JP3433843B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

車両用空気調和装置

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JP3433843B2 JP15502794A JP15502794A JP3433843B2 JP 3433843 B2 JP3433843 B2 JP 3433843B2 JP 15502794 A JP15502794 A JP 15502794A JP 15502794 A JP15502794 A JP 15502794A JP 3433843 B2 JP3433843 B2 JP 3433843B2
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長治 佐久間
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835—Damper doors, e.g. position control
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外気或いは内気を加熱或
いは冷却して車内を冷暖房する車両用空気調和装置であ
り、特に電気自動車の空調装置として用いられるヒート
ポンプ式の空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の車両用空気調和装置とし
て、外気吸入口或いは内気吸入口から内気或いは外気を
吸入する電動ファンと、この吸入空気と熱交換するヒー
トポンプユニットとを有しており、車内暖房するときは
ヒートポンプユニットでこの吸入空気を加熱し、また、
車内冷房するときは吸入空気を冷却し、この熱交換され
た空気を車内に送風して車内空調を行っている。
【０００３】このような冷暖房運転モードがそれが自動
制御されているときは、以下の式で算出された温度（Ｔ
ＡＯ；目標吹出温度）に基づいて選択制御される。即
ち、 ＴＡＯ＝Ｋｓ・Ｔｓ−Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋａｍ・Ｔａｍ−Ｋ
ｒａｄ・Ｔｒａｄ＋Ｃ 上式中のＴｓは利用者により設定された設定温度、Ｔｒ
は内気温度、Ｔａｍは外気温度、Ｔｒａｄは日射量を温
度換算した数値、Ｋｓは設定温度係数、Ｋｒは内気温度
係数、Ｋａｍは外気温度係数、Ｋｒａｄは日射量係数、
Ｃは補正係数であり、各係数は対象空間の大きさ等に応
じて適宜の実数値が選ばれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように冷暖房運転
モードが目標吹出温度に基づき選択制御され、かつ、外
気モード或いは内気モードの一方で吸入制御がされる。
【０００５】しかしながら、このような従来の車両用空
気調和装置では、暖房運転モードで外気モードが選択さ
れている場合には、外気温度が非常低く暖房負荷が大き
くなっているときでも、この低温外気のみで運転が継続
され、他方、冷房運転モードで外気モードが選択されて
いるときは、外気温度が非常高く冷房負荷が大きくなっ
ているときでも、高温外気のみで運転が継続され、空調
負荷に対する冷暖房運転の効率が悪く、省エネ上不利な
ものであり、電気自動車ではその走行距離を大きく低下
させる結果となっていた。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、外気吸入手段及び内気吸
入手段はもとより内外気吸入手段も選択でき、これらの
各吸入手段を空調負荷に対応して駆動することにより省
エネを図ることができる車両用空気調和装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１の発明に係る車両用空気調和装置
は、外気の吸入を可能にする外気吸入手段と、内気の吸
入を可能にする内気吸入手段と、外気及び内気の双方の
吸入を可能にする内外気吸入手段と、上記各吸入手段を
任意に選択できるマニュアルスイッチ手段と、該各吸入
手段を自動的に選択するオートスイッチ手段と、上記各
吸入手段を通じて送風機により送風された空気を加熱す
る暖房運転手段と、同じく送風機で送風された空気を冷
却する冷房運転手段と、内気の温度を検出する内気温度
検出器と、外気の温度を検出する外気温度検出器と、上
記各運転手段、上記各スイッチ手段及び上記各温度検出
器の検出温度の温度差に基づき上記各吸入手段を選択的
に駆動する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記マ
ニュアルスイッチ手段で外気吸入手段が選択されている
ときは、上記各温度検出器の検出温度に基づき外気吸入
手段或いは内外気吸入手段を選択的に駆動するよう設定
したことを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は請求項１に係る車両用空
気調和装置において、上記制御手段は、上記オートスイ
ッチ手段が選択され冷房運転手段が駆動しているとき
は、上記各温度検出器の検出温度に基づき、上記外気吸
入手段、上記内気吸入手段或いは上記内外気吸入手段を
選択的に駆動するよう設定したことを特徴とする。
【０００９】請求項３の発明は請求項１又は請求項２に
係る車両用空気調和装置において、上記制御手段は、上
記オートスイッチ手段が選択され冷房運転手段が駆動し
ているときは、上記各温度検出器の検出温度に基づき、
上記外気吸入手段、上記内気吸入手段或いは上記内外気
吸入手段を選択的に駆動するよう設定したことを特徴と
する。
【００１０】
【作用】請求項１の発明によれば、内気温度と外気温度
との温度差に基づき外気吸入手段、内気吸入手段及び内
外気吸入手段を選択的に駆動し、空調負荷に対応する空
調を実現できる。また、マニュアルスイッチ手段で外気
吸入手段が選択されているときで、暖房運転モードで外
気温度が低く暖房負荷が大きくなっているときは内外気
吸入手段に変更され、内気及び外気の双方を加熱し暖房
運転を継続する。また、冷房運転モードで外気温度が高
く冷房負荷が大きくなっているときは、同じく内外気吸
入手段に変更する。
【００１１】
【００１２】請求項２の発明によれば、オートスイッチ
手段が選択され冷房運転手段が駆動しているときで、外
気温度が高く冷房負荷が大きくなっているときは内気吸
入手段を選択し、外気温度が低く冷房負荷が小さくなっ
ているときは外気吸入手段を選択し、また、その冷房負
荷が内気吸入手段の駆動条件と外気吸入手段の駆動条件
との間にあるときは、内外気吸入手段を選択する。
【００１３】
【実施例】図１乃至図７の(a)(b)は本発明に係る車両用
空気調和装置の一実施例を示すもので、図１は車両用空
気調和装置の概略構成図、図２の(a)(b)は各種吸入モー
ドを示す概略図である。
【００１４】この車両用空気調和装置は、空調用のダク
ト１と、ヒートポンプユニット２とを備えたもので、こ
のダクト１の風上側に外気吸入口３及び内気吸入口４を
設け、この各吸入口３，４を電動の切換えダンパ５によ
り開閉するようになっている。
【００１５】このダンパ５の開閉動作は図１に示すよう
に外気吸入口３を開放し、内気吸入口４を閉鎖する外気
モード、図２の(a)に示すように外気吸入口３を閉鎖
し、内気吸入口４を開放する内気モード、図２の(b)に
示すように外気吸入口３及び内気吸入口４の双方を開放
する内外気モードを有し、これらの吸入口３，４及び切
換えダンパ５により外気吸入手段、内気吸入手段及び内
外気吸入手段を構成している。
【００１６】また、ダクト１内には内外気を吸入する電
動ファン６を設置する一方、ヒートポンプユニット２の
熱交換端末である第１熱交換器２ａ及び第２熱交換器２
ｂをダクト１内に配置しており、各熱交換器２ａ，２ｂ
を通じて内外気を加熱（暖房運転モード）又は冷却（冷
房運転モード）するようになっている。
【００１７】このような各種運転モードにより生成され
た空調空気はダクト１の風下側に有するベント吹出口
７、フット吹出口８或いはデフ吹出口９から車内に吹き
出され、その吹出制御は各ダンパ７ａ，８ａ，９ａによ
って行われる。
【００１８】このように構成された車両用空気調和装置
において、本発明は吸入モードのマニュアルスイッチ及
びオートスイッチを有し、その吸入モードを外気温度と
内気温度との差、即ち空調負荷に基づき駆動制御するこ
とにある。これを図３乃至図７の(a)(b)を参照して説明
する。
【００１９】この吸入モードは図３に示すように、ＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を具備したマイコン１０にて制御
されるもので、このマイコン１０は、マニュアルスイッ
チ１１の外気吸入選択信号及び内気吸入選択信号、オー
トスイッチ１２のオン・オフ信号、温度設定器１３の設
定信号、日射量検出器１４、外気温度検出器１５及び内
気温度検出器１６の検出信号に基づきなされるもので、
これらの信号に基づき切換えダンパ駆動回路１７を介し
て切換えダンパ５を図４乃至図７の(a)(b)に示すように
駆動制御する。また、温度設定器１３及び各種検出器１
４〜１６により上述した目標吹出温度を算定して冷房或
いは暖房運転モードを設定し、また、外気温度検出器１
５及び内気温度検出器１６により温度差（Ｔｒ−Ｔａ
ｍ；内気検出温度−外気検出温度）を算出している。こ
こで、運転中の温度差をＴ0、吸入モード変更の設定温
度差をＴ1，Ｔ2，Ｔ3，Ｔ4，Ｔ5，Ｔ6，Ｔ7で表記する
とともに、図６の(a)中ではＴ1＜Ｔ2に、図６の(b)中で
はＴ3＜Ｔ4に、図７の(b)中ではＴ5＜Ｔ6＜Ｔ7にそれぞ
れ設定されている。
【００２０】この吸入モード制御において、まず、マニ
ュアルスイッチ１１で外気吸入信号が入力され、また、
目標吹出温度に基づき暖房運転モードが選択されている
場合について、図４の(a)及び図６の(a)に基づき説明す
る。
【００２１】マニュアルスイッチ１１で外気吸入信号が
入力されているときは、まず、外気モードが選択される
（ＳＴ１）。ここで、Ｔ0＜Ｔ2の条件が成立しなくなっ
たとき、即ちこの外気モード中で外気温度が低くなり暖
房負荷が高くなったときは、外気と内気の双方を通風す
る内外気モードに変更する（ＳＴ２，ＳＴ３）。また、
この内外気モードの運転中にＴ0＞Ｔ1の条件が成立しな
くなったとき（ＳＴ４）、即ち外気温度が高くなり暖房
負荷が小さくなったときは、再度外気モードに変更す
る。
【００２２】次に、マニュアルスイッチ１１で外気吸入
信号が入力され、また、目標吹出温度に基づき冷房運転
モードが選択されている場合について、図４の(b)及び
図６の(b)に基づき説明する。
【００２３】マニュアルスイッチ１１で外気吸入信号が
入力されているときは、上記と同様に、外気モードが選
択される（ＳＴ１）。ここで、Ｔ0＞Ｔ3の条件が成立し
なくなったとき、即ちこの外気モード中で外気温度が高
くなり冷房負荷が高くなったときは、外気と内気の双方
を通風する内外気モードに変更する（ＳＴ２，ＳＴ
３）。また、この内外気モードの運転中にＴ0＜Ｔ4の条
件が成立しなくなったとき（ＳＴ４）、即ち外気温度が
低くなり冷房負荷が小さくなったときは、再度外気モー
ドに変更する。
【００２４】以上のようにマニュアルスイッチ１１を選
択して吸入モード制御を行うとき、この空調負荷に対応
する吸入モードが自動的に選択される。なお、マニュア
ルスイッチ１１で内気吸入選択がされているときは、暖
房或いは冷房のいずれの運転モードにおいても内気吸入
モードが選択される。
【００２５】続いて、オートスイッチ１２をオンし、目
標吹出温度に基づき冷房運転モードが選択されていると
きの吹出制御について、図５及び図７の(b)に基づいて
説明する。
【００２６】まず、オート制御の起動時か否かを判定し
（ＳＴ１）、起動時のときは更にＴ0≧Ｔ7か或いはＴ0
≦Ｔ5かを判定する（ＳＴ２，ＳＴ３）。ここで、Ｔ0≧
Ｔ7の条件が成立するとき、即ち外気温度が低く冷房負
荷が小さいときは外気モードで運転する（ＳＴ４）。ま
た、Ｔ0≦Ｔ5の条件が成立するとき、即ち冷房負荷が大
きいときは内気モードで運転する（ＳＴ５）。他方、何
れの条件も成立しないときは（Ｔ5＜Ｔ0＜Ｔ7）、内気
及び外気の双方を吸入する内外気モードで運転する（Ｓ
Ｔ６）。
【００２７】このオート制御の起動により、外気モー
ド、内気モード或いは内外気モードが設定され運転が継
続されるが、この運転継続中、これらの各モードが再度
判定され（ＳＴ７，ＳＴ８）、ここで、外気モードのと
きはＴ0＞Ｔ6の条件が成立するか否か判定され（ＳＴ
９）、この条件が成立しないとき、即ち空調負荷が多少
高くなったときは、内外気モードに変更する（ＳＴ１
０）。
【００２８】また、ステップＳＴ８で内外気モードであ
ると判定されたときは、更にＴ0≧Ｔ7か或いはＴ0≦Ｔ5
かを判定し、ここで、Ｔ0≧Ｔ7の条件が成立するとき、
即ち冷房負荷が小さくなっているときは外気モードに変
更し、また、Ｔ0≦Ｔ5の条件が成立しているとき、即ち
冷房負荷が大きくなっているときは内気モードに変更す
る（ＳＴ１１〜ＳＴ１４）。
【００２９】更に、内気モードのときは、Ｔ0＜Ｔ6が判
定され、この条件が成立しないとき、即ち空調負荷が多
少小さくなったときは内外気モードに変更する（ＳＴ１
５、ＳＴ１６）。
【００３０】以上のようにオート制御においても空調負
荷に対応する各吸入モード運転が行われる。なお、暖房
運転モードにおいては図７の(a)に示されるように内気
モードに固定されている。
【００３１】このような車両用空気調和装置において、
前記実施例では吸入口３，４及び切換えダンパ５により
外気吸入手段、内気吸入手段及び内外気吸入手段を構成
しているが、各吸入手段毎に吸入口及びダンパを設けて
構成しても良く、また、内外気モードにおけるダンパ位
置をＴ0に基づき無段階に可変しても良い。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項３の発明によれば、マニュアル制御及びオート制御の
いずれの運転制御においても、内気温度と外気温度との
差、即ち空調負荷に対応する各吸入モードが選択され、
省エネ上優れた車両用空気調和装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空気調和装置の概略構成図
【図２】各吸入モードの切換えダンパ開閉状態を示す概
略図
【図３】吸入モード制御のブロック図
【図４】マニュアル制御による吹出モード制御のフロー
チャート
【図５】オート制御による吹出モード制御のフローチャ
ート
【図６】マニュアル制御の吹出モード制御におけるモー
ド切換え仕様を示す図
【図７】オート制御の吹出モード制御におけるモード切
換え仕様を示す図
【符号の説明】
３…外気吸入口、４…内気吸入口、５…切換えダンパ、
１０…マイコン、１１…マニュアルスイッチ、１２…オ
ートスイッチ、１５…外気温度検出器、１６…内気温度
検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 敦雄 群馬県伊勢崎市寿町20番地 サンデン株 式会社内 (72)発明者 藤田 俊彦 群馬県伊勢崎市寿町20番地 サンデン株 式会社内 (72)発明者 田尻 昭弘 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 石川 満 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 佐久間 長治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 由利 信行 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−60145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−209612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−102306（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/00 103

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外気の吸入を可能にする外気吸入手段
    と、内気の吸入を可能にする内気吸入手段と、外気及び
    内気の双方の吸入を可能にする内外気吸入手段と、 上記各吸入手段を任意に選択できるマニュアルスイッチ
    手段と、該各吸入手段を自動的に選択するオートスイッ
    チ手段と、 上記各吸入手段を通じて送風機により送風された空気を
    加熱する暖房運転手段と、同じく送風機で送風された空
    気を冷却する冷房運転手段と、 内気の温度を検出する内気温度検出器と、外気の温度を
    検出する外気温度検出器と、 上記各運転手段、上記各スイッチ手段及び上記各温度検
    出器の検出温度の温度差に基づき上記各吸入手段を選択
    的に駆動する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記マニュアルスイッチ手段で外気吸
    入手段が選択されているときは、上記各温度検出器の検
    出温度に基づき外気吸入手段或いは内外気吸入手段を選
    択的に駆動するよう設定した ことを特徴とする車両用空
    気調和装置。
  2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記オートスイッチ手
    段が選択され冷房運転手段が駆動しているときは、上記
    各温度検出器の検出温度に基づき、上記外気吸入手段、
    上記内気吸入手段或いは上記内外気吸入手段を選択的に
    駆動するよう設定したことを特徴とする請求項１記載の
    車両用空気調和装置。
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