JP6105275B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置に関し、特に電気式ヒータを制御する技術分野に属するものである。 The present invention relates to a vehicle air conditioner mounted on, for example, an automobile, and particularly relates to a technical field for controlling an electric heater.
従来から、例えば車両用空調装置の暖房熱源としてPTC素子等の発熱体を有する電気式ヒータが用いられることがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の空調装置は、電気式ヒータや送風ファン、各種ダンパ等を収容するケーシングを備えている。ケーシング内に導入した空調用空気を電気式ヒータによって加熱することで温風を得ることができるようになっている。
Conventionally, for example, an electric heater having a heating element such as a PTC element is used as a heating heat source of a vehicle air conditioner (see, for example, Patent Document 1). The air conditioner of
特許文献1の空調装置では、電気式ヒータに発熱量の異なる3種類の発熱体を設けている。ケーシング内の風速の高い部位に発熱量の高い発熱体を配置し、風速の低い部位に発熱量の低い発熱体を配置している。これにより、ケーシング内の低風速部位の空気温度が過度に上昇するのを防止している。
In the air conditioner of
ところで、特許文献1の電気式ヒータのように3種類の発熱体を1つの電気式ヒータに設ける構成では、要求される暖房能力に応じて、1つの発熱体にのみ通電する場合、2つの発熱体に通電する場合、全ての発熱体に通電する場合がある。そして、暖房時に要求暖房能力が変わることがあるが、例えば、1つの発熱体にのみ通電している場合に2つの発熱体に通電したり、2つの発熱体に通電している場合に全ての発熱体に通電すると、暖房能力が段階的に増大することになるので、暖房能力切替の前後でケーシングから吹き出す空調風の温度差が大きくなり、乗員が違和感を感じるとともに、快適性が損なわれてしまう。暖房能力を低下させる場合も段階的に低下することになるので同様な問題が発生する。
By the way, in the configuration in which three types of heating elements are provided in one electric heater as in the electric heater of
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、暖房能力を多段階に切り替えるように構成された電気式ヒータを用いる場合に、暖房能力の切替前後で吹出空気の温度が大きく変化してしまうのを防止して乗員が違和感を感じないようにするとともに、快適性を向上させることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to blow out air before and after switching of the heating capacity when using an electric heater configured to switch the heating capacity in multiple stages. It is intended to prevent the passenger from feeling a sense of incongruity by preventing the temperature of the vehicle from changing greatly, and to improve comfort.
上記目的を達成するために、本発明では、ケーシング内では風速が均一でないことを利用し、例えば1つの発熱体に通電する場合であっても、その通電する発熱体の位置を選択することで暖房能力の切替前後で能力変化が小さくなるようにした。 In order to achieve the above object, the present invention utilizes the fact that the wind speed is not uniform in the casing, for example, even when energizing one heating element, by selecting the position of the heating element to be energized. The change in capacity was made small before and after switching the heating capacity.
第1の発明は、電力の供給により発熱する第1発熱体、第2発熱体及び第3発熱体を有するとともに、通過する外部空気を加熱するように構成された電気式ヒータと、
通過する外部空気を冷却するエバポレータと、
上記電気式ヒータ及び上記エバポレータがそれぞれ配置される温風通路及び冷風通路と、該温風通路及び冷風通路の下流側が連通するエアミックス空間とを有するケーシングと、
上記ケーシングに収容され、上記温風通路及び上記冷風通路を開閉することによって上記エアミックス空間に流入する温風量及び冷風量を変更するエアミックスダンパと、
上記電気式ヒータ及び上記エアミックスダンパを制御する空調制御装置とを備え、
上記ケーシングに導入された空調用空気を、上記電気式ヒータ及び上記エバポレータを通過させてから車室の各部に供給するように構成された車両用空調装置において、
上記第1発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が低い部位に配置され、
上記第3発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が高い部位に配置され、
上記空調制御装置は、上記エアミックスダンパの上記温風通路の目標開度を演算し、上記目標開度が、高い暖房能力を必要とする大開度の場合には、上記第2発熱体及び上記第3発熱体に電力を供給して上記第1発熱体には電力を非供給とし、上記目標開度が、上記大開度から該大開度時よりも低い暖房能力の中開度の範囲内でかつ大開度側の開度になった場合には、上記第3発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度の大開度側から該中開度の範囲内でかつ暖房能力が低い小開度側の開度になった場合には、上記第2発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度から該中開度よりも低い暖房能力の小開度になった場合には、上記第1発熱体にのみ電力を供給するように構成されていることを特徴とするものである。
The first invention includes an electric heater configured to heat external air passing through the first heating element , the second heating element, and the third heating element that generate heat when power is supplied.
An evaporator for cooling external air passing therethrough,
A casing having a hot air passage and a cold air passage in which the electric heater and the evaporator are respectively disposed, and an air mix space communicating with the downstream side of the hot air passage and the cold air passage ;
An air mix damper that is accommodated in the casing and changes the amount of hot air and the amount of cold air flowing into the air mix space by opening and closing the hot air passage and the cold air passage; and
An air conditioning control device for controlling the electric heater and the air mix damper ,
The conditioned air introduced into the casings grayed, in vehicle air-conditioning system configured to supply to each part of the passenger compartment from is passed through the electric heater and the evaporator,
The first heating element is disposed at a part where the wind speed is lower than the arrangement part of the second heating element in the warm air passage ,
The third heating element is arranged at a portion where the wind speed is higher than the arrangement portion of the second heating element in the warm air passage,
The air conditioning control device calculates a target opening of the hot air passage of the air mix damper, and when the target opening is a large opening that requires high heating capacity, the second heating element and the above Electric power is supplied to the third heating element and power is not supplied to the first heating element, and the target opening is within the range of the medium opening of the heating capacity that is lower than the large opening to the large opening. When the opening is on the large opening side, power is supplied only to the third heating element, and the target opening is within the range of the medium opening from the large opening side of the medium opening and When the heating capacity is low and the opening is on the small opening side, electric power is supplied only to the second heating element, and the target opening is lower than the intermediate opening from the intermediate opening. if it becomes small opening degree of der those characterized by being configured for supplying power only to the first heating element .
この構成によれば、吹出空気の温度変化を小さくすることが可能になる。 According to this arrangement, it is possible to reduce the temperature change of the blown out air.
第2の発明は、電力の供給により発熱する第1発熱体、第2発熱体及び第3発熱体を有するとともに、通過する外部空気を加熱するように構成された電気式ヒータと、
通過する外部空気を冷却するエバポレータと、
上記電気式ヒータ及び上記エバポレータがそれぞれ配置される温風通路及び冷風通路と、該温風通路及び冷風通路の下流側が連通するエアミックス空間とを有するケーシングと、
上記ケーシングに収容され、上記温風通路及び上記冷風通路を開閉することによって上記エアミックス空間に流入する温風量及び冷風量を変更するエアミックスダンパと、
上記電気式ヒータ及び上記エアミックスダンパを制御する空調制御装置とを備え、
上記ケーシングに導入された空調用空気を、上記電気式ヒータ及び上記エバポレータを通過させてから車室の各部に供給するように構成された車両用空調装置において、
上記第1発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が低い部位に配置され、
上記第3発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が高い部位に配置され、
上記空調制御装置は、上記エアミックスダンパの上記温風通路の目標開度を演算し、上記目標開度が、低い暖房能力を必要とする小開度の場合には、上記第1発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記小開度から該小開度時よりも高い暖房能力の中開度の範囲内でかつ小開度側の開度になった場合には、上記第2発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度の小開度側から該中開度の範囲内でかつ暖房能力が高い大開度側の開度になった場合には、上記第3発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度から該中開度よりも高い暖房能力の大開度になった場合には、上記第2発熱体及び上記第3発熱体に電力を供給して上記第1発熱体には電力を非供給とするように構成されていることを特徴とするものである。
A second invention includes an electric heater configured to heat external air passing through the first heating element, the second heating element, and the third heating element that generate heat when power is supplied.
An evaporator for cooling external air passing therethrough,
A casing having a hot air passage and a cold air passage in which the electric heater and the evaporator are respectively disposed, and an air mix space communicating with the downstream side of the hot air passage and the cold air passage;
An air mix damper that is accommodated in the casing and changes the amount of hot air and the amount of cold air flowing into the air mix space by opening and closing the hot air passage and the cold air passage; and
An air conditioning control device for controlling the electric heater and the air mix damper,
In the vehicle air conditioner configured to supply the air conditioning air introduced into the casing to each part of the passenger compartment after passing through the electric heater and the evaporator,
The first heating element is disposed at a part where the wind speed is lower than the arrangement part of the second heating element in the warm air passage,
The third heating element is arranged at a portion where the wind speed is higher than the arrangement portion of the second heating element in the warm air passage,
The air conditioning control device calculates a target opening degree of the hot air passage of the air mix damper, and when the target opening degree is a small opening degree that requires a low heating capacity, When only the power is supplied and the target opening is within the range of the medium opening of the heating capacity higher than that at the small opening from the small opening, and the opening is on the small opening side, Electric power is supplied only to the second heating element, and the target opening is an opening from the small opening side of the intermediate opening to the large opening side within the range of the intermediate opening and the heating capacity is high. In this case, power is supplied only to the third heating element, and the second heat generation is performed when the target opening is a large opening having a heating capacity higher than the intermediate opening from the intermediate opening. der which the body and supplies power to the third heating element, characterized in that it is configured to the non-supply of power to the first heating element .
この構成によれば、吹出空気の温度変化を小さくすることが可能になる。 According to this arrangement, it is possible to reduce the temperature change of the blown out air.
第1の発明によれば、暖房能力の切替前後で吹出空気の温度が大きく変化してしまうのを防止して乗員が違和感を感じないようにすることができるとともに、快適性を向上させることができる。 According to the first invention, the it is possible to ensure that the passenger does not feel uncomfortable to prevent the temperature of the blown air before and after the switching of the warm tufts capacity greatly changes, thereby enhancing comfort Can do.
第2の発明によれば、暖房能力を低減させる際の吹出空気の温度変化をより一層小さくすることができる。 According to the second invention, it is possible to further reduce the temperature change in the outlet air when reducing the warm tufts capability.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置1の断面図である。この車両用空調装置1は、例えば自動車の車室前部に設けられたインストルメントパネル(図示せず)内に収容されるようになっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
尚、この実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両左側を単に「左」といい、車両右側を単に「右」というものとする。 In the description of this embodiment, for convenience of explanation, the front side of the vehicle is simply referred to as “front”, the rear side of the vehicle is simply referred to as “rear”, the left side of the vehicle is simply referred to as “left”, and the right side of the vehicle is referred to. Is simply called “right”.
車両用空調装置1は、空調ユニット2と、空調制御装置3とを備えている。空調ユニット2は、送風ファン10と、冷却用熱交換器としてのエバポレータ11と、電気式ヒータ12と、エアミックスダンパ13と、ヒートダンパ14と、デフ/ベント切替ダンパ15と、ケーシング16とを備えており、エバポレータ11、電気式ヒータ12、エアミックスダンパ13、ヒートダンパ14及びデフ/ベント切替ダンパ15はケーシング16に収容されている。
The
ケーシング16は、例えば樹脂材等を成形してなるものである。ケーシング16の上部には、送風ファン10を収容するファンハウジング20が形成されている。送風ファン10は、送風モータ10aによって駆動されるようになっている。送風モータ10aは空調制御装置3によって制御されるようになっている。エバポレータ11及び電気式ヒータ12は、ファンハウジング20の下方に収容されるようになっている。
The
ファンハウジング20の側壁部には、図示しないが車室内の空気と車室外の空気とを切り替えて導入するための内外気切替ボックスが設けられている。内外気切替ボックスから導入された空調用空気はファンハウジング20の内部に導入されるようになっている。
Although not shown, the
ケーシング16のファンハウジング20の上部には、デフロスタ口22及びベント口23が形成されている。さらに、ケーシング16の後側下部には、ヒート口24が形成されている。
A
デフロスタ口22は、図示しないデフロスタダクトを介してインストルメントパネルのデフロスタ吹出口に接続されており、主にフロントウインドの内面に調和空気を供給するためのものである。ベント口23は、図示しないベントダクトを介してインストルメントパネルのベント吹出口に接続されており、主に乗員の上半身に調和空気を供給するためのものである。ベント吹出口は、インストルメントパネルの左右両側と中央部にそれぞれ設けられている。ヒート口24は、図示しないフットダクトを介して乗員の足下に調和空気を供給するためのものである。フットダクトは、前席だけでなく、後席まで延びるものであってもよい。
The
ケーシング16内には、空気流路Rが形成されている。空気流路Rは、ファンハウジング20から延びる冷風通路R1と、冷風通路R1の下流端から分岐して下へ延びる温風通路R2と、冷風通路R1の下流端の上側及び温風通路R2の下流端が連通するエアミックス空間R3と、エアミックス空間R3に連通して上方へ延びる上側通路R4と、エアミックス空間R3に連通して下方へ延びる下側通路R5とが形成されている。
An air flow path R is formed in the
冷風通路R1は、ケーシング16の前側から後方へ向かって延びており、中途部に上記エバポレータ11が配設され、このエバポレータ11によって冷風を生成する通路である。エバポレータ11は、冷凍サイクル装置の冷媒蒸発器を構成しており、複数のチューブ及びフィンを有するチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。エバポレータ11は、チューブが上下方向に延びる姿勢とされて冷風通路R1を横切るように配置されている。ケーシング16に導入された空調用空気の略全量がエバポレータ11を通過する。
The cold air passage R <b> 1 extends rearward from the front side of the
ケーシング16の底壁部には、エバポレータ11で発生した凝縮水を排水するためのドレン部16aが設けられている。
A
尚、冷風通路R1は、冷凍サイクル装置の圧縮機が作動している場合には冷風を生成し、圧縮機が停止している場合には冷風を生成しないが、この実施形態ではいずれの場合も冷風通路R1と呼ぶことにする。 The cool air passage R1 generates cool air when the compressor of the refrigeration cycle apparatus is operating, and does not generate cool air when the compressor is stopped. It will be called a cold air passage R1.
温風通路R2は、ケーシング16内部において後側の下半部に形成されている。温風通路R2の上流端は、ケーシング16の上下方向中間部に位置している。ケーシング16の底壁部には、冷風通路R1と温風通路R2との境界部分に、上方(ケーシング16内)へ膨出する膨出部16bが形成されている。
The warm air passage R2 is formed in the lower half of the rear side inside the
温風通路R2は、下流側がUターンして上方へ向かって斜め前側へ延びている。温風通路R2の中途部には、電気式ヒータ12が配設されている。温風通路R2は、電気式ヒータ12によって温風を生成する通路である。温風通路R2を流れる空気の略全量が電気式ヒータ12を通過するようになっており、電気式ヒータ12は、上部が下部よりも後側に位置するように傾斜配置されている。
The warm air passage R2 has a U-turn on the downstream side and extends obliquely forward toward the upper side. An
図2にも示すように、電気式ヒータ12は、上部発熱体31と、中間発熱体32と、下部発熱体33と、これらを一体化する固定部材34とを備えている。上部発熱体31は、複数のPTC素子31aと、複数のフィン31bとが交互に上下方向に並設されてなるものである。フィン31bは、例えばコルゲートフィン等で構成することができるものであり、外部空気が流通可能となっている。フィン31bを通過する外部空気がPTC素子31aの熱によって加熱されることで温風が生成される。中間発熱体32も複数のPTC素子32aと、フィン32bとが交互に並設されてなるものである。下部発熱体33も複数のPTC素子33aと、フィン33bとが交互に並設されてなるものである。
As shown in FIG. 2, the
上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33のPTC素子31a、32a、33aは詳細は後述するが空調制御装置3によって制御されるようになっている。PTC素子31a、32a、33aにそれぞれ電力を供給することにより、上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33がそれぞれ発熱するようになっている。この実施形態では、上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33に同じ電力を供給した場合の単位時間当たりの発熱量は略等しく設定されている。
The
図1に仮想線で示すように、温風通路R2の電気式ヒータ12が配設された部位の断面Xは、電気式ヒータ12の傾斜角度と同じように上部が下部よりも後側に位置するように傾斜している。断面Xにおける風速分布は、同図に白抜きの矢印で示すように、断面Xの上下方向中間部が最も速く、また、断面Xの下部が最も遅く、また、断面Xの上部が上下方向中間部と下部との間の風速となっている。
As indicated by phantom lines in FIG. 1, the cross section X of the portion of the hot air passage R <b> 2 where the
温風通路R2の断面Xにおける下部の風速が最も遅い理由は、ケーシング16の底壁部に膨出部16bが形成されていて、冷風通路R1の冷風が断面Xにおける下部へ流れにくくなっているからである。断面Xにおける上下方向中間部の風速が最も速い理由は、温風通路R2の中心線が位置しており、実線の矢印で示すように主流が通るからである。断面Xにおける上部の風速が上下方向中間部よりも遅くなる理由は、温風通路R2の内壁に近いことと、後述するエアミックスダンパ13が回動することによるが、底壁部の膨出部16bのような邪魔になるものがないので、断面Xの下部に比べると風速は速い。
The reason why the wind speed in the lower part in the cross section X of the hot air passage R2 is the slowest is that the bulging
電気式ヒータ12の上部発熱体31は、温風通路R2の断面Xの上部に位置することになる。また、中間発熱体32は、温風通路R2の断面Xの上下方向中間部に位置することになる。また、下部発熱体33は、温風通路R2の断面Xの下部に位置することになる。温風通路R2の断面Xの風速分布が上記のように設定されているので、電気式ヒータ12の下部発熱体(第1発熱体)33は、温風通路R2における上部発熱体(第2発熱体)31及び中間発熱体32の配置部位よりも風速が低い部位に配置される。また、中間発熱体32(第3発熱体)は、温風通路R2における上部発熱体31の配置部位よりも風速が高い部位に配置されることになる。
The
このため、上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33のうち、中間発熱体32を通過する単位時間当たりの空気量が最も多くなり、また、下部発熱体33を通過する単位時間当たりの空気量が最も少なくなる。従って、上部発熱体31にのみ電力を供給する場合と、中間発熱体32にのみ電力を供給する場合と、下部発熱体33にのみ電力を供給する場合とを比べたときに、中間発熱体32にのみ電力を供給する場合が最も暖房能力が高まり、下部発熱体33にのみ電力を供給する場合が最も暖房能力が低くなる。
For this reason, among the
ケーシング16内部の上下方向中央部近傍には、電気式ヒータ12の上部を保持する上側保持部27が設けられている。ケーシング16内部の上側保持部27よりも後側には、温風通路R2と、下側通路R5とを区画するための区画壁28が設けられている。区画壁28は、ケーシング16の下壁部の後側から上方へ延び、温風通路R2の電気式ヒータ12よりも下流側部分を区画形成している。区画壁28の略下半部は、上側へ行くほど後に位置するように傾斜する一方、略上半部は、上側へ行くほど前に位置するように傾斜している。このように区画壁28を形成したことで、温風通路R2において電気式ヒータ12を通過した後の温風は上方へ向かって斜め前方に流れるようになる。
An upper holding
エアミックス空間R3は、ケーシング16内部において温風通路R2の上方に位置しており、温風と冷風とを混合して調和空気を生成するための空間である。
The air mix space R3 is located above the warm air passage R2 inside the
上側通路R4の上流端開口41は、エアミックス空間R3の上部に連通している。上側通路R4は、上方へ延びており、上側通路R4の下流側は前後方向に分岐している。上側通路R4の下流側の前側にはデフロスタ口22が形成され、後側にはベント口23が形成されている。
The upstream end opening 41 of the upper passage R4 communicates with the upper portion of the air mix space R3. The upper passage R4 extends upward, and the downstream side of the upper passage R4 branches in the front-rear direction. A
下側通路R5の上流端開口42は、エアミックス空間R3の後部に連通しており、上側通路R4の上流端開口41の後側に位置している。つまり、上側通路R4の上流端開口41と下側通路R5の上流端開口42とは隣接している。下側通路R5は、下方へ延びており、下流端部にヒート口24が形成されている。
The upstream end opening 42 of the lower passage R5 communicates with the rear portion of the air mix space R3, and is located on the rear side of the upstream end opening 41 of the upper passage R4. That is, the upstream end opening 41 of the upper passage R4 and the upstream end opening 42 of the lower passage R5 are adjacent to each other. The lower passage R5 extends downward, and a
エアミックスダンパ13は、エアミックス空間R3に流入する冷風量及び温風量を変更することによって調和空気の温度を調整するためのものであり、左右方向に延びる回動軸13aと、回動軸13aの径方向に延びる閉塞板部13bとを備えている。
The
回動軸13aは、ケーシング16の側壁部に対し左右方向に延びる中心線周りに回動可能に支持されている。回動軸13aには、ケーシング16の外部に配設されるアクチュエータ4が連結されている。アクチュエータ4は、空調制御装置3によって制御される。
The
エアミックスダンパ13の回動軸13aは、上側保持部27の前部近傍に位置している。閉塞板部13bは、回動軸13aの回動によって上下方向に揺動するようになっている。
The
閉塞板部13bは、上方へ揺動すると、冷風通路R1の下流端の上側部分を閉じ、温風通路R2の上流端を開ける。閉塞板部13bが冷風通路R1の下流端の上側部分を閉じると、冷風通路R1からエアミックス空間R3に冷風が流入しなくなり、冷風通路R1の冷風は温風通路R2に流入して加熱されてからエアミックス空間R3に流入するので、暖房を行うことができる。
When the blocking
一方、閉塞板部13bは、下方へ揺動すると、温風通路R2の上流端を閉じ、冷風通路R1の下流端の上側部分を開ける。閉塞板部13bが温風通路R2の上流端を閉じると、冷風通路R1から温風通路R2に冷風が流入しなくなり、冷風通路R1の冷風はエアミックス空間R3に流入するようになるので、冷房を行うことができる。つまり、エアミックスダンパ13の回動角度によってエアミックス空間R3に流入する冷風量及び温風量が変更される。
On the other hand, when the blocking
ヒートダンパ14は、左右方向に延びる支軸を介してケーシング16の側壁部に回動可能に支持されている。ヒートダンパ14は、上側通路R4の上流端開口41と、下側通路R5の上流端開口42との一方の閉じ、かつ、他方を開いた状態、または、両方を開いた状態とすることができるようになっている。
The
上側通路R4の上流端開口41を開き、かつ、下側通路R5の上流端開口42を閉じると、上側通路R4へ主に調和空気が流れる吹出モードとなる。この吹出モードでは、調和空気を下側通路R5に僅かに洩らすようにしてもよいし、全量を上側通路R4に流すようにしてもよい。 When the upstream end opening 41 of the upper passage R4 is opened and the upstream end opening 42 of the lower passage R5 is closed, a blowing mode in which conditioned air mainly flows to the upper passage R4 is set. In this blowing mode, the conditioned air may be slightly leaked into the lower passage R5, or the entire amount may be allowed to flow into the upper passage R4.
一方、図示しないが、上側通路R4の上流端開口41を閉じ、かつ、下側通路R5の上流端開口42を開くと、下側通路R5へ調和空気が流れる吹出モードとなる。また、上側通路R4の上流端開口41及び下側通路R5の上流端開口42の両方を開くと、上側通路R4及び下側通路R5へ調和空気が流れる吹出モードとなる。 On the other hand, although not shown, when the upstream end opening 41 of the upper passage R4 is closed and the upstream end opening 42 of the lower passage R5 is opened, a blow-out mode in which conditioned air flows to the lower passage R5 is set. Further, when both the upstream end opening 41 of the upper passage R4 and the upstream end opening 42 of the lower passage R5 are opened, a blow mode is set in which conditioned air flows to the upper passage R4 and the lower passage R5.
デフ/ベント切替ダンパ15は、デフロスタ口22及びベント口23の一方を閉じ、他方の開くことによって吹出モードを切り換えるためのものであり、左右方向に延びる支軸を介してケーシング16の側壁部に回動可能に支持されている。デフ/ベント切替ダンパ15と上記ヒートダンパ14とはリンク機構により連動するようになっている。尚、ヒートダンパ14及びデフ/ベント切替ダンパ15は、アクチュエータで動作させるようにしてもよいし、乗員が操作ワイヤを操作して動作させるようにしてもよい。
The differential /
ヒートダンパ14及びデフ/ベント切替ダンパ15の動きは、周知のリンク機構が有するカムの形状によって設定できる。この実施形態では、ヒートダンパ14が下側通路R5を閉じ、デフ/ベント切替ダンパ15がデフロスタ口22を閉じるベントモード、ヒートダンパ14が上側通路R4及び下側通路R5を開き、デフ/ベント切替ダンパ15がベント口23を閉じるデフ/フットモード、ヒートダンパ14が上側通路R4及び下側通路R5を開き、デフ/ベント切替ダンパ15がデフロスタ口22を閉じるバイレベルモード、ヒートダンパ14が下側通路R5を閉じ、デフ/ベント切替ダンパ15がベント口23を閉じるデフロスタモード、ヒートダンパ14が上側通路R4を閉じるフットモード等の吹出モードに切り替えることができるようになっている。
The movement of the
次に、空調制御装置3による制御について説明する。空調制御装置3は、周知の中央演算処理装置やROM、RAM等で構成されたマイクロコンピュータである。空調制御装置3には、図示しないが、外気温度センサ、日射センサ、内気温度センサ、水温センサ等の各種センサと、車室内の温度設定スイッチ、風量切替スイッチ等の各種スイッチ、冷凍サイクル装置が接続されている。また、図3に示すように、空調制御装置3には、送風モータ10a、アクチュエータ4の他、電気式ヒータ12の上部発熱体31への電力供給状態と遮断状態とを切り替える第1通電開閉器5と、中間発熱体32への電力供給状態と遮断状態とを切り替える第2通電開閉器6と、下部発熱体33への電力供給状態と遮断状態とを切り替える第3通電開閉器7とが接続されている。そして、空調制御装置3は所定のプログラムに従って動作し、送風モータ10a、アクチュエータ4、第1〜第3通電開閉器5〜7等を制御する。
Next, control by the air
空調制御装置3は、乗員の設定温度や外気温等に基づいて、エアミックスダンパ13の目標開度を演算して設定する。暖房が必要であると判断した場合には、エアミックスダンパ13の閉塞板部13bの上方への揺動量が大きく(温風通路R2の開度が大きく)なるようにエアミックスダンパ13の目標開度を設定し、一方、冷房が必要であると判断した場合には、エアミックスダンパ13の閉塞板部13bの下方への揺動量が大きく(温風通路R2の開度が小さく)なるようにエアミックスダンパ13の目標開度を設定する。そして、空調制御装置3は、目標開度の演算後、アクチュエータ4に対して動作信号を出力してエアミックスダンパ13を回動させる。
The air
この実施形態の説明では、エアミックスダンパ13の開度が「大きい」とは、温風通路R2の開度が大きいことをいい、エアミックスダンパ13の開度が「小さい」とは、温風通路R2の開度が小さいことをいうものとする。
In the description of this embodiment, “the large opening” of the
エアミックスダンパ13の目標開度は、空調装置1の作動中、所定の極めて短いサイクルで繰り返し演算されて設定される。例えば、乗員が設定温度を上げた場合には、エアミックスダンパ13の目標開度が大きくなるように設定し直す。また、暖房を開始してある程度の時間が経過した場合のように、車室内の温度が安定してきたら、暖房開始直後に比べて、エアミックスダンパ13の目標開度が小さくなるように設定する。
The target opening of the
また、空調制御装置3は、暖房が必要であると判断した場合には、電気式ヒータ12を作動させる。このとき、例えば冬季で外気温が低い環境の中で長時間放置されていた場合のように車室内の温度が乗員の設定温度と比べて大きく離れている場合には、空調制御装置3は最大暖房能力が必要であるとして、第1〜第3通電開閉器5〜7を閉にして上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33の全てに電力を供給する。
Moreover, the air-
一方、空調装置1がOFF状態となった場合や、冷房状態の場合には、第1〜第3通電開閉器5〜7を開にして上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33の電力供給を遮断する。また、空調制御装置3は要求される暖房能力に応じて第1〜第3通電開閉器5〜7に対し個別に異なるタイミングでも制御信号を出力することができるようになっている。
On the other hand, when the
空調制御装置3は、基本的には、暖房能力が低くてよい場合には、上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33のいずれか1つにのみ電力を供給する(低暖房制御)。このとき、最も低い暖房能力でよい場合には、下部発熱体33にのみ電力を供給し、低い暖房能力の中でも若干高めの能力が必要な場合には、上部発熱体31にのみ電力を供給し、さらに高めの能力が必要な場合には、中間発熱体32にのみ電力を供給する。
The air
一方、高い暖房能力が必要な場合には、上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33のいずれか2つにのみ電力を供給する(高暖房制御)。このとき、高い暖房能力の中でも、低めの暖房能力でよい場合には、上部発熱体31及び下部発熱体33に電力を供給し、若干高めの能力が必要な場合には、中間発熱体32及び下部発熱体33に電力を供給し、さらに高めの能力が必要な場合には、上部発熱体31及び中間発熱体32に電力を供給する。
On the other hand, when a high heating capacity is required, power is supplied to only two of the
以下、空調制御装置3による具体的な制御について、図4及び図5に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。図4に示すフローチャートは、最大暖房能力よりも低いが高めの暖房能力で運転中に暖房能力を低下させる場合の制御を示している。
Hereinafter, specific control by the air
フローチャートのステップSA1では、送風ファン10による送風が行われているか否かを判定する。ステップSA1の判定は、例えば空調スイッチのON/OFF等に基づいて判定することができる。ステップSA1でNOと判定されて送風が行われていない場合には、ステップSA2に進んで上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33の電力を供給を遮断する。これにより、電気式ヒータ12の異常過熱を防止できる。
In step SA1 of the flowchart, it is determined whether or not the blowing
一方、ステップSA1でYESと判定された場合には、ステップSA3に進み、エアミックスダンパ13の開度が大であるか否かを判定する。ステップSA3でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が大であるということは、高い暖房能力が要求されているということであり、ステップSA4に進んで上部発熱体31及び中間発熱体32に電力を供給し、下部発熱体33への電力供給は遮断する(高暖房制御)。
On the other hand, if YES is determined in step SA1, the process proceeds to step SA3 to determine whether or not the opening degree of the
ステップSA3でNOと判定された場合には、低暖房制御を行う。すなわち、ステップSA3からステップSA5へ進み、エアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、その中開度の範囲内で最大側にあるか否かを判定する。ステップSA5でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、大きめであるということは、強めの暖房能力が要求されているということであり、ステップSA6に進んで中間発熱体32に電力を供給し、上部発熱体31及び下部発熱体33への電力供給を遮断する。中間発熱体32にのみ電力を供給することで、上部発熱体31や下部発熱体33にのみ電力を供給する場合に比べて大きな暖房能力が得られる。
When it is determined NO in step SA3, low heating control is performed. That is, it progresses from step SA3 to step SA5, and it is determined whether the opening degree of the
ステップSA5でNOと判定された場合には、ステップSA7に進み、エアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、その中開度の範囲内で最小側にあるか否かを判定する。ステップSA7でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、小さめであるということは、ステップSA5で判定した場合よりも弱めの暖房能力が要求されているということであり、ステップSA8に進んで上部発熱体31に電力を供給し、中間発熱体32及び下部発熱体33への電力供給を遮断する。上部発熱体31にのみ電力を供給することで、中間発熱体32にのみ電力を供給する場合に比べて小さい暖房能力であるが、下部発熱体33にのみ電力を供給する場合に比べて大きな暖房能力が得られる。
When it is determined NO in step SA5, the process proceeds to step SA7, and it is determined whether or not the opening of the
ステップSA7でNOと判定された場合には、ステップSA9に進み、エアミックスダンパ13の開度が小であるか否かを判定する。ステップSA9でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が小であるということは、ステップSA7で判定した場合よりも弱めの暖房能力でよいということであり、ステップSA10に進んで下部発熱体33にのみ電力を供給し、上部発熱体31及び中間発熱体32への電力供給を遮断する。下部発熱体33にのみ電力を供給することで、上部発熱体31や中間発熱体32にのみ電力を供給する場合に比べて小さい暖房能力となる。
If NO is determined in step SA7, the process proceeds to step SA9, and it is determined whether or not the opening degree of the
したがって、高暖房制御から低暖房制御に切り替えた際、電気式ヒータ12による暖房能力が徐々に低くなるので、高暖房制御から低暖房制御に切り替わった前後において吹出空気の温度変化を小さくすることが可能になる。
Therefore, when switching from the high heating control to the low heating control, the heating capacity of the
また、エアミックスダンパ13が最大開度にあるときには、上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33の全てに電力を供給しており、この状態からエアミックスダンパ13の開度が小さくなると、暖房能力を低下させていく。暖房能力を最大から低下させる場合には、まず、上部発熱体31及び中間発熱体32に電力を供給し、下部発熱体33の電力供給を遮断する。その後、中間発熱体32及び下部発熱体33に電力を供給し、上部発熱体31の電力供給を遮断する。しかる後、上部発熱体31及び下部発熱体33に電力を供給し、中間発熱体32の電力供給を遮断する。これにより、最大暖房から高暖房制御に切り替わった前後において吹出空気の温度変化を小さくすることが可能になる。
When the
また、図5に示すフローチャートは、低い暖房能力で運転中に暖房能力を高める場合の制御を示している。 Moreover, the flowchart shown in FIG. 5 has shown the control in the case of raising a heating capability during a driving | operation with a low heating capability.
フローチャートのステップSB1では、図4に示すフローチャートと同様な判定を行う。ステップSB1でNOと判定されて送風が行われていない場合には、ステップSB2に進んで上部発熱体31、中間発熱体32及び下部発熱体33の電力を供給を遮断する。
In step SB1 of the flowchart, the same determination as in the flowchart shown in FIG. 4 is performed. If it is determined NO in step SB1 and the air is not blown, the process proceeds to step SB2, and the power supply to the
一方、ステップSB1でYESと判定された場合には、ステップSB3に進み、エアミックスダンパ13の開度が小であるか否かを判定する。ステップSB3でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が小であるということは、低い暖房能力が要求されているということであり、ステップSB4に進んで下部発熱体33に電力を供給し、上部発熱体31及び中間発熱体32への電力供給は遮断する(低暖房制御)。
On the other hand, when it determines with YES at step SB1, it progresses to step SB3 and it is determined whether the opening degree of the
ステップSB3でNOと判定された場合には、ステップSB5に進み、エアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、その中開度の範囲内で最小側にあるか否かを判定する。ステップSB5でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、小さめであるということは、ステップSB3で判定した場合よりも強めの暖房能力が要求されているということであり、ステップSB6に進んで上部発熱体31に電力を供給し、中間発熱体32及び下部発熱体33への電力供給を遮断する。上部発熱体31にのみ電力を供給することで、下部発熱体33にのみ電力を供給する場合に比べて大きな暖房能力が得られるが、中間発熱体32にのみ電力を供給する場合に比べて小さな暖房能力が得られる。
If NO is determined in step SB3, the process proceeds to step SB5, and it is determined whether or not the opening of the
ステップSB5でNOと判定された場合には、ステップSB7に進み、エアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、その中開度の範囲内で最大側にあるか否かを判定する。ステップSB7でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が中開度、かつ、大きめであるということは、ステップSB5で判定した場合よりも強めの暖房能力が要求されているということであり、ステップSB8に進んで中間発熱体32に電力を供給し、上部発熱体31及び下部発熱体33への電力供給を遮断する。中間発熱体32にのみ電力を供給することで、上部発熱体31や下部発熱体33にのみ電力を供給する場合に比べて大きな暖房能力が得られる。
When it is determined NO in step SB5, the process proceeds to step SB7, where it is determined whether or not the opening degree of the
ステップSB7でNOと判定された場合には、ステップSB9に進み、エアミックスダンパ13の開度が大であるか否かを判定する。ステップSB9でYESと判定されてエアミックスダンパ13の開度が大であるということは、ステップSB7で判定した場合よりも強めの暖房能力が必要ということであり、ステップSB10に進んで高暖房制御を行う。ステップSB10では、上部発熱体31及び中間発熱体32に電力を供給し、下部発熱体33への電力供給を遮断する。
When it is determined NO in step SB7, the process proceeds to step SB9, where it is determined whether the opening degree of the
したがって、低暖房制御から高暖房制御に切り替える前、電気式ヒータ12による暖房能力が徐々に高くなるので、低暖房制御から高暖房制御に切り替わった前後において吹出空気の温度変化を小さくすることが可能になる。
Therefore, before the switching from the low heating control to the high heating control, the heating capacity by the
以上説明したように、この実施形態に係る車両用空調装置1によれば、低暖房制御から高暖房制御に切り替える前、風速の低い部位に配置されている下部発熱体33に先に電力を供給した後、下部発熱体33への電力供給を停止するとともに、風速の高い部位に配置されている上部発熱体31や中間発熱体32に電力を供給するようにしたので、暖房能力の切替前後で吹出空気の温度が大きく変化してしまうのを防止して乗員が違和感を感じないようにすることができるとともに、快適性を向上させることができる。
As described above, according to the
また、高暖房制御から低暖房制御に切り替えられた際、風速の高い部位に配置されている中間発熱体32に先に電力を供給した後、中間発熱体32への電力供給を停止するとともに、風速の低い部位に配置されている上部発熱体31や下部発熱体33に電力を供給するようにしたので、暖房能力の切替前後で吹出空気の温度が大きく変化してしまうのを防止して乗員が違和感を感じないようにすることができるとともに、快適性を向上させることができる。
In addition, when switching from the high heating control to the low heating control, after supplying power first to the
尚、上記実施形態では、送風ファン10を電気式ヒータ12と同じケーシング16に収容したフルセンタタイプの空調装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、例えば、送風ファンを電気式ヒータ12と別のケーシングに収容して車幅方向に一方側に配置したセミセンタタイプの空調装置に本発明を適用することも可能である。
In the above SL embodiment has described the case of applying the present invention to the full center type air conditioner which houses a
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば、電気自動車等に搭載することができる。 As described above, the vehicle air conditioner according to the present invention can be mounted on, for example, an electric vehicle.
1 車両用空調装置
3 空調制御装置
10 送風ファン
11 エバポレータ
12 電気式ヒータ
13 エアミックスダンパ
16 ケーシング
31 上部発熱体(第2発熱体)
32 中間発熱体(第3発熱体)
33 下部発熱体(第1発熱体)
R 空気流路
DESCRIPTION OF
32 Intermediate heating element (third heating element)
33 Lower heating element (first heating element)
R air flow path
Claims (2)
通過する外部空気を冷却するエバポレータと、
上記電気式ヒータ及び上記エバポレータがそれぞれ配置される温風通路及び冷風通路と、該温風通路及び冷風通路の下流側が連通するエアミックス空間とを有するケーシングと、
上記ケーシングに収容され、上記温風通路及び上記冷風通路を開閉することによって上記エアミックス空間に流入する温風量及び冷風量を変更するエアミックスダンパと、
上記電気式ヒータ及び上記エアミックスダンパを制御する空調制御装置とを備え、
上記ケーシングに導入された空調用空気を、上記電気式ヒータ及び上記エバポレータを通過させてから車室の各部に供給するように構成された車両用空調装置において、
上記第1発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が低い部位に配置され、
上記第3発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が高い部位に配置され、
上記空調制御装置は、上記エアミックスダンパの上記温風通路の目標開度を演算し、上記目標開度が、高い暖房能力を必要とする大開度の場合には、上記第2発熱体及び上記第3発熱体に電力を供給して上記第1発熱体には電力を非供給とし、上記目標開度が、上記大開度から該大開度時よりも低い暖房能力の中開度の範囲内でかつ大開度側の開度になった場合には、上記第3発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度の大開度側から該中開度の範囲内でかつ暖房能力が低い小開度側の開度になった場合には、上記第2発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度から該中開度よりも低い暖房能力の小開度になった場合には、上記第1発熱体にのみ電力を供給するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 An electric heater having a first heating element , a second heating element, and a third heating element that generate heat by the supply of electric power, and configured to heat the passing external air;
An evaporator for cooling external air passing therethrough,
A casing having a hot air passage and a cold air passage in which the electric heater and the evaporator are respectively disposed, and an air mix space communicating with the downstream side of the hot air passage and the cold air passage ;
An air mix damper that is accommodated in the casing and changes the amount of hot air and the amount of cold air flowing into the air mix space by opening and closing the hot air passage and the cold air passage; and
An air conditioning control device for controlling the electric heater and the air mix damper ,
The conditioned air introduced into the casings grayed, in vehicle air-conditioning system configured to supply to each part of the passenger compartment from is passed through the electric heater and the evaporator,
The first heating element is disposed at a part where the wind speed is lower than the arrangement part of the second heating element in the warm air passage ,
The third heating element is arranged at a portion where the wind speed is higher than the arrangement portion of the second heating element in the warm air passage,
The air conditioning control device calculates a target opening of the hot air passage of the air mix damper, and when the target opening is a large opening that requires high heating capacity, the second heating element and the above Electric power is supplied to the third heating element and power is not supplied to the first heating element, and the target opening is within the range of the medium opening of the heating capacity that is lower than the large opening to the large opening. When the opening is on the large opening side, power is supplied only to the third heating element, and the target opening is within the range of the medium opening from the large opening side of the medium opening and When the heating capacity is low and the opening is on the small opening side, electric power is supplied only to the second heating element, and the target opening is lower than the intermediate opening from the intermediate opening. if it becomes small opening degree of the vehicular air, characterized in that it is configured for supplying power only to the first heating element Apparatus.
通過する外部空気を冷却するエバポレータと、
上記電気式ヒータ及び上記エバポレータがそれぞれ配置される温風通路及び冷風通路と、該温風通路及び冷風通路の下流側が連通するエアミックス空間とを有するケーシングと、
上記ケーシングに収容され、上記温風通路及び上記冷風通路を開閉することによって上記エアミックス空間に流入する温風量及び冷風量を変更するエアミックスダンパと、
上記電気式ヒータ及び上記エアミックスダンパを制御する空調制御装置とを備え、
上記ケーシングに導入された空調用空気を、上記電気式ヒータ及び上記エバポレータを通過させてから車室の各部に供給するように構成された車両用空調装置において、
上記第1発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が低い部位に配置され、
上記第3発熱体は、上記温風通路における上記第2発熱体の配置部位よりも風速が高い部位に配置され、
上記空調制御装置は、上記エアミックスダンパの上記温風通路の目標開度を演算し、上記目標開度が、低い暖房能力を必要とする小開度の場合には、上記第1発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記小開度から該小開度時よりも高い暖房能力の中開度の範囲内でかつ小開度側の開度になった場合には、上記第2発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度の小開度側から該中開度の範囲内でかつ暖房能力が高い大開度側の開度になった場合には、上記第3発熱体にのみ電力を供給し、上記目標開度が、上記中開度から該中開度よりも高い暖房能力の大開度になった場合には、上記第2発熱体及び上記第3発熱体に電力を供給して上記第1発熱体には電力を非供給とするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
An electric heater having a first heating element, a second heating element, and a third heating element that generate heat by the supply of electric power, and configured to heat the passing external air;
An evaporator for cooling external air passing therethrough,
A casing having a hot air passage and a cold air passage in which the electric heater and the evaporator are respectively disposed, and an air mix space communicating with the downstream side of the hot air passage and the cold air passage;
An air mix damper that is accommodated in the casing and changes the amount of hot air and the amount of cold air flowing into the air mix space by opening and closing the hot air passage and the cold air passage; and
An air conditioning control device for controlling the electric heater and the air mix damper,
In the vehicle air conditioner configured to supply the air conditioning air introduced into the casing to each part of the passenger compartment after passing through the electric heater and the evaporator,
The first heating element is disposed at a part where the wind speed is lower than the arrangement part of the second heating element in the warm air passage,
The third heating element is arranged at a portion where the wind speed is higher than the arrangement portion of the second heating element in the warm air passage,
The air conditioning control device calculates a target opening degree of the hot air passage of the air mix damper, and when the target opening degree is a small opening degree that requires a low heating capacity, When only the power is supplied and the target opening is within the range of the medium opening of the heating capacity higher than that at the small opening from the small opening, and the opening is on the small opening side, Electric power is supplied only to the second heating element, and the target opening is an opening from the small opening side of the intermediate opening to the large opening side within the range of the intermediate opening and the heating capacity is high. In this case, power is supplied only to the third heating element, and the second heat generation is performed when the target opening is a large opening having a heating capacity higher than the intermediate opening from the intermediate opening. vehicular air, characterized in that the body and supplies power to the third heating element is configured to the non-supply of power to the first heating element Apparatus.
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