JPH05131838A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最大冷房時の通風抵抗の低減と、温調性(エ
アミックスドア開度に対する吹出風温の直線性)及びエ
アミックス性の向上を両立させた自動車用空気調和装置
を提供すること。 【構成】 冷風制御ドア６ａに調和風絞りドア６ｂを設
け、温調時に冷風制御ドア６ａが閉じられると共に、こ
れに連動して調和風絞りドア６ｂが開き、これにより温
風制御ドア６ｃと共に通風路を再び絞るように働き、こ
の結果、調和風が再混合されるのでエアミックス性の向
上が得られる。また、最大冷房時で、冷風制御ドア６ａ
が開かれたときには、この調和風絞りドア６ｂは冷風制
御ドア６ａとダクトケーシング１の間に密着され、冷風
バイパス通路を最大限に開放するため、通気抵抗となる
ことはない。 【効果】 簡単な構成で、通気抵抗の低減と温調性の向
上という、相反する性能を共に向上出来、冷房性能向上
と低騒音化、及び快適性を充分に向上出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアミックス方式の自
動車用空気調和装置に係り、調和風の温度制御性が良好
で、特にハイグレードの自動車に好適な自動車用空気調
和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用空気調和装置では、エア
ミックス方式の空気調和装置が主流を占めるようになっ
てきているが、このような方式の空気調和装置では、冷
房運転時での通気抵抗の低減と、エアミックスドア開度
に対する吹出風温の直線性(以下、温調性という)及びエ
アミックス性の両立向上が大きな命題となっている。

【０００３】そこで、このような通気抵抗の低減と、温
調性及びエアミックス性の両立向上を考慮した従来技術
としては、ヒータコアをバイパスする冷風通路内にサブ
エアミックスドアを設置し、このドアの開放、閉止制御
を適切に行なう方式のものがあった。すなわち、この従
来技術では、メインエアミックスドアの動きにサブエア
ミックスドアを連動させ、最大冷房時には冷風バイパス
通路面積を最大にし、温度制御時(以下、温調時という)
にはメインエアミックスドアが暖房側へ移動するに従
い、サブエアミックスドアで冷風バイパス通路の面積を
縮小すると共に冷風の流れる方向を変え、これによりヒ
ータコアを通過した温風が冷風とぶつかるようにして温
調性の向上を図っていた。

【０００４】なお、このような従来技術としては、例え
ば実開昭５６−８３８１５号、実開昭５６−８３５１６
号などの公報がある。

【０００５】然し乍ら、上記の従来技術では、温調時
に、温風と冷風が通路の壁面に添って流れるため、温風
と冷風の混合が不充分で、エアミックス性の向上につい
ては問題が残っていた。

【０００６】そこで、エアミックス性を更に向上させる
ためには、調和風分配部に温冷風が流入する前で通路面
積を絞ったり、壁面に添って流れる温冷風の方向を変え
るためのガイド板等を設置したりする必要があり、この
ため、例えば実開昭５５−７０３０９号、実開昭５７−
３７００８号、それに実開昭５９−３５１１０号の各公
報の技術では、エアミックス後、更に通風路面積を縮小
し、これによりエアミックス性が改善されるようにして
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、エアミッ
クス性向上のため、調和風分配部に温冷風が流入する前
で通路面積を絞ったり、壁面に添って流れる温冷風の方
向を変えるためのガイド板等を設置したりする必要があ
り、このため、通気抵抗の低減と温調性の向上の両立が
困難であるという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、最大冷房時での通気抵抗
の低減と、温調性及びエアミックス性の向上の両立が充
分に得られるようにした自動車用空気調和装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】温調時での吹出温制御特
性の直線性を改善するために、該冷風バイパス通路の面
積を制限する冷風制御ドアを設置し、これによる冷風通
路面積の制限により、温風系と冷風系の通路抵抗のバラ
ンスが適正化され、エアミックスドアの開度に比例した
吹出温制御特性が得られるようにすると共に、この冷風
制御ドアと一体的に作動する調和風絞りドアと、ヒータ
コアを通過し加熱された温風の吹出方向と吹出風量を制
御する温風制御ドアとを設け、それらドアの前方にエア
ミックスチャンバーとして機能する空間が形成されるよ
うにし、これらのドアによる通風路の絞り効果により、
再エアミックス動作が与えられるようにする。

【００１０】冷風制御ドアと調和風絞りドアの構成は、
冷風制御ドアの回動軸と同軸上に、調和風絞りドアの回
動軸を回動自在に装着し、冷風制御ドアが開放状態にな
ったとき、調和風絞りドアが回動軸を中心に一定角度だ
け開く様にスプリングとストッパーが備えられ、冷風制
御ドアが閉鎖位置になったとき、調和風絞りドアは該冷
風制御ドアに密着するようにしてある。

【００１１】また、温風制御ドアには断熱材を貼りつ
け、これにより温風通路を閉じるように、且つ、吹出風
分配部と温風通路の隔壁を２重にし、その間を車内空間
部に開放するようにした。

【００１２】なお、本発明の実施例では、通気抵抗を低
減するために、空気の流入方向に略平行にヒータコアを
配置し、ヒータコアをバイパスする冷風の通路面積が充
分に取れるようにしてある。

【００１３】

【作用】最大冷房時には冷風制御ドアを開放し、ヒータ
コアをバイパスする冷風バイパス通路の面積を最大限に
開口する。この時、調和風絞りドアは、それを常時開放
する側に付勢しているスプリングの力に抗して、冷風制
御ドアに密着するように回動させ、通気抵抗を増加させ
ないようにする。又、温風制御ドアにより温風通路を閉
じて、冷風がスムーズに流れるように流入方向を規制す
ると共に通風面積が急変しないようにする。

【００１４】この結果、冷風バイパス通路は、その面積
が最大限に開口され、且つ冷風の流れがスムーズにな
り、通気抵抗を極限にまで減少させることができる。
又、断熱材を貼りつけた温風制御ドアで温風通路を閉止
し、且つ、吹出風分配部と温風通路の隔壁を２重とし
て、その間を車内空間部に開放することにより、一旦、
エアミックスされた調和風が、ヒータコア後流部からの
熱伝導により加熱されるのを防止できるので、調和風の
温度を精度よく制御することが出来る。

【００１５】従って、本発明によればヒータコアに流入
するエンジン冷却水を制御するための温水弁を廃止出来
るという効果もある。又、温調時にはエアミックスドア
が作動する前に冷風制御ドアを閉止し、冷風バイパス通
路とヒータコア後流に連通する温風通路の通気抵抗バラ
ンスを適正化し、エアミックスドア開度に対する吹出風
温変化の直線性が改善されると共に、調和風絞りドアを
開放して冷風制御ドアの後流部に再び絞り部を形成させ
ることができ、この結果、温風は、まず冷風制御ドアの
閉止部から流入する冷風と混合し、更に、調和風絞りド
ア部で再エアミックスされ、調和空気の分配部に導入さ
れるため、吹出口付近にエアミックス性を向上させるた
めの固定式風向板等を設置する必要がなくなり、高風量
時での低騒音化と、温調性の向上とを両立させることが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明による空気調和装置について、
図示の実施例により詳細に説明する。まず、図１は、本
発明の一実施例で、この実施例による空気調和装置では
その制御に、予め定めた制御プログラムに従ってソフト
ウエアによるデジタル演算処理を実行する車載用マイク
ロコンピュータを用いている。

【００１７】図１において、１は空気調和装置の各機器
を包合し、温調通路を形成するダクトケーシングで、こ
のダクトケーシング１には、ブロワモータ２によって駆
動されるブロワ２ａと蒸発器３、それにヒータコア４が
空気の流れる方向に添って順番に装着されている。そし
て、ブロワ２ａが対面する部分には空気導入口１ａ、と
１ｂが設けられている。 これらの空気導入口１ａ、１
ｂはそれぞれ外気導入口、内気循環口であり、これらの
空気導入を選択するためのインテークドア５が設置され
ている。

【００１８】ヒータコア４に隣接してはエアミックスド
ア６が配置され、このエアミックスドア６の下流には、
ヒータコア４をバイパスする冷風バイパス通路と、ヒー
タコア４を通過して再加熱された温風が通過する温風通
路とが合流する部分が形成され、その後部に調和風通路
が形成される。そして、このエアミックスドア６で、こ
れらの通路を通過する空気の割合を調整し、吹出風温を
制御するのである。また、このヒータコア４の下側のダ
クトケーシング１は、温風通路壁１ｃと調和風通路壁１
ｄとに分離して作られ、これらの間には車室内に連通す
る空間が形成されている。

【００１９】６ａは冷風制御ドアで、リンク機構１９ａ
によりエアミックスドア６と、図２に示すように連動制
御される。すなわち、図２から明らかなように、この冷
風制御ドア６ａは、エアミックスドア６が最大開度状態
にあるときだけ開度が制御され、温調作動時は閉止され
るように連動されている。これにより最大冷房時の冷風
バイパス通路面積の拡大による通気抵抗の低減と、温調
時の冷風系と温風系の通気抵抗の適正バランス化による
温調特性の直線性を向上させる。

【００２０】次に、６ｂは調和風絞りドアで、図３に示
すように、冷風制御ドア６ａの回動軸６０上に回動自在
に装着され、冷風制御ドア６ａが開放状態になったと
き、回動軸を中心に一定角度だけ開く様に、スプリング
６１とストッパー６２が備えられ、冷風制御ドア６ａ
が、図１の矢印方向に開いてゆくと、その途中でダクト
ケーシング１に当接して動きが止められ、それから冷風
制御ドア６ａに向かって閉じ始めるようになり、全開状
態になったとき、破線で示すように冷風制御ドア６ａに
密着するように構成してある。

【００２１】また、６ｃは温風制御ドアで、リンク機構
１９ａによりエアミックスドア６と連動制御される。即
ち、エアミックスドア６が最大開度で、最大冷房状態に
あるとき、この温風制御ドア６ｃは温風通路を閉止し、
エアミックスドア６の作動と連動して温風通路を開閉
し、吹出し風量と方向を制御するのである。

【００２２】このように、調和風絞りドア６ｂで通風路
を再絞りすることにより、調和風分配部に流入する前に
完全に冷温風を混合することが出来る。又、最大冷房
時、温風制御ドア６ｃで通風路を閉止することにより、
通風路面積の急変が抑えられるため、通気抵抗の増加が
防止でき、且つ、温風制御ドア６ｃの表面に断熱材を貼
り付け、温風通路壁１ｃと調和風通路壁１ｄとの間を離
しておくことにより、温風通路からの熱伝達を防止する
ことができるため、ヒータコア４に流入する温水を制御
する温水弁を廃止出来る。

【００２３】なお、この図１において、７ａはデフド
ア、７ｂはベントドア、８はフロアドア８であり、それ
ぞれデフ吹出口１ｅ、ベント吹出口１ｆ、フロア吹出口
１ｇを開閉するためのドアであり、空気調和モードを切
換える働きをする。

【００２４】次に、この図１の実施例における制御機器
の構成について説明すると、９はマイクロコンピュータ
で、予め定めた制御プログラムに従ってソフトウエアの
デジタル演算処理を実行するシングルチップマイクロコ
ンピュータであり、数メガヘルツの水晶振動子１０を接
続すると共に、車載バッテリーより電源供給を受けて作
動状態になる。そして、このマイクロコンピュータ９
は、演算手順を予め定めた自動制御プログラムを順次読
みだし、それに対応する演算処理を実行する中央処理部
（ＣＰＵ）と、水晶振動子１０を伴って上記各種演算の
ための基準クロックパルスを発生するクロック発生部
と、各種信号の入出力を調整する入出力（Ｉ／Ｏ）回路
部とを主要部に構成した１チップ大規模集積回路（ＬＳ
Ｉ）からなっている。

【００２５】そして、このマイクロコンピュータ９に
は、外気センサー１３、車内センサー１４、日射センサ
ー１４ａ、デフ吹出温センサー１５、ベント吹出温セン
サー１６、フロア吹出温センサー１７からの信号がＡ／
Ｄ変換器１２を介して、デジタル信号として入力され
る。又、マイクロコンピュータ９には、温度設定器１１
からの温度設定がデジタル信号として入力される。

【００２６】そこで、マイクロコンピュータ９は、上述
の各種の検出信号及び設定信号に基づいて各種の計算と
判定を行い、ブロワモータ２、インテークドア５、エア
ミックスドア６、デフドア７ａ、ベントドア７ｂ、フロ
アドア８を制御するための各種指令信号を発生してい
る。インテークドア５はアクチュエータ１８により駆動
され、エアミックスドア６と冷風制御ドア６ａ、それに
温風制御ドア６ｃはリンク機構１９ａを介してアクチュ
エータ１９により駆動され、デフドア７ａとベントドア
７ｂ、それにフロアドア８はリンク機構２０ａを介して
アクチュエータ２０により連動制御され、ブロワモータ
２は駆動回路２１により回転数が制御される。

【００２７】アクチュエータ１８はマイクロコンピュー
タ９からの内外気指令信号を受けてラッチし、インテー
クドア５を作動させることにより、ダクトケーシング１
内に導入する内外気を切換える。又、アクチュエータ１
９は、マイクロコンピュータ９からの開度制御の指令信
号を受けてラッチし、その指令信号に応じてエアミック
スドア６の開度を調整し吹出風温を制御する。さらにア
クチュエータ２０は指令信号に応じてリンク機構２０ａ
を作動させ、デフドア７ａとベントドア７ｂ、それにフ
ロアドア８を開閉動作させる。

【００２８】また、ブロワ駆動回路２１はマイクロコン
ピュータ９からの回転指令信号を受けてラッチし、この
指令信号に応じてブロワモータ２の回転速度を連続的に
制御する。なお、上記構成による空気調和装置の一般的
な作動は、例えば、特公昭６３−３７７２号公報により
公知なので、ここでの説明は省略する。

【００２９】次に、上記実施例による温度制御動作につ
いて説明する。まず、基本的な吹出風温制御動作につい
て説明すると、インテークドア５により内気か外気かを
選択し、導入した空気はブロワ２ａによりダクトケーシ
ング１内に圧送され、蒸発器３を通過して除湿冷却され
る。

【００３０】こうして、蒸発器３により除湿冷却された
空気は、エアミックスドア６によりヒータコア４を通過
する空気と、ヒータコア４をバイパスする空気とに分割
される。すなわち、温度制御は、エアミックスドア６の
開度によりヒータコア４を通過した温風と、ヒータコア
４をバイパスした冷風との混合割合を調整することで行
われる。

【００３１】そして、温調された調和風は、デフ吹出口
１ｅ、ベント吹出口１ｆ、それにフロア吹出口１ｇから
車内へ吹出される。なお、図１において、ヒータコア４
に接続される温水制御系及び蒸発器３に接続される冷凍
サイクル系については、本実施例を説明する上では特に
必要ないので、図示を省略してある。

【００３２】次に、この実施例による温度制御動作につ
いて、図４のフローチャートにより説明する。この演算
処理はマイクロコンピュータ９により行われる。なお、
このフローチャートは、本発明の要点に係る吹出風温制
御にのみ示すものであり、他の制御機能については前述
した公知文献参照し得るので、ここでは省略する。

【００３３】電源が投入され、マイクロコンピュータ９
が作動状態に入ると、数百ｍｍｓｅｃの周期で、この図
４に示す空調制御プログラムの演算処理を実行する。す
なわち、まず、ステップ１０１では、外気センサ１３か
らの信号Ｔａと、車内センサ１４からの信号Ｔｒ、日射
センサ１４ａからの信号Ｚｍ、デフダクトセンサ１５か
らの信号Ｔｄｄ、ベントダクトセンサ１６からの信号Ｔ
ｄｕ、フロアダクトセンサ１７からの信号Ｔｄ１、それ
に温度設定器１１からの温度設定信号Ｔｓなどの信号を
入力する。ついで、ステップ１０２へ進み、ステップ１
０１で入力したデータにより吹出モードの判定を行う。

【００３４】この判定に際して、図示していないモード
設定器からの設定信号Ｍが入力されており、これにより
モードの指定がされていれば、そのモードになるようア
クチュエータ２０に開度指令信号を送り、調和された空
気の吹出口を選択する。しかして、設定信号Ｍが自動モ
ードになっていたときには、外気センサ１３からの信号
Ｔａに基づいて、図５に示すように吹出モードを自動選
択し、吹出口切換を実行する。すなわち、外気温度が高
い夏期にはベントモードを選択し、外気温度が低い冬季
にはヒータモードを選択し、春、秋の中間期にはバイレ
ベルモードを選択するのである。

【００３５】次に、ステップ１０３で吹出風温の目標吹
出温を演算する。この演算処理算出は、例えば外気セン
サ１３からの信号Ｔａと日射センサ１４ａからの信号Ｚ
ｍを用いて、図６に示す方法によって行う。すなわち、
温度制御は図６に示す目標吹出温と、各ダクトセンサで
検出した風温との偏差が０に近づくようにアクチュエー
タ１９に開度指令信号を送り、エアミックスドア６を作
動させることにより行なわれるのである。

【００３６】従って、この実施例によれば、冷風制御ド
ア６ａに調和風絞りドア６ｂが設けてあるので、温調時
に冷風制御ドア６ａが閉じられると共に、これに連動し
て調和風絞りドア６ｂが開き、これにより温風制御ドア
６ｃと共に通風路を再び絞るように働き、この結果、調
和風が再混合されるのでエアミックス性の向上が得られ
ると共に、最大冷房時で、冷風制御ドア６ａが開かれた
ときには、この調和風絞りドア６ｂは冷風制御ドア６ａ
とダクトケーシング１の間に密着され、冷風バイパス通
路を最大限に開放するため、通気抵抗となることはな
く、結局、この実施例によれば、通気抵抗の低減と温調
性の向上という、相反する性能を共に向上出来、冷房性
能向上と低騒音化、及び快適性を充分に向上出来る。

【００３７】ところで、図１の実施例では、図３から明
らかなように、調和風絞りドア６ｂの回動軸は冷風制御
ドア６ａの回動軸６０上に同軸に設けられている。然し
乍ら、この調和風絞りドア６ｂの回動軸は、必ずしも冷
風制御ドア６ａの回動軸６０上に同軸に設ける必要は無
く、要するに、冷風制御ドア６ａが開放状態になったと
き一定角度だけ開き、冷風制御ドア６ａが、図１の矢印
方向に開いていったとき、その途中から冷風制御ドア６
ａに向かって閉じ始め、全開状態になったとき、破線で
示すように冷風制御ドア６ａに密着するようになってい
ればよい。

【００３８】そこで、本発明の他の実施例としては、図
７に示すように、調和風絞りドア６ｂの回動軸６３を、
冷風制御ドア６ａの回動軸６０とは別に設け、これを冷
風制御ドア６ａの面上に回動自在に装着するようにして
もよい。こうすれば、図８に示すように、調和風絞りド
ア６ｂは、冷風制御ドア６ａが開放状態になったとき、
回動軸を中心に一定角度だけ開き、冷風制御ドア６ａが
矢印方向に開いてゆくにつれ、その途中からダクトケー
シング１に当たって動きが止められ、それからは冷風制
御ドア６ａに向かって閉じ始め、全開状態になったと
き、破線で示すように冷風制御ドア６ａに密着するよう
になり、図１の実施例と同様な作用効果を得ることがで
きる。

【００３９】ところで、このような空気調和装置では、
ヒータコア４を通過した温風を、エアミックスドア６の
下方から流入する冷風に混入させるとき、温風制御ドア
６ｃの先端から温風を混入させると効果的なエアミック
スが得られる。そこで、このような認識にたった本発明
の一実施例を図９に示す。この図９は、本発明における
温風制御ドア６ｃの他の構成を示したもので、温風制御
ドア６ｃの先端部を残し、ダクトケーシング１に接して
それと摺動する両側端(図では上下)、及び回動軸の回り
の部分にシール材６５を設け、温風制御ドア６ｃを閉じ
たとき、これらの部分での気密を充分に保持すると共
に、先端部からだけ所定量の空気が洩れ出すことができ
るようにしたものである。

【００４０】また、以上の実施例では、各吹出口から吹
出す調和風の温度がなるべく均一になるようにしたもの
であるが、バイレベルモードの場合では、上下吹出風に
ついて適切な温度差を必要とする場合がある。そこで、
このようなバイレベルモードに適した本発明の一実施例
について、図１０により説明する。

【００４１】この図１０は、図９の実施例と同様に、温
風制御ドア６ｃにシール材６５を設けると共に、この温
風制御ドア６ｃの一方の端部(図では下部)の一部に切欠
き６６を設け、温風制御ドア６ｃを閉じたときでも、切
欠き６６から温風が吹き出すようにし、この下部にある
フロア吹出口１ｅから更に多くの温風が吹出すようにし
たものであり、従って、この実施例によれば、フロア吹
出口１ｅから吹き出す風の温度だけを選択的に上げるこ
とができ、車室内の上方の気温に比して、足元の気温を
低くするのに適切な温度差を作り出すことができ、良好
なバイレベルモード動作を容易に得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、冷風制御ドアに調和風
絞りドアが設けられ、この調和風絞りドアが温調時に冷
風制御ドアが閉じられると共に開き、調和風を再混合さ
せるので、エアミックス性の向上が得られると共に、最
大冷房時には、この調和風絞りドアは冷風制御ドアとダ
クトケーシングの間に密着され、冷風バイパス通路を最
大限に開放するため、通気抵抗となることはなく、従っ
て、通気抵抗低減と温調性向上という相反する性能を共
に向上が出来、冷房性能向上と低騒音化、それに快適性
が向上出来るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動車用空気調和装置の一実施例
を示す模式構成図である。

【図２】本発明の一実施例における動作特性図である。

【図３】本発明の一実施例における調和風絞りドアの詳
細を示す構造図である。

【図４】本発明の一実施例における自動制御ルーチンの
演算処理を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施例におけるモード切換制御の説
明図である。

【図６】本発明の一実施例における目標吹出温度制御の
特性図である。

【図７】本発明の他の一実施例における調和風絞りドア
の詳細を示す構造図である。

【図８】本発明による自動車用空気調和装置の他の一実
施例を示す模式構成図である。

【図９】本発明の更に別の一実施例における温風制御ド
アの説明図である。

【図１０】本発明の更に別の一実施例における温風制御
ドアの説明図である。

【符号の説明】 １ ダクトケーシング ２ ブロワモータ ２ａ ブロワ ３ 蒸発器 ４ ヒータコア ６ エアミックスドア ６ａ 冷風制御ドア ６ｂ 調和風絞りドア ６ｃ 温風制御ドア１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入された空気を冷却する蒸発器と、該
   蒸発器で冷却された冷風を再加熱する加熱器と、再加熱
   された温風と上記加熱器をバイパスした冷風との混合割
   合を調整するエアミックスドアと、上記加熱器をバイパ
   スする冷風通路に設置された冷風制御ドアを備えた自動
   車用空気調和装置において、上記冷風制御ドアの開閉動
   作に連動する調和風絞りドアと、上記加熱器から吐出さ
   れる温風量と方向とを制御する温風制御ドアとを設け、
   上記冷風制御ドアが閉じられ、且つ上記温風制御ドアが
   開かれたとき、この温風制御ドアと上記調和風絞りドア
   により通風路が再び絞られるように構成したことを特徴
   とする自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】 請求項１の発明において、吹出口に向う
   調和風通路と、加熱器後流の温風通路との隔壁が二重構
   造に作られていることを特徴とする自動車用空気調和装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１の発明において、上記温風制御
   ドアが空気調和装置のケースと接する摺動部が気密保持
   構造に作られていることを特徴とする自動車用空気調和
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１の発明において、上記温風制御
   ドアが空気調和装置のケースと接する摺動部の一部に切
   欠きが形成されていることを特徴とする自動車用空気調
   和装置。