JPH0636911U

JPH0636911U - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JPH0636911U
Application number: JP7316492U
Authority: JP
Inventors: 勝赤羽
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1994-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ＰＴＣヒータを備えた「自動車用空気調和装
置」において、低水温起動時の暖房感を向上させる。【構成】低水温起動風量制御と連動して、ＰＴＣヒータ
４２をオンするとともに、ＦＯＯＴ配風比を徐々に増加
させて起動初期のフット吹出し風量を小さくするように
フットドアアクチュエータ３４を制御すべく、オートア
ンプ４４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、いわゆるＰＴＣヒータを備えた自動車用空気調和装置に関し、特に低水温起動時の暖房感の向上を図ったものである。

【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。

【０００３】このようなＰＴＣヒータは、主に温風を乗員の足元に向かって吹き出すフット吹出口に接続されたフットダクト内に設けられることが多い（例えば実開昭５６ −７１４１１号公報参照）。例えば２５０〜４００ワット（Ｗ）のＰＴＣヒータを使用した場合には、風量の大きさにもよるが、約５〜７℃の吹出し風温度の上昇が期待される。また、上述のように、ＰＴＣヒータは、通常、エンジン冷却水の温度が低くてヒータコアによる加熱があまり期待できない時などに補助的に使用される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、一般に、起動時にＰＴＣヒータをオンして吹出し風を加熱しようとする場合、風量が大きいと、単位時間あたりにＰＴＣヒータの発熱（一定量）により加熱される空気の量が多くなるので、空気の加熱効率が減少し、所望の温度上昇が得られるのに時間がかかる。つまり、起動時に同じＰＴＣヒータをオンしても、風量が大きいほど吹出し風の温度上昇率が低下するので、乗員の欲する暖房感がなかなか得られないおそれがある。したがって、起動時にＰＴＣヒータによる暖房効率を高めるためには、起動初期の風量をできるだけ小さくすることが望ましい。

【０００５】そこで、起動時にファンモータの印加電圧をロー（ＬＯＷ）に設定してファン風量を制御することが考えられるが、通常のＬＯＷのファンモータ印加電圧およびファン風量は、例えば、それぞれ、５ボルト（Ｖ）および毎分約１．５〜２立方メートル（ｍ^３／分）程度であり、最低でもこの程度の風量は出てしまう。したがって、この方法による起動時の暖房効率の向上には一定の限界がある。

【０００６】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、ＰＴＣヒータを備えた自動車用空気調和装置において、起動時に通常のＬＯＷ以下の風量を出してＰＴＣヒータによる暖房効率の向上を図りうるものを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案は、ヒータユニットに設けられた複数の吹出口のうち少なくとも一つの温風吹出口からの吹出し風を電気的に加熱する電気加熱手段と、エンジン冷却水の温度を検出する水温検出手段と、前記温風吹出口への配風比を可変する配風比可変手段と、起動時に、前記水温検出手段により検出されたエンジン冷却水の温度が所定値以下のときに、前記電気加熱手段をオンするとともに、起動初期の前記温風吹出口への配風比を小さくするよう前記配風比可変手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】

このように構成した本考案にあっては、制御手段は、起動時に、水温検出手段により検出されたエンジン冷却水の温度が所定値以下のときに、電気加熱手段をオンするとともに、起動初期の温風吹出口への配風比を小さくするよう配風比可変手段を制御する。したがって、起動初期には目標配風比に比べて温風吹出口への配風比が小さくなるので、同じファン風量であっても温風吹出口からの吹出し風量は減少し、例えばファン風量がＬＯＷの時の吹出し風量よりも少ない風量を出すことができる。そのため、ＰＴＣヒータによる起動初期の加熱効率が向上し、乗員はより早く暖房感を得られるようになる。

【０００９】

【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は同実施例によるエアコン起動時の動作フローチャート、図３はフット吹出し温度の特性図である。

【００１０】図１に示す自動車用空気調和装置本体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。

【００１１】インテークユニット１１には内外気の選択を行うインテークドア１４が回動自在に設けられており、インテークドア１４の設定位置に応じて内気または外気がファン１５の回転によってユニット内に導入されるようになっている。インテークドア１４はインテークドアアクチュエータ１６によって駆動され、ファン１５はファンモータ１７によって駆動される。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１８によって制御される。車室内に吹き出す風量の制御はそのファンモータ印加電圧を変化させることによってなされる。

【００１２】また、クーリングユニット１２にはエバポレータ１９が設けられており、インテークユニット１１で導入した空気をエバポレータ１９により冷却するようになっている。

【００１３】ヒータユニット１３には、エンジン冷却水が流入するヒータコア２０が迂回路２１を形成するように設けられており、ヒータコア２０の上流側には、ヒータコア２０を通過する空気量と迂回路２１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２２が回動自在に取り付けられている。ヒータコア２０の下流側には、ヒータコア２０を通過した温風とヒータコア２０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２３が形成されている。エアミックスドア２２の開度を適宜変更することによって、混合室２３で混合される温風と冷風の割合が変わることになる。このエアミックスドア２２はエアミックスドアアクチュエータ２４によって駆動される。

【００１４】ヒータコア２０の下流側には、さらに、混合室２３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２５と、フロントガラス内面に沿って吹き出すデフ吹出口２６と、乗員の足元へ向けて吹き出すフット吹出口２７がそれぞれユニットケース２８に開設されている。ベント吹出口２５からは主に涼風が、デフ吹出口２６からは主に温風が、そしてフット吹出口２７からは主に温風がそれぞれ吹き出される。また、各吹出口２５〜２７には、これらを開閉して配風量を制御するベントドア２９、デフドア３０、フットドア３１がそれぞれ取り付けられており、本実施例では、これらの制御ドア２９〜３１はベントドアアクチュエータ３２、デフドアアクチュエータ３３、フットドアアクチュエータ３４によってそれぞれ駆動されるようになっている。吹出口モード（例えばＶＥＮＴ、Ｂ／Ｌ、ＦＯＯＴ、Ｄ／Ｆ、ＤＥＦ等）の設定、つまり、各吹出口２５〜２７への配風比は各制御ドア２９〜３１の開閉ならびに開度を制御することによって制御される。また、各吹出口２５〜２７には、風を車室内の所定の場所に導くためのベントダクト３５、デフダクト３６、フットダクト３７がそれぞれ接続されている。

【００１５】また、本実施例では、ヒータコア２０の上流側に、暖房時の頭部のもやもや感を解消しうるよう、エバポレータ１９通過後の冷風を直接ベントダクト３５内に導くフレッシュベント開口部３８が設けられている。このフレッシュベント開口部３８にはフレッシュベントドア３９が回動自在に取り付けられ、またフレッシュベントダクト４０が接続されている。フレッシュベントドア３９はフレッシュベントドアアクチュエータ４１によって駆動される。

【００１６】さらに、本実施例では、フットダクト３７内の上流部に、ＰＴＣヒータ４２が補助ヒータとして内設されている。ＰＴＣヒータ４２に対する給電はヒータコントロール回路４３によって制御される。このＰＴＣヒータ４２をオンすることによって、これを通過するフットダクト３７内の空気はさらに加熱され、フット吹出し風の温度が上昇することになる。

【００１７】前記したファンコントロール回路１８、インテークドアアクチュエータ１６、エアミックスドアアクチュエータ２４、ベントドアアクチュエータ３２、デフドアアクチュエータ３３、フットドアアクチュエータ３４、フレッシュベントドアアクチュエータ４１およびヒータコントロール回路４３は、それぞれオートアンプ４４に接続されている。また、このオートアンプ４４には、車室内の温度を検出する内気センサ４５と、車外の気温を検出する外気センサ４６と、日射量を検出する日射センサ４７と、エンジン冷却水温を検出する水温センサ４８と、その他の各種センサ（例えばエバポレータ通過後の空気温度を検出する吸込温度センサ４９等）やスイッチ類（例えばエンジンを始動させるイグニッションスイッチ、車室内温度を設定するための温度スイッチ、エアコンを自動制御に設定するためのオートスイッチ等）とがそれぞれ接続されている。オートアンプ４４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１８や各種アクチュエータ１６，２４，３２〜３４，４１、ヒータコントロール回路４３などを総合的に制御する。また、このオートアンプ４４はタイマ４５を有している。

【００１８】オートアンプ４４は、吹出風温度制御をはじめとして各種の自動制御を行なうが、本実施例では、起動時の風量制御について、ファン１５の起動時にファンモータ１７の印加電圧を目標印加電圧に到達するまで徐々に上昇させて、フィーリングの向上を図るいわゆる起動風量制御や、吹出モードがＢ／Ｌ、ＦＯＯＴ時でかつエンジン冷却水の温度が低いとき（例えば約５０℃以下のとき）に、所定時間（例えば室温や外気温等に応じて約２０〜１５０秒間）ファン１５を停止させた後、緩やかに風量を増加させて、足元に冷風が吹き出さないようにするいわゆる低水温起動風制御を行うようになっている。さらに、本実施例では、後述するように、低水温起動風制御と連動して、ＰＴＣヒータ４２のオンオフ制御ならびにＦＯＯＴの配風比制御を行うようになっている。

【００１９】なお、温風吹出口はフット吹出口２７、電気加熱手段はＰＴＣヒータ４２、水温検出手段は水温センサ４８、配風比可変手段はフットドア３１とフットドアアクチュエータ３４、制御手段はオートアンプ４４によってそれぞれ構成されている。

【００２０】次に、このオートアンプ４４による起動時の制御内容について、図２に示すフローチャートに従って説明する。

【００２１】エアコンを起動するとき、まずオートアンプ４４は、内気センサ４５、外気センサ４６、日射センサ４７、水温センサ４８等の各種センサからの信号を入力して（Ｓ１）、エンジン冷却水温Ｔw があらかじめ設定された所定値（例えば５０ ℃）以上か否か、および、室温や外気温、日射量等により決定されるパラメータＸの値があらかじめ設定された所定値Ａ以下か否かを判断する（Ｓ２、Ｓ３）。この判断の結果としてエンジン冷却水温が５０℃以上あるいはパラメータＸの値が所定値Ａ以下であれば、そもそも補助ヒータとしてのＰＴＣヒータ４２を作動させる必要はないものと判断して、ＰＴＣヒータ４２をオンすることなく、上述の起動風量制御を含めた通常の起動制御を実行した後（Ｓ４）、通常のオートエアコン制御に移行する。

【００２２】これに対し、ステップ２とステップ３の判断の結果としてエンジン冷却水温が５０℃以下でかつパラメータＸの値が所定値Ａ以上であれば、オートアンプ４４は、所定の計算式にそのパラメータＸの値を代入して、上述した低水温起動風量制御においてファン１５を停止させるべき時間ｔ_１を算出する（Ｓ５）。このファン停止時間ｔ_１は最大１５０秒である。それから、ファン１５が起動する例えば５秒前にＰＴＣヒータ４２をオンすべく、ＰＴＣヒータ４２を当初オフしておくヒータオフ時間ｔ_２を算出する（ｔ_２＝ｔ_１−５）（Ｓ６）。このように、ファン１５を起動する前にＰＴＣヒータ４２をオンしておくのは、ファン１５の起動前にＰＴＣヒータ４２を安定状態に達せしめ、もってファン１５を起動するとすぐに温風が吹き出されるようにするためである。

【００２３】それから、オートアンプ４４は、図２（ａ）に示すようなＰＴＣヒータ４２の制御を行う（Ｓ７）。すなわち、同図（ａ）に示すように、タイマ４５を起動し、ステップ６で算出したヒータオフ時間ｔ_２の経過後にヒータコントロール回路４３を通じてＰＴＣヒータ４２をオンする。そして、ファン風量が目標風量に到達した時Ｔe にＰＴＣヒータ４３をオフする。

【００２４】また、オートアンプ４４は、ステップ７の制御と並行して、図２（ｂ）に示すような低水温起動風量制御を行う（Ｓ８）。すなわち、同図（ｂ）に示すように、タイマ４５を起動し、ステップ５で算出したファン停止時間ｔ_１の間ファン１５を停止させた後、ファンコントロール回路１８を介してファンモータ１７の印加電圧をＬＯＷの５Ｖから目標印加電圧（ないし目標風量）に到達するまで徐々に増加させる。このときのファン電圧の増加率は、あらかじめ例えば約３．７Ｖ／分に設定されている。

【００２５】さらに、オートアンプ４４は、上述したステップ７およびステップ８の制御と並行して、図２（ｃ）に示すような配風比制御を行う（Ｓ９）。すなわち、同図（ｃ）に示すように、タイマ４５を起動し、ステップ５で算出したファン停止時間ｔ_１の間、フットドアアクチュエータ３４とデフドアアクチュエータ３３を介してそれぞれフットドア３１を全閉にデフドア３０を全開させてＦＯＯＴとＤＥＦ間の配風比においてＦＯＯＴの配風比を０％に設定する。その後、当該ファン停止時間ｔ_１の経過後に、フットドアアクチュエータ３４とデフドアアクチュエータ３３を介してそれぞれフットドア３１とデフドア３０を駆動して徐々にＦＯＯＴの配風比を増加させる。このときのＦＯＯＴ配風比の増加率は、あらかじめ例えば約０．７％／秒に設定されている。このようなＦＯＯＴ配風比の増加は、ファン電圧が目標印加電圧に到達した時Ｔe （あるいはＦＯＯＴ配風比が８０％に達した時）まで持続される。

【００２６】ステップ７〜ステップ９の制御が終了すると、オートアンプ４４は、通常のオートエアコン制御を実行する。

【００２７】このように、起動時に、低水温起動制御と連動して、ＰＴＣヒータをオンさせるとともに、ＦＯＯＴ配風比を変えて起動初期のフット吹出口２７からの吹出し風量を少なくするようにしたので、空気の加熱効率が著しく向上し、より短時間でフット吹出し風の温度を高くすることができる（図３中の曲線Ｄ参照。なお、同図中の曲線Ｂと曲線ＣはそれぞれＰＴＣヒータを持たない場合とＰＴＣヒータを持つが配風比制御を行わない場合の特性曲線である）。したがって、本実施例によれば、低水温起動時の暖房効率の向上が図られ、ファンを起動するとすぐに乗員は暖房感を享受できるようになる。

【００２８】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、ＰＴＣヒータによる起動初期の加熱効率が向上し、乗員はより早く暖房感を得られるようになる。

【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】同実施例によるエアコン起動時の動作フローチ
ャートである。

【図３】フット吹出し温度の特性図である。

【符号の説明】

１３…ヒータユニット２５…ベント吹出口２６…デフ吹出口２７…フット吹出口（温風吹出口）３１…フットドア（配風比可変手段）３４…フットドアアクチュエータ（配風比可変手段）４２…ＰＴＣヒータ（電気加熱手段）４４…オートアンプ（制御手段）４８…水温センサ（水温検出手段）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ヒータユニット(13)に設けられた複数の吹
出口(25,26,27)のうち少なくとも一つの温風吹出口(27)
からの吹出し風を電気的に加熱する電気加熱手段(42)
と、エンジン冷却水の温度を検出する水温検出手段(48)と、前記温風吹出口(27)への配風比を可変する配風比可変手
段(31,34) と、起動時に、前記水温検出手段(48)により検出されたエン
ジン冷却水の温度が所定値以下のときに、前記電気加熱
手段(42)をオンするとともに、起動初期の前記温風吹出
口(27)への配風比を小さくするよう前記配風比可変手段
(34)を制御する制御手段(44)と、を有することを特徴とする自動車用空気調和装置。