JPH092044A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ラム圧を利用し、かつ送風量を調節しながら室
内へ送風できる「自動車用空気調和装置」を提供する。 【構成】外気をインテークユニット１０内に導く外気導
入ダクト３０の先端開口部３２が自動車２００の前方に
向かってフロントグリル２０６の近傍に設けられてい
る。外気導入ダクト３０内のラム圧が送風機１３による
送風圧以上のときは、送風機１３を停止するとともに、
ダクトドア４０の開度を調節することにより外気導入ダ
クト３０内を流れる外気の風量を目標風量に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空気調和装置
に関し、特にラム圧を有効に利用する自動車用空気調和
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な自動車用空気調和装置では、車
室外の空気（外気）と車室内の空気（内気）とを必要に
応じて選択的に取入れるよう、外気取入口と内気取入口
とが設けられており、外気取入口は、通常、自動車のカ
ウル部と連通されている。

【０００３】外気を取入れて空調を行う外気モードで
は、自動車の走行速度や環境風力によって外気取入口に
空気が押し込まれるため、いわゆるラム圧が生じ、送風
機による送風エネルギーに加え、外気のラム圧エネルギ
ーも室内への送風エネルギーに寄与することとなる。そ
のため、このようなラム圧エネルギーを有効に活用し、
送風機の省エネルギーを図ることが提案されている。

【０００４】例えば、特開平２−５７，４１８号公報に
は、送風機がＬｏモードで作動している際に所定風量以
上の外気が取込まれた場合には、送風機を停止して、外
気のラム圧のみによって室内への送風を行うようにした
自動車用空気調和装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ラム圧エネ
ルギーは、自動車の走行速度や環境風力によって時々刻
々変動する不確定なエネルギーであるため、このラム圧
エネルギーのみによって送風を行うと室内への送風量
は、いわゆる成り行き任せになるという問題があった。
また、送風機がＬｏモード以外で作動しているときに
も、ラム圧エネルギーを有効に利用して省エネルギーを
図ることができる自動車用空気調和装置の開発が望まれ
ていた。

【０００６】本発明は、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、ラム圧を利用して室内への
送風を行うにあたり、その送風量をも調節できる自動車
用空気調和装置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
に、本発明の自動車用空気調和装置は、先端開口部が自
動車の前方に向かって開口し前記先端開口部から外気を
インテークユニット内に導く外気導入ダクトと、少なく
とも前記外気導入ダクトを介して外気を取り入れて車室
内へ送風する送風機と、前記外気導入ダクト内に設けら
れ当該外気導入ダクト内を流れる外気の風量を調節する
ダクトドアと、前記自動車の走行速度を検出する車速セ
ンサと、前記送風機への通電量を制御する制御手段とを
有し、前記制御手段は、前記車速センサにより検出され
た走行速度に基づいて定められる外気の導入風量が前記
送風機により送風される風量以上のとき、前記送風機へ
の通電を停止するとともに前記ダクトドアの開度を調節
することにより前記外気導入ダクト内を流れる外気の風
量を制御することを特徴とする。前記外気導入ダクトの
先端開口部が、前記自動車のフロントグリル近傍に設け
られていることがより好ましい。本発明の自動車用空気
調和装置は、電気自動車、ＭＲ車、ＲＲ車、ワンボック
スカーなど、フロントボンネット内にエンジン等の動力
装置が設けられていない自動車に搭載することがより好
ましい。

【０００８】

【作用】本発明の自動車用空気調和装置では、車速セン
サにより検出された走行速度に基づいて定められる外気
の導入風量が送風機により送風される風量以上のとき、
すなわち目標とする室内への風量以上の外気が導入され
るときには、送風機への通電を停止するとともにダクト
ドアの開度を調節することにより外気導入ダクト内を流
れる外気の風量を制御するので、送風機の停止による省
エネルギーを実現できるだけでなく、目標とする室内へ
の送風量に応じた風量の調和空気を送風することができ
る。このようなラム圧による送風量の制御を行うにあた
り、本発明の自動車用空気調和装置では、外気をインテ
ークユニット内に導く外気導入ダクトの先端開口部が自
動車の前方に向かって開口しているので、自動車の走行
速度に応じて大きなラム圧が生じ、目標とする室内への
送風量が大きくてもラム圧のみによる送風が可能とな
る。特に、外気導入ダクトの先端開口部を自動車のフロ
ントグリル近傍に設ければ、走行中の風圧を直接受ける
ことができるのでラム圧による送風量が最も大きくな
る。また、フロントグリル近傍に先端開口部を設けると
積雪により開口部が閉塞されることも防止できる。ま
た、フロントボンネット内にエンジン等の動力装置が設
けられていない自動車、例えば車輪に設けられたモータ
を動力装置とする電気自動車、エンジンが前後輪の間に
設けられたミッドシップ（ＭＲ）車、エンジンが自動車
後部に設けられたリヤエンジンリヤ駆動（ＲＲ）車、フ
ロントボンネット自体を有していないワンボックスカー
に本発明の自動車用空気調和装置を搭載すれば、外気導
入ダクトの先端開口部を自動車のフロントグリル近傍に
設けても、外気導入ダクトの取り回しが容易で、しかも
エンジンからの熱影響を受けない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の自動車用空気調和装置を示す
概念図、図２は、本発明の自動車用空気調和装置に係る
制御手段の制御フローを示すフローチャートである。

【００１０】図１に示すように、本実施例の自動車用空
気調和装置１００は、電気自動車２００に搭載されてお
り、室内のダッシュパネル２０２の近傍にインテークユ
ニット１０が取り付けられている。

【００１１】このインテークユニット１０には、ファン
と当該ファンを駆動するためのファンモータ１２とを有
する送風機１３が設けられており、取入空気を図示しな
いクーラユニットおよびヒータユニットへ送風したの
ち、ここで調和された空気を室内２０４へ供給するよう
になっている。

【００１２】また、インテークユニット１０には、内外
気切替ボックス１４が設けられ、室内の空気を取入れる
ための内気取入口１６と、室外の空気を取入れるための
外気取入口１８とが形成されている。そして、この内外
気切替ボックス１４に設けられた内外気切替ドア２０を
アクチュエータ２２で作動させることにより、インテー
クユニット１０へ外気を導入するか、あるいは内気を導
入するかの選択が行われる。

【００１３】外気取入口１８には、ダッシュパネル２０
２を貫通して外気導入ダクト３０が接続されており、こ
の外気導入ダクト３０の先端開口部３２は、フロントグ
リル２０６の近傍に設けられている。

【００１４】本実施例の自動車２００は、フロントボン
ネット２０８内にエンジンが設けられていない電気自動
車であるため、外気導入ダクト３０の取り廻しについて
はスペース的な制限が少ない。したがって、図１に示す
ようにフロントグリル２０６の近傍からそのままダッシ
ュパネル２０２まで延在させることもできるし、あるい
はフロントボンネット２０８の裏面に外気導入ダクト３
０を沿わせて取り付けることもできる。

【００１５】上記外気導入ダクト３０内には、ダクトド
ア４０がアクチュエータ４２によって回動可能に設けら
れており、外気導入ダクト３０内を流れる風量が調節さ
れる。ダクトドア４０は、外気導入ダクト３０からイン
テークユニット１０内へ流れ込む風量を調節するための
制御ドアであるため、図１に示すように外気導入ダクト
３０の途中に設けてもよく、インテークユニット１０の
内外気切替ボックス１４の外気取入口１８の近傍やある
いは先端開口部３２の近傍に設けることもできる。ダク
トドア４０の形状は、特に限定されるものではなく、図
１に示すバタフライ形ドアの他、片持ちドアやシャッタ
ー形ドアも用いることもできる。

【００１６】本実施例の自動車用空気調和装置１００で
は、搭載される自動車２００の走行速度を検出するため
の車速センサ５０を有しており、この車速センサ５０か
らは、例えば、車輪２１０の回転数を検出することによ
り走行速度に応じた電気信号が制御手段６０へ送出され
る。

【００１７】本実施例に係る制御手段６０は、上述した
車速センサ５０からの速度情報と、内外気切替ドア２０
のアクチュエータ２２から送出される外気モード／内気
モードの情報と、ファンモータ１２の回転数の情報とを
取込み、後述する手順で演算を行ってダクトドア４０の
開度を調節する。

【００１８】次に制御手段６０における情報処理手順を
説明する。図２に示すように、まず、ファンモータ１２
の目標電圧ＶF が制御手段６０に入力される（ステップ
１）。

【００１９】目標電圧ＶF は、自動車用空気調和装置１
００のコントロールパネルに設けられたファンスイッチ
の低速、中速、高速などのモードに応じた印加電圧であ
って、コントロールパネルから送出することもできる
し、ファンモータ１２への実際の印加電圧を入力するこ
ともできる。また、オートエアコンの場合は、車室内温
度、乗員による設定温度、日射量等から求められる目標
電圧は、通常制御手段６０で演算されるため、制御手段
６０の内部で情報を受け渡ししても良い。

【００２０】次いで、内外気切替ドア２０のアクチュエ
ータ２２の回動角度を制御手段６０に入力して、現在の
取入れ空気モードが外気モードか、内気モードかを判断
する（ステップ２）。

【００２１】このステップ２において外気モードと判断
された場合は、車速センサ５０で検出された自動車２０
０の走行速度を制御手段６０へ入力し（ステップ３）、
予め走行速度に対して定められている補正量αを求める
（ステップ４）。

【００２２】この補正量αは、走行速度に応じて生じる
外気導入ダクト３０内のラム圧を電圧換算した値であっ
て、図２のステップ４に示すように、走行速度が所定値
に達するまではラム圧が生じないのでα＝０とし、この
所定値以上では走行速度に比例して増加させる。

【００２３】ただし、外気導入ダクト３０の断面積が一
定（有限値）であることからラム圧も上限値を有するた
め、ある値以上ではα＝一定としている。

【００２４】ステップ４に示す所定演算式で補正量αを
求めたら、次にＶF ’＝ＶF −αを演算し（ステップ
５）、ＶF ’が０以下か否か、換言すればαが目標電圧
ＶF 以上か否かを判断する（ステップ６）。

【００２５】ステップ６においてＶF ’が０以下、すな
わちαが目標電圧ＶF 以上のときは、外気導入ダクト３
０内のラム圧が目標とする送風量以上に高いので、ファ
ンモータ１２を停止するとともに（ステップ７）、ＶF
’値に応じてダクトドア４０の開度を調節する（ステ
ップ８）。例えば、ＶF ’値が０以下、すなわちαが目
標電圧ＶF 値以上のときには、目標とする送風量以上の
ラム圧が外気導入ダクト３０内に生じているため、目標
送風量より大きくなった分のラム圧をダクトドア４０で
絞ることにより外気導入ダクト３０からインテークユニ
ット１０内へ導入される風量を目標風量に等しくする。
これによって、ファンモータ１２を停止させることによ
り達成される省エネルギーに加え、室内２０４へ供給さ
れる風量もファン制御と同じ適正な量となるので、室内
２０４を快適な環境とすることができる。

【００２６】なお、ステップ６においてＶF ’値が０よ
り大きい、すなわちαが目標電圧ＶF 値より小さい場合
には、ラム圧のみによっては目標とする風量が得られな
いので、ファンモータ１２を作動させるとともに（ステ
ップ１０）、ダクトドア４０を全開してＶF ’値でファ
ンモータ１２を作動させる。これにより、ファンモータ
１２は作動するものの、ラム圧の付加によってファンの
みによる送風に比べ省エネルギーを図ることができる。

【００２７】また、ステップ２において取入れ空気モー
ドが内気モードの場合は、ラム圧が生じないので、通常
の制御にしたがい目標電圧ＶF 値でファンモータ１２を
作動させる（ステップ９）。

【００２８】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではなく、本発明は、
特許請求の範囲において種々改変することができる。例
えば、本発明の自動車用空気調和装置１００は上述した
電気自動車２００以外にも通常の内燃機関を有する自動
車や産業車両等に搭載することができ、また、外気導入
ダクト３０の先端開口部３２は上述したようにフロント
グリル２０６の近傍に設けることがより好ましいが、充
分なラム圧が生じる部位であれば、その自動車２００の
構造に応じて適宜改変することは可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ラム
圧を利用することにより送風機を停止することができる
ので省エネルギーを実現できる。また、送風機を停止し
てもダクトドアの開度調節によって、目標とする送風量
に応じた風量の調和空気を室内へ送風することができ
る。さらに、ラム圧による送風量の制御を行うにあた
り、本発明の自動車用空気調和装置では大きなラム圧が
生じるので、目標とする室内への送風量が大きくてもラ
ム圧のみによる送風が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用空気調和装置を示す概念図で
ある。

【図２】本発明の自動車用空気調和装置に係る制御手段
の制御フローを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…インテークユニット、 １３…送風機、１８…
外気取入口、 ２０…内外気切替ドア、３０
…外気導入ダクト、 ３２…先端開口部、４０…
ダクトドア、 ５０…車速センサ、６０…制
御手段、 １００…自動車用空気調和装置、
２００…自動車、 ２０６…フロントグリ
ル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端開口部(32)が自動車(200) の前方に
   向かって開口し前記先端開口部(32)から外気をインテー
   クユニット(10)内に導く外気導入ダクト(30)と、少なく
   とも前記外気導入ダクト(30)を介して外気を取入れて車
   室内へ送風する送風機(13)と、前記外気導入ダクト(30)
   内に設けられ当該外気導入ダクト(30)内を流れる外気の
   風量を調節するダクトドア(40)と、前記自動車(200) の
   走行速度を検出する車速センサ(50)と、前記送風機(13)
   への通電量を制御する制御手段(60)とを有し、 前記制御手段(60)は、前記車速センサ(50)により検出さ
   れた走行速度に基づいて定められる外気の導入風量が前
   記送風機(13)により送風される風量以上のとき、前記送
   風機(13)への通電を停止するとともに前記ダクトドア(4
   0)の開度を調節することにより前記外気導入ダクト(30)
   内を流れる外気の風量を制御することを特徴とする自動
   車用空気調和装置。
2. 【請求項２】前記外気導入ダクト(30)の先端開口部(32)
   が、前記自動車(200) のフロントグリル(206) 近傍に設
   けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車
   用空気調和装置。
3. 【請求項３】前記自動車(200) が、電気自動車であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用空気調
   和装置。