JPH0952508A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒圧縮機２０の消費電力を抑えながらも、
燃焼式ヒータ５６の運転を停止することなく、且つラジ
エータや電動式冷却ファンを使用することなく、車室内
の暖房状態が暖房過多となることを抑えることが可能な
電気自動車用空気調和装置１を提供する。 【解決手段】 燃焼式ヒータ５６により温水ヒータコア
５２へ循環する温水を加熱して車室内を暖房する燃焼ヒ
ータ温水暖房モード時に、車室内の暖房状態が暖房過多
であると判定された場合に、冷凍サイクル４を冷房サイ
クルで運転して冷媒蒸発器２５で温水ヒータコア５２の
熱量を奪うようにする。それでも、車室内の暖房状態が
暖房過多であると判定された場合には、吸込口モードを
内気循環モードに切り替えて、フット吹出口１４から吹
き出した温風を内気吸込口７より吸い込んで、温水ヒー
タコア５２と冷媒蒸発器２５との空気の流れをショート
サーキットさせて車室内の暖房能力を抑えるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばエンジン
冷却水を有しない電気自動車や空冷式内燃機関搭載車等
の車室内の空調に利用される車両用空気調和装置に関す
るもので、特に燃焼式ヒータにより加熱された温水をダ
クト内の温水式加熱器に循環供給して暖房用熱源とする
車両用空気調和装置に係わる。

【０００２】

【先行の技術】従来より、例えばエンジン冷却水からの
排熱を利用して車室内の暖房ができない電気自動車に
は、車室内へ空気を送るためのダクト内に冷凍サイクル
に組み込まれた室内熱交換器を配設し、冷房サイクル時
は室内熱交換器を冷媒蒸発器として働かせ、暖房サイク
ル時には室内熱交換器を冷媒凝縮器として運転するよう
に弁等により冷凍サイクル内の冷媒の流れ方向を切り替
えるようにした空気調和装置が搭載されている。

【０００３】ところが、従来の電気自動車用空気調和装
置においては、ダクト内の室内熱交換器を冷媒凝縮器と
して運転するヒートポンプ暖房（暖房サイクル）時に外
気温が０℃以下に低下すると車室内の暖房能力が極端に
低下してしまい、特に寒冷地（外気温が−１０℃〜−３
０℃以下に低下する地域）ではそのようなヒートポンプ
暖房では車室内の暖房能力が著しく不足するという問題
が生じている。

【０００４】そこで、寒冷地ではヒートポンプ暖房では
車室内の暖房能力が不足するため、寒冷地仕様の暖房用
熱源としての燃焼式ヒータ、ダクト内に配設された温水
式加熱器、および燃焼式ヒータで加熱された温水を温水
式加熱器に循環させるポンプを利用して電気自動車の車
室内を燃焼ヒータ温水暖房することが考えられる。そし
て、暖房運転時に、外気温が所定の温度（例えば４．４
℃）より上昇している場合にはヒートポンプ暖房を行
い、外気温が所定の温度（例えば４．４℃）以下に低下
している場合には燃焼ヒータ温水暖房を行うことが環境
対策上望まれる。

【０００５】なお、従来よりバス車両等の大型車両の暖
房用熱源として使用されている燃焼式ヒータは、ＨＩＧ
Ｈ運転の時に４０００ｋｃａｌ／ｈで、ＬＯＷ運転の時
に２０００ｋｃａｌ／ｈである。また、ブロワの外気取
入風量は、Ｈｉ風量（最大風量）時に３００ｍ³ ／ｈ
で、Ｍｅ風量（中風量）時に２００ｍ³ ／ｈで、Ｌｏ風
量（最小風量）時に１２０ｍ³ ／ｈである。

【０００６】ここで、図２０のグラフからも確認できる
ように、暖房熱負荷はブロワの外気取入風量によって異
なり、Ｌｏ風量では１００％外気導入にしても外気温Ｔ
ａｍが約１℃以上４．４℃以下の時は、燃焼式ヒータの
最低暖房能力Ｑｍｉｎ（＝ＬＯＷ運転：例えば２０００
ｋｃａｌ／ｈ）であっても暖房過多となり、車室内の温
度が設定温度よりも過上昇して乗員が不快感を覚える。

【０００７】このように車室内の暖房状態が暖房過多と
なり、燃焼式ヒータの運転を停止してヒートポンプ暖房
を行うようにすると、車室内の暖房能力が著しく不足し
て、車室内の温度が設定温度よりも大きく下降してしま
う。このため、再度燃焼式ヒータを運転させる必要が生
じるが、燃焼式ヒータは再着火に時間がかかり立ち上が
りが悪い。また、燃焼式ヒータは、再着火時に排気ガス
を多く排出するので、燃焼ヒータ温水暖房中に燃焼式ヒ
ータをオン、オフすることは回避することが望ましい。

【０００８】そこで、燃焼ヒータ温水暖房中に燃焼式ヒ
ータをオン、オフすることなく、車室内の暖房能力が暖
房過多となることを防止する方法として、本願発明者等
は、特願平６−１８３２９３号にて燃焼式ヒータの温水
サイクル途中に余剰熱量を放熱するラジエータを接続し
た技術（第１先行技術）や、特願平６−３２３４３６号
にて燃焼ヒータ温水暖房からヒートポンプ暖房に切り替
える技術（第２先行技術）を提案した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第１先行技
術においては、燃焼式ヒータの代わりにヒートポンプを
作動させることにより冷媒圧縮機の消費電力が非常に大
きく、車載電源の電力を大きく消耗するという問題が生
じてしまう。なお、車載電源は電気自動車の走行用モー
タへも電力を供給しているので、電気自動車の走行距離
の低下を招くという問題も生じてしまう。

【００１０】また、第２先行技術においては、ラジエー
タが無い場合には行えない。さらに、温水サイクルに新
たにラジエータを設けると、ラジエータとこのラジエー
タ内の温水に冷却風を送風するための電動式冷却ファン
とラジエータを接続する放熱流路が必要となるので、部
品点数が増加することにより製品コストを増加させると
いう問題が生じてしまう。

【００１１】

【発明の目的】この発明の目的は、冷媒圧縮機の消費電
力を抑えながらも、燃焼式ヒータの運転を停止すること
なく、車室内の暖房状態が暖房過多となることを抑える
ことが可能な車両用空気調和装置を提供することにあ
る。また、ラジエータや電動式冷却ファンを使用するこ
となく、車室内の暖房状態が暖房過多となることを抑え
ることが可能な車両用空気調和装置を提供することにあ
る。さらに、車載電源の電力の消耗を抑えて車両の走行
距離の低下を抑えることが可能な車両用空気調和装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、燃焼式ヒータの燃焼熱により温水サイクルを循
環する温水が加熱される。この燃焼式ヒータの燃焼熱に
より加熱された温水は、ポンプによりダクト内の温水式
加熱器に送られる。そして、温水式加熱器に流入した温
水は、送風機の作用によりダクト内を流れる空気と熱交
換して空気を加熱する。そして、温水式加熱器にて温水
により加熱された空気は、送風機の作用により車室内へ
吹き出される。これにより、車室内が充分な暖房能力に
て暖房される。

【００１３】ここで、上記のような燃焼式ヒータの運転
により温水式加熱器に循環する温水を燃焼式ヒータで加
熱して車室内を暖房する燃焼ヒータ温水暖房時に、暖房
過多判定手段によって暖房状態検出手段で検出された車
室内の暖房状態が暖房過多であるか否かが判定される。
そして、車室内の暖房状態が暖房過多であると判定され
た場合には、暖房運転制御手段により冷凍サイクルが冷
房サイクルで運転される。これにより、ダクト内の室内
熱交換器が冷えることにより、燃焼式ヒータの暖房能
力、すなわち、温水式加熱器の放熱量が減るため、燃焼
式ヒータの運転を継続しても車室内の暖房状態の暖房過
多が抑えられる。また、冷凍サイクルの冷房サイクルに
よる運転時には、外気温が例えば０℃近くであると、凝
縮温度が低いため、冷媒圧縮機の消費電力が極めて低い
値となる。

【００１４】したがって、燃焼式ヒータの運転を停止す
ることなく、車室内の暖房状態が暖房過多となることを
抑えることができるので、車室内の暖房能力が不足した
り、燃焼式ヒータから大量の排気ガスが排出されたりす
ることはない。すなわち、暖房感の低下や環境への悪影
響を抑えることができる。また、ラジエータや電動式冷
却ファンを使用することなく、車室内の暖房状態が暖房
過多となることを抑えることができるため、部品点数を
軽減することができるので、製品コストを低減すること
ができる。さらに、例えば冷媒圧縮機の電力を供給する
車載電源が電気自動車の走行用モータへの電力を供給す
るものである場合には、冷媒圧縮機の消費電力を抑える
ことにより、車載電源の電力の消耗が抑えられるので、
車両の走行距離の低下を抑えることが可能な車両用空気
調和装置を提供することにある。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、上記のよ
うな燃焼式ヒータの運転により温水式加熱器に循環する
温水を燃焼式ヒータで加熱して車室内を暖房する燃焼ヒ
ータ温水暖房時に、暖房過多判定手段によって暖房状態
検出手段で検出された車室内の暖房状態が暖房過多であ
ると判定された場合には、暖房運転制御手段により冷凍
サイクルが冷房サイクルで運転されると共に、内外気調
整手段を制御することにより車室外空気の取入量よりも
車室空気の取入量の方が多くなる。

【００１６】したがって、ダクトの温風吹出口から吹き
出された温風の一部が温風吹出口の近傍の内気取入口よ
り再度ダクト内に流入する。これにより、冷媒凝縮器と
して運転されている室内熱交換器の入口空気温度が高く
なるが、室内熱交換器で冷媒との熱交換により冷却され
るので、温水式加熱器の放熱による車室内の暖房能力が
打ち消される。すなわち、温水式加熱器と室内熱交換器
との間で温風の一部をショートサーキットさせることに
より、燃焼式ヒータの運転を継続しても車室内の暖房状
態が暖房過多となることを抑えることができる。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、冷媒圧縮
機が冷媒を圧縮して冷媒を吐出する。そして、冷媒凝縮
器に流入した冷媒は、温水サイクルを循環する温水と熱
交換して凝縮熱により温水を加熱する。この冷媒の凝縮
熱により加熱された温水は、ポンプによりダクト内の温
水式加熱器に送られる。そして、温水式加熱器に流入し
た温水は、送風機の作用によりダクト内を流れる空気と
熱交換して空気を加熱する。そして、温水式加熱器にて
温水により加熱された空気は、送風機の作用により車室
内へ吹き出される。これにより、冷媒圧縮機の運転によ
り温水式加熱器に循環する温水を冷媒凝縮器で加熱して
車室内を暖房するヒートポンプ温水暖房を行うことがで
きる。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、冷凍サイ
クルを冷房サイクルで運転する時に、樹陰が吹出温度設
定手段を操作することにより車室内へ吹き出す空気の吹
出温度が設定される。次に、目標吹出温度決定手段によ
って、吹出温度設定手段で設定された設定吹出温度に基
づいて目標吹出温度が決定される。次に、目標温水温度
決定手段によって、目標吹出温度決定手段で決定した目
標吹出温度に基づいて目標温水温度が決定される。次
に、目標回転速度決定手段によって、目標温水温度決定
手段で決定した目標温水温度と温水温度検出手段で検出
した温水温度との温度偏差に基づいて冷媒圧縮機の目標
回転速度が決定される。

【００１９】そして、その目標回転速度に基づいて冷媒
圧縮機の回転速度が制御されることにより、室外熱交換
器での冷媒と熱媒体との熱交換性能、および室内熱交換
器での冷媒とダクト内の空気との熱交換性能が制御され
る。これにより、室内熱交換器で冷却され、温水式加熱
器で加熱されてダクトから吹き出される空気の吹出温度
が、吹出温度設定手段で設定した乗員の希望にあった温
度に近似することになるので、車室内の暖房状態が暖房
過多となることを抑えながらも、快適な暖房感が得られ
る。

【００２０】請求項５に記載の発明によれば、許容温度
上昇幅を加えて温度偏差を算出し、その温度偏差に基づ
いて冷媒圧縮機の回転速度、すなわち、冷凍サイクルの
冷房能力を制御することにより、車室内の暖房状態が暖
房過多となることを抑えながらも、より快適な暖房感が
得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の車両用空気調和
装置を電気自動車用空気調和装置に適用した実施例に基
づいて説明する。

【００２２】〔第１実施例の構成〕図１ないし図１１は
この発明の第１実施例を示したもので、図１は電気自動
車用空気調和装置を示した図で、図２はダクトに付設さ
れた空調機器を示した図である。

【００２３】この電気自動車用空気調和装置１は、所謂
電気自動車用マニュアルエアコンまたは電気自動車用オ
ートエアコンとして利用されるものである。電気自動車
用空気調和装置１は、車室内へ空気を送るためのダクト
２、このダクト２内において空気流を発生させるブロワ
３、冷媒が循環する冷凍サイクル（ヒートポンプサイク
ル）４、温水が循環する温水サイクル５、および車載電
源（バッテリ）６の電力により作動し各空調機器をコン
トロールする電子制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ）１００
等から構成されている。

【００２４】ダクト２は、電気自動車の車室内の前方側
に配設されている。そのダクト２の最も風上側は、内外
気切替箱を構成する部分で、車室内の空気（以下内気と
言う）を取り入れる内気取入口としての内気吸込口７、
および車室外の空気（以下外気と言う）を取り入れる外
気取入口としての外気吸込口８を有している。

【００２５】さらに、内気吸込口７および外気吸込口８
の内側には、内外気切替ダンパ９が回動自在に取り付け
られている。内外気切替ダンパ９は、本発明の内外気調
整手段であって、サーボモータ等のアクチュエータ（図
示せず）により駆動される。この内外気切替ダンパ９
は、吸込口モードを選択的に切り替えるものである。こ
こで、この実施例の吸込口モードは、内気吸込口７を全
開し、外気吸込口８を全閉する内気循環モード、外気吸
込口８を全開し、内気吸込口７を全閉する外気導入モー
ド、および内気吸込口７、外気吸込口８をそれぞれ半開
する半内外気導入モード等である。なお、内外気切替ダ
ンパ９は、内気吸込口７および外気吸込口８を開口した
ダクト２の風上側部分（所謂内外気切替箱）と共に内外
気切替手段を構成する。

【００２６】また、ダクト２の風下側、つまり室内ユニ
ット１０側には、電気自動車のフロント窓ガラスの内面
に向かって主に温風を吹き出すデフ吹出口１１、乗員の
上半身に向かって主に冷風を吹き出すセンタフェイス吹
出口１２、乗員の側方に向かって主に冷風を吹き出すサ
イドフェイス吹出口１３、および乗員の足元に向かって
主に温風を吹き出すフット吹出口１４が設けられてい
る。フット吹出口１４は、本発明の温風吹出口であっ
て、内気吸込口７の近傍で開口している。

【００２７】さらに、それぞれの吹出口の内側にはモー
ド切替ダンパ１５〜１８が回動自在に取り付けられてい
る。それらのモード切替ダンパ１５〜１８は、サーボモ
ータ等のアクチュエータ（図示せず）によりそれぞれ駆
動される。モード切替ダンパ１５〜１８は、各吹出口を
選択的に開閉することによって、吹出口モードを切り替
える。この実施例の吹出口モードは、フェイスモード、
バイレベルモード、フットモード、フットデフモード、
デフロスタモードである。

【００２８】フェイスモードは、センタフェイス吹出口
１２およびサイドフェイス吹出口１３を開口させる吹出
モードである。バイレベルモードは、センタフェイス吹
出口１２、サイドフェイス吹出口１３およびフット吹出
口１４を開口させる吹出モードである。フットモード
は、フット吹出口１４を開口させる吹出モードである。
フットデフモードは、デフ吹出口１１およびフット吹出
口１４を開口させる吹出モードである。デフロスタモー
ドは、デフ吹出口１１を開口させる吹出モードである。

【００２９】ブロワ３は、本発明の送風機であって、ダ
クト２の風上側を構成するスクロールケーシング内に設
置されている。このブロワ３は、ブロワモータ１９によ
って回転速度が制御されるもので、内気吸込口７または
外気吸込口８のいずれか開かれた吸込口から車室内空気
（以下内気と略す）または車室外空気（以下外気と略
す）を吸引して車室内へ送風する。なお、ブロワ３は、
スクロールケーシング、ブロワモータ１９と共に遠心式
送風機を構成する。

【００３０】冷凍サイクル４は、所謂アキュームレータ
サイクルであって、冷媒圧縮機２０、冷媒水熱交換器２
１、第１減圧手段２２、室外熱交換器２３、第２減圧手
段２４、冷媒蒸発器２５、アキュームレータ２６、冷媒
流路切替弁２７、２８およびこれらを接続する冷媒配管
等から構成されている。

【００３１】冷媒圧縮機２０は、本発明の電動式の冷媒
圧縮機であって、吸入口より内部に吸入したガス冷媒を
圧縮して高温、高圧のガス冷媒を吐出口より吐出する圧
縮部と、この圧縮部を駆動する駆動部としての電動モー
タ（図示せず）とからなる。この冷媒圧縮機２０は、Ｅ
ＣＵ１００の出力信号に基づいて冷媒圧縮機２０の回転
速度を制御する回転速度制御手段としてのエアコン用イ
ンバータ３０を備えている。

【００３２】そして、電動モータは、エアコン用インバ
ータ３０によって車載電源６から印加される電力が連続
的あるいは段階的に可変制御される電動式のアクチュエ
ータ（電動式の駆動手段）である。したがって、冷媒圧
縮機２０は、印加電力の変化による電動モータの回転速
度の変化によって、冷媒吐出容量を変化させて冷凍サイ
クル４内を循環する冷媒の流量を調節することにより冷
媒水熱交換器２１の加熱能力や冷媒蒸発器２５の冷房能
力を制御する。

【００３３】冷媒水熱交換器２１は、本発明の水冷式の
冷媒凝縮器であって、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出
された高温、高圧のガス冷媒と温水サイクル５内を循環
する温水とを熱交換させて冷媒を凝縮させ、温水を加熱
する熱交換器である。この冷媒水熱交換器２１は、アル
ミニウム合金等の金属製で、内側に温水通路３４、外側
に複数の冷媒通路３５が形成されている。第１減圧手段
２２は、キャピラリチューブ、オリフィス、膨張弁等よ
りなり、ヒートポンプ温水暖房モード時に内部を冷媒が
流れる。この第１減圧手段２２は、内部を流れる冷媒を
減圧して気液二相状態の冷媒にする。

【００３４】室外熱交換器２３は、車室外、例えば電気
自動車の走行風を受け易い場所に設置されている。この
室外熱交換器２３は、ヒートポンプ温水暖房モード時に
第１減圧手段２２で減圧された低温、低圧の気液二相状
態の冷媒と電動ファン４０により吹き付けられる外気と
を熱交換させて冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器として働
く。また、室外熱交換器２３は、冷房モード時に冷媒水
熱交換器２１より流入した高圧の冷媒と電動ファン４０
により吹き付けられる外気とを熱交換させて冷媒を凝縮
させる空冷式の冷媒凝縮器として働く。第２減圧手段２
４は、キャピラリチューブ、オリフィス、膨張弁等より
なり、冷房モード時に内部を冷媒が流れる。この第２減
圧手段２４は、内部を流れる冷媒を減圧して気液二相状
態の冷媒にする。

【００３５】冷媒蒸発器２５は、本発明の室内熱交換器
であって、ダクト２の中間部を構成するクーリングユニ
ットケース内に設置されている。この冷媒蒸発器２５
は、冷房モード時に第２減圧手段２４で減圧された低
温、低圧の気液二相状態の冷媒とブロワ３の作用により
通過する空気とを熱交換させて空気を冷却すると共に冷
媒を蒸発させる。

【００３６】アキュームレータ２６は、内部に流入した
冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離してガス冷媒のみ冷媒
圧縮機２０に供給する気液分離器として働く。なお、気
液分離器として、レシーバを使用しても良い。このレシ
ーバの設置場所は、冷媒水熱交換器２１と第１減圧手段
２２との間に接続し、室外熱交換器２３と第２減圧手段
２４との間に接続するようにすると良い。

【００３７】冷媒流路切替弁２７、２８は、冷凍サイク
ル４内の冷媒の流れ方向を切り替える電磁式の冷媒流路
切替手段（電磁弁）であって、第１、第２減圧手段２
２、２４より冷媒を迂回させるバイパス管路４１、４２
にそれぞれ設けられている。冷媒流路切替弁２７、２８
は、通電されると開弁し、通電が停止されると閉弁す
る。

【００３８】温水サイクル５は、前述の冷媒水熱交換器
２１、ウォータポンプ５１、温水ヒータコア５２、排熱
冷却器５３、温水流路切替弁５４、５５、燃焼式ヒータ
５６およびこれらを接続する温水配管等から構成されて
いる。この実施例では、温水として不凍液（例えばエチ
レングリコール水溶液）を利用している。ウォータポン
プ５１は、温水に循環流を発生させる循環流発生手段で
ある。

【００３９】温水ヒータコア５２は、本発明の温水式加
熱器であって、ダクト２内において冷媒蒸発器２５より
風下側に設置され、すなわち、ダクト２の吹出口切替箱
を構成するヒータユニットケース内に設置されている。
この温水ヒータコア５２は、高温に加熱された温水とダ
クト２内を流れる空気とを熱交換させて空気を加熱す
る。

【００４０】この温水ヒータコア５２の空気の入口部お
よび出口部には、温水ヒータコア５２を通過する空気量
と温水ヒータコア５２を迂回する空気量とを調節して車
室内へ吹き出す吹出空気の温度を調整するためのエアミ
ックスダンパ５７、５８が回動自在に取り付けられてい
る。それらのエアミックスダンパ５７、５８は、ステッ
ピングモータやサーボモータ等のアクチュエータ（図示
せず）によりそれぞれ駆動される。

【００４１】排熱冷却器５３は、電気自動車の走行用モ
ータＭの外周部に温水が流れ込むウォータジャケット
（図示せず）や、走行用モータＭの回転速度を制御する
走行用インバータＩに組み込まれるトランジスタ等の発
熱体を固定する熱伝導性に優れる板材の外周に温水が流
れ込む温水室（図示せず）を備えている。この排熱冷却
器５３は、電気自動車の走行時に走行用モータＭや走行
用インバータＩの作動に伴って発生する排熱を回収して
温水を加熱すると共に、発熱体の過熱を防止する。

【００４２】温水流路切替弁５４、５５は、温水サイク
ル５内の温水の流れ方向を切り替える電磁式の温水流路
切替手段であって、冷媒水熱交換器２１の下流側で分岐
する分岐流路６１、および燃焼式ヒータ５６を迂回する
バイパス流路６２にそれぞれ設けられている。温水流路
切替弁５４、５５は、通電されると開弁し、通電が停止
されると閉弁する。

【００４３】図３は燃焼式ヒータ５６の一例を示した図
である。燃焼式ヒータ５６は、電気自動車の車室外に搭
載され、箱体状のヒータケース６８、このヒータケース
６８内に設けられた燃焼筒６９、この燃焼筒６９内へ燃
料を送る燃料パイプ７０、始動時に燃料に着火するグロ
ープラグ７１、燃焼空気を送風する燃焼ファン７２を回
転駆動する電動モータ７３等から構成されている。この
燃焼式ヒータ５６は、ガソリン、灯油、軽油等の燃料を
燃焼筒６９中で燃焼させ、その熱量を温水に与えるもの
である。

【００４４】ヒータケース６８の下方には、燃焼空気を
吸入する吸入管７４、および燃焼排気を排出する排気管
７５が形成されている。また、ヒータケース６８と燃焼
筒６９との間には、温水が通過する温水通路７６が形成
されている。さらに、ヒータケース６８は、温水通路７
６へ温水が流入する流入ポート７８、および温水通路７
６から温水を流出する流出ポート７９を有している。燃
料パイプ７０には、図１に示したように、燃料タンク８
０内の燃料を燃料ポンプ８１の作用により圧送すること
により燃料が供給される。

【００４５】燃焼式ヒータ５６の流入ポート７８は、分
岐流路６１に接続されている。また、燃焼式ヒータ５６
の流出ポート７９は、温水ヒータコア５２の上流側でバ
イパス流路６２に合流する合流流路６３に接続されてい
る。なお、燃焼式ヒータ５６は、２段階切替型の燃焼式
ヒータであって、燃料ポンプ８１から圧送される燃料量
が多いときに燃焼量が大きくなり温水に与える熱量も大
きくなり（ＨＩＧＨ運転）、燃料量が少ないときに燃焼
量が小さくなり温水に与える熱量も小さくなる（ＬＯＷ
運転）。

【００４６】図４は電気自動車用空気調和装置のＥＣＵ
を示した図である。ＥＣＵ１００は、本発明の暖房運転
制御手段であって、中央演算処理装置（以下ＣＰＵと言
う）１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、Ａ／Ｄ変換
器１０４、インターフェイス１０５、１０６等を持ち、
それ自体は周知のものである。なお、ＣＰＵ１０１は、
車室内の暖房状態が暖房過多であるか否かを判定する暖
房過多判定手段を有する。また、ＥＣＵ１００は、走行
用インバータＩにも接続するジャンクションボックスＪ
を介して車載電源６より電力が供給されて作動する。

【００４７】ＥＣＵ１００は、内気温センサ１１１、外
気温センサ１１２、日射センサ１１３、冷媒圧力センサ
１１４、エバ後温度センサ１１５、水温センサ１１６、
１１７、吹出温センサ１１８および操作パネル２００よ
り入力される入力信号と予めインプットされた制御プロ
グラムに基づいて、各空調機器を制御する。すなわち、
ＥＣＵ１００は、各センサの検出値（検出信号）および
操作パネル２００の操作値（操作信号）などの入力信号
と予めインプットされた制御プログラムに基づいて、内
外気切替ダンパ９、モード切替ダンパ１５〜１８、ブロ
ワ３のブロワモータ１９、冷媒圧縮機２０のエアコン用
インバータ３０、冷媒流路切替弁２７、２８、電動ファ
ン４０、燃焼式ヒータ５６、ウォータポンプ５１、エア
ミックスダンパ５７、５８および燃料ポンプ８１の運転
状態を制御する。

【００４８】この実施例のＥＣＵ１００は、上記空調機
器を制御することによって、運転モードを、冷房モー
ド、除湿モード、ヒートポンプ温水暖房モード、および
燃焼ヒータ温水暖房モードを選択的に切り替える。冷房
モードは、吸込口モードが主に内気循環モードで、冷媒
圧縮機２０を運転し、冷凍サイクル４を冷房サイクルで
運転することにより、ダクト２内を流れる空気を冷媒蒸
発器２５で冷却して車室内を冷房する運転モードであ
る。除湿モードは、冷媒圧縮機２０を運転し、冷凍サイ
クル４を冷房サイクルで運転することにより、ダクト２
内を流れる空気を冷媒蒸発器２５で除湿して車室内を除
湿する運転モードである。

【００４９】ヒートポンプ温水暖房モードは、吸込口モ
ードが主に外気導入モードで、冷媒圧縮機２０を運転
し、冷凍サイクル４を暖房サイクルで運転することによ
り、温水ヒータコア５２に循環する温水を冷媒水熱交換
器２３で加熱して車室内を暖房する運転モードである。
燃焼ヒータ温水暖房モードは、吸込口モードが主に外気
導入モードで、燃焼式ヒータ５６を運転することによ
り、温水ヒータコア５２に循環する温水を燃焼式ヒータ
５６で加熱して車室内を暖房する運転モードである。

【００５０】なお、この実施例の燃焼ヒータ温水暖房モ
ードには、冷媒圧縮機２０を運転し、冷凍サイクル４を
冷房サイクルで運転する運転モードもある。また、燃焼
ヒータ温水暖房モードには、さらに吸込口モードを内気
循環モードに切り替えて運転する運転モードもある。

【００５１】内気温センサ１１１は、本発明の暖房状態
検出手段であって、例えばサーミスタ等の感温素子より
なり、車室内の温度（内気温）を検出し、この検出値を
内気温信号としてＥＣＵ１００へ出力する内気温検出手
段である。外気温センサ１１２は、例えばサーミスタ等
の感温素子よりなり、車室外の温度（外気温）を検出
し、この検出値を外気温信号としてＥＣＵ１００へ出力
する外気温検出手段である。

【００５２】日射センサ１１３は、車室内への日射量を
検出し、この検出値を日射量信号としてＥＣＵ１００へ
出力する日射量検出手段である。冷媒圧力センサ１１４
は、冷媒圧縮機２０の吐出圧力である冷凍サイクル４の
高圧圧力（凝縮圧力）を検出し、この検出値を冷媒圧力
信号（高圧信号）としてＥＣＵ１００へ出力する冷媒圧
力検出手段、高圧圧力検出手段である。

【００５３】エバ後温度センサ１１５は、例えばサーミ
スタ等の感温素子よりなり、冷媒蒸発器２５の空気出口
温度を検出し、この検出値をエバ後温度信号としてＥＣ
Ｕ１００へ出力するエバ後温度検出手段、温水ヒータコ
ア（温水式加熱器）５２の吸込温度検出手段である。水
温センサ１１６は、本発明の暖房状態検出手段であっ
て、例えばサーミスタ等の感温素子よりなり、燃焼式ヒ
ータ５６の下流側の合流流路６３に設置され、燃焼式ヒ
ータ５６の出口水温（温水温度）を検出し、この検出値
を温水温度信号としてＥＣＵ１００へ出力する温水温度
検出手段、燃焼式ヒータ出口水温検出手段である。

【００５４】水温センサ１１７は、本発明の暖房状態検
出手段であって、例えばサーミスタ等の感温素子よりな
り、温水ヒータコア５２の出口に設置され、温水ヒータ
コア５２の出口水温（温水温度）を検出し、この検出値
を温水温度信号としてＥＣＵ１００へ出力する温水温度
検出手段、加熱器出口水温検出手段である。吹出温セン
サ１１８は、本発明の暖房状態検出手段であって、例え
ばサーミスタ等の感温素子よりなり、ダクト２のフット
吹出口１４より車室内へ吹き出す空気の吹出温度を検出
し、この検出値を吹出温度信号としてＥＣＵ１００へ出
力する吹出温度検出手段である。

【００５５】ここで、ＥＣＵ１００による燃焼式ヒータ
５６の制御の一例を説明する。ＥＣＵ１００は、ＬＯＷ
運転のまま温水の水温が上限設定温度より高い過熱温度
（例えば８５℃）以上に上昇すると、図示しない運転灯
等の報知手段を点滅させ、燃料ポンプ８１の駆動を停止
し、ファン７２のみ駆動して掃気（ポストパージ）を開
始する。このとき、ウォータポンプ５１を運転して温水
通路７６に温水を循環させる。そして、所定時間（例え
ば１２０秒間）経過後に掃気を終了して燃焼式ヒータ５
６の全ての機器を自動停止する。また、水温センサ１１
６が上限設定温度より低い下限設定温度（例えば７０
℃）以下に低下すると、再び燃焼式ヒータ５６の運転を
再開する。

【００５６】図５は操作パネルの一例を示した図であ
る。操作パネル２００には、吹出方向を切り替える吹出
口モード切替スイッチ群２０１、電気自動車の車室内へ
吹き出す空気の吹出温度を調整する温度調整レバー２０
２、内外気を切り替える内外気切替スイッチ２０３、吹
出風量を手動により切り替えるブロワスイッチ２０４、
吹出風量を自動的に切り替えるブロワオートスイッチ２
０５および空調モードを切り替える空調モード切替スイ
ッチ群２０６が配置されている。

【００５７】吹出口モード切替スイッチ群２０１は、モ
ード切替ダンパ１５〜１８を開閉制御することによっ
て、乗員の頭胸部に送風するためのフェイスモード、乗
員の頭胸部と足元の双方に送風するためのバイレベルモ
ード、乗員の足元に送風するためのフットモード、乗員
の足元と窓ガラスの双方に送風するためのフットデフモ
ード、窓ガラスに送風するためのデフモードに各々切り
替えるものであり、複数のスイッチ２１１〜２１５から
構成されている。

【００５８】温度調整レバー２０２は、設定位置に応じ
て各空調モードにおける冷媒圧縮機２０の回転速度の設
定、またはエアミックスダンパ５７、５８の開度設定を
行う吹出温度設定手段、温度設定手段、暖房状態設定手
段である。温度調整レバー２０２は、ストローク量に応
じた複数の設定ゾーンに分割され、選択された空調モー
ドと設定ゾーンに応じて冷媒圧縮機２０を駆動するエア
コン用インバータ３０の周波数を設定し回転速度制御が
行われる。

【００５９】内外気切替スイッチ２０３は、内外気切替
ダンパ９を開閉制御することによって内気吸込口７から
内気を導入する内気循環モード、外気吸込口８から外気
を導入する外気導入モードに切り替えるものである。空
調モード切替スイッチ群２０６は、電気自動車用空気調
和装置（マニュアルエアコンの場合）１の運転停止、冷
房モード、ヒートポンプ温水暖房モード、燃焼ヒータ温
水暖房モードおよび除湿モードに切り替えるものであ
り、停止スイッチ２６１、冷房スイッチ２６２、ヒート
ポンプ温水暖房スイッチ２６３、燃焼ヒータ温水暖房ス
イッチ２６４、除湿スイッチ２６５から構成されてい
る。

【００６０】図６は操作パネルの他の例を示した図であ
る。この操作パネル２００は、オートエアコンの操作パ
ネルであって、温度調整レバー２０７や各センサからの
入力信号に基づいて冷房モード、ヒートポンプ温水暖房
モード、燃焼ヒータ温水暖房モードおよび除湿モードを
自動的に切り替える。２０８は電気自動車用空気調和装
置（オートエアコンの場合）１のエアコン・オン・オフ
スイッチ（Ａ／Ｃ・ＯＮ−ＯＦＦスイッチ）である。温
度調整レバー２０７は、設定位置に応じて各空調モード
における冷媒圧縮機２０の回転速度の設定、またはエア
ミックスダンパ５７、５８の開度設定を行う吹出温度設
定手段、温度設定手段、暖房状態設定手段である。

【００６１】〔第１実施例の吹出温度制御方法〕次に、
この実施例のＥＣＵ１００の暖房運転時の吹出温度制御
を図７ないし図１０のフローチャートおよび図１１の特
性図に基づいて説明する。ここで、図７ないし図１０は
ＥＣＵ１００の暖房運転時の吹出温度制御の一例を示し
たフローチャートである。

【００６２】先ず、図７のフローチャートに示したよう
に、内気温センサ１１１で検出した内気温Ｔｒ、水温セ
ンサ１１６で検出した燃焼式ヒータ５６の出口水温ＴＷ
ａ、温度調整レバー２０２、２０７で設定した設定吹出
温度Ｔｓｅｔおよび操作パネル２００等の各入力信号を
読み込む（ステップＳ１）。

【００６３】次に、燃焼ヒータ温水暖房モードの指示が
されているか否かを判定する。例えば燃焼ヒータ温水暖
房スイッチ２６４がオンされているか否かを判定する。
あるいは、外気温センサ１１２で検出した外気温Ｔａｍ
が所定の外気温（例えば４．４℃）以下に低下している
か否かを判定する（ステップＳ２）。

【００６４】このステップＳ２の判定結果がＮｏの場合
には、ヒートポンプ温水暖房モードの指示がされている
か否かを判定する。例えばヒートポンプ温水暖房スイッ
チ２６３がオンされているか否かを判定する。あるい
は、外気温センサ１１２で検出した外気温Ｔａｍが所定
の外気温（例えば４．４℃）より上昇し、例えば２０℃
以下に低下しているか否かを判定する（ステップＳ
３）。このステップＳ３の判定結果がＮｏの場合には、
リターンする。

【００６５】また、ステップＳ３の判定結果がＹｅｓの
場合には、ヒートポンプ温水暖房モード（冷凍サイクル
４を暖房サイクル）で運転する。すなわち、冷媒圧縮機
２０の電動モータをオン、冷媒流路切替弁２７を閉弁
（オフ）、冷媒流路切替弁２８を開弁（オン）、電動フ
ァン４０をオン、ウォータポンプ５１を運転し、燃焼式
ヒータ５６の運転を停止する（ステップＳ４）。次に、
ヒートポンプ温水暖房モード時の吹出温度制御を行う
（ステップＳ５）。その後にリターンする。

【００６６】また、ステップＳ２の判定結果がＹｅｓの
場合には、図８のフローチャートに示したように、操作
パネル２００に設けられた温度調整レバー２０２、２０
７の操作位置から設定吹出温度Ｔｓｅｔを読み込む（吹
出温度設定手段）。さらに、各種温度センサから検出値
を読み込む（ステップＳ６）。ここでは、ブロワ３の風
量Ｖ（ｍ³ ／ｈ）、エバ後温度センサ（吸込温度セン
サ）１１５で検出した吸込温度ＴＥ、水温センサ１１６
で検出した燃焼式ヒータ５６の出口水温（温水温度）Ｔ
Ｗａ、水温センサ１１７で検出した温水ヒータコア５２
の出口水温（温水温度）ＴＷｂなど、後の演算に必要な
検出値（物理量）を読み込む。なお、ブロワ３の風量Ｖ
は、ＥＣＵ１００からブロワモータ１９への出力値を使
って演算により求めることができる。

【００６７】次に、目標吹出温度ＴＡＯを周知の方法で
決定する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ７）。目
標吹出温度ＴＡＯは、マニュアルエアコンでは温度調整
レバー２０２の操作位置によって求めることができ、オ
ートエアコンでは温度調整レバー２０７の操作位置、内
気温センサ１１１で検出した内気温Ｔｒ、外気温センサ
１１２で検出した外気温Ｔａｍを使って演算により求め
ることができる。

【００６８】次に、温水ヒータコア５２を通過する空気
の風量Ｖから温度効率φ（Ｖ）を決定する（温度効率決
定手段：ステップＳ８）。ここでは、ブロワ３の運転状
態によって求めたブロワ３の風量Ｖと温度効率φとの特
性図（図１１参照）に基づいて温度効率φを算出する。

【００６９】次に、目標温水温度ＴＷＯを後述の方法で
決定する（目標温水温度決定手段：ステップＳ９）。す
なわち、エバ後温度センサ１１５で検出した吸込温度Ｔ
Ｅ、ステップＳ７で決定した目標吹出温度ＴＡＯ、およ
びステップＳ８で決定した温度効率φから目標温水温度
ＴＷＯを下記の数１の式に基づいて算出する。

【数１】ＴＷＯ＝（ＴＡＯ−ＴＥ）／φ＋ＴＥ

【００７０】次に、内気循環モードがセットされている
か否かを判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ
１０の判定結果がＹｅｓの場合には、ステップＳ１２の
制御を行う。また、ステップＳ１０の判定結果がＮｏの
場合には、内外気切替ダンパ９が内気吸込口７を全閉
し、外気吸込口８を全開する外気導入モードとなるよう
にサーボモータ等のアクチュエータを制御する（ステッ
プＳ１１）。その後にステップＳ１２の制御を行う。

【００７１】次に、水温センサ１１６で検出した燃焼式
ヒータ５６の出口水温ＴＷａが目標温水温度ＴＷＯ以上
に上昇しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
このステップＳ１２の判定結果がＮｏの場合には、燃料
ポンプ８１の駆動周波数を大きくして燃料の供給量を増
大させることにより燃焼式ヒータ５６をＨＩＧＨ運転
（４０００ｋｃａｌ／ｈ）し、ウォータポンプ５１を運
転し、冷凍サイクル４の運転を停止する（ステップＳ１
３）。その後にステップＳ１５の制御を行う。

【００７２】また、ステップＳ１２の判定結果がＹｅｓ
の場合には、燃料ポンプ８１の駆動周波数を小さくして
燃料の供給量を減少させることにより燃焼式ヒータ５６
をＬＯＷ運転（例えば２０００ｋｃａｌ／ｈ）し、ウォ
ータポンプ５１を運転し、冷凍サイクル４の運転を停止
する（ステップＳ１４）。その後にステップＳ１５の制
御を行う。

【００７３】次に、図９のフローチャートに示したよう
に、車室内の暖房状態が暖房過多であるか否かを判定す
る（暖房過多判定手段：ステップＳ１５）。この暖房過
多判定制御の第１制御例として、下記の数２の式のよう
に、水温センサ１１６で検出した燃焼式ヒータ５６の出
口水温ＴＷａが過熱温度（例えば８５℃）ＴＷｍａｘ以
上に上昇しているか否かを判定する（ステップＳ１
６）。

【数２】ＴＷａ≧ＴＷｍａｘ

【００７４】また、その暖房過多判定制御の第２制御例
として、下記の数３の式のように、水温センサ１１７で
検出した温水ヒータコア５２の出口水温ＴＷｂが目標温
水温度ＴＷＯより高温であるか否かを判定する（ステッ
プＳ１７）。

【数３】ＴＷｂ≧ＴＷＯ＋α ここで、αは例えば５度〜１０度である。

【００７５】さらに、その暖房過多判定制御の第３制御
例として、下記の数４の式のように、吹出温センサ１１
８で検出した吹出温度ＴＦＯＯＴが温度調整レバー２０
２、２０７で設定した設定吹出温度Ｔｓｅｔより高温で
あるか否かを判定する（ステップＳ１８）。

【数４】ＴＦＯＯＴ≧Ｔｓｅｔ＋β ここで、βは例えば５度〜１０度である。

【００７６】そして、その暖房過多判定制御の第４制御
例として、下記の数５の式のように、内気温センサ１１
１で検出した内気温Ｔｒが温度調整レバー２０２、２０
７で設定した設定室内温度Ｔｒｓより高温であるか否か
を判定する（ステップＳ１９）。

【数５】Ｔｒ≧Ｔｒｓ＋γ ここで、γは例えば５度〜１０度である。ステップＳ１
５の判定結果がＮｏの場合、すなわち、ステップＳ１６
〜Ｓ１９の判定結果が全てＮｏの場合には、内気循環モ
ードフラグをクリアする（ステップＳ２０）。その後に
リターンする。

【００７７】また、ステップＳ１５の判定結果がＹｅｓ
の場合、すなわち、ステップＳ１６〜Ｓ１９のいずれか
の判定結果がＹｅｓの場合には、燃焼式ヒータ５６のＬ
ＯＷ運転を継続したまま冷凍サイクル４を冷房サイクル
で運転する。すなわち、冷媒圧縮機２０の電動モータを
オン、冷媒流路切替弁２７を開弁（オン）、冷媒流路切
替弁２８を閉弁（オフ）、電動ファン４０をオンする
（ステップＳ２１）。

【００７８】次に、冷媒蒸発器２５の出口空気温度（エ
バ後温度センサ１１５で検出した吸込温度ＴＥ）が非凍
結温度（例えば１℃〜４℃）ＴＥＳに達するまで周知の
方法により冷媒圧縮機２０の回転速度制御を行う（ステ
ップＳ２２）。次に、冷凍サイクル４を冷房サイクルで
運転してから予め決められた設定時間（例えば６０秒間
〜１２０秒間）ｓｅｔｔが経過しているか否かを判定す
る（時間経過判定手段：ステップＳ２３）。このステッ
プＳ２３の判定結果がＮｏの場合には、リターンする。

【００７９】また、ステップＳ２３の判定結果がＹｅｓ
の場合には、図１０のフローチャートに示したように、
車室内の暖房状態が暖房過多であるか否かを判定する
（暖房過多判定手段：ステップＳ２４）。この暖房過多
判定制御の第１制御例として、上記の数２の式のよう
に、水温センサ１１６で検出した燃焼式ヒータ５６の出
口水温ＴＷａが過熱温度（例えば８５℃）ＴＷｍａｘ以
上に上昇しているか否かを判定する（ステップＳ２
５）。

【００８０】その第２制御例として、上記の数３の式の
ように、水温センサ１１７で検出した温水ヒータコア５
２の出口水温ＴＷｂが目標温水温度ＴＷＯより高温であ
るか否かを判定する（ステップＳ２６）。その第３制御
例として、上記の数４の式のように、吹出温センサ１１
８で検出した吹出温度ＴＦＯＯＴが温度調整レバー２０
２、２０７で設定した設定吹出温度Ｔｓｅｔより高温で
あるか否かを判定する（ステップＳ２７）。その第４制
御例として、上記の数５の式のように、内気温センサ１
１１で検出した内気温Ｔｒが温度調整レバー２０２、２
０７で設定した設定室内温度Ｔｒｓより高温であるか否
かを判定する（ステップＳ２８）。

【００８１】ステップＳ２４の判定結果がＮｏの場合、
すなわち、ステップＳ２５〜Ｓ２８の判定結果が全てＮ
ｏの場合には、リターンする。また、ステップＳ２４の
判定結果がＹｅｓの場合、すなわち、ステップＳ２５〜
Ｓ２８のいずれかの判定結果がＹｅｓの場合には、内外
気切替ダンパ９が内気吸込口７を全開し、外気吸込口８
を全閉する内気循環モードとなるようにサーボモータ等
のアクチュエータを制御する（ステップＳ２９）。

【００８２】次に、内気循環モードフラグをセットする
（ステップＳ３０）。次に、冷媒蒸発器２５の出口空気
温度（エバ後温度センサ１１５で検出した吸込温度Ｔ
Ｅ）が非凍結温度（例えば１℃〜４℃）ＴＥＳに達する
まで周知の方法により冷媒圧縮機２０の回転速度制御を
行う（ステップＳ３１）。その後にリターンする。

【００８３】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
電気自動車用空気調和装置１の作動を図１ないし図６に
基づいて簡単に説明する。

【００８４】（冷房モード）外気温が例えば２５℃より
も高い夏期等は冷房を行う。この冷房モード時には冷媒
流路切替弁２７が開弁され、冷媒流路切替弁２８が閉弁
され、冷凍サイクル４が冷房サイクルで運転される。し
たがって、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された高
温、高圧のガス冷媒は、冷媒水熱交換器２１の冷媒通路
３５→バイパス管路４１→室外熱交換器２３→第２減圧
手段２４→冷媒蒸発器２５→アキュームレータ２６を通
って冷媒圧縮機２０の吸入口に吸入される。

【００８５】一方、ブロワ３の作用によって内気吸込口
７または外気吸込口８よりダクト２内に吸い込まれた空
気は、冷媒蒸発器２５にて冷媒の蒸発熱により冷却され
て冷風となる。この冷風は、主にセンタフェイス吹出口
１２およびサイドフェイス吹出口１３より車室内へ吹き
出されることにより、電気自動車の車室内が冷房され
る。

【００８６】そして、車室内へ吹き出す吹出空気の温度
調節は、温度調節レバー２０２、２０７の設定位置に応
じたエアミックスダンパ５７、５８の開度調節により行
うことができる。このときの温水サイクル５では、温水
流路切替弁５４が閉弁され、温水流路切替弁５５が開弁
され、ウォータポンプ５１の吐出ポートより吐出された
温水が冷媒水熱交換器２１の温水通路３４→バイパス流
路６２→温水ヒータコア５２→排熱冷却器５３を通って
ウォータポンプ５１の吸引ポートに吸引されるように流
れる。しかし、電気自動車の重要課題である省電力消費
の観点から、エアミックスダンパ５７、５８を全閉して
全空気を温水ヒータコア５２よりバイパスさせて、エア
コン用インバータ３０による冷媒圧縮機２０の回転速度
制御を行うようにして、車室内へ吹き出す吹出空気の温
度を調節した方が良い。

【００８７】（除湿モード）除湿モード時には、冷房モ
ードと同様にして冷媒流路切替弁２７が開弁され、冷媒
流路切替弁２８が閉弁され、冷凍サイクル４が冷房サイ
クルで運転される。これにより、ブロワ３の作用により
冷媒蒸発器２５に吹き付けられた空気は、空気中の水分
が凝縮され冷媒蒸発器２５のフィン等に付着することに
より除湿される。なお、除湿された空気を再加熱したい
場合は、エアミックスダンパ５７、５８を作動させてそ
の空気の一部または全部を温水ヒータコア５２に導き、
温水と熱交換させれば良い。このとき、温水の加熱方法
は、そのときの外気温条件により熱源である冷媒水熱交
換器２１、燃焼式ヒータ５６等を使い分ければ良い。

【００８８】（ヒートポンプ温水暖房モード）外気温が
例えば４．４℃よりも高い冬期等はヒートポンプ温水暖
房を行う。このヒートポンプ温水暖房モード時には冷媒
流路切替弁２７が閉弁され、冷媒流路切替弁２８が開弁
され、冷凍サイクル４が暖房サイクルで運転される。ま
た、吸込口モードは外気導入モード、吹出口モードはフ
ットモードが主に選択される。したがって、冷媒圧縮機
２０の吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒は、
冷媒水熱交換器２１の冷媒通路３５→第１減圧手段２２
→室外熱交換器２３→バイパス管路４２→アキュームレ
ータ２６を通って冷媒圧縮機２０の吸入口に吸入され
る。

【００８９】一方、温水サイクル５では、温水流路切替
弁５４が閉弁され、温水流路切替弁５５が開弁される。
したがって、ウォータポンプ５１の吐出ポートより吐出
された温水は、冷媒水熱交換器２１の温水通路３４→バ
イパス流路６２→温水ヒータコア５２→排熱冷却器５３
を通ってウォータポンプ５１の吸引ポートに吸引され
る。このため、冷媒水熱交換器２１で冷媒より吸熱した
温水が温水ヒータコア５２に循環供給される。

【００９０】なお、例えば外気吸込口８よりダクト２内
に吸い込まれた外気は、温水ヒータコア５２で高温の温
水と熱交換して温風となる。この温風は、主にフット吹
出口１４より車室内へ吹き出されることにより車室内が
暖房される。このとき、温水サイクル５の途中に接続さ
れている排熱冷却器５３にて走行用モータＭや走行用イ
ンバータＩからの排熱もヒートポンプ温水暖房用の補助
熱源として有効活用することもできる。

【００９１】そして、車室内へ吹き出す吹出空気の温度
調節は、冷房モードと同様にして、温度調整レバー２０
２の設定位置に応じたエアミックスダンパ５７、５８の
開度調節により行うことができるが、エアミックスダン
パ５７、５８を全開にして全空気を温水ヒータコア５２
を通過させてエアコン用インバータ３０による冷媒圧縮
機２０の回転速度制御を行うようにして、車室内へ吹き
出す吹出空気の温度を調節した方が良い。また、冷媒水
熱交換器２１の冷媒の凝縮熱のみでは充分な熱量が得ら
れない場合は、温水ヒータコア５２に直列に電気ヒータ
を接続して、その電気ヒータを通電することにより温水
を補助加熱するようにしても良い。

【００９２】（外気温が０℃より低い時の燃焼ヒータ温
水暖房モード）仕向地により外気温が非常に低く（例え
ば−１０℃〜−３０℃以下の寒冷地）冷媒水熱交換器２
１では充分な熱量が得られない場合がある。このような
場合には、冷媒圧縮機２０を駆動せず、温水流路切替弁
５５を閉弁し、温水流路切替弁５４を開弁して、燃焼式
ヒータ５６により暖房に必要な熱量を温水に与えるよう
にする。また、吸込口モードは外気導入モード、吹出口
モードはフットモードに設定される。

【００９３】ここで、燃焼式ヒータ５６の作動を図１お
よび図３に基づいて簡単に説明する。燃料ポンプ８１の
作用で送られてきた燃料は、燃焼筒６９へ入る前に霧化
され、始動時にはグロープラグ７１で燃料を着火し、運
転時には燃焼ファン７２の作用により送られてきた燃焼
空気と混合して燃焼する。燃焼排気は温水通路７６内を
流れる温水とより完全に熱交換するように燃焼筒６９内
を経て排気管７５より排出される。この燃焼排気はほぼ
完全燃焼するのでかなりクリーンなガスである。

【００９４】一方、温水は、流入ポート７８より温水通
路７６内に入り燃焼筒６９の周りを巡って加熱された後
に流出ポート７９より流出して合流流路６３を通って温
水ヒータコア５２へ供給される。これにより、外気温が
非常に低く、ヒートポンプ温水暖房が行えない地域にお
いても、かなり高温の温水が温水ヒータコア５２に循環
することになるので、充分な熱量で車室内を暖房するこ
とができる。

【００９５】（外気温が０℃以上４．４℃以下の時の燃
焼ヒータ温水暖房モード）外気温が０℃以上４．４℃以
下の時にはヒートポンプ温水暖房では充分な暖房能力が
得られないため、燃焼ヒータ温水暖房モードで暖房運転
を行う。このような時には、燃焼式ヒータ５６を最低暖
房能力Ｑｍｉｎ（＝ＬＯＷ運転：例えば２０００ｋｃａ
ｌ／ｈ）で運転しても能力余りとなって車室内の温度
（内気温）が異常に上がり過ぎる暖房過多となる。な
お、このように燃焼式ヒータ５６の能力が余っている暖
房状態では乗員は暖まり過ぎを防止するためにブロワ３
の風量を最も弱いレベル（Ｌｏ風量：例えば１２０ｍ³
／ｈ）で使用していることが多い。ブロワ３の風量を自
動調整するオートエアコンでも同様である。

【００９６】しかし、能力切替が２段階しかできない燃
焼式ヒータ５６は、一定の暖房能力を出力しているた
め、燃焼式ヒータ５６の出口水温は６０℃〜８０℃と高
くなり、この状態で継続しても暖房能力は変わらない。
このとき、冷媒蒸発器２５の周囲の空気の温度は、仮に
外気温が０℃であっても温水ヒータコア５２からの熱伝
導で５℃〜１０℃に上昇している。

【００９７】以上のように燃焼ヒータ温水暖房モード時
に車室内の暖房状態が暖房過多となった場合、例えば燃
焼式ヒータ５６の出口水温ＴＷａが過熱温度（例えば８
５℃）ＴＷｍａｘ以上に上昇した場合、温水ヒータコア
５２の出口水温ＴＷｂが目標温水温度ＴＷＯより高温と
なった場合、吹出温度ＴＦＯＯＴが設定吹出温度Ｔｓｅ
ｔより高温となった場合、あるいは内気温Ｔｒが設定室
内温度Ｔｒｓより高温となった場合には、燃焼式ヒータ
５６を最低暖房能力で運転した状態を継続し、さらに冷
媒圧縮機２０を駆動し冷凍サイクル４を冷房サイクルで
運転する。そして、冷媒蒸発器２５の出口空気温度（エ
バ後温度センサ１１５で検出した吸込温度ＴＥ）が非凍
結温度（例えば１℃〜４℃）ＴＥＳに達するまで冷媒圧
縮機２０の回転速度制御をしながら冷房運転する。

【００９８】上記のように、燃焼式ヒータ５６のＬＯＷ
運転と冷凍サイクル４の冷房サイクル運転とを同時運転
すると、冷媒蒸発器２５の表面温度が低下し、温水ヒー
タコア５２からの熱伝導分も含めて５００ｋｃａｌ／ｈ
〜７００ｋｃａｌ／ｈ分を冷却することができる。この
ような冷凍サイクル４の冷房サイクルによる運転は、外
気温が０℃と低いため、室外熱交換器２３での凝縮温度
が５℃〜１０℃と低い。

【００９９】この結果、冷媒圧縮機２０を駆動する電動
モータやエアコン用インバータ３０の消費電力は０．１
ｋＷ〜０．４ｋＷと極めて低い値となる。因に、冷凍サ
イクル４を暖房サイクルで運転するヒートポンプ温水暖
房モード時の冷媒圧縮機２０を駆動する電動モータやエ
アコン用インバータ３０の消費電力は冷媒水熱交換器２
１での凝縮温度が４７．８℃と高く２．０ｋＷである。
したがって、燃焼ヒータ温水暖房の暖房能力が２０００
ｋｃａｌ／ｈから１３００ｋｃａｌ／ｈ〜１５００ｋｃ
ａｌ／ｈに落ちることになり、車室内の暖房過多を抑え
ることができる。

【０１００】上記のように冷凍サイクル４を冷房サイク
ルで運転しても、未だ燃焼式ヒータ５６が能力余りの場
合には、内外気切替ダンパ９を駆動して外気導入モード
から内気循環モードに吸込口モードを切り替える。する
と、ダクト２のフット吹出口１４から吹き出された高温
の温風は、内気循環モードで且つブロワ３の風量がＬｏ
風量（弱風）であるため、ショートサーキットし易くな
って、そのまま内気吸込口７に吸い込まれていく温風量
が多くなる。

【０１０１】この結果、冷媒蒸発器２５の入口空気温度
が高くなるので、冷媒蒸発器２５の出口空気温度（エバ
後温度センサ１１５で検出した吸込温度ＴＥ）が非凍結
温度（例えば１℃〜４℃）ＴＥＳに達するまで冷媒圧縮
機２０の回転速度制御をしながら冷房運転することによ
り暖房能力が打ち消される。したがって、温水ヒータコ
ア５２と冷媒蒸発器２５との間で空気をショートサーキ
ットさせることにより、温水ヒータコア５２の放熱熱量
を冷媒蒸発器２５の吸熱熱量として奪うことによって、
燃焼ヒータ温水暖房の暖房能力を２０００ｋｃａｌ／ｈ
から８００ｋｃａｌ／ｈ〜１２００ｋｃａｌ／ｈまで下
がる。これにより、車室内の暖房過多を抑えることがで
きる。

【０１０２】〔第１実施例の効果〕以上のように、電気
自動車用空気調和装置１は、冷媒水熱交換器２１にて冷
媒の凝縮熱により加熱された温水を温水ヒータコア５２
内に流入させてダクト２内を流れる空気を加熱するよう
にしているので、室内熱交換器を冷媒凝縮器として働か
せて車室内の暖房を行うようにした従来のヒートポンプ
暖房では暖房能力が不足していた地域（例えば外気温が
０℃以下に低下する地域）においても、充分な暖房能力
を得ることができる。また、温水ヒータコア５２や吹出
口切替機構を備えた既成のヒータユニットを利用できる
ため、エアコンユニット（室内ユニット１０）を新設す
る必要がなくなるので、コストを低減することができ
る。

【０１０３】また、燃焼式ヒータ５６の燃焼熱により加
熱された温水を温水ヒータコア５２内に流入させてダク
ト２内を流れる空気を加熱するようにしているので、室
内熱交換器を凝縮器として働かせて車室内の暖房を行う
ようにした従来のヒートポンプ暖房では暖房能力が不足
していた寒冷地（例えば外気温が−１０℃以下に低下す
る地域）においても、充分な暖房能力を得ることができ
る。また、温水サイクル５を備えた電気自動車用空気調
和装置１に燃焼式ヒータ５６を組み合わせるだけで、燃
焼式ヒータ５６の追加組付を行うことができるので、コ
ストを低減することができる。

【０１０４】さらに、排熱冷却器５３にて走行用モータ
Ｍや走行用インバータＩ等の車載電気機器の排熱を温水
に与えて、この排熱により加熱された温水を温水ヒータ
コア５２内に流入させてダクト２内を流れる空気を加熱
するようにしているため、車載電気機器の排熱を車室内
の暖房に有効に活用することができるので、車載電源６
のエネルギーを有効に利用することができる。

【０１０５】〔第１実施例の主要な作用および効果〕次
に、図２および図１２に基づいてこの実施例の主要な作
用および効果を詳細に説明する。ここで、図１２はダク
ト２の各部の空気温度を示したグラフである。図１２
中、Ｘは吸込口モードが外気導入モードで、燃焼ヒータ
温水暖房単独の空気温度を表す。また、Ｙは吸込口モー
ドが外気導入モードで、燃焼ヒータ温水暖房と冷凍サイ
クル４の冷房サイクル運転（クーラ運転）とを併用した
場合の空気温度を表す。さらに、Ｚは吸込口モードが内
気循環モードで、燃焼ヒータ温水暖房と冷凍サイクル４
の冷房サイクル運転（クーラ運転）とを併用した場合の
空気温度を表す。

【０１０６】１）Ｘのモード 通常の燃焼式ヒータ５６のＬＯＷ運転（２０００ｋｃａ
ｌ／ｈ）、ブロワ３の風量がＬｏ風量（１２０ｍ³ ／
ｈ）による燃焼ヒータ温水暖房であって、外気温（約０
℃）を吸い込んで（Ａ点）、ダクト２のスクロールケー
シング内からブロワ３の中で暖められ（Ｂ点：約５
℃）、さらに冷媒蒸発器２５でＣからＤまで約５℃暖め
られる。これは、前述したように温水ヒータコア５２が
６０℃〜８０℃と高温であるため、ダクト２を伝わって
冷媒蒸発器２５が暖められるため、その冷媒蒸発器２５
を通過する空気もＣからＤまで暖められるからである。

【０１０７】このように冷媒蒸発器２５を通過する際に
暖められた空気がさらに温水ヒータコア５２を通過する
際に本来の空気加熱が行われて、ＥからＦまで温度が約
４０℃も上昇してＦ、Ｇの温度（＝約５０℃）で、フッ
ト吹出口１４から車室内へ吹き出される。

【０１０８】２）Ｙのモード 燃焼式ヒータ５６のＬＯＷ運転（２０００ｋｃａｌ／
ｈ）、ブロワ３の風量がＬｏ風量（１２０ｍ³ ／ｈ）に
よる燃焼ヒータ温水暖房に冷凍サイクル４の冷房サイク
ルでの運転を併用した運転であって、Ｘモード同様に外
気温（約０℃）を吸い込んで、Ａ〜Ｂに到達するが、Ｃ
からＤの間で冷媒蒸発器２５の作用により０℃まで冷却
される。なお、０℃以下に空気を冷却しようとすると、
冷媒蒸発器２５の表面に付着した水滴が凍ったり、霜が
着いたりして冷媒蒸発器２５の通風を妨げるので０℃ま
で冷却すようにしている。

【０１０９】このように冷媒蒸発器２５を通過する際に
０℃まで冷却された空気は、温水ヒータコア５２を通過
する際に加熱されて、ＥからＦまで温度が約４０℃上昇
してＦ、Ｇの温度（＝約４０℃）で、フット吹出口１４
から車室内へ吹き出される。この場合には、Ｘの場合よ
り車室内への吹出温度が１０℃程度低くなる。この分だ
け燃焼式ヒータ５６の能力余りを打ち消したことにな
る。これでも、未だ燃焼式ヒータ５６の暖房能力が余剰
となっていて車室内への吹出温度（Ｆ、Ｇ）が高い場合
には、Ｚモードのように吸込口モードを外気導入モード
から内気循環モードに切り替える。

【０１１０】Ｚ）Ｙのモード この場合には、通風系の抵抗が減少するので、Ｘモード
およびＹモードに対してダクト２内の風量は２０％〜３
０％だけ増加する。そして、この増加した分以上の空気
（全体の３０％〜４０％）は、フット吹出口１４（Ｇ
点）から吹き出された後に、フット吹出口１４と内気吸
込口７とが近いため、空気流れが車室内を循環しないで
フット吹出口１４から内気吸込口７に向かってショート
サーキットする。

【０１１１】この分と内気循環モードとなっているた
め、内気吸込口７から吸い込まれる空気の温度（Ｈ点）
はＸモードおよびＹモードよりも上昇し、冷媒蒸発器２
５で冷却する量（ＣからＤ）はＸモードおよびＹモード
よりも大きくなる。このように大きく冷やされた空気が
温水ヒータコア５２で加熱されてＦ、Ｇの温度となり、
フット吹出口１４から吹き出される。

【０１１２】このＺモードがＸモードおよびＹモードよ
りも吹出温度（Ｇ）が低くなるのは、前述したショート
サーキットの空気熱量が冷媒蒸発器２５に奪われて、そ
の分だけ燃焼式ヒータ５６の暖房熱量を冷凍サイクル４
に伝えたことになる。したがって、Ｚモードの場合に温
水ヒータコア５２の出口水温はＸモードおよびＹモード
よりも低くなり、それに従って吹出温度Ｆ、Ｇも低くな
る。

【０１１３】このように温水ヒータコア５２から空気に
伝えた熱量（放熱量）の２０％〜５０％を空気をショー
トサーキットさせ、車室内の暖房に使うことなく、冷媒
蒸発器２５に吸熱させて、冷媒圧縮機２０で冷媒を移動
させてることによりラジエータを新たに設けなくても室
外熱交換器２３を通じて車室外の空気に放熱することが
できる。このときの冷媒圧縮機２０を駆動する電動モー
タやエアコン用インバータ３０の消費電力は、前述した
ように、外気温が０℃で凝縮温度が５℃〜１０℃と極め
て低いため、０．１ｋＷ〜０．４ｋＷとなる。すなわ
ち、０．１ｋＷ〜０．４ｋＷの消費電力で０．５ｋＷ〜
１．２ｋＷの冷却能力を発生させ、燃焼式ヒータ５６の
暖房能力を０．５ｋＷ〜１．２ｋＷも打ち消すことがで
きる。

【０１１４】これは、車室内の暖房状態が暖房過多とな
ることを防止するために、車室内の暖房方法を燃焼ヒー
タ温水暖房からヒートポンプ温水暖房に切り替えて行っ
た時に、暖房能力が１．５ｋＷ〜３．０ｋＷ必要なのに
対して消費電力が０．７５ｋＷ〜２．０ｋＷも必要なこ
とと比較すると格段に低い消費電力となる。これによ
り、冷媒圧縮機２０の電源である車載電源６の電力消耗
を著しく抑えることができるので、その車載電源６を走
行用モータＭの電源としても使用する電気自動車の走行
距離が長くなる。したがって、電気自動車に電力を使わ
ないで車室内の暖房を行うことが可能な燃焼式ヒータ５
６を搭載した効果を低下させないという利点が生じる。

【０１１５】したがって、燃焼ヒータ温水暖房モード時
に車室内の暖房状態が暖房過多となった場合でも、燃焼
式ヒータ５６の運転を停止することなく、車室内の暖房
状態を快適な暖房状態にすることができるので、ヒート
ポンプ暖房のように車室内の暖房能力が不足したり、燃
焼式ヒータ５６のオン、オフによる大量の排気ガスが排
出されたりすることはない。すなわち、暖房フィーリン
グの低下や環境への悪影響を抑えることができる。

【０１１６】また、燃焼式ヒータ５６の暖房能力を冷媒
蒸発器２５で吸熱して冷凍サイクル４の室外熱交換器２
３で車室外の空気に捨てることができるため、ラジエー
タや電動式冷却ファンを使用する必要はない。このた
め、部品点数を軽減することができるので、電気自動車
用空気調和装置１の製品コストを低減することができ
る。この結果、安価な電気自動車用空気調和装置１を搭
載した電気自動車の価格を低下させることができる。

【０１１７】〔第２実施例〕図１３はこの発明の第２実
施例を示したもので、電気自動車用空気調和装置を示し
た図である。この実施例の冷凍サイクル４は、第１減圧
手段２２を迂回するバイパス管路４３、第２減圧手段２
４および冷媒蒸発器２５を迂回するバイパス管路４４、
室外熱交換器２３とバイパス管路４３、４４とを直列接
続した冷媒出入口流路４５、および室外熱交換器２３と
第１、第２減圧手段２２、２４とを直列接続する冷媒出
入口流路４６等を備えている。バイパス管路４３には、
冷房サイクル（冷房モードおよび除湿モード）時に開弁
する冷媒流路切替弁（電磁弁）２７が設けられ、バイパ
ス管路４４には、暖房サイクル（ヒートポンプ温水暖房
モード）時に開弁する冷媒流路切替弁（電磁弁）２８が
設けられている。

【０１１８】この実施例においては、冷房サイクル時は
冷媒出入口流路４５→室外熱交換器２３→冷媒出入口流
路４６のように冷媒が流れ、暖房サイクル時は冷媒出入
口流路４６→室外熱交換器２３→冷媒出入口流路４５の
ように流れるように第１、第２減圧手段２２、２４、冷
媒流路切替弁２７、２８およびバイパス管路４３、４４
を接続している。

【０１１９】これにより、室外熱交換器２３のガス側は
冷媒出入口流路４５側となり、室外熱交換器２３の液側
は冷媒出入口流路４６側となる。すなわち、室外熱交換
器２３を冷媒凝縮器として運転する冷房サイクル時と冷
媒蒸発器として運転する暖房サイクル時とで冷媒の流れ
方向を逆向きにすることができる。したがって、ガス側
から液側へ行くに従って室外熱交換器２３の冷媒通路の
通路断面積を大から小にすることができるので、冷媒の
流れの圧力損失と室外熱交換器２３の熱交換性能とを矛
盾なく設計することができる。

【０１２０】〔第３実施例〕図１４はこの発明の第３実
施例を示したもので、電気自動車用空気調和装置を示し
た図である。この実施例では、冷媒水熱交換器２１と燃
焼式ヒータ５６とを並列接続した温水サイクル５であ
る。冷媒水熱交換器２１の温水通路３４はバイパス流路
６２に連通している。燃焼式ヒータ５６の流入ポート７
８は、ウォータポンプ５１の下流側でバイパス流路６２
より分岐する分岐流路６１に接続されている。また、燃
焼式ヒータ５６の流出ポート７９は、温水ヒータコア５
２の上流側でバイパス流路６２に合流する合流流路６３
に接続されている。

【０１２１】〔第４実施例の構成〕図１５ないし図１９
はこの発明の第４実施例を示したもので、図１５は電気
自動車用空気調和装置を示した図である。

【０１２２】この実施例の燃焼式ヒータ５６は、流入ポ
ート７８が温水配管（温水流路）６１ａを介してウォー
タポンプ５１の出口に接続され、流出ポートが温水配管
（温水流路）６３ａを介して冷媒水熱交換器２１の温水
通路３４の入口に接続されている。なお、この実施例で
は、第１実施例の温水流路切替弁５４、５５およびバイ
パス流路６２を廃止することにより、温水サイクル５を
構成する構成部品の部品点数を低減している。また、冷
凍サイクル４は第２実施例と同一の構成のものである。

【０１２３】図１６は電気自動車用空気調和装置のＥＣ
Ｕを示した図である。ＥＣＵ１００は、本発明の暖房運
転制御手段であって、第１実施例と同一の構成のもので
ある。このＥＣＵ１００には、暖房状態検出手段として
の内気温センサ１１１、外気温センサ１１２、日射セン
サ１１３、冷媒圧力センサ１１４、吸込温度検出手段と
してのエバ後温度センサ１１５、温水温度検出手段とし
ての水温センサ１１６、１１７、吹出温度検出手段とし
ての吹出温センサ１１８および操作パネル２００が電気
的に接続されている。なお、エバ後温度センサ１１５
は、温水ヒータコア５２に吸い込まれる空気の吸込温度
を検出する。

【０１２４】また、操作パネル２００には、図５および
図６に示したように、吹出温度設定手段としての温度調
整レバー２０２、２０７、風量設定手段としてのブロワ
スイッチ２０４、ブロワオートスイッチ２０５が設置さ
れている。なお、ＥＣＵ１００は、ブロワ３の端子電
圧、すなわち、ブロワ３のブロワモータ１９に印加する
ブロワ電圧（ブロワ風量）を検出する風量検出手段を有
している。

【０１２５】〔第４実施例の吹出温度制御方法〕次に、
この実施例のＥＣＵ１００の吹出温度制御を図１７およ
び図１８のフローチャートおよび図１１の特性図に基づ
いて説明する。ここで、図１７および図１８はＥＣＵ１
００の吹出温度制御の一例を示したフローチャートであ
る。

【０１２６】先ず、図１７のフローチャートに示すよう
に、内気温センサ１１１で検出した内気温Ｔｒ、外気温
センサ１１２で検出した外気温Ｔａｍ、エバ後温度セン
サ１１５で検出した吸込温度Ｔｉｎ、水温センサ１１６
で検出した温水温度ＴＷ、温度調整レバー２０２、２０
７で設定した設定吹出温度Ｔｓｅｔおよび操作パネル２
００等の各入力信号を読み込む（暖房状態検出手段、温
水温度検出手段、吹出温度設定手段：ステップＳ４
１）。

【０１２７】なお、この実施例では、温水温度ＴＷとし
て燃焼式ヒータ５６の出口水温を用いているが、温水温
度ＴＷとして、温水ヒータコア５２の入口温度、出口温
度、表面温度、吹出温度、冷媒水熱交換器２１の温水通
路３４の入口温度、出口温度、冷媒水熱交換器２１の冷
媒通路３５の出口温度（冷媒温度）、冷媒圧力等のよう
に、温水サイクル５を循環する温水の温度に関連する温
度であればどの検出値を用いても良い。

【０１２８】次に、目標吹出温度ＴＡＯを周知の方法で
算出する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ４２）。
目標吹出温度ＴＡＯは、マニュアルエアコンでは温度調
整レバー２０２の操作位置によって求めることができ、
オートエアコンでは温度調整レバー２０７の操作位置、
内気温センサ１１１で検出した内気温Ｔｒ、外気温セン
サ１１２で検出した外気温Ｔａｍを使って演算により求
めることができる。

【０１２９】次に、ブロワ３のブロワモータ１９に印加
している端子電圧を読み込み（ステップＳ４３）、その
端子電圧からブロワ風量Ｖを算出する（風量検出手段：
ステップＳ４４）。次に、ブロワ風量Ｖ、すなわち、温
水ヒータコア５２を通過する空気の風量Ｖから温度効率
φ（Ｖ）を算出する（温度効率決定手段：ステップＳ４
５）。ここでは、ブロワ３の風量Ｖと温度効率φとの特
性図（図１１参照）に基づいて温度効率φを算出する。

【０１３０】次に、目標温水温度ＴＷＯを後述の方法で
算出する（目標温水温度決定手段：ステップＳ４６）。
すなわち、エバ後温度センサ１１５で検出した吸込温度
Ｔｉｎ、ステップＳ４２で決定した目標吹出温度ＴＡ
Ｏ、およびステップＳ４５で決定した温度効率φから目
標温水温度ＴＷＯを下記の数６の式に基づいて算出す
る。

【数６】ＴＷＯ＝（ＴＡＯ−Ｔｉｎ）／φ＋Ｔｉｎ

【０１３１】次に、燃焼ヒータ温水暖房モードの指示が
されているか否かを判定する。例えば燃焼ヒータ温水暖
房スイッチ２６４がオンされているか否かを判定する。
あるいは、外気温センサ１１２で検出した外気温Ｔａｍ
が所定の外気温（例えば４．４℃）以下に低下している
か否かを判定する（ステップＳ４７）。

【０１３２】このステップＳ４７の判定結果がＮｏの場
合には、ヒートポンプ温水暖房モードの指示がされてい
るか否かを判定する。例えばヒートポンプ温水暖房スイ
ッチ２６３がオンされているか否かを判定する。あるい
は、外気温センサ１１２で検出した外気温Ｔａｍが所定
の外気温（例えば４．４℃）より上昇し、例えば２０℃
以下に低下しているか否かを判定する（ステップＳ４
８）。このステップＳ４８の判定結果がＮｏの場合に
は、リターンする。

【０１３３】また、ステップＳ４８の判定結果がＹｅｓ
の場合には、ヒートポンプ温水暖房モード（冷凍サイク
ル４を暖房サイクル）で運転する。すなわち、冷媒圧縮
機２０の電動モータをオン、冷媒流路切替弁２７を閉弁
（オフ）、冷媒流路切替弁２８を開弁（オン）、電動フ
ァン４０をオン、ウォータポンプ５１を運転し、燃焼式
ヒータ５６の運転を停止する（ステップＳ４９）。

【０１３４】次に、ヒートポンプ温水暖房モード時の吹
出温度制御を行う。具体的には、冷凍サイクル４の冷媒
圧縮機２０の目標回転速度を下記の数７の式（温度偏差
Ｅｎ）に基づいて算出し（目標回転速度決定手段）、そ
の目標回転速度に基づいて冷媒圧縮機２０の回転速度を
制御する（暖房能力制御手段、圧縮機制御手段：ステッ
プＳ５０）。その後にリターンする。

【数７】Ｅｎ＝ＴＷＯ−ＴＷ

【０１３５】また、ステップＳ４７の判定結果がＹｅｓ
の場合には、図１８のフローチャートに示したように、
ウォータポンプ５１および燃焼式ヒータ５６を運転し
て、燃焼ヒータ温水暖房モード時の吹出温度制御を行
う。具体的には、燃焼式ヒータ５６の目標燃焼能力を下
記の数８の式（温度偏差Ｅｎ）に基づいて算出し（燃焼
能力決定手段）、その目標燃焼能力に基づいて燃焼式ヒ
ータ５６の燃焼能力を制御する（暖房能力制御手段：ス
テップＳ５１）。

【数８】Ｅｎ＝ＴＷＯ−ＴＷ

【０１３６】次に、水温センサ１１６で検出した温水温
度ＴＷが目標温水温度ＴＷＯより高温であるか否かを判
定する（ステップＳ５２）。このステップＳ５２の判定
結果がＮｏの場合には、ステップＳ４１の処理に移行す
る。また、ステップＳ５２の判定結果がＹｅｓの場合に
は、燃焼式ヒータ５６を最低能力で運転する。具体的に
は、燃料ポンプ８１の駆動周波数を小さくして燃料の供
給量を減少させることにより燃焼式ヒータ５６をＬＯＷ
運転（例えば２０００ｋｃａｌ／ｈ）する（暖房能力制
御手段：ステップＳ５３）。

【０１３７】次に、水温センサ１１６で検出した温水温
度ＴＷが目標温水温度ＴＷＯと許容温度上昇幅α（例え
ば４℃〜５℃）との和以上に高温である（下記の数９の
式を満足する）か否かを判定する（ステップＳ５４）。
このステップＳ５４の判定結果がＮｏの場合には、ステ
ップＳ４１の処理に移行する。

【数９】ＴＷ≧ＴＷＯ＋α

【０１３８】また、ステップＳ５４の判定結果がＹｅｓ
の場合には、燃焼式ヒータ５６のＬＯＷ運転を継続した
まま冷凍サイクル４を冷房サイクルで運転する。すなわ
ち、冷媒圧縮機２０の電動モータをオン、冷媒流路切替
弁２７を開弁（オン）、冷媒流路切替弁２８を閉弁（オ
フ）、電動ファン４０をオンする（ステップＳ５５）。

【０１３９】次に、冷凍サイクル４の冷媒圧縮機２０の
目標回転速度を下記の数１０の式（温度偏差Ｅｎ）に基
づいて算出し（目標回転速度決定手段）、その目標回転
速度に基づいて冷媒圧縮機２０の回転速度を制御する
（暖房能力制御手段：圧縮機制御手段：ステップＳ５
６）。その後にリターンする。

【数１０】Ｅｎ＝ＴＷＯ−（ＴＷ＋α）

【０１４０】ここで、ＴＷＯは数１１の式に置き換えら
れ、ＴＷは数１２の式に置き換えられるので、温度偏差
Ｅｎは数１３の式および数１４の式に置き換えることが
できる。

【数１１】ＴＷＯ＝（ＴＡＯ−Ｔｉｎ）／φ＋Ｔｉｎ

【数１２】ＴＷ ＝（ＴＡ −Ｔｉｎ）／φ＋Ｔｉｎこ
こで、ＴＡは吹出温度（吹出温センサ１１８で検出する
吹出温と同値）である。

【数１３】Ｅｎ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｉｎ）／φ＋Ｔｉｎ｝
−｛（ＴＡ −Ｔｉｎ）／φ＋Ｔｉｎ｝

【数１４】Ｅｎ＝（ＴＡＯ−ＴＡ）／φ＋α

【０１４１】すなわち、この実施例では、車室内の暖房
状態が暖房過多となっている場合に、先ず燃焼式ヒータ
５６を最低能力（ＬＯＷ運転）に設定した後に、冷凍サ
イクル４を目標温水温度ＴＷＯと実際の水温（温水温
度）ＴＷとの温度偏差Ｅｎ（＝ＴＷＯ−ＴＷ）によって
冷凍サイクル４の冷房能力、すなわち、冷媒圧縮機２０
の回転速度を制御することにより、良好な目標温水温度
ＴＷＯを得るようにしている。これによって、温水ヒー
タコア５２に吸い込まれる空気の吸込温度を下げること
により、温水ヒータコア５２の放熱量が大きくても、ダ
クト２より吹き出される空気の吹出温度ＴＡを下げるこ
とができるので、吹出温度ＴＡを目標吹出温度ＴＡＯに
近づけることができる。したがって、冷媒圧縮機２０の
消費電力を抑えながらも、燃焼式ヒータ５６の運転を停
止することなく、車室内の暖房状態が暖房過多となるこ
とを抑えることができる。

【０１４２】ここで、この実施例では、温度偏差Ｅｎ
（＝ＴＷＯ−ＴＷ）によって冷凍サイクル４の冷房能力
を制御する際に、能力に多少の許容温度上昇幅α（例え
ば５℃）を加えて冷媒圧縮機２０の回転速度をファジー
制御しているが、これは許容温度上昇幅αが０℃である
と、燃焼式ヒータ５６が最低能力となる前に（燃焼式ヒ
ータ５６の暖房能力を下げることができるのに）冷房サ
イクルの運転が開始されることによる暖房効率の低下を
防止するためである。なお、許容温度上昇幅αは４℃以
上あれば良く、５℃が望ましい。

【０１４３】次に、図１９はこの実施例を実際に使用し
たときの試験データである。図１９には、目標温水温度
ＴＷＯ、温水温度ＴＷ、冷媒圧縮機２０の回転速度Ｎco
mpを記している。そして、図１９の時刻Ａで燃焼式ヒー
タ５６をＯＮし、図１９の時刻Ｂで内気温（室温）が上
昇してきたため、目標温水温度ＴＷＯを下げている。そ
して、図１９の時刻Ｃでは、燃焼式ヒータ５６は最低能
力（ＬＯＷ運転）になってこれよりも能力を下げられな
いため、温水温度ＴＷが目標温水温度ＴＷＯを大きく上
回っている。このとき、車室内の暖房状態は暖房過多と
なる。そこで、図１９の時刻Ｄで、冷媒圧縮機２０をＯ
Ｎし冷凍サイクル４を冷房サイクルで運転してその冷凍
サイクル４の冷房能力により燃焼式ヒータ５６の暖房能
力を打ち消す。このとき、。Ｅｎ＝（ＴＷＯ＋３）−Ｔ
Ｗに基づいて冷媒圧縮機２０の回転速度を制御すると、
ＴＷ−ＴＷＯ≒３℃に維持される。

【０１４４】〔変形例〕寒冷地仕様の暖房用熱源である
燃焼式ヒータ等に環境問題の見地から使用上の制約（例
えば外気温が規定値以下に低下しないと燃焼式ヒータを
使用してはいけないという制約）がある場合でも第１、
第３、第６実施例のエアコンシステムでは、温水の流路
を温水流路切替弁５４、５５にて切り替えることにより
燃焼式ヒータ５６を使用しない温水流路を形成すること
ができ、上記制約に対応することができる。

【０１４５】この実施例では、本発明を電気自動車用空
気調和装置に適用したが、本発明を空冷式エンジンや水
冷式エンジンを搭載した車両用空気調和装置に適用して
も良い。なお、温水としては純水や、各種金属の防食の
ための防食添加剤を添加した水溶液、ロングライフクー
ラント等を利用しても良い。

【０１４６】この実施例では、冷媒流路切替手段として
冷媒流路切替弁２７、２８を設けたが、冷媒流路切替手
段として三方弁や四方弁を設けても良い。この実施例で
は、温水流路切替手段として温水流路切替弁５４、５５
を設けたが、温水流路切替手段として三方弁や四方弁を
設けても良い。

【０１４７】また、温水の循環量をウォータポンプ５１
や流量調整弁等で調整することにより、車室内へ吹き出
す空気の吹出温度を制御しても良い。この実施例では、
排熱冷却器５３を温水ヒータコア５２とウォータポンプ
５１とを接続する温水配管に接続したが、冷媒水熱交換
器２１と温水ヒータコア５２とを接続する温水配管に接
続しても良い。また、排熱冷却器５３にて排熱を回収す
る車載電気機器として冷媒圧縮機２０、エアコン用イン
バータ３０、電動ファン４０等を用いても良い。

【０１４８】この実施例では、本発明を電気自動車用空
気調和装置に適用したが、本発明を内燃機関（ガソリン
エンジン、ディーゼルエンジン）を搭載した自動車や電
車等の車両用空気調和装置に適用しても良い。この実施
例では、室内熱交換器に冷房サイクル時にのみ冷媒蒸発
器として運転される冷媒蒸発器２５を用いたが、室内熱
交換器に冷房サイクル時に冷媒蒸発器として運転され、
暖房サイクル時に冷媒凝縮器として運転される室内熱交
換器を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気自動車用空気調和装置の全体構造を示した
構成図である（第１実施例）。

【図２】ダクト内の空調機器を示した構成図である（第
１実施例）。

【図３】燃焼式ヒータの一例を示した断面図である（第
１実施例）。

【図４】ＥＣＵを示したブロック図である（第１実施
例）。

【図５】操作パネルの一例を示した正面図である（第１
実施例）。

【図６】操作パネルの他の例を示した正面図である（第
１実施例）。

【図７】ＥＣＵの作動を示したフローチャートである
（第１実施例）。

【図８】ＥＣＵの作動を示したフローチャートである
（第１実施例）。

【図９】ＥＣＵの作動を示したフローチャートである
（第１実施例）。

【図１０】ＥＣＵの作動を示したフローチャートである
（第１実施例）。

【図１１】ブロワの風量と温度効率との関係を示した特
性図である（第１実施例）。

【図１２】ダクトの各部の空気温度を示したグラフであ
る（第１実施例）。

【図１３】電気自動車用空気調和装置の全体構造を示し
た構成図である（第２実施例）。

【図１４】電気自動車用空気調和装置の全体構造を示し
た構成図である（第３実施例）。

【図１５】電気自動車用空気調和装置の全体構造を示し
た構成図である（第４実施例）。

【図１６】ＥＣＵを示したブロック図である（第４実施
例）。

【図１７】ＥＣＵの作動を示したフローチャートである
（第４実施例）。

【図１８】ＥＣＵの作動を示したフローチャートである
（第４実施例）。

【図１９】目標温水温度、温水温度および冷媒圧縮機の
回転速度を示したタイムチャートである（第４実施
例）。

【図２０】暖房熱負荷と外気温との関係を示したグラフ
である。

【符号の説明】

Ｉ 走行用インバータ Ｍ 走行用モータ １ 電気自動車用空気調和装置 ２ ダクト ３ ブロワ（送風機） ４ 冷凍サイクル ５ 温水サイクル ７ 内気吸込口（内気取入口） ８ 外気吸込口（外気取入口） ９ 内外気切替ダンパ（内外気調整手段） ２０ 冷媒圧縮機 ２１ 冷媒水熱交換器（水冷式の冷媒凝縮器） ２３ 室外熱交換器 ２５ 冷媒蒸発器（室内熱交換器） ３０ エアコン用インバータ（回転速度制御手段） ５１ ウォータポンプ（循環流発生手段） ５２ 温水ヒータコア（温水式加熱器） ５６ 燃焼式ヒータ １００ ＥＣＵ（暖房運転制御手段） １０１ ＣＰＵ（暖房過多判定手段） １１６ 水温センサ（暖房状態検出手段、温水温度検出
手段） １１７ 水温センサ（暖房状態検出手段、温水温度検出
手段） ２０２ 温度調整レバー（吹出温度設定手段） ２０７ 温度調整レバー（吹出温度設定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６０Ｈ 1/32 ６２４ Ｂ６０Ｈ 1/32 ６２４Ｈ ６２４Ａ (72)発明者 兒玉 悟 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 大村 充世 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】（ａ）車室内へ向かって空気を送るための
   ダクトと、 （ｂ）このダクト内において車室内へ送風する送風機
   と、 （ｃ）冷媒を圧縮して吐出する電動式の冷媒圧縮機、前
   記ダクト内に配設され、冷媒と空気とを熱交換させる室
   内熱交換器、および前記ダクト外に配設され、冷媒と熱
   媒体とを熱交換させる室外熱交換器を有し、 前記室内熱交換器を冷媒蒸発器として運転する冷房サイ
   クルと前記室外熱交換器を冷媒蒸発器として運転する暖
   房サイクルとを切り替え可能な冷凍サイクルと、 （ｄ）前記ダクト内に設置され、前記ダクト内を流れる
   空気を温水により加熱する温水式加熱器、この温水式加
   熱器に直列に接続され、燃料の燃焼熱により温水を加熱
   する燃焼式ヒータ、およびこの燃焼式ヒータで加熱され
   た温水を前記温水式加熱器に循環させる循環流発生手段
   を有する温水サイクルと、 （ｅ）車室内の暖房状態を検出する暖房状態検出手段、
   および車室内の暖房状態が暖房過多であるか否かを判定
   する暖房過多判定手段を有し、 前記燃焼式ヒータの運転時に、前記暖房過多判定手段に
   よって前記暖房状態検出手段で検出された車室内の暖房
   状態が暖房過多であると判定された場合、前記冷凍サイ
   クルを冷房サイクルで運転する暖房運転制御手段とを備
   えた車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用空気調和装置にお
   いて、 前記ダクトは、車室内空気を取り入れる内気取入口、車
   室外空気を取り入れる外気取入口、前記内気取入口の近
   傍に設けられ、温風を吹き出す温風吹出口、および前記
   内気取入口より取り入れる車室内空気の取入量と前記外
   気取入口より取り入れる車室外空気の取入量とを調整す
   る内外気調整手段を備え、 前記暖房運転制御手段は、前記燃焼式ヒータの運転時
   に、前記暖房過多判定手段によって前記暖房状態検出手
   段で検出された車室内の暖房状態が暖房過多であると判
   定された場合、前記内外気調整手段を制御して車室外空
   気の取入量よりも車室内空気の取入量の方を多くするこ
   とを特徴とする車両用空気調和装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用空
   気調和装置において、 前記冷凍サイクルは、前記冷媒圧縮機より吐出された冷
   媒と前記温水サイクル内を循環する温水とを熱交換させ
   て冷媒を凝縮させる水冷式の冷媒凝縮器を有し、この冷
   媒凝縮器は、前記温水式加熱器に直列に接続されている
   ことを特徴とする車両用空気調和装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の車両用空気調和装置にお
   いて、 前記暖房運転制御手段は、車室内に吹き出す空気の吹出
   温度を所望の温度に設定する吹出温度設定手段、 この吹出温度設定手段で設定された設定吹出温度に基づ
   いて、目標吹出温度を決定する目標吹出温度決定手段、 この目標吹出温度決定手段で決定した目標吹出温度に基
   づいて、目標温水温度を決定する目標温水温度決定手
   段、 前記温水サイクル内を循環する温水の温度を検出する温
   水温度検出手段、 および前記目標温水温度決定手段で決定した目標温水温
   度と前記温水温度検出手段で検出した温水温度との温度
   偏差に基づいて、前記冷凍サイクルを冷房サイクルで運
   転する時の目標回転速度を決定する目標回転速度決定手
   段を有し、 前記目標回転速度決定手段で決定した目標回転速度に基
   づいて、前記冷媒圧縮機の回転速度を制御することを特
   徴とする車両用空気調和装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の車両用空気調和装置にお
   いて、 前記目標回転速度決定手段では、温度偏差をＥｎ、 前記目標温水温度決定手段で決定した目標温水温度をＴ
   ＷＯ、 前記温水温度検出手段で検出した温水温度をＴＷ、 および許容温度上昇幅をαとしたとき、 Ｅｎ＝ＴＷＯ−ＴＷ＋α の関係を満足するように温度偏差を算出することを特徴
   とする車両用空気調和装置。