JPH08268033A - 電気自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車外側熱交換器に着霜している場合であって
も、フロントガラスに発生した曇りを除去して視認性を
確保する。 【構成】 エアコン制御装置２２は、車外側熱交換器５
での着霜が検出された場合、送風モードにフロントガラ
スの内面に直接送風するＤＥＦモードが選択されていれ
ば、熱交換媒体の循環方向を暖房モードのままとする。

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、特に、車外側熱交換器の除霜よりもフロントガラス
の曇り除去を優先する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、ヒー
トポンプサイクルで熱交換媒体を循環させることによ
り、車内側熱交換器で内気又は外気を加熱又は冷却し、
所定の送風モードを選択することにより、車内側の所定
位置から暖風又は冷風を供給するようにしている。この
場合、車外側熱交換器では、車内側熱交換器で放熱する
場合には吸熱し、吸熱する場合には放熱する。したがっ
て、暖房時、外気温度が非常に低い場合、前記車外側熱
交換器で吸熱すると、その表面に着霜する恐れがある。
そこで、車外側熱交換器の熱交換効率の低下や損傷等を
防止するため、熱交換媒体の循環方向を変更して車外側
熱交換器自身を加熱するすることにより着霜を除去す
る、いわゆる除霜運転を行なうようにしている。

【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、暖房時、車外側熱交換
器に着霜が発生すれば、冷房モードに切り替えるように
しているので、車内側熱交換器で通過する空気を冷却す
ることになり、車内に冷風が供給され、乗員に不快感を
与えることになっていた。また、フロントガラスの外面
に着霜や曇りが発生している場合、フロントガラスに直
接送風するＤＥＦモードを選択している場合であって
も、前記車外側熱交換器で除霜運転が行われれば、車内
側熱交換器で通過する空気を冷却することになり、前記
着霜や曇りを除去することができないという問題があ
る。

【０００４】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、車外
側熱交換器に着霜している場合であっても、乗員の受け
る不快感を最小限に抑え、かつ、フロントガラスでの着
霜や曇りを除去して視認性を確保することのできる電気
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、本発明では、コンプレッサ、車内側熱交換器、車外
側熱交換器、膨張弁を有するヒートポンプサイクルで熱
交換媒体の循環方向を切り替えることにより暖房モード
又は冷房モードとし、前記車内側熱交換器で通過する空
気を加熱又は冷却した後、送風モードを選択して車内側
の所定の送風口から暖風又は冷風を供給する一方、前記
暖房モードでの車外側熱交換器の着霜を検出することに
より、熱交換媒体の循環方向を変更して除霜運転を行な
うようにした電気自動車用空調装置において、前記車外
側熱交換器での着霜が検出された場合、送風モードにフ
ロントガラスの内面に直接送風するＤＥＦモードが選択
されていれば、熱交換媒体の循環方向を暖房モードのま
まとするエアコン制御手段を設けたものである。

【０００６】前記エアコン制御手段は、前記車内側熱交
換器での着霜検出を、所定時間遅延させるものであるの
が好ましい。

【０００７】また、前記エアコン制御手段は、前記除霜
運転の開始を、着霜度合が所定の閾値を越えるまで遅延
させるものであってもよい。この場合、着霜度合は、車
外側熱交換器の表面温度から推測したり、熱交換媒体の
圧力から推測したりするようにすればよい。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。

【０００９】図１に示す電気自動車用空調装置では、熱
交換媒体が循環するサイクルは、四方弁１により、暖房
サイクルと冷房サイクルとに切り替えられるようになっ
ている。そして、これらサイクル中には、前記四方弁１
の外、コンプレッサ２、車内側熱交換器３、絞り弁４、
車外側熱交換器５及びアキュムレータ６がそれぞれ配設
されている。

【００１０】前記四方弁１は、弁本体内に一対の連通路
を備えた回転体を収容した構造で、サイクル切替装置７
からの制御信号に基づき、暖房モードでは実線で示すよ
うに切り替わり、冷房モードでは点線で示すように切り
替わる。

【００１１】前記コンプレッサ２は、周波数調整装置８
により内蔵するモータ（図示せず）が所定の周波数で駆
動し、その駆動周波数に応じて所定の流量で内部に吸引
した熱交換媒体を高温・高圧状態として吐出する。

【００１２】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、熱交換媒体が偏平管を蛇行しながら流動する際に、
フィンを介して通過する空気と熱交換できるようになっ
ている。

【００１３】車内側熱交換器３は、車内前方部のユニッ
ト９内に配設され、暖房モードでは放熱して通過する空
気を暖め、冷房モードでは冷却する。また、車内側熱交
換器３の下流近傍には車内側熱交温度センサ１０が設け
られ、その表面温度が検出されるようになっている。

【００１４】一方、車外側熱交換器５は車両前方部に取
り付けられ、その内部を流動する熱交換媒体と走行風と
の間で熱交換が行われるようになっている。また、車外
側熱交換器５の下流近傍には車外側熱交温度センサ１１
が設けられ、車外側熱交換器５の表面温度が検出される
ようになっている。

【００１５】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。

【００１６】前記ユニット９内には、前記車内側熱交換
器３の外に、ブロア１２及び電気ヒータ１３がそれぞれ
配設されている。

【００１７】前記ブロア１２は車内側熱交換器３の上流
に位置し、手動制御の場合には風量調整装置１４からの
制御信号に基づいて、自動制御の場合には風量制御装置
１５からの制御信号に基づいてそれぞれ回転するブロア
モータ１２ａによって内気又は外気をユニット９内に吸
引し、車内側に送風する。

【００１８】前記電気ヒータ１３は、前記車内側熱交換
器３の下流側に配設されている。この電気ヒータ１３
は、通電制御装置１６からの制御信号に基づき、車内側
熱交換器３のみでは加熱不足となり所望の送風温度が得
られない場合や、車内側熱交換器３で除湿冷却した後、
加熱する除湿暖房を行なう場合等に利用される。

【００１９】前記ユニット９の最下流部は送風ユニット
９ａで、ダンパ１７等により吹出口１８ａ，１８ｂ等を
開閉することにより、車内側の所望の送風口から車内に
送風することができるようになっている。ダンパ１７等
の開閉は、送風口設定装置１９からの制御信号に基づい
て行われる。例えば、送風口設定装置１９でＤＥＦモー
ドが選択されれば、ダンパ１７で吹出口１８ａを開口す
ることにより、フロントガラスの内面に直接送風させる
ことが可能である。

【００２０】前記車内側熱交温度センサ１０、車外側熱
交温度センサ１１の外、内気センサ２０（車内前方部の
足元部分に設けられ、内気温度を検出するセンサ）、日
射センサ２１（車内前方部のダッシュボード等に設けら
れ、日射量を検出するセンサ）等の各種センサからの検
出信号は、エアコン制御装置２２に入力されるようにな
っている。

【００２１】エアコン制御装置２２は、これらの入力信
号に基づいてサイクル切替装置７、周波数調整装置８、
風量制御装置１５、通電制御装置１６、送風口設定装置
１９に制御信号を出力し、図２のフローチャートに従っ
て空調制御を行なう。

【００２２】すなわち、まず、ステップＳ１で、前記各
センサからの検出信号（車内外諸条件）を読み込み、ス
テップＳ２で、この車内外諸条件に基づいて目標送風温
度及び目標送風量を従来周知の方法により算出する。

【００２３】そして、ステップＳ３で、算出された目標
送風温度及び目標送風量に基づいてブロア１２の駆動回
転数、コンプレッサ２の駆動周波数、電気ヒータ１３へ
の通電量をそれぞれ駆動制御し、車内側への空調を開始
する（目標送風温度及び目標送風量で車内空調が行われ
ることにより、車内は設定温度に調整される。）。

【００２４】次に、ステップＳ４で、車内空調が暖房モ
ードで行われているか否かの判断を行なう。暖房モード
であるか否かの判断は、四方弁１の切替位置をサイクル
切替装置７での制御信号に基づいて行なう。

【００２５】暖房モードが選択されていなければ、前記
ステップＳ１〜Ｓ３を繰り返す。一方、暖房モードが選
択されている場合には、ステップＳ５で車外側熱交換器
５に着霜が発生しているか否かの判断を行なう。この場
合、車外側熱交換器５での着霜は、車外側熱交温度セン
サ１１での検出温度が所定の閾値以下であるか否かによ
って推測する。すなわち、この車外側熱交温度センサ１
１は、車外側熱交換器５の表面温度を検出するものであ
るため、検出温度が前記閾値（例えば、−１３℃）以下
であれば、着霜しているものと推測できるからである。
なお、この着霜は、車外側熱交換器５内を流動する熱交
換媒体の圧力から推測するようにしてもよく、この熱交
換媒体の圧力は、ヒートポンプサイクルの途中に圧力セ
ンサ（図示せず）を設けることにより検出すればよい。

【００２６】着霜がないと推測される場合には、前記ス
テップＳ１〜Ｓ４を繰り返し、車内外諸条件から算出し
た目標送風温度及び目標送風量に基づいてブロア１２等
を駆動制御して通常通り車内空調を続行する。

【００２７】一方、着霜があると推測される場合には、
ステップＳ６で、送風モードにＤＥＦモードが選択され
ているか否かを判断する。この判断は送風口設定装置１
９からの選択信号に基づいて行なう。

【００２８】ＤＥＦモードが選択されている場合、前記
ステップＳ４，Ｓ５と同様、ステップＳ１に復帰して車
内側熱交換器３による加熱を続行する。すなわち、暖房
時、ＤＥＦモードが選択されるのは、フロントガラスに
着霜しているか、曇りが発生している場合であるので、
ドライバーの視認性確保のため、たとえ車外側熱交換器
５に着霜しようとも、この車外側熱交換器５で吸熱させ
て車内側熱交換器３での加熱を続行する。この場合、着
霜により車外側熱交換器５での熱交換が十分に行えない
結果、車内側熱交換器３での加熱能力は多少悪化するも
のの、フロントガラスには暖風を供給することができる
ので、フロントガラスの着霜あるいは曇りを除去するこ
とが可能である。また、除霜運転の開始により車内側熱
交換器３で通過する空気を冷却することがないので、車
内側に冷風が供給されることがなく、乗員が不快感を受
けることがない。

【００２９】一方、ＤＥＦモードが選択されていない場
合、ステップＳ７で除霜運転を開始する。この場合、ブ
ロア１２による送風量を抑制するのが好ましい。これに
より、車内側熱交換器３で冷却された空気の車内側への
供給を抑制することができ、乗員が不快感を受けること
を防止可能である。

【００３０】このようにして除霜運転が開始されれば、
ステップＳ８で除霜が完了したか否かを判断し、除霜が
完了していなければ、除霜運転（ステップＳ７）を続行
し、除霜が完了していれば、ステップＳ１に戻って前記
動作を繰り返す。この場合、除霜完了の判断は、前記着
霜の判断と同様、車外側熱交温度センサ１１での検出温
度が所定の閾値を越えるか否かにより行なう。ただし、
この除霜の完了を判断する場合の閾値は、着霜を判断す
る場合の閾値よりも若干高めに設定しておく（例えば、
−５℃）。これにより、前記車外側熱交温度センサ１１
での検出温度の変化によって、着霜しているか、除霜が
完了しているかの判断が頻繁に切り替わるといった不具
合を防止できる。なお、この除霜運転の間、ステップＳ
６でＤＥＦモードが選択されれば、たとえ除霜運転中で
あっても、ステップＳ１に戻って暖房運転を開始する。

【００３１】なお、前記実施例では、暖房モードが選択
されている場合、車外側熱交換器５に着霜していても、
ＤＥＦモードが選択されていれば、ステップＳ６で強制
的に除霜運転を開始させないようにしたが、着霜検出を
所定時間遅延させるようにしてもよい。

【００３２】この場合、着霜検出を遅延させる時間は、
フロントガラスに発生した曇りがあるレベルまで除去で
きるものと推定される時間に設定したり、車外側熱交換
器５が着霜によって損傷に至ると推定される時間よりも
短い所定時間に設定したりすることができる。また、こ
の時間は、必ずしも一定値とする必要なく、例えば、外
気温度が比較的高い場合には長く設定し直す等、車内外
諸条件に応じて自由に変更可能とすればよい。

【００３３】また、前述のように時間管理する外、前記
車外側熱交温度センサ１１での検出温度や前記圧力セン
サでの検出圧力が、着霜が検出されると予想される温度
又は圧力を検出したとしても、その着霜度合がある程度
進行した時点で検出されると予想される温度（例えば、
−１８℃）あるいは圧力（例えば、０.１５ＭＰａ）以
下となるまで除霜運転を開始しないようにしてもよい。

【００３４】これによれば、車外側熱交換器５での着霜
による不具合（送風の妨げや吸熱能力の低下等）がそれ
程問題とならない限界状態まで、車外側熱交換器５で吸
熱を行わせることが可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、たとえ車外側熱交換器に着霜が発生していた
としても、ＤＥＦモードが選択されていれば、強制的に
車外側熱交換器での吸熱を続行して車内側熱交換器で加
熱可能としたので、フロントガラスに暖風を供給するこ
とができ、その曇りを効果的に除去することが可能であ
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】 本実施例に係る空調制御を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 四方弁 ２ コンプレッサ ５ 車外側熱交換器 ７ サイクル切替装置 １７ ダンパ １８ａ，１８ｂ 吹出口 ２２ エアコン制御装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年６月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】一方、ＤＥＦモードが選択されていない場
合、ステップＳ７で除霜運転を開始する。この場合、ブ
ロア１２による送風量を抑制するか若しくは停止させる
のが好ましい。これにより、車内側熱交換器３で冷却さ
れた空気の車内側への供給を抑制又は防止することがで
き、乗員が受ける不快感を最小限にすることが可能とな
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】これによれば、車外側熱交換器５での着霜
による不具合（送風の妨げや吸熱能力の低下等）がそれ
程問題とならない限界状態まで、車内側熱交換器３で加
熱を行わせることが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサ、車内側熱交換器、車外側
   熱交換器、膨張弁を有するヒートポンプサイクルで熱交
   換媒体の循環方向を切り替えることにより暖房モード又
   は冷房モードとし、前記車内側熱交換器で通過する空気
   を加熱又は冷却した後、送風モードを選択して車内側の
   所定の送風口から暖風又は冷風を供給する一方、前記暖
   房モードでの車外側熱交換器の着霜を検出することによ
   り、熱交換媒体の循環方向を変更して除霜運転を行なう
   ようにした電気自動車用空調装置において、 前記車外側熱交換器での着霜が検出された場合、送風モ
   ードにフロントガラスの内面に直接送風するＤＥＦモー
   ドが選択されていれば、熱交換媒体の循環方向を暖房モ
   ードのままとするエアコン制御手段を設けたことを特徴
   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、前記車内側熱
   交換器での着霜検出を、所定時間遅延させるものである
   ことを特徴とする請求項１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、前記除霜運転
   の開始を、着霜度合が所定の閾値を越えるまで遅延させ
   るものであることを特徴とする請求項１記載の電気自動
   車用空調装置。