JP3278919B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン冷却水の熱を
利用して車室内の暖房を行うヒータユニットを備えた車
両用空調装置、特には車両の前部及び後部に夫々ヒータ
ユニットを配置するようにした車両用空調装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車室内の暖房を、エンジン冷却水が循環
するヒータコア及びこのヒータコアにより加熱された空
気を車室内に送風する送風装置を備えて成るヒータユニ
ットを利用して行うようにした車両用空調装置では、エ
ンジン冷却水が十分に温まっていない状態で動作された
ときに、車室内に冷風が吹き出されて搭乗者に不快感を
与えることになる。

【０００３】このため従来では、例えば特開昭６０−３
３１２１号公報に見られるように、エンジン冷却水の温
度を検出するセンサを設け、エンジン冷却水が所定温度
より低い期間には送風装置を動作禁止状態に保持するよ
うにしたものが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来技術を、前席に対応されたフロントヒータユニッ
トの他に後席用のリアヒータユニットが設置された車両
に対して適用した場合、具体的には、例えばフロントエ
ンジンタイプの自動車において、エンジンに近い側のフ
ロントヒータユニットに供給されるエンジン冷却水の温
度が設定温度以上となったときに初めて各ヒータユニッ
トの動作を許容する構成とした場合には、次に述べるよ
うな問題点を生ずる。つまり、フロントエンジンタイプ
の自動車の場合、エンジン冷却水は、エンジンから遠い
側のリアヒータユニットに至るまでの間の経路で温度低
下をすることが避けられない（このような温度低下は外
気温が低い場合に顕著となる）ため、リアヒータユニッ
トにおいては、供給されるエンジン冷却水が十分に温ま
っていない状態で動作されることがあり、このような場
合にはリアヒータユニットから冷風が吹き出されること
になって後席の搭乗者に不快感を与える虞が多大とな
る。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、エンジン冷却水を熱源としたフロン
トヒータユニット及びリアヒータユニットを設けた構成
のものでありながら、暖房時において上記フロントヒー
タユニット及びリアヒータユニットのうちエンジンから
遠い側のヒータユニットから車室内に冷風が吹き出され
る虞がなくなって、搭乗者に不快感を与える事態を未然
に防止できるようになる車両用空調装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、車両の前部及び後部に、エンジン冷却水
が循環するヒータコア及び暖房指令が与えられたときに
動作されて前記ヒータコアを介した空気を車室内に送風
する送風装置を備えて成るフロントヒータユニット及び
リアヒータユニットを夫々配置した車両用空調装置にお
いて、暖房開始時点で、前記フロントヒータユニット側
ヒータコア及び前記リアヒータユニット側ヒータコアの
うち、エンジンに近い側のヒータコアを循環するエンジ
ン冷却水が設定温度以下であったときには前記エンジン
冷却水が設定温度以上に上昇するまでの間前記各ヒータ
ユニット内の送風装置の動作を禁止した待機状態を保持
する制御手段を設けた上で、前記制御手段が待機状態を
解除した後には、前記フロントヒータユニット側送風装
置及び前記リアヒータユニット側送風装置のうち、エン
ジンから遠い側の送風装置の動作開始タイミングがエン
ジンに近い側の送風装置の動作開始タイミングより遅れ
るように構成したものである。

【０００７】

【作用】制御手段は、暖房開始時点において、フロント
ヒータユニット側ヒータコア及びリアヒータユニット側
ヒータコアのうち、エンジンに近い側のヒータコアを循
環するエンジン冷却水が設定温度以下であったときに
は、フロントヒータユニット及びリアヒータユニット内
の送風装置の動作を禁止した待機状態を呈すると共に、
このよう待機状態を上記エンジンに近い側のヒータコア
を循環するエンジン冷却水が設定温度以上に上昇するま
で保持する。従って、エンジン冷却水が十分に温まって
いない状態、つまりフロントヒータユニット及びリアヒ
ータユニット内の各ヒータコアが冷えている状態では、
送風装置が動作されることがなく、車室内に冷風が吹き
出されることはない。

【０００８】この後、前記エンジンに近い側のヒータコ
アを循環するエンジン冷却水が設定温度以上に上昇した
ときには、制御手段は、上述した待機状態を解除するよ
うになるが、この解除時には、前記フロントヒータユニ
ット側送風装置及び前記リアヒータユニット側送風装置
のうち、エンジンから遠い側の送風装置の動作開始タイ
ミングがエンジンに近い側の送風装置の動作開始タイミ
ングより遅れるようになる。このため、エンジン冷却水
がリアヒータユニットに至るまでの間の経路で温度低下
を来たすような状況にあった場合でも、上記の遅れ期間
においてエンジンから遠い側のヒータユニットに流入す
るエンジン冷却水の温度上昇を見込めるようになり、こ
れによりエンジンから遠い側のヒータユニットから冷風
が吹き出される虞がなくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明をフロントエンジンタイプの自
動車のオートエアコンディショナに適用した一実施例に
ついて図１及び図２を参照しながら説明する。オートエ
アコンディショナの要部を摸式的に示す図１において、
本発明でいうフロントヒータユニットを構成するエアコ
ンユニット１は、自動車の前部である例えばインストル
メントパネル部に配置される周知構成のもので、送風装
置としてのブロワ２、冷凍サイクルの一部をなすエバポ
レータ３、エンジン冷却水が循環するヒータコア４の他
に、吹出温度調節用のエアミックスダンパ、吹出口切替
ダンパなど（何れも図示せず）を備えて構成されてお
り、上記エアミックスダンパ及び吹出口切替ダンパは、
夫々温度調節用サーボモータ５及び吹出口切替用サーボ
モータ６により駆動されるようになっている。

【００１０】尚、吹出口切替ダンパは、エアコンユニッ
ト１に設けられたデフロスタ吹出口、フェース吹出口、
フット吹出口を選択的に開閉する構成となっており、特
に暖房指令が与えられた状態では、フット吹出口を開放
状態に切替える構成となっている。

【００１１】リアヒータユニット７は、例えば車室内の
後部床面に配置されるもので、送風装置としてのブロワ
８、エンジン冷却水が循環するヒータコア９を備えた構
成となっている。

【００１２】オートエアコンアンプ１０（本発明でいう
制御手段に相当）は、マイクロコンピュータによる演
算、記憶、判断、タイマ機能などを備えた構成とされた
もので、外気温を検出する外気センサ１１、日射量を検
出する日射センサ１２、車室内の温度を検出する内気セ
ンサ１３、前記エバポレータ３による冷却空気の温度を
検出するエバポレータセンサ１４、エアコンユニット１
（本実施例のようにフロントエンジンタイプの自動車が
対象の場合には、本発明でいうエンジンに近い側のヒー
タユニットに相当）のヒータコア４内に流入するエンジ
ン冷却水の温度を検出する水温センサ１５からの各検出
信号ＴAM、Ｔs 、ＴR 、ＴE 、ＴW を受けると共に、温
度コントローラ１６を通じて設定された設定温度ＴO を
示す信号を受けるようになっており、それらの入力信号
並びに予め記憶した制御用プログラムなどに基づいて、
前記フロントヒータユニット１及びリアヒータユニット
７の動作を制御する構成となっている。

【００１３】さて、以下においては、オートエアコンア
ンプ１０による制御内容のうち本発明の要旨に直接関係
した部分について、図２も参照しながら説明する。 （１）オートエアコンアンプ１０は、設定温度ＴO 、外
気温信号ＴAM、日射量信号ＴS 、内気温信号ＴR を取り
込むと共に、それらの信号に基づいて目標吹出温度ＴAO
を算出する。尚、このような目標温度ＴAOの算出は、例
えば次式のような演算により行う（次式においてＫｔ、
Ｋam、Ｋｓ、Ｋｒはゲイン、Ｃは補正定数を示す）。

【００１４】 ＴAO＝Ｋｔ・ＴO −Ｋam・ＴAM−Ｋｓ・ＴS −Ｋｒ・ＴR ＋Ｃ （２）次いで、エアコンユニット１のエアミックスダン
パ、吹出口切替ダンパの開度が上記目標吹出温度ＴAOに
応じた状態となるように、温度調節用サーボモータ５及
び吹出口切替用サーボモータ６に対する制御信号を出力
する。

【００１５】（３）この後には、ウォームアップ運転
（外気温が低い状態にあって、エンジン、車室内共に冷
えきった状態からの暖房運転）が必要な状況か否かを、
外気温信号ＴAM、内気温信号ＴR 、水温信号ＴW に基づ
いて判断する。尚、オートエアコンアンプ１０は、ウォ
ームアップ運転が必要な状況下では、前記（２）におけ
る制御によって、エアミックスダンパを最高温度吹出位
置へ移動させ、吹出口切替ダンパをフット吹出口開放位
置へ移動させている。

【００１６】（４）ウォームアップ運転が不必要な状況
にあった場合には、通常の空調制御を行うが、ウォーム
アップ運転が必要な状況にあった場合には、エアコンユ
ニット１内のブロワ２及びリアヒータユニット７内のブ
ロワ８の各動作開始タイミングを水温信号ＴW により示
されるエンジン冷却水の温度に基づいて異ならせるとい
うウォームアップ制御を行う。

【００１７】（５）このウォームアップ制御では、エア
コンユニット１内のブロワ２に対する印加電圧を、図２
中に実線で示すようなフロント制御特性に基づいて制御
し、リアヒータユニット７内のブロワ８に対する印加電
圧を、図２中に二点鎖線で示すようなリア制御特性に基
づいて制御する。この場合、特にブロワ８に対する印加
電圧の制御は、外気温をパラメータとして複数段階に行
うようになっている（図２ではリア制御特性について、
外気温のパラメータが「−２０℃〜０℃」の場合と、
「−２０℃以下」の場合との２段階の例を示したが、さ
らに多段階に行うこともできる）。

【００１８】（６）具体的には、水温センサ１５が検出
するエンジン冷却水が設定温度Ｔ１（例えば４０℃）以
下であったときには、各ブロワ２、８に対する電圧の印
加を停止し、以て各ブロワ２、８の動作を禁止した待機
状態を保持する。水温センサ１５が検出するエンジン冷
却水が設定温度Ｔ１以上に上昇したときには、上記待機
状態を解除してフロント制御特性に応じた電圧をエアコ
ンユニット１内のブロワ２に印加し、これによりブロワ
２による送風動作を開始させる。

【００１９】（７）この場合、図２に二点鎖線で示すリ
ア制御特性のように、リアヒータユニット７内のブロワ
８に対する電圧の印加は、外気温が−２０℃〜０℃の状
態時には、水温センサ１５が検出するエンジン冷却水が
補助設定温度Ｔ２（例えば５０℃）に達したとき、並び
に外気温が−２０℃以下の状態時には水温センサ１５が
検出するエンジン冷却水が補助設定温度Ｔ３（例えば６
０℃）に達したときに初めて開始される。これにより、
リアヒータユニット７内のブロワ８による送風動作の開
始タイミングは、エアコンユニット１内のブロワ２によ
る送風動作の開始タイミングより遅れるように制御され
る。

【００２０】以上のような制御が行われる結果、エンジ
ン冷却水が十分に温まっていない状態で行われるウォー
ムアップ運転時、つまりエアコンユニット１及びリアヒ
ータユニット７内の各ヒータコア４及び９が冷えている
状態では、ブロワ２及び８の動作が禁止された待機状態
に保持されることになり、エアコンユニット１及びリア
ヒータユニット７から車室内に冷風が吹き出されること
がなくなる。この後、水温センサ１５が検出するエンジ
ン冷却水が設定温度Ｔ１（４０℃）以上に上昇したとき
には、エンジンに近い側のエアコンユニット１内のブロ
ワ２が動作開始されるようになり、これに応じてヒータ
コア４により加熱された空気がエアコンユニット１から
車室内に吹き出される。

【００２１】また、上記ウォームアップ運転時には、エ
ンジンから遠い側のリアヒータユニット７内のブロワ８
による送風動作の開始タイミングが、水温センサ１５が
検出するエンジン冷却水が補助設定温度Ｔ２（５０℃）
或はＴ３（６０℃）以上に上昇するまでの期間だけ遅れ
るようになるから、エンジン冷却水がリアヒータユニッ
ト７内のヒータコア９に至るまでの間の経路で温度低下
をするような状況にあった場合でも、上記の遅れ期間に
おいてヒータコア９に流入するエンジン冷却水の温度上
昇を見込めるようになり、これによりリアヒータユニッ
ト７から冷風が吹き出されることがなくなる。

【００２２】尚、上記実施例では、ウォームアップ運転
時において、リアヒータユニット７内のブロワ８による
送風動作の開始タイミングを外気温をパラメータとして
変化させる構成としたが、このような外気温をパラメー
タとする制御は必要に応じて採用すれば良く、例えば、
水温センサ１５が検出するエンジン冷却水が設定温度Ｔ
１より一定の温度（例えば２０℃程度）以上高くなった
ときに、リアヒータユニット７内のブロワ８に対する電
圧の印加を開始させる構成としても良いものである。

【００２３】また、上記実施例では、ウォームアップ運
転時においてリアヒータユニット７内のブロワ８による
送風動作の開始タイミングをエアコンユニット１内のブ
ロワ２による送風動作の開始タイミングより遅らせる制
御を、外気温をパラメータとしたエンジン冷却水の温度
に基づいて行うように構成したが、外気温をパラメータ
とした時間制御により行う構成としても同様の効果を奏
するものである。

【００２４】具体的には、このような時間制御は、例え
ば図３に示すように、エアコンユニット１内のブロワ２
を動作開始させた後にリアヒータユニット７内のブロワ
８を開始させるまでの遅れ時間ΔＴを、外気センサ１１
により検出される外気温が低い場合ほど長くなるように
変更することにより実現できる。

【００２５】さらに、ウォームアップ運転時において、
エアコンユニット１内のブロワ２に対する印加電圧を、
前記図２中に実線で示すようなフロント制御特性に基づ
いて制御する構成とした上で、このようなブロワ２に対
する印加電圧が一定電圧（例えば８Ｖ）に達したときに
リアヒータユニット７内のブロワ８を動作開始させる構
成としても、上記実施例と同様の効果を奏し得る。

【００２６】また、リアヒータユニット７内のヒータコ
ア９に流入するエンジン冷却水の温度を検出する補助水
温センサを設け、このセンサによる検出温度が前記設定
温度Ｔ１に達したときにリアヒータユニット７内のブロ
ワ８を動作開始させる構成とした場合にも、そのブロワ
８による送風動作の開始タイミングがエアコンユニット
１内のブロワ２による送風動作の開始タイミングより遅
れることになるから、上記実施例と同様の効果を奏し得
るものである。

【００２７】この他にも、ウォームアップ運転時の制御
内容を種々変更することが考えられるが、要は、エンジ
ンから遠い側のリアヒータユニット７内のブロワ８の動
作開始タイミングが、エンジンに近い側のエアコンユニ
ット１内のブロワ２の動作タイミングより遅れる構成と
すれば良いものである。

【００２８】尚、本発明はリアエンジンタイプの自動車
にも適用できるものであり、このような場合には、エン
ジンから遠い側のフロントヒータユニットのウォームア
ップ制御をエンジンに近い側のリアヒータユニットのウ
ォームアップ制御より遅らせる構成とすれば良いもので
ある。

【００２９】その他、本発明は上記した実施例に限定さ
れるものではなく、例えばマニュアルタイプのエアコン
ディショナにも適用できるなど、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できるものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、暖房開始時にエンジン冷却水が設定温度以
下であった場合には、エンジン冷却水が設定温度以上に
上昇するまでの間フロントヒータユニット及びリアヒー
タユニット内の送風装置の動作を禁止した待機状態を保
持すると共に、その待機状態の解除後にはエンジンから
遠い側のヒータユニット内の送風装置の動作開始タイミ
ングがエンジンに近い側のヒータユニット内の送風装置
の動作開始タイミングより遅れるように構成したので、
エンジン冷却水の熱を利用するフロントヒータユニット
及びリアヒータユニットを設けた構成でありながら、暖
房時において上記フロントヒータユニット及びリアヒー
タユニットの何れからも車室内に冷風が吹き出される虞
がなくなって、搭乗者に不快感を与える事態を未然に防
止できるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を摸式的に示す機能ブロック
図

【図２】同実施例の制御内容を示す特性図

【図３】同実施例の変形例を示す図２相当図

【符号の説明】

図中、１はエアコンユニット（フロントヒータユニッ
ト）、２はブロワ（送風装置）、４はヒータコア、７は
リアヒータユニット、８はブロワ（送風装置）、９はヒ
ータコア、１０はオートエアコンアンプ（制御手段）を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/12 B60H 1/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前部及び後部に、エンジン冷却水
   が循環するヒータコア及び暖房指令が与えられたときに
   動作されて前記ヒータコアを介した空気を車室内に送風
   する送風装置を備えて成るフロントヒータユニット及び
   リアヒータユニットを夫々配置した車両用空調装置にお
   いて、 暖房開始時点で、前記フロントヒータユニット側ヒータ
   コア及び前記リアヒータユニット側ヒータコアのうち、
   エンジンに近い側のヒータコアを循環するエンジン冷却
   水が設定温度以下であったときには前記エンジン冷却水
   が設定温度以上に上昇するまでの間前記各ヒータユニッ
   ト内の送風装置の動作を禁止した待機状態を保持する制
   御手段を備え、 前記制御手段が待機状態を解除した後には、前記フロン
   トヒータユニット側送風装置及び前記リアヒータユニッ
   ト側送風装置のうち、エンジンから遠い側の送風装置の
   動作開始タイミングがエンジンに近い側の送風装置の動
   作開始タイミングより遅れるように構成したことを特徴
   とする車両用空調装置。