JP3309779B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調空気の通路を
内気側の第１空気通路と外気側の第２空気通路とに区画
形成することにより、フット開口部からは暖められた高
温内気を再循環して吹き出し、一方、デフロスタ開口部
からは低湿度の外気を吹き出すようにして、暖房能力の
向上と窓ガラスの防曇性との両立を図った車両用空調装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような車両用空調装置の従来技術
として、特開平５−１２４４２６号公報に開示されたも
のがある。この従来技術の概要を説明すると、車両用空
調装置の空調ケースは、その一端側に内気導入口および
外気導入口が形成され、他端側にフット開口部、デフロ
スタ開口部、およびフェイス開口部がそれぞれ形成され
ている。

【０００３】そして、この空調ケース内に、上記内気導
入口から上記フェイス開口部およびフット開口部にかけ
ての第１空気通路と、上記外気導入口から上記デフロス
タ開口部にかけての第２空気通路とを区画形成する仕切
り板が設けられている。さらに、上記両空気通路内に
は、暖房用熱交換器、この暖房用熱交換器をバイパスす
るバイパス通路、およびエアミックスドアがそれぞれ設
けられた構成となっている。なお、上記エアミックスド
アは、上記両空気通路にわたって回転可能に設けられた
１本の回転軸に、第１空気通路側のドアと第２空気通路
側のドアとがそれぞれ一体的に設けられた構成となって
いる。

【０００４】そして、吹出モードとしてフェイスモー
ド、バイレベルモード、およびフットモードのいずれか
が選択されたときは、そのときの内外気モードが内気循
環モードであれば、上記両空気通路内に内気を導入し、
外気導入モードであれば、上記両空気通路内に外気を導
入する。また、吹出モードとしてデフロスタモードが選
択されたときは、上記両空気通路内に外気を導入する。

【０００５】さらに、吹出モードとしてフットデフロス
タモードが選択されたときは、第１空気通路内に内気を
導入し、第２空気通路内に外気を導入する２層流モード
とする。こうすることによって、既に温められている内
気をフット開口部から吹き出して車室内を暖房できるの
で、暖房性能が向上できる。これと同時に、デフロスタ
開口部からは低湿度の外気を窓ガラスへ吹き出すので、
窓ガラスの防曇性能を確保できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者ら
の実験検討によると、２層流モードでは以下の理由から
暖房感を損なう場合が生じることが分かった。すなわ
ち、内気導入口からの内気および外気導入口からの外気
を同時に吸入するモードであるため、外気モード時に比
して空気通路の圧損（通風抵抗）が減少し、風量が増加
する。しかし、２層流モードを設定可能な空調装置は、
低燃費エンジン車に搭載される場合が多いので、エンジ
ンからの温水温度が低い傾向にある。そのため、２層流
モード時に圧損低減により風量が増加すると、温水を熱
源とする暖房用熱交換器の吹出温度が低下してしまい、
暖房感を損なう場合がある。

【０００７】そこで、本発明は上記点に鑑みて、２層流
モード時における暖房感を向上させることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１〜４記載の発明では、第１空気通路（８）
を通して内気をフット開口部（２９、３３）側から吹き
出させ、第２空気通路（９）を通して外気をデフロスタ
開口部（２５）側から吹き出させる２層流モードを設定
するときは、他のモードに比して、送風手段（６、７）
の最大回転数を所定レベル引き下げるようにしたことを
特徴としている。

【０００９】これによれば、２層流モード時には、他の
モードに比して送風手段（６、７）の最大回転数を自動
的に所定レベル引き下げることができるので、２層流モ
ード時における圧損減少に伴う風量増加を抑制できる。
その結果、暖房用熱交換器（１３）に流入する温水温度
が比較的低い条件下でも、暖房用熱交換器（１３）の吹
出空気温度の低下を抑制できる。そのため、暖房用熱交
換器（１３）のストーブ比（＝暖房能力／風量）の低下
を抑制でき、２層流モード時でも良好な暖房感を確保で
きる。

【００１０】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もの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を図に示す実施形態に
ついて説明する。図１〜２は本発明の一実施形態を示す
ものであり、本実施形態は、ディーゼルエンジンを搭載
する車両、電気自動車、ハイブリッド車等のように、暖
房用として十分な熱源の確保が困難な車両における空調
装置に適用されるものである。

【００１２】本実施形態における空調装置通風系は、大
別して、図１に示す送風機ユニット１と図２に示す空調
ユニット１００の２つの部分に分かれている。最初に、
図１に基づいて送風機ユニット１部を説明すると、送風
機ユニット１部は車室内の計器盤下方部のうち、中央部
から助手席側へオフセットして配置されている。そし
て、送風機ユニット１には内気（車室内空気）を導入す
る第１、第２内気導入口２、２ａと、外気（車室外空
気）を導入する外気導入口３が備えられている。

【００１３】ここで、外気導入口３と第２内気導入口２
ａは、送風機ユニット１の上部に隣接して配置され、第
２内外気切替ドア５により切替開閉される。一方、第１
内気導入口２は送風機ユニット１の下部に配置され、第
１内外気切替ドア４により開閉される。この両内外気切
替ドア４、５は、それぞれ回転軸４ａ、５ａを中心とし
て回動操作されるものであって、図示しないリンク機構
およびサーボモータのようなアクチュエータによって、
空調装置の内外気導入モード制御信号に応じて連動操作
される。

【００１４】そして、第２内外気切替ドア５の下側に
は、外気導入口３および第２内気導入口２ａからの導入
空気を清浄化（塵埃の除去、悪臭の吸着等）する空気フ
ィルタ４０が配置してある。また、送風機ユニット１内
において、空気フィルタ４０の下側には、上記導入口
２、２ａ、３からの導入空気を送風する第１（内気側）
ファン６および第２（外気側）ファン７が配置されてい
る。この両ファン６、７は周知の遠心多翼ファン（シロ
ッコファン）からなるものであって、１つの共通の電動
モータ４２にて同時に回転駆動される。このファン駆動
用電動モータ４２は内気側の第１ファン６の下方側に配
置されている。

【００１５】第１ファン６の吸入口６ａは、第１内気導
入口２に連通可能であるとともに、連通路４３を介して
空気フィルタ４０下流側の空間４４に連通可能になって
いる。第１内外気切替ドア４は上記第１内気導入口２の
開閉と連動して連通路４３も開閉する。図１は後述する
２層流モードの状態を示しており、第１内外気切替ドア
４は第１内気導入口２を開放して外気導入口３に連通す
る連通路４３を閉塞しているので、第１（内気側）ファ
ン６の吸入口６ａに内気が吸入される。一方、第２内外
気切替ドア５は第２内気導入口２ａを閉塞して外気導入
口３を開放しているので、第２（外気側）ファン７の吸
入口７ａに空気フィルタ４０を介して外気が吸入され
る。

【００１６】従って、この状態では、第１ファン６は、
内気導入口２からの内気を第１（内気側）通路８に送風
し、第２ファン７は、外気導入口３からの外気を第２
（外気側）通路９に送風するようになっており、第１、
第２通路８、９は、第１ファン４と第２ファン５との間
に配置された仕切り板１０により仕切られている。この
仕切り板１０は、両ファン６、７を収納する樹脂製のス
クロールケーシング１０ａに一体成形できる。

【００１７】次に、図２により空調ユニット１００部を
説明すると、空調ユニット１００部は１つの空調ケース
１１内に蒸発器（冷房用熱交換器）１２とヒータコア
（暖房用熱交換器）１３とを両方とも一体的に内蔵する
タイプのものである。空調ケース１１はポリプロピレン
のような、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹
脂の成形品からなり、図２の上下方向（車両上下方向）
に分割面を有する左右２分割のケースからなる。この左
右２分割のケースは、上記熱交換器１２、１３、後述す
るドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネ
ジ等の締結手段により一体に結合されて、空調ユニット
１００を構成する。

【００１８】空調ユニット１００部は、車室内の計器盤
下方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されるも
のであり、そして、空調ケース１１の、最も車両前方側
の部位には、空気流入口１４が配設されており、この空
気流入口１４には、送風機ユニット１から送風される空
調空気が流入する。この空気流入口１４は助手席前方の
部位に配置される送風機ユニット１の空気出口部に接続
するために、空調ケース１１のうち、助手席側の側面に
開口している。

【００１９】空調ケース１１内において、空気流入口１
４直後の部位に蒸発器１２が第１、第２空気通路８、９
の全域を横切るように配置されている。この蒸発器１２
は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空
気から吸熱して、空調空気を冷却するものである。ここ
で、蒸発器１２は図２に示すように、車両前後方向には
薄型で、車両上下方向に長手方向が向く形態で空調ケー
ス１１内に設置されている。

【００２０】また、空気流入口１４から蒸発器１２に至
る空気通路は、仕切り板１５により車両下方側の第１空
気通路８と車両上方側の第２空気通路９とに仕切られて
いる。この仕切り板１５は空調ケース１１に樹脂にて一
体成形され、水平方向に延びる固定仕切り部材である。
そして、蒸発器１２の空気流れ下流側（車両後方側）
に、所定の間隔を開けてヒータコア１３が隣接配置され
ている。このヒータコア１３は、蒸発器１２を通過した
冷風を再加熱するものであって、その内部に高温のエン
ジン冷却水（温水）が流れ、この冷却水を熱源として空
気を加熱するものである。このヒータコア１３も蒸発器
１２と同様に、車両前後方向には薄型で、車両上下方向
に長手方向が向く形態で空調ケース１１内に設置されて
いる。但し、ヒータコア１３は垂直より若干の角度だけ
車両後方側へ傾斜して配置されている。

【００２１】また、空調ケース１１内で、ヒータコア１
３の上方部位には、このヒータコア１３をバイパスして
空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路１６が形成され
ている。空調ケース１１内で、ヒータコア１３と蒸発器
１２との間には、ヒータコア１３で加熱される温風とヒ
ータコア１３をバイパスする冷風（すなわち、冷風バイ
パス通路１６を流れる冷風）との風量割合を調整する平
板状の主エアミックスドア１７、および補助エアミック
スドア１８が配置されている。ここで、この両エアミッ
クスドア１７、１８は、それぞれ水平方向に配置された
回転軸１７ａ、１８ａと一体に結合されており、この回
転軸１７ａ、１８ａとともに車両上下方向に回動可能に
なっている。

【００２２】回転軸１７ａ、１８ａは、空調ケース１１
に回転自在に支持され、かつ回転軸１７ａ、１８ａの一
端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリ
ンク機構に結合されている。両エアミックスドア１７、
１８は、このリンク機構およびサーボモータのようなア
クチュエータを介して、空調装置の吹出空気温度制御信
号に応じて、連動操作されるようになっている。

【００２３】主エアミックスドア１７の回転軸１７ａは
補助エアミックスドア１８の回転軸１８ａよりも所定間
隔をあけて上方側に配置され、主、補助の両エアミック
スドア１７、１８は、互い干渉しないようにして任意の
回動位置に操作可能になっており、最大冷房時には、両
エアミックスドア１７、１８は図２の２点鎖線に示すよ
うに互いにラップした位置に回動操作されて、両エアミ
ックスドア１７、１８が空調ケース１１側の突出リブに
圧着し、ヒータコア１３への空気流入路を全閉する。

【００２４】一方、最大暖房時には、両エアミックスド
ア１７、１８は図２の実線位置に回動操作されて、主エ
アミックスドア１７が冷風バイパス通路１６の入口穴１
６ａを全閉すると同時に、補助エアミックスドア１８の
先端部が蒸発器１２直後の位置で、かつ仕切り板１５の
延長線Ａ近傍に位置することにより、補助エアミックス
ドア１８は、蒸発器１２とヒータコア１３との間の空気
通路を第１空気通路８と第２空気通路９とに区画形成す
る可動仕切り部材として作用する。

【００２５】なお、蒸発器１２は周知の積層型のもので
あって、アルミニュウム等の金属薄板を２枚張り合わせ
て構成した偏平チューブをコルゲートフィンを介在して
多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。そし
て、空調ケース１１内において、ヒータコア１３の空気
下流側（車両後方側の部位）には、ヒータコア１３との
間に所定間隔を開けて上下方向に延びる仕切り壁１９が
空調ケース１１に一体成形されており、この仕切り壁１
９によりヒータコア１３の直後から上方に向かう第１温
風通路１９ａが形成されている。この第１温風通路１９
ａの下流側（上方側）はヒータコア１３の上方部におい
て冷風バイパス通路１６と合流し、冷風と温風の混合を
行う冷温風混合空間２０を形成している。

【００２６】また、仕切り壁１９の下端部には、ヒータ
コア１３の空気下流側の面と対向するようにして、温風
バイパス入口部２１が開口しており、この温風バイパス
入口部２１は温風バイパスドア２２により開閉される。
この温風バイパスドア２２は温風バイパス入口部２１の
上端部に回動自在に配置された回転軸２３に連結され、
この回転軸２３と一体に図２の実線位置と２点鎖線位置
との間で回動操作される。本例では、温風バイパスドア
２２は図示しないリンク機構を介して、両エアミックス
ドア１７、１８の駆動用アクチュエータにより連動操作
されるようになっている。

【００２７】この温風バイパスドア２２は、後述のフッ
ト吹出モードおよびフットデフロスタ吹出モードにおい
て、最大暖房状態が設定されたとき（２層流モード）に
は、図２の実線位置（ヒータコア１３の仕切り線Ｂ近傍
位置）に操作されてヒータコア１３直後の第１温風通路
１９ａを第１空気通路８と第２空気通路９とに区画形成
する可動仕切り部材として作用する。

【００２８】なお、ヒータコア１３は周知のものであっ
て、アルミニュウム等の金属薄板を溶接等により断面偏
平状に接合してなる偏平チューブをコルゲートフィンを
介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものであ
る。また、ヒータコア１３の空気上流側には、その仕切
り線Ｂと補助エアミックスドア１８の回転軸１７ａとの
間を仕切る固定仕切り板２４が空調ケース１１に一体成
形されている。

【００２９】空調ケース１１の上面部において、車両前
方側の部位にはデフロスタ開口部２５が開口している。
このデフロスタ開口部２５は冷温風混合空間２０から温
度制御された空調空気が流入するものであって、図示し
ないデフロスタダクトおよびデフロスタ吹出口を介し
て、車両窓ガラス内面に向けて風を吹き出す。デフロス
タ開口部２５は、回転軸２７により回動自在なデフロス
タドア２６により開閉される。

【００３０】空調ケース１１の上面部において、デフロ
スタ開口部２５よりも車両後方側（乗員寄り）の部位に
はフェイス開口部２８が開口している。このフェイス開
口部２８も冷温風混合空間２０から温度制御された空調
空気が連通路３６を通って流入するものであって、図示
しないフェイスダクトを介して計器盤上方部のフェイス
吹出口より乗員頭部に向けて風を吹き出す。

【００３１】また、空調ケース１１のうち、車両後方側
の側面の上部側には、前席用フット開口部２９が開口し
ている。この前席用フット開口部２９は冷温風混合空間
２０から温度制御された空調空気が連通路３６を通って
流入するとともに、最大暖房時には、温風バイパス入口
部２１の開口により、このバイパス入口部２１からの温
風が第２温風通路３０を通して流入するようになってい
る。そして、前席用フット開口部２９は図示しない前席
用フットダクトを介して前席用フット吹出口から前席側
の乗員足元に温風を吹き出す。

【００３２】フェイス開口部２８は回転軸３２により回
動自在なフェイスドア３１により開閉される。また、前
席用フット開口部２９の入口穴２９ａは回転軸３１１に
より回動自在なフットドア３１０により開閉される。ま
た、空調ケース１１のうち、車両後方側（乗員寄り）の
側面の下部側には、後席用フット開口部３３が温風バイ
パス入口部２１の直後に対向するように開口している。
この後席用フット開口部３３は、温風バイパス入口部２
１および第２温風通路３０からの温風が流入し、この温
風を図示しない後席用フットダクトを介して後席用フッ
ト吹出口から後席側の乗員足元に温風を吹き出す。

【００３３】本実施形態では、フット吹出モードにおけ
る２層流モード時において、ヒータコア１３直後の空気
下流側では、温風バイパスドア２２が実線位置に操作さ
れて、第１、第２空気通路８、９を仕切るが、デフロス
タ開口部２５の入口部と前席用フット開口部２９の入口
部付近では、連通路３６を介して第１、第２空気通路
８、９が連通するようにしてある。

【００３４】デフロスタドア２６、フェイスドア３１お
よびフットドア３１０は、吹出モード切替用のドア手段
であって、図示しないリンク機構に連結されて、サーボ
モータのようなアクチュエータにより、空調装置の吹出
モード制御信号に応じて、連動操作されるようになって
いる。なお、上述した各ドア４、５、１７、１８、２
２、２６、３１は、いずれも基本構造は同一であり、各
回転軸４ａ、５ａ、１７ａ、１８ａ、２３、２７、３２
と一体に結合された樹脂または金属製のドア基板を有
し、この基板の表裏両面にウレタンフォームのような弾
性シール材を貼着した構造である。

【００３５】また、本実施形態では、温風バイパスドア
２２とフットドア３１０とによりフット側ドア手段を構
成している。図３は本実施形態における電気制御の概要
を示すシステム図であり、空調用電子制御装置５０はマ
イクロコンピュータ等から構成されるものであって、周
知のセンサ５１ａ〜５１ｅを含むセンサ群５１からの各
種センサ信号および図示しない空調操作パネルに設けら
れた操作部材５２ａ〜５２ｅを含む操作部材群５２から
の各種操作信号が入力される。

【００３６】空調用電子制御装置５０によって制御され
る空調用の各種機器のうち、５３は第１内外気切替ドア
４および第２内外気切替ドア５をリンク機構を介して駆
動するアクチュエータのサーボモータ、５４は主エアミ
ックスドア１７および補助エアミックスドア１８を連動
して駆動するアクチュエータのサーボモータで、このサ
ーボモータ５４は両エアミックスドア１７、１８を駆動
する所定の回転角範囲を越えた最大暖房側の領域で温風
バイパスドア２２を駆動する。

【００３７】５５はデフロスタドア２６、フェイスドア
３１、およびフットドア３１０を連動して駆動するアク
チュエータのサーボモータである。空調用電子制御装置
５０は予め設定されＲＯＭに記憶されているプログラム
に基づいて、各入力信号に対する演算処理を行って、空
調用の各種機器（上述したドア等）の作動を制御する。

【００３８】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明すると、図４は空調用電子制御装置５０によって
実行される制御ルーチンの概要を示しており、この制御
ルーチンは車両エンジンのイグニッションスイッチ（図
示せず）および空調操作パネルの操作部材群５２のオー
ト設定スイッチ５２ａが投入されることにより起動し、
まず、ステップＳ１００にてセンサ群５１からの各種セ
ンサ信号および操作部材群５２からの各種操作信号を読
み込む。

【００３９】次のステップＳ１１０にて、車室内を設定
温度に維持するために必要な目標吹出空気温度ＴＡＯを
算出する。この車室内への目標吹出空気温度ＴＡＯは、
下記数式１に基づいて算出する。

【００４０】

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔset −Ｋr ×Ｔr −Ｋam×
Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ なお、Ｔset は空調操作パネルの温度設定用操作部材５
２ｂによる設定温度、Ｔr は内気温センサ５１ａの検出
する内気温、Ｔamは外気温センサ５１ｂの検出する外気
温、およびＴs は日射センサ５１ｃの検出する日射量で
ある。また、Ｋset 、Ｋr 、Ｋam、およびＫs はゲイ
ン、Ｃは補正用の定数である。

【００４１】次のステップＳ１２０にて、エアミックス
ドア１７、１８の目標開度ＳＷを算出する。この目標開
度ＳＷは、予めＲＯＭに記憶された下記数式２に基づい
て算出する。

【００４２】

【数２】 ＳＷ＝〔（ＴＡＯ−Ｔe ）／（Ｔw −Ｔe ）〕×１００ （％） ここで、Ｔw は水温センサ５１ｄにより検出されるヒー
タコア１３への流入温水温度（水温）、Ｔe は蒸発器吹
出空気温センサ５１ｅにより検出される、蒸発器１２の
吹出空気温度である。

【００４３】次のステップＳ１３０にて、予めＲＯＭに
記憶された図５のマップにてＴＡＯに基づいて吹出モー
ドを決定する。すなわち、ＴＡＯが低温側から高温側へ
移行するに従って、吹出モードを、フェイス（ＦＡＣ
Ｅ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（Ｆ
ＯＯＴ）モード、およびフット・デフロスタ（Ｆ／Ｄ）
モードに切り替える。

【００４４】次のステップＳ１４０にて、第１、第２内
外気切替ドア４、５および温風バイパスドア２２の位置
を決定する。これらのドア位置の決定は具体的には図６
に示す制御ルーチンにて行われる。すなわち、まず、ス
テップＳ２００にて、空調操作パネルの内外気用操作部
材５２ｄが外気モード位置にあるかどうか判定する。外
気モード位置にあるときは、次のステップＳ２１０に
て、上記吹出モードがフット（ＦＯＯＴ）モードまたは
フット・デフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードのいずれか一方に
あるかどうか判定する。

【００４５】吹出モードがフット（ＦＯＯＴ）モードま
たはフット・デフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードであるとき
は、次のステップＳ２２０にてエアミックスドア１７、
１８が最大暖房状態にあるかどうか、上記目標開度ＳＷ
に基づいて判定する。エアミックスドア１７、１８が最
大暖房状態にあるときは、次のステップＳ２３０にて第
１、第２内外気切替ドア４、５および温風バイパスドア
２２を２層流モードの位置に設定する。すなわち、第
１、第２内外気切替ドア４、５は図１の実線位置、温風
バイパスドア２２は図２の実線位置とする。

【００４６】一方、ステップＳ２１０にて吹出モードが
フット（ＦＯＯＴ）モードおよびフット・デフロスタ
（Ｆ／Ｄ）モード以外の他のモードであると判定された
とき、およびステップＳ２２０にてエアミックスドア１
７、１８が最大暖房状態でないと判定されたときは、ス
テップＳ２４０に進み、外気モードを設定する。すなわ
ち、第１内外気切替ドア４は図１の２点鎖線位置、第２
内外気切替ドア５は図１の実線位置、温風バイパスドア
２２は図２の２点鎖線位置とする。

【００４７】また、ステップＳ２００にて、空調操作パ
ネルの内外気用操作部材５２ｄが内気モード位置にある
と判定されたときは、ステップＳ２５０に進み、内気モ
ードを設定する。すなわち、第１内外気切替ドア４は図
１の実線位置、第２内外気切替ドア５は図１の２点鎖線
位置、温風バイパスドア２２は図２の２点鎖線位置とす
る。

【００４８】以上のごとくして、第１、第２内外気切替
ドア４、５および温風バイパスドア２２の位置が決定さ
れる。再び、図４に戻って、ステップＳ１５０にて、第
１、第２ファン６、７の風量を決定する。この風量の制
御はファン駆動用モータ４２の回転数により行うことが
できる。具体的には、ファン駆動用モータ４２の印加電
圧の制御、あるいはＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）に
おけるデューティ比の制御等により行うことができる。

【００４９】そして、この風量の制御は具体的には図７
の制御ルーチンにより行う。まず、ステップＳ３００に
て風量が自動設定かどうか判定する。空調操作パネルの
風量用操作部材５２ｅが操作されていないときは、風量
が自動設定の状態であるから、ステップＳ３２０に進
み、２層流モードの状態にあるか判定する。図６のステ
ップＳ２３０にて２層流モードが設定されているとき
は、ステップＳ３３０に進み、図８のファン電圧制御特
性を設定する。また、ステップＳ３２０にて２層流モ
ードが設定されていないとき（全外気または全内気モー
ドであるとき）は、ステップＳ３４０に進み、図９のフ
ァン電圧制御特性を設定する。

【００５０】図８、９のファン電圧制御特性、は予
めＲＯＭに記憶されているマップであって、縦軸は第
１、第２ファン６、７の駆動用モータ４２の印加電圧レ
ベルを示している。ここで、第１、第２ファン６、７の
駆動用モータ４２の印加電圧レベルと駆動用モータ４２
の回転数は比例関係にあるから、縦軸は第１、第２ファ
ン６、７の回転数（ひいてはファンの送風風量）レベル
を示すことにもなる。横軸は前述した目標吹出空気温度
ＴＡＯである。図中、縦軸のレベル３１は車両電源バッ
テリの電圧レベル（最大電圧レベル）を示しており、第
１、第２ファン６、７の回転数が最大となる。

【００５１】図８のファン電圧制御特性は、目標吹出
空気温度ＴＡＯの高温側領域における最大電圧（最大回
転数）レベルを図９のファン電圧制御特性に対してレ
ベル２９からレベル２４まで所定量だけ引き下げている
点で相違している。すなわち、２層流モード時には、フ
ァン最大回転数を他のモード（全外気または全内気モー
ド）におけるレベル２９からレベル２４まで所定量だけ
自動的に引き下げる。

【００５２】なお、ステップＳ３００の判定において、
空調操作パネルの風量用操作部材５２ｅが操作されて、
風量がマニュアル設定されているときは、ステップＳ３
１０に進み、風量用操作部材５２ｄによりマニュアル設
定された風量を決定する。再び、図４に戻って、ステッ
プＳ１６０にて制御信号の出力処理が行われ、上述した
各ステップにて決定した制御モードが得られるように、
図３のモータ４２、５３〜５５にそれぞれ制御信号が出
力される。

【００５３】以上、空調用電子制御装置５０による制御
動作について説明したが、次に、図１、２に基づいて、
空調装置の機械的構成部分の作動について説明する。図
１、２は、フット吹出モードにおいて、最大暖房状態が
設定されて、２層流モードが設定された状態を示してい
る。この状態では、送風機ユニット１において、第１内
気導入口２が第１（内気側）ファン６の吸入口６ａに連
通し、また、外気導入口３が第２（外気側）ファン７の
吸入口７ａに連通する。従って、この状態では、第１フ
ァン６は内気導入口２からの内気を第１（内気側）通路
８に送風し、第２ファン７は外気導入口３からの外気を
第２（外気側）通路９に送風する。

【００５４】また、空調ユニット１００においては、両
エアミックスドア１７、１８は図示の実線位置に回動操
作されて、主エアミックスドア１７が冷風バイパス通路
１６の入口穴１６ａを全閉すると同時に、補助エアミッ
クスドア１８の先端部が蒸発器１２直後の位置で、かつ
仕切り板１５の延長線Ａ近傍に位置するように設定して
ある。これにより、補助エアミックスドア１８は、蒸発
器１２とヒータコア１３との間の空気通路を第１空気通
路８と第２空気通路９とに区画形成する可動仕切り部材
として作用する。

【００５５】また、温風バイパスドア２２は、図示の実
線位置に操作されてヒータコア１３直後の第１温風通路
１９ａを第１空気通路８と第２空気通路９とに区画形成
する可動仕切り部材として作用するとともに、温風バイ
パス入口部２１を開放する。また、デフロスタドア２６
およびフットドア３１０はそれぞれデフロスタ開口部２
５および前席用フット開口部２９の入口部２９ａを所定
量開口しているが、フェイスドア３１はフェイス開口部
２８を閉塞している。

【００５６】従って、ファン６、７を作動させることよ
り、内気導入口２からの内気と外気導入口３からの外気
は、仕切り部材１０、１５、１８、２２により仕切られ
て、第１空気通路８と第２空気通路９とをそれぞれ区分
されたまま流れる。この内気と外気はすべてヒータコア
１３を通過し、最大限加熱される。内気はヒータコア１
３で加熱された後に、温風バイパス入口部２１を通って
第２温風通路３０を経由して、前席用、後席用フット開
口部２９、３３に至る。これに対して、外気はヒータコ
ア１３で加熱された後に、温風バイパスドア２２上方側
の第１温風通路１９ａを経て、冷温風混合空間２０に至
り、さらに、ここから外気は２つの流れに分岐して、そ
の一方の外気はデフロスタ開口部２５に流入し、残余の
外気は連通路３６を通って前席用フット開口部２９に流
入する。

【００５７】以上の結果、デフロスタ開口部２５には低
湿度の外気を加熱した温風が流れて、窓ガラス内面にこ
の低湿度の温風が吹き出すので、窓ガラスの防曇性を良
好に確保できる。しかも、前席用、後席用フット開口部
２９、３３には主に内気を加熱した温度の高い温風を吹
き出して、暖房効果を向上させることができる。図２に
おいて、矢印Ｃは内気の流れを示し、矢印Ｄは外気の流
れを示している。

【００５８】このとき、デフロスタ開口部２５への吹出
風量と、フット開口部２９、３３への吹出風量の割合
は、デフロスタドア２６を小開度の位置に操作すること
により、第２空気通路９側の外気の一部を前席用フット
開口部２９側へ流入させることができ、フット開口部２
９、３３への吹出風量を８０％程度、デフロスタ開口部
２５への吹出風量を２０％程度に設定できる。

【００５９】次に、フット吹出モードにおいて、両エア
ミックスドア１７、１８を最大暖房状態から吹出空気温
度の制御のために中間開度位置に操作すると、空調ユニ
ット１００は通常モードの状態となる。この通常モード
状態では、両エアミックスドア１７、１８が中間開度位
置に操作されて、主エアミックスドア１７が冷風バイパ
ス通路１６を開放するので、この冷風バイパス通路１６
を通って冷風がヒータコア１３をバイパスして直接、冷
温風混合空間２０に至る。

【００６０】この両エアミックスドア１７、１８の操作
に連動して、温風バイパスドア２２が図２の２点鎖線位
置に操作されて温風バイパス入口部２１を閉塞するとと
もに、ヒータコア１３直後の第１温風通路１９ａに対す
る仕切り作用を消滅する。従って、ヒータコア１３を通
過して加熱された温風はすべて第１温風通路１９ａを上
昇した後に空間２０にて冷風バイパス通路１６からの冷
風と混合して所望の温度となる。この温風は、その大部
分は連通路３６を通って前席用、後席用フット開口部２
９、３３側に至り、乗員足元に吹き出す。また、空間２
０の温風の残余はデフロスタ開口部２５側に至り、窓ガ
ラス内面に吹き出す。

【００６１】上記の通常モード（温度制御域）のフット
吹出モードでは、最大暖房能力を必要としていないた
め、内外気導入モードは、第１、第２の内気導入口２、
２ａをともに閉塞し、外気導入口３のみを開放する全外
気モードに設定する。しかし、乗員の手動操作よる設定
にて、第１、第２の内気導入口２、２ａをともに開放す
る全内気モード（図６のステップＳ２５０）とすること
ができる。

【００６２】次に、前席用、後席用フット開口部２９、
３３からの吹出風量と、デフロスタ開口部２５からの吹
出風量とを略同等とするフットデフロスタ吹出モードに
おいて、最大暖房状態が設定されて、２層流モードが設
定されたときは、図２のフット吹出モード時に比して、
デフロスタドア２６の開度を増大させる。これにより、
デフロスタ開口部２５からの吹出風量を増加できて、前
席用、後席用フット開口部２９、３３からの吹出風量
と、デフロスタ開口部２５からの吹出風量とを略同等に
することが可能となる。他の点はフット吹出モードにお
ける２層流モードと同じである。

【００６３】次に、フットデフロスタ吹出モードにおい
て、両エアミックスドア１７、１８を最大暖房状態から
吹出空気温度の制御のために中間開度位置に操作する
と、両エアミックスドア１７、１８の操作に連動して、
温風バイパスドア２２が図２の２点鎖線位置に操作され
て温風バイパス入口部２１を閉塞するので、２層流モー
ドが解除され、通常モード状態となる。このフットデフ
ロスタ吹出モードの通常モード状態は、フット側の吹出
風量と、デフロスタ側の吹出風量とを略同等にしている
点がフット吹出モードの通常モード状態と異なるのみ
で、他の点はフット吹出モードと同じである。

【００６４】ところで、上記したフット吹出モードおよ
びフットデフロスタ吹出モードにおいて、２層流モード
が設定されたときは、図１に示すように、送風機ユニッ
ト１において、第１内気導入口２および外気導入口３が
ともに開放され、第１、第２ファン６、７の吸入側の通
風抵抗が全外気時に比して減少する。また、温風バイパ
スドア２２が温風バイパス入口部２１を開放することに
より、ヒータコア１３下流側の通風抵抗が全外気時に比
して減少する。従って、２層流モードにおける第１、第
２ファン６、７の回転数が全外気時と同一レベルである
と、２層流モードの風量は全外気時よりもかなり増加す
ることになる。

【００６５】しかるに、本実施形態によると、２層流モ
ードでは、図８のファン電圧制御特性が設定されるの
で、２層流モード時のファン電圧レベル（ファン回転
数）を図９の特性のレベル２９からレベル２４まで所定
量だけ自動的に引き下げることができる。そのため、２
層流モード時の最大ファン回転数がファン電圧レベル２
４に対応した回転数まで低下して、２層流モードの風量
を全外気時と同一レベルにすることができる。

【００６６】そのため、通風抵抗の小さい２層流モード
においても、風量増加によるヒータコア１３の吹出空気
温度の低下が発生しない。従って、吹出空気温度の低
下、換言すれば、ストーブ比（暖房能力／風量）の低下
に起因する暖房感の悪化を防止できる。図１０、１１は
本発明者による実験例のデータを示すものであり、図１
０はフット（ＦＯＯＴ）モード時の２層流モードにおけ
る車室内への吹出風量を縦軸にとり、横軸に第１、第２
ファン６、７の駆動用モータ４２の印加電圧および図
８、９の縦軸のファン電圧レベルをとったものであり、
また、図１１はフット（ＦＯＯＴ）モード時の全外気モ
ードにおける車室内への吹出風量を示している。

【００６７】この図１０、１１の比較から理解されるよ
うに、２層流モードでは、ファン電圧レベルを全外気時
のレベル２９からレベル２４に引き下げることより、車
室内への吹出風量を全外気時と同一レベルにすることが
できることを示している。次に、他の吹出モードについ
て簡単に説明すると、フェイス吹出モードでは、図２に
おいて、温風バイパスドア２２、デフロスタドア２６、
およびフットドア３１０がすべて閉塞位置となり、フェ
イスドア３１のみがフェイス開口部２８の全開位置に操
作される。そして、両エアミックスドア１７、１８をヒ
ータコア１３への空気流入路を全閉する最大冷房位置
（２点鎖線位置）に操作すれば、蒸発器１２で冷却され
た冷風をすべてバイパス通路１６を通過して、フェイス
開口部２８側へ吹き出すことができる。

【００６８】そして、両エアミックスドア１７、１８を
最大冷房状態から最大暖房側へ任意の量回動操作するこ
とにより、フェイス吹出モードにおける吹出空気温度を
任意に調整できる。フェイス吹出モードでは、車室内換
気のために、通常全外気モードを設定するが、最大冷房
時には、冷房負荷低減のために、全内気モードを設定し
てもよい。

【００６９】また、最大冷房時に、冷房負荷の低減と車
室内換気とを両立させるために、第１、第２内外気切替
ドア４、５を図１に示す２層流モードの位置に操作し
て、内外気を同時に導入する内外気混入状態を設定して
もよい。また、バイレベル吹出モードでは、上記フェイ
ス吹出モードに対して、フットドア３１０を開放位置に
操作することにより、フェイス開口部２８側への空気通
路とフット開口部２９、３３側への空気通路を同時に開
放できる。これにより、冷風バイパス通路１６からの冷
風が主にフェイス開口部２８側へ流れ、第１温風通路１
９ａからの温風が主にフット開口部２９、３３側へ流れ
るので、フェイス開口部２８側の吹出温度をフット開口
部２９、３３側の吹出温度より低くして、頭寒足熱の吹
出温度分布を得ることができる。バイレベル吹出モード
では、車室内換気のために、通常全外気モードを設定す
る。

【００７０】また、デフロスタ吹出モードでは、ドア３
１、３１０、２２がすべて閉塞位置に操作され、デフロ
スタドア２６のみがデフロスタ開口部２５の全開位置に
操作される。従って、両エアミックスドア１７、１８の
回動位置により温度調整された温風をデフロスタ開口部
２５に流して、窓ガラスの曇り止めを行うことができ
る。デフロスタ吹出モードでは窓ガラスの曇り止めのた
めに全外気モードを設定する。

【００７１】（他の実施形態）なお、上記実施形態で
は、ヒータコア１３による空調空気の加熱量を調整して
空気温度を調整する温度調整手段として、冷風と温風の
風量割合を調整するエアミックスドア１７、１８を使用
しているが、エアミックスドア１７、１８の代わりに、
ヒータコア１３に流入する温水の流量または温水の温度
を調整する温水弁を用いて、この温水弁の温水流量（ま
たは温水温度）の調整作用により空気温度を調整するタ
イプの空調装置にも同様に本発明を適用できる。

【００７２】また、上記実施形態では、２層流モード時
に内気側の第１空気通路８と、外気側の第２空気通路９
とを仕切るために、補助エアミックスドア１８および温
風バイパスドア２２を可動仕切り部材として使用するタ
イプの空調ユニット１００を使用しているが、内気側の
第１空気通路８と、外気側の第２空気通路９とを仕切る
仕切り部材として、空調ケース１１側に固定された固定
仕切り部材を使用するタイプの空調ユニット１００にも
本発明は適用できる。

【００７３】また、２層流モードを設定する最大暖房時
とは、エアミックスドア１７、１８が冷風のバイパスを
完全に防止する位置に操作されている場合に厳格に限定
されるものでなく、若干量の冷風のバイパスを許容する
エアミックスドア位置の場合をも含むものである。ま
た、上記実施形態では、エアミックスドア１７、１８と
温風バイパスドア２２を共通のサーボモータを用いたア
クチュエータにて駆動する場合について説明したが、エ
アミックスドア１７、１８と温風バイパスドア２２をそ
れぞれ別個のサーボモータを用いたアクチュエータにて
駆動するようにしてもよいことはもちろんである。

【００７４】また、上記実施形態では、空調ユニット１
００内に蒸発器（冷房用熱交換器）１２を配設している
が、この冷房用熱交換器を持たないタイプの空調装置に
も同様に本発明を適用できることはもちろんである。ま
た、上記第１、第２実施形態における後席用フット開口
部３３を廃止した空調装置にも同様に本発明を適用でき
ることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の送風機ユニット部の縦断
面図である。

【図２】本発明の一実施形態の空調ユニット部の縦断面
図である。

【図３】本発明の一実施形態の電気制御のシステム図で
ある。

【図４】本発明の一実施形態の電気制御のフローチャー
トである。

【図５】本発明の一実施形態における目標吹出空気温度
と吹出モードとの制御特性図である。

【図６】本発明の一実施形態の電気制御の要部のフロー
チャートである。

【図７】本発明の一実施形態の電気制御の別の要部のフ
ローチャートである。

【図８】本発明の一実施形態におけるファン電圧制御特
性図である。

【図９】本発明の一実施形態における別のファン電圧制
御特性図である。

【図１０】２層流モード時の吹出風量の実験結果を示す
グラフである。

【図１１】全外気時の吹出風量の実験結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１…送風機ユニット、２、２ａ…内気導入口、３…外気
導入口、４、５…第１、第２内外気切替ドア、６、７…
第１、第２ファン、８、９…第１、第２空気通路、１１
…空調ケース、１２…蒸発器、１３…ヒータコア、１６
…冷風バイパス通路、１７…主エアミックスドア、１８
…補助エアミックスドア、１９ａ…第１温風通路、２１
…温風バイパス入口部、２２…温風バイパスドア、２５
…デフロスタ開口部、２６…デフロスタドア、２８…フ
ェイス開口部、２９…前席用フット開口部、３０…第２
温風通路、３１…フェイスドア、３１０…フットドア、
３３…後席用フット開口部、１００…空調ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村木 俊彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 武知 哲也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 横井 淳二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 三本 亮 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−104216（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 101 B60H 1/00 102 B60H 1/00 103

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内気と外気とを仕切って送風可能な送風
   手段（６、７）と、 この送風手段（６、７）により送風される空調空気を車
   両エンジンからの温水を熱源として加熱する暖房用熱交
   換器（１３）と、 この暖房用熱交換器（１３）による空調空気の加熱量を
   調整して空気温度を調整する温度調整手段（１７、１
   ８）と、 車室内乗員の足元に向けて風を吹き出すフット吹出口に
   接続されるフット開口部（２９、３３）と、 車両窓ガラス内面に向けて風を吹き出すデフロスタ吹出
   口に接続されるデフロスタ開口部（２５）とを備え、 前記フット開口部（２９、３３）と前記デフロスタ開口
   部（２５）の両方を同時に開口する吹出モードにおい
   て、前記加熱量が最大となる位置に前記温度調整手段
   （１７、１８）が操作される最大暖房状態が設定された
   ときには、少なくとも、前記空調空気の通路を、前記内
   気が流れる第１空気通路（８）と前記外気が流れる第２
   空気通路（９）とに区画形成して、 前記第１空気通路（８）を前記フット開口部（２９、３
   ３）に連通させるとともに、前記第２空気通路（９）を
   前記デフロスタ開口部（２５）に連通させる車両用空調
   装置であって、 前記第１空気通路（８）を通して前記内気を前記フット
   開口部（２９、３３）側から吹き出させ、前記第２空気
   通路（９）を通して前記外気を前記デフロスタ開口部
   （２５）側から吹き出させる２層流モードを設定すると
   きは、他のモードに比して、前記送風手段（６、７）の
   最大回転数を所定レベル引き下げるようにしたことを特
   徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記２層流モードと、前記他のモードと
   で車室内への吹出風量が同等となるレベルまで、前記２
   層流モードにおける前記送風手段（６、７）の最大回転
   数を引き下げるようにしたことを特徴とする請求項１に
   記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記内気と前記外気の導入状態を乗員の
   操作により設定する内外気設定手段（５２）を有し、 この内外気設定手段（５２）により外気導入状態が設定
   されているときのみに、前記２層流モードを設定するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の車
   両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記暖房用熱交換器（１３）を通過した
   温風を前記フット開口部（２９、３３）および前記デフ
   ロスタ開口部（２５）側に導く第１の温風通路（１９
   ａ）と、 前記暖房用熱交換器（１３）を通過した温風
   を、前記第１の温風通路（１９ａ）をバイパスして前記
   フット開口部（２９、３３）に直接導く第２の温風通路
   （３０）と、 この第２の温風通路（３０）の入口部（２１）を開閉す
   る温風バイパスドア（２２）とを備え、 前記第１空気通路（８）と前記第２空気通路（９）とを
   区画形成する２層流モード時には、前記温風バイパスド
   ア（２２）が、前記入口部（２１）を開放するととも
   に、前記第１の温風通路（１９ａ）を前記第１空気通路
   （８）と前記第２空気通路（９）とに区画形成する位置
   に操作されるようにしたことを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。