JPH06115345A

JPH06115345A - 車両用空気調和装置

Info

Publication number: JPH06115345A
Application number: JP26393692A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yamanaka; 康司山中; Takashi Tanaka; 尚田中
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【目的】空調モードに応じて、積極的に車室内の空気
流の制御を行うことによって、快適な車室内環境を提供
する。【構成】急速冷房時、および冷房時は、車室内の前部
（フェイス吹出口１３）および天井（上部吸込兼吹出口
３５）から冷風を吹き出させ、後部吸込口３４から吸込
むことにより、車室内を均一にかつ効率的に冷房するこ
とができる。また、除湿、暖房時は、外気を前部（フェ
イス吹出口１３およびデフロスタ吹出口１４）から吹き
出させ、この外気を天井（上部吸込兼吹出口３５）およ
び後部吸込口３４から吸い込ませることにより、外気が
フロントガラスおよび車室内上部を流れる。同時に、内
気を吸い込んで加熱してフット吹出口１９から温風を吹
き出させ、この内気循環によって乗員の足元を暖房す
る。これによって、窓ガラスの曇りを抑え、効率的に頭
寒足熱を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車室内の上部より空気
の吹出し、あるいは吸込みを行う上部吸込兼吹出口を備
えた車両用空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車室内の上部に空気の吹出しおよび吸込
みを行う技術として、特開昭５９−１３７２１２号公報
に開示された技術が知られている。この技術は、例えば
冷房運転時は、車室内後部の後部吸込口から車室内空気
を吸込み、車両天井の上部吸込兼吹出口から冷却した空
気を吹出し、車室内の空気が煙草の煙等で汚れている場
合は上部吸込兼吹出口より車室内の空気を吸込み、車室
内後部の吹出口より浄化した空気を吹き出させるもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、一方
より車室内空気を吸込み、他方で吹き出すことによる車
室内の気流制御であったため、車室内の一部で空気が循
環するのみで、車室内全体の空気流を積極的に制御する
ものではなかった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、車室内全体の空気流を積極的に制
御することのできる車両用空気調和装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用空気調和
装置は、車室内の前部より空気を吹き出す前部吹出口、
車室内の後部より空気を吸い込む後部吸込口、および車
室内の上部より空気の吸込みおよび吹出しを行う上部吸
込兼吹出口を備えるとともに、空調モードに応じて、前
記前部吹出口からの空気の吹き出し状態、前記後部吸込
口での空気の吸込み状態、前記上部吸込兼吹出口での空
気の吸込みあるい吹出し状態を切替る吹出モード切替手
段を備えた技術的手段を採用した。

【０００６】

【発明の作用】吹出モード切替手段は、手動操作により
あるいは自動的に設定された空調モードに応じて、吹出
モード切替手段が吹出口および吸込口の選択を行う。例
えば、吹出モード切替手段によって、吹出口に前部吹出
口、吸込口に後部吸込口と上部吸込兼吹出口を選択する
と、車室内前部より吹き出された空気が、車室内の上部
および後部で吸い込まれるため、特に室内の上半分の空
気流の流れが大変スムーズになる。また、吹出モード切
替手段によって、吹出口に前部吹出口と上部吸込兼吹出
口、吸込口に後部吸込口を選択すると、車室内前部と室
内上部から空気が吹き出され、その空気が車室内の後部
へ流れるため、車室内全体に吹き出された空気が行き渡
る。

【０００７】

【発明の効果】本発明の車両用空気調和装置は、上記の
作用で示したように、吹出口と吸込口とを車室内の前
部、上部、後部で切り替えることにより、積極的に車室
内の空気流の制御を行うことができる。つまり、本発明
によって、空調モードに応じた適切な車室内の気流制御
を行うことができる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の車両用空気調和装置を、図に
示す一実施例に基づき説明する。〔実施例の構成〕図１ないし図１１は本発明の実施例を
示すもので、図１は車両用空気調和装置の概略構成図で
ある。車両用空気調和装置は、車室内のフロントダッシ
ュボード内に設置されるフロントユニット２と、リヤト
レイボードの下に設置されるリヤユニット３とを備え
る。

【０００９】フロントユニット２は、主に冷風を吹き出
す第１空気通路４と、主に温風を吹き出す第２空気通路
５との２つの空気通路を備える。第１空気通路４は、上
流端部に内外気切替手段６を備える。この内外気切替手
段６は、内気（車室内空気）を導入する内気導入口７
と、外気（車室外空気）を導入する外気導入口８とを備
え、一方を内外気切替ダンパ９で塞ぐことにより、内気
あるいは外気が第１空気通路４内に導入される。第１空
気通路４の内部には、上流より下流に向かって第１送風
機１０、冷却手段１１、第１加熱手段１２が順次設けら
れ、下流端部にフェイス吹出口１３とデフロスタ吹出口
１４が設けられている。第１送風機１０は、第１空気通
路４を介して車室内に空気流を生じさせる。冷却手段１
１は、冷凍サイクル１５（図４参照）の冷媒蒸発器で、
第１空気通路４を通過する空気が全て通過するように設
置されている。第１加熱手段１２は、エンジン冷却水
（温水）を熱源とするヒータコア１６、このヒータコア
１６をバイアスさせる第１バイパス通路１７、ヒータコ
ア１６を通過する空気と第１バイパス通路１７を通過す
る空気との割合を調節して温度調節を行う第１エアミッ
クスダンパ１８からなる。フェイス吹出口１３は乗員の
頭胸部へ主に冷風を吹き出すもので、デフロスタ吹出口
１４は、フロントガラスへ向けて主に温風を吹き出すも
のである。このフェイス吹出口１３およびデフロスタ吹
出口１４は、後述するフット吹出口１９とともに、車室
内の前部より空気を吹き出す本発明の前部吹出口であ
る。そして、第１空気通路４内には、フェイス吹出口１
３およびデフロスタ吹出口１４への空気流量を調節する
フェイスダンパ２０、デフロスタダンパ２１が設けられ
ている。

【００１０】第２空気通路５は、上流端部に内気を導入
する内気導入口２２のみを備える。また、第２空気通路
５の内部には、下流に向かって第２送風機２３、第２加
熱手段２４が順次設けられ、下流端部にフット吹出口１
９が設けられている。第２送風機２３は、第２空気通路
５を介して車室内に空気流を生じさせる。第２加熱手段
２４は、第１加熱手段１２と共通のヒータコア１６、こ
のヒータコア１６をバイパスさせる第２バイパス通路２
５、ヒータコア１６を通過する空気と第２バイパス通路
２５を通過する空気との割合を調節して温度調節を行う
第２エアミックスダンパ２６からなる。フット吹出口１
９は乗員の足元へ主に温風を吹き出すものである。ま
た、第２空気通路５内には、フット吹出口１９への空気
流量を調節するフットダンパ２７が設けられている。

【００１１】リヤユニット３は、本体３０と、車室内後
部の空気の吸込みを行うためのリヤダクト３１と、車室
内の天井に延びて車室内の上部の空気の吸込みおよび吹
出しを行うための天井ダクト３２と、車室外へ空気の排
出を行うための排出ダクト３３とから構成される。リヤ
ダクト３１は、リヤトレイに設けられた後部吸込口３４
から車室内後部の空気を吸込んで本体３０へ導くダクト
である。天井ダクト３２は、図２に示すように、リヤト
レイの両側より天井の両側を通ってフロントガラスの上
部へ延びるダクトで、フロントガラスの上部と天井の両
側部に、空気の吸込みおよび吹出しを行う上部吸込兼吹
出口３５を備える。

【００１２】本体３０を図３に示す。本体３０は、リヤ
ダクト３１と連通する第１リヤ通路３６と、天井ダクト
３２と連通する第２リヤ通路３７と、第１リヤ通路３６
または第２リヤ通路３７の一方あるいは両方を選択して
第３送風機３８に導く第１切替ダンパ３９と、排出ダク
ト３３と連通する第３リヤ通路４０と、第３送風機３８
の発生する空気流を第２リヤ通路３７または第３リヤ通
路４０へ切り替えて導く第２切替ダンパ４１とから構成
される。また、第１リヤ通路３６と第２リヤ通路３７に
は、共通の第３熱交換器４２が配置されている。この第
３熱交換器４２は、フロントユニット２に搭載される冷
媒蒸発器（冷却手段１１）と同一の冷凍サイクル１５の
構成部品である。なお、図３のａ1 位置に第１切替ダン
パ３９が設定されることにより、第３送風機３８は第１
リヤ通路３６（リヤダクト３１）のみから空気吸引し、
ｂ1 位置に第１切替ダンパ３９が設定されることによ
り、第３送風機３８は第１リヤ通路３６（リヤダクト３
１）と第２リヤ通路３７（天井ダクト３２）の両方から
空気を吸引する。また、図３のａ2 位置に第２切替ダン
パ４１が設定されることにより、第３送風機３８から吹
き出される空気を第２リヤ通路３７（天井ダクト３２）
へ導き、ｂ2 位置に第２切替ダンパ４１が設定されるこ
とにより、第３送風機３８から吹き出される空気を第３
リヤ通路４０（排出ダクト３３）へ導く。つまり、第１
切替ダンパ３９をａ1 位置、第２切替ダンパ４１をａ2
位置に設定することにより、実線矢印Ａに示す空気流路
が形成され、第１切替ダンパ３９をｂ1 位置、第２切替
ダンパ４１をｂ2 位置に設定することにより、破線矢印
Ｂに示す空気流路が形成される。

【００１３】本実施例の冷凍サイクル１５を、図４を用
いて説明する。冷凍サイクル１５は、冷媒圧縮機４５、
冷媒凝縮器４６、レシーバ４７、減圧装置４８、上述の
冷媒蒸発器（冷却手段１１）からなる周知の冷凍サイク
ル１５の他に、冷媒流路の切替によって冷媒凝縮器ある
いは冷媒蒸発器として作動する第３熱交換器４２、およ
び補助減圧装置４９を備えるものである。この冷媒流路
の切替を行う切替弁５０を、図５および図６を用いて説
明する。切替弁５０は、ハウジング５１内に収納された
ロータリーバルブ５２をモータ５３で回転させること
で、ハウジング５１に設けられた各出入口５０ａ〜５０
ｆが、次の冷房系と暖房系に切り替えられる。切替弁５
０が冷房系に切り替えられると、冷媒の流れは、５０ａ
→５０ｂと５０ｃ→５０ｅ→第３熱交換器４２→５０ｆ
→５０ｄへ流れ、第３熱交換器４２は冷媒蒸発器として
作動する。また、暖房系に切り替えられると、冷媒の流
れは、５０ａ→５０ｅ→第３熱交換器４２→５０ｆ→５
０ｂと５０ｃ→５０ｄへ流れ、第３熱交換器４２は冷媒
凝縮器（過冷却器）として作動する。

【００１４】第１送風機１０、第２送風機２３、第３送
風機３８、内外気切替ダンパ９、第１エアミックスダン
パ１８、第２エアミックスダンパ２６、フェイスダンパ
２０、デフロスタダンパ２１、フットダンパ２７、第１
切替ダンパ３９、第２切替ダンパ４１を駆動する各アク
チュエータ、冷媒圧縮機４５の電磁クラッチ５４、切替
弁５０のモータ５３は、図７に示すように、制御装置５
５によって通電制御される。この制御装置５５は、各種
の入力信号とインプットされたプログラムによって各種
アクチュエータを制御して空気調和状態を操作するもの
で、入力信号として、外気温度を検出する外気温センサ
５６、日射量を検出する日射センサ５７、車室内温度を
検出する室温センサ５８、使用者が手動によって車室内
温度を設定するための温度設定器５９、オートエアコン
スイッチ６０等の信号を入力する。

【００１５】そして、制御装置５５は、オートエアコン
スイッチ６０がONされると、車室内の温度が温度設定器
で設定された温度を維持するように、吹出し温度、風
量、吹出口が自動的に選択制御される。制御装置５５
は、オートエアコンを行うために、入力される各信号に
より、目標吹出温度ＴＡＯを次式により算出する。

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ・Ｔset −Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋam・Ｔam−Ｋｓ・Ｔｓ＋Ｃなお、Ｋset は温度設定ゲイン、Ｔset は温度設定器５
９の設定温度信号、Ｋｒは内気温度ゲイン、Ｔｒは室温
センサ５８の温度信号、Ｋamは外気温度ゲイン、Ｔamは
外気温センサ５６の温度信号、Ｋｓは日射ゲイン、Ｔｓ
は日射センサ５７の日射信号、Ｃは補正定数である。そ
して、制御装置５５は、算出された目標吹出温度ＴＡＯ
に従い、図８で決定されるモードが得られるように各ア
クチュエータを制御する。本実施例では、この目標吹出
温度ＴＡＯに応じて空調モードが選択されるとともに、
前部吹出口（フェイス吹出口１３、デフロスタ吹出口１
４、フット吹出口１９）、後部吸込口３４および上部吸
込兼吹出口３５の吸込みあるい吹出し状態が切替えられ
る。つまり、本発明の吹出モード切替手段は、各種空気
流路の切替ダンパ、およびこれらダンパを制御する制御
装置５５よりなる。

【００１６】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を簡単に説明する。「急速冷房運転」炎天下放置後など車室内の温度が設定
温度よりも大変高い場合は、制御装置５５で算出される
目標吹出温度ＴＡＯが低くなり、図８に示す急速冷房時
の範囲となる。つまり、第１送風機１０は大風量ないし
中風量、第２送風機２３はOFF 、フェイスダンパ２０は
開、デフロスタダンパ２１とフットダンパ２７は閉、第
１エアミックスダンパ１８と第２エアミックスダンパ２
６は全閉（ヒータコア１６を閉じる）、内外気切替ダン
パ９は内気導入、第１切替ダンパ３９はａ1 位置で第２
切替ダンパ４１はａ2 位置（空気流路は図３の実線矢印
Ａ参照）、第３送風機３８は大風量、切替弁５０は冷房
系を選択する。すると、図９に示すように、フロントユ
ニット２からは、冷媒蒸発器（冷却手段１１）を通過し
た大風量の冷風がフェイス吹出口１３から吹き出されて
車室内を急速冷房する他、リヤユニット３の第３熱交換
器４２も冷媒蒸発器として作動し、天井の上部吸込兼吹
出口３５からも大量の冷風を吹出して、車室内の急速冷
房を行う。なお、フロントユニット２とリヤユニット３
は、ともに内気を吸引して冷却し、再び車室内へ吹き出
す内気循環であるため、車室内を冷房する能力が高い。
また、このモードでは図９に示すように、前席を循環す
る空気流と、後席を循環する空気流とができ、車室内を
均一的、かつ効果的に冷却することができる。

【００１７】「通常冷房運転」冷房運転が継続される場
合など、車室内の温度が設定温度よりも僅かに高い場合
は、制御装置５５で算出される目標吹出温度ＴＡＯが上
記の「急速冷房運転」よりも高くなり、図８に示す冷房
時の範囲となる。つまり、第１送風機１０は中風量ない
し小風量、第２送風機２３はOFF 、フェイスダンパ２０
は開、デフロスタダンパ２１とフットダンパ２７は閉、
第１エアミックスダンパ１８と第２エアミックスダンパ
２６は全閉、内外気切替ダンパ９は外気導入、第１切替
ダンパ３９はａ1 位置で第２切替ダンパ４１はａ2 位置
（空気流路は図３の実線矢印Ａ参照）、第３送風機３８
は小風量、切替弁５０は冷房系を選択する。すると、図
１０に示すように、フロントユニット２からは、冷媒蒸
発器（冷却手段１１）を通過した中風量ないし小風量の
冷風がフェイス吹出口１３から吹き出されて車室内を冷
房する他、リヤユニット３の第３熱交換器４２も冷媒蒸
発器として作動し、天井の上部吸込兼吹出口３５からも
少量の冷風を吹出して、車室内の冷房を行う。なお、フ
ロントユニット２は外気を導入して冷却して車室内へ吹
き出し、車室内に新鮮な空気を導入して必要換気量が確
保される。また、天井の上部吸込兼吹出口３５から吹き
出す冷風は、冷房効果が高いため、冷房にかかる動力を
抑えることができるとともに、使用者への使用フィーリ
ングにも優れる。

【００１８】「除湿、または暖房運転」車室内の温度が
設定温度よりも低い場合など、制御装置５５で算出され
る目標吹出温度ＴＡＯが高くなり、図８に示す除湿、暖
房時の範囲となると、第１送風機１０および第２送風機
２３は小風量ないし大風量、フェイスダンパ２０、デフ
ロスタダンパ２１、フットダンパ２７は開、第１エアミ
ックスダンパ１８と第２エアミックスダンパ２６は目標
吹出し温度ＴＡＯの上昇に応じて開度が大、内外気切替
ダンパ９は外気導入、第１切替ダンパ３９はｂ1 位置で
第２切替ダンパ４１はｂ2 位置（空気流路は図３の破線
矢印Ｂ参照）、第３送風機３８は小風量ないし大風量、
切替弁５０は暖房系を選択する。すると、図１１に示す
ように、フロントユニット２の第１空気通路４内に導入
された外気は、冷却手段１１によって冷却除湿された後
に、ヒータコア１６によって加熱されてフェイス吹出口
１３およびデフロスタ吹出口１４より吹出される。ま
た、第２空気通路５内に導入された内気は、ヒータコア
１６によって加熱されてフット吹出口１９より吹き出さ
れる。一方、リヤユニット３内の第３送風機３８は、後
部吸込口３４と上部吸込兼吹出口３５から、車室内の空
気を吸い込んで、排出ダクト３３より車外へ排出する。

【００１９】このモードは、多少の冷房、または除湿の
時は、冷凍サイクル１５を作動させるが、車外から導入
された外気が第１空気通路４内でで除湿、冷房され、一
部はデフロスタ吹出口１４から吹き出され、その空気が
天井の上部吸込兼吹出口３５から吸い込まれる。このた
め、確実に湿度の低い空気がフロントガラスに当たり、
フロントガラスに曇りは発生しない。また、フェイス吹
出口１３から吹き出される残りの空気は、車室内の上部
を通り、天井やリヤから吸入されるため、車室内上部は
新鮮な外気となり、乗員にとっては快適となる。一方、
リヤユニット３に吸入された比較的に冷たい空気によっ
て、リヤの第３熱交換器４２が冷却され、外気へ放出さ
れる。つまり、冷媒凝縮器４６を通過した冷媒が第３熱
交換器４２で過冷却され、結果的に省動力となる。ま
た、フロントユニット２の第２空気通路５は、内気循環
によって乗員の足元を暖房を行うため、暖房能力が増加
する。以上示したように、このモードでは、空気流の制
御によって確実にフロントガラスの曇りを防いで、頭寒
足熱を行うとともに、動力の消費を抑えることができ
る。

【００２０】〔実施例の効果〕本実施例では、上記の作
用で示したように、急速冷房モード、および冷房モード
では空気流を制御して車室内全体を均一に冷房し、除
湿、暖房モードでは空気流を制御して、窓ガラスの曇り
を防ぎ、頭寒足熱を確実に行わせることができる。つま
り、このように、空調モードに応じて、積極的に車室内
の空気流の制御を行うことによって、快適な車室内環境
を乗員に提供できる。

【００２１】〔変形例〕上記の実施例では、上部吸込兼
吹出口を天井の隅部分に設けた例を示したが、天井全体
に設けるなど限定されるものではない。フロントユニッ
トは、２つの空気通路を有する例を示したが、１つの空
気通路で空気調和を行うユニットを用いても良い。ま
た、フロントユニットとリヤユニットとを別々に配置し
た例を示したが、一体化しても良い。ロータリーバルブ
をモータで回転する切替弁を例に示したが、電磁弁を組
み合わせるなど、他の構成の切替手段を用いても良い。
暖房時に上部吸込兼吹出口から車室内の空気を吸い込ん
だ例を示したが、急速暖房時など、後部吸込口より吸引
した空気を吹き出させたり、温風を吹き出させるように
設けても良い。本実施例では、各吹出モードを自動的に
設定される例を示したが、各吹出モードを使用者が選択
できるように設けても良い（この場合は、各種空気流路
切替ダンパと選択手段とで吹出モード切替手段が構成さ
れる）。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用空気調和装置の概略構成図である。

【図２】天井ダクトを示す斜視図である。

【図３】リヤユニットの本体の断面図である。

【図４】冷凍サイクルの冷媒回路図である。

【図５】切替弁の分解図である。

【図６】切替弁の断面図である。

【図７】制御装置のブロック図である。

【図８】目標吹出温度と空調装置各部の作動の関係を示
す関係図である。

【図９】急速冷房モードの作動説明図である。

【図１０】冷房モードの作動説明図である。

【図１１】除湿、暖房モードの作動説明図である。

【符号の説明】

１３フェイス吹出口（前部吹出口）１４デフロスタ吹出口（前部吹出口）１９フット吹出口（前部吹出口）３４後部吸込口３５上部吸込兼吹出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内の前部より空気を吹き出す前部吹
出口、車室内の後部より空気を吸い込む後部吸込口、お
よび車室内の上部より空気の吸込みおよび吹出しを行う
上部吸込兼吹出口を備えるとともに、空調モードに応じて、前記前部吹出口からの空気の吹き
出し状態、前記後部吸込口での空気の吸込み状態、前記
上部吸込兼吹出口での空気を吸込みあるい吹出し状態を
切替る吹出モード切替手段を備えた車両用空気調和装
置。