JPH08258545A - 電気自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷房運転から暖房運転に切り替えたときのフ
ロントウインドの曇りを防止する。 【構成】 少なくとも外気センサ５ａにより検出された
車外温度、内気センサ８ａにより検出された車内温度及
び湿度センサ３ａにより検出された車内熱交換器３通過
後の湿度から、車内フロントウインドでの結露の発生の
有無を演算手段１８により予測演算する。エアコン制御
手段１８は、冷房運転モードから暖房運転モードに切り
替えられたとき、演算手段１８より結露発生無しとの信
号が発せられるまではヒートポンプサイクルの暖房運転
モードへの切り替えを禁止するとともに、車内側熱交換
器３の下流側空気流路に設けられた補助ヒータ１０をオ
ンする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車用空調装
置、詳しくはその運転モードを冷房から暖房に切り替え
たときの窓の曇りの発生を防止するようにした電気自動
車用空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車用空調装置では、コン
プレッサ、車外熱交換器、膨張弁及び車内熱交換器から
なるヒートポンプサイクルを利用して熱交換媒体の循環
方向を変更することにより暖房運転モード又は冷房運転
モードに切り替えるようにしている。冷房運転モードで
は、コンプレッサより吐出する冷媒を車外熱交換器から
車内熱交換器に導いて当該車内熱交換器をエバポレータ
として動作させ、内気又は外気を冷却して車内に送風す
る。また、暖房運転モードでは、コンプレッサより吐出
する冷媒を車内熱交換器に導いて当該車内熱交換器をコ
ンデンサとして動作させ、内気又は外気を加熱して車内
に送風するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電気自動車用空調装置では、冷房運転から暖房運転
に切り替えると、冷房運転時に車内熱交換器に付着して
いた凝縮水が急激に加熱されて水蒸気となり、多湿の送
風空気となって車内側に吹き出されるので、フロントウ
インドに曇りが発生しやすくなる。このフロントウイン
ドの曇りは、運転者の視認性を悪化させ、事故等を発生
させる要因となる。

【０００４】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、冷房運転から暖房運転に切り替えてもフロントウイ
ンドに曇りを発生させることのない電気自動車用空調装
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】前記目的を達成するた
め、本発明は、請求項１に記載のように、冷房又は暖房
のいずれかの運転モードを選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段により選択されたモードに従って冷
媒循環方向を切り替えることにより冷房サイクルと暖房
サイクルで運転可能なヒートポンプサイクルに設けら
れ、車内への送風空気を冷却又は加熱する車内側熱交換
器と、車外温度を検出する車外温度検出手段と、車内温
度を検出する車内温度検出手段と、前記車内熱交換器を
通過後の空気湿度を検出する湿度検出手段と、少なくと
も前記車外温度検出手段、車内温度検出手段及び湿度検
出手段によりそれぞれ検出された車外温度、車内温度及
び湿度から車内フロントウインドでの結露の発生の有無
を予測演算する演算手段と、冷房運転モードから暖房運
転モードに切り替えられたとき、前記演算手段より結露
発生無しとの信号が発せられるまでは暖房運転モードへ
の切り替えを禁止するエアコン制御手段とを備えたもの
である。

【０００６】また、請求項２に記載のように、前記空調
装置は、前記車内側熱交換器の下流側空気流路に送風空
気を加熱する補助ヒータをさらに備え、前記エアコン制
御手段は、冷房運転モードから暖房運転モードに切り替
えられたとき、前記演算手段より結露発生無しとの信号
が発せられるまでは暖房運転モードへの切り替えを禁止
するとともに、前記補助ヒータをオンするようにしても
よい。

【０００７】

【作用】請求項１の発明による空調装置では、冷房運転
から暖房運転に切り替えると、演算手段は車外温度、車
内温度及び湿度から車内フロントウインドでの結露の発
生の有無を予測演算する。エアコン制御手段はこの演算
手段により結露発生有りと予測されたときは結露発生無
しと予測されるまでは暖房運転を禁止する。これによ
り、冷房運転中に車内熱交換器に付着していた凝縮水が
蒸発して車内に吹き出されることはなく、フロントウイ
ンドに結露を生じさせない。

【０００８】請求項２の発明による空調装置では、冷房
運転から暖房運転に切り替えると、演算手段により結露
発生無しと予測されるまでは暖房運転を禁止するととも
に、補助ヒータをオンするので、車内熱交換器では暖房
は行われないが、補助ヒータにより暖房が行われる。こ
のため、曇りの発生を防止しつつ、乗員が望む暖房は一
応達せられる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は本発明にかかる電気自動車用空調装置を
示す。この装置には、四方弁１、コンプレッサ２、車内
側熱交換器３、膨張弁４、車外側熱交換器５及びアキュ
ムレータ６によって、熱交換媒体が循環するヒートポン
プサイクルが形成されている。

【００１０】前記四方弁１は、駆動モータ１ａによって
実線で示す位置と点線で示す位置に切り替え可能になっ
ている。この四方弁１を実線で示す位置に切り替える
と、前記ヒートポンプサイクルの熱交換媒体が実線で示
す方向に流動して暖房サイクルとなり、点線で示す位置
に切り替えると、熱交換媒体が点線で示す方向に流動し
て冷房サイクルとなる。

【００１１】前記コンプレッサ２は、コンプレッサ駆動
装置７からの供給電力により駆動し、ヒートポンプサイ
クル内を流動する熱交換媒体を吸引して高温・高圧状態
として吐出する。

【００１２】前記車内側熱交換器３及び車外側熱交換器
５は、偏平管と波形のフィンとを積層・一体化した構造
で、偏平管内を流動する熱交換媒体と、偏平管外を通過
する空気とが熱交換できるようになっている。

【００１３】車内側熱交換器３は、車内前方部に配置さ
れたユニット８内に設けられ、暖房サイクルではコンデ
ンサとして動作し、冷房サイクルではエバポレータとし
て動作する。この車内熱交換器３の下流側空気流路に
は、空気の湿度を検出する湿度センサ３ａが設けられて
いる。また、ユニット８の外側には内気温度を検出する
ための内気センサ８ａが設けられている。車外側熱交換
器５は、車両前方部に取り付けられ、暖房サイクルでは
エバポレータとして動作し、冷房サイクルではコンデン
サとして動作する。車外側熱交換器５の近傍には外気温
度を検出するための外気センサ５ａが設けられている。

【００１４】前記アキュムレータ６は、熱交換媒体を貯
溜して気液を分離し、気体のみをコンプレッサ２に供給
する。

【００１５】前記ユニット８内には、前記車内側熱交換
器３の外に、車内側熱交換器３の上流に位置するブロア
９と、車内側熱交換器３の下流に位置する補助ヒータ１
０とがそれぞれ設けられている。さらに、補助ヒータ１
０の下流側には吹出位置切替ユニット１１が設けられ、
ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによってそれぞ
れ、ＤＥＦ吹出口１３ａ，ＶＥＮＴ吹出口１３ｂ，ＨＥ
ＡＴ吹出口１３ｃ及び後部吹出口１３ｄが開閉可能にな
っている。

【００１６】前記ブロア９は、ブロア風量設定装置１４
で入力した設定値に従って所望の風量が得られるよう
に、ブロア風量制御装置１５によって駆動する。補助ヒ
ータ１０は、補助ヒータ通電制御装置１６によって通電
が制御される。前記各ダンパ１２ａ〜１２ｄは、連動し
て回動するようになっており、送風モード設定装置１７
からの入力信号に従って所定の吹出口をそれぞれ開閉す
る。

【００１７】前記ブロア風量設定装置１４での入力信
号、送風モード設定装置１７での入力信号、湿度センサ
３ａでの検出湿度、前記外気センサ５ａでの検出温度、
内気センサ８ａでの検出温度はエアコン制御装置１８に
それぞれ入力されるようになっている。また、冷房モー
ド又は暖房モードを選択するモード選択装置１９、車内
の空調温度を設定する温度設定装置２０が設けられ、こ
れらの入力信号もエアコン制御装置１８に入力されるよ
うになっている。エアコン制御装置１８は、これらの入
力信号に基づいて、四方弁１の駆動モータ１ａ、コンプ
レッサ駆動装置７、補助ヒータ通電制御装置１６及びブ
ロア風量制御装置１５にそれぞれ制御信号を発すること
により、冷房・暖房運転を制御する。

【００１８】以下、前記エアコン制御装置による制御動
作を図２に示すフローチャートに従って説明する。ま
ず、ステップ１０１でモード選択装置１９により選択さ
れたモードが暖房か否かを判断し、暖房でなく冷房であ
ればステップで１０２でヒートポンプを冷房サイクルで
運転し、ステップ１０３で冷房フラグを１とし、ステッ
プ１０１に戻る。前記冷房フラグはヒートポンプが冷房
サイクルで運転されたか否かを示すフラグであり、１の
ときは冷房サイクルで運転されたことを示し、０のとき
は冷房サイクルで運転されなかったことを示す。

【００１９】ステップ１０１で選択されたモードが暖房
であれば、ステップ１０４で冷房フラグが１であるか否
かを判断し、１でなければ以前に冷房サイクルで運転さ
れていなかったのであるから、ステップ１０５でヒート
ポンプを暖房サイクルで運転し、ステップ１０１に戻
る。

【００２０】また、ステップ１０４で冷房フラグが１で
あれば、以前に冷房サイクルで運転されたことがあるの
で、このまま選択された通り暖房サイクルで運転すれ
ば、フロントウインドが曇る虞れがある。そこで、ステ
ップ１０６でヒートポンプサイクルをオフして暖房サイ
クルへの切り替えを禁止し、ステップ１０７で車内温
度、車外温度、及び湿度に基づいて結露の発生の有無を
予測演算する。ステップ１０８では、前記演算の結果、
結露の発生が予測されなければ禁止を解除してステップ
１０５でヒートポンプを暖房サイクルで運転する。ま
た、ステップ１０８で結露の発生が予測されれば、暖房
サイクルへの切り替えを禁止したままステップ１０９で
補助ヒータ１０をオンし、ステップ１０７に戻る。

【００２１】前記ステップ１０２における冷房サイクル
運転及びステップ１０５における暖房サイクル運転にお
いて、エアコン制御装置１８は、温度設定装置２０によ
り入力された設定温度と内，外気温度等の内外諸条件と
に従って目標吹出温度を演算した後、ブロア風量設定装
置１４により設定された風量になるようにブロア風量制
御装置１５を介してブロア９を制御し、送風モード設定
装置１７により設定された送風モードになるようにダン
パ１２ａ〜１２ｄを駆動して吹出口１３ａ〜１３ｄを開
閉し、四方弁１によりヒートポンプを選択されたサイク
ルに切り替え、前記目標吹出温度が得られるようにコン
プレッサ２の駆動を制御する。

【００２２】冷房サイクルでは、室内側熱交換器３はエ
バポレータとして動作し、熱交換媒体が吸熱することに
よって空気を冷却するので、その偏平管やフィンの外表
面には空気中の凝縮水が付着する。また、暖房サイクル
では室内側熱交換器３はコンデンサとして動作し、熱交
換媒体が放熱することによって空気を加熱する。したが
って、冷房サイクル運転中又はその後に暖房モードが選
択されれば、冷房サイクル運転によって室内側熱交換器
３に付着していた凝縮水が急激に加熱されて車内に送風
され、フロントウインドが曇る虞れが有る。しかし、前
記実施例では、冷房サイクルから暖房サイクルへの切り
替えが禁止されるので、冷房運転時に車内熱交換器３に
付着していた凝縮水が蒸発して車内に吹き出すことはな
く、フロントウインドの曇りが防止される。このような
暖房への切り替えの禁止は、暖房モードを選択した乗員
の意に反することになるが、この間は、補助ヒータ１０
がオンされて一応の暖房が行われるので、乗員の不快感
を最小限に押さえることができる。

【００２３】なお、冷房サイクル運転で車内側熱交換器
３に付着した凝縮水は、暖房禁止中に自然蒸発してゆ
く。このため、車内側熱交換器３に設けた湿度センサ３
ａによる検出湿度が低下し、やがてエアコン制御装置１
８による演算の結果、結露の発生が予測されなくなる
と、暖房への切り替え禁止が解除され暖房サイクルに移
行する。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、冷房から暖房に切り替えられたとき
に結露発生無しと予測されるまで暖房運転が禁止される
ので、車内熱交換器に付着した凝縮水による窓の曇りの
発生が防止される。

【００２５】また、請求項２の発明によれば、冷房から
暖房に切り替えられたときに結露発生無しと予測される
まで暖房運転が禁止されるだけでなく、補助ヒータがオ
ンされるので、車内熱交換器に付着した凝縮水による窓
の曇りの発生が防止されるとともに、補助ヒータによっ
て一応の暖房が確保される結果、乗員の不快感は最小限
に抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例に係る電気自動車用空調装置の概略
図である。

【図２】 空調動作のフローチャートである。

【符号の説明】

３…車内側熱交換器、３ａ…湿度センサ、５ａ…外気セ
ンサ、８ａ…内気センサ、１０…補助ヒータ、１８…エ
アコン制御装置（エアコン制御手段兼演算手段）、１９
…モード選択装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西井 秀明 広島県東広島市八本松町大字吉川5658番 株式会社日本クライメイトシステムズ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷房又は暖房のいずれかの運転モードを
   選択するモード選択手段と、 前記モード選択手段により選択されたモードに従って冷
   媒循環方向を切り替えることにより冷房サイクルと暖房
   サイクルで運転可能なヒートポンプサイクルに設けら
   れ、車内への送風空気を冷却又は加熱する車内側熱交換
   器と、 車外温度を検出する車外温度検出手段と、 車内温度を検出する車内温度検出手段と、 前記車内熱交換器を通過後の空気湿度を検出する湿度検
   出手段と、 少なくとも前記車外温度検出手段、車内温度検出手段及
   び湿度検出手段によりそれぞれ検出された車外温度、車
   内温度及び湿度から車内フロントウインドでの結露の発
   生の有無を予測演算する演算手段と、 冷房運転モードから暖房運転モードに切り替えられたと
   き、前記演算手段より結露発生無しとの信号が発せられ
   るまでは暖房運転モードへの切り替えを禁止するエアコ
   ン制御手段とを備えたことを特徴とする電気自動車用空
   調装置。
2. 【請求項２】 前記空調装置は、前記車内側熱交換器の
   下流側空気流路に送風空気を加熱する補助ヒータをさら
   に備え、 前記エアコン制御手段は、冷房運転モードから暖房運転
   モードに切り替えられたとき、前記演算手段より結露発
   生無しとの信号が発せられるまでは暖房運転モードへの
   切り替えを禁止するとともに、前記補助ヒータをオンす
   ることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用空調
   装置。