JP3278854B2

JP3278854B2 - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JP3278854B2
Application number: JP00874391A
Authority: JP
Inventors: 邦夫入谷; 晃伊佐治; 伸直鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 2002-04-30
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH04252722A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車用空気調和装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車用空調装置としては、ガソリ
ンエンジン車のような温水熱源が無いためヒートポンプ
式の空気調和装置が考えられる。又、空気熱源ヒートポ
ンプは外気温度が低い時は暖房能力が低下するとか、即
効性が無い等の理由で電気ヒータを併用することが行わ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電気ヒータを
使用する場合、樹脂製の室内ユニットに電気ヒータを組
み込むと、電気ヒータが異常に過熱した時又は不必要に
加熱した時には樹脂製ユニットの変形等が発生する虞が
ある。そのために、電気ヒータへの電源ラインにサーモ
スイッチを挿入する必要がある。又、空気吹出温度を検
出するための温度センサを設け、同センサによる空気吹
出温度が所定温度以上となった時に電気ヒータへの通電
を停止させ消費電力を低減する必要がある。

【０００４】この発明の目的は、１つのセンサにて電熱
素子による消費電力の低減を図るとともに、自動車用空
調装置の過熱による悪影響を回避できる自動車用空気調
和装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、送風機によ
る室内又は室外空気を車室内に導く樹脂製のダクトと、
前記ダクト内に配置され、通過空気を加熱する熱交換器
と、前記ダクト内の熱交換器の下流側に配置され、通過
空気を加熱する電熱素子と、前記ダクト内における前記
電熱素子の近傍のダクト天井部に接触した状態で配置さ
れた温度センサとを備え、前記温度センサによる検出温
度が設定温度以上になると、電熱素子の発熱を停止又は
減少させるようにした自動車用空気調和装置をその要旨
とするものである。

【０００６】

【作用】温度センサは電熱素子の近傍のダクト天井部に
接触した状態で設けられているので、ダクト内の通過空
気の温度を検出するだけでなく、電熱素子が過熱した時
にはその温度を検出できることとなる。そして、温度セ
ンサによる検出温度が設定温度以上になると、電熱素子
の発熱を停止又は減少させられる。よって、１つのセン
サにて、空気吹出温度が所定温度以上となった時に電熱
素子の発熱の停止又は減少を行わせることができるとと
もに、その温度よりも高い、素子の異常過熱を回避する
ことができる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には、自動車用空気調和装置の
室内ユニット１の構成を示す。又、図２には後記室内熱
交換器８の設置部分における室内ユニット１の詳細を示
す。図１に示すように、室内ユニット１には内外気切換
装置２が接続され、この内外気切換装置２は切換ダンパ
３の位置を変更することにより室内空気導入口４からの
内気と室外空気導入口５からの外気とを選択的に導入で
きるようになっている。又、室内ユニット１には送風機
６が設けられ、送風機モータ６ａの駆動により内外気切
換装置２を介して図２に示す室内ユニット１内に内気又
は外気が導入される。合成樹脂よりなる室内ユニット１
内にはダクト７が形成され、ダクト７内には室内熱交換
器８が配置されている。又、ダクト７内における室内熱
交換器８の下流には、電熱素子９が室内熱交換器８のケ
ースに固定されている。本実施例では、電熱素子９とし
て、図３，４に示すように、出力５００ワットのＰＴＣ
素子が使用される。即ち、アルミケース１０内にはＰＴ
Ｃ板１１が固定されるとともにアルミケース１０にはフ
ィン１２が設けられている。そして、端子１３ａ，１３
ｂに電圧を印加することによりＰＴＣ板１１に電流が流
れその電気的エネルギーが熱的エネルギーに変換され
て、フィン１２から放熱されるようになっている。

【０００８】又、図２での電熱素子９の下流側近傍での
ダクト天井部には温度センサとしてのサーモスイッチ１
４がクランプにより固定されている。同サーモスイッチ
１４により、ダクト７内の通過空気の温度が検出される
とともに同スイッチ１４は電熱素子９の近傍に配置され
ているので電熱素子９からの対流又は伝導による熱が伝
わる。同サーモスイッチ１４の構成を図５，６に示す。
ボディ１５内には、バイメタルを有する第１電極１７と
第２電極１６が固定され、その先端部に接点１８，１９
がそれぞれ設けられ、温度により接点１８，１９が開閉
するものである。

【０００９】一方、図１に示すように、室内ユニット１
には各吹出口が分岐されている。即ち、自動車窓部に向
けて吹き出すデフ吹出口２０と、乗員の足元に向けて吹
き出すヒート吹出口２１と、乗員の頭胸部に向けて吹き
出すベント吹出口２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられて
いる。ベント吹出口２２ａは車室内の中央部に設けら
れ、ベント吹出口２２ｂ，２２ｃは車室内の両サイドに
設けられている。又、各吹出口２０，２１，２２ａ，２
２ｂ，２２ｃには吹出口切換ダンパ２３〜２７が配置さ
れている。

【００１０】図７には、自動車用空気調和装置の冷媒回
路を示す。圧縮機２８は冷媒の吸入・圧縮・吐出を行う
ものであり、電動モータにて駆動される。圧縮機２８の
吐出通路側には四方電磁切換弁２９が配置されており、
四方電磁切換弁２９の切り換えにより圧縮機２８の吐出
冷媒が室内熱交換器８もしくは室外熱交換器３０側に供
給される。室外熱交換機３０は、冷房運転時・暖房運転
時とも十分室外空気を取り入れやすい位置に配置されて
いる。又、室外熱交換器３０と室内熱交換器８とは、直
列に接続されたキャピラリチューブ３１，３２を介して
接続されている。冷房用のキャピラリチューブ３１には
逆止弁３３が並列に接続されるとともに、暖房用のキャ
ピラリチューブ３２には逆止弁３４が並列に接続されて
いる。

【００１１】又、アキュームレータ３５は圧縮機２８に
導入される冷媒を気液分離し、液冷媒を貯蔵しておき、
ガス冷媒のみ圧縮機２８へ導出するものである。アキュ
ームレータ３５の容量は全冷媒充填量の５０〜１００％
を収容できるものを使用する。図８には、自動車用空気
調和装置の電気的構成を示す。

【００１２】電源（ＤＣ２００ボルト）３６に対しイン
バータ３７を介して圧縮機２８が接続されている。又、
電源３６に対しリレー開閉器３８の常開リレーコンタク
タ３８ａを介して電熱素子９（ＰＴＣ板１１）が接続さ
れている。さらに、電源（ＤＣ１２ボルト）３９に対し
リレー開閉器４０の常開リレーコンタクタ４０ａとリレ
ー開閉器３８のリレーコイル３８ｂとが直列に接続され
ている。又、電源３９に対しリレー開閉器４０のリレー
コイル４０ｂとコンタクタ４１とサーモスイッチ１４と
が直列に接続されている。

【００１３】コントローラ４２は電源３９からの電力供
給にて駆動する。又、コントロールパネル４３にはモー
ド切換レバー、温度調整レバー、内外気切換レバー、ブ
ロワスイッチ、エアコンスイッチ等が設けられ、これら
のレバーやスイッチを操作することにより、空気を吹き
出させる吹出口を切り換えたり、冷房運転・暖房運転等
に切り換えることができる。コントローラ４２はコント
ロールパネル４３からの操作信号を入力する。コントロ
ーラ４２にはインバータ３７、室内ユニット１の送風機
モータ６ａ、室外熱交換器３０用の送風機モータ４４、
四方電磁切換弁２９、コンタクタ４１が接続され、コン
トローラ４２はこれら各電気機器を駆動制御する。

【００１４】次に、このように構成した自動車用空気調
和装置の作用を説明する。冷房運転の際には、コントロ
ーラ４２は図７の四方電磁切換弁２９を圧縮機２８から
吐出された冷媒が室外熱交換器３０に向かうように切り
換える。その結果、圧縮機２８から吐出された高温高圧
の冷媒は室外熱交換器３０で凝縮して高温のまま液化
し、次いで逆止弁３４を通過して冷房用キャピラリチュ
ーブ３１で断熱膨張し低温低圧の霧状状態となり、室内
熱交換器８に流入する。この室内熱交換器８で送風機６
より送風された空気と熱交換し、空気から気化熱を奪っ
て空気を冷却する。一方、冷媒はこの熱交換により蒸発
してアキュムレータ３５へ流入する。そして、アキュム
レータ３５でガス冷媒と液冷媒に分離されてガス冷媒の
みが圧縮機２８に吸入される。

【００１５】同時に、冷房運転の際には、コントローラ
４２は図８でのコンタクタ４１を開状態にする。その結
果、リレー開閉器４０のリレーコイル４０ｂが非励磁状
態となり、リレーコンタクタ４０ａが開状態を保持し、
リレー開閉器３８のリレーコイル３８ｂが非励磁状態と
なり、リレーコンタクタ３８ａが開状態を保持する。よ
って、電源３６から電熱素子９（ＰＴＣ板１１）へ電力
が供給されない。

【００１６】一方、暖房運転の際には、コントローラ４
２は図７での四方電磁切換弁２９を圧縮機２８から吐出
された高温高圧の冷媒が室内熱交換器８側に向かうよう
に切り換える。その結果、圧縮機２８から吐出された冷
媒は室内熱交換器８で凝縮する。この際、凝縮熱をダク
ト７内を流れる空気に放出して空気が加熱される。室内
熱交換器８にて凝縮された冷媒は、逆止弁３３を通り暖
房用キャピラリチューブ３２に流入する。そして、この
暖房用キャピラリチューブ３２の通過にて冷媒は断熱膨
張し低温低圧の霧状状態となり、この低温の冷媒は室外
熱交換器３０により室外空気と熱交換され蒸発してガス
冷媒となる。次いで、四方電磁切換弁２９を経てアキュ
ムレータ３５に流入し、液冷媒を分離後、ガス冷媒のみ
が圧縮機２８に吸入される。

【００１７】同時に、暖房運転の際には、コントローラ
４２は図８でのコンタクタ４１を閉路する。その結果、
リレー開閉器４０のリレーコイル４０ｂが励磁してリレ
ーコンタクタ４０ａが閉路し、リレー開閉器３８のリレ
ーコイル３８ｂが励磁してリレーコンタクタ３８ａが閉
路する。このリレーコンタクタ３８ａの閉路動作により
電源３６からの電力が電熱素子９（ＰＴＣ板１１）に供
給され、電熱素子９が発熱する。この発熱によりダクト
７内を通過する空気が温められる。

【００１８】そして、暖房運転時においてサーモスイッ
チ１４による検出温度が設定温度以上になると、サーモ
スイッチ１４がオフ（開路）する。すると、リレー開閉
器４０のリレーコイル４０ｂが非励磁状態となり、リレ
ーコンタクタ４０ａが開き、リレー開閉器３８のリレー
コイル３８ｂが非励磁状態となり、リレーコンタクタ３
８ａが開路する。このリレーコンタクタ３８ａの開路動
作により電源３６から電熱素子９への電力供給が停止さ
れる。このようにして、吹き出し温度が必要以上に上昇
したときにサーモスイッチ１４が作動して電熱素子９へ
の通電を遮断して消費電力の低減が図られる。

【００１９】その後、サーモスイッチ１４による検出温
度が設定温度以下になると、同スイッチ１４がオン（閉
路）し、電熱素子９への通電が再開される。このサーモ
スイッチ１４のオン・オフ動作は、本実施例では、図９
に示すように、外気温度が０℃のときに空気吹出温度が
７０℃でオン状態からオフ状態になるとともに、空気吹
出温度６０℃でオフ状態からオン状態になるように設定
されている。

【００２０】又、暖房運転時において送風機６が万が一
故障して送風動作が行われなくなった時には、電熱素子
９の温度が上昇する。この際、サーモスイッチ１４は電
熱素子９の近傍に配置されているので電熱素子９からの
対流又は伝導による熱が伝わる。よって、サーモスイッ
チ１４による検出温度が設定温度以上になると、サーモ
スイッチ１４がオフ（開路）し、上述したようにリレー
コンタクタ３８ａの開路動作により電源３６から電熱素
子９への電力供給が停止される。よって、送風機６の故
障に伴う電熱素子９の異常過熱による合成樹脂製の室内
ユニット１の変形が回避される。

【００２１】このように本実施例では、ダクト７内に室
内熱交換器８を配置するとともにその下流側に電熱素子
９を配置し、電熱素子９により通過空気を加熱できるよ
うにし、ダクト７内における電熱素子９の近傍のダクト
天井部にサーモスイッチ１４（温度センサ）を配置し
た。その結果、サーモスイッチ１４は電熱素子９の近傍
に設けられているで、ダクト７内の通過空気の温度を検
出するだけでなく、電熱素子９が過熱した時にはその温
度を検出できることとなる。そして、サーモスイッチ１
４による検出温度が設定温度以上になると、電熱素子９
の発熱を停止させる。よって、１つのサーモスイッチ１
４（センサ）にて、空気吹出温度が所定温度以上となっ
た時に電熱素子９への通電を停止することができるとと
もに、その温度よりも高い、電熱素子９の異常過熱を回
避することができることとなる。

【００２２】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例ではサーモスイッチ１
４を電熱素子９の電源ライン中に設け検出温度が所定温
度以上となると電熱素子９の発熱を停止させたが、他に
も、サーモスイッチ１４の代わりに温度センサを設ける
とともに同センサによる検出温度をコントローラ４２が
取り込み、検出温度が設定値以上になると、電熱素子９
の発熱量を低減するようにしてもよい。

【００２３】又、上記実施例ではサーモスイッチ１４を
電熱素子９の下流側のダクト７の天井部に設けたが、図
１０に示すように、サーモスイッチ１４を電熱素子９の
真上のダクト７の天井部に設けてもよい。つまり、室内
熱交換器８を通過する空気温度を検出することにより、
予め発熱量が分かっている電熱素子９の通過後の空気温
度を検出して、その空気温度が設定値以上になると電熱
素子９の発熱の停止又は低減を行ってもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
１つのセンサにて電熱素子による消費電力の低減を図る
とともに、自動車用空調装置の過熱による悪影響を回避
できる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の自動車用空気調和装置における室内ユ
ニットの構成図である。

【図２】自動車用空気調和装置の室内ユニットの詳細を
示す構成図である。

【図３】電熱素子の構成を示す図である。

【図４】電熱素子の構成を示す図である。

【図５】サーモスイッチの構成を示す図である。

【図６】サーモスイッチの構成を示す図である。

【図７】冷媒回路図である。

【図８】電気的構成を示す図である。

【図９】サーモスイッチのオン・オフを説明するための
図である。

【図１０】別例の自動車用空気調和装置の室内ユニット
の詳細を示す構成図である。

【符号の説明】

６送風機、７ダクト、８室内熱交換器、９電熱
素子、１４温度センサとしてのサーモスイッチ。

フロントページの続き (56)参考文献実開昭63−184113（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 B60H 1/03 B60H 1/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】送風機による室内又は室外空気を車室内
に導く樹脂製のダクトと、前記ダクト内に配置され、通過空気を加熱する熱交換器
と、前記ダクト内の熱交換器の下流側に配置され、通過空気
を加熱する電熱素子と、前記ダクト内における前記電熱素子の近傍のダクト天井
部に接触した状態で配置された温度センサとを備え、前記温度センサによる検出温度が設定温度以上になる
と、電熱素子の発熱を停止又は減少させるようにしたこ
とを特徴とする自動車用空気調和装置。