JPH0620113U - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】「自動車用空気調和装置」において、ＰＴＣヒ
ータを最も効率的に作動させて、窓曇りを防止しつつ最
小の消費電力で最大の暖房能力を得る。 【構成】車室内温度Ｔのレベルに応じて通電すべきＰＴ
Ｃヒータ３６の個数を制御するとともに、車室内の湿度
Ｍや車速Ｓのレベル（窓曇りの可能性）に応じて窓曇り
が起こらない範囲でできるだけ吸込口を内気循環側に制
御するようにオートアンプ３８を構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、補助ヒータとしていわゆるＰＴＣヒータを温風吹出ダクト内に組み 込んだ自動車用空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

今日の自動車用空気調和装置の大部分は、熱源としてエンジン冷却水（温水） を利用する温水ヒータシステムを採用しているが、最近のエンジンの傾向として 、燃焼効率の改善が進み、水温の上昇が緩やかになり、そのヒータ効果にあまり 期待できない場合がある。そこで、暖房能力を上げるため、温水ヒータシステム に補助ヒータを付加することが一般的に考えられている。そして、その補助ヒー タとしては、ふつうの抵抗ヒータと比べてすぐれた性能、安全性、信頼性を有す るいわゆるＰＴＣヒータを使用することが多い。ここで、ＰＴＣとは、Positive Temperature Coefficient（正温度係数）の略で、例えばチタン酸バリウムセラ ミックのことである。このようなＰＴＣヒータは、通常デフダクトやフットダク トといった温風吹出ダクト内に配設されている（例えば実開昭５６−７０４５７ 号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このようなＰＴＣヒータを補助ヒータとして用いた従来の自動車用空気調和装 置にあっては、ＰＴＣヒータを作動させている時の空気取入口は外気導入に固定 制御されているのが一般的である。これは、暖房時には車室内の湿度が高いと窓 曇りが発生しやすいところ、内気循環にした場合には車室内の湿度が高くなりが ちで窓曇りが生じやすくなるので、窓曇りの防止による前方視界の確保という車 両運行上の安全性のほうを優先しているためである。しかし、暖房能力を向上さ せるというＰＴＣヒータ使用の本来の目的からすれば、いったん加熱された空気 をさらに加熱することになる内気循環のほうが、負荷が小さくなる分すぐに暖め られることになり、暖房能力の向上という点からはより効果的である。したがっ て、ＰＴＣヒータの作動時に常に空気取入口を外気導入に固定する従来の制御方 法は、窓曇りのおそれがないときにも外気導入に固定されることになり、暖房に とってあまり効率の良い制御方法とはいえない。また、一般にＰＴＣヒータは比 較的大きな電力を消費するので、電力消費の点でも効率化を図る必要がある。

【０００４】 本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、窓曇り を防止しつつ最小の消費電力で最大の暖房能力を得ることができるＰＴＣヒータ を備えた自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するための本考案は、車室内に取り込む内外気の割合を調節 するインテークドアと、補助ヒータとして温風吹出ダクト内に配設され通電され ることによって加熱される複数個のＰＴＣヒータと、車室内の温度を検出する車 室内温度検出手段と、車室内の湿度を検出する湿度検出手段と、エンジンが作動 しているときに前記車室内温度検出手段により検出された車室内温度に基づいて 前記複数個のＰＴＣヒータへの通電を制御するとともに前記湿度検出手段により 検出された車室内の湿度に基づいて前記インテークドアの回動位置を制御する制 御手段とを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】

このように構成した本考案にあっては、制御手段は、エンジンが作動している ときに、車室内温度検出手段により検出された車室内温度に基づいて複数個のＰ ＴＣヒータへの通電を制御する。そのため、必要な個数以上にＰＴＣヒータがオ ンされることがなくなり、効率的な電力消費がなされるようになる。また、制御 手段は、湿度検出手段により検出された車室内の湿度に基づいてインテークドア の回動位置を制御する。そのため、窓曇りの可能性がないときにはできるだけ内 気循環側に設定されるようになり、暖房の効率化、すなわち暖房能力の向上が図 られる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例による自動車用空気調和装置の概略構成図、図２は同 実施例の動作フローチャートである。

【０００８】 この自動車用空気調和装置は、各種の入力信号に基づいて車室内温度等を自動 的に制御するいわゆるオートエアコンであって、その本体１０は、インテークユ ニット１１とクーリングユニット１２とヒータユニット１３とから構成されてい る。

【０００９】 インテークユニット１１には、車室内の空気を取り入れる内気取入口１４と車 室外の空気を取り入れる外気取入口１５が開設されており、これら取入口１４、 １５を開閉するためにインテークドア１６が回動自在に設けられている。このイ ンテークドア１６によって車室内に取り入れる内外気の割合が調節されるが、本 実施例では、インテークドア１６はＡ〜Ｃの３つの位置に設定されうるようにな っている。Ａ位置は内気だけが取り入れられる内気循環位置であり、Ｂ位置は外 気だけが取り入れられる外気導入位置であり、Ｃ位置は例えば２０％の外気と８ ０％の内気が導入される半外気位置である。インテークドア１６の下流側には、 ファンモータ１７によって回転駆動されるファン１８が設けられており、このフ ァン１８の回転により、インテークドア１６によって選択された内外気がユニッ ト内に吸入される。インテークドア１６はインテークドアアクチュエータ１９に よって駆動され、ファン１８を駆動するファンモータ１７への印加電圧はファン コントロール回路２０によって制御される。

【００１０】 クーリングユニット１２にはエバポレータ２１が設けられており、インテーク ユニット１１で取り入れた空気は、エバポレータ２１を通過する際に冷媒との熱 交換によって冷却されるようになっている。

【００１１】 ヒータユニット１３には、エンジン冷却水（温水）が流入するヒータコア２２ が迂回路２３を形成するように設けられており、ヒータコア２２の上流側には、 ヒータコア２２を通過する空気量と迂回路２３を通過する空気量との比率を調節 するエアミックスドア２４が回動自在に取り付けられている。ヒータコア２２の 下流側には、ヒータコア２２を通過しその際にエンジン冷却水との熱交換により 加熱された温風とヒータコア２２を迂回した冷風とを混合して所望の温度に調和 する混合室２５が形成されている。エアミックスドア２４の開度を適宜変更する ことによって、混合室２５で混合される温風と冷風の割合が変わることになる。 ヒータコア２２の下流側には、さらに、混合室２５内の調和空気を乗員の上半身 へ向けて吹き出すベント吹出口２６と、フロントガラス内面に沿って吹き出すデ フ吹出口２７と、乗員の足元へ向けて吹き出すフット吹出口２８とがそれぞれユ ニットケース２９に開設されている。各吹出口２６〜２８には、これらを開閉し て配風量を制御するベントドア３０、デフドア３１、フットドア３２がそれぞれ 取り付けられている。エアミックスドア２４はエアミックスドアアクチュエータ ３３により、また、各モードドア３０〜３２はモードドアアクチュエータ３４に よってそれぞれ駆動される。

【００１２】 本実施例では、比較的暖かい空気が吹き出されるフット吹出口２８に接続され た温風吹出ダクトとしてのフットダクト３５内の分岐前の上流部に、第１と第２ の二つのＰＴＣヒータ３６ａ、３６ｂがヒータコア２２の補助ヒータとして内設 されている。これら二つのＰＴＣヒータ３６ａ、３６ｂはヒータコントロール回 路３７によってそれぞれ別個独立に通電制御されるようになっている。フット吹 出口２８からフットダクト３５を通って車室内に吹き出される空気は、ＰＴＣヒ ータ３６が通電され加熱されることによって、さらに加熱される。

【００１３】 前記したファンコントロール回路２０、インテークドアアクチュエータ１９、 エアミックスドアアクチュエータ３３、モードドアアクチュエータ３４およびヒ ータコントロール回路３７は、それぞれ制御手段としてのオートアンプ３８に接 続されている。このオートアンプ３８には、さらに、エンジンを始動させるイグ ニッションスイッチ３９と、ＰＴＣヒータ３６を作動させるＰＴＣヒータスイッ チ４０と、乗員が好みの車室内温度を設定する温度設定器４１と、オートマチッ ク車においてセレクトレバーの選択ポジションを検出するセレクトレバーポジシ ョンセンサ４２と、車室内の温度を検出する車室内温度検出手段としての内気セ ンサ４３と、車室内の湿度（窓曇りの可能性）を検出する湿度検出手段としての 湿度センサ４４と、車両の走行スピードを検出する車速センサ４５と、その他の センサ類４６（例えば、車外の気温を検出する外気センサ、日射量を検出する日 射センサ、エンジン冷却水温を検出する水温センサ等）と、車両に搭載されたバ ッテリー４７とがそれぞれ接続されている。オートアンプ３８は、マイコンを内 蔵しており、各スイッチや各種センサからの入力信号を演算処理して、ファンコ ントロール回路２０や各種アクチュエータ１９、３３、３４、ヒータコントロー ル回路３７などを総合的に制御する。

【００１４】 次に、このオートアンプ３８によるＰＴＣヒータ３６に対する通電制御および 吸込口制御について、図２に示すフローチャートに従って説明する。 オートアンプ３８は、各スイッチ３９、４０や各種センサ４２〜４５からの信 号を入力した（Ｓ１）後、まずイグニッションスイッチ３９がオンされているか どうかを判断する（Ｓ２）。この判断の結果としてイグニッションスイッチがオ ンされてなければ、エンジンが回転していないものと判断して、直ちにリターン する。これは、ＰＴＣヒータ３６をオンしたときのバッテリー上りを防止するた めである。

【００１５】 これに対し、イグニッションスイッチ３９がオンされていれば、さらにＰＴＣ ヒータスイッチ４０がオンされているかどうかを判断する（Ｓ３）。この判断の 結果としてＰＴＣヒータスイッチ４０がオンされてなければリターンし、オンさ れていれば、さらに、セレクトレバーがＰ（パーキング）位置にあるかどうかを 判断する（Ｓ４）。この判断の結果としてセレクトレバーがＰ位置にあるときに は、アイドル回転数を上昇させる信号を出力する（Ｓ５）。このように、駐車時 にアイドル回転数を上昇させることによって、エンジン冷却水の温度が上昇して ヒータコア２２の能力が上がるとともに、オルタネーターの発電量が増加してＰ ＴＣヒータ３６への電力供給量が増えることになる。これに対し、セレクトレバ ーがＰ位置にないときには、上記したアイドル回転数を上昇させるモードを解除 する（Ｓ６）。

【００１６】 次いで、オートアンプ３８は、車室内温度Ｔのレベルを判断する（Ｓ７）。こ の判断の結果として車室内温度Ｔが所定値Ｄ₁ より高ければ（Ｔ＞Ｄ₁ ）、そも そもＰＴＣヒータ３６をオンする必要はないものと判断して、ＰＴＣヒータ３６ をオフさせる信号をヒータコントロール回路３７に出力して（Ｓ８）リターンす る。また、車室内温度Ｔが中程度、すなわち所定値Ｄ₁ 以下でかつ所定値Ｄ₂ よ り高いとき（Ｄ₁ ≧Ｔ＞Ｄ₂ ）には、二つのＰＴＣヒータのうちの一方だけ、例 えば第１ＰＴＣヒータ３６ａだけをオンさせるべく、その旨の信号をヒータコン トロール回路３７に出力する（Ｓ９）。そして、車室内温度Ｔが所定値Ｄ₂ 以下 と低いときには（Ｔ≦Ｄ₂ ）、二つのＰＴＣヒータ３６ａ、３６ｂの双方をオン させる信号をヒータコントロール回路３７に出力する（Ｓ１０）。なお、二つの 基準値Ｄ₁ とＤ₂ （Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ）は、車室内温度との関係でＰＴＣヒータ３６を 補助ヒータとして使用する必要性の有無ないしその程度に応じて、あらかじめ適 当な値に設定されている。

【００１７】 ステップ９またはステップ１０を実行する場合、つまりＰＴＣヒータ３６をオ ンする場合には、さらにオートアンプ３８は、車室内の湿度Ｍのレベルを判断す る（Ｓ１１）。この判断の結果として車室内の湿度Ｍが所定値Ｅ₁ 以下であれば （Ｍ≦Ｅ₁ ）、窓曇りのおそれはないものと判断して、吸込口を内気循環に固定 させる信号をインテークドアアクチュエータ１９に出力して（Ｓ１２）リターン する。このとき、インテークドア１６は図１中のＡ位置に設定される。また、車 室内の湿度Ｍが所定値Ｅ₁ より大きくかつ所定値Ｅ₂ 以下であれば（Ｅ₁ ＜Ｍ≦ Ｅ₂ ）、多少窓曇りの可能性があるものと判断して、吸込口を外気を２０％取り 込む半外気位置に固定させる信号をインテークドアアクチュエータ１９に出力し て（Ｓ１３）リターンする。このとき、インテークドア１６は図１中のＣ位置に 設定される。そして車室内の湿度Ｍが所定値Ｅ₂ より大きければ（Ｍ＞Ｅ₂ ）、 窓曇りしそうな条件であるものと判断して、吸込口を外気導入に固定させる信号 をインテークドアアクチュエータ１９に出力する（Ｓ１４）。このとき、インテ ークドア１６は図１中のＢ位置に設定される。尚、二つの基準値Ｅ₁ およびＥ₂ （Ｅ₁ ＜Ｅ₂ ）は、窓曇りの可能性の有無ないしその程度に応じて、実験により あらかじめ適当な値に設定されている。

【００１８】 ステップ１４を実行する場合には、オートアンプ３８は、さらに、車速Ｓが所 定値Ｆより大きいかどうかを判断し（Ｓ１５）、その結果として車速Ｓが所定値 Ｆより大きければ（Ｓ＞Ｆ）、たとえステップ１１の判断の結果として車室内の 湿度が窓曇りしそうな条件であったとしても、走行中のラム圧により窓曇りしな いだけの十分な外気量が導入されうるものと判断して、吸込口を外気導入から半 外気位置に変更させる信号をインテークドアアクチュエータ１９に出力して（Ｓ １６）リターンする。これに対し、車速Ｓが所定値Ｆ以下のときには（Ｓ≦Ｆ） 、吸込口を外気導入に維持したまま、リターンする。なお、基準値Ｆは、あらか じめ実験により適当な値に設定されている。

【００１９】 このように、本実施例によれば、エンジンが回転している時にのみＰＴＣヒー タ３６をオンしうるようにしたので、ＰＴＣヒータ３６の使用によるバッテリー 上りを防止することができる。また、駐車中にＰＴＣヒータ３６をオンする時に はアイドル回転数を上げるようにしたので、駐車時においてもＰＴＣヒータ３６ への電力供給量を確保することができる。

【００２０】 また、本実施例によれば、車室内温度のレベルに応じてＰＴＣヒータの通電個 数を制御するようにしたので、不必要にＰＴＣヒータ３６をオンしたり、あるい は必要な個数以上にＰＴＣヒータ３６をオンすることがなくなり、無駄な電力消 費を回避してその効率化を図ることができる。

【００２１】 さらに、本実施例によれば、車室内の湿度すなわち窓曇りの可能性に応じて、 さらに付随的に車速をも考慮して吸込口を制御するようにし、窓曇りしない条件 の下では負荷の小さい内気をできるだけ取り入れるようにしたので、窓曇りの防 止つまり車両運行の安全性を確保しつつ、可及的に暖房能力の向上を図ることが できる。したがって、上記した効率的なＰＴＣヒータの通電制御と相俟って、車 両の安全運行を確保しつつ、ＰＴＣヒータ３６を最小の消費電力で作動させつつ 最大の暖房能力を得ることができる。

【００２２】 なお、本実施例にあっては、フットダクト３５内に２個のＰＴＣヒータ３６ａ 、３６ｂを設けているが、容量的に可能であれば３個以上のＰＴＣヒータを使用 して良いことはもちろん、複数個のＰＴＣヒータをフットダクト３５内の上流部 ではなく、分岐後のダクト内にそれぞれ設けるようにしても良い。また、フット ダクト３５だけでなく、温風を吹き出すデフダクト内にもＰＴＣヒータを配置す るようにしても良い。

【００２３】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、窓曇りを防止しつつ最小の消費電力で最大 の暖房能力を得ることができるようになり、最も効率的にＰＴＣヒータを作動さ せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による自動車用空気調和装置
の概略構成図である。

【図２】同実施例の動作フローチャートである。

【符号の説明】

１６…インテークドア ３５…フットダクト（温風吹出ダクト） ３６ａ、３６ｂ…ＰＴＣヒータ ３８…オートアンプ（制御手段） ４３…内気センサ（車室内温度検出手段） ４４…湿度センサ（湿度検出手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車室内に取り込む内外気の割合を調節する
   インテークドア(16)と、 補助ヒータとして温風吹出ダクト(35)内に配設され、通
   電されることによって加熱される複数個のＰＴＣヒータ
   (36a,36b) と、 車室内の温度を検出する車室内温度検出手段(43)と、 車室内の湿度を検出する湿度検出手段(44)と、 エンジンが作動しているときに、前記車室内温度検出手
   段(43)により検出された車室内温度に基づいて前記複数
   個のＰＴＣヒータ(36a,36b) への通電を制御するととも
   に、前記湿度検出手段(44)により検出された車室内の湿
   度に基づいて前記インテークドア(16)の回動位置を制御
   する制御手段(38)と、 を有することを特徴とする自動車用空気調和装置。