JPH07186708A - 電気自動車用空調装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンプレッサの再起動性を高めると共に、長
時間停止後の運転再開時の円滑な制御を実行する。 【構成】 コンプレッサとメインコンデンサとの連通を
開閉する第１の開閉手段と、メインコンデンサをバイパ
スする通路を開閉する第２の開閉手段を設け、停止後制
御手段によって、冷暖房サイクルの停止から所定時間、
前記第１の開閉手段及び前記第２の開閉手段を開とする
ために、冷暖房サイクルの高圧側と低圧側の圧力差の低
減を促進することができ、さらに、停止状態制御手段に
よって、冷暖房サイクルの停止から所定時間以上過ぎた
場合には、前記第１の開閉手段を閉、前記第２の開閉手
段を開とするために、メインコンデンサへの冷媒の滞留
を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷媒流路を切り換え
ることにより、冷房サイクルと暖房サイクルを構成する
ことのできる冷暖房サイクルを有する電気自動車用空調
装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車用の空気調和装置としては、
例えば特開昭５９─４９４３９号公報や実公昭６２─１
８４８４号公報等に示されるヒートポンプ式の空気調和
装置を利用することが考えられるが、近年においては、
空調ダクトのクーリングユニットの下流にサブコンデン
サを設け、メインコンデンサの流入側に設けられた三方
弁の切り換えによって、コンプレッサから流出した冷媒
を、冷房運転時にはメインコンデンサ、サブコンデン
サ、クーリングユニット、コンプレッサの順で循環さ
せ、暖房運転時にはメインコンデンサをバイパスさせ
て、サブコンデンサ、クーリングユニット、コンプレッ
サの順で循環させるようにしたシステムが考えられてい
る。

【０００３】したがって、このシステムにおいて冷房運
転時には、コンプレッサから吐出された冷媒は、メイン
コンデンサを通過し、ここで外気に放熱して液化する。
このために、サブコンデンサを通過する冷媒は低温にな
っており、サブコンデンサによる加熱量は少なくなって
いる。また、空調ダクト内を通過する空気への影響を少
なくするために、ミックスドアはサブコンデンサ前面を
全閉しており、エバポレータで冷却された空気が直接車
室内に吹き出すようになっている。

【０００４】一方、暖房運転時には、コンプレッサから
吐出された冷媒は、メインコンデンサをバイパスしてサ
ブコンデンサに供給され、ここで通過する空気に放熱す
る。この空気はエバポレータを通過する時に吸熱されて
低温になっているが、サブコンデンサによる加熱の方が
エバポレータによる吸熱よりもコンプレッサの仕事分多
いため、全体として空調ダクト内の空気は加熱されるよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
電気自動車用空調装置においては、一旦コンプレッサが
停止した場合、再起動時のトルクが高くなることから、
冷暖房サイクル内の冷媒が安定し、高圧と低圧の圧力差
が所定範囲以内となるまでコンプレッサを停止させる必
要があった。また、このコンプレッサの再起動性を高め
る（再起動までの時間を短くする）には、コンプレッサ
とメインコンデンサとの連通を開閉する電磁弁を開状態
とし、高圧と低圧との圧力差が早くなくなるようするこ
とほうがよいが、この状態で放置された場合、メインコ
ンデンサに冷媒が多量に滞留することとなるために、再
起動時の運転モードが暖房運転モードである場合にはこ
のメインコンデンサをバイパスする制御が実行されるた
めに、冷媒不足となって暖房性能が低下することが考え
られる。

【０００６】このために、この発明は、コンプレッサの
再起動性を高めると共に、長時間停止後の運転再開時に
おいても円滑な制御を実行することのできる電気自動車
用空調装置の制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明は、
空調ダクト内にエバポレータと、ミックスドアで通風量
が調節されるサブコンデンサとを配し、コンプレッサ、
メインコンデンサ、前記サブコンデンサ、膨張弁及び前
記エバポレータを少なくともこの順で接続する冷房サイ
クルと、前記メインコンデンサをバイパスする暖房サイ
クルとを形成する冷暖房サイクルを具備した電気自動車
用空調装置において、前記コンプレッサと前記メインコ
ンデンサ間の連通を開閉する第１の開閉手段と、前記メ
インコンデンサをバイパスする通路を開閉する第２の開
閉手段と、前記冷暖房サイクルの停止後の所定時間、前
記第１の開閉手段及び前記第２の開閉手段を開とする停
止後制御手段と、前記冷暖房サイクルの停止から所定時
間経過後、前記第１の開閉手段を閉とし、前記第２の開
閉手段を開とする停止状態制御手段とを具備することに
ある。

【０００８】

【作用】したがって、この発明においては、コンプレッ
サとメインコンデンサとの連通を開閉する第１の開閉手
段と、メインコンデンサをバイパスする通路を開閉する
第２の開閉手段を設け、停止後制御手段によって、冷暖
房サイクルの停止から所定時間、前記第１の開閉手段及
び前記第２の開閉手段を開とするために、冷暖房サイク
ルの高圧側と低圧側の圧力差の低減を促進することがで
き、さらに、停止状態制御手段によって、冷暖房サイク
ルの停止から所定時間以上過ぎた場合には、前記第１の
開閉手段を閉、前記第２の開閉手段を開とするために、
メインコンデンサへの冷媒の滞留を抑制することがで
き、上記課題が達成できるものである。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。

【００１０】図１において示されるこの発明に係る電気
自動車用空調装置１は、空調ダクト２の最上流側にはイ
ンテーク装置３が設けられ、内気入口４と外気入口５と
の開口割合がアクチュエータ１６によって駆動されるイ
ンテークドア６によって調整されるようになっている。

【００１１】このインテーク装置３を介してファン７の
回転により吸引された空気は、エバポレータ８およびサ
ブコンデンサ９に送られ、ここで熱交換されるようにな
っている。サブコンデンサ９は、エバポレータ８よりも
下流側に配置され、そこを通過する空気とバイパスする
空気との割合を、ミックスドア１０の開度をアクチュエ
ータ１７で調節することによって可変できるようになっ
ている。

【００１２】尚、ミックスドア１０は、開度０％で破線
で示すα位置にあり、サブコンデンサ９の通風量が最小
となり、開度１００％で実線で示すβ位置にあり、サブ
コンデンサ９の通風量が最大となる。

【００１３】そして、空調ダクト２の最下流側は、デフ
ロスト吹出口１１、ベント吹出口１２、およびヒート吹
出口１３に分かれて車室に開口し、その分かれた部分に
モードドア１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられ、このモ
ードドア１５ａ，１５ｂ，１５ｃをアクチュエータ１８
で操作することにより吹出モードがベントモード、バイ
レベルモード、ヒートモードに切り換えられるようにな
っている。

【００１４】前記サブコンデンサ９の冷媒流出側は、リ
キッドタンク２０及び膨張弁２１を介してエバポレータ
８の冷媒流入側に接続され、エバポレータ８の流出側
は、コンプレッサ２２の吸入側に配管接続されている。
また、コンプレッサ２２の吐出側は第１の開閉手段とし
ての第１の切替弁２３を介してメインコンデンサ２４の
流入側に接続され、メインコンデンサ２４の流出側は、
逆止弁２５を介してサブコンデンサ９の流入側に接続さ
れている。更に、コンプレッサ２２の吐出側と逆止弁２
５の流出側との間には、第２の開閉手段としての第２の
切替弁２６にて開閉され、メインコンデンサ２４をバイ
パスするバイパス通路２７が配管接続されている。

【００１５】以上の構成の空調装置１を制御するため
に、コントロールユニット３３が設けられている。この
コントロールユニット３３は、図示しない中央演算処理
装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）等
よりなるもので、後述するセンサ２８，２９，３０，４
０の出力信号の他に、空調装置１の運転モードを設定す
ると共に、空調レベルの設定を行う操作パネル３２から
の出力信号が入力され、所定のプログラムにしたがって
各信号を処理し、コンプレッサ２２の駆動用電動機３
４、ファン７のモータ、アクチュエータ１６，１７，１
８に駆動回路３５，３６，３７，３８，３９を介して制
御信号を出力し、コンプレッサ２２の吐出能力、ファン
７の回転速度、ミックスドア１０の開度、吸入モードお
よび吹出モードの切り換えを制御するようになってい
る。尚、２８は車室内の温度を検出する室内温度セン
サ、２９は外気温を検出する外気温センサ、３０はエバ
ポレータ８直後の吹出温度を検出するエバ温度センサ、
４０はサブコンデンサ９の冷媒出口側の配管に装着さ
れ、サブコンデンサ９を通過した冷媒温度を検出する
か、サブコンデンサ９直後の吹出温度を検出するかのい
ずれかの温度センサである。

【００１６】以下、前記コントロールユニット３３にお
いて実行される制御の内、切替弁制御のフローチャート
を図２に示し、以下このフローチャートにしたがって説
明する。尚、この切替弁制御は、前記第１及び第２の切
替弁２３，２６の開閉を生後するもので、空調制御を行
うメイン制御ルーチンからタイマの割り込み若しくはジ
ャンプ命令によって定期的に実行されるもので、ステッ
プ１００から開始される。

【００１７】ステップ１００から開始された切替弁制御
は、ステップ１１０において操作パネル３２のエアコン
スイッチ（ＳＷ）が投入された直後（ＯＦＦ→ＯＮ）か
否かの判定が行われる。この判定において、エアコンス
イッチ（ＳＷ）が投入直後であると判定された場合、ス
テップ１２０からステップ１６０に至る起動時制御（手
段）が実行される。

【００１８】この起動時制御は、先ずステップ１２０に
おいて第１の切替弁（ＳＶ１）２３を開とし、さらにス
テップ１３０において第２の切替弁（ＳＶ２）２６を閉
とする。これによって、図３の表に示すように、冷房運
転が設定された場合、暖房運転が設定された場合に係わ
らず、冷暖房サイクルが起動を開始した直後には、第１
の切替弁２３が開、第２の切替制御弁２６が閉となるも
のである。この後、ステップ１４０においてタイマｔ₁
がスタートされ、ステップ１５０の判定においてこのタ
イマｔ₁ が所定時間α（例えば，１〜２分）に到達され
るまで、前記ステップ１２０及びステップ１３０によっ
て設定された第１及び第２の切替弁２３，２６の状態が
維持され、タイマｔ₁ が所定時間αを経過した後、ステ
ップ１６０においてタイマｔ₁ をリセットし、前記ステ
ップ１１０に回帰するものである。これによって、起動
時制御を終了する。

【００１９】この起動時制御により、起動時において、
第１の切替弁２３を開、第２の切替弁２６を閉とする、
いわゆる冷房サイクルを所定時間継続する制御を実行す
るもので、これによってメインコンデンサ２４内、言い
換えれば第１の切替弁２３から逆止弁２５に間に滞留し
た冷媒を冷暖房サイクル内に循環させ、冷暖房サイクル
を流れる適正な冷媒量を確保できるものである。

【００２０】また、前記ステップ１１０の判定において
は、エアコンスイッチ（ＳＷ）がＯＮ又はＯＦＦの状態
を継続している場合（Ｎ）は、ステップ２００に進ん
で、設定された運転モードが冷房モードであるか否かの
判定（冷房？）を行う。この判定において、運転モード
が冷房であると判定された場合には、ステップ２１０に
おいて第１の切替弁（ＳＶ１）２３を開、第２の切替弁
（ＳＶ２）２６を閉とし、冷暖房サイクルを冷房サイク
ルに設定し、ステップ５００からメイン制御ルーチンに
回帰する。

【００２１】これによって、コンプレッサ２２から吐出
された高圧高温の気体冷媒は、メインコンデンサ２４を
流れてサブコンデンサ９に至るもので、メインコンデン
サ２４においてほとんどの気体冷媒は放熱して液化して
いるために、サブコンデンサ９の温度は前記暖房時に比
べて低くなる。しかし、サブコンデンサ９の温度はエバ
ポレータ８の温度に比べるとかなり高いために、冷房制
御時には基本的にミックスドア１０を全閉としてサブコ
ンデンサ９を使用しないようにして、エバポレータ８の
吹出温度をコンプレッサ制御によって制御することで吹
出空気温度を調節する。この結果、エバポレータ８を通
過して冷却された空気がサブコンデンサ９を迂回するた
めに、冷気が車室内に吹き出し、冷房制御が行われる。
しかし、微妙な温度調節が要求される場合、例えば車室
内温度が所定温度に到達した後の温度調節の場合、ミッ
クスドア１０を開閉することによって吹出温度を繊細に
調整することができる。

【００２２】また、前記ステップ２００において、運転
モードが冷房運転モードでないと判定された場合には、
ステップ２３０に進んで、運転モードが暖房運転モード
であるか否かの判定を行う。この判定において、運転モ
ードが暖房運転モードである場合には、ステップ２４０
に進んで第１の切替弁（ＳＶ１）２３を閉、第２の切替
弁（ＳＶ２）２６を開として冷暖房サイクルを暖房サイ
クルに設定し、ステップ５００からメイン制御ルーチン
に回帰する。

【００２３】これによって、コンプレッサ２２から吐出
された高圧高温の気体冷媒は、先ずサブコンデンサ９に
送られてこのサブコンデンサ９を通過する空気に放熱し
て液化し高圧高温の液体冷媒となる。リキッドタンク２
０にて気液分離された液体冷媒は、膨張弁２１を通過し
て低温低圧の霧状冷媒となり、エバポレータ８にて通過
する空気から熱を吸収して蒸発し低圧の気体冷媒となっ
てコンプレッサ８に回帰する。この熱交換に際しては、
エバポレータ８での吸熱とサブコンデンサ９での放熱の
バランスは、コンプレッサ２２の仕事分放熱が多いた
め、総合的に吹出空気温度は上昇するものである。これ
によって暖房制御が実行される。

【００２４】前記ステップ２３０の判定において、運転
モードが暖房モードでない場合は、ステップ３００に進
んで、前記コンプレッサ２２が停止した直後か否かの判
定（ＯＮ→ＯＦＦ）が行われ、停止直後である場合に
は、ステップ３１０から開始される停止後制御が行われ
る。この制御において、ステップ３１０において先ずタ
イマｔ₂ をリセットし、ステップ３２０及びステップ３
３０において第１の切替弁（ＳＶ１）２３及び第２の切
替弁（ＳＶ２）２６を開とし、ステップ３４０に進んで
タイマｔ₂ をスタートする。

【００２５】これによって、エアコンスイッチ（ＳＷ）
のＯＦＦによるコンプレッサ２２の停止後、冷暖房サイ
クルの高圧側と低圧側との間の流路抵抗を低減できるた
めに、高圧側と低圧側の圧力差を所定範囲内にする（圧
力バランスが得られる）までの経過時間を短くすること
ができるために、コンプレッサの再起動までの時間を低
減させることができる。

【００２６】前記ステップ３００の判定において、コン
プレッサ２２が停止した直後でない場合、言い換えるな
らば、停止した状態が継続していると判定された場合に
は、ステップ４００に進んで、前記タイマｔ₂ が所定時
間β（例えば、３〜５分）以内であるか否かの判定（ｔ
₂ ＜β？）を行い、所定時間以内の場合には、ステップ
５００に進んで、メイン制御ルーチンに回帰し、前記ス
テップ３２０及びステップ３３０で設定した切替状態を
保持するものである。また、ステップ３００の判定にお
いて、所定時間経過したと判定された場合（放置状態で
あると判定された場合）には、ステップ４１０に進ん
で、第１の切替弁（ＳＶ１）２３を閉、第２の切替弁
（ＳＶ２）２６を開とし、以後エアコンスイッチ（Ｓ
Ｗ）が投入されるまで、この状態を保持するものであ
る。

【００２７】このために前記停止後制御における冷暖房
サイクルの圧力バランス後、メインコンプレッサ２４
（第１の切替弁２３と逆止弁２５との間）に冷媒が滞留
することを防止でき、再起動後の暖房運転の冷媒量を確
保できるために暖房性を向上できるものである。

【００２８】以上のように、上記実施例においては、図
３の表に示すように、第１の切替弁２３及び第２の切替
弁２６を制御することができるものである。尚、上記実
施例においては、タイマｔ₂ が所定時間β経過するか否
かによって放置状態であるか否かを判定したが、圧力ト
ランスデューサーを設けて冷暖房サイクルの冷媒圧力を
検出し、高圧側と低圧側の圧力差が所定圧力（例えば３
Ｋｇ／ｃｍ² ｇ）以下となった場合、若しくは高圧圧力
が所定値（例えば８Ｋｇ／ｃｍ² ｇ）以下となった場合
に、放置時であるとして第１の切替弁２３を閉、第２の
切替弁２６を開とする制御を実行してもよいものであ
る。また、第１の切替弁２３をＮ．Ｃ．（ノーマルクロ
ーズ）タイプの電磁弁とし、第２の切替弁２６を。Ｎ．
Ｏ．（ノーマルオープン）タイプの電磁弁として、所定
時間経過後に通電を停止して上記と同様の制御を実行で
きるものである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、コンプレッサ停止直後に、メインコンデンサに至る
通路及びバイパス通路を開とする制御を実行するため
に、高圧側と低圧側との流路抵抗を低減できるために、
短時間で冷暖房サイクルの高圧側と低圧側の圧力差をバ
ランスさせることができ、コンプレッサの再起動性を向
上できる。

【００３０】さらに、圧力バランスが得られた後は、前
記メインコンデンサに至る通路を閉鎖することによっ
て、メインコンデンサに滞留する冷媒を抑制できるため
に、暖房運転始動時における冷媒を確保でき、暖房運転
の能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電気自動車用空調装置の
構成を示した概略説明図である。

【図２】本発明の実施例に係る切替弁制御を示したフロ
ーチャート図である。

【図３】切替弁制御の切替状態を示した表である。

【符号の説明】

１ 電気自動車用空調装置 ２ 空調ダクト ８ エバポレータ ９ サブコンデンサ １０ ミックスドア ２１ 膨張弁 ２２ コンプレッサ ２３ 第１の切替弁 ２４ メインコンデンサ ２５ 逆止弁 ２６ 第２の切替弁 ２７ バイパス通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調ダクト内にエバポレータと、ミック
   スドアで通風量が調節されるサブコンデンサとを配し、
   コンプレッサ、メインコンデンサ、前記サブコンデン
   サ、膨張弁及び前記エバポレータを少なくともこの順で
   接続する冷房サイクルと、前記メインコンデンサをバイ
   パスする暖房サイクルとを形成する冷暖房サイクルを具
   備した電気自動車用空調装置において、 前記コンプレッサと前記メインコンデンサ間の連通を開
   閉する第１の開閉手段と、 前記メインコンデンサをバイパスする通路を開閉する第
   ２の開閉手段と、 前記冷暖房サイクルの停止後の所定時間、前記第１の開
   閉手段及び前記第２の開閉手段を開とする停止後制御手
   段と、 前記冷暖房サイクルの停止から所定時間経過後、前記第
   １の開閉手段を閉とし、前記第２の開閉手段を開とする
   停止状態制御手段とを具備することを特徴とする電気自
   動車用空調装置の制御装置。