JPH061136A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JPH061136A
JPH061136A JP4160690A JP16069092A JPH061136A JP H061136 A JPH061136 A JP H061136A JP 4160690 A JP4160690 A JP 4160690A JP 16069092 A JP16069092 A JP 16069092A JP H061136 A JPH061136 A JP H061136A
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hydraulic
heat
vehicle
operation oil
hydraulic pump
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JP4160690A
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Shigeru Suzuki
鈴木  茂
Tatsuyuki Hoshino
辰幸 星野
Osamu Hiramatsu
修 平松
Kunifumi Gotou
邦文 後藤
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Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3222Cooling devices using compression characterised by the compressor driving arrangements, e.g. clutches, transmissions or multiple drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00421Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高速走行時における車両用空調装置の過大な動
力消費の削減を可能でかつエンジンルーム内での配置も
容易な車両用空調装置を提供する。 【構成】車両用エンジン1により駆動される油圧ポンプ
2から吐出される作動油は切り換え弁31(作動油切り
換え手段)により油圧モータ6又はリリーフ弁32(熱
変換手段)へ送られる。作動油切り換え手段31は車両
冷房時に作動油を油圧モータ6へ切り換え、油圧モータ
6は圧縮機を駆動し、空調用冷凍装置Rは冷房運転を行
う。車両暖房時に作動油切り換え手段31は作動油を発
熱手段32へ切り換え、熱変換手段32は作動油の圧力
エネルギを熱に転換する。この熱はヒーターコア5(放
熱手段)にて空調空気を暖める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用空調装置に関し、
特に寒冷地向けとして好適な車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】寒冷地向けとして好適な車両用空調装置
の従来例を図3に示す。この車両用空調装置は、車両用
エンジン91によりそれぞれ電磁クラッチを介して駆動
される回転発熱装置92及び圧縮機93を有し、圧縮機
93はエバポレータ94、膨張弁(図示せず)、コンデ
ンサ95とともに通常の空調用冷凍装置を構成してい
る。回転発熱装置92は油中に浸漬されてエンジン91
により駆動される回転部(図示せず)を内蔵し、この回
転部の回転エネルギは油の流体損失により熱に変換さ
れ、この熱により加熱されたエンジン冷却水Wは空調ダ
クト96内のヒータコア97で空調空気を暖める。98
は回転発熱装置92の作動時にエンジン冷却水Wを回転
発熱装置92側に一部バイパスさせるバイパス弁であ
る。
【0003】このような車両用エンジンの駆動エネルギ
を熱に転換して暖房に供する車両用空調装置は、エンジ
ン起動後におけるエンジン冷却水Wの温度上昇に長時間
を要するにもかかわらず急速暖房の必要性が高い寒冷地
に有効である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の車両用空調装置では、圧縮機93の他に回転発
熱装置92もベルトを通じてエンジンにより駆動せざる
を得ず、その結果、エンジンルームの前部に、ラジエー
タ、圧縮機、オルタネータ、スタータなどとともにこの
回転発熱装置92を設ける必要があり、そのために近
時、ますます縮小されつつあるエンジンルーム特にその
前部における場所取りが容易ではないという不具合が生
じた。
【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、エンジンルームの前部における機器配置を簡潔に
保ちつつ、急速暖房が可能な車両用空調装置を提供する
ことをその解決すべき課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の車両用空調装置
は、車両用エンジンにより駆動される油圧ポンプと、上
記油圧ポンプから吐出される作動油の圧力エネルギを熱
に変換する熱変換手段と、上記熱により車室を暖房する
放熱手段と、圧縮機を有する空調用冷凍装置と、上記油
圧ポンプから吐出される作動油により駆動されて上記圧
縮機を駆動する油圧モータと、上記油圧ポンプから吐出
される作動油を上記熱変換手段または上記油圧モータへ
切り換える作動油切り換え手段とを包含している。
【0007】
【作用】車両用エンジンにより駆動される油圧ポンプか
ら吐出される作動油は作動油切り換え手段により油圧モ
ータ又は熱変換手段へ送られる。すなわち、作動油切り
換え手段は車両冷房時に手動又は自動操作により作動油
の送給方向を油圧モータ側へ切り換え、油圧モータは圧
縮機を駆動し、空調用冷凍装置は冷房運転を行う。一
方、作動油切り換え手段は車両暖房時(特にエンジン冷
却水が低温の場合)に作動油の送給方向を熱変換手段側
へ切り換え、熱変換手段は作動油の圧力エネルギを熱に
変換し、この熱は放熱手段にて空調空気を暖める。
【0008】
【発明の効果】以上説明したように本発明の車両用空調
装置は、車両用エンジン駆動の油圧ポンプから吐出され
る作動油の送給方向を作動油切り換え手段により油圧モ
ータ又は熱変換手段へ必要に応じて切り換え、冷房時に
は油圧モータにより空調用冷凍装置を運転し、暖房時に
は熱変換手段の熱で暖房を行う構成を採用しているの
で、従来のように車両用エンジンにより熱変換手段及び
圧縮機の両方を機械的に駆動する必要がない。
【0009】したがって、油圧ポンプだけを車両用エン
ジンにて駆動すればよく、エンジンルーム内部における
車両用空調装置の場所取りが簡単となり、ベルト駆動系
も簡単となる。また、油圧ポンプから油圧モータへの作
動油供給量を調節することにより、油圧モータの回転数
を簡単に制御することができ、これにより可変容量圧縮
機を用いることなく圧縮機の吐出容量を制御することも
できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の車両用空調装置の一実施例を
図1に基づいて説明する。この車両用空調装置は、車両
用エンジン1によりベルト駆動される油圧ポンプ2と、
油圧ポンプ2から作動油が流入する弁部3と、弁部3か
ら出た高圧の作動油でエンジン冷却水Wを間接加熱する
熱交換部4と、エンジン冷却水Wにより空調空気を暖め
るヒーターコア(本発明でいう放熱手段)5と、圧縮機
6を有する空調用冷凍装置Rと、油圧ポンプ2より弁部
3を介して作動油が供給され圧縮機6を駆動する油圧モ
ータ7と、熱交換部4へのエンジン冷却水Wのバイパス
を制御する電磁開閉弁8とを具備する。なお、弁部3は
油圧ポンプ2に一体化され、熱交換部4は油圧ポンプ2
のウオータージャケットにより構成される。
【0011】まず油圧系統について図2を参照して説明
すると、油圧ポンプ2は車両用エンジン1によりベルト
(図示せず)を介して駆動される可変容量のポンプであ
って、容量制御機構21及び流量調整部22を内蔵して
いる。油圧ポンプ2から吐出された高圧の作動油は作動
油路Lに配設される切り換え弁(本発明でいう作動油切
り換え手段)31により第1作動油路L1と第2作動油
路L2とに分岐され、暖房初期時には第1作動油路L1
中に配設されたリリーフ弁(本発明でいう熱変換手段)
32へ送給され、冷房時には第2作動油路L2に配設さ
れた油圧モータ7へ送給され、その後合流し帰還油路L
3を経てタンクTに放出される。
【0012】更に説明すると、流量調整部22は作動油
路Lに配設された絞り23と比例制御形式の調整弁24
とからなる。絞り23前後の圧力をP1、P2とする
と、弁24は差圧ΔP(=P1−P2)と内蔵スプリン
グの付勢力P’とにより作動し、油圧ポンプ2の吐出流
量が増加してΔPが増大すると調整弁24のスプールは
図2では右動する。油圧ポンプ2の容量制御機構21は
斜板を互いに逆方向に付勢する制御シリンダ25及びス
プリング26を有し、調整弁24のスプールの上記右動
により制御シリンダ25のピストンに加えられる油圧が
低下し、スプリング26により油圧ポンプ2の斜板は小
容量傾角側に付勢され、油圧ポンプ2の吐出流量が低下
する。一方、油圧ポンプ2の吐出流量が減少してΔPが
低下すると調整弁24のスプールは図2では内蔵スプリ
ングの付勢により左動し、調整弁24のスプールの上記
左動により制御シリンダ25のピストンに加えられる油
圧が増大し、油圧ポンプ2の斜板は大容量傾角側に付勢
され、油圧ポンプ2の吐出流量が増大する。このように
して、油圧ポンプ2の吐出流量が一定に保たれる。
【0013】上記冷房時及び暖房初期時以外の場合には
上記電磁クラッチを解離して油圧ポンプ2の作動を停止
する。なお、電磁クラッチ及び切り換え弁31の制御は
運転席に設けられたスイッチによる手動操作により実施
されるが車室温度により自動運転することも当然可能で
ある。切り換え弁31及びリリーフ弁32は上記弁部3
を構成する。冷房時には作動油により油圧モータ7が駆
動され、油圧モータ7は圧縮機6を駆動する。圧縮機6
はエバポレータ61、コンデンサ62、膨張弁63とと
もに上記した空調用冷凍装置Rを構成している。エバポ
レータ61は空調ダクト96内に配設され、空調空気を
冷却する。一方、暖房初期時に高圧の作動油が送給され
るリリーフ弁32はこの作動油の圧力エネルギを熱に変
換し、それにより高温となった作動油は帰還油路L3に
配設された熱交換部4でエンジン冷却水Wを加熱する。
【0014】次にエンジン冷却系について説明する。車
両用エンジン1に内蔵されたウオーターポンプ(図示せ
ず)により送出されて車両用エンジン1から出たエンジ
ン冷却水Wはラジエータ11で冷却された後、再び車両
用エンジン1にリターンする。一方、暖房時でエンジン
冷却水Wの温度が低い場合には、電磁開閉弁8が開き、
エンジン冷却水Wの一部は熱交換部4にバイパスされ、
熱交換部4で加温されたエンジン冷却水Wはヒーターコ
ア5で空調空気を暖房した後、車両用エンジン1にリタ
ーンする。熱交換部4へのエンジン冷却水Wのバイパス
流量は電磁開閉弁8、熱交換部4及びヒーターコア5を
含む経路の流体抵抗と、ラジエータ11の流体抵抗との
比率により決定される。もちろん、電磁開閉弁8をエン
ジン冷却水Wの水温に応じて比例制御することもでき
る。
【0015】車両用エンジン1が暖機され、エンジン冷
却水Wが高温となれば、ラジエータ11から出たエンジ
ン冷却水Wはまだ充分高温となるので、電磁クラッチを
解離して油圧ポンプ2を停止する。これらの制御は手動
でもよくまた自動制御としてもよい。上述の実施例にお
いて、油圧ポンプ2から吐出された直後の作動油をオイ
ルタンク23にフィードバックしたり、油ポンプ2の斜
板角を最小に保つことにより、切り換え弁31へは作動
油が送給されないので、上記電磁クラッチを省略するこ
とができる。また、急加速時などにおいて電磁クラッチ
を解離して走行動力を一時的に増大することもでき、油
圧ポンプ2と油圧モータ7、又は油圧ポンプ2と油圧モ
ータ7と圧縮機6とを一体構造とすることもできる。更
に、油圧ポンプ2から吐出される作動油を用いてパワー
ステアリング装置を作動するともできる。
【0016】上記説明したように本実施例の装置では、
油圧ポンプ2を可変容量式としているので、エンジンの
高速回転時にもかかわらず、油圧モータ7の回転数すな
わち圧縮機6の回転数を一定に保つことができるという
優れた効果を奏することができる。また、圧縮機6が固
定容量式であっても、流量調整部22の吐出圧力を制御
することにより油圧モータ7の回転数すなわち圧縮機6
の回転数を制御することができ、圧縮機6の可変容量運
転が実質的に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両用空調装置の一実施例を示すブロ
ック図、
【図2】図1に用いる油圧系統図、
【図3】従来の車両用空調装置のブロック図、
【符号の説明】
1は車両用エンジン、2は油圧ポンプ、3は弁部(本発
明でいう作動油切り換え手段及び熱変換手段)、4は熱
交換部(本発明でいう放熱手段)、5はヒーターコア、
6は圧縮機、7は油圧モータ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 邦文 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両用エンジンにより駆動される油圧ポン
    プと、上記油圧ポンプから吐出される作動油の圧力エネ
    ルギを熱に変換する熱変換手段と、上記熱により車室を
    暖房する放熱手段と、圧縮機を有する空調用冷凍装置
    と、上記油圧ポンプから吐出される作動油により駆動さ
    れて上記圧縮機を駆動する油圧モータと、上記油圧ポン
    プから吐出される作動油を上記熱変換手段または上記油
    圧モータへ切り換える作動油切り換え手段とを包含して
    なる車両用空調装置。
JP4160690A 1992-06-19 1992-06-19 車両用空調装置 Pending JPH061136A (ja)

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