JP3325421B2

JP3325421B2 - 電気自動車用冷暖房装置

Info

Publication number: JP3325421B2
Application number: JP04741495A
Authority: JP
Inventors: 清神原; 勝穂積
Original assignee: カルソニックカンセイ株式会社
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 2002-09-17
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JPH08238919A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、省電力化と暖房性能の
向上とを両立させた電気自動車用冷暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電気自動車は、走行駆動源が電気
モータであるため、高温のエンジン冷却水を利用する従
来のエンジン搭載車に比べて暖房熱源が不足している。
そこで、従来の電気自動車用冷暖房装置として、冷房、
暖房共に冷媒を用いたサイクル運転を行い、窓曇りを防
止しながら車室内を暖房するという除湿暖房を可能にし
たエアコンシステムが開発されている（たとえば、特開
平５−２０１２４３号参照）。

【０００３】図８はそうした従来の電気自動車用冷暖房
装置の概略構成図である。この装置は、ブロワ装置１に
より取り入れた空気を車室内に向かって送るためのダク
ト２を有し、熱交換器として、ダクト２内に、上流側か
ら順にエバポレータ３と主に暖房運転時に働くサブコン
デンサ４を配設し、また、ダクト２外に、主に冷房運転
時に働くメインコンデンサ５を配設して構成されてい
る。冷凍サイクルは、コンプレッサ６、メインコンデン
サ５、サブコンデンサ４、リキッドタンク７、膨脹弁
８、およびエバポレータ３を配管で連結しその中に冷媒
を封入して構成されている。また、暖房運転時と冷房運
転時とで機能させるコンデンサ４、５を切り替えるため
に、メインコンデンサ５の出入口に冷媒の流れを切り替
えるための三方弁９と逆止弁１０を設けている。ここで
は、さらにエバポレータ３とコンプレッサ６との間に、
液状冷媒を貯溜しガス状冷媒をコンプレッサ６に戻すた
めのアキュムレータ１１を設けている。なお、メインコ
ンデンサ５の背面には、このコンデンサ５に熱交換用の
空気を供給するためのコンデンサファン装置１２が配設
されている。

【０００４】冷房運転時においては、三方弁９がメイン
コンデンサ５側に冷媒を導き、コンプレッサ６、メイン
コンデンサ５、サブコンデンサ４、リキッドタンク７、
膨脹弁８、エバポレータ３の順番に冷媒を流す。この過
程において、エバポレータ３は熱交換により液状冷媒を
蒸発させて取り入れ空気を冷却し、これにより車室内が
冷房される。メインコンデンサ５はコンプレッサ６で圧
縮され高圧とされた冷媒がエバポレータ３で奪った熱を
空気との熱交換により外部に放出してガス状冷媒を冷却
し凝縮液化させる。

【０００５】他方、暖房運転時においては、三方弁９に
より冷媒をメインコンデンサ５をバイパスさせる。つま
り、メインコンデンサ５を使用せず、コンプレッサ６、
サブコンデンサ４、リキッドタンク７、膨脹弁８、エバ
ポレータ３の順番に冷媒を流す。この過程において、コ
ンプレッサ６から吐出され三方弁９でメインコンデンサ
５をバイパスしたガス状冷媒は、サブコンデンサ４で凝
縮液化されて放熱を行う。これにより、エバポレータ３
で冷却された空気は加熱されて車室内に吹き出され、も
って車室内が暖房される。その際、エバポレータ３は空
気を冷却して除湿を行うので、結局、除湿暖房が実現さ
れる。なお、車室内に吹き出される空気の温度は、サブ
コンデンサ４の上流に配設されたエアミックスドア１３
の開度を調節することによって行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の電気自動車用冷暖房装置にあっては、システム
上、暖房運転時にはエバポレータ３とサブコンデンサ４
とが同時に働くため、暖房運転モードにすると常に除湿
暖房状態となる。したがって、エアミックスドア１３を
全開状態にした最大暖房時において、ブロワ装置１によ
り取り入れられた空気はエバポレータ３を通過した後す
べてサブコンデンサ４に送られるため、常にエバポレー
タ３で一旦冷却されてからサブコンデンサ４で加熱され
ることになり、サブコンデンサ４通過後の吹出し風温度
の向上、つまり暖房性能の向上には一定の限界がある。

【０００７】また、上記のように暖房運転時は常に除湿
暖房状態となり、しかもブロワ装置１により取り入れら
れた空気はすべてエバポレータ３を通過するため、場合
によっては不必要な除湿も行っており、したがって、発
揮される性能に対して消費電力が大きいという問題点も
あった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、省電力化を図りつつ暖房性
能の向上を実現しうる電気自動車用冷暖房装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る請求項１記載の電気自動車用冷暖房装
置は、コンプレッサ、車室外コンデンサ、車室内コンデ
ンサ、膨脹弁、およびエバポレータを順に配管で連結
し、前記車室外コンデンサの出入口に冷媒の流れを切り
替えるための冷媒流路切替手段を設け、前記コンプレッ
サから吐出される冷媒を、冷房運転時には前記冷媒流路
切替手段により前記車室外コンデンサに導入し、暖房運
転時には前記冷媒流路切替手段により前記車室外コンデ
ンサをバイパスさせて前記車室内コンデンサに導入する
ようにした電気自動車用冷暖房装置において、前記車室
内コンデンサが配置された第１通風路と、前記第１通風
路に取り入れ空気を供給する第１送風手段と、前記エバ
ポレータが配置された第２通風路と、前記第２通風路に
取り入れ空気を供給する第２送風手段と、前記第１通風
路の前記車室内コンデンサの上流側と前記第２通風路の
前記エバポレータの下流側とを連通する第１開口部と、
前記第１通風路の前記車室内コンデンサの下流側と前記
第２通風路の前記エバポレータの下流側とを連通する第
２開口部と、前記第２通風路の前記エバポレータの下流
側と車室外とを連通する第３開口部と、前記第１開口
部、前記第２開口部、および前記第３開口部をそれぞれ
開閉する開閉手段とを有することを特徴とする。

【００１０】また、請求項２記載の電気自動車用冷暖房
装置は、上記請求項１記載の電気自動車用冷暖房装置に
おいて、最大暖房運転時に、前記第１送風手段をオンす
るとともに、前記第１開口部および前記第２開口部を共
に全閉状態とし、かつ前記第３開口部を全開状態とする
よう前記開閉手段を制御する制御手段を有することを特
徴とする。

【００１１】また、請求項３記載の電気自動車用冷暖房
装置は、上記請求項１記載の電気自動車用冷暖房装置に
おいて、除湿暖房運転時に、前記第１送風手段および前
記第２送風手段を共にオンするとともに、前記第１開口
部を全閉状態とし、かつ前記第２開口部の通過風量を必
要除湿量に応じて可変するよう前記開閉手段を制御する
制御手段を有することを特徴とする。

【００１２】また、請求項４記載の電気自動車用冷暖房
装置は、上記請求項１記載の電気自動車用冷暖房装置に
おいて、最大除湿を必要とする暖房運転時に、前記第２
送風手段をオンするとともに、前記第１開口部を全開状
態とし、かつ前記第２開口部および前記第３開口部を共
に全閉状態とするよう前記開閉手段を制御する制御手段
を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記のように構成された請求項１記載の電気自
動車用冷暖房装置にあっては、車室内コンデンサとエバ
ポレータをそれぞれ別々の第１通風路と第２通風路に配
置し、それぞれの通風路に第１送風手段と第２送風手段
を設けたので、車室内コンデンサ側（第１通風路）とエ
バポレータ側（第２通風路）とでそれぞれ独立して風量
を制御することができる。第１開口部は、これを開く
と、エバポレータを通過した空気の全部または一部を車
室内コンデンサの上流側に導くので、エバポレータで冷
却、除湿された空気を車室内コンデンサで加熱すること
ができる。また、第２開口部は、これを開くと、エバポ
レータを通過した空気の全部または一部を車室内コンデ
ンサの下流側に導くので、エバポレータで冷却、除湿さ
れた空気と車室内コンデンサで加熱された空気とを混合
することができる。このとき、両空気の混合割合は、第
１送風手段による車室内コンデンサの通過風量と第２送
風手段および開閉手段による第２開口部の通過風量とを
調節することによって決定される。また、第３開口部
は、これを開くと、エバポレータを通過した空気の全部
または一部を車室外に導くので、第１開口部を閉じるこ
とと相俟って車室内コンデンサで加熱される空気を第１
通風路の取り入れ空気だけで構成することができ、車室
内への吹出し風温度の向上が図られるほか、第２開口部
の開き具合と共働させることにより第２開口部の通過風
量を調節することができ、不必要な除湿を行わないよう
にすることができる。これら第１開口部、第２開口部、
および第３開口部のそれぞれの開閉は開閉手段によって
行われる。すなわち、車室内コンデンサ側とエバポレー
タ側とを独立風量制御システムとし、必要とされる空調
状態に応じて車室内コンデンサおよびエバポレータに対
する取り入れ空気の流れを切り替えることができるの
で、省電力化と暖房性能向上を両立させることができ
る。

【００１４】また、請求項２記載の電気自動車用冷暖房
装置にあっては、制御手段は、最大暖房運転時に、第１
送風手段をオンするとともに、第１開口部および第２開
口部を共に全閉状態とし、かつ前記第３開口部を全開状
態とするよう開閉手段を制御する。これにより、エバポ
レータを通過した空気（冷風）はすべて第３開口部を通
じて車室外に排出され、車室内へは第１送風手段によっ
て第１通風路に供給された空気のみが車室内コンデンサ
で加熱されて吹き出されるので、車室内コンデンサで加
熱される前にエバポレータで一旦冷却されるということ
がなくなり、吹出し風温度が高くなる。つまり、暖房性
能（最大暖房能力）が向上する。

【００１５】また、請求項３記載の電気自動車用冷暖房
装置にあっては、制御手段は、除湿暖房運転時に、第１
送風手段および第２送風手段を共にオンするとともに、
第１開口部を全閉状態とし、かつ第２開口部の通過風量
を必要除湿量に応じて可変するよう開閉手段を制御す
る。これにより、エバポレータ通過後の除湿された空気
（冷風）は、必要除湿量に応じて第２開口部と第３開口
部に分配され、第２開口部を通過した空気（除湿された
冷風）は車室内コンデンサ通過後の空気（温風）と混合
されて温調された後、車室内に吹き出される。つまり、
除湿量のコントロールされた温調風が得られる。したが
って、不必要な除湿を行うことがなくなり、そのための
消費電力が低減されるとともに、送風手段を２個使用す
ることにより合計の消費電力も低く抑えられるので、よ
り一層の省電力化が図られる。

【００１６】また、請求項４記載の電気自動車用冷暖房
装置にあっては、制御手段は、最大除湿を必要とする暖
房運転時に、第２送風手段をオンするとともに、第１開
口部を全開状態とし、かつ第２開口部および第３開口部
を共に全閉状態とするよう開閉手段を制御する。これに
より、エバポレータで冷却、除湿された空気はすべて第
１開口部を通じて車室内コンデンサに送られ、ここで加
熱されて車室内に吹き出される。つまり、車室内に吹き
出される空気（温風）はすべてエバポレータで一旦除湿
された空気であるので、最大除湿が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の電気自動車用冷暖房装置の一実施
例を示す概略構成図である。なお、同図中、図８と共通
する部分には同一の符号を付している。この電気自動車
用冷暖房装置は、図８に示す従来の装置と同様、冷房、
暖房共に冷媒を用いたサイクル運転を行うことによって
車室内の冷房と除湿暖房を行うものであって、従来と同
様の冷凍サイクルを有している。

【００１８】すなわち、この装置の冷凍サイクルは、コ
ンプレッサ６、車室外コンデンサとしてのメインコンデ
ンサ５、車室内コンデンサとしてのサブコンデンサ４、
リキッドタンク７、膨脹弁８、およびエバポレータ３を
配管で連結しその中に冷媒を封入して構成されている。
また、暖房運転時と冷房運転時とで機能させるコンデン
サ４、５を切り替えるために、メインコンデンサ５の出
入口に冷媒の流れを切り替えるための三方弁９（たとえ
ば、電磁弁）と逆止弁１０を設けている。さらに、エバ
ポレータ３とコンプレッサ６との間には液状冷媒を貯溜
してガス状冷媒をコンプレッサ６に戻すためのアキュム
レータ１１を設けている。メインコンデンサ５の背面に
は、このコンデンサ５に空気を送るためのコンデンサフ
ァン装置１２が配設されている。冷房運転時には、三方
弁９によってコンプレッサ６から吐出された冷媒をメイ
ンコンデンサ５側に導き、コンプレッサ６→メインコン
デンサ５→逆止弁１０→サブコンデンサ４→リキッドタ
ンク７→膨脹弁８→エバポレータ３→アキュムレータ１
１→コンプレッサ６へと循環させる冷房運転用の冷媒回
路を形成し、暖房運転時には、三方弁９を切り替えてコ
ンプレッサ６から吐出された冷媒を直接サブコンデンサ
４に導き、コンプレッサ６→サブコンデンサ４→リキッ
ドタンク７→膨脹弁８→エバポレータ３→アキュムレー
タ１１→コンプレッサ６へと循環させる暖房運転用の冷
媒回路を形成する。なお、場合によっては、構成を簡単
にするために、リキッドタンク７、逆止弁１０、および
アキュムレータ１１の全部または一部を省略してもよ
い。また、コンプレッサ６は電気モータによって直接ま
たは図示しないベルト等を介して駆動される。つまり、
バッテリーで、電気自動車の走行駆動とコンプレッサ６
の駆動とが行われる。

【００１９】エバポレータ３とサブコンデンサ４は、従
来と同様、取り入れ空気を車室内に送るためのダクト２
内に配置されているが、ここでは、ダクト２内の上流部
に仕切り１５を設けて、二つの通風路、つまり第１通風
路１６と第２通風路１７を形成している。サブコンデン
サ４は第１通風路１６に配置され、エバポレータ３は第
２通風路１７に配置されている。ダクト２の下流部には
混合室１８が形成されている。この混合室１８では、第
１通風路１６を通った空気（サブコンデンサ４を通過し
た温風）と第２通風路１７を通った空気（エバポレータ
３を通過した除湿された冷風）とが混合されて温調され
る。温調された空気は図示しない各種の吹出口（たとえ
ば、ベント吹出口、フット吹出口、デフ吹出口）から車
室内の所定の場所に向かって吹き出される。また、上記
各通風路１６、１７の上流には別個の第１ブロワ装置１
９と第２ブロワ装置２０がそれぞれ設けられている。こ
のように第１通風路１６と第２通風路１７にそれぞれブ
ロワ装置１９、２０を配置したことで、それぞれの通風
路１６、１７を流通する風量を独立して制御することが
できる。なお、取り入れ空気を車室内に送るための上記
ブロワ装置１９、２０は、周知のように、ブロワファン
とこれを駆動するブロワファンモータとから構成されて
いる。

【００２０】また、ダクト２内の仕切り１５には、第１
通風路１６のサブコンデンサ４の上流側と第２通風路１
７のエバポレータ３の下流側とを連通する第１開口部２
１が開設されている。また、第２通風路１７のエバポレ
ータ３の下流側には第２通風路１７を遮断する遮断壁１
５ａが設けられ、この遮断壁１５ａには、第１通風路１
６のサブコンデンサ４の下流側と第２通風路１７のエバ
ポレータ３の下流側とを連通する第２開口部２２が開設
されている。さらに、遮断壁１５ａの上流側のダクト２
には、第２通風路１７のエバポレータ３の下流側と車室
外とを連通する第３開口部２３が開設されている。そし
て、第１開口部２１、第２開口部２２、および第３開口
部２３をそれぞれ開閉するために、開閉手段として、二
つの制御ドア、つまり第１制御ドア２４と第２制御ドア
２５が回動自在に取り付けられている。第１制御ドア２
４は、第１開口部２１と第２開口部２２を選択的に開閉
するものであり、図中のＡ位置とＢ位置に選択的に設定
される。第１制御ドア２４がＡ位置にあるときは、第１
開口部２１は全閉状態となり（第２開口部２２の開閉状
態は第２制御ドア２５の位置による）、Ｂ位置にあると
きは、第１開口部２１は全開状態、第２開口部２２は全
閉状態となる。また、第２制御ドア２５は、第２開口部
２２と第３開口部２３をそれぞれ開閉するものであり、
図中のＣ位置とＤ位置の間の任意の位置に設定される。
たとえば、第２制御ドア２５がＣ位置にあるときは、第
２開口部２２は全閉状態、第３開口部２３は全開状態と
なり、Ｄ位置にあるときは、第３開口部２３は全閉状態
となる（第２開口部２２の開閉状態は第１制御ドア２４
の位置による）。また、Ｃ位置とＤ位置の中間位置にあ
るときは、第２開口部２２と第３開口部２３は共に開い
た状態となる。後述するように、第１制御ドア２４と第
２制御ドア２５は、必要とされる空調状態に応じて、互
いに干渉しないように制御される。さらに、本実施例で
は、エバポレータ３を通過した空気が第２通風路１７か
ら第１開口部２１を通って第１通風路１６に流入したと
きにサブコンデンサ４とは逆の方向に逆流するのを防止
するために、第１通風路１６の第１開口部２１の上流側
に第３制御ドア２６が回動自在に取り付けられている。
第３制御ドア２６は、図中のＥ位置とＦ位置に選択的に
設定される。上記の各制御ドア２４〜２６は、図示しな
いリンク機構を介して後述するアクチュエータによって
連動して駆動される。

【００２１】なお、本実施例では、第１開口部２１、第
２開口部２２、および第３開口部２３を二つの制御ドア
２４、２５によって開閉するようにしているが、スペー
スやコストなどの面で許容されれば、それぞれの開口部
２１〜２３を専用のドアで開閉するようにしてもよい。

【００２２】また、本実施例では、三つの制御ドア２４
〜２６を１個のアクチュエータで駆動するようにしてい
るが、スペースやコストなどの面で許容されれば、複数
のアクチュエータを使用してもよい。たとえば、それぞ
れの制御ドア２４〜２６を専用のアクチュエータで駆動
するようにしてもよい。

【００２３】上記のように構成された本装置は制御手段
としての制御装置２７によって総合的に制御される。制
御装置２７は、たとえば、マイコンを内蔵しており、各
種の入力信号を演算処理して、各部を総合的に制御す
る。具体的には、制御装置２７の入力側には、ウインド
ーガラスの表面温度を検出する温度センサ２８と、車室
内の露点温度を検出する露点センサ２９と、その他の各
種センサ３０（たとえば、外気温度を検出する外気セン
サ、車室内空気の温度を検出する内気センサ、日射量を
検出する日射センサなど）と、スイッチ類３１（たとえ
ば、エアコンを作動させるエアコンスイッチ、車室内の
温度を調節する温度調節スイッチ、吹出し風量を選択す
るファンスイッチ、吹出口モードを選択するモードスイ
ッチなど）とが接続され、出力側には、各ブロワ装置１
９、２０（より詳しくはブロワファンモータ）の回転数
をコントロールするファンコントロール回路３２と、各
制御ドア２４〜２６をリンク機構を介して機械的に駆動
するアクチュエータ（たとえば、モータアクチュエー
タ）３３と、コンプレッサ６と、三方弁９と、コンデン
サファン装置１２などが接続されている。制御装置２７
は、各センサ２８〜３０や各スイッチ３１からの信号を
入力し、演算処理して、ファンコントロール回路３２、
アクチュエータ３３、コンプレッサ６、三方弁９、コン
デンサファン装置１２などを総合的に制御する。本実施
例では、ファンコントロール回路３２は、制御装置２７
からの制御信号により第１ブロワ装置１９と第２ブロワ
装置２０の風量コントロールを連動して行うようになっ
ている。

【００２４】なお、本実施例では、二つのブロワ装置１
９、２０を１個のファンコントロール回路３２でコント
ロールするようにしているが、スペースやコストなどの
面で許容されれば、それぞれのブロワ装置１９、２０を
専用のファンコントロール回路を用いて連動して制御す
るようにしてもよい。

【００２５】次に、制御の内容について説明する。たと
えばエアコンスイッチがオンされると、制御装置２７
は、システムを起動させるべく、コンプレッサ６をオン
し、車室内の必要とされる空調状態に応じて三方弁９を
切り替える。この三方弁９によって、上記したように、
暖房運転時と冷房運転時とで冷媒の流れが切り替えられ
る。冷房運転時５には、メインコンデンサ５を機能させ
るためコンデンサファン装置１２をオンする。

【００２６】まず、冷房運転をする場合（温調されてい
ない冷風のみを吹き出す場合）には、三方弁９によって
コンプレッサ６から吐出された冷媒がメインコンデンサ
５に導かれるようにする。これにより、冷凍サイクル内
の冷媒はコンプレッサ６→メインコンデンサ５→逆止弁
１０→サブコンデンサ４→リキッドタンク７→膨脹弁８
→エバポレータ３→アキュムレータ１１→コンプレッサ
６という回路を循環する。この過程において、エバポレ
ータ３は取り入れ空気との熱交換を行ってこれを冷却
し、このとき拾った熱はメインコンデンサ５によって外
部の空気に放出される。サブコンデンサ４は熱交換器と
して機能しない。この場合には、エバポレータ３で冷却
された空気のみが車室内に吹き出されるようにするた
め、制御装置２７は、たとえば、ファンコントロール回
路３２を介して第２ブロワ装置２０のみをオンし、ま
た、アクチュエータ３３を介して第１制御ドア２４をＡ
位置、第２制御ドア２５をＤ位置に設定して、第１開口
部２１と第３開口部２３を共に全閉状態、また第２開口
部２２を全開状態にする。これにより、車室内へはエバ
ポレータ３を通過した空気（冷風）のみがそのまま吹き
出され、車室内が冷房される。なお、第１ブロワ装置１
９がオフされているため第３制御ドア２６の位置はどち
らでもよいが、第１通風路１６を流れる空気を完全に遮
断するという見地からはＦ位置に設定したほうが好まし
い。

【００２７】他方、暖房運転をする場合（温調制御を行
う場合を含む。以下同様）には、三方弁９によってコン
プレッサ６から吐出された冷媒が直接サブコンデンサ４
に導かれるようにする。これにより、冷凍サイクル内の
冷媒はコンプレッサ６→サブコンデンサ４→リキッドタ
ンク７→膨脹弁８→エバポレータ３→アキュムレータ１
１→コンプレッサ６という回路を循環する。この過程に
おいて、エバポレータ３は取り入れ空気との熱交換を行
ってこれを冷却し、このとき拾った熱はサブコンデンサ
４で取り入れ空気に放出されこれを加熱する。つまり、
ダクト２内に取り入れられた空気はエバポレータ３によ
って冷却（および除湿）され、またサブコンデンサ４に
よって加熱される。このとき、本実施例では、車室内の
必要とする空調状態に応じて三つの運転モードが選択さ
れ、それぞれの運転モードに対し、エバポレータ３およ
びサブコンデンサ４に対する最適な空気の流れと風量コ
ントロールが行われるようになっている。

【００２８】すなわち、暖房運転時には、最大暖房性能
を必要とする場合に選択される最大暖房運転モードと、
除湿を必要とする場合に選択される温調除湿制御（除湿
維持制御）モードと、最大除湿を必要とする場合に選択
される最大除湿運転モードとがあり、どの運転モードを
選択するかは必要除湿量に基づいて所定の基準により決
定される。必要除湿量は、温度センサ２８によって検出
されるウインドーガラスの表面温度（ガラス表面温度）
と露点センサ２９によって検出される車室内の露点温度
（室内露点温度）とを比較することによって得られる。

【００２９】図２は運転モードの選択基準を示す制御特
性図である。同図に示すように、室内露点温度とガラス
表面温度との温度差（つまり、室内露点温度−ガラス表
面温度）の値によって運転モード（最大暖房運転、温調
除湿制御、最大除湿運転）が選択される。ここでは、制
御のふらつきを防止するためにヒステリシス的な制御を
行うようになっており、上記温度差が−１℃以下または
０℃以下のとき、つまりガラス表面温度が室内露点温度
よりも高いときには、ウインドーガラスが曇るおそれは
なく、安全上、除湿の必要はあまりないので、暖房を優
先させ、最大暖房運転モードを選択する。また、上記温
度差が−１℃と１℃の間または０℃と２℃の間のとき、
つまりガラス表面温度が室内露点温度付近にあるときに
は、ウインドーガラスが曇るおそれがあり、安全上、除
湿の必要があるので、除湿を維持する制御するである温
調除湿制御除モードを選択する。そして、上記温度差が
１℃以上または２℃以上のとき、つまりガラス表面温度
が室内露点温度よりも高いときには、ウインドーガラス
が曇るおそれが高く、安全上、除湿の必要がきわめて高
いので、除湿を優先させ、最大除湿運転モードを選択す
る。なお、各運転モードにおける各制御ドア２４〜２６
の設定位置については後述する。

【００３０】また、温調除湿制御を行う場合には、図２
に示すように、上記温度差によって、必要とされる吹出
し風量に対し混合室１８に流入するサブコンデンサ通過
風量とエバポレータ通過風量との配分割合を調節するよ
うにしている。これにより、吹出し風の温度調節ととも
に除湿量のコントロールが行われる。ここでは、サブコ
ンデンサ４を通過して混合室１８に流下する風量をＨ風
量、エバポレータ３を通過し第２開口部２２を通って混
合室１８に流下する風量をＩ風量、エバポレータ３を通
過し第３開口部２３を通って車外に排出される風量をＪ
風量、混合室１８から車室内に吹き出される風量をＫ風
量とする。Ｈ風量、Ｉ風量、およびＫ風量の間には、Ｋ風量＝Ｈ風量＋Ｉ風量という関係が成り立つので、図２では、必要とされる吹
出し風量（Ｋ風量）に対するサブコンデンサ４側からの
風量（Ｈ風量）とエバポレータ３側からの風量（Ｉ風
量）との配分割合を、Ｉ風量のＫ風量に対する百分率の
形で表現している。なお、この場合（つまり、温調除湿
制御の場合）には、後述するドア位置からわかるよう
に、第１ブロワ装置１９の送風量＝Ｈ風量第２ブロワ装置２０の送風量＝Ｉ風量＋Ｊ風量という関係が成立している。

【００３１】図３は温調除湿制御における風量特性を示
す制御特性図である。同図に示すように、必要風量（Ｋ
風量）に対するＨ風量とＩ風量の配分割合によってＨ風
量とＩ風量の各値が具体的に決定される。図３には、一
例として、たとえば、必要風量（Ｋ風量）が６ｍ³/分の
場合（実線）と５ｍ³/分の場合を示している。制御装置
２７は、Ｈ風量が図３で決定された値となるよう第１ブ
ロワ装置１９の回転数を制御するとともに、Ｉ風量が同
じく図３で決定された値となるよう第２ブロワ装置２０
の回転数と第２制御ドア２５の開度の双方またはどちら
か一方を制御する。これらに関するデータはあらかじめ
実験によって適当に設定しておく。なお、以下の説明で
は、便宜上、Ｉ風量は第２ブロワ装置２０の回転数と第
２制御ドア２５の開度の双方によって調節するものとす
るが、もちろん、どちらか一方のみによってＩ風量をコ
ントロールすることも可能である。

【００３２】図４は暖房運転時における制御装置２７の
動作を示すフローチャートである。暖房運転をする場
合、制御装置２７は、温度センサ２８と露点センサ２９
からの各信号（ガラス表面温度、室内露点温度）を入力
し（ステップＳ１）、両者の温度差（室内露点温度−ガ
ラス表面温度）を算出し（ステップＳ２）、算出した温
度差から、現在のフラグ（ヒステリシスのどちらの位置
にあるかを示すもの）の値を考慮しつつ、図２に示す特
性図に基づいて運転モード、および温調除湿制御の場合
にはさらに風量の配分割合を決定する（ステップＳ
３）。

【００３３】ステップＳ３の判断の結果として最大暖房
運転モードが選択されると、制御装置２７は、ファンコ
ントロール回路３２を介して第１ブロワ装置１９をオン
し、かつ第２ブロワ装置２０をオンするとともに（ステ
ップＳ４）、アクチュエータ３３を介して第１制御ドア
２４をＡ位置、第２制御ドア２５をＣ位置、第３制御ド
ア２６をＥ位置にそれぞれ設定する（ステップＳ５）。

【００３４】図５はこのときの空気の流れを示す模式図
である。この場合、同図に示すように、エバポレータ３
を通過した空気（冷風）はすべて第３開口部２３から車
室外に排出され、車室内へは第１ブロワ装置１９によっ
て第１通風路１６に供給された空気のみがサブコンデン
サ４で加熱されて吹き出されることになり、最大暖房性
能が発揮される。このとき、図８に示す従来の装置のよ
うにサブコンデンサで加熱される前にエバポレータで一
旦冷却されるということがなくなるので、従来に比べ吹
出し風温度が高くなる。つまり、暖房性能（最大暖房能
力）が向上する。

【００３５】また、ステップＳ３の判断の結果として温
調除湿制御モードが選択されると、制御装置２７は、フ
ァンコントロール回路３２を介して第１ブロワ装置１９
と第２ブロワ装置２０を共にオンするとともに（ステッ
プＳ６）、アクチュエータ３３を介して第１制御ドア２
４をＡ位置、第３制御ドア２６をＥ位置にそれぞれ設定
し、第２制御ドア２５の開度を調節する（ステップＳ
７）。その際、制御装置２７は、Ｈ風量およびＩ風量が
それぞれステップＳ３で決定された風量配分割合により
図３の風量特性によって決定される値となるよう、第１
ブロワ装置１９の回転数を制御するとともに、第２ブロ
ワ装置２０の回転数および第２制御ドア２５を制御す
る。

【００３６】図６はこのときの空気の流れを示す模式図
である。この場合、同図に示すように、エバポレータ３
を通過した後の除湿された冷風は、必要除湿量に応じて
（図２、図３参照）第２開口部２２と第３開口部２３に
分配される。そして、第２開口部２２を通過した除湿さ
れた冷風（Ｉ風量）は、サブコンデンサ４を通過した後
の温風（Ｈ風量）と混合室１８で混合されて温調された
後、車室内に吹き出される（Ｋ風量）。つまり、除湿量
のコントロールされた温調風が得られる。

【００３７】また、ステップＳ３の判断の結果として最
大除湿運転モードが選択されると、制御装置２７は、フ
ァンコントロール回路３２を介して第１ブロワ装置１９
をオフし、かつ第２ブロワ装置２０をオンするとともに
（ステップＳ８）、アクチュエータ３３を介して第１制
御ドア２４をＢ位置、第２制御ドア２５をＤ位置、第３
制御ドア２６をＦ位置にそれぞれ設定する（ステップＳ
９）。

【００３８】図７はこのときの空気の流れを示す模式図
である。この場合には、図８に示す従来の装置の場合と
同様に、エバポレータ３で冷却、除湿された空気はすべ
て第１開口部２１を通じてサブコンデンサ４に送られ、
ここで加熱されて車室内に吹き出される。つまり、車室
内に吹き出される空気（温風）はすべてエバポレータ３
で一旦除湿された空気であるので、最大除湿が得られ
る。このとき、上記したように、第３制御ドア２６をＦ
位置に設定してエバポレータ３を通過した除湿風が第１
ブロワ装置１９の側から外部に逃げるのを防止すること
により、エバポレータ３を通過した空気がすべてサブコ
ンデンサ４に送られるのを保証している。

【００３９】ステップＳ５、ステップＳ７、またはステ
ップＳ９を終えると、制御装置２７は、エアコンスイッ
チがオフされたどうか、または冷房運転に切り替わった
かどうかなどにより暖房運転の制御を終了するかどうか
を判断し（ステップＳ１０）、終了しない場合にはステ
ップＳ１に戻って、以上の動作を繰り返す。

【００４０】したがって、本実施例によれば、サブコン
デンサ４とエバポレータ３を別々の通風路に配設し、そ
れぞれにブロワ装置１９、２０を設けて独立風量制御シ
ステムとし、かつ、開口部２１〜２３と制御ドア２４〜
２６により必要とされる空調状態に応じてサブコンデン
サ４およびエバポレータ３に対する取り入れ空気の流れ
を切り替えるようにしたので、省電力化と暖房性能向上
を両立させることが可能となる。

【００４１】具体的には、最大暖房を必要とする場合に
は、図５に示すように、エバポレータ３を通過した冷風
をすべて第３開口部２３から車室外に排出し、車室内へ
は第１ブロワ装置１９によって第１通風路１６に供給さ
れた空気のみをサブコンデンサ４で加熱して吹き出すよ
うにしたので、従来の装置のようにサブコンデンサで加
熱される前にエバポレータで一旦冷却されるということ
がなくなり、従来の装置に比べ吹出し風温度が高くな
る。つまり、暖房性能（最大暖房能力）が向上する。し
たがってまた、従来と同一の吹出し風温度にするには、
コンプレッサ６の回転数を少なくしても達成できるの
で、消費電力が少なくなる。

【００４２】また、除湿を必要とする場合には、図６に
示すように、混合室１８に流下するサブコンデンサ４を
通過した温風（Ｈ風量）とエバポレータ３を通過した除
湿された冷風（Ｉ風量）との混合割合を必要除湿量に応
じて調節するようにしたので、除湿量のコントロールさ
れた温調風を得ることができる。したがって、窓曇りを
防止しつつも不必要な除湿を行うことがなくなり、その
ための消費電力が低減される。また、２個のブロワ装置
１９、２０を用いて車室内への吹出し風量を決定するの
で、従来と同一の吹出し風量を得るためには、１個当た
りのモータ入力が低く抑えられ、合計の消費電力も低く
なるので、この点からも省電力化が図られる。

【００４３】また、本実施例によれば、上記のように、
車室内の必要とされる空調状態（必要除湿量）に応じ
て、最大暖房能力のすぐれた運転モードから、最大除湿
能力を発揮しうる運転モードまで変えることができるの
で、状況に応じた柔軟な対応が可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１記載の電気自動車用冷暖房装置によれば、車室内コ
ンデンサ側とエバポレータ側とを独立風量制御システム
とし、必要とされる空調状態に応じて車室内コンデンサ
およびエバポレータに対する取り入れ空気の流れを切り
替えうるので、省電力化と暖房性能向上の両立を図るこ
とができる。

【００４５】また、請求項２記載の電気自動車用冷暖房
装置によれば、エバポレータを通過した空気（冷風）は
すべて車室外に排出し、車室内へは第１通風路に供給さ
れた空気のみを車室内コンデンサで加熱して吹き出すの
で、車室内コンデンサで加熱される前にエバポレータで
一旦冷却されるということがなくなり、吹出し風温度が
向上する。つまり、暖房性能（最大暖房能力）が向上す
る。

【００４６】また、請求項３記載の電気自動車用冷暖房
装置によれば、車室内コンデンサを通過した空気（温
風）とエバポレータを通過した空気（除湿された冷風）
との混合配分を必要除湿量に応じて調節し、除湿量のコ
ントロールされた温調風を車室内に吹き出すので、不必
要な除湿を行うことがなくなり、そのための消費電力が
低減されるとともに、窓曇りも防止でき、送風手段を２
個使用することにより合計の消費電力も低く抑えられる
ので、より一層の省電力化が図られる。

【００４７】また、請求項４記載の電気自動車用冷暖房
装置によれば、エバポレータで冷却、除湿された空気を
すべて車室内コンデンサに送り、ここで加熱して車室内
に吹き出すので、車室内に吹き出される空気（温風）は
すべてエバポレータで一旦除湿された空気となり、最大
除湿が得られる。よって、窓曇りが防止でき、また、早
急に窓曇りを除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気自動車用冷暖房装置の一実施例
を示す概略構成図

【図２】運転モードの選択基準を示す制御特性図

【図３】温調除湿制御における風量特性を示す制御特
性図

【図４】暖房運転時における制御装置の動作を示すフ
ローチャート

【図５】最大暖房運転時における空気の流れを示す模
式図

【図６】温調除湿制御時における空気の流れを示す模
式図

【図７】最大除湿運転時における空気の流れを示す模
式図

【図８】従来の電気自動車用冷暖房装置の一例を示す
概略構成図

【符号の説明】

３…エバポレータ４…サブコンデンサ（車室内コンデンサ）１６…第１通風路１７…第２通風路１９…第１ブロワ装置（第１送風手段）２０…第２ブロワ装置（第２送風手段）２１…第１開口部２２…第２開口部２３…第３開口部２４…第１制御ドア（開閉手段）２５…第２制御ドア（開閉手段）２６…第３制御ドア２７…制御装置（制御手段）２８…温度センサ２９…露点センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサ（６）、車室外コンデンサ
（５）、車室内コンデンサ（４）、膨脹弁（８）、およ
びエバポレータ（３）を順に配管で連結し、前記車室外
コンデンサ（５）の出入口に冷媒の流れを切り替えるた
めの冷媒流路切替手段（９，１０）を設け、前記コンプ
レッサ（６）から吐出される冷媒を、冷房運転時には前
記冷媒流路切替手段（９，１０）により前記車室外コン
デンサ（５）に導入し、暖房運転時には前記冷媒流路切
替手段（９，１０）により前記車室外コンデンサ（５）
をバイパスさせて前記車室内コンデンサ（４）に導入す
るようにした電気自動車用冷暖房装置において、前記車室内コンデンサ（４）が配置された第１通風路
（１６）と、前記第１通風路（１６）に取り入れ空気を供給する第１
送風手段（１９）と、前記エバポレータ（３）が配置された第２通風路（１
７）と、前記第２通風路（１７）に取り入れ空気を供給する第２
送風手段（２０）と、前記第１通風路（１６）の前記車室内コンデンサ（４）
の上流側と前記第２通風路（１７）の前記エバポレータ
（３）の下流側とを連通する第１開口部（２１）と、前記第１通風路（１６）の前記車室内コンデンサ（４）
の下流側と前記第２通風路（１７）の前記エバポレータ
（３）の下流側とを連通する第２開口部（２２）と、前記第２通風路（１７）の前記エバポレータ（３）の下
流側と車室外とを連通する第３開口部（２３）と、前記第１開口部（２１）、前記第２開口部（２２）、お
よび前記第３開口部（２３）をそれぞれ開閉する開閉手
段（２４，２５）と、を有することを特徴とする電気自動車用冷暖房装置。
【請求項２】最大暖房運転時に、前記第１送風手段
（１９）をオンするとともに、前記第１開口部（２１）
および前記第２開口部（２２）を共に全閉状態とし、か
つ前記第３開口部（２３）を全開状態とするよう前記開
閉手段（２４，２５）を制御する制御手段（２７）を有
することを特徴とする請求項１記載の電気自動車用冷暖
房装置。
【請求項３】除湿暖房運転時に、前記第１送風手段
（１９）および前記第２送風手段（２０）を共にオンす
るとともに、前記第１開口部（２１）を全閉状態とし、
かつ前記第２開口部（２２）の通過風量を必要除湿量に
応じて可変するよう前記開閉手段（２４，２５）を制御
する制御手段（２７）を有することを特徴とする請求項
１記載の電気自動車用冷暖房装置。
【請求項４】最大除湿を必要とする暖房運転時に、前
記第２送風手段（２０）をオンするとともに、前記第１
開口部（２１）を全開状態とし、かつ前記第２開口部
（２２）および前記第３開口部（２３）を共に全閉状態
とするよう前記開閉手段（２４，２５）を制御する制御
手段（２７）を有することを特徴とする請求項１記載の
電気自動車用冷暖房装置。