JPH071950A - 自動車用空調装置の暖房制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間で所定の吹出温度に到達すると共に、
暖房初期時における体感温度を良好にする。 【構成】 冷媒圧力判定手段によって冷暖房サイクルの
高圧側の冷媒圧力が所定値以下であると判定された場合
には、サブコンデンサの加熱力が十分でないと判断し
て、冷媒圧力が所定値に到達するまで、エバポレータド
ア制御手段によってエバポレータの前面を閉塞すると共
に、送風機制御手段によって送風機を停止させる。これ
によって、サブコンデンサの温度は送風機稼働時に比べ
て短時間に上昇し、冷媒圧力も上昇する。冷媒圧力が所
定値まで上昇したことが判定された後、送風機を稼働さ
せるために、吹出空気の温度は高くなる。また、車室内
温度が所定値以上上昇したことが判定された後、エバポ
レータドアを開扉して除湿を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用空調装置で
あって、特に電気自動車に利用されるタイプのもので、
コンプレッサから流出した冷媒を、冷房運転時において
は、少なくともメインコンデンサ、サブコンデンサ、膨
張弁、エバポレータの順で循環させ、暖房運転時におい
ては、メインコンデンサをバイパスして循環させるよう
にした冷暖房サイクルを有する自動車用空調装置の暖房
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車用の空気調和装置としては、
例えば特開昭５９─４９４３９号公報や実公昭６２─１
８４８４号公報等に示されるヒートポンプ式の空調装置
を利用することが考えられるが、近年においては、空調
ダクトのクーリングユニットの下流にサブコンデンサを
設け、メインコンデンサの流入側に設けられた切換弁に
よって、コンプレッサから流出した冷媒を、冷房運転時
にはメインコンデンサ、サブコンデンサ、クーリングユ
ニット、コンプレッサの順で循環させ、暖房運転時には
メインコンデンサをバイパスさせて、サブコンデンサ、
クーリングユニット、コンプレッサの順で循環させるよ
うにしたシステムが考えられている。

【０００３】このシステムにおいて冷房運転時には、コ
ンプレッサから吐出された冷媒は、メインコンデンサを
通過し、ここで外気に放熱して液化する。このために、
サブコンデンサを通過する冷媒は低温になっており、サ
ブコンデンサによる加熱量は少なくなっている。また、
空調ダクト内を通過する空気への影響を少なくするため
に、冷暖切換ドアはサブコンデンサ前面を全閉してお
り、エバポレータで冷却された空気が直接車室内に吹き
出すようになっている。

【０００４】一方、暖房運転時には、コンプレッサから
吐出された冷媒は、メインコンデンサをバイパスしてサ
ブコンデンサに供給され、ここで通過する空気に放熱す
る。この空気はエバポレータを通過する時に吸熱されて
低温になっているが、サブコンデンサによる加熱の方が
エバポレータによる吸熱よりもコンプレッサの仕事分多
いため、全体として空調ダクト内の空気は加熱されるよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述に
示すような従来の空調装置において、暖房運転を起動す
ると、冷却手段としてのエバポレータを通過して冷却さ
れた空気は、十分に温度が上昇していないサブコンデン
サを通過することとなるために、このサブコンデンサに
おいて加熱が十分されず、車室内に吹き出す空気は乗員
の暖房要求に反して冷気となるために、乗員に不快感を
与える。また、暖房初期時から、エバポレータによる除
湿が実行されるために、吹出空気の体感温度はさらに低
く感じるものである。

【０００６】このためにこの発明は、短時間で所定の吹
出温度に到達すると共に、暖房初期時における体感温度
を良好にできる自動車用空調装置の暖房制御装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明は、
空調ダクト内に送風機と、エバポレータと、冷暖切換ド
アで通風量が調節されるサブコンデンサとを配し、コン
プレッサ、メインコンデンサ、前記サブコンデンサ、膨
張弁及び前記エバポレータを少なくともこの順で接続
し、暖房運転時には前記コンプレッサから供給される冷
媒を前記メインコンデンサをバイパスして循環させる冷
暖房サイクルを有する自動車用空調装置において、前記
エバポレータの前面に配され、該エバポレータの前面を
開閉するエバポレータドアと、前記冷暖房サイクルの高
圧側の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、車室内
温度を検出する車室内温度検出手段と、前記冷媒圧力検
出手段によって検出された冷媒圧力が所定値以上である
か否かを判定する冷媒圧力判定手段と、前記車室内温度
検出手段によって検出された車室内温度が、所定値以上
上昇したか否かを判定する車室内温度判定手段と、前記
冷媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以下である
と判定された場合に前記エバポレータドアを閉じ、前記
冷媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以上である
と判定されると共に、前記車室内温度判定手段によって
車室内温度が所定値以上上昇したと判定された場合に前
記エバポレータドアを開くエバポレータドア制御手段
と、前記冷媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以
下であると判定された場合に前記送風機を停止させ、前
記冷媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以上であ
ると判定された場合に前記送風機を稼働させる送風機制
御手段とを具備することにある。

【０００８】

【作用】したがってこの発明においては、冷媒圧力判定
手段によって冷暖房サイクルの高圧側の冷媒圧力が所定
値以下であると判定された場合には、サブコンデンサの
加熱力が十分でないと判断して、冷媒圧力が所定値に到
達するまで、エバポレータドア制御手段によってエバポ
レータの前面を閉塞すると共に、送風機制御手段によっ
て送風機を停止させる。これによって、サブコンデンサ
の温度は送風機稼働時に比べて短時間に上昇し、冷媒圧
力も上昇する。冷媒圧力が所定値まで上昇したことが判
定された後、送風機を稼働させるために、吹出空気の温
度は高くなる。また、車室内温度が所定値以上上昇した
ことが判定された後、エバポレータドアを開扉して除湿
を実行するために、暖房初期時には除湿が実行されない
ため、上記課題を達成できる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。

【００１０】図１において示されるこの発明に係る自動
車用空調装置１は、主に電気自動車に搭載されるもの
で、空調ダクト２の最上流側にインテーク装置３が設け
られ、内気導入口４と外気導入口５との開口割合がアク
チュエータ３２によって駆動されるインテークドア６で
調整されるようになっている。このインテーク装置３の
下流側には送風機７が設けられ、インテークドア６によ
って選択された外気、内気若しくは外気と内気の混合気
がこの送風機７の駆動によって空調ダクト２の下流側に
送られる。

【００１１】この送風機７の下流には、冷暖房サイクル
８の一部を構成するエバポレータ９、サブコンデンサ１
０が配され、ここで送風機７によって送り込まれた空気
との熱交換が行われ、空調ダクト２の最下流側に開口
し、アクチュエータ３５によって駆動されるモードドア
１３で適宜選択的に開閉されるフット吹出口１４、ベン
ト吹出口１５、デフ吹出口１６から車室内に吹き出すも
のである。

【００１２】本願発明に係る自動車用空調装置１におい
ては、前記エバポレータ９には、前記エバポレータ９の
上流側を開閉すると共にエバポレータ９の迂回路を開閉
するようにアクチュエータ３３によって駆動されるエバ
ポレータドア１１が設けられ、また前記サブコンデンサ
１０には、このサブコンデンサ１０の上流側を開閉する
と共にサブコンデンサ１０の迂回路を開閉するようにア
クチュエータ３４によって駆動される冷暖切換ドア１２
が設けられている。

【００１３】前記冷暖房サイクル８は、空調ダクト２内
に配された前記エバポレータ９及び前記サブコンデンサ
１０と、コンプレッサ１７、三方弁（切換弁）１８、メ
インコンデンサ１９、リキッドタンク２０、膨張弁２
１、及びアキュムレータ２２によって構成されており、
冷房時にはコンプレッサ１７、切換弁１８、メインコン
デンサ１９、サブコンデンサ１０、リキッドタンク２
０、膨張弁２１、エバポレータ９、アキュムレータ２２
と直列に配管結合される冷房サイクルが構成され、また
暖房時には、前記切換弁１８が切換られることによっ
て、メインコンデンサ１９がバイパスされ、コンプレッ
サ１７から切換弁１８を介してサブコンデンサ１０に冷
媒が送られるものである。

【００１４】冷房時において、コンプレッサ１７によっ
て圧縮され高圧高温になった気体冷媒は、切換弁１８を
介してメインコンデンサ１９に送られる。ここで、メイ
ンコンデンサ１９を通過する空気に放熱して液化され、
高圧低温とされた冷媒は、サブコンデンサ１０を通過し
てリキッドタンク２０に至り、ここで気液分離され純粋
の液体冷媒として膨張弁２１に送られる。膨張弁２１を
通過することで減圧された冷媒は、エバポレータ９を通
過する間に、エバポレータ９を通過する空気の熱を吸収
して蒸発し気体冷媒となり、アキュムレータ２２を介し
てコンプレッサ１７に回帰する。この動作が連続して繰
り返されることによってエバポレータ９を通過する空気
の熱が冷媒を介してメインコンデンサ１９から放出され
ることとなり、エバポレータ９を通過する空気が冷却さ
れるものである。

【００１５】また、暖房時において、コンプレッサ１７
によって圧縮された冷媒は、切換弁１８によってメイン
コンデンサ１９をバイパスしてサブコンデンサ１０に至
るもので、このサブコンデンサ１０を通過する空気に放
熱して液化するものである。このサブコンデンサ１０に
よる放熱量は、エバポレータ９における吸熱量に比して
コンプレッサ１７の仕事量分多いために、エバポレータ
９及びサブコンデンサ１７を通過した空気は、結果とし
てコンプレッサ１７による仕事量分加熱されることとな
る。

【００１６】これによって、冷房時には、前記冷暖房サ
イクル８はメインコンデンサ１９を通過するように切換
弁１８が切り換えられ、また冷暖切換ドア１２がサブコ
ンデンサ１０を閉鎖するために、エバポレータ９を通過
して冷却された空気が車室内に吹き出すものである。

【００１７】また、暖房時には、前記冷暖房サイクル８
はメインコンデンサ１９を通過するように切換弁１８が
切り換えられ、また冷暖切換ドア１２がサブコンデンサ
１０を解放して、エバポレータ９を通過して冷却された
空気をサブコンデンサ１０に加熱するために、温風が車
室内に吹き出すものである。特に、本願においては、エ
バポレータ９の前方にエバポレータドア１１を設けたこ
とによって、暖房時にはこのエバポレータドア１１によ
ってエバポレータ９を閉鎖し、吸入空気がエバポレータ
９を迂回することから暖房効率を上げることができるも
のである。

【００１８】以上の自動車用空調装置１を制御するため
に、マイクロコンピュータ２３が設けられている。この
マイクロコンピュータ２３は、図示しない中央演算処理
装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）等
より構成されるそれ自体公知のもので、車室内温度Ｔｒ
を検出する温度センサ２４、外気温度Ｔａを検出する温
度センサ２５、エバポレータ温度Ｔｅを検出する温度セ
ンサ２６、及びサブコンデンサ１０とレシーバタンク２
０の間の冷媒圧力Ｐｃを検出する圧力センサ２７からの
信号が、マルチプレクサ（ＭＰＸ）及びＡ／Ｄ変換器２
９を介して入力され、さらに操作パネル３０からの各種
設定信号が入力され、所定のプログラムで処理された
後、制御信号を出力するものである。

【００１９】この制御信号は各駆動回路３１ａ〜３１ｇ
を介して、アクチュエータ３２，３３，３４，３５、送
風機７のモータ３６、コンプレッサ１７、切換弁１８を
制御するものである。

【００２０】以上の構成の自動車用空調装置の暖房制御
は、図２のフローチャートに示すもので、以下、このフ
ローチャートにしたがって説明する。

【００２１】操作パネル３０等の設定によって暖房モー
ドが設定されると、空調制御のメイン制御ルーチンから
ジャンプ命令等によって暖房モード（ステップ１００）
が開始される。これによって、ステップ１１０において
切換弁１８が切換られ、メインコンデンサ１９はバイパ
スされ、コンプレッサ１７から吐出される冷媒はサブコ
ンデンサ１０に流れるように設定され、ステップ１２０
においてコンプレッサ１７の稼働が開始され、ステップ
１３０において冷暖切換ドア１２が全開され、暖房制御
の基礎準備が完了する。

【００２２】ステップ１４０において、圧力センサ２７
によって検出された冷媒圧力Ｐｃが読み込まれ、ステッ
プ１５０においてこの冷媒圧力Ｐｃが所定値α以下か否
かの判定が行われる。この判定において、冷媒圧力が所
定値α以下の場合には、サブコンデンサ１９による加熱
能力が十分でないとして、ステップ１６０に進んで送風
機７の稼働を停止し、ステップ１７０においてエバポレ
ータドア１１によってエバポレータ９を遮蔽し、ステッ
プ１４０に回帰する。

【００２３】これによって、コンプレッサ１７の稼働に
より冷暖房サイクル８は稼働するものの、送風機７が停
止していることから、サブコンデンサ１０を通過する空
気がないために、サブコンデンサ１０の温度は、送風機
７が稼働している状態に比べて短時間で上昇し、これに
対応して冷媒圧力Ｐｃも上昇し、ステップ１５０の判定
において冷媒圧力Ｐｃが所定値α以上のなるまで、この
動作は継続される。

【００２４】前記ステップ１５０において、冷媒圧力Ｐ
ｃが所定値α以上になった場合、サブコンデンサ１０に
おける加熱能力が十分になったと判断して、ステップ１
８０に進んで、送風機７の稼働を開始する。これによっ
て、吹出口（基本的に、暖房モード時においてはフット
吹出口１４）から加熱された温風が吹き出され、車室内
を温調するものである。また、エバポレータドア１１に
よってエバポレータ９が閉鎖されて除湿が行われないた
めに、温風の体感温度は除湿を行った場合に比して高く
なり、良好な暖房感を得ることができる。

【００２５】上記動作は、ステップ１９０の判定におい
て車室内温度Ｔｒが所定温度Ｔｒ’以上上昇するまで継
続され、車室内温度Ｔｒが所定温度Ｔｒ’以上になった
場合にステップ２００においてエバポレータドア１１に
よってエバポレータ９が開かれるために、送風機７によ
って吸入された空気はエバポレータ９を通過することと
なる。これによって一端冷却されて除湿された空気は、
サブコンデンサ１０を通過することによって加熱され、
所望の温度に温調された空気となるもので、車室内温度
が一定以上となった場合に、除湿された空気となること
から快適な空調を実行できるものである。以上の動作が
完了した後、ステップ２１０からメイン制御ルーチンに
復帰するものである。尚、この場合の前記所定温度Ｔ
ｒ’は、初期時の車室内温度から所定の温度（例えば＋
５℃）上昇した温度としてもよいし、操作パネル３０の
図示しない温度設定器によって設定された設定温度とし
てもよい。

【００２６】また、前記ステップ１８０における送風機
７の稼働の後、図３に示す特性によって冷媒圧力Ｐｃに
比例した送風機電圧Ｖ_B を演算し、これによってサブコ
ンデンサ１０を通過する空気の風量制御を実行する。こ
の場合、冷媒圧力Ｐｃが所定値αから所定値βまでの間
（α＜β）、送風機電圧Ｖ_B をＶ_B1からＶ_B2（Ｖ_B1＜Ｖ
_B2）までリニアに変化させるもので、冷媒圧力に比例し
て送風量を上昇させるようにして、急激に空気が通過す
ることによって生じるサブコンデンサ１０の急激な温度
の下降を抑制し、安定したサブコンデンサ１０の温度上
昇と吹出風量を得ることにより、良好な空調状態を達成
することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、加熱手段としてのサブコンデンサが十分な加熱能力
を有しない間は、エバポレータを閉鎖すると共に送風機
の稼働を停止し、サブコンデンサの加熱能力が十分に上
がってから送風機を稼働するようにしたために、暖房初
期時における冷風の排出を防止できる。また、これによ
って吹出空気温度が所定温度に到達するまでの時間を短
縮できるものである。

【００２８】また、車室内温度が所定温度に到達するま
では、エバポレータを閉鎖することによって除湿を行わ
ないために、暖房フィーリングを向上させることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例に係る自動車用空調装置の概
略説明図である。

【図２】自動車用空調装置の暖房制御のフローチャート
図である。

【図３】冷媒圧力から送風機への供給電圧を求める特性
線図である。

【符号の説明】

１ 自動車用空調装置 ２ 空調ダクト ３ インテーク装置 ７ 送風機 ８ 冷暖房サイクル ９ エバポレータ １０ サブコンデンサ １１ エバポレータドア １２ 冷暖切換ドア １７ コンプレッサ １８ 切換弁 １９ メインコンデンサ ２０ レシーバタンク ２１ 膨張弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調ダクト内に送風機と、エバポレータ
   と、冷暖切換ドアで通風量が調節されるサブコンデンサ
   とを配し、コンプレッサ、メインコンデンサ、前記サブ
   コンデンサ、膨張弁及び前記エバポレータを少なくとも
   この順で接続し、暖房運転時には前記コンプレッサから
   供給される冷媒を前記メインコンデンサをバイパスして
   循環させる冷暖房サイクルを有する自動車用空調装置に
   おいて、 前記エバポレータの前面に配され、該エバポレータの前
   面を開閉するエバポレータドアと、 前記冷暖房サイクルの高圧側の冷媒圧力を検出する冷媒
   圧力検出手段と、 車室内温度を検出する車室内温度検出手段と、 前記冷媒圧力検出手段によって検出された冷媒圧力が所
   定値以上であるか否かを判定する冷媒圧力判定手段と、 前記車室内温度検出手段によって検出された車室内温度
   が、所定値以上上昇したか否かを判定する車室内温度判
   定手段と、 前記冷媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以下で
   あると判定された場合に前記エバポレータドアを閉じ、
   前記冷媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以上で
   あると判定されると共に、前記車室内温度判定手段によ
   って車室内温度が所定値以上上昇したと判定された場合
   に前記エバポレータドアを開くエバポレータドア制御手
   段と、 前記冷媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以下で
   あると判定された場合に前記送風機を停止させ、前記冷
   媒圧力判定手段によって冷媒圧力が所定値以上であると
   判定された場合に前記送風機を稼働させる送風機制御手
   段とを具備することを特徴とする自動車用空調装置の暖
   房制御装置。