(57)【要約】【課題】燃焼ヒータの燃焼ガスを簡易な構成で大気に拡散し、車室内への流入を防止する車両の空調装置を提供する。【解決手段】ＩＧスイッチオン（Ｓ１１）で制御が開始され、エンジン水温が７５℃以下、外気温が５℃以下、且つエンジン回転数が５００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ１５に移行して燃焼ヒータを作動させる。Ｓ１５の燃焼ヒータ３８作動後、５分経過したか否か判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６の判定の結果、Ｎｏの場合、Ｓ１７に移行して車速が時速１０ｋｍ以下か判定し、Ｙｅｓの場合、Ｓ１８に移行してラジエータファン１９を作動させて、Ｎｏの場合、ラジエータファン１９を停止する。これにより、既存のラジエータファン１９を利用して、別途新規な部材を設けることなく燃焼ガスの掃気を行うことができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室に供給される空調風を生成する空調ユニットと、この空調ユニットの暖房用の熱を燃料の燃焼によって生成する燃焼ヒータとを有する車両の空調装置において、
前記燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを車室外に掃気する掃気ファンを有し、
前記燃焼ヒータの作動開始時、前記掃気ファンを所定時間作動させる制御手段を設けたことを特徴とする車両の空調装置。
【請求項２】
車室に供給される空調風を生成する空調ユニットと、この空調ユニットの暖房用の熱を燃料の燃焼によって生成する燃焼ヒータとを有する車両の空調装置において、
前記燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを車室外に掃気する掃気ファンを有し、
前記燃焼ヒータの作動停止時、前記掃気ファンを所定時間作動させる制御手段を設けたことを特徴とする車両の空調装置。
【請求項３】
車両の走行速度を検出する車速検出手段を有し、
前記制御手段は、所定の低車速以下のとき、前記掃気ファンを所定時間作動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の空調装置。
【請求項４】
前記燃焼ヒータは、エンジンが配設されたエンジンルームに配置されると共に前記空調ユニットのヒータコアに供給されるエンジンの冷却水を加熱し、
前記掃気ファンは、エンジンの冷却水を冷却するラジエータファンであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の空調装置に関し、特に、車両駆動用の内燃機関とは別に燃料を燃焼して暖房用の熱源を得る燃焼ヒータを備えた車両の空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の空調装置では、エンジンの冷却水を車室内暖房用の熱源として利用している。また、寒冷地ではエンジンの冷却水の熱量だけでは不足するため、エンジンとは別に暖房用の燃焼ヒータを設けて、必要に応じて熱源として利用している。
【０００３】
このような燃焼ヒータでは、燃焼ガスは一旦エンジンルームに放出された後、大気に放出される。つまり、この燃焼ガスは、車両走行中は走行風によって車外に排出されるが、車両の停止時にはエンジンルーム内に滞留すると共に、空調装置の外気導入用の換気ダクトを介して車室内に導入され、車室内の異常臭の発生原因となっている。
【０００４】
特許文献１では、燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを、エンジンの排気ガスを浄化する排気浄化装置の排気ガス導入路（排気管）に排出することで、燃焼ガスがエンジンルームに滞留することを防止し、燃焼ガスが車室内に侵入することに起因する異常臭を防止する技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２５５０８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを排気浄化装置によって浄化できる上に、大気への開放は車両後方の排気開口から行うことから、燃焼ガスが車室内に流入することを防止できる。しかしながら、特許文献１では、導入管等別部材を新設する必要があると共に、その配置スペースを確保する必要が生じる。
【０００７】
つまり、燃焼ヒータは、エンジンから空調装置に送られる冷却水を加熱するため、エンジンと空調装置との間等配置可能な領域が限られている。一方、燃焼ガスを排気管に導入する燃焼ガス導入管を新たに設けた場合、これを燃焼ヒータと排気管との間に配置するスペースが必要となる。しかも、燃焼ガス導入管が排気管に連結されているため、エンジンからの排気ガスの逆流を防止する逆流防止弁を設置しなければ燃焼ヒータにエンジンの排気ガスが逆流してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、燃焼ヒータの燃焼ガスを簡易な構成で大気に拡散し、車室内への流入を防止する車両の空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、車室に供給される空調風を生成する空調ユニットと、この空調ユニットの暖房用の熱を燃料の燃焼によって生成する燃焼ヒータとを有する車両の空調装置において、燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを車室外に掃気する掃気ファンを有し、燃焼ヒータの作動開始時、掃気ファンを所定時間作動させる制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明では、掃気ファンによって燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを確実に車室外に掃気できる。しかも、燃焼ガスが滞留し易い、車両始動時を燃焼ヒータの作動開始によって検出し、最小限の掃気ファン作動によって効果的に燃焼ガスの拡散を図れる。
【００１１】
請求項２の発明は、車室に供給される空調風を生成する空調ユニットと、この空調ユニットの暖房用の熱を燃料の燃焼によって生成する燃焼ヒータとを有する車両の空調装置において、燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを車室外に掃気する掃気ファンを有し、燃焼ヒータの作動停止時、掃気ファンを所定時間作動させる制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明では、掃気ファンによって燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを確実に車室外に掃気できる。しかも、燃焼ガスが滞留し易い、車両停止時を燃焼ヒータの作動停止によって検出し、最小限の掃気ファン作動によって効果的に燃焼ガスの拡散を図れる。  
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、車両の走行速度を検出する車速検出手段を有し、制御手段は、所定の低車速以下のとき、掃気ファンを所定時間作動させることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３の発明の何れかにおいて、燃焼ヒータは、エンジンが配設されたエンジンルームに配置されると共に空調ユニットのヒータコアに供給されるエンジンの冷却水を加熱し、掃気ファンは、エンジンの冷却水を冷却するラジエータファンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを車室外に掃気する掃気ファンを有し、燃焼ヒータの作動開始時、掃気ファンを所定時間作動させる制御手段とを設けたため、燃焼ヒータの燃焼ガスを簡易な構成で拡散し、車室内への流入を防止することができる。つまり、燃焼ヒータの配置等他部材のレイアウトに影響を与えることなく、且つ掃気ファンを所定時間作動させることで車室内の異常臭を抑制できる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、燃焼ヒータから排出される燃焼ガスを車室外に掃気する掃気ファンを有し、燃焼ヒータの作動停止時、掃気ファンを所定時間作動させる制御手段とを設けたため、燃焼ヒータの燃焼ガスを簡易な構成で拡散し、車室内への流入を防止することができる。つまり、燃焼ヒータの配置等他部材のレイアウトに影響を与えることなく、且つ掃気ファンを所定時間作動させることで車室内の異常臭を抑制できる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、車両の走行速度を検出する車速検出手段を有し、制御手段は、所定の低車速以下のとき、掃気ファンを所定時間作動させるため、燃焼ガスの停滞が発生する車両停止時、或いは低車速時を確実に判定し、掃気ファンを作動させることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、燃焼ヒータは、エンジンが配設されたエンジンルームに配置されると共に空調ユニットのヒータコアに供給されるエンジンの冷却水を加熱し、掃気ファンは、エンジンの冷却水を冷却するラジエータファンであるため、別途部材を設けることなく確実に車室内の異常臭防止が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。図１は車両の前側断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は本実施例の燃焼ヒータの説明図、図４は本実施例の燃焼ヒータの制御ブロック図を示す。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、この車両１の前側領域には、エンジンルーム２と乗員が乗車する車室３とが設けられる。この実施例のエンジン４は横置き配置とされ、エンジン４の前方にはラジエータ５、車両１の前端部には複数の開口を有するフロントグリル６が配置されている。尚、７Ｌは左前輪を示している。エンジンルーム２は、図１、図２に示すように、フロントグリル６、ダッシュパネル８、ボンネット９、アンダカバー１０及び左右のサスペンションタワー部１１Ｒ，１１Ｌを有するホイールハウス１２Ｒ，１２Ｌとによって構成されている。
【００２１】
エンジンルーム２の略中央に配置されるエンジン４は、アンダカバー１０の直上のオイルパン４ａ、オイルパン４ａ上にシリンダブロック等からなる本体４ｂ、車両前側に吸気系、後方側に排気系を備えるシリンダヘッド４ｃとから構成される。更に、エンジン４は、車両前側に装着されるオルタネータ１３、空調用コンプレッサ１４等の補機、及びエンジン内部に設置されるウォータポンプ１５を有している。また、エンジン４には車両後方に配置された燃料タンク１６から燃料が供給される。
【００２２】
ラジエータ５は、エンジン４とフロントグリル６との間に設置され、最前列にコンプレッサ１４と連結されるコンデンサ１７、次にエンジン４の冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ本体１８及びラジエータファン１９によって構成される。図２に示すように、ラジエータファン１９は、車幅方向略中央に配置されており、ファン１９の左側端部とエンジン４の左側端部とは正面視で略同一とされている。また、ファン１９の下端面も、エンジン４の下端面と略同一とされている。
【００２３】
ダッシュパネル８は、鉛直状に配置される第１ダッシュアッパ２０ａとこの第１ダッシュアッパ２０ａの上端から車両前方に傾斜して延設される第２ダッシュアッパ２０ｂと第１ダッシュアッパ２０ａの下端から車両後方に傾斜したダッシュロア２１とからなり、第１ダッシュアッパ２０ａとダッシュロア２１との接合部に車幅方向に延びるダッシュクロスメンバ２２によって閉断面が形成されている。
【００２４】
第２ダッシュアッパ２０ｂの上端にはカウルボックスインナ２３及びカウルボックスアウタ２４とが接続されており、カウルボックスインナ２３とカウルボックスアウタ２４との間にはカウル閉断面が形成されている。このカウル閉断面の上部にフロントウインドガラス２５が固定されている。ダッシュロア２１の下端後部には、その中央部分に車両１の前後方向に延びるトンネル部２６を有するフロアパネル２７が接続され、このフロアパネル２７で車室３の下面を形成している。
【００２５】
また、インストルメントパネル２８とダッシュパネル８との間の空間には、エンジン４に近接するように空調装置２９を配置している。空調装置２９は、その内部に冷媒により空調風を冷却する蒸発器としてのエバポレータ３０と、エンジン４の冷却後の温水により空調風を加熱するヒータコア３１とを備えている。
【００２６】
インストルメントパネル２８のフロントウインドガラス２５の傾斜下部相当部分に設けられたデフロスタ吹出口３２と空調装置２９との間をダクト３３で接続すると共に、インストルメントパネル２８の略中央部に設けられたセンタベント吹出口３４と空調装置２９の所定部位との間をセンタベントダクト３５で接続している。
【００２７】
また、インストルメントパネル２８とダッシュパネル８との間のダッシュパネル８側には、ブロアユニット３６を配置すると共に、このブロアユニット３６の吹出口と空調装置２９の所定部位との間をダクト３７で接続している。ブロアユニット３６の近傍でカウルボックスインナ２３と第２ダッシュアッパ２０ｂとからなる空間には外気導入口５２が配置され、カウル閉断面を介して車外の空気を空調装置２９に取込んでいる。
【００２８】
燃焼ヒータ３８は、車幅方向略中央位置で、エンジン４の本体４ｂとダッシュロア２１との間に設置されている。燃焼ヒータ３８の直上にはダッシュクロスメンバ２２が配設され、直下にはアンダカバー１０が設置されると共に、ダッシュロア２１の傾斜と略平行となるように設置されている。燃焼ヒータ３８は、図示しないファン、点火用グロープラグ、燃焼室及び空気と冷却水との熱交換を行う熱交換室等から構成されている。
【００２９】
図３に示すように、燃焼ヒータ３８には、エンジン４からの冷却水を導入する冷却水導入管３９、燃焼ヒータ３８で加熱された冷却水を空調装置２９に導出する冷却水導出管４０、燃料タンク１６から燃料を燃料ポンプ４１を介して供給する燃料供給管４２、燃料を燃焼するための空気をホイールハウス１２を貫通して取込む吸気供給管４３、及び燃焼後の燃焼ガスを排出する燃焼ガス排気管４４とが設けられている。尚、燃焼ガス排気管４４の下流端開口はアンダカバー１０の後端部とフロアパネル２７との間に設けられた間隙に配置されている。
【００３０】
燃焼ヒータ３８は、モータでファンを回転して外気をヒータ内に導入し、燃料噴射口前に送り出す。燃料は燃料噴射口から噴出され、点火されて燃焼室で燃焼する。燃焼ガスは燃焼室から熱交換室に移動し、熱交換室周りの冷却水ジャケット内の冷却水と熱交換を行って加熱される。尚、燃焼ヒータ３８の構成は、従来構造と同様のため詳細説明は省略する。
【００３１】
図４に基づいて、本実施例に係る燃焼ヒータ制御の構成について説明する。
まず、エンジン４を冷却するための第１の冷却水経路は、エンジン４からラジエータ本体１８に冷却水を送る第１通路４５、ラジエータ本体１８からサーモスタット４６を介してウォータポンプ１５に冷却水を送る第２通路４７、ウォータポンプ１５からエンジン４に冷却水を送る第３通路４８、サーモスタット４６の作動によりラジエータ本体１８をバイパスする第４通路４９から構成される。
【００３２】
サーモスタット４６は、三方弁構造となっており、例えば、冷却水温が８０℃未満のとき、冷却水を第１通路４５、第４通路４９、第２通路４７と通過可能にすると共に、ラジエータ本体１８から第２通路４７への冷却水の通過を遮断している。冷却水温が８０℃以上になると、第４通路４９を遮断し、冷却水が第１通路４５、ラジエータ本体１８、第２通路４７と通過可能としている。
【００３３】
次に、空調装置２９のための第２の冷却水経路は、エンジン４から燃焼ヒータ３８に冷却水を送る冷却水導入管３９、燃焼ヒータ３８から空調装置２９のヒータコア３１に冷却水を送る冷却水導出管４０、ヒータコア３１からウォータポンプ１５に冷却水を送る第５通路５０から構成される。尚、燃料供給管４２は、燃料タンクからエンジン４に燃料を送る燃料配管５１から分岐する形で形成されている。
【００３４】
ラジエータファン１９及び燃焼ヒータ３８の作動は制御ユニット５３によって夫々制御される。制御ユニット５３には、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）５４のオンオフ信号、エアコンスイッチ（ＡＣスイッチ）５５からのオンオフ信号及び特定空調モードの選択信号、外気温センサ５６からの外気温度信号、エンジン水温センサ５７からの冷却水温信号、車速センサ５８からの車両の速度信号、エンジン回転数センサ５９からの回転数信号が入力される。
【００３５】
次に、図５に基づいて、ラジエータファン制御のフローチャートを説明する。この第１のラジエータファン制御は、エンジン４の運転性能及び空調性能を向上するために行うもので、エンジン水温とエアコン（空調装置２９）の作動に連動している。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２，…）は各ステップを示す。また、本制御は、ＩＧスイッチ５４オンがスタートであり、ＩＧスイッチオフで制御終了となっている。
【００３６】
ＩＧスイッチオン（Ｓ１）で制御が開始され、ＡＣスイッチ５５がオンか否か判定する（Ｓ２）。Ｓ２の判定の結果、Ｙｅｓの場合、Ｓ３に移行して所定車速Ｅ２以下か判定する。Ｓ３の判定の結果、例えば時速８０ｋｍ以下の場合、Ｓ４に移行してラジエータファン１９を作動(ＯＮ)させ、Ｓ２にリターンする。  
【００３７】
Ｓ３の判定の結果、時速８０ｋｍを超える場合、Ｓ５に移行してエンジン水温が所定温度Ｔ３以上か判定する。Ｓ５の判定の結果、例えば水温が９３℃以上の場合、Ｓ４に移行してラジエータファン１９を作動させる。Ｓ５の判定の結果、水温が９３℃未満の場合、Ｓ６に移行してラジエータファン１９を非作動（ＯＦＦ）とし、Ｓ２にリターンする。
【００３８】
Ｓ２の判定の結果、Ｎｏの場合、Ｓ５に移行してエンジン水温が所定温度以上か判定して、Ｓ５以降のステップに進む。本制御では、エアコンが作動且つ高速走行時、又はエンジン水温が高温時にラジエータファン１９を作動させている。この構成により、エンジンの冷却性能を維持しつつ、空調効率の向上を図っている。
【００３９】
図６に基づいて、燃焼ヒータ制御のフローチャートを説明する。この燃焼ヒータ制御は、ラジエータファン制御とは独立して実行処理される。
【００４０】
ＩＧスイッチオン（Ｓ１１）で制御が開始され、エンジン水温がＴ１、例えば７５℃以下か否か判定する（Ｓ１２）。Ｓ１２の判定の結果、Ｙｅｓの場合、Ｓ１３に移行して外気温がＡ１、例えば５℃以下か判定する。Ｓ１３の判定の結果、Ｙｅｓの場合、Ｓ１４に移行してエンジン回転数がＢ１、例えば５００ｒｐｍ以上か判定する。エンジン水温が７５℃以下、外気温が５℃以下、且つエンジン回転数が５００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ１５に移行して燃焼ヒータを作動させる。
【００４１】
Ｓ１５の燃焼ヒータ３８作動後、所定時間Ｈ１、例えば５分経過したか否か判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６の判定の結果、Ｎｏの場合、Ｓ１７に移行して車速がＥ１、例えば時速１０ｋｍ以下か判定する。Ｓ１７の判定の結果、Ｙｅｓの場合、Ｓ１８に移行してラジエータファン１９を作動（ＯＮ）させて、Ｓ１６にリターンする。
【００４２】
Ｓ１６の判定の結果、Ｙｅｓの場合、或いはＳ１７の判定の結果、Ｎｏの場合、Ｓ１９に移行してラジエータファン１９を非作動（ＯＦＦ）として、Ｓ２０に移行する。Ｓ２０の判定の結果、エンジン水温がＴ２、例えば８５℃未満の場合、Ｓ２１に移行して外気温がＡ２、例えば１０℃以上か否か判定する。Ｓ２１の判定の結果、Ｎｏの場合、Ｓ２２に移行してエンジン回転数がＢ２、例えば５００ｒｐｍ以下か判定する。Ｓ２２の判定の結果、５００ｒｐｍを超える場合、Ｓ２０にリターンする。尚、本実施例では、エンジン回転数Ｂ１，Ｂ２を同じ５００ｒｐｍとしたが、車両の仕様に基づき異なる値とすることも可能である。
【００４３】
Ｓ２０の判定の結果、Ｙｅｓの場合、または、Ｓ２１の判定の結果、Ｙｅｓの場合、或いはＳ２２の判定の結果、Ｙｅｓの場合、燃焼ヒータを作動停止（Ｓ２３）すると共に、ラジエータファン１９を作動（Ｓ２４）させる。Ｓ２５の判定の結果、燃焼ヒータ３８の作動停止後、所定時間Ｈ２、例えば５分経過した場合、Ｓ２６に移行してラジエータファン１９を非作動にしてＳ１１にリターンする。Ｓ２５の判定の結果、燃焼ヒータの作動停止後、５分経過していない場合、Ｓ２０にリターンする。
【００４４】
Ｓ１２の判定の結果、Ｎｏの場合、または、Ｓ１３の判定の結果、Ｎｏの場合、或いはＳ１４の判定の結果、Ｎｏの場合、燃焼ヒータの作動が不要であるため、第１のラジエータファン制御のＳ２に移行し、本制御を終了する。
【００４５】
本実施例に係る空調装置の作用、効果について説明する。
本実施例の燃焼ヒータ３８は、エンジン水温が所定値よりも低く、外気温が所定値よりも低く、エンジン回転数が所定値よりも高い、前記３要件を全て満たしたときのみ作動させており、燃焼ガスの発生量を最小限に抑えている。
【００４６】
また、ラジエータファン１９の作動について、燃焼ヒータ３８の作動が必要となった場合でも、異常臭の発生量が多い作動開始及び作動停止後の所定時間のみの掃気により燃焼ガスを車外に拡散している。しかも、車両の運転状態として、燃焼ガスを拡散可能な状態、所謂走行風がある程度存在する場合には、ラジエータファン１９の作動を停止している。これにより、エンジン４の運転性能や空調効率を阻害することなく、また、既存のラジエータファン１９を利用して、別途新規な部材を設けることなく燃焼ガスの掃気を行うことができる。
【００４７】
また、ラジエータファン１９からの掃気風は、配置レイアウト上、エンジン４の上下左右の４方向から燃焼ヒータ３８に向かって進行する構成となっている。エンジン４の上方からの掃気風は、エンジンのヘッドカバとボンネット９との間を後方に進み、その後第２ダッシュアッパ２０ｂ、第１ダッシュアッパ２０ａ、ダッシュロア２１に誘導されて燃焼ガス排気管４４の下流端開口が設けられているアンダカバー１０の後端部とフロアパネル２７との間に到達し、燃焼ガスを伴って車外に拡散する。
【００４８】
エンジン４の左右側方からの掃気風は、エンジン４の両側面とホイールハウス１２Ｒ，１２Ｌとの間を後方に進み、燃焼ヒータ３８に向かって進行し、ダッシュロア２１に誘導されて燃焼ガス排気管４４の下流端開口に向かう。エンジン４の下端面からの掃気風は、オイルパン４ａとアンダカバー１０との間を後方に進み、燃焼ガス排気管４４に到達する。
【００４９】
燃焼ヒータ３８は、車幅方向略中央位置で、エンジン４の本体４ｂとダッシュロア２１との間に設置されると共に、直下にはアンダカバー１０が設置され、ダッシュロア２１の傾斜と略平行となるように設置されているため、周囲の部材を掃気風の整流部材として有効に利用できる。
【００５０】
その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例に係る車両の前側断面図である
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本実施例に係る燃焼ヒータの説明図である。
【図４】本実施例に係る燃焼ヒータ制御のブロック図である。
【図５】本実施例に係る第１のラジエータファン制御のフローチャートである。
【図６】本実施例に係る燃焼ヒータ制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１          車両
２          エンジンルーム
３          車室
４          エンジン
５          ラジエータ
１９        ラジエータファン
２９        空調装置
３１        ヒータコア
３８        燃焼ヒータ
５３        制御ユニット
５８        車速センサ
【図１】
2010036710.tif 000003
【図２】
2010036710.tif 000004
【図３】
2010036710.tif 000005
【図４】
2010036710.tif 000006
【図５】
2010036710.tif 000007
【図６】
2010036710.tif 000008