(57)【要約】【課題】  車両走行駆動源にとって効率の良い冷却水温度に早く立ち上げることができる車両用空調装置を提供する。【解決手段】  温水式熱交換器（１４）の下流側の空気を、温水式熱交換器（１４）の上流側へ循環させる温風循環路（１９）と、該温風循環路（１９）を開閉する温風循環路開閉手段（２２）を設け、車両走行駆動源に流入する冷却水の温度を測定する温度測定手段によって測定された冷却水の温度が所定の温度よりも高い場合に温風循環路（１９）を閉じ、所定の温度よりも低い場合に温風循環路（１９）を開くようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ空気を吹き出す開口部が形成されたケース（４、１１）と、
前記ケースに空気を送る送風機（５）と、
車両走行駆動源の冷却水を循環させる冷却水循環回路中に設けられるとともに前記ケース内に設けられ、前記ケース内を流れる空気を加熱する温水式熱交換器（１４）と、
前記温水式熱交換器（１４）を通って前記開口部から車室内に吹き出される空気の温度を調節する温度調節手段（１３）と、
前記温水式熱交換器（１４）の下流側の空気を、前記温水式熱交換器（１４）の上流側へ循環させる温風循環路（１９）と、
前記温風循環路（１９）を開閉する温風循環路開閉手段（２２）と
前記車両走行駆動源に流入する冷却水の温度を測定する温度測定手段を備えており、
前記温度調節手段（１３）の温度調節量に関わらず、前記温度測定手段によって測定された冷却水の温度が、所定の温度（Ｔ）よりも高い場合に前記温風循環路開閉手段（２２）によって前記温風循環路（１９）を閉じ、前記所定の温度（Ｔ）よりも低い場合に前記温風循環路開閉手段（２２）よって前記温風循環路（１９）を開くことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記温風循環路（１９）の出口（２０）は前記送風機（５）の上流側に開口してい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】
前記温水式熱交換器（１４）の下流側に補助熱交換器（１５）が配置されており、
前記温風循環路（１９）の入口（２１）は前記補助熱交換器（１５）の下流側に開口していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記温風循環路（１９）の前記入口（２１）には、前記温風循環路（１９）に温風を導くための温風ガイド（２４）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３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するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両走行駆動源の冷却水が内部を流れる温水式熱交換器と、この温水式熱交換器を通って車室内に吹き出される空気の温度を調節する温度調節手段とを備えた車両用空調装置において、車室内へと吹き出される温風の一部を温水式熱交換器の上流側に循環させる温風循環流路と、この温風循環流路を流れる温風の量を制御する温風循環制御ドアを設け、温度調節手段による温度調節量が最大暖房状態の時に温風循環制御ドアを開き、温風を循環させることで、車室内に吹き出される空気の温度を上昇させるという技術が知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１９９２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで特許文献１に記載のものは、車室内への吹出空気の温度を上昇させるという目的だけに着目して温風循環という手段を採用しているが、本発明者は、この温風循環という手段によれば、温水式熱交換器を出て車両走行駆動源に戻る冷却水の温度を、温風循環という手段を採用しない場合に比べて高くすることができ、ひいては車両走行駆動源にとって効率の良い冷却水温度に早く立ち上げることができるという効果があることに着目した。
【０００４】
その点特許文献１に記載のものは、車室内への吹出空気の温度を上昇させることしか考慮していないので、温度調節手段が最大暖房状態以外のときには温風循環させておらず、この場合、車両走行駆動源にとって効率の良い冷却水温度に立ち上がるのが遅くなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記問題を解決するために、車両走行駆動源にとって効率の良い冷却水温度に早く立ち上げることができる車両用空調装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、温度測定手段によって測定された冷却水の温度が、所定の温度（Ｔ）よりも高い場合に温風循環路（１９）を閉じ、所定の温度（Ｔ）よりも低い場合に温風循環路（１９）を開くことを特徴とする。
【０００７】
これにより、温度調節手段（１３）の状態に関わらず、冷却水の温度が低い時には温風循環を行い、車両走行駆動源にとって効率の良い冷却水温度に早く立ち上げることができる。
【０００８】
請求項２に記載は、請求項１に記載の発明において、温風循環路（１９）の出口（２０）が送風機（５）の上流側に開口していることを特徴とする。
【０００９】
これにより、送風機（５）からの風圧によって温風循環路（１９）を空気が逆流することがない。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、温水式熱交換器（１４）の下流側に補助熱交換器（１５）を配置し、温風循環路（１９）の入口が前記補助熱交換器（１５）の下流側に開口していることを特徴とする。
【００１１】
補助熱交換器（１５）を動作させると、温水式熱交換器（１４）上流側に循環される温風の温度が上昇するので、車両走行駆動源に戻る冷却水の温度をより高くすることができる。
【００１２】
その結果、より早急に車両走行駆動源にとって効率の良い冷却水温度に早く立ち上げることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明において、温風循環路（１９）の入口に、温風循環路（１９）に温風を導くための温風ガイド（２４）が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、温風循環路（１９）に温風を確実に導くことができる。
【００１５】
尚、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
次に図１ないし図４を用いて本発明の第１の実施形態について述べる。
【００１７】
図１は本実施形態の構成を示す模式図である。
【００１８】
車両用空調装置１は送風機ユニット２と空調ユニット３から構成されている。
【００１９】
送風機ユニット２は、送風機ユニットケース４の下方にブロワファン５が配置されており、その上方に後述する温風循環路１９の出口側開口部２０及び、出口側開口部２０を開閉する循環制御ドア２２が設けられ、更にその上方には内気取り込み口６及び外気取り込み口７、内外気切替ドア８が設けられたものである。
【００２０】
送風機ユニット２の空気取り込み口は、内気取り込み口６または外気取り込み口７から内外気切替ドア８によって選択され、取り込まれた空気はブロワファン５により空調ユニット３の方向へと送風される。
【００２１】
内外気切替ドア８は、サーボモータ９により回動されるドアであり、後述する内外気切替信号と、後述する目標吹出温度信号に基づいて後述するＥＣＵ１０によって制御され、車両用空調装置１を内気循環モードまたは外気導入モードのいずれかに切り替えるものである。
【００２２】
内気取り込み口６と外気取り込み口７は、送風機ユニット２へ空気を取り込むための開口部であり、それぞれ図示しない車両の車室内部と車両外部に通じている。
【００２３】
尚、温風循環路１９の出口側開口部２０及び循環制御ドア２２については後述する。
【００２４】
ブロワファン５は、例えば遠心式のファンで、目標吹出温度に基づいてＥＣＵ１０によって制御された図示しないブロワモータにより駆動されるものである。
【００２５】
空調ユニット３は、エバポレータ１２、エアミックスドア１３、ヒータコア１４、ＰＴＣヒータ１５、ＰＴＣヒータ１５の直下流側に設けられた後述する温風循環路１９の入口側開口部２１、エアミックスチャンバ１７が空調ユニットケース１１の流路上流側から順に配置されたものである。
【００２６】
送風機ユニット２から送られてきた空気は、エバポレータ１２によって冷却され、エアミックスドア１３によりヒータコア１４と、ヒータコア１４を迂回する流路であるバイパス流路１６とに振り分けられる。
【００２７】
ヒータコア１４へと振り分けられた空気はヒータコア１４とＰＴＣヒータ１５とに加熱されて温風となる。
【００２８】
ヒータコア１４とＰＴＣヒータ１５を通過した温風は、その一部が温風循環路１９の入口側開口部２１に流れ込み、残りの温風はエアミックスチャンバ１７へ送られ、バイパス流路１６を通過してきた冷風と混合され、目標吹出温度の空調風となり、図示しない吹き出しモード切替部の方向へ送られ、図示しない車室内に設置されたいずれも図示しないＦＡＣＥ吹出口、ＦＯＯＴ吹出口、ＤＥＦ吹出口から吹き出される。
【００２９】
エバポレータ１２は、ＥＣＵ１０によって制御された図示しないコンプレッサにより作動する周知の冷凍サイクルを構成するものであり、内部を流通する冷媒が蒸発する際にエバポレータ１２を通過する空気を冷却し、冷風にする熱交換器である。
【００３０】
エアミックスドア１３は、サーボモータ１８により回動し、目標吹出温度信号に基づいた吹出温度となるように、ヒータコア１４とバイパス流路１６とにエバポレ−タ１２を通過した冷風を振り分けるものである。
【００３１】
また、ヒータコア１４は、図示しない車両走行用エンジンのエンジン冷却水が内部を循環し、このエンジン冷却水を熱源としてヒータコア１４を通過する空気を加熱し、温風にする熱交換器である。そして、ヒータコア１４の出口配管には、ヒータコア１４内を流れるエンジン冷却水の温度を測定する図示しない冷却水温度センサが設けられている。
【００３２】
ＰＴＣヒータ１５は、ヒータコア１４を通過した温風を再度加熱するものであり、車載バッテリを電源とし、ある温度（例えば１５０℃）以上で急激に抵抗が増加して電流が流れず、ある温度以上に発熱しないものである。このＰＴＣヒータ１５の作動はＥＣＵ１０によって制御されている。
【００３３】
尚、温風循環路１９の入口側開口部２１については後述する。
【００３４】
エアミックスチャンバ１７は、バイパス流路１６を通過してきた冷風と、ヒータコア１４とＰＴＣヒータ１５によって過熱された温風とを混合するものである。
【００３５】
図示しない吹き出しモード切替部は、いずれも図示しないＦＡＣＥ開口部、ＦＯＯＴ開口部、ＤＥＦ開口部、及びこれらの開口部を開閉する図示しないモード切替ドアから構成されている。
【００３６】
ＦＡＣＥ開口部は、車室内に設置され乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すＦＡＣＥ吹出口へと通ずる開口部である。ＦＯＯＴ開口部は車室内に設置され、乗員の足元へ向けて空調風を吹き出すＦＯＯＴ吹出口へと通ずる開口部である。ＤＥＦ開口部は車室内に設置され、図示しないフロントガラスにむけて空調風を吹き出し、フロントガラスの曇り止めを行なうＤＥＦ吹出口へと通ずる開口部である。
【００３７】
そして、モード切替ドアは、ＥＣＵ１０によって制御されたサーボモータにより回動し、その位置によりＦＡＣＥ吹出口から空調風を吹き出すＦＡＣＥモード、ＦＯＯＴ吹出口から空調風を吹き出すフットモード、ＤＥＦ吹出口から空調風を吹き出すＤＥＦモード、ＦＡＣＥ吹出口とＦＯＯＴ吹出口の両方から空調風を吹き出すＢ／Ｌモード、ＦＯＯＴ吹出口とＤＥＦ吹出口の両方から空調風を吹き出すＦ／Ｄモードのうちいずれかを選択し、切り替えるものである。
【００３８】
また、図示しないインストルメントパネルに設けられた操作部には、空調装置をオートで制御させるオートエアコンスイッチ、内外気モードを乗員が設定する内外気切替スイッチ、及び車室内の目標温度を乗員が設定する温度設定器等、各種設定手段が配置されている。
【００３９】
ＥＣＵ１０には、上記内外気切替スイッチ、温度設定器等の各種設定手段からの設定信号が入力される。
【００４０】
またＥＣＵ１０には、車室内の温度を検出する内気温度センサ、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ、外気温度を検出する外気温度センサ、及びヒータコア１４の出口配管に設けられてヒータコア１４の内部を流れる冷却水温を検出する冷却水温度センサ等、各種検出手段からの検出信号が入力される。
【００４１】
そしてＥＣＵ１０は、上記各種設定信号及び各種検出信号に基づいて、車室内への目標吹出温度等を演算し、この目標吹出温度に基づいてサーボモータ９、１８、２３、ブロワモータ、コンプレッサ、ＰＣＴヒータ１５などを制御するものである。
【００４２】
次に、温風循環路１９について述べる。温風循環路１９の入口側開口部２１は、ＰＴＣヒータ１５の下流側に設けられており、この入口側開口部２１に流れ込んだ温風は、温風循環路１９を通過し、送風機ユニット２のブロワファン５の上流側に設けられた出口側開口部２０から吹き出される。
【００４３】
循環制御ドア２２は、出口側開口部２０を開閉するように設けられたもので、上記冷却水温度センサが検出した冷却水温度に基づいてＥＣＵ１０によって制御されたサーボモータ２３によって回動し、温風循環路１９を開閉するものである。
【００４４】
（本実施の形態の作動）
図２はオートエアコンスイッチがＯＮされてからＥＣＵ１０が行なう制御を示すフローチャートである。
【００４５】
オートエアコンスイッチがＯＮされると、ステップＳ１において、上記内外気切替スイッチ、温度設定器等からの各種設定信号と、上記内気温度センサ、外気温度センサ、日射センサ、冷却水温センサ等からの各種検出信号を読み込み、ステップＳ２へ進む。
【００４６】
ステップＳ２では、ステップＳ１で読み込んだ設定温度、内気温度、日射量、外気温度とに基づいて目標吹出温度ＴＡＯを演算し、ステップＳ３へと進む。
ステップＳ３では、ステップＳ２で演算した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて送風機が送り出す最適な風量を演算し、ステップＳ４へと進む。
【００４７】
ステップＳ４では、ステップＳ２で演算した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて最適な吹出モードを決定し、ステップＳ５へと進む。
【００４８】
ステップＳ５では、ステップＳ２で演算した目標吹出温度ＴＡＯと、ステップＳ１で読込んだ冷却水温度に基づいて車室内へ吹き出す空調風の温度が目標吹出
温度ＴＡＯとなるように、エアミックスドア１３の開度を決定し、ステップＳ６へと進む。
【００４９】
ステップＳ６では、ステップＳ１で読込んだ内外気切替信号に基づいて内外気切替ドア８を回動させるサーボモータ９を制御し、ステップＳ７へと進む。
ステップＳ７では、ステップＳ３で演算された風量となるようにブロワモータ５へ加える電圧を制御し、ステップＳ８へと進む。
【００５０】
ステップＳ８では、エアミックスドア１３がステップＳ５で演算された開度となるようにエアミックスドア１３を駆動させるサーボモータ１８を制御し、ステップＳ９へと進む。
【００５１】
ステップＳ９では、ステップＳ４で決定した吹出モードとなるように、図示しない吹き出しモード切替部のＦＡＣＥ開口部、ＦＯＯＴ開口部、ＤＥＦ開口部を開閉する図示しないモード切替ドアを回動させるサーボモータを制御する。そして、ステップＳ１０へと進む。
【００５２】
ステップＳ１０では、ステップＳ１で読込んだ冷却水温度に基づいて循環制御ドア２２を回動させるサーボモータ２３を制御し、ステップＳ１へと戻る。
【００５３】
このように車両用空調装置１は、上記のフローチャートを繰り返すことにより制御されている。
【００５４】
次に、ステップＳ１０について図３を用いて詳細に説明する。
【００５５】
ステップＳ１０−１では、ステップＳ１で読込んだ内気温度が設定温度よりも低いかどうかを判定し、低い場合はステップＳ１０−２へと進み、高い場合はステップＳ１０−７へと進む。
【００５６】
ステップＳ１０−２では、上記冷却水温度センサで検出した冷却水温度が所定の温度Ｔよりも低いかどうかを判定し、低い場合はステップＳ１０−３へと進み、高い場合はステップＳ１０−７へと進む。
【００５７】
ここで、ヒータコア１４内を流れるエンジン冷却水の温度が所定の温度Ｔ以上であることは、エンジンの運転効率がある値以上となるための条件である。
【００５８】
なぜならば、エンジンの運転効率がある値以上となるためには、エンジンに流入するエンジン冷却水の水温がある温度Ｔ´以上となる必要がある。そして、エンジンに流入するエンジン冷却水の水温と、ヒータコア１４内を流れる冷却水の水温には所定の関係があり、エンジンに流入する温度が上記ある温度Ｔ´となるときの上記冷却水温センサの検出温度を上記所定の温度Ｔとして決定している。
【００５９】
ステップＳ１０−３では、図示しない冷凍サイクルを作動させている図示しないコンプレッサの作動を止めて、エバポレータ１２内を流れる冷媒の循環を止め、ステップＳ１０−４へと進む。
【００６０】
ステップＳ１０−４では、補助熱交換器１５の電源をＯＮにし、ステップＳ１０−５へと進む。
【００６１】
ステップＳ１０−５では、循環制御ドア２２を回動させるサーボモータ２３を制御し、温風循環路１９の出口側開口部２０を開き、ステップＳ１０−６へと進む。
【００６２】
ステップＳ１０−６では、図２中のステップＳ１へと戻る。
ステップＳ１０−７では、図示しない冷凍サイクルを作動させている図示しないコンプレッサを作動させて、エバポレータ１２内に冷媒を循環させ、ステップＳ１０−８へと進む。
【００６３】
ステップＳ１０−８では、補助熱交換器１５の電源をＯＦＦにし、ステップＳ１０−９へと進む。
【００６４】
ステップＳ１０−９では、循環制御ドア２２を回動させるサーボモータ２３を制御し、温風循環路１９の出口側開口部２０を閉じ、ステップＳ１０−６へと進む。
【００６５】
（本実施形態の効果）
次に本実施形態の効果を述べる。本実施形態によると、冷却水温度センサによって検出された冷却水温度と、内気温度および設定温度とに基づいて循環制御ドア２２を制御し、温風循環路１９の出口側開口部２０を開閉するので、エアミックスドア１３が最大暖房位置でなくても冷却水温度が所定の温度Ｔよりも低い時に温風循環を行い、ヒータコア１４を出てエンジンに戻るエンジン冷却水の温度を、高くすることができ、ひいてはエンジンにとって効率の良い冷却水温度に早く立ち上げることができる。
【００６６】
ここで、図４はエンジン始動直後のエンジン冷却水温の時間推移を表すグラフであり、図中（イ）で示す破線は温風循環を行なわない場合を示し、（ア）で示す実線はヒータコア１４とＰＴＣヒータ１５によって加熱された温風をヒータコア上流に循環させた場合を示すものである。
【００６７】
そして、ｔ２は温風循環を行なわない場合にエンジン冷却水温がある温度Ｔ´まで上昇までに要した時間、ｔ１はＰＴＣヒータ１５によって加熱された温風をヒータコア上流に循環させた場合にエンジン冷却水温がある温度Ｔ´まで上昇までに要した時間であり、ｔ１＜ｔ２の関係がある。
【００６８】
さらに、温風循環路１９の出口側開口部２０をブロワファン５の上流に設けたので、ブロワファン５によって作り出される空気の風圧によって温風循環路１９を空気が逆流してしまうことがない。
【００６９】
さらに、ヒータコア１４の下流側にＰＴＣヒータ１５を設け、その下流側に温風循環路１９の入口側開口部２１を設けている。これにより、ヒータコア１４の上流側に循環させる温風の温度をＰＴＣヒータ１５によって高めることができるので、エンジン冷却水がヒータコア１４で放熱する熱量を抑えることができる。
【００７０】
（実施形態２）
本実施形態は、実施形態１において温風循環路１９の入口側開口部２１に温風を温風循環路に導く温風ガイド２４を設けるようにしたものである（図５参照）。
【００７１】
これにより、温風循環路１９に温風を的確に導くことができる。
【００７２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、車両走行駆動源（エンジン）に流入するエンジン冷却水の温度を測定する温度測定手段として、冷却水温度センサをヒータコア１４の出口側配管に設け、この冷却水温度センサによって測定されたエンジン冷却水の温度と、所定の温度Ｔを比較することで、エンジンに流入する冷却水の温度がある温度Ｔ´よりも高いかどうかを判定するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両走行駆動源に流入する冷却水の温度を間接的または直接的に測定することが可能であれば、温度測定手段をどのような位置に設けるようにしてもよい。
【００７３】
上記実施形態では、ＰＴＣヒータ１５の下流側に温風循環路１９の入口側開口部２１を設け、ブロワファン５の上流側に出口側開口部２０を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒータコア１４の下流側の温風をヒータコア１４の上流側に循環させることができれば、温風循環路１９の入口側開口部２１と出口側開口部２０は、車両用空調装置のどの位置に設けるようにしてもよい。
【００７４】
上記実施形態では、ヒータコア１４の下流側にＰＴＣヒータ１５を設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＴＣヒータ１５を設置しないようにしてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、ヒータコア１４の上流側にエバポレータ１２を設置したが、エバポレータ１２を設置しないようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、温風循環路１９を流れる温風の量に基づいてブロワモータの出力を制御しなかったが、温風循環路を流れる温風の量に基づいてブロワモータの出力を制御するようにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、所定の温度Ｔを変化させなかったが、所定の温度Ｔを環境条件に応じて変化させるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、循環制御ドア２２を温風循環路１９の出口側開口部２０に設けたが、温風循環路１９内を開閉することができれば、温風循環路内のどの位置に設けるようにしてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、補助熱交換器としてＰＴＣヒータ１５を用いたが、通過する空気を加熱することができればどのようなものでもよく、ヒートポンプサイクルのサブコンデンサなどを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態１の構成を示す模式図である。
【図２】実施形態１において、オートエアコンスイッチがＯＮされてからＥＣＵ１０が行なう制御を示すフローチャートである。
【図３】図３のフローチャート中ステップＳ１０での制御の詳細を示すフローチャートである。
【図４】実施形態１において、エンジン始動直後のエンジン冷却水温の時間推移を表すグラフである。
【図５】実施形態２の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…車両用空調装置、
２…送風機ユニット、
３…空調ユニット、
４…送風機ユニットケース、
５…ブロワファン、
６…内気取り込み口、
７…外気取り込み口、
８…内外気切替ドア、
９…サーボモータ、
１０…ＥＣＵ１０、
１１空調ユニットケース、
１２…エバポレータ、
１３…エアミックスドア、
１４…ヒータコア、
１５…補助熱交換器、
１６…バイパス流路、
１７…エアミックスチャンバ、
１８…サーボモータ、
１９…温風循環路、
２０…出口側開口部、
２１…入口側開口部、
２２…循環制御ドア、
２３…サーボモータ、
２４…温風ガイド。
【図１】
2005075235.tif 000003
【図２】
2005075235.tif 000004
【図３】
2005075235.tif 000005
【図５】
2005075235.tif 000006
【図４】
2005075235.tif 000007