JPH05238246A - 電気駆動自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートポンプ暖房モード運転時、他の熱源の
有効利用をするとともに走行時のヒートポンプ暖房モー
ドでの除霜運転を可能とする。 【構成】 圧縮機１と車室外空気熱交換器２と車室外空
気熱交換器用送風装置３と膨張弁４と車室内空気熱交換
器５と車室内空気熱交換器用送風装置６と四方切替え弁
７で構成されているヒートポンプ冷暖房装置と、前記車
室外空気熱交換器２の外側に車室外空気熱交換器空気導
入排出装置８を設置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気駆動自動車の車室
内を空気調和する電気駆動自動車用空気調和装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料エンジン自動車用空気調和装
置は、例えば、図５（ａ）にその具体的構成を示すよう
に、冷媒を圧縮する圧縮機１をエンジンで駆動し、車室
外空気熱交換器２と車室外空気熱交換器用送風装置３で
車室外空気に放熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷
媒を膨張弁４を介して車室内空気熱交換器５に導き、こ
こで車室内空気熱交換器用送風装置６で車室内の空気を
冷却、減湿しながら蒸発し冷房作用を行うものであっ
た。また暖房作用はエンジン水温を利用した温水ヒータ
で行うものであった。

【０００３】電気駆動自動車用空気調和装置では、冷房
作用は上記と同様であるが、暖房作用は上記エンジン水
温が利用できないため、図５（ａ）の点線部を図５
（ｂ）のようにし圧縮機１の下流に四方切替え弁７を用
い冷媒流路を逆転し、車室内空気熱交換器５で車室内空
気に放熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷媒を膨張
弁４を介して車室外空気熱交換器２に導き、ここで車室
外の空気を冷却、減湿しながら冷媒が吸熱、蒸発させ
る、ヒートポンプ暖房を行う必要がある。

【０００４】また燃料エンジン自動車用空調装置にて、
エンジン排熱を利用してヒートポンプ暖房で空調を行う
例としては、特開平３−９０４３０号公報が記載されて
いる。

【０００５】また上記ヒートポンプ暖房モード時には、
車室外空気熱交換器内の冷媒が低温となるので空気から
の除湿水が車室外空気熱交換器に着霜及び氷結し、車室
外空気熱交換器の空気との熱交換が不能となるため車室
外空気熱交換器の着霜及び氷結を取る除霜運転が必要と
なる、たとえば家庭用ルームエアコンでは四方切替え弁
を上記冷房モードと同時に切替え、室外空気熱交換器を
高温にし除霜運転をしている。さらに除霜運転中、室外
空気熱交換器が空気と熱交換すると除霜できないため、
室外空気熱交換器用送風装置を停止して暖房モードの除
霜運転をしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般的に電気駆動自動
車にはエンジン排熱が無いため、代わりに他の熱源を有
効利用することが必要であるが、自動車には走行風があ
るため車室外空気熱交換器用送風装置を停止しても車室
外空気熱交換器に風が流れ、車室外空気熱交換器が空気
と熱交換してしまいヒートポンプ暖房モードでの除霜運
転が不可となる。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するもので、他
の熱源の有効利用と走行時のヒートポンプ暖房モードで
の除霜運転を可能とすることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、第１の手段として車室内空気排出部の排出
空気を導入する第１の通風路と、直接車室外空気を導入
する第２の通風路と、車室外空気熱交換器の空気導入部
に配した前記２つの通風路の切替えを行う切替え装置
と、暖房モード運転時、第１の通風路側に切替える、ま
た冷房モード運転時、第２の通風路側に切替える、また
暖房モードの除霜運転時、第１の通風路に切替えると同
時に車室外空気熱交換器用送風装置及び車室内空気熱交
換器用送風装置を停止する制御装置を設けたものであ
る。

【０００９】また上記課題を解決するために本発明は、
第２の手段として車室外空気熱交換器用送風装置と車室
内空気排出部の排出空気を導入する第１の通風路と、直
接車室外の空気を導入する第２の通風路と、車室外空気
熱交換器の空気導入部に配した前記２つの通風路の各々
の開閉を行う開閉装置と、暖房モード運転時、第１の通
風路を開き、第２の通風路を閉じる、また冷房モード運
転時、第１の通風路を閉じ、第２の通風路を開く、また
暖房モードの除霜運転時、第１の通風路及び第２の通風
路を共に閉じると同時に車室外空気熱交換器用送風装置
を停止する制御装置を設けたものである。

【００１０】また上記課題を解決するために本発明は、
第３の手段として車室外空気熱交換器用送風装置と車室
内空気排出部の排出空気を導入する第１の通風路と、直
接車室外空気を導入する第２の通風路と、車室外空気熱
交換器の空気導入部に配した前記２つの通風路の各々の
開閉を行う開閉装置と車室外空気熱交換器の空気排出部
に配した第３の通風路と前記第３の通風路の開閉を行う
開閉装置と、暖房モード運転時、第１及び第３の通風路
を開き、第２の通風路を閉じる、また冷房モード運転
時、第１の通風路を閉じ、第２及び第３の通風路を開
く、また暖房モードの除霜運転時、第１及び第２及び第
３の通風路を共に閉じると同時に車室外空気熱交換器用
送風装置を停止する制御装置を設けたものである。

【００１１】

【作用】本発明の第１の手段によれば２つの通風路の切
替え及び車室内外の空気熱交換器用送風装置の制御を空
調運転のモードによって行う制御によって、車室外空気
熱交換器は、ヒートポンプ暖房モード運転時、車室内空
気の排出空気熱が利用でき、冷房モード運転時、外気を
直接導入でき、さらに走行時、車室外空気熱交換器は前
面風を止めることができるので、ヒートポンプ暖房モー
ドでの除霜運転が可能となる。

【００１２】本発明の第２の手段によれば２つの通風路
の開閉制御と車室外空気熱交換器用送風装置の制御を空
調運転のモードによって行う制御によって、車室外空気
熱交換器は、ヒートポンプ暖房モード運転時、車室内空
気の排出空気熱が利用でき、冷房モード運転時、外気を
直接導入でき、さらに走行時、車室外空気熱交換器は前
面風を止めることができるので、ヒートポンプ暖房モー
ドでの除霜運転が可能となる。

【００１３】本発明の第３の手段によれば３つの通風路
の開閉制御と車室外空気熱交換器用送風装置の制御を空
調運転のモードによって行う制御によって、車室外空気
熱交換器は、ヒートポンプ暖房モード時、車室内空気の
排出空気熱が利用でき、冷房モード時、外気を直接導入
でき、さらに外気を完全に遮断することができるので、
走行時、車室外空気熱交換器後面の巻き上げ風がある場
合でもヒートポンプ暖房モードでの除霜運転が可能とな
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面により説
明する。

【００１５】図１は、第１の実施例の電気駆動自動車用
空気調和装置の系統図である。図１によれば、１は圧縮
機、２は車室外空気熱交換器、３は車室外空気熱交換器
用送風装置、４は膨張弁、５は車室内空気熱交換器、６
は車室内空気熱交換器用送風装置、７は四方切替え弁で
あり車室外空気熱交換器２の外側には車室外空気熱交換
器空気導入排出装置８を設置している。冷媒の流れは前
記従来例と同じため説明を省略する。

【００１６】電気駆動自動車は蓄電池の容量が限定され
ているため、各機器は高能率で消費電力の少ない構成と
する必要がある。

【００１７】図２は、図１の系統図に記載した本実施例
における車室外空気熱交換器空気導入排出装置８の断面
図である。

【００１８】図２では、車室内空気排出部９の排出空気
を吸い込むように配された排出空気ダクト１０と排出空
気ダクト１０に並列に入口を車室外空気を直接吸い込む
ように配された車外空気ダクト１１とを設け、排出空気
ダクト１０と車外空気ダクト１１は下流側で空気が合流
するようダクト１２に連通しており、排出空気ダクト１
０及び車外空気ダクト１１とダクト１２の接合部にはダ
ンパ１３が配され、ダンパ１３はその位置により排出空
気ダクト１０からダクト１２に流れ込む空気と車外空気
ダクト１１からダクト１２に流れ込む空気の切替えがで
きる。以上のように構成された車室外空気熱交換器空気
導入排出装置８のダクト１２内に車室外空気熱交換器２
と車室外空気熱交換器用送風装置３を配している。外部
に空調運転モードにてダンパ１３の切替えと車室外空気
熱交換器用送風装置３及び車室内空気熱交換器用送風装
置６の制御をする制御装置１４を配している。

【００１９】上記のように構成された車室外空気熱交換
器空気導入排出装置８にて、暖房モード運転時、ダンパ
１３を実線で示す位置に切替え、車室内空気排出部９の
排出空気を車室外空気熱交換器２に導き、暖房運転時に
排出空気の熱を利用する。また冷房モード運転時、ダン
パ１３を点線で示す位置に切替え、車室外空気を直接車
室外空気熱交換器２に導く。さらに暖房モードの除霜運
転時、ダンパ１３を実線で示す位置に切替え、車室内外
の空気熱交換器用送風装置３，６を停止し、車外の空気
が車室外空気熱交換器に吹きつけることを防止する。こ
のように各運転モードにてダンパ１３の切替え及び車室
内外の空気熱交換器用送風装置３，６の運転を制御装置
１４にて制御することによって、暖房時に車室内空気排
出熱を利用し、暖房能力、効率を向上させ、冷房時は直
接車室外空気を吸い込むことにより冷房能力、効率の低
下を防ぐことができる。さらに走行時の車室外空気熱交
換器の前面風をダンパ１３によって止めることができる
ので、車室外空気熱交換器が空気と熱交換することがな
くなり、ヒートポンプ暖房モードでの除霜運転が可能と
なる。

【００２０】なお車室外空気熱交換器２の導入風量を増
すためにダンパ１３を車室内及び車室外から混合空気を
導入できる位置に停止することも考えられる。

【００２１】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。図３は、本発明の第２の実施例にかかる車室外空気
熱交換器空気導入排出装置８′の断面図である。

【００２２】図３では、車室内空気排出部９の排出空気
を吸い込むように配された排出空気ダクト１５と排出空
気ダクト１５に並列に入口を車室外空気を直接吸い込む
ように配された車外空気ダクト１６と、排出空気ダクト
１５と車外空気ダクト１６は下流側で空気が合流するよ
うにダクト１７に連通しており、排出空気ダクト１５と
ダクト１７の接合部にはダンパ１８が配され、ダンパ１
８は排出空気ダクト１５からダクト１７に流れ込む空気
の開閉ができる。同様に車外空気ダクト１６とダクト１
７の接合部にはダンパ１９が配され、ダンパ１９は車外
空気ダクト１６からダクト１７に流れ込む空気の開閉が
できる。以上のように構成された車室外空気熱交換器空
気導入排出装置８のダクト１７内に車室外空気熱交換器
２と車室外空気熱交換器用送風装置３を配している。外
部に空調運転モードにてダンパ１８及びダンパ１９の開
閉と車室外空気熱交換器用送風装置３の制御をする制御
装置２０を配している。

【００２３】以上のように構成された車室外空気熱交換
器空気導入排出装置８′にて、冷房モード運転時、ダン
パ１８を閉じ、ダンパ１９を開き、車室外空気を直接、
車室外空気熱交換器２に導く。また暖房モード運転時、
ダンパ１８を開き、ダンパ１９を閉じ、車室内空気排出
部９の排出空気を車室外空気熱交換器２に導き排気空気
の熱を利用する。また暖房モードの除霜運転時には、ダ
ンパ１８及びダンパ１９を閉じ、車室外空気熱交換器用
送風装置３を停止することにより、車室外空気熱交換器
２に風が吹きつけるのを防止する。各運転モードにて上
記制御をすることによって、暖房時に車室内空気排出熱
を利用し、暖房能力、効率を向上させ、冷房時は直接車
室外空気を吸い込むことにより冷房能力、効率の低下を
防ぐことができ、さらに走行時の車室外空気熱交換器２
の前面風を止めることができるので、ヒートポンプ暖房
モードでの除霜運転が可能となる。

【００２４】なお実施例では開閉装置にて説明したが、
絞り装置でも同様の効果がえられる。また車室外空気熱
交換器２の導入風量を増すためにダンパ１８及びダンパ
１９を同時に開き、車室内及び車室外からの混合空気を
導入することも考えられる。

【００２５】図４は、本発明の第３の実施例に係る車室
外空気熱交換器空気導入排出装置８″の断面図である。

【００２６】図４にて、車室外空気熱交換器２と車室外
空気熱交換器用送風装置３と車室内空気排出部９と排出
空気ダクト１５と車外空気ダクト１６とダクト１７とダ
ンパ１８とダンパ１９の配置は図３と同じために説明を
省略する。

【００２７】ダクト１７の車室外空気熱交換器２の空気
排出側にダンパ２１を配しており、外部に空調運転モー
ドにてダンパ１８及びダンパ１９及びダンパ２１の開閉
と車室外空気熱交換器用送風装置３の制御をする制御装
置２２を配している。

【００２８】以上のように構成された車室外空気熱交換
器空気導入排出装置８にて、冷房モード運転時、ダンパ
１８を閉じ、ダンパ１９及びダンパ２１を開き、車室外
空気を直接、車室外空気熱交換器２に導く。また暖房モ
ード運転時、ダンパ１８及びダンパ２１を開き、ダンパ
１９を閉じ、車室内空気排出部９の排出空気を車室外空
気熱交換器２に導く。また暖房モードの除霜運転時に
は、ダンパ１８及びダンパ１９及びダンパ２１を閉じ、
車室外空気熱交換器用送風装置３を停止する。各運転モ
ードにて上記制御をすることによって、暖房時に車室内
空気排出熱を利用し、暖房能力、効率を向上させ、冷房
時は直接車室外空気を吸い込むことにより冷房能力、効
率の低下を防ぐことができ、さらに走行時の車室外空気
熱交換器２の前面風の流入及び後面巻き込み風を遮断
し、確実な走行時の暖房モードの除霜運転が可能とな
る。

【００２９】なお図４では、車室外空気熱交換器用送風
装置３の排出側にダンパ２１を配しているが、逆の配置
でも同様の効果を得ることができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば必要に応じ、車室内空気
排出熱が有効利用できるとともに走行時の車室外空気熱
交換器の前面風を止めることができるので、ヒートポン
プ暖房モードでの除霜運転が可能となる。

【００３１】また、車室内空気排出熱が有効利用できる
とともに車室内空気熱交換器用送風装置を停止すること
なく走行時の車室外空気熱交換器の前面風を止めること
ができるので、ヒートポンプ暖房モードでの除霜運転が
可能となる。

【００３２】さらに、車室内空気排出熱が有効利用でき
るとともに車室内空気熱交換器用送風装置を停止するこ
となく走行時の車室外空気熱交換器の前面風及び後面巻
き上げ風を遮断できるので、確実にヒートポンプ暖房モ
ードでの除霜運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気駆動自動車用空調装置の系統図

【図２】請求項１の図１内の車室外空気熱交換器空気導
入排出装置８の一実施例の断面図

【図３】請求項２の図１内の車室外空気熱交換器空気導
入排出装置８の一実施例の断面図

【図４】請求項３の図１内の車室外空気熱交換器空気導
入排出装置８の一実施例の断面図

【図５】（ａ）は従来例の燃料エンジン駆動自動車用冷
房空調装置の構成図 （ｂ）は従来例の電気駆動自動車用空調装置の構成図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 車室外空気熱交換器 ３ 車室外空気熱交換器用送風装置 ４ 膨張弁 ５ 車室内空気熱交換器 ６ 車室内空気熱交換器用送風装置 ７ 四方切替え弁 ８ 車室外空気熱交換器空気導入排出装置 ９ 車室内空気排出部 １０ ダクト １１ ダクト １２ ダクト １３ ダンパ １４ 制御装置 １５ ダクト １６ ダクト １７ ダクト １８ ダンパ １９ ダンパ ２０ 制御装置 ２１ ダンパ ２２ 制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と車室外空気熱交換器と車室外空気
   熱交換器用送風装置と膨張弁と車室内空気熱交換器と車
   室内空気熱交換器用送風装置と四方切替え弁で構成され
   ているヒートポンプ冷暖房装置と、車室内空気排出部の
   排出空気を導入する第１の通風路と、直接車室外空気を
   導入する第２の通風路と、前記車室外空気熱交換器の空
   気導入部に配した前記２つの通風路の切替えを行う切替
   え手段とを備え、少なくとも暖房モードの除霜運転時に
   おいて前記切替え手段によって第２の通風路をしゃ断す
   る制御装置を具備した電気駆動自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】圧縮機と車室外空気熱交換器と車室外空気
   熱交換器用送風装置と膨張弁と車室内空気熱交換器と車
   室内空気熱交換器用送風装置と四方切替え弁で構成され
   ているヒートポンプ冷暖房装置と、車室内空気排出部の
   排出空気を導入する第１の通風路と、直接車室外空気を
   導入する第２の通風路と、前記車室外空気熱交換器の空
   気導入部に配した前記２つの通風路の各々の開閉を行う
   開閉手段とを備え、少なくとも暖房モードの除霜運転時
   において、前記開閉手段により前記第１の通風路及び第
   ２の通風路を閉成するよう制御する制御装置を具備した
   電気駆動自動車用空気調和装置。
3. 【請求項３】車室外空気熱交換器の空気排出部に配した
   第３の通風路と前記第３の通風路の開閉を行う開閉装置
   と前記第３の通風路の開閉装置を制御する制御装置を具
   備した請求項２記載の電気駆動自動車用空気調和装置。