专利汇可以提供An air conditioning system for vehicles专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且,下面是An air conditioning system for vehicles专利的具体信息内容。
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車などの車両に搭載される空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用空調装置に用いられるヒータコアは、エンジン冷却水を熱源とし、エンジン冷却水を冷却するラジエータと並列に設けられている。 一方、トランスミッションオイルの熱負荷が大きな車両では、水冷式のトランスミッションオイルクーラが装着される場合があり、この場合もトランスミッションオイルクーラはヒータコアと並列に設けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の車両用空調装置では、並列に設置されているヒータコアおよびトランスミッションオイルクーラの双方に冷却水が流れるため、ヒータコアへの循環水量が不足し、十分な暖房性能が得られないおそれがある。
【0004】
本発明の目的は、第1および第2の熱交換器の双方に冷却水が流れる場合でも、十分な暖房性能を得ることのできる車両用空調装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用空調装置は、車両を駆動する原動機との間で熱交換をした媒体を車両室内の熱源として供給する熱源供給手段と、熱源供給手段が供給する媒体の供給量を検出する供給量検出手段と、送風機から吐き出された空気を熱源供給手段の媒体と熱交換して、車両室内に温風を吹き出すための第1の熱交換器と、熱源供給手段の媒体と熱交換して、車両室内を暖房する媒体とは異なる媒体と熱交換する第2の熱交換器と、第2の熱交換器による熱交換量を制御する熱交換量制御手段と、熱源供給手段が供給する媒体の供給量、および、第2の熱交換器による熱交換量に基づいて第1の熱交換器を通過する風量を制御し、熱源供給手段が供給する媒体の供給量が所定量より少ない場合には、第2の熱交換器による熱交換量が多いほど送風機の回転数を増加させて風量を増加させる風量調節手段とを有することを特徴とする。
【0006】
【発明の効果】
本発明によれば、車両室内に十分な熱量を供給することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1〜4を参照して本発明による車両用空調装置の一実施の形態について説明する。 図1は、車両用空調装置ACの内部構成を示している。 この車両用空調装置ACは、ファン11を駆動するブロアモータ12と、ファン11により送風された空気を除湿、冷却するエバポレータ13と、エバポレータ13で除湿、冷却された送風空気を再加熱するヒータコア3と、ヒータコア3への配風比を調節するエアミックスドア14とを備えている。 ファン11で加圧、送風された送風空気は、エバポレータ13を通過して除湿、冷却される。 エバポレータ13を通過した空気は、エアミックスドア14により決定される配風比でヒータコア3を通過する空気と、そのまま車室内に吹き出される空気とに分配される。 後述するように、エアミックスドア14は、設定された温度などの空調運転条件に応じて開度すなわち配風比が変化する。 送風空気は、エアミックスドア14の配風比により加熱量が調整される。
【0008】
ヒータコア3の熱源としてエンジン冷却水が用いられる。 図2は、エンジン冷却装置を示す図である。 このエンジン冷却装置は、エンジン1に対して、並列に配置されたラジエータ2と、ヒータコア3と、トランスミッションオイルクーラ4とを有する。 また、このエンジン冷却装置は、エンジン出口水温センサ21と、トランスミッションオイルクーラ4への冷却水量を制御する制御弁5と、低水温時にラジエータ2への冷却水の循環をバイパスするサーモスタット6と、冷却水を循環させるためのウォーターポンプ7と、エンジン回転数センサ22とを備えている。 ウォーターポンプ7は、不図示の駆動力伝達機構を介して、エンジン1の駆動力により駆動される。
【0009】
ウォーターポンプ7から送られてエンジン1を冷却した冷却水は、図2の矢印で示すようにラジエータ2へ向かう流れと、ヒータコア3およびトランスミッションオイルクーラ4へ向かう流れとに分かれる。 ヒータコア3およびトランスミッションオイルクーラ4へ向かう冷却水の流れは、さらにヒータコア3への流れと、制御弁5を介してトランスミッションオイルクーラ4への流れとに分かれる。 ヒータコア3およびトランスミッションオイルクーラ4のそれぞれへ流れた冷却水は再び合流し、ラジーエータ2からの冷却水とも合流してウォーターポンプ7へ流れる。 エンジン1からラジエータ2へ向かう冷却水温度が低ければ、冷却水はサーモスタット6によりラジエータ2をバイパスして、ウォーターポンプ7へ流れる。 エンジン1からラジエータ2へ向かう冷却水温度が高ければ、冷却水はサーモスタット6によりラジエータ2を通過して冷却され、ウォーターポンプ7へ流れる。 ウォーターポンプ7へ流れてきた冷却水は、ウォーターポンプ7で再び加圧されてエンジン1へ圧送される。
【0010】
制御弁5は、サーモスタット6と同様の構造を持ち、制御温度Tcにて開閉する。 すなわち、エンジン出口水温<Tcの場合、制御弁5は閉じ、エンジン出口水温≧Tcの場合、制御弁5は開く。 ヒータコア3は、車室内へ送風する空気の加熱源として機能する。 そこで、エンジン始動直後で冷却水温が低い場合、すなわち、エンジン出口水温<Tcの場合には、暖房能力の確保を優先するために制御弁5が閉じ、トランスミッションオイルクーラ4への冷却水の流れを遮断して、ヒータコア3へ流れる冷却水を増やす。 冷却水の温度が上昇して、エンジン出口水温≧Tcとなった場合には、制御弁5が開き、トランスミッションオイルクーラ4にも冷却水を流す。 これにより、低温のトランスミッションオイルを暖めるとともに、車両の走行によってトランスミッションオイルが冷却水温よりも高温になった場合には、これを冷却する。
【0011】
図3は、上述の車両用空調装置ACの制御を行う空調制御部100のシステムブロック図である。 空調制御部100は、乗員が車室内の温度設定を行う温度設定器32と、車両外の温度を測定する外気温度センサ33と、車室内の温度を測定する車室内温度センサ34と、日射状態を検出する日射センサ35と、車両用空調装置ACが吸い込む空気の温度を測定する吸い込み温度センサ36と、これら各センサおよび、エンジン出口水温センサ21とエンジン回転数センサ22からの信号を基に空調運転条件を演算するオートアンプ31とを備えている。 さらに、空調制御部100は、オートアンプ31により演算された空調運転条件により、ブロアモータ12の回転数を制御するファンコントロール回路40と、エアミックスドア14の開度を制御するエアミックスドアアクチュエータ50(以下、アクチュエータと呼ぶ)とを備えている。
【0012】
上記構成の空調制御部100では、車室内が乗員の設定した設定温度になるよう、上述の各センサとエンジン回転数センサ22、およびエンジン出口水温センサ21からの情報を基にオートアンプ31で空調運転条件の演算が行われる。 演算された空調運転条件に基づいて、オートアンプ31は、ファンコントロール回路40および、アクチュエータ50に信号を送り、ブロアモータ12の回転数Rfを制御するとともに、エアミックスドア14の開度Xmを制御する。
【0013】
上記構成の車両用空調装置ACは、空調制御部100によりブロアモータ12の回転数とエアミックスドア14の開度を制御して、車室内が設定温度になるよう風量、温度が調節された送風空気を車室内に送風することができる。
【0014】
エアミックスドア14の開度Xmおよび、ブロアモータ12の回転数Rfは、次の式で表される。
【数1】
Xm=f1(Tw,Tam,Tin,Ts,Tptc,Q)
【数2】
Rf=f2(Xm)
ここで、Twはエンジン出口水温、Tamは外気温度、Tinは車室内温度、Tsはファン吸い込み空気温度、Tptcは車両内設定温度、Qは日射量であり、これらは、車両用空調装置の熱負荷に関するパラメータである。
また、Xmが所定値以上でエアミックスドア14は全開となる。
【0015】
送風空気の加熱源である冷却水は、エンジン1の駆動力により駆動されるウォーターポンプ7で図2に示す冷却装置を循環する。 エンジン1が低回転数のときには、ウォーターポンプ7の送水量も減るので、ヒータコア3に流れる冷却水量が低下する。 特に、エンジン出口水温≧Tcとなって制御弁5が開となり、トランスミッションオイルクーラ4にも冷却水が流れる場合には、ヒータコア3に流れる冷却水量はさらに低下する。
【0016】
送風空気の風量が不変で、ヒータコア3に流れる冷却水量が減少した場合、ヒータコア3における熱交換量が減少するため、送風空気のヒータコア3の出口温度は低下し、車両室内への送風空気の熱量は減少する。 ここで、送風空気量を増やすと、ヒータコア3における熱交換量が増えて、車両室内への送風空気の熱量減少を補うことができる。
【0017】
そこで本実施の形態では、ヒータコア3に流れる冷却水量が減少した場合に、次のようにエアミックスドア14の開度を増して、ヒータコア3への送風風量を増加することで熱交換量の減少を補い、車室内への送風空気の熱量減少を補正するようにしている。
【0018】
空調制御部100で演算された補正前のエアミックスドア14の開度をXmとし、エアミックスドア14の開度補正値をα、補正後のエアミックスドア14の開度をXとする。 補正後のエアミックスドア14の開度Xは、X=Xm×αで表される。 エアミックスドア14は、フルクール位置からフルホット位置の間を回動可能である。 ヒータコア3に流れる冷却水量が低下した場合に、ヒータコア3への送風風量を増加することで熱交換量を増加させるという本発明の趣旨から、1<αである。 また、外気温度が所定値以下の低温のとき、またはブロア風量が所定値以上のときのようにエアミックスドア14がフルホット位置のときは、開度補正を行わない。
【0019】
図4は、ヒータコア3に流れる冷却水量が減少した際に、ヒータコア3への送風風量を増加させる動作を示すフローチャートである。 図4のプログラムは、空調制御部100のオートアンプ31で実行される。 乗員の操作により車両用空調装置ACのスイッチが操作されると、ステップS1で各センサおよび温度設定器32からの出力信号を入力してステップS3へ進む。 ステップS3では、ステップS1で入力した各信号より、送風空気の吹き出し温度を演算し、ステップS5へ進む。 ステップS5では、ステップS3で演算した吹き出し温度に対応するエアミックスドア14の開度Xmと、ブロアモータ12の回転数Rfを上述した演算式に基づいて演算し、ステップS7へ進む。
【0020】
ステップS7で、エンジン1の回転数がNL回転/分より大であると判断された場合、ステップS9で、エンジン出口水温がTc未満であると判断された場合、ステップS11でファン11の送風風量が最大風量Qmの1/2より大であると判断された場合、ステップS13で、外気温度がTe未満であると判断された場合は、各々ステップS17へ進む。 ステップS17では、エアミックスドア14の開度補正を行わず、すなわち、ステップS5で演算されたファン11の送風風量(ブロアモータ12の回転数)とエアミックスドア14の開度の信号をファンコントロール回路40およびアクチュエータ50へ出力して、ステップS1へ戻る。
【0021】
ステップS7において、エンジン1の回転数がNL回転/分以下であると判断されると、ステップS9へ進む。 ステップS9で、エンジン出口水温がTc以上であると判断されるとステップS11へ進む。 ステップS11でファン11の送風風量が最大風量Qmの1/2以下であると判断されるとステップS13へ進む。 ステップS13で、外気温度がTe以上であると判断されると、ステップS15へ進む。 ステップS15では、ステップS5で演算されたエアミックスドア14の開度を補正し、ステップS5で演算されたファン11の送風風量(ブロアモータ12の回転数)と補正したエアミックスドア14の開度の信号をファンコントロール回路40およびアクチュエータ50へ出力し、ステップS1へ戻る。
【0022】
上述したように、本実施の形態の車両用空調装置ACでは、以下の▲1▼〜▲4▼の開度補正条件が成立した場合、エアミックスドア14の開度Xmを開き側に補正している。
▲1▼エンジン回転数がNL未満、
▲2▼エンジン出口水温がTc以上、
▲3▼ファン11の送風風量がQm/2未満、および▲4▼外気温度がTe以上。
これにより、ヒータコア3へ流れる冷却水の水量が減少し、十分な暖房性能が得られないおそれのある場合には、エアミックスドア14の開度Xmを所定割合多く開き、ヒータコア3へ流れる送風空気の風量を増加させることで、十分な暖房性能を確保する。 なお、▲2▼は制御弁5が開く条件であり、▲2▼だけを補正条件としてもよい。 ▲3▼,▲4▼は、エアミックスドア14がフルホット開度となる条件であり、開き側に開度補正ができない条件を示している。 ▲3▼,▲4▼は判断しなくてもよい。
【0023】
なお、図4のステップS5において、エアミックスドア14の開度Xmがフルクール位置、すなわちXm=0の場合、ステップS15における補正後のエアミックスドア14の開度Xは、X=Xm×α=0である。 この場合には、エアミックスドア14はフルクール位置のままである。
【0024】
上述の車両用空調装置によれば、以下の作用効果を奏する。
(1) ヒータコア3へ流れる冷却水の水量が減少した場合に、エアミックスドア14の開度を補正してホット側へ移動させることで、ヒータコア3へ流れる送風空気の風量を増加させた。 これにより、ヒータコア3へ流れる冷却水の水量が減少したことによる熱交換量の低下を補い、車室内への送風空気の熱量低下を抑制できる。
(2) エアミックスドア14の開度補正は、エンジン回転数、エンジン出口水温、ブロアファン風量、および外気温度により判断するようにしているので、車室内への送風空気の熱量低下の補正を的確に行うことができる。
【0025】
上述の実施の形態では、ヒータコア3を通過する送風風量を増加させる手段として、エアミックスドア14の開度を変更することとしたが、ブロアモータ12の回転数を変更しても同様の効果を得ることができる。 また、エアミックスドア14の開度変更とともに、ブロアモータ12の回転数を変更しても同様の効果を得ることができる。
【0026】
上述の実施の形態およびその変形例では、ヒータコア3と並列配置される熱交換器としてトランスミッションオイルクーラ4を用いたが、エンジンオイルクーラであってもよい。 車両室内を暖房する送風空気とは異なる媒体を冷却水と熱交換する熱交換器であればこれに限定されない。 制御弁5の開閉温度はTcであったが、これに限らない。 エンジン出口水温により制御弁5が多段階の開度となってもよく、連続的に開度が変わってもよい。 制御弁の開度に応じてエアミックスドア14の開度補正値αを変化させてもよい。 すなわち、制御弁の開度が大きくなるに従いαを大きくするようにしてもよい。 また、内燃機関を利用した車両に限らない。 電気モータにより走行する車両にも本発明を適用できる。 この場合、冷却水を循環するポンプの駆動に専用のモータを用いるならば、上述の実施の形態およびその変形例のように原動機の回転数を判断する必要はない。 さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態に何ら限定されない。
【0027】
以上の実施の形態およびその変形例において、熱源供給手段はエンジン冷却装置に、供給量検出手段はエンジン回転数センサ22に、第1の熱交換器はヒータコア3に、第2の熱交換器はトランスミッションオイルクーラ4に、熱交換量制御手段は制御弁5にそれぞれ対応する。 風量調節手段は、ファン11、ブロアモータ12、およびエアミックスドア14により構成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の車両用空調装置ACの内部構成を示す図である。
【図2】 本発明の車両用空調装置ACの熱源となるエンジン1の冷却装置を示した図である。
【図3】 本発明の車両用空調装置ACの制御を行う空調制御部100のシステムブロック図である。
【図4】 本発明の車両用空調装置ACにおいて、ヒータコア3に流れる冷却水量が減少した際に、ヒータコア3への送風風量を増加させる動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン 3 ヒータコア4 トランスミッションオイルクーラ 5 制御弁7 ウォーターポンプ 11 ファン12 ブロアモータ 14 エアミックスドア31 オートアンプ 32 温度設定器40 ファンコントロール回路50 エアミックスドアアクチュエータ 100 空調制御部
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
室内空調システム | 2020-05-08 | 829 |
空気調和機の室内機 | 2020-05-08 | 467 |
温風暖房機 | 2020-05-08 | 621 |
空調給湯システム | 2020-05-08 | 382 |
シートヒータ装置 | 2020-05-08 | 202 |
車両用空気調和装置 | 2020-05-11 | 83 |
冷暖房システム | 2020-05-08 | 590 |
吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置 | 2020-05-11 | 605 |
配管径の決定方法、配管径の決定装置、および冷凍装置 | 2020-05-11 | 268 |
付加的な空気入口を備える換気、暖房、及び/又は、空調設備 | 2020-05-08 | 441 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。