JPH08258546A - 電気自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷房運転から暖房運転に切り替えたときのフ
ロントウインドの曇りを防止する。 【構成】 エアコン制御手段１８は、冷房サイクルで運
転中の車内熱交換器３により送風空気を冷却して補助ヒ
ータ１０で加熱する除湿運転モード、又は暖房サイクル
で運転中に冷房サイクルに切り換えて除霜する除霜運転
モードのいずれかで運転した後は、暖房運転モードへの
切り替えを禁止するとともに、内外気切替手段９ｃを外
気に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車用空調装
置、詳しくはその運転モードを冷房から暖房に切り替え
たときの窓の曇りの発生を防止するようにした電気自動
車用空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車用空調装置では、コン
プレッサ、車外熱交換器、膨張弁及び車内熱交換器から
なるヒートポンプサイクルを利用して熱交換媒体の循環
方向を変更することにより暖房運転モード又は冷房運転
モードに切り替えるようにしている。冷房運転モードで
は、コンプレッサより吐出する冷媒を車外熱交換器から
車内熱交換器に導いて当該車内熱交換器をエバポレータ
として動作させ、内気又は外気を冷却して車内に送風す
る。また、暖房運転モードでは、コンプレッサより吐出
する冷媒を車内熱交換器に導いて当該車内熱交換器をコ
ンデンサとして動作させ、内気又は外気を加熱して車内
に送風するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電気自動車用空調装置では、冷房運転から暖房運転
に切り替えると、冷房運転時に車内熱交換器に付着して
いた凝縮水が急激に加熱されて水蒸気となり、多湿の送
風空気となって車内側に吹き出されるので、フロントウ
インドに曇りが発生しやすくなる。このフロントウイン
ドの曇りは、運転者の視認性を悪化させ、事故等を発生
させる要因となる。

【０００４】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、冷房運転から暖房運転に切り替えてもフロントウイ
ンドに曇りを発生させることのない電気自動車用空調装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、請求項１に記載のように、冷房、暖房又
は除湿のいずれかの運転モードを選択するモード選択手
段と、取り入れ空気を内気又は外気に切り替える内外気
切替手段と、前記モード選択手段により選択されたモー
ドに従って冷媒通過方向を切り替えることにより冷房サ
イクルと暖房サイクルで運転可能なヒートポンプサイク
ルに設けられ、車内への送風空気を冷却又は加熱する車
内側熱交換器と、該車内側熱交換器の下流側空気流路に
設けられ、送風空気を加熱する補助ヒータと、冷房サイ
クルで運転中の車内熱交換器により送風空気を冷却して
補助ヒータで加熱する除湿運転モード、又は暖房サイク
ルで運転中に冷房サイクルに切り換えて除霜する除霜運
転モードのいずれかで運転した後は、暖房運転モードへ
の切り替えを禁止するとともに、内外気切替手段を外気
に切り替えるエアコン制御手段とを備えたものである。

【０００６】前記エアコン制御手段は、請求項２に記載
のように、暖房運転モードへの切り替えを禁止している
間に暖房運転モードが選択された場合は前記補助ヒータ
をオンするようにしてもよい。また、前記エアコン制御
手段は、請求項３に記載のように、暖房運転モードへの
切り替えを禁止してから所定時間経過後に当該暖房禁止
を解除するようにしてもよい。

【０００７】前記空調装置は、請求項４に記載のよう
に、前記車内熱交換器を通過後の空気の湿度を検出する
湿度検出手段をさらに備え、前記エアコン制御手段は、
暖房運転モードへの切り替えを禁止している間に前記湿
度検出手段による検出湿度が所定値以下になれば当該暖
房禁止を解除するようにしてもよい。

【０００８】

【作用】請求項１の発明による空調装置では、除湿運転
又は除霜運転した後に、暖房運転に替えると、エアコン
制御手段は暖房運転を禁止し、内外気切替手段を外気に
切り替える。これにより、冷房運転中に車内熱交換器に
付着していた凝縮水が蒸発することによって発生する多
湿の空気が、前席のフロントウインド近傍に吹き出され
ることはないので、フロントウインドに結露を生じさせ
ない。また、外気に切り替えられるので、外部の乾燥し
た空気が車内に導入されて湿度が低下してゆき、フロン
トウインドの曇りの発生の虞れがなくなる。

【０００９】請求項２の発明による空調装置では、エア
コン制御手段は暖房運転を禁止している間に、乗員によ
って暖房が再度選択されれば、補助ヒータをオンする。
これにより、車内に温風が吹き出されるので、一応の暖
房が確保される。

【００１０】請求項３の発明による空調装置では、エア
コン制御手段は暖房を禁止してから所定時間経過後に禁
止を解除する。これにより、車内熱交換器がある程度乾
燥してから、確実に暖房が開始されるので、曇りの発生
が低減する。

【００１１】請求項４の発明による空調装置では、エア
コン制御手段は暖房が禁止しても、湿度が所定値以下に
なれば禁止を解除し、暖房を開始する。これにより、フ
ロントウインドに曇りが発生する虞れは確実になくな
る。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は本発明にかかる電気自動車用空調装置を
示す。この装置には、四方弁１、コンプレッサ２、車内
側熱交換器３、膨張弁４、車外側熱交換器５及びアキュ
ムレータ６によって、熱交換媒体が循環するヒートポン
プサイクルが形成されている。

【００１３】前記四方弁１は、駆動モータ１ａによって
実線で示す位置と点線で示す位置に切り替え可能になっ
ている。この四方弁１を実線で示す位置に切り替える
と、前記ヒートポンプサイクルの熱交換媒体が実線で示
す方向に流動して暖房サイクルとなり、点線で示す位置
に切り替えると、熱交換媒体が点線で示す方向に流動し
て冷房サイクルとなる。

【００１４】前記コンプレッサ２は、コンプレッサ駆動
装置７からの供給電力により駆動し、ヒートポンプサイ
クル内を流動する熱交換媒体を吸引して高温・高圧状態
として吐出する。

【００１５】前記車内側熱交換器３及び車外側熱交換器
５は、偏平管と波形のフィンとを積層・一体化した構造
で、偏平管内を流動する熱交換媒体と、偏平管外を通過
する空気とが熱交換できるようになっている。

【００１６】車内側熱交換器３は、車内前方部に配置さ
れたユニット８内に設けられ、暖房サイクルではコンデ
ンサとして動作し、冷房サイクルではエバポレータとし
て動作する。この車内熱交換器３の下流側空気流路に
は、空気の湿度を検出する湿度センサ３ａが設けられて
いる。また、ユニット８の外側には内気温度を検出する
ための内気センサ８ａが設けられている。車外側熱交換
器５は、車両前方部に取り付けられ、暖房サイクルでは
エバポレータとして動作し、冷房サイクルではコンデン
サとして動作する。車外側熱交換器５の近傍には外気温
度を検出するための外気センサ５ａが設けられている。

【００１７】前記アキュムレータ６は、熱交換媒体を貯
溜して気液を分離し、気体のみをコンプレッサ２に供給
する。

【００１８】前記ユニット８内には、前記車内側熱交換
器３の外に、車内側熱交換器３の上流に位置するブロア
９と、外気吸入口９ａか内気吸入口９ｂのいずれかに切
り替える内外気切替ダンパ９ｃと、車内側熱交換器３の
下流に位置する補助ヒータ１０とがそれぞれ設けられて
いる。さらに、補助ヒータ１０の下流側には吹出位置切
替ユニット１１が設けられ、ダンパ１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ，１２ｄによってそれぞれ、ＤＥＦ吹出口１３ａ，
ＶＥＮＴ吹出口１３ｂ，ＨＥＡＴ吹出口１３ｃ及び後部
吹出口１３ｄが開閉可能になっている。

【００１９】前記ブロア９は、ブロア風量設定装置１４
で入力した設定値に従って所望の風量が得られるよう
に、ブロア風量制御装置１５によって駆動する。前記内
外気切替ダンパ９ｃは、内外気選択スイッチ９ｄからの
選択信号に従って吸入口を切り替える。前記補助ヒータ
１０は、補助ヒータ通電制御装置１６によって通電が制
御される。前記各ダンパ１２ａ〜１２ｄは、連動して回
動するようになっており、送風モード設定装置１７から
の入力信号に従って所定の吹出口をそれぞれ開閉する。

【００２０】前記ブロア風量設定装置１４での入力信
号、送風モード設定装置１７での入力信号、湿度センサ
３ａでの検出湿度、前記外気センサ５ａでの検出温度、
内気センサ８ａでの検出温度はエアコン制御装置１８に
それぞれ入力されるようになっている。また、冷房モー
ド又は暖房モード又は除湿モードを選択するモード選択
装置１９、車内の空調温度を設定する温度設定装置２０
が設けられ、これらの入力信号もエアコン制御装置１８
に入力されるようになっている。エアコン制御装置１８
は、これらの入力信号に基づいて、四方弁１の駆動モー
タ１ａ、コンプレッサ駆動装置７、補助ヒータ通電制御
装置１６及びブロア風量制御装置１５にそれぞれ制御信
号を発することにより、冷房・暖房運転を制御する。

【００２１】以下、前記エアコン制御装置による制御動
作を図２，３に示すフローチャートに従って説明する。
まず、ステップ１０１でモード選択装置１９により選択
されたモードが冷房であれば、ステップ１０２でヒート
ポンプを冷房サイクルで運転し、ステップ１０１に戻
る。また、ステップ１０１で除湿が選択されたのであれ
ば、ステップ１０３でヒートポンプを冷房サイクルで運
転するとともに、ステップ１０４で補助ヒータ１０をオ
ンして除湿運転を開始し、ステップ１０５で除湿フラグ
を１としてからステップ１０１に戻る。この除湿フラグ
は除湿運転されたか否かを示すフラグであり、１のとき
は除湿運転されたことを示し、０のときは除湿運転され
なかったことを示す。

【００２２】ステップ１０１で選択されたモードが暖房
であれば、ステップ１０６，１０７でそれぞれ除湿フラ
グ，除霜フラグが１であるか否かを判断する。ここで、
除湿フラグは前述した通りであるが、除霜フラグは除霜
運転されたか否かを示すフラグであり、１のときは除霜
運転されたことを示し、０のときは除霜運転されなかっ
たことを示す。除湿フラグ及び除霜フラグのいずれかが
１であれば、後述する暖房禁止モードに移行する。ま
た、いずれのフラグも０であれば、除湿運転も除霜運転
もおこなわれていなかったのであるから、ステップ１０
８でヒートポンプを暖房サイクルで運転する。そして、
ステップ１０９では、この暖房サイクル運転中に車外側
熱交換器５に霜が発生したか否かを判断し、霜の発生が
なければステップ１１０，１１１でそれぞれ除霜フラ
グ、除湿フラグを０とし、ステップ１０１に戻る。ま
た、ステップ１０９で霜の発生があれば、ステップ１１
２でヒートポンプを冷房サイクルに切り替えて車外側熱
交換器５の霜を除去する除霜運転を行い、ステップ１１
３で除霜フラグを１にしてからステップ１０１に戻る。

【００２３】次に、前記ステップ１０６又は１０７で除
霜フラグ、除湿フラグのいずれかが１であったときの暖
房禁止モードについて図３に従って説明する。まず、ス
テップ２０１で、ヒートポンプを停止することによって
暖房への切り替えを禁止し、ステップ２０２で内外気切
替ダンパ９ｃを外気すなわちＦＲＥに切り替え、ステッ
プ２０３でタイマをスタートさせる。そして、このタイ
マカウント中にステップ２０４でモード選択装置１９の
暖房モードのスイッチがオンされたか否かを判断する。
暖房モードスイッチがオンされなかったならば、ステッ
プ２０５で前記タイマによってカウントされる所定時間
が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していれ
ば、ステップ２０６で暖房への切り替え禁止を解除し、
ヒートポンプを暖房サイクルに切り替え、ステップ２０
７，２０８でそれぞれ除霜フラグ、除湿フラグを０とし
て、図２のフローチャートのステップ１０１に戻る。

【００２４】前記暖房禁止中に乗員により暖房モードス
イッチが押されたことがステップ２０４で判断される
と、ステップ２０９で前記タイマによってカウントされ
る所定時間が経過したか否かを判断し、経過していれば
ステップ２０６で暖房サイクルへの切り替え禁止を解除
して、前述のように、暖房運転を開始する。また、ステ
ップ２０９で所定時間が経過していなければ、ステップ
２１０で補助ヒータ１０をオンしてステップ２０４に戻
り、同様のステップを繰り返す。

【００２５】前記ステップ１０２、１０３、１０８、１
１２及び２０６におけるヒートポンプサイクル運転で
は、エアコン制御装置１８は、温度設定装置２０により
入力された設定温度と内，外気温度等の内外諸条件とに
従って目標吹出温度を演算した後、ブロア風量設定装置
１４により設定された風量になるようにブロア風量制御
装置１５を介してブロア９を制御し、送風モード設定装
置１７により設定された送風モードになるようにダンパ
１２ａ〜１２ｄを駆動して吹出口１３ａ〜１３ｄを開閉
し、四方弁１によりヒートポンプを選択されたサイクル
に切り替え、前記目標吹出温度が得られるようにコンプ
レッサ２の駆動を制御する。

【００２６】冷房サイクル、特に除霜運転及び除湿運転
では、室内側熱交換器３はエバポレータとして動作し、
熱交換媒体が吸熱することによって空気を冷却するの
で、その偏平管やフィンの外表面には空気中の凝縮水が
付着する。また、暖房サイクルでは室内側熱交換器３は
コンデンサとして動作し、熱交換媒体が放熱することに
よって空気を加熱する。したがって、一旦、除湿運転又
は除霜運転された後に暖房モードが選択されれば、除霜
又は除湿運転によって室内側熱交換器３に付着していた
凝縮水が急激に加熱されて車内に送風され、フロントウ
インドが曇る虞れが有る。しかし、前記実施例では、除
霜又は除湿運転から暖房への切り替え時に、暖房への切
り替えが所定時間禁止されるので、除霜又は除湿運転中
に車内熱交換器３に付着していた凝縮水が蒸発して車内
の前席に吹き出すことはなく、フロントウインドの曇り
が防止される。

【００２７】このような処置は、暖房モードを選択した
乗員の意に反することになるが、この禁止中に、仮に、
乗員が暖房スイッチを再度押した場合には、補助ヒータ
１０がオンして一応の暖房が行われるので、乗員の不快
感を最小限に押さえることができる。また、内外気切替
ダンパ９ｃが外気側に切り替えられ、外気がユニット８
内を通過して車内に導入されるので、車内熱交換器３の
偏平管やフィンが乾燥して空気の湿度が低下してゆくの
で、フロントウインドに曇りの虞れがなくなる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、冷房から暖房に切り替えられたとき
に、暖房が禁止されるので、車内熱交換器に付着した凝
縮水によるフロントウインドの曇りの発生が防止される
だけでなく、外気が導入されるので、車内熱交換器がす
みやかに乾燥し、かつ車内の湿度が低下するので、曇り
の発生が防止される。

【００２９】請求項２の発明によればは、乗員の予想に
反して暖房が禁止されても、再度暖房を選択すれば補助
ヒータがオンするので、一応の暖房が確保され、乗員に
最小限の暖房を確保することができる。

【００３０】請求項３の発明によれば、、暖房が禁止さ
れてから所定時間経過後に禁止が解除されるので、乗員
に不安や疑義を抱かせることなく、確実に暖房運転に移
行する。

【００３１】請求項４の発明によれば、暖房が禁止され
ても、湿度が所定値以下になれば禁止が解除されるの
で、フロントウインドの曇りの発生が確実に防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例に係る電気自動車用空調装置の概略
図である。

【図２】 本実施例における空調動作の基本フローチャ
ートである。

【図３】 本実施例における空調動作の暖房禁止時のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

３…車内側熱交換器、３ａ…湿度センサ、５ａ…外気セ
ンサ、９ｃ…内外気切替ダンパ、８ａ…内気センサ、１
０…補助ヒータ、１８…エアコン制御装置（エアコン制
御手段兼演算手段）、１９…モード選択装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西井 秀明 広島県東広島市八本松町大字吉川5658番 株式会社日本クライメイトシステムズ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷房、暖房又は除湿のいずれかの運転モ
   ードを選択するモード選択手段と、 取り入れ空気を内気又は外気に切り替える内外気切替手
   段と、 前記モード選択手段により選択されたモードに従って冷
   媒通過方向を切り替えることにより冷房サイクルと暖房
   サイクルで運転可能なヒートポンプサイクルに設けら
   れ、車内への送風空気を冷却又は加熱する車内側熱交換
   器と、 該車内側熱交換器の下流側空気流路に設けられ、送風空
   気を加熱する補助ヒータと、 冷房サイクルで運転中の車内熱交換器により送風空気を
   冷却して補助ヒータで加熱する除湿運転モード、又は暖
   房サイクルで運転中に冷房サイクルに切り換えて除霜す
   る除霜運転モードのいずれかで運転した後は、暖房運転
   モードへの切り替えを禁止するとともに、内外気切替手
   段を外気に切り替えるエアコン制御手段とを備えたこと
   を特徴とする電気自動車用空調装置。
2. 【請求項２】 前記エアコン制御手段は、暖房運転モー
   ドへの切り替えを禁止している間に暖房運転モードが選
   択された場合は前記補助ヒータをオンすることを特徴と
   する請求項１に記載の電気自動車用空調装置。
3. 【請求項３】 前記エアコン制御手段は、暖房運転モー
   ドへの切り替えを禁止してから所定時間経過後に当該暖
   房禁止を解除することを特徴とする請求項１又は２に記
   載の電気自動車用空調装置。
4. 【請求項４】 前記空調装置は、前記車内熱交換器を通
   過後の空気の湿度を検出する湿度検出手段をさらに備
   え、 前記エアコン制御手段は、暖房運転モードへの切り替え
   を禁止している間に前記湿度検出手段による検出湿度が
   所定値以下になれば当該暖房禁止を解除することを特徴
   とする請求項１から３のいずれかに記載の電気自動車用
   空調装置。