JP3596099B2

JP3596099B2 - 暖房装置

Info

Publication number: JP3596099B2
Application number: JP17373095A
Authority: JP
Inventors: 奥村　　佳彦; 伊藤　　公一; 美光井上; 光杉
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: JPH0920124A; DE19627655A1; US5762266A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は温水流量を制御する流量制御弁を用いた暖房装置に関し、特には自動車用として用いた場合に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水式暖房装置を含む自動車用空調装置の吹出空気の温度制御方式として、暖房用熱交換器への温水流量を制御して、吹出空気温度を制御する方式のものが知られている。この温水流量制御方式は、冷風と温風の混合割合をエアミックスドアにより制御して、吹出空気温度を制御するエアミックス方式に比べて、次の様な利点がある。
【０００３】
すなわち、温水流量制御方式では、エアミックス方式における冷風と温風を混合するための混合空間が不必要なので、その分、通風ダクト系の容積を小型化できる。また同時に、混合空間が不必要となることから、通風抵抗が低減し、送風機電力及び送風騒音の低減を図ることができる。
ところで、上記温水流量制御方式を採用した自動車用空調装置の従来技術として、例えば特開昭５９−１１４１１８号公報に記載されたものがある。
【０００４】
この公報記載のものは図１４に示すように、第１ヒータコア１０１および第２ヒータコア１０２への供給温水量を流量制御弁１０３にて制御するものである。その上で、上方吹出口１０４と足元吹出口１０５の両方から車室内に風を吹き出すバイレベルモードのときは、開閉弁１０６を閉じて第１ヒータコア１０１への温水供給を停止することによって、上方吹出口１０４からの吹出風温度を低めに、足元吹出口１０５からの吹出風温度を高めにする、というものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記開閉弁１０６は、あくまでも第１ヒータコア１０１への温水供給を許容するか停止するかを切り換える弁であって、それぞれのヒータコア１０１、１０２への温水供給量をリニアに制御するものではない。従って、上記公報記載の考え方を利用して、例えばヒータコア１０５を通過した空気を運転席に吹き出し、ヒータコア１０６を通過した空気を助手席に吹き出す左右独立温度制御を行おうとしても、各席への吹出風温度をリニアに制御することができない。
【０００６】
そこで本発明は上記問題に鑑み、温水回路から分岐した第１通路と第２通路のそれぞれの途中に第１熱交換器および第２熱交換器を設け、この第１熱交換器にて室内の第１空間の暖房を行い、第２熱交換器にて室内の第２空間の暖房を行う暖房装置において、それぞれの熱交換器への温水供給量をリニアに制御することによって、上記第１および第２空間を独立に暖房することのできる暖房装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、
水冷式の走行用エンジン（１）を有する自動車に用いられる暖房装置であって、
前記エンジン（１）によって加熱された温水を循環させる温水回路（１７）の途中の通路である第１通路（１７ｂ）中に設けられ、前記温水と空気とを熱交換して車室内の第１空間の暖房を行う第１熱交換器（３Ａ）と、
前記温水回路（１７）の途中の通路でかつ前記第１通路（１７ｂ）と並列に設けられた第２通路（１７ｃ）中に設けられ、前記温水と空気とを熱交換して車室内の第２空間の暖房を行う第２熱交換器（３Ｂ）と、
前記温水回路（１７）途中に設けられ、前記第１熱交換器（３Ａ）と前記第２熱交換器（３Ｂ）とを流れる温水の総流量を制御する総流量制御弁（４）と、
前記温水回路（１７）途中に設けられ、前記総流量制御弁（４）によって流量制御された温水を、前記第１熱交換器（３Ａ）と前記第２熱交換器（３Ｂ）とにリニアに分配する分配弁（７）と
を備える暖房装置を特徴とする。
【０００８】
また請求項２記載の発明では、請求項１記載の暖房装置において、
前記総流量制御弁（４）は、前記温水回路（１７）が前記第１通路（１７ｂ）と第２通路（１７ｃ）とに分岐する部位（１７ａ）よりも上流側に設けられたことを特徴とする。
また請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の暖房装置において、
前記総流量制御弁（４）は、
流量制御弁ハウジング（２１）と、
この流量制御弁ハウジング（２１）に設けられ、前記エンジン（１）からの温水が流入する第１温水入口パイプ（２２）と、
前記流量制御弁ハウジング（２１）に設けられ、前記エンジン（１）に温水を還流させる第１温水出口パイプ（２３）と、
前記流量制御弁ハウジング（２１）に設けられ、前記第１温水入口パイプ（２２）から流入した温水を前記第１および第２熱交換器（３Ａ、３Ｂ）に流入させる第２温水出口パイプ（２５）と、
前記流量制御弁ハウジング（２１）に設けられ、前記第１および第２熱交換器（３Ａ、３Ｂ）からの温水を前記流量制御弁ハウジング（２１）内に流入させる第２温水入口パイプ（２４）と、
前記流量制御弁ハウジング（２１）内に設けられ、前記第１温水入口パイプ（２２）からの温水を直接前記第１温水出口パイプ（２３）にバイパスさせるバイパス回路（５）と、
前記流量制御弁ハウジング（２１）内に設けられ、前記第１温水入口パイプ（２２）から前記第２温水出口パイプ（２４）に通ずる温水流路の開口面積を制御する流量制御弁体（２０）と
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また請求項４記載の発明では、請求項３記載の暖房装置において、
前記バイパス回路（５）には、温水圧力の上昇により開弁する圧力応動弁（６）が備えられていることを特徴とする。
また請求項５記載の発明ては、請求項１ないし４いずれか１つ記載の暖房装置において、
前記分配弁（７）は、前記第１通路（１７ｂ）と前記第２通路（１７ｃ）とが再び集合する部位（１７ｄ）に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
また請求項６記載の発明では、請求項１ないし４いずれか１つ記載の暖房装置において、
前記分配弁（７）は、前記温水回路（１７）が前記第１通路（１７ｂ）と前記第２通路（１７ｃ）とに分岐する部位（１７ａ）に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
また請求項７記載の発明では、請求項５記載の暖房装置において、
前記分配弁（７）は、
分配弁ハウジング（４１）と、
この分配弁ハウジング（４１）に設けられ、内部に前記第１温水通路（４２ａ）および前記第２温水通路（４２ｂ）が形成された第３温水入口パイプ（４２）と、
前記分配弁ハウジング（４１）に設けられ、前記第３温水入口パイプ（４２）から流入した温水を前記エンジン（１）に還流させる第３温水出口パイプ（４３）と、
前記分配弁ハウジング（４１）内に設けられ、前記第１温水通路（４２ａ）から前記第３温水出口パイプ（４３）に通ずる第１温水流路の開口面積を制御するとともに、前記第２温水通路（４２ｂ）から前記第３温水出口パイプ（４３）に通ずる第２温水流路を制御する分配弁体（４０）と
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また請求項８記載の発明では、請求項１ないし７いずれか１つ記載の暖房装置において、
前記第１熱交換器（３Ａ）は、１つの熱交換器（３）の一部（３ａ、３ｆ、３ｂ）で構成され、
前記第２熱交換器（３Ｂ）は、前記１つの熱交換器（３）の残部（３ａ、３ｇ、３ｃ）で構成され、
前記総流量制御弁（４）と前記分配弁（７）とは、前記１つの熱交換器（３）と一体的に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また請求項９記載の発明では、
温熱源（１）によって加熱された媒体を循環させる媒体回路（１７）の途中の通路である第１通路（１７ｂ）中に設けられ、前記媒体と空気とを熱交換して室内の第１空間の暖房を行う第１熱交換器（３Ａ）と、
前記媒体回路（１７）の途中の通路でかつ前記第１通路（１７ｂ）と並列に設けられた第２通路（１７ｃ）中に設けられ、前記媒体と空気とを熱交換して室内の第２空間の暖房を行う第２熱交換器（３Ｂ）と、
前記媒体回路（１７）途中に設けられ、前記第１熱交換器（３Ａ）と前記第２熱交換器（３Ｂ）とを流れる媒体の総流量を制御する総流量制御弁（４）と、
前記媒体回路（１７）途中に設けられ、前記総流量制御弁（４）によって流量制御された媒体を、前記第１熱交換器（３Ａ）と前記第２熱交換器（３Ｂ）とにリニアに分配する分配弁（７）と
を備える暖房装置を特徴とする。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１５】
【発明の作用効果】
請求項１〜９記載の発明によれば、総流量制御弁にて流量制御された温水を、分配弁によって第１熱交換器と第２熱交換器とにリニアに分配するので、第１熱交換器が車室内（または室内）の第１空間を暖房する能力、および第２熱交換器が車室内（または室内）の第２空間を暖房する能力をそれぞれリニアに制御できる。従って、上記第１空間および第２空間の暖房をリニアに制御することができる。
【００１６】
特に請求項４記載の発明では、バイパス回路に、温水圧力の上昇により開弁する圧力応動弁が備えられているので、エンジンの温水供給圧が変動しても、第１および第２熱交換器に加わる温水圧力を一定に維持して、吹出空気温度の変動を抑制することができる。
また請求項５または６記載の発明では、分配弁を、第１通路と第２通路とが再び集合する部位もしくは温水回路が第１通路と第２通路とに分岐する部位に設けているので、総流量制御弁にて流量制御された温水を第１および第２通路に分配するという機能を、１つの弁にて実現することができる。
【００１７】
また請求項８記載の発明では、第１および第２熱交換器が１つの熱交換器として構成され、さらに総流量制御弁と分配弁とがこの１つの熱交換器と一体的に構成されているので、これら総流量制御弁、分配弁、熱交換器を一体構造物として取り扱って、自動車への組付、搭載作業を容易に行うことができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を自動車用空調装置の温水式暖房装置に適用した第１実施例を、図１〜１２を用いて説明する。
図１において、１は自動車走行用の水冷式エンジン、２はエンジン１により駆動されるウオータポンプで、エンジン１の温水回路１７に温水を循環させるものである。この温水回路１７は、途中の部位１７ａにて第１通路１７ｂと第２通路１７ｂとに分岐し、さらにこれらの通路１７ｂ、１７ｃの途中に第１ヒータコア３Ａおよび第２ヒータコア３Ｂが設けられている。そして通路１７ａと１７ｂが再び集合する部位１７ｄ（図１２）に分配弁７が設けられている。
【００１９】
上記各ヒータコア３Ａ、３Ｂはそれぞれ、エンジン１から供給される温水と空調ダクト１２（図２）内の送風空気とを熱交換して、この送風空気を加熱する暖房用熱交換器である。これら各ヒータコア３Ａ、３Ｂは、１つのヒータコア３（図３）のコア部を半分に分割したそれぞれより成るものである。
４は総流量制御弁で、温水出入口を３つ有する三方弁タイプの弁構造を有するものであり、その詳細構造は後述する。
【００２０】
５はヒータコア３と並列に設けられたバイパス路である。また、６は定差圧弁（圧力応動弁）であり、その前後の差圧が予め定められた所定値に達すると開弁するものであって、エンジン１の回転数変動によりウオータポンプ２の吐出圧が変動しても、ヒータコア３の前後圧を一定に近づける役割を果たすものである。図１には具体的に示していないが、総流量制御弁４にはバイパス回路５および定差圧弁６が一体に内蔵され、さらに暖房用熱交換器３に対して一体構造として組付られている。この組付構造も後述する。
【００２１】
上記分配弁７は、上記総流量制御弁４によって調節された温水流量のうち、第１ヒータコア３Ａを流れる流量と第２ヒータコア３Ｂを流れる流量とを振り分けるものである。この分配弁７の詳細構造は後述する。
８ａは車室内温度を検出する内気温センサ、８ｂは外気温度を検出する外気温センサ、および８ｃは車室内に照射される日射量を検出する日射センサである。
【００２２】
９ａ、９ｂは、車室内前席に設けられた空調パネル（図示しない）上に設けられた温度設定器で、９ａは運転席用、９ｂは助手席用である。また１０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、マイクロコンピュータ等よりなる制御装置で、上記各センサ８ａ〜８ｃおよび温度設定器９ａ、９ｂ等からの入力信号に基づいて後述する所定の処理を実行し、上記総流量制御弁４、分配弁７等に制御信号を出力するものである。
【００２３】
図２において、１１は、空気を車室内に導く空気通路としての空調ダクトであり、その一端側には内気吸入口および外気吸入口（それぞれ図示しない）が形成され、他端側には複数の吹出口群１２、１３が形成されている。また１４は、上記内気吸入口または外気吸入口から吸入した空気を上記吹出口群１２、１３に向かって圧送する送風手段である。
【００２４】
１５は、送風手段１４から圧送されてきた空気を冷却する熱交換器で、具体的には図示しない冷凍サイクルの蒸発器である。そして上記第１ヒータコア３Ａおよび第２ヒータコア３Ｂは、この蒸発器１５の空気下流側部位における空調ダクト１１内の全面にわたって配設されている。従って、蒸発器１５を通過した空気は全てこのヒータコア３Ａ、３Ｂで再加熱される。
【００２５】
ヒータコア３Ａの空気下流側には、ヒータコア３Ａを通過した空気を運転席側に導く運転席側通路１６ａが形成されている。上記吹出口群１２はこの運転席側通路１６ａの下流端に形成されている。また、ヒータコア３Ｂの空気下流側には、ヒータコア３Ｂを通過した空気を助手席側に導く助手席側通路１６ｂが形成されている。上記吹出口群１３はこの助手席側通路１６ｂの下流端に形成されている。
【００２６】
上記吹出口群１２は具体的には、運転手上半身に向けて空気を吹き出す運転席側サイドフェイス吹出口およびセンターフェイス吹出口と、運転手足元に向けて空気を吹き出す運転席側フット吹出口と、窓ガラス内面に向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口とから成る。
上記吹出口群１３は具体的には、助手席乗員上半身に向けて空気を吹き出す助手席側サイドフェイス吹出口およびセンターフェイス吹出口と、助手席乗員足元に向けて空気を吹き出す助手席側フット吹出口と、上記デフロスタ吹出口とから成る。
【００２７】
次に図３〜５を用いて、総流量制御弁４、分配弁７、ヒータコア３の一体構造について説明する。なお図３は、総流量制御弁４と分配弁７とヒータコア３との一体構造を示す一部断面図示した正面図、図４は上蓋２１ａ、４１ａ、扇型ギア２７、４５を外した状態における図３の一部を破断した上面図、および図５は図３の要部拡大図である。また、図面作成の都合上、図３においては、総流量制御弁４と分配弁７の詳細部分への引出線、およびハッチングの図示は省略した。
【００２８】
まず最初に総流量制御弁４について具体的に説明する。
総流量制御弁４の弁体２０は樹脂材料にて円柱状に成形され、やはり樹脂にて成形された流量制御弁ハウジング２１内に回動可能に配置され収納されている。従って、弁体２０は図３、５の上下方向に軸が延びる回動可能な円柱状ロータから構成されている。
【００２９】
上記弁ハウジング２１には、エンジン１からの温水が流入する第１温水入口パイプ２２と、エンジン１に温水を還流させる第１温水出口パイプ２３と、ヒータコア３の出口からの温水が流入する第２温水入口パイプ２４と、上記第１温水入口パイプ２２から流入した温水をヒータコア３に向けて流出させる第２温水出口パイプ２５とが樹脂にて一体成形されている。また、弁ハウジング２１内には、第１温水入口パイプ２２から弁体２０を介して第１温水出口パイプ２３に温水をバイパスさせるバイパス回路５が形成されている。
【００３０】
円柱状の弁体２０には、上記各パイプ２２、２５およびバイパス回路５の開口面積を後述の所定の相関関係をもって制御する制御流路２０ａ〜２０ｃ（図６）が形成されている。また、弁体２０を回動操作するためのシャフト２６は、弁体２０に一体に結合されており、弁ハウジング２１の上蓋２１ａの上部に突出している。
【００３１】
このシャフト２６の突出端は非円形の断面形状であるＤ形状に形成され、このＤ形状の突出端には扇形ギヤ２７の回転中心穴（扇の要の位置）が一体に嵌合して連結され、この両者２６、２７は一体に回転するようになっている。
また、シャフト２６の突出端は、弁体２０の回転位置を検出する回転位置検出手段としてのポテンショメータ（可変抵抗器）２８に連結されている。このポテンショメータ２８のケース部２８ａはブラケット２９を介して上蓋２１ａに固定されている。上記制御装置１０は、このポテンショメータ２８の弁体回転位置信号に基づいて、後述するサーボモータ３１にフィードバック制御し、弁体２０を所定位置に位置決め制御する。
【００３２】
弁ハウジング２１には、弁体駆動機構を収納する駆動機構ケース部３０が一体成形されている。このケース部３０内には、電気的駆動手段３１（具体的には直流モータからなるサーボモータ）が配設されており、このモータ３１のシャフトの先端部にはウオームギヤ３１ａが形成されている。
このウオームギヤ３１ａは減速用平ギヤ３２と噛み合っており、この平ギヤ３２は弁ハウジング２１に設けられた軸受（図示しない）に回転可能に軸支され、平ギヤ３２のシャフトに形成されたウオームギヤ３２ａは上記扇形ギヤ２７の外周部のギヤ部２７ａと噛み合うようになっている。この扇形ギヤ２７の使用により数段の減速ギヤによる減速量を１個のギヤで達成できる。
【００３３】
弁ハウジング２１内に形成されたバイパス回路５には定差圧弁６が配設されている。この定差圧弁６は樹脂により成形され、その底面凹部６ａに当接したコイルバネ６ｂ（バネ手段）が、定差圧弁６を図３〜５の左方向（閉弁方向）に押圧するようになっている。この定差圧弁６の中心部には、定差圧弁６の閉弁時にもバイパス回路５に所定流量の温水が流れるようにするための孔６ｃが形成されている。
【００３４】
また、定差圧弁６の外壁面と温水入口パイプ２４の内壁面との間には隙間が形成されており、分配弁７からの温水がこの隙間を通って温水出口パイプ２３に流れるようになっている。
３３は弁座を形成する隔壁で、その中心部には定差圧弁６により開閉される円形穴が形成されている。この円形穴は温水入口側をテーパ状に拡大して通水抵抗を減少するようにしてある。
【００３５】
３４（図４）、３５（図５）はゴム等の弾性材からなるシール部材で、その全体形状は中央部に開口を有する矩形状になっており、弁体２０の外周面と弁ハウジング２１の内周面との間に配置されている。このシール部材３４、３５は弁体２０の制御流路２０ａ〜２０ｃを介することなく、パイプ２２と２５とバイパス回路５との間で直接温水が流通してしまうことを防ぐためのものである。
【００３６】
ところで、上記弁体２０の制御流路２０ａ〜２０ｃの具体的形状は図６に示す形状となっており、このうち制御流路２０ａは図６（ｂ）に示すように、半円状部分２０ａ−１と細長部分２０ａ−２と小穴２０ａ−３とから形成されている。そして、弁体２０の開度が０°（非暖房時）から所定開度（本実施例では２０°）までは、温水入口パイプ２２を開口する面積Ａ１は小穴２０ａ−３による一定の開口面積となり、上記所定開度を越えると、弁体開度の増加に応じて上記開口面積Ａ１も大きくなるようにしてある。
【００３７】
また、弁体２０の制御流路２０ａの左側方には、制御流路２０ｃが連続して形成されており、この制御流路２０ｃにより、弁体２０の開度が０°から所定開度（本実施例では２０°）までは、温水入口パイプ２４を開口する面積Ａ２はほぼ全開となり、上記所定開度を越えると、弁体開度の増加に応じて上記開口面積Ａ２は小さくなるようにしてある。
【００３８】
一方、弁体２０の底面側に配置された温水出口パイプ２５（ヒータコア３の入口に接続）の開口面積Ａ３は、図６（ａ）に示すように、弁体２０の開度が０°のときは上記開口面積Ａ３は０となり、この状態から弁体開度が増加するに応じて、上記開口面積Ａ３は徐々に大きくなるようにしてある。
次に、分配弁７について具体的に説明する。
【００３９】
弁体４０は本実施例では樹脂材料にて円柱状に成形され、やはり樹脂にて成形された分配弁ハウジング４１内に回動可能に配置され収納されている。従って、弁体４０は図３の上下方向に軸が延びる回動可能な円柱状ロータから構成されている。
上記弁ハウジング４１には、第１ヒータコア３Ａからの温水が流入する第１温水通路４２ａ、および第２ヒータコア３Ｂからの温水が流入する第２温水通路４２ｂが形成された第３入口パイプ４２と、総流量制御弁４側の温水入口パイプ２４に温水を還流させる第３温水出口パイプ４３とが樹脂にて成形されている。
【００４０】
円柱状の弁体４０には、上記パイプ４２の開口面積を後述の所定の相関関係をもって制御する制御流路４０ａ、４０ｂ（図７）と、上記パイプ４３の開口面積をほぼ一定で全開とする制御流路４０ｃ（図７）とが形成されている。また、弁体４０を回動操作するためのシャフト４４は、弁体４０に一体に結合されており、弁ハウジング４１の上蓋４１ａの上部に突出している。
【００４１】
このシャフト４４の突出端は非円形の断面形状であるＤ形状に形成され、このＤ形状の突出端には扇形ギヤ４５の回転中心穴（扇の要の位置）が一体に嵌合して連結され、この両者４４、４５は一体に回転するようになっている。
また、シャフト４４の突出端は、弁体４０の回転位置を検出する回転位置検出手段としての図示しないポテンショメータ（可変抵抗器）に連結されている。このポテンショメータの図示しないケース部は上記上蓋４１ａに固定されている。上記制御装置１０（図１）は、このポテンショメータの弁体回転位置信号に基づいて、後述するサーボモータ４７にフィードバック制御し、弁体４０を所定位置に位置決め制御する。
【００４２】
弁ハウジング４１には、弁体駆動機構を収納する駆動機構ケース部４６が一体成形されている。このケース部４６内には、電気的駆動手段４７（具体的には直流モータからなるサーボモータ）が配設されており、このモータ４７のシャフトの先端部にはウオームギヤ４７ａが形成されている。
このウオームギヤ４７ａは減速用平ギヤ４８と噛み合っており、この平ギヤ４８は弁ハウジング４１に設けられた軸受（図示しない）に回転可能に軸支され、平ギヤ４８のシャフトに形成されたウオームギヤ４８ａは上記扇形ギヤ４５の外周部のギヤ部４５ａと噛み合うようになっている。この扇形ギヤ４５の使用により数段の減速ギヤによる減速量を１個のギヤで達成できる。
【００４３】
４９、５０はともにゴム等の弾性材からなるシール部材で、その全体形状は中央部に開口を有する矩形状になっており、弁体４０の外周面と弁ハウジング４１の内周面との間に配置されている。このシール部材４９、５０は弁体４０の制御流路４０ａ〜４０ｃを介することなく、パイプ４２の温水通路４２ａと４２ｂとパイプ４３との間で直接温水が流通してしまうことを防ぐためのものである。
【００４４】
ところで、上記弁体４０の制御流路４０ａ〜４０ｃの具体的形状は図７に示す形状となっている。図７からも分かるように、弁体４０の開度が０°のときは、制御流路４０ａが第１温水通路４２ａを開口する開口面積Ｂ１は最大となるのに対して、制御流路４０ｂが第２温水通路４２ｂを開口する開口面積Ｂ２は０となる。
【００４５】
そして、弁体開度が増加するのに応じて、上記開口面積Ｂ１は小さくなり、上記開口面積Ｂ２は大きくなる。そして弁体４０の開度が９０°のときは、上記開口面積Ｂ１は０となり、上記開口面積Ｂ２は最大となる。なお、制御流路４０ｃが温水出口パイプ４３を開口する開口面積Ｂ３は、弁体４０の開度に関係無く、常にほぼ最大の状態となる。
【００４６】
ところで上記ヒータコア３は、図３に示すように、その一端部に温水の入口側タンク３ａを有し、他端部に温水の第１出口側タンク３ｂおよび第２出口側タンク３ｃを有している。そしてこの両タンク３ａと３ｂとの間、および３ａと３ｃとの間に、多数の偏平チューブ３ｄが並列設置され、各々の隣り合う偏平チューブ３ｄの間にはコルゲートフィン３ｅが設けられている。
【００４７】
ここで、偏平チューブ３ｄとフィン３ｅとから成るコア部は、第１出口側タンク３ｂに対応した第１コア部３ｆと、第２出口側タンク３ｃに対応した第２コア部３ｇとからなる。また、上記コア部３ｆ、３ｇはともに、入口側タンク３ａからの温水が出口側タンク３ｂ、３ｃへ一方向のみに流れる全パスタイプ（一方向流れタイプ）として構成されている。
【００４８】
本実施例では、入口側タンク３ａと第１コア部３ｆと第１出口側タンク３ｂとで上記第１ヒータコア３Ａを構成し、入口側タンク３ａと第２コア部３ｇと第２出口側タンク３ｃとで上記第２ヒータコア３Ｂを構成している。そして、第１出口側タンク３ｂは上記第１温水通路４２ａと連通し、第２出口側タンク３ｃは上記第２温水通路４２ｂと連通している。
【００４９】
次に、上記制御装置１０（図１）のマイクロコンピュータによる総流量制御弁４および分配弁７の制御処理を、図８のフローチャートに基づいて説明する。
まず、自動車のイグニッションスイッチがオンされて制御装置１０に電源が供給され、かつ空調装置を自動で制御させるオートエアコンスイッチ（図示しない）がオンされると図８のルーチンが起動される。すると最初にステップ１１０にて、運転席用温度設定器９ａで設定された運転席側設定温度Ｔｓｅｔ（Ｄｒ）と、助手席用温度設定器９ｂで設定された助手席側設定温度Ｔｓｅｔ（Ａｓ）とを読み込む。
【００５０】
そして次のステップ１２０にて、内気温センサ８ａが検出した内気温度Ｔｒ、外気温センサ８ｂが検出した外気温度Ｔａｍ、および日射センサ８ｃが検出した日射量Ｔｓをそれぞれ読み込む。そして次のステップ１３０では、上記ステップ１１０、１２０で読み込んだ値を下記数式１、２に代入することによって、運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ａｓ）をそれぞれ算出する。
【００５１】
【数１】
ＴＡＯ（Ｄｒ）＝Ｋｓｅｔ（Ｄｒ） ×Ｔｓｅｔ（Ｄｒ） −Ｋｒ ×Ｔｒ −Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ ×Ｔｓ＋Ｃ
【００５２】
【数２】
ＴＡＯ（Ａｓ）＝Ｋｓｅｔ（Ａｓ） ×Ｔｓｅｔ（Ａｓ） −Ｋｒ ×Ｔｒ −Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ ×Ｔｓ＋Ｄ
なお、上記Ｋｓｅｔ（Ｄｒ）、Ｋｓｅｔ（Ａｓ）、Ｋｒ、ＫａｍおよびＫｓはそれぞれ制御ゲイン、ＣおよびＤは定数である。
【００５３】
そして次のステップ１４０、１５０にて、総流量制御弁４の開度および分配弁７の開度を、上記ステップ１３０で算出したＴＡＯ（Ｄｒ）およびＴＡＯ（Ａｓ）と、図９の３次元マップとに基づいて決定する。ここで、▲１▼この３次元マップについて、および▲２▼総流量制御弁４および分配弁７の各開度の決定方法について、詳細に説明する。
【００５４】
先ず上記▲１▼についてであるが、図９の３次元マップは実験データに基づいて作成されたものである。この実験データの一例を図１０、１１に示す。この図１０、１１のうち実線で示される２本のデータは、第１コア部３ｆを通過した直後の空気温度を示すもので、このうち上の実線は第１コア部３ｆの図３左半分について、下の実線は第１コア部３ｆの図３右半分についてのものである。
【００５５】
また、図１０、１１のうちの破線で示される２本のデータは、第２コア部３ｇを通過した直後の空気温度を示すもので、このうち上の破線は第２コア部３ｇの図３左半分について、下の破線は第２コア部３ｇの図３右半分についてのものである。
そして、上記２本の実線および破線をそれぞれ平均化したデータを多数組み合わせることによって、図９の３次元マップが得られる。本実施例では、この３次元マップのｚ軸を目標吹出温度（ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ａｓ））としてＲＯＭに記憶させている。
【００５６】
なお、図１０、１１に示される４つのデータは全て、蒸発器１５を通過した直後の空気温度が約３℃で、ヒータコア３を通過する直前の空気温度が約８℃で、ヒータコア３の入口（具体的には温水出口パイプ２５内部）の水温が約８５℃で、ヒータコア３の出口（具体的には温水入口パイプ２４内部）の水温が約８０℃のときの実験データである。
【００５７】
次に上記▲２▼についてであるが、まず図９のｘ−ｙ平面に平行な面のうち、上記ステップ１３０で算出されたＴＡＯ（Ｄｒ）に相当する面とＴＡＯ（Ａｓ）に相当する面とをサーチする。これらの面上にはそれぞれ、１本の線が形成される。そしてこれらの線をｘ−ｙ平面に投影したときに得られる交点から、総流量制御弁４の開度および分配弁７の開度を決定する。
【００５８】
以上のようにして総流量制御弁４および分配弁７の各開度が決定されたら、次のステップ１６０、１７０にて、実際の弁開度が上記決定された開度となるように、上記サーボモータ３１、４７（図４）に制御信号を出力する。その後リターンする。
以上説明したように本実施例では、第１ヒータコア３Ａおよび第２ヒータコア３Ｂを流れる温水の総流量を総流量制御弁４にて制御し、この流量制御された温水を、分配弁７にて第１ヒータコア３Ａと第２ヒータコア３Ｂとにリニアに分配するので、各ヒータコア３Ａ、３Ｂへの供給温水量をリニアに制御でき、その結果、運転席と助手席とをリニアに温度制御することができる。
【００５９】
また上記総流量制御弁４を、サーボモータ３１が円柱状ロータの弁体２０を回し、この弁体２０の制御流路２０ａ〜２０ｃが各パイプ２２、２４、２５内の通路を開口する面積を制御することによって、各パイプ２２、２４、２５を流れる温水流量を制御する構成としたので、従来から一般的に知られている電磁弁に比べて、流量制御弁４の製造コストを安くすることができる。
【００６０】
また本実施例では、流量制御弁４のハウジング２１内にバイパス回路５を形成し、このバイパス回路５に、温水圧力の上昇により開弁する定差圧弁６を設けた構成としたので、エンジン１の温水供給圧が変動しても、第１ヒータコア３Ａおよび第２ヒータコア３Ｂに加わる温水圧力を一定に維持して、吹出空気温度の変動を抑制することができる。
【００６１】
また本実施例では、分配弁７を、サーボモータ４７が円柱状ロータの弁体４０を回し、この弁体４０の制御流路４０ａ〜４０ｃが各パイプ４２、４３内の通路を開口する面積を制御することによって、各パイプ４２、４３を流れる温水流量を制御する構成としたので、従来から一般的に知られている電磁弁に比べて、分配弁７の製造コストを安くすることができる。
【００６２】
また、上記分配弁７を、第１通路１７ｂと第２通路１７ｃとが再び集合する部位１７ｄに設けたので、総流量制御弁４にて流量制御された温水を各ヒータコア３Ａ、３Ｂに分配するという機能を、１つの弁にて実現することができる。
また本実施例では、ヒータコア３Ａとヒータコア３Ｂとを１つのヒータコア３として一体的に構成し、さらに総流量制御弁４と分配弁７がこのヒータコア３と一体的に構成したので、これら総流量制御弁４、分配弁７、ヒータコア３を一体構造物として取り扱って、自動車への組付、搭載作業を容易に行うことができる。
【００６３】
また本実施例では、温水圧力を吸収するための定差圧弁６を備えた総流量制御弁４にて総流量を制御した後、分配弁７にて各ヒータコア３Ａ、３Ｂへの温水流量を分配する構成としたので、図１２に示す比較例のように、上記総流量制御弁４を２つ用いて各ヒータコア３Ａ、３Ｂへの温水流量をリニアに制御する場合に比べて、分配弁７が定差圧弁６を備えていない分、部品点数を減らすことができる。
次に本発明の第２実施例を説明する。
【００６４】
図１３に示すように、分配弁７を、温水回路１７が第１通路１７ｂと第２通路１７ｃとに分岐する部位１７ａ（図１参照）に設けても良い。
（変形例）
上記各実施例では、第１ヒータコア３Ａにて運転席空間を暖房し、第２ヒータコア３Ｂにて助手席空間を暖房する構成としたが、これに限らず、例えば第１ヒータコア３Ｂにて前席側空間を暖房し、第２ヒータコア３Ｂにて後席側空間を暖房する構成としても良い。
【００６５】
また上記各実施例では、目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）およびＴＡＯ（Ａｓ）を算出し、これらの目標吹出温度と図９のマップとから総流量制御弁４および分配弁７の各開度を決定するようにしたが、第１ヒータコア３Ａおよび第２ヒータコア３Ｂのそれぞれについて、これらを通過した直後の空気温度を検出する手段を設け、この検出温度が各目標温度となるように総流量制御弁４および分配弁７を制御するようにしても良い。
【００６６】
また上記各実施例では、１つのヒータコア３を２つに分けて、それぞれを第１ヒータコア３Ａおよび第２ヒータコア３Ｂとしたが、第１ヒータコア３Ａ、第２ヒータコア３Ｂをそれぞれ別体で構成しても良い。
また上記各実施例では、弁体２０、４０をサーボモータ３１、４７によって電気的に駆動する構成したが、例えば扇形ギヤ２７、４５の上面にピンを一体成形し、このピンにレバー、ケーブル等を連結するように構成しても良い。
【００６７】
また上記各実施例では、上記部位１７ａまたは１７ｄに分配弁７を１つ設ける構成としたが、それぞれの通路１７ｂ、１７ｃにそれぞれ分配弁を設け、それぞれの分配弁の開度を制御するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施例の温水回路図である。
【図２】上記実施例のヒータコア３Ａ、３Ｂの空調ダクト１１内への配置形態を示す断面図である。
【図３】上記実施例の総流量制御弁４と分配弁７とヒータコア３との一体構造を示す一部断面図示した正面図である。
【図４】図３の一部を破断した上面図である。
【図５】図３の要部拡大図である。
【図６】（ａ）は上記総流量制御弁４の弁体の断面図、（ｂ）はこの弁体の展開図である。
【図７】上記分配弁７の弁体の展開図である。
【図８】上記実施例のマイクロコンピュータによる制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】上記実施例の目標吹出温度と総流量制御弁開度と分配弁開度との関係を示す３次元マップである。
【図１０】（ａ）、（ｂ）ともに上記分配弁７の開度と吹出温度との関係を示す実験データで、（ａ）は上記総流量制御弁４の開度が２５°のとき、（ｂ）は総流量制御弁４の開度が３０°のときを示す。
【図１１】（ａ）、（ｂ）ともに上記分配弁７の開度と吹出温度との関係を示す実験データで、（ａ）は上記総流量制御弁４の開度が４０°のとき、（ｂ）は総流量制御弁４の開度が９０°のときを示す。
【図１２】比較例の温水回路図である。
【図１３】本発明第２実施例の温水回路図である。
【図１４】従来の温水流量制御方式の空調装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１…エンジン、３Ａ…第１ヒータコア、３Ｂ…第２ヒータコア、
３…ヒータコア、４…総流量制御弁、５…バイパス回路、６…定差圧弁、
７…分配弁、１０…制御装置、１７…温水回路、１７ｂ…第１通路、
１７ｃ…第２通路、２０…弁体、２１…流量制御弁ハウジング、
２２…第１温水入口パイプ、２３…第１温水出口パイプ、
２４…第２温水入口パイプ、２５…第２温水出口パイプ、４０…弁体、
４１…分配弁ハウジング、４２…第３温水入口パイプ、
４３…第３温水出口パイプ。

Claims

水冷式の走行用エンジンを有する自動車に用いられる暖房装置であって、
前記エンジンによって加熱された温水を循環させる温水回路の途中の通路である第１通路中に設けられ、前記温水と空気とを熱交換して車室内の第１空間の暖房を行う第１熱交換器と、
前記温水回路の途中の通路でかつ前記第１通路と並列に設けられた第２通路中に設けられ、前記温水と空気とを熱交換して車室内の第２空間の暖房を行う第２熱交換器と、
前記温水回路途中に設けられ、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とを流れる温水の総流量を制御する総流量制御弁と、
前記温水回路途中に設けられ、前記総流量制御弁によって流量制御された温水を、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とにリニアに分配する分配弁と
を備えることを特徴とする暖房装置。
前記総流量制御弁は、前記温水回路が前記第１通路と第２通路とに分岐する部位よりも上流側に設けられたことを特徴とする請求項１記載の暖房装置。
前記総流量制御弁は、
流量制御弁ハウジングと、
この流量制御弁ハウジングに設けられ、前記エンジンからの温水が流入する第１温水入口パイプと、
前記流量制御弁ハウジングに設けられ、前記エンジンに温水を還流させる第１温水出口パイプと、
前記流量制御弁ハウジングに設けられ、前記第１温水入口パイプから流入した温水を前記第１および第２熱交換器に流入させる第２温水出口パイプと、
前記流量制御弁ハウジングに設けられ、前記第１および第２熱交換器からの温水を前記流量制御弁ハウジング内に流入させる第２温水入口パイプと、
前記流量制御弁ハウジング内に設けられ、前記第１温水入口パイプからの温水を直接前記第１温水出口パイプにバイパスさせるバイパス回路と、
前記流量制御弁ハウジング内に設けられ、前記第１温水入口パイプから前記第２温水出口パイプに通ずる温水流路の開口面積を制御する流量制御弁体と
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の暖房装置。
前記バイパス回路には、温水圧力の上昇により開弁する圧力応動弁が備えられていることを特徴とする請求項３記載の暖房装置。
前記分配弁は、前記第１通路と前記第２通路とが再び集合する部位に設けられたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載の暖房装置。
前記分配弁は、前記温水回路が前記第１通路と前記第２通路とに分岐する部位に設けられたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載の暖房装置。
前記分配弁は、
分配弁ハウジングと、
この分配弁ハウジングに設けられ、内部に前記第１温水通路および前記第２温水通路が形成された第３温水入口パイプと、
前記分配弁ハウジングに設けられ、前記第３温水入口パイプから流入した温水を前記エンジンに還流させる第３温水出口パイプと、
前記分配弁ハウジング内に設けられ、前記第１温水通路から前記第３温水出口パイプに通ずる第１温水流路の開口面積を制御するとともに、前記第２温水通路から前記第３温水出口パイプに通ずる第２温水流路の開口面積を制御する分配弁体と
を備えることを特徴とする請求項５記載の暖房装置。
前記第１熱交換器は、１つの熱交換器の一部で構成され、
前記第２熱交換器は、前記１つの熱交換器の残部で構成され、
前記総流量制御弁と前記分配弁とは、前記１つの熱交換器と一体的に構成されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１つ記載の暖房装置。
温熱源によって加熱された媒体を循環させる媒体回路の途中の通路である第１通路中に設けられ、前記媒体と空気とを熱交換して室内の第１空間の暖房を行う第１熱交換器と、
前記媒体回路の途中の通路でかつ前記第１通路と並列に設けられた第２通路中に設けられ、前記媒体と空気とを熱交換して室内の第２空間の暖房を行う第２熱交換器と、
前記媒体回路途中に設けられ、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とを流れる媒体の総流量を制御する総流量制御弁と、
前記媒体回路途中に設けられ、前記総流量制御弁によって流量制御された媒体を、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とにリニアに分配する分配弁と
を備えることを特徴とする暖房装置。