(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数に仕切られた空気通路（２５、２６）を有する空調ケース（２１）と、
前記複数の空気通路（２５、２６）に送風される空気を加熱する暖房用熱交換器（２３）と、
前記複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれ設置され、空気を加熱する複数の電気発熱体（９１〜９４）と、
前記複数の空気通路（２５、２６）からの空気をそれぞれ車室内へ吹き出す複数の吹出開口部（５００、６００）と、
前記暖房用熱交換器（２３）による空気加熱量を調整して、前記複数の吹出開口部（５００、６００）からの吹出空気温度を制御する温度制御手段（３１、３２）と、
前記温度制御手段（３１、３２）を操作する１つの操作機構（３００、３３０）と、
前記複数の吹出開口部（５００、６００）から空気が吹き出す車室内の複数のゾーンの目標温度を設定する複数の温度設定器（３８６、３８７）と、
前記複数の電気発熱体（９１〜９４）の通電および前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置を制御する電子制御装置（３１０）とを備え、
この電子制御装置（３１０）には、
前記複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定された目標温度のうち、低い方の目標温度に対応して前記操作機構（３００、３３０）による前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置を決定する操作位置決定手段（３３０）と、
前記複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定された高い方の目標温度に対応する前記空気通路（２５、２６）に位置する前記電気発熱体（９１〜９４）のみに通電する通電制御手段（３２０）とを備え、
前記低い方の目標温度に対応する空気通路では、前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された前記暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量により前記吹出空気温度を決定し、
前記高い方の目標温度に対応する空気通路では、前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された前記暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量に前記電気発熱体（９１〜９４）の空気加熱量が加えられて前記吹出空気温度を決定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
複数に仕切られた空気通路（２５、２６）を有する空調ケース（２１）と、
前記複数の空気通路（２５、２６）に送風される空気を加熱する暖房用熱交換器（２３）と、
前記複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれ設置され、空気を加熱する複数の電気発熱体（９１〜９４）と、
前記複数の空気通路（２５、２６）からの空気をそれぞれ車室内へ吹き出す複数の吹出開口部（５００、６００）と、
前記暖房用熱交換器（２３）による空気加熱量を調整して、前記複数の吹出開口部（５００、６００）からの吹出空気温度を制御する温度制御手段（３１、３２）と、
前記温度制御手段（３１、３２）を操作する１つの操作機構（３００、３３０）と、
前記複数の吹出開口部（５００、６００）から空気が吹き出す車室内の複数のゾーンの目標温度を設定する複数の温度設定器（３８６、３８７）と、
前記複数の電気発熱体（９１〜９４）の通電および前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置を制御する電子制御装置（３１０）とを備え、
この電子制御装置（３１０）には、
前記複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定された目標温度のうち、低い方の目標温度に対応して前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置を決定する操作位置決定手段（３３０）と、
前記複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定された高い方の目標温度に対応する前記空気通路（２５、２６）に位置する前記電気発熱体（９１〜９４）のみに通電する通電制御手段（３２０）とを備え、
前記複数の空気通路（２５、２６）のうち、前記複数の温度設定器（３８６、３８７）の一方により設定された低い方の目標温度に対応する空気通路では、前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された前記暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量により前記吹出空気温度を決定し、
前記複数の温度設定器（３８６、３８７）の他方により設定された高い方の目標温度に対応する空気通路では、この空気通路に位置する前記電気発熱体（９１〜９４）に通電することにより、前記温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された前記暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量に前記電気発熱体（９１〜９４）の空気加熱量が加えられて前記吹出空気温度を決定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
前記温度制御手段は、前記暖房用熱交換器（２３）を通過する温風と前記暖房用熱交換器（２３）をパイパスする冷風との風量割合を調整するエアミックスドア（３１、３２）であり、前記複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれ前記エアミックスドア（３１、３２）が備えられており、前記エアミックスドア（３１、３２）が１本の共通の回転軸（２８）に連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記電気発熱体（９１〜９４）は、前記暖房用熱交換器（２３）の熱交換用コア部（２３３）に一体に組み込まれていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記熱交換用コア部（２３３）は、前記複数の空気通路（２５、２６）を横断するように配置されており、前記複数の空気通路（２５、２６）の仕切り方向を左右方向とした場合に、左右方向に並列配置された複数の偏平チューブ（２３６）を備え、前記複数の電気発熱体（９１〜９４）は左右対称に設置されていることを特徴とする請求項４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、車室内の複数のゾーン（例えば、運転席側のゾーンと助手席側のゾーン）を独立に温度制御可能な車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車室内の快適性向上のために、車室内の所定区域を独立に温度制御可能なゾーン空調へのニーズが高まっている。この種のゾーン空調の実現のために、空調装置の通風路を複数に仕切り、この複数の通風路にそれぞれ独立に操作可能な温度制御手段（例えば、エアミックスドア）を設置し、この温度制御手段の操作位置を複数のゾーンの目標温度に対応して独立に制御することにより、複数のゾーンを独立に温度制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来装置では、必然的に、エアミックスドア等の温度制御手段を操作するリンクやサーボモータ等の操作機構が複数必要となり、製品コストの上昇、製品体格の大型化を招くという不具合がある。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、車室内の複数のゾーンを独立に温度制御可能な車両用空調装置における構成の簡素化を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
近年、車両エンジンの高効率化に伴い、エンジン暖機後においても車両エンジンの温水（冷却水）温度が従前に比して低めの温度となる傾向にある。そのため、エンジン冷却水からの廃熱を利用して車室内の暖房を行う温水式空調装置において、暖房能力不足解消のために、温水式の暖房用熱交換器に電気発熱体を一体化し、温水温度が低いときには電気発熱体に通電して、電気発熱体の発熱により暖房空気を加熱することが特開平５−６９７３２号公報等で提案されている。
【０００５】
本発明では、上記電気発熱体による空気加熱作用に注目し、上記電気発熱体を複数ゾーンの独立温度制御のために有効活用することにより、車両用空調装置の構成の簡素化を実現しようとするものである。すなわち，上記目的を達成するため、本発明では、空調ケース（２１）内の複数の空気通路（２５、２６）に送風される空気を温水等を熱源とする暖房用熱交換器（２３）により加熱するとともに、複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれ電気発熱体（９１〜９４）を設置して、この電気発熱体（９１〜９４）によっても送風空気を加熱するようにし、暖房用熱交換器（２３）による空気加熱量を調整する温度制御手段（３１、３２）と温度制御手段（３１、３２）を操作する１つの操作機構（３００、３３０）とを備え、この温度制御手段（３１、３２）により、複数の吹出開口部（５００、６００）からの吹出空気温度を制御するようにし、さらに、複数の吹出開口部（５００、６００）から空気が吹き出す車室内の複数のゾーンの目標温度を設定する複数の温度設定器（３８６、３８７）と複数の電気発熱体（９１〜９４）の通電および温度制御手段（３１、３２）の操作位置を制御する電子制御装置（３１０）とを備え、複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定された目標温度のうち、低い方の目標温度に対応する空気通路では、温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された前記暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量により吹出空気温度を決定し、高い方の目標温度に対応する空気通路では、温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量に電気発熱体（９１〜９４）の空気加熱量が加えられて吹出空気温度を決定するようにしたことを特徴としている。
【０００６】
これによると、複数の空気通路（２５、２６）からの吹出空気温度を電気発熱体（９１〜９４）の通電有無により独立に制御することができる。そのため、温度制御手段（３１、３２）の操作位置を複数の空気通路（２５、２６）ごとに独立に制御する必要がなく、温度制御手段（３１、３２）の操作機構を１つのみ設けるだけでよい。よって、複数のゾーンを独立に温度制御可能な車両用空調装置の構成簡素化を達成でき、装置体格の小型化、コスト低減を図ることができる。
【０００７】
本発明は、複数に仕切られた空気通路（２５、２６）を有する空調ケース（２１）と、複数の空気通路（２５、２６）に送風される空気を加熱する暖房用熱交換器（２３）と、複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれ設置され、空気を加熱する複数の電気発熱体（９１〜９４）と、複数の空気通路（２５、２６）からの空気をそれぞれ車室内へ吹き出す複数の吹出開口部（５００、６００）と、暖房用熱交換器（２３）による空気加熱量を調整して、複数の吹出開口部（５００、６００）からの吹出空気温度を制御する温度制御手段（３１、３２）と、温度制御手段（３１、３２）を操作する１つの操作機構（３００、３３０）と、複数の吹出開口部（５００、６００）から空気が吹き出す車室内の複数のゾーンの目標温度を設定する複数の温度設定器（３８６、３８７）と、複数の電気発熱体（９１〜９４）の通電および温度制御手段（３１、３２）の操作位置を制御する電子制御装置（３１０）とを備え、この電子制御装置（３１０）には、複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定された目標温度のうち、低い方の目標温度に対応して温度制御手段（３１、３２）の操作位置を決定する操作位置決定手段（３３０）と、複数の温度設定器（３８６、３８７）により設定された高い方の目標温度に対応する空気通路（２５、２６）に位置する電気発熱体（９１〜９４）のみに通電する通電制御手段（３２０）とを備え、複数の空気通路（２５、２６）のうち、複数の温度設定器（３８６、３８７）の一方により設定された低い方の目標温度に対応する空気通路では、温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量により吹出空気温度を決定し、複数の温度設定器（３８６、３８７）の他方により設定された高い方の目標温度に対応する空気通路では、この空気通路に位置する電気発熱体（９１〜９４）に通電することにより、温度制御手段（３１、３２）の操作位置により調節された暖房用熱交換器（２３）の空気加熱量に電気発熱体（９１〜９４）の空気加熱量が加えられて吹出空気温度を決定することを特徴とする車両用空調装置という技術的手段を採用する。
【０００８】
さらに、温度制御手段は、請求項３に記載のように、暖房用熱交換器（２３）を通過する温風と暖房用熱交換器（２３）をパイパスする冷風との風量割合を調整するエアミックスドア（３１、３２）であり、
複数の空気通路（２５、２６）にそれぞれエアミックスドア（３１、３２）を備えるとともに、この複数のエアミックスドア（３１、３２）を１本の共通の回転軸（２８）に連結することができる。
【０００９】
また、電気発熱体（９１〜９４）は、請求項４に記載のごとく暖房用熱交換器（２３）の熱交換用コア部（２３３）に一体に組み込むことができる。熱交換用コア部（２３３）は、複数の空気通路（２５、２６）を横断するように配置されており、複数の空気通路（２５、２６）の仕切り方向を左右方向とした場合に、左右方向に並列配置された複数の偏平チューブ（２３６）を備え、複数の電気発熱体（９１〜９４）は左右対称に設置されているという技術的手段を採用してもよい。なお、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。本実施形態は車室内の運転席側のゾーンと助手席側のゾーンを独立に温度制御可能な、いわゆる左右独立温度制御方式の車両用空調装置に関するものであって、まず、最初に、車両用空調装置の通風系の概要を図１、２により説明する。本実施形態の車両用空調装置の通風系は、大別して、送風機ユニット１０と空調ユニット２０との２つの部分に分かれている。送風機ユニット１０は車室内の計器盤下方部のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されており、これに対し、空調ユニット２０は車室内の計器盤下方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されている。
【００１１】
送風機ユニット１０は周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）からなる送風ファン１１を有し、この送風ファン１１は渦巻き状のスクロールケーシング１２内に配置され、図示しない電動モータにて回転駆動される。送風ファン１１の送風空気はスクロールケーシング１２の渦巻き形状に沿って矢印ａのごとく送風される。
【００１２】
送風ファン１１の吸入口（図示せず）は、車両上方側（図１の紙面手前側）に設けられ、図示しない内外気切替箱を通して空気を吸入する。この内外気切替箱は周知のごとく内気（車室内空気）吸入口と外気（車室外空気）吸入口と、これらの吸入口を切替開閉する切替ドアとを有している。
空調ユニット２０部は、１つの共通の空調ケース２１内に蒸発器（冷房用熱交換器）２２とヒータコア（暖房用熱交換器）２３を両方とも一体的に内蔵するタイプのものである。空調ユニット２０部は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の前後、左右および上下方向に対して、図１、２に示す形態で配置され、そして、空調ケース２１の、最も車両前方側の部位には、空気入口２４が配設されており、この空気入口２４には、前述の送風機ユニット１０から送風される空調空気が流入する。
【００１３】
空調ケース２１内において空気入口２４直後の部位に蒸発器２２が配置されている。この蒸発器２２は図２に示すように、車両前後方向には薄型の形態で空調ケース２１内通路を横断するように配置されている。この蒸発器２２は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸熱して、空調空気を冷却するものである。
【００１４】
そして、蒸発器２２の空気流れ下流側（車両後方側）に、所定の間隔を開けてヒータコア２３が車両後方側に傾斜して配置されている。このヒータコア２３は、蒸発器２２を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）が流れ、この温水を熱源として空気を加熱するものである。このヒータコア２３は後述の図３に示すように電気発熱体９１〜９４を一体化したものである。
【００１５】
ところで、空調ケース２１内部の空気通路は図示するように車両前後方向に延びるように形成されており、この空調ケース２１内部の空気通路は車両左右方向に第１、第２の２つの空気通路２５、２６に仕切ってある。すなわち、第１空気通路２５は助手席側空気通路であり、第２空気通路２６は運転席側空気通路である。仕切り板２７はこの２つの空気通路２５、２６を仕切るために、蒸発器２２の空気下流側部位からヒータコア２３周辺部を通ってヒータコア２３の下流側端部に至るまで、車両前後方向に配置されている。この仕切り板２７は樹脂にて空調ケース２１と一体に成形することができ、ヒータコア２３の配置部位ではヒータコア２３との干渉を回避するための切欠き部が形成されている。
【００１６】
ヒータコア２３は上記２つの空気通路２５、２６を横断するように配置されており、そして、ヒータコア２３の内部は偏平チューブ２３６（図３）の偏平面により、仕切り板２７と同一位置で２つの空気通路２５、２６に仕切られている。空調ケース２１内の２つの空気通路２５、２６において、ヒータコア２３の上方部位には、それぞれ、このヒータコア２３をバイパスして空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路２９、３０（図２）が形成されている。
【００１７】
また、２つの空気通路２５、２６において、ヒータコア２３と蒸発器２２との間の部位には、ヒータコア２３で加熱される温風と、冷風バイパス通路２９、３０を通ってヒータコア２３をバイパスする冷風との風量割合を調整する平板状のエアミックスドア３１、３２が配置されている。
ここで、この２つのエアミックスドア３１、３２は、水平方向に配置された１本の回転軸２８と一体に結合されており、この回転軸２８とともに車両上下方向に一体に回動可能になっている。このエアミックスドア３１、３２は上記風量割合の調整により左右２つの空気通路２５、２６からの吹出空気温度を制御する温度制御手段をなす。
【００１８】
回転軸２８は、空調ケース２１および仕切り板２７に回転自在に支持され、かつ回転軸２８の一端部は空調ケース２１の外部に突出して、図示しないリンク機構を介して、サーボモータ等を用いたアクチュエータ機構に連結され、このアクチュエータ機構によりエアミックスドア３１、３２の回動位置を一体に調整するようになっている。このアクチュエータ機構は空調装置の電子制御装置３１０（図５）により回転量が自動制御されるようになっている。
【００１９】
そして、空調ケース２１内において、ヒータコア２３の空気下流側（車両後方側の部位）には、ヒータコア２３との間に所定間隔を開けて上下方向に延びる壁面３３（図２参照）が空調ケース２１に一体成形されている。この壁面３３によりヒータコア２３の直後から上方に向かう温風通路３４、３５が空気通路２５、２６にそれぞれ形成されている。
【００２０】
図２に示すように、温風通路３４、３５の下流側（上方側）はヒータコア２３の上方部において冷風バイパス通路２９、３０と合流し、冷風と温風の混合を行う冷温風混合空間３６、３７を空気通路２５、２６にそれぞれ形成している。
空調ケース２１の上面部において、車両前方側の部位には空気通路２５、２６にそれぞれ対応して左右のデフロスタ開口部３８、３９が開口している。このデフロスタ開口部３８、３９は冷温風混合空間３６、３７から温度制御された空調空気が流入するものであって、図示しないデフロスタダクトを介してデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から、車両前面窓ガラスの内面に向けて風を吹き出す。
【００２１】
デフロスタ開口部３８、３９はそれぞれデフロスタドア４０、４１により開閉される。このデフロスタドア４０、４１は、空調ケース２１の上面部近傍にて水平方向に配置された１本の共通の回転軸４２により連動して回動するようになっており、デフロスタドア４０、４１が一点鎖線位置に操作されると、デフロスタ開口部３８、３９を全開するとともに連通口６６、６７を閉じるようになっている。この連通口６６、６７は空気通路２５、２６にそれぞれ形成され、冷温風混合空間３６、３７から後述のフェイス、フット開口部側へ空気を流すための通路となる。
【００２２】
空調ケース２１の上面部において、車両後方側（乗員寄り）の部位には、図１に示すように、合計６個の左右のフェイス開口部４３〜４８が設けられており、これらの各フェイス開口部４３〜４８のうち中央側のフェイス開口部４３、４４には冷温風混合空間３６、３７から温度制御された空調空気が上記連通口６６、６７を介して流入する。
【００２３】
中央側のセンタフェイス開口部４３、４４には図示しないフェイスダクトを介して、計器盤左右方向の中央部上方側に配置されているセンターフェイス吹出口が接続され、この吹出口から車室内中央部の乗員頭部に向けて風を吹き出す。
また、センタフェイス開口部４３、４４の車両左右方向の両側に配置された左右のサイドフェイス開口部４５〜４８はそれぞれ左右のサイドフェイスダクトに連結されて、このダクトを介して計器盤左右両端部の左右のサイドフェイス吹出口に接続される。そして、この吹出口から車室内左右両側部の乗員頭部側または車両側面窓ガラスに向けて風を吹き出す。
【００２４】
なお、左右のサイドフェイス開口部４５〜４８は冷温風混合空間３６、３７と直接連通しているので、デフロスタドア４０、４１およびフットフェイス切替用ドア５７、５８の操作位置と無関係に、全吹出モードにおいて常に、冷温風混合空間３６、３７からの空気を吹出すことができる。
次に、空調ケース２１内で、冷温風混合空間３６、３７より車両後方側の部位に、左右のフット用空気入口部５５、５６が各空気通路２５、２６ごとに開口している。このフット用空気入口部５５、５６はセンタフェイス開口部４３、４４に対向して設けられ、各空気通路２５、２６ごとに配置されたフットフェイス切替用ドア５７、５８により切替開閉される。このフットフェイス切替用ドア５７、５８は１本の共通の回転軸５９により連動して回動するようになっている。
【００２５】
フット用空気入口部５５、５６からの空気はフット開口部６０、６１に流れ、さらに図示しない前席用フットダクト、前席用吹出口を経て前席の乗員足元に吹き出す。
次に、図３は上記したヒータコア２３の具体的構造を例示するもので、ヒータコア２３は、温水入口側タンク２３１と、温水出口側タンク２３２と、この両タンク２３１、２３２の間に設けられた熱交換用コア部２３３とを有している。
【００２６】
温水入口側タンク２３１の長手方向（図３の左右方向）の一端部には図示しない車両エンジンからのエンジン冷却水、すなわち温水（熱源流体）が流入する入口パイプ２３４が設けられている。同様に、温水出口側タンク２３２の長手方向の一端部には出口パイプ２３５が設けられており、この出口パイプ２３５から温水を外部へ流出させ、エンジン側に還流させる。
【００２７】
各タンク２３１、２３２のシートメタル部２３１ａ、２３２ａ（図３参照）には偏平状のチューブ挿入穴（図示せず）が多数個、図３の左右方向に並んで形成されている。
熱交換用コア部２３３は暖房用空気の流れ方向（図３の紙面垂直方向）に対して平行な偏平状に形成された偏平チューブ２３６を多数個図３の左右方向に並列配置している。そして、この多数個の偏平チューブ２３６相互の間に波形状に成形されたコルゲートフィン（フィン部材）２３７を配置し接合している。このコルゲートフィン２３７には周知のごとく暖房用空気の流れ方向ａに対して所定角度で斜めに多数のルーバ（図示せず）が切り起こし成形されており、このルーバの形成によりフィン熱伝達率を向上させている。
【００２８】
偏平チューブ２３６の両端開口部は、各タンク２３１、２３２のシートメタル部２３１ａ、２３２ａのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通され、接合される。また、コア部２３３の最外側（図３の左右両端部）のコルゲートフィン２３７のさらに外側にはサイドプレート２３８ａ、２３８ｂが配設され、このサイドプレート２３８ａ、２３８ｂは最外側のコルゲートフィン２３７およびタンク２３１、２３２に接合される。
【００２９】
そして、熱交換用コア部２３３のうち、電気発熱体９１〜９４が設置される部位では、図４に示すように、隣接するコルゲートフィン２３７の折り曲げ頂部に、それぞれ偏平チューブ２３６の長手方向に延びる平板状の金属製保持板２３９、２４０を接合するとともに、この２枚の金属製保持板２３９、２４０の間に所定間隔Ｌ（Ｌ＝電気発熱体９１〜９４の厚み）を設定して、この２枚の保持板２３９、２４０の間に電気発熱体９１〜９４を組み付ける構造となっている。なお、２枚の保持板２３９、２４０の長さは、図３において熱交換用コア部３の幅（図３上下方向の寸法）と略同一にしてある。
【００３０】
本例におけるヒータコア２３では、上記各構成部品２３１〜２３８ｂおよび２枚の保持板２３９、２４０のすべてがアルミニュウム（アルミニュウム合金も含む）にて成形されており、これらのアルミニュウム製の構成部品２３１〜２３８ｂおよび保持板２３９、２４０はろう付けにて接合され、熱交換器が組立られる。
【００３１】
ところで、熱交換用コア部２３３の一部の部位に、偏平チューブ２３６の代わりに、電気発熱体９１〜９４を設置しているため、２枚の金属製保持板２３９、２４０の板厚と電気発熱体９の厚さＬ（図４）とを含む全体の厚さが偏平チューブ６の厚さ（例えば、１ｍｍ）と同一となるように設定してある。図３の例では、熱交換用コア部３の左右対称位置の４箇所（斜線部）に電気発熱体９１〜９４を設置している。
【００３２】
この電気発熱体９１〜９４は図４に示すように、板状の発熱体素子９０ａと、この発熱体素子９０ａの表裏両面に配置された細長の平板状の電極板９０ｂと電極板９０ｃとからなる３層のサンドウイッチ構造になっている。発熱体素子９０ａは所定の設定温度（例えば、１５０°Ｃ付近）Ｔ0 にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有する抵抗体材料（例えば、チタン酸バリウム）からなるＰＴＣヒータ素子である。そして、発熱体素子９０ａと電極板９０ｂ、９０ｃの間は互いに圧接することにより、両者間の電気的導通を得るようにしてある。発熱体素子９０ａの片面に位置する電極板９０ｂは例えば、正極側電極板であり、また、他の片面に位置する電極板９０ｃは例えば、負極側（設置側）電極板であり、この両電極板９０ｂ、９０ｃを通して発熱体素子９０ａに通電するようになっている。
【００３３】
一方、両電極板９０ｂ、９０ｃの周囲を全周にわたって電気的絶縁材料（高耐熱性の樹脂）からなる被覆部材９０ｄにより被覆してある。そして、この被覆部材９０ｄが保持板２３９、２４０に圧接するようにして、２枚の保持板２３９、２４０の間に電気発熱体９１〜９４が組み付けられる。
なお、熱交換用コア部２３３には、多数本の偏平チューブ２３６群と直交する方向に締付け力を作用させる締結（バンド）部材（図示せず）を装着して、この締結部材の締付け力により電気発熱体９１〜９４を熱交換用コア部２３３の２枚の保持板２３９、２４０の間に保持するとともに、発熱体素子９０ａと両電極板９０ｂ、９０ｃとを圧接させる。
【００３４】
また、本例においては、図１の仕切り板２７が図３の左右方向の中央部に位置することにより、電気発熱体９１〜９４のうち、左側の２個の電気発熱体９１、９２が図１の助手席側の第１空気通路２５内に位置し、右側の２個の電気発熱体９３、９４が図１の運転席側の第２空気通路２６内に位置するようになっている。
【００３５】
次に、図５により電気発熱体９１〜９４の通電制御、エアミックスドア３１、３２の操作位置制御等を行う制御系について説明すると、エアミックスドア３１、３２の回転軸２８を駆動するアクチュエータ機構にはサーボモータ３００が設けられており、このサーボモータ３００の回転量を制御することによりエアミックスドア３１、３２の操作位置を制御するようになっている。
【００３６】
空調用電子制御装置３１０はマイクロコンピュータ等から構成されるものであり、予め設定されたプログラムに基づいて所定の演算処理を行って電気発熱体９１〜９４等への通電を制御する。電子制御装置３１０には、各電気発熱体９１〜９４に対応してそれぞれ設けられたリレー（図示せず）を有する第１駆動回路部３２０が設けられ、この第１駆動回路部３２０のリレーによって電気発熱体９１〜９４の発熱体素子９０ａへの通電を断続する。第１駆動回路部３２０は、請求項２の通電制御手段を構成するものである。
【００３７】
また、電子制御装置３１０には、サーボモータ３００の回転量を制御する第２駆動回路部３３０が設けられている。この第２駆動回路部３３０は請求項２の操作位置決定手段を構成するものである。
電子制御装置３１０には車両エンジン３４０の運転を断続するイグニッションスイッチ３５０を介して車載バッテリ３６０から電源が供給される。この車載バッテリ３６０にはオルタネータ（交流発電機）３７０が接続され、このオルタネータ３７０の出力電圧によりバッテリ３６０が充電される。
【００３８】
一方、電子制御装置３１０には次の各種センサ類からの信号が入力される。すなわち、車室内温度（内気温）を検出する内気温センサ３８０、車室外温度（外気温）を検出する外気温センサ３８１、車室内への日射量を検出する日射センサ３８２、水冷式車両エンジン３４０の温水温度を検出する水温センサ３８３、蒸発器２２の吹出空気温度を検出する蒸発器後温度センサ３８４、車載バッテリ３６０の充電電圧に応じた信号を発生するバッテリ電圧センサ（バッテリ充電信号発生手段）３８５、空調操作パネル（図示せず）に設けられ、運転席側の目標温度を設定する運転席側温度設定器３８６、空調操作パネルに設けられ、助手席側の目標温度を設定する助手席側温度設定器３８７、および空調操作パネルに設けられ、空調の作動信号を発生する空調作動スイッチ３８８等からの信号が電子制御装置３１０に入力される。
【００３９】
そして、電子制御装置３１０には、運転席側温度設定器３８６により設定された運転席側目標温度に、車室内の運転席側ゾーンの温度を維持するために必要な運転席側必要吹出温度を後述の数式１により算出する運転席側必要吹出温度算出手段３９０が備えられている。また、助手席側温度設定器３８７により設定された助手席側目標温度に、車室内の助手席側ゾーンの温度を維持するために必要な助手席側必要吹出温度を後述の数式２により算出する助手席側必要吹出温度算出手段３９１が備えられている。
【００４０】
さらに、この両算出手段３９０、３９１により算出された運転席側必要吹出温度と助手席側必要吹出温度との大小を比較する比較手段３９２が電子制御装置３１０に備えられている。前記した第１、第２駆動回路部３２０、３３０は、上記両算出手段３９０、３９１と上記比較手段３９２の演算結果に基づいて、電気発熱体９１〜９４の通電およびエアミックスドア３１、３２の操作位置を制御する。
【００４１】
なお、図５において、４００は車両エンジン３４０の温水回路であり、エンジン３４０により駆動される温水ポンプ４１０の作動より温水弁４２０を介してヒータコア２３に温水が循環する。温水弁４２０は最大冷房時以外のときは開弁状態となり、ヒータコア２３への温水循環を許容する。また、図５には図示しなかったが、送風機ユニット１０の送風ファン１１の回転数（風量）、吹出モードドア４０、４１、５７、５８の操作位置等も電子制御装置３１０により制御される。
【００４２】
次に、上記構成において作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置は、デフロスタドア４０、４１とフットフェイス切替用ドア５７、５８の操作位置を選択することにより、以下の吹出モードを設定できる。
（１）フェイス吹出モード
デフロスタドア４０、４１を図２の実線位置に操作して、デフロスタ開口部３８、３９を閉じるとともに連通口６６、６７を全開する。また、フットフェイス切替用ドア５７、５８を図２の一点鎖線位置に操作してフット用空気入口部５５、５６を閉塞する。これにより、送風機ユニット１０からの送風空気を蒸発器２２で冷却して冷風とし、この冷風を空気通路２５、２６から主にセンターフェイス開口部４３、４４を通して乗員頭部側に吹き出す。
【００４３】
また、同時に、冷風の一部は左右のサイドフェイス開口部４５〜４８を通って、車室内の左右側方部にも吹き出される。
（２）バイレベル吹出モード
デフロスタドア４０、４１を図２の実線位置に操作して、デフロスタ開口部３８、３９を閉じるとともに連通口６６、６７を全開する。また、フットフェイス切替用ドア５７、５８を図２の実線位置と一点鎖線位置の中間位置に操作して、フェイス開口部４３、４４およびフット用空気入口部５５、５６をともに開放する。
【００４４】
このため、送風機ユニット１０からの送風空気を、フェイス開口部４３、４４、４５〜４８を通して乗員の頭部側に吹き出すと同時に、フット開口部６０、６１を通して乗員の足元側にも吹き出す。
（３）フット吹出モード
フットフェイス切替用ドア５７、５８を図２の実線位置に操作して、フェイス開口部４３、４４を閉塞して、フット用空気入口部５５、５６を全開する。一方、デフロスタドア４０、４１は図２の実線位置から若干量反時計方向に操作されて、デフロスタ開口部３８、３９を小開度で開放するとともに、連通口６６、６７を全開する。
【００４５】
これにより、送風機ユニット１０からの送風空気をヒータコア２３が加熱して温風とした後に、連通口６６、６７を通って、主にフット開口部６０、６１を通して乗員の足元側に風を吹き出す。
また、温風の一部はデフロスタ開口部３８、３９を通してデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスに向けて吹き出すとともに、サイドフェイス開口部４５〜４８を通って、車両側方の窓ガラスにも吹き出す。
【００４６】
これにより、デフロスタ開口部３８、３９とサイドフェイス開口部４５〜４８への吹出風量を２０％程度に設定して、窓ガラスの曇り止めを行いながら、乗員足元への温風吹出による暖房作用を行うことができる。
（４）フットデフロスタ吹出モード
上記したフット吹出モードの状態からデフロスタドア４０、４１を所定量だけさらに図２の反時計方向に回動操作して、デフロスタ開口部３８、３９の開度を大きくするとともに、連通口６６、６７の開度を小さくすることにより、デフロスタ開口部３８、３９、サイドフェイス開口部４５〜４８への吹出風量と、フット開口部６０、６１への吹出風量をともに５０％程度（同等の風量）に設定することができ、フットデフロスタ吹出モードが得られる。
【００４７】
（５）デフロスタ吹出モード
デフロスタドア４０、４１を図２の一点鎖線位置に操作して、連通口６６、６７を閉じると、フェイス開口部４３、４４およびフット開口部６０、６１への送風が遮断される。これにより、送風機ユニット１０からの送風空気は空気通路２５、２６から主にデフロスタ開口部３８、３９に流入し、デフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスに向けて吹き出され、前面窓ガラスの曇り止めを行う。
【００４８】
このとき、同時に、送風空気の一部は左右のサイドフェイス開口部４５〜４８を通って、サイドフェイス吹出口から車両側面窓ガラスに向かって吹き出され、側面窓ガラスの曇り止めを行う。
ところで、上記のごとき作動を行う空調装置において、冬期暖房時における電気発熱体９１〜９４の作用について説明すると、車室の暖房を行うときには、送風機ユニット１０の送風ファン１１を作動させるとともに、ヒータコア２３への温水回路４００に備えられた温水弁４２０を開弁させる。送風ファン１１の作動によって、送風空気は空調ケース２１内の蒸発器２２を通過した後に、ヒータコア２３の偏平チューブ２３６とコルゲートフィン２３７との間の空隙部を送風空気が通過する。一方、車両用エンジン３４０の温水ポンプ４１０の作動によりエンジン３４０からの温水が温水弁４２０を介してヒータコア２３の入口パイプ２３４より温水入口側タンク２３１内に流入する。
【００４９】
そして、温水は、入口側タンク２３１にて多数本の偏平チューブ２３６に分配され、この偏平チューブ２３６を並列に流れる間にコルゲートフィン２３７を介して送風空気に放熱する。多数本の偏平チューブ２３６を通過した温水は、温水出口側タンク２３２に流入し、ここで集合され、出口パイプ２３５から温水はヒータコア２３の外部へ流出し、エンジン３４０側に還流する。
【００５０】
一方、暖房時において、温水温度が低くて、電気発熱体９１〜９４を発熱させる必要があるときは、第１駆動回路部３２０により電気発熱体９１〜９４に車載バッテリ３６０の電圧を印加する。これにより、各電気発熱体９１〜９４が通電され発熱する。各電気発熱体９１〜９４の発熱は両側のコルゲートフィン２３７に伝導されて、このコルゲートフィン２３７から送風空気に放熱される。従って、温水の低温時でも暖房空気を速やかに加熱して即効暖房を行うことができる。
【００５１】
ここで、電気発熱体９１〜９４の発熱体素子９０ａは所定のキューリ点にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有するＰＴＣ素子であるから、周知のごとく、その発熱温度をキューリ点に自己制御する自己温度制御機能を備えている。
次に、本発明の特徴とする車室内の複数ゾーンを独立に温度制御する温度制御の作動について詳述する。
【００５２】
図６は本発明の比較例（従来周知の一般的なもの）における、複数ゾーン、例えば、運転席側ゾーンと助手席側ゾーンの独立温度制御方式を示すもので、この比較例においては、ケース２１内を仕切り板２７により助手席側の第１空気通路２５と運転席側の第２空気通路２６とに仕切るとともに、第１、第２空気通路２５、２６側にそれぞれ配置したエアミックスドア３１、３２を独立の回転軸２８ａ、２８ｂに連結して、エアミックスドア３１、３２を図６に示すようにそれぞれ独立の回転位置に操作できるようにしている。
【００５３】
具体的な制御例を述べると、運転席側温度設定器３８６により設定された運転席側目標温度が２８°Ｃで、助手席側温度設定器３８７により設定された助手席側目標温度が２５°Ｃである場合は、助手席側エアミックスドア３１に比して運転席側エアミックスドア３２の操作位置を図６（ｂ）に示すように温風量が増える側の位置に操作して、運転席側の第２空気通路２６の吹出空気温度を助手席側の第１空気通路２５よりも高くすることができる。
【００５４】
このようにして、第１、第２空気通路２５、２６側の吹出開口部５００、６００からの吹出空気温度を独立に制御することができ、運転席側ゾーンと助手席側ゾーンを独立に温度制御できる。なお、吹出開口部５００は、図１、２における吹出開口部３８、３９、４３〜４８、６０、６１のうち助手席側の吹出開口部を総称して示しており、吹出開口部６００は、図１、２における吹出開口部３８、３９、４３〜４８、６０、６１のうち運転席側の吹出開口部を総称して示している。
【００５５】
上記比較例によると、必然的に、エアミックスドア３１、３２を独立に操作するために、各ドア３１、３２毎にそれぞれ独立にリンクやサーボモータ等の操作機構が必要となる。
一方、図７は本実施形態による複数ゾーン、例えば、運転席側ゾーンと助手席側ゾーンの独立温度制御方式の考え方を示すもので、運転席側温度設定器３８６により設定された運転席側目標温度が２８°Ｃで、助手席側温度設定器３８７により設定された助手席側目標温度が２５°Ｃである場合は、助手席側目標温度が運転席側目標温度より低いので、助手席側目標温度に基づいて、エアミックスドア３１、３２の操作位置（回転位置）を決定し、一方、目標温度が高い運転席側の吹出空気温度を助手席側より高めるために、ヒータコア２３の電気発熱体９１〜９４のうち、運転席側の電気発熱体９３、９４のみに通電し、助手席側の電気発熱体９１、９２の通電はオフする。
【００５６】
ここで、運転席側目標温度と助手席側目標温度との差が減少したとき（例えば、温度差が２°Ｃ以内のとき）は、運転席側の電気発熱体９３、９４の１本のみを通電する。
以上のように、暖房補助熱源として用いる電気発熱体９１〜９４に着目して、この電気発熱体９１〜９４を助手席側の第１空気通路２５と運転席側の第２空気通路２６とに区分して配置し、この電気発熱体９１〜９４の通電を運転席側目標温度と助手席側目標温度との差に応じて断続制御することにより、助手席側および運転席側エアミックスドア３１、３２の操作位置を同一位置とすることができる。よって、２つのエアミックスドア３１、３２を１つの操作機構で操作することができ、操作機構の簡素化を図ることができる。
【００５７】
次に、本実施形態による複数ゾーン独立温度制御方法の具体例を図５に基づいて説明すると、電子制御装置３１０の運転席側必要吹出温度算出手段３９０は、下記の数式１により運転席側必要吹出温度ＴＡＯＤを算出し、同様に、助手席側必要吹出温度算出手段３９１は下記の数式２により助手席側必要吹出温度ＴＡＯＰを算出する。
【００５８】
【数１】
ＴＡＯＤ＝Ｋset ×Ｔsetd−Ｋr ×Ｔr −Ｋam×Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ
（Ｔsetdは運転席側目標温度、Ｔr は内気温、Ｔamは外気温、Ｔs は日射量）
（Ｋset 、Ｋr 、Ｋamは各ゲイン、Ｃは補正用の定数）
【００５９】
【数２】
ＴＡＯＰ＝Ｋset ×Ｔsetp−Ｋr ×Ｔr −Ｋam×Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ
（Ｔsetpは助手席側目標温度、他は数式１と同じ）
なお、数式１、２において、内気温Ｔr および日射量Ｔs はセンサ３８０、３８２により運転席側ゾーンと助手席側ゾーンの概略平均値を検出するようにしている。
【００６０】
そして、上記両算出手段３９０、３９１により算出された運転席側必要吹出温度ＴＡＯＤと助手席側必要吹出温度ＴＡＯＰとの大小を比較手段３９２により比較し、ＴＡＯＤとＴＡＯＰのうち、低い方の必要吹出温度が比較手段３９２を介して、第２駆動回路部３３０に入力される。
いま、助手席側目標温度Ｔsetp＝２５°Ｃで、運転席側目標温度Ｔsetd＝２８°Ｃであると、運転席側必要吹出温度ＴＡＯＤ＞助手席側必要吹出温度ＴＡＯＰになり、第２駆動回路部３３０においては、助手席側必要吹出温度ＴＡＯＰに基づいて下記の数式３によりエアミックスドア３１、３２の操作位置ＳＷを算出する。
【００６１】
【数３】
ＳＷ＝｛（ＴＡＯＰ−Ｔe ）／（Ｔw −Ｔe ）｝×１００  （％）
（Ｔe は蒸発器２２の吹出空気温度、Ｔw はヒータコア２３に流入する水温）
第２駆動回路部３３０は、上記助手席側必要吹出温度ＴＡＯＰに基づいて算出された操作位置ＳＷにエアミックスドア３１、３２を操作する。
【００６２】
一方、第１駆動回路部３３０においては、比較手段３９２の比較結果に基づいて、必要吹出温度が高い方のゾーン、本例では、運転席側ゾーンに対応する電気発熱体９３、９４のみに通電して、助手席側ゾーンに対応する電気発熱体９１、９２には通電しない。
この結果、助手席側の第１空気通路２５においては、エアミックスドア３１の操作位置ＳＷにより温度制御された空気が車室内へ吹出し、助手席側のゾーンを助手席側温度設定器３８７により設定された助手席側目標温度（２５°Ｃ）に維持する。
【００６３】
これに対し、運転席側の第２空気通路２６においては、エアミックスドア３１の操作位置ＳＷにより温度制御された空気に、運転席側の電気発熱体９３、９４の発熱量が加わるので、この発熱量の分だけ運転席側の吹出空気温度を高めることができ、運転席側のゾーンを運転席側温度設定器３８６により設定された運転席側目標温度（２８°Ｃ）に維持できる。
【００６４】
（他の実施形態）
なお、上記の実施形態では、車室内の運転席側ゾーンと助手席側ゾーンとを独立に温度制御する場合について説明したが、車両用空調装置には、前述のバイレベルモードにおいて、フェイス側の吹出温度とフット側の吹出温度とを独立に温度制御する、いわゆる上下独立温度制御方式を採用するものが知られており、本発明はこの上下独立温度制御方式に対しても適用できる。
【００６５】
すなわち、ヒータコア２３における複数本の電気発熱体９１〜９４が車両上下方向の空気通路に対して区分して配列されるようにして、上記実施形態と同様に吹出空気温度を高くする方のゾーン（通常は下方側のゾーン）に対応する電気発熱体のみに通電して、吹出空気温度が高い方のゾーンでは電気発熱体の発熱により吹出空気温度を上昇させればよい。
【００６６】
また、車両用空調装置には、前席側ゾーンの吹出温度と後席側ゾーンの吹出温度とを独立に温度制御する、いわゆる前後独立温度制御方式を採用するものが知られており、本発明はこの前後独立温度制御方式に対しても適用できる。この場合も前後の吹出空気温度のうち、吹出空気温度の高い方のゾーンに対応する電気発熱体のみに通電して、吹出空気温度の高い方のゾーンでは電気発熱体の発熱により吹出空気温度を上昇させればよい。
【００６７】
また、上記の実施形態では、冷温風の風量割合の調整により吹出空気温度を制御するエアミックスタイプの車両用空調装置について説明したが、ヒータコア２３を循環する温水の流量、あるいは温水の温度を温水弁により調整し、これにより吹出空気温度を制御する温水制御タイプの車両用空調装置も周知であり、この温水制御タイプの車両用空調装置にも本発明は同様に適用できる。
【００６８】
この場合は、吹出空気温度が低い方のゾーンでは、温水流量あるいは温水温度の調整により吹出空気温度を決定し、吹出空気温度の高い方のゾーンではさらに電気発熱体に通電して、電気発熱体の発熱により吹出空気温度を上昇させればよい。
また、電気発熱体９１〜９４の設置形態（設置場所、設置本数等）を図２の形態に限らず、ヒータコア（暖房用熱交換器）２３の仕様の変化に対応して種々変更し得ることはもちろんであって、電気発熱体９１〜９４をヒータコア２３に一体化せずに、ヒータコア２３から分離してケース２１内の空気通路に設置することも可能である。
【００６９】
また、ヒータコア２３のチューブ２３６に流入する熱源流体は、温水の他にオイル等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態おける送風機ユニットと空調ユニットの平面配置図である。
【図２】図１の空調ユニット部のＢ矢視断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による暖房用熱交換器の正面図である。
【図４】図３の暖房用熱交換器の電気発熱体設置部の拡大斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態における電気制御ブロック図である。
【図６】従来装置（比較例）による左右独立温度制御方式の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による左右独立温度制御方式の説明図である。
【符号の説明】
２１…空調用ケース、２３…暖房用熱交換器、２５、２６…空気通路、
３１、３２…エアミックスドア（温度制御手段）、９１〜９４…電気発熱体、
３１０…電子制御装置、３８６、３８７…温度設定器、
５００、６００…吹出開口部。
【図１】
0003915218.tif 000002
【図２】
0003915218.tif 000003
【図３】
0003915218.tif 000004
【図４】
0003915218.tif 000005
【図５】
0003915218.tif 000006
【図６】
0003915218.tif 000007
【図７】
0003915218.tif 000008