JPH0292715A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用換気装置、自動車用冷房装置あるい
は自動車用冷暖房装置等の自動車用空気調和装置に関し
、とくに空気の吹出方向を自動的に偏向することが可能
な自動車用空気調和装置にかかわる。

［従来の技術］ 従来より、とくに自動車用換気装置または自動車用冷房
装置等の自動車用空気調和装置においては、夏期等のよ
うに小室外が高温状態の際に、渋滞あるいは停車中など
アイドリンク状態となると、車室内の温度が上昇Ｖるた
め、ファンモータへの通電量を増大してファンを高速回
転させて車室内に大風鼠の空気を導入して、東口の冷感
の低下を補っている。

［発明が解決しようとする課ｊ！ｇ］ しかるに、従来の自動車用空気調和装置では、エンジン
出力が小さいアイドリング状態であるにもかかわらず、
ファンの高速回転により大電力を消費するので、エンジ
ンによるオルタイ・−夕等の発電機の発電負荷が増大す
る。このため、燃費の悪化とバッテリへの充放電収支の
悪化を招いていた。

そこで、アイドリング状態の時には、ファンモータへの
通電量を低下させることによって、電気負荷を減少しエ
ンジンによる発電機の発電負荷を軽減させることが名え
られるが、この方法の場合には、ファンの風足が低下す
ることとなるので、乗員の冷感が低下するという課題が
あった。

本発明は、乗員の冷感を損なうことなく、自動車用エン
ジンによる発電機の発電負荷を軽減させることが可能な
自動重用空気調和装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の自動車用空気Ｊム１和装置は、車室内に向かっ
て空気が吹出す吹出口を有する通風ダクトと、前記通風
ダクト内において車室内に向かう空気流を生じさせるフ
ァン、および該ファンを通電量に応じて回転させるファ
ンモータを有する送風機と、前記ファンモータへの通電
量を制御する制御回路とを備え、前記吹出口は、車室内
に向かって吹出す空気の吹出方向を決める風向偏向板、
および該風向偏向板を駆動する駆動手段を有する風向偏
向機構を具え、前記制御回路は、車速あるいはエンジン
回転速度を検出する検出手段を有し、該検出手段により
車速の所定車速以下、あるいはエンジン回転速度の所定
値以下を検出した際に、前記吹出口より乗員に向かって
空気が吹出されるように前記駆動手段を制御するととも
に、前記ファンモータへの通電量を所定の通電量以下と
なるように制御する構成を採用した。

［ｆｆ：用］ 本発明の自動車用空気調和装置は上記構成によりつぎの
作用を有する。

検出手段により車速の所定重速以下あるいはエンジン回
転速度の所定値息子を検出した際には、ファンモータへ
の通電量を所定の通電量以下となるように制御すること
によって、ファンモータの電気負荷を減少させる。それ
と同時に、風向偏向板を駆動する駆動手段を制御して、
吹出口より乗員に向かって空気を吹出すことによつζ、
乗員に直接空気を当てて吹出口から吹出される空気の吹
出風量の低下による乗員の不快感を抑える。

［発明の効果］ 本発明の自動車用空気調和装置は上記構成および作用に
よりつぎの効果を奏する。

吹出口より乗員に直接空気を当てて、吹出風量の低下に
よる乗員の不快感を抑えることにより、乗員に冷感を与
え、ファンモータへの通電量を抑えることによって、フ
ァンモータの電気負荷を減少し、エンジンによる発電機
の発電負荷を軽減させることができる。

［実施例］ 本発明の自動車用空気調和装置を図に示す一実施例に基
づき説明する。

第１図は本発明を採用したカーエアコンを示す。

１は乗用車に搭載されたカーエアコンを示す。

カーエアコン１は、車室内に向かって空気を送るための
通風ダクト２と、車室内に向かって吹出す空気の吹出方
向を偏向する風向偏向機構３と、通風ダクト２内に収納
された送風機４と、冷媒が循環する冷凍サイクル５と、
エンジン冷却水が循環する温水回路６と、これらを制御
する制御回路７とを備えている。

通風ダクト２は、上流に内外気切替ダンパ２１によって
切替えられる内気導入口２２または外気導入口２３が形
成されている。この通風ダクト２は、第２図にも示すよ
うに、下流に窓吹出口２４、土、半身吹出口２５および
足元吹出口２６が形成されている。

また、通風ダクト２内には、送風ｆｉ４、冷凍サイクル
５の冷媒蒸発器５３、エアミックスダンパ２７、温水回
路６の温水式ヒータ６１、および吹出口モード切替ダン
パ２８．２９が収納されている。

風向偏向機構３は、第３図にも示すように、空気の吹出
方向を決める複数の風向偏向板３１、および該風向偏向
板３１を連結手段３２を介して左右に旋回させる駆動手
段である電動モータ３３を有する。

風向偏向板３１は、支軸３４を中心としてか右に旋回す
るとともに、中央の上半身吹出口２５の吹出ノズル３５
内に組込まれている。

連結手段３２は、複数の風向偏向板３１を連結して一体
的に左右に旋回させるためのレバー３６、および電動モ
ータ３３の出力軸とレバー３６とを連結するとともにレ
バー３６に往復運動をさせるためのＬ字状の連結部材３
７を有する。

電動モータ３３は、サーボモータであり、」、半身吹出
口２５の吹出ノズル３５近傍に設置され、ファンスイッ
チ７１がＯＮされている間、状況に応じて制御回路７に
より通電（ＯＮ）されたり、通電を停止（ＯＦＦ）され
たりする。

ここで、レバー３６が連結部材３７を介して電動モータ
３３により図示左方向に変移さぜられな際には、風向偏
向板３１が運転者側に傾斜し上半身吹出口２５より運転
者に向かって空気が吹出され、レバー３６が図示右方向
に変移させられた際には、風向（４ｉ向板３１が助１席
側に傾斜し上半身吹出口２５より助手席、または助手席
に座っている乗員に向かって空気が吹出される。また、
吹出口２５の吹出ノズル３５には、風向偏向板３１が運
転者側に傾斜した際に、風向偏向板３１に接触するマイ
クロスイッチ、リミットスイッチ、タッチスイッチ等の
位置センサ３８が取付けられている。この位置センサ３
８は、風向偏向板３１に接触した際にＯＮ信号を制御回
路７に送り、風向偏向板３１が離れた際に叶［信月を制
御回路７に送る。

さらに、窓側の上半身吹出口２５に取付けられた風向偏
向機構（図示せず）の場合には、風向偏向板（図示せず
）が連結手段（図示せず）を介して電動モータ（図示せ
ず）により図示右方向に変移させられた際に、上半身吹
出口２５より運転者に向かって空気が吹出される。

送風機４は、通風ダクト２内において車室内に向かう空
気流を生じさせるファン４１、および通電量に応じてフ
ァン４１を回転さぜるファンモータ４２を有する。

ファン４１は、ファンモータ４２への通電量に応じて風
量が変化する。よって、ファン４１は、ファンモータ４
２への通電量が大きければ大きいほど回転速度が速くな
るので、車室内に向かう空気の風量が大きくなる。

ファンモータ４２は、フェライト式モータを使用してい
る。ファンモータ４２は、後述するファンスイッチ７１
の設定位置、自動車の走行状態あるいはエンジン１０の
作動状態等に応じて、通電量制御回路４３を介して制御
回″ＩＢ７により通電量を制御される。また、ファンモ
ータ４２は、乗員がファンスイッチ７１をＯＦＦに設定
した時に、通電が停止される。

通電量制御回路４３は、例えばパルス発信器、Ｄ／Ａ変
換器、パワートランジスタから構成され、制御回路７か
ら送られてくる信号に応じてファンモータ４２の通電量
を旧モード（通電量大；ファン４１大風量）、Ｈ［モー
ド（通電量中；ファン４１中風量）、［０モード（３ｆ
ｌ電及小；ファン４１小風量）の３段階の運転モードに
制御する。

冷凍サイクル５は、冷媒圧［１５１、冷媒ａ２縮器５２
、冷媒蒸発器５３、受液器５４、冷媒の減圧装置をなす
温度作動式膨張弁５５、およびこれらを順次環状に接続
する冷媒配管５６から構成される。

ここで、エアコンスイッチ７２のＯＮ時には、冷媒蒸発
器５３の冷却温度等の状況に応じて制御回路７により電
磁クラッチ５７が通電（ＯＮ）されたり、通電を停止（
ＯＦＦ）されたりする。

温水回路６は、エンジン１０の冷却用つオータジャケッ
ト内で暖められたエンジン冷却水が冷却水配管６２を経
て供給されるものである。また温水回路６は、温水式ヒ
ータ６１、手動式つ４−タバルブ６３とを備える０手動
式つオータバルブ６３は、冷却水配管６２に設けられ、
温水式ヒータ６１へのエンジン冷却水の通水量を制御す
る。

制御回路１は、位置センサ３８、ファンスイッチ７１、
エアコンスイッチ７２、エンジンのアイドリング状態（
車速Ｏｋｍ／ｈ）を検出する検出手段である車速センサ
７３、および温度センサ７４を具備する。

ファンスイッチ７１は、Ｈ［モードレジスタ４４および
し０モードレジスタ４５を連結し、乗員が設定したファ
ンモータ４２の通電量を抵抗値として制御回路７に送る
。

車速センサ７３は、自動車の変速機の出力軸の回転速度
、あるいは自動車の車輪の回転速度を検出する。また、
車速センサ７３は、常開スイッチで、エンジンのアイド
リング状態を検出している時に閉成（ＯＮ）され、自動
車の走行状態を検出している時に開成（ＯＦＦ）される
。

温度センサ７４は、サーミスタであり、冷媒蒸発器５３
の冷却温度を検出し、その検出値を制御回路７に送る。

制御回路７は、上述した位置センサ３８、ファンスイッ
チ７１、エアコンスイッチ７２、車速センサ７３および
温度センサ７４等の各信号を入力して、その信号に応じ
て電動モータ３３、ファンモータ４２および電磁クラッ
チ５７を制御する。また、制御回路７は、車速センサ７
３によりアイドリング状態が検出された時に、第２図に
示した２点鎖線の矢印のように、上半身吹出口２５より
運転者に向かって空気が吹出されるように電動モータ３
３を制御するとともに、ファンモータ４２への通電量を
所定の通電量以下（本実施例では［０モード運転）とな
るように制御する。このとき、電動モータ３３は、位置
センサ３８からＯＮ信号が出力されるまで通電され、位
置センサ３８からＯＮ信号が出力された際に、通電が停
止される。

本実施例の作用を第１図ないし第４図に基づき説明する
。

第４図は本実施例の制御回路７における電動モータ３３
およびファンモータ４２の通電量制御を示す作動フロー
チャートである。

本実施例の制御回路７における電動モータ３３およびフ
ァンモータ４２の通電量制御は、エンジン１０の作動中
のみ行う。

初めに、ファンモータ４２の運転モード（ファンモータ
４２への通電量）を読込む（ステップＳ１）。

つぎに、車速センサ７３から車速を読込む（ステップＳ
２）。制御回路７は、エンジン１０のアイドリング状態
（車速Ｏｋｍ／ｈ）時に、車速センサ７３よりＯＮ信号
を読込み、自動車の走行状態の時に、車速センサ７３よ
りＯＦＦ信号を読込む。

つぎに、車速センサ７３がエンジン１０のアイドリング
状態を検出しているか否かを判断する（ステップＳ３）
。エンジン１０のアイドリング状態を検出している（Ｙ
ｅｓ）時、位置センサ３８からＯＮ信号が入力されてい
るか否かを判断する（ステップＳ４）。

位置センサ３８からＯＮ信号が入力されていない（Ｎ。

）時、未だ風向偏向機構３の風向偏向板３１が運転者に
向かって傾斜していないと判断する。このため、電動モ
ータ３３をＯＮして風向偏向板３１が運転者に向かって
傾斜する位置となるまで風向１祠向板３１を駆動する（
ステップＳ５）。

ステップＳ４において、位置センナ３８からＯＮ信号が
入力されている（Ｙｅｓ）時、電動モータ３３をＯＦＦ
シくステップＳ６１、ファンモータ４２へし０モード運
転可能な通電量を供給するように、通電１制御回路４３
に出力する（ステップＳ７）。

よって、レバー３６が連結部材３７を介して電動モータ
３３により図示左方向に変移させられ、風向偏向板３１
が運転者側に傾斜し、第２図に示した２点鎖線の矢印の
ように、上半身吹出口２５より運転者に向かって小風量
の空気が吹出される。その後、エンジン１０の作動中は
、ステップＳ１以十を繰り返す。

つぎに、ステップＳ３において、ファンモータ４２がＩ
ＩＩモード運転されているか否かを判別する（ステラ７
Ｓ８）、ファンモータ４２がＩＩ＋モード運転されてい
る（Ｙｅｓ）時、電動モータ３３をＯＮして、風向偏向
板３１を左右に旋回しくステップＳ９）、さらにファン
モータ４２へ旧モード運転可能な通電１を供給するよう
に、通電量制御口！＃４３に出力する（ステップ５１０
）、その後、エンジン１０の作動中は、ステップ８１以
下を繰り返す。

ステップＳ８において、ファンスイッチ７１がｔ＋ｒモ
ード運転されていない（ＮＯ）時、ファンモータ４２が
Ｈ「モード運転されているか否かを判別する（ステップ
５１１）。ファンモータ４２がＨＥモード運転されてい
る（Ｙｅｓ）時、電動モータ３３をＯＮして、風向偏向
板３１を左右に旋回しくステップ５１２）、さらにファ
ンモータ４２へＨ［モード運転可能な通電量を供給する
ように、通電量制御回路４３に出力する（ステップ５１
３）　、その後、エンジン１０の作動中は、ステップ８
１以下を繰り返す。

ステップＳ１１において、ファンモータ４２がＨ［モー
ド運転されていない（ＮＯ）時、ファンモータ４２が［
０モード運転されているか否かを判別する（ステップ５
１４）、ファンモータ４２がＬＯモード運転されている
（Ｙｅｓ）時、電動モータ３３をＯＮシて、風向偏向板
３１を左右に旋回しくステップ５１５）、さらにファン
モータ４２へ［０モード運転可能な通電量を供給するよ
うに、通電量制御回路４３に出力する（ステップ５１６
）、その後、エンジン１０の作動中は、ステップＳ１以
千を繰り返す。

ステップＳ１４において、ファンモータ４２がＬＯモー
ド運転されていない（Ｎｏ）時、電動モータ３３を叶「
して、風向偏向板３１の旋回を停止しくステップ５１７
）　、さらにファンモータ４２への通電を停止（ＯＦＦ
）するか、あるいはファンモータ４２への通電の停止（
ＯＦＦ）状態を維持する（ステップ５１８）。

その後、エンジン１０の作動中は、ステップ８１以下を
繰り返す。

したがって、車速センサ１３によりエンジン１０のアイ
ドリング状態が検出された際には、ファンモータ４２を
ＬＯモード運転することによって、ファンモータ４２の
電気負荷を減少させる。同時に、風向偏向板３１が所定
の傾斜となるように駆動し゛Ｃ１上半身吹出口２５より
乗員に向かって空気を吹出すことによって、乗員に直接
空気を当てて上半身吹出口２５から吹出される空気の吹
出風量の低下による運転者の不快感を抑えることができ
る。

さらに、エンジン１０のアイドリング状態の際に、カー
エアコン１を冷房運転すると、エンジン１０により冷媒
圧縮機５１も低回転速度で駆動される。このとき、例え
ば、ファンモータ４２をＩ１１モード運転すると、高温
で大風量の空気が冷媒蒸発器５３に吹付けられ、冷媒と
熱交換することとなるの”乙大量の冷媒が蒸発する。そ
して、この大量の蒸発した冷媒を冷媒圧１１機５１で圧
縮する必要があるが、冷媒圧縮機５１は低回転速度で駆
動されているので、冷媒圧縮Ｍ１５１に過大な負荷が加
わり、冷房能力が低下し、冷媒蒸発器５３を通過する空
気の温度が上昇する恐れがある。このため、従来では、
上半身吹出口２５からの空気の吹出温度が自動車の走行
状態の時より上昇し、乗員の冷感を損なう恐れがあった
が、本実施例のように、ファンモータ４２を１０モード
運転することによって、冷媒蒸発器５３において小風量
の高温空気と冷媒とを熱交換させることにより、上半身
吹出口２５からの空気の吹出温度の十、昇を抑制するこ
とができる。

上半身吹出口２５より運転者に直接空気を当てて、吹出
風量の低下による運転者の不快感を抑えることにより、
乗員に冷感を与え、ファンモータ４２への通電量を抑え
ることによって、ファンモータ４２の電気ｐ荷を減少し
、エンジン出力の小さいアイドリンク状態において、オ
ルタネータ等の発電機（図示せず）の発電負荷を軽減す
ることができる。

さらに、カーエアコン１の冷房運転の際に冷媒圧縮機５
１に加わる過大な負荷を軽減することができる。このた
め、エンジンの負担を軽減させることができ、燃費向上
や、バッテリへの充放電収支に著しく寄与することがで
きる。

［他の実施例］ 本実施例では、通風ダクト内に冷媒蒸発器および温水式
ヒータを配したが、ヒータとしてはセラミックヒータで
も良く、また冷媒蒸発器あるいはヒータを配さなくとも
良い。つまり本発明は、自動車用換気装置、自動車用暖
房装置、自動車用冷房装置、または自動車用冷暖房装置
等のあらゆる自動車用空気調和装置に採用することがで
きる。

本実施例では、冷媒蒸発器と温水式ヒータ等のし−タを
直列に配したが、冷媒蒸発器と温水式ヒータ等のヒータ
を並列に配しても良い。また、冷凍サイクルに四方弁等
の冷媒の循環方向を逆転させる装置を取付けて、ビート
ポンプ式カーエアコンの冷凍サイクルとしても良い。

本実施例では、ファンモータの通電制御を抵抗値によっ
て段階的に制御したが、ファンモータの通電制御を可変
抵抗等によって連続的に制御しても良く、またて断続的
にＯＮ、ＯＦＦを繰り返すようなチョッパー制御にして
も良い。

本実施例では、風向偏向板を駆動する駆動手段としてサ
ーボモータを採用したが、風向偏向板を駆動する駆動手
段として負圧アクチュエータ、形状記憶合金製コイルス
プリングあるいは電磁石などを採用してレバーを往復運
動させても良い。

本実施例では、エンジンのアイドリング状態を検出する
検出手段として車速センサを採用したが、検出手段とし
てエンジンのクランク軸やカム軸の回転速度を検出する
エンジン回転速度センサ、冷媒圧縮機の電磁クラッチや
入力軸の回転速度を検出する冷媒圧ｗＩｍの回転速度セ
ンサ、オルタネータの入力軸の回転速度を検出するオル
タネータの回転速度センサ等を採用しても良い。

本実施例では、風向偏向板を左右に旋回させたが、風向
偏向板を左右だけでなく、上下にも旋回させても良く、
またエンジンのアイドリング状態のときのみ吹出口より
乗員に向かって空気が吹出されるように駆動手段を制御
するような風向偏向機構であっても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に採用されたカーエアコンを
示す概略図、第２図は本発明の一実施例に採用されたカ
ーエアコンの通風ダクトを示す斜視図、第３図は本発明
の一実施例に採用されたカーエアコンに取付けられた風
向偏向機構を示す斜視図、第４図は本発明の一実施例に
採用されたカーエアコンの制御回路の作動フローチャー
トである。 図中 １・・・カーエアコン（自動車用空気調和装置）２・・
・通風ダクト　３・・・風向偏向機構　４・・・送風機
７・・・制御回路　３１・・・風向偏向板　３３・・・
電動モータ（駆動手段）４１・・・ファン　４２・・・
ファンモータ７３・・・車速センサ（検出手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）車室内に向かって空気が吹出す吹出口を有する通風
   ダクトと、 前記通風ダクト内において車室内に向かう空気流を生じ
   させるファン、および該ファンを通電量に応じて回転さ
   せるファンモータを有する送風機と、 前記ファンモータへの通電量を制御する制御回路と を備え、 前記吹出口は、車室内に向かって吹出す空気の吹出方向
   を決める風向偏向板、および該風向偏向板を駆動する駆
   動手段を有する風向偏向機構を具え、 前記制御回路は、車速またはエンジン回転速度を検出す
   る検出手段を有し、該検出手段により車速の所定車速以
   下、またはエンジン回転速度の所定値以下を検出した際
   に、前記吹出口より乗員に向かって空気が吹出されるよ
   うに前記駆動手段を制御するとともに、前記ファンモー
   タへの通電量を所定の通電量以下となるように制御する
   ことを特徴とする自動車用空気調和装置。