JP3575119B2 - 自動車の空調システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばワンボックスカー等の自動車の空調システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
ワンボックカーのように車室の前部に運転席と助手席の第1席と、後部に第2席、第3席を有した自動車においては、1台のエアコンユニットでは車室内の全体を所望の温度に空調することは困難である。
【0003】
そこで、図14に示すように、車室1内に運転席と助手席とからなる第1席2と、後部に第2席3、第3席4を有した自動車においては、前部におけるインストルメントパネル5の内部にフロントエアコンユニット6を設置すると共に、第2席3の下部付近にリヤエアコンユニット7を設置し、フロントエアコンユニット6とリヤエアコンユニット7を独立して制御することにより車室1の空調を行っている。
【0004】
すなわち、冷房運転を例として説明すると、第2席3、第3席4にも乗車した全席乗車の場合にはフロントエアコンユニット6とリヤエアコンユニット7を運転し、第1席2のみの乗車の場合にはフロントエアコンユニット6を運転し、リヤエアコンユニット7を停止して第1席2付近のみを冷房している。
【0005】
図14において、点線矢印は全席に乗車している場合であって、フロントエアコンユニット6の運転によってインパネ吹出し口8から吹出された冷風は乗員の胸付近に向かい、リヤエアコンユニット7の運転によってサイドルーフダクト9に設けられた後方吹出し口10から吹出された冷風は乗員の肩付近に向かう。
【0006】
また、実線矢印は第1席2のみに乗車している場合であって、フロントエアコンユニット6の運転によってインパネ吹出し口8から吹出された冷風は乗員の胸付近に向かい、第1席2のみを冷房する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全席に乗車してフロントエアコンユニット6とリヤエアコンユニット7を同時に運転している場合には問題がないが、第1席2のみに乗車し、リヤエアコンユニット7を停止し、フロントエアコンユニット6のみの運転の場合、インパネ吹出し口8から吹出された冷風が車室1の後方へ流れてしまい、第1席2付近の冷房効率が落ちるという問題がある。
【0008】
そこで、第1席2と第2席3との間をカーテンによって仕切ったり、エアーカーテンを形成して冷気の漏れを防ぐ等の工夫をしているが、第1席2と第2席3との間をカーテンによって仕切ると、後部視界を遮るという問題があり、またエアーカーテンを形成するためには大風量が必要となり、大きなブロアが必要になると共に、騒音が大きく不快感がある。
【0009】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合であっても、インパネ吹出し口から吹出される冷風が車室の後方へ逃げることはなく、冷房効率を向上できると共に燃費の向上を図ることができる自動車の空調システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項1は、車室の前部に前部座席、後部に後部座席を有すると共に、車室の前部にインパネ吹出し口から風を吹出すフロントエアコンユニットを設け、後部に天井吹出し口から風を吹出すリヤエアコンユニットを設け、車室内を空調する自動車の空調システムにおいて、
前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を後方に導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を前方に導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とをぶつけることにより、前記前部座席周辺で気流を循環させることを特徴とする。
【0011】
請求項2は、請求項1の車室の設置温度と車内温度の差が一定以内のときに前記インパネ吹出し口から吹出す風と前記天井吹出し口から前方に吹出す風とをぶつけることを特徴とする。
請求項3は、請求項1の前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とを、フロントガラスの上部近傍でぶつけることを特徴とする。
【0012】
請求項4は、請求項1〜3のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口から吹出す風は、後部に向って斜め上方に吹出すことを特徴とする。
請求項5は、請求項1〜3のいずれかに記載の前記天井吹出し口から吹出す風は、前部に向って斜め下方に吹出すことを特徴とする。
請求項6は、請求項1〜3のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口は、スイングモータと、このスイングモータによって回転し、前記インパネ吹出し口の横方向に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられ、このシャフトを中心として回転し、天井方向に所定角度でスイングする吹出しルーバとから構成したことを特徴とする。
【0013】
請求項8は、請求項1〜3のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風とすることを特徴とする。
【0014】
前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合、インパネ吹出し口から吹出される冷風と天井吹出し口から前方に吹出す風とがぶつかり合い、前部座席付近で冷風が循環し、前部座席に乗車した乗員に直接冷気が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、車室の後方へ冷風が逃げるのを防止する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2は自動車としてのワンボックスカーを示すもので、11は車体であり、車体11はフロアパネル12、天井パネル13、フロントパネル14およびリヤパネル15とから構成されている。フロントパネル14にはフロントガラス16が、リヤパネル15にはリヤガラス17が設けられ、車室18が構成されている。
【0016】
車室18の前部にはインストルメントパネル19が設けられ、このインストルメントパネル19に対向して運転席20aと助手席20bとからなる前部座席としての第1席21が設けられている。第1席21の後方には後部座席としての第2席22および第3席23が設けられている。
【0017】
前記インストルメントパネル19の下部にはフロントエアコンユニット24が設置され、第2席22の下部に位置するフロアパネル12にはリヤエアコンユニット25が設けられている。
【0018】
フロントエアコンユニット24は、図3に示すように構成されている。すなわち、ユニットケース26の一端側には外内気取入れ部27が設けられ、他端側には車室内吹出し部28が設けられ、中間部には熱交換部29が設けられている。外内気取入れ部27はダンパ30aを有する外気と内気を取入れ口30およびブロアー31とからなり、外気または内気を吸込んで熱交換部29に供給するようになっている。
【0019】
車室内吹出し部28は、前部にインパネ吹出し口としてのフェース吹出し口32、上部にデフロスター吹出し口33および下部に足元および膝元へ吹出すフット吹出し口34が設けられている。
【0020】
熱交換部29の上流側にはフロントエバポレータ35aが設けられ、下流側にはヒータコア36がユニットケース26に対して斜めに設けられている。ヒータコア36の上側には第1のエアミックスダンパ37が開閉自在に設けられ、下側には第2のエアミックスダンパ38が開閉自在に設けられている。
【0021】
また、39はエンジンであり、40はエンジン39によって駆動されるコンプレッサである。コンプレッサ40の吐出側は冷媒配管41aを介してコンデンサ42に接続され、コンデンサ42は途中に減圧器43を設けた冷媒配管41bを介して前記フロントエバポレータ35aに接続されている。フロントエバポレータ35aは冷媒配管41cを介してコンプレッサ40の吸込み側に接続され、冷凍サイクルが構成されている。また、エンジン39の冷却水路(図示しない)は水配管44を介して前記ヒータコア36に接続されている。
【0022】
前記リヤエアコンユニット25は、図4に示すように構成されている。すなわち、ユニットケース45の一端側には内気取入れ部46が設けられ、他端側には車室内吹出し部47が設けられ、中間部には熱交換部48が設けられている。内気取入れ部46は内気吸込み口49およびブロアー50とからなり、内気を吸込んで熱交換部48に供給するようになっている。
【0023】
車室内吹出し部47は後述するリヤヒータダクトに接続される温風吹出し口51と後述するルーフダクトに接続される冷風吹出し口52が設けられている。また、熱交換部48の上流側にはリヤエバポレータ35bが、下流側にはリヤヒータコア53がユニットケース45に対して斜めに設けられている。リヤヒータコア53の下側にはエアミックスダンパ54が開閉自在に設けられている。さらに、リヤヒータコア53の下流側には吹出し口切換えダンパ55が設けられている。前記リヤエバポレータ35aはフロントエアコンユニット24の冷凍サイクルと冷媒配管を介して接続されており、リヤヒータコア53は前記エンジン39の冷却水路と水配管を介して接続されている。
【0024】
前記リヤエアコンユニット25の温風吹出し口51は、図1に示すようにリヤヒータダクト56に接続されており、このリヤヒータダクト56には第2席22と第3席23の足元に温風を吹出す温風吹出し口57a,57bが設けられている。
【0025】
前記リヤエアコンユニット25の冷風吹出し口52は、車体11のBピラーに設けられたピラーダクト58を介して第1席21の真上のルーフダクト59に接続されており、このルーフダクト59は車体の左右のサイドルーフレールに設けられたサイドルーフダクト60に接続されている。
【0026】
また、前記インパネ吹出し口としてのフェース吹出し口32について説明すると、図5および図6に示すように構成されている。すなわち、吹出しケーシング61は横方向に長い矩形状をなしており、この吹出しケーシング61の内部には複数枚の縦フィン62と複数枚の横フィン63とからなる吹出しルーバ64が軸心65を中心として上下方向に回動自在に設けられている。
【0027】
前記軸心65の部分には横方向にシャフト66が貫通して設けられ、このシャフト66に吹出しルーバ64が固定されている。シャフト66の一端部には吹出しケーシング61の側部に設けられたスイングモータ67に直結されており、スイングモータ67の駆動によってシャフト66を介して吹出しルーバ64が上下方向にスイングするようになっている。
【0028】
次に、前記ルーフダクト59について説明すると、図7に示すように構成されている。すなわち、ルーフダクト59は天井パネル13の下面に車体11の幅方向に亘って設けられている。このルーフダクト59の前面には運転席20aと助手席20bに対応して左右に2分割された天井吹出し口としての前方吹出し口68a,68bが設けられている。ルーフダクト59の内部にはピラーダクト58から導かれた空気を前方吹出し口68a,68bに案内する複数枚の整流板69が設けられている。
【0029】
さらに、前方吹出し口68a,68bの前部にはそれぞれ独立した吹出しルーバ70a,70bが設けられ、これらはシャフト71によって連結されている。シャフト71の中間部には従動ギャ72が嵌着されている。従動ギャ72と対向する前方吹出し口68aと68bとの間には空間室73が設けられている。空間室73にはギャードモータ74が横向きに取り付けられている。
【0030】
ギャードモータ74の回転軸75には継手76を介して駆動軸77が連結され、この駆動軸77にはポテンションメータ78が設けられている。駆動軸77には駆動ギャ79が嵌着され、この駆動ギャ79は前記従動ギャ72に噛合している。そして、ギャードモータ74の駆動によって吹出しルーバ70a,70bを回転して前方吹出し口68a,68bから吹出される風向を変更できるようになっている。
【0031】
また、ルーフダクト59の背面にはこれと平行に連絡ダクト80が設けられ、これは前記ピラーダクト58と連通している。連絡ダクト80の背面には左右に離間して一対の後方吹出し口80a,80bが設けられている。これら後方吹出し口80a,80bにはルーバ81が設けられていると共に小型のベーン82が設けられている。さらに、後方吹出し口80a,80bには開閉自在なシャッタ83が設けられている。さらに、連絡ダクト80の左右両端部は左右のサイドルーフダクト60に接続されている。
【0032】
次に、サイドルーフダクト60について説明すると、図8〜図10に示すように構成されている。このサイドルーフダクト60はサイドルーフレール84の内部にその長手方向に亘って設けられている。そして、サイドルーフダクト60には第2席22に対応する4個の側方吹出し口85が設けられていると共に、第3席23に対応する2個の側方吹出し口86が設けられている。さらに、サイドルーフダクト60には前記連絡ダクト80からの風を側方吹出し口85および86に案内する複数枚の整流板87が設けられている。
【0033】
さらに、前記側方吹出し口85および86には吹出しルーバ88,89が設けられている。吹出しルーバ88,89は基本的に同一構造であるため、その一方(吹出しルーバ88)について説明すると、複数の吹出しルーバ88はシャフト90によって連結されている。シャフト90の端部には従動ギャ91が嵌着されていると共に、ポテンションメータ92が設けられている。
【0034】
シャフト90の側部にはギャードモータ93が横向きに取り付けられている。ギャードモータ93の回転軸94には継手95を介して駆動軸96が連結され、この駆動軸96には駆動ギャ97が嵌着され、この駆動ギャ97は前記従動ギャ91に噛合している。そして、ギャードモータ93の駆動によって吹出しルーバ88を回転して側方吹出し口85から吹出される風向を変更できるようになっている。
【0035】
次に、前述のように構成されたフロントエアコンユニット24とリヤエアコンユニット25の制御方式について説明すると、図11に示すように構成されている。設定入力部100は、「前席設定温度」、「後席設定温度」および「モード設定」からなり、モード設定は前後ゾーン(前席のみ乗車)か、全体ゾーン(前後席に乗車)かをスイッチの切り換えによって行う。
【0036】
フィードバック部101は、車室内18に設置したセンサからなり、例えば、「前席室内温度(上)」、「前席室内温度(下)」、「後席室内温度(上)」、「後席室内温度(下)」、「湿度」、「日射量(含む偏日射)」および「外気温」が設けられている。そして、設定入力部100とフィードバック部101からの信号は制御指令値演算部102に入力される。
【0037】
制御指令値演算部102は、前席空調風制御103、前席吹出しルーバ制御104、後席空調風制御105、後席吹出しルーバ制御106の制御を行うと共に、コンプレッサのON/OFFおよび容量制御107およびリヤエアコンユニット25の冷媒配管電磁弁108の制御を行う。
【0038】
前席空調風制御103によって制御される装置は、フロントエアコンユニット、ブロアー、空気取入れダンパ、エアミックスダンパ、吹出し口ダンパであり、前席吹出しルーバ制御104はインパネ吹出しルーバおよび前方吹出しルーバである。
【0039】
さらに、後席空調風制御105は、リヤエアコンユニット、ブロアー、エアミックスダンパ、吹出し口ダンパであり、後席吹出しルーバ制御106は後方吹出しルーバおよび右席吹出しルーバ、左席吹出しルーバである。
【0040】
次に、前述のように構成された自動車の空調システムについて説明する。
第1席21、第2席22および第3席23に乗車しているとき、または第1席21および第2席22に乗車しているときは、モード設定は全体ゾーンとし、フロントエアコンユニット24およびリヤエアコンユニット25が同時に運転し、第1席21の周辺はフロントエアコンユニット24によって空調され、第2席22および第3席23の周辺はリヤエアコンユニット25によって空調される。すなわち、独立して設定された前席設定温度および後席設定温度によって前席空調風制御および後席空調風制御が行われる。
【0041】
このとき、図12(a)に示すように、フェース吹出し口32の吹出しグリル64はスイングモータ67によって乗員の胸方向にθ=20゜の範囲でスイングさせる。また、ルーフダクト59に設けられた前方吹出し口68a,68bは吹出しグリル70a,70bによって閉塞されている。また、図12(b)に示すように、サイドルーフレール84に設けられたサイドルーフダクト60のギャードモータ93は吹出しグリル89をθ=45゜の範囲でスイングさせており、側方吹出し口85,86から吹出された冷風は乗員の頭部から胸に掛けて吹き付けられる。また、側方吹出し口85,86から吹出された冷風は天井方向のスイング3回につき1回の割合で乗員方向に冷風が送られる。さらに、吹出しグリル89をθ=45゜の範囲でスイングさせて天井パネル13に沿って冷風を流すことによって天井パネル13を冷却して天井パネル13からの輻射熱を低減でき、冷房効率を向上できる。
【0042】
したがって、モード設定が全体ゾーンのときは、フロントエアコンユニット24およびリヤエアコンユニット25が同時に運転し、第1席21の周辺はフロントエアコンユニット24によって空調され、第2席22および第3席23の周辺はリヤエアコンユニット25によって空調される。
【0043】
次に、第1席21のみに乗車しているときは、モード設定は前後ゾーンとすると、リヤエアコンユニット25は停止し、フロントエアコンユニット24のみの運転となるが、立上がり時(設定温度と車内温度の差が一定以上の時)には、フェース吹出し口32の吹出しグリル64はスイングモータ67によってθ=20゜の範囲でスイングし、図13の(a)に示すように、第1席21の着座した乗員の胸付近への冷風を直接風として送風できる。また、ルーフダクト59に設けられた前方吹出し口68a,68bの吹出しグリル70a,70bはギャードモータ74によってθ=30゜の範囲でスイングし、前方吹出し口68a,68bから吹出される冷風は第1席21に着座した乗員の頭部付近へ吹出される。したがって、直接風によって乗員は涼感が得られる。
【0044】
定常時(設定温度と車内温度の差が一定以内の時)には、フェース吹出し口32のスイングモータ67が駆動し、シャフト66を介して吹出しグリル64は上下方向にθ=40゜でスイングするため、図13の(b)に示すように、フェース吹出し口32から吹出される冷風はフロントガラス18に沿って上昇する。また、ルーフダクト59に設けられた前方吹出し口68a,68bのギャードモータ74が駆動し、シャフト71を介して吹出しグリル70a,70bは前方に向かって上下方向にθ=30゜でスイングする。したがって、フェース吹出し口32から吹出される冷風と前方吹出し口68a,68bから吹出される冷風はフロントガラス18の上部近傍でぶつかり合って第1席21の付近で循環して乗員に直接風が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、スイングによって冷風が循環して涼感が増す。
【0045】
このように第1席21のみに乗車した場合にはフロントエアコンユニット24のみを運転し、リヤエアコンユニット25を停止することにより、燃費が向上し、また、フェース吹出し口32から吹出される冷風と前方吹出し口68a,68bから吹出される冷風はフロントガラス18の上部近傍でぶつかり合って第1席21の付近で循環して乗員に直接風が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、車室18の後方へ冷風が逃げることはなく、冷房効率を向上できる。
【0046】
なお、前記一実施形態においては、第1席21のみに乗車しているときは、モード設定は前後ゾーンとし、フロントエアコンユニット24のみの運転となって、フェース吹出し口32の吹出しグリル64はスイングモータ67によってスイングさせると共に、ルーフダクト59に設けられた前方吹出し口68a,68bの吹出しグリル70a,70bはギャードモータ74によってスイングするようにしたが、立上がり時(設定温度と車内温度の差が一定以上の時)にはスイングモータ67およびギャードモータ74を停止し、吹出しグリル64から吹出される冷風を第1席21の着座した乗員の胸付近への直接風として送風し、前方吹出し口68a,68bから吹出される冷風を乗員の頭部付近へ直接風として送風してもよい。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項1によれば、前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合であっても、インパネ吹出し口から吹出される冷風が車室の後方へ逃げることはなく、冷房効率を向上できると共に燃費の向上を図ることができる。
【0048】
請求項2,3によれば、インパネ吹出し口と天井吹出し口から吹出す冷風が直接風となって乗員に当たることはなく、間接風となり、局部的な冷却を防止できる。
【0049】
請求項4,5によれば、インパネ吹出し口と天井吹出し口から吹出す冷風が撹拌され、涼感が得られる。
請求項6によれば、前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風なるため、立上り時の涼感が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示すワンボックスカーの概略的縦断側面図。
【図2】同実施形態のワンボックスカーの概略的縦断正面図。
【図3】同実施形態のフロントエアコンユニットの縦断側面図。
【図4】同実施形態のリヤエアコンユニットの縦断側面図。
【図5】同実施形態のフェース吹出し口の縦断側面図。
【図6】同実施形態のフェース吹出し口の正面図。
【図7】同実施形態のルーフダクトに設けられた前方吹出し口の概略的平面図および側面図。
【図8】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の断面図。
【図9】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の概略的構成図。
【図10】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の概略的構成図。
【図11】同実施形態の制御系のブロック図。
【図12】同実施形態の作用説明図。
【図13】同実施形態の作用説明図。
【図14】従来のワンボックスカーにおける空調システムの構成図。
【符号の説明】
18…車室、19…インストルメントパネル、21…第1席、22…第2席、23…第3席、24…フロントエアコンユニット、25…リヤエアコンユニット、32…フェース吹出し口、68…前方吹出し口。
Claims (8)
- 車室の前部に前部座席、後部に後部座席を有すると共に、車室の前部にインパネ吹出し口から風を吹出すフロントエアコンユニットを設け、後部に天井吹出し口から風を吹出すリヤエアコンユニットを設け、車室内を空調する自動車の空調システムにおいて、
前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を後方に導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を前方に導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とをぶつけることにより、前記前部座席周辺で気流を循環させることを特徴とする自動車の空調システム。 - 車室の設置温度と車内温度の差が一定以内のときに前記インパネ吹出し口から吹出す風と前記天井吹出し口から前方に吹出す風とをぶつけることを特徴とする請求項1記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とを、フロントガラスの上部近傍でぶつけることを特徴とする請求項1記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口から吹出す風は、後部に向って斜め上方に吹出すことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記天井吹出し口から吹出す風は、前部に向って斜め下方に吹出すことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口は、スイングモータと、このスイングモータによって回転し、前記インパネ吹出し口の横方向に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられ、このシャフトを中心として回転し、天井方向に所定角度でスイングする吹出しルーバとから構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記天井吹出し口は、水平方向に所定角度でスイングする吹出しルーバが設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自動車の空調システム。
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