JP3206030B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車室内へ送風する空気の
温度を調節する車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における車両用空調装置は図１４に
示すように、蒸発器２を通る冷風の量と加熱器３を通る
温風の量とを、平板状のエアミックスダンパによって調
節していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のように平板状の
エアミックスダンパで冷風の量と温風の量とを調節する
場合、図１４に示すように、前記調節後の冷風と温風は
交差部であるエアミックスチャンバ１５および１７内に
て互いにほぼ同じ方向を向いてしまい、冷風と温風とが
十分に混合されることなく２層に分かれた状態で車室内
へ送風されていた。その結果、乗員は温かい空気を肌に
感じたり冷たい空気を肌に感じたりして、不快に感じて
いた。

【０００４】そこで本発明は、冷風と温風とが十分に混
合された空気を乗員に吹き出す車両用空調装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、送風されてきた空気を冷却する蒸発器と、
前記空気を加熱する加熱器と、前記蒸発器によって冷却
された冷風が前記加熱器をバイパスして通る冷風通路
と、前記加熱器によって加熱された温風が通る温風通路
と、前記冷風通路と前記温風通路とが交差する交差部
と、該交差部へ流れる前記冷風の量と前記温風の量との
割合を調節する冷温風割合調節手段と、前記交差部の下
流に形成され、前記冷風の量と温風の量との割合が調節
された前記空気を車室内へ吹き出すための吹出口と、前
記交差部に設けられており、湾曲形状を成し、該湾曲方
向に回動し、前記冷風と前記温風とが実質的に対向する
ように前記冷風および前記温風のうちいずれか一方を案
内し、前記回動によって前記吹出口の開口面積を制御す
る障壁とを備える車両用空調装置をその要旨とする。

【０００６】

【作用】本発明では、冷温風割合調節手段を通過後の冷
風および温風は、それぞれが湾曲形状をしている障壁に
ぶつかり、その後のそれぞれの方向が互いにほぼ対向す
る。つまり冷風と温風の双方は、冷風通路と温風通路と
が交差する交差部にて互いにぶつかり合うことによって
十分に混合されるので、乗員が温かい空気を肌に感じた
り冷たい空気を肌に感じたりして不快な気分になるとい
った問題が無くなる。

【０００７】また本発明では、この障壁を回動させて吹
出口の開口面積を制御することによって、吹出口からの
吹き出し風量を調節する。つまり本発明における障壁
は、冷風と温風とを十分に混合させるだけでなく、吹出
口からの吹き出し風量をも調節する。

【０００８】

【発明の効果】本発明は車室内への吹出空気の温度にむ
らが生じることを防止しているので、乗員は常に快適な
車室内温度を体感することができる。また本発明では障
壁を冷風と温風との十分な混合のために用いるだけでな
く吹出口の開口面積の制御にも用いているので、冷風と
温風との混合のための障壁と吹出口の開口面積の制御の
ための障壁とを別に設ける必要が無く、コストダウンに
つながる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図に従って説明す
る。図１は本発明で用いるエアコンユニットの構成を示
す断面図である。１はエアコンユニットを収納するため
のケースである。２は内部を冷えた冷媒が流れるエバポ
レータであり、エバポレータ２を通過する空気を冷却す
る。２０はエバポレータ２の表面に発生したドレン水を
車室外へ排出するためのドレン水排出口である。３は図
示せぬエンジンの熱によって温められたエンジン冷却水
が内部を流れるヒ−タコアであり、ヒ−タコア３を通過
する空気を加熱する。

【００１０】ケース１には、車室内の各場所へ空気を吹
き出すための吹出口４、５、および６が形成されてい
る。具体的には、４ａは前部座席に座る乗員の足元へ空
気を吹き出すためのフロントヒート吹出口、４ｂは後部
座席に座る乗員の足元へ空気を吹き出すためのリアヒー
ト吹出口、５は乗員の上半身へ空気を吹き出すためのベ
ント吹出口、および６はフロントガラスへ空気を吹き出
すためのデフ吹出口である。

【００１１】７および８は、エバポレータ２にて冷却さ
れた冷風がヒ−タコア３をバイパスして通る第１冷風通
路および第２冷風通路である。９および１０は、ヒ−タ
コア３によって加熱された温風が通る第１温風通路およ
び第２温風通路である。１１はエバポレータ２によって
冷却された冷風およびヒ−タコア３によって加熱された
温風をデフ吹出口６に向かって流すためのデフ用通路で
ある。

【００１２】湾曲形状をした１２ａおよび１２ｂは、図
示せぬサ−ボモ−タと連結した図示せぬ回動軸を共有
し、その回動軸を中心に回転可能に配設された第１ロー
タリーダンパである（図２参照）。つまり１２ａおよび
１２ｂは連動する。

【００１３】第１ロータリーダンパ１２ａは、図１中１
４に示す部分を常に慴動しながら回動軸を中心に回動
し、第１冷風通路７と第１温風通路９との開口面積比を
調節する。この開口面積比を調節することによって、第
１冷風通路７と第１温風通路９との交差部である第１エ
アミックスチャンバ１５へ流入する冷風の量と温風の量
とを調節し、フロントヒート吹出口４ａおよびリアヒー
ト吹出口４ｂからの吹出６度を調節する。

【００１４】第１ロータリーダンパ１２ｂは、図中１６
に示す部分を常に慴動しながら回動軸を中心に回動し、
フロントヒート吹出口４ａの開口面積およびリアヒート
吹出口４ｂの開口面積を調節する。そしてフロントヒー
ト吹出口４ａおよびリアヒート吹出口４ｂからの吹出風
量を調節する。

【００１５】第１ロータリーダンパ１２を任意の位置に
固定し、第１エアミックスチャンバ１５内への冷風と温
風とを任意の量に決定したとき、第１エアミックスチャ
ンバ１５内に流入する温風は第１ロータリーダンパ１２
ｂの湾曲形状に沿ってその通風方向を変え、第１冷風通
路７を通って第１エアミックスチャンバ１５内に流入す
る冷風と互いに衝突する。その結果、第１エアミックス
チャンバ１５内において冷風と温風とはしっかりと混合
され、確実に温度調節された空気がフロントヒート吹出
口４ａおよびリアヒート吹出口４ｂから車室内へ吹き出
される。

【００１６】湾曲形状をした１３ａおよび１３ｂは、図
示せぬサ−ボモ−タと連結した図示せぬ回動軸を共有
し、その回動軸を中心に回転可能に配設された第２ロー
タリーダンパである（図２参照）。つまり１３ａおよび
１３ｂは連動する。

【００１７】第２ロータリーダンパ１３ａは、ヒ−タコ
ア３の図中上端面を常に慴動しながら回動軸を中心に回
動し、第２冷風通路８と第２温風通路１０との開口面積
比を調節する。この開口面積比を調節することによっ
て、第２冷風通路８と第２温風通路１０との交差部であ
る第２エアミックスチャンバ１７へ流入する冷風の量と
温風の量とを調節し、ベント吹出口５からの吹出温度を
調節する。

【００１８】第２ロータリーダンパ１３ｂは、図中１８
に示す部分を常に慴動しながら回動軸を中心に回動し、
ベント吹出口５の開口面積およびデフ吹出口６の開口面
積を調節する。そしてベント吹出口５からの吹出風量を
調節する。デフ吹出口６からの吹出風量については、デ
フ用通路１１内に配設されたデフ用ダンパ１９の開度に
よって制御される。

【００１９】第２ロータリーダンパ１３を任意の位置に
固定し、第２エアミックスチャンバ１７内への冷風と温
風とを任意の量に決定したとき、第２エアミックスチャ
ンバ１７内に流入する冷風は第２ロータリーダンパ１３
ｂの湾曲形状に沿ってその通風方向を変え、第２温風通
路１０を通って第２エアミックスチャンバ１７内に流入
する温風と互いに衝突する。その結果、第２エアミック
スチャンバ１７内において冷風と温風とはしっかりと混
合され、確実に温度調節された空気がベント吹出口５か
ら車室内へ吹き出される。

【００２０】次に図２を用いて第１ロータリーダンパ１
２および第２ロータリーダンパ１３の形状を簡単に説明
する。なお、第１ロータリーダンパ１２および第２ロー
タリーダンパ１３はともに同じ形状である。

【００２１】図２（ａ）は第１ロータリーダンパ１２の
側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ
矢視断面図である。図２（ａ）に示すように、第１ロー
タリーダンパ１２は上底と下底とを有する中身が空洞の
円筒を、図中２１に示す部分を切り取ることによって形
成されている。すなわち図中２１に示す部分は紙面垂直
方向に通風可能になっている。

【００２２】回動軸２４は上底２２と下底２３とに設け
られており、この２つの回動軸２４をそれぞれケース１
に支持することによって第１ロータリーダンパ１２を回
転可能にしている。そして一方の回動軸２４には図示せ
ぬサ−ボモ−タ（図３参照）が連結しており、このサ−
ボモ−タが回動軸２４を回転させることによって第１ロ
ータリーダンパ１２を回転させる。

【００２３】図１においてはエアコンユニットのみを図
示したが、このエアコンユニットに空気を発生させるた
めのブロワユニットは図１の２５に示す部分にて連結し
ている。以下、図３を用いてブロワユニットの説明を簡
単に行う。図３はエアコンユニットとブロワユニットと
が一体となったときの両ユニットを示す斜視図である。

【００２４】図３の図中左側半分がブロワユニットであ
り、右側半分がエアコンユニットである。ブロワユニッ
トにおいて２６は車室内の空気をブロワユニットへ取り
入れるための内気導入口であり、２７は車室外の空気を
ブロワユニットに取り入れるための外気導入口である。
空気を車室内から取り入れるか車室外から取り入れるか
の制御は、図示せぬ内外気切替ダンパによって行われ
る。２８は空気流を発生させるためのブロワを収納する
ブロワケースであり、２９はブロワを駆動するブロワモ
ータの一部である。そしてブロワによって発生した空気
流は、連通ケース３０を通って図１の２５に示す部分に
送風され、エアコンユニット全体へ送風される。また図
中３１は第１ロータリーダンパ１２を駆動する第１サ−
ボモ−タ、３２は第２ロータリーダンパ１３を駆動する
第２サ−ボモ−タを示し、図中矢印は空気の流れを示
す。

【００２５】次に図４を用いてこの実施例の制御系を説
明する。図４はこの実施例の制御系を示したブロック図
である。車室内の温度を検出する内気センサ３３からの
出力信号Ｔ_r 、車室外の温度を検出する外気センサ３４
からの出力信号Ｔ_am、太陽の位置および日射の強度を検
出する日射センサ３５からの出力信号Ｔ_s 、運転席の室
内温度を設定するための右側温度設定器３６からの出力
信号Ｔ_setr、および助手席の室内温度を設定するための
左側温度設定器３７からの出力信号Ｔ_setlは全てＥＣＵ
３８にインプットされる。

【００２６】ＥＣＵ３８は中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および入出力インターフェイス
を備えた周知のマイクロコンピュータから構成されてい
る。そして上記各出力信号に基づいてあらかじめ決めら
れたプログラムおよびマップに従って演算処理し、ブロ
ワモータ２９、第１サ−ボモ−タ３１、第２サ−ボモ−
タ３２、および図示せぬ内外気切替ダンパを駆動するサ
−ボモ−タ４１を制御する信号を出力する。

【００２７】マイクロコンピュータは上記各出力信号に
基づいて、下記数式１および数式２に示すようなあらか
じめ決められた数式によって運転席の必要吹出温度ＴＡ
Ｏｒおよび助手席の必要吹出温度ＴＡＯｌを演算する。

【００２８】

【数１】 ＴＡＯｒ＝Ｋ1 ＊ｆ（Ｔ_setr,l）−Ｋ2 ＊Ｔ_r −Ｋ3 ＊Ｔ_am−Ｋ4 ＊Ｔ_sr＋Ｋ5

【００２９】

【数２】 ＴＡＯｌ＝ＴＡＯｒ−Ｋ1 ＊（Ｔ_setr−Ｔ_setl）＋Ｋ4 ＊（Ｔ_sr−Ｔ_sl） 上記数式１においてｆ（Ｔ_setr,l）はＴ_setrとＴ_setlと
の関数を表しており、例えばＴ_setrとＴ_setlとの平均値
としても良い。

【００３０】上記数式１および数式２によってＴＡＯｒ
およびＴＡＯｌ（以下、双方を総称してＴＡＯという）
を求めたら、図５に示すマップに従ってブロワの吹出風
量を求めるべくブロワモータ２９への印加電圧を求め
る。ここで図５はＴＡＯに応じたブロワモータ２９への
印加電圧を示すマップである。

【００３１】内気と外気との切替制御信号、および第１
ロータリーダンパ１２への制御信号、および第２ロータ
リーダンパ１３への制御信号も上記ＴＡＯに従って求め
られる。

【００３２】図６は本実施例で用いるエアコンパネルを
示す正面図である。図６において、３９はエアコンをオ
ートではなくマニュアルで使用する場合にブロワ吹出風
量を調節するためのブロワスイッチであり、図示する位
置より反時計周りに回せば風量は小さくなり、時計周り
に回せば風量は大きくなる。４０は吹出モードがバイレ
ベルモードのときにおいて、運転席のベントのみの吹出
温度および吹出風量を調節するための右側ベントスイッ
チであり、図示する位置より反時計周りに回せば温度は
下がり風量は増大する。また時計周りに回せば温度は高
くなり、風量は低下する。４１は吹出モードがバイレベ
ルモードのときにおいて、助手席のベントのみの吹出温
度および吹出風量を調節するための左側ベントスイッチ
であり、図示する位置より反時計周りに回せば温度は下
がり風量は増大する。また時計周りに回せば温度は高く
なり、風量は低下する。

【００３３】以上述べた構成において本実施例がどのよ
うな作動をするかを、以下図に従って説明する。なお、
以下行う説明は運転席のみに関するものであり、助手席
に関する説明は省略する。

【００３４】例えば図７左に示すように、右側ベントス
イッチ４０を中間位置に設定し、右側温度設定器３６に
よって室内温度を１６℃に設定したとき、第１ロータリ
ーダンパ１２および第２ロータリーダンパ１３は図７右
に示す位置に移動する。つまり、フロントヒート吹出口
４ａおよびリアヒート吹出口４ｂ（以下、双方を総称し
てヒート吹出口４という）が全て遮断し、ベント吹出口
５が全て開口するベントモードとなる。また第２ロータ
リーダンパ１３は第２温風通路１０および第２エアミッ
クスチャンバ１７を遮断しているので、ベント吹出口５
から吹き出される吹出温度は最も低い。またデフ用ダン
パ１９はデフ吹出口６を全て遮断している。

【００３５】右側ベントスイッチ４０を中間位置に固定
したまま設定温度を徐々に上げていき、図８左に示すよ
うに室内温度を２２℃に設定したとき、第１ロータリー
ダンパ１２および第２ロータリーダンパ１３は図８右に
示す位置に移動する。つまり第１ロータリーダンパ１２
はヒート吹出口４を約半分開口し、かつ第１エアミック
スチャンバ１５内へ冷風および温風の両方を取り込むよ
うに第１冷風通路７および第１温風通路９を開口してい
る。また第２ロータリーダンパ１３はベント吹出口５お
よびデフ用通路１１を約半分ずつ開口し、かつ第２エア
ミックスチャンバ１７内へ冷風および温風の両方を取り
込むように第２冷風通路８および第２温風通路１０を開
口している。このときデフ用ダンパ１９はデフ吹出口６
を少し開口しているので、デフ吹出口６からも少し空気
が車室内へ流れる。

【００３６】同様に右側ベントスイッチ４０を固定した
まま設定温度岳を変えていき、図９左に示すように室内
温度を２８℃に設定したとき、第１ロータリーダンパ１
２および第２ロータリーダンパ１３は図９右に示す位置
に移動する。つまりヒート吹出口４が全て開口し、ベン
ト吹出口５が全て遮断するヒートモードとなる。第１冷
風通路７および第２冷風通路８は第１ロータリーダンパ
１２および第２ロータリーダンパ１３によってすべて遮
断されるので、ヒート吹出口４およびデフ吹出口６から
の吹出温度は最も高くなる。このときデフ用ダンパ１９
はデフ吹出口６を少し開口している。

【００３７】車両を運転中に急に窓ガラスが曇ったとき
のように、モードをオートからデフに切り替えた場合、
第１ロータリーダンパ１２および第２ロータリーダンパ
１３は図１０右に示す位置に移動する。つまり第１ロー
タリーダンパ１２がヒート吹出口４を全て遮断し、第２
ロータリーダンパ１３がベント吹出口５を全て遮断す
る。そしてデフ用ダンパ１９はデフ吹出口６を全て開口
する。

【００３８】また本実施例においては左右独立温度コン
トロールの他に上下独立温度コントロールができる構成
にしている。図１１左に示すように、右側温度設定器３
６によって室内温度を２２℃に設定し、右側ベントスイ
ッチ４０の位置を中間位置に設定しているとき、運転手
がベント吹出風に違和感を感じたら、右側ベントスイッ
チ４０の位置を調節することによってこの違和感を解消
することができる。また図１１右は、右側温度設定器３
６および右側ベントスイッチ４０を図１１左の位置に設
定したときの、第１ロータリーダンパ１２および第２ロ
ータリーダンパ１３の位置を示している。

【００３９】例えば、図１１左に示すように右側温度設
定器３６および右側ベントスイッチ４０を設定したとき
に運転手が上半身に暑さを感じた場合には、右側ベント
スイッチ４０を図１２左に示すように反時計周りに回転
させれば良い。すると図１２右に示すように、第１ロー
タリーダンパ１２は動かないのに対して、第２ロータリ
ーダンパ１３のみが反時計周りに回転する。その結果、
第２ロータリーダンパ１３は第２温風通路１０を次第に
遮断していくのと同時に第２冷風通路８を次第に開口し
ていく。そしてついにはベント吹出温度は最も低くな
る。またベント吹出口５の開口面積も次第に大きくなっ
ていき、ついにはベント吹出風量は最大となる。

【００４０】ベント吹出温度およびベント吹出風量は右
側ベントスイッチ４０の回し度合いによって制御できる
ので、運転手の上半身に感じる暑さの度合いに応じて右
側ベントスイッチ４０の回し度合いを調節し、上記暑さ
を解消することができる。

【００４１】一方、運転手が上半身に冷感を感じた場合
には、右側ベントスイッチ４０を図１３左に示すように
時計周りに回転させれば良い。すると図１３右に示すよ
うに、第１ロータリーダンパ１２は動かないのに対し
て、第２ロータリーダンパ１３のみが時計周りに回転す
る。その結果、第２ロータリーダンパ１３は第２温風通
路１０を次第に開口していくのと同時に第２冷風通路８
を次第に遮断していく。そしてついには第２エアミック
スチャンバ１７内の温度は最高となる。また第２ロータ
リーダンパ１３はベント吹出口５を次第に遮断してい
き、ついにはベント吹出口５からは空気が吹き出されな
くなる。

【００４２】上記説明のように、右側ベントスイッチ４
０を時計周りに回すことによってベント吹出温度は次第
に高くなり、かつベント吹出風量は次第に少なくなる。
それ故、運転手の上半身に感じる冷感に応じて右側ベン
トスイッチ４０の回し度合いを調節し、ベント吹出温度
を下げるのと同時に風量も下げることによって、上記冷
感を解消することができる。

【００４３】以上詳述したように、本実施例においては
第１ロータリーダンパおよび第２ロータリーダンパを湾
曲形状にて構成したので、第１エアミックスチャンバ内
および第２エアミックスチャンバ内にてしっかりと冷風
と温風とを混合させることができる。その結果、吹出風
は２層になることはなく、乗員は快適な吹出温度を体感
することができる。

【００４４】また本実施例では、エアミックス作用を行
う第１ロータリーダンパ１２ａおよび吹出口開口面積を
制御する第１ロータリーダンパ１２ｂを１つのサ−ボモ
−タにて駆動しているので、第１ロータリーダンパ１２
ａと第１ロータリーダンパ１２ｂとをそれぞれ別のサ−
ボモ−タで駆動するのに比べてコストダウンにつなが
る。第２ロータリーダンパ１３ａおよび第２ロータリー
ダンパ１３ｂについても同じ効果が得られる。

【００４５】なお本発明における蒸発器は上記実施例で
はエバポレータ２で構成しており、加熱器はヒ−タコア
３で構成している。冷風通路は第１冷風通路７および第
２冷風通路８であり、温風通路は第１温風通路９および
第２温風通路１０である。交差部は第１エアミックスチ
ャンバ１５と第２エアミックスチャンバ１７である。冷
温風割合調節手段は第１ロータリーダンパ１２ａおよび
第１ロータリーダンパ１３ａである。吹出口はヒート吹
出口４およびベント吹出口５である。障壁は第１ロータ
リーダンパ１２ｂおよび第２ロータリーダンパ１３ｂで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で用いるエアコンユニットの
構成を示す断面図である。

【図２】上記一実施例における第１ロータリーダンパの
形状を示す図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）
は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】上記一実施例におけるエアコンユニットとブロ
ワユニットとの結合状態を示す斜視図である。

【図４】上記一実施例の制御系を示したブロック図であ
る。

【図５】上記一実施例における必要吹出温度ＴＡＯに応
じたブロワモータへの印加電圧を示すマップである。

【図６】上記一実施例のエアコンパネルを示す正面図で
ある。

【図７】上記一実施例におけるベントモードのときの各
ロータリーダンパの位置を示す模式図である。

【図８】上記一実施例におけるバイレベルモードのとき
の各ロータリーダンパの位置を示す模式図である。

【図９】上記一実施例におけるヒートモードのときの各
ロータリーダンパの位置を示す模式図である。

【図１０】上記一実施例におけるデフモードのときの各
ロータリーダンパの位置を示す模式図である。

【図１１】上記位置実施例におけるバイレベルモードの
ときに右側ベントスイッチを中間位置に設定したときの
各ロータリーダンパの位置を示す模式図である。

【図１２】上記位置実施例におけるバイレベルモードの
ときに右側ベントスイッチを左側へ一杯に回した位置に
設定したときの各ロータリーダンパの位置を示す模式図
である。

【図１３】上記位置実施例におけるバイレベルモードの
ときに右側ベントスイッチを右側へ一杯に回した位置に
設定したときの各ロータリーダンパの位置を示す模式図
である。

【図１４】従来のエアコンユニットの構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

２ 蒸発器であるエバポレータ ３ 加熱器であるヒ−タコア ４ 吹出口であるヒート吹出口 ５ 吹出口であるベント吹出口 ７ 冷風通路である第１冷風通路 ８ 冷風通路である第２冷風通路 ９ 温風通路である第１温風通路 １０ 温風通路である第２温風通路 １２ａ 冷温風割合調節手段である第１ロータリーダン
パ １３ａ 冷温風割合調節手段である第２ロータリーダン
パ １２ｂ 障壁である第１ロータリーダンパ １３ｂ 障壁である第２ロータリーダンパ １５ 交差部である第１エアミックスチャンバ １７ 交差部である第２エアミックスチャンバ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風されてきた空気を冷却する蒸発器
   と、 前記空気を加熱する加熱器と、 前記蒸発器によって冷却された冷風が前記加熱器をバイ
   パスして通る冷風通路と、 前記加熱器によって加熱された温風が通る温風通路と、 前記冷風通路と前記温風通路とが交差する交差部と、 該交差部へ流れる前記冷風の量と前記温風の量との割合
   を調節する冷温風割合調節手段と、 前記交差部の下流に形成され、前記冷風の量と温風の量
   との割合が調節された前記空気を車室内へ吹き出すため
   の吹出口と、 前記交差部に設けられており、湾曲形状を成し、該湾曲
   方向に回動し、前記冷風と前記温風とが実質的に対向す
   るように前記冷風および前記温風のうちいずれか一方を
   案内し、前記回動によって前記吹出口の開口面積を制御
   する障壁とを備えることを特徴とする車両用空調装置。