JP3334195B2 - 車両用ヒートポンプ式空調装置 - Google Patents
車両用ヒートポンプ式空調装置Info
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Description
を電動機で駆動するヒートポンプで行う空調装置に関す
る。
えば、図4にその具体的構成を示すように、冷房作用
は、冷媒を圧縮する圧縮機1をエンジンにて駆動し、室
外熱交換器2と室外熱交換器用送風装置3で車室外空気
に放熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷媒を冷媒絞
り装置4を介して、室内熱交換器5に導き、室内用送風
装置6により送風された空気を冷却しながら蒸発し冷房
作用を行うものであった。
ータコア15にエンジンの冷却水(温水)を流し、室内
用送風装置6により送風された空気を加熱するものであ
る。
き出される空気温度の調節は、通風ダクト20内に配さ
れたミックスダンパ16の開度調節にてヒータコア15
を流れる温風と、ヒータコア15をバイパスする冷風の
量を調節して行うものである。更に、圧縮機1をエンジ
ンにて駆動させて、室内熱交換器5にて冷却された空気
をヒータコア15にて再加熱することもできる。従っ
て、ミックスダンパ16を用いることにより吹出温度を
冷房から暖房へまたその逆に暖房から冷房へ連続して変
化させることが可能である。
ンプ空調装置例えば電気駆動自動車用空調装置を図5に
示す。冷房作用は上記と同様であるが、暖房作用につい
ては上記エンジンの冷却水(温水)は無いため、圧縮機
1の下流に四方切替え弁7を用いて冷媒流路を逆にし、
室内熱交換器5で室内用送風装置6により送風された空
気を加熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷媒を冷媒
絞り装置4を介して室外熱交換器2に導き、ここで車室
外の空気を冷却しながら冷媒が吸熱、蒸発するヒートポ
ンプ暖房を行うようになっている。従って、上記燃料駆
動自動車用空調装置のようにミックスダンパはないた
め、吹出温度調節は、電動機8を駆動する電動機駆動装
置9を制御して、圧縮機1の回転数を調節して行うこと
となる。
するヒートポンプ空調装置例えば電気駆動自動車用空調
装置においても、上記のごとく圧縮機の回転数のみで吹
出温度を調節する必要があるが、電動機(圧縮機)の回
転数の変化率は圧縮機保護のために制限されており、ま
た冷凍サイクルの応答も遅いため、吹出温度が希望する
速さで迅速に変化しない。
気ヒータを設置したり、冷凍サイクルを2系統設けてヒ
ータコアに代わり暖房専用の室内熱交換器を設置すれば
ミックスダンパを設けて、従来の燃料駆動自動車用空調
装置と同様に吹出温度を調節することが可能である。し
かしながら次の点で実施が困難である。前者は多大の電
力を必要とし、電気駆動自動車においては蓄電池の容量
が限られているため車両の走行性能に影響を及ぼしてし
まう。また後者は図6に示すごとく構成部品点数が多い
ために車両への搭載スペースを大きく必要とし、またコ
ストも大きくなってしまう。
単な構成で、上記課題を解決する車両用ヒートポンプ式
空調装置を提供することを目的とする。
して上記課題を解決するために、車室内空気もしくは車
室外空気もしくは両者を混合した空気を導入して送風す
る室内用送風装置と、当該混合比を調節する混合比調節
装置と、この室内用送風装置により送風された空気を車
室内に導く通風ダクトと、この通風ダクト内に配設され
た室内熱交換器と、通風ダクトを通過した空気の車室内
への吹出口と、四方切替え弁と、冷媒絞り装置と、室外
に設置された室外熱交換器と、室外熱交換器用送風装置
と、冷媒を圧縮循環させる圧縮機と、圧縮機を駆動する
電動機と、電動機を駆動する電動機駆動装置とを備え、
車室外温度、車室内温度、日射量、乗員により指定され
た設定温度等により車室内を自動的に目標温度に到達、
維持させるべく、必要な吹出温度を演算し少なくとも電
動機駆動装置と混合比調節装置を制御して吹出温度を自
動調節するコントロールユニットを設けている。
決するために、車速検出器を設け当該検出値に応じて混
合比調節装置の制御を補正している。
室内温度、日射量、乗員により指定された設定温度等に
より車室内を自動的に目標温度に到達、維持させるべ
く、必要な吹出温度を演算し少なくとも電動機駆動装置
と混合比調節装置を制御して吹出温度を自動調節するコ
ントロールユニットを設けているので以下のように作用
させることができる。
混合比を調節する混合比調節装置により両者を混合して
おき、演算された吹出温度となるように圧縮機(電動
機)を電動機駆動装置をコントロールユニットが作動さ
せる。ここで、吹出温度の変更が必要になり、急がない
場合は電動機駆動装置により圧縮機(電動機)を、急ぐ
場合には混合比調節装置を作動させる。そして車室外空
気温度は低いので、車室外空気の混合比を増せば吹出温
度は下がり、減らせば吹出温度は上がる。
空気の混合比を調節する混合比調節装置により両者を混
合しておき、演算された吹出温度となるように圧縮機
(電動機)を電動機駆動装置をコントロールユニットが
作動させる。ここで、吹出温度の変更が必要になり、急
がない場合は電動機駆動装置により圧縮機(電動機)
を、急ぐ場合には混合比調節装置を作動させる。そして
車室外空気温度は高いので上記とは逆に、車室外空気の
混合比を増せば吹出温度は上がり、減らせば吹出温度は
下がる。
を設け当該検出値に応じて混合比調節装置の制御を補正
しているので以下のように作用させることができる。
外空気が多く導入されてしまう。よって、低外気温では
吹出温度は下がってしまい、高外気温では吹出温度は上
がってしまう。従って、車速が高い場合には混合比調節
装置を作動させて車室外空気の混合比を減らすことによ
り適正な吹出温度とすることができる。
ポンプ式空調装置の構成図を示す。ここで前出の図5従
来の車両用ヒートポンプ式空調装置の構成図との相違点
は、本発明の実施例には、図5従来例に比べ車室外温度
センサー21、車室内温度センサー22、日射量センサ
ー23、設定温度入力器24、コントロールユニット2
5、導入空気切替ダンパ用アクチュエータ26、及び車
速検出器35が追加されている点である。
外温度と日射量に対して室内温度を25℃とするための
吹出温度を示す。
て室内温度を25℃とするための吹出温度を、Bは日射
量大の場合の各車室外温度に対して室内温度を25℃と
するための吹出温度を、Cは目標温度(この場合25
℃)を、Dは混合比調節装置(図1では、導入空気切替
ダンパ19及び導入空気切替ダンパ用アクチュエータ2
6にて構成されている)により車室外空気100%とし
た時、室内熱交換器5へ導入される空気温度(この場合
車室外温度そのものとした)を、Eは混合比調節装置に
より車室外空気50%、車室内空気50%とした時、室
内熱交換器5へ導入される空気温度(この場合、車室外
空気50%、車室内空気50%なので車室内温度を25
℃として、車室外温度と車室内温度25℃との中間値と
した)を示している。
ポンプ式空調装置作動のフローチャートを示す。
トポンプ式空調装置の特に日射量変化に対する作動を説
明する。
センサー21、車室内温度センサー22、日射量センサ
ー23、及び設定温度入力器24よりそれぞれ車室外温
度、車室内温度、日射量、及び設定温度を情報として入
力する。
を加え目標温度を演算する。次に前記各種データにて暖
房モードとするか冷房モードとするかを決定する。
を作動させ、図1において実線で示す冷媒の流れとす
る。
て日射量が大と判断すれば、コントロールユニット25
が導入空気切替ダンパ用アクチュエータ26を作動させ
て、導入空気切替ダンパ19を車室外空気導入が100
%となる位置へ移動させ停止させる。
報により、車室内温度を目標温度に到達、維持させるべ
く必要な吹出温度を演算し、当該必要な吹出温度を達成
するための圧縮機1の能力(回転数)を演算する。そし
て電動機駆動装置9を作動させ、電動機8(圧縮機1)
の回転数を前記演算値とする。
達、維持される。この状況で、日射量の変化が無けれ
ば、コントロールユニット25は上記電動機駆動装置9
の制御を継続し、日射量の変化が有れば導入空気切替ダ
ンパ用アクチュエータ26を作動させて、導入空気切替
ダンパ19の位置を調節して吹出温度の変更を迅速に行
う。
があるが、暖房モードであり車室外温度は低い温度であ
るので、車室外空気は減量し車室内空気を増量させれば
よい。この操作の後は、電動機駆動装置9の制御にもど
る。
日射量が小と判断した場合は、コントロールユニット2
5が導入空気切替ダンパ用アクチュエータ26を作動さ
せて、導入空気切替ダンパ19を車室外空気導入50
%、車室内空気導入50%となる位置へ移動させ停止さ
せる。
報により、車室内温度を目標に到達、維持させるべく必
要な吹出温度を演算し、当該必要な吹出温度を達成する
ための圧縮機1の能力(回転数)を演算する。そして電
動機駆動装置9を作動させ、電動機8(圧縮機1)の回
転数を前記演算値とする。
達、維持される。この状況で、日射量の変化が無けれ
ば、コントロールユニット25は上記電動機駆動装置9
の制御を継続し、日射量の変化が有れば導入空気切替ダ
ンパ用アクチュエータ26を作動させて、導入空気切替
ダンパ19の位置を調節して吹出温度の変更を迅速に行
う。
必要があるが、暖房モードであり車室外温度は低い温度
であるので、車室外空気は減量し車室内空気は増量させ
ればよい。
下げる必要があるが、暖房モードであり車室外温度は低
い温度であるので、車室外空気を増量し車室内空気は減
量させればよい。
にもどる。ここで図3における車室外温度10℃におい
て説明する。
入を100%とするのでDで示される室内熱交換器5へ
の導入空気は10℃となる。
吹出温度はBで示される35℃であるので、室内熱交換
器5にて、導入空気を35℃と10℃の差の25℃分加
熱するべくコントロールユニット25は圧縮機1の能力
(回転数)を演算し電動機駆動装置9を作動させる。
出温度はAで示される45℃とする必要がある。この
時、室内熱交換器5にて25℃加熱されているので、室
内熱交換器5への導入空気は45℃と25℃の差の20
℃とすれば良いので、車室外温度10℃車室内温度25
℃の比率計算により車室外空気1に対し車室内空気2の
割合となる。
空気導入50%、車室内空気導入50%とするのでEで
示される室内熱交換器5への導入空気は17.5℃とな
る(車室内温度が目標温度25℃に安定時)。
吹出温度は日射量無(Aで示される)と日射量大(Bで
示される)の中間とすると40℃であるので、室内熱交
換器5にて、導入空気を40℃と17.5℃の差の2
2.5℃分加熱するべくコントロールユニット25は圧
縮機1の能力(回転数)を演算し電動機駆動装置9を作
動をさせる。
出温度はBで示される35℃とする必要がある。この
時、室内熱交換器5にて22.5℃加熱されているの
で、室内熱交換器5への導入空気は35℃と22.5℃
の差の12.5℃とすれば良いので、車室外温度10℃
車室内温度25℃の比率計算により車室外空気5に対し
車室内空気1の割合となる。
り車室外空気導入率が増加するがコントロールユニット
25は車速検出器35にて車速情報を入力して車室外空
気導入増加分を演算し、当該車室外空気導入増加分を帳
消しにする導入空気切替ダンパ19の位置を演算して、
導入空気切替ダンパ用アクチュエータ26を作動させ、
導入空気切替ダンパ19の位置を前記演算値に調節する
ことが可能である。
は、暖房モードの場合について述べたが冷房モードの場
合については、暖房モードの場合とは逆に車室外温度は
高い温度であるので、吹出温度を下げる必要がある場合
には、車室外空気を減量し車室内空気は増量させればよ
い。
条件により適宜最適値としたり、電動機駆動装置9と導
入空気切替ダンパ用アクチュエータ26を同時に作動さ
せたり、導入空気切替ダンパ用アクチュエータ26によ
る吹出温度調節を徐々に電動機駆動装置9に置き換えた
り、種々の応用が可能である。
おいても、本発明の主旨を満たす範囲で種々の応用が可
能である。
ータを設置したり、冷凍サイクルを2系統設けてヒータ
コアに代わり暖房専用の室内熱交換器を設置してミック
スダンパを設けることなく、消費電力が小さく且つ簡単
な構成で、吹出温度を希望する速さで迅速に変化させる
ことができる。
度とすることができる。
調装置の構成図
調装置作動のフローチャート
対して室内温度を25℃とするための吹出温度特性図
成図
プ式空調装置の構成図
Claims (1)
- 【請求項1】車室内空気もしくは車室外空気もしくは両
者を混合した空気を導入して送風する室内用送風装置
と、当該混合比を調節する混合比調節装置と、前記室内
用送風装置により送風された空気を車室内に導く通風ダ
クトと、前記通風ダクト内に配設された室内熱交換器
と、少なくとも前記室内熱交換器に冷媒を圧縮循環させ
る圧縮機と、前記圧縮機を駆動する電動機と、前記電動
機を駆動する電動機駆動装置と、前記電動機駆動装置及
び前記混合比調節装置を制御するコントロールユニット
とを備え、前記コントロールユニットは、車室内温度、
日射量等に基づいて車室内への送風空気の目標吹出温度
を演算し、前記電動機駆動装置を制御して吹出温度を前
記目標吹出温度に到達維持させる車両用ヒートポンプ式
空調装置において、前記コントロールユニットは、前記
電動機駆動装置を制御する前に、前記混合比調節装置を
制御して、日射量が増加した場合、暖房時は車室外空気
導入量を増加させ、冷房時は車室内空気導入量を増加さ
せて吹出温度を下降させ、日射量が減少した場合、暖房
時は車室内空気導入量を増加させ、冷房時は車室外空気
導入量を増加させて吹出温度を上昇させることを特徴と
する車両用ヒートポンプ式空調装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31966492A JP3334195B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 車両用ヒートポンプ式空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31966492A JP3334195B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 車両用ヒートポンプ式空調装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06156055A JPH06156055A (ja) | 1994-06-03 |
JP3334195B2 true JP3334195B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=18112825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31966492A Expired - Lifetime JP3334195B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 車両用ヒートポンプ式空調装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3334195B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP5626284B2 (ja) | 2011-11-21 | 2014-11-19 | 株式会社デンソー | 車両制御システム |
FR3020130B1 (fr) * | 2014-04-16 | 2019-03-22 | Valeo Systemes Thermiques | Circuit de fluide frigorigene |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP31966492A patent/JP3334195B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH06156055A (ja) | 1994-06-03 |
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