JPH0840049A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼式ヒータにより暖房を行うものにあっ
て、熱媒体が過熱状態となることを防止して暖房用温風
を安定して供給する。 【構成】 温水ヒータコア５、ウォーターポンプ１２、
走行用モータ及びインバータ装置の冷却器１３、第１の
開閉弁１４、燃焼式ヒータ１５を閉ループに接続した温
水循環路１１を設ける。温水循環路１１の途中部位に温
度センサ１６を設ける。温水循環路１１に、第２の開閉
弁２７及びラジエータ２６を有する放熱用流路２５を接
続する。暖房運転時において、ＥＣＵは、温度センサ１
６の検出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒ未満のときに
は、第２の開閉弁２７を閉塞すると共にラジエータファ
ン２８をオフし、温度センサ１６の検出温度Ｔ0 が放熱
用設定温度Ｔｒ以上となったときに、第２の開閉弁２７
を開放すると共にラジエータファン２８をオンする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼式ヒータにより加
熱された熱媒体を加熱用熱交換器に循環供給するように
した車両用空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電気自動車の空気調和装置にあっ
ては、暖房用のヒータに、電気エネルギーを用いたもの
が採用される。ところが、特に寒冷地などにおいて電気
エネルギーのみで十分な暖房能力を得ようとすると、大
きな電力を必要としてバッテリーの消耗が大きくなって
しまうといった、電気自動車として好ましくない事態を
招くことになる。

【０００３】一方、エンジン車においては、一般にエン
ジンの冷却用水路をヒータコアに導く構成としてエンジ
ンの発熱により暖められた温水から暖房用温風を得るよ
うにしているが、例えば大型バスや輸送車などのディー
ゼルエンジン車においては、燃料を燃焼させてエンジン
の冷却水を加熱するようにした燃焼式ヒータを、補助ヒ
ータとして設けるようにしたものがある。

【０００４】この燃焼式ヒータを補助ヒータとして設け
ることにより、冬季あるいは寒冷地にあっても、エンジ
ン冷却水を早期に暖めてエンジン始動を容易に行うこと
ができ、また、補助熱源として燃焼式ヒータを使用する
ことができて暖房効果を高めることが可能となるのであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、電気自動車の
空気調和装置において電気エネルギーによらない暖房を
行うため、上述のような燃焼式ヒータを用いて暖めた温
水をヒータコアに導いて暖房用温風を得る構成が考えら
れる。ところが、この場合には、上記のディーゼルエン
ジン車のように補助熱源として使うことにはならないた
め、次のような不具合の発生が予測される。

【０００６】即ち、車両の空気調和装置にあっては、例
えば乗員が暖房風量や温度の設定を行い、それに基づい
てヒータコア部分のダンパの開度やブロア風量が切換え
られ、もってヒータコアからの放熱量が調整されるよう
になっている。これに対し、燃焼式ヒータの発熱量（燃
焼強度）は、燃焼の安定性から下限があり、例えばヒー
タコアからの放熱量が微少あるいは零となったときに
は、温水が過熱状態となる事態を招いてしまう。

【０００７】このように温水が過熱状態となってしまう
と、燃焼式ヒータや配管等を保護するため、燃焼式ヒー
タを停止せざるをえなくなる。ところが、燃焼式ヒータ
を一旦停止させると、温水の温度ひいては車内温度が急
激に低下するため、再び燃焼式ヒータを駆動させる必要
が生ずるのに対し、燃焼式ヒータは立上りが遅い（停止
後の再着火に時間がかかる）事情があり、その間は必要
な温度の温水を供給できなくなってしまうことになる。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、燃焼式ヒータにより暖房用温風を得る
ようにしたものにあって、熱媒体が過熱状態となること
を極力防止することができ、暖房用温風を安定して供給
することができる車両用空気調和装置を提供するにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の車両
用空気調和装置は、燃焼式ヒータにより加熱された熱媒
体を加熱用熱交換器に循環供給することにより暖房用温
風を得るようにしたものであって、前記熱媒体の温度を
検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出
温度が所定温度以上となったときにその熱媒体の熱を車
外へ放出する放熱手段とを具備するところに特徴を有す
るものである。

【００１０】本発明の請求項２の車両用空気調和装置
は、送風機による車内への送風経路中に加熱用熱交換器
を備えた本体ユニットと、前記加熱用熱交換器に熱媒体
を循環供給する熱媒体循環路と、この熱媒体循環路中に
設けられ前記熱媒体を加熱する燃焼式ヒータと、入口部
及び出口部が前記熱媒体循環路に接続された放熱用流路
と、この放熱用流路に設けられ該放熱用流路を通る熱媒
体の熱を車外に放出する放熱器と、前記放熱用流路を開
閉する開閉手段と、前記熱媒体循環路中の熱媒体の温度
を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の検出温
度が放熱用設定温度以上となったときに前記開閉手段を
開放させる開閉制御手段とを具備するところに特徴を有
する。

【００１１】そして、上記請求項２の車両用空気調和装
置において、放熱用流路及び放熱器を、車両の動力源を
冷却するために設けられる冷却装置と少なくとも一部を
兼用するように構成すれば、より効果的である（請求項
３の発明）。また、前記温度検出手段の検出温度が前記
放熱用設定温度よりも高い保護用設定温度以上となった
ときには、前記燃焼式ヒータを停止させるように構成し
ても良い（請求項４の発明）。さらには、前記放熱用流
路における熱媒体の循環と、前記熱媒体循環路における
熱媒体の循環とを、１個のポンプにより行うように構成
することもできる（請求項５の発明）。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１の車両用空気調和装置によれ
ば、燃焼式ヒータにより加熱された熱媒体の温度が、温
度検出手段によって検出され、その検出温度が所定温度
以上となったときには、放熱手段によって熱媒体の熱が
車外へ放出されるようになる。従って、加熱用熱交換器
からの放熱量が少ないときでも、燃焼式ヒータを停止さ
せることなく熱媒体の温度を下げることができ、熱媒体
が過熱状態となることを未然に防止することができる。

【００１３】本発明の請求項２の車両用空気調和装置に
よれば、車内の暖房を行う際には、熱媒体循環路中に設
けられた燃焼式ヒータが駆動されて熱媒体が加熱され、
その熱媒体が本体ユニットに設けられた加熱用熱交換器
に供給され、送風機の送風により熱交換され、もって車
内に温風が供給されるようになる。ここで、熱媒体の温
度が温度検出手段により検出され、その検出温度が放熱
用設定温度以上となると、開閉制御手段により、熱媒体
循環路に接続された放熱用流路を開閉する開閉手段が開
放され、これにて、熱媒体循環路中の熱媒体が放熱用流
路の放熱器を通り、その熱が車外に放出されるようにな
る。従って、加熱用熱交換器からの放熱量が少ないとき
でも、燃焼式ヒータを停止させることなく熱媒体の温度
を下げることができ、熱媒体が過熱状態となることを未
然に防止することができる。

【００１４】そして、上記請求項２の車両用空気調和装
置において、放熱用流路及び放熱器を、車両の動力源を
冷却するために設けられる冷却装置と少なくとも一部を
兼用するように構成すれば（請求項３の車両用空気調和
装置）、別途に冷却装置を設ける場合に比較して、構成
を簡単に済ませることができる。

【００１５】また、前記温度検出手段の検出温度が前記
放熱用設定温度よりも高い保護用設定温度以上となった
ときには、前記燃焼式ヒータを停止させるように構成す
れば（請求項４の車両用空気調和装置）、燃焼式ヒータ
や熱媒体循環路の配管等の保護をより効果的に行うこと
ができる。

【００１６】さらには、前記放熱用流路における熱媒体
の循環と、前記熱媒体循環路における熱媒体の循環と
を、１個のポンプにより行うように構成すれば（請求項
５の車両用空気調和装置）、放熱用流路と熱媒体循環路
との双方に夫々ポンプを設ける場合に比較して、構成を
簡単に済ませることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を電気自動車用の空気調和装置
に適用したいくつかの実施例について、図面を参照しな
がら説明する。 （１）第１の実施例 まず、本発明の第１の実施例（請求項１〜５に対応）に
ついて、図１乃至図５を参照して述べる。

【００１８】図１は本実施例に係る空気調和装置１の概
略的なシステム構成を、冷房装置（冷凍サイクル）部分
を省略して示している。ここで、本体ユニット２は、送
風経路の一部を構成するエアダクト３内に、その上流部
に位置して送風機たるブロア４を備えると共に、その下
流に位置して冷却用熱交換器としての蒸発器（図示せ
ず）及び加熱用熱交換器としての温水ヒータコア５を備
えて構成されている。

【００１９】また、前記エアダクト３の最上流部には、
内外気切換ダンパ６により内気，外気が切換えられる導
入口７が設けられており、エアダクト３の下流部には、
送風口ダンパ８により開閉され車内の各吹出口（図示せ
ず）に連通される複数の送風口９が形成されている。さ
らに、前記温水ヒータコア５の近傍には、該温水ヒータ
コア５に対する通過風量を調整するためのエアミックス
ダンパ１０が設けられている。

【００２０】前記温水ヒータコア５には、熱媒体この場
合温水（水）が熱媒体循環路たる温水循環路１１を通し
て循環供給されるようになっている。この温水循環路１
１は、温水ヒータコア５、温水を循環させるためのウォ
ーターポンプ１２、電気自動車の動力源たる走行用モー
タ及びインバータ装置の冷却器１３、電磁弁からなる第
１の開閉弁１４、加熱源となる燃焼式ヒータ１５を、配
管によりその順に閉ループに接続して構成されている。
また、温水循環路１１の途中部位この場合燃焼式ヒータ
１５と温水ヒータコア５との間には、温水の温度を検出
するための温度検出手段たる温度センサ１６が設けられ
ている。尚、温度センサ１６は、温水循環路１１中であ
れば冷却器１３の近傍等どこに設けても良い。

【００２１】前記燃焼式ヒータ１５は、燃焼室１７，燃
焼用ファンモータ１８や図示しない点火用のグロープラ
グ等を有する本体１９に、燃料ポンプ２０を介して燃料
タンク２１を接続して構成され、燃焼用ファンモータ１
８により、前記燃料ポンプ２０から吐出された燃料（例
えば軽油）と外部から取入れた空気と混合し、燃焼室１
７内に噴霧して燃焼させるように構成されている。これ
にて、前記温水循環路１１中の温水が、前記燃焼室１７
の周囲部分を通る際に加熱されるようになっている。燃
焼室１７からの排気は、排気マフラ２２により行われ
る。

【００２２】そして、この燃焼式ヒータ１５は、例えば
車内のコントロールパネルに設けられた燃焼式ヒータス
イッチ２３がオン操作されることに基づき、ＥＣＵ（El
ect-ric Control Unit）２４によって運転制御されるよ
うになっている。本実施例では、この燃焼式ヒータ１５
は、燃料ポンプ２０による燃料の供給量及び燃焼用ファ
ンモータ１８の回転数を２段階に変化させることによ
り、発熱量（燃焼強度）をＨＩ，ＬＯの２段階に切換え
ることができるようになっている。後の作用説明でも述
べるように、ＥＣＵ２４は、前記温度センサ１６の検出
温度Ｔ0 に基づいて、燃焼式ヒータ１５のＨＩ運転，Ｌ
Ｏ運転及び停止の自動切換えを行うように構成されてい
る。

【００２３】さて、前記温水循環路１１には、放熱用流
路２５が設けられている。この放熱用流路２５は、入口
側が前記冷却器１３と第１の開閉弁１４との間に接続さ
れ、出口側が前記温水ヒータコア５とウォーターポンプ
１５との間に接続されている。そして、この放熱用流路
２５の途中部位には放熱器たるラジエータ２６が設けら
れていると共に、電磁弁からなる開閉手段としての第２
の開閉弁２７が設けられている。前記ラジエータ２６
は、ラジエータファン２８が駆動されることにより、冷
却用通路２５を通る温水の熱を車外に放出するように構
成されている。これにて、冷却用通路２５，ラジエータ
２６，第２の開閉弁２７，ラジエータファン２８等から
放熱手段が構成されているのである。

【００２４】図２は前記ＥＣＵ２４を中心とした前記燃
焼式ヒータ１５に関連する部分の電気的構成を概略的に
示しており、ＥＣＵ２４は、上述のように燃焼式ヒータ
スイッチ２３及び温度センサ１６の信号が入力され、こ
れと共に、前記燃焼式ヒータ１５，ラジエータファン２
８，ウォーターポンプ１２，第１の開閉弁１４及び第２
の開閉弁２７を制御するようになっている。

【００２５】このとき、詳しくは後の作用説明にて述べ
るように、ＥＣＵ２４は、そのソフトウエア的構成によ
り、暖房運転時（燃焼式ヒータスイッチ２３のオン時）
において、通常時（温度センサ１６の検出温度Ｔ0 が放
熱用設定温度Ｔｒ未満のとき）には、ウォーターポンプ
１２をオンすると共に１の開閉弁１４を開放し、第２の
開閉弁２７を閉塞すると共にラジエータファン２８をオ
フするように構成されている。

【００２６】そして、ＥＣＵ２４は、温水の温度が上昇
して過熱状態となる虞があるとき（温度センサ１６の検
出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒ以上となったとき）
に、第２の開閉弁２７を開放すると共にラジエータファ
ン２８をオンするように構成されている。従って、前記
ＥＣＵ２４が本発明にいう開閉制御手段としての機能を
果たすようになっている。

【００２７】さらに、本実施例では、ＥＣＵ２４は、も
し温度センサ１６の検出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒ
よりも高い保護用設定温度Ｔｕ以上となったならば、燃
焼式ヒータ１５をオフ（停止）するように構成されてい
るのである。尚、図示及び詳しい説明は省略するが、前
記ＥＣＵ２４は、車内のコントロールパネルの操作や各
種センサの検出に基づいて、前記ブロア４や各ダンパ
６，８，１０並びに冷凍サイクルのコンプレッサ等も制
御するようになっている。

【００２８】また、暖房時以外は、前記第１の開閉弁１
４が閉塞され、第２の開閉弁２７が開放されるのである
が、必要に応じて、ウォーターポンプ１２及びラジエー
タファン２８が駆動されるようになっている。これに
て、放熱用流路２５及びラジエータ２６等が、動力源た
る走行用モータやインバータ装置を冷却するための冷却
装置としての機能を果たすようになっている。

【００２９】次に、上記構成の作用について、図３乃至
図５も参照して述べる。図３のフローチャートは、暖房
時における燃焼式ヒータ１５及びその周辺部分に対して
ＥＣＵ２４が実行する制御の内容を示している。また、
図４は、その際の温度センサ１６の検出温度Ｔ0 （水
温）と、燃焼式ヒータ１５の発熱量（ＨＩ，ＬＯの切
換）及び第２の開閉弁２７の開閉との関係を示してい
る。

【００３０】まず、ステップＳ１では初期設定が行わ
れ、燃焼式ヒータ１５が停止していると共に第１の開閉
弁１４が閉塞している。また、このときには、第２の開
閉弁２７は開放しており、ウォーターポンプ１２及びラ
ジエータファン２８はオフしている。尚、これらウォー
ターポンプ１２及びラジエータファン２８は、暖房時以
外の場合においても、必要に応じて（インバータ装置や
走行用モータの冷却が必要なとき）オンされるようにな
っている。

【００３１】この後、燃焼式ヒータスイッチ２３がオン
されると（ステップＳ２にてＹｅｓ）、第１の開閉弁１
４が開放されると共に第２の開閉弁２７が閉塞され、さ
らにウォーターポンプ１２がオンされるようになる（ス
テップＳ３）。次のステップＳ４では、温度センサ１６
の検出温度Ｔ0 が保護用設定温度Ｔｕ（例えば９３℃）
以上であるかどうかが判断され、保護用設定温度Ｔｕ未
満であれば（Ｎｏ）、燃焼式ヒータ１５が既にオンされ
ている場合を除いて（ステップＳ５にてＹｅｓ）、燃焼
式ヒータ１５がオン（ＨＩ運転）される（ステップＳ
６）。

【００３２】これにて、図１に矢印Ａで示すように、温
水循環路１１中の温水は、燃焼式ヒータ１５により加熱
されて温水ヒータコア５に流れ込んだ後、ウォーターポ
ンプ１２及び冷却器１３を通って燃焼式ヒータ１５に至
るという循環を繰返すようになり、ブロア４により生成
された風が温水ヒータコア５部分を通って加熱され、も
って車内に温風が供給されるのである。尚、図示はしな
いが、このとき、コントロールパネルの操作による暖房
風量や温度の設定等に基づいて、前記ブロア４の送風量
や各ダンパ６，８，１０の開閉等が制御されるようにな
っている。

【００３３】そして、この燃焼式ヒータ１５の運転時に
は、ステップＳ７〜ステップＳ１０にて温度センサ１６
の検出温度Ｔ0 に基づいて燃焼式ヒータ１５のＨＩ運
転，ＬＯ運転の切換制御が行われるのであるが、これ
は、検出温度Ｔ0 が温度Ｔｈ（例えば８０℃）以上とな
ると（ステップＳ７にて）、ＬＯ運転に切換え（ステッ
プＳ８）、その後検出温度Ｔ0 が温度Ｔｌ（例えば７０
℃）以下に低下すると（ステップＳ９にてＹｅｓ）、Ｈ
Ｉ運転に切換える（ステップＳ１０）というようにして
行われる。これにて、温水の温度が、７０〜８０℃に安
定して維持されるのである。

【００３４】しかして、温水ヒータコア５からある程度
の放熱量があれば、このような燃焼式ヒータ１５のＨＩ
運転，ＬＯ運転の切換えにより、温水の温度を維持する
ことができるのであるが、燃焼の安定性といった燃焼式
ヒータ１５特有の事情により、例えばブロア４からの送
風量が小さい場合など温水ヒータコア５からの放熱量が
微少（あるいは零）となると、ＬＯ運転をしても、温水
の温度が温度Ｔｈを越えて上昇してしまい、遂には過熱
状態となる虞がある。

【００３５】そこで、本実施例では、ステップＳ１１に
おいて、温度センサ１６の検出温度Ｔ0 を放熱用設定温
度Ｔｒと比較し、放熱用設定温度Ｔｒ以上となったとき
には（Ｙｅｓ）、第２の開閉弁２７を開放すると共に、
ラジエータファン２８をオンするようになっている（ス
テップＳ１２）。前記放熱用設定温度Ｔｒは、前記温度
Ｔｈよりも高く且つ保護用設定温度Ｔｕよりも低い温
度、例えば８０〜９３℃のいずれかに設定されるように
なっている。

【００３６】これにて、図１に矢印Ｂで示すように、冷
却器１３を出た温水の一部が、放熱用流路２５を通って
ラジエータ２６に至りここで放熱された後、再びウォー
ターポンプ１２に至るという循環が、矢印Ａに示す循環
に併せて行われるようになり、冷却用通路２５を通る温
水の熱を車外に放出して温度を下げることができるよう
になっているのである。尚、このときの温水循環路１１
側と冷却用通路２５側との温水の流量の比率は、ラジエ
ータ２６の能力等に応じて、温水の温度を十分に下げる
ことができるように設定される。この後、温度センサ１
６の検出温度Ｔ0 がＴｒを下回ると（ステップＳ１１に
てＮｏ）、第２の開閉弁２７が閉塞され、ラジエータフ
ァン２８もオフされる（ステップＳ１３）。

【００３７】さらに、万一、故障等なんらかの原因で、
放熱用流路２５及びラジエータ２６によっても水温が低
下しないような事態を招いた場合でも、温度センサ１６
の検出温度Ｔ0 が保護用設定温度Ｔｕ以上となると（ス
テップＳ４にてＹｅｓ）、燃焼式ヒータ１５がオフされ
るようになっている（ステップＳ１４）。従って、いか
なる場合でも、温水が過熱状態となることはないのであ
る。

【００３８】このようにして燃焼式ヒータ１５や第２の
開閉弁２７及びラジエータファン２８等が制御されるこ
とにより、図４に示すように、温水ヒータコア５からの
放熱量が少ないときでも、燃焼式ヒータ１５を停止させ
ることなく温水の温度を下げることができ、温水循環路
１１中の温水が過熱状態となることを未然に防止できる
のである。従って、燃焼式ヒータ１５が停止後の再着火
に時間がかかる事情があっても、温水の温度を維持させ
ることができて安定した暖房を行うことができる。

【００３９】ちなみに、図５は本実施例と同等の燃焼式
ヒータを採用しながらも放熱用流路２５等を設けない場
合の空気調和装置における、温水の温度と燃焼式ヒータ
の発熱量との関係を参考のために示している。この図５
ではヒータコアの放熱量が少なくなると、保護のため燃
焼式ヒータを停止せざるをえず、水温が急激に低下して
安定した暖房ができなくなる不具合があるのに対し、本
実施例（図４）では、そのような燃焼式ヒータ１５の停
止を行わずに保護を図ることができ、安定した暖房を行
うことができることが理解できる。

【００４０】このように本実施例によれば、走行用モー
タやインバータ装置から十分な発熱量が得られない事情
がある電気自動車において、燃焼式ヒータ１５を採用し
たことにより、冬季や寒冷地にあっても電気エネルギー
によらずに十分な暖房用温風を得ることができる。そし
て、放熱用流路２５，第２の開閉弁２７，ラジエータ２
６及びラジエータファン２８を設けたことにより、温水
ヒータコア５からの放熱量が小さいときでも、燃焼式ヒ
ータ１５を停止させることなく温水の過熱状態を未然に
防止することができ、暖房用温風を安定して供給するこ
とができるという優れた実用的効果を得ることができる
ものである。

【００４１】また、本実施例では、万一、温度センサ１
６の検出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒよりも高い保護
用設定温度Ｔｕ以上となったときには、燃焼式ヒータ１
５を停止させるように構成したので、燃焼式ヒータ１５
や温水循環路１１の配管等の保護をより効果的に行うこ
とができるものである。

【００４２】そして、特に本実施例では、前記放熱用流
路２５やラジエータ２６等が、走行用モータ及びインバ
ータ装置の冷却装置を兼用する構成としたので、別途に
冷却装置を設ける場合に比較して、構成を簡単に済ませ
ることができ、さらには、温水循環路１１及び放熱用流
路２５における温水の循環を、１個のウォーターポンプ
１２により行うように構成したので、夫々にポンプを設
ける場合に比較して、構成を簡単に済ませることができ
るといった利点を得ることができる。

【００４３】尚、上記実施例では、温度センサ１６の検
出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒ以上となったときに、
検出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒを下回るまで放熱用
流路２５を使用（第２の開閉弁２７を開放）してラジエ
ータ２６による放熱を行わせるようにしたが、例えば水
温が別の設定温度以下に下がるまでラジエータ２６によ
る放熱を行わせたり、あるいは一定時間ラジエータ２６
による放熱を行わせるように構成することもできる。ま
た、各設定温度Ｔｕ，Ｔｒ，Ｔｈ．Ｔｌは、実施例中に
示した具体例に限定されるものではなく、その具体的数
値は要旨に適合する範囲内で適宜に変更することができ
るものである。さらには、冷却装置は、走行用モータ及
びインバータ装置の双方を冷却するものでなく、走行用
モータを空冷式とし、発熱量の多いインバータ装置のみ
を冷却する構成としても良い。

【００４４】（２）第２の実施例 次に、本発明の第２の実施例について、図６乃至図９を
参照して説明する。尚、本実施例においても、本体ユニ
ット３や燃焼式ヒータ１５等の構成については上記第１
の実施例と共通するので、上記第１実施例と同一部分に
ついては、詳しい説明を省略することとする。

【００４５】図６乃至図８は本実施例に係る空気調和装
置３１の概略的なシステム構成を示しており、上記第１
の実施例と異なるところは、温水循環路３２における温
水の循環と、放熱用流路を兼用する冷却装置３３におけ
る温水の循環とを、別系統で行うようにした点にある。
即ち、温水循環路３２は、温水ヒータコア５、第１の開
閉弁３４、第１のウォーターポンプ３５、燃焼式ヒータ
１５を順に閉ループに接続して構成されている。また、
燃焼式ヒータ１５の近傍には温度検出手段たる第１の温
度センサ３６が設けられている。

【００４６】これにて、暖房運転時においては、第１の
開閉弁３４が開放されると共に、燃焼式ヒータ１５及び
第１のウォーターポンプがオンされ、図６に矢印Ｃで示
すように、温水循環路３１中の熱媒体（温水）が、燃焼
式ヒータ１５により加熱されて温水ヒータコア５に流れ
込んだ後、第１のウォーターポンプ３５を通って燃焼式
ヒータ１５に至るという循環を繰返すようになる。これ
により、ブロア４により生成された風が温水ヒータコア
５部分を通って加熱され、もって車内に温風が供給され
るようになっている。また、第１の温度センサ３６の検
出温度Ｔ1 に基づいて、燃焼式ヒータ１５のＨＩ運転，
ＬＯ運転の自動切換えなどが行われるようになってい
る。

【００４７】一方、前記冷却装置３３は、電気自動車の
動力源たる走行用モータ及びインバータ装置の冷却器１
３、第２のウォーターポンプ３７、逆止弁３８、放熱器
たるラジエータ３９を、冷却水路４０により順に接続し
て構成されている。そして、前記冷却器１３部分には冷
却水の温度を検出するための第２の温度センサ４１が設
けられている。また、前記ラジエータ３９は、ラジエー
タファン４２が駆動されることにより、冷却水路４０を
通る冷却水の熱を車外に放出するように構成されてい
る。尚、ラジエータ３９にはリザーブタンク４３が添設
されている。

【００４８】これにて、例えば夏季などの暖房運転がな
されていないときには、第２のウォーターポンプ３７が
オンされると共に、第２の温度センサ４１の検出温度Ｔ
2 が高いときにはラジエータファン４２が駆動され、図
７に矢印Ｄで示すように、冷却水路４０中の冷却水（温
水）が、冷却器１３を通って走行用モータ及びインバー
タ装置の熱を奪った後、第２のウォーターポンプ３７及
び逆止弁３８を順に通ってラジエータ３９に流れ込み、
ここでその熱が車外に放熱され、再び冷却器１３に至る
という循環が繰返され、もって、走行用モータ及びイン
バータ装置の冷却が行われるのである。

【００４９】そして、前記温水循環路３２と冷却水路４
０とは、入口側連結路４４及び出口側連結路４５により
２か所で接続されるようになっている。このうち入口側
連結路４４は、温水循環路３２の温水ヒータコア５と第
１の開閉弁３４との間部分と、冷却水路４０の逆止弁３
８とラジエータ３９との間部分とを接続するように設け
られ、その途中部には開閉手段たる第２の開閉弁４６が
設けられている。また、前記出口側連結路４５は、温水
循環路３２の第１の開閉弁３４と第１のウォーターポン
プ３５との間部分と、冷却水路４０の冷却器１３と第２
のウォーターポンプ３７との間部分とを接続するように
設けられている。

【００５０】前記第２の開閉弁４６は、開閉制御手段た
るＥＣＵ４７により、前記第１の温度センサ３６の検出
温度Ｔ1 が放熱用設定温度Ｔｒ以上となったときに開放
されるようになっている。これにより、図８に矢印Ｅで
示すように、温水循環路３２中の温水の一部が、入口側
連結路４４から冷却水路４０に流れ込み、ラジエータ３
９を通って車外へ放熱され、冷却器１３を通って出口側
連結路４５から温水循環路３２に戻るようになってい
る。これにて、冷却水路４０のほぼ半部並びに入口側連
結路４４及び出口側連結路４５から放熱用流路が構成さ
れ、その放熱用流路及び放熱器（ラジエータ３９）が、
冷却装置３３と兼用するように構成されているのであ
る。

【００５１】上記構成においても、ＥＣＵ４７により、
図９のフローチャートに示す制御が行われる。まず、ス
テップＳ２１の初期設定では、第１のウォーターポンプ
３５，燃焼式ヒータ１５及びラジエータファン４２はオ
フされ、また、第１の開閉弁３４及び第２の開閉弁４６
は共に閉塞しており、第２のウォーターポンプ３７のみ
がオンされている。これにて冷却水が冷却水路４０を矢
印Ｄで示すように循環するのであるが、この状態では、
未だラジエータファン４２はオフされているので、ラジ
エータ３９からの放熱はさほど行われない。

【００５２】ここで、例えば夏季などの暖房運転が行わ
れないときつまり燃焼式ヒータスイッチ２３がオンされ
ないときには（ステップＳ２２にてＮｏ）、第２の温度
センサ４１が検出する冷却器１３部分の温度に基づい
て、ラジエータファン４２のオンオフ制御が行われる。
即ち、第２の温度センサ４１の検出温度Ｔ2 が冷却設定
温度（例えば８０℃）以上となると（ステップＳ３１に
てＹｅｓ）、ラジエータファン４２がオンされ（ステッ
プＳ３２）、第２の温度センサ４１の検出温度Ｔ2 が冷
却設定温度未満のときは（ステップＳ３１にてＮｏ）、
ラジエータファン４２がオフされるのである（ステップ
Ｓ３３）。

【００５３】一方、燃焼式ヒータスイッチ２３がオンさ
れると（ステップＳ２２にてＹｅｓ）、第１の開閉弁３
４が開放されると共に第１のウォーターポンプ３５がオ
ンされて（ステップＳ２３）暖房運転が行われるのであ
るが、以下のステップＳ２４からステップＳ３０まで
は、温度センサ１６が第１の温度センサ３６に代わるだ
けで、上記第の１実施例の図３のフローチャートにおけ
るステップＳ４からステップＳ１０と同様の処理が行わ
れる。また、第１の温度センサ３６の検出温度Ｔ1 が保
護用設定温度Ｔｕ以上となると（ステップＳ２４にてＹ
ｅｓ）、やはり燃焼式ヒータ１５がオフされるようにな
っている（ステップＳ３４）。

【００５４】そして、ステップＳ３５においては、第１
の温度センサ３６の検出温度Ｔ1 が放熱用設定温度Ｔｒ
と比較され、放熱用設定温度Ｔｒ以上となったときには
（Ｙｅｓ）、第２の開閉弁４６が開放されると共に、ラ
ジエータファン４２がオンされるようになっている（ス
テップＳ３６）。これにて、図８に矢印Ｅで示すよう
に、温水ヒータコア５を出た温水の一部が、入口側連結
路４４を通ってラジエータ３９に至りここで強制的に放
熱された後、冷却器１３及び出口側連結路４５を通って
第１のウォーターポンプ３５に至るという循環が、併せ
て行われるようになり、冷却水路４０を通る温水の熱を
車外に放出して温度を下げるようになっているのであ
る。尚、この第２の開閉弁４６の開放時には、第２のウ
ォーターポンプ３７はオフしても良い。

【００５５】この後、第１の温度センサ３６の検出温度
Ｔ1 がＴｒを下回ると（ステップＳ３５にてＮｏ）、ス
テップＳ３７にて第２の開閉弁４６が閉塞されるように
なる。このときには、上記ステップＳ３１と同様に、第
２の温度センサ４１の検出温度Ｔ2 に基づいて、ラジエ
ータファン４２のオン（ステップＳ３９），オフ（ステ
ップＳ３３）が制御されるのである。

【００５６】かかる実施例によれば、上記第１の実施例
と同様に、温水ヒータコア５からの放熱量が小さいとき
でも、燃焼式ヒータ１５を停止させることなく温水の過
熱状態を未然に防止することができ、暖房用温風を安定
して供給することができる等の優れた実用的効果を得る
ことができる。

【００５７】そして、特に本実施例では、独立で運転可
能な冷却装置３３（冷却水路４０）に対して温水循環路
３２を接続する構成として、必要時にその冷却水路４０
の一部を放熱用流路として使用するようにしたので、温
水循環路３２及び冷却水路４０に夫々第１及び第２のウ
ォーターポンプ３５及び３７を要するやや複雑な構成と
はなるものの、温水循環路３２と冷却装置３３とを別系
統で動作させることができ、例えば冬季の暖房開始時に
おいて冷却器１３に熱を奪われることなく温水の温度上
昇を早く行うことができる等の利点を得ることができる
ものである。

【００５８】（３）第３の実施例 図１０及び図１１は本発明の第３の実施例を示し、その
うち図１０は本実施例に係る空気調和装置５１のシステ
ム構成を示している。ここでは、燃焼式ヒータ１５によ
る暖房装置に加えて、冷房用の冷凍サイクル５２が組込
まれ、本体ユニット２内に蒸発器（エバポレータ）５３
が設けられた様子を示している。そして、本実施例で
は、水−冷媒熱交換器５４が、冷凍サイクル５２の凝縮
器（コンデンサ）としての役割を果たすようになってい
る。

【００５９】この場合、温水ヒータコア５に温水を循環
供給する温水循環路１１は、上記第１の実施例と同様
に、温水ヒータコア５、ウォーターポンプ１２、走行用
モータ及びインバータ装置の冷却器１３、第１の開閉弁
１４、燃焼式ヒータ１５を、順に閉ループに接続して構
成されている。温水循環路１１の燃焼式ヒータ１５の近
傍には温度検出手段たる温度センサ１６が設けられてい
る。

【００６０】そして、温水循環路１１には熱交換水路５
５が接続されている。この熱交換水路５５は、入口側が
前記冷却器１３と第１の開閉弁１４との間に接続され、
出口側が前記温水ヒータコア５の上流部に接続されてい
る。そして、この熱交換水路５５の途中部に前記水−冷
媒熱交換器５４が設けられていると共に、それよりも出
口側に位置して第３の開閉弁５６が設けられている。

【００６１】一方、前記冷凍サイクル５２は、コンプレ
ッサ５７、前記水−冷媒熱交換器５４、膨張弁５８、前
記蒸発器５３、アキュームレータ５９を、冷媒管路６０
により順に閉ループに接続して構成され、内部に所要量
の冷媒が封入されている。前記水−冷媒熱交換器５４に
おいては、熱交換水路５５を通る水と冷媒管路６０を通
る冷媒との熱交換が行われ、冷媒が凝縮される一方、水
が加熱されるようになっている。尚、前記コンプレッサ
５７は、電源６１に接続されたインバータ装置６２によ
り駆動されるようになっている。

【００６２】さて、前記熱交換水路５５の水−冷媒熱交
換器５４と第３の開閉弁５６との間の部分と、温水循環
路１１のウォーターポンプ１２の上流側部分との間に
は、ラジエータ水路６３が接続されている。このラジエ
ータ水路６３には、開閉手段たる第２の開閉弁６４及び
放熱器たるラジエータ６５が設けられている。ラジエー
タ６５にはラジエータファン６６により送風が行われる
ようになっている。これにて、熱交換水路５５及びラジ
エータ水路６３から放熱用流路が構成されているのであ
る。

【００６３】かかる構成において、燃焼式ヒータ１５，
ウォーターポンプ１２，第１の開閉弁１４，第２の開閉
弁６４，第３の開閉弁５６，ラジエータファン６６，コ
ンプレッサ５７は、図示しないＥＣＵにより、図１１に
示すように制御されるようになっている。尚、図示して
はいないが、暖房時に燃焼式ヒータ１５のＨＩ，ＬＯ運
転の切換えが行われることは勿論である。

【００６４】これにより、夏季等における冷房モード時
には、コンプレッサ５７の駆動により高温，高圧の気体
となった冷媒が、水−冷媒熱交換器５４にて液化され、
膨張弁５８により霧状となって蒸発器５３に至り、外部
の熱を奪って蒸発した後、アキュームレータ５９を介し
てコンプレッサ５７に戻るといった循環が繰返し行わ
れ、ブロア４により生成された風が蒸発器５３部分を通
って冷却され、もって車内に冷風が供給される。また、
このときには、ウォーターポンプ１２の駆動により、冷
却器１３を通った温水が、熱交換水路５５の水−冷媒熱
交換器５４を通り、第２の開閉弁６４からラジエータ水
路６３へ入り、ラジエータ６５により冷却されてウォー
ターポンプ１２に戻るといった循環が行われる。

【００６５】そして、冬季等における暖房モード時に
は、温水循環路１１中の温水が、燃焼式ヒータ１５によ
り加熱されて温水ヒータコア５に流れ込んだ後、ウォー
ターポンプ１２及び冷却器１３を通って燃焼式ヒータ１
５に至るという循環を繰返すようになると共に、冷却器
１３の下流にて、一部の温水が熱交換水路５５側に分岐
し、水−冷媒熱交換器５４を通り、さらに第３の開閉弁
５６を通って温水ヒータコア５の手前で温水循環路１１
に合流するようになっている。

【００６６】さらに、この暖房時において、温水ヒータ
コア５からの放熱量が小さくなって温度センサ１６の検
出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒ以上となったときに
は、第２の開閉弁６４が開放されると共に第３の開閉弁
５６が閉塞され、また、ラジエータファン６６がオンさ
れる。これにて、熱交換水路５５中を水−冷媒熱交換器
５４を通った温水が、ラジエータ水路６３を通ってラジ
エータ６５に至りここで放熱された後、再びウォーター
ポンプ１２に至るという循環が行われるようになるので
ある。尚、このとき、第３の開閉弁５６を開放させてお
いても良い。

【００６７】かかる実施例においても、上記第１の実施
例等と同様に、温水ヒータコア５からの放熱量が小さい
ときでも、燃焼式ヒータ１５を停止させることなく温水
の過熱状態を未然に防止することができ、暖房用温風を
安定して供給することができる等の優れた効果を得るこ
とができるものである。

【００６８】（４）第４の実施例 最後に、図１２は本発明の第４の実施例に係る空気調和
装置７１のシステム構成を示している。本実施例が上記
第３の実施例と異なる点は、冷凍サイクル７２に除湿モ
ードの機能を付加したところにある。

【００６９】即ち、この冷凍サイクル７２は、コンプレ
ッサ５７、水−冷媒熱交換器５４、第２の膨張弁（キャ
ピラリ）７３、室外熱交換器７４、膨張弁５８、蒸発器
５３、アキュームレータ５９を、冷媒管路６０により順
に閉ループに接続して構成されると共に、前記第２の膨
張弁７３をバイパスするバイパス路７５に第１の電磁弁
７６を設け、さらに、前記膨張弁５８及び蒸発器５３を
バイパスするバイパス路７７に第２の電磁弁７８を設け
て構成されている。また、前記室外熱交換器７４に向け
て送風を行うファン装置７９が設けられている。

【００７０】この場合、冷房モード時には、第１の電磁
弁７６が開放されると共に、第２の電磁弁７８が閉塞さ
れ、またファン装置７９がオンされた状態で、コンプレ
ッサ５７が駆動されるようになっている。これにて、上
記第３の実施例と同様に、蒸発器５３部分にて冷風が生
成されて車内に供給される。また、このときには、冷却
器１３を通った温水が水−冷媒熱交換器５４を通りラジ
エータ６５により冷却されるといった同様の循環が行わ
れる。

【００７１】そして、除湿モード時においては、コンプ
レッサ５７が駆動されると共に、第１の電磁弁７６及び
第２の電磁弁７８が共に閉塞され、また、ファン装置７
９はオフされる。一方、このときには、ウォーターポン
プ１２が駆動されると共に、第２の開閉弁６４が閉塞さ
れ、第３の開閉弁５６が開放される。これにて、水−冷
媒熱交換器５４により加熱された温水が温水ヒータコア
５に供給されるようになり、以て、蒸発器５３部分にて
乾燥した冷風が生成されると共にその冷風が温水ヒータ
コア５にて加熱された状態で車内に供給されるようにな
るのである。この際、第１の開閉弁１４を開放させても
良く、さらに、燃焼式ヒータ１５を駆動すれば除湿暖房
を行うことができる。

【００７２】なお、暖房モード時においては、上記第３
の実施例と同様の動作が行われ、やはり、温度センサ１
６の検出温度Ｔ0 が放熱用設定温度Ｔｒ以上となったと
きには、ラジエータ６５により放熱が行われ、燃焼式ヒ
ータ１５を停止させずに温水の温度を下げるようになっ
ている。

【００７３】また、この構成においては、冷凍サイクル
７２をヒートポンプとして利用した暖房も可能となる。
その際には、コンプレッサ５７が駆動され、第１の電磁
弁７６が閉塞されると共に第２の電磁弁７８が開放され
る一方、ウォーターポンプ１２が駆動されると共に、第
２の開閉弁６４が閉塞され、第３の開閉弁５６が開放さ
れる。これにて、室外熱交換器７４を蒸発器（エバポレ
ータ）として機能させて蒸発器５３に冷媒を通さないよ
うにし、水−冷媒熱交換器５４にて加熱された温水を温
水ヒータコア５に供給することができるのである。

【００７４】尚、上記各実施例では、燃焼式ヒータの熱
媒体として水（温水）を採用したが、例えば不凍液等を
用いるようにしても良い。そして、燃焼式ヒータ１５を
発熱量をＨＩ，ＬＯの２段階に切換える構成としたが、
３段階以上の多段階に切換え得るように構成することも
できる。さらには、ラジエータ（放熱器）が例えば車両
の走行に伴う通風のみでも十分な放熱能力を有するもの
であれば、ラジエータファンは必ずしも設けなくても良
い。

【００７５】その他、本発明は上記した各実施例に限定
されるものではなく、例えば電気自動車に限らずエンジ
ン車に適用することが可能であり、この場合エンジンが
車両の動力源となる。また、放熱用流路及び放熱器を走
行用モータ等の冷却装置とは別途に設けるようにしても
良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し
得るものである。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
によれば、次のような優れた効果を得ることができる。
即ち、請求項１の車両用空気調和装置によれば、燃焼式
ヒータにより暖房用温風を得るようにしたものにあっ
て、熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、この温度
検出手段による検出温度が所定温度以上となったときに
その熱媒体の熱を車外へ放出する放熱手段とを設けたの
で、加熱用熱交換器からの放熱量が少ないときでも、燃
焼式ヒータを停止させることなく熱媒体の温度を下げる
ことができ、もって熱媒体が過熱状態となることを極力
防止することができて暖房用温風を安定して供給するこ
とができるものである。

【００７７】請求項２の車両用空気調和装置によれば、
送風機による車内への送風経路中に加熱用熱交換器を備
えた本体ユニットと、前記加熱用熱交換器に熱媒体を循
環供給する熱媒体循環路と、この熱媒体循環路中に設け
られ前記熱媒体を加熱する燃焼式ヒータと、入口部及び
出口部が前記熱媒体循環路に接続された放熱用流路と、
この放熱用流路に設けられ該放熱用流路を通る熱媒体の
熱を車外に放出する放熱器と、前記放熱用流路を開閉す
る開閉手段と、前記熱媒体循環路中の熱媒体の温度を検
出する温度検出手段と、この温度検出手段の検出温度が
放熱用設定温度以上となったときに前記開閉手段を開放
させる開閉制御手段とを具備するので、加熱用熱交換器
からの放熱量が少ないときでも、燃焼式ヒータを停止さ
せることなく熱媒体の温度を下げることができ、熱媒体
が過熱状態となることを防止することができ、暖房用温
風を安定して供給することができるものである。

【００７８】そして、上記請求項２の車両用空気調和装
置において、放熱用流路及び放熱器を、車両の動力源を
冷却するために設けられる冷却装置と少なくとも一部を
兼用するように構成すれば（請求項３の車両用空気調和
装置）、別途に冷却装置を設ける場合に比較して、構成
を簡単に済ませることができる。

【００７９】また、前記温度検出手段の検出温度が前記
放熱用設定温度よりも高い保護用設定温度以上となった
ときには、前記燃焼式ヒータを停止させるように構成す
れば（請求項４の車両用空気調和装置）、いかなる場合
でも熱媒体が過熱状態となることがなくなり、燃焼式ヒ
ータや熱媒体循環路の配管等の保護をより効果的に行う
ことができる。

【００８０】さらには、前記放熱用流路における熱媒体
の循環と、前記熱媒体循環路における熱媒体の循環と
を、１個のポンプにより行うように構成すれば（請求項
５の車両用空気調和装置）、放熱用流路と熱媒体循環路
との双方に夫々ポンプを設ける場合に比較して、構成を
簡単に済ませることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、全体のシ
ステム構成を示す図

【図２】要部の電気的構成を示すブロック図

【図３】暖房時の制御内容を示すフローチャート

【図４】水温と燃焼式ヒータの発熱量及び第２の開閉弁
の開閉の関係を示す図

【図５】従来の空気調和装置における水温と燃焼式ヒー
タの発熱量との関係を比較のために示す図

【図６】本発明の第２の実施例に係る空気調和装置のシ
ステム構成を示す図であり、暖房時の温水の流れを説明
する図

【図７】冷却装置の水の流れを説明するための図６相当
図

【図８】放熱時における温水の流れを説明するための図
６相当図

【図９】暖房時の制御内容を示すフローチャート

【図１０】本発明の第３の実施例に係る空気調和装置の
全体のシステム構成を示す図

【図１１】冷暖房のモードにおける各装置のオン，オフ
の関係を示す図

【図１２】本発明の第４の実施例に係る空気調和装置の
全体のシステム構成を示す図

【符号の説明】

図面中、１，３１，５１，７１は空気調和装置、２は本
体ユニット、４はブロア（送風機）、５は温水ヒータコ
ア（加熱用熱交換器）、１１，３２は温水循環路（熱媒
体循環路）、１２はウォーターポンプ（ポンプ）、１３
は冷却器、１４，３１は第１の開閉弁、１５は燃焼式ヒ
ータ、１６は温度センサ（温度検出手段）、２４，４７
はＥＣＵ（開閉制御手段）、２５は放熱用流路、２６，
３９，６５はラジエータ（放熱手段）、２７，４６，６
４は第２の開閉弁（開閉手段）、２８，４２，６６はラ
ジエータファン、３３は冷却装置、３５は第１のウォー
ターポンプ（ポンプ）、３７は第２のウォーターポンプ
（ポンプ）、３６は第１の温度センサ（温度検出手
段）、４０は冷却水路、５２，７２は冷凍サイクル、５
３は蒸発器、５４は水−冷媒熱交換器、５５は熱交換水
路、５６は第３の開閉弁、６３はラジエータ水路を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊佐治 晃 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼式ヒータにより加熱された熱媒体を
   加熱用熱交換器に循環供給することにより暖房用温風を
   得るようにしたものであって、 前記熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、 この温度検出手段による検出温度が所定温度以上となっ
   たときに、その熱媒体の熱を車外へ放出する放熱手段と
   を具備することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】 送風機による車内への送風経路中に加熱
   用熱交換器を備えた本体ユニットと、 前記加熱用熱交換器に熱媒体を循環供給する熱媒体循環
   路と、 この熱媒体循環路中に設けられ前記熱媒体を加熱する燃
   焼式ヒータと、 入口部及び出口部が前記熱媒体循環路に接続された放熱
   用流路と、 この放熱用流路に設けられ該放熱用流路を通る熱媒体の
   熱を車外に放出する放熱器と、 前記放熱用流路を開閉する開閉手段と、 前記熱媒体循環路中の熱媒体の温度を検出する温度検出
   手段と、 この温度検出手段の検出温度が放熱用設定温度以上とな
   ったときに前記開閉手段を開放させる開閉制御手段とを
   具備してなる車両用空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記放熱用流路及び放熱器は、車両の動
   力源を冷却するために設けられる冷却装置と少なくとも
   一部を兼用するように構成されていることを特徴とする
   請求項２記載の車両用空気調和装置。
4. 【請求項４】 前記温度検出手段の検出温度が前記放熱
   用設定温度よりも高い保護用設定温度以上となったとき
   には、前記燃焼式ヒータを停止させるように構成されて
   いることを特徴とする請求項２又は３記載の車両用空気
   調和装置。
5. 【請求項５】 前記放熱用流路における熱媒体の循環
   と、前記熱媒体循環路における熱媒体の循環とが、１個
   のポンプにより行われるように構成されていることを特
   徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の車両用空気
   調和装置。