JPH11222024A

JPH11222024A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JPH11222024A
Application number: JP10027329A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Inoue; 美光井上; Tsunesato Takahashi; 恒吏高橋; Hajime Ito; 肇伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-17
Anticipated expiration: 2018-02-09
Also published as: US6037567A; DE19905072A1; JP3807072B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気発熱体による温水温度の上昇促進効果
と、電気発熱体の発熱による暖房空気の温度上昇促進効
果とを両立させる。【解決手段】暖房用熱交換器１４に、放熱フィンを介
して空気中に放熱するように電気発熱体１５ａ〜１５ｃ
を組み込む。暖房運転域にあって、かつ、温水の温度が
設定温度Ｔ₂より低いときは、電気発熱体に通電し、か
つ、送風機１７を停止するとともに、温水弁１３を開弁
して、電気発熱体の熱量を放熱フィン２４を介して温水
チューブ内の温水に放熱する。温水の温度が設定温度Ｔ
₂より高くなると、送風機１７を始動して、電気発熱体
の熱量を送風機１７の送風空気に放熱フィンを介して放
熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温水（エンジン冷却
水）を熱源とする暖房用熱交換器に、補助暖房熱源とし
ての電気発熱体を一体化している車両用空調装置におい
て、電気発熱体の発熱により温水の温度上昇を促進する
ようにした制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両エンジンの高効率化に伴い、
エンジン暖機後においても車両エンジンの冷却水（温
水）温度が従前に比して低めの温度となる傾向にある。
そのため、エンジン冷却水からの廃熱を利用して車室内
の暖房を行う温水式空調装置においては、暖房能力不足
が課題になっている。

【０００３】そこで、独国特許出願公開第４４３３８１
４Ａ１号明細書では、温水式の暖房用熱交換器における
２本の温水チューブの間、あるいは温水チューブと放熱
フィンとの間に電気発熱体を組付け、この電気発熱体の
発熱によりチューブ内の温水温度の上昇を促進させるも
のが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
では、電気発熱体を温水チューブと直接接するように配
置して、電気発熱体の発熱をチューブ内の温水に直接伝
導するようになっているので、電気発熱体から暖房空気
への伝熱量が減少し、電気発熱体の発熱による暖房空気
の温度上昇の割合が低いという不具合が生じる。

【０００５】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
電気発熱体による温水温度の上昇促進効果と、電気発熱
体の発熱による暖房空気の温度上昇促進効果とを両立さ
せることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の着眼点に基づいて案出されたもので
ある。すなわち、温水熱源の暖房用熱交換器を具備する
車両用空調装置においては、周知のごとく、温水（エン
ジン冷却水）温度の低い、エンジン始動直後の暖房開始
時には、乗員が暖房始動のスイッチ操作（送風開始のス
イッチ操作）を行っても、送風機の作動を停止したまま
とし、温水温度が所定温度（例えば、３５°Ｃ）まで上
昇すると、送風機を低速で始動させ、温水温度の上昇に
伴って送風機速度を徐々に上昇させる、いわゆるウオー
ムアップ制御が採用されている。

【０００７】このウオームアップ制御により、暖房運転
の際に、車室内へ冷風が吹き出すという不快な現象を防
止している。一方、本発明者らは、温水熱源の暖房用熱
交換器の熱交換用コア部内に電気発熱体を一体に組み込
むに際して、隣接する放熱フィン同志の間に電気発熱体
を配して、電気発熱体と温水チューブとの間には放熱フ
ィンが介在するようにした構成のものを開発中である。

【０００８】この暖房用熱交換器によると、電気発熱体
の熱量はまず放熱フィンに伝導されるので、電気発熱体
の熱量はチューブ内の温水に優先して、放熱フィンから
空気中に放熱できることになる。しかし、このような構
成であっても、上記したウオームアップ制御中には、暖
房空気の送風が停止されるため、放熱フィンから空気中
への放熱がほとんどなくなって、電気発熱体の熱量を放
熱フィンを介してチューブ内の温水に効果的に放熱でき
るようになる。

【０００９】本発明は、上述した事項に着目して、エン
ジン始動直後の温水低温時には、上記したウオームアッ
プ制御を利用して、電気発熱体の発熱により温水温度を
効果的に上昇させ、一方、温水温度が所定温度まで上昇
して送風機が始動すると、電気発熱体の発熱により放熱
フィンを介して暖房空気の温度を効果的に上昇できるよ
うにするものである。

【００１０】すなわち、請求項１〜５記載の発明では、
通風路を構成するケース（１６）内に、車両エンジン
（１０）からの温水を熱源として車室内に吹き出される
空気を加熱する暖房用熱交換器（１４）を配置し、この
暖房用熱交換器（１４）への温水流れを制御する温水弁
（１３）と、ケース（１６）に送風する送風機（１７）
とを備え、暖房用熱交換器（１４）には、温水が流通す
る温水チューブ（２３）と、この温水チューブ（２３）
に接合された放熱フィン（２４）と、この放熱フィン
（２４）を介して空気中に放熱するように組み込まれた
電気発熱体（１５ａ〜１５ｃ）とを備え、暖房運転域に
あって、かつ、温水の温度が設定温度（Ｔ₂）より低い
ときは、電気発熱体（１５ａ〜１５ｃ）に通電し、か
つ、送風機（１７）を停止するとともに、温水弁（１
３）を開弁して、電気発熱体（１５ａ〜１５ｃ）の熱量
を放熱フィン（２４）を介して温水チューブ（２３）内
の温水に放熱するようにし、温水の温度が設定温度（Ｔ
₂）より高くなると、電気発熱体（１５ａ〜１５ｃ）の
通電および温水弁（１３）の開弁を維持したまま、送風
機（１７）を始動して、電気発熱体（１５ａ〜１５ｃ）
の熱量を送風機（１７）の送風空気に放熱フィン（２
４）を介して放熱することを特徴としている。

【００１１】これによると、エンジン始動直後の温水低
温時には、電気発熱体の発熱により温水温度を上昇させ
ることができるとともに、電気発熱体の電力消費による
車両エンジン（１０）の発電機駆動負荷の増加が起こ
り、この負荷増加によりエンジン廃熱を増加できる。従
って、電気発熱体からの伝熱とエンジン廃熱の増加とが
相まって、温水温度を速やかに立ち上げることができ
る。

【００１２】一方、温水温度が所定温度まで上昇して送
風機が始動すると、電気発熱体の熱量は放熱フィン（２
４）を介して暖房空気中に良好に放熱でき、暖房空気の
温度を効果的に上昇できる。なお、上記各手段の括弧内
の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応
関係を示すものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。（第１実施形態）図１は電気発熱体を一体化した温水式
の車両暖房用熱交換器を含む車両温水回路を示し、水冷
式の車両エンジン１０の温水回路１１には車両エンジン
１０により回転駆動される温水ポンプ１２が配置されて
おり、この温水ポンプ１２の作動により温水（エンジン
冷却水）が温水回路１１を循環する。

【００１４】温水回路１１において、車両エンジン１０
で加熱された温水は温水弁（弁手段）１３を介して車両
暖房用熱交換器１４に流入する。ここで、温水弁１３
は、サーボモータ等の電気アクチュエータ１３ａと、こ
の電気アクチュエータ１３ａにより操作されて温水流路
の開度を調整する弁体１３ｂとから構成されている。ま
た、車両暖房用熱交換器１４には、図２に示すように複
数本、例えば３本の電気発熱体１５ａ〜１５ｃが一体に
組み込まれており、この熱交換器１４は車両用空調装置
の通風路を構成するケース１６内に収容されている。

【００１５】この暖房用熱交換器１４は、空調用送風機
１７の送風空気を温水または電気発熱体１５ａ〜１５ｃ
を熱源として加熱する。なお、図１において、１０ａは
エンジン冷却水の放熱を行うラジエータ、１０ｂはバイ
パス通路、１０ｃはエンジン冷却水の温度が所定温度以
上に上昇するとラジエータ１０ａへの通路を開くサーモ
スタットである。

【００１６】図２は図１の車両暖房用熱交換器１４の正
面図であって、この熱交換器１４は、温水入口側タンク
１８と、温水出口側タンク１９と、この両タンク１８、
１９の間に設けられた熱交換用コア部２０とを有してい
る。温水入口側タンク１８には図１に示す水冷式の車両
エンジン１０からの温水（エンジン冷却水）が流入する
入口パイプ２１が設けられ、温水出口側タンク１９には
温水を外部へ流出させ、エンジン１０側に還流させる出
口パイプ２２が設けられている。なお、本例の熱交換器
１４は図２に示すように上下対称形であるので、温水入
口側タンク１８と温水出口側タンク１９とを上下逆転し
てもよい。

【００１７】各タンク１８、１９はそれぞれタンク本体
部１８ａ、１９ａと、このタンク本体部１８ａ、１９ａ
の開口端面を閉じるシートメタル１８ｂ、１９ｂとから
なり、図２の左右方向が長手方向となる周知のタンク構
造である。そして、シートメタル１８ｂ、１９ｂには偏
平状のチューブ挿入穴（図示せず）が多数個、図２の左
右方向に１列または複数列並んで形成されている。

【００１８】熱交換用コア部２０は暖房用空気の流れ方
向（図２の紙面垂直方向）に対して平行な偏平状に形成
された温水チューブ２３を多数本図２の左右方向に並列
配置している。この多数本の温水チューブ２３内を温水
は図２の下側から上側への一方向に流れる。そして、こ
の多数本の温水チューブ２３相互の間に波形状に成形さ
れたコルゲートフィンからなる放熱フィン２４を配置し
接合している。この放熱フィン２４には周知のごとく暖
房用空気の流れ方向に対して所定角度で斜めに多数のル
ーバ（図示せず）が切り起こし成形されており、このル
ーバの成形によりフィン熱伝達率を向上させている。

【００１９】温水チューブ２３の両端開口部はシートメ
タル１８ｂ、１９ｂのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通
され、接合される。また、コア部２０の最外側（図２の
左右両端部）の放熱フィン２４のさらに外側にはサイド
プレート２５、２６が配設され、このサイドプレート２
５、２６は最外側の放熱フィン２４およびタンク１８、
１９に接合される。

【００２０】さらに、熱交換用コア部２０の一部の部位
に、温水チューブ２３の代わりに、電気発熱体１５ａ〜
１５ｃを設置している。図２の例では、熱交換用コア部
２０の３箇所に電気発熱体１５ａ〜１５ｃを等間隔で、
左右対称位置に設置している。より具体的に説明する
と、図３に示すように、熱交換用コア部２０のうち、電
気発熱体１５ａ〜１５ｃが設置される部位では、隣接す
る放熱フィン２４の折り曲げ頂部に、それぞれ温水チュ
ーブ２３の長手方向に延びる平板状の金属製保持板５
０、５０を所定間隔を開けて接合し、この両保持板５
０、５０の間に各電気発熱体１５ａ〜１５ｃを組み付け
る構造となっている。

【００２１】なお、暖房用熱交換器１４の各部品および
上記保持板５０、５０はいずれもアルミニウムからな
り、一体ろう付けにて接合され、このろう付け後に電気
発熱体１５ａ〜１５ｃの組み付けを行う。上記保持板５
０、５０は２枚の板材で形成してもよいが、Ｕ状の曲げ
部を有する１つの板材で形成することができる。電気発
熱体１５ａ〜１５ｃは、図３に示すように複数の板状の
発熱体素子５１と、この発熱体素子５１の表裏両面に配
置された細長の平板状の電極板５２、５３との３層サン
ドウイッチ構造を電気絶縁材５４で被覆した構造になっ
ている。発熱体素子５１は上記電極板５２、５３を介し
て外部回路に電気的に接続される。

【００２２】また、発熱体素子５１は所定の設定温度
（キューリ点：例えば、１５０°Ｃ）にて抵抗値が急増
する正の抵抗温度特性を有する抵抗体材料（例えば、チ
タン酸バリウム）からなるＰＴＣヒータ素子である。発
熱体素子５１はこのようなＰＴＣヒータ素子からなるた
め、周知のごとく、その発熱温度をキューリ点に自己制
御する自己温度制御機能を備えている。３本の電気発熱
体１５ａ〜１５ｃは車載電源（図１に示すバッテリ３
０）に対して電気的に並列接続される。

【００２３】次に、図１により３本の電気発熱体１５ａ
〜１５ｃへの通電を制御するための制御系を説明する
と、空調用電子制御装置２７はマイクロコンピュータ等
から構成されるものであり、予め設定されたプログラム
に基づいて所定の演算処理を行って電気発熱体１５ａ〜
１５ｃ等への通電を制御する。電子制御装置２７の出力
信号はリレー２８に加えられ、このリレー２８によって
電気発熱体１５ａ〜１５ｃへの通電が断続される。

【００２４】なお、図１では図示の簡略化のために、電
気発熱体１５ａ〜１５ｃおよびリレー２８を１つづつ示
しているが、実際には３本の電気発熱体１５ａ〜１５ｃ
にそれぞれ対応して独立の合計３個のリレー２８が設け
られ、この各リレー２８により３本の電気発熱体１５ａ
〜１５ｃの通電をそれぞれ独立に断続するようになって
いる。

【００２５】また、電子制御装置２７には車両エンジン
１０の運転を断続するイグニッションスイッチ２９を介
して車載バッテリ３０から電源が供給される。この車載
バッテリ３０にはオルタネータ（交流発電機）３１が接
続され、このオルタネータ３１の出力電圧によりバッテ
リ３０が充電される。一方、電子制御装置２７には次の
各種センサ類からの信号が入力される。すなわち、水冷
式車両エンジン１０の温水温度を検出する水温センサ３
２、外気温を検出する外気温センサ３３、車載バッテリ
３０の充電電圧に応じた信号を発生するバッテリ電圧セ
ンサ（バッテリ充電信号発生手段）３４、空調作動スイ
ッチ（例えば、空調送風スイッチ）３５、車室内の内気
温を検出する内気温センサ３６、車室内へ入射される日
射量を検出する日射センサ３７、空調操作パネルの温度
設定器３８、および最大暖房状態の信号を発生する最大
暖房スイッチ３９からの信号が電子制御装置２７に入力
される。

【００２６】図４は車両用空調装置の通風系の概要を示
すもので、内外気切替箱４０を通して外気または内気が
切り替え導入され、この導入空気は送風機１７の作動に
より冷房用熱交換器（蒸発器）４１に送風され、ここ
で、冷却、除湿される。図４の例では、車両用空調装置
の温度調整方式が周知のエアミックスタイプとなってお
り、冷房用熱交換器４１で冷却された冷風は、エアミッ
クスドア（温度調整手段）４２により暖房用熱交換器１
４を通る空気（温風）と、暖房用熱交換器１４のバイパ
ス路４３を通る空気（冷風）とに振り分けられる。

【００２７】従って、この温風と冷風との風量割合をエ
アミックスドア４２により調整することにより車室内へ
の吹出空気温度を調整できる。ここで、４２ａはエアミ
ックスドア４２がバイパス路４３を全閉し、暖房用熱交
換器１４への空気路を全開する最大暖房状態を示してい
る。上記最大暖房スイッチ３９は車両用空調装置が最大
暖房状態にあるか否かに応じて開閉されるものである。
例えば、車両用空調装置の温度調整方式が上記のエアミ
ックスタイプである場合は、図４に示すように、エアミ
ックスドア（温度調整手段）４２がバイパス路４３を全
閉し、暖房用熱交換器１４への空気路を全開する２点鎖
線位置４２ａに操作されている状態のとき、最大暖房ス
イッチ３９はオン状態となる。

【００２８】なお、図４において、４３０は温風と冷風
の混合部、４５〜４７は吹出モード切替用ドア、４７は
車両窓ガラス内面への吹出空気を取り出すデフロスタ開
口部、４８は乗員頭部への吹出空気を取り出すフェイス
開口部、４９は乗員足元への吹出空気を取り出すフット
開口部である。次に、上記構成において作動を図５のフ
ローチャートに基づいて説明する。図５の制御ルーチン
は、車両エンジン１０のイグニッションスイッチ２９お
よび空調作動スイッチ３５が投入されるとスタートし、
ステップＳ１００にて各種センサ、スイッチ類からの信
号読み込みを行う。次に、ステップＳ１１０にて、車室
内を目標温度に維持するために必要な目標吹出空気温度
ＴＡＯを算出する。この車室内への目標吹出空気温度Ｔ
ＡＯは、予めＲＯＭに記憶されている下記数式１に基づ
いて算出する。

【００２９】

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔset −Ｋr ×Ｔr −Ｋam×
Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃなお、Ｔset は空調操作パネルの温度設定器３８による
目標温度、Ｔr は内気温センサ３６の検出する内気温、
Ｔamは外気温センサ３３の検出する外気温、およびＴs
は日射センサ３７の検出する日射量である。また、Ｋse
t 、Ｋr 、Ｋam、およびＫs はゲイン、Ｃは補正用の定
数である。

【００３０】次に、ステップＳ１２０にて上記目標吹出
空気温度ＴＡＯが設定値（例えば、３５°Ｃ）以上であ
るか判定する。この判定は、空調装置の運転状態が暖房
運転域にあるかどうかの判定を行うものである。ステッ
プＳ１２０にてＴＡＯが設定値以上で、暖房運転域にあ
ると判定されたときは、次のステップＳ１３０にて最大
暖房スイッチ３９からの信号に基づいて最大暖房状態か
どうか判定する。

【００３１】最大暖房状態であれば、次のステップＳ１
４０にてバッテリ電圧センサ３４からの信号に基づいて
バッテリ充電状態に余裕があるかどうか判定する。バッ
テリ充電状態に余裕があれば、次のステップＳ１５０に
て外気温センサ３３からの信号に基づいて外気温が所定
温度（例えば、１０°Ｃ）以下であるかどうか判定す
る。

【００３２】この判定は、車両環境が温水温度の立ち上
げに時間のかかる寒冷時にあるかどうかを判定するもの
であるため、設定温度は例えば、１０°Ｃという低めの
温度とする。そして、外気温が寒冷時のように１０°Ｃ
以下であれば、次のステップＳ１６０にて水温センサ３
２からの信号に基づいて水温が第１設定温度Ｔ₁（例え
ば、８０°Ｃ）以下であるかどうか判定する。水温が８
０°Ｃ以下であれば、次のステップＳ１７０にてリレー
２８をオンして電気発熱体１５ａ〜１５ｃに通電する。

【００３３】そして、次のステップＳ１８０にて、再
度、水温の判定を行う。すなわち、水温が第２設定温度
Ｔ₂（例えば、３５°Ｃ）以下であるかどうか判定す
る。ここで、第２設定温度Ｔ₂は、暖房感が得られる温
度まで空気を温水により加熱することができる最低温度
であり、本例ではこの観点から３５°Ｃとしている。水
温が３５°Ｃ以下であれば、次のステップＳ１９０にて
送風機１７を停止するとともに、温水弁１３を開弁す
る。

【００３４】このように、送風機１７を停止した状態に
て温水弁１３を開弁し、そして、電気発熱体１５ａ〜１
５ｃに通電するため、暖房用熱交換器１４においては次
のごとき作用が成される。すなわち、温水回路１１にお
いては、車両用エンジン１０の温水ポンプ１２の作動に
よりエンジン１０からの温水が温水弁１３を介して暖房
用熱交換器１４の入口パイプ２１より温水入口側タンク
１８内に流入する。

【００３５】そして、温水は、入口側タンク１８にて多
数本の温水チューブ２３に分配され、この温水チューブ
２３を通過した後、温水出口側タンク１９に流入し、こ
こで集合され、出口パイプ２２から熱交換器外部へ流出
し、エンジン１０側に還流する。この際、送風機１７の
停止により温水チューブ２３と放熱フィン２４との空隙
部には空気が送風されないので、暖房用熱交換器１４に
おいて空気側への放熱が行われない。

【００３６】その結果、電気発熱体１５ａ〜１５ｃが通
電され、発熱すると、電気発熱体１５ａ〜１５ｃの熱量
は両隣の放熱フィン２４において空気側にほとんど放熱
することなく、温水チューブ２３内の温水中に伝導さ
れ、温水を加熱する。従って、電気発熱体１５ａ〜１５
ｃの発熱により温水の温度上昇を促進できる。ここで、
電気発熱体１５ａ〜１５ｃは低温の温水中に放熱するの
で、電気発熱体１５ａ〜１５ｃの温度がキューリ点より
低い温度に維持される。そのため、電気発熱体１５ａ〜
１５ｃの電気抵抗値が比較的低い値に維持され、電気発
熱体１５ａ〜１５ｃの電流（すなわち、電力消費量）が
比較的大きくなる。その結果、オルタネータ（交流発電
機）３１の発電負荷が増大し、車両エンジン１０の駆動
負荷が増大して、エンジン１０自身の廃熱量が増大す
る。

【００３７】従って、このエンジン１０自身の廃熱量増
大と、電気発熱体１５ａ〜１５ｃからの伝熱とが相まっ
て、温水温度を急速に立ち上げることができる。そし
て、温水温度が第２設定温度Ｔ₂（例えば、３５°Ｃ）
より高くなると、ステップＳ１８０からステップＳ２０
０に進み、送風機１７を作動させるとともに、温水弁１
３を開弁する。送風機１７の作動によって、暖房用熱交
換器１４の温水チューブ２３と放熱フィン２４との間の
空隙部を暖房用空気が通過する。

【００３８】一方、各電気発熱体１５ａ〜１５ｃの発熱
は両側の放熱フィン２４に伝導されて、この放熱フィン
２４から暖房用空気に放熱されるので、各電気発熱体１
５ａ〜１５ｃから温水チューブ２３内の温水に伝導され
る熱量が大幅に低下する。従って、各電気発熱体１５ａ
〜１５ｃの発熱量により暖房用空気を速やかに加熱して
即効暖房を行うことができる。

【００３９】ここで、暖房用空気の送風開始によって各
電気発熱体（ＰＴＣ素子）１５ａ〜１５ｃの放熱量が増
大し、各電気発熱体１５ａ〜１５ｃの温度が低下するの
で、ＰＴＣの抵抗温度特性に従って、各電気発熱体の電
気抵抗値が低下して、各電気発熱体の通電量が増大（図
６参照）する。また、このとき、暖房用空気の送風量を
急増すると、車室内への吹出温度が低下して暖房フィー
リングを悪化させるので、送風機モータ１７ａへの印加
電圧を始動時は、図６に示すように最小電圧とし、その
あと、温水温度の上昇に応じて徐々に送風機モータ印加
電圧を高めるようにしている。従って、温水温度が第２
設定温度Ｔ₂より上昇した後に、暖房用空気の送風量が
徐々に増加していくので、車室内への吹出温度の低下を
起こすことなく、吹出温度を速やかに上昇させて、快適
な暖房フィーリングを得ることができる。

【００４０】なお、図６は空調作動スイッチ３５の投入
後の経過時間を横軸にとり、縦軸に温水弁１３の開度、
電気発熱体１５ａ〜１５ｃの通電量、送風機１７の駆動
モータ印加電圧、および温水温度（エンジン水温）をと
ったものである。因みに、電気発熱体１５ａ〜１５ｃの
通電量において、破線は温水温度が第２設定温度Ｔ₂
（例えば、３５°Ｃ）以下であるときに、電気発熱体１
５ａ〜１５ｃから空気にも温水にも放熱せず、単に通電
している場合の通電量である。この破線の比較例で
は、電気発熱体１５ａ〜１５ｃの放熱量が僅少であるた
め、電気発熱体１５ａ〜１５ｃの温度がキューリ点に到
達して、電気抵抗値が急増し、通電量が大幅に低下する
ことを示している。この破線の比較例によると、オル
タネータ（交流発電機）３１の発電負荷が小さいので、
車両エンジン１０の駆動負荷が増大しない。そのため、
エンジン１０自身の廃熱量も増大せず、温水温度の立ち
上げが悪化する。

【００４１】一方、図５のステップＳ１２０でのでの判
定がＮ０のときは、暖房運転域でないときであり、ま
た、ステップＳ１３０での判定がＮ０のときは、必要暖
房能力が小さくてよいときであるので、それぞれ、ステ
ップＳ２１０に進み、電気発熱体１５ａ〜１５ｃの通電
を遮断する。また、ステップＳ１４０でバッテリ充電状
態に余裕がないと判定されたときは、車載バッテリ３０
の過放電防止のために、ステップＳ２１０に進み、電気
発熱体１５ａ〜１５ｃの通電を遮断する。

【００４２】また、ステップＳ１５０で外気温が１０°
Ｃを越えるときは、寒冷時ではないとして、ステップＳ
２１０に進み、電気発熱体１５ａ〜１５ｃの通電を遮断
する。さらに、水温が第１所定温度Ｔ₁（例えば、８０
°Ｃ）を越えるときは、温水チューブ２３の温水からの
放熱のみで、車室内への吹出温度を十分高めることがで
きるので、ステップＳ２１０に進み、電気発熱体１５ａ
〜１５ｃの通電を遮断する。

【００４３】そして、ステップＳ２１０からステップＳ
２２０に進み、通常の空調制御を行う。すなわち、本実
施形態においては、前述のステップＳ１１０で算出され
た目標吹出空気温度ＴＡＯに応じて、車室内への吹出モ
ード、エアミックスドア４２の開度、送風機１７の送風
量、温水弁１３の開閉等を決定し、空調作動の自動制御
を行う。

【００４４】上記した図５の制御フローチャートにおけ
る各ステップと、請求項２、３における機能実現手段と
の対応関係を説明すると、暖房運転域にあるか否かを判
定する暖房運転判定手段はステップＳ１２０であり、ま
た、温水の温度が設定温度Ｔ ₂より高いか否かを判定す
る温水温度判定手段はステップＳ１８０である。また、
暖房運転域にあって、かつ、温水の温度が設定温度（Ｔ
₂）より低いと判定されたとき、電気発熱体１５ａ〜１
５ｃに通電し、かつ、送風機１７を停止するとともに、
温水弁１３を開弁する第１制御手段は、ステップＳ１７
０、Ｓ１９０である。

【００４５】さらに、暖房運転域にあって、かつ、温水
の温度が設定温度Ｔ₂より高いと判定されたとき、電気
発熱体（１５ａ〜１５ｃ）の通電および温水弁（１３）
の開弁を維持したまま、送風機１７を始動する第２制御
手段はステップＳ１７０、Ｓ２００である。（他の実施形態）なお、上記の実施形態では、車室内へ
の吹出空気温度を調整する温度調整手段として、暖房用
熱交換器１４を通る空気（温風）と、暖房用熱交換器１
４のバイパス路４３を通る空気（冷風）との風量割合を
調整するエアミックスドア４２を用いているが、暖房用
熱交換器１４を循環する温水の流量や温水の温度を温水
弁１３を用いて調整することにより、吹出空気温度を調
整する方式も知られており、このような温水調整式の空
調装置に対しても、本発明は同様に適用できる。

【００４６】また、上記の実施形態では、送風機１７の
風量制御として、送風機１７の駆動用モータ１７ａの印
加電圧のレベルを変えて、モータ回転数を変化させてい
るが、送風機１７の駆動用モータ１７ａに加えるパルス
出力電圧のパルス幅を変調させる、パルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）方式を用いてもよいことはもちろんである。また、
暖房用熱交換器１４に電気発熱体１５ａ〜１５ｃを一体
化する場合に電気発熱体１５ａ〜１５ｃの設置形態を図
２の形態に限らず、暖房用熱交換器１４の仕様の変化等
に対応して種々変更し得ることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における暖房用熱交換器を
含む温水回路と電気制御系統を含む全体システム図であ
る。

【図２】図１の暖房用熱交換器の正面図である。

【図３】図２の暖房用熱交換器における電気発熱体設置
部位の拡大断面図である。

【図４】本発明の一実施形態における空調装置通風系の
概略断面図である。

【図５】本発明の一実施形態における電気制御のフロー
チャートである。

【図６】本発明の一実施形態における作動説明図であ
る。

【符号の説明】

１０…車両エンジン、１３…温水弁、１４…暖房用熱交
換器、１５ａ〜１５ｃ…電気発熱体、１７…送風機、２
７…電子制御装置、３０…車載バッテリ、３２…水温セ
ンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通風路を構成するケース（１６）と、このケース（１６）内に配置され、車両エンジン（１
０）からの温水を熱源として車室内に吹き出される空気
を加熱する暖房用熱交換器（１４）と、この暖房用熱交換器（１４）への温水流れを制御する温
水弁（１３）と、前記ケース（１６）に送風する送風機（１７）とを備
え、前記暖房用熱交換器（１４）は、前記温水が流通する温
水チューブ（２３）と、この温水チューブ（２３）に接
合された放熱フィン（２４）と、この放熱フィン（２
４）を介して空気中に放熱するように組み込まれた電気
発熱体（１５ａ〜１５ｃ）とを有し、暖房運転域にあって、かつ、前記温水の温度が設定温度
（Ｔ₂）より低いときは、前記電気発熱体（１５ａ〜１
５ｃ）に通電し、かつ、前記送風機（１７）を停止する
とともに、前記温水弁（１３）を開弁して、前記電気発
熱体（１５ａ〜１５ｃ）の熱量を前記放熱フィン（２
４）を介して前記温水チューブ（２３）内の温水に放熱
するようにし、前記温水の温度が前記設定温度（Ｔ₂）より高くなる
と、前記電気発熱体（１５ａ〜１５ｃ）の通電および前
記温水弁（１３）の開弁を維持したまま、前記送風機
（１７）を始動して、前記電気発熱体（１５ａ〜１５
ｃ）の熱量を前記送風機（１７）の送風空気に前記放熱
フィン（２４）を介して放熱することを特徴とする車両
用空調装置。
【請求項２】通風路を構成するケース（１６）と、このケース（１６）内に配置され、車両エンジン（１
０）からの温水を熱源として車室内に吹き出される空気
を加熱する暖房用熱交換器（１４）と、この暖房用熱交換器（１４）への温水流れを制御する温
水弁（１３）と、前記ケース（１６）に送風する送風機（１７）とを備
え、前記暖房用熱交換器（１４）は、前記温水が流通する温
水チューブ（２３）と、この温水チューブ（２３）に接
合された放熱フィン（２４）と、この放熱フィン（２
４）を介して空気中に放熱するように組み込まれた電気
発熱体（１５ａ〜１５ｃ）とを有し、さらに、暖房運転域にあるか否かを判定する暖房運転判
定手段（Ｓ１２０）と、前記温水の温度を検出する温水温度検出手段（３２）
と、前記温水の温度が設定温度（Ｔ₂）より高いか否かを判
定する温水温度判定手段（Ｓ１８０）と、前記両判定手段（Ｓ１２０、Ｓ１８０）により、暖房運
転域にあって、かつ、前記温水の温度が設定温度
（Ｔ₂）より低いと判定されたときは、前記電気発熱体
（１５ａ〜１５ｃ）に通電し、かつ、前記送風機（１
７）を停止するとともに、前記温水弁（１３）を開弁す
る第１制御手段（Ｓ１７０、Ｓ１９０）と、前記両判定手段（Ｓ１２０、Ｓ１８０）により、暖房運
転域にあって、かつ、前記温水の温度が設定温度
（Ｔ₂）より高いと判定されたときは、前記電気発熱
体（１５ａ〜１５ｃ）の通電および前記温水弁（１３）
の開弁を維持したまま、前記送風機（１７）を始動する
第２制御手段（Ｓ１７０、Ｓ２００）とを備えることを
特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】前記車室内に吹き出される空気の目標吹
出温度（ＴＡＯ）を算出する算出手段（Ｓ１１０）を有
し、前記暖房運転域の判定を前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に
基づいて行うことを特徴とする請求項１または２に記載
の車両用空調装置。
【請求項４】前記温水の温度が前記設定温度（Ｔ₂）
より高くなると、前記送風機（１７）を最低速度で始動
して、その後、前記温水の温度上昇につれて前記送風機
（１７）の送風量を次第に増加させることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装
置。
【請求項５】前記電気発熱体（１５ａ〜１５ｃ）は、
所定の設定温度にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特性
を有する抵抗体材料からなる発熱体素子（５１）を有し
ていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１
つに記載の車両用空調装置。