JPH10119549A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保温タンクを有する車両用暖房装置におい
て、乗員の温感に応じて送風制御を行う。 【解決手段】 水温センサ１１７は、保温タンク４０か
らヒータコア１２へ流入する温水温度を検出する。そし
て、イグニッションスイッチがオンされた後、エンジン
冷却水温度センサ１２１の検出温が３５°Ｃより低く、
水温センサ１１７が検出した温水温度が４５°Ｃより高
いときは、即効暖房空調モードとする。そして、即効暖
房空調モードでは、水温センサ１１７の検出温ＴＷ２の
温度が高くなるほど、送風機１３の送風量が大きくなる
ように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用暖房装置に
関するものであって、特に高温のエンジン冷却水を保温
タンク内に貯留しておき、この高温のエンジン冷却水
を、冬季の車両起動時に即効暖房として利用するものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、保温タンク内に高温のエンジン冷
却水を貯留して、このエンジン冷却水にて車室内を即効
的に暖房する即効暖房モードが切換可能なものとして、
特開平６─３２８９３０号公報に記載されているものが
ある。そして、この従来装置における即効暖房モードで
の送風ファンの送風量は、内気温、外気温、日射量、車
室内の設定温度に基づいて算出された目標吹出温度ＴＡ
Ｏによって決定されている。この目標吹出温度ＴＡＯ
は、車室内に吹き出される空調風の温度の目標値であっ
て、ＴＡＯが非常に高くなると、実際にＴＡＯとなる吹
出温度が出ないので、ＴＡＯが大きくなるほど送風量を
大きくして、車室内を暖房するようにしている。

【０００３】そして、この即効暖房モードでは、保温タ
ンク内に貯留された高温の冷却水を微小流量（０．５リ
ットル ／ｍｉｎ）ヒータコアへ流入し、この後、エンジン
冷却水回路中の冷却水の温度が上昇すると、ヒータコア
に流入する冷却水量を増加させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、即効暖房モードにおいて上記目標吹出温度
ＴＡＯが非常に高くなるので、送風ファンの送風量が大
となってしまい、この際ヒータコアへ流入する冷却水量
が微小なため、車室内に送風される空調風の温度がかな
り低い。この結果、上記渋滞装置では、実際に、乗員が
温かいと感じる温感に応じた空調風が車室内に送風され
ておらず、乗員に暖房感が伝わりにくいという問題があ
る。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて、保
温タンクを有する車両用暖房装置において、乗員の温感
に応じて送風制御を行うことで、乗員への暖房感を向上
させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１ないし７記載の発明では、加熱
用熱交換器（１２）へ流入する冷却水温度を検出する冷
却水温度検出手段（１１７）と、加熱用熱交換器（１
２）に向かって空気を送風して、車室内に加熱用熱交換
器（１２）にて加熱された温風を送風する送風機（１
３）と、冷却水温検出手段（１１７）にて検出される冷
却水温度（ＴＷ２）に基づいて送風機の送風量を制御す
る送風制御手段（１１３）とを有し、送風制御手段（１
１３）は、冷却水温検出手段（１１７）によって検出さ
れる冷却水温度（ＴＷ２）が同一の冷却水温度であって
も、即効暖房モードにおける送風量が通常暖房モードに
おける送風量より小さくなるように制御することを特徴
としている。

【０００７】これにより、送風機の送風量は、加熱用熱
交換器へ流入する冷却水温度に基づいて制御され、さら
に加熱用熱交換器へ流入する流量が微小量である即効暖
房モードでは、加熱用熱交換器へ流入する流量が上記微
小量より多い通常暖房モードより、送風量が小さくなる
ように制御されるので、即効暖房モードにおいて空調風
を温度高くでき、乗員の温感に応じて乗員に良好な暖房
感を与えることができる。この結果、乗員への暖房感を
向上させることができる。

【０００８】また、特に請求項３記載の発明では、冷却
水温検出手段（１１７）は、保温タンク（４０）の下流
側で加熱用熱交換器（１２）の上流側における冷却水配
管内に設置されていることを特徴としている。これによ
り、保温タンクから加熱用熱交換器へ流入する冷却水温
度を精度良く検出することができる。この結果、この冷
却水温度に応じて最適な送風量に制御でき、さらに乗員
の温感に応じることができる。

【０００９】また、特に請求項６記載の発明では、車両
用暖房装置（１００）は、車室内に設置された空調起動
スイッチ（１１６）にて起動されるように構成されてお
り、この空調起動スイッチ（１１６）がオンされると、
車室内の空調環境に影響を与える空調環境因子に基づい
て車室内への暖房負荷（ＴＡＯ）を算出し、この算出さ
れた暖房負荷（ＴＡＯ）が所定値より大きいときには、
第１送風量設定手段（２８０）により送風量を設定し、
暖房負荷（ＴＡＯ）が所定値より小さいときは第２送風
量設定手段（２４０）により送風量を設定することを特
徴としている。

【００１０】これにより、空調起動スイッチがオンされ
ていれば、暖房負荷に合わせて保温タンク内の高温の冷
却水を利用して即効暖房モードとした後に、さらに続け
て暖房負荷に合わせて車室内を暖房することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、水冷式エンジンの冷却回路
１（１点鎖線で囲まれた回路）と、車両用空調装置１０
０の温水回路２（２点鎖線で囲まれた回路）とを示して
いる。３は、車両用水冷式エンジン（以下、エンジン）
であり、４は、エンジン３に温水（冷却水）を循環させ
るウォータポンプである。エンジン３の熱を奪った温水
の一部は、上述のエンジン３の冷却回路１に流れ込み、
その他の温水は、車両用空調装置１００の温水回路２に
流れ込む。

【００１２】５は、エンジン３の冷却回路１において、
エンジン３の温水（エンジン冷却水）の冷却手段をなす
ラジエータである。また、この冷却回路１には、ラジエ
ータ５を流れる温水回路６をバイパスするバイパス回路
７が設けられており、これら両温水回路の切り換えは、
サーモスタット８によって制御される。因みに、両温水
回路の切り換えは、通常、温水温度が８０℃以上の場合
にはラジエータ５に流れるように制御され、また、８０
℃以下の場合には、バイパス回路７に流れるように制御
される。

【００１３】また一方、車両用空調装置１００の温水回
路２においては、エンジン３の温水下流側に、温水を保
温する保温タンク部９が設けられ、さらに保温タンク部
９をバイパスするバイパス回路１０が設けられている。
また、保温タンク部９は、断熱二重構造となっており、
エンジン３の熱を奪った高温のエンジン冷却水を貯留す
るものであり、実施形態では容量３リットルとなっている。

【００１４】そして、保温タンク部９に流れ込む流入回
路１０ａとバイパス回路１０との切り換えをする三方弁
部１１が、両温水回路の分岐点に設けられている。この
三方弁部１１は、温水回路の切り換えと共に、流量調整
機構をも兼ね備えている。なお、本実施例では、保温タ
ンク部９と三方弁部１１とは、一体に組付けられてお
り、以後、この両者が組付けられたものを保温タンク４
０と呼ぶ。なお、１０ｂは、保温タンク部９から温水が
流出する流出回路である。

【００１５】因みに、本実施形態に係る車両用空調装置
１００を車両に組付けた場合、この保温タンク４０は、
エンジンンルームの車室内側に組付けられる。そして、
保温タンク４０の温水下流側には、車室内の暖房手段
で、加熱用熱交換器であるヒータコア１２が設けられ、
このヒータコア１２で加熱された温風は、車両用空調装
置１００の通風ダクト６０を介して、後述の送風機１３
によって車室内に送風される。そして、ヒータコア１２
の下流側は、ウォータポンプ４繋がり、車両用空調装置
１００の温水回路２を構成している。

【００１６】ここで、上記車両用空調装置１００の構成
を簡単に説明する。車両用空調装置１００は、上述した
通風ダクト６０内に各種空調機能部品が設けられてい
る。通風ダクト６０の上流側には、通風ダクト６０内に
車室内に向かう送風空気を発生させる上記送風機１３が
設置されている。なお、この送風機１３は、周知の内外
気切換装置（図示しない）にて内気または外気を吸引す
るように構成されている。そして、この送風機１３は、
駆動手段である電動モータ１３ａにて駆動される。

【００１７】さらに通風ダクト６０内には、送風機１２
の下流側でヒータコア１２の上流側に、エバポレータ１
０１が配置されている。このエバポレータ１０１は、車
両に搭載された冷凍サイクル装置（図示しない）の蒸発
器をなすものである。また、この冷凍サイクル装置は、
周知のものであって冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機、
高温高圧の冷媒を凝縮液化する凝縮器、凝縮液化された
冷媒を減圧膨張させる膨張器、および上記エバポレータ
１０１等を有するものである。また、上記圧縮機は、エ
ンジン３の駆動力を電磁クラッチ（図示しない）を介し
て断続作動するようになっている。

【００１８】通風ダクト６０内には、上記ヒータコア１
２が通風ダクト６０内の流路の一部に配置されているこ
とから、エバポレータ１０１を通過した冷風が、ヒータ
コア１２をバイパスするバイパス通路１０２が設けられ
ている。そして、本実施形態における車両用空調装置１
００は、このバイパス通路１０２を流れる風量と、ヒー
タコア１２を通過する風量との割合をエアミックスドア
１０３にて調節することで、空調風の温度が調節される
ようになっている。

【００１９】さらに、通風ダクト６０の下流側には、車
両の窓ガラスの内面に向けて空調風を送風するデフロス
タ用空気通路１０４と、車室内の乗員の上半身に向けて
空調風を送風するフェイス用空気通路１０５と、車室内
の乗員の下半身に向けて空調風を送風するフット用空気
通路１０６が設けられている。そして、これら各空気通
路１０４〜１０６は、通路開閉手段であるデフロスタド
ア１０７、フェイスドア１０８、フットドア１０９にて
開閉される。また、本実施形態において、これらドア１
０７〜１０９は駆動手段としてサーボモータ１１０〜１
１２にて駆動されるようになっている。

【００２０】これにより、車両用空調装置１００は、吹
出モードとしてフェイスモード（ＦＡＣＥ）、バイレベ
ルモード１〜３（Ｂ／Ｌ１〜３））、フットモード（Ｆ
ＯＯＴ）、デフロスタモードが切換可能となっている。
ここで、簡単に上記吹出モードを説明する。 フェイスモード フェイスモードでは、通風ダクト６０内の空調風全てを
上記フェイス用空気通路１０５に送風するモードであ
る。

【００２１】バイレベルモード 本実施形態では、バイレベルモードとして、３つのバイ
レベル１〜３のモードがある。 １．バイレベルモード１は、通風ダクト６０内の空調風
のうち、約６割をフェイス用空気通路１０５に、残りの
約４割をフット用空気通路１０６に送風するモードであ
る。

【００２２】２．バイレベルモード２は、通風ダクト６
０内の空調風を半分づつフェイス用空気通路１０５とフ
ット用空気通路１０６とに送風するモードである。 ３．バイレベルモード３は、通風ダクト６０内の空調風
のうち、約４割をフェイス用空気通路１０５に、残りの
約６割をフット用空気通路１０６に送風するモードであ
る。

【００２３】フットモード フットモードでは、通風ダクト６０内の空調風全てを上
記フット用空気通路１０６に送風するモードである。 デフロスタモード デフロスタモードでは、通風ダクト６０内の空調風全て
を上記デフロスタ用空気通路１０４に送風するモードで
ある。

【００２４】なお、通常の車両用空調装置では上記フッ
トモードにおいて、若干の空調風をデフロスタ用空気通
路１０４に送風することで、車両窓ガラスの防曇性を向
上させているが、本実施形態では行っていない。また、
通常の車両用空調装置では上記吹出モードに加え、空調
風を約半分づつデフロスタ用空気通路１０４とフット用
空気通路１０６に送風するフットデフモードを有する
が、本実施形態ではこのフットデフモードは無い。

【００２５】そして、このような車両用空調装置１００
は、制御装置１１３にて空調制御されるようになってい
る。制御装置１１３は、図示しない中央演算処理装置
と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する周知のものである。そし
て、制御装置１１３は、各種センサからの信号をＲＡＭ
内に一時的に記憶し、このデータに基づいてＲＯＭ内に
記憶された空調プログラムを実行させるものである。ま
た、この制御装置１１３は、図示しない車両のイグニッ
ションスイッチがオンされると電力が供給されるように
なっている。

【００２６】制御装置１１３の入力端子としては、車室
内の空調環境に影響を与える空調環境因子であって、車
室外の温度（以下、外気温）を検出する外気温センサ１
１４、車室内の温度（以下、内気温）を検出する内気温
センサ１１５、車室内の設定温度を設定する温度設定器
１１６、ヒータコア１２を通過したエンジン冷却水温度
（以下、水温）を検出する水温センサ１１７、エバポレ
ータ１０１を通過した直後の空気温度もしくはエバポレ
ータ１０１の下流側通風面の温度を検出するエバポレー
タ後センサ（以下、エバ後センサ）１１８、車両用空調
装置１００を起動させ、この際、上記センサ１１４、１
１５の検出値、温度設定器１１６の設定温度等に基づい
て自動的に上記送風機１３の送風量（回転数）や、吹出
モード、エアミックスドア１０３等を自動制御する空調
スイッチ１１９、後述する即効暖房運転モードを自動的
に行うか決定する即効暖房スイッチ１２０、エンジン内
の冷却水温度を検出するエンジン冷却水温センサ１２１
等が接続されている。

【００２７】なお、本実施形態では、上記水温センサ１
１７およびエンジン冷却水温センサ１２１は、温度抵抗
素子であるサーミスタにて構成されている。また、水温
センサ１１７は、図１に示すように保温タンク４０の下
流側で、ヒータコア１２の上流側の冷却水配管内に取り
付けられている。一方、制御装置１１３の出力端子とし
ては、上記送風機１３を駆動する電動モータ１３ａ、各
ドア１０７〜１０９を駆動するサーボモータ１１０〜１
１２が接続されている。なお、この制御装置１１３にお
ける車両用空調装置１００の制御内容は後で説明する。

【００２８】次に、保温タンク４０の三方弁部１１につ
いて、図２を用いて述べる４２は、保温タンク４０内に
温水を導く温水流入口で、４３は、保温タンク４０内に
蓄えられた温水を流出する温水流出口である。そして、
温水流入口４２、４３がない弁ハウジング４１の端部に
は、流入回路１０ａを形成するハウジングカバー４４
が、図示されていないボルトで、Ｏリング４１ａを介し
て弁ハウジング４１に組付けられている。また、その反
対側の弁ハウジング４１の端部には、バイパス回路１０
を形成するハウジングカバー４５が、図示されていない
ボルトで、Ｏリング４１ａを介して弁ハウジング４１に
組付けられている。

【００２９】また、弁ハウジング４１のほぼ中央部に
は、流入回路１０ａとバイパス回路１０と温水分岐部を
形成する中空円筒状の連通室４６が形成されている。こ
の連通室４６の中央部の流入回路１０ａ側には、連通室
４６の内側全周に渡って張り出された弁台座４７が形成
されており、この弁台座４７によって形成される弁口４
７ａの流入回路１０ａ側には、流入回路１０ａを流れる
温水流量を調節する樹脂製のオリフィス弁４８（弁体）
が配置されている。オリフィス弁４８と弁台座４７との
接触面には、環状のシール材（例えばニトリルゴム）４
８ａが、オリフィス弁４８に接着されている。

【００３０】そして、オリフィス弁４８の中央部には、
オリフィス弁４８を貫通して、流入回路１０ａに連通す
るオリフィス４８ｂが設けられており、その穴径は、流
入回路１０ａ側のオリフィス穴径（本実施例では、約４
ｍｍ）の方が、弁台座４７側のオリフィス穴径（本実施
例では、約２ｍｍ）より大きくなっている。また、オリ
フィス４８ｂの中心線の延長線とハウジングカバー４４
との交点位置には、オリフィス弁４８の摺動をガイドす
るためのガイド柱４９が設けられており、このガイド柱
４９には、図２に示すように、溝４９ｃが設けられてい
る。この溝深さは、オリフィス４８ｂにガイド柱４９を
挿入した状態で、オリフィス４８ａを流れる温水流量
が、所定流量を満たすような深さである。

【００３１】また、オリフィス弁４８の流入回路１０ａ
側の外縁部は、オリフィス弁４８のリターン用スプリン
グ５０の座りを良くするために、溝４８ｃが設けられて
いる。同様な理由により、ハウジングカバー４４のスプ
リング５０の端部が位置する部位４４ａは、凹状に形成
されている。バイパス回路１０側の連通室４６には、バ
イパス回路の感温弁体をなすサーモスタット５１（感温
弁体）が配置されている。５２は、サーモスタット５１
の金属製ケーシングで、その側面と両端とには、開口部
が設けられている。これらの開口部のうち、バイパス回
路１０側の開口部５２ａの中央部には、樹脂製の凸状部
５２ｂが設けられており、この凸状部５２ｂは、その凸
先端が閉じた状態で中空になっている。連通室４６内の
バイパス回路１０は、開口部５２ａと上述のケーシング
５２の側面の開口部とから形成されており、このバイパ
ス回路１０の開閉は、開口部５２ａの開閉を行うことで
制御される。

【００３２】また、ケーシング５２の中心軸上には、感
温作動部材をなすワックスボックス５３が、連通室４６
軸方向に摺動可能に配置されており、このワックスボッ
クス５３のバイパス回路１０側には、フランジ部５３ａ
が設けられている。そして、フランジ部５３ａは、リタ
ーン用スプリング５４を介して開口部５２ａに押しつけ
られており、開口部５２ａの開閉は、ワックスボックス
５３を摺動させることによって制御される。

【００３３】また、ワックスボックス５３内には、所定
の融点（本実施例では、約４０℃）有するワックスが充
填されており、このワックスの体積変化に応じて動くシ
ャフト５５が、摺動可能にワックスボックス５３内に収
められている。そして、シャフト５５の一端は、前述の
凸状部５２ｂの内側に挿入されており、ワックスの体積
膨張によってワックスボックス５３は、流入回路１０ａ
側に移動する。

【００３４】ケーシング５２の流入回路１０ａ側には、
その内側に折り曲げた折り返し５２ｃが形成されてお
り、前述のスプリング５４は、フランジ部５３ａと折り
返し５２ｃとの間に配置されている。ところで、流入回
路１０ａは、開口部２５に連通しており、図２に示すよ
うに、保温タンク４０内に蓄えられた温水を導き出す流
出パイプ（図示されていない）が、弁ハウジング４１と
一体成形されている。なお、この流出パイプは、図２中
紙面裏側に向かって開口部２５から延びるように形成さ
れている。

【００３５】次に、三方弁部１１のサーモスタット５１
の作動を述べた後、図１に示す車両用空調装置の温水回
路２と保温タンク４０との作動を述べる。連通室４６内
の温水温度が高く（本実施例では、４０℃以上）なる
と、ワックスボックス５３内のワックスが膨張し、それ
に伴って、ワックスボックス５３が、オリフィス弁４８
側に移動し始めるので、開口部５２ａが開口し、バイパ
ス回路１０が連通し始める。そして、さらにワックスボ
ックス５３が移動すると、ワックスボックス５３は、オ
リフィス弁４８に接し始めるので、オリフィス４８ｂを
閉じる。以下、オリフィス４８ｂを通過して保温タンク
４０内に流れる温水回路を、オリフィス回路１０ｂと呼
ぶ。さらに、ワックスボックス５３に移動すると、オリ
フィス弁４８が移動し始める。したがって、弁口４７ａ
が開口し始め、流入回路１０ａが連通し始める。なお、
オリフィス回路１０ｂは、図から明らかなように、ワッ
クスボックス５３によって、オリフィス４８ｂが閉じら
れるまでは、溝４９ｃを介して連通している。

【００３６】次に、車両用保温式暖房装置の作動につい
て、図１を用いて述べる。なお、以下、ヒータコア１２
へ流入する冷却水の流量を一例として挙げるが、これは
ウォーターポンプ４の回転数が一定（エンジン３がアイ
ドル回転数）であるとする。 １．即効暖房モード エンジン始動直後の温水温度が低い（本実施例では、４
０℃未満）場合、低温水が流れ込んでくるため、サーモ
スタット５１は、前述のように作動しないので、バイパ
ス回路１０は閉じた状態を維持している。このため、低
温水は、オリフィス回路１０ｂによって流量が絞られて
保温タンク４０内に流入し、この保温タンク４０内に流
入した低温水と同量（本実施例では、約１リットル／ｍｉ
ｎ）の保温タンク４０内に蓄えられた高温水を、ヒータ
コア１２内に流入させて、車室内を即効的に暖房する即
効暖房を行う。また、オリフィス回路１０ｂにて流量を
絞って保温タンク４０内の高温水をヒータコア１２に流
入させた理由は、以下の通りである。

【００３７】例えば、冬季の長時間駐車等にてエンジン
が完全に冷えきっている状態において、保温タンク４０
内の高温水を例えば１分間にて全てヒータコア１２に流
入させると、１分の間は、ヒータコア１２から高温の温
風が吹き出すことになるが、ヒータコア１２を通過して
温度が低下した温水は、この間にエンジン３に流入する
ことになり、低温であるエンジン３に熱が奪われてしま
う。従って、エンジン３を通過した温水は、エンジン３
の熱容量が大きいので、著しく温度が低下し、再度ヒー
タコア１２に流入させたとしたも、乗員に十分な時間暖
房感を与えることができない。

【００３８】そこで、本実施形態ではオリフィス回路１
０ｂにて流量を絞って、徐々に保温タンク４０内の高温
水をヒータコア１２へ流入させることで、長時間乗員に
暖房感を与えるようにしている。 ２．温水バイパスモード そして、温水温度が上昇（本実施例では、４０℃以上、
６５°Ｃ以下）するとサモースタット５１が作動し始め
るので、バイパス回路１０が開き始める。そして、オリ
フィス回路１０ｂが閉じられ、保温タンク４０からのヒ
ータコア１２への温水供給が停止し、水冷エンジン３か
らの温度が上昇した温水が、バイパス回路１０を通過し
て直接ヒータコア１２に流入する。なお、この際、バイ
パス回路１０を流れてヒータコア１２に流入する温水流
量は、上記即効暖房モードにおけるヒータコア１２に流
入する温水流量より多くなるように設定されている。

【００３９】３．蓄熱モード そして、さらに温水温度が上昇し、６５°Ｃより高くな
ると、オリフィス弁４８が移動し、流入回路１０ａが開
く。これによって、バイパス回路１０と流入回路１０ａ
との両回路に温水が流入し、保温タンク４０内およびヒ
ータコア１２の両方に温水を供給する。因みに、このと
きの供給温水流量は、本実施例では、約６リットル／ｍｉｎ
である。

【００４０】次に、本発明の要部である制御装置１１３
による車両用空調装置１００の制御内容を説明する。な
お、以下の説明は、冬季において車両が長時間駐車され
てエンジン１が完全に冷えきった状態という前提があ
る。先ず、制御装置１１３の制御内容を示すフローチャ
ートを図３に示す。なお、このフローチャートは、図示
しないイグニッションスイッチがオンされたときに、実
行されるようになっている。また、イグニッションスイ
ッチがオンされると、エンジンが３が始動するので、こ
のエンジン３内に内蔵されたウォーターポンプ４が駆動
されて保温タンク部９の流入回路１０ａ内にエンジン冷
却水が流入するようになる。また、流入回路１０ａに流
入した冷却水温に応じて、上述した即効暖房モード、温
水バイパスモード、蓄熱モードのいずれかとなる。

【００４１】先ず、ステップＳ２００では、空調スイッ
チ１１９がオンか否かが判定され、空調スイッチ１１９
がオンの場合はステップＳ２１０に進み、空調スイッチ
１１９がオフの場合は、待機する。なお、空調スイッチ
１９がオンのときに、イグニッションスイッチをオフに
し、その後再度イグニッションスイッチをオンとする
と、空調スイッチ１１９はオンの状態を継続しており、
このフローチャートは実行される。

【００４２】ステップＳ２１０では、車室内に影響を与
える空調環境因子で、各種情報読み取りとして、上記外
気温センサ１１４、内気温センサ１１５、水温センサ１
１７、エンジン冷却水温センサ１２１の検出値、および
温度設定器１１６の設定温度を読み込む。ここで、イグ
ニッションスイッチがオンされると、ウォーターポンプ
４が駆動され、上述した３つのモードとのいずれかとな
って、ヒータコア１２には冷却水が流入し、水温センサ
１１７は、ヒータコア１２に流入する冷却水温ＴＷ２を
検出する。そして、この際、水温センサ１１７は、冷却
配管内に配置されているので、ヒータコア１２に流入す
る冷却水を正確に応答性良く検出することができる。な
お、水温センサ１１７の設置位置によっては、ウォータ
ーポンプ４が駆動されて、保温タンク４０内の温水が水
温センサ１１７の設置位置にまで到達するには、若干の
時間がかかる。従って、水温センサ１１７の設置位置に
応じてウォーターポンプ４の駆動された後、所定時間経
過したのちに、水温センサ１１７にてヒータコア１２へ
流入する冷却水温度を検出すれば良い。また、この場
合、エンジン冷却水温センサ１２１の検出温ＴＷ１は、
イグニッションスイッチがオンされる前に相当する保温
タンク４０内の温水を除いた冷却回路１の冷却水温を検
出している。

【００４３】次に、ステップＳ２１５では、ステップＳ
２１０にて読み込まれた情報に基づいて、車室内の目標
吹出温度ＴＡＯ（以下、ＴＡＯ）を以下の数式にて算出
する。

【００４４】

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔseｔ−Ｋr ×Ｔr −Ｋam×
Ｔam−Ｋs ×Ｔｓ＋Ｃ ここで、Ｔseｔは、温度設定器１１６による設定温度、
Ｔr は内気温センサ１１５の検出値、Ｔamは外気温セン
サ１１４の検出値、Ｔs は図示しない日射センサの検出
値、また、Ｋset 、Ｋr 、Ｋam、Ｋs はゲイン、Ｃは定
数である。なお、上記ＴＡＯは、車室内の暖房負荷が大
きくなるほど大きな値となるので、車室内の暖房負荷に
相当する値と考えることができる。

【００４５】次にステップＳ２２０では、即効暖房スイ
ッチ１２０がオンされているか否かを判定する。そし
て、即効暖房スイッチ１２０がオンされていると判定さ
れると、ステップＳ２３０に進み。即効暖房スイッチ１
２０がオフであると判定されると、ステップＳ２４０に
進み、通常暖房空調モードとなる。ここで通常暖房空調
モードの内容を以下に説明するが、説明上分かりやすく
するために本実施形態における温水回路２に、保温タン
ク４０が無いものと仮定する。

【００４６】また、ここでいう通常暖房空調モードとは
車室内を暖房しなればならないにも係わらず、エンジン
冷却水温がかなり低い状態で、エンジン冷却水温の上昇
を待っている待機状態である。そして、ステップＳ２４
０では、ステップＳ２１５にて算出したＴＡＯに基づい
て図４に示すＴＡＯ─吹出モード特性図から、吹出モー
ドを決定する。また、送風機１３のモータ１３ａの印加
電圧（送風機１３の送風量、ブロアレベルともいう）
は、図５に示すように水温センサ１１７の検出温（ＴＷ
２）が高くなるほど、高くなるように制御される。

【００４７】また、エアミックスドア１０３は、上記水
温センサ１１７の検出値ＴＷ２および上記ＴＡＯに基づ
いて冷風と温風との風量割合が制御されるようになって
おり、この説明上エバポレータ１０１を通過した空調風
が全てヒータコア１２を通過する最大暖房状態（マック
スホット）にある。以上に述べたのが通常制御である。

【００４８】ステップＳ２３０では、ステップＳ２１５
にて算出した目標吹出温度ＴＡＯによって以下の判定を
行う。ステップＳ２３０では、図６に示すようにＴＡＯ
が所定値（本実施形態では３２）より小さいとき、つま
り車室内の暖房負荷が大きくないときは、保温タンク４
０内の温水を利用せず、ステップＳ２４０に進んで上記
通常暖房空調モードとなる。

【００４９】一方、ステップＳ２３０にて、ＴＡＯが所
定値（本実施形態では３２）より大きいときには、車室
内の暖房負荷が大きく、保温タンク４０内の温水を利用
して、素早く車室内温度を上昇させる必要性があると判
定し、ステップＳ２５０に進む。なお、イグニッション
スイッチがオンされた直後で、始めて目標吹出温度ＴＡ
Ｏが算出されたとき、図６に示す判定内容は、図中下方
の特性図に当てはめられ、例えばＴＡＯが３１の時はス
テップＳ２３０での判定は、ＮＯとなる。

【００５０】また、ステップＳ２３０の判定は、図６に
示すようにヒステリシスを設けてあるが、これはＴＡＯ
の微小変化によって上記通常暖房空調モードと、後述す
る即効暖房空調モードとでハンチングを起こさないよう
にするためである。そして、ステップＳ２５０では、イ
グニッションスイッチがオンされた直後であると、図７
中下方の特性図に示すようにエンジン冷却水温センサ１
２１が検出する検出温ＴＷ１が所定値（本実施形態では
３５°Ｃ）より高いときには、ステップＳ２４０に進ん
で通常暖房空調モードとなり、この場合、保温タンク４
０は上述の温水バイパスモードもしくは蓄熱モードとな
り、ヒータコア１２に流入する温水流量は 1リットル ／ｍ
ｉｎよりも多くなる。

【００５１】また、検出温ＴＷ１が所定値（本実施形態
では３５°Ｃ）より低いときには、保温タンク４０は上
述した即効暖房モードとなり、保温タンク４０内の温水
は1リットル ／ｍｉｎにてヒータコア１２に流入すると判定
し、ステップＳ２６０に進む。なお、ステップＳ２５０
の判定は、図７に示すようにヒステリシスを設けてある
が、これは検出温ＴＷ１の変化によって上記通常暖房空
調モードと、後述する即効暖房運転モードとでハンチン
グを起こさないようにするためである。

【００５２】ステップＳ２６０では、イグニッションス
イッチがオンされた直後であると、図８中の特性図に示
すように水温センサ１１７が検出する検出温ＴＷ２が、
所定値（本実施形態では４５°Ｃ）より低いときには、
ステップＳ２４０に進んで通常暖房空調モードとなり、
検出温ＴＷ２が所定値（本実施形態では４５°Ｃ）より
高いときには、ステップＳ２８０に進んで、保温タンク
４０内に貯留されている冷却水により即効暖房空調モー
ドを行う。

【００５３】つまり、即効暖房空調モードは、即効暖房
スイッチ２０がオンされており、目標吹出温度ＴＡＯが
所定値（３２）より大きく、エンジン冷却水温センサ１
２１の検出温ＴＷ１が所定値（３５°Ｃ）より低く、水
温センサ１１７の検出温ＴＷ２が所定値（４５°Ｃ）よ
り高いときに自動的に切り換わるようになっている。そ
して、ステップＳ２８０では、即効暖房空調モードとす
るのであるが、この即効暖房空調モードにおける吹出モ
ードおよび送風機１３の送風量は、図４および図９の特
性図から決定される。

【００５４】つまり、即効暖房空調モードにおける吹出
モードは、ステップＳ２１５にて算出されたＴＡＯに応
じて決定されるのであるが、ステップＳ２３０ではＴＡ
Ｏが３２より大きいと判定されているので、ここでの吹
出モードは、図４に示すようにＴＡＯが大きくなるほど
周知のＢ／Ｌ、ＦＯＯＴ、ＦＡＣＥ、ＦＯＯＴの順に決
定される。

【００５５】この理由を説明すると、通常の車両用空調
装置において吹出モードは、ＴＡＯが大きくなるにつれ
て、ＦＡＣＥ、Ｂ／Ｌ１〜３、ＦＯＯＴの順に決定さ
れ、ＴＡＯがある所定値（例えば本実施形態では図４中
ＴＡＯが１５０）より大きいときは、常にフットモード
となるように制御される。しかしながら、本実施形態で
は、ＴＡＯが４０より大きく、１４８より小さいときに
はフェイスモード、ＴＡＯが１５０より大きいときには
フットモードとなるようにしてある。

【００５６】つまり、本実施形態では、保温タンク４０
を設けて即効暖房空調モードを行うものであるが、一般
的に乗員の温感は上半身の方が下半身より敏感であるの
で、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すことで、保
温タンク４０による暖房感を乗員に与えやすい。また、
ＴＡＯが１５０より大きいということは、外気温が非常
に低いときと考えられ、このときの乗員の温感は空調風
の温度がかなり高くないと、逆に乗員に冷風感を与える
ことがあるので、この場合は乗員の下半身に向けて空調
風を吹き出すようにしてある。

【００５７】ここで、即効暖房空調モードにおける送風
機１３の送風量（ブロアレベル）は、図９に示すように
水温センサ１１７の検出温ＴＷ２によって決定され、検
出温ＴＷ２が大きくなるほど大きくなるように設定され
ており、検出温ＴＷ２が所定値（本実施形態では６０°
Ｃ）より大きいときには、一定となるように設定されて
いる。また、このような検出温ＴＷ２による送風量の設
定は、車室内への空調風の吹出温度が、乗員が温かいと
感じる最低温度を満たすように設定されており、本実施
形態ではこの最低温度を４０°Ｃとしてある。

【００５８】ここで、注目する点として、即効暖房空調
モードにおける送風機１３の送風量は、図５に示した通
常暖房空調モードとは同じ検出温ＴＷ２に対して設定値
が異なる。つまり、即効暖房空調モードにおける送風量
は同じ検出温ＴＷ２における通常制御時の送風量より小
さくなっており、逆に言えば通常暖房空調モードにおけ
る送風量は同じ検出温ＴＷ２における即効暖房空調モー
ド時の送風量より大きくなっている。

【００５９】この理由は、上述したように即効暖房空調
モードは、通常空調モード時に比して保温タンク４０か
らヒータコア１２に流入する温水が少ないので（本実施
例では、約１リットル／ｍｉｎ）、通常暖房空調モードと同
じ送風量にすると、ヒータコア１２を通過した空調風の
温度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、送風
機１３の送風量をヒータコア１２に流入する冷却水温
（ＴＷ２）に基づいて決定し、さらにヒータコア１２に
流入する冷却水量が異なる即効暖房空調モード時と、通
常制御時とで、図５、図９に示すような異なるマップを
持つことで、乗員の温感に合わせて送風機１３の送風量
を設定することができる。

【００６０】さらに、ステップＳ２９０では、イグイニ
ッションスイッチがオンされてから水温センサ１１７の
検出する検出温ＴＷ２の変化が大か否かを判定する。つ
まり、例えば冬季において例えば保温タンク４０内の温
水が８０°Ｃ、エンジン３内の冷却水温が０°Ｃの条件
で、イグニッションスイッチをオンし即効暖房空調モー
ドとなると、保温タンク４０内の温水は約１リットル／ｍｉ
ｎヒータコア１２に流出するとともに、エンジン３側か
ら低温の温水が保温タンク４０内に流入する。

【００６１】そして、本実施形態の保温タンク４０の容
量は、３リットルであるので、イグニッションスイッチがオ
ンされたのち、３分程度で保温タンク４０内の温水は全
て流出しまう。従って、即効暖房空調モード初期時に
は、検出温ＴＷ２は、ほぼ８０°Ｃであるが、保温タン
ク４０内の８０°Ｃの温水が出きってしまうと、検出温
ＴＷ２は８０°Ｃより低下するので、この低下温度（本
実施形態では７°Ｃ）を判定し、７°Ｃ以上あったとき
には即効空調暖房モードを終了させ、ステップＳ２４０
に進む。

【００６２】以上、説明したように本実施形態では、ヒ
ータコア１２へ流入する冷却水に流量に応じて図４、図
９に示す特性図により検出温ＴＷ２が高くなるほど送風
機１３の送風量を大きくしたので、乗員の温感に応じて
良好に暖房感を与えることができる。この結果、乗員へ
の暖房感を向上させることができる。また、暖房負荷
（ＴＡＯ）に応じて保温タンク４０内の高温の冷却水を
利用して即効暖房空調モードとして車室内の温度が上昇
すると目標吹出温度ＴＡＯが低下するので、ステップＳ
２３０の判定結果がＮＯとなり、自動的に通常暖房空調
モードに切り換わるようになり、続けて車室内を暖房す
ることができる。

【００６３】また、この即効暖房空調モードでは、水温
センサ１１７が冷却配管内に設置されているので、精度
良くＴＷ２を検出でき、この結果、精度良く乗員の温感
に応じた空調風温度とすることができる。また、即効暖
房スイッチ１２０は、本発明では必修要件でないが、即
効暖房スイッチ１２０が無い場合には、車室内に設置さ
れた空調スイッチ１１９がオンされていると、自動的に
目標吹出温度ＴＡＯを算出し、ステップＳ２３０、２５
０、２６０に示すようにＴＡＯ、ＴＷ１、ＴＷ２に応じ
て自動的に即効暖房空調モードとなるようにすれば良
い。

【００６４】この結果、上述した実施形態のように即効
暖房スイッチ１２０と空調スイッチ１１９との双方をオ
ンしなくと、空調スイッチ１１６だけオンすれば即効暖
房モードとなるので、手動操作による煩わしさが無い。
また、上述した実施形態では冷却水温度を感温すること
で自動的に流路を切り換える三方弁部１１にてヒータコ
ア１２への流量を可変したが、本発明ではこようなもの
に限定されるもので無く、例えば水温センサ１１６およ
び冷却水温センサ１２１の温度に応じて電気的に駆動さ
れるバルブを使用し、ヒータコア１２ね流入する温水流
量を可変するようにしても良い。

【００６５】また、上記実施形態では、車両用空調装置
として冷風と温風とを混合して空調風の温度を調整する
エアミックスタイプのもの適用したが、ヒータコア１２
への流入する温水流量を調整して空調風の温度を調整す
るリヒートタイプのものに適用しても良い。また、特
に、上記実施形態の即効暖房空調モードにおいて、車室
内に入射する日射量がに応じて送風機１３の送風量を制
御するようにしても良い。

【００６６】また、上記実施形態では、通常暖房空調モ
ード時に水温センサ１１７の検出温ＴＷ２にて送風機１
３の送風量を決定したが、エンジン冷却水温センサ１２
１の検出温ＴＷ１にて送風機１３の送風量を決定するよ
うにしても良い。また、上記実施形態で述べた数値は、
当然ながら限定されるもので無く、例えばステップＳ２
３０、２５０、２６０、２９０にて設定されている値
は、適時変更可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における車両用空調装置の概
略構成図である。

【図２】上記実施形態おける三方弁１１の要部詳細図で
ある。

【図３】上記実施形態における車両用空調装置の制御内
容を示すフローチャートである。

【図４】上記実施形態における目標吹出温度ＴＡＯと吹
出モードとの関係を示す図である。

【図５】上記実施形態における通常制御時における冷却
水温度ＴＷ２と送風量との関係を示す図である。

【図６】上記実施形態におけるＴＡＯによる判定条件を
示す図である。

【図７】上記実施形態における水温ＴＷ１による判定条
件を示す図である。

【図８】上記実施形態における水温ＴＷ２による判定条
件を示す図である。

【図９】上記実施形態における即効暖房モードにおける
冷却水温度ＴＷ２と送風量との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…冷却回路、２…温水回路、３…水冷エンジンン、１
２…ヒータコア １３…送風機、４０…保温タンク、１１３…制御装置、
１１７…水温センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉 光 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷式エンジン（３）の冷却水回路
   （１、２）中に、エンジン冷却水が入出し、このエンジ
   ン冷却水を貯留する断熱構造からなる保温タンク（４
   ０）と、この保温タンク（４０）の下流側にエンジン冷
   却水を熱源として空気を加熱する加熱用熱交換器（１
   ２）と、この加熱用熱交換器（１２）へ流入する冷却水
   の流量を調整する流量調整手段（１１）とを設け、 この流量調整手段（１１）により前記保温タンク（４
   ０）に貯留されたエンジン冷却水を微小量、前記加熱用
   熱交換器（１２）へ流入させて車室内を即効的に暖房す
   る即効暖房空調モードと、前記微小量より大流量の前記
   エンジン冷却水を前記加熱用熱交換器（１２）へ流入さ
   せて車室内を暖房する通常暖房モードとを有する車両用
   暖房装置（１００）であって、 前記加熱用熱交換器（１２）へ流入する冷却水温度（Ｔ
   Ｗ２）を検出する熱交換器側温度検出手段（１１７）
   と、 前記加熱用熱交換器（１２）に向かって空気を送風し
   て、車室内に前記加熱用熱交換器（１２）にて加熱され
   た温風を送風する送風機（１３）と、 前記熱交換器側温度検出手段（１１７）にて検出される
   冷却水温度（ＴＷ２）に基づいて前記送風機の送風量を
   制御する送風制御手段（１１３）とを有し、 前記送風制御手段（１１３）は、 前記熱交換器側温度検出手段（１１７）によって検出さ
   れる前記冷却水温度（ＴＷ２）が同一の冷却水温度であ
   っても、前記即効暖房モードにおける送風量を前記通常
   暖房モードにおける送風量より小さくすることを特徴と
   する車両用暖房装置。
2. 【請求項２】 前記冷却水回路（１、２）に冷却水を循
   環させるポンプ（４）と、 このポンプ（４）が駆動される前に相当する、前記保温
   タンク（４０）内の冷却水を除いた前記冷却水回路
   （１、２）内の冷却水温度（ＴＷ１）を検出するエンジ
   ン側温度検出手段（１２１）とを有し、 前記送風制御手段（１１３）は、 前記エンジン側温度検出手段（１２１）が検出する冷却
   水温度（ＴＷ１）が第１所定値より低いときには前記即
   効暖房モードとして前記送風量を制御し、 前記エンジン側温度検出手段（１２１）が検出する冷却
   水温度（ＴＷ１）が前記第１所定値より高いときには前
   記通常暖房モードとして前記送風量を制御することを特
   徴とする請求項１記載の車両用暖房装置。
3. 【請求項３】 前記冷却水温度検出手段（１１７）は、
   保温タンク（４０）の下流側で前記加熱用熱交換器（１
   ２）の上流側に設置されていることを特徴とする請求項
   １または２記載の車両用暖房装置。
4. 【請求項４】 前記冷却水温検出手段（１１７）は、前
   記保温タンク（４０）の下流側で前記加熱用熱交換器
   （１２）の上流側における冷却水配管内に設置されてい
   ることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記
   載の車両用暖房装置。
5. 【請求項５】 前記即効暖房モードにおいて、前記熱交
   換器側温度検出手段（１１７）によって検出された冷却
   水温度（ＴＷ２）が高くなるほど送風量を設定し、前記
   冷却水温度（ＴＷ２）が所定値より大きいときには送風
   量を一定と設定する第１送風量設定手段（Ｓ２８０）
   と、 前記通常暖房モードにおいて、前記熱交換器側温度検出
   温度（１１７）もしくは前記エンジン側温度検出手段
   （１２１）によって検出された冷却水温度（ＴＷ１、Ｔ
   Ｗ２）に基づいて送風量を設定する第２送風量設定手段
   （Ｓ２４０）とを備えることを特徴とする請求項２ない
   し４いずれか一つに記載の車両用暖房装置。
6. 【請求項６】 前記車両用暖房装置（１００）は、前記
   車室内に設置された空調起動スイッチ（１１６）にて起
   動されるように構成されており、 この空調起動スイッチ（１１６）がオンされると、前記
   車室内の空調環境に影響を与える空調環境因子に基づい
   て車室内への暖房負荷（ＴＡＯ）を算出し、この算出さ
   れた暖房負荷（ＴＡＯ）が所定値より大きいときには、
   前記第１送風量設定手段（２８０）により送風量を設定
   し、前記暖房負荷（ＴＡＯ）が所定値より小さいときは
   前記第２送風量設定手段（２４０）により送風量を設定
   することを特徴とする請求項５記載の車両用暖房装置。