JP2010083177A

JP2010083177A - 車両用空調システム

Info

Publication number: JP2010083177A
Application number: JP2008251249A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Toyoda; 敏之豊田; Yukikazu Nakajima; 幸和中島
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-15

Abstract

【課題】ラジエータへの冷却媒体の送給量を増大させた場合でも、車両室内の暖房を効率的に行うことができる車両用空調システムを提供する。
【解決手段】車両のエンジン３から送られる冷却媒体５を冷却して戻すラジエータ７と、並列に配置されて、エンジン３からの冷却媒体５が流通する複数のフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３と、ラジエータ７、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３に冷却媒体５を送給させるエンジン側ウォーターポンプ１９と、を備えている。エンジン３とヒータ１１，１３とを連結する配管は、エンジン３から延びる内燃機関側配管２３と、内燃機関側配管２３の端部から複数に分岐してそれぞれのヒータ９，１１，１３に接続される熱交換器側配管２５とを有し、前記内燃機関側配管２３に、エンジン３から送られた冷却媒体５をヒータ９，１１，１３に向けて送給するヒータ側ウォーターポンプ１５を配設している。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調システムに関する。

従来から、自動車の室内において室内前部にフロントヒータを配設し、後部にリヤヒータを配設する空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、フロントヒータを構成する第１加熱用熱交換器と、リヤヒータを構成する第２加熱用熱交換器とを並列に配置すると共に、エンジンの近傍にウォーターポンプを配置し、これらのエンジン、ウォーターポンプ、第１加熱用熱交換器（フロントヒータ）、および第２加熱用熱交換器（リヤヒータ）を配管を介して連結し、該配管内を冷却媒体を流通させている。

そして、前記ウォーターポンプを駆動させることによって、エンジンの排熱で暖められた冷却媒体を配管を通して第１加熱用熱交換器および第２加熱用熱交換器に送り、車室内の暖房を行うようにしている。

特許第３３３９３４６号公報

前記従来技術では、エンジンから排出された高熱の冷却媒体を冷却するラジエータが設けられており、ウォーターポンプの吐出量を増大させると、フロントヒータおよびリヤヒータへ送出される冷却媒体の送給量が大きくなる。

しかし、その一方、ラジエータへの冷却媒体の送給量も増えるため、冷却媒体が冷えすぎてしまい、フロントヒータおよびリヤヒータによる暖房効果が低下するおそれがあった。

そこで、本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ラジエータへの冷却媒体の送給量を増大させた場合でも、車両室内の暖房を効率的に行うことができる車両用空調システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明にあっては、内燃機関の排熱によって熱せられた冷却媒体を冷却して内燃機関に戻すラジエータと、前記内燃機関からの冷却媒体が流通する複数に並設されたヒータ用熱交換器と、冷却媒体を前記ラジエータおよびヒータ用熱交換器に送給させるエンジン側ウォーターポンプと、を備え、前記内燃機関とヒータ用熱交換器とを連結する配管は、内燃機関から延びる内燃機関側配管と、該内燃機関側配管の端部から複数に分岐してそれぞれのヒータ用熱交換器に接続される熱交換器側配管とを有し、前記内燃機関側配管に冷却媒体をヒータ用熱交換器に向けて送給するヒータ側ウォーターポンプを配設したことを最も主要な特徴とする。

本発明に係る車両用空調システムによれば、エンジン側ウォーターポンプとは別個にヒータ側ウォーターポンプを配設しているため、ヒータ側ウォーターポンプを稼働させることによって、ラジエータへの冷却媒体の送給量が増えた場合でも、車両室内の暖房効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の実施形態による車両用空調システムにおける冷却媒体の循環を示す概略図である。

本実施形態による車両用空調システム１は、車両の駆動源となるエンジン３（内燃機関）と、該エンジン３の駆動による排熱で加熱された冷却媒体５を冷却するラジエータ７と、互いに配列に配列されたフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３と、これらのフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３の冷却媒体５の流れの上流側に配置されたヒータ側ウォーターポンプ１５とを備えている。そして、これらのエンジン３、ラジエータ７、ヒータ側ウォーターポンプ１５、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３は、配管１７を介して連結されており、該配管１７の内部を冷却水などの冷却媒体５が流通している。

前記エンジン３は、車両の内燃機関であり、例えば車体前部のエンジンルーム内部に配設されて運転されることによって排熱を発生させる。また、エンジン３とラジエータ７とは、配管１７を介して連結されており、該配管１７の内部を冷却媒体５が流通している。そして、エンジン３には、エンジン側ウォーターポンプ１９が内蔵されており、該エンジン側ウォーターポンプ１９を作動させることによって、エンジン３の排熱によって加熱された冷却媒体５が配管１７を介してエンジン３からラジエータ７に送られる。該ラジエータ７では、高温の冷却媒体５が冷却されたのち、配管１７を通してエンジン３に戻される。

一方、エンジン３からは、ラジエータ７への配管とは別経路で、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３に向けて別の配管が延設されている。この配管のうち、冷却媒体５の流れの上流側に配置されて、エンジン３から分岐点２１まで延びる配管は内燃機関側配管２３であり、分岐点２１からフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３までの配管は熱交換器側配管２５であり、冷却媒体５の上流側に配置されてフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３からエンジン３に戻る配管は下流側配管２７である。前記内燃機関側配管２３の途中部分には、前記エンジン３に内蔵されたエンジン側ウォーターポンプ１９とは別のヒータ側ウォーターポンプ１５が配設されている。

そして、図外の車両室内の前部には、前述したフロントヒータ９が配設され、室内の後部には、リヤヒータ１１，１３が配設されている。これらのフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３は、互いに並列状態で配置されており、前記分岐点２１から複数（本実施形態では３つ）に分岐した熱交換器側配管２５に接続されている。前述したように、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３は、循環経路において並列に配置されており、冷却媒体５は分岐点２１からそれぞれの配管に分岐してフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３に流れる。また、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３から排出される冷却媒体５は、下流側配管２７を通ってエンジン３に戻る。

このように、エンジン３から排出された冷却媒体５は、エンジン側ウォーターポンプ１９やヒータ側ウォーターポンプ１５を稼働させることによって、ラジエータ７、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３に送られたのちエンジン３に戻るという循環経路を形成している。

なお、フロントヒータ９は、例えばつまみを左右方向にスライド移動させて、いわゆる「Full Cool」と「Full Warm」との間を可変させることができるアナログ的な調整形式に構成されている。即ち、「Full Warm」のときは、熱交換器側配管２５内を送給される高温の冷却媒体５を１００％流通させると共に、図外の送風ファンを作動させて、前席に着座した乗員に対して温風を送る。

また、「Full Cool」のときは、熱交換器側配管２５に設けられた図外のバルブを作用させて、熱交換器側配管２５内の冷却媒体５の流れを遮断させると共に、図外の送風ファンを作動させて、前席に着座した乗員に対して冷たい走行風を送る。

そして、「Full Cool」と「Full Warm」との中間においては、熱交換器側配管２５に設けられた図外のバルブを作用させて、熱交換器側配管２５内の冷却媒体５の流れを最大時の約５０％程度に低減させると共に、図外の送風ファンを作動させて、前席に着座した乗員に対して風を送る。なお、「OFF」のときは、熱交換器側配管２５に設けられた図外のバルブを作用させて、高温の冷却媒体５の流れを遮断させると共に、送風ファンの作動も停止させて、前席に着座した乗員に対する送風を停止する。

一方、リヤヒータ１１，１３は、いわゆる「ON」と「OFF」とのデジタル的な調整形式に構成されている。即ち、「ON」のときは、熱交換器側配管２５に設けられた図外のバルブを作用させて、高温の冷却媒体５を最大１００％流通させると共に、図外の送風ファンを作動させて、後席に着座した乗員に対して温風を送る。また、「OFF」のときは、熱交換器側配管２５に設けられた図外のバルブを作用させて、高温の冷却媒体５の流れを遮断させると共に、送風ファンの作動も停止させて、後席に着座した乗員に対する送風を停止する。

図２は、本発明の実施形態によるフロントヒータ、リヤヒータおよびウォーターポンプの作動状況を示す表である。

この表の最も左側の欄に示すように、フロントヒータ９とリヤヒータ１１，１３の双方を停止させたいときは、ヒータ側ウォーターポンプ１５の稼働を停止させる。この場合は、エンジン側ウォーターポンプ１９のみを稼働させてラジエータ７へ冷却媒体５を送給する一方、ヒータ側ウォーターポンプ１５を停止させてフロントヒータ９とリヤヒータ１１，１３への冷却媒体５の送給を停止させる。

また、フロントヒータ９を「OFF」にしてリヤヒータ１１，１３を「ON」にするときは、前述したように、エンジン側ウォーターポンプ１９とヒータ側ウォーターポンプ１５を稼働させると共に、バルブを作用させてフロントヒータ９への冷却媒体５の流れを遮断させると共に、送風ファンの作動も停止させて、前席に着座した乗員に対する送風を停止する。

また、フロントヒータ９を「Full Cool」にしてリヤヒータ１１，１３を「ON」にするときは、エンジン側ウォーターポンプ１９とヒータ側ウォーターポンプ１５の双方を稼働させてリヤヒータ１１，１３へ冷却媒体を送給する一方、フロントヒータ９への冷却媒体５の送給を停止させて送風ファンによって走行風を前席に送る。これは、例えば、春や秋などの晴天の日に、前席の乗員は日差しを受けて暑くなるため、フロントヒータ９を「Full Cool」にする一方、後席の乗員は、日陰になって寒く感じるため、暖房によって後席を暖める場合などに好適である。

そして、フロントヒータ９を「Full Cool以外」にしてリヤヒータ１１，１３を「OFF」にするときは、エンジン側ウォーターポンプ１９とヒータ側ウォーターポンプ１５の双方を稼働させると共に、バルブを作用させてリヤヒータ１１，１３への冷却媒体５の送給を停止させる。

なお、フロントヒータ９を「Full Cool以外」にしてリヤヒータ１１，１３を「ON」にさせるときは、エンジン側ウォーターポンプ１９とヒータ側ウォーターポンプ１５の双方を稼働させる。

以下に、本発明の実施形態による作用効果を説明する。

（１）エンジン３と、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３（ヒータ用熱交換器）と、を連結する配管は、エンジン３から延びる内燃機関側配管２３と、該内燃機関側配管２３の端部から複数に分岐してそれぞれのフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３に接続される熱交換器側配管２５とを有し、前記内燃機関側配管２３に、エンジン３から送られた冷却媒体５をフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３に向けて送給するヒータ側ウォーターポンプ１５を配設している。

このように、エンジン側ウォーターポンプ１９とは別個にヒータ側ウォーターポンプ１５を配設しているため、ヒータ側ウォーターポンプ１５を稼働させることによって、エンジン３から排出された高温の冷却媒体５をフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３に送給して車両室内の暖房を効率的に行うことができる。

また、エンジン３の構造を改造することなく、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３を循環する冷却媒体量を大幅に増加させることができる。さらに、バイパス回路や逆止弁等が不要になって空調システムの構造が簡素化されてコスト低減を図ることができる。

（２）前記ヒータ側ウォーターポンプ１５の稼働を停止させることにより、ヒータ用熱交換器であるフロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３への冷却媒体５の流れを止めると共に、ラジエータ７への冷却媒体５の送給量を増大させるように構成している。

従って、エンジン側ウォーターポンプ１９からの冷却媒体５の吐出量を増大させた場合でも、フロントヒータ９およびリヤヒータ１１，１３へ冷却媒体５が流れずに、ラジエータ７への流入量が増大する。従って、ラジエータ７の作動が活発となり、ラジエータ７を大型化等せずに、冷却媒体５を確実に冷却させることができる。

本発明の実施形態による車両用空調システムにおける冷却媒体の循環を示す概略図である。本発明の実施形態によるフロントヒータ、リヤヒータおよびウォーターポンプの作動状況を示す表である。

符号の説明

１…車両用空調システム
３…エンジン（内燃機関）
５…冷却媒体
９…フロントヒータ（ヒータ用熱交換器）
１１，１３…リヤヒータ（ヒータ用熱交換器）
１５…ヒータ側ウォーターポンプ
１９…エンジン側ウォーターポンプ
２１…分岐点
２３…内燃機関側配管
２５…熱交換器側配管

Claims

車両の内燃機関と、該内燃機関から送られる冷却媒体を冷却して内燃機関に戻すラジエータと、前記内燃機関からの冷却媒体が流通する複数のヒータ用熱交換器と、これらのラジエータおよびヒータ用熱交換器に冷却媒体を送給させるエンジン側ウォーターポンプと、を備え、前記内燃機関、ラジエータおよびヒータ用熱交換器は、内部を冷却媒体が流通する配管を介して接続された車両用空調システムであって、
前記内燃機関とヒータ用熱交換器とを連結する配管は、内燃機関から延びる内燃機関側配管と、該内燃機関側配管の端部から複数に分岐してそれぞれのヒータ用熱交換器に接続される熱交換器側配管とを有し、
前記内燃機関側配管に、内燃機関から送られた冷却媒体をヒータ用熱交換器に向けて送給するヒータ側ウォーターポンプを配設したことを特徴とする車両用空調システム。
前記ヒータ側ウォーターポンプの稼働を停止させることにより、前記内燃機関側配管内におけるヒータ用熱交換器への冷却媒体の流れを止めると共に、ラジエータへの冷却媒体の送給量を増大させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。