JP3328466B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents
車両用空気調和装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートポンプにより車
室内の暖房等を行う車両用空気調和装置に関するもので
ある。
室内の暖房等を行う車両用空気調和装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】エンジン等の内燃機関を有しない電気自
動車では、ラジエターの温水を暖房熱源として使用でき
ないことから、電動圧縮機を備えたヒートポンプシステ
ム或いは電気ヒータによって車室内の暖房が行われてい
る。
動車では、ラジエターの温水を暖房熱源として使用でき
ないことから、電動圧縮機を備えたヒートポンプシステ
ム或いは電気ヒータによって車室内の暖房が行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のヒー
トポンプシステムでは、外気温度が低い条件下で暖房運
転を行うとすると、室外熱交換器における熱交換が不十
分となって期待する熱の汲み上げが行えず、また低圧側
圧力の低下に伴って圧力保護が働いて圧縮機を強制的に
停止させる等して所期の暖房が行えなくなる。一方、電
気ヒータでは消費電力が大きいため、電気自動車の走行
距離を著しく低減させてしまう不具合がある。
トポンプシステムでは、外気温度が低い条件下で暖房運
転を行うとすると、室外熱交換器における熱交換が不十
分となって期待する熱の汲み上げが行えず、また低圧側
圧力の低下に伴って圧力保護が働いて圧縮機を強制的に
停止させる等して所期の暖房が行えなくなる。一方、電
気ヒータでは消費電力が大きいため、電気自動車の走行
距離を著しく低減させてしまう不具合がある。
【０００４】この問題を解決するため、最近では燃焼ヒ
ータを暖房熱源として利用し、該燃焼ヒータで加熱され
た水等の熱媒体をヒータコアに循環させることにより、
ヒートポンプに頼らない暖房運転を行えるようにした装
置が提案されている。
ータを暖房熱源として利用し、該燃焼ヒータで加熱され
た水等の熱媒体をヒータコアに循環させることにより、
ヒートポンプに頼らない暖房運転を行えるようにした装
置が提案されている。
【０００５】しかし、上記装置では、ヒートポンプによ
る暖房運転と燃焼ヒータによる暖房運転を使用者が区別
して実行することが難しく、ヒートポンプによる暖房運
転が可能な外気温度条件下でも不用意に燃焼ヒータが暖
房熱源として用いられてしまう不具合がある。また、燃
焼ヒータによる暖房運転では、熱媒体が所定温度に維持
されるように燃焼ヒータの燃焼が制御されるが、能力過
剰による燃焼停止時及び再点火工程時等にその能力制御
を行えないため安定した暖房能力が得られない。さら
に、空気を直接加熱する場合に比べて熱媒体の温度上昇
が遅いために起動直後は暖房能力が不足となり易い。
る暖房運転と燃焼ヒータによる暖房運転を使用者が区別
して実行することが難しく、ヒートポンプによる暖房運
転が可能な外気温度条件下でも不用意に燃焼ヒータが暖
房熱源として用いられてしまう不具合がある。また、燃
焼ヒータによる暖房運転では、熱媒体が所定温度に維持
されるように燃焼ヒータの燃焼が制御されるが、能力過
剰による燃焼停止時及び再点火工程時等にその能力制御
を行えないため安定した暖房能力が得られない。さら
に、空気を直接加熱する場合に比べて熱媒体の温度上昇
が遅いために起動直後は暖房能力が不足となり易い。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、第１の目的は、暖房熱源としての燃焼ヒータを有効
利用できる車両用空気調和装置を提供することにある。
また、第２の目的は、燃焼ヒータを暖房熱源として使用
するときでも安定した暖房能力が得られる車両用空気調
和装置を提供することにある。
で、第１の目的は、暖房熱源としての燃焼ヒータを有効
利用できる車両用空気調和装置を提供することにある。
また、第２の目的は、燃焼ヒータを暖房熱源として使用
するときでも安定した暖房能力が得られる車両用空気調
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】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１の発明は、燃焼ヒータを暖房熱源とし
て備え、空調空気と熱交換を行う熱媒体を該燃焼ヒータ
と共有するヒートポンプ式の車両用空気調和装置におい
て、 外気温度が第１の設定温度以下である場合に燃焼
ヒータの運転を許可し、運転許可後の外気温度が第１の
設定温度よりも高い第２の設定温度以下であれば燃焼ヒ
ータの運転許可状態を維持すると共に、運転許可後の外
気温度が第２の設定温度を越えた時点で燃焼ヒータの運
転を禁止するヒータ運転制限手段を設けた、ことを特徴
としている。
るため、請求項１の発明は、燃焼ヒータを暖房熱源とし
て備え、空調空気と熱交換を行う熱媒体を該燃焼ヒータ
と共有するヒートポンプ式の車両用空気調和装置におい
て、 外気温度が第１の設定温度以下である場合に燃焼
ヒータの運転を許可し、運転許可後の外気温度が第１の
設定温度よりも高い第２の設定温度以下であれば燃焼ヒ
ータの運転許可状態を維持すると共に、運転許可後の外
気温度が第２の設定温度を越えた時点で燃焼ヒータの運
転を禁止するヒータ運転制限手段を設けた、ことを特徴
としている。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の車両用
空気調和装置において、空調装置の運転開始時に外気温
度が第２の設定温度以下である場合、または空調装置の
運転開始後に外気温度が第２の設定温度以下となった時
点より燃焼ヒータの運転を許可するヒータ運転許可手段
を設けた、ことを特徴としている。
空気調和装置において、空調装置の運転開始時に外気温
度が第２の設定温度以下である場合、または空調装置の
運転開始後に外気温度が第２の設定温度以下となった時
点より燃焼ヒータの運転を許可するヒータ運転許可手段
を設けた、ことを特徴としている。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の車両用空気調和装置において、燃焼ヒータとヒートポ
ンプの両方が暖房熱源として使用されているとき、熱媒
体の温度が第１の目標温度よりも高くなった場合にヒー
トポンプの運転を停止して燃焼ヒータを単独運転させる
と共に、熱媒体の温度が第１の目標温度よりも低い第２
の目標温度以下となった場合にヒートポンプの運転を再
開させる熱源切替手段を設けた、ことを特徴としてい
る。
の車両用空気調和装置において、燃焼ヒータとヒートポ
ンプの両方が暖房熱源として使用されているとき、熱媒
体の温度が第１の目標温度よりも高くなった場合にヒー
トポンプの運転を停止して燃焼ヒータを単独運転させる
と共に、熱媒体の温度が第１の目標温度よりも低い第２
の目標温度以下となった場合にヒートポンプの運転を再
開させる熱源切替手段を設けた、ことを特徴としてい
る。
【００１０】請求項４の発明は、請求項３記載の車両用
空気調和装置において、燃焼ヒータの単独運転中に該燃
焼ヒータに燃焼異常を生じた時点で燃焼ヒータの運転を
停止してヒートポンプを単独運転させる第２の熱源切替
手段を設けた、ことを特徴としている。
空気調和装置において、燃焼ヒータの単独運転中に該燃
焼ヒータに燃焼異常を生じた時点で燃焼ヒータの運転を
停止してヒートポンプを単独運転させる第２の熱源切替
手段を設けた、ことを特徴としている。
【００１１】上記第２の目的を達成するため、請求項５
の発明は、燃焼ヒータを暖房熱源として備え、空調空気
と熱交換を行う熱媒体を該燃焼ヒータと共有するヒート
ポンプ式の車両用空気調和装置において、燃焼ヒータと
して能力可変型のものを用いると共に、燃焼ヒータが暖
房熱源として使用されているとき熱媒体の温度が第１の
目標温度となるように燃焼ヒータの能力を制御すると共
に、燃焼ヒータが最小燃焼状態で、且つ熱媒体の温度が
第１の目標温度を上回っている場合に燃焼を停止させる
燃焼制御手段と、燃焼停止後に熱媒体の温度が第１の目
標温度よりも低い第２の目標温度以下となった場合に燃
焼ヒータの燃焼を再開させる燃焼再開手段とを設けた、
ことを特徴としている。
の発明は、燃焼ヒータを暖房熱源として備え、空調空気
と熱交換を行う熱媒体を該燃焼ヒータと共有するヒート
ポンプ式の車両用空気調和装置において、燃焼ヒータと
して能力可変型のものを用いると共に、燃焼ヒータが暖
房熱源として使用されているとき熱媒体の温度が第１の
目標温度となるように燃焼ヒータの能力を制御すると共
に、燃焼ヒータが最小燃焼状態で、且つ熱媒体の温度が
第１の目標温度を上回っている場合に燃焼を停止させる
燃焼制御手段と、燃焼停止後に熱媒体の温度が第１の目
標温度よりも低い第２の目標温度以下となった場合に燃
焼ヒータの燃焼を再開させる燃焼再開手段とを設けた、
ことを特徴としている。
【００１２】請求項６の発明は、請求項５記載の車両用
空気調和装置において、燃焼ヒータが点火工程に入って
から点火するまでの間で一時的にヒートポンプを運転さ
せる熱量補足手段を設けた、ことを特徴としている。
空気調和装置において、燃焼ヒータが点火工程に入って
から点火するまでの間で一時的にヒートポンプを運転さ
せる熱量補足手段を設けた、ことを特徴としている。
【００１３】
【作用】請求項１の発明では、燃焼ヒータに対する運転
の許可・不許可が外気温度との関係で定められているの
で、ヒートポンプによる暖房運転が可能な外気温度条件
下で不用意に燃焼ヒータが暖房熱源として用いられるこ
とがない。
の許可・不許可が外気温度との関係で定められているの
で、ヒートポンプによる暖房運転が可能な外気温度条件
下で不用意に燃焼ヒータが暖房熱源として用いられるこ
とがない。
【００１４】請求項２の発明では、システム起動直後は
燃焼ヒータの運転許可条件を外気温度の高い側にシフト
して即暖性を確保できる。他の作用は請求項１の発明と
同様である。
燃焼ヒータの運転許可条件を外気温度の高い側にシフト
して即暖性を確保できる。他の作用は請求項１の発明と
同様である。
【００１５】請求項３の発明では、熱負荷が高いときは
燃焼ヒータとヒートポンプの両方を暖房熱源として使用
し、熱負荷が低いときには燃焼ヒータのみを暖房熱源と
して暖房運転を行える。他の作用は請求項１，２の発明
と同様である。
燃焼ヒータとヒートポンプの両方を暖房熱源として使用
し、熱負荷が低いときには燃焼ヒータのみを暖房熱源と
して暖房運転を行える。他の作用は請求項１，２の発明
と同様である。
【００１６】請求項４の発明では、燃焼ヒータの単独運
転中に燃焼異常を生じた場合には暖房熱源をヒートポン
プに切り替えて暖房運転を継続できる。他の作用は請求
項３の発明と同様である。
転中に燃焼異常を生じた場合には暖房熱源をヒートポン
プに切り替えて暖房運転を継続できる。他の作用は請求
項３の発明と同様である。
【００１７】請求項５の発明では、暖房時における燃焼
ヒータの燃焼能力及び燃焼停止を、熱媒体温度に基づき
予め定めた第１，第２の目標温度によって的確にコント
ロールできる。
ヒータの燃焼能力及び燃焼停止を、熱媒体温度に基づき
予め定めた第１，第２の目標温度によって的確にコント
ロールできる。
【００１８】請求項６の発明では、燃焼ヒータの点火工
程で一時的にヒートポンプを暖房熱源として使用するこ
とにより、点火に要する時間における熱媒体温度の低下
を抑制できる。他の作用が請求項５の発明と同様であ
る。
程で一時的にヒートポンプを暖房熱源として使用するこ
とにより、点火に要する時間における熱媒体温度の低下
を抑制できる。他の作用が請求項５の発明と同様であ
る。
【００１９】
【実施例】図１には本発明に係る車両用空気調和装置の
全体構成を示してある。同図において、１は能力可変型
の電動圧縮機、２は室外熱交換器、３は室内吸熱器、４
は水冷媒熱交換器、５はヒータコア、６，７は感熱式の
膨張弁、８〜１１は電磁弁、１２，１３は逆止弁、１４
は受液器であり、ヒータコア５を除くこれら機器は冷媒
管路により接続されて冷暖房兼用のヒートポンプを構成
している。１５は水冷媒熱交換器４とヒータコア５を結
ぶ温水管路、１６は温水管路１５に介装された送水ポン
プ、１７は温水管路１５を流れる熱媒体（水）を内蔵熱
交換器１７ａに取り込んで加熱する燃焼ヒータである。
１８は燃焼ヒータ１７の出口水温Ｔｗを検出する温度セ
ンサ、１９は室内吸熱器３の出口温度ＥＶＡ・Ｓを検出
する温度センサ、２０はヒータコア５の出口温度ＭＩＸ
・Ｓを検出する温度センサである。２１は空調ダクト、
２２はブロアファン、２３は吸入空気切替ダンパ、２４
はエアミックスダンパであり、上記の室内熱交換器３と
ヒータコア５は空調ダクト２４内に配置されている。
全体構成を示してある。同図において、１は能力可変型
の電動圧縮機、２は室外熱交換器、３は室内吸熱器、４
は水冷媒熱交換器、５はヒータコア、６，７は感熱式の
膨張弁、８〜１１は電磁弁、１２，１３は逆止弁、１４
は受液器であり、ヒータコア５を除くこれら機器は冷媒
管路により接続されて冷暖房兼用のヒートポンプを構成
している。１５は水冷媒熱交換器４とヒータコア５を結
ぶ温水管路、１６は温水管路１５に介装された送水ポン
プ、１７は温水管路１５を流れる熱媒体（水）を内蔵熱
交換器１７ａに取り込んで加熱する燃焼ヒータである。
１８は燃焼ヒータ１７の出口水温Ｔｗを検出する温度セ
ンサ、１９は室内吸熱器３の出口温度ＥＶＡ・Ｓを検出
する温度センサ、２０はヒータコア５の出口温度ＭＩＸ
・Ｓを検出する温度センサである。２１は空調ダクト、
２２はブロアファン、２３は吸入空気切替ダンパ、２４
はエアミックスダンパであり、上記の室内熱交換器３と
ヒータコア５は空調ダクト２４内に配置されている。
【００２０】図２には上記車両用空気調和装置の制御系
構成を示してある。同図において、３１はマイクロコン
ピュータ構成の制御部、３２は圧縮機用の駆動部、３３
は電磁弁用の駆動部、３４は送水ポンプ用の駆動部、３
５は燃焼ヒータ用の駆動部、３６はエアミックスダンパ
用の駆動部である。１８，１９，２０は先に述べた温度
センサ、３７は空調温度設定器、３８は外気温度Ｔａｍ
を検出する温度センサ、３９は内気温度（車内温度）Ｔ
ｒを検出する温度センサ、４０は日射量を検出する日射
量センサである。制御部３１はモード判定・起動のプロ
グラムや各モード運転に係わるプログラム等をメモリに
格納しており、プログラムに従って各駆動部３２〜３６
に制御信号を送出する。
構成を示してある。同図において、３１はマイクロコン
ピュータ構成の制御部、３２は圧縮機用の駆動部、３３
は電磁弁用の駆動部、３４は送水ポンプ用の駆動部、３
５は燃焼ヒータ用の駆動部、３６はエアミックスダンパ
用の駆動部である。１８，１９，２０は先に述べた温度
センサ、３７は空調温度設定器、３８は外気温度Ｔａｍ
を検出する温度センサ、３９は内気温度（車内温度）Ｔ
ｒを検出する温度センサ、４０は日射量を検出する日射
量センサである。制御部３１はモード判定・起動のプロ
グラムや各モード運転に係わるプログラム等をメモリに
格納しており、プログラムに従って各駆動部３２〜３６
に制御信号を送出する。
【００２１】上記の燃焼ヒータ１７は、燃焼量が異なる
５つの燃焼モードでの運転を可能としている。図３に示
すように、１〜５の各燃焼モードはヒータ出口水温Ｔｗ
に関し予め規定された５つの温度Ｔｗ１〜Ｔｗ５によっ
て管理されている。例えば、ヒータ出口水温ＴｗがＴｗ
５以下であるときはモード５（最大燃焼モード）が選択
され、またヒータ出口水温がＴｗ２〜Ｔｗ１の間にある
ときはモード１（最小燃焼モード）が選択される。最小
燃焼モードでの運転中にヒータ出口水温ＴｗがＴｗ１
（上限値）まで上昇したときには燃焼は停止される。
５つの燃焼モードでの運転を可能としている。図３に示
すように、１〜５の各燃焼モードはヒータ出口水温Ｔｗ
に関し予め規定された５つの温度Ｔｗ１〜Ｔｗ５によっ
て管理されている。例えば、ヒータ出口水温ＴｗがＴｗ
５以下であるときはモード５（最大燃焼モード）が選択
され、またヒータ出口水温がＴｗ２〜Ｔｗ１の間にある
ときはモード１（最小燃焼モード）が選択される。最小
燃焼モードでの運転中にヒータ出口水温ＴｗがＴｗ１
（上限値）まで上昇したときには燃焼は停止される。
【００２２】本実施例の車両用空気調和装置は、制御部
３１によるモード判定に基づいて主に冷房、暖房、ヒー
タ暖房のモード運転を可能としており、図示省略のドラ
イスイッチのＯＮ操作により除湿冷房、除湿暖房、ヒー
タ除湿暖房のモード運転をも可能としている。ちなみ
に、下記の目標吹出温度ＴＡＯはＴＡＯ＝Ｋｓ・Ｔｓ−
Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋａｍ・Ｔａｍ−Ｋｒａｄ・Ｔｒａｄ＋Ｃ
に基づいて算出されるもので、同式中のＫｓは空調設定
温度係数、Ｔｓは空調設定温度、Ｋｒは内気温度係数、
Ｔｒは内気温度、Ｋａｍは外気温度係数、Ｔａｍは外気
温度、Ｋｒａｄは日射量係数、Ｔｒａｄは日射量、Ｃは
定数である。
３１によるモード判定に基づいて主に冷房、暖房、ヒー
タ暖房のモード運転を可能としており、図示省略のドラ
イスイッチのＯＮ操作により除湿冷房、除湿暖房、ヒー
タ除湿暖房のモード運転をも可能としている。ちなみ
に、下記の目標吹出温度ＴＡＯはＴＡＯ＝Ｋｓ・Ｔｓ−
Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋａｍ・Ｔａｍ−Ｋｒａｄ・Ｔｒａｄ＋Ｃ
に基づいて算出されるもので、同式中のＫｓは空調設定
温度係数、Ｔｓは空調設定温度、Ｋｒは内気温度係数、
Ｔｒは内気温度、Ｋａｍは外気温度係数、Ｔａｍは外気
温度、Ｋｒａｄは日射量係数、Ｔｒａｄは日射量、Ｃは
定数である。
【００２３】冷房モードの運転は、電磁弁８，９を閉
じ、且つ電磁弁１０，１１を開けることにより実行され
る。圧縮機１からの吐出冷媒は電磁弁１０を介して室外
熱交換器２に流れ込み、逆止弁１２，受液器１４，電磁
弁１１及び膨張弁６を介して室内吸熱器３に流れ込んで
圧縮機１に戻る。このときエアミックスダンパ２４は全
閉位置（図中下側位置）にあり、ブロアファン２２によ
る吸入空気は室内吸熱器３で冷却されて車室内に吹き出
される。また、このときは室内吸熱器３の出口温度ＥＶ
Ａ・Ｓが目標吹出温度ＴＡＯになるように圧縮機１の回
転数が制御される。
じ、且つ電磁弁１０，１１を開けることにより実行され
る。圧縮機１からの吐出冷媒は電磁弁１０を介して室外
熱交換器２に流れ込み、逆止弁１２，受液器１４，電磁
弁１１及び膨張弁６を介して室内吸熱器３に流れ込んで
圧縮機１に戻る。このときエアミックスダンパ２４は全
閉位置（図中下側位置）にあり、ブロアファン２２によ
る吸入空気は室内吸熱器３で冷却されて車室内に吹き出
される。また、このときは室内吸熱器３の出口温度ＥＶ
Ａ・Ｓが目標吹出温度ＴＡＯになるように圧縮機１の回
転数が制御される。
【００２４】除湿冷房モードの運転は、電磁弁９を閉
じ、且つ電磁弁８，１０，１１を開けることにより実行
される。圧縮機１からの吐出冷媒の一部は電磁弁１０を
介して室外熱交換器２に流れ込み、吐出冷媒の他部は電
磁弁８を介して水冷媒熱交換器４に流れ込み、夫々逆止
弁１２，１３から受液器１４，電磁弁１１及び膨張弁６
を介して室内吸熱器３に流れ込んで圧縮機１に戻る。水
冷媒熱交換器４では冷媒と水との間で熱交換が行われ、
加熱された温水はポンプ介装の温水管路１５を介してヒ
ータコア５に送り込まれる。このときエアミックスダン
パ２４はヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓと目標吹出
温度ＴＡＯとの比率に基づいて全閉と全開との間でその
開度を制御され、ブロアファン２２による吸入空気は室
内熱交換器３で除湿，冷却され、またヒータコア５で加
熱されて車室内に吹き出される。また、このときは室内
吸熱器３の出口温度ＥＶＡ・Ｓが予め設定された目標除
湿温度になるように圧縮機１の回転数が制御される。
じ、且つ電磁弁８，１０，１１を開けることにより実行
される。圧縮機１からの吐出冷媒の一部は電磁弁１０を
介して室外熱交換器２に流れ込み、吐出冷媒の他部は電
磁弁８を介して水冷媒熱交換器４に流れ込み、夫々逆止
弁１２，１３から受液器１４，電磁弁１１及び膨張弁６
を介して室内吸熱器３に流れ込んで圧縮機１に戻る。水
冷媒熱交換器４では冷媒と水との間で熱交換が行われ、
加熱された温水はポンプ介装の温水管路１５を介してヒ
ータコア５に送り込まれる。このときエアミックスダン
パ２４はヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓと目標吹出
温度ＴＡＯとの比率に基づいて全閉と全開との間でその
開度を制御され、ブロアファン２２による吸入空気は室
内熱交換器３で除湿，冷却され、またヒータコア５で加
熱されて車室内に吹き出される。また、このときは室内
吸熱器３の出口温度ＥＶＡ・Ｓが予め設定された目標除
湿温度になるように圧縮機１の回転数が制御される。
【００２５】暖房モードの運転は、電磁弁１０，１１を
閉じ、且つ電磁弁８，９を開けることにより実行され
る。圧縮機１からの吐出冷媒は電磁弁８を介して水冷媒
熱交換器４に流れ込み、逆止弁１３，受液器１４及び膨
張弁７を介して室外熱交換器２に流れ込んで電磁弁９を
介して圧縮機１に戻る。水冷媒熱交換器４では冷媒と水
との間で熱交換が行われ、加熱された温水はポンプ介装
の温水管路１５を介してヒータコア５に送り込まれる。
このときエアミックスダンパ２４は全開位置（図中上側
位置）にあり、ブロアファン２２による吸入空気はヒー
タコア５で加熱され車室内に吹き出される。また、この
ときはヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓが目標吹出温
度ＴＡＯになるように圧縮機１の回転数が制御される。
閉じ、且つ電磁弁８，９を開けることにより実行され
る。圧縮機１からの吐出冷媒は電磁弁８を介して水冷媒
熱交換器４に流れ込み、逆止弁１３，受液器１４及び膨
張弁７を介して室外熱交換器２に流れ込んで電磁弁９を
介して圧縮機１に戻る。水冷媒熱交換器４では冷媒と水
との間で熱交換が行われ、加熱された温水はポンプ介装
の温水管路１５を介してヒータコア５に送り込まれる。
このときエアミックスダンパ２４は全開位置（図中上側
位置）にあり、ブロアファン２２による吸入空気はヒー
タコア５で加熱され車室内に吹き出される。また、この
ときはヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓが目標吹出温
度ＴＡＯになるように圧縮機１の回転数が制御される。
【００２６】除湿暖房モードの運転は、電磁弁１０を閉
じ、電磁弁８，９，１１を開けることにより実行され
る。圧縮機１からの吐出冷媒は電磁弁８を介して水冷媒
熱交換器４に流れ込み、逆止弁１３及び受液器１４を通
過して分流され、冷媒の一部は電磁弁１１及び膨張弁６
を介して室内熱交換器３に流れ込んで圧縮機１に戻り、
冷媒の他部は膨張弁７を介して室外熱交換器２に流れ込
んで電磁弁９を介して圧縮機１に戻る。水冷媒熱交換器
４では冷媒と水との間で熱交換が行われ、加熱された温
水はポンプ介装の温水管路１５を介してヒータコア５に
送り込まれる。このときエアミックスダンパ２４は全開
位置（図中上側位置）にあり、ブロアファン２２による
吸入空気は室内熱交換器３で除湿され、またヒータコア
５で加熱され車室内に吹き出される。また、このときは
ヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓが目標吹出温度ＴＡ
Ｏになるように圧縮機１の回転数が制御される。
じ、電磁弁８，９，１１を開けることにより実行され
る。圧縮機１からの吐出冷媒は電磁弁８を介して水冷媒
熱交換器４に流れ込み、逆止弁１３及び受液器１４を通
過して分流され、冷媒の一部は電磁弁１１及び膨張弁６
を介して室内熱交換器３に流れ込んで圧縮機１に戻り、
冷媒の他部は膨張弁７を介して室外熱交換器２に流れ込
んで電磁弁９を介して圧縮機１に戻る。水冷媒熱交換器
４では冷媒と水との間で熱交換が行われ、加熱された温
水はポンプ介装の温水管路１５を介してヒータコア５に
送り込まれる。このときエアミックスダンパ２４は全開
位置（図中上側位置）にあり、ブロアファン２２による
吸入空気は室内熱交換器３で除湿され、またヒータコア
５で加熱され車室内に吹き出される。また、このときは
ヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓが目標吹出温度ＴＡ
Ｏになるように圧縮機１の回転数が制御される。
【００２７】ヒータ暖房モードの運転は、基本的には燃
焼ヒータ１７の出口水温Ｔｗが目標温度となるように燃
焼ヒータ１７の燃焼を制御しながら、該燃焼ヒータ１７
で加熱された温水をポンプ介装の温水管路１５を介して
ヒータコア５に送り込むことによって実行されるが、熱
負荷が高いときには熱量確保のために先に述べたヒート
ポンプ暖房が併用される。このときエアミックスダンパ
２４はヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓと目標吹出温
度ＴＡＯとの比率に基づいて全閉と全開との間でその開
度を制御され、ブロアファン２２による吸入空気はヒー
タコア５で加熱されて車室内に吹き出される。
焼ヒータ１７の出口水温Ｔｗが目標温度となるように燃
焼ヒータ１７の燃焼を制御しながら、該燃焼ヒータ１７
で加熱された温水をポンプ介装の温水管路１５を介して
ヒータコア５に送り込むことによって実行されるが、熱
負荷が高いときには熱量確保のために先に述べたヒート
ポンプ暖房が併用される。このときエアミックスダンパ
２４はヒータコア５の出口温度ＭＩＸ・Ｓと目標吹出温
度ＴＡＯとの比率に基づいて全閉と全開との間でその開
度を制御され、ブロアファン２２による吸入空気はヒー
タコア５で加熱されて車室内に吹き出される。
【００２８】ヒータ除湿暖房の運転は、上記のヒータ暖
房運転と上記の冷房運転を同時に行うことにより実行さ
せる。このときエアミックスダンパ２４はヒータコア５
の出口温度ＭＩＸ・Ｓと目標吹出温度ＴＡＯとの比率に
基づいて全閉と全開との間でその開度を制御され、ブロ
アファン２２による吸入空気は室内熱交換器３で除湿さ
れ、またヒータコア５で加熱されて車室内に吹き出され
る。また、このときは室内吸熱器３の出口温度ＥＶＡ・
Ｓが予め設定された目標除湿温度になるように圧縮機１
の回転数が制御される。
房運転と上記の冷房運転を同時に行うことにより実行さ
せる。このときエアミックスダンパ２４はヒータコア５
の出口温度ＭＩＸ・Ｓと目標吹出温度ＴＡＯとの比率に
基づいて全閉と全開との間でその開度を制御され、ブロ
アファン２２による吸入空気は室内熱交換器３で除湿さ
れ、またヒータコア５で加熱されて車室内に吹き出され
る。また、このときは室内吸熱器３の出口温度ＥＶＡ・
Ｓが予め設定された目標除湿温度になるように圧縮機１
の回転数が制御される。
【００２９】図４には上記のヒータ暖房時における燃焼
ヒータ１７の運転制限方法を示してある。燃焼ヒータ１
７に対する基本的な運転の許可・不許可は、同図に実線
矢印で示すように外気温度との関係で予め定められてい
る。つまり、外気温度Ｔａｍが第１の設定温度Ｔａｍ１
よりも低い値から第２の設定温度Ｔａｍ２までの温度範
囲では運転が許可され、また外気温度Ｔａｍが第２の設
定温度Ｔａｍ２よりも高い値から第１の設定温度Ｔａｍ
１までの温度範囲では運転は許可されない。但し、ヒー
タ暖房運転の開始時には、図中破線矢印で示すように外
気温度Ｔａｍが第２の設定温度Ｔａｍ２以下であれば運
転は許可される。
ヒータ１７の運転制限方法を示してある。燃焼ヒータ１
７に対する基本的な運転の許可・不許可は、同図に実線
矢印で示すように外気温度との関係で予め定められてい
る。つまり、外気温度Ｔａｍが第１の設定温度Ｔａｍ１
よりも低い値から第２の設定温度Ｔａｍ２までの温度範
囲では運転が許可され、また外気温度Ｔａｍが第２の設
定温度Ｔａｍ２よりも高い値から第１の設定温度Ｔａｍ
１までの温度範囲では運転は許可されない。但し、ヒー
タ暖房運転の開始時には、図中破線矢印で示すように外
気温度Ｔａｍが第２の設定温度Ｔａｍ２以下であれば運
転は許可される。
【００３０】つまり、燃焼ヒータ１７に対する運転の許
可・不許可が外気温度との関係で定められているので、
ヒートポンプによる暖房運転が可能な外気温度条件下で
不用意に燃焼ヒータ１７が暖房熱源として用いられるこ
とがない。また、暖房運転開始時は、燃焼ヒータ１７の
運転を許可する外気温度の範囲を通常運転時ではヒータ
運転が不許可となる外気温度まで広げて暖房開始時の即
暖性を図ることができる。これにより、暖房熱源として
の燃焼ヒータ１７を有効利用できると共に、燃焼ヒータ
１７における燃料消費とヒートポンプによる電力消費を
効果的に抑制することができる。
可・不許可が外気温度との関係で定められているので、
ヒートポンプによる暖房運転が可能な外気温度条件下で
不用意に燃焼ヒータ１７が暖房熱源として用いられるこ
とがない。また、暖房運転開始時は、燃焼ヒータ１７の
運転を許可する外気温度の範囲を通常運転時ではヒータ
運転が不許可となる外気温度まで広げて暖房開始時の即
暖性を図ることができる。これにより、暖房熱源として
の燃焼ヒータ１７を有効利用できると共に、燃焼ヒータ
１７における燃料消費とヒートポンプによる電力消費を
効果的に抑制することができる。
【００３１】図５には上記のヒータ暖房時におけるヒー
トポンプ運転の併用方法を示してある。図６にそのプロ
グラムフローを示すように、ヒータ暖房運転を開始して
からヒータ出口水温Ｔｗが第１の目標温度Ｔｗｓ１に達
するまではヒートポンプ暖房運転を併用して熱量を補
う。そして、ヒータ出口水温Ｔｗが第１の目標温度Ｔｗ
ｓ１を越えた後はヒータ暖房運転を単独で実施する。単
独のヒータ暖房運転下ではヒータ出口水温Ｔｗが第１の
目標温度Ｔｗｓ１となるように燃焼ヒータ１７の燃焼能
力が可変制御（図３参照）され、最小燃焼モードでの運
転中にヒータ出口水温ＴｗがＴｗ１（上限値）を越えて
いる場合は燃焼ヒータ１７の燃焼は停止される。ヒータ
単独運転中にヒータ出口水温Ｔｗが第１の目標温度Ｔｗ
ｓ１よりも低い第２の目標温度Ｔｗｓ２まで低下したと
きには再びヒートポンプ暖房運転を併用して熱量を補
う。また、燃焼ヒータ１７に燃焼異常を生じた場合には
燃焼ヒータ１７の運転を停止してヒートポンプ暖房運転
を単独で実施する。
トポンプ運転の併用方法を示してある。図６にそのプロ
グラムフローを示すように、ヒータ暖房運転を開始して
からヒータ出口水温Ｔｗが第１の目標温度Ｔｗｓ１に達
するまではヒートポンプ暖房運転を併用して熱量を補
う。そして、ヒータ出口水温Ｔｗが第１の目標温度Ｔｗ
ｓ１を越えた後はヒータ暖房運転を単独で実施する。単
独のヒータ暖房運転下ではヒータ出口水温Ｔｗが第１の
目標温度Ｔｗｓ１となるように燃焼ヒータ１７の燃焼能
力が可変制御（図３参照）され、最小燃焼モードでの運
転中にヒータ出口水温ＴｗがＴｗ１（上限値）を越えて
いる場合は燃焼ヒータ１７の燃焼は停止される。ヒータ
単独運転中にヒータ出口水温Ｔｗが第１の目標温度Ｔｗ
ｓ１よりも低い第２の目標温度Ｔｗｓ２まで低下したと
きには再びヒートポンプ暖房運転を併用して熱量を補
う。また、燃焼ヒータ１７に燃焼異常を生じた場合には
燃焼ヒータ１７の運転を停止してヒートポンプ暖房運転
を単独で実施する。
【００３２】つまり、運転開始時等で熱負荷が高いとき
にはヒートポンプ暖房運転を併用して熱量を補うことが
できるので、ヒータ出口水温Ｔｗを目標水温まで素早く
昇温させて暖房性能の立ち上がりを迅速化できる。ま
た、負荷が低いときにはヒータ暖房運転を単独で実施し
てヒートポンプ暖房運転に伴う電力消費を抑制すること
ができる。さらに、燃焼ヒータ１７が燃焼異常を生じ停
止した場合でも暖房熱源をヒートポンプに切り替えて暖
房運転を継続し、吹出空気温度の低下を抑制することが
できる。
にはヒートポンプ暖房運転を併用して熱量を補うことが
できるので、ヒータ出口水温Ｔｗを目標水温まで素早く
昇温させて暖房性能の立ち上がりを迅速化できる。ま
た、負荷が低いときにはヒータ暖房運転を単独で実施し
てヒートポンプ暖房運転に伴う電力消費を抑制すること
ができる。さらに、燃焼ヒータ１７が燃焼異常を生じ停
止した場合でも暖房熱源をヒートポンプに切り替えて暖
房運転を継続し、吹出空気温度の低下を抑制することが
できる。
【００３３】図７には燃焼ヒータ１７の点火工程におけ
るヒートポンプ運転の併用方法を示してある。図８にそ
のプログラムフローを示すように、ヒータ暖房運転の開
始により燃焼ヒータ１７は点火工程に入るが、点火工程
に入ってから実際に点火するまでの間Ａ１はヒートポン
プ暖房運転を併用して同時間Ａ１における水温の立ち上
がりを速くする。そして、燃焼ヒータ点火後はヒートポ
ンプ暖房運転を停止してヒータ暖房運転を単独で実施す
る。単独のヒータ暖房運転下ではヒータ出口水温Ｔｗが
第１の目標温度Ｔｗｓ１１になるように燃焼ヒータ１７
の燃焼能力が可変制御（図３参照）され、最小燃焼モー
ドでの運転中にヒータ出口水温ＴｗがＴｗｓ１１（上限
値）を越えている場合は燃焼ヒータ１７の燃焼は停止さ
れる。この燃焼停止によりヒータ出口水温Ｔｗが第２の
目標温度Ｔｗｓ１２まで低下すると燃焼ヒータ１７は再
び点火工程に入り、ヒータ出口水温Ｔｗがさらに第３の
目標水温Ｔｗｓ１３まで低下するとヒートポンプ暖房運
転が再開されて点火に要する時間Ａ２における水温低下
が抑制される。
るヒートポンプ運転の併用方法を示してある。図８にそ
のプログラムフローを示すように、ヒータ暖房運転の開
始により燃焼ヒータ１７は点火工程に入るが、点火工程
に入ってから実際に点火するまでの間Ａ１はヒートポン
プ暖房運転を併用して同時間Ａ１における水温の立ち上
がりを速くする。そして、燃焼ヒータ点火後はヒートポ
ンプ暖房運転を停止してヒータ暖房運転を単独で実施す
る。単独のヒータ暖房運転下ではヒータ出口水温Ｔｗが
第１の目標温度Ｔｗｓ１１になるように燃焼ヒータ１７
の燃焼能力が可変制御（図３参照）され、最小燃焼モー
ドでの運転中にヒータ出口水温ＴｗがＴｗｓ１１（上限
値）を越えている場合は燃焼ヒータ１７の燃焼は停止さ
れる。この燃焼停止によりヒータ出口水温Ｔｗが第２の
目標温度Ｔｗｓ１２まで低下すると燃焼ヒータ１７は再
び点火工程に入り、ヒータ出口水温Ｔｗがさらに第３の
目標水温Ｔｗｓ１３まで低下するとヒートポンプ暖房運
転が再開されて点火に要する時間Ａ２における水温低下
が抑制される。
【００３４】つまり、燃焼ヒータ１７の点火工程に入っ
てから点火するまでの間で一時的にヒートポンプ暖房運
転を併用することにより、該点火工程で水温が低下する
ことを防止して吹出空気温度の変動を抑制することがで
きる。
てから点火するまでの間で一時的にヒートポンプ暖房運
転を併用することにより、該点火工程で水温が低下する
ことを防止して吹出空気温度の変動を抑制することがで
きる。
【００３５】尚、本発明は図示例の車両用空気調和装置
に限らず、空調空気と熱交換を行う熱媒体を燃焼ヒータ
と共有するヒートポンプ式車両空気調和装置に幅広く適
用でき同様の作用，効果を得ることができる。
に限らず、空調空気と熱交換を行う熱媒体を燃焼ヒータ
と共有するヒートポンプ式車両空気調和装置に幅広く適
用でき同様の作用，効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、ヒートポンプによる暖房運転が可能な外気温度
条件下で不用意に燃焼ヒータが暖房熱源として用いられ
ることを防止して、暖房熱源としての燃焼ヒータを有効
利用できると共に、燃焼ヒータにおける燃料消費とヒー
トポンプによる電力消費を効果的に抑制することができ
る。
よれば、ヒートポンプによる暖房運転が可能な外気温度
条件下で不用意に燃焼ヒータが暖房熱源として用いられ
ることを防止して、暖房熱源としての燃焼ヒータを有効
利用できると共に、燃焼ヒータにおける燃料消費とヒー
トポンプによる電力消費を効果的に抑制することができ
る。
【００３７】請求項２の発明によれば、暖房運転開始時
は、燃焼ヒータの運転を許可する外気温度の範囲を通常
運転時ではヒータ運転が不許可となる外気温度まで広げ
て暖房開始時の即暖性を図ることができる。他の効果は
請求項１の発明と同様である。
は、燃焼ヒータの運転を許可する外気温度の範囲を通常
運転時ではヒータ運転が不許可となる外気温度まで広げ
て暖房開始時の即暖性を図ることができる。他の効果は
請求項１の発明と同様である。
【００３８】請求項３の発明によれば、熱負荷に合わせ
て２つの暖房熱源を効果的に使用できると共に、熱負荷
が高いときに燃焼ヒータとヒートポンプの両方を暖房熱
源として使用することによって、暖房運転開始直後等に
おける暖房性能の立ち上がりを迅速化することができ
る。他の効果は請求項１，２の発明と同様である。
て２つの暖房熱源を効果的に使用できると共に、熱負荷
が高いときに燃焼ヒータとヒートポンプの両方を暖房熱
源として使用することによって、暖房運転開始直後等に
おける暖房性能の立ち上がりを迅速化することができ
る。他の効果は請求項１，２の発明と同様である。
【００３９】請求項４の発明によれば、燃焼ヒータが燃
焼異常により停止した場合でも暖房熱源をヒートポンプ
に切り替えて暖房運転を継続し、吹出空気温度の低下を
抑制することができる。他の効果は請求項３の発明と同
様である。
焼異常により停止した場合でも暖房熱源をヒートポンプ
に切り替えて暖房運転を継続し、吹出空気温度の低下を
抑制することができる。他の効果は請求項３の発明と同
様である。
【００４０】請求項５の発明によれば、暖房時における
燃焼ヒータの燃焼能力及び燃焼停止を的確にコントロー
ルして、極めて安定した暖房能力を得ることができる。
燃焼ヒータの燃焼能力及び燃焼停止を的確にコントロー
ルして、極めて安定した暖房能力を得ることができる。
【００４１】請求項６の発明によれば、燃焼ヒータの点
火工程で熱媒体の温度が低下することを防止して吹出空
気温度の変動を抑制することができる。他の効果は請求
項５の発明と同様である。
火工程で熱媒体の温度が低下することを防止して吹出空
気温度の変動を抑制することができる。他の効果は請求
項５の発明と同様である。
【図１】本発明に係る車両用空気調和装置の全体構成図
【図２】本発明に係る車両用空気調和装置の制御系構成
図
図
【図３】燃焼ヒータの燃焼制御方法を示す図
【図４】燃焼ヒータの運転制限方法を示す図
【図５】ヒータ暖房時におけるヒートポンプ運転の併用
方法を示すタイミングチャート
方法を示すタイミングチャート
【図６】熱源切替制御のフローチャート
【図７】燃焼ヒータの点火工程におけるヒートポンプ運
転の併用方法を示すタイミングチャート
転の併用方法を示すタイミングチャート
【図８】熱量補償制御のフローチャート
１…電動圧縮機、２…室外熱交換器、３…室内吸熱器、
４…水冷媒熱交換器、５…ヒータコア、６，７…膨張
弁、８〜１１…電磁弁、１２，１３…逆止弁、１４…受
液器、１５…温水管路、１６…送水ポンプ、１７…燃焼
ヒータ、１８〜２０…温度センサ、２１…空調ダクト、
２２…ブロアファン、２３…吸入空気切替ダンパ、２４
…エアミックスダンパ、３１…制御部、３２〜３６…駆
動部、３７…空調温度設定器、３８，３９…温度セン
サ、４０…日射量センサ。
４…水冷媒熱交換器、５…ヒータコア、６，７…膨張
弁、８〜１１…電磁弁、１２，１３…逆止弁、１４…受
液器、１５…温水管路、１６…送水ポンプ、１７…燃焼
ヒータ、１８〜２０…温度センサ、２１…空調ダクト、
２２…ブロアファン、２３…吸入空気切替ダンパ、２４
…エアミックスダンパ、３１…制御部、３２〜３６…駆
動部、３７…空調温度設定器、３８，３９…温度セン
サ、４０…日射量センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/03 B60H 1/00 101 B60H 1/22
Claims (6)
- 【請求項１】 燃焼ヒータを暖房熱源として備え、空調
空気と熱交換を行う熱媒体を該燃焼ヒータと共有するヒ
ートポンプ式の車両用空気調和装置において、 外気温度が第１の設定温度以下である場合に燃焼ヒータ
の運転を許可し、運転許可後の外気温度が第１の設定温
度よりも高い第２の設定温度以下であれば燃焼ヒータの
運転許可状態を維持すると共に、運転許可後の外気温度
が第２の設定温度を越えた時点で燃焼ヒータの運転を禁
止するヒータ運転制限手段を設けた、 ことを特徴とする車両用空気調和装置。 - 【請求項２】 空調装置の運転開始時に外気温度が第２
の設定温度以下である場合、または空調装置の運転開始
後に外気温度が第２の設定温度以下となった時点より燃
焼ヒータの運転を許可するヒータ運転許可手段を設け
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。 - 【請求項３】 燃焼ヒータとヒートポンプの両方が暖房
熱源として使用されているとき、熱媒体の温度が第１の
目標温度よりも高くなった場合にヒートポンプの運転を
停止して燃焼ヒータを単独運転させると共に、熱媒体の
温度が第１の目標温度よりも低い第２の目標温度以下と
なった場合にヒートポンプの運転を再開させる熱源切替
手段を設けた、 ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用空気調
和装置。 - 【請求項４】 燃焼ヒータの単独運転中に該燃焼ヒータ
に燃焼異常を生じた時点で燃焼ヒータの運転を停止して
ヒートポンプを単独運転させる第２の熱源切替手段を設
けた、 ことを特徴とする請求項３記載の車両用空気調和装置。 - 【請求項５】 燃焼ヒータを暖房熱源として備え、空調
空気と熱交換を行う熱媒体を該燃焼ヒータと共有するヒ
ートポンプ式の車両用空気調和装置において、 燃焼ヒータとして能力可変型のものを用いると共に、 燃焼ヒータが暖房熱源として使用されているとき熱媒体
の温度が第１の目標温度となるように燃焼ヒータの能力
を制御すると共に、燃焼ヒータが最小燃焼状態で、且つ
熱媒体の温度が第１の目標温度を上回っている場合に燃
焼を停止させる燃焼制御手段と、 燃焼停止後に熱媒体の温度が第１の目標温度よりも低い
第２の目標温度以下となった場合に燃焼ヒータの燃焼を
再開させる燃焼再開手段とを設けた、 ことを特徴とする車両用空気調和装置。 - 【請求項６】 燃焼ヒータが点火工程に入ってから点火
するまでの間で一時的にヒートポンプを運転させる熱量
補足手段を設けた、 ことを特徴とする請求項５記載の車両用空気調和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09265595A JP3328466B2 (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 車両用空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09265595A JP3328466B2 (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 車両用空気調和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08282252A JPH08282252A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3328466B2 true JP3328466B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=14060494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09265595A Expired - Fee Related JP3328466B2 (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 車両用空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328466B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001167778A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Denso Corp | 車載用燃料電池システム |
| JP5131358B2 (ja) * | 2011-01-06 | 2013-01-30 | 株式会社デンソー | 車両の熱源制御装置 |
-
1995
- 1995-04-18 JP JP09265595A patent/JP3328466B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08282252A (ja) | 1996-10-29 |
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