(57)【要約】【課題】ヒータコア１０の耐久性と、ヒータコア１０に流入するエンジン冷却液の流量、圧力とに応じたエンジン冷却液の流量制御を、簡便に行う事が可能な車両用空調装置１００を提供する事。【解決手段】ヒータコア１０と、流入管１と、流出管２と、バイパス管３と、開閉弁４とを備える車両用空調装置１００であって、流入管１を流通するエンジン冷却液の流量を検知する流量検知センサ５と、流量検知センサ５が検知した流量に応じて、開閉弁４の開閉制御を行う制御部６とを備える事により、ヒータコア１０の耐久性と、ヒータコア１０に流入するエンジン冷却液の流量、圧力とに応じた流量の制御を、簡便に行う事が可能となる。【選択図】図１
2004352057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータコアと、
前記ヒータコアと連通し、前記ヒータコアへ流入するエンジン冷却液が流通する流入管と、
前記ヒータコアと連通し、前記ヒータコアから流出する前記エンジン冷却液が流通する流出管と、
前記流入管と前記流出管とを接続し、前記流入管を流通する前記エンジン冷却液を前記流出管へバイパスするバイパス管と、
前記バイパス管の途中に設けられた開閉弁と、
前記流入管を流通する前記エンジン冷却液の流量を検知する検知手段と、
前記流量検知手段が検知した前記エンジン冷却液の流量に応じて、前記開閉弁の開閉制御を行う制御手段とを備える事を特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知手段が検知した前記エンジン冷却液の流量と、所定の流量とを比較する比較手段を備え、前記比較手段が前記エンジン冷却液の流量の方が大きいと判定した場合、前記開閉弁を開放する制御を行う事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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載する車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、高流量、高圧力で流入するエンジン冷却液からヒータコアを保護する為に、エンジン冷却液がヒータコアに流入する前段階にて、高流量、高圧力で流通するエンジン冷却液の流量、圧力を下げる為の絞り抵抗を設けた車両用空調装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この絞り抵抗はヒータコアに向かって流通するエンジン冷却液の流量、圧力を、常時下げるものなので、例えばエンジン冷却液が低流量、低圧力の使用領域にあっても、所定の流量、圧力だけ下げてしまう。
【０００４】
これにより、ヒータコアに到達する前段階にて低流量、低圧力だったエンジン冷却液は、絞り抵抗を経て更に低流量、低圧力となった状態でヒータコアを流通する事になる。
【０００５】
温水であるエンジン冷却液が、低流量、低圧力でヒータコアを流通しても、ヒータコアの暖房能力、すなわち車室内の冷たい空気を暖め、温風を作り出す能力は弱くなる可能性がある。
【０００６】
さらに、この絞り抵抗は固定絞りなので、エンジン冷却液回路のポンプの特性に適合した内径の絞り抵抗を選定するのにも手間が掛かっていた。
【０００７】
また、ヒータコアの加工技術の進歩に伴い、ヒータコアの小型化、軽量化、薄肉化がより一層進んでいるが、これによりエンジン冷却液が最大流速にてヒータコアを流通しても問題ないように、ヒータコアの耐久性も確保しなければならない。
【０００８】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものである。すなわちヒータコアの耐久性をそれ程向上させずとも、エンジン冷却液の全流量域において暖房性能を確保する事が可能な車両用空調装置を提供する事を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車両用空調装置は、ヒータコアと、前記ヒータコアと連通し、前記ヒータコアへ流入するエンジン冷却液が流通する流入管と、前記ヒータコアと連通し、前記ヒータコアから流出する前記エンジン冷却液が流通する流出管と、前記流入管と前記流出管とを接続し、前記流入管を流通する前記エンジン冷却液を前記流出管へバイパスするバイパス管と、前記バイパス管の途中に設けられた開閉弁と、前記流入管を流通する前記エンジン冷却液の流量を検知する検知手段と、前記流量検知手段が検知した前記エンジン冷却液の流量に応じて、前記開閉弁の開閉制御を行う制御手段とを備える事を特徴とする。
【００１０】
この発明により、エンジン冷却液の流量に応じて、ヒータコアに流入するエンジン冷却液量を調整できるため、エンジン冷却液の各流量域に適したエンジン冷却液量をヒータコアに流入させる事で、全流量域において暖房性能を確保可能となる。しかも、高流量域において、ヒータコアへのエンジン冷却液量を調整する事で、圧力情報を抑制可能となり、ヒータコア自体の耐久性をそれ程向上させる必要がなくなる。
【００１１】
請求項２に記載の車両用空調装置は、前記制御手段は、前記検知手段が検知した前記エンジン冷却液の流量と、所定の流量とを比較する比較手段を備え、前記比較手段が前記エンジン冷却液の流量の方が大きいと判定した場合、前記開閉弁を開放する制御を行う事を特徴とする。
【００１２】
この発明により、ヒータコアに向かって流通するエンジン冷却液が、所定の流量以上になった場合、バイパス管に配置される開閉弁が開放され、ヒータコアだけではなくバイパス管にもエンジン冷却液が流入できるようになるので、ヒータコアに流入するエンジン冷却液の流量を下げる事が出来、ヒータコアの耐久性に応じたエンジン冷却液の流量制御をする事が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態にかかる車両用空調装置１００を図を用いて説明する。図１は本発明の車両用空調装置１００の構成の概略を示した構成図である。
【００１４】
図１において、１は、車両用空調装置１００の流入管である。この流入管１は、
図示しないエンジンのウォータージャケットと、後述するヒータコア１０とを接続する配管である。ウォータージャケットにてエンジンと熱交換し、温水となったエンジン冷却液は、図示しないラジエータおよび、この配管（流入管１）を流通し、ヒータコア１０に流入する。
【００１５】
ヒータコア１０は、温水となったエンジン冷却液と、車室内に吹き出す空気とを熱交換し、車室内に吹き出す空気を温風にする事で、車室内を暖房する熱交換手段である。
【００１６】
図２に代表的なヒータコア１０の構造図を示す。ヒータコア１０は、流通管１と連通する入り口パイプ１１と、入り口パイプ１１から流入したエンジン冷却液が一時的に貯蔵される入り口タンク１２ａと、入り口タンク１２ａに連通し、入り口タンク１２ａ内に貯蔵されるエンジン冷却液を徐々に流通させるチューブ１３と、チューブ１３を流通している最中に熱交換するエンジン冷却液を流出管３に流通させる為に一時的にエンジン冷却液を貯蔵する出口タンク１２ｂと、出口タンク１２ｂに貯蔵されたエンジン冷却液を流出管２へ流出する出口パイプ１４とからなる。
【００１７】
チューブ１３の外殻にはフィン１５が形成されており、チューブ１３を流通する温水であるエンジン冷却液の熱がチューブ１３を介してこのフィン１５から外気に放出される。
【００１８】
フィン１５から熱を放出された外気は、そのまま温風となって車室内に吹き出し、車室内を暖房する。
【００１９】
ヒータコア１０のフィン１５の形状、入り口タンク１２ａ、出口タンク１２ｂとチューブ１３との各々の接合構造、入り口パイプ１１、出口パイプ１４と、タンク１２との各々の接合構造などは、図示しないラジエータの構造と類似する点が多い。
【００２０】
しかし、ヒータコア１０へ流通する事を予定しているエンジン冷却液の流量は、ラジエータの２０〜８０ｌ／ｍｉｎに対して、５〜２０ｌ／ｍｉｎとラジエータと比して低い。
【００２１】
従って、低流量時の熱交換率を上げるために、ラジエータとは異なる様々な工夫がなされている。
【００２２】
その低流量時の熱交換率を向上される手法は、ヒータコア１０のタイプによって異なる事がある。
【００２３】
ヒータコア１０のタイプは、大別するとプレートフィンタイプと、コルゲートフィンタイプの２タイプある。
【００２４】
プレートフィンタイプのヒータコア１０の場合では、チューブ１３内に図示しないタービュレーター（インナーフィン）を入れ、エンジン冷却液の流れに乱流を起こして熱交換率を向上させる場合がある。
【００２５】
同様に、コルゲートフィンタイプのヒータコア１０の場合には、チューブ１３を扁平に形成し、チューブ１３を流通するエンジン冷却液から放熱しやすいようにする場合もある。
【００２６】
更に、上述した２タイプに関わらず、ヒータコア１０において全般的に言える事としては、チューブ１３内に図示しないディンプルもしくはリブを入れる事で、チューブ１３を流通するエンジン冷却液が、チューブ１３を流通する際に、乱流となるようにしているものがある。
【００２７】
また、他の手法としては、チューブ１３の薄肉化を極限まで進めている場合がある。
【００２８】
その為、突発的に高流量、高圧力のエンジン冷却液が流入すると、チューブ１３は薄肉化に成型されている部位で破損するおそれがある。
【００２９】
流出管３は、ヒータコア１０にて熱交換を終えたエンジン冷却液を、図示しない冷却液回路に戻す配管である。上述した出口タンク１２ｂと接続しており、出口タンク１２ｂに貯蔵される、チューブ１３にて熱交換を終えたエンジン冷却液をヒータコア１０から流出させている。
【００３０】
バイパス管３は、上述した流入管１と流出管３とを連通するバイパス路である。途中に後述する開閉弁４が配設されている。
【００３１】
開閉弁４は、後述する制御部６から電気的な信号を受信し、その信号によって図示しない弁を開放、または閉成する電磁弁である。上述したバイパス管３は、この開閉弁４の弁が閉成すると、エンジン冷却液が流通出来なくなる。
【００３２】
流量検知センサ５は、ヒータコア１０へ流入するエンジン冷却液の流量を検知する。この流量検知センサ５は請求項で示す流量検知手段に相当する。
【００３３】
流量検知センサ５は、上述した流入管１の途中で、かつ上述したバイパス管４と、流入管１との分岐部位よりも、上流側に配設されており、流入管１を流通するエンジン冷却液の流量を常時検知し、電気信号に変換し、後述する制御部６へ伝達している。
【００３４】
流体の流量を検知する手法は、電磁式、コリオリ式、タービン式と様々だが、この流量検知センサ５の場合は、差圧式の流量検知手段である事が望ましい。
【００３５】
その理由としては、流量検知センサ５を流入管１に配設する際、大規模な工作の必要がなく、安価で可動部品が少ない事から故障率が低い流量センサだからである。
【００３６】
制御部６は、上述した流量検知センサ５が検知した流量値を受信し、所定の流量値と比較演算をするとともに、その比較演算の結果に応じて、上述した開閉弁４に対し、弁を開放または閉成するよう制御信号を出力している。
【００３７】
この制御部６は、周知のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータであり、請求項で示す制御手段に相当する。
【００３８】
上述した構成の車両用空調装置１００の、エンジン冷却液のヒータコア１０への流入制御に関する作動を図３のフローチャートに示す。
【００３９】
ステップＳ１として、流量検知センサ５にて、流入管１に流通するエンジン冷却液の流量を検知し、その検知流量値を制御部６に入力する。そしてステップＳ２に進む。
【００４０】
ステップＳ２にて、ステップＳ１で検知した流量値を制御部６に出力し、制御部６は入力された検知流量値と、所定の流量値とを比較演算する。そしてステップＳ３に進む。このステップＳ２の処理内容は、請求項で示す比較手段に相当する。
【００４１】
ステップＳ３にて、ステップＳ１で流量検知センサ５が検知した流量値の方が所定の流量値よりも大きい場合は、ステップＳ４に進み制御部６は、開閉弁４を開放するように制御する。
【００４２】
検知流量値が所定の流量値よりも小さい場合は、ステップＳ５に進み、開閉弁４が開放している時には閉成するように制御し、本フローを終了する。
【００４３】
図３に示したフローチャートでは、ステップＳ２の比較演算にて、検知流量値が所定の流量値を１回上回れば、開閉弁４を開放するように制御されるが、単位時間あたりに所定の回数、例えば１秒当たり２〜１０回ほど、検知流量値が所定の流量値を上回った時に、開閉弁４が開放されるようにしても良い。
【００４４】
もしくは、ステップＳ１において検知流量値の平均値を求め、ステップＳ２では、この平均値と所定流量値とを比較するようにしても良い。
【００４５】
また、上述した「所定の流量値」は、制御部６を構成するＥＣＵ上のＲＯＭに格納される、ヒータコア１０が耐え得る事が出来る最大流量値の、５〜１０％程度低い流量値の理論値である。この理論値は所定の演算にて予め求められているものとする。
【００４６】
上述した構成と作動とにより、ヒータコア１０の耐久性と、ヒータコア１０に流入するエンジン冷却液の流量、圧力とに応じたエンジン冷却液の流量制御を、簡便に行う事が可能な車両用空調装置１００を提供する事が可能になる。
【００４７】
（変形例）
上述した実施形態では、請求項で示す検知手段として流量検知センサ５を用いたが流入管１もしくはヒータコア１０内のエンジン冷却液の圧力を検知する圧力センサを用いても良い。
【００４８】
この場合、制御部６の図示しないＲＯＭが格納し、圧力センサが検知した圧力値と比較する所定の値も、ヒータコア１０が耐えうる事が出来る最大圧力値の、５〜１０％程度低い圧力値の理論値となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の車両用空調装置１００の構成の概略を示す構成図である。
【図２】代表的なヒータコア１０の概略を示した説明図である。
【図３】車両用空調装置１００のエンジン冷却液の流量制御に関するフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１      流入管
２      流出管
３      バイパス管
４      開閉弁
５      流量検知センサ（検知手段）
６      制御部（制御手段）
１０    ヒータコア
１１    入り口パイプ
１２ａ  入り口タンク
１２ｂ  出口タンク
１３    チューブ
１４    出口パイプ
１５    フィン
１００  車両用空調装置
【図１】
2004352057.tif 000003
【図２】
2004352057.tif 000004
【図３】
2004352057.tif 000005