JPS6133319A

JPS6133319A - 車両用冷暖房装置

Info

Publication number: JPS6133319A
Application number: JP15457684A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Shimada; 弘夫嶋田
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1986-02-17
Also published as: JPS6249208B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はバスのような車両の冷暖房装置に関する。

〔背慎技術とその問題点〕

冷房用空気冷却器を備える冷凍機の圧縮機を運転するた
めのサブエンジンと、主エンジンの冷却温水を用いる暖
房用空気加熱器と、空気冷却器または空気加熱器を経て
空気を送る調和空気用送風機と、調和空気用送風機をサ
ブエンジンにより駆動すべくサブエンジンと調和空気用
送風機をしゃ断可能にクラッチを介して連結する伝動機
構と、調和空気用法Ｊ！１ｍの駆動のために該送風機に
連結された電動モータとを備えた車両用冷暖房装置は、
例えば実公昭５８−５５０５６号公報に示されるように
公知である。

この公知の車両用冷暖房装置においては、後で詳述する
ように、冷房運転の場合には調和空気用送風機はサブエ
ンジンのみによって駆動され、したがって送風量が大で
ある。このため、例えば春秋の中間期には冷房が強過ぎ
る場合があるが、冷房能力をそれ以下に下げることがで
きない。ところが、この中間期では窓無し車両や弱い冷
房がどうしても欲しい場合等には冷房を切ることができ
ないという問題がある。

一方、公知の車両用冷暖房装置では、外気温が低い場合
における暖房運転において、暖房の立上りに時間がかか
り、大型の主エンジンの長い暖気運転により燃料が多く
消費されるという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は前述の問題点に鑑みなされたもので、その目的
は、従来の車両用冷暖房装置におけるよりも冷暖房時に
一層きめ細かで範囲の広い風量調節を行うことができ、
弱い冷房も、また強い暖気運転も行なことができる車両
用冷暖房装置を得ることにある。

〔発明の概要〕

本発明の車両用冷暖房装置は、前述の公知の構成におい
て、サブエンジンから圧縮機への動力の伝達をしゃ断可
能なクラッチを設置プるとともに冷房運転時にこのクラ
ッチを投入し暖房運転時にこのクラッチをしゃ断する冷
暖房切換装置を設け、さらにサブエンジンと・電動モー
タの運転を切換える風聞変更装置を設け、この風量変更
装置に、それがリーブエンジン側に切換えられた時のみ
サブエンジンから調和空気用送風機への前記伝動機構の
クラッチを投入する装置を設けたことを特徴とする。

また、併合発明によれば、暖房運転時における主エンジ
ンの冷却温水の温度センサと、冷却温水が所定の温度以
下の時にサブエンジン作動接点を閉じてサブエンジンを
運転し、サブエンジンによる調和空気用送風機の運転を
行う装置とが設けられる。

また、他の９１合発明では、暖房運転開始後の一定の時
間が経過するまでサブエンジン作動接点を閉じ続けてサ
ブエンジンを運転し、サブエンジンによる調和空気用送
ＪｉＩ医の運転を行う装置が設（）られる。

〔発明の実施例〕

第２図に示すように、バス１は空気調和装置本体２を床
３の下に搭載しており、車室内からの戻り空気導入口４
から取入れられた空気は空気調和装置本体２内で処理さ
れ、調和空気供給ダクト５から送出され、夏期における
冷風は天井に設けた空気吹出口６から、冬期における暖
風は床面に設けた空気吹出ロアから車室内に吹出される
ようになっている。

第１図は空気調和装置の部分断面平面図であり、空気調
和装置本体２は空気調和用熱交換器ハウジング１０を備
え、その内部に空気加熱器１１および空気冷却器１２か
らなる熱交換器が設けられている。空気加熱器１１内に
は、例えばバスの主エンジンＭＥ（第２図）の冷却水が
通される。また、空気冷却器１２は冷凍サイクルの蒸発
器により構成される。

第１図に示すように、ハウジング１ｏはその上面の一例
に、上向きに開口する前記戻り空気導入口４を有してお
り、戻り空気導入口４がらハウジング内に入った戻り空
気は、ｌｌ！房時は空気加熱器１１により加熱され、ま
た冷房時は空気冷却器１２はにより冷却され、調和空気
用法Ｊ！１機１３により調和空気供給ダクト５内に送ら
れて車室内に戻される。

空気調和装置本体２には、冷凍サイクルの冷媒圧縮機Ｃ
Ｍ、冷媒凝縮器ＣＮ、冷却用フッフン１４が設【ノられ
ており、圧縮ＩＩＣＭおよびファン１４はサブエンジン
ＳＥの回転軸に連結され、サブエンジンＳＦによって駆
動されるようになっている。

凝縮器ＯＮの上にはエンジンのラジェータＲが載置され
ており、凝縮器ＣＮおよびラジェータＲは同じ７７７ン
１４によって冷却される。

調和空気用送風８１１３の入力軸のプーリ１６には電動
モータＭにより駆動されるベルト１７が掛（）渡されて
おり１、また同じ入力軸のプーリ１８にはプーリ２０に
掛は渡したベルト２１が掛は渡されている。プーリ２０
は、電磁クラッチ２２と軸２４を介してプーリ２３に連
結されている。一方、勺ブ」ニンジンＳＥと圧縮器ＣＭ
を連結する軸上のプーリ２５とプーリ２３にはベルト２
６が掛は渡されている。よって、電磁クラッチ２２を切
ると、送風１１３はモータＭのみにより駆動され、電磁
クラッチ２２を投入すると、送風機１３はサブエンジン
ＳＥにより駆動される。なお、２８は温水加熱器である
。

以上に述べた構成は従来の構成であり、冷房時にはサブ
エンジンＳＥにより冷媒圧縮器ＣＭを駆動して冷凍サイ
クルを稼動させ、電磁クラッチ２２を投入状態にしてサ
ブエンジンＳＥにより調和空気用送風機１３を駆動する
。この場合の送風機１３の風聞は２０００′Ｉ１１．／
ｈ以上である。

一方、暖房時にはサブエンジンＳＥを運転せず、電磁ク
ラッチ２２を切り、モータＭにより送Ｊ！１ｍ１３を運
転し、空気加熱器１１に主エンジンＭＥの冷却水を通す
。この場合の送風機１３の風量は１５００ｍ／ｈ程度が
最大である。

このように従来の構成では、サブエンジン運転時の送風
機１３の風量範囲と電動モータＭによる送風機１３の風
量範囲を別個に備えていながら、冷房には曲名のみ暖房
には後者のみを用いているので、いずれか一方の駆動源
がデッドウェイトにイよってしまう。

また、従来の構成では、暖房の場合外気温が低いと、暖
房の立上り時間がかかりすぎ、長い暖気運転により大出
力の主エンジンの燃料消費が多り、−エネルギがｉｌＸ
！賀され、経費が増大する。

本発明によれば、従来技術の上述の問題が解決される。

本発明では、冷房時および暖房時の両用間範囲を冷暖房
の双方に用いてきめ細かな空調制御を行うようにするが
、その詳細について以下説明する。

本発明によれば、第１図に示した構成においてサブエン
ジンＳＥのブー９２５と圧縮機ＣＭとの間に電磁式また
は油圧式クラッチ３０が介装される。また、両クラッチ
２２，２３、電動モータＭ等は第３図に示すような制御
電気回路に組み込まれる。

第３図において、ＲＬ１〜ＲＬ８はリレーコイル、１三
は電源、ＭＳＷＧよメインスイッチ、ｒｌ。

ｒ２は電気抵抗、３２は強、中、弱の３つの接点Ｈ，Ｍ
、Ｌを有する風組変更スイッチ、３３は冷房切換スイッ
チ、ＳはサブエンジンＳＥのためのスタータ、３４はサ
ブエンジンスタータ制御器、３５は主エンジン温水温度
センサ、３６は制御器である。

次に作用を説明づる。

メインスイッチＭＳＷを投入し、冷房を行うために冷暖
房切換スイッチ３３を冷の側へ切換えると、リレーコイ
ルＲＬＩが励磁されその接点が閉じるので、回路４０．
４１を経てクラッチ３０が投入され、サブエンジンＳＥ
と圧縮機ＣＭが連結される。

いま、風量変更スイッチ３２が強接点Ｈに切換えられて
いるとすると、接点１−１を介してリレーコイルＲＬ２
が励Ｉｌされてその接点が閉じるので、クラッチ２２が
連結され、サブエンジンＳＥの出力軸のプーリ２５、プ
ーリ２３．２０．１８を経て調和空気用送風１１３へ動
力を伝達可能となる。

一方、回路４２．４３を経てリレーコイルＲＬ３が励磁
され、その接点が閉じてサブエンジンスタータ制御器３
４に通電され、リレーコイルＲＬ４が励磁され、その接
点が閉じてサブエンジンスタータＳが回転し、サブエン
ジンＳＥを始動する。

サブエンジンＳＥが始動すると、図示しない始動センサ
によりサブエンジンスタータ制御器３４はスタータＳの
回転を停止し、サブエンジンＳＥは予め設定された回転
数で回転を続ける。そして、サブエンジンＳＥは圧縮機
ＣＭを駆動して冷凍サイクルの運転を開始し、同時に調
和空気用送風機１３を作動させる。これによって、空気
冷却器１２を経て室内空気が送られて冷却され、再び室
内へ送り込まれ冷房が行われる。同時に冷却ファン１４
がサブエンジンＳＥにより駆動され、凝縮器ＣＮおよび
ラジェータＲが冷却されることは言うまでもない。なお
、この時、リレーコイルＲＬ８の接点は電動上〜りＭの
回路をしゃ断している。

Ｅ＠ｆｆｉ変更スイッチ３２を中の接点Ｍまたは弱の接
点りに切換えると、クラッチ２２への通電が断たれ、代
りに電動モータＭの回路がリレーコイルＲＬ８の接点で
閉じられる。接点Ｍを閉じると、リレーコイルＲＬ５が
励磁されてその接点が閉じ、電源Ｅからの電流は回路４
５．４６および抵抗ｒ２のみを経てモータＭへ流れるの
で、モータＭは中速で運転される。、一方、接点りを閉
じると、リレーコイルＲＬ６が励磁されてその接点が閉
じ、抵抗ｒ１．ｒ２を経てモータＭへ電流が流れるので
、モータＭは低速で運転される。したがって、風量変更
スイッチ３２を接点Ｍ、Ｌへ切換えることによって、送
風機１３は中速および低速でモータＭにより回転駆動さ
れる。中速では送風機１３のＪＩｌ量は約１２００Ｔｄ
／ｈ、低速では風量は約５００ＴＩｌ／ｈ、またサブエ
ンジンＳＥにより駆動される高速では、風量はサブエン
ジン回転数が１２００ｒｌ）ｍで約３０００ＴＩ１．／
ｈである。

以上のように、本発明では、サブエンジンＳＥにより一
定回転数で運転される冷凍機による冷房能力をＩ−（、
Ｍ、Ｌの３つの風量変化により３段階に制御することが
できる。

これに対し、従来の場合には、サブエンジンＳＥのみで
調和空気用送風機１３を運転するので、最小風量を例え
ば１８００Ｔ１１．／ｈ稈度以下にすることはできず、
春秋の中間期には冷房が強すぎても、冷房能力を下げる
ことができず不便であった。

暖房を行うにｔよ、冷暖房切換スイッチ３３を暖に切換
える。いま、風量変更スイッチ３２がＬの位置にあった
どすると、抵抗ｒｉ、ｒ２を介してモータＭが低速で駆
動される。この時のｍｍは前述のように約５００ＴＩｌ
／ｈである。一方、Ｍの位置ではモータＭは中速で駆動
され、前述のように約１２００ｍ／ｈのＪｉｌｆｉが得
られる。また、１」の位置ではリレーコイルＲＬ２が励
磁されてその接点が閉じクラッチ２２が投入され、また
、リレーコイルＲＬ７が励磁されてその接点が閉じ、サ
ブエンジンスタータ制御器３４が作動し、さらにリレー
コイルＲＬ４が励磁されてサブエンジンスタータＳが回
転し、サブエンジンＳＥが運転され、上述のタラップ２
２の投入により送風機１３が高速でｉｎ約３０００ｍ／
ｈ　（サブエンジン回転数１２００ｒｐＨｌで）運転さ
れる。冷暖房切換スイッチ３３を暖に切換えることによ
って、バルブ制御器５０が主エンジンＭ［の冷却水管路
を空気加熱ｌ１１１へ連通させるバルブ（図示しない）
を開放し、空気加熱器１１に温水が通されるので、暖房
が可能となる。

なお、風量変更スイッチ３２のＭおよびＨの位置では、
温水加熱器２８（第１図）および（図示しない）温水送
りポンプも同時に作動するようにしておく。

以上のように、暖房の場合にも、）−１，Ｍ、Ｌの３つ
の風量変化が得られる。１」位置にお【プる大風量暖房
運転は従来では得られなかったものである。

この大ｆｇｉ量暖房運転は、寒冷時の暖気運転時間の短
縮に有効である。

なお、以上の説明ではサブエンジンＳＥは定速回転とし
たが、２段以上の速度変換を行うことにＪ−り、さらに
多数のＪ！Ｉ！変化を得ることができる。

主エンジン温度センサ３５は、主エンジンＭＥの冷却水
温度が一定の温度、例えば５０℃（主エンジン温水温度
は定常運転状態では７０℃程度であり、５０℃は主エン
ジン始動後の暖気時に得られる温度である）より低い揚
台には制御器３６を経てリレーコイルＲＬ２．ＲＬ７に
通電し、サブエンジンＳＥを運転し、さらにクラッチ２
２を投入して送１！１１１３をサブエンジンＳＥにより
高速運転する。これにより、暖気運転時間は短縮される
。

主エンジンＭＥが暖まり、その冷却水が温度−［昇して
所定温度（例えば５０℃）に達すると、主エンジン温度
センサ３５により制御器３６がリレーコイルＲＬ２．Ｒ
Ｌ７の励磁を断ち、サブエンジンＳＥが停止Ｆシ、クラ
ッチ２２がしゃ断される。

以上のように、主エンジンＭＥの始動時のウオームアツ
プの際に主エンジン温度センサ３５によりウオームアツ
プオーバーライド運転をする代りに、図示しないタイマ
と暖気専用スイッチを設け、暖気専用スイッチ投入によ
りタイマが暖気時間のカウントを開始し、それと同時に
サブエンジンＳＥが運転されるとともにクラッチ２２が
投入され、タイマのカウントアツプによりサブエンジン
Ｓ［が停止しクラッチ２２がしゃ断されるようにしても
、暖気運転時間の短縮をはかることができる。

以上のように、本発明によれば冷房の能力コントロール
を従来の場合より細かく行うことができる。従来の車両
用冷暖房装置では、調和空気用送風機１機は、サブエン
ジンのみで駆動されるため、サブエンジンの最大回転時
の能力をできるだけ大きく出す必要から回転できるだけ
多くして風量をできるだけ多くする方向に主眼がおかれ
ており、必然的にサブエンジン低回転時にも比較的多く
の風量が得られている。しかしながら、春秋の中間期に
おいては、この比較的多いＪｉｌｆｆｉでは冷房が効き
すぎてしまう。かといって、それより能力の少ないアン
ロードモードに入れては冷房能）ｊが不足し車内が暑す
ぎるという現象が発生している。

これに対し、本発明によれば、調和空気用送風機をサブ
エンジンとは別に従来暖房用として用いられていた電動
モータにより駆動するような切換えを行うことができる
ので、調和空気用法ＦＪｉ機をより低速で回転さ「るこ
とが可能となり、上記のごとき中間期においても車室内
温度を適温に保つことかできるようになる。

第４図には調和空気用送風機の鳩指と冷房能力の関係を
示す、同図中、実線０−８は、調和空気用送１＠［１３
をサブエンジンＳＥで回転させた場合の特性を、−・点
鎖線はアンロードした時の特性を破線はサブエンジンの
回転を１１００Ｏｒｐに維持し、調和空気用送Ｅａｍ１
３を電動モータで駆動した場合の特性を示す。同図中の
点り、Ｍ、Ｉ−１は、第３図に示す用量変更スイッチの
接点り、Ｍ、Ｈにそれぞれ対応づ−る弱、中、強のＪ！
ｌ量に対応する点である。Ｌ点をさらに少量側へ移動す
ると、空気冷却器（蒸発器）１２への着霜が発生し、通
風路をしゃ断Ｊるので、Ｌ点以下の風量は使用できない
。

従来の車両用冷暖房の装置では、中間期にＨ点またはＡ
点のいずれかでの運転を余儀なくされていたが、本発明
では１−１点およびＡ点の間にＭ点およびＬ点が存在す
るので快適な冷房を行うことができる。なお、Ｍ点およ
びＬ点の２点を設りる代りに、１点または３点以上の切
換えを行うようにすることも可能である。

第５図には調和空気用法ｆｆ１機の風量と暖房能力の関
係を示す。同図中り、Ｍ、ｌ−（は第３図に示す接点り
、Ｍ、Ｈを閉じた場合の弱、中、強の風量に対応する点
である。従来は暖房能力の最大値はＭであったが、本発
明によれば最大値はＨとなり、従来の１．６７倍程度の
能力向上をはかることができる。

第６図は、暖気運転の室温立上り特性を示す。

曲線ａは空気加熱器１１の出口水温を、ｂは主エンジン
の冷却温水の温度を、Ｃは車室内温度を、ｄは本発明の
よる暖気運転の場合の車室内温度を示す。冬期は、主エ
ンジン始動時の冷却水温は低く、空気加熱器１１におけ
る気水温度差はきわめて小さいが、本発明による風量の
増大によって放熱量が増加し、曲線ｄで示ずような立上
り特性が冑られる。

（発明の効架〕本発明では、従来の場合よりも弱い風量を得て春秋の中
間期にも快適な冷房を行うことができ、また大排気用の
メインエンジンを長時間暖房立上りのために運転づるこ
とが不要となるので、冬期の暖房立上りを従来よりも良
好にして燃料の節約をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用冷房装置の要部の一部の部分断
面平面図、第２図は冷暖房装回を備えたバスの側面図、
第３図は本発明の車両用冷房装置の制御回路を示す図、
第４図は、従来の場合と本発明の場合を対比して示す、
風量と冷房能力の関係の線図、第５図は本発明における
暖房能力の増大を示す絵図、第６図は本発明による暖房
立上り特性の改良を示す線図である。ＭＥ・・・メインエンジン、ＳＥ・・・サブエンジン、
ＣＭ・・・冷媒ル縮機、ＣＮ・・・冷ｔｓ凝縮器、Ｍ・
・・電動モータ、Ｓ・・・サブエンジンスタータ、２・
・・空気調和装置本体、４・・・戻り空気導入口、５・
・・調和空気供給ダクト、１１・・・空気加熱器、１２
・・・空気冷却器（冷媒蒸発器）、１３・・・調和空気
用送風機ｔ機、１４・・・冷却用ファン、２２・・・電
磁クラッチ、３０・・・クラッチ、ＲＬ１〜ＲＬ８・・
・リレーコイル、ＭＳＷ・・・メインスイッチ、３２・
・・風量変更スイッチ、３３・・・冷暖房切換スイッチ
、３４・・・サブエンジンスタータ制御器、３５・・・
主エンジン温水温度センリ。出願人代理人　　猪　　股　　　　清第１目第２目第３図あｌ目第５目風量第６目旧間

Claims

【特許請求の範囲】１、冷房用空気冷却器を備える冷凍機の圧縮機を運転す
るためのサブエンジンと、主エンジンの冷却温水を用い
る暖房用空気加熱器と、空気冷却器または空気加熱器を
経て空気を送る調和空気用送風機と、調和空気用送風機
をサブエンジンにより駆動すべくサブエンジンと調和空
気用送風機をしゃ断可能にクラッチを介して連結する伝
動機構と、調和空気用送風機の駆動のために該送風機に
連結された電動モータとを備えた車両用冷暖房装置にお
いて、サブエンジンから前記圧縮機への動力の伝達をし
ゃ断可能なクラッチを設けるとともに冷房運転時にこの
クラッチを投入し暖房運転時にこのクラッチをしゃ断す
る冷暖房切換装置を設け、さらにサブエンジンと電動モ
ータの運転を切換える風量変更装置を設け、この風量変
更装置に、それがサブエンジン側に切換えられた時にの
みサブエンジンから調和空気用送風機への前記伝動機構
のクラッチを投入する装置を設けたことを特徴とする冷
暖房装置。２、冷暖房切換装置が、冷房用接点および暖房用接点を
有する切換スイッチと、冷房用接点に連なるクラッチ投
入用リレーコイルとからなる特許請求の範囲第１項記載
の車両用冷暖房装置。３、風量変更装置が、電動モータ作動接点およびサブエ
ンジン作動接点を有する風量変更スイッチと、サブエン
ジン作動接点に連なるサブエンジン作動用リレーコイル
と、サブエンジン作動接点に連なる、伝動機構のクラッ
チ投入用リレーコイルとからなる特許請求の範囲の第１
項または第２項記載の車両用冷暖房装置。４、冷房用空気冷却器を備える冷凍機の圧縮機を運転す
るためのサブエンジンと、主エンジンの冷却温水を用い
る暖房用空気加熱器と、空気冷却器または空気加熱器を
経て空気を送る調和空気用送風機と、調和空気用送風機
をサブエンジンにより駆動すべくサブエンジンと調和空
気用送風機をしゃ断可能にクラッチを介して連結する伝
動機構と、調和空気用送風機の駆動のために該送風機に
連結された電動モータとを備えた車両用冷暖房装置にお
いて、サブエンジンから前記圧縮機への動力の伝達をし
ゃ断可能なクラッチを設けるとともに冷房運転時にこの
クラッチを投入し暖房運転時にこのクラッチをしゃ断す
る冷暖房切換装置を設け、さらにサブエンジンと電動モ
ータの運転を切換える風量変更装置を設け、この風量変
更装置に、それがサブエンジン側に切換えられた時にの
みサブエンジンから調和空気用送風機への前記伝動機構
のクラッチを投入する装置を設け、また、暖房運転時に
おける主エンジンの冷却温水の温度センサと、冷却温水
が所定の温度以下の時にサブエンジン作動接点を閉じて
サブエンジンを運転しサブエンジンによる調和空気用送
風機の運転を行う装置とを設けたことを特徴とする冷暖
房装置。５、冷房用空気冷却器を備える冷凍機の圧縮機を運転す
るためのサブエンジンと、主エンジンの冷却温水を用い
る暖房用空気加熱器と、空気冷却器または空気加熱器を
経て空気を送る調和空気用送風機と、調和空気用送風機
をサブエンジンにより駆動すべくサブエンジンと調和空
気用送風機をしゃ断可能にクラッチを介して連結する伝
動機構と、調和空気用送風機の駆動のために該送風機に
連結された電動モータとを備えた車両用冷暖房装置にお
いて、サブエンジンから前記圧縮機への動力の伝達をし
ゃ断可能なクラッチを設けるとともに冷房運転時にこの
クラッチを投入し暖房運転時にこのクラッチをしゃ断す
る冷暖房切換装置を設け、さらにサブエンジンと電動モ
ータの運転を切換える風量変更装置を設け、この風量変
更装置に、それがサブエンジン側に切換えられた時にの
みサブエンジンから調和空気用送風機への前記伝動機構
のクラッチを投入する装置を設け、また、暖房運転開始
後一定の時間が経過するまでサブエンジン作動接点を閉
じ続けてサブエンジンを駆動し、サブエンジンによる調
和空気用送風機の運転を行う装置を設けたことを特徴と
する冷暖房装置。