(57)【要約】      （修正有）【課題】ＨＶＡＣモジュールにおいて、低温エアが高温エアに向けて逆流するのを防止する逆流防止制御弁の制御方法を提供する。【解決手段】ＨＶＡＣモジュール２００は、エア入口２０１と、ブロワの下流に位置する蒸発器２０４と、蒸発器の下流に位置するヒータ２０６と、蒸発器およびヒータの下流に位置する後部混合領域２１６と、を有する。制御弁２９０は、低温エアの圧力を調節することによって、低温エアが高温エアに向けて逆流するのを防止する。ＨＶＡＣモジュールにおける様々な場所での圧力および温度を読み込む工程と、エア流量および温度の排出目標を設定する工程と、制御弁および混合弁２２４ａ，２２４ｂの抵抗を計算する工程と、対応する制御弁および混合弁の位置を決定する工程と、制御弁および混合弁をそれらの対応する位置まで動作させる工程と、によって、そのようなＨＶＡＣモジュールの逆流防止制御弁を制御する。【選択図】図１
2017081529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＶＡＣモジュールであって、
エア入口と前部領域エア出口と後部領域エア出口とを形成するハウジングと、
前記ハウジング内において前記エア入口の下流に配置される蒸発器と、
前記ハウジング内において前記蒸発器の下流に配置されるヒータと、
前記ハウジング内において前記蒸発器と前記ヒータとの間に形成され、前記蒸発器の下流に位置する低温エアチャンバであって、第１の圧力を有する低温エアチャンバと、
前記ハウジング内において前記ヒータと前記ハウジングの第１の内面との間に形成され、前記ヒータの下流に位置する高温エアチャンバであって、前記低温エアチャンバの前記第１の圧力よりも低い第２の圧力を有する高温エアチャンバと
を備え、
前記高温エアチャンバは、前記ハウジングによって形成される後部領域混合チャンバに流体連通し、
前記後部領域混合チャンバは、第３の圧力を有するとともに、前記後部領域エア出口に流体連通し、
前記ＨＶＡＣモジュールは、さらに、
前記ハウジングの第２の内面と前記ハウジング内の内部隔壁とによって形成される低温エア流路であって、前記低温エアチャンバから前記後部領域混合チャンバまで延在する低温エア流路と、
前記ハウジング内において前記低温エアチャンバと前記後部領域混合チャンバとの間に配置される制御弁であって、前記低温エアチャンバから前記低温エア流路に沿って前記後部領域混合チャンバ内へ低温エアを排出することを選択的に制御して、低温エアの前記高温チャンバ内への逆流を制御するように構成された制御弁と
を備えるＨＶＡＣモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
前記制御弁は、前記低温エアチャンバからの低温エアをスロットルで調節し、それによって、前記第３の圧力が前記高温エアチャンバの前記第２の圧力よりも低く留まるように前記後部領域混合チャンバの前記第３の圧力を調節する
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項３】
請求項２に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
前記制御弁は、前記高温エアチャンバの前記後部領域混合チャンバへの流体連通から独立して作動し、その結果、前記制御弁は、前記高温エアチャンバと前記後部領域混合チャンバとの間の流体連通の断面に影響を与えない
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項４】
請求項１に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
さらに、前記後部領域混合チャンバの入口に配置された後部領域混合弁を備え、
前記後部領域混合弁は、前記低温エア流および前記高温エアチャンバから前記後部エア出口へのエア流を選択的に方向付けるように構成された
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項５】
請求項１に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
前記ハウジング内において前記低温エアチャンバと前記後部領域混合チャンバとの間に配置される前記制御弁は、バタフライ弁である
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項６】
請求項１に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
前記ハウジング内において前記低温エアチャンバと前記後部領域混合チャンバとの間に配置される前記制御弁は、フラップ弁である
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項７】
請求項１に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
さらに、前記ハウジングによって形成され、前記低温エアチャンバおよび前記高温エアチャンバに隣接して前記蒸発器の下流に位置決めされる前部領域混合チャンバを備え、
前記前部領域混合チャンバは、前記前部領域エア出口に流体連通する
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項８】
請求項７に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
さらに、前記前部領域混合チャンバ内に配置される前部領域混合弁を備え、
前記前部領域混合弁は、前記低温エアチャンバおよび前記高温エアチャンバから前記前部領域エア出口へエア流を選択的に方向付けるように構成された
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項９】
請求項１に記載のＨＶＡＣモジュールであって、
前記ハウジングを通って前記入口から前記前部領域エア出口および前記後部領域エア出口のうちの少なくとも一方へ流れるようにエアを誘導するように構成された１つ以下のブロワアセンブリを備える
ＨＶＡＣモジュール。
【請求項１０】
オープン構造のＨＶＡＣモジュールにおいて高温エアチャンバへの低温エアの逆流を制御する方法であって、
前記ＨＶＡＣモジュールは、エア入口と、前記エア入口の下流に位置する蒸発器と、前記蒸発器の下流に位置する低温エアチャンバと、前記低温エアチャンバの下流に位置するヒータと、前記ヒータの下流に位置する高温エアチャンバと、前記低温エアチャンバおよび前記高温エアチャンバの下流に位置する後部領域混合チャンバと、後部領域エア出口と、前記低温エアチャンバと前記後部混合チャンバとの間に配置された制御弁と、前記後部領域混合チャンバ内に配置された混合バルブと、を備え、
前記方法は、
前記低温エアチャンバの圧力と、前記低温エアチャンバの温度と、前記高温エアチャンバの圧力と、前記高温エアチャンバの温度と、前記後部領域混合チャンバの圧力と、を読み込む工程と、
前記後部領域エア出口について、排出エア流量目標と排出温度目標とを設定する工程と、
前記制御弁の抵抗を計算する工程と、
前記混合弁の抵抗を計算する工程と、
前記計算された制御弁の抵抗に対応する前記制御弁の位置を、予めプログラムされた制御弁較正データに基づいて決定する工程と、
前記計算された混合弁の抵抗に対応する前記混合弁の位置を、予めプログラムされた混合弁較正データに基づいて決定する工程と、
前記計算された制御弁の抵抗に対応するものとして決定された前記制御弁の前記位置まで前記制御弁を動作させる工程と、
前記計算された混合弁の抵抗に対応するものとして決定された前記混合弁の前記位置まで前記混合弁を動作させる工程と
を備える方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記予めプログラムされた制御弁較正データは、制御弁ルックアップテーブルである
方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記予めプログラムされた混合弁較正データは、混合弁ルックアップテーブルである
方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法であって、
前記制御弁の前記位置と、前記混合弁の前記位置と、を読み込む工程と、
予め較正されたテーブルから参照することができる前記予めプログラムされた制御弁較正データに基づいて前記制御弁の前記抵抗を決定する工程と、
予めプログラムされた混合弁較正データに基づいて前記後部領域混合弁の前記抵抗を決定する工程と、
排出エア流量を計算する工程と、
排出温度を計算する工程と、
前記計算された排出エア流量および排出温度を、前記排出エア流量目標および前記排出温度目標と比較する工程と、
前記制御弁および前記後部領域混合弁の少なくとも一方を動作させる工程と
をさらに備える方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法であって、
前記ＨＶＡＣモジュールは、前記ハウジングを通って前記入口から前記前部領域エア出口および前記後部領域エア出口の両方へ流れるようにエアを誘導するように構成された１つ以下のブロワアセンブリを有している
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［01］本願は、２０１５年４月１４日に出願された「オープン構造を有するＨＶＡＣモジュール」という表題の米国特許出願第１４／６８５，９３３号の一部継続出願であり、その全体内容は、参照によって本願に組み入れられる。
【０００２】
［02］本発明は、乗用車用の冷暖房空調（ＨＶＡＣ）モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
［03］従来の自動車は、典型的には、車両の乗員室における前部の乗員に調節された空気を供給するように構成された単一の温度制御領域空調システムを有している。車両のサイズが大きくなるほど、また、乗員が贅沢な機能を求めるほど、多数の温度制御領域を提供することができる空調システム、すなわち、多数領域空調システムが普及している。多数領域空調システムによって、ドライバー、助手席の乗員、および、後部座席の乗員は、それらのぞれぞれの領域における個別の温度制御を受けることができ、それによって、各々の領域における乗員の快適性が向上する。大型車両（例えば、スポーツ用途車（ＳＵＶ）およびミニバン）は、乗員室において、４つまでの、または、それ以上の個々の領域を有することができる。一例として、ミニバンの乗員室は、４つの分離した領域に分割され得る。これらの領域において、ドライバー空間が領域１となり、助手席空間が領域２となり、第２列の座席空間が領域３となり、第３列の座席空間が領域４となり得る。
【０００４】
［04］単一領域空調システム用の従来の冷暖房空調（ＨＶＡＣ）モジュールは、一般的に、所与のタイプの車両における利用可能な空間の量を最適利用するとともに、当該空間の形状に適合するように構成されている。多数の領域に温度制御を提供することができるＨＶＡＣモジュールは、特に、正確な数の領域について設計され、加工され、製造される。多数領域ＨＶＡＣモジュールの製造量は、通常、単一領域または２つの領域のモジュールと比べて非常に少ない。このため、そのような少数の車両用にそのような多数領域ＨＶＡＣモジュールを設計することは非常に高価である。さらに、追加的な温度制御領域を達成するために完全に異なるＨＶＡＣモジュールを構築するように一般的に強いられることは、生産セルおよび生産プロセスに対して破壊的になるであろう。
【０００５】
［05］従来の多数領域ＨＶＡＣモジュールは、ＨＶＡＣモジュール内の個々の熱交換器まで延在する隔壁を使用して、多数の流れの調節された空気流を生み出す。これらの多数の流れの空気流が使用されて、関連する乗員室内の多数領域温度調節が達成される。領域の数が多くなるほど、より多くの隔壁が必要となり、より大きな熱交換器が必要になる。しかしながら、多数領域ＨＶＡＣモジュールは、単一領域ＨＶＡＣモジュールが適所に配置される限られたサイズおよび形状に適合しなければならず、それによって、追加的な空間を利用することなく追加的な機能を追加することが求められる。稼働能力および収容制約に起因して、より大きな車両では、多数領域動作を達成するために、２つの分離したデュアルＨＶＡＣモジュールが、一般的に採用されている。２領域モジュールが、ファイヤーウォールとダッシュボードとの間に設置され、他の１領域または２領域ＨＶＡＣモジュールが、トランクの領域内に設置される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
［06］しかしながら、従来の区切られたデュアルＨＶＡＣモジュールの実施には困難がある。例えば、デュアルＨＶＡＣモジュールは、自車両の過剰な収容スペース、追加的な空気ダクト、追加的なラインおよび付属品、追加的な冷媒、追加的な冷却液、追加的な重量、より大きな作動騒音レベル、より高いコスト、より高くされた品質および保証の問題を引き起こすことが多いシステムの複雑さの増大を必要とすることがある。そのようなシステムは、追加的なエネルギーや、より大きな支援部品（例えば、コンプレッサ、送水ポンプ、凝縮器、オルタネータ、ラインセット、ダクト）を必要とする。結果として、デュアルモジュールのアプローチは、車両の燃料消費を増大させ、排気量を増大させる。これらの項目のすべては、車両の全体コストおよび維持コストに大きく寄与する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［07］本開示は、逆流防止制御装置を有する、乗用車のためのオープン構造、多数領域の冷暖房空調（ＨＶＡＣ）モジュール、および、当該逆流防止制御装置を作動させるための方法を提供する。
【０００８】
［08］本開示の第１の態様によれば、乗用車用のＨＶＡＣモジュール用の装置が提供される。この装置は、エア入口と前部領域エア出口と後部領域エア出口とを形成するハウジングと、ハウジング内においてエア入口の下流に配置された蒸発器と、ハウジング内において蒸発器の下流に配置されたヒータと、ハウジング内において蒸発器とヒータとの間に形成された低温エアチャンバであって、蒸発器の下流に位置し、第１の圧力を有する低温エアチャンバと、ハウジング内においてヒータとハウジングの第１の内面との間に形成された高温エアチャンバであって、ヒータの上流に位置し、低温エアチャンバの第１の圧力よりも低い第２の圧力を有する高温エアチャンバと、ハウジングの第２の内面とハウジング内の内部隔壁とによって形成された低温エア流路であって、低温エアチャンバから、ハウジングによって形成された後部領域混合チャンバまで延在する低温エア流路と、を備えている。後部領域混合チャンバは、第３の圧力を有しており、後部領域エア出口に流体連通する。装置は、さらに、ハウジング内において低温チャンバと後部領域混合チャンバとの間に配置された制御弁を備える。制御弁は、低温エアチャンバから低温エア流路に沿って後部領域混合チャンバ内へ低温エアを制御可能に排出するように構成される。制御弁は、低温エアチャンバからの低温エアをスロットルで調節し、それによって、第３の圧力が高温エアチャンバの第２の圧力よりも低い圧力に留まるように後部領域混合チャンバの第３の圧力を調節する。これによって、低温エア流路内の低温エアが高温エアチャンバ内に逆流することが防止される。
【０００９】
［09］後部領域混合チャンバは、後部領域混合チャンバ内に配置された後部領域混合弁を有していてもよい。後部領域混合弁は、エア流を低温エア流および高温エアチャンバから後部エア出口へ選択的に方向付けるように構成されてもよい。
【００１０】
［010］ハウジング内において低温エアチャンバと後部領域混合チャンバとの間に配置された制御弁は、バタフライ弁であってもよい。
【００１１】
［011］ＨＶＡＣモジュールは、さらに、ハウジングによって形成されるとともに低温エアチャンバおよび高温エアチャンバに隣接して蒸発器の下流に位置決めされる前部領域混合チャンバを備えていてもよい。前部領域混合チャンバは、前部領域エア出口に流体連通してもよい。
【００１２】
［012］低温エアチャンバおよび高温エアチャンバから前部領域エア出口へエア流を選択的に方向付けるために、前部領域混合弁が、前部領域混合チャンバ内に配置されてもよい。
【００１３】
［013］この構造は、ハウジングを通って入口から前部領域エア出口および／または後部領域エア出口までエアを移動させる１つ以下のブロワアセンブリを有するＨＶＡＣモジュールに適用されてもよい。
【００１４】
［014］本開示の他の態様によれば、オープン構造のＨＶＡＣモジュールにおいて高温エアチャンバ内への低温エアの逆流を制御する方法が提供される。ＨＶＡＣモジュールは、エア入口と、エア入口の下流に位置する蒸発器と、蒸発器の下流に位置する低温エアチャンバと、低温エアチャンバの下流に位置するヒータと、ヒータの下流に位置する高温エアチャンバと、低温エアチャンバおよび高温エアチャンバの下流に位置する後部領域混合チャンバと、後部領域エア出口と、低温エアチャンバと後部混合チャンバとの間に配置された制御弁と、後部領域混合チャンバ内に配置された混合弁と、を有している。この方法は、低温エアチャンバの圧力とサーミスタによる測定による低温エアチャンバの温度と高温エアチャンバの圧力と高温オンエアチャンバの温度とを読み込む工程と、後部領域エア出口についての排出エア流量目標および排出温度目標を設定する工程と、逆流防止制御弁の抵抗を計算する工程と、混合弁の抵抗を計算する工程と、制御弁の計算された抵抗に対応する逆流防止制御弁の位置を、予めプログラムされた制御弁較正データに基づいて決定する工程と、混合弁の計算された抵抗に対応する混合弁の位置を、予めプログラムされた混合弁較正データに基づいて決定する工程と、計算された制御弁の抵抗に対応するものとして決定された制御弁の位置まで制御弁を動作させる工程と、計算された混合弁の抵抗に対応するものとして決定された混合弁の位置まで混合弁を動作させる工程と、を備えている。
【００１５】
［015］予めプログラムされた制御弁較正データは、制御弁ルックアップテーブルであってもよい。
【００１６】
［016］予めプログラムされた混合弁較正データは、混合弁ルックアップテーブルであってもよい。
【００１７】
［017］この方法は、ハウジングを通って入口から前部領域エア出口および／または後部領域エア出口のうちの少なくとも１つまで流れるようにエアを誘導するように構成された１つ以下のブロワアセンブリを有するＨＶＡＣモジュールに適用されてもよい。
【００１８】
［018］本発明の好ましい実施形態および代替実施形態を詳細に説明している次の明細書を図面とともに読めば、本発明のこれらおよび他の特徴および利点が明らかになるであろう。
【００１９】
［019］本発明は次の添付図面を参照して、例示目的として、さらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】［020］逆流防止制御弁を有するオープン構造のＨＶＡＣモジュールの断面図を示している。
【図２】［021］逆流防止制御弁および混合弁を制御することによって図１のＨＶＡＣモジュールにおいてエアの逆流を防止するための方法を示すフローチャートである。
【図３】［022］図２の方法によって制御される弁を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［023］図面は、本発明の実施形態を表しているが、これらの図面は、必ずしも縮尺通りではなく、いくつかの特徴は、本発明を図示し説明するために強調されていることがある。本明細書で説明される例示は、本発明の一形態における実施形態を示しており、そのような例示は、いかなる態様においても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００２２】
［024］図１に示されているのは、本開示の逆流防止制御弁２９０を有するＨＶＡＣモジュール２００の一形態である。差し支えなければ、同様の構成要素についての参照符号が複数の図面にわたって共通的に使用される。図１を参照すると、本開示は、オープン構造のＨＶＡＣモジュール２００に関する。オープン構造のＨＶＡＣモジュールとは、１つには、熱交換器２０４，２０６のコアが、ＨＶＡＣハウジング２０２の内部隔壁２０８，２１０によって専用領域に区切られておらず、熱交換器２０４，２０６の各々のコアを通るエア流の全てまたは一部が、混合弁２２４ａ，２２４ｂによって遮られることができ、任意の１つ以上の領域に方向付けられることができることを意味している。換言すれば、熱交換器２０４，２０６の各々のコア全体を、熱交換器２０４，２０６の各々のコアの一部分のみとは対照的に、エア流を１つ以上の領域に調節するために常に利用することができる。従来技術のＨＶＡＣモジュールとは異なり、オープン構造のＨＶＡＣモジュール２００は、任意の１つの領域を過冷却または過熱することが可能であり、あるいは、異なる温度のエアを多数の領域に供給することが可能である。過冷却または過熱は、ヒータユニット２０６または蒸発器２０４のコアを出る総質量エア流（１００％のエア流）が多数の領域のうちのいずれか１つに方向付けられることによって達成される。
【００２３】
［025］改善されたＨＣＡＣモジュール２００は、ＨＶＡＣハウジング２０２を備えている。ＨＶＡＣハウジング２０２は、蒸発器２０４と、蒸発器２０４から離間されるとともに蒸発器２０４の下流に位置するヒータユニット２０６と、を収容する。低温エアチャンバ２２６が、ＨＶＡＣハウジング２０２内において、蒸発器２０４とヒータユニット２０６との間に形成されており、高温エアチャンバ２２８が、ヒータユニット２０６の下流において、ヒータユニット２０６とＨＶＡＣハウジング２０２の内面との間に形成されている。蒸発器２０４を通るエア流が、そこを出て、低温エアチャンバ２２６内に直接的に入り、ヒータユニット２０６を通るエア流が、そこを出て、高温エアチャンバ２２８内に直接的に入る。ＨＶＡＣハウジング２０２は、エア入口２０１と、４つのエア出口２３０，２３２，２３４，２３６と、を形成している。温度制御されたエアをそれぞれの温度制御領域に供給するために、１つのエア出口が温度制御領域ごとに設けられる。図１において、ＨＶＡＣブロワユニット、および、エア入口２０１へのその接続部は、ＨＶＡＣハウジング２０２の背面側にあり、したがって、図示されていない。また、図１は、２つのエア出口２３２，２３６を図示していないが、これらのエア出口２３２，２３６は、ＨＶＡＣモジュール２００の背面側に直接的に示され、上部隔壁２０８および下部隔壁２１０の背後にそれぞれ隠れていることが理解されよう。２つのエア出口２３０，２３２は、調節されたエアを車両の前部領域に導くためのものであり、２つのエア出口２３４，２３６は、調節されたエアを車両の後部領域に導くためのものである。
【００２４】
［026］上部鉛直隔壁２０８すなわち第１の隔壁２０８は、第１の出口２３０と第２の出口２３２との間でＨＶＡＣハウジング２０２の内面から低温エアチャンバ２２６および高温エアチャンバ２２８内に部分的に延在していてもよい。ＨＶＡＣハウジング２０２の上部は、前部領域エア出口２３０，２３２に流体連通する前部領域混合チャンバ２１２を形成している。同様に、下部鉛直隔壁２１０すなわち第２の隔壁２１０は、第３の出口２３４と第４の出口２３６との間でＨＶＡＣハウジング２０２の内面から低温エアチャンバ２２６および高温エアチャンバ２２８内に部分的に延在していてもよい。ＨＶＡＣハウジングの下部は、後部領域エア出口２３４，２３６に流体連通する後部領域混合チャンバ２１６を形成している。図１において、前部領域出口２３０，２３２は、ＨＶＡＣハウジング２０２の上部に隣接しており、後部領域出口２３４，２３６は、ＨＶＡＣハウジング２０２の下部に隣接している。
【００２５】
［027］改善されたＨＶＡＣモジュール２００は、水平隔壁を備えていないことに留意されるべきである。また、鉛直隔壁２０８，２１０は、それらが備えられている場合、低温エアチャンバ２２６および高温エアチャンバ２２８内に部分的にのみ延在しており、蒸発器２０４およびヒータユニット２０６まで、または、これらを通って延在していないことに留意されるべきである。混合チャンバ２１２，２１６の各々は、低温エアチャンバ２２６および高温エアチャンバ２２８の両方に流体連通する。混合チャンバ２１２，２１６の各々には、混合弁２２４ａ，２２４ｂが配置されている。混合弁２２４ａ，２２４ｂは、低温エアチャンバ２２６および高温エアチャンバ２２８からのエア流の少なくとも一部分をそのそれぞれのエア出口２３０，２３２，２３４，２３６に選択的に迂回させるように構成されている。図１に示されたＨＶＡＣモジュール２００の半分が、上部鉛直隔壁２０８および下部鉛直隔壁２１０の背後において、ＨＶＡＣモジュール２００の背面側に直接的に示されることが理解されよう。したがって、ＨＶＣＡモジュール２００の両半分に混合チャンバおよび混合弁が存在する。改善されたＨＶＡＣモジュール２００を通って多数の領域にエアを誘導するために、単一のブロワ（図示せず）のみが必要となる。
【００２６】
［028］エアをフロントガラスに供給するための第１モード弁２３８、エアをダッシュボードに供給するための第２モード弁２４０、および、エアをドライバーの脚に供給するための第３モード弁２４２が、前部領域混合チャンバ２１２の下流に示されている。後部領域混合チャンバ２１６の下流は、後部乗員の胴または脚にエア流を供給するためのモード弁（図示せず）であってもよい。
【００２７】
［029］蒸発器２０４は、ＨＶＡＣハウジング２０２内においてヒータユニット２０６から離間され、ヒータユニット２０６の上流に配置されている。低温エアチャンバ２２６は、蒸発器２０４とヒータユニット２０６との間のＨＶＡＣハウジング２０２の容積によって形成され、高温エアチャンバ２２８は、ヒータユニット２０６の下流におけるヒータユニット２０６とＨＶＡＣハウジング２０２の内面の一部分との間のＨＶＡＣハウジング２０２の容積によって形成される。
【００２８】
［030］低温エア流路２８６が、ハウジング内において、ハウジング２０２の一部分と内部隔壁とによって形成される。低温エア流路２８６は、低温エアチャンバ２２６から後部領域混合チャンバ２１６まで延在している。低温エア流路２８６は、低温エアが低温エアチャンバ２２６から後部領域混合チャンバ２１６まで移動するためにとる経路である。
【００２９】
［031］上述したように、エアがＨＶＡＣモジュール２００内に引かれて調節されるとともに、個々の領域まで移送されるために、単一のブロワアセンブリが提供される。各領域へのエア流の質量流量および流速は、領域の各々への通気出口に設けられるエア流制御弁およびブロワの速度の組み合わせによって制御され得る。ブロワアセンブリは、車両の外部におけるエアの流れ、または、車両内からの再循環エアの流れにおいて引いてもよい。
【００３０】
［032］各混合チャンバの温度混合弁２２４ａ，２２４ｂは、所望の温度を各領域に提供するために、高温エア流および低温エア流のうちの一方、または、その両方を、低温エアチャンバ２２６および高温エアチャンバ２２８からそれぞれ選択的に遮ってもよい。混合後の領域特有エア流量が、ブロワとそれぞれの流れモード弁位置との協働、および、他の領域モード弁２３８，２４０，２４２の平衡によって制御される。このオープン構造の利点は、可変エア流を各領域に提供するとともに、各領域の任意の１つのためにエアを調節するために、蒸発器２０４およびヒータユニット２０６の総容量を利用することができることである。他の利点は、エア流制御弁を選択的に開閉することによって、熱交換器２０４，２０６を通る総エア流が、各領域の任意の１つに方向付けられ得ることである。モード弁２３８，２４０，２４２は、霜取り通気孔、乗員通気孔または床排気口のうちの１つに、１００％までの１つの領域エア流を方向付けるために、協働され得る。
【００３１】
［033］低温エアチャンバ２２６は、圧力Ｐｅｖと温度Ｔｃとを有している。高温エアチャンバ２２８は、圧力Ｐｈｔｒと温度Ｔｈとを有している。後部領域混合チャンバは、圧力Ｐｍｉｘを有している。本開示の目的のために、後部領域エア出口２３４は、目標排出エア流量Ｑｔｏｔと目標排出温度Ｔｍｉｘとを有している。包括的なルールとして、低温エアチャンバ２２６の圧力Ｐｅｖは、ヒータ２０６を通過する追加的な抵抗に起因して、高温エアチャンバ２２８の圧力Ｐｈｔｒよりも常に高い。
【００３２】
［034］ある限られた状況において、低温エアが低温エア流路２８６から後部領域混合チャンバ２１６に到達し、高温エアチャンバ２２８内に逆流することが見出された。これは、後部領域混合弁２２４ｂがほぼ全ての低温エアを後部領域エア出口２３４に供給する位置にあり、前部領域混合弁２２４ａがほぼ全ての高温エアを前部領域エア出口に供給する位置にあり、前部領域が大きなエア流量を要求するときに生じる。後部領域混合弁２２４ｂのこの位置は、低温エア流にほとんど抵抗を与えず、それによって、後部領域混合チャンバ２１６内の圧力Ｐｍｉｘが上昇する。一方、前部領域混合弁２２４ａのそのような位置、および、求められる大きな流量によって、圧力Ｐｈｔｒは低下する。Ｐｍｉｘが上昇してＰｅｖ付近に達し、Ｐｈｔｒが低下すると、ＰｍｉｘはＰｈｔｒよりも高くなる。この状況では、低温エアは、低温エア流路２８６から後部領域混合チャンバ２１６に到達し、次いで、高温エアチャンバ２２８に向けて逆流する。この低温エアは、高温エアチャンバ２２８内の高温エアと混合され、それによって、高温エアチャンバ２２８内のエアが冷却され、前部領域エア出口へ流れるエアの温度が低下する。
【００３３】
［035］したがって、低温エア流路２８６から高温エアチャンバ２２８への逆流を抑制することが望まれる。低温エアチャンバ２２６と後部領域混合チャンバ２１６との間の逆流防止制御弁２９０を使用して低温エアチャンバ２２６からの低温エアの排出を制御することによって、低温エア流路２８６における圧力低下を作り出すことによってＨＶＡＣモジュールの圧力が調節される。このようにして、逆流防止制御弁２９０は、高温エアチャンバ２２８の圧力Ｐｈｔｒ未満となるように、後部領域混合チャンバの圧力Ｐｍｉｘを維持する助けとなる。逆流防止制御弁２９０は、低温エアチャンバ２２６からのエアをスロットルで調節することによって、低温エア流路２８６に沿って低温エアに作用する抵抗を増大させ、それによって、低温エアが後部領域混合チャンバ２１６に移動する際に低温エアの圧力を低下させる。逆流防止制御弁２９０は、制御弁２９０が高温エアチャンバ２２８と後部領域混合チャンバ２１６との間の流体連通の断面に影響を与えないように、高温エアチャンバの後部領域混合チャンバへの流体連通から独立して作動してもよい。ＨＶＡＣシステム自体によって混合弁を制御可能な場合、後部領域混合弁２２４ｂを個別に操作可能な２つの弁に置き換えることが適していることもある。これら２つの弁のうちの一方は、低温エア流路２８６専用であり、他方は、高温エアチャンバ２２８を出る高温エア専用である。しかしながら、図１に示すように、後部領域混合弁２２４ｂに加えた別体の逆流防止制御弁２９０は、全ての構成に適しており、そのような構成には、後部領域混合弁２２４ｂが外部から制御されるとともにＨＶＡＣ制御装置にアクセスできない構成が含まれる。
【００３４】
［036］図２は、図１に示されるオープン構造のＨＶＡＣモジュールの逆流防止制御弁２９０の作動方法３００を示している。この方法は、低温エアチャンバの圧力Ｐｅｖ、低温エアチャンバの温度Ｔｃ、高温エアチャンバの圧力Ｐｈｔｒ、高温エアチャンバの温度Ｔｈ、および、後部領域混合チャンバの圧力Ｐｍｉｘをステップ３１０で読み込むことによって開始される。次いで、ステップ３２０において、後部領域エア出口について、排出エア流量目標Ｑｔｏｔと排出温度目標Ｔｍｉｘとが設定される。この方法は、ステップ３３０で逆流防止制御弁の抵抗Ｒｃを計算するとともに、ステップ３４０で後部領域混合弁の抵抗Ｒｈを計算することによって継続される。逆流防止制御弁の抵抗Ｒｃは、式１によって計算されてもよく、一方、後部領域混合弁の抵抗Ｒｈは、式２によって計算されてもよい。この方法は、米国特許出願第１４／８０１，８６２に開示されたシステムおよび制御方法などのオープン構造の多数領域ＨＶＡＣシステムに組み入れられてもよい。当該出願は、参照によってその全体が本願に組み入れられる。
【００３５】
式１：
【数１】
2017081529.tif 000003
式２：
【数２】
2017081529.tif 000004
【００３６】
［037］代替的に、制御弁初期位置および混合弁位置で開始して、制御弁の抵抗Ｒｃおよび後部領域混合弁の抵抗Ｒｈが、予め較正されたテーブルから参照されてもよい。排出エア流量Ｑｔｏｔおよび排出温度Ｔｍｉｘは、式３および式４にしたがってそれぞれ計算されてもよく、目標温度および目標流量と比較され、比例積分微分（ＰＩＤ）制御の方法によって弁が再位置決めされてもよい。
【００３７】
式３：
【数３】
2017081529.tif 000005
式４：
【数４】
2017081529.tif 000006
【００３８】
［038］この方法は、ステップ３５０において、計算された制御弁の抵抗Ｒｃに対応する制御弁の位置ＰＯＳｃを決定することによって継続される。この決定は、予めプログラムされた制御弁較正データを参照することに基づいている。予めプログラムされた制御弁較正データは、表１に示されるように、ルックアップテーブルの形態であってもよい。
【００３９】
【表１】
2017081529.tif 000007
【００４０】
［039］この方法は、ステップ３６０において、計算された後部領域混合弁の抵抗Ｒｈに対応する後部領域混合弁の位置ＰＯＳｈを決定することによって継続される。この決定は、予めプログラムされた制御弁較正データを参照することに基づいている。予めプログラムされた後部領域混合弁較正データは、表２に示されるように、ルックアップテーブルの形態であってもよい。
【００４１】
【表２】
2017081529.tif 000008
【００４２】
［040］ステップ３７０において、この方法は、計算された制御弁の抵抗Ｒｃに対応するものとして決定された制御弁の位置ＰＯＳｃまで制御弁を動作させることを含む。ステップ３８０は、計算された混合弁の抵抗Ｒｈに対応するものとして決定された後部領域混合弁の位置ＰＯＳｈまで後部領域混合弁を動作させることを含む。
【００４３】
［041］図３は、図２の方法によって制御される弁の概略図である。低温エアチャンバの圧力Ｐｅｖおよび低温エアチャンバの温度Ｔｃに基づいて、逆流防止制御弁２９０は、低温エア流量Ｑｃとなるように位置決めされる。後部領域混合弁２２４ｂは、高温エアチャンバの圧力Ｐｈｔｒおよび高温エアチャンバの温度Ｔｈに基づいて位置決めされ、高温エア流量Ｑｈとなる。低温エア流量Ｑｃおよび高温エア流量Ｑｈは、後部混合チャンバ２１６内で混合されて、後部領域混合チャンバ圧力Ｐｍｉｘ、排出エア流量Ｑｔｏｔおよび排出温度Ｔｍｉｘとなる。
【００４４】
［042］上述した特徴および利点を提示するために特定の実施形態および変形形態を参照して本発明が説明されたが、これらの実施形態は当業者にとって明らかであるように修正することができることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００４５】
２００…モジュール
２０１…エア入口
２０２…ハウジング
２０４…蒸発器
２０６…ヒータ
２０８…上部鉛直隔壁
２１０…下部鉛直隔壁
２１２…前部領域混合チャンバ
２１６…後部領域混合チャンバ
２２６…低温エアチャンバ
２２８…高温エアチャンバ
２３０，２３２…前部領域エア出口
２３４，２３６…後部領域エア出口
２３８…第１モード弁
２４０…第２モード弁
２４２…第３モード弁
２８６…低温エア流路
２９０…制御弁
２２４ａ…前部領域混合弁
２２４ｂ…後部領域混合弁
【図１】
2017081529.tif 000009
【図２】
2017081529.tif 000010
【図３】
2017081529.tif 000011
【外国語明細書】
2017081529000001.pdf