JP2008012980A - 車両用温調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内空調装置の冷却性能を低下させることなく、車室内の内装材を十分に冷却できる車両用温調装置を得る。
【解決手段】車両用温調装置は、インストルメントパネル３裏面に貼り付けられる受熱部５と、車室２のシート１２の下部に設けられる放熱部６と、これらの受熱部５と放熱部６を循環する媒体の循環経路７と、媒体を蓄えるリザーバータンク８と、このリザーバータンク８に蓄えた媒体を受熱部５へ送り出すポンプ９と、制御部１０とから構成される。そして、受熱部５内の媒体と放熱部６内の媒体との温度差が所定値以上であれば循環経路７を介し媒体を循環して、受熱部５で高温となった媒体を戻して放熱部６で放熱し、リザーバータンク８内から低温の媒体を受熱部５へ送り出すことにより、インストルメントパネル３の冷却を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、日射によって温度が上昇する車室内の内装材を冷却可能な車両用温調装置に関する。

炎天下で車両を駐車した場合には、車室前部の前面窓を介して車室内に日射が差し込んで、車室内の内装材、例えばインストルメントパネルが６０〜８０°Ｃもの高温になることがある。

そこで従来、一端が車室内空調装置のエバポレータに接続されたヒートパイプを、車室内のインストルメントパネルの近傍まで敷設し、エバポレータからヒートパイプ内に冷媒を送ることにより、インストルメントパネルを冷却するようにしたものが提案されている（例えば特許文献１）。
特開２００４−１３８３６６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される技術では、車室内空調装置のエバポレータからヒートパイプへ冷媒を送ってインストルメントパネルの冷却を行なうため、空調装置の冷却性能が低下する上、ヒートパイプ内を媒体が通過する際の熱交換量が少なく、インストルメントパネルを十分に冷却できないという問題があった。

そこで、本発明は、車室内空調装置の冷却性能を低下させることなく、日射により加熱される車室内の内装材を冷却することが可能な車両用温調装置を得ることを目的とする。

請求項１にかかる発明にあっては、日射によって温度が上昇する第１の領域に設けられる受熱部（５）と、上記第１の領域より温度が低い第２の領域に設けられる放熱部（６）と、これらの受熱部（５）および放熱部（６）を循環する媒体の循環経路（７）と、上記媒体を循環させるポンプ（９）とを備えたことを特徴とする。

請求項２にかかる発明にあっては、上記放熱部（６）を車両（１）のシート（１２）下に設けたことを特徴とする。

請求項３にかかる発明にあっては、上記放熱部（６）を車両（１）のインストルパネル（３）内に設けたことを特徴とする。

請求項１にかかる発明によれば、日射によって温度が上昇する第１の領域に設けられる受熱部で媒体が高温となるので、この高温となった媒体を循環経路を介して流動させて、第１の領域より温度が低い第２の領域に設けられる放熱部で放熱するとともに、低温の媒体をポンプによって受熱部へ送り出すことで、日射により加熱される車室内の内装材の冷却を行なうことができる。これにより、受熱部で比較的大きな熱交換量が得られるので、受熱部で熱交換を行なうことにより車室内の内装材を十分に冷却することができる。また、車室内空調装置とは別個の循環経路および放熱部により媒体を循環させて放熱を行なうので、空調装置の冷却性能を低下させることなく、車室内の内装材を冷却できる。

請求項２にかかる発明によれば、車両のシートによって日射が遮られることでシート下の部分では日射を受けないため、車両のシート下に設けた放熱部の温度上昇を抑えることができ、放熱部でより効果的に放熱することができる。

本発明の請求項３にかかる発明によれば、インストルメントパネル内は日射が差し込まないため、インストルメントパネル内に設けた放熱部の温度上昇を抑えることができ、放熱部でより効果的に放熱することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる車両用温調装置のブロック図、図２は、図１の車両用温調装置によって車室内のインストルメントパネルを冷却する際の処理手順を示すフローチャートである。

図１に示すように、車両１に形成される車室２の前部には、インストルメントパネル３が備えられ、このインストルメントパネル３内に、図示しない車両用空調装置が収納されている。

そして、本実施形態の車両用温調装置４は、日射によって温度が上昇する第１の領域に設けられる受熱部５と、前記の第１の領域より温度が低い第２の領域に設けられる放熱部６と、これらの受熱部５および放熱部６を循環する媒体、例えば冷却水の循環経路７と、媒体を蓄えるリザーバータンク８と、このリザーバータンク８内に蓄えた媒体を受熱部５へ送り出すポンプ９と、種々の制御を行なう制御部１０とから構成されている。

受熱部５は、例えば樹脂シートが袋状に形成されたＬＬＣパックから構成されており、この受熱部５には、ポンプ９の停止時に媒体が溜まり、ポンプ９の作動時に媒体が流出入するようになっている。また、受熱部５は、日射による温度上昇が大きい内装材、例えばインストルメントパネル３裏面に貼り付けられている。

放熱部６は、フィンタイプの放熱器からなるとともに電動ファン１１を装備しており、車室２のシート１２の下部に、リザーバータンク８とともに配設されている。ちなみに、インストルメントパネル３表面の温度が日射によって６０〜８０°Ｃまで上昇する場合であっても、車室２のシート１２で日射が遮られてシート１２下では日射を受けないため温度上昇が比較的小さくて済み、例えば３０°Ｃまでの上昇で収まる。

制御部１０は、受熱部５内の媒体の温度を検出する温度センサ１３、およびリザーバータンク８内の媒体の温度を検出する他の温度センサ１４からの各温度信号を受信して、ポンプ９および電動ファン１１の制御を行なうとともに、タイマ１５による計時も行なうようになっている。

そして、本実施形態にあっては、図２に示す処理手順にしたがって、車室２内のインストルメントパネル３の冷却を行なうようになっている。すなわち、車両１のドアを電子キー（図示せず）でロックすると一連の動作を開始し、まずステップＳ１として受熱部５内の媒体の温度を温度センサ１３で検出するとともに、リザーバータンク８内の媒体の温度を温度センサ１４で検出する。そして、制御部１０によって、受熱部５内の媒体の温度とリザーバータンク８内の媒体の温度とを比較して、その温度差が所定値、例えば２０°Ｃと同じか又はより大きい場合、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２として制御部１０より制御指令を出力し、ポンプ９および電動ファン１１を稼動させるとともに、タイマ１５による計時を開始する。次いで、受熱部５で高温となった媒体が循環経路７を介して戻されて、放熱部６で電動ファン１１からの冷却風により放熱された後、この放熱された低温の媒体がリザーバータンク８に戻り、同時に、リザーバータンク８内から低温の媒体がポンプ９により受熱部５へ送り出される。次に、ステップＳ３として上記の受熱部５内の媒体の温度とリザーバータンク８内の媒体の温度との温度差が５°Ｃ以下となったか否かを判定して、上記温度差が５°Ｃ以下であればステップＳ４へ進んでポンプ９、電動ファン１１、およびタイマ１５を停止させて、上記のステップＳ１へ戻る。

一方、ステップＳ３にて上記温度差が５°Ｃより大きい場合、ステップＳ４としてタイマ１５による計時が所定時間、例えば１０分経過したか否かを判定し、タイマ１５による計時が上記所定時間経過したとき、ステップＳ４に進んでポンプ９、電動ファン１１およびタイマ１５を停止させて、上記ステップＳ１へ戻る。また、上記ステップＳ４にてタイマ１５による計時が上記の所定時間経過しないときには、ステップＳ３へ戻るようになっている。

このように構成した実施形態では、ＬＬＣパックからなる受熱部５を用いて比較的大きな熱交換量を得ることができるので、受熱部５で熱交換を行なうことにより車室２内のインストルメントパネル３を十分に冷却できる。しかも、フィンタイプの放熱器からなる放熱部６に電動ファン１１で冷却風を送ることによって放熱容量を大きくすることができるともに、日射による温度上昇が比較的少ない車室２のシート１２の下部に、放熱部６およびリザーバータンク８を配設したので、放熱部６およびリザーバータンク８での放熱を促進することができ、この点からも車室２内のインストルメントパネル３をさらに効果的に冷却できる。さらに、車室２内の空調装置とは別個の循環経路７および放熱部６を用いて媒体を循環させて放熱を行なうので、車室２内の空調装置の冷却性能を低下させることなく、インストルメントパネル３の冷却を行なうことができる。

一例として、本出願人により、外気温４０°Ｃ、湿度５０％、日射１０４５Ｗ／ｍｈの条件下にて６０分車両１を駐車し、当該車両用温調装置４で車室２内のインストルメントパネル３の冷却実験を行なった結果、インストルメントパネル３の表面温度（３点平均値）は４３°Ｃであるのに対し、上記冷却を行なわない場合にはインストルメントパネル３の表面温度（３点平均値）は９８°Ｃであった。したがって、本実施形態による冷却によってインストルメントパネル３の表面温度が５５°Ｃ低下し、インストルメントパネル３からの輻射温度が１５°Ｃ低下するため、インストルメントパネル３を十分に冷却できること、ならびにインストルメントパネル３からの輻射熱により乗員が感じる熱感を抑制できることが確認できた。ちなみに、従来の文献やテスト結果により、インストルメントパネル３の表面温度が１０°Ｃ低下すると、人体への輻射は約３°Ｃ低下することが知られている。

さらに、上述したようにインストルメントパネル３の冷却を行なった後、車両１を４０ｋｍで１０分間走行したとき、車室２内の温度（８点平均値）は３３．２°Ｃであり、車室２内へのベント吹出し温度（４点平均値）は１１．５°Ｃであり、空調装置エバポレータ前の吸込み温度は３９．６°Ｃであった。一方、上記のインストルメントパネル３の冷却を行なうことなく、車両１を４０ｋｍで１０分間走行した場合、車室２内の温度（８点平均値）は３６°Ｃであり、車室２内へのベント吹出し温度（４点平均値）は１４．５°Ｃであり、空調装置エバポレータ前の吸込み温度は４３．３°Ｃであった。したがって、上記インストルメントパネル３の冷却により車室２内の温度は２．８°Ｃ低下し、車室２内へのベント吹出し温度は３°Ｃ低下し、空調装置エバポレータ前の吸込み温度は３．７°Ｃ低下したことから、空調装置の内気吸込み温度の低下により、車室２内のクールダウン（冷却）性能が向上することを確認できた。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、受熱部５を、日射によって温度が上昇するインストルメントパネル３の裏面に設けた場合について例示したが、日射による温度上昇が大きい他の内装材、例えば車室２の天井１６に受熱部５を設けてもよい。また、放熱部６を、比較的温度が低い車室２のシート１２の下部に設けた場合を例示したが、車室２のシート１２の下部の代わりに、比較的温度が低い他の箇所、例えばインストルメントパネル３内に放熱部６を設けてもよい。

また、上記実施形態では、図２のステップＳ１にて受熱部５内の媒体の温度とリザーバータンク８内の媒体の温度とを比較し、その温度差が所定値と同じか又はより大きい場合にポンプ９および電動ファン１１を稼動させるようにしたが、受熱部５内の媒体の温度自体が所定値と同じか又はより大きくなった場合にポンプ９および電動ファン１１を稼動させるようにしてもよい。

本発明の一実施形態にかかる車両用温調装置を示すブロック図である。 図１の車両用温調装置によって車室内のインストルメントパネルを冷却する際の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
２ 車室
３ インストルメントパネル（内装材）
４ 車両用温調装置
５ 受熱部
６ 放熱部
７ 循環経路
８ リザーバータンク
９ ポンプ
１０ 制御部
１１ 電動ファン
１２ シート
１３，１４ 温度センサ
１５ タイマ
１６ 天井（内装材）

Claims (3)

1. 日射によって温度が上昇する第１の領域に設けられる受熱部（５）と、前記第１の領域より温度が低い第２の領域に設けられる放熱部（６）と、これらの受熱部（５）および放熱部（６）を循環する媒体の循環経路（７）と、前記媒体を循環させるポンプ（９）とを備えたことを特徴とする車両用温調装置。
2. 前記放熱部（６）を車両（１）のシート（１２）下に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用温調装置。
3. 前記放熱部（６）を車両（１）のインストルパネル（３）内に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用温調装置。

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