JP2000280733A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の推進源である推進モータあるいは推
進モータ駆動ユニットの冷却と、冷凍サイクルにおける
コンプレッサ負荷の増加を回避することの両立を図った
自動車用空気調和装置を提供する。 【解決手段】 迂回制御部７の演算制御部７ａは、温度
センサＴＳからの温度検出信号を受け、登坂時や急発進
時等にあって、車両推進用モータ５０２にかかる負荷が
増加したときは、開閉弁ａ１を開放することで膨張器１
３から排出された冷媒のバイパス通路ａへの迂回量を増
加させて、冷媒配管１５ａでの冷却能力を高め、一方、
自動車の走行が巡航走行に戻り、負荷が減少したときは
迂回量を減少させて、車室内の冷房効果を回復させる。
このため、自動車推進用モータ５０２および推進モータ
駆動ユニット５０３の冷却と、コンプレッサ負荷の増加
を回避することの両立を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、推進モータを推進
源とする自動車において、推進モータあるいは推進モー
タ駆動ユニットの少なくとも一方が冷凍サイクルに配備
された自動車用空気調和装置に係り、特に推進モータあ
るいは推進モータ駆動ユニットの冷却と、冷凍サイクル
におけるコンプレッサ負荷の増加を回避することの両立
を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車の推進源としての推進モータ
と、その推進モータ駆動ユニットを冷却する方法とし
て、特開平４−３２５８０５公報が開示されている。こ
の公報に記載された電気自動車は、空気調和装置の冷凍
サイクル内に、電気自動車の推進源としての推進モータ
および、その推進モータ駆動ユニットを配備すること
で、これら機器の冷却を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷凍サ
イクルを利用した上記従来の方法は、単に、推進モータ
あるいは推進モータ駆動ユニットとを冷凍サイクル内に
配備して冷却を行うものであるため、登坂時や急発進時
等にあって、推進モータにかかる負荷が急激に増加する
とともに推進モータ、推進モータ駆動ユニットの発熱量
が増加した場合、これに応じてこれら機器の冷却を行う
ためには、冷凍サイクルのコンプレッサの負荷を増加さ
せる必要があり、推進モータ、推進モータ駆動ユニット
の冷却と、コンプレッサ負荷の増加を回避することの両
立を図ることが困難であった。

【０００４】そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み
なされたもので、自動車の推進源としての推進モータあ
るいは推進モータ駆動ユニットの冷却と、冷凍サイクル
におけるコンプレッサ負荷の増加を回避することの両立
を図った自動車用空気調和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】本発明の請求項１に係る
自動車用空気調和装置は、自動車の推進源である推進モ
ータおよび、当該推進モータを駆動する推進モータ駆動
ユニットの少なくとも一方に対し、冷凍サイクルを構成
するエバポレータとコンプレッサとを接続する冷媒配管
が付設された自動車用空気調和装置であって、前記エバ
ポレータと並列に設けられた迂回冷媒路と、前記推進モ
ータにかかる負荷の大きさを検出する検出手段と、該検
出手段で検出された負荷の増加に応じて、前記迂回冷媒
路への冷媒の迂回量を増加させる冷媒迂回量調整手段と
を具備することを特徴とする。

【０００６】本発明の請求項２に係る自動車用空気調和
装置は、請求項１記載の自動車用空気調和装置であっ
て、前記冷媒迂回量調整手段は、前記迂回冷媒路の開度
を調整する流量調整弁を具備することを特徴とする。

【０００７】本発明の請求項３に係る自動車用空気調和
装置は、請求項１または請求項２記載の自動車用空気調
和装置であって、前記迂回冷媒路が複数設けられたこと
を特徴とする。

【０００８】本発明の請求項４に係る自動車用空気調和
装置は、請求項３記載の自動車用空気調和装置であっ
て、前記複数の迂回冷媒路は、流路抵抗が異なるものを
含むことを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項５に係る自動車用空気調和
装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の自
動車用空気調和装置であって、前記推進モータ駆動ユニ
ットは、前記コンプレッサを駆動するコンプレッサ駆動
ユニットとともに単一の筐体に収納され、前記冷媒配管
は当該単一の筐体に付設されていることを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項６に係る自動車用空気調和
装置は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の自
動車用空気調和装置であって、前記冷凍サイクルにおけ
るコンデンサと膨張器との間に、コンプレッサから吐出
された吐出冷媒を利用して、車室内へ送られる空気を加
熱する加熱用熱交換器が設けられ、前記冷凍サイクルに
おけるコンプレッサの下流側に、前記吐出冷媒をコンデ
ンサを迂回させて加熱用熱交換器に導くバイパス通路
と、前記吐出冷媒の流路を切替えて該吐出冷媒を冷房運
転時にはコンデンサに導き暖房運転時にはバイパス通路
経由で加熱用熱交換器に導く流路切替手段とが設けられ
たことを特徴とする。

【００１１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る自動車用空気調
和装置によれば、推進モータおよび推進モータ駆動ユニ
ットの少なくとも一方に対し、エバポレータとコンプレ
ッサとを接続する冷媒配管を付設し、推進モータにかか
る負荷の大きさを検出手段により検出させて、そして、
冷媒迂回量調整手段により、負荷の増加に応じて迂回冷
媒路への冷媒の迂回量を増加させる一方で、負荷が減少
したときは迂回量を減少させることで、冷媒のもつ冷却
能力が、推進モータおよび推進モータ駆動ユニットの少
なくとも一方に対する冷却作用と車室内冷房作用とに最
適分配され、これら機器を冷却することと、コンプレッ
サ負荷の増加を回避することとの両立を図ることができ
る。

【００１２】また、本発明の請求項２に係る自動車用空
気調和装置によれば、流量調整弁を制御して迂回冷媒路
の開度を調整することで迂回量の細かな調整ができよう
になる。しかも、単一の迂回冷媒路であってもこの調整
が可能となるので、自動車内部における迂回冷媒配管の
配置自由度が大きいという効果も得られる。

【００１３】また、本発明の請求項３に係る自動車用空
気調和装置によれば、複数設けられた迂回冷媒路の開閉
を制御することにより、段階的な迂回量調整が可能とな
る。

【００１４】また、本発明の請求項４に係る自動車用空
気調和装置によれば、少ない迂回冷媒路であっても、迂
回量の設定自由度を大きくすることができる。

【００１５】また、本発明の請求項５に係る自動車用空
気調和装置によれば、推進モータ駆動ユニットを、コン
プレッサ駆動ユニットとともに単一の筐体に収納し、こ
の単一の筐体に冷媒配管を付設したため、これらのユニ
ットをバランスよく冷却することができ、しかも、これ
らユニットを筐体と一体に取り扱うことができるため、
点検時等の作業性が向上する。

【００１６】また、本発明の請求項６に係る自動車用空
気調和装置によれば、吐出冷媒は、流路切替手段によっ
て、冷房運転時にはコンデンサに導かれ、一方、暖房運
転時には、バイパス通路経由で加熱用熱交換器に導か
れ、この加熱用熱交換器によって暖められた空気は車室
内へ送られるため、自動車用空気調和装置を冷暖房共用
とすることができ、しかも、推進モータあるいは、推進
モータ駆動ユニットから吸収された廃熱が暖房に利用さ
れるため、暖房効率の向上と電力の節約とを同時に図る
ことが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自動車用空気
調和装置の実施の形態を図１ないし図５を参照して説明
する。

【００１８】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
る空気調和装置を示す図である。本図に示す空気調和装
置１では、冷媒を圧縮して高温高圧状態として吐出する
コンプレッサ３と、吐出された冷媒を冷却ファン１１か
らの送風により冷却して液化するコンデンサ１０と、液
化された冷媒を貯蔵する貯液器１２と、貯蔵された冷媒
を断熱膨張させる膨張器１３と、ブロアファン２２から
送られた空気を、断熱膨張された冷媒で冷却するエバポ
レータ１４とが、冷媒配管１５で順次に接続されて、冷
凍サイクル１６が形成されている。尚、膨張器１３は、
具体的には膨張弁やキャピラリチューブ等が用いられ
る。また、エバポレータ１４は、室内ユニット２０の送
風ダクト２１内部に配置される。

【００１９】一方、車両電源２には、電源電圧を昇降圧
するＤＣ／ＤＣコンバータ４ａ（以下単にコンバータ４
ａという）が接続され、このコンバータ４ａに接続され
たインバータ４ｂは、コンバータ４ａから出力された直
流電力を擬似的な三相交流に変換して、コンプレッサ３
と一体化された電動モータ（図示せず）に供給し、さら
に、その交流電源の電圧及び周波数を調整して、コンプ
レッサ３の圧力を制御する。また、コンバータ４ａ、イ
ンバータ４ｂ、および後述する推進モータ駆動ユニット
５０３は単一の筐体４０に収納され、筐体４０には放熱
板４ｃが取付けられ、、エバポレータ１４とコンプレッ
サ３とを接続する冷媒配管１５ａは、放熱板４ｃに付設
されている。尚、これ以降、コンバータ４ａおよびイン
バータ４ｂを総称してコンプレッサ用駆動ユニット４と
いう。

【００２０】また、車両電源２は、推進モータ駆動ユニ
ット５０３にも電力を供給し、この推進モータ駆動ユニ
ット５０３は、自動車推進用モータ５０２に対し擬似的
な三相交流の回転駆動信号を供給する。この自動車推進
用モータ５０２は、本図の一点鎖線矢印で示すように、
電気自動車５００のトランスミッション５０１に駆動力
を供給し、トランスミッション５０１は、電気自動車５
００の駆動輪に、この駆動力を伝達する。また、自動車
推進用モータ５０２には、放熱板５０２ａを介して冷媒
配管１５ａが付設されている。

【００２１】また、エバポレータ１４へ流入する冷媒を
迂回させるバイパス通路ａが、エバポレータ１４と並列
に設けられている。このバイパス通路ａには、電磁式の
開閉弁ａ１が取り付けられており、また、冷媒配管１５
ａとバイパス通路ａとの合流点より、さらにエバポレー
タ１４寄りの冷媒配管１５ａには、バイパス通路ａを通
った冷媒のエバポレータ１４への逆流を阻止する逆止弁
１４ａが取り付けられている。

【００２２】自動車推進用モータ５０２に設けられた温
度センサＴＳは、開閉弁ａ１の開閉状態を制御する迂回
制御部７に温度検出信号を送出している。迂回制御部７
は、所定の温度のしきい値Ｔａが記憶された記憶部７ｂ
と、温度検出信号を受けて、この信号の示す値がしきい
値Ｔａ以下、即ち所定温度以下であるときは、開閉弁ａ
１を閉鎖し、逆に、しきい値Ｔａを越えたとき（所定温
度を越えたとき）は開放するように制御する演算制御部
７ａを備えている。

【００２３】次に、第１の実施の形態の作用を説明す
る。電気自動車５００の車両電源２は、コンバータ４ａ
に直流電力を供給し、コンバータ４ａは、この直流電力
を昇降圧してインバータ４ｂに供給する。インバータ４
ｂは、これを三相の交流電力に変換すると共にコンプレ
ッサ３の電動モータへ供給し、コンプレッサ３の圧力を
上昇させる。

【００２４】コンプレッサ３は、冷凍サイクル１６の冷
媒配管１５の中の冷媒を圧縮し、高温高圧状態として吐
出する。吐出された冷媒は、コンデンサ１０に送られ、
冷却ファン１１からの送風により冷却されて液化する。
液化された冷媒は、貯液器１２に貯蔵された後、膨張器
１３へと送られ、該膨張器によって断熱膨張されて低温
低圧の飽和蒸気となり、冷媒配管１５ｄへと送出され
る。

【００２５】巡航速度での走行時や停車時等において
は、自動車推進用モータ５０２にかかる負荷は比較的小
さいため、その温度は比較的低温となっている。演算制
御部７ａは、記憶部７ｂからしきい値Ｔａを読込んで、
温度検出信号から得る温度との比較を行い、これがしき
い値Ｔａ以下であるときは開閉弁ａ１を閉鎖する。従っ
て、冷媒配管１５ｄを流れる冷媒は全てエバポレータ１
４に導入される。エバポレータ１４においては、ブロア
ファン２２によって送られた空気と冷媒との熱交換が行
われ、送風ダクト２１を通って冷却風が車室内へ送られ
る。そして、エバポレータ１４における冷媒の蒸発によ
り、飽和蒸気量が少量となった冷媒が冷媒配管１５ａを
通過するため、ここでの冷却効果は比較的低くなってい
る。しかしながら、巡航速度での走行時や停車時にあっ
ては、自動車推進用モータ５０２および推進モータ駆動
ユニット５０３からの発熱量は比較的少ないため、これ
ら機器を冷却するには充分な効果がある。また、コンプ
レッサ用駆動ユニット４も、冷媒配管１５ａにおいて同
様に冷却される。その後、冷媒配管１５ａを通過した冷
媒は、コンプレッサ３へと帰還する。即ち、自動車推進
用モータ５０２にかかる負荷が小さいときは、自動車推
進用モータ５０２、推進モータ駆動ユニット５０３およ
びコンプレッサ用駆動ユニット４の冷却が行われると同
時に、車室内へ送られる冷却風の生成も行われている。

【００２６】これに対して、登坂時や急発進時、あるい
は悪路を走行する時等においては、自動車推進用モータ
５０２にかかる負荷は増加して、その電力消費量も増加
する。また、これに伴い、推進モータ駆動ユニット５０
３の出力電力も増加する。このため、発熱量が急激に増
加して、自動車推進用モータ５０２および推進モータ駆
動ユニット５０３の温度が上昇する。

【００２７】温度センサＴＳからの温度検出信号が温度
上昇に伴って変化し、この温度検出信号の示す温度が、
しきい値Ｔａを越えたときに、自動車推進用モータ５０
２にかかる負荷が所定の大きさ以上になったと判定し
て、演算制御部７ａは開閉弁ａ１を開放する。

【００２８】開閉弁ａ１が開放されると、膨張器１３か
ら排出された冷媒の一部がエバポレータ１４を迂回し
て、バイパス通路ａへと導入される。この冷媒の導入に
より、エバポレータ１４での送風冷却効果が減少する。
即ち、エバポレータ１４での冷媒の蒸発量が減少し、多
量の飽和蒸気を含んだ低温の冷媒が、バイパス通路ａを
通過して冷媒配管１５ａへと送出される。そして、多量
の飽和蒸気を含んだ低温の冷媒が、冷媒配管１５ａ内部
において蒸発することにより、自動車推進用モータ５０
２および推進モータ駆動ユニット５０３が速やかに冷却
され、さらにコンプレッサ用駆動ユニット４も同時に冷
却される。そして、冷媒配管１５ａを通過した冷媒は、
コンプレッサ３へと帰還する。

【００２９】一方、車両推進用モータ５０２にかかる負
荷が減少して、温度検出信号がしきい値Ｔａ以下となっ
たときは、演算制御部７ａは開閉弁ａ１を閉鎖して、元
の冷凍サイクルの状態に戻し、車室内の冷房を再開させ
る。

【００３０】以上の説明から明らかなように、空気調和
装置１では、温度を検出することにより自動車推進用モ
ータ５０２にかかる負荷の大きさを検出して、負荷が所
定の大きさを越えたときは、膨張器１３から排出された
冷媒の迂回冷媒路への迂回量を増加させて冷媒配管１５
ａでの冷却能力を高め、一方、負荷が所定の大きさ以下
に減少したときは迂回量を減少させて、車室内の冷房効
果が回復する構成としたため、コンプレッサ負荷の増加
を回避すると同時に、自動車推進用モータ５０２および
推進モータ駆動ユニット５０３の急速冷却が可能となっ
ている。

【００３１】尚、バイパス通路ａの内径および開閉弁ａ
１の開度を変えることで、バイパス通路ａの流路抵抗を
増減させて、冷媒配管１５ａにおける冷却能力を調整す
ることも可能である。

【００３２】また、コンプレッサ用駆動ユニット４を構
成するコンバータ４ａおよびインバータ４ｂと、推進モ
ータ駆動ユニット５０３とを、共に、単一の筐体４０に
収納し、その筐体４０に冷媒配管１５ａを付設したこと
により、これら機器をバランスよく冷却することがで
き、しかも、筐体４０に収納された機器を筐体４０と一
体に取り扱うことができるため、点検時等の作業性が向
上する。

【００３３】尚、車両推進用モータ５０２あるいは推進
モータ駆動ユニット５０３に配置場所の制約がある場合
は、どちらか一方に冷媒配管１５ａを付設する構成をと
ってもよい。

【００３４】図２は、第２の実施の形態を示す図であ
る。本図に示す空気調和装置１００の特徴としては、エ
バポレータ１４を迂回するバイパス通路を２本設けると
ともに、それぞれのバイパス通路に開閉弁を設け、各開
閉弁の開閉状態を制御することにより、冷媒配管１５ａ
における冷却能力をきめ細かく可変できるようにしたこ
とにある。

【００３５】即ち、本図に示すように、空気調和装置１
００では、バイパス通路ａと並列にバイパス通路ｂが設
けられ、バイパス通路ｂには電磁式の開閉弁ｂ１が設け
られている。また、バイパス通路ｂの流路抵抗がバイパ
ス通路ａの流路抵抗よりも小さくなるように、両開閉弁
ａ１，ｂ１の開度が調整されている。また、迂回制御部
７の記憶部７ｂには、高低異なる温度のしきい値Ｔａ
（低温），Ｔａ（高温）が記憶されており、演算制御部
７ａは、受信する温度検出信号の示す温度と、これらし
きい値Ｔａ，Ｔｂとの比較演算により、両開閉弁ａ１，
ｂ１の開閉状態を制御する。

【００３６】尚、本図における第１の実施の形態と同一
の構成部材には、同一の符号を付して重複する説明は省
略する。

【００３７】次に、図３のフローチャートを参照して、
第２の実施の形態の作用を説明する。演算制御部７ａで
は、先ず、温度検出信号から温度データを得る（Ｓ
１）。次に、記憶部７ｂから低温のしきい値Ｔａを読込
んで、温度データとの比較を行う（Ｓ２）。例えば、巡
航速度での走行時や停車時では、自動車推進用モータ５
０２には比較的に小さい負荷がかかっているため、その
温度は比較的低温であり温度データは、しきい値Ｔａ以
下となる。演算制御部７ａは、温度データがしきい値Ｔ
ａ以下であったときは、開閉弁ａ１，ｂ１を共に閉鎖す
る（Ｓ３）。従って、冷媒は冷媒配管ａ，ｂを通過せず
に、全冷媒量がエバポレータ１４へと流入して熱交換が
行われる。そして、エバポレータ１４から排出された冷
媒は、上記第１の実施の形態において説明したように、
発熱量の比較的少ない自動車推進用モータ５０２・推進
モータ駆動ユニット５０３およびコンプレッサ用駆動ユ
ニット４を冷却する。

【００３８】これに対して、登坂時や急発進時等におい
ては、自動車推進用モータ５０２にかかる負荷が増加
し、推進モータ駆動ユニット５０３とともに、その温度
が上昇して温度データは低温のしきい値Ｔａを越えるこ
ととなる。温度データがしきい値Ｔａを越えているとき
は、ステップＳ４へ移行して、演算制御部７ａは高温の
しきい値Ｔｂを読込み、温度データとの比較を行う（Ｓ
４）。ここで、温度データがしきい値Ｔｂ以下であった
ときは、開閉弁ａ１を開放し、開閉弁ｂ１を閉鎖する
（Ｓ５）。従って、膨張器１３で断熱膨張されて排出さ
れた冷媒の一部が、エバポレータ１４を迂回し、バイパ
ス通路ａには、その流路抵抗で決る量の冷媒が流れ込
み、一方で、エバポレータ１４へ流れ込む冷媒量は減少
する。このため、冷媒配管１５ａにおける冷却能力を一
段階増加させることができる。

【００３９】そして、何らかの原因で車両推進用モータ
５０２に過負荷がかかった場合は、その温度は、上記の
冷却能力にも関わらず、高温のしきい値Ｔｂの示す温度
よりも、さらに大きく上昇してしまう可能性がある。

【００４０】図３に示すように、温度検出信号から得た
温度データが、ステップＳ４にて、しきい値Ｔｂより大
きいと判定されたときは、開閉弁ａ１を閉鎖し、開閉弁
ｂ１を開放する（Ｓ６）。従って、冷媒配管ｂには、そ
の流路抵抗で決る量の冷媒が流れる。この場合、バイパ
ス通路ｂの流路抵抗は、バイパス通路ａの流路抵抗より
も低いので、エバポレータ１４を迂回する冷媒の迂回量
が増加してバイパス通路ｂに流れ、一方、エバポレータ
１４へ流れ込む冷媒量はさらに減少する。このため、冷
媒配管１５ａでの冷却能力をさらに一段階増加させるこ
とができる。そして、ステップＳ３・Ｓ５・Ｓ６にて開
閉弁の状態制御が行われた後は、ステップＳ１へ戻り、
上記一連の制御を繰返す。また、ステップＳ６にて、開
閉弁ａ１，ｂ１を共に開放して、さらに迂回量を増加さ
せてもよい。

【００４１】このように、第２の実施の形態では、複数
のバイパス通路を設けるとともに、それぞれに開閉弁を
設けて開閉状態を制御することで、エバポレータ１４を
迂回する冷媒量が段階的に制御可能となるため、よりき
め細やかな冷却が可能となっている。また、開閉弁の開
度を調整して、異なる流路抵抗を設定することにより、
少ない本数のバイパス通路によっても、冷媒迂回量の設
定自由度を大きくすることができる。

【００４２】図４は、第３の実施の形態を示す図であ
る。この実施の形態の空気調和装置２００では、第１の
実施の形態におけるバイパス通路ａに流量調整可能な流
量調整弁ａ２を設けることで、バイパス通路ａへの迂回
量を無段階に変化させることが可能となっている。そし
て、演算制御部７ａには、温度データの示す温度の高低
に応じて、流量調整弁ａ２の開度を決定する演算プログ
ラムが組込まれており、この演算プログラムが繰返し実
行されて適切な開度がリアルタイムに求められている。
また、温度データが、記憶部７ｂに記憶されたしきい値
Ｔａ以下である場合は、開閉弁ａ１を閉鎖し、しきい値
Ｔａを越えた場合には、開閉弁ａ１を開放する。即ち、
しきい値Ｔａ以下のときは流量調整が規制されるように
構成されている。尚、本図における第１または第２の実
施の形態と同一の構成部材には同一の符号を付して、重
複する説明は省略する。

【００４３】この第３の実施の形態における巡航速度で
の走行時や停車時にあっては、車両推進用モータ５０２
にかかる負荷が比較的小さいために、開閉弁ａ１は閉じ
られて、全冷媒量がエバポレータ１４を通過して、発熱
量の比較的少ない自動車推進用モータ５０２・推進モー
タ駆動ユニット５０３およびコンプレッサ用駆動ユニッ
ト４を冷却する。

【００４４】一方、車両推進用モータ５０２にかかる負
荷が大きくなり、温度データがしきい値Ｔａを越える
と、演算制御部７ａは、開閉弁ａ１を開放するととも
に、温度データに基づいて流量調整弁ａ２の開度を無段
階に調整する。即ち、温度データが高温である程、流量
調整弁ａ２の開度を上げ、冷媒配管１５ａにおける冷却
能力を増加させる。

【００４５】従って、第３の実施の形態では、エバポレ
ータ１４とコンプレッサ３との間の冷媒配管１５ａでの
冷却能力のきめ細かな調整を、一本のバイパス通路によ
り可能とすることができ、しかも、自動車内部における
バイパス通路の配置自由度が大きいという効果も得られ
ている。

【００４６】図５は、第４の実施の形態の構成を示す図
である。この実施の形態の特徴としては、コンデンサ１
０とは別に加熱用熱交換器１０２を設けて、冷媒配管１
５ａを付設した機器からの廃熱を暖房に利用できるよう
にしたことにある。

【００４７】本図に示すように、空気調和装置３００で
は、第１の実施の形態の空気調和装置１の構成に加え
て、冷凍サイクル１６におけるコンデンサ１０と貯液器
１２との間には、コンプレッサ３から吐出された高温の
吐出冷媒を利用して、車室内へ送られる空気を加熱する
加熱用熱交換器１０２が設けられている。

【００４８】また、エバポレータ１４の送風上流に設け
られたブロアファン２２への流入口には、車両外の外気
あるいは車室内の内気のいずれかを流入させるための切
替ドア２３が回動自在に配設されている。

【００４９】さらに、加熱用熱交換器１０２とエバポレ
ータ１４との間の送風ダクト２１には、エバポレータ１
４を通過した冷風の、加熱用熱交換器１０２への配風量
を調節するエアミックスドア２４が回動自在に配設され
ている。尚、説明の簡略化のため、加熱用熱交換器１０
２に空気を通すようなドア位置をドア位置ａ、逆に加熱
用熱交換器１０２を塞ぐようなドア位置をドア位置ｂと
いう。

【００５０】加熱用熱交換器１０２より送風下流側の送
風ダクト２１には、エバポレータ１４を通過した冷風又
はエバポレータ１４及び加熱用熱交換器１０２を通過し
た温風の両方で空調風を生成する空調風生成室２５が形
成されている。この空調風生成室２５には、デフロスタ
吹出口，ベント吹出口及びフット吹出口が開口してい
る。デフロスタ吹出口，ベント吹出口及びフット吹出口
には、各吹出口を開閉する開閉ドア（図示省略）がそれ
ぞれ設けられている。

【００５１】また、コンプレッサ３の排出側の冷媒配管
１５ｃとコンデンサ１０の排出側の冷媒配管１５ｂと
が、バイパス通路１０３により連結され、冷媒がコンデ
ンサ１０を迂回できるような構成となっている。このバ
イパス通路１０３には、電磁式の開閉弁１０４が取り付
けられており、また、コンデンサ１０の排出側の冷媒配
管１５ｂとバイパス通路１０３との合流点より、さらに
コンデンサ１０寄りの冷媒配管１５ｂには、バイパス通
路１０３を通った冷媒のコンデンサ１０への逆流を阻止
する逆止弁１０７が取り付けられている。

【００５２】そして、バイパス通路１０３が冷媒配管１
５ｃから分岐する点より、さらにコンデンサ１０寄りの
冷媒配管１５ｃには、電磁式の開閉弁１０５が取り付け
られている。開閉弁１０４と開閉弁１０５は、外部から
の指令に従って、コンプレッサ３から吐出される吐出冷
媒を、冷房運転時にはコンデンサ１０に導き、暖房運転
時にはバイパス通路１０３に導くことを可能としてい
る。従って、開閉弁１０４と開閉弁１０５とは、冷媒の
流路切替手段を構成している。

【００５３】さらに、コンデンサ１０の排出側付近の冷
媒配管１５ｂと、コンプレッサ３の吸入口付近の冷媒配
管１５ａとは、冷媒戻し通路１１０によって連通されて
いる。この冷媒戻し通路１１０は、コンデンサ１０に滞
留している寝込み冷媒をコンプレッサ３へと帰還させる
ために設けられている。冷媒配管１５ａと冷媒戻し通路
１１０との合流点から、さらにエバポレータ１４寄りの
冷媒配管１５ａには、冷媒戻し通路１１０を通って戻さ
れた冷媒が、バイパス通路ａへと逆流しないように、逆
止弁１０６が取り付けられている。また、冷媒戻し通路
１１０には、電磁式の開閉弁１１１と逆止弁１１２とが
取り付けられ、冷媒の戻し動作の制御が可能となってい
る。尚、本図における第１ないし第３の実施の形態と同
一の構成部材には同一の符号を付して重複する説明は省
略する。

【００５４】次に、この第４の実施の形態の作用を説明
する。空気調和装置３００の冷房運転時には、開閉弁１
０４は閉鎖され、かつ開閉弁１０５は開放される。ま
た、エアミックスドア２４はドア位置ｂに置かれてい
る。

【００５５】コンプレッサ３から吐出された高温高圧の
吐出冷媒は、開閉弁１０４によって閉鎖されたバイパス
通路１０３を通らずに、先ず、コンデンサ１０へと導か
れる。そして、コンデンサ１０を通過する際に、冷却フ
ァン１１から送られる空気と冷媒との熱交換が行われ
る。その後、冷媒は逆止弁１０７を通り、加熱用熱交換
器１０２へと導かれ、ここでも周囲の空気との熱交換が
行われる。そして、冷媒は貯液器１２に送られ、ここに
一時貯蔵される。

【００５６】そして、貯液器１２から排出された冷媒
は、膨張器１３で断熱膨張されて排出される。このとき
の開閉弁ａ１の開閉状態は、第１の実施の形態と同様
に、検出された自動車推進用モータ５０２の温度、即ち
負荷の大きさに応じて決定される。従って、冷媒配管１
５ａにおいては、開閉弁ａ１の開閉状態で決る冷却能力
によって、付設された機器が冷却される。尚、エバポレ
ータ１４を通過した空気は、エアミックスドア２４によ
り加熱用熱交換器１０２を迂回して、吹き出し口から車
室内へと送られる。冷媒配管１５ａを通過した冷媒は、
その後、コンプレッサ３に帰還する。従って、第４の実
施の形態の冷房運転時においては、図５の破線矢印で示
す経路を冷媒が循環する。

【００５７】これに対して、暖房運転時には、開閉弁１
０４が開放され、かつ開閉弁１０５が閉鎖される。ま
た、エアミックスドア２４はドア位置ａに置かれ、開閉
弁ａ１は、自動車推進用モータ５０２にかかる負荷の大
きさに関わらず、常に開放される。空気調和装置３００
が作動して、コンプレッサ３から吐出された吐出冷媒
は、開閉弁１０５によって閉鎖された冷媒配管１５ｃお
よびコンデンサ１０を迂回して、開閉弁１０４によって
開放されたバイパス通路１０３に導入される。その後、
冷媒は加熱用熱交換器１０２へ導入されて冷却され、貯
液器１２に貯蔵される。冷房運転時と同様に、加熱用熱
交換器１０２を通過する際に周囲の空気と冷媒との熱交
換が行われるが、このときの冷媒は、コンデンサ１０を
迂回して導入されたものであるため、加熱用熱交換器１
０２による空気の加熱効果は、冷房運転時と比べて遥か
に大きいものとなる。

【００５８】そして、貯液器１２から排出された冷媒
は、膨張器１３で断熱膨張されて排出される。このと
き、開閉弁ａ１は開放されているため、冷媒の一部がバ
イパス通路ａへと流れ、一方で、エバポレータ１４を通
過する冷媒量は減少するため、エバポレータ１４での送
風冷却効果が減少する。

【００５９】そして、バイパス通路ａおよびエバポレー
タ１４から排出された冷媒は、冷媒配管１５ａにおいて
気化されて、自動車推進用モータ５０２が冷却される。
また、筐体４０に収納された推進モータ駆動ユニット５
０３およびコンプレッサ用駆動ユニット４も同様に冷却
される。そして、その後、冷媒はコンプレッサ３に帰還
する。従って、暖房運転時においては、図３の実線矢印
で示す経路を冷媒が循環する。

【００６０】従って、空気調和装置３００では、自動車
推進用モータ５０２および推進モータ駆動ユニット５０
３の冷却と、コンプレッサ負荷の増加を回避することの
両立を図ることができるだけでなく、特に、暖房運転時
においては、冷媒配管１５ａを付設した機器からの廃熱
を暖房に有効利用することができ、暖房性能の向上と車
両電源の電力の節約とを同時に図ることができる。

【００６１】以上説明したように、本発明に係る自動車
用空気調和装置の第１ないし第４の実施の形態では、自
動車推進用モータ５０２および推進モータ駆動ユニット
５０３に冷媒配管１５ａを付設するとともに、エバポレ
ータ１４と並列に迂回冷媒路（バイパス通路ａ，ｂ）を
設け、自動車推進用モータ５０２にかかる負荷の大きさ
を検出して、負荷が増加したときは、冷媒の迂回量を増
加させて冷媒配管１５ａでの冷却能力を高め、一方、負
荷が減少したときは迂回量を減少させて、車室内の冷房
効果が回復する構成としたため、自動車推進用モータ５
０２および推進モータ駆動ユニット５０３の冷却と、コ
ンプレッサの出力増加の回避との両立を図ることができ
る。

【００６２】尚、第１ないし第４の実施の形態では、温
度を検出することにより、自動車推進用モータ５０２の
負荷の大きさを検出しているが、温度検出のみによら
ず、例えば、自動車推進用モータ５０２の巻線電流、推
進モータ駆動ユニット５０３の電流または温度、あるい
は車両電源２の電圧変動を検出する方法等によっても負
荷の大きさを検知することができる。また、上記説明し
た空気調和装置を、自動車を推進させるモータと内燃機
関とを共に備えた、いわゆるハイブリッドカーにおいて
構成しても同様の効果が得られる。

【００６３】また、上記実施の形態では、コンプレッサ
用駆動ユニット４がコンバータ４ａとインバータ４ｂと
を備えているが、車両電源２の電圧を昇降圧する必要が
ないときは、コンバータ４ａを介さずに、インバータ４
ｂに対し直接車両電源２から電力を供給するように構成
することも可能である。

【００６４】そして、コンプレッサ３から吐出される吐
出冷媒の流路を切り替える切替手段は開閉弁の組み合わ
せに限らず、例えば三方弁や四方弁等であっても良いの
は勿論のことである。

【００６５】さらに、推進モータ駆動ユニット５０３や
コンプレッサ用駆動ユニット４を大型のハイブリッドＩ
Ｃ等で構成する場合は、そのＩＣを冷媒配管１５ａに取
付けて、放熱板を不要とした構成にしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車用空気調和装置の第１の実
施の形態を示す図である。

【図２】本発明に係る自動車用空気調和装置の第２の実
施の形態を示す図である。

【図３】図２に示した装置の開閉弁の制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図４】本発明に係る自動車用空気調和装置の第３の実
施の形態を示す図である。

【図５】本発明に係る自動車用空気調和装置の第４の実
施の形態を示す図である。

【符号の説明】

１，１００，２００，３００ 空気調和装置 ２ 車両電源 ３ コンプレッサ（圧縮機） ４ コンプレッサ用駆動ユニット ７ 迂回制御部 ７ａ 演算制御部 ７ｂ 記憶部 １０ コンデンサ（凝縮器） １３ 膨張器 １４ エバポレータ（蒸発器） １６ 冷凍サイクル ２０ 室内ユニット ２１ 送風ダクト ２６ 通風路ドア ２７ 迂回通風路 ４０ 筐体 １０２ 過熱用熱交換器 ａ，ｂ，１０３ バイパス通路 １０４，１０５ 開閉弁（切替手段） ５００ 電気自動車 ５０２ 自動車推進用モータ ５０３ 推進モータ駆動ユニット ａ１，ｂ１ 開閉弁 ａ２ 流量調整弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車（５００）の推進源である推進モ
   ータ（５０２）および、当該推進モータ（５０２）を駆
   動する推進モータ駆動ユニット（５０３）の少なくとも
   一方に対し、冷凍サイクル（１６）を構成するエバポレ
   ータ（１４）とコンプレッサ（３）とを接続する冷媒配
   管（１５ａ）が付設された自動車用空気調和装置であっ
   て、 前記エバポレータ（１４）と並列に設けられた迂回冷媒
   路（ａ）と、 前記推進モータ（５０２）にかかる負荷の大きさを検出
   する検出手段（ＴＳ）と、 該検出手段（ＴＳ）で検出された負荷の増加に応じて、
   前記迂回冷媒路（ａ）への冷媒の迂回量を増加させる冷
   媒迂回量調整手段と を具備することを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記冷媒迂回量調整手段は、前記迂回冷
   媒路（ａ）の開度を調整する流量調整弁（ａ２）を具備
   することを特徴とする請求項１記載の自動車用空気調和
   装置。
3. 【請求項３】 前記迂回冷媒路（ａ）が複数設けられた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の自動車
   用空気調和装置。
4. 【請求項４】 前記複数の迂回冷媒路（ａ，ｂ）は、流
   路抵抗が異なるものを含むことを特徴とする請求項３記
   載の自動車用空気調和装置。
5. 【請求項５】 前記推進モータ駆動ユニット（５０３）
   は、前記コンプレッサ（３）を駆動するコンプレッサ駆
   動ユニット（４）とともに単一の筐体（４０）に収納さ
   れ、前記冷媒配管（１５ａ）は当該単一の筐体（４０）
   に付設されていることを特徴とする請求項１ないし請求
   項４のいずれかに記載の自動車用空気調和装置。
6. 【請求項６】 前記冷凍サイクル（１６）におけるコン
   デンサ（１０）と膨張器（１３）との間に、コンプレッ
   サ（３）から吐出された吐出冷媒を利用して、車室内へ
   送られる空気を加熱する加熱用熱交換器（１０２）が設
   けられ、前記冷凍サイクル（１６）におけるコンプレッ
   サ（３）の下流側に、前記吐出冷媒をコンデンサ（１
   ０）を迂回させて加熱用熱交換器（１０２）に導くバイ
   パス通路（１０３）と、前記吐出冷媒の流路を切替えて
   該吐出冷媒を冷房運転時にはコンデンサ（１０）に導き
   暖房運転時にはバイパス通路（１０３）経由で加熱用熱
   交換器（１０２）に導く流路切替手段（１０４，１０
   ５）とが設けられたことを特徴とする請求項１ないし請
   求項５のいずれかに記載の自動車用空気調和装置。