(57)【要約】【課題】二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルのヒータユニットにおいて、ヒータユニットの左右に同じ風量の空調風を通過させたときの空気出口温度差を小さくする。【解決手段】通風路Ｆ１、Ｆ２における空気出口温度をともに同一とする運転モードにおいて、冷媒入口側となる右側のコア部２０ａの通過風量よりも左側のコア部２０ｂの通過風量が多くなるようにエアミックスドア７１、７２の開度を調整し、左側のコア部２０ｂの熱交換量が下がらないようにすることで、左右の空気出口温度差が小さくなるようにした。【選択図】    図１
2006007853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に形成された通風路（Ｆ）に、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルに適用される放熱器をヒータコア（１０）として設け、前記通風路（Ｆ）と前記ヒータコアの熱交換領域（２０）を仕切壁（６０）により各２分割するとともに、前記分割されたヒータコアの熱交換領域（以下、ヒータコア分割領域：２０ａ、２０ｂ）に供給する空調風の風量を調整する風量調整手段（７１、７２）を前記分割された通風路（以下、小通風路：Ｆ１、Ｆ２）毎に設けたヒータユニット（１００）と、前記風量調整手段（７１、７２）を制御して空調風の風量を調整する制御手段（２００）とを備えた車両用空調装置であって、
前記制御手段（２００）は、前記２つの小通風路（Ｆ１、Ｆ２）における空気出口温度をともに同一とする運転モードでは、冷媒入口側となる前記ヒータコア分割領域（２０ａ／２０ｂ）への風量よりも、他方の前記ヒータコア分割領域（２０ｂ／２０ａ）への風量が多くなるように前記各風量調整手段（７１／７２）を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記制御手段（２００）は、一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度を固定する運転モードにおいて、
一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときは、前記一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度が前記操作入力された温度となるように前記一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）に設けられた前記風量調整手段（７１／７２）の風量を制御するとともに、他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度が変動しないように前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）に設けられた前記風量調整手段（７１／７２）の風量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。
【請求項３】
前記制御手段（２００）は、前記各風量調整手段（７１、７２）の風量を制御するとともに、前記ヒータコア（１０）に供給する冷媒の流量を制御する機能を備え、一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度を固定する運転モードにおいて、
一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときは、前記一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度が前記操作入力された温度となるように前記一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）に設けられた前記風量調整手段（７１／７２）の風量を制御するとともに、前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）に設けられた前記風量調整手段（７１／７２）の風量を固定し、且つ前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度が変動しないように前記ヒータコア（１０）へ供給する冷媒の流量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。
【請求項４】
前記制御手段（２００）は、前記各風量調整手段（７１、７２）の風量を調整するとともに、前記ヒータコア（１０）に供給する冷媒の流量を制御する機能を備え、一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度を固定する運転モードにおいて、
一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときに、この操作入力で設定された空気出口温度が前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度よりも低温であるときは、前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）に設けられた前記風量調整手段（７１／７２）の風量を固定するとともに、前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度が変動しないように前記ヒータコア（１０）へ供給する冷媒の流量を制御し、また前記一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度が前記操作入力された温度となるように前記一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）に設けられた前記風量調整手段（７１、７２）の風量を制御し、
一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときに、この操作入力で設定された空気出口温度が前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度よりも高温であるときは、前記一方の小通風路（Ｆ１／Ｆ２）に設けられた前記風量調整手段（７１／７２）の風量を制御するとともに、前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）における空気出口温度が変動しないように前記他方の小通風路（Ｆ２／Ｆ１）に設けられた前記各風量調整手段（７１／７２）の風量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】
本発明は車両用空調装置に関し、詳しくは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルに適用される放熱器をヒータコアとして用いた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置において、乗員が個別に温調を行える独立温調機能を備えたものがある。例えば、ヒータユニット内に左右２つの通風路を形成し、エンジン冷却水を温媒にしたヒータコア及び冷却器を２つに区分する仕切板を設け、各通風路につながる２つのエアミックスドアの開度をそれぞれ調整して、ヒータコアを通過する空気とバイパス路（ヒータコアを通過しない通路）に流れる空気との比率を調整することにより、左右を個別に温調するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
エンジン冷却水を冷媒とするヒータコアでは、エンジン冷却水の出入口温度差が１０℃程度であるため、上記のような左右独立温調のヒータユニットにおいて、２つのエアミックスドアを同開度にして、仕切板によって区分されるヒータコアの左右に同じ風量の空気を通過させた場合（左右同一温調）に、ヒータコアの左右における空気出口温度差はほとんど生じない。また、一方のエアミックスドアの開度を固定して、他方のエアミックスドアの開度を調整した場合（左右独立温調）に、固定した側の温度はほとんど変わることはない。すなわち、一方の空気出口温度を一定に保ちつつ、温調したい他方の空気出口温度のみを調整することができるため、左右で個別の温調が可能となる。
【０００４】
このほか、左右同一温調が設定されているときは、運転席側と助手席側のそれぞれのエアミックスドア開度を同一に制御（運転席側と助手席側で吹き出し温度は一定）し、左右独立温調が設定されているときは、設定温度、室温、外気温、日射に基づいて、運転席側と助手席側のエアミックスドア開度を制御するようにしたものが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−３２８０１１号公報
【特許文献２】特開平９−３２３５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来より車両用空調装置の冷凍サイクルには、おもにフロン冷媒が用いられてきたが、これらが大気中に放出されるとオゾン層の破壊による地球温暖化といった環境問題が懸念されるため、脱フロン対策として、二酸化炭素、エチレン、エタン酸化窒素など（以下、二酸化炭素を代表例とする）を使用した冷凍サイクルが提案されている（例えば、特開２００２−１３０８４９号公報）。
【０００６】
このような二酸化炭素を冷媒とした冷凍サイクルは、原理的にフロンを使用した従来の冷凍サイクルと同じである。しかしながら、二酸化炭素の臨界温度は約３１℃と従来のフロンの臨界温度（例えば、Ｒ−１２は１１２℃）に比べて著しく低いため、放熱器側での二酸化炭素温度が二酸化炭素の臨界温度よりも高くなり、冷媒である二酸化炭素がガス状態のまま入口から出口へ温度低下していく点が相違する。
【０００７】
一方、車両用空調装置の暖房サイクルは、エンジン車ではエンジン冷却水を温媒として用いているが、電気自動車等ではエンジン冷却水がないため、代わりに冷凍サイクルの放熱器をヒータコアとして使用して暖房することが考えられている。このような二酸化炭酸を冷媒とした冷凍サイクルの放熱器をヒータコアとして左右独立温調方式のヒータユニットに組み込んで暖房を行うように構成した場合でも、ヒータコアの左右で空気出口温度差がほとんどないことが求められている（以下、ここで使用される放熱器をヒータコアという）。
【０００８】
しかしながら、二酸化炭素の冷媒は高圧側の冷媒圧力が臨界圧力以上となることから、ヒータコアでは冷媒の出入り口温度差が１００℃程度と大きくなる。このため、仕切板により区分されたヒータコアの左右に同じ風量の空気を通過させても、ヒータコアの左右で熱交換量の差が大きくなるために、例えば運転席と助手席のそれぞれの吹き出し口における空気出口温度差が大きくなってしまう。
【０００９】
このため、左右独立温調方式のヒータユニットで左右同一温度にしたい場合に、２つのエアミックスドアを同開度にして、仕切板により区分されたヒータコアの左右に同じ風量の空気を通過させたとしても、ヒータコアのそれぞれの吹き出し口では左右の空気出口温度差が生じてしまうことになる。
【００１０】
また、左右独立温調方式のヒータユニットにおいて、例えば助手席側のみ温度を調整する場合は、運転席側のエアミックスドアの開度を固定して、助手席側のエアミックスドアの開度を調整することになるが、二酸化炭素を冷媒とするヒータコアでは冷媒の出入り口温度差が大きいため、左右の熱交換量に差が生じ、エアミックスドアの開度を固定しても運転席側の空気出口温度を一定に保つことができないという課題があった。
【００１１】
なお、二酸化炭酸を冷媒とした冷凍サイクルのヒータコアを、左右独立温調方式のヒータユニットに組み込んで暖房を行うようにした先行技術文献は出願人による検索範囲内において検出されていないことを補足する。
【００１２】
本発明の目的は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルに適用される放熱器をヒータコアとして用いた車両用空調装置において、ユーザの操作入力に応じた左右独立温調を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内部に形成された通風路に、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルに適用される放熱器をヒータコアとして設け、前記通風路と前記ヒータコアの熱交換領域を仕切壁により各２分割するとともに、前記分割されたヒータコアの熱交換領域（以下、ヒータコア分割領域）に供給する空調風の風量を調整する風量調整手段を前記分割された通風路（以下、小通風路）毎に設けたヒータユニットと、前記風量調整手段を制御して空調風の風量を調整する制御手段とを備えた車両用空調装置であって、前記制御手段は、前記２つの小通風路における空気出口温度をともに同一とする運転モードでは、冷媒入口側となる前記ヒータコア分割領域への風量よりも、他方の前記ヒータコア分割領域への風量が多くなるように前記各風量調整手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１において、一方の小通風路における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の小通風路における空気出口温度を固定する運転モードのときに、前記制御手段が、一方の小通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときは、前記一方の小通風路における空気出口温度が前記操作入力された温度となるように前記一方の小通風路に設けられた前記風量調整手段の風量を制御するとともに、他方の小通風路における空気出口温度が変動しないように前記他方の小通風路に設けられた前記風量調整手段の風量を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１において、前記制御手段が前記各風量調整手段の風量を制御するとともに、前記ヒータコアに供給する冷媒の流量を制御する機能を備え、一方の小通風路における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の小通風路における空気出口温度を固定する運転モードにおいて、一方の小通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときは、前記一方の小通風路における空気出口温度が前記操作入力された温度となるように前記一方の小通風路に設けられた前記風量調整手段の風量を制御するとともに、前記他方の小通風路に設けられた前記風量調整手段の風量を固定し、且つ前記他方の小通風路における空気出口温度が変動しないように前記ヒータコアへ供給する冷媒の流量を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１において、前記制御手段が、前記各風量調整手段の風量を調整するとともに、前記ヒータコアに供給する冷媒の流量を制御する機能を備え、一方の小通風路における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の小通風路における空気出口温度を固定する運転モードにおいて、一方の小通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときに、この操作入力で設定された空気出口温度が前記他方の小通風路における空気出口温度よりも低温であるときは、前記他方の小通風路に設けられた前記風量調整手段の風量を固定するとともに、前記他方の小通風路における空気出口温度が変動しないように前記ヒータコアへ供給する冷媒の流量を制御し、また前記一方の小通風路における空気出口温度が前記操作入力された温度となるように前記一方の小通風路に設けられた前記風量調整手段の風量を制御し、一方の小通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときに、この操作入力で設定された空気出口温度が前記他方の小通風路における空気出口温度よりも高温であるときは、前記一方の小通風路に設けられた前記風量調整手段の風量を制御するとともに、前記他方の小通風路における空気出口温度が変動しないように前記他方の小通風路に設けられた前記各風量調整手段の風量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、冷媒入口側となるヒータコア分割領域への風量よりも、他方のヒータコア分割領域への風量を多くすることにより、他方のヒータコア分割領域における熱交換量を大きくすることができるため、左右の空気出口温度をともに同一とする運転モードにおいて、左右の吹き出し口における空気出口温度差を小さくすることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、温度固定側の冷媒温度が変化して熱交換量が変わらないように、温度固定側のヒータコア分割領域への風量を制御するようにしたので、一方の温度を操作入力に応じて調整し、他方を固定する運転モードにおいて、温度固定側の空気出口温度を一定に保つことができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、温度固定側の冷媒温度が変化して熱交換量が変わらないように、ヒータコアへ供給する冷媒の流量を制御するようにしたので、一方の温度を操作入力に応じて調整し、他方を固定する運転モードにおいて温度固定側の空気出口温度を一定に保つことができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、温度調整側の温度が温度固定側の温度よりも低温であるときは、温度固定側の冷媒温度が変化して熱交換量が変わらないように、ヒータコアへ供給する冷媒の流量を制御し、また温度調整側の温度が温度固定側の温度よりも高温であるときは、温度固定側の冷媒温度が変化して熱交換量が変わらないように、温度固定側のヒータコア分割領域への風量を制御するようにしたので、一方の温度を操作入力に応じて調整し、他方を固定する運転モードにおいて温度固定側の空気出口温度を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係わる車両用空調装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２２】
図２は、本実施例に係わるヒータコアの全体構成を示す斜視図である。このヒータコア１０は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルに適用される放熱器であって、熱交換領域となるコア部２０と、このコア部２０の両端に配置されたヘッダタンク３０、４０とを備えて構成されている。
【００２３】
コア部２０は、冷媒となる二酸化炭素が流通するチューブ２１と、コルゲート形状に成形された冷却用のフィン２２とを交互に積層したものである。チューブ２１は、隣接するもの同士の間に空調風５０（以下、適宜に空気という）の流通する隙間を確保した状態で互いに平行に積層され、各隙間にフィン２２が配置されている。
【００２４】
ヘッダタンク３０、４０は、外部から供給された冷媒を各チューブ２１に分配するとともに、空調風と熱交換後の冷媒を合流させて外部に排出するタンク部である。ヘッダタンク３０、４０は、コア部２０の両端、即ち複数のチューブ２１の長手方向の両端部に接合され、ヘッダタンク３０、４０の内部に設けられた冷媒の流通路と、各チューブ２１の内部通路とが互いに連通するように構成されている。
【００２５】
ヘッダタンク３０、４０には、内部に形成された流通路を仕切るためのセパレータ２３〜２５が組み込まれている。このセパレータが組み込まれることにより、コア部２０を構成する複数のチューブ２１は所定数のチューブ２１を１パスとする複数のパスに区分される。
【００２６】
また、ヘッダタンク３０のセパレータ２３よりも上側には冷媒の入口パイプ３１が設けられ、ヘッダタンク３０のセパレータ２４よりも下側には冷媒の出口パイプ３２が設けられている。
【００２７】
入口パイプ３１からヘッダタンク３０へ供給された冷媒は、パス（１）の各チューブ２１に分配され、それぞれのチューブ内を流通してヘッダタンク４０へ流入する。この冷媒はヘッダタンク４０内で折り返して、パス（２）の各チューブ２１に分配され、それぞれのチューブ内を流通してヘッダタンク３０へ流入する。以下同様にして、冷媒はヘッダタンク３０→パス（３）→ヘッダタンク４０→パス（４）→ヘッダタンク３０というように、各パスを順に回りながらコア部２０内を流通し、セパレータ２４で仕切られたヘッダタンク３０内で合流した後、出口パイプ３２から排出される。この間、冷媒が各パスを流通する度に、コア部２０に流れ込む空気との間で熱交換がなされることになる。なお本実施例では、ヒータコア１０を３ターン（折り返し数）、４パスで構成した例を示しているが、ヒータコア１０としては、少なくとも１パスを有するものであればよい。
【００２８】
図１は、上記ヒータコア１０を備えた左右独立温調方式のヒータユニット１００を示す概略構成図である。本実施例のヒータコア１０を適用する左右独立温調方式のヒータユニットとしては、例えば特開平９−３２８０１１号公報（図１）に示された車両用空気調和装置を用いることができる。
【００２９】
図１に示すように、ヒータユニット１００内に形成された通風路Ｆにはヒータコア１０、エバポレータ１１が設けられている。このうちヒータコア１０は、冷凍サイクル１０１の一部を構成し、コンプレッサ１０２により送り込まれた冷媒と空気とを熱交換して、ヒータユニット１００内を通過する空調風５０を加熱する。エバポレータ１１は、空調風５０を冷却するための熱交換器であり、ヒータコア１０と同じく冷凍サイクル１０１の一部を構成している。なお、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクル１０１としては、例えば電動コンプレッサシステムによる冷凍サイクルを用いることができる。
【００３０】
ヒータコア１０と通風路Ｆは、通風方向に延びる仕切板６０によって２分割されている。すなわち、通風路Ｆは左右に２つの通風路Ｆ１、Ｆ２として分割され、ヒータコア１０のコア部２０はコア部２０ａ、２０ｂとして分割されている。これによって、右側のコア部２０ａに導入される空調風５０は通風路Ｆ１を流通し、ヒータコア１０の左側のコア部２０ｂに導入される空調風５０は通風路Ｆ２を流通することになる。
【００３１】
また、通風路Ｆ１、Ｆ２において、ヒータコア１０の両側にはコア部２０ａ、２０ｂを通過しない空調風５０のバイパス路６１、６２が形成されている。さらに、ヒータコア１０の通風方向上流には、バイパス路６１、６２とコア部２０ａ、２０ｂを通過する空調風５０の風量を調整する風量調整手段としてのエアミックスドア７１、７２がそれぞれ設けられている。このエアミックスドア７１、７２は、それぞれアクチュエータ７１ａ、７２ａにより矢印方向に駆動され、後述するコントローラ２００により開度が制御されることでバイパス路６１、６２とコア部２０ａ、２０ｂを通過する空調風５０の風量が調整される。このエアミックスドア７１、７２の開度を個別に制御することにより、通風路Ｆ１、Ｆ２の出口温度である右側空気出口温度Ｔ１、左側空気出口温度Ｔ２はそれぞれ独立して調整することができる。以下の説明において、バイパス路６１、６２を通過する空調風５０をバイパス風といい、コア部２０ａ、２０ｂを通過する空調風５０の風量をコア空気通過量という。
【００３２】
コントローラ２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイクロコンピュータにより構成される制御手段であり、ユーザからの操作入力に基づいて上記ヒータユニット１００と冷凍サイクル１０１の動作を制御する。このコントローラ２００では、ユーザーにより操作入力された運転モードや温度設定に基づいて、アクチュエータ７１ａ、７２ａを駆動してエアミックスドア７１、７２の開度を制御するとともに、冷凍サイクル１０１の一部であるヒータコア１０へ供給する冷媒の流量を制御している（制御の具体例については各実施例ごとに説明する）。
【００３３】
次に、左右独立温調方式のヒータユニット１００において、通風路Ｆ１、Ｆ２における空気出口温度をともに同一とする運転モードが設定されたときの動作について説明する。
【００３４】
図１において、ヒータコア１０の左右に同風量の空調風５０を通過させたときに、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１と、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２との空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）がゼロであればコア部２０ａ、２０ｂでの熱交換量は等しいことになる。熱交換量は以下の式（１）で表すことができる。
【００３５】
熱交換量Ｑ＝Ａ（伝熱面積）×Ｋ（熱通過率）×ΔＴ（温度差）  …（１）
ここで、ΔＴは冷媒温度と空気出口温度との温度差であり、冷媒が流通する方向から見て上流側ほど冷媒温度が高いため、ΔＴは大きくなる。図３は、１パスのヒータコアに同風量の空調風を通過させたときの冷媒温度と空気出口温度との関係を示したもので、（ａ）は冷媒流れ方向と冷媒温度及び空気入出口温度との関係を示す特性図、（ｂ）は左右の熱交換量の差を示す説明図、（ｃ）は１パスのヒータコアを示す概略図である。図３（ｃ）のような１パスのヒータコアに左から右に向かって冷媒が流通した場合、図３（ａ）に示すように、最初に冷媒が流通する上流側ほどΔＴが大きくなり、図３（ｂ）に示すように左右のコア面積で比較すると、冷媒の流通する下流側の右コアよりも、上流側となる左コアの熱交換量が大きくなる。
【００３６】
したがって、図１に示すような４パスのヒータコアの場合、ΔＴはパス（１）＞パス（２）＞パス（３）＞パス（４）となる。このうち、パス（１）とパス（３）では、右側のコア部２０ａのΔＴ＞左側のコア部２０ｂのΔＴとなり、パス（２）とパス（４）では、右側のコア部２０ａのΔＴ＜左側のコア部２０ｂのΔＴとなる。このように、二酸化炭素を冷媒とした冷凍サイクルでは冷媒の出入り口温度差が大きいため、左右での熱交換量に差が生じ、空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）が大きくなる。図１では、冷媒の流通する上流側となる右側のコア部２０ａでは熱交換量が大きく、下流側となる左側のコア部２０ｂでは熱交換量が小さいため、右側のコア部２０ａの空気出口温度Ｔ１＞左側のコア部２０ｂの空気出口温度Ｔ２となる。このため、通風路Ｆ１、Ｆ２における空気出口温度をともに同一とする運転モードにおいて、２つのエアミックスドア７１、７２を同開度にして、仕切板６０により区分されたヒータコア１０の左右のコア部２０ａ、２０ｂに同じ風量の空気を通過させても、ヒータコア１０の下流側の吹き出し口では左側の空気出口温度よりも右側の空気出口温度が高くなってしまう。
【００３７】
このような傾向はパス数に係わらず発生する。図４は、各パス当たりのチューブ本数を均等にした場合の２、４、６パスのヒータコアについての空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）を示す特性図である。図４に示すように、左右のコア部２０ａ、２０ｂに同風量を通過させた場合、パス数１〜６では、いずれも冷媒入口側に近い側のコア部を通過した空気の温度が高くなり、空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）が大きいことが認められる。
【００３８】
そこで本実施例では、左右の空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）を小さくするため、コア部２０ａ、２０ｂの熱交換量が等しくなるようにエアミックスドア７１、７２の開度を制御している。
【００３９】
すなわち、式（１）において、Ｋ（熱通過率）はフィン２２（図２）と空気との熱伝達率αにより決定される。この熱伝達率αは下記式で表される。
【００４０】
α＝Ｎｕ・（λ／Ｄ）
Ｎｕ＝2×Ｒ×｛1.1＋0.55（Ｒｅ・Ｐｒ・Ｄ／Ｌ・1/4Ｒ＾2）＾0.55｝
Ｒｅ＝（ｖ×Ｄ）／ν    …（２）
ただし、ｖ：空気の流速
Ｄ：流路直径（等価直径）
ν：空気の動粘性係数
Ｐｒ：プラントル数
λ：空気の熱伝導率
Ｒ：フィン形状により求まる係数
上記式（２）から明らかなように、空気の流速ｖが上がれば熱伝達率αは大きくなり、熱交換量は大きくなる。したがって、図１のように冷媒が右側のコア部２０ａから流通する構成においては、空気通過量を左側のコア部２０ｂ＞右側のコア部２０ａ（左側のバイパス風＜右側のバイパス風）とすることにより、ヒータコア１０の左側のコア部２０ｂにおける熱交換量が大きくなり、左右の空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）を小さくすることができる。
【００４１】
ここで、左右のコア部２０ａ、２０ｂの空気通過量はエアミックスドア７１、７２の開度により設定することができる。図５は、左右の空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）を小さくするための、右側のコア部２０ａ（右コア）の通過風量と、左側のコア部２０ｂ（左コア）の通過風量との関係を示す特性図である。また、図６は左右のコア部２０ａ、２０ｂに同風量の空気を通過させたときの空気出口温度Ｔ１、Ｔ２の計算結果を示すもので、図６（ａ）はエアミックスドア７１、７２の開度を同じとした場合の計算結果、図６（ｂ）はエアミックスドア７１、７２の開度を図５の特性図に従ってそれぞれ制御した場合の計算結果をそれぞれ示している。
【００４２】
図５において、点線は右コア通過風量と左コア通過風量とが等しいときのグラフ線を示し、実線は右コアの風量に対して左コアの風量を増やした本実施例におけるグラフ線を示している。ヒータコア１０に供給される空調風５０の左右への配分はエアミックスドア７１、７２の開度により調整される。
【００４３】
右側のコア部２０ａの通過風量と左側のコア部２０ｂの通過風量とを等しくした場合は、図６（ａ）に示すように、左右の空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）が大きくなってしまう。これに対して本実施例では、図５に示す特性図に基づいてエアミックスドア７１、７２の開度を調整し、右側のコア部２０ａの通過風量よりも左側のコア部２０ｂの通過風量を多くして、左側のコア部２０ｂの熱交換量が下がらないようにしている。このため、図６（ｂ）に示すように左右の空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）をほぼゼロとすることができる。
【００４４】
なお、本実施例では、冷媒が右側のコア部２０ａから流通する構成について示したが、冷媒が左側のコア部２０ｂから流通する構成においては、左側のコア部２０ｂの通過風量よりも右側のコア部２０ａの通過風量を多くして、右側のコア部２０ａの熱交換量が下がらないようにすることで、図６（ｂ）のように左右の空気出口温度差（Ｔ１−Ｔ２）をほぼゼロとすることができる。
【実施例２】
【００４５】
次に、図１に示す左右独立温調方式のヒータユニット１００において、一方の通風路における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の通風路における空気出口温度を固定したままとする運転モードについて説明する。
【００４６】
本実施例におけるコントローラ２００では、一方の通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときは、その通風路の空気出口温度が操作入力された温度（以下、設定温度という）となるように対応するエアミックスドアの開度を制御するとともに、他方の通風路における空気出口温度が変動しないように対応するエアミックスドアの開度を制御している。
【００４７】
以下、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を高くする操作入力に対して、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を固定する場合を例として説明する。図７は、右側のコア部２０ａ（右コア）の通過風量に対する左側のコア部２０ｂ（左コア）の通過風量を示す特性図である。また、図８（ａ）は通風路Ｆ１に設けられたエアミックスドア７１の開度を調整し、通風路Ｆ２に設けられたエアミックスドア７２の開度を固定した場合の計算結果、図８（ｂ）は通風路Ｆ１に設けられたエアミックスドア７１の開度を設定温度に従って制御し、通風路Ｆ２に設けられたエアミックスドア７２の開度を図７の特性図に従って制御した場合の計算結果をそれぞれ示している。
【００４８】
図７において、横軸と並行な点線は左コア通過風量を一定としたときのグラフ線を示している。また実線は左コアの通過風量を空気出口温度Ｔ２が変動しないように調整した本実施例におけるグラフ線を示している。図８（ａ）に示すように、右側のコア部２０ａの通過風量を増やして熱交換量を大きくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とすると、左側のコア部２０ｂの熱交換量が低下するため、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２も温度Ｔだけ下がってしまい、温度を一定に保つことはできない。
【００４９】
これに対して本実施例では、右側のコア部２０ａの通過風量を増やして熱交換量を大きくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とするとともに、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２が変動しないように、図７に示す特性図に基づいてエアミックスドア７２の開度を調整し、左側のコア部２０ｂの通過風量を多くして、熱交換量が下がらないようにしている。このため、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を操作入力された温度としたうえで、さらに図８（ｂ）のように、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２をほぼ一定に保つことができる。
【００５０】
なお、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を低くする操作入力に対して、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を固定する場合は、右側のコア部２０ａの通過風量を少なくして、熱交換量を小さくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とするとともに、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２が変動しないようにエアミックスドア７２の開度を調整し、左側のコア部２０ｂの通過風量を少なくして、熱交換量が上がらないようにすることで、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２をほぼ一定に保つことができる。
【００５１】
また、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を高く（又は低く）する操作入力に対して、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を固定する場合は、上記と逆の制御を行うことになる。
【００５２】
したがって、左右独立温調方式のヒータユニット１００において、例えば運転席側の空気出口温度を固定して、助手席側の空気出口温度を調整した場合に、運転席側の空気出口温度を一定に保つことができるため、ユーザは助手席側の空気出口温度を調整するだけでよく、運転席側のエアミックスドアの開度を調整する操作が不要となる。
【実施例３】
【００５３】
次に、図１に示す左右独立温調方式のヒータユニット１００において、一方の通風路における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の通風路における空気出口温度を固定したままとする運転モードの他の実施例について説明する。
【００５４】
本実施例におけるコントローラ２００では、一方の通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときは、その通風路の空気出口温度が操作入力された温度（設定温度）となるように対応するエアミックスドアの開度を制御するとともに、他方の通風路に設けられたエアミックスドアの開度を固定し、さらに、他方の通風路における空気出口温度が変動しないように、ヒータコア１０へ供給する冷媒の流量を制御している。
【００５５】
以下、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を高くする操作入力に対して、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を固定する場合を例として説明する。図９は、空気出口温度Ｔ２が変動しないようにする場合に、右側のコア部２０ａ（右コア）の通過風量とヒータコア１０に供給される冷媒流量との関係を示す特性図。図１０は、通風路Ｆ１に設けられたエアミックスドア７１の開度を設定温度に従って制御するとともに、通風路Ｆ２に設けられたエアミックスドア７２の開度を固定し、さらに、冷媒流量を図９の特性図に従って制御した場合の計算結果をそれぞれ示している。
【００５６】
先に実施例２で説明したように、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を高くする操作入力に対して、右側のコア部２０ａの通過風量を増やして熱交換量を大きくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とすると、図８（ａ）に示すように、左側のコア部２０ｂの熱交換量が低下するため、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２も温度Ｔだけ下がってしまい、温度を一定に保つことはできない。
【００５７】
これに対して本実施例では、右側のコア部２０ａの通過風量を増やして熱交換量を大きくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とするとともに、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２が変動しないように、図９に示す特性図に基づいてコンプレッサ１０２（図１参照）の回転数を調整し、ヒータコア１０への冷媒流量を増やして、熱交換量が下がらないようにしている。このため、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度としたうえで、さらに図１０のように、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２をほぼ一定に保つことができる。
【００５８】
なお、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を低くする操作入力に対して、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を固定する場合は、右側のコア部２０ａの通過風量を少なくして熱交換量を小さくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とするとともに、エアミックスドア７２の開度を固定し、さらに、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２が変動しないようにヒータコア１０への冷媒流量を少なくすることで、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２をほぼ一定に保つことができる。
【００５９】
また、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を高く（又は低く）する操作入力に対して、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を固定する場合は、上記と逆の制御を行うことになる。
【００６０】
したがって、左右独立温調方式のヒータユニット１００において、例えば運転席側の空気出口温度を固定して、助手席側の空気出口温度を調整した場合に、運転席側の空気出口温度を一定に保つことができるため、ユーザは助手席側の空気出口温度を調整するだけでよく、運転席側の空気出口温度を調整する操作が不要となる。
【実施例４】
【００６１】
次に、図１に示す左右独立温調方式のヒータユニット１００において、一方の通風路における空気出口温度を操作入力に応じて調整し、他方の通風路における空気出口温度を固定したままとする運転モードのさらに他の実施例について説明する。
【００６２】
本実施例におけるコントローラ２００では、一方の通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときに、この操作入力で設定された空気出口温度が他方の通風路における空気出口温度よりも低温であるときは、他方の通風路に設けられたエアミックスドアの風量を固定するとともに、他方の通風路における空気出口温度が変動しないようにヒータコア１０へ供給する冷媒の流量を制御し、また一方の通風路における空気出口温度が操作入力された温度（設定温度）となるように対応するエアミックスドアの開度を制御し、さらに、一方の小通風路における空気出口温度を調整する操作入力がなされたときに、この操作入力で設定された空気出口温度が他方の通風路における空気出口温度よりも高温であるときは、その通風路の空気出口温度が操作入力された温度となるように対応するエアミックスドアの開度を制御するとともに、他方の通風路における空気出口温度が変動しないように他方の通風路に設けられたエアミックスドアの開度を制御している。
【００６３】
以下、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を調整する操作入力に対して、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を固定する場合を例とし、実施例３と同じく図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００６４】
先に実施例２、３で説明したように、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を高くする操作入力に対して、右側のコア部２０ａの通過風量を増やして熱交換量を大きくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とすると、図８（ａ）に示すように、左側のコア部２０ｂの熱交換量が低下するため、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２も温度Ｔだけ下がってしまい、温度を一定とすることはできない。
【００６５】
これに対して本実施例では、右側のコア部２０ａの通過風量を増やして熱交換量を大きくし、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を設定温度とするとともに、ユーザの操作入力により設定された通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１が、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２よりも高温であるときは、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１が操作入力された温度となるようにエアミックスドア７１の開度を制御するとともに、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２が変動しないように、図７に示す特性図に基づいてエアミックスドア７２の開度を調整し、左側のコア部２０ｂの通過風量を多くして、熱交換量が下がらないようにしている。このため、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を操作入力された温度としたうえで、さらに図１０のように、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２をほぼ一定に保つことができる。
【００６６】
また、ユーザの操作入力により設定された通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１が、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２よりも低温であるときは、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１が操作入力された温度となるようにエアミックスドア７１の開度を制御するとともに、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２が変動しないように、図７に示す特性図に基づいてエアミックスドア７２の開度を調整し、左側のコア部２０ｂの通過風量を少なくして、熱交換量が上がらないようにしている。このため、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を操作入力された温度としたうえで、さらに図１０のように、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２をほぼ一定に保つことができる。
【００６７】
なお、通風路Ｆ２の空気出口温度Ｔ２を高く（又は低く）する操作入力に対して、通風路Ｆ１の空気出口温度Ｔ１を固定する場合は、上記と逆の制御を行うことになる。
【００６８】
したがって、左右独立温調方式のヒータユニット１００において、例えば運転席側の空気出口温度を固定して、助手席側の空気出口温度を調整した場合に、運転席側の空気出口温度を一定に保つことができるため、ユーザは助手席側の空気出口温度を調整するだけでよく、運転席側の空気出口温度を調整する操作が不要となる。
【００６９】
とくに本実施例では、ユーザによる設定温度が固定側の温度よりも高いときには冷媒流量の制御を行わないので、コンプレッサの駆動による消費電力を抑えて、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】左右独立温調方式のヒータユニットを示す概略構成図。
【図２】実施例に係わるヒータコアの全体構成を示す斜視図。
【図３】（ａ）は冷媒流れ方向と冷媒温度及び空気入出口温度との関係を示す特性図。（ｂ）は左右の熱交換量の差を示す説明図。（ｃ）は１パスのヒータコアを示す概略図。
【図４】各パス当たりのチューブ本数を均等にした場合の２、４、６パスのヒータコアと空気出口温度との関係を示す特性図。
【図５】左右の空気出口温度差を小さくするための右コア通過風量と左コア通過風量との関係を示す特性図。
【図６】（ａ）はエアミックスドアの開度を同じとした場合における左右の空気出口温度を示す特性図。（ｂ）はエアミックスドアの開度を図４の特性図に従ってそれぞれ制御した場合における左右の空気出口温度を示す特性図。
【図７】右コア通過風量に対する左コア通過風量を示す特性図。
【図８】（ａ）は通風路Ｆ１に設けたエアミックスドアの開度を調整し、通風路Ｆ２に設けたエアミックスドアの開度を固定した場合における左右の空気出口温度を示す特性図。（ｂ）は通風路Ｆ１に設けられたエアミックスドアの開度を設定温度に従って制御し、通風路Ｆ２に設けられたエアミックスドアの開度を図７の特性図に従って制御した場合における左右の空気出口温度を示す特性図。
【図９】右コア通過風量とヒータコアに供給される冷媒流量との関係を示す特性図。
【図１０】通風路Ｆ１に設けられたエアミックスドアの開度を設定温度に従って制御するとともに、通風路Ｆ２に設けられたエアミックスドアの開度を固定し、さらに、冷媒流量を図９の特性図に従って制御した場合における左右の空気出口温度を示す特性図。
【符号の説明】
【００７１】
１０…ヒータコア
２０…コア部
２０ａ…右側のコア部
２０ｂ…左側のコア部
５０…空調風
６０…仕切板
６１、６２…バイパス路
７１、７２…エアミックスドア
１００…ヒータユニット
１０１…冷凍サイクル
１０２…コンプレッサ
２００…コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006007853.tif 000008
【図７】
2006007853.tif 000009
【図８】
2006007853.tif 000010
【図９】
2006007853.tif 000011
【図１０】
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