JPS61205507A - 自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンジン冷却温水を給熱源とするヒータコアな
どの暖房用熱交換器への給熱量が不足する時に換気用外
気の導入量を自動的に減少させる機構を備えた自動車用
空調装置に関する。

［従来の技術］ ワゴン車のように搭載エンジンの出力は普通乗用重亜み
であるにもかかわらず、車室内スペースがそれよりかな
り広い車種にあっては、暖房用熱源としてのエンジン冷
却温水が保有する限られた熱エネルギーを最大限に活用
しないとｆＩ＆寒時には満足すべき温暖感を得ることが
できない。この種の自動車には、運転席計器盤の下面に
組付けられる通常のフロントヒータの他に、後席の前面
部などにリヤヒータを取付けることが行われている。

そして空調用外気の導入口はフロントヒータが受持ち、
リヤヒータはもっばら車室内空気を加熱循環させる役割
を果すのが一般である。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如きフロントおよびリヤの両ヒータの組合わせ使
用型のツインヒータの場合、フ［１ントヒータを外気導
入モードとし且つ送風能力を幾段階かに切換えられる内
蔵ブロワを最大限に働かせた場合には、車室内空気が急
速に外気と入換させられるために、暖房感の不足を来た
すことになる。

ブロワの送風能力切換は一般に手動レバーの操作によっ
て運転者が行うのが普通であって、例えばエンジン冷却
水が温まっていないエンジン始動後のしばらくの間や一
時停Φ中などには最弱送風状態にあるのが望ましいにも
かかわらず、それ双曲の走行時に中ないし強送風状態に
設定させてあった手動レバー位置がそのまま放置されて
いる場合が決して希ではない。

本発明は、エンジンのフィトリング時などの暖房用熱エ
ネルギーの発生量の少ない時には、外気導入口を備えた
フロントヒータの外気導入量を自動的に必要最小限度に
まで低減させることのできる自動車用空調装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明の自動車用空調装置
は、エンジン冷却温水を給熱源とするヒータコアおよび
被空調空気を該ヒータコアに供給させるためのブロワを
内蔵すると共に外気取入口と温風吹出口とを備える空調
用ダクトを有し、主に車室内前部を暖房するためのフロ
ントヒータと、エンジン冷却温水を給熱源とするヒータ
コアおよび被空調空気を該ヒータコアに供給させるため
のブロワを内蔵すると共に内気取入口と温風吹出口とを
備える空調用ダクトを有し、主に小室内後部を暖房する
ためのリヤヒータと、前記フロントヒータのブロワの送
風能力切換手段と、前記エンジンがアイドリング状態に
あることを検知する手段と、前記アイドリング状態の検
知情報に基づいて前記送風能力切換手段を最低送風能力
状態にセットさせるための送Ｊ！Ｉｍ自動切換手段とか
らなる構成を採用した。

［作用］ 上記の如き構成からなる自動車用空調装置は、アイドリ
ング状態の検知手段がエンジンが低速回転下にあること
を意味するアイドリング状態を検出すると、信号を発し
て送風量自動切換手段を働かせて、たとえばその時点で
ブロワの送風能力切換手段が最小送風能力以外の中間な
いし最大送風能力状態にセットされていたとしても、強
制的に最小送風能力状態に切換させるので、車外の冷え
ている被空調空気がヒータコアに通人させられた後再び
市外に排出されることによる、暖房用給熱源としてのエ
ンジン冷却温水の保有熱が急速に車外に持ち出されてし
まうと１．）う不都合が解消される。

［実施例］ 以下に本発明の自動車用空調装置を付図に示す実施例に
基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明による自動車用空調装置を装架したワゴ
ン重の車室内透視図であって、Ｊは前席シート、Ｋは後
席シート、Ａは前席前面に設けられた計器盤であって、
フロントヒータおよびその制御用パネルＢが組込まれて
いる。Ｃは後席の前面部のリヤヒータ本体部分の取付【
づ個所でありＤは後席の側壁面に組付けられたリヤヒー
タ用の制御用パネルである。、６はフロントヒータのヒ
ート吹出口、７と８はそれぞれフロントヒータのベンチ
レーション吹出グリルとサイド吹出グリル、２１はリヤ
ヒータの内気吸入口、２４と２５はそれぞれリヤヒータ
の下部吹出グリルと上部吹出グリルであり、２６と２７
はそれぞれ上部吹出グリル２５への送風用のピラーダク
１−とオーバーヘッドダクトである。

第２図は計器盤の下部にその本体部分が組付けられてい
るフロントヒータの外観図であって、１は空調用の温風
および冷風を発生させるだめのいはわゆる空調用ダクト
であって、被空調空気の取入口と吹出口を両端部に設け
た筒状体をなしており、内部には取入口側から順に、空
調用空気の吸排気用ブロワ、冷風発生用熱交換器として
の冷媒蒸発器、冷風と温風の混合比の調整用エアミック
スダンパ、Ｈｉｔ発生用熱交換器としてのエンジン冷却
渇水を給熱源とするヒータコア、および車室内の複数個
所に設けられた吹出グリルのいずれから空調済空気を吹
出させるかを選択するための複数個の吹出口切換用ダン
パを納める構成が一般にとられている。１ａは空調用ダ
クト１のヒータコアを内蔵する個所であるａ　２は空調
用ダクト１への中空外空気の導入用の外気取入口、３は
車室内空気の取入口、４は内気と外気の選択的取入れ用
の内外気切換箱、５は吸・排気用ブロワ、６はヒータ吹
出口、１０はヒータ吹出口の延長用ダクト、７゛はセン
タベンチレーション吹出口、８°はりイドベンチレーシ
ョン吹出口、１１と１２はサイドベンチレージコン吹出
口の延長用ダクト、９はデフ［１スト吹出［１である。

第３図はリヤヒータが後席空間に配設された状況を示し
た斜視図であって、２０は床下に取付けられたリヤヒー
タの本体部分であり、エンジン冷却渇水を給熱源とする
温風発生用熱交換器としてのヒータコアが納められてい
る。２８はエンジン冷却温水の循環用配管である。２１
は床面上に配置された車室内空気の循環用の内気吸入口
、２２は吸・排気用ブロワ、２４゛は床面近くに開口す
る下部ヒータ吹出口、２３はその吹出口延長用ダクト、
２５゛は天井近くに開口する上部ヒータ吹出口、２６と
２７はこの吹出口２５への送風用ダクトである。

第４図は本発明装置を装架するのに適した車種としての
ワゴン車の側面図であり、ＭとＮはそれぞれ萌部巾室と
後部型室である。

第５図はフロントヒータの制御用パネルＢの正面図であ
って、１４は制御盤、１５はエアコンスイッチ、１６は
内外気切換ダンパ４の操作用レバー、１７は吹出口の切
換用レバー、１８は吹出温度調節用のエアミックスダン
パの操作用レバー、１９はブロワ５の送風能力切換用レ
バーである。

第６図はリヤヒータの制御用パネルＤの正面図であって
、３０は制御盤、３１は下部および上部ヒータ吹出口２
４と２５の開閉切換用レバー、３２はリヤヒータからの
吹出空気温度の調節用レバー、３３はブロワ２２の送風
能力切換用レバー、３４はリヤヒータの作動用電源スィ
ッチである。

第７図は本発明装置の作動用電気回路図であって、５０
は直流１２Ｖの車載バッ゛アリ電源、５１は装置の電源
スイッチであって、自動車エンジンの駆動中はオン状態
に保たれるようにエンジンヤースイッチに連動させられ
る。５２はフロントヒータ用のメインリレー、５３は自
動車エンジンがアイドリング状態にあることをその検知
手段が感知した時にブロワ５の送風能力切換手段を最小
送風能力状態にセットさせるための送風量自動切換手段
としの送風量自動制限リレーであって、励磁コイルに通
電されない時にのみ接点が閉塞するブレイクタイプであ
る。５４はアイドリング状態の検知手段としてのアクセ
ルペダル踏込み解除状態、あるいはエンジンの回転数が
設定値以下であることを検知してオン作動されるアイド
リング感知スイッチであって、送風量自動制限リレー５
３の励磁コイルに直列に接続されている。５５はブロワ
５の駆動モータへの通電量を段階的に変化させてその送
風能力を切換させるためのレジスタ、５６はフロントヒ
ータ用のブロワ５の送風能力切換スイッチである。また
５７はリヤヒータの作動制御用リレーであり、５８はリ
ヤヒータ用ブロワ２２の駆動用モータ２２への通電量を
段階的に変化させるためのレジスタ、５９はリヤヒータ
用ブロワ２２の送風能力切換スイッチ、そして３４はリ
ヤヒータの作動オン−オフ用電源スイッチである。

第８図はフロントヒータとリヤヒータを組合わせたツイ
ンヒータシステムを装架したワゴン車について、フロン
トヒータを外気導入状態でまたリヤヒータを内気循環状
態のもとて運転さぜる場合に、フロントヒータのブロワ
の送風能力を高、中および低の三段階に切換えた時、こ
のブロワの換気機能によってヒータコアの保有熱、従っ
てエンジン冷却水の保有熱が車外に持ち出される量がど
のように変化するかを示したグラフであって、縦軸にエ
ンジンの冷却水温度が、横軸にリヤヒータのブロワ２２
の送風能力をＩｌｉに固定した場合の本発明のツインヒ
ータシステムによる車室内への放熱量の値がとられてお
り、グラフＡはエンジン回転数が９２０ｒｐｍのアイド
リング運転時の、またグラフＢはエンジン回転数が１．
５０Ｏｒｐｍ時のデータ曲線であり、グラフ上の点画、
ＭＯおよびＬＯは、ブロワの制御盤１４面上の送風能力
切換用レバー１９の送風モード表示記号旧（高）　、Ｍ
ｅ（中）　、　Ｌｏ（低）にそれぞれ対応する。このグ
ラフから読み取れることは、エンジン回転数の低いアイ
ドリング時には、フロントヒータブロワの送風能力を高
めるに従って急速にヒータコアの保有熱が車外から導入
した外気によって奪い去られて、暖房用給熱源としての
エンジン冷却水温が著しく低下するという事実であり、
１，５００ｒｐＨ時にはこのような現象はほとんど見ら
れない。

第９図はフロントヒータを外気導入状態のもとで作動さ
せながらブロワの送風能力を変化させることによって車
室内温度が如何に変化するかを模式的に示したグラフで
あって、縦軸に車室内温度レベルが、横軸にブロワによ
る送風量のレベルがとられており、送ｉｔを零から次第
に増加させていくと送風量対車室温の関係曲線が山形形
状を描くことが示されている。そしてこの図に載せられ
た実験例では、回転数を連続的に変化させられる実験用
ブロワを組込んだフロントヒータによって、ブロワの回
転速度が実車用フロントヒータのブロワを最低送風モー
ド（Ｌｏ）にセットした時に相当する領域において車室
温がピークに達し、中速から高速へと回転数を増加させ
ると共に次第に車室温が降下する有様を読み取ることが
できる。この様な現象が現れる理由は、冷えた外気を車
室内に導入すれば車室内外間に生じる圧力差によってこ
の導入量に見合った量の車室内の暖かい空気が換気口を
通して車外に排出されるためであって、通常のタイプの
ワゴン重の場合にはブロワを低速回転させた時、ヒータ
コアによって暖められたのち車室内に滞留する温風の保
有熱量と上記の如くして市外に排出される熱量との熱収
支において最大の暖房効果が得られる。グラフ中の記号
１１ｉ、Ｍｅ、およびＬＯは第７図のそれと共通する。

次に上記の実施例の構成を備えた装置の作動について説
明する。エンジンのウォータージャケット内に蓄えられ
ているエンジンの冷却水はエンジン回転数の高下に比例
して温度変化するので、このエンジン冷却温水の保有熱
を給熱源とするフロントおよびリヤ両ヒータに組込まれ
た暖房用熱交換器としてのヒータコアも当然にエンジン
回転数に比例してその暖房能力が高下することになる。

そして冒頭に記したようにエンジンの出力に較べて暖房
すべき空間容積の広いワゴン車のような車種にあっては
、アイドリングの時や低速走行時などのエンジン回転数
の低い時には、エンジンから発生する少ない熱エネルギ
ーを最も有効に車内空気の加熱のために利用しないと充
分な温暖感が得られないことになる。一方通常の走行時
には満足すべき暖房を行うに足る熱エネルギーがエンジ
ンから供給されるので、この有り余るエネルギーを暖房
要求度合に応じて適宜に取捨する必要が生じるが、その
具体策の一つが外気導入機能をもったフロントヒータの
内蔵ブロワの送風能力切換であり、車室内の汚れた空気
を追い出すと同時に暖かすぎる熱気を適宜に車外に排出
させる効果が得られる。フロントヒータには外気取入口
２と内気取入口３および両数入口の開閉切換用ダンパ４
が設けられており、その制御パネルＢに設けられた取入
口切換レバー１７を手動によって自由に操作することが
できるし、またブロワの送風能力は手動操作レバー１９
によって恣意的に変えられるようになっている。従って
エンジン始動直後とか、厳寒時の一時停車中などのよう
にエンジンからの供給熱能力が不足する時には、外気導
入機能を備えているフロントヒータのブロワの送１！４
ａ能力を最小限に押さえることによってせっかく乏しい
熱源によって暖められた車内空気が尋人外気と入れ替わ
るようにして車外に押し出されてしまう不都合を避ける
ことができるが、手動で操作される送風能力切換レバー
１９はこの時、前回の走行時にセットされた最大送風能
力位置に置かれたままであってしかもこのことに操作者
が気付かない場合も充分にありうる。仮にこのことを操
作者が知っていてもレバーの切換操作をわずられしく感
じて放置することもけっして少なくない。ブロワの送風
機能を完全に休止させてしまわないのは、暖かい内気が
外気で冷やされている窓ガラスに触れて結露が生じるこ
とを防ぐためである。

そこで本発明装置ではエンジンからの熱発生が少ない時
には、フロントヒータブロワの送風能力切換レバー１９
のいままでのセット位置が旧またはＨｅであった場合に
はこれをＬＯ位置に自動的に切換えるため上記の如き機
構を組込んだのであって、その作動を第７図の電気回路
図および他の図を参照しながら説明すると、自動型のエ
ンジンキースイッチの投入に伴って本発明装置の電源ス
ィッチ５１が連動的に投入される。エンジン始動直後は
アイドリング状態にあるので、アイドリング感知スイッ
チ５４がオンされる。このアイドリング感知スイッチ５
４への通電回路にはリヤヒータの電源スィッチ３４と送
風量自動制限リレー５３の励磁コイルが直列に介在され
ており、送重量自動制限リレー５３はアイドリング感知
スイッチ５４とリヤヒータ電源スィッチ３４が共にオン
状態にある時に限ってその励磁コイルに通電されて接点
がオフされる。１そしてフロントヒータのブロワ５の送
風能力切換スイッチ５６のｔｌｉおよびＨｅモード設定
用給電回路には送風量自動制限リレー５３が介在されて
いるために、上記のアイドリング時で且つリヤヒータの
電源スィッチ３４がオンされている時に限って、フ［ｌ
ントヒータのブロワ５の送風能力切換レバー１９が旧ま
たはＨｅモード位置にセットされていた場合にも旧また
はＨｅ送風モードは実現せず、第７図にみられるように
ブロワ５の給電回路は、ブロワ５の送風モードをＨｅま
たはＬｏに切換えるための２つの抵抗を直列につないだ
構成のレジスタ５５のこれら両抵抗の負荷が共に加えら
れる状態のもとにオンされて、［０モードに自動的に強
制設定されることになり、第９図に示された如き最高暖
房状態が得られる。このようにフロントおよびリヤの両
ヒータが共に使用される時に限ってフロントヒータの送
風量自動切換手段を働かせるようにしたのは、リヤヒー
タのみが不使用状態に置かれるのは車室温がさほど低く
ないからであり、あえてフロントヒータに最高暖房能力
を発揮させる必要がないからである、。

一方アイドリング感知スイッチ５４がオフされている時
には、リヤヒータの電源スイッチ３４のオン〜オフにか
かわらずフロントヒータのブロワ５のｔｌｉまたはＨｅ
モード設定用給電回路に介在された送Ｊａｌｌ自動制限
リレー５３はオン状態に維持されるので、フロントヒー
タのブロワ５の送風能力切換用レバー１９を操作するこ
とによって通常の如くに送風モードを旧、ＨＯまたは１
０と自由に切換えることができる。リヤヒータの作動に
ついては、その作動用電気回路は通常の自動車用字調装
置のそれと異なる所がないので説明を省略する。

上記の実施例ではアイドリング状態、別言すればエンジ
ンの回転数が例えば９００ｒｐｍといった低い設定値以
下の状態にあることを検知する手段として、アクセルペ
ダルの動きと連動するマイクロスイッチの類を用いたが
、直接的なエンジン回転数検出法例えばイグニッション
パルスの発生頻度検出回路やドライブシャフトの回転数
検出装置その他を使用してもよい。またフロントヒータ
のブロワ送風能力切換は最高から最低に至る例えば４段
階以上に切換可能な送風モードの内の最低モードに自動
切換させるのではなく、その次の第２番目に低い送風モ
ードに自動切換させることもできるし、暖房用熱交換器
は温水式ヒータコアにいわゆる即効暖房用熱交換器例え
ば温水貯溜式や水素吸蔵合金利用式の熱交換システムを
併用する型式のものでもよい。

［発明の効果］ 上記の如き構成を備えた本発明装置は、エンジンが低速
回転するアイドリング状態下にあるために、エンジン冷
却温水の保有熱を給熱源とする暖房用熱交換器としての
温水式ヒータコアを充分に暖めることのできない時期に
は、フロントヒータブロワの送風能力切換レバーの送風
モードスイッチの位置が過去の操作時において最低送風
モード以外のいかなる位置に移動されていても、人手を
わずられせることなく自動的に最低送風モードに切換え
られるので、除湿目的のために外気を導入せざるを得な
いフロントヒータブロワの換気動作によって車外に運び
出される熱エネルギーを必要最小限にとどめられ、乏し
い暖房用熱源を最大限に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置が装架されたワゴン車の車室内透視
図、第２図はリヤヒータの装架状態を示した同様の透視
図、第３図はフロントヒータが組込まれた装置主体部分
をなす空調用ダクトの外観斜視図、第４図は第１図に示
されたワゴン車の側面図、第５図はフロントヒータの制
御用パネルの正面図、第６図はリヤヒータの制御用パネ
ルの正面図、第７図は第１図に示された装置の制御用電
気回路図、第８図はエンジン回転数が９２０ｒｌ）ｍの
アイドリング時と１．５０Ｏｒｐｍ時のそれぞれについ
て、フロントヒータのブロワ送風能力を高、中および低
の３段階に切換えた際のヒータコアの放熱量とそれに伴
うエンジン冷却水の温度変化の相関性を示したグラフで
あり、第９図はフロントヒータを外気導入モードのもと
で作動させながら内蔵ブロワの送風能力を変化させた際
に車室内温度がいかに変化するかを模式的に示したグラ
フである。 図中　１・・・フロントヒータが組込まれた空調用ダク
ト　２・・・外気取入口　５・・・フロントヒータ用ブ
ロワ　６・・・フロントヒータのヒータ吹出口　２０・
・・リヤヒータの本体部分　２１・・・リヤヒータの内
気吸入口　２４．２５・・・リヤヒータの吹出グリル第
４図 第２図 ８′ 第３図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１）エンジン冷却温水を給熱源とするヒータコアおよ
   び被空調空気を該ヒータコアに供給させるためのブロワ
   を内蔵すると共に外気取入口と温風吹出口とを備える空
   調用ダクトを有し、主に車室内前部を暖房するためのフ
   ロントヒータと、 エンジン冷却温水を給熱源とするヒータコアおよび被空
   調空気を該ヒータコアに供給させるためのブロワを内蔵
   すると共に内気取入口と温風吹出口とを備える空調用ダ
   クトを有し、主に車室内後部を暖房するためのリヤヒー
   タと、 前記フロントヒータのブロワの送風能力切換手段と、 前記エンジンがアイドリング状態にあることを検知する
   手段と、 前記アイドリング状態の検知情報に基づいて前記送風能
   力切換手段を最低送風能力状態にセットさせるための送
   風量自動切換手段とからなる自動車用空調装置。 　２）前記送風量自動切換手段は、前記フロントおよび
   リヤの両ヒータを共に働かせた状態のもとで作動するよ
   うに構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の自動車用空調装置。 　３）前記アイドリング状態の検知手段が、アクセルペ
   ダルの動きに連動してオン〜オフされる電気接点である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動車用
   空調装置。 　４）前記アイドリング状態の検知手段が、前記エンジ
   ンの回転数が設定値以下であることを検出するためのエ
   ンジン回転数検出機構であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の自動車用空調装置。