JPH1142936A

JPH1142936A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JPH1142936A
Application number: JP10022336A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Nakamura; 貢中村; Mikio Fukuoka; 幹夫福岡; Yoshimitsu Inoue; 美光井上; Michiyasu Yamamoto; 道泰山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-02-16
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: JP3840781B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気発熱体による暖房能力制御を、車両の運
転状況、車両の使用環境等に応じてきめ細かく行う。【解決手段】車室内に吹き出される空気の加熱源とし
て、温水熱源の暖房用熱交換器Ｈと、複数の電気発熱体
９１〜９３とを備えるとともに、暖房用熱交換器Ｈに循
環する温水の温度に応じて電気発熱体９１〜９３への通
電を制御する制御装置２３を備える。温水温度が所定値
以上のときは、複数の電気発熱体９１〜９３への通電を
すべて遮断し、温水温度が所定値より低下するにつれて
複数の電気発熱体９１〜９３の通電本数を増加させる。
これによると、電気発熱体による暖房能力制御を、温水
の温度変化に対応してきめ細かく行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温水等を熱源とする
暖房用熱交換器の他に、補助暖房熱源として電気発熱体
を備えている車両用空調装置において、電気発熱体の通
電制御のための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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冷却水（温
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は、暖房能力不足
が課題になっている。

【０００３】そこで、特開平５−６９７３２号公報で
は、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により、暖房
能力の不足を解消するものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、電気発熱体への通電を単純に所定の温水温度にて
断続するだけであるので、車両の運転状況、車両の使用
環境等に応じたきめ細かい暖房能力制御を行うことがで
きない。本発明は上記点に鑑みてなされたもので、電気
発熱体による暖房能力制御を、車両の運転状況、車両の
使用環境等に応じてきめ細かく行うことを目的とする。

【０００５】また、本発明は、電気発熱体による暖房能
力制御時に車室内への吹出空気温度の均一化を図ること
を他の目的とする。また、本発明は、電気発熱体による
暖房能力制御で、車室内左右への吹出空気温度の独立制
御を可能とすることを他の目的とする。また、本発明
は、電気発熱体による暖房能力制御で、車室内上下への
吹出空気温度の独立制御を可能とすることを他の目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、車室内に吹き出される空
気の加熱源として、熱源流体と空気とを熱交換する暖房
用熱交換器（Ｈ）と、複数の電気発熱体（９１〜９４）
とを備えるとともに、暖房用熱交換器（Ｈ）に循環する
熱源流体の温度に応じて電気発熱体（９１〜９４）への
通電を制御する制御手段（１０２、１０４、１０５、１
０６）を備え、熱源流体の温度が所定値以上のときは、
複数の電気発熱体（９１〜９４）への通電をすべて遮断
し、熱源流体の温度が所定値より低下するにつれて複数
の電気発熱体（９１〜９４）の通電数を増加させること
を特徴としている。

【０００７】これによると、熱源流体の温度低下に対応
して電気発熱体（９１〜９４）の発熱量を増加でき、電
気発熱体による暖房能力制御を、熱源流体の温度変化に
対応してきめ細かく行うことができる。また、熱源流体
の温度が所定値以上であるときは、熱源流体と空気との
熱交換にて暖房能力が十分得られる条件であるとして電
気発熱体への通電を遮断する。従って、実用上、電気発
熱体が無駄に電力消費するのを防止できる。

【０００８】また、請求項２記載の発明では、暖房負荷
を算出する算出手段（１０７））と、暖房負荷に応じて
複数の電気発熱体（９１〜９４）への通電を制御する制
御手段（１０８、１０５）とを備え、暖房負荷が所定値
以下のときは、複数の電気発熱体（９１〜９４）への通
電をすべて遮断し、暖房負荷が所定値より上昇するにつ
れて複数の電気発熱体（９１〜９４）の通電数を増加さ
せることを特徴としている。

【０００９】これによると、請求項１と同様の効果を暖
房負荷の変化に対応して発揮することができる。そし
て、本発明は、請求項３のように熱源流体として車両エ
ンジン（２０）からの温水が暖房用熱交換器（Ｈ）に循
環するようになっており、電気発熱体（９１〜９４）が
暖房用熱交換器（Ｈ）の熱交換用コア部（３）内に一体
に組み込まれている車両用空調装置において好適に実施
できる。

【００１０】また、請求項４記載の発明では、複数の電
気発熱体（９１〜９４）を、車室内へ吹き出される空気
の通風路（３５）に対称的に配置し、複数の電気発熱体
（９１〜９４）への通電を通風路（３５）に対して対称
的に切り替えることを特徴としている。これによると、
複数の電気発熱体の通電を通風路（３５）に対して対称
的に行うから、車室内へ吹き出される空気の流れを対称
的に均等に加熱できる。従って、複数の電気発熱体の通
電切替を行っても、車室内への複数の吹出口からの吹出
空気温度を均一化できる。

【００１１】また、請求項５記載の発明のように、外気
温を検出する外気温センサ（３１）を有し、この外気温
センサ（３１）の検出信号に基づいて外気温が所定値以
上であるときは、電気発熱体（９１〜９４）への通電を
遮断すれば、外気温が比較的高く、最大暖房能力を要求
されないときに、電気発熱体が無駄に電力消費するのを
防止できる。

【００１２】また、請求項６記載の発明のように、車室
内への吹出温度を調整する温度調整手段（３４）と、こ
の温度調整手段（３４）が最大暖房状態にあることを判
定する判定手段（１０３）とを有し、この判定手段（１
０３）にて温度調整手段（３４）が最大暖房状態にない
と判定されたときに、電気発熱体（９１〜９４）への通
電を遮断すれば、温度調整手段（３４）が最大暖房状態
にないときに、電気発熱体が無駄に電力消費するのを防
止できる。

【００１３】さらに、請求項７記載の発明では、複数の
電気発熱体（９１〜９４）を、通風路（３５）において
車両左右方向に並列配置し、車室内の運転席側への吹出
空気温度を優先的に高めるときは、複数の電気発熱体
（９１〜９４）のうち、運転席側の電気発熱体を通電
し、車室内の助手席側への吹出空気温度を優先的に高め
るときは、複数の電気発熱体（９１〜９４）のうち、助
手席側の電気発熱体を通電し、車室内の運転席側への吹
出空気温度と車室内の助手席側への吹出空気温度とを同
温とするときは、複数の電気発熱体（９１〜９４）を左
右対称に通電することを特徴としている。

【００１４】これによると、車室内左右方向の吹出空気
温度、すなわち、運転席側と助手席側の吹出空気温度を
複数の電気発熱体の通電切替により独立に制御できる。
また、車室内左右を同温度にするときは、複数の電気発
熱体への左右対称通電により、良好に同温度に制御でき
る。さらに、請求項８記載の発明では、複数の電気発熱
体（９１〜９４）を、通風路（３５）において車両上下
方向に並列配置し、車室内の上方側への吹出空気温度を
優先的に高めるときは、複数の電気発熱体（９１〜９
４）のうち、上方側の電気発熱体を通電し、車室内の下
方側への吹出空気温度を優先的に高めるときは、複数の
電気発熱体（９１〜９４）のうち、下方側の電気発熱体
を通電し、車室内の上方側への吹出空気温度と車室内の
下方側への吹出空気温度とを同温とするときは、複数の
電気発熱体（９１〜９４）を上下対称に通電することを
特徴としている。

【００１５】これによると、車室内上下方向の吹出空気
温度を複数の電気発熱体の通電切替により独立に制御で
きる。また、車室内上下を同温度にするときは、複数の
電気発熱体への上下対称の通電により、良好に同温度に
制御できる。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。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。（第１実施形態）図１は電気発熱体を一体化した温水式
の車両暖房用熱交換器の全体形状を例示しており、図２
は図１の要部を拡大して図示する破断斜視図である。図
１、２において、この熱交換器Ｈは、温水入口側タンク
１と、温水出口側タンク２と、この両タンク１、２の間
に設けられた熱交換用コア部３とを有している。

【００１７】温水入口側タンク１には図３に示す水冷式
の車両エンジン２０からの温水（エンジン冷却水）が流
入する入口パイプ４が設けられ、温水出口側タンク２に
は温水を外部へ流出させ、エンジン２０側に還流させる
出口パイプ５が設けられている。なお、本例の熱交換器
は図１に示すように上下対称形であるので、温水入口側
タンク１と温水出口側タンク２とを上下逆転してもよ
い。

【００１８】各タンク１、２はそれぞれタンク本体部１
ａ、２ａと、このタンク本体部１ａ、２ａの開口端面を
閉じるシートメタル１ｂ、２ｂとからなり、図１、２の
左右方向が長手方向となる周知のタンク構造である。そ
して、シートメタル１ｂ、２ｂには偏平状のチューブ挿
入穴（図示せず）が多数個、図１の左右方向に１列また
は複数列並んで形成されている。

【００１９】熱交換用コア部３は暖房用空気の流れ方向
（図１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（チューブ手段）６を多数個図１の左
右方向に並列配置している。この多数個の偏平チューブ
６内を温水は図１の下側から上側への一方向に流れる。
そして、この多数個の偏平チューブ６相互の間に波形状
に成形されたコルゲートフィン（フィン手段）７を配置
し接合している。このコルゲートフィン７には周知のご
とく暖房用空気の流れ方向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、
このルーバの成形によりフィン熱伝達率を向上させてい
る。

【００２０】偏平チューブ６の両端開口部はシートメタ
ル１ｂ、２ｂ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３の最外側（図１の左右両端
部）のコルゲートフィン７のさらに外側にはサイドプレ
ート８ａ、８ｂが配設され、このサイドプレート８ａ、
８ｂは最外側のコルゲートフィン７およびシートメタル
１ｂ、２ｂに接合される。

【００２１】さらに、熱交換用コア部３の一部の部位
に、偏平チューブ６の代わりに、電気発熱体９１、９
２、９３を設置している。図１の例では、熱交換用コア
部３の３箇所に電気発熱体９１、９２、９３を等間隔で
左右対称に設置している。そして、熱交換用コア部３の
うち、電気発熱体９１、９２、９３が設置される部位で
は、隣接するコルゲートフィン７の折り曲げ頂部に、そ
れぞれ偏平チューブ６の長手方向に延びる平板状の金属
製保持板１０、１１（図２参照）を所定間隔（Ｌ＝電気
発熱体９１、９２、９３の厚み）を開けて配置し接合
し、この２枚の保持板１０、１１の間に電気発熱体９
１、９２、９３を組み付ける構造となっている。

【００２２】ところで、本例における熱交換器では、上
記各構成部品１〜８ｂのすべてがアルミニウム（アルミ
ニウム合金も含む）にて成形されており、また、平板状
の保持板１０、１１も同様にアルミニウムにて成形され
ている。電気発熱体９１、９２、９３はいずれも同一構
造であり、図２に示す構造になっている。すなわち、電
気発熱体９１、９２、９３は板状の発熱体素子９ａと、
この発熱体素子９ａの表裏両面に配置された細長の平板
状の電極板９ｂ、９ｃとからなる３層のサンドウイッチ
構造になっている。そして、この電極板９ｂ、９ｃの周
囲を全周にわたって電気的絶縁材料からなる被覆部材９
ｄにより被覆している。被覆部材９ｄの具体的材質とし
ては、高耐熱性の樹脂（例えば、ポリイミド樹脂等）が
好ましい。

【００２３】ここで、発熱体素子９ａは所定の設定温
度、すなわちキューリ点（例えば、１５０°Ｃ付近）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。発熱体素子９ａの両電極板９ｂ、９ｃはア
ルミニウム、銅、ステンレス等の導電金属材から成形さ
れており、その長手方向の寸法（図１の上下方向の寸
法）は保持板１０、１１と略同一である。そして、この
発熱体素子９ａと両電極板９ｂ、９ｃ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構成となってい
る。

【００２４】また、上記被覆部材９ｄが保持板１０、１
１に圧接するようにして、電気発熱体９１、９２、９３
は２枚の保持板１０、１１の間に組み付けられる。ここ
で、図２において、上方側の電極板９ｂは正極側電極板
であり、また、下方側の電極板９ｃは負極側電極板であ
り、それぞれ外部回路との電気接続用の端子部（図示せ
ず）が一体成形されている。

【００２５】また、各電気発熱体９１、９２、９３の電
極板９ｂ、９ｃに一体成形された端子部には、図３に示
す外部制御回路が電気接続され、この外部制御回路を介
して車載電源から各電気発熱体９１、９２、９３に通電
されるようになっている。ここで、３本の電気発熱体９
１、９２、９３は車載電源（後述の図３に示すバッテリ
２８）に対して並列接続される。

【００２６】次に、図３は３本の電気発熱体９１、９
２、９３への通電を制御するための制御ブロック図であ
り、水冷式車両エンジン２０の冷却水（温水）は温水回
路２１により暖房用熱交換器Ｈに循環する。この温水回
路２１には、暖房用熱交換器Ｈへの温水流れを断続する
温水弁２１ａ、温水循環用のウォータポンプ２１ｂ等が
装備されている。

【００２７】水冷式車両エンジン２０の温水温度は水温
センサ（熱源温度センサ）２２により検出され、その水
温信号は電子制御装置２３に入力される。この電子制御
装置２３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３本の電気発熱体９１、９２、９３への
通電を制御する。電子制御装置２３の出力信号は３つの
リレー２４、２５、２６に加えられ、このリレー２４、
２５、２６によって３本の電気発熱体９１、９２、９３
への通電が断続される。

【００２８】また、電子制御装置２３には車両エンジン
２０の運転を断続するイグニッションスイッチ２７を介
して車載バッテリ２８から電源が供給される。この車載
バッテリ２８に充電するオルタネータ（交流発電機）２
９の出力電圧はレギュレータ（電圧調整器）３０により
所定値に調整される。一方、電子制御装置２３には外気
温センサ３１および最大暖房スイッチ３２の信号が入力
される。この最大暖房スイッチ３２は車両用空調装置が
最大暖房状態にあるか否かに応じて開閉されるものであ
る。例えば、車両用空調装置の温度調整方式が周知のエ
アミックスタイプである場合は、図４に示すように、温
水式の暖房用熱交換器Ｈを通る暖房空気（温風）と、暖
房用熱交換器Ｈのバイパス路３３を通る暖房空気（冷
風）との風量割合を調整するエアミックスドア（温度調
整手段）３４がバイパス路３３を全閉し、暖房用熱交換
器Ｈへの空気路を全開する２点鎖線位置３４ａに操作さ
れている状態のとき、最大暖房スイッチ３２はオン状態
となる。

【００２９】なお、図４において、３５は空調通風路を
形成する空調ケース、３６は空調ケース３５内に送風す
る空調送風機、３７はこの送風空気を冷却する冷房用熱
交換器（蒸発器）である。４０は乗員頭部側へ空気を吹
き出すフェイス吹出口、４１は乗員足元側へ空気を吹き
出すフット吹出口、４２は車両窓ガラスの内面側へ空気
を吹き出すデフロスタ吹出口であり、４３〜４５はこれ
らの吹出口４０〜４２を開閉する吹出モードドアであ
る。

【００３０】空調ケース３５内部において、暖房用熱交
換器Ｈは図１に示す上下、左右の位置関係で配置され
る。従って、空調ケース３５により形成される通風路中
に３本の電気発熱体９１、９２、９３は車両左右方向に
並列配置されることになる。しかも、３本の電気発熱体
９１、９２、９３のうち、電気発熱体９２を通風路の中
央部に位置させ、かつ残余の２本の電気発熱体９１、９
３を中央部の電気発熱体９２から左右方向へ等間隔に配
置して、３本の電気発熱体９１〜９３を左右対称に配置
している。

【００３１】また、図３において、３８ａ、３８ｂは車
載バッテリ２８を電源として作動する種々の車載電気負
荷であり、３９ａ、３９ｂはその作動スイッチである。
次に、上記構成において作動を説明する。車室の暖房を
行うときには、図４の空調用送風機３６が作動して、暖
房用熱交換器Ｈのコア部３の偏平チューブ６とコルゲー
トフィン７との間の空隙部を暖房用空気が通過する。一
方、車両用エンジン２０のウォータポンプ２１ｂの作動
によりエンジン２０からの温水が入口パイプ４より温水
入口側タンク１内に流入する。

【００３２】そして、温水は、入口側タンク１にて多数
本の偏平チューブ６に分配され、この偏平チューブ６を
並列に流れる間にコルゲートフィン７を介して暖房用空
気に放熱する。多数本の偏平チューブ６を通過した温水
は、温水出口側タンク２に流入し、ここで集合され、出
口パイプ５から温水は熱交換器外部へ流出し、エンジン
２０側に還流する。

【００３３】一方、暖房時において、３本の電気発熱体
９１、９２、９３を発熱させる必要があるときは、リレ
ー２４〜２６をオンして電気発熱体９１、９２、９３に
車載バッテリ２８の電圧を印加する。これにより、各電
気発熱体９１、９２、９３の発熱体素子９ａが両電極板
９ｂ、９ｃを介して通電され発熱する。発熱体素子９ａ
の発熱は電極板９ｂ、９ｃ、被覆部材９ｄ、保持板１
０、１１を経て、両側のコルゲートフィン７に伝導され
て、このコルゲートフィン７から暖房用空気に放熱され
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。

【００３４】ここで、電気発熱体９１、９２、９３の発
熱体素子９ａ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。ところで、本実施形態で
は、３本の電気発熱体９１、９２、９３の通電本数をエ
ンジン２０の温水温度（熱源流体温度）に応じて制御す
るようになっている。

【００３５】次に、この３本の電気発熱体９１、９２、
９３の通電制御を図５のフローチャートに基づいて説明
すると、図５の制御ルーチンは、イグニッションスイッ
チ２７および空調作動スイッチ（図示せず）の投入によ
りスタートし、ステップ１００にてセンサ等からの信号
読み込みを行う。次のステップ１０１にて、外気温セン
サ３１により検出される外気温Ｔａが設定温度（例え
ば、１０°Ｃ）より低いか判定する。この判定は車両環
境が暖房の必要性の高い寒冷時にあるかどうかを判定す
るものであるため、設定温度は例えば、１０°Ｃという
低めの温度とする。外気温Ｔａが１０°Ｃより低いとき
は、次のステップ１０２にて、水温センサ２２により検
出される温水温度Ｔｗが設定温度（例えば、７５°Ｃ）
より低いか判定する。

【００３６】温水温度Ｔｗが７５°Ｃより低いときは、
次のステップ１０３にて、最大暖房スイッチ３２がオン
状態、すなわちエアミックスドア（温度調整手段）３４
が最大暖房状態（２点鎖線位置３４ａ）にあるか判定す
る。最大暖房スイッチ３２がオン状態であると、次のス
テップ１０４にて水温Ｔｗに基づいて発熱体通電本数を
決定する。

【００３７】すなわち、図６のマップはマイクロコンピ
ュータのＲＯＭに予め記憶されているものであって、水
温Ｔｗ＜３５°Ｃのときは発熱体通電本数＝３本とし、
３５°Ｃ≦水温Ｔｗ＜５５°Ｃのときは発熱体通電本数
＝２本とし、５５°Ｃ≦水温Ｔｗ＜７５°Ｃのときは発
熱体通電本数＝１本とする。次のステップ１０５にて上
記発熱体通電本数に対応した制御信号をリレー２４〜２
６に出力し、このリレー２４〜２６のオンオフにより所
定の発熱体９１〜９３に通電する。

【００３８】以上のごとくして、水温Ｔｗに基づいて発
熱体通電本数をきめ細かく制御して、発熱体９１〜９３
による無駄な電力消費を防止する。一方、ステップ１０
１の判定で、外気温Ｔａが１０°Ｃより高いとき、ステ
ップ１０２の判定で、水温Ｔｗが７５°Ｃより高いと
き、およびステップ１０３の判定で、空調装置が最大暖
房状態にないとき（エアミックスドア３４が最大暖房位
置３４ａにないとき）は、いずれも発熱体通電の必要性
が小さいときであるので、ステップ１０６に進み、３本
の発熱体９１〜９３への通電が遮断され、発熱体９１〜
９３の無駄な電力消費を防止する。

【００３９】なお、車載バッテリ２８の充電状態を適宜
の手段（例えば、バッテリ電圧検出装置等）にて検出し
て、このバッテリ充電状態に基づく発熱体通電可能本数
を判定し、この通電可能本数の範囲内で、水温Ｔｗに基
づいて発熱体９１〜９３に通電するようにすれば、発熱
体９１〜９３への通電によるバッテリ２８の過放電を未
然に防止できる。

【００４０】図７は３本の発熱体９１〜９３への通電切
替を具体的にどのような位置関係で行うかを示すもの
で、（ａ）は３本の発熱体９１〜９３への通電時を示
し、（ｂ）は左右両側の２本の発熱体９１、９３への通
電時を示し、（ｃ）は中央の１本の発熱体９２への通電
時を示している。このように３本の発熱体９１〜９３へ
の通電切替を行うことにより、空調ケース３５の通風路
に対して３本の電気発熱体９１、９２、９３の通電を左
右対称の関係で行うことができる。従って、（ａ）の３
本通電時、（ｂ）の２本通電時、（ｃ）の１本通電時の
いずれでも、熱交換器吹出空気を車両左右方向に対称的
に加熱することができる。そのため、車両左右への吹出
空気（すなわち、運転席側吹出空気および助手席側吹出
空気）の温度を均一化することができ、吹出空気の温度
ばらつきをなくすことができる。

【００４１】なお、請求項１の熱源流体（温水）の温度
に応じて電気発熱体９１、９２、９３への通電を制御す
る制御手段は、図５のフローチャートにおけるステップ
１０２、１０４、１０５、１０６より構成される。（第２実施形態）図８は第２実施形態による発熱体通電
制御を示すフローチャートであり、図５の第１実施形態
との相違点のみ説明すると、第１実施形態における水温
Ｔｗによる発熱体通電本数の決定（ステップ１０４）の
代わりに、第２実施形態では暖房負荷ＬＨを算出して、
発熱体通電本数を決定している。

【００４２】すなわち、図８のステップ１０７におい
て、乗員の操作により設定される空調（暖房）設定温度
Ｔｓｅｔ、外気温センサ２２により検出される外気温Ｔ
ａ、および図示しない内気温センサにより検出される内
気温（車室内温度）Ｔｒに基づいて暖房負荷ＬＨを算出
する。ここで、暖房負荷ＬＨは車室内を設定温度に暖房
するために要求される熱量であって、設定温度Ｔｓｅｔ
が高い程、また、外気温Ｔａおよび内気温Ｔｒが低い
程、暖房負荷ＬＨが大きくなる。

【００４３】次のステップ１０８においてこの暖房負荷
ＬＨに対応して図９のマップに示すように発熱体通電本
数を決定する。つまり、暖房負荷ＬＨがＬＨ＜ＬＨ₁の
ときは発熱体通電本数＝０本とし、ＬＨ₁≦ＬＨ＜ＬＨ
₂のときは発熱体通電本数＝１本とし、ＬＨ₂≦ＬＨ＜
ＬＨ₃のときは発熱体通電本数＝２本とし、ＬＨ₃≦Ｌ
Ｈのときは発熱体通電本数＝３本とする。

【００４４】なお、第１実施形態と同様に、暖房負荷Ｌ
Ｈに基づく発熱体通電本数よりもバッテリ充電状態に基
づく発熱体通電可能本数の判定を優先するようにして、
バッテリ過放電防止を図るようにしてもよい。また、図
８のフローチャートにおける制御ステップにおいて、暖
房負荷を算出する算出手段はステップ１０７により構成
されており、そして、暖房負荷に応じて複数の電気発熱
体９１、９２、９３への通電を制御する制御手段はステ
ップ１０８、１０５により構成されている。

【００４５】（第３実施形態）図１０は第３実施形態を
示すもので、３本の発熱体９１、９２、９３を一体化し
た暖房用熱交換器Ｈを図１に示すように車両搭載状態に
おいて、発熱体９１、９２、９３が車両左右方向に並ぶ
ように配置する場合に、発熱体９１、９２、９３の通電
切替により空調装置の左右独立温度制御を実現するもの
である。

【００４６】すなわち、車両用空調装置における左右独
立温度制御とは、周知のごとく運転席側と助手席側とで
それぞれ独立に温度設定可能な温度設定器（図示せず）
を備えるとともに、図４の空調ケース３５内を運転席側
通路と助手席側通路とに仕切り、この両通路にそれぞれ
独立に操作可能な温度調整部材（例えば、エアミックス
ドア３４）を備え、この両温度調整部材を両温度設定器
の設定温度に応じてそれぞれ独立操作することにより、
運転席側と助手席側への吹出空気温度を独立に制御する
ものである。このような左右独立温度制御方式の車両用
空調装置において、図１０（ａ）に示すように助手席側
目標吹出温度＝運転席側目標吹出温度のときは、左右両
側の２本の発熱体９１、９３に通電して、発熱体９１、
９３の発熱による左右の吹出温度差が発生しないように
する。

【００４７】また、図１０（ｂ）に示すように助手席側
目標吹出温度＞運転席側目標吹出温度のときは、左側
（助手席側）の１本の発熱体９３のみ通電して、運転席
側吹出温度に比して助手席側吹出温度を高くする。ま
た、図１０（ｃ）に示すように助手席側目標吹出温度＜
運転席側目標吹出温度のときは、右側（運転席側）の１
本の発熱体９１のみ通電して、助手席側吹出温度に比し
て運転席側吹出温度を高くする。

【００４８】なお、温度設定器による左右の設定温度差
でなく、車室内左右の環境条件の差異（例えば、車室内
左右での日射量の差異等）を検出して、この検出信号に
基づいて左右独立温度制御を行うようにしてもよい。（第４実施形態）図１１は第４実施形態を示すもので、
第３実施形態の変形であり、助手席側目標吹出温度＝運
転席側目標吹出温度のときは、図１１（ａ）に示すよう
に３本の発熱体９１〜９３にすべて通電し、助手席側目
標吹出温度＞運転席側目標吹出温度のときは、左側（助
手席側）および中央部の２本の発熱体９３、９２に通電
し、助手席側目標吹出温度＜運転席側目標吹出温度のと
きは、中央部および右側（運転席側）の２本の発熱体９
２、９１に通電するようにしたものである。

【００４９】この図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように発
熱体９１、９２、９３の通電切替を行っても、第３実施
形態と同様の左右独立温度制御を行うことができる。（第５実施形態）図１２、図１３は第５実施形態を示す
もので、３本の発熱体９１、９２、９３を一体化した暖
房用熱交換器Ｈを図１２に示すように車両搭載状態にお
いて、発熱体９１、９２、９３が車両上下方向に並ぶよ
うに配置する場合に、発熱体９１、９２、９３の通電切
替により空調装置の上下独立温度制御を実現するもので
ある。

【００５０】すなわち、車両用空調装置における上下独
立温度制御とは、周知のごとくフェイス吹出口４０（図
４）とフット吹出口４１（図４）の両方から、乗員の頭
部側と乗員の足元側に同時に空調空気を吹き出すバイレ
ベルモードにおいて、フェイス吹出口４０からの上方吹
出空気温度と、フット吹出口４１からの下方吹出空気温
度とを独立に制御することである。

【００５１】ここで、上下独立温度制御の手段として
は、例えば、冷房用熱交換器３７直後の冷風をフェイス
吹出口４０に直接導く冷風バイパス路（図示せず）、お
よび冷風バイパス量を調整する冷風パイパスドア（図示
せず）を設け、この冷風バイパス量の調整により上方吹
出空気温度を調整するといった手段を採用できる。この
ような上下独立温度制御方式の車両用空調装置におい
て、図１３（ａ）に示すように上方側目標吹出温度＝下
方側目標吹出温度のときは、上下両側の２本の発熱体９
１、９３に通電して、発熱体９１、９３の発熱による上
下の吹出温度差が発生しないようにする。

【００５２】また、図１３（ｂ）に示すように上方側目
標吹出温度＞下方側目標吹出温度のときは、上側の１本
の発熱体９１のみ通電して、下方側吹出温度に比して上
側吹出温度を高くする。また、図１０（ｃ）に示すよう
に上側目標吹出温度＜下側目標吹出温度のときは、下側
の１本の発熱体９３のみ通電して、上側吹出温度に比し
て下側吹出温度を高くする。

【００５３】（第６実施形態）図１４は第６実施形態を
示すもので、第５実施形態の変形であり、図１４（ａ）
に示す３本の発熱体９１〜９３にすべて通電する状態
と、図１４（ｂ）に示す上側の２本の発熱体９１、９２
に通電する状態と、図１４（ｃ）に示す下側の２本の発
熱体９２、９３に通電する状態とに切り替えて、第５実
施形態と同じ上下独立温度制御の機能を発揮するもので
ある。

【００５４】（第７実施形態）図１５は第７実施形態を
示すもので、第５、第６実施形態の変形であり、発熱体
として４本の発熱体９１、９２、９３、９４を用い、こ
の４本の発熱体９１〜９４を車両上下方向に並ぶように
配置している。そして、図１５（ａ）に示す４本の発熱
体９１〜９４にすべて通電する状態と、図１５（ｂ）に
示す上側の２本の発熱体９１、９２に通電する状態と、
図１５（ｃ）に示す下側の２本の発熱体９３、９４に通
電する状態とに切り替えて、第５、第６実施形態と同じ
上下独立温度制御の機能を発揮するものである。

【００５５】（他の実施形態）なお、図１０、図１１に
示す第３、第４実施形態のように、空調装置の左右独立
温度制御を行う場合に、上記図１５の第７実施形態と同
様に、４本の発熱体９１〜９４を用いて、左右の独立温
度制御の機能をうることができることはもちろんであ
る。

【００５６】また、上記の実施形態では、暖房用熱交換
器Ｈに３本または４本の発熱体９１〜９４を一体化する
場合について説明したが、空調ケース３５内において暖
房用熱交換器Ｈの空気下流側に複数の電気発熱体を別途
独立に設置してもよい。また、図３の制御ブロック図で
は最大暖房スイッチ３２を備えているが、電子制御装置
２３では、吹出空気温度を自動制御する場合には、温度
調整部材（エアミックスドア等）の位置を自動制御する
ための位置信号を演算処理するので、この位置信号から
最大暖房状態を判定するようにすれば、最大暖房スイッ
チ３２を廃止できる。

【００５７】また、暖房用熱交換器に循環する熱源流体
としては、温水に限らず、エンジンオイル等の油類であ
ってもよいことはもちろんである。また、暖房用熱交換
器Ｈに３本または４本の発熱体９１〜９４を一体化する
場合に電気発熱体９１〜９４の設置形態を図１の形態に
限らず、暖房用熱交換器の仕様の変化に対応して、設置
本数の増加等の変更を種々なし得ることはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における暖房用熱交換器
の正面図である。

【図２】図１の暖房用熱交換器における電気発熱体設置
部の拡大斜視図である。

【図３】第１実施形態における電気制御ブロック図であ
る。

【図４】第１実施形態における車両用空調装置の通風系
の概要を示す模式的断面図である。

【図５】第１実施形態における電気制御のフローチャー
トである。

【図６】第１実施形態における水温Ｔｗと発熱体通電本
数との関係を示す図表である。

【図７】第１実施形態における発熱体通電本数と通電さ
れる発熱体位置との関係を示す説明図である。

【図８】本発明の第２実施形態における電気制御のフロ
ーチャートである。

【図９】第２実施形態における暖房負荷ＬＨと発熱体通
電本数との関係を示す特性図である。

【図１０】本発明の第３実施形態による左右独立温度制
御のための発熱体通電位置を示す説明図である。

【図１１】本発明の第４実施形態による左右独立温度制
御のための発熱体通電位置を示す説明図である。

【図１２】本発明の第５実施形態における暖房用熱交換
器の車両搭載時の位置関係を示す正面図である。

【図１３】本発明の第５実施形態による上下独立温度制
御のための発熱体通電位置を示す説明図である。

【図１４】本発明の第６実施形態による上下独立温度制
御のための発熱体通電位置を示す説明図である。

【図１５】本発明の第７実施形態による上下独立温度制
御のための発熱体通電位置を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｈ…暖房用熱交換器、９１、９２、９３、９４…電気発
熱体、９ａ…発熱体素子、２０…車両エンジン、２２…
水温センサ、２３…電子制御装置、２８…車載バッテ
リ、３１…外気温センサ、３２…最大暖房スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本道泰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

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内に吹き出される空気の通風路（３
５）に設けられ、空気を加熱する暖房用熱交換器（Ｈ）
と、前記通風路（３５）に設けられ、空気を加熱する複数の
電気発熱体（９１〜９４）と、前記暖房用熱交換器（Ｈ）に循環する熱源流体の温度に
応じて前記電気発熱体（９１〜９４）への通電を制御す
る制御手段（１０２、１０４、１０５、１０６）とを備
え、前記熱源流体の温度が所定値以上のときは、前記複数の
電気発熱体（９１〜９４）への通電をすべて遮断し、前
記熱源流体の温度が前記所定値より低下するにつれて前
記複数の電気発熱体（９１〜９４）の通電数を増加させ
ることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】車室内に吹き出される空気の通風路（３
５）に設けられ、空気を加熱する暖房用熱交換器（Ｈ）
と、前記通風路（３５）に設けられ、空気を加熱する複数の
電気発熱体（９１〜９４）と、暖房負荷を算出する算出手段（１０７））と、前記暖房負荷に応じて前記複数の電気発熱体（９１〜９
４）への通電を制御する制御手段（１０８、１０５）と
を備え、前記暖房負荷が所定値以下のときは、前記複数の電気発
熱体（９１〜９４）への通電をすべて遮断し、前記暖房
負荷が前記所定値より上昇するにつれて前記複数の電気
発熱体（９１〜９４）の通電数を増加させることを特徴
とする車両用空調装置。
【請求項３】前記暖房用熱交換器（Ｈ）には、前記熱
源流体として車両エンジン（２０）からの温水が循環す
るようになっており、前記暖房用熱交換器（Ｈ）は、前記温水が流れる多数の
チューブ手段（６）とこのチューブ手段（６）に接合さ
れたフィン手段（７）とにより構成された熱交換用コア
部（３）を有し、この熱交換用コア部（３）内に前記電気発熱体（９１〜
９４）が一体に組み込ま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。
【請求項４】前記複数の電気発熱体（９１〜９４）
を、前記通風路（３５）に対称的に配置し、前記複数の電気発熱体（９１〜９４）への通電を前記通
風路（３５）に対して対称的に切り替えることを特徴と
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。
【請求項５】外気温を検出する外気温センサ（３１）
を有し、この外気温センサ（３１）の検出信号に基づい
て外気温が所定値以上であるときは、前記電気発熱体
（９１〜９４）への通電を遮断することを特徴とする請
求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装
置。
【請求項６】車室内への吹出温度を調整する温度調整
手段（３４）と、この温度調整手段（３４）が最大暖房状態にあることを
判定する判定手段（１０３）とを有し、この判定手段（１０３）にて前記温度調整手段（３４）
が最大暖房状態にないと判定されたときは、前記電気発
熱体（９１〜９４）への通電を遮断することを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調
装置。
【請求項７】前記複数の電気発熱体（９１〜９４）
を、前記通風路（３５）において車両左右方向に並列配
置し、車室内の運転席側への吹出空気温度を優先的に高めると
きは、前記複数の電気発熱体（９１〜９４）のうち、運
転席側の電気発熱体を通電し、車室内の助手席側への吹出空気温度を優先的に高めると
きは、前記複数の電気発熱体（９１〜９４）のうち、助
手席側の電気発熱体を通電し、車室内の運転席側への吹出空気温度と車室内の助手席側
への吹出空気温度とを同温とするときは、前記複数の電
気発熱体（９１〜９４）を左右対称に通電することを特
徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両
用空調装置。
【請求項８】前記複数の電気発熱体（９１〜９４）
を、前記通風路（３５）において車両上下方向に並列配
置し、車室内の上方側への吹出空気温度を優先的に高めるとき
は、前記複数の電気発熱体（９１〜９４）のうち、上方
側の電気発熱体を通電し、車室内の下方側への吹出空気温度を優先的に高めるとき
は、前記複数の電気発熱体（９１〜９４）のうち、下方
側の電気発熱体を通電し、車室内の上方側への吹出空気温度と車室内の下方側への
吹出空気温度とを同温とするときは、前記複数の電気発
熱体（９１〜９４）を上下対称に通電することを特徴と
する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空
調装置。