JPH0789334A - 電気及び化石燃料併用自動車用空気調和装置 - Google Patents

電気及び化石燃料併用自動車用空気調和装置

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JPH0789334A
JPH0789334A JP5239691A JP23969193A JPH0789334A JP H0789334 A JPH0789334 A JP H0789334A JP 5239691 A JP5239691 A JP 5239691A JP 23969193 A JP23969193 A JP 23969193A JP H0789334 A JPH0789334 A JP H0789334A
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air
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稔 梶谷
則夫 ▲よし▼田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気及び化石燃料併用自動車用空気調和装置
において簡単な構成にて除湿運転が可能で他の熱源の有
効利用を行うとともに快適性、安全性の向上を可能とす
ることを目的とするものである。 【構成】 エンジン１２を水冷にて冷却するエンジン排
熱熱交換器１３と燃焼により水を加熱する車室外に配さ
れた燃焼式水加熱装置２１と電気により水を加熱する車
室外に配された電気式水加熱装置１８とウォータポンプ
１９と車室内空気熱交換器５の外部に配し車室内吹出口
８を結ぶ通風回路９と、前記通風回路９内に配されたヒ
ータコア１０と前記燃焼式水加熱装置２１と前記電気式
水加熱装置１８と前記ウォータポンプ１９と前記ヒータ
コア１０の各装置を直列に結ぶ水回路２０を設けたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気及び化石燃料併用
自動車の車室内を空気調和する電気及び化石燃料併用自
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６（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
媒を絞り装置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】近年、電気及び化石燃料併用自動車の開発
が行われるようになってきた。電気及び化石燃料併用自
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、暖房作用は車軸を電気駆動のみで上記エンジン水温
が利用できないモードが発生するため、図３（ａ）の点
線部を図３（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３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】またエンジン水温とヒートポンプ暖房で空
調を行う例としては、特開平５−３９８０７号公報が記
載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（１）ヒートポンプ暖房能力不足時、電気及び化石燃料
併用自動車にはエンジン排熱が利用できない状態が発生
するため、代わりに他の発熱源を利用し、さらに車両の
窓の曇り等を取るため再熱サイクルにする必要があるこ
とが課題である。
【０００６】（２）従来の車両レイアウトを大きく変え
ずに簡単な構造にて上記課題を解決することも課題であ
る。
【０００７】（３）車両に搭載するため、各機器は人体
に対し安全に構成することが課題である。
【０００８】（４）即暖性向上等、快適性向上も課題で
ある。 （５）なるべく無公害の構成にすることが課題である。
【０００９】以上が電気及び化石燃料併用自動車に空気
調和装置を搭載する際の課題となっていた。
【００１０】本発明は、上記課題を解決するもので、簡
単な構造にて除湿運転が可能で他の熱源の有効利用を行
うとともに快適性、安全性の向上を可能とすることを目
的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（請求項１）上記課題を解決するために本発明は、電気
により水を加熱する車室外に配された電気式水加熱装置
とウォータポンプと前記車室内空気熱交換器の外部に配
し車室内吹出口を結ぶ通風回路と、前記通風回路内に配
されたヒータコアと前記電気式水加熱装置と前記ウォー
タポンプと前記ヒータコアの各装置を直列に結ぶ水回路
を設けたものである。
【００１２】（請求項２）請求項１の手段に加えて、車
室外に配され、燃焼により水を加熱する請求項１記載の
水回路内に直列に結ぶように配された燃焼式水加熱装置
と外部に前記燃焼式水加熱装置と請求項１記載の電気式
水加熱装置の駆動を行う駆動装置を設けたものである。
【００１３】（請求項３）請求項２の手段に加えて、外
気温度検出装置と前記外気温度検出装置の信号によっ
て、暖房運転及び除湿暖房起動時、一定時間まで燃焼式
水加熱装置と電気式水加熱装置を駆動し、その後、設定
された外気温度により、燃焼式水加熱装置と電気式水加
熱装置を双方またはどちらか一方を駆動するように前記
請求項２記載の駆動装置を制御する制御装置を設けたも
のである。
【００１４】（請求項４）請求項２の手段に加えて、走
行運転モード検出装置と前記走行運転モード検出装置の
信号によって、暖房運転及び除湿暖房起動時、一定時間
まで燃焼式水加熱装置と電気式水加熱装置を駆動し、そ
の後、燃焼式水加熱装置もしくは電気式水加熱装置どち
らか一方を駆動する、その際に走行運転モードが市街地
走行時、電気式水加熱装置のみを駆動し、燃焼式水加熱
装置の駆動は抑制され、走行運転モードが郊外地走行
時、燃焼式水加熱装置と電気式水加熱装置を双方または
どちらか一方を駆動するように前記請求項２記載の駆動
装置を制御する制御装置を設けたものである。
【００１５】（請求項５）請求項３の手段に加えて、走
行運転モード検出装置と前記走行運転モード検出装置の
信号によって、走行運転モード検出装置と前記走行運転
モード検出装置の信号によって、走行運転モードが市街
地走行時、電気式水加熱装置のみを駆動し、燃焼式水加
熱装置の駆動は抑制され、走行運転モードが郊外地走行
の時、燃焼式水加熱装置と電気式水加熱装置を双方また
はどちらか一方を駆動するように前記請求項２記載の駆
動装置を制御する制御装置を設けたものである。
【００１６】
【作用】
（請求項１）本発明は、エンジン温水と電気式水加熱装
置とヒートポンプ暖房により、車室内空気を冷却、除
湿、加熱することができる。
【００１７】（請求項２）本発明は、エンジン温水と電
気式水加熱装置と燃焼式水加熱装置とヒートポンプ暖房
により、車室内空気を冷却、除湿、加熱することができ
る。
【００１８】（請求項３）本発明は、空調装置運転モー
ドと外気温度により、エンジン温水と電気式水加熱装置
と燃焼式水加熱装置とヒートポンプ暖房装置を選択して
車室内空気を冷却、除湿、加熱することができる。
【００１９】（請求項４）本発明は、空調装置運転モー
ドと走行運転モードにより、エンジン温水と電気式水加
熱装置と燃焼式水加熱装置とヒートポンプ暖房装置を選
択して車室内空気を冷却、除湿、加熱することができ
る。
【００２０】（請求項５）本発明は、空調装置運転モー
ドと外気温度と走行運転モードにより、エンジン温水と
電気式水加熱装置と燃焼式水加熱装置とヒートポンプ暖
房装置を選択して車室内空気を冷却、除湿、加熱するこ
とができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
【００２２】請求項１に記載の本発明は、簡単な構造に
て除湿運転が可能で他の熱源の有効利用を行うとともに
快適性、安全性の向上を可能とすることを目的とするも
のである。
【００２３】図１は、請求項１の電気及び化石燃料併用
自動車用空気調和装置の一実施例の系統図である。
【００２４】図１では、圧縮機１、車室外空気熱交換器
２、車室外空気熱交換器用送風装置３、絞り装置４、車
室内空気熱交換器５、車室内空気熱交換器用送風装置
６、四方切替え弁７と車室内に前記車室内空気熱交換器
５を囲うように配され、前記車室内空気熱交換器用送風
装置６で吸い込んだ空気を車室内吹出口８まで導入する
通風回路９と、前記通風回路９内に配され温水にて空気
を加熱するヒータコア１０と発電機１１と前記発電機を
駆動するエンジン１２と前記エンジン内部に配されたエ
ンジン排熱を水と熱交換するエンジン排熱熱交換器１３
と蓄電池１４と走行用モータ１５と前記発電機１１の電
力を前記蓄電池１４に充電する充電装置１６と前記蓄電
池１４の電力により走行用モータ１５を駆動する走行用
モータ制御装置１７と電気にて空気を加熱する電気式水
加熱装置１８とウォータポンプ１９と前記ヒータコア１
０と前記エンジン排熱熱交換器１３と前記電気式水加熱
装置１８と前記ウォータポンプ１９とを直列に結ぶよう
に配された水回路２０を配している。
【００２５】上記のように簡単に構成された電気及び化
石燃料併用自動車用空気調和装置にてヒートポンプ暖房
能力不足時、前記エンジン排熱熱交換器１３と前記電気
式水加熱装置１８のどちらか一方、あるいは両方で水を
加熱しウォータポンプ１９でヒータコア１０に温水を循
環させ空気を加熱することによりヒートポンプ暖房能力
を補うことができる。さらに直列に各機器は水回路１８
にてつながれているため、エンジン不使用時においても
暖房能力を補うことが可能となる。
【００２６】また冷媒回路側を冷房モードにすることに
より再加熱による除湿暖房運転も可能となる。さらに、
加熱装置を車室外に配置することにより人体に対し安全
に構成できる。
【００２７】なお、図中では走行用モータで説明した
が、エンジン直接車軸駆動併用型電気及び化石燃料併用
自動車においても同様な効果が得られる。
【００２８】また、エンジン不使用時には、前記エンジ
ン排熱熱交換器１３をバイパスするようにバルブと水回
路を配置すればさらに効果が高まる。
【００２９】請求項２に記載の本発明は、簡単な構造に
て除湿運転が可能で他の熱源の有効利用を行うとともに
快適性、安全性の向上を可能とすることを目的とするも
のである。
【００３０】図２は、請求項２の電気及び化石燃料併用
自動車用空気調和装置の一実施例の系統図である。
【００３１】図２では、車室外に配され、燃焼により水
を加熱する水回路２０内に直列に結ぶように配された燃
焼式水加熱装置２１と外部に前記燃焼式水加熱装置２１
と電気式水加熱装置１８の駆動を行う駆動装置２２を具
備している。その他の部分は図１と同様のため説明を省
略する。
【００３２】上記のように簡単に構成された電気及び化
石燃料併用自動車用空気調和装置にてヒートポンプ暖房
能力不足時、前記エンジン排熱熱交換器１３と前記電気
式水加熱装置１８と前記燃焼式水加熱装置２１のどれか
を選択でき、水を加熱しウォータポンプ１９でヒータコ
ア１０に温水を循環させ空気を加熱することによりヒー
トポンプ暖房能力を補うことができる。さらに直列に各
機器は水回路１８にてつながれているため、エンジン不
使用時においても暖房能力を補うことが可能となる。さ
らに外部熱源を２つ装備することにおいて即暖性は向上
し快適性を向上することが可能となる。
【００３３】また冷媒回路側を冷房モードにすることに
より再加熱による除湿暖房運転も可能となる。さらに、
加熱装置を車室外に配置することにより人体に対し安全
に構成できる。
【００３４】なお、図中では走行用モータで説明した
が、エンジン直接車軸駆動併用型電気及び化石燃料併用
自動車においても同様な効果が得られる。
【００３５】また、エンジン不使用時には、前記エンジ
ン排熱熱交換器１３をバイパスするようにバルブと水回
路を配置すればさらに効果が高まる。
【００３６】請求項３に記載の本発明は、簡単な構造に
て除湿運転が可能で他の熱源の有効利用を行うとともに
快適性、安全性の向上を可能とすることを目的とするも
のである。
【００３７】図３は、請求項３の電気及び化石燃料併用
自動車用空気調和装置の一実施例の系統図である。
【００３８】図３では、外部に外気温度検出装置２３と
前記外気温度検出装置２３の信号によって暖房運転及び
除湿暖房起動時、一定時間まで前記燃焼式水加熱装置２
１と前記電気式水加熱装置１８を駆動し、その後、設定
された外気温度により、前記燃焼式水加熱装置２１と前
記電気式水加熱装置１８を双方またはどちらか一方を駆
動するように前記駆動装置２２を制御する制御装置２４
を具備している。その他の構成部分は図２と同様のため
説明を省略する。
【００３９】上記のように簡単に構成された電気及び化
石燃料併用自動車用空気調和装置にて外気温度と空調運
転モードで暖房装置を制御することにおいて、外気温度
が低くてヒートポンプ暖房能力不足時、前記エンジン排
熱熱交換器１３と前記電気式水加熱装置１８と前記燃焼
式水加熱装置２１のどれかを自動的に選択でき、水を加
熱しウォータポンプ１９でヒータコア１０に温水を循環
させ空気を加熱することによりヒートポンプ暖房能力を
補うことができる。さらに直列に各機器は水回路１８に
てつながれているため、エンジン不使用時においても暖
房能力を補うことが可能となる。さらに外部熱源を２つ
装備することにおいて即暖性は向上し快適性を向上する
ことが可能となる。
【００４０】また冷媒回路側を冷房モードにすることに
より再加熱による除湿暖房運転も可能となる。さらに、
加熱装置を車室外に配置することにより人体に対し安全
に構成できる。
【００４１】なお、図中では走行用モータで説明した
が、エンジン直接車軸駆動併用型電気及び化石燃料併用
自動車においても同様な効果が得られる。
【００４２】また、エンジン不使用時には、前記エンジ
ン排熱熱交換器１３をバイパスするようにバルブと水回
路を配置すればさらに効果が高まる。
【００４３】請求項４に記載の本発明は、簡単な構造に
て除湿運転が可能で他の熱源の有効利用を行うとともに
快適性、安全性の向上を可能とすることを目的とするも
のである。
【００４４】図４は、請求項４の電気及び化石燃料併用
自動車用空気調和装置の一実施例の系統図である。
【００４５】図４では、市街地走行、郊外地走行等の走
行運転モードを出力する走行運転モード出力装置２５と
前記走行運転モード出力装置２５の信号によって暖房運
転及び除湿暖房起動時、一定時間まで前記燃焼式水加熱
装置２１と前記電気式水加熱装置１８を駆動し、その
後、前記燃焼式水加熱装置２１もしくは前記電気式水加
熱装置１８どちらか一方を駆動する、その際に走行運転
モードが市街地走行時、前記電気式水加熱装置１８のみ
を駆動し、前記燃焼式水加熱装置２１の駆動は抑制さ
れ、走行運転モードが郊外地走行時、前記燃焼式水加熱
装置２１と前記電気式水加熱装置１８を双方またはどち
らか一方を駆動するように前記駆動装置２２を制御する
制御装置２６を具備している。その他の構成部分は図２
と同様のため、説明を省略する。
【００４６】上記のように簡単に構成された電気及び化
石燃料併用自動車用空気調和装置にて走行運転モードと
空調運転モードで暖房装置を制御することにおいて、市
街地走行において、無公害で暖房運転が可能となる。そ
の他の効果は請求項２と同様のため、説明を省略する。
【００４７】請求項５に記載の本発明は、簡単な構造に
て除湿運転が可能で他の熱源の有効利用を行うとともに
快適性、安全性の向上を可能とすることを目的とするも
のである。
【００４８】図５は、請求項５の電気及び化石燃料併用
自動車用空気調和装置の一実施例の系統図である。
【００４９】図５では、外部に外気温度検出装置２３と
市街地走行、郊外地走行等の走行運転モードを出力する
走行運転モード出力装置２５と前記外気温度検出装置２
３の信号と前記走行運転モード出力装置２５の信号によ
って暖房運転及び除湿暖房起動時、一定時間まで前記燃
焼式水加熱装置２１と前記電気式水加熱装置１８を駆動
し、その後、前記燃焼式水加熱装置２１もしくは前記電
気式水加熱装置１８どちらか一方を駆動する、その際に
走行運転モードが市街地走行時、前記電気式水加熱装置
１８のみを駆動し、前記燃焼式水加熱装置２１の駆動は
抑制され、走行運転モードが郊外地走行時、前記燃焼式
水加熱装置２１と前記電気式水加熱装置１８を双方また
はどちらか一方を駆動するように前記駆動装置２２を制
御する制御装置２７を具備している。その他の構成部分
は図２と同様のため、説明を省略する。
【００５０】上記のように簡単に構成された電気及び化
石燃料併用自動車用空気調和装置にて外気温度と走行運
転モードと空調運転モードで暖房装置を制御することに
おいて、外気温度が低くてヒートポンプ暖房能力不足
時、前記エンジン排熱熱交換器１３と前記電気式水加熱
装置１８と前記燃焼式水加熱装置２１のどれかを自動的
に選択でき、市街地走行運転モードにおいて、無公害で
暖房運転が可能となる。その他の効果は請求項２と同様
のため、説明を省略する。
【００５１】
【発明の効果】
（請求項１）温水回路を直列に配した簡単な構成におい
て、再熱による車室内の除湿及びヒートポンプ暖房能力
不足時に車室外に配した外部熱源を利用することができ
る。また外部熱源を車室外に配したため人体に対して安
全である。
【００５２】（請求項２）請求項１の効果に加えてさら
に、燃焼式外部熱源を利用できるためさらに低温まで対
応できる。
【００５３】（請求項３）請求項２の効果に加えてさら
に、外気温度にて自動的に熱源選択の制御ができるた
め、必要時、外気温が一定温度まで電気式空気加熱を行
うことができるため、なるべく無公害車として空調を構
成できる。
【００５４】（請求項４）請求項２の効果に加えてさら
に、走行運転モードにて自動的に熱源の選択ができるた
め、市街地では無公害車として空調を構成できる。
【００５５】（請求項５）請求項２の効果に加えてさら
に、外気温度と走行モードにて自動的に熱源の選択がで
きるため、市街地走行及び外気温が一定温度まで電気式
空気加熱を行うことができるため、さらに無公害車とし
て空調を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気駆動自動車用空気調和装置の一実
施例の系統図
【図２】同電気駆動自動車用空気調和装置の一実施例の
系統図
【図３】同電気駆動自動車用空気調和装置の一実施例の
系統図
【図４】同電気駆動自動車用空気調和装置の一実施例の
系統図
【図５】同電気駆動自動車用空気調和装置の一実施例の
系統図
【図６】（ａ）は従来例の燃料エンジン駆動自動車用冷
房空気調和装置の構成図 （ｂ）は従来例の電気駆動自動車用空気調和装置の構成
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 絞り装置 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 車室内吹出口 ９ 通風回路 １０ ヒータコア １１ 発電機 １２ エンジン １３ エンジン排熱熱交換器 １４ 蓄電池 １５ 走行用モータ １６ 充電装置 １７ 走行用モータ制御装置 １８ 電気式水加熱装置 １９ ウォータポンプ ２０ 水回路 ２１ 燃焼式水加熱装置 ２２ 駆動装置 ２３ 外気温度検出装置 ２４ 制御装置 ２５ 走行運転モード出力装置 ２６ 制御装置 ２７ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/08 Ｂ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蓄電池とエンジンと前記エンジンの出力を
    電気に変換する発電機と前記発電機の出力を前記蓄電池
    に充電する充電回路と電気によって駆動される圧縮機と
    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
    冷媒流量を絞る絞り装置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、電気により水を加熱する
    車室外に配された電気式水加熱装置とウォータポンプと
    前記車室内空気熱交換器の外部に配し車室内吹出口を結
    ぶ通風回路と、前記通風回路内に配されたヒータコアと
    前記電気式水加熱装置と前記ウォータポンプと前記ヒー
    タコアの各装置を直列に結ぶ水回路を具備した電気及び
    化石燃料併用自動車用空気調和装置。
  2. 【請求項２】車室外に配され、燃焼により水を加熱する
    水回路内に直列に結ぶように配された燃焼式水加熱装置
    と外部に前記燃焼式水加熱装置と電気式水加熱装置の駆
    動を行う駆動装置を具備した請求項１記載の電気及び化
    石燃料併用自動車用空気調和装置。
  3. 【請求項３】外気温度検出装置と前記外気温度検出装置
    の信号によって駆動装置を制御する制御装置を具備した
    請求項２記載の電気及び化石燃料併用自動車用空気調和
    装置。
  4. 【請求項４】走行運転モード検出装置と前記走行運転モ
    ード検出装置の信号によって駆動装置を制御する制御装
    置を具備した請求項２記載の電気及び化石燃料併用自動
    車用空気調和装置。
  5. 【請求項５】走行運転モード検出装置と前記走行運転モ
    ード検出装置の信号によって駆動装置を制御する制御装
    置を具備した請求項３記載の電気及び化石燃料併用自動
    車用空気調和装置。
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