(57)【要約】【課題】エアコン機能のオン・オフにかかわらず、暖気時間を短縮して燃費向上を図れるようにする。【解決手段】エンジンを始動する際に、制御手段により、エアミックスドア６の駆動用サーボモータを制御して、ヒータコア７の通気入口１５をエアミックスドア６により全閉状態にする。また、エアコンオン時に、ヒータコア温度センサによるエンジン冷却水の冷却水温が予め定められた所定温度Ｔ以下である間は、ヒータコア７の通気入口１５を全閉状態にし、エンジンが温まって冷却水温が所定温度Ｔ以上に上昇すると、エアミックスドア６を全閉状態から開放側に次第に開度が大きくなるように制御する。そのため、エアコンのオン・オフにかかわらずエンジン始動時には、ヒータコア７の通気入口１５を全閉して、ブロアファン４が動作することにより導入される外気により冷えるのを抑制し、暖気時間を短縮して暖気性能の立ち上がりを早める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン冷却水をヒータコア内部に流動し、内気または外気を前記ヒータコアに通して該ヒータコアより加熱し、車両暖房用に利用する車両用空調装置において、
前記ヒータコアの通気入口側に設けられて前記通気入口の開度を調整するエアミックスドアと、
前記エアミックスドアの開閉制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、エンジンを始動する際に前記通気入口を全閉するように前記エアミックスドアを制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
エンジン冷却水の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記制御手段は、空調が作動しているときに、前記温度センサの検出温度が予め定められた所定温度以下である間は、前記通気入口を全閉するように前記エアミックスドアを制御し、前記温度センサの検出温度が前記所定温度以上に上昇するのに伴い、前記通気入口を全閉状態からの前記エアミックスドアの開度が大きくなるように前記エアミックスドアを制御することを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン冷却水をヒータコア内部に流動し、内気または外気をヒータコアに通して該ヒータコアより加熱し、車両暖房用に利用する車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の暖房には、エンジン冷却水をヒータコア内部に流動し、内気または外気をヒータコアに通してヒータコアより加熱し、このようにして得られた温風をブロアモータにより車室内に送出するようにした空調装置が採用されている。
【０００３】
この種の空調装置では、外気温が低く、エンジン冷却水の温度が上昇するまでの間、フロントガラスの曇りを防止するためにエアコンの送風モードを強制的にＤＥＦモードに設定し、エンジン冷却水の温度がある程度上昇し、かつ、フロントガラスの結露センサによる結露信号がなくなったことを検知したときに、足元送風モードなどに切り替えて乗員に冷風が当たることによる不快感を防止し、フロントガラスの曇りを早期に除去するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４６７１０９号公報（段落００１５〜００１７および図２参照））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した特許文献１のようにエアコンの送風モードを強制的にＤＥＦモードに設定すると、外気温が低いときであってもＤＦＥモードの強制設定によって外気導入の状態になることから、車両が走行状態になると導入される外気がヒータコアに当たってヒータコアが冷やされるため、エンジンの暖気が促進されず、暖房性能の立ち上がりが遅くなり、しかも燃費の低下を招くおそれがある。
【０００６】
例えば、冬場のエンジン始動時、特に寒冷地のエンジン始動時では、エアコンは常時暖房状態にあり、内外気切り替えスイッチは、除湿（曇り止め）のために外気導入に切り替わっている場合が多く、しかもヒータコアの通気入口の開閉により送風温度の調整を行うエアミックスドアがヒータコアの通気入口を開いた状態でエンジンが停止され、エンジン始動後も通気入口を開いたままになっていることも多い。このように、ヒータコアの通気入口を開いた状態で車両が走行すると、エアコンのオン・オフに関係なくエンジンの暖気を進めたいにもかかわらず、走行に伴い空調システムに低温の外気が導入されることとなり、その結果ヒータコアが冷やされてなかなか暖気が終了せず、暖気性能の立ち上がりが悪くなる。
【０００７】
本発明は、空調の作動・非作動にかかわらず、暖気時間を短縮して燃費向上を図れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明の車両用空調装置は、エンジン冷却水をヒータコア内部に流動し、内気または外気を前記ヒータコアに通して該ヒータコアより加熱し、車両暖房用に利用する車両用空調装置において、前記ヒータコアの通気入口側に設けられて前記通気入口の開度を調整するエアミックスドアと、前記エアミックスドアの開閉制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、エンジンを始動する際に前記通気入口を全閉するように前記エアミックスドアを制御することを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
また、エンジン冷却水の温度を検出する温度センサをさらに備え、前記制御手段は、空調が作動しているときに、前記温度センサの検出温度が予め定められた所定温度以下である間は、前記通気入口を全閉するように前記エアミックスドアを制御し、前記温度センサの検出温度が前記所定温度以上に上昇するのに伴い、前記通気入口を全閉状態からの前記エアミックスドアの開度が大きくなるように前記エアミックスドアを制御するようにしてもよい（請求項２）。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、例えば冬場のエンジン始動後に車両が走行して冷たい外気が導入されるような状況下であっても、エンジンを始動する際に、ヒータコアの通気入口がエアミックスドアにより全閉されるため、空調の作動・非作動にかかわらずブロアファンが動作することにより導入される外気がヒータコアに当たってヒータコアを冷やすことを抑制でき、暖気時間を短縮して暖気性能の立ち上がりを早めることが可能になり、しかも燃費の向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、温度センサによるエンジン冷却水の検出温度が予め定められた所定温度以下である間は、ヒータコアの通気入口が全閉されるため、暖気時間を短縮して暖気性能の立ち上がりを早めることでき、エンジンが温まってエンジン冷却水の検出温度が所定温度以上に上昇すると、エアミックスドアがヒータコアの通気入口を全閉状態から開放側に次第に開度が大きくなるように制御されるため、車室内の暖房性能を損なうことなく、暖気時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る車両用空調装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】図１の動作説明用フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明をより詳細に説明するため、本発明の一実施形態について、図１の概略構成図、図２および図３の動作説明図およびフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の車両用空調装置１は、車室内に空気を送るダクト２内に、ブロアモータ３により駆動されるブロアファン４、エバポレータ５、エアミックスドア６、ヒータコア７が空気流路の上流側から順次配設されている。
【００１５】
ブロアファン４の上流にあたるダクト２の入口側には、内気導入口９および外気導入口１０が形成され、車両乗員による内外気切替スイッチ（図示せず）の操作に基づき、後述する制御手段により制御されるサーボモータにより、両導入口９，１０の内側に設けられた内外気切替ダンパ１１が駆動され、両導入口９，１０のうちいずれか一方が開放されて他方が閉塞され、内気または外気がダクト２内に導入されるようになっている。
【００１６】
エバポレータ５は、冷凍サイクルの途中にあたるブロアファン４の下流側に配設され、車両乗員によるエアコンスイッチのオン操作により、図示しないコンプレッサがエンジンに接続されてエンジンの回転により駆動されて冷媒が圧縮され、高温高圧状態となった冷媒が図示しないコンデンサで放熱され、図示しない膨張弁を介してエバポレータ５内に放熱された冷媒が流入して気化することにより、エバポレータ５を通過してダクト２内を流れる空気が熱交換されて冷却される。
【００１７】
ヒータコア７は、エバポレータ５の下流側であってダクト２の一部を塞ぐように配設され、パイプ１３を介してエンジン冷却水がヒータコア７の内部を流動しており、内気または外気がヒータコア７を通過することにより加熱されるようになっている。このとき、ヒータコア７の通気入口１５に設けられたエアミックスドア６が、後述する制御手段により制御される図示しないサーボモータにより駆動されて、エアミックスドア６が図１中の実線矢印に示すように開閉制御され、ヒータコア７の通気入口１５の開度が調整され、これによりヒータコア７による内気または外気の加熱温度が制御されるようになっている。
【００１８】
ここで、エアミックスドア６によりヒータコア７の通気入口１５を全閉した状態が、いわゆるＭＡＸクール（開度０％）の制御状態であり、ヒータコア７の通気入口１５を開いてダクト２内のヒータコア７が配設されていない通路をエアミックスドア６により全閉した状態（通気入口１５は全開）が、いわゆるＭＡＸホット（開度１００％）の制御状態であり、エアミックスドア６がクール側に制御されるとエバポレータ５を通って冷やされた空気がほとんど下流に流れ、エアミックスドア６がホット側に制御されるとエバポレータ５を通った空気がヒータコア７により加熱されてから下流に流れる。
【００１９】
ダクト２の最下流部には、ＤＥＦ送風口１７、ＦＡＣＥ送風口１８、ＦＯＯＴ送風口１９が形成され、各送風口１７，１８，１９はそれぞれダンパ２１，２２，２３によって開閉されるようになっており、フロントガラスの曇りを取るためにフロントガラスに送風するＤＥＦモード、乗員の上半身に向けて送風するＦＡＣＥモード、乗員の足元に向けて送風するＦＯＯＴモードが選択されるようになっている。なお、車両乗員による送風モード選択スイッチの操作により、ＤＥＦモード、ＦＡＣＥモード、ＦＯＯＴモードのいずれかが選択されと、後述する制御手段により、各ダンパ２１，２２，２３それぞれに対応して設けられたサーボモータ（図示せず）が制御され、各ダンパ２１，２２，２３が開閉される。
【００２０】
ところで、上記したヒータコア７を流動するエンジン冷却水の温度は、図示しないヒータコア温度センサ（本発明における「温度センサ」に相当）により検出され、その検出温度は後述する制御手段に取り込まれる。そして、制御手段は以下に説明する制御機能を有する。
【００２１】
図１には示されていないが、制御手段はマイクロコンピュータ、制御装置や電子回路などで構成され、イグニッションキーがオンされた後、エアコンスイッチがオフのままであるときには、エアミックスドア６がヒータコア７の通気入口１５を全閉（開度０％：ＭＡＸクール状態）するようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータを制御し、ダクト２内に導入された冷たい空気がヒータコア７を通過しないように通気入口１５を全閉し、暖気時間の短縮を図っている。
【００２２】
このとき、エンジン冷却水の温度（以下、冷却水温という）に対するエアミックス目標開度と関係として、図２（ａ）に示すように、冷却水温に関係なく開度が“０”のままというエアコンオフ時マップが所定の記憶部（図外のメモリ）に格納されており、このエアコンオフ時マップから目標開度として“０”が読み出される一方、エアミックスドア６の駆動用サーボモータに設けられたポテンショメータ等の角度センサによりエアミックスドア６の実開度が検出され、検出された実開度が読み出された目標開度（＝０）になるようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータが制御される。
【００２３】
また、制御手段は、イグニッションキーがオンされた後（エンジン始動後）にエアコンスイッチがオンされた状態で、ヒータコア温度センサによる冷却水温が予め設定された所定温度（例えば、３０〜４０℃）以下であるときにも、エアミックスドア６がヒータコア７の通気入口１５を全閉するようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータを制御し、ダクト２内に導入された冷たい空気がヒータコア７を通過しないように通気入口１５を閉じる。
【００２４】
さらに、ヒータコア温度センサによる冷却水温が上昇して予め設定された上記所定温度以上になると、制御手段は、ヒータコア７の通気入口１５をエアミックスドア６により全閉した状態から、冷却水温の上昇に連れてエアミックスドア６の開度が次第に大きくなるようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータを制御する。
【００２５】
このとき、図２（ｂ）に示すように、冷却水温が所定温度（３０〜４０℃）Ｔに達するまでの間は開度が“０”のままであり、冷却水温が所定温度Ｔ以上になると、冷却水温の上昇に伴って開度が開度１００％になるまで上昇曲線を描くエアコンオン時マップが上記したエアコンオフ時マップとは別に記憶部に格納されている。このエアコンオン時マップは、最適な暖気性能の立ち上がりを確保可能な冷却水温に対するエアミックスドアの６の目標開度が予め実験等により求められ、作成される。
【００２６】
そして、エアミックスドア６の駆動用サーボモータに設けられたポテンショメータ等の角度センサによりエアミックスドア６の実開度が検出されるとともに、ヒータコア温度センサにより現在の冷却水温が検出され、検出された冷却水温に対応する目標開度が記憶部のエアコンオン時マップから読み出され、制御手段により、検出された実開度が読み出された目標開度になるようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータが制御され、エアミックスドア６の開度がエンジン冷却水温の上昇に伴って大きく調整される。
【００２７】
また、制御手段は、車両の乗員による内外気切替スイッチ（図示せず）の操作に基づき、内外気切替ダンパ１１の駆動用サーボモータを制御し、車両乗員によるエアコンスイッチのオン、オフ操作に基づき、コンプレッサを駆動、停止し、送風モード選択スイッチの操作に基づき、各ダンパ２１，２２，２３のサーボモータを制御する。
【００２８】
さらに、暖気運転終了後、制御手段は、空調温度が車両乗員により設定された設定温度になるよう、エアミックスドア６の駆動用サーボモータを制御してエアミックスドア６の開度を制御し、各送風口１７，１８，１９のうち開放状態のいずれかからの送風吹出温度を調整するオートエアコン制御機能を有する。
【００２９】
具体的には、エバポレータ５のフィン温度を検出するエバフィン温度センサによるエバフィン温度Ｔｃと、エンジン冷却水の温度検出するヒータコア温度センサによるヒータコア温度Ｔｈと、目標となる送風吹出温度ＴＡＯとの関係が、エアミックスドア６の開度をαとして、
ＴＡＯ＝（Ｔｈ×α）＋｛Ｔｃ×（１−α）｝……（１）
で表わされるため、この（１）式から、エアミックスドア６の開度αは、
α＝（ＴＡＯ−Ｔｃ）／（Ｔｈ−Ｔｃ）……（２）
で表わされる。なお、αは、ＭＡＸクール状態で“０”、ＭＡＸホット状態で“１”つまり１００％となる。
【００３０】
そして、制御手段は、エバフィン温度センサによるエバフィン温度Ｔｃおよびヒータコア温度センサによるヒータコア温度Ｔｈを取得し、これらの検出温度Ｔｃ，Ｔｈと、空調温度が設定温度となるために必要な目標送風吹出温度ＴＡＯとから、上記した（２）式の演算を行ってエアミックスドア６の開度αを算出し、角度センサにより検出されるエアミックスドア６の実開度が、算出した開度αに予め定められた所定の補正を加えた目標開度になるよう、エアミックスドア６の駆動用サーボモータを制御し、空調温度を設定温度に調整するようになっている。
【００３１】
次に、上記した制御手段によるエンジン始動時におけるエアミックスドア６の開度の制御動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
図３に示すように、イグニッションキーがオンされたかどうかの判定がなされ（ステップＳ１）、この判定結果がＮＯであれば何もせずにスタートに戻り、判定結果がＹＥＳであれば、エアコンスイッチがオン操作されたか否かの判定がなされ（ステップＳ２）、この判定結果がＮＯ、つまりエアコンオフであればステップＳ３に移行し、エアミックスドア６の駆動用サーボモータに設けられたポテンショメータ等の角度センサによるエアミックスドア６の実開度が制御手段により検出され（ステップＳ３）、記憶部に格納されたエアコンオフ時マップ（図２（ａ）参照）から目標開度として“０”が読み出され（ステップＳ４）、ステップＳ３で検出された実開度が、ステップＳ４で読み出された目標開度（＝０）になるようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータが制御され、エアミックスドア６が全閉状態に制御され（ステップＳ５）、その後スタートに戻る。
【００３３】
一方、上記したステップＳ２の判定結果がＹＥＳ、つまりエアコンオンであれば、角度センサによるエアミックスドア６の実開度が制御手段により検出され（ステップＳ６）、記憶部に格納されたエアコンオン時マップ（図２（ｂ）参照）から、ヒータコア温度センサによる現在の冷却水温に対応する目標開度が読み出され（ステップＳ７）、ステップＳ６で検出された実開度が、ステップＳ７で読み出された目標開度以上であるか否かの判定がなされ（ステップＳ８）、この判定結果がＮＯ、つまり実開度が目標開度より小さければそのまま動作は終了し、判定結果がＹＥＳであれば、ステップＳ７で読み出された目標開度になるようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータが制御され、エアミックスドア６の開度が制御され（ステップＳ９）、その後スタートに戻る。
【００３４】
このとき、ステップＳ７の判定時の冷却水温が予め定められた所定温度Ｔ（３０〜４０℃）よりも低いときには、図２（ｂ）に示すようにエアコンオン時マップの目標開度は“０”であるため、ステップＳ７〜ステップＳ９の処理で、エンジンが暖まらずに冷却水温が所定温度Ｔを超えない間は、エアミックスドア６は全閉状態に制御され、暖気性能の立ち上がりが早められることになる。
【００３５】
したがって、エンジン始動時には、エアミックスドア６は必ず全閉されることになり、エアコンのオン、オフに関係なくブロアファン４が駆動されている場合において、冬場など車両が走行して冷たい外気が導入されても、導入された外気がヒータコア７に当たることを防止してヒータコア７が冷やされることを抑制でき、暖気時間を短縮して暖気性能の立ち上がりを早めることができるとともに、燃費の向上を図ることができる。
【００３６】
一方、エンジンが暖まって冷却水温が所定温度Ｔを超えると、図２（ｂ）に示すように、エアコンオン時マップの目標開度は冷却水温の上昇に連れて上昇曲線を描くように増加するため、冷却水温が所定温度Ｔ以上になれば、そのときの冷却水温に応じた目標開度になるようにエアミックスドア６の開度が次第に大きくなるように制御され、車室内の暖房性能を損なうことなく、暖気時間の短縮を図ることができる。
【００３７】
以上のように、上記した実施形態によれば、例えば冬場のエンジン始動後に車両が走行して冷たい外気が導入されるような状況であっても、エンジンを始動する際に、ヒータコア７の通気入口１５がエアミックスドア６により全閉されるため、エアコンのオン・オフにかかわらずブロアファン４が動作することにより導入される外気がヒータコア７に当たることを防止でき、ヒータコア７が外気により冷えるのを抑制することができ、暖気時間を短縮して暖気性能の立ち上がりを早めることが可能になり、しかも燃費の向上を図ることができる。
【００３８】
また、ヒータコア温度センサによるエンジン冷却水の冷却水温が予め定められた所定温度Ｔ（３０〜４０℃）以下である間は、ヒータコア７の通気入口１５が全閉されるため、暖気時間を短縮して暖気性能の立ち上がりを早めることできる。
【００３９】
さらに、エンジンが温まって冷却水温が所定温度Ｔ以上に上昇すると、エアミックスドア６がヒータコア７の通気入口１５を全閉状態から開放側に次第に開度が大きくなるように制御されるため、車室内の暖房性能を損なうことなく、暖気時間の短縮を図ることが可能になる。
【００４０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。
【００４１】
例えば、上記した実施形態では、制御手段が、ヒータコア温度センサによるエンジン冷却水の検出温度（冷却水温）の上昇に伴い、エアミックスドア６の開度が大きくなるようにエアミックスドア６の駆動用サーボモータを制御する機能を備える場合について説明したが、特にこのような機能を備えていなくてもよい。
【００４２】
また、エアコンオン時マップにおいて、エアミックスドア６の目標開度をゼロから上昇させていくかどうかを切り分ける冷却水温を、上記した実施形態では、３０〜４０℃の所定温度Ｔとして説明したが、このときの所定温度Ｔは３０〜４０℃に限定されるものではなく、実験等により最適な温度に設定すればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  …車両用空調装置
６  …エアミックスドア
７  …ヒータコア
１５…通気入口
【図１】
2014084049.tif 000003
【図２】
2014084049.tif 000004
【図３】
2014084049.tif 000005