加熱器41のみで調整可能な場合に進むステップS528では、第1加熱器41により右側目標温度To_drに調整した後、リターンに進む。
ステップS527では、右側目標温度To_drは第1加熱器41のみの加熱量で調整可能であるか判定し、第1加熱器41のみで調整可能な場合はステップS528に進み、第1加熱器41のみでは調整不可能な場合はステップS529に進む。
そして、ステップS527において第1加熱器41のみで調整可能な場合に進むステップS528では、第1加熱器41により右側目標温度To_drに調整した後、リターンに進む。
一方、ステップS527において第1加熱器41のみでは調整不可能な場合に進むステップS529では、第1加熱器41を最高温度に調整した後、さらにステップS530に進んで右側通電領域42Rに通電(ON)し、第1加熱器41のみでは不足する熱量に調整することにより右側目標温度To_drに調整し、リターンに進む。
また、ステップS520において、左側目標温度To_asが左側通電領域42Lの作動のみで足りない場合に進むステップS531では、左側送風切換ドア30Lを全閉とし、さらにステップS532に進んで、右側送風切換ドア30Rも全閉とした後、図11のステップS504に進む。
次に、図11に示すステップS503においてNOと判定された場合に進む図13のステップS540以降の処理について説明する。
ステップS540では、低い方の右側目標温度To_drが、右側通電領域42Rのみで調整可能であるか否か判定し、右側通電領域42Rのみで調整可能な場合はステップS541に進み、右側通電領域42Rのみで調整できない場合は、ステップS551に進む。
ステップS540において右側通電領域42Rのみで調整可能な場合に進むステップS541では、右側送風切換ドア30Rを全開とし、さらに、次のステップS542に進んで、右側通電領域42Rに通電(ON)して右側目標温度To_drに向けて調整した上で、ステップS543に進む。
ステップS543では、右側目標温度To_drよりも高温の左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみで調整可能か否か判定し、左側通電領域42Lのみで調整可能な場合はステップS544に進み、左側通電領域42Lのみで調整できない場合はステップS546に進む。
ステップS543において左側通電領域42Lのみで調整可能な場合に進むステップS544では、左側送風切換ドア30Lを全開とし、さらに、次のステップS545にて、左側通電領域42Lに通電(ON)して左側目標温度To_asに調整し、リターンに進む。
ステップS543において左側通電領域42Lのみで調整できない場合に進むステップS546では、左側送風切換ドア30Lを全閉とした後、ステップS547に進む。
ステップS547では、左側目標温度To_asは第1加熱器41のみで調整可能であるか判定し、第1加熱器41のみで調整可能な場合はステップS548に進み、第1加熱器41のみでは調整不可能な場合はステップS549に進む。
ステップS547では、左側目標温度To_asは第1加熱器41のみで調整可能であるか判定し、第1加熱器41のみで調整可能な場合はステップS548に進み、第1加熱器41のみでは調整不可能な場合はステップS549に進む。
そして、ステップS547において第1加熱器41のみで調整可能な場合に進むステップS548では、第1加熱器41により左側目標温度To_asに調整した後、リターンに進む。
一方、ステップS547において第1加熱器41のみでは調整不可能な場合に進むステップS549では、第1加熱器41を最高温度に調整した後、さらにステップS550に進んで左側通電領域42Lに通電(ON)して、第1加熱器41のみでは不足する熱量に調整することにより左側目標温度To_asに調整し、リターンに進む。
また、ステップS540において、右側目標温度To_drが右側通電領域42Rのみで調整できない場合に進むステップS551では、右側送風切換ドア30Rを全閉とし、さらにステップS552に進んで、左側送風切換ドア30Lも全閉とした後、図11のステップS509に進む。
左側目標温度To_asを左側通電領域42Lのみで調整できない場合に、両送風切換ドア30L,30Rを全閉とした後に図12のステップS532から進む図11のステップS504では、左側目標温度To_asが、第1加熱器41のみで調節可能であるか否か判定し、第1加熱器41のみで調節可能な場合はステップS505に進み、調節不可能な場合はステップS507に進む。
第1加熱器41のみで調節可能な場合に進むステップS505では、第1加熱器41を左側目標温度To_asに調整した後、ステップS506に進む。
そして、ステップS506では、左側通電領域42LはOFFとする一方、右側通電領域42Rは通電(ON)し、右側目標温度To_drと左側目標温度To_asとの差分に相当する加熱を行った後、リターンに進む。
そして、ステップS506では、左側通電領域42LはOFFとする一方、右側通電領域42Rは通電(ON)し、右側目標温度To_drと左側目標温度To_asとの差分に相当する加熱を行った後、リターンに進む。
一方、ステップS504にて低温側の左側目標温度To_asが、第1加熱器41のみで調節できない場合に進むステップS507では、第1加熱器41を最高温度に調節した後、ステップS508に進む。
そして、このステップS508では、左側通電領域42Lは、第1加熱器41の不足分の加熱が得られるよう相対的に小出力で作動させ、一方、右側通電領域42Rは、その不足分に、さらに左右の目標温度差相当分を加えた分を加熱すべく通電(ON)した後、リターンに進む。
そして、このステップS508では、左側通電領域42Lは、第1加熱器41の不足分の加熱が得られるよう相対的に小出力で作動させ、一方、右側通電領域42Rは、その不足分に、さらに左右の目標温度差相当分を加えた分を加熱すべく通電(ON)した後、リターンに進む。
右側目標温度To_drを右側通電領域42Rのみで調整できない場合に、両送風切換ドア30L,30Rを全閉とした後に図13のステップS552から進む図11のステップS509では、右側目標温度To_drが、第1加熱器41のみで調節可能であるか否か判定し、第1加熱器41のみで調節可能な場合はステップS510に進み、調節不可能な場合はステップS512に進む。
第1加熱器41のみで調節可能な場合に進むステップS510では、第1加熱器41を右側目標温度To_drに調整した後、ステップS511に進む。
そして、ステップS511では、右側通電領域42RはOFFとする一方、左側通電領域42Lは、左側目標温度To_asと右側目標温度To_drとの差分を加熱するべく通電(ON)した後、リターンに進む。
そして、ステップS511では、右側通電領域42RはOFFとする一方、左側通電領域42Lは、左側目標温度To_asと右側目標温度To_drとの差分を加熱するべく通電(ON)した後、リターンに進む。
一方、ステップS509にて低温側の右側目標温度To_drが、第1加熱器41のみで調節できない場合に進むステップS512では、第1加熱器41を最高温度に調節した後、ステップS513に進む。
そして、このステップS513では、右側通電領域42Rは、第1加熱器41の不足分の発熱量が得られるよう相対的に小出力で通電(ON)し、一方、左側通電領域42Lは、その不足分に、左右の目標温度差相当分を加えた分の発熱量を得るべく、相対的に大出力で通電(ON)した後、リターンに進む。
そして、このステップS513では、右側通電領域42Rは、第1加熱器41の不足分の発熱量が得られるよう相対的に小出力で通電(ON)し、一方、左側通電領域42Lは、その不足分に、左右の目標温度差相当分を加えた分の発熱量を得るべく、相対的に大出力で通電(ON)した後、リターンに進む。
(実施の形態5の作用)
以下に、実施の形態5の車両用空調装置の動作を、場合分けして説明する。
(右側目標温度To_drが左側目標温度To_asよりも高い場合)
右側目標温度To_drが左側目標温度To_asよりも高い場合には、低温側の左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみにより調整可能か否かで動作が異なる。そこで、左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみにより調整可能か否かで場合わけして説明する。
以下に、実施の形態5の車両用空調装置の動作を、場合分けして説明する。
(右側目標温度To_drが左側目標温度To_asよりも高い場合)
右側目標温度To_drが左側目標温度To_asよりも高い場合には、低温側の左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみにより調整可能か否かで動作が異なる。そこで、左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみにより調整可能か否かで場合わけして説明する。
・左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみで調整可能な場合
この場合、さらに高温側の右側目標温度To_drが右側通電領域42Rのみにより調整可能か否かで動作が異なる。
右側目標温度To_drが右側通電領域42Rのみにより調整可能な場合は、ステップS520→S521→S522→S523→S524→S525の処理に基づいて、図14に示すように、両送風切換ドア30L,30Rを全開に制御する。そして、左側通電領域42Lに通電(ON)して左側目標温度To_asに調整し、かつ、右側通電領域42Rに通電(ON)して右側目標温度To_drに調整する。
この場合、さらに高温側の右側目標温度To_drが右側通電領域42Rのみにより調整可能か否かで動作が異なる。
右側目標温度To_drが右側通電領域42Rのみにより調整可能な場合は、ステップS520→S521→S522→S523→S524→S525の処理に基づいて、図14に示すように、両送風切換ドア30L,30Rを全開に制御する。そして、左側通電領域42Lに通電(ON)して左側目標温度To_asに調整し、かつ、右側通電領域42Rに通電(ON)して右側目標温度To_drに調整する。
このように、左右目標温度To_as,To_drが何れも、第2加熱器42の左右通電領域42L,42Rの加熱により調整可能な場合は、両送風切換ドア30L,30Rは、全開に制御されて、送風Wは第1加熱器41を迂回してそれぞれ左右通電領域42L,42Rにより加熱される。
一方、高温側の右側目標温度To_drが右側通電領域42Rのみにより調整できない場合は、ステップS520→S521→S522→S523→S526の処理に基づいて、図15に示すように、左側送風切換ドア30Lを全開に制御する一方、右側送風切換ドア30Rを全閉に制御する。
そして、第1加熱器41は、右側目標温度To_drに調整され、また、第1加熱器41を最高温度にしても右側目標温度To_drを得ることができない場合は、さらに、右側通電領域42Rに通電(ON)する。
したがって、左側送風流路10Lでは、送風Wは、第1加熱器41を迂回し、第2加熱器542の左側通電領域42Lのみで加熱される。
一方、右側送風流路10Rでは、送風Wは、第1加熱器41を通過して加熱し、第1加熱器41の加熱で足りない場合は、さらに第2加熱器42の右側通電領域42Rにより加熱される。
一方、右側送風流路10Rでは、送風Wは、第1加熱器41を通過して加熱し、第1加熱器41の加熱で足りない場合は、さらに第2加熱器42の右側通電領域42Rにより加熱される。
・左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみで調整できない場合。
低温側の左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみで調整できない場合は、さらに左側目標温度To_asが第1加熱器41のみにより調整可能か否かで動作が異なる。
左側目標温度To_asが第1加熱器41のみにより調整可能な場合は、ステップS520→S531→S532→S504→S505→S506の処理に基づいて、図16に示すように、両送風切換ドア30L,30Rを全閉に制御する。そして、第1加熱器41を左側目標温度To_asに調整し、左側通電領域42Lを非通電(OFF)とする。また、右側通電領域42Rに通電(ON)して、右側目標温度To_drに調整する。
低温側の左側目標温度To_asが、左側通電領域42Lのみで調整できない場合は、さらに左側目標温度To_asが第1加熱器41のみにより調整可能か否かで動作が異なる。
左側目標温度To_asが第1加熱器41のみにより調整可能な場合は、ステップS520→S531→S532→S504→S505→S506の処理に基づいて、図16に示すように、両送風切換ドア30L,30Rを全閉に制御する。そして、第1加熱器41を左側目標温度To_asに調整し、左側通電領域42Lを非通電(OFF)とする。また、右側通電領域42Rに通電(ON)して、右側目標温度To_drに調整する。
したがって、送風Wは、まず、第1加熱器41を通って左側目標温度To_asまで加熱された後、左側送風流路10Lでは、左側通電領域42LをOFFとして、そのまま通過させる。一方、右側送風流路10Rでは、第1加熱器41により左側目標温度To_asに加熱された送風を、さらに第2加熱器542の右側通電領域42Rにより加熱して右側目標温度To_drに調整する。
また、左側目標温度To_asが第1加熱器41のみにより調整できない場合は、ステップS520→S531→S532→S504→S507→S508の処理に基づいて、図17に示すように、両送風切換ドア30L,30Rを全閉に制御し、第1加熱器41を最高温度に調整する。そして、第2加熱器542の左側通電領域42Lに通電(ON)させるとともに、右側通電領域42Rに通電(ON)させる。また、この場合、左側通電領域42Lは右側通電領域42Rに比べて、小加熱作動となる。
(左側目標温度To_asが右側目標温度To_drよりも高い場合)
この左側目標温度To_asが右側目標温度To_drよりも高い場合には、上述した右側目標温度To_drが左側目標温度To_asよりも高い場合と、制御内容が左右逆になるものであるので、簡単に説明する。
(左側目標温度To_asが右側目標温度To_drよりも高い場合)
この左側目標温度To_asが右側目標温度To_drよりも高い場合には、上述した右側目標温度To_drが左側目標温度To_asよりも高い場合と、制御内容が左右逆になるものであるので、簡単に説明する。
この場合、低温側の右側目標温度To_drが、右側通電領域42Rのみにより調整可能か否かで動作が異なる。
・右側目標温度To_drが、右側通電領域42Rのみで調整可能な場合
この場合、左側目標温度To_asが左側通電領域42Lのみにより調整可能な場合は、ステップS540→S541→S542→S543→S544→S545の処理に基づいて、両送風切換ドア30L,30Rを全開に制御する。そして、第2加熱器542の右側通電領域42Rに通電(ON)して右側目標温度To_drに調整し、かつ、左側通電領域42Lに通電(ON)して左側目標温度To_asに調整する。
・右側目標温度To_drが、右側通電領域42Rのみで調整可能な場合
この場合、左側目標温度To_asが左側通電領域42Lのみにより調整可能な場合は、ステップS540→S541→S542→S543→S544→S545の処理に基づいて、両送風切換ドア30L,30Rを全開に制御する。そして、第2加熱器542の右側通電領域42Rに通電(ON)して右側目標温度To_drに調整し、かつ、左側通電領域42Lに通電(ON)して左側目標温度To_asに調整する。
このように、左右目標温度To_as,To_drが何れも、左右通電領域42L,42Rの加熱により調整可能な場合は、両送風切換ドア30L,30Rは、全開に制御されて、左右通電領域42L,42Rにより加熱される。
一方、高温側の左側目標温度To_asが左側通電領域42Lのみにより調整できない場合は、ステップS540→S541→S542→S543→S546の処理に基づいて、右側送風切換ドア30Rを全開に制御する一方、左側送風切換ドア30Lを全閉に制御する。
そして、第1加熱器41は、左側目標温度To_asに調整され、また、第1加熱器41を最高温度にしても左側目標温度To_asを得ることができない場合は、第1加熱器41を最高温度に制御した上で、左側通電領域42Lに通電(ON)する。
したがって、右側送風流路10Rでは、送風Wは、第1加熱器41を迂回し、右側通電領域42Rのみで加熱される。
一方、左側送風流路10Lでは、送風Wは、第1加熱器41を通過して加熱され、第1加熱器41による加熱で足りない場合は、さらに左側通電領域42Lにより加熱される。
一方、左側送風流路10Lでは、送風Wは、第1加熱器41を通過して加熱され、第1加熱器41による加熱で足りない場合は、さらに左側通電領域42Lにより加熱される。
・右側目標温度To_drが、右側通電領域42Rのみで調整できない場合。
低温側の右側目標温度To_drが、右側通電領域42Rのみで調整できない場合は、さらに右側目標温度To_drが第1加熱器41のみにより調整可能か否かで動作が異なる。
右側目標温度To_drが第1加熱器41のみにより調整可能な場合は、ステップS540→S551→S552→S509→S510→S511の処理に基づいて、両送風切換ドア30L,30Rを全閉に制御する。そして、第1加熱器41を右側目標温度To_drに調整し、右側通電領域42Rを非通電(OFF)とする。また、左側通電領域42Lに通電(ON)して、左側目標温度To_asに調整する。
低温側の右側目標温度To_drが、右側通電領域42Rのみで調整できない場合は、さらに右側目標温度To_drが第1加熱器41のみにより調整可能か否かで動作が異なる。
右側目標温度To_drが第1加熱器41のみにより調整可能な場合は、ステップS540→S551→S552→S509→S510→S511の処理に基づいて、両送風切換ドア30L,30Rを全閉に制御する。そして、第1加熱器41を右側目標温度To_drに調整し、右側通電領域42Rを非通電(OFF)とする。また、左側通電領域42Lに通電(ON)して、左側目標温度To_asに調整する。
したがって、送風Wは、まず、第1加熱器41を通って右側目標温度To_drまで加熱された後、右側送風流路10Rでは、右側通電領域42RをOFFとして、そのまま通過させる。一方、左側送風流路10Lでは、第1加熱器41により右側目標温度To_drに加熱された送風を、さらに左側通電領域42Lにより加熱して左側目標温度To_asに調整する。
また、右側目標温度To_drが第1加熱器41のみにより調整できない場合は、ステップS540→S551→S552→S509→S512→S513の処理に基づいて、両送風切換ドア30L,30Rを全閉に制御し、第1加熱器41を最高温度に調整した上で、右側通電領域42Rに通電(ON)するとともに、左側通電領域42Lに通電(ON)する。
以上説明した実施の形態5の車両用空調装置では、以下に列挙する効果を奏する。
イ)実施の形態5の車両用空調装置では、
通電加熱器としての第2加熱器は、独立して通電可能な複数の通電領域としての左側通電領域42Lおよび右側通電領域42Rに分けられていることを特徴とする。
したがって、実施の形態1と同様に、エンジン冷却水により加熱する第1加熱器41と、通電により加熱する第2加熱器42とを備え、a)〜f)の効果を奏する車両用空調装置において、車室の左右への吹出温度を独立して調節することを達成できる。
イ)実施の形態5の車両用空調装置では、
通電加熱器としての第2加熱器は、独立して通電可能な複数の通電領域としての左側通電領域42Lおよび右側通電領域42Rに分けられていることを特徴とする。
したがって、実施の形態1と同様に、エンジン冷却水により加熱する第1加熱器41と、通電により加熱する第2加熱器42とを備え、a)〜f)の効果を奏する車両用空調装置において、車室の左右への吹出温度を独立して調節することを達成できる。
ロ)実施の形態5の車両用空調装置では、
空調ユニット510は、複数の通電領域である左側通電領域42Lと右側通電領域42R毎に区画プレートとしてのセンタプレート501により区画されて複数の独立送風流路(左側送風流路10Lおよび右側送風流路10R)が形成され、
複数の独立送風流路(左側送風流路10Lおよび右側送風流路10R)毎に設定された複数の送風切換ドア(左側送風切換ドア30L、右側送風切換ドア30R)が、それぞれ第1加熱器41への送風Wの通過を制限可能に設けられていることを特徴とする。
したがって、複数の流路(左側送風流路10L、右側送風流路10R)において、それぞれ、選択的に、第1加熱器41の通過を制限して、第2加熱器42の各通電領域42L,42Rのみで加熱する状態と、第1加熱器41の通過を制限せずに、第1加熱器41および各通電領域42L,42Rとにより加熱する状態とを形成し、複数の独立送風流路(左側送風流路10L、右側送風流路10R)の送風温度を、それぞれ独立して調節することができる。
空調ユニット510は、複数の通電領域である左側通電領域42Lと右側通電領域42R毎に区画プレートとしてのセンタプレート501により区画されて複数の独立送風流路(左側送風流路10Lおよび右側送風流路10R)が形成され、
複数の独立送風流路(左側送風流路10Lおよび右側送風流路10R)毎に設定された複数の送風切換ドア(左側送風切換ドア30L、右側送風切換ドア30R)が、それぞれ第1加熱器41への送風Wの通過を制限可能に設けられていることを特徴とする。
したがって、複数の流路(左側送風流路10L、右側送風流路10R)において、それぞれ、選択的に、第1加熱器41の通過を制限して、第2加熱器42の各通電領域42L,42Rのみで加熱する状態と、第1加熱器41の通過を制限せずに、第1加熱器41および各通電領域42L,42Rとにより加熱する状態とを形成し、複数の独立送風流路(左側送風流路10L、右側送風流路10R)の送風温度を、それぞれ独立して調節することができる。
ハ)実施の形態5の車両用空調装置では、
空調ユニット510は、独立送風流路として、車室の左右に独立して送風する左側送風流路10Lおよび右側送風流路10Rを備え、
送風切換ドアは、第1加熱器41の左側送風流路10Lに繋がる領域で送風Wの通過を制限可能な左側送風切換ドア30Lと、第1加熱器41の右側送風流路10Rに繋がる領域で送風Wの通過を制限可能な右側送風切換ドア30Rとを備え、
第1加熱器41として、温水加熱器が設けられ、
左右送風切換ドア30L,30Rを移動させる左側ドアアクチュエータ50Lおよび右側ドアアクチュエータ50Rと、両ドアアクチュエータ50L,50Rの駆動および通電加熱器である第2加熱器42の各通電領域42L,42Rの通電と、第1加熱器41の加熱状態とを制御するコントロールユニット560と、を備え、
コントロールユニット560は、入力側に、車室の左右の送風温度を独立して設定する設定手段として左側温度設定スイッチ73Lおよび右側温度設定スイッチ73Rを備え、かつ、左右送風切換ドア30L,30Rを非制限状態とし、左右の設定温度の低い側の送風温度を第1加熱器41により形成するとともに、左右の設定温度の高い側に位置する左右通電領域42L,42Rへの通電による加熱で高い側の送風温度を形成する制御モードを備えていることを特徴とする。
したがって、エンジン冷却水を使用する第1加熱器41は、左右同温度とし、左右の温度差は、第2加熱器42の左右通電領域42L,42Rにより形成できる。
このため、第1加熱器41を、左右で異なる温度に調節するようにしたものと比較して、冷却水配管の単純化を図ることができるとともに、バルブなどを省略できる。
空調ユニット510は、独立送風流路として、車室の左右に独立して送風する左側送風流路10Lおよび右側送風流路10Rを備え、
送風切換ドアは、第1加熱器41の左側送風流路10Lに繋がる領域で送風Wの通過を制限可能な左側送風切換ドア30Lと、第1加熱器41の右側送風流路10Rに繋がる領域で送風Wの通過を制限可能な右側送風切換ドア30Rとを備え、
第1加熱器41として、温水加熱器が設けられ、
左右送風切換ドア30L,30Rを移動させる左側ドアアクチュエータ50Lおよび右側ドアアクチュエータ50Rと、両ドアアクチュエータ50L,50Rの駆動および通電加熱器である第2加熱器42の各通電領域42L,42Rの通電と、第1加熱器41の加熱状態とを制御するコントロールユニット560と、を備え、
コントロールユニット560は、入力側に、車室の左右の送風温度を独立して設定する設定手段として左側温度設定スイッチ73Lおよび右側温度設定スイッチ73Rを備え、かつ、左右送風切換ドア30L,30Rを非制限状態とし、左右の設定温度の低い側の送風温度を第1加熱器41により形成するとともに、左右の設定温度の高い側に位置する左右通電領域42L,42Rへの通電による加熱で高い側の送風温度を形成する制御モードを備えていることを特徴とする。
したがって、エンジン冷却水を使用する第1加熱器41は、左右同温度とし、左右の温度差は、第2加熱器42の左右通電領域42L,42Rにより形成できる。
このため、第1加熱器41を、左右で異なる温度に調節するようにしたものと比較して、冷却水配管の単純化を図ることができるとともに、バルブなどを省略できる。
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施の形態1〜4について詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施の形態1〜4に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、実施の形態では、加熱器は、第1加熱器と第2加熱器との2個の加熱器を設けた例を示したが、加熱器は、3以上設置してもよい。この場合、送風切換ドアにより通過を制限される第1加熱器を複数としてもよいし、送風切換ドアによる通過制限を受けない第2加熱器を複数設置してもよい。また、複数の加熱器を第1加熱器あるいは第2加熱器とした場合の配置は、直列、並列の何れの状態で設けてもよい。
例えば、第2加熱器を2個設置する場合、実施の形態3の迂回路315の位置にもう一つの加熱器を設置すればよい。この場合、第2送風切換ドア332を用いて2つの第2加熱器に選択的に送風するようにしてもよい。この2つの第2加熱器の1つとして、実施形態4で示したサブコンデンサ442を用いることもできる。
例えば、第2加熱器を2個設置する場合、実施の形態3の迂回路315の位置にもう一つの加熱器を設置すればよい。この場合、第2送風切換ドア332を用いて2つの第2加熱器に選択的に送風するようにしてもよい。この2つの第2加熱器の1つとして、実施形態4で示したサブコンデンサ442を用いることもできる。
また、実施の形態1では、暖房時には、最大暖房時と、それ以外の暖房時とで、同じ制御を行うようにしたが、例えば、最大暖房時には、送風切換ドアを全閉位置に配置し、それ以外の暖房時は、送風切換ドアを、全閉位置と全開位置との中間位置に配置するようにして、通気抵抗を抑えるようにしてもよい。
さらに、ハウジング11の形状や、両加熱器の配置も、実施の形態1〜4に示したものに限定されない。例えば、実施の形態1と同様に、第1加熱器と第2加熱器とを直列に配置する場合でも、図7に示すように、第2加熱器42を第1加熱器41に対面して配置し、ハウジング710の断面積の絞り方を、実施の形態1と逆に形成してもよい。また、この場合も、実施の形態1と同様にスライド式の送風切換ドアを用いてもよいが、図示のように回動式の送風切換ドア730を用いてもよい。
また、通電加熱器に複数の通電領域を設ける場合、実施の形態5のように、1つの通電加熱器に通電領域を複数設定してもよいし、複数の通電加熱器をそれぞれ通電領域として並設してもよい。
さらに、通電領域を複数設定するとともに、複数の独立送風流路を設けるのにあたり、実施の形態5では、その数を「2」とした例を示したが、その数は「2」に限定されず、3以上としてもよい。例えば、実施の形態5のように車室の左右の吹出温度を独立して設定するのに加え、車室の後部座席への送風も独立して設定可能としてもよい。その場合、後部座席は、左右同温度に制御する場合は、独立送風流路として「3」設け、後部座席も左右独立して設定可能とする場合には、独立送風流路を「4」とする。
あるいは、実施の形態5のように独立送風流路を「2」設けた場合も、実施の形態5に示したように、車室の左右に送風するものに限定されず、車室の前後に送風するようにしてもよい。
さらに、通電領域を複数設定するとともに、複数の独立送風流路を設けるのにあたり、実施の形態5では、その数を「2」とした例を示したが、その数は「2」に限定されず、3以上としてもよい。例えば、実施の形態5のように車室の左右の吹出温度を独立して設定するのに加え、車室の後部座席への送風も独立して設定可能としてもよい。その場合、後部座席は、左右同温度に制御する場合は、独立送風流路として「3」設け、後部座席も左右独立して設定可能とする場合には、独立送風流路を「4」とする。
あるいは、実施の形態5のように独立送風流路を「2」設けた場合も、実施の形態5に示したように、車室の左右に送風するものに限定されず、車室の前後に送風するようにしてもよい。
10 空調ユニット
12 送風流路
15 迂回路
20 冷却器
30 送風切換ドア
41 第1加熱器(温水加熱器)
42 第2加熱器(通電加熱器)
50 ドアアクチュエータ
60 コントロールユニット
71 冷却水温度センサ
Tlim 閾値(設定温度)
Two 冷却水温度
W 送風
12 送風流路
15 迂回路
20 冷却器
30 送風切換ドア
41 第1加熱器(温水加熱器)
42 第2加熱器(通電加熱器)
50 ドアアクチュエータ
60 コントロールユニット
71 冷却水温度センサ
Tlim 閾値(設定温度)
Two 冷却水温度
W 送風
Claims (12)
- 車室に送風を吹き出す空調ユニットと、
この空調ユニット内部の送風流路途中に設けられ、前記送風を冷却する冷却器、及びこの冷却器を通過した前記送風を加熱する複数の加熱器と、
前記送風が全ての前記加熱器を通過する状態と、前記送風が少なくとも1つの加熱器である第1加熱器の通過を制限した状態と、を形成可能な送風切換ドアと、
を備えていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1に記載の車両用空調装置において、
前記加熱器の1つには駆動源用の冷却水の熱により前記送風を加熱する温水加熱器が用いられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1または請求項2に記載の車両用空調装置において、
前記加熱器の1つには通電による発熱により前記送風を加熱する通電加熱器が用いられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の車両用空調装置において、
前記第1加熱器と、この第1加熱器以外の第2加熱器とが、前記送風流路に直列に配置され、かつ、前記空調ユニットに、前記送風が前記第1加熱器を迂回する迂回路が設けられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の車両用空調装置において、
前記第1加熱器と、この第1加熱器以外の第2加熱器とが、前記送風流路に並列に配置されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項3に記載の車両用空調装置において、
前記通電加熱器は、前記第1加熱器以外の加熱器に用いられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項6に記載の車両用空調装置において、
前記通電加熱器は、前記第1加熱器よりも最大加熱時の上限温度が高く設定されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項6に記載の車両用空調装置において、
前記第1加熱器は、前記温水加熱器であり、
前記第2加熱器は、前記通電加熱器であり、
前記送風切換ドアを移動させるドアアクチュエータと、このドアアクチュエータの駆動を制御するコントロールユニットと、を備え、
前記コントロールユニットは、前記送風切換ドアを、前記通過を制限した状態から前記通過する状態に切り換える際には、前記冷却水の温度を検出する冷却水温度センサからの信号に基づき、前記冷却水温度が設定温度に満たないときは、前記送風切換ドアを、前記通過を制限した状態に維持し、前記冷却水温度が設定温度を越えてから、前記通過を制限しない状態に移動させることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の車両用空調装置において、
前記送風切換ドアを移動させるドアアクチュエータと、
このドアアクチュエータの駆動を制御するコントロールユニットと、
を備え、
前記コントロールユニットは、前記送風切換ドアを、前記通過を制限した状態から、前記通過する状態に切り換える際には、前記制限状態を徐々に解除するよう移動させることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項3に記載の車両用空調装置において、
前記通電加熱器は、独立して通電可能な複数の通電領域に分けられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項10に記載の車両用空調装置において、
前記空調ユニットは、前記複数の通電領域毎に区画プレートにより区画されて複数の独立送風流路が並設され、
前記複数の独立送風流路毎に設定された複数の送風切換ドアが、それぞれ前記第1加熱器への送風の通過を制限可能に設けられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項11に記載の車両用空調装置において、
前記空調ユニットは、前記独立送風流路として、前記車室の左右に独立して送風する左側流路および右側流路を備え、
前記送風切換ドアは、前記第1加熱器の前記左側流路に繋がる領域で前記送風の通過を制限可能な左側送風切換ドアと、前記第1加熱器の前記右側流路に繋がる領域で前記送風の通過を制限可能な右側送風切換ドアとを備え、
前記第1加熱器として、前記温水加熱器が設けられ、
前記左右の送風切換ドアを移動させるドアアクチュエータと、このドアアクチュエータの駆動および前記通電加熱器の左右通電領域の通電と、前記第1加熱器の加熱状態とを制御するコントロールユニットと、を備え、
前記コントロールユニットは、入力側に、前記車室の左右の送風温度を独立して設定する設定手段を備え、かつ、前記左右送風切換ドアを非制限状態とし、左右の設定温度の低い側の送風温度を前記第1加熱器により形成するとともに、左右の設定温度の高い側の前記通電領域への通電による加熱で前記高い側の送風温度を形成する制御モードを備えていることを特徴とする車両用空調装置。
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- 2012-09-18 JP JP2012203945A patent/JP2013241171A/ja active Pending
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