JPH11198636A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車室内の複数のゾーンを独立に温度制御可能
な車両用空調装置における構成の簡素化を図る。 【解決手段】 空調ケース２１内の複数の空気通路２
５、２６のうち、一方の温度設定器により設定された低
い方の目標温度に対応する空気通路では、エアミックス
ドア３１、３２の操作位置により吹出空気温度を決定す
る。他方の温度設定器により設定された高い方の目標温
度に対応する空気通路では、この空気通路に位置する電
気発熱体９１〜９４に通電することにより、暖房用熱交
換器２３と電気発熱体９１〜９４の両方の空気加熱量に
より吹出空気温度を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内の複数のゾ
ーン（例えば、運転席側のゾーンと助手席側のゾーン）
を独立に温度制御可能な車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車室内の快適性向上のために、車
室内の所定区域を独立に温度制御可能なゾーン空調への
ニーズが高まっている。この種のゾーン空調の実現のた
めに、空調装置の通風路を複数に仕切り、この複数の通
風路にそれぞれ独立に操作可能な温度制御手段（例え
ば、エアミックスドア）を設置し、この温度制御手段の
操作位置を複数のゾーンの目標温度に対応して独立に制
御することにより、複数のゾーンを独立に温度制御して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来装置で
は、必然的に、エアミックスドア等の温度制御手段を操
作するリンクやサーボモータ等の操作機構が複数必要と
なり、製品コストの上昇、製品体格の大型化を招くとい
う不具合がある。本発明は上記点に鑑みてなされたもの
で、車室内の複数のゾーンを独立に温度制御可能な車両
用空調装置における構成の簡素化を図ることを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】近年、車両エンジンの高
効率化に伴い、エンジン暖機後においても車両エンジン
の温水（冷却水）温度が従前に比して低めの温度となる
傾向にある。そのため、エンジン冷却水からの廃熱を利
用して車室内の暖房を行う温水式空調装置において、暖
房能力不足解消のために、温水式の暖房用熱交換器に電
気発熱体を一体化し、温水温度が低いときには電気発熱
体に通電して、電気発熱体の発熱により暖房空気を加熱
することが特開平５−６９７３２号公報等で提案されて
いる。

【０００５】本発明では、上記電気発熱体による空気加
熱作用に注目し、上記電気発熱体を複数ゾーンの独立温
度制御のために有効活用することにより、車両用空調装
置の構成の簡素化を実現しようとするものである。すな
わち，上記目的を達成するため、請求項１記載の発明で
は、空調ケース（２１）内の複数の空気通路（２５、２
６）に送風される空気を温水等を熱源とする暖房用熱交
換器（２３）により加熱するとともに、複数の空気通路
（２５、２６）にそれぞれ電気発熱体（９１〜９４）を
設置して、この電気発熱体（９１〜９４）によっても送
風空気を加熱するようにし、暖房用熱交換器（２３）に
よる空気加熱量を調整する温度制御手段（３１、３２）
を備え、この温度制御手段（３１、３２）により、複数
の吹出開口部（５００、６００）からの吹出空気温度を
制御するようにし、さらに、複数の吹出開口部（５０
０、６００）から空気が吹き出す車室内の複数のゾーン
の目標温度を設定する複数の温度設定器（３８６、３８
７）を備え、複数の空気通路（２５、２６）のうち、一
方の温度設定器（３８６、３８７）により設定された低
い方の目標温度に対応する空気通路では、温度制御手段
（３１、３２）の操作位置により吹出空気温度を決定
し、他方の温度設定器（３８６、３８７）により設定さ
れた高い方の目標温度に対応する空気通路では、この空
気通路に位置する電気発熱体（９１〜９４）に通電する
ことにより、暖房用熱交換器（２３）と電気発熱体（９
１〜９４）の両方の空気加熱量により吹出空気温度を決
定するようにしたことを特徴としている。

【０００６】これによると、複数の空気通路（２５、２
６）からの吹出空気温度を電気発熱体（９１〜９４）の
通電有無により独立に制御することができる。そのた
め、温度制御手段（３１、３２）の操作位置を複数の空
気通路（２５、２６）ごとに独立に制御する必要がな
く、温度制御手段（３１、３２）の操作機構を１つのみ
設けるだけでよい。よって、複数のゾーンを独立に温度
制御可能な車両用空調装置の構成簡素化を達成でき、装
置体格の小型化、コスト低減を図ることができる。

【０００７】本発明は、具体的には、請求項２記載のよ
うに、複数の電気発熱体（９１〜９４）の通電および温
度制御手段（３１、３２）の操作位置を制御する電子制
御装置（３１０）を備え、この電子制御装置（３１０）
には、複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定
された目標温度のうち、低い方の目標温度に対応して温
度制御手段（３１、３２）の操作位置を決定する操作位
置決定手段（３３０）と、複数の温度設定器（３８６、
３８７）により設定された高い方の目標温度に対応する
空気通路（２５、２６）に位置する電気発熱体（９１〜
９４）のみに通電する通電制御手段（３２０）とを備え
ることにより、請求項１に記載の車両用空調装置を好適
に実施できる。

【０００８】さらに、温度制御手段は、請求項３に記載
のように、暖房用熱交換器（２３）を通過する温風と暖
房用熱交換器（２３）をパイパスする冷風との風量割合
を調整するエアミックスドア（３１、３２）であり、複
数の空気通路（２５、２６）にそれぞれエアミックスド
ア（３１、３２）を備えるとともに、この複数のエアミ
ックスドア（３１、３２）を１本の共通の回転軸（２
８）に連結することができる。

【０００９】また、電気発熱体（９１〜９４）は、請求
項４に記載のごとく暖房用熱交換器（２３）の熱交換用
コア部（２３３）に一体に組み込むことができる。な
お、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記
載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。本実施形態は車室内の運転席側のゾ
ーンと助手席側のゾーンを独立に温度制御可能な、いわ
ゆる左右独立温度制御方式の車両用空調装置に関するも
のであって、まず、最初に、車両用空調装置の通風系の
概要を図１、２により説明する。本実施形態の車両用空
調装置の通風系は、大別して、送風機ユニット１０と空
調ユニット２０との２つの部分に分かれている。送風機
ユニット１０は車室内の計器盤下方部のうち、中央部か
ら助手席側へオフセットして配置されており、これに対
し、空調ユニット２０は車室内の計器盤下方部のうち、
車両左右方向の略中央部に配置されている。

【００１１】送風機ユニット１０は周知の遠心多翼ファ
ン（シロッコファン）からなる送風ファン１１を有し、
この送風ファン１１は渦巻き状のスクロールケーシング
１２内に配置され、図示しない電動モータにて回転駆動
される。送風ファン１１の送風空気はスクロールケーシ
ング１２の渦巻き形状に沿って矢印ａのごとく送風され
る。

【００１２】送風ファン１１の吸入口（図示せず）は、
車両上方側（図１の紙面手前側）に設けられ、図示しな
い内外気切替箱を通して空気を吸入する。この内外気切
替箱は周知のごとく内気（車室内空気）吸入口と外気
（車室外空気）吸入口と、これらの吸入口を切替開閉す
る切替ドアとを有している。空調ユニット２０部は、１
つの共通の空調ケース２１内に蒸発器（冷房用熱交換
器）２２とヒータコア（暖房用熱交換器）２３を両方と
も一体的に内蔵するタイプのものである。空調ユニット
２０部は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の
前後、左右および上下方向に対して、図１、２に示す形
態で配置され、そして、空調ケース２１の、最も車両前
方側の部位には、空気入口２４が配設されており、この
空気入口２４には、前述の送風機ユニット１０から送風
される空調空気が流入する。

【００１３】空調ケース２１内において空気入口２４直
後の部位に蒸発器２２が配置されている。この蒸発器２
２は図２に示すように、車両前後方向には薄型の形態で
空調ケース２１内通路を横断するように配置されてい
る。この蒸発器２２は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒
の蒸発潜熱を空調空気から吸熱して、空調空気を冷却す
るものである。

【００１４】そして、蒸発器２２の空気流れ下流側（車
両後方側）に、所定の間隔を開けてヒータコア２３が車
両後方側に傾斜して配置されている。このヒータコア２
３は、蒸発器２２を通過した冷風を再加熱するものであ
って、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）が流
れ、この温水を熱源として空気を加熱するものである。
このヒータコア２３は後述の図３に示すように電気発熱
体９１〜９４を一体化したものである。

【００１５】ところで、空調ケース２１内部の空気通路
は図示するように車両前後方向に延びるように形成され
ており、この空調ケース２１内部の空気通路は車両左右
方向に第１、第２の２つの空気通路２５、２６に仕切っ
てある。すなわち、第１空気通路２５は助手席側空気通
路であり、第２空気通路２６は運転席側空気通路であ
る。仕切り板２７はこの２つの空気通路２５、２６を仕
切るために、蒸発器２２の空気下流側部位からヒータコ
ア２３周辺部を通ってヒータコア２３の下流側端部に至
るまで、車両前後方向に配置されている。この仕切り板
２７は樹脂にて空調ケース２１と一体に成形することが
でき、ヒータコア２３の配置部位ではヒータコア２３と
の干渉を回避するための切欠き部が形成されている。

【００１６】ヒータコア２３は上記２つの空気通路２
５、２６を横断するように配置されており、そして、ヒ
ータコア２３の内部は偏平チューブ２３６（図３）の偏
平面により、仕切り板２７と同一位置で２つの空気通路
２５、２６に仕切られている。空調ケース２１内の２つ
の空気通路２５、２６において、ヒータコア２３の上方
部位には、それぞれ、このヒータコア２３をバイパスし
て空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路２９、３０
（図２）が形成されている。

【００１７】また、２つの空気通路２５、２６におい
て、ヒータコア２３と蒸発器２２との間の部位には、ヒ
ータコア２３で加熱される温風と、冷風バイパス通路２
９、３０を通ってヒータコア２３をバイパスする冷風と
の風量割合を調整する平板状のエアミックスドア３１、
３２が配置されている。ここで、この２つのエアミック
スドア３１、３２は、水平方向に配置された１本の回転
軸２８と一体に結合されており、この回転軸２８ととも
に車両上下方向に一体に回動可能になっている。このエ
アミックスドア３１、３２は上記風量割合の調整により
左右２つの空気通路２５、２６からの吹出空気温度を制
御する温度制御手段をなす。

【００１８】回転軸２８は、空調ケース２１および仕切
り板２７に回転自在に支持され、かつ回転軸２８の一端
部は空調ケース２１の外部に突出して、図示しないリン
ク機構を介して、サーボモータ等を用いたアクチュエー
タ機構に連結され、このアクチュエータ機構によりエア
ミックスドア３１、３２の回動位置を一体に調整するよ
うになっている。このアクチュエータ機構は空調装置の
電子制御装置３１０（図５）により回転量が自動制御さ
れるようになっている。

【００１９】そして、空調ケース２１内において、ヒー
タコア２３の空気下流側（車両後方側の部位）には、ヒ
ータコア２３との間に所定間隔を開けて上下方向に延び
る壁面３３（図２参照）が空調ケース２１に一体成形さ
れている。この壁面３３によりヒータコア２３の直後か
ら上方に向かう温風通路３４、３５が空気通路２５、２
６にそれぞれ形成されている。

【００２０】図２に示すように、温風通路３４、３５の
下流側（上方側）はヒータコア２３の上方部において冷
風バイパス通路２９、３０と合流し、冷風と温風の混合
を行う冷温風混合空間３６、３７を空気通路２５、２６
にそれぞれ形成している。空調ケース２１の上面部にお
いて、車両前方側の部位には空気通路２５、２６にそれ
ぞれ対応して左右のデフロスタ開口部３８、３９が開口
している。このデフロスタ開口部３８、３９は冷温風混
合空間３６、３７から温度制御された空調空気が流入す
るものであって、図示しないデフロスタダクトを介して
デフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口か
ら、車両前面窓ガラスの内面に向けて風を吹き出す。

【００２１】デフロスタ開口部３８、３９はそれぞれデ
フロスタドア４０、４１により開閉される。このデフロ
スタドア４０、４１は、空調ケース２１の上面部近傍に
て水平方向に配置された１本の共通の回転軸４２により
連動して回動するようになっており、デフロスタドア４
０、４１が一点鎖線位置に操作されると、デフロスタ開
口部３８、３９を全開するとともに連通口６６、６７を
閉じるようになっている。この連通口６６、６７は空気
通路２５、２６にそれぞれ形成され、冷温風混合空間３
６、３７から後述のフェイス、フット開口部側へ空気を
流すための通路となる。

【００２２】空調ケース２１の上面部において、車両後
方側（乗員寄り）の部位には、図１に示すように、合計
６個の左右のフェイス開口部４３〜４８が設けられてお
り、これらの各フェイス開口部４３〜４８のうち中央側
のフェイス開口部４３、４４には冷温風混合空間３６、
３７から温度制御された空調空気が上記連通口６６、６
７を介して流入する。

【００２３】中央側のセンタフェイス開口部４３、４４
には図示しないフェイスダクトを介して、計器盤左右方
向の中央部上方側に配置されているセンターフェイス吹
出口が接続され、この吹出口から車室内中央部の乗員頭
部に向けて風を吹き出す。また、センタフェイス開口部
４３、４４の車両左右方向の両側に配置された左右のサ
イドフェイス開口部４５〜４８はそれぞれ左右のサイド
フェイスダクトに連結されて、このダクトを介して計器
盤左右両端部の左右のサイドフェイス吹出口に接続され
る。そして、この吹出口から車室内左右両側部の乗員頭
部側または車両側面窓ガラスに向けて風を吹き出す。

【００２４】なお、左右のサイドフェイス開口部４５〜
４８は冷温風混合空間３６、３７と直接連通しているの
で、デフロスタドア４０、４１およびフットフェイス切
替用ドア５７、５８の操作位置と無関係に、全吹出モー
ドにおいて常に、冷温風混合空間３６、３７からの空気
を吹出すことができる。次に、空調ケース２１内で、冷
温風混合空間３６、３７より車両後方側の部位に、左右
のフット用空気入口部５５、５６が各空気通路２５、２
６ごとに開口している。このフット用空気入口部５５、
５６はセンタフェイス開口部４３、４４に対向して設け
られ、各空気通路２５、２６ごとに配置されたフットフ
ェイス切替用ドア５７、５８により切替開閉される。こ
のフットフェイス切替用ドア５７、５８は１本の共通の
回転軸５９により連動して回動するようになっている。

【００２５】フット用空気入口部５５、５６からの空気
はフット開口部６０、６１に流れ、さらに図示しない前
席用フットダクト、前席用吹出口を経て前席の乗員足元
に吹き出す。次に、図３は上記したヒータコア２３の具
体的構造を例示するもので、ヒータコア２３は、温水入
口側タンク２３１と、温水出口側タンク２３２と、この
両タンク２３１、２３２の間に設けられた熱交換用コア
部２３３とを有している。

【００２６】温水入口側タンク２３１の長手方向（図３
の左右方向）の一端部には図示しない車両エンジンから
のエンジン冷却水、すなわち温水（熱源流体）が流入す
る入口パイプ２３４が設けられている。同様に、温水出
口側タンク２３２の長手方向の一端部には出口パイプ２
３５が設けられており、この出口パイプ２３５から温水
を外部へ流出させ、エンジン側に還流させる。

【００２７】各タンク２３１、２３２のシートメタル部
２３１ａ、２３２ａ（図３参照）には偏平状のチューブ
挿入穴（図示せず）が多数個、図３の左右方向に並んで
形成されている。熱交換用コア部２３３は暖房用空気の
流れ方向（図３の紙面垂直方向）に対して平行な偏平状
に形成された偏平チューブ２３６を多数個図３の左右方
向に並列配置している。そして、この多数個の偏平チュ
ーブ２３６相互の間に波形状に成形されたコルゲートフ
ィン（フィン部材）２３７を配置し接合している。この
コルゲートフィン２３７には周知のごとく暖房用空気の
流れ方向ａに対して所定角度で斜めに多数のルーバ（図
示せず）が切り起こし成形されており、このルーバの形
成によりフィン熱伝達率を向上させている。

【００２８】偏平チューブ２３６の両端開口部は、各タ
ンク２３１、２３２のシートメタル部２３１ａ、２３２
ａのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通され、接合され
る。また、コア部２３３の最外側（図３の左右両端部）
のコルゲートフィン２３７のさらに外側にはサイドプレ
ート２３８ａ、２３８ｂが配設され、このサイドプレー
ト２３８ａ、２３８ｂは最外側のコルゲートフィン２３
７およびタンク２３１、２３２に接合される。

【００２９】そして、熱交換用コア部２３３のうち、電
気発熱体９１〜９４が設置される部位では、図４に示す
ように、隣接するコルゲートフィン２３７の折り曲げ頂
部に、それぞれ偏平チューブ２３６の長手方向に延びる
平板状の金属製保持板２３９、２４０を接合するととも
に、この２枚の金属製保持板２３９、２４０の間に所定
間隔Ｌ（Ｌ＝電気発熱体９１〜９４の厚み）を設定し
て、この２枚の保持板２３９、２４０の間に電気発熱体
９１〜９４を組み付ける構造となっている。なお、２枚
の保持板２３９、２４０の長さは、図３において熱交換
用コア部３の幅（図３上下方向の寸法）と略同一にして
ある。

【００３０】本例におけるヒータコア２３では、上記各
構成部品２３１〜２３８ｂおよび２枚の保持板２３９、
２４０のすべてがアルミニュウム（アルミニュウム合金
も含む）にて成形されており、これらのアルミニュウム
製の構成部品２３１〜２３８ｂおよび保持板２３９、２
４０はろう付けにて接合され、熱交換器が組立られる。

【００３１】ところで、熱交換用コア部２３３の一部の
部位に、偏平チューブ２３６の代わりに、電気発熱体９
１〜９４を設置しているため、２枚の金属製保持板２３
９、２４０の板厚と電気発熱体９の厚さＬ（図４）とを
含む全体の厚さが偏平チューブ６の厚さ（例えば、１ｍ
ｍ）と同一となるように設定してある。図３の例では、
熱交換用コア部３の左右対称位置の４箇所（斜線部）に
電気発熱体９１〜９４を設置している。

【００３２】この電気発熱体９１〜９４は図４に示すよ
うに、板状の発熱体素子９０ａと、この発熱体素子９０
ａの表裏両面に配置された細長の平板状の電極板９０ｂ
と電極板９０ｃとからなる３層のサンドウイッチ構造に
なっている。発熱体素子９０ａは所定の設定温度（例え
ば、１５０°Ｃ付近）Ｔ₀ にて抵抗値が急増する正の抵
抗温度特性を有する抵抗体材料（例えば、チタン酸バリ
ウム）からなるＰＴＣヒータ素子である。そして、発熱
体素子９０ａと電極板９０ｂ、９０ｃの間は互いに圧接
することにより、両者間の電気的導通を得るようにして
ある。発熱体素子９０ａの片面に位置する電極板９０ｂ
は例えば、正極側電極板であり、また、他の片面に位置
する電極板９０ｃは例えば、負極側（設置側）電極板で
あり、この両電極板９０ｂ、９０ｃを通して発熱体素子
９０ａに通電するようになっている。

【００３３】一方、両電極板９０ｂ、９０ｃの周囲を全
周にわたって電気的絶縁材料（高耐熱性の樹脂）からな
る被覆部材９０ｄにより被覆してある。そして、この被
覆部材９０ｄが保持板２３９、２４０に圧接するように
して、２枚の保持板２３９、２４０の間に電気発熱体９
１〜９４が組み付けられる。なお、熱交換用コア部２３
３には、多数本の偏平チューブ２３６群と直交する方向
に締付け力を作用させる締結（バンド）部材（図示せ
ず）を装着して、この締結部材の締付け力により電気発
熱体９１〜９４を熱交換用コア部２３３の２枚の保持板
２３９、２４０の間に保持するとともに、発熱体素子９
０ａと両電極板９０ｂ、９０ｃとを圧接させる。

【００３４】また、本例においては、図１の仕切り板２
７が図３の左右方向の中央部に位置することにより、電
気発熱体９１〜９４のうち、左側の２個の電気発熱体９
１、９２が図１の助手席側の第１空気通路２５内に位置
し、右側の２個の電気発熱体９３、９４が図１の運転席
側の第２空気通路２６内に位置するようになっている。

【００３５】次に、図５により電気発熱体９１〜９４の
通電制御、エアミックスドア３１、３２の操作位置制御
等を行う制御系について説明すると、エアミックスドア
３１、３２の回転軸２８を駆動するアクチュエータ機構
にはサーボモータ３００が設けられており、このサーボ
モータ３００の回転量を制御することによりエアミック
スドア３１、３２の操作位置を制御するようになってい
る。

【００３６】空調用電子制御装置３１０はマイクロコン
ピュータ等から構成されるものであり、予め設定された
プログラムに基づいて所定の演算処理を行って電気発熱
体９１〜９４等への通電を制御する。電子制御装置３１
０には、各電気発熱体９１〜９４に対応してそれぞれ設
けられたリレー（図示せず）を有する第１駆動回路部３
２０が設けられ、この第１駆動回路部３２０のリレーに
よって電気発熱体９１〜９４の発熱体素子９０ａへの通
電を断続する。第１駆動回路部３２０は、請求項２の通
電制御手段を構成するものである。

【００３７】また、電子制御装置３１０には、サーボモ
ータ３００の回転量を制御する第２駆動回路部３３０が
設けられている。この第２駆動回路部３３０は請求項２
の操作位置決定手段を構成するものである。電子制御装
置３１０には車両エンジン３４０の運転を断続するイグ
ニッションスイッチ３５０を介して車載バッテリ３６０
から電源が供給される。この車載バッテリ３６０にはオ
ルタネータ（交流発電機）３７０が接続され、このオル
タネータ３７０の出力電圧によりバッテリ３６０が充電
される。

【００３８】一方、電子制御装置３１０には次の各種セ
ンサ類からの信号が入力される。すなわち、車室内温度
（内気温）を検出する内気温センサ３８０、車室外温度
（外気温）を検出する外気温センサ３８１、車室内への
日射量を検出する日射センサ３８２、水冷式車両エンジ
ン３４０の温水温度を検出する水温センサ３８３、蒸発
器２２の吹出空気温度を検出する蒸発器後温度センサ３
８４、車載バッテリ３６０の充電電圧に応じた信号を発
生するバッテリ電圧センサ（バッテリ充電信号発生手
段）３８５、空調操作パネル（図示せず）に設けられ、
運転席側の目標温度を設定する運転席側温度設定器３８
６、空調操作パネルに設けられ、助手席側の目標温度を
設定する助手席側温度設定器３８７、および空調操作パ
ネルに設けられ、空調の作動信号を発生する空調作動ス
イッチ３８８等からの信号が電子制御装置３１０に入力
される。

【００３９】そして、電子制御装置３１０には、運転席
側温度設定器３８６により設定された運転席側目標温度
に、車室内の運転席側ゾーンの温度を維持するために必
要な運転席側必要吹出温度を後述の数式１により算出す
る運転席側必要吹出温度算出手段３９０が備えられてい
る。また、助手席側温度設定器３８７により設定された
助手席側目標温度に、車室内の助手席側ゾーンの温度を
維持するために必要な助手席側必要吹出温度を後述の数
式２により算出する助手席側必要吹出温度算出手段３９
１が備えられている。

【００４０】さらに、この両算出手段３９０、３９１に
より算出された運転席側必要吹出温度と助手席側必要吹
出温度との大小を比較する比較手段３９２が電子制御装
置３１０に備えられている。前記した第１、第２駆動回
路部３２０、３３０は、上記両算出手段３９０、３９１
と上記比較手段３９２の演算結果に基づいて、電気発熱
体９１〜９４の通電およびエアミックスドア３１、３２
の操作位置を制御する。

【００４１】なお、図５において、４００は車両エンジ
ン３４０の温水回路であり、エンジン３４０により駆動
される温水ポンプ４１０の作動より温水弁４２０を介し
てヒータコア２３に温水が循環する。温水弁４２０は最
大冷房時以外のときは開弁状態となり、ヒータコア２３
への温水循環を許容する。また、図５には図示しなかっ
たが、送風機ユニット１０の送風ファン１１の回転数
（風量）、吹出モードドア４０、４１、５７、５８の操
作位置等も電子制御装置３１０により制御される。

【００４２】次に、上記構成において作動を説明する。
本実施形態の車両用空調装置は、デフロスタドア４０、
４１とフットフェイス切替用ドア５７、５８の操作位置
を選択することにより、以下の吹出モードを設定でき
る。 （１）フェイス吹出モード デフロスタドア４０、４１を図２の実線位置に操作し
て、デフロスタ開口部３８、３９を閉じるとともに連通
口６６、６７を全開する。また、フットフェイス切替用
ドア５７、５８を図２の一点鎖線位置に操作してフット
用空気入口部５５、５６を閉塞する。これにより、送風
機ユニット１０からの送風空気を蒸発器２２で冷却して
冷風とし、この冷風を空気通路２５、２６から主にセン
ターフェイス開口部４３、４４を通して乗員頭部側に吹
き出す。

【００４３】また、同時に、冷風の一部は左右のサイド
フェイス開口部４５〜４８を通って、車室内の左右側方
部にも吹き出される。 （２）バイレベル吹出モード デフロスタドア４０、４１を図２の実線位置に操作し
て、デフロスタ開口部３８、３９を閉じるとともに連通
口６６、６７を全開する。また、フットフェイス切替用
ドア５７、５８を図２の実線位置と一点鎖線位置の中間
位置に操作して、フェイス開口部４３、４４およびフッ
ト用空気入口部５５、５６をともに開放する。

【００４４】このため、送風機ユニット１０からの送風
空気を、フェイス開口部４３、４４、４５〜４８を通し
て乗員の頭部側に吹き出すと同時に、フット開口部６
０、６１を通して乗員の足元側にも吹き出す。 （３）フット吹出モード フットフェイス切替用ドア５７、５８を図２の実線位置
に操作して、フェイス開口部４３、４４を閉塞して、フ
ット用空気入口部５５、５６を全開する。一方、デフロ
スタドア４０、４１は図２の実線位置から若干量反時計
方向に操作されて、デフロスタ開口部３８、３９を小開
度で開放するとともに、連通口６６、６７を全開する。

【００４５】これにより、送風機ユニット１０からの送
風空気をヒータコア２３が加熱して温風とした後に、連
通口６６、６７を通って、主にフット開口部６０、６１
を通して乗員の足元側に風を吹き出す。また、温風の一
部はデフロスタ開口部３８、３９を通してデフロスタ吹
出口から車両前面窓ガラスに向けて吹き出すとともに、
サイドフェイス開口部４５〜４８を通って、車両側方の
窓ガラスにも吹き出す。

【００４６】これにより、デフロスタ開口部３８、３９
とサイドフェイス開口部４５〜４８への吹出風量を２０
％程度に設定して、窓ガラスの曇り止めを行いながら、
乗員足元への温風吹出による暖房作用を行うことができ
る。 （４）フットデフロスタ吹出モード 上記したフット吹出モードの状態からデフロスタドア４
０、４１を所定量だけさらに図２の反時計方向に回動操
作して、デフロスタ開口部３８、３９の開度を大きくす
るとともに、連通口６６、６７の開度を小さくすること
により、デフロスタ開口部３８、３９、サイドフェイス
開口部４５〜４８への吹出風量と、フット開口部６０、
６１への吹出風量をともに５０％程度（同等の風量）に
設定することができ、フットデフロスタ吹出モードが得
られる。

【００４７】（５）デフロスタ吹出モード デフロスタドア４０、４１を図２の一点鎖線位置に操作
して、連通口６６、６７を閉じると、フェイス開口部４
３、４４およびフット開口部６０、６１への送風が遮断
される。これにより、送風機ユニット１０からの送風空
気は空気通路２５、２６から主にデフロスタ開口部３
８、３９に流入し、デフロスタ吹出口から車両前面窓ガ
ラスに向けて吹き出され、前面窓ガラスの曇り止めを行
う。

【００４８】このとき、同時に、送風空気の一部は左右
のサイドフェイス開口部４５〜４８を通って、サイドフ
ェイス吹出口から車両側面窓ガラスに向かって吹き出さ
れ、側面窓ガラスの曇り止めを行う。ところで、上記の
ごとき作動を行う空調装置において、冬期暖房時におけ
る電気発熱体９１〜９４の作用について説明すると、車
室の暖房を行うときには、送風機ユニット１０の送風フ
ァン１１を作動させるとともに、ヒータコア２３への温
水回路４００に備えられた温水弁４２０を開弁させる。
送風ファン１１の作動によって、送風空気は空調ケース
２１内の蒸発器２２を通過した後に、ヒータコア２３の
偏平チューブ２３６とコルゲートフィン２３７との間の
空隙部を送風空気が通過する。一方、車両用エンジン３
４０の温水ポンプ４１０の作動によりエンジン３４０か
らの温水が温水弁４２０を介してヒータコア２３の入口
パイプ２３４より温水入口側タンク２３１内に流入す
る。

【００４９】そして、温水は、入口側タンク２３１にて
多数本の偏平チューブ２３６に分配され、この偏平チュ
ーブ２３６を並列に流れる間にコルゲートフィン２３７
を介して送風空気に放熱する。多数本の偏平チューブ２
３６を通過した温水は、温水出口側タンク２３２に流入
し、ここで集合され、出口パイプ２３５から温水はヒー
タコア２３の外部へ流出し、エンジン３４０側に還流す
る。

【００５０】一方、暖房時において、温水温度が低く
て、電気発熱体９１〜９４を発熱させる必要があるとき
は、第１駆動回路部３２０により電気発熱体９１〜９４
に車載バッテリ３６０の電圧を印加する。これにより、
各電気発熱体９１〜９４が通電され発熱する。各電気発
熱体９１〜９４の発熱は両側のコルゲートフィン２３７
に伝導されて、このコルゲートフィン２３７から送風空
気に放熱される。従って、温水の低温時でも暖房空気を
速やかに加熱して即効暖房を行うことができる。

【００５１】ここで、電気発熱体９１〜９４の発熱体素
子９０ａは所定のキューリ点にて抵抗値が急増する正の
抵抗温度特性を有するＰＴＣ素子であるから、周知のご
とく、その発熱温度をキューリ点に自己制御する自己温
度制御機能を備えている。次に、本発明の特徴とする車
室内の複数ゾーンを独立に温度制御する温度制御の作動
について詳述する。

【００５２】図６は本発明の比較例（従来周知の一般的
なもの）における、複数ゾーン、例えば、運転席側ゾー
ンと助手席側ゾーンの独立温度制御方式を示すもので、
この比較例においては、ケース２１内を仕切り板２７に
より助手席側の第１空気通路２５と運転席側の第２空気
通路２６とに仕切るとともに、第１、第２空気通路２
５、２６側にそれぞれ配置したエアミックスドア３１、
３２を独立の回転軸２８ａ、２８ｂに連結して、エアミ
ックスドア３１、３２を図６に示すようにそれぞれ独立
の回転位置に操作できるようにしている。

【００５３】具体的な制御例を述べると、運転席側温度
設定器３８６により設定された運転席側目標温度が２８
°Ｃで、助手席側温度設定器３８７により設定された助
手席側目標温度が２５°Ｃである場合は、助手席側エア
ミックスドア３１に比して運転席側エアミックスドア３
２の操作位置を図６（ｂ）に示すように温風量が増える
側の位置に操作して、運転席側の第２空気通路２６の吹
出空気温度を助手席側の第１空気通路２５よりも高くす
ることができる。

【００５４】このようにして、第１、第２空気通路２
５、２６側の吹出開口部５００、６００からの吹出空気
温度を独立に制御することができ、運転席側ゾーンと助
手席側ゾーンを独立に温度制御できる。なお、吹出開口
部５００は、図１、２における吹出開口部３８、３９、
４３〜４８、６０、６１のうち助手席側の吹出開口部を
総称して示しており、吹出開口部６００は、図１、２に
おける吹出開口部３８、３９、４３〜４８、６０、６１
のうち運転席側の吹出開口部を総称して示している。

【００５５】上記比較例によると、必然的に、エアミッ
クスドア３１、３２を独立に操作するために、各ドア３
１、３２毎にそれぞれ独立にリンクやサーボモータ等の
操作機構が必要となる。一方、図７は本実施形態による
複数ゾーン、例えば、運転席側ゾーンと助手席側ゾーン
の独立温度制御方式の考え方を示すもので、運転席側温
度設定器３８６により設定された運転席側目標温度が２
８°Ｃで、助手席側温度設定器３８７により設定された
助手席側目標温度が２５°Ｃである場合は、助手席側目
標温度が運転席側目標温度より低いので、助手席側目標
温度に基づいて、エアミックスドア３１、３２の操作位
置（回転位置）を決定し、一方、目標温度が高い運転席
側の吹出空気温度を助手席側より高めるために、ヒータ
コア２３の電気発熱体９１〜９４のうち、運転席側の電
気発熱体９３、９４のみに通電し、助手席側の電気発熱
体９１、９２の通電はオフする。

【００５６】ここで、運転席側目標温度と助手席側目標
温度との差が減少したとき（例えば、温度差が２°Ｃ以
内のとき）は、運転席側の電気発熱体９３、９４の１本
のみを通電する。以上のように、暖房補助熱源として用
いる電気発熱体９１〜９４に着目して、この電気発熱体
９１〜９４を助手席側の第１空気通路２５と運転席側の
第２空気通路２６とに区分して配置し、この電気発熱体
９１〜９４の通電を運転席側目標温度と助手席側目標温
度との差に応じて断続制御することにより、助手席側お
よび運転席側エアミックスドア３１、３２の操作位置を
同一位置とすることができる。よって、２つのエアミッ
クスドア３１、３２を１つの操作機構で操作することが
でき、操作機構の簡素化を図ることができる。

【００５７】次に、本実施形態による複数ゾーン独立温
度制御方法の具体例を図５に基づいて説明すると、電子
制御装置３１０の運転席側必要吹出温度算出手段３９０
は、下記の数式１により運転席側必要吹出温度ＴＡＯＤ
を算出し、同様に、助手席側必要吹出温度算出手段３９
１は下記の数式２により助手席側必要吹出温度ＴＡＯＰ
を算出する。

【００５８】

【数１】ＴＡＯＤ＝Ｋset ×Ｔsetd−Ｋr ×Ｔr −Ｋam
×Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ （Ｔsetdは運転席側目標温度、Ｔr は内気温、Ｔamは外
気温、Ｔs は日射量） （Ｋset 、Ｋr 、Ｋamは各ゲイン、Ｃは補正用の定数）

【００５９】

【数２】ＴＡＯＰ＝Ｋset ×Ｔsetp−Ｋr ×Ｔr −Ｋam
×Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ （Ｔsetpは助手席側目標温度、他は数式１と同じ） なお、数式１、２において、内気温Ｔr および日射量Ｔ
s はセンサ３８０、３８２により運転席側ゾーンと助手
席側ゾーンの概略平均値を検出するようにしている。

【００６０】そして、上記両算出手段３９０、３９１に
より算出された運転席側必要吹出温度ＴＡＯＤと助手席
側必要吹出温度ＴＡＯＰとの大小を比較手段３９２によ
り比較し、ＴＡＯＤとＴＡＯＰのうち、低い方の必要吹
出温度が比較手段３９２を介して、第２駆動回路部３３
０に入力される。いま、助手席側目標温度Ｔsetp＝２５
°Ｃで、運転席側目標温度Ｔsetd＝２８°Ｃであると、
運転席側必要吹出温度ＴＡＯＤ＞助手席側必要吹出温度
ＴＡＯＰになり、第２駆動回路部３３０においては、助
手席側必要吹出温度ＴＡＯＰに基づいて下記の数式３に
よりエアミックスドア３１、３２の操作位置ＳＷを算出
する。

【００６１】

【数３】ＳＷ＝｛（ＴＡＯＰ−Ｔe ）／（Ｔw −Ｔe
）｝×１００ （％） （Ｔe は蒸発器２２の吹出空気温度、Ｔw はヒータコア
２３に流入する水温） 第２駆動回路部３３０は、上記助手席側必要吹出温度Ｔ
ＡＯＰに基づいて算出された操作位置ＳＷにエアミック
スドア３１、３２を操作する。

【００６２】一方、第１駆動回路部３３０においては、
比較手段３９２の比較結果に基づいて、必要吹出温度が
高い方のゾーン、本例では、運転席側ゾーンに対応する
電気発熱体９３、９４のみに通電して、助手席側ゾーン
に対応する電気発熱体９１、９２には通電しない。この
結果、助手席側の第１空気通路２５においては、エアミ
ックスドア３１の操作位置ＳＷにより温度制御された空
気が車室内へ吹出し、助手席側のゾーンを助手席側温度
設定器３８７により設定された助手席側目標温度（２５
°Ｃ）に維持する。

【００６３】これに対し、運転席側の第２空気通路２６
においては、エアミックスドア３１の操作位置ＳＷによ
り温度制御された空気に、運転席側の電気発熱体９３、
９４の発熱量が加わるので、この発熱量の分だけ運転席
側の吹出空気温度を高めることができ、運転席側のゾー
ンを運転席側温度設定器３８６により設定された運転席
側目標温度（２８°Ｃ）に維持できる。

【００６４】（他の実施形態）なお、上記の実施形態で
は、車室内の運転席側ゾーンと助手席側ゾーンとを独立
に温度制御する場合について説明したが、車両用空調装
置には、前述のバイレベルモードにおいて、フェイス側
の吹出温度とフット側の吹出温度とを独立に温度制御す
る、いわゆる上下独立温度制御方式を採用するものが知
られており、本発明はこの上下独立温度制御方式に対し
ても適用できる。

【００６５】すなわち、ヒータコア２３における複数本
の電気発熱体９１〜９４が車両上下方向の空気通路に対
して区分して配列されるようにして、上記実施形態と同
様に吹出空気温度を高くする方のゾーン（通常は下方側
のゾーン）に対応する電気発熱体のみに通電して、吹出
空気温度が高い方のゾーンでは電気発熱体の発熱により
吹出空気温度を上昇させればよい。

【００６６】また、車両用空調装置には、前席側ゾーン
の吹出温度と後席側ゾーンの吹出温度とを独立に温度制
御する、いわゆる前後独立温度制御方式を採用するもの
が知られており、本発明はこの前後独立温度制御方式に
対しても適用できる。この場合も前後の吹出空気温度の
うち、吹出空気温度の高い方のゾーンに対応する電気発
熱体のみに通電して、吹出空気温度の高い方のゾーンで
は電気発熱体の発熱により吹出空気温度を上昇させれば
よい。

【００６７】また、上記の実施形態では、冷温風の風量
割合の調整により吹出空気温度を制御するエアミックス
タイプの車両用空調装置について説明したが、ヒータコ
ア２３を循環する温水の流量、あるいは温水の温度を温
水弁により調整し、これにより吹出空気温度を制御する
温水制御タイプの車両用空調装置も周知であり、この温
水制御タイプの車両用空調装置にも本発明は同様に適用
できる。

【００６８】この場合は、吹出空気温度が低い方のゾー
ンでは、温水流量あるいは温水温度の調整により吹出空
気温度を決定し、吹出空気温度の高い方のゾーンではさ
らに電気発熱体に通電して、電気発熱体の発熱により吹
出空気温度を上昇させればよい。また、電気発熱体９１
〜９４の設置形態（設置場所、設置本数等）を図２の形
態に限らず、ヒータコア（暖房用熱交換器）２３の仕様
の変化に対応して種々変更し得ることはもちろんであっ
て、電気発熱体９１〜９４をヒータコア２３に一体化せ
ずに、ヒータコア２３から分離してケース２１内の空気
通路に設置することも可能である。

【００６９】また、ヒータコア２３のチューブ２３６に
流入する熱源流体は、温水の他にオイル等であってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態おける送風機ユニットと空
調ユニットの平面配置図である。

【図２】図１の空調ユニット部のＢ矢視断面図である。

【図３】本発明の一実施形態による暖房用熱交換器の正
面図である。

【図４】図３の暖房用熱交換器の電気発熱体設置部の拡
大斜視図である。

【図５】本発明の一実施形態における電気制御ブロック
図である。

【図６】従来装置（比較例）による左右独立温度制御方
式の説明図である。

【図７】本発明の一実施形態による左右独立温度制御方
式の説明図である。

【符号の説明】

２１…空調用ケース、２３…暖房用熱交換器、２５、２
６…空気通路、３１、３２…エアミックスドア（温度制
御手段）、９１〜９４…電気発熱体、３１０…電子制御
装置、３８６、３８７…温度設定器、５００、６００…
吹出開口部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数に仕切られた空気通路（２５、２
   ６）を有する空調ケース（２１）と、 前記複数の空気通路（２５、２６）に送風される空気を
   加熱する暖房用熱交換器（２３）と、 前記複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれ設置さ
   れ、空気を加熱する複数の電気発熱体（９１〜９４）
   と、 前記複数の空気通路（２５、２６）からの空気をそれぞ
   れ車室内へ吹き出す複数の吹出開口部（５００、６０
   ０）と、 前記暖房用熱交換器（２３）による空気加熱量を調整し
   て、前記複数の吹出開口部（５００、６００）からの吹
   出空気温度を制御する温度制御手段（３１、３２）と、 前記複数の吹出開口部（５００、６００）から空気が吹
   き出す車室内の複数のゾーンの目標温度を設定する複数
   の温度設定器（３８６、３８７）とを備え、 前記複数の空気通路（２５、２６）のうち、前記複数の
   温度設定器（３８６、３８７）の一方により設定された
   低い方の目標温度に対応する空気通路では、前記温度制
   御手段（３１、３２）の操作位置により前記吹出空気温
   度を決定し、 前記複数の温度設定器（３８６、３８７）の他方により
   設定された高い方の目標温度に対応する空気通路では、
   この空気通路に位置する前記電気発熱体（９１〜９４）
   に通電することにより、前記暖房用熱交換器（２３）と
   前記電気発熱体（９１〜９４）の両方の空気加熱量によ
   り前記吹出空気温度を決定することを特徴とする車両用
   空調装置。
2. 【請求項２】 前記複数の電気発熱体（９１〜９４）の
   通電および前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置
   を制御する電子制御装置（３１０）を備え、 この電子制御装置（３１０）には、前記複数の温度設定
   器（３８６、３８７）により設定された目標温度のう
   ち、低い方の目標温度に対応して前記温度制御手段（３
   １、３２）の操作位置を決定する操作位置決定手段（３
   ３０）と、 前記複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定さ
   れた高い方の目標温度に対応する前記空気通路（２５、
   ２６）に位置する前記電気発熱体（９１〜９４）のみに
   通電する通電制御手段（３２０）とを備えることを特徴
   とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記温度制御手段は、前記暖房用熱交換
   器（２３）を通過する温風と前記暖房用熱交換器（２
   ３）をパイパスする冷風との風量割合を調整するエアミ
   ックスドア（３１、３２）であり、 前記複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれ前記エア
   ミックスドア（３１、３２）が備えられており、 前記エアミックスドア（３１、３２）が１本の共通の回
   転軸（２８）に連結されていることを特徴とする請求項
   １または２に記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記電気発熱体（９１〜９４）は、前記
   暖房用熱交換器（２３）の熱交換用コア部（２３３）に
   一体に組み込まれていることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。