JP2009119913A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エアミックス方式の車両用空調装置において、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させる。
【解決手段】バタフライドアで構成された第1エアミックスドア21が、冷風バイパス通路17を全閉とする位置から、冷風バイパス通路17を開く方向へ変位するに伴って、第1エアミックスドア21の両側の先端部21cとの距離が予め定めた割合で離れるように形成された第1、2リブ11c、11dを設ける。これにより、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とする位置から冷風バイパス通路17を僅かに開いた際に、冷風バイパス通路17側の通風面積が不必要に拡大してしまうことを防止でき、混合室20へ大量の冷風が流れ込んでしまうことを回避できるので、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させることができる。
【選択図】図1
【解決手段】バタフライドアで構成された第1エアミックスドア21が、冷風バイパス通路17を全閉とする位置から、冷風バイパス通路17を開く方向へ変位するに伴って、第1エアミックスドア21の両側の先端部21cとの距離が予め定めた割合で離れるように形成された第1、2リブ11c、11dを設ける。これにより、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とする位置から冷風バイパス通路17を僅かに開いた際に、冷風バイパス通路17側の通風面積が不必要に拡大してしまうことを防止でき、混合室20へ大量の冷風が流れ込んでしまうことを回避できるので、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、冷風と温風との混合割合を調整して車室内送風空気の温度を調整する車両用空調装置に関する。
従来、冷却用熱交換器である冷凍サイクルの蒸発器にて冷却された冷風と、エンジン冷却水を熱源とする加熱用熱交換器であるヒータコアにて加熱された温風との混合割合を調整して車室内送風空気の温度を調整する、いわゆるエアミックス方式の車両用空調装置が知られている。
この種の車両用空調装置では、例えば、特許文献1に記載されているように、蒸発器の空気流れ下流側に、ヒータコアおよびヒータコアを迂回するように冷風を流す冷風バイパス通路を設け、冷風バイパス通路を通過した冷風とヒータコアにて再加熱された温風とを混合室にて混合して車室内へ送風している。
さらに、蒸発器の下流側、かつ、冷風バイパス通路およびヒータコアの上流側には、冷風バイパス通路を通過させる冷風量とヒータコアにて再加熱させる冷風量との風量割合を調整するドア手段であるエアミックスドアが配置されており、このエアミックスドアの開度を調整することで混合室にて混合される冷風と温風との混合割合を調整している。
特開2003−211934号公報
しかしながら、特許文献1の車両用空調装置を実際に作動させると、図6に示すように、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性(直線性)が十分に得られないという問題が生じる。なお、図6では、最大冷房時のエアミックスドアの開度を0%とし、最大暖房時のエアミックスドアの開度を100%としている。
このようにエアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性が十分に得られない理由は、ヒータコアを通過して混合室へ流入する温風の風圧が、ヒータコア等を通過する際の圧力損失によって、冷風バイパス通路を通過して混合室へ流入する冷風の風圧より低くなってしまうからである。
このため、エアミックスドアが冷風バイパス通路を全閉する最大暖房時(開度100%)から僅かに冷風バイパス通路を開くだけでも冷風が混合室に大量に流れ込んでしまい、混合室へ流入する冷風量に対して温風量が少なくなってしまう。その結果、図6に示すように、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化が、理想的な温度変化に対して下に凸となるように変化してしまう。
本発明は、上記点に鑑み、エアミックス方式の車両用空調装置において、ドア手段の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成するケース(11)と、ケース(11)内に配置され、空気を冷却する冷却用熱交換器(13)と、ケース(11)内のうち冷却用熱交換器(13)の空気流れ下流側に配置され、冷却用熱交換器(13)通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器(15)と、冷却用熱交換器(13)の空気流れ下流側に形成され、冷却用熱交換器(13)通過後の冷風を、加熱用熱交換器(15)を迂回するように流す冷風バイパス通路(17)と、冷却用熱交換器(13)通過後の冷風のうち、冷風バイパス通路(17)を通過させる冷風量と、加熱用熱交換器(15)を通過させる冷風量との風量割合を調整するドア手段(21、22)と、冷風バイパス通路(17)通過後の冷風と加熱用熱交換器(15)通過後の温風とを混合させる混合室(20)と、ケース(11)のうちドア手段(21)の先端部(21c)に対向する所定範囲の部位に設けられたリブ(11c、11d)とを備え、
リブ(11c、11d)は、ドア手段(21)が冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置になっているときの先端部(21c)の位置を起点として形成され、さらに、リブ(11c、11d)は、ドア手段(21)が冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置から冷風バイパス通路(17)を開く方向へ変位するに伴って、先端部(21c)との距離が予め定めた割合で離れるように形成されている車両用空調装置を特徴とする。
リブ(11c、11d)は、ドア手段(21)が冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置になっているときの先端部(21c)の位置を起点として形成され、さらに、リブ(11c、11d)は、ドア手段(21)が冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置から冷風バイパス通路(17)を開く方向へ変位するに伴って、先端部(21c)との距離が予め定めた割合で離れるように形成されている車両用空調装置を特徴とする。
これによれば、ドア手段(21)が、冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置から、冷風バイパス通路(17)を開く方向へ変位するに伴って、リブ(11c、11d)と先端部(21c)との距離が予め定めた割合で離れるので、ドア手段(21)の変位に伴って、冷風バイパス通路(17)側の通風面積を予め定めた割合で変化させることができる。
従って、ドア手段(21)が冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置から冷風バイパス通路(17)を僅かに開いた際に、冷風バイパス通路(17)側の通風面積が不必要に拡大してしまうことを防止して、混合室(20)へ大量の冷風が流れ込んでしまうことを回避できる。その結果、ドア手段(21、22)の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させることができる。
なお、本発明において、予め定めた割合とは、単に一次関数的に変化する割合のみを意味するものではなく、上記リニア性を向上させるために適用可能な変化割合を含む意味である。従って、二次関数的に変化する割合、指数関数的に変化する割合、あるいは、これらの変化割合を組み合わせたものも含む意味である。
請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の車両用空調装置において、ドア手段は、平板状のドア本体部(21a)の中央部側に回転軸(21b)が形成されたバタフライドア(21)で構成され、リブ(11c、11d)は、バタフライドア(21)の両側の先端部(21c)に対向する所定範囲の部位に、それぞれ設けられていてもよい。
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の車両用空調装置において、ドア手段は、冷風バイパス通路(17)を通過させる冷風量のみを変化させる第1ドア手段(21)と、加熱用熱交換器(15)を通過させる冷風量のみを変化させる第2ドア手段(22)とを有して構成されていることを特徴とする。
これによれば、1つのドア手段によって、冷風バイパス通路(17)を通過させる冷風量および加熱用熱交換器(15)を通過させる冷風量を調整する場合に対して、それぞれの第1、2ドア手段(21、22)の稼働スペースを縮小することで、車両用空調装置全体としての体格を小型化できる。
また、上述のリニア性を向上させる変化割合を実現するために、請求項4に記載の発明のように、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において、具体的に、リブ(11c、11d)のうちドア手段(21)に対向する面は、ドア手段(21)の回転軸(21b)方向から見たときに、少なくとも一部が円弧状に形成されていてもよい。
さらに、請求項5に記載の発明のように、少なくとも一部が直線状に形成されていてもよいし、請求項6に記載の発明のように、ドア手段(21)の先端部(21c)の稼働軌跡に沿った湾曲線状に形成されていてもよい。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
(第1実施形態)
図1〜3により、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態の車両用空調装置における室内空調ユニットの空調ユニット10の断面図である。なお、図1の上下、前後の各矢印は、空調ユニット10の車両搭載状態における方向を示している。
図1〜3により、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態の車両用空調装置における室内空調ユニットの空調ユニット10の断面図である。なお、図1の上下、前後の各矢印は、空調ユニット10の車両搭載状態における方向を示している。
室内空調ユニットは、図1に示す空調ユニット10および空調ユニット10へ空気を送風する送風機ユニット(図示せず)に大別される。この空調ユニット10は車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側のうち、車両幅方向の略中央部に配置されている。これに対し、送風機ユニットはインストルメントパネルの内側のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されている。
送風機ユニットは、周知の如く、外気(車室外空気)と内気(車室内空気)とを切替導入する内外気切替箱、および、この内外気切替箱を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機を有して構成される。この送風機は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機であって、後述する空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風量)が制御される。
空調ユニット10は、空調ユニット10の外殻を形成するとともに、内部に車室内へ向かって室内送風空気が流れる空気通路を形成するケース11を有している。このケース11は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。
さらに、ケース11は、車両幅方向の略中央部に車両上下方向の分割面を有しており、この分割面で左右2つの分割部に分割できる。そして、左右2つの分割部は、その内部に後述する蒸発器13、ヒータコア15、第1、2エアミックスドア21、22等を収容した状態で、金属バネクリップやネジなどの締結手段によって一体に結合されている。
ケース11の車両最前方側の部位には、図1の破線で示す空気入口空間12が形成されている。この空気入口空間12は、前述の送風機ユニットの送風機から送風された空気が空調ユニット10へ流入する流入空間である。
空気入口空間12の空気流れ下流側直後には、蒸発器13が配置されている。蒸発器13は、周知の蒸気圧縮式冷凍サイクル(図示せず)を構成する構成機器の1つであり、冷凍サイクル内の低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。なお、蒸発器13は、その熱交換面(熱交換コア面)が略上下方向(略鉛直方向)となるように配置されている。
ケース11のうち蒸発器13の下方側には、蒸発器13で発生した凝縮水(ドレン水)を排出するためのドレン水排出空間14が形成されている。ドレン水排出空間14には、図示しないドレン水排出口が設けられており、蒸発器13からドレン水排出空間14へ落下したドレン水は、ドレン水排出口からケース11外へ排出される。
蒸発器13の車両後方側(空気流れ下流側)には、蒸発器13通過後の冷風を流す、加熱用冷風通路16、冷風バイパス通路17、補助冷風通路18といった冷風用の空気通路が形成されている。加熱用冷風通路16は、蒸発器13通過後の冷風を矢印A方向へ流してヒータコア15へ導く空気通路であり、蒸発器13の車両後方側であってケース11の下方側に形成されている。
ヒータコア15は、図示しないエンジン冷却水回路を循環する高温のエンジン冷却水を内部に流入させ、エンジン冷却水と蒸発器13通過後の冷風とを熱交換させて、冷風を再加熱する加熱用熱交換器である。さらに、ヒータコア15は、その熱交換面の上方側が下方側よりも車両前方側(空気流れ上流側)に傾斜するように配置されている。
ヒータコア15の空気流れ下流側には、ヒータコア15を通過した温風を矢印B方向へ流して混合室20に導く温風通路19が形成されている。この温風通路19は、下方側から上方側に向かって延びる形状に形成されている。混合室20は、温風通路19を通過した温風と冷風バイパス通路17を通過した冷風とを混合する混合空間であって、ヒータコア15および温風通路19の上方側に配置されている。
冷風バイパス通路17は、蒸発器13通過後の冷風を、ヒータコア15を迂回するように矢印C方向へ流して、混合室20へ流入させる空気通路であり、蒸発器13の車両後方側であって、かつ、ヒータコア15の上方側、さらに、混合室20の車両前方側に形成されている。
なお、加熱用冷風通路16および冷風バイパス通路17は、ケース内の左右方向(図1の紙面垂直方向)に伸びるように形成された第1仕切壁11aによって仕切られている。この第1仕切壁11aは、ヒータコア15の上端側を支持固定する支持固定部材としても機能している。
さらに、本実施形態では、混合室20へ流入する温風(矢印B)の風量が、加熱用冷風通路16→ヒータコア15→温風通路19を通過する際の圧力損失によって低下してしまうことを回避するために、加熱用冷風通路16の最大通風面積が、冷風バイパス通路17の最大通風面積よりも、大きく形成されている。
なお、本実施形態では、冷風バイパス通路17の最大通風面積とは、後述する第1エアミックスドア21の開度が冷風バイパス通路17を通過させる冷風量を最大とする開度(図1の実線)となった際の通風面積を意味し、加熱用冷風通路16の最大通風面積とは、後述する第2エアミックスドア22の開度が加熱用冷風通路16を通過させる冷風量を最大とする開度(図1の破線)となった際の通風面積を意味する。
補助冷風通路18は、最大冷房時に車室内送風空気を最大風量とするために設けられた空気通路であり、蒸発器13の車両後方側であって、かつ、冷風バイパス通路17の上方側に形成されている。なお、冷風バイパス通路17および補助冷風通路18は、ケース内に左右方向に伸びるように形成された第2仕切壁11bによって仕切られている。また、第1、2仕切壁11a、11bはケース11に一体に形成されている。
また、これらの冷風用の空気通路16〜18には、それぞれの空気通路の通風面積を変化させるドア21〜23が配置されている。まず、冷風バイパス通路17には、冷風バイパス通路17の通風面積のみを変化させる第1ドア手段である第1エアミックスドア21が配置されている。
第1エアミックスドア21は、平板状の第1ドア本体部21aの中央部側に第1回転軸21bが設けられた、いわゆるバタフライドアで構成されている。第1ドア本体部21aは、樹脂材料(具体的には、ポリプロピレン等)によって、冷風バイパス通路17の通路形状に適合する略矩形状に形成されている。
第1回転軸21bは、第1ドア本体部21aと一体に形成されており、ケース11の左右両側の壁面の軸受穴(図示せず)に回転可能に支持されている。さらに、第1回転軸21bの一端部は、ケース11の外部に突出して、図示しないリンク機構を介して、エアミックスドア駆動用のサーボモータに連結されている。
第1ドア本体部21aの外周端部には、ケース11側に向かって延びるように形成された第1シール部材が設けられており、この第1シール部材は第1エアミックスドア21の第1ドア本体部21aに平行方向の先端部21cを形成している。一方、ケース11の第1、2仕切壁11a、11bのうち、第1エアミックスドア21の両先端部21cに対向する所定範囲の部位には、それぞれ第1、2リブ11c、11dが設けられている。
具体的には、この第1、2リブ11c、11dは、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とする位置(図1の破線で示す位置)になっているときの先端部21cの位置を起点として、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を開く方向に45°程度変位したときの先端部21cの位置に対向する部位に至る範囲に設けられている。
さらに、第1、2リブ11c、11dは、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とする位置から冷風バイパス通路17を開く方向へ変位するに伴って、先端部21cとの距離が予め定めた割合で離れるように形成されている。
このことを図2を用いてより詳細に説明する。なお、図2は、図1の第1エアミックスドア21周辺の拡大断面図である。図2に示すように、第1、2リブ11c、11dのうち第1エアミックスドア21に対向する面は、第1エアミックスドア21の回転軸21b方向から見たときに、二点鎖線で示す先端部21cの稼働軌跡に沿った湾曲線状に形成されている。
これにより、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とする位置P1から冷風バイパス通路17の通風面積を増加させる方向へ位置P2→位置P3の順で変位するに伴って、第1、2リブ11c、11dと先端部21cとの距離が0→L1→L2と拡大していく。
そして、この変化割合は、第1エアミックスドア21がバイパス通路17を全閉とする位置から、冷風バイパス通路17を僅かに開いた際のバイパス通路17側の通風面積が不必要に拡大してしまうことを防止するように定められており、冷風バイパス通路17を僅かに開いた際に混合室20へ大量の冷風が流れ込んでしまうことを回避している。
なお、図2では、第1リブ11cと一方の先端部21cとの距離(L1、L2)と、第2リブ11dと他方の先端部21cとの距離(L1、L2)とを、略同等に図示しているが、双方の距離が一致していなくてもよい。つまり、双方の距離の変化割合が異なっていてもよい。
また、第1シール部材は、熱可塑性エラストマによって形成されており、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉として閉塞した際に、弾性変形しながら第1シート部11cに接触する、いわゆるリップシールタイプのシール部材である。なお、熱可塑性エラストマは、常温ではゴム弾性を示し、一方、高温加熱時には溶融して流動性を示し、熱可塑性樹脂と同様に射出成形できる材料である。
加熱用冷風通路16には、加熱用冷風通路16の通風面積のみを変化させる第2ドア手段である第2エアミックスドア22が配置されている。なお、この第2エアミックスドア22の基本的構成は、第1エアミックスドア21と同様である。
従って、第2エアミックスドア22も、第1エアミックスドア21と同様の第2ドア本体部22a、第2回転軸22b、第2シール部材、先端部22cを有して構成される。そして、第2回転軸22bの一端部も、ケース11の外部に突出しており、図示しないリンク機構を介して、前述のエアミックスドア駆動用のサーボモータに連結されている。
補助冷風通路18には、補助冷風通路18を開閉させる補助冷風通路開閉ドア23が配置されている。この補助冷風通路開閉ドア23も、第1、2エアミックスドア21、22と同様のバタフライドアで構成され、補助冷風通路開閉ドア23の回転軸23bも、図示しないリンク機構を介して、前述のエアミックスドア駆動用のサーボモータに連結されている。
従って、本実施形態では、エアミックスドア駆動用のサーボモータによって、第1、2エアミックスドア21、22および補助冷風通路開閉ドア23が連動して回転操作される。なお、エアミックスドア駆動用のサーボモータは、後述する空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
具体的には、第1エアミックスドア21の開度が、冷風バイパス通路17を最大通風面積とする開度(図1の実線位置)から冷風バイパス通路17を全閉とする開度(図1の破線位置)へ矢印D方向に変化するに伴って、第2エアミックスドア22の開度が、加熱用冷風通路16を全閉とする開度(図1の実線位置)から加熱用冷風通路16を最大通風面積(図1の破線位置)とする開度へ矢印E方向に変化する。
これにより、混合室20へ流入する冷風(矢印C)と温風(矢印B)との風量割合(混合割合)が調整され、混合室20から車室内へ送風される空調風の温度が調整される。従って、本実施形態の車室内送風空気の温度調整手段を構成するドア手段は、第1、2エアミックスドア21、22は2つのドア手段によって構成されている。
なお、補助冷風通路開閉ドア23は、第1エアミックスドア21の開度が冷風バイパス通路17を最大通風面積とする開度になったときのみ、補助冷風通路18を開き(図1の実線位置)、第1エアミックスドア21の開度がその他の開度の場合は、補助冷風通路18を閉塞する位置(図1の破線位置)に変化する。
さらに、本実施形態では、前述の温風通路19の下流側であって、混合室20内へ温風を流入させる温風入口20aの近傍には、混合室20へ流入する温風の流れ方向をガイドする温風ガイド部材19aが配置されている。この温風ガイド部材19aは、左右方向に伸びるように形成されて、混合室20へ流入する温風の向きを、混合室20内へ冷風を流入させる冷風入口20b側へ向かうようにガイドしている。
一方、冷風バイパス通路17の下流側の第1仕切壁11aには、混合室20へ流入する冷風の流れ方向をガイドする冷風ガイド部材11eが形成されている。この冷風ガイド部材11eは、混合室20へ流入する冷風の向きを、温風入口20aへ向かう方向から離れるように、具体的には、混合室20の上方側に設けられた混合風出口20c側へ向かうようにガイドしている。
本実施形態では、これらの温風ガイド部材19aおよび冷風ガイド部材11eによって混合室20へ流入する温風および冷風の向きをガイドすることで、風圧の低い温風が、風圧の高い冷風に妨げられて、混合室20へ流入しにくくなることを防止している。
次に、空調ケース11の上面部であって、混合室20の略上方側部位には、デフロスタ開口部24が配置されている。デフロスタ開口部24は、図示しないデフロスタダクトを介して車室内に配置されたデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から車両窓ガラスの内面に向けて空調風が吹き出される。
空調ケース11の最後方部には、デフロスタ開口部24の後方側で、ケース11内の上方側から下方側へ伸びるフェイス通路25が形成されており、このフェイス通路25のうち、デフロスタ開口部24の後方側には前席側フェイス開口部26が配置され、さらに、フェイス通路25の最下流部には後席側フェイス開口部27が配置されている。
前席側、後席側フェイス開口部26、27は、それぞれ図示しない前席側、後席側フェイスダクトを介して車室内に配置された前席側、後席側フェイス吹出口に接続され、これらの前席側、後席側フェイス吹出口から前席側、後席側の乗員の上半身側に向けて空調風が吹き出される。
温風通路19とフェイス通路25との間には、上方側から下方側へ伸びるように形成されたフット通路28が形成されており、このフット通路28の左右方向側面には、前席側フット開口部29が配置され、さらに、フット通路28の最下流部には後席側フット開口部30が配置されている。
前席側、後席側フット開口部29、30は、それぞれ図示しない前席側、後席側フットダクトを介して車室内に配置された前席側、後席側フット吹出口に接続され、これらの前席側、後席側フット吹出口から前席側、後席側の乗員の足下側に向けて空調風が吹き出される。
デフロスタ開口部24、前席側、後席側フェイス開口部26、27および前席側、後席側フット開口部29、30の空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口部24を通過する送風量を調整するデフロスタドア31、前席側、後席側フェイス開口部26、27を通過する送風量を調整するフェイスドア32、前席側、後席側フット開口部29、30を通過する送風量を調整するフットドア33が配置されている。
これらの各ドア31〜33は、吹出モードを切替える吹出モードドアを構成するものであって、図示しないリンク機構を介して、吹出モードドア駆動用のサーボモータに連結されて連動して回転操作される。なお、吹出モードドア駆動用のサーボモータも、空調制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される。
空調制御装置(図示せず)は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機ユニットの電動モータ、エアミックスドア駆動用のサーボモータおよび吹出モードドア駆動用のサーボモータ等の各種電気式アクチュエータの作動を制御する。
また、空調制御装置の入力側には、各種空調用センサ群(図示せず)からのセンサ検出信号および車室内前部の計器盤付近に配置される操作パネル(図示せず)に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。車両作動状態において、操作パネルから車両用空調装置の作動信号が入力されると、空調制御装置が空調制御プログラムを実行する。空調制御プログラムが実行されると、前述の空調用センサ群により検出された検出信号および操作パネルの操作信号が読込まれ、これらの信号に基づいて、車室内吹出空気の目標吹出温度TAOが算出される。
さらに、空調制御装置が目標吹出温度TAOに基づいて、送風機ユニットの電動モータ、エアミックスドア駆動用のサーボモータおよび吹出モードドア駆動用のサーボモータ等の制御状態を決定し、決定した制御状態が得られるように各種アクチュエータに制御信号を出力する。そして、再び、検出信号および操作信号の読込み→TAOの算出→新たな制御状態の決定→制御信号の出力といったルーチンを繰り返す。
具体的には、送風機ユニットの電動モータについては、TAOの極低温域(最大冷房域)および極高温域(最大暖房域)で電動モータへ出力する制御電圧を最大として、車室内送風空気量を最大量付近に制御し、TAOが中間温度域に近づくに伴って、車室内送風空気量を減少させる。
エアミックスドア駆動用のサーボモータについては、目標吹出温度TAOと空調用センサ群により検出された検出信号のうち、蒸発器吹出空気温度Te、エンジン冷却水温度Tw等に基づいて、第1、2エアミックスドア21、22の目標開度を決定する。
なお、本実施形態では、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全開するとともに、第2エアミックスドア22が加熱用冷風通路16を全閉とする最大冷房時の開度を0%とし、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とするとともに、第2エアミックスドア22が加熱用冷風通路16を全開する最大暖房時の開度を100%とする。
吹出モードドア駆動用のサーボモータについては、TAOが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切替える。
フェイスモードは、前席側、後席側フェイス吹出口から乗員の上半身側に向けて空調風を吹き出すモードである。このフェイスモードでは、各吹出モードドア31〜33の状態は、図1の実線に示すように、フェイスドア32のみが全開位置に回転操作される。なお、フェイスモードでは、補助冷風通路開閉ドア23も、実線に示すように補助冷風通路18を開く。
バイレベルモードは、前席側、後席側フェイス吹出口から乗員の上半身側と向けて空調風を吹き出すと同時に前席側、後席側フット吹出口から乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すモードである。このバイレベルモードでは、フェイスドア32およびフットドア33が同程度の開度位置に回転操作される。
フットモードは、主に前席側、後席側フット吹出口から乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すモードである。このフットモードでは、図1の破線に示すように、デフロスタドア31が僅かに開いた状態で、フットドア33が全開位置に回転操作される。
次に、本実施形態による優れた作用効果を説明する。本実施形態では、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とする位置から、冷風バイパス通路17を開く方向へ変位するに伴って、第1、2リブ11c、11dと第1エアミックスドア21の両側の先端部21cとの距離が予め定めた割合で離れるようになっている。
さらに、第1、2リブ11c、11dと第1エアミックスドア21の両側の先端部21cとの距離の変化割合を、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を全閉とする位置から僅かに開いた際に、冷風バイパス通路17の通風面積が不必要に拡大してしまうことを防止するように決定している。
従って、第1エアミックスドア21が冷風バイパス通路17を僅かに開いた際に、混合室20へ大量の冷風が流れ込んでしまうことを回避でき、図3に示すように、ドア手段を構成する第1、2エアミックスドア21、22の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性(直線性)を向上させることができる。
さらに、2つの第1、2エアミックスドア21、22を設けて混合室20における冷風と温風との混合割合を調整しているので、1つのエアミックスドアによって混合割合を調整する場合に対して、それぞれの第1、2エアミックスドア21、22の回転径方向長さを縮小できる。従って、第1、2エアミックスドア21、22の稼働スペースを縮小することができ、車両用空調装置全体としての体格の小型化を図ることができる。
また、ヒータコア15の熱交換面の上方側が下方側よりも空気流れ上流側に傾斜するように配置されているので、本実施形態の如く、蒸発器13通過後の冷風が加熱用冷風通路16を介して車両前方側から方向側へ流入し、ヒータコア15通過後の温風が温風通路19を介して車両下方側から上方側へ方向転換して流出する構成であっても、ヒータコア15を通過する際の圧力損失を低減できる。
従って、ヒータコア15を通過して混合室20へ流入する温風の風圧が、冷風バイパス通路17を通過して混合室20へ流入する冷風の風圧に対して低くなってしまうことを抑制できる。さらに、温風ガイド部材19aおよび冷風ガイド部材11eを設けることによって、風圧の低い温風が、風圧の高い冷風に妨げられて、混合室20へ流入しにくくなることを防止できる。
その結果、より一層、第1、2エアミックスドア21、22の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上できる。
(第2、3実施形態)
第1実施形態では、第1、2リブ11c、11dのうち第1エアミックスドア21に対向する面を、第1エアミックスドア21の回転軸21b方向から見たときに、湾曲線状に形成した例を説明したが、第2、3実施形態では、第1、2リブ11c、11dのうち第1エアミックスドア21に対向する面の形状を図4、5に示すように変更している。
第1実施形態では、第1、2リブ11c、11dのうち第1エアミックスドア21に対向する面を、第1エアミックスドア21の回転軸21b方向から見たときに、湾曲線状に形成した例を説明したが、第2、3実施形態では、第1、2リブ11c、11dのうち第1エアミックスドア21に対向する面の形状を図4、5に示すように変更している。
なお、図4、5では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。その他の構成は第1実施形態と同様である。
第2実施形態では、図4に示すように、第1、2リブ11c、11dのうち第1エアミックスドア21に対向する面を、第1エアミックスドア21の回転軸21b方向から見たときに、円弧状に形成された部位11e、11fおよび直線状に形成された部位11g、11hによって形成している。
また、第3実施形態では、図5に示すように、第1、2リブ11c、11dのうち第1エアミックスドア21に対向する面を、第1エアミックスドア21の回転軸21b方向から見たときに、直線状に形成された複数の部位11i〜11lによって形成している。
第2、3実施形態のように、第1、2リブ11c、11dを形成しても、第1実施形態と同様に、第1、2エアミックスドア21、22の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性(直線性)を向上させることができる。
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
(1)上述の実施形態では、第1、2エアミックスドア21、22の2つのドアによって、冷風バイパス通路17を通過させる冷風量と、ヒータコア15を通過させる冷風量との風量割合を調整するドア手段を構成しているが、ドア手段は1つのエアミックスドアによって構成してもよい。この場合は、エアミックスドアが冷風バイパス通路17を全閉とする際に接触する側のケースの仕切壁側に、リブを設ければよい。
(2)上述の実施形態では、第1エアミックスドア21の両側の先端部21cに対向する部位に第1、2リブ11c、11dを形成しているが、第2エアミックスドア22の両側の先端部22cに対向する部位にリブを形成してもよい。
この場合は、第1エアミックスドア21の先端部21c側に形成する場合とは、逆に、そして、この変化割合は、第2エアミックスドア22が加熱用冷風通路16を全閉とする位置から、加熱用冷風通路16を僅かに開いた際の加熱用冷風通路16側の通風面積を十分に拡大できるようにリブを形成する。
これにより、第2エアミックスドア22が加熱用冷風通路16を僅かに開いた際に、混合室20へ十分な温風を流入させることができるので、第1、2エアミックスドア21、22の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性(直線性)を向上させることができる。
(3)上述の実施形態において、第1、2ドア本体部21a、22aのうち、空気流れ上流側で稼働する上流側本体部の回転径方向の長さを、空気流れ下流側で稼働する下流側本体部の回転径方向の長さよりも、長く形成してもよい。
これにより、第1、2エアミックスドア21、22が冷風バイパス通路17あるいは加熱用冷風通路16を全閉とした際に、冷却用熱交換器13から流出した空気流れの風圧の作用によって、第1、2エアミックスドア21、22と冷風バイパス通路17あるいは加熱用冷風通路16とのシール性を向上できる。
(4)上述の実施形態では、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性(直線性)を向上させるために第1、2リブ11c、11dを設けているが、上述の如く、これらの第1、2リブ11c、11dは、冷風バイパス通路17を通過する冷風量の風量を調整する機能を果たしている。従って、このようなリブを冷風吹出モードドア31〜33に適用すれば、冷風吹出モードドア31〜33の開度変化に対する車室内吹出空気の風量変化の調整を行うことができる。
(5)上述の各実施形態では、サーボモータによって第1、2エアミックスドア21、22および吹出モードドア31〜33回転操作しているが、もちろん、これらのドアを乗員の手動操作力によって直接回転操作するマニュアル方式を採用してもよい。
11…ケース、11c…第1リブ、11d…第2リブ、13…蒸発器、
15…ヒータコア、17…冷風バイパス通路、20…混合室、
21…第1エアミックスドア、21a…第1ドア本体部、21b…第1回転軸、
21c…先端部、22…第2エアミックスドア。
15…ヒータコア、17…冷風バイパス通路、20…混合室、
21…第1エアミックスドア、21a…第1ドア本体部、21b…第1回転軸、
21c…先端部、22…第2エアミックスドア。
Claims (6)
- 車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成するケース(11)と、
前記ケース(11)内に配置され、前記空気を冷却する冷却用熱交換器(13)と、
前記ケース(11)内のうち前記冷却用熱交換器(13)の空気流れ下流側に配置され、前記冷却用熱交換器(13)通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器(15)と、
前記冷却用熱交換器(13)の空気流れ下流側に形成され、前記冷却用熱交換器(13)通過後の冷風を、前記加熱用熱交換器(15)を迂回するように流す冷風バイパス通路(17)と、
前記冷却用熱交換器(13)通過後の冷風のうち、前記冷風バイパス通路(17)を通過させる冷風量と、前記加熱用熱交換器(15)を通過させる冷風量との風量割合を調整するドア手段(21、22)と、
前記冷風バイパス通路(17)通過後の冷風と前記加熱用熱交換器(15)通過後の温風とを混合させる混合室(20)と、
前記ケース(11)のうち前記ドア手段(21)の先端部(21c)に対向する所定範囲の部位に設けられたリブ(11c、11d)とを備え、
前記リブ(11c、11d)は、前記ドア手段(21)が前記冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置になっているときの前記先端部(21c)の位置を起点として形成され、
さらに、前記リブ(11c、11d)は、前記ドア手段(21)が前記冷風バイパス通路(17)を全閉とする位置から前記冷風バイパス通路(17)を開く方向へ変位するに伴って、前記先端部(21c)との距離が予め定めた割合で離れるように形成されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記ドア手段は、平板状のドア本体部(21a)の中央部側に回転軸(21b)が形成されたバタフライドア(21)で構成され、
前記リブ(11c、11d)は、前記バタフライドア(21)の両側の先端部(21c)に対向する所定範囲の部位に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。 - 前記ドア手段は、前記冷風バイパス通路(17)を通過させる冷風量のみを変化させる第1ドア手段(21)と、前記加熱用熱交換器(15)を通過させる冷風量のみを変化させる第2ドア手段(22)とを有して構成されている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。
- 前記リブ(11c、11d)のうち前記ドア手段(21)に対向する面は、前記ドア手段(21)の回転軸(21b)方向から見たときに、少なくとも一部が円弧状に形成されてい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。
- 前記リブ(11c、11d)のうち前記ドア手段(21)に対向する面は、前記ドア手段(21)の回転軸(21b)方向から見たときに、少なくとも一部が直線状に形成され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。
- 前記リブ(11c、11d)のうち前記ドア手段(21)に対向する面は、前記ドア手段(21)の回転軸(21b)方向から見たときに、前記ドア手段(21、22)の先端部(21c)の稼働軌跡に沿った湾曲線状に形成されてい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。
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