JP3333689B2 - 自動車用空調制御装置 - Google Patents

自動車用空調制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車用空調制御装
置であって、特に電気式温水循環装置およびヒートポン
プを用いて車室内の空調を行う自動車用空調制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動車用空調装置は、空調用ダク
ト内において、室内ファンにより空気流を発生させ、こ
の空気流を空調用ダクト内に設けられた熱交換器で熱交
換させることにより温風を発生させ、この温風を車室内
に送り出すことにより暖房を行う。通常、このような暖
房を行う装置として、ヒートポンプ暖房装置と温水暖房
装置とが用いられる。ヒートポンプ暖房装置は、冷媒を
電動コンプレッサにより圧縮し、この冷媒により室外熱
交換器にて外気から熱を吸収し、室内熱交換器にて空調
用ダクト内を流れる空気と熱交換することにより空調用
ダクト内を流れる空気を加熱する。温水暖房装置は、温
水加熱器により加熱した温水を、循環ポンプにより温水
式熱交換器内に循環させ、温水式熱交換器にて熱交換す
ることにより空調用ダクト内を流れる空気を加熱する。
【０００３】また、暖房起動時の温度上昇を迅速に行う
ため、ヒートポンプ暖房装置と温水暖房装置とを備えた
空調制御装置がある。このような空調制御装置では、室
内熱交換器および温水式熱交換器は空調用ダクト内に備
えられており、同じく空調用ダクト内に備えられた室内
ファンにより風が起こされ、この風がそれぞれの熱交換
器を通過する際に熱交換され温風に変わり、吹き出し口
から車室内に送り出される。
【０００４】この時、温水式熱交換器を通過する風の量
は空調用ダクト内に設けられたミックスダンパの開閉に
より調整される。すなわち、特開平７−３２３７１７号
公報に開示された発明のように、使用者により設定され
た設定温度に応じてミックスダンパの開度を変化させ、
温水式熱交換器を通過する空気の量を制御するとともに
温水式熱交換器中を流れる温水の温度も設定温度に応じ
て変化させる。例えば、設定温度が高いほど、ミックス
ダンパの開度は大きくなり、より多くの風が温水式熱交
換器を通過するようにし、それとともに温水の温度を上
昇させることにより、迅速に温風の温度を迅速に上昇さ
せることができる。
【０００５】一般にヒートポンプ暖房装置は高い暖房効
率を有するが、極低温下では能力が低下する。これに対
して、温水暖房装置は暖房効率はヒートポンプ暖房装置
ほど高くはないが、極低温下においても能力の低下は少
ない。このため暖房を使用する環境にしたがい、ヒート
ポンプ暖房装置のみ運転したり、ヒートポンプ暖房装置
と温水暖房装置とを組合わせて運転したりする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒートポンプ
暖房装置と温水暖房装置とを組合わせて使用する場合、
室内熱交換器と温水式熱交換器との間で、それぞれの温
度を適正に制御する必要がある。例えば、室内熱交換器
の温度が６０℃で温水式熱交換器の温度が４０℃のとき
は、室内熱交換器にて加熱された温風が下流の温水式熱
交換器を通過する際に、熱交換されることにより温風の
温度が低下してしまう。このため、温水式熱交換器にお
いて無駄な電力を消費していることになる。
【０００７】また、ヒートポンプ暖房装置のみ運転する
環境下において、暖房起動時に温水式熱交換器を停止さ
せている場合、室内熱交換器で加熱された温風が低温の
温水式熱交換器を通過する際に熱交換されるため、吹き
出し温度の上昇に時間がかかるという問題がある。ま
た、ヒートポンプ暖房装置の室外熱交換器の着霜による
冷媒の吸熱効率の低下、あるいは過負荷時のコンプレッ
サのモータ保護のためのヒートポンプ暖房装置の機能の
停止にともなう暖房能力の低下の問題がある。
【０００８】本発明は上記問題を解決すべくなされたも
のであり、その目的とするところは、ヒートポンプ暖房
装置と温水暖房装置とを備えた自動車用空調制御装置に
おいて、迅速に車室内の温度を上昇させ、低温下での能
力の低下を招かず、暖房効率を向上させる自動車に好適
な空調制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る空調制御装
置は、冷媒を用いて前記室外熱交換器で外気から熱を吸
収する室外熱交換器および前記吸収した熱を放熱するこ
とにより空気を加熱する室内熱交換器とを有するヒート
ポンプ暖房手段と、該ヒートポンプ暖房手段の下流に設
けられ、温水を循環させることにより前記空気をさらに
加熱する温水式熱交換器を有する温水暖房手段と、使用
者が設定温度の設定を行う操作手段とを備えた空調装置
を制御する空調制御装置であり、前記室内熱交換器の温
度を前記設定温度に基づいて算出される目標温度に制御
するとともに、前記温水式熱交換器を循環する前記温水
の温度を、前記目標温度の空気と前記温水式熱交換器と
の間の熱交換量が最小となる温度に制御する。このよう
に、前記目標温度の空気と前記温水式熱交換器との間の
熱交換量を最小となるように前記温水暖房手段の温水の
温度を制御することにより、前記温水式熱交換器での熱
損失が最少となり、暖房時の無駄な電力消費を抑さえ
る。
【００１０】また、上記空調制御装置は、前記温水式熱
交換器を通過する空気の量と前記温水式熱交換器をバイ
パスする空気の量との割合を前記設定温度に応じて変化
させるミックスダンパ手段をさらに備えた前記空調装置
に対する場合は、前記温水式熱交換器をバイパスする空
気の量に対する前記温水式熱交換器を通過する空気の量
の割合が所定値以上の場合に、前記室内熱交換器の温度
を前記設定温度に基づいて算出される目標温度に制御す
るとともに、前記温水式熱交換器の温度を、前記温水式
熱交換器と前記前記目標温度の空気との間の熱交換量が
最小となる温度に制御してもよい。このように、設定温
度が所定温度以上で、温水式熱交換器により加熱効果が
大きいときのみ、温水式熱交換器の温度制御を行っても
よい。
【００１１】また、上記空調制御装置は、前記温水式熱
交換器をバイパスする空気の量に対する前記温水式熱交
換器を通過する空気の量の割合が所定値以下の場合に、
前記室内熱交換器の温度を前記設定温度に基づいて算出
される目標温度に制御するとともに、前記温水式熱交換
器を循環する前記温水の温度を前記温水式熱交換器と前
記前記目標温度の空気との間の熱交換量が最小となる温
度からさらに所定温度を減算した温度に制御するか、ま
たは、前記温水を加熱しないように制御してもよい。こ
のように、設定温度が所定温度以下で、温水式熱交換器
により加熱効果が期待できないときは、消費電力を低減
するため、温水式熱交換器の温水の温度を低い値に制御
するか、または温水を加熱しないように制御してもよ
い。
【００１２】また、上記空調制御装置は、前記室内熱交
換器の温度が前記目標温度よりも所定温度以上低い場合
に、前記温水式熱交換器を循環する前記温水の温度を、
前記温水式熱交換器と前記前記目標温度の空気との間の
熱交換量が最小となる温度に制御してもよい。これによ
り、室内熱交換器の暖房能力が低下したときも、温水暖
房手段により補助的な暖房を行う。
【００１３】また、上記空調制御装置は、前記室外熱交
換器に着霜した霜の除霜運転中に、前記温水熱交換器を
循環する前記温水の温度を、前記温水式熱交換器と前記
前記目標温度の空気との間の熱交換量が最小となる温度
に制御してもよい。
【００１４】また、上記空調制御装置は、前記ヒートポ
ンプ暖房装置の保護のために前記室内熱交換器の運転を
停止中に、前記温水熱交換器を循環する前記温水の温度
を、前記温水式熱交換器と前記前記目標温度の空気との
間の熱交換量が最小となる温度に制御してもよい。
【００１５】上記空調制御装置において、前記温水式熱
交換器と前記前記目標温度の空気との間の熱交換量が最
小となる温度は、前記目標温度または前記目標温度に所
定温度を加算した温度としてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明に係る自動車用空調制御装置の実施形態を説明する。
図１は空調装置のブロック図を示す。図１に示すよう
に、空調装置は温水の循環により暖房を行う温水暖房装
置９と、冷媒による外気からの熱の汲み出しにより暖房
を行うヒートポンプ暖房装置１１と、これらの暖房装置
を制御する空調制御装置１３と、使用者が空調の起動、
温度設定等を行う空調操作パネル１４とからなる。
【００１７】温水暖房装置９は温水式熱交換器１５とポ
ンプ１７と温水加熱器１９とから構成されている。温水
加熱器１９は温水を加熱し、ポンプ１７はこの温水を温
水暖房装置９内を循環させ、温水式熱交換１５は循環す
る温水と外部の空気との間で熱交換を行う。ヒートポン
プ暖房装置１１は室内熱交換器２３とコンプレッサ２５
と室外熱交換器２７と膨張弁２９とからなる。室内熱交
換器２３は空調用ダクト２１内に備えられており、室外
熱交換器２７は車室外に備えられている。ヒートポンプ
暖房装置１１において、室外熱交換器２７で外気から熱
を吸熱し、コンプレッサ２５により圧縮された冷媒が室
内熱交換器２３で外部の空気と熱交換を行う。
【００１８】前述のように温水式熱交換器１５および室
内熱交換器２３は空調用ダクト２１内に設けられてお
り、さらに、空調用ダクト２１内に室内ファン３１とミ
ックスダンパ３５とが設けられている。室内ファン３１
により空調用ダクト２１内に空気の流れが発生する。こ
の空気が温水式熱交換器１５または室内熱交換器２３を
通過する際に加熱され、温風として車室内に送り出され
る。
【００１９】また、空調用ダクト２１は室内熱交換器２
３の下流にて、温水式熱交換器１５が備えられた温風回
路３９と、そのバイパス回路４１とに分けられており、
この両回路３９、４１を通過する空気の量の割合はミッ
クスダンパ３５により決定される。すなわち、ミックス
ダンパ３５は空調操作パネル１４上で使用者により設定
された設定温度に連動して制御され、設定温度が高い
程、その開度が大きくなり、温風回路３９を通過する空
気の量を増加させる。これにより、温水式熱交換器１５
で熱交換される空気の量を増加させ、温水暖房装置９に
よる加熱効率を向上させる。また、設定温度が低いとき
は、ミックスダンパ３５の開度は小さくなり、バイパス
回路４１を通過する空気の量が増加し、温風回路３９を
通過する空気の量は少なくなるため、温風の加熱に対す
る温水式熱交換器１５の影響は少なくなる。
【００２０】さらに、空調用ダクト２１内においてヒー
トポンプ暖房装置１１により加熱された空気の温度を検
出するために第１温度センサ３３が室内熱交換器２３の
下流に設けられ、また、温水加熱器１９内に温水暖房装
置９を循環する温水の温度を検出する第２温度センサ３
７が設けられている。空調制御装置１３はこれらの温度
センサ３３、３７、空調操作パネル１４、温水暖房装置
９およびヒートポンプ暖房装置１１に接続されており、
空調操作パネル１４を介して入力された使用者の設定値
に基づき、温度センサ３３、３７による検出結果を参照
しながら温水暖房装置９およびヒートポンプ暖房装置１
１を制御する。以下に、この空調制御装置１３の制御に
ついて、フローチャートを参照して説明する。
【００２１】図２は空調制御装置１３の第１制御のフロ
ーチャートを示す。本制御は空調操作パネル１４のスイ
ッチがオンされるとともに開始される。図２において、
最初に空調制御装置は空調操作パネル１４から設定温度
を読み込み（Ｓ１）、室内熱交換器２３の目標温度を算
出する（Ｓ２）。次に第１温度センサ３３により室内熱
交換器２３下流の温風の温度を読み込む（Ｓ３）。この
検出結果を用いてコンプレッサ２５の回転数を制御する
ことにより、室内熱交換器２３下流の温風の温度が室内
熱交換器２３の目標温度になるよう室内熱交換器２３を
制御する（Ｓ４）。尚、本実施形態においては、室内熱
交換器２３で加熱された温風の温度すなわち室内熱交換
器２３下流の温風の温度と室内熱交換器２３の温度とは
等しいとし、また、温水式熱交換器１５を循環する温水
の温度と温水式熱交換器１５の温度とは等しいとし、そ
れぞれの熱交換器１５、２３の温度を制御することによ
り加熱する空気の温度を制御する。
【００２２】次に、第２温度センサ３７により温水の温
度を検出する（Ｓ５）。検出された温水の温度と室内熱
交換器２３の目標温度とを比較する（Ｓ６）。比較した
結果、温水の温度が温水の目標温度よりも高いときは温
水加熱器１９を停止し（Ｓ７）、温水の温度が温水の目
標温度以下のときは温水加熱器１９を運転する（Ｓ
８）。以降、上記ステップを繰り返す。
【００２３】このように本制御では、温水式熱交換器１
５を循環する温水の温度を室内熱交換器２３の温度と同
じになるように制御しており、これは、温水の目標温度
と室内熱交換器２３の温度を同じにすることにより、室
内熱交換器２３で加熱された温風が温風回路３９を通過
中に温水式熱交換器１５での熱交換が最小になるように
するためである。また、上記説明においては、温水の温
度を室内熱交換器２３の目標温度に制御したが、室内熱
交換器２３の目標温度に所定値（例えば＋５℃）を加算
した温度に制御してもよい。
【００２４】図３は、本制御における、空調操作パネル
１４上での設定温度に対する室内熱交換器２３および温
水式熱交換器１５の温水のそれぞれの目標温度を示す。
図３（ａ）は温水式熱交換器１５の温水の目標温度を室
内熱交換器２３の目標温度と等しい値に設定した場合で
あり、図３（ｂ）は温水の目標温度を室内熱交換器２３
の目標温度に所定値（＋５℃）を加算した値に設定した
場合を示している。
【００２５】すなわち、本制御においては、ヒートポン
プ暖房装置１１により加熱された温風が温風回路３９を
通過する際に温水式熱交換器１５での熱交換が最小にな
るように、温水式熱交換器１５の温度がヒートポンプ暖
房装置１１の目標温度（またはその目標温度から所定温
度だけ高い値）に制御される。これにより、ヒートポン
プ暖房装置１１により加熱された温風の温水式熱交換器
１５での熱損失が抑さえられるため迅速に温風の温度を
上昇させ、また、温水式熱交換器での無駄な電力消費が
抑さえられるため暖房効率が向上される。
【００２６】図４は本制御における温水式熱交換器の温
水および室内熱交換器の暖房起動時からの時間にともな
う温度変化を示す。図に示すように本制御においては、
温水式熱交換器１５の温水の温度は室内熱交換器２３の
温度と同じ目標温度で制御されており、同様の温度上昇
を示している。時間Ｔ0以降でヒートポンプ暖房装置１
１が着霜等により能力が低下すると、室内熱交換器２３
の温度低下が見られるが、温水暖房装置９を目標温度で
制御しているため、吹き出し風の温度低下を防止でき
る。
【００２７】図５は空調制御装置１３の第２制御のフロ
ーチャートを示す。本制御は空調操作パネル１４のスイ
ッチがオンされるとともに開始される。空調制御装置１
３は空調操作パネル１４から設定温度を読み込み（Ｓ１
１）、室内熱交換器２３の目標温度を算出する（Ｓ１
２）。次に第１温度センサ３３により室内熱交換器２３
により加熱された温風の温度を検出する（Ｓ１３）。こ
の検出結果を用いてコンプレッサ２５の回転数を制御す
ることにより、室内熱交換器２３の温度が室内熱交換器
２３の目標温度になるよう室内熱交換器２３を制御する
（Ｓ１４）。
【００２８】その後、設定温度が所定温度より高いか否
かを判断する（Ｓ１５）。この時の所定温度は、空調操
作パネル１４上での設定温度が低いため、それに連動す
るミックスダンパ３５の開度が小さくなり、温風回路３
９を通過する空気の量が少なくなり、温水式熱交換器１
５での加熱効果が十分に得られないような設定温度に設
定される。例えば、ミックスダンパ３５の開度が５０％
以下になるような設定温度に設定される。設定温度が所
定温度以下のときは温水加熱器１９を停止し（Ｓ１
８）、ステップＳ１１に戻る。
【００２９】設定温度が所定温度より高いときは、第２
温度センサ３７により温水の温度を読み込み（Ｓ１
６）、温水の温度と室内熱交換器２３の目標温度とを比
較する（Ｓ１７）。温水の温度が目標温度よりも高いと
きは温水加熱器１９を停止する（Ｓ１８）。温水の温度
が目標温度以下のときは、温水加熱器１９を運転する
（Ｓ１９）。設定温度が所定温度以下のときは、温水加
熱器１９を停止し（Ｓ１８）する。以降、上記ステップ
を繰り返す。
【００３０】このように本制御においても、第１制御と
同様に、室内熱交換器２３で加熱された温風が温風回路
３９を通過中に温水式熱交換器１５での熱交換が最小に
なるように、温水式熱交換器１５を循環する温水の温度
を室内熱交換器２３の温度と同じになるように制御して
いる。また、温水の温度を室内熱交換器２３の目標温度
に所定値（＋５℃）を加算した温度に制御してもよい。
【００３１】以上のようにして本制御においては、空調
操作パネル１４での設定温度が所定温度より小さい場合
すなわちミックスダンパの開度が小さく温風回路３９に
流れる風量が少ない場合は、温水式熱交換器１５を停止
し、ヒートポンプ暖房装置１１のみにより暖房を行うこ
とにより、温水式熱交換器１５での無駄な電力消費を行
わないため省エネルギーが実現できる。
【００３２】図６に、本制御における設定値に対する室
内熱交換器２３および温水式熱交換器１５の温水のそれ
ぞれの目標温度の関係を示す。図６（ａ）は温水式熱交
換器１５の温水の目標温度を室内熱交換器２３の目標温
度と等しい値に設定した場合を示す。この図において、
設定温度Ｈ1はミックスダンパの開度が５０％になると
きの設定温度であり、温水式熱交換器１５の運転／停止
の判断基準となる所定温度を示す。設定温度がＨ1以下
では温水式熱交換器１５の温水の目標温度は設定され
ず、Ｈ1より高いときは温水式熱交換器１５の温水の目
標温度が室内熱交換器２３の目標温度と同じ値に設定さ
れる。図６（ｂ）は温水式熱交換器１５の温水の目標温
度を室内熱交換器２３の目標温度に所定値（＋５℃）を
加算した温度に設定した場合を示し、この図において
は、設定温度がＨ1以下では温水式熱交換器１５の温水
の目標温度は設定されず、Ｈ1より高いときに室内熱交
換器２３の目標温度より所定温度（５℃）だけ高い値に
設定される。
【００３３】図７は空調制御装置の第３制御のフローチ
ャートを示す。本制御は空調操作パネル１４のスイッチ
がオンされるとともに開始される。空調制御装置１３は
空調操作パネル１４から設定温度を読み込み（Ｓ２
１）、室内熱交換器２３の目標温度を算出する（Ｓ２
２）。次に第１温度センサ３３により空調用ダクト２１
内を流れる温風の温度を読み込む（Ｓ２３）。この検出
結果を用いてコンプレッサ２５の回転数を制御すること
により、室内熱交換器２３の温度が目標温度になるよう
制御する（Ｓ２４）。
【００３４】次に、第２温度センサ３７により温水の温
度を検出する（Ｓ２５）。その後、設定温度が所定温度
より高いか否かを判断する（Ｓ２６）。この時の所定温
度は、前述したようにミックスダンパ３５の開度が小さ
くなり温水加熱器１９での加熱効果が十分に得られなく
なる設定温度の値に設定される。設定温度が所定温度よ
り高いときは、温水の目標温度を室内熱交換器２３の目
標温度に等しく設定する（Ｓ２７）。設定温度が所定温
度以下のときは、温水の目標温度を室内熱交換器２３の
目標温度から１０℃低い温度に設定する（Ｓ２８）。そ
の後、温水の温度と温水の目標温度とを比較して（Ｓ２
９）、温水の温度が温水の目標温度よりも高いときは温
水加熱器１９を停止し（Ｓ３０）、温水の温度が温水の
目標温度以下のときは温水加熱器１９を運転する（Ｓ３
１）。以降、上記ステップを繰り返す。
【００３５】図８は本制御における設定温度に対する室
内熱交換器２３の目標温度および温水式熱交換器１５の
温水の目標温度を示す。図に示すように空調操作パネル
１４上での設定温度が所定値Ｈ1より低いときは、温水
式熱交換器１５の温水の目標温度を室内熱交換器２３の
目標温度より１０℃低い値に設定し、設定温度が所定温
度Ｈ1より高いときは、室内熱交換器２３の目標温度と
同じ値に設定している。このように、設定温度が所定値
以下のときの温水の目標温度を、設定温度が所定値より
高いときの目標温度と比較して低い値に設定することに
より、設定温度が低いときに加熱効果の少ない温水式熱
交換器１５において、温水の無駄な加熱が防止でき、無
駄な電力消費が抑さえられる。
【００３６】図９は空調制御装置１３の第４制御のフロ
ーチャートを示す。本制御は空調操作パネル１４のスイ
ッチがオンされるとともに開始される。最初に、空調制
御装置１３は空調操作パネル１４から設定温度を読み込
み（Ｓ４１）、室内熱交換器２３の目標温度を算出する
（Ｓ４２）。次に第１温度センサ３３により室内熱交換
器２３の下流の温風の温度を読み込む（Ｓ４３）。この
検出結果を用いてコンプレッサ２５の回転数を制御する
ことにより、室内熱交換器２３の温度が目標温度になる
よう制御する（Ｓ４４）。
【００３７】次に、第１温度センサ３３からの検出結果
に基づき、室内熱交換器２３下流の温風の温度と室内熱
交換器２３の目標温度から５℃減算した温度とを比較す
る（Ｓ４５）。温風の温度が目標温度から５℃減算した
温度以上のときは、温水加熱器１９を停止し（Ｓ４
８）、最初のステップ（Ｓ４１）に戻る。
【００３８】温風の温度と目標温度から５℃減算した温
度とを比較（Ｓ４５）した結果、温風の温度が目標温度
から５℃減算した温度より低いときは、第２温度センサ
３７により温水の温度を検出し（Ｓ４６）、温水の温度
と室内熱交換器２３の目標温度とを比較する（Ｓ４
７）。温水の温度が室内熱交換器２３の目標温度より大
きいときは温水加熱器１９を停止し（Ｓ４８）、温水の
温度が室内熱交換器２３の目標温度より低いときは温水
加熱器１９を運転する（Ｓ４９）。以降、上記ステップ
を繰り返す。
【００３９】以上のように本制御では、室内熱交換器２
３の温度が目標温度よりも所定温度以上低下したとき
に、温水式熱交換器１５の温水の温度を室内熱交換器２
３の目標温度に制御する。図１０は温水式熱交換器１５
中の温水の温度および室内熱交換器２３下流の温風の温
度の時間変化を示す。図において、室内熱交換器２３の
目標温度は６０℃に設定されている。図に示すように空
調装置が起動されてから時間Ｔ1までは目標温度になる
ように室内熱交換器２３および温水式熱交換器１５の温
水の温度が上昇する。時間Ｔ1において、温水の温度が
目標温度から５℃低い温度（５５℃）になると、温水加
熱器１６は停止されるため、温水の温度上昇は停止す
る。その後、室内熱交換器２３は目標温度で制御される
が、時間Ｔ2において着霜等により室内熱交換器２３の
暖房能力が低下し、温度が下降し、時間Ｔ3において室
内熱交換器２３の温度が５５℃より低くなると、温水暖
房装置９において温水の温度を目標温度（６０℃）で制
御するため、温水の温度が上昇する。このように、ヒー
トポンプ暖房装置１１において室外熱交換器２７への着
霜等の理由で暖房能力が低下したときにおいても、温水
暖房装置９が目標温度に制御されることにより温風の温
度低下を防止し暖房能力を維持することができる。
【００４０】一般に、ヒートポンプ暖房装置１１を低温
下で長時間使用していると室外熱交換器２７が着霜する
ことにより、ヒートポンプ暖房装置１１の暖房能力が低
下するという問題が生じる。このため、ヒートポンプ暖
房装置１１に付着した霜を除去するための除霜制御を行
う必要がある。この除霜制御は、一般に室外熱交換器２
７の温度が所定温度以下になると自動的に開始され、ヒ
ートポンプ暖房装置１１において冷媒の循環方向が反転
され、室外熱交換器２７を加熱することにより行われ
る。したがって、除霜制御中はヒートポンプ暖房装置１
１による暖房は行われず、特別な制御が必要とされる。
以下に、図１１のフローチャートを参照して、このよう
な除霜制御中における空調制御装置１３の制御を説明す
る。
【００４１】本制御は前述したように室外熱交換器２７
の温度検出に基づいて起動される。図において、空調制
御装置１３は空調操作パネル１４から設定温度を読み込
むと（Ｓ５１）、室内熱交換器２３の目標温度を算出す
る（Ｓ５２）。次に除霜制御中か否か判断し（Ｓ５
３）、除霜制御中でない場合は、第１温度センサ３３に
より室内熱交換器２３下流の温風の温度を読み込む（Ｓ
５４）。この検出結果を用いてコンプレッサ２５の回転
数を制御することにより、室内熱交換器２３の温度が目
標温度になるよう制御する（Ｓ５５）。除霜制御中の場
合は、第１温度センサ３３による室内熱交換器２３下流
の温風の温度の読み込みステップ（Ｓ５４）、およびヒ
ートポンプ暖房装置１１の室内熱交換器２３の温度制御
のステップ（Ｓ５５）は実行しない。
【００４２】その後、第２温度センサ３７により温水の
温度を読み込み（Ｓ５６）、温水の温度と上記の目標温
度とを比較する（Ｓ５７）。温水の温度が温水の目標温
度より小さいときは温水加熱器１９を運転し（Ｓ５
８）、温水の温度が温水の目標温度以上のときは温水加
熱器１９を停止する（Ｓ５９）。以下、上記ステップを
繰り返す。
【００４３】このように、本制御では、除霜制御中はヒ
ートポンプ暖房装置の制御を行わず、温水暖房装置の制
御のみ行う。図１２は、本制御での温水式熱交換器１９
中の温水の温度および室内熱交換器２３下流の温風の温
度の時間変化を示す。図に示すように、空調操作パネル
１４のスイッチがオンされ、時間の経過とともに室内熱
交換器２３および温水式熱交換器１５内の温水の温度が
上昇する。時間Ｔ4において着霜により能力が低下しは
じめ、時間Ｔ5から時間Ｔ6の間、除霜制御が行われる。
この間、ヒートポンプ暖房装置１１による暖房は停止さ
れるが、温水式熱交換器１５の温水の温度が目標温度に
制御されるため、車室内に吹き出される温風の温度低下
を防止できる。以上のようにして、ヒートポンプ暖房装
置１１が機能しない除霜時においては温水暖房装置９に
より暖房を行うことができる。
【００４４】また、ヒートポンプ暖房装置１１において
は、過熱や過電圧等からコンプレッサ２５のモータを保
護するためヒートポンプ暖房装置１１が動作中において
も保護回路等により、コンプレッサ２５の運転が停止さ
れることがあり、ヒートポンプ暖房が停止することがあ
る。以下に、図１３のフローチャートを参照して、この
ようなヒートポンプ暖房装置１１停止時における空調制
御装置１３の制御を説明する。
【００４５】本制御は、前述したようにコンプレッサ２
５の保護回路によりコンプレッサが停止した時等に起動
される。空調制御装置１３は空調操作パネル１４から設
定温度を読み込むと（Ｓ６１）、室内熱交換器２３の目
標温度を算出する（Ｓ６２）。次にヒートポンプ暖房装
置１１が停止中か否か判断し（Ｓ６３）、ヒートポンプ
暖房装置１１が停止中でない場合は、第１温度センサ２
３により室内熱交換器２３下流の温風の温度を読み込む
（Ｓ６４）。この検出結果を用いてコンプレッサ２５の
回転数を制御することにより、室内熱交換器２３の温度
が目標温度になるよう制御する（Ｓ６５）。ヒートポン
プ暖房装置１１が停止中の場合は、第１温度センサ３３
による空調用ダクト２１内を流れる温風の温度の読み出
しステップ（Ｓ６４）、および室内熱交換器２３の制御
ステップ（Ｓ６５）は実行しない。
【００４６】その後、第２温度センサ３７により温水の
温度を読み込み（Ｓ６６）、温水の温度と上記目標温度
とを比較する（Ｓ６７）。温水の温度が目標温度以下の
ときは温水加熱器１９を運転し（Ｓ６９）、温水の温度
が目標温度以上のときは温水加熱器１９を停止する（Ｓ
６８）。以下、上記ステップを繰り返す。
【００４７】このように、本制御では、ヒートポンプ暖
房装置停止中はヒートポンプ暖房装置の制御を行わず、
温水暖房装置の制御のみ行う。図１４は、本制御での温
水式熱交換器１５中の温水の温度および室内熱交換器２
３の温度の時間変化を示す。図に示すように、空調操作
パネル１４のスイッチがオンされ、時間の経過とともに
室内熱交換器２３および温水式熱交換器１５内の温水の
温度が上昇する。時間Ｔ7においてコンプレッサの過熱
によりコンプレッサの回転数が制限されると室内熱交換
器２３の温度が低下しはじめ、時間Ｔ8でコンプレッサ
が完全に停止する。時間Ｔ8〜Ｔ9の間、ヒートポンプ暖
房装置１１による暖房は停止されるが、前述のように温
水式熱交換器１５の温水の温度が目標温度に制御される
ため、吹き出し風の温度低下を防止できる。このように
して、ヒートポンプ暖房装置１１がコンプレッサの保護
等により停止しても、温水暖房装置９により暖房を行う
ことができる。
【００４８】以上のようにして、本実施形態の空調制御
装置１３においては、室内熱交換器２３の下流に設けら
れた温水式熱交換器１５の制御目標値を、室内熱交換器
２３で加熱された温風と温水式熱交換器１５との間の熱
交換が最小になるように制御する。これにより、室内熱
交換器２３で加熱された温風の温水式熱交換器１５にお
ける熱損失が最小になるため、温水式熱交換器１５での
無駄な電力消費が抑さえられ、効率のよい暖房が可能と
なる。つまりヒートポンプ運転が正常時、温水暖房装置
９の電力を抑えられ、ヒートポンプ暖房装置１１の消費
電力を主として暖房に使用できる。また温水式熱交換器
１５を通過する空気の量が少ないときは、温水式熱交換
器１５の制御目標値を低く設定することにより、温水式
熱交換器１５での無駄な電力消費が抑さえられ、効率の
よい暖房が可能となる。また、除霜制御中やコンプレッ
サ保護のためヒートポンプ暖房装置１１停止中におい
て、温水暖房装置９を作動させることにより暖房が行え
る。
【００４９】
【発明の効果】本発明の空調制御装置において、温水式
熱交換器を循環する温水の温度が、温水式熱交換器と目
標温度の空気との間の熱交換量が最小となる目標温度に
制御されるため、室内熱交換器にて加熱された空気の温
水式熱交換器での熱損失が最小に抑さえられ、迅速に温
風の加熱ができ、また、ヒートポンプ運転が正常時、温
水熱交換器において無駄な電力消費が抑さえられるため
暖房効率が向上する。
【００５０】また、本発明の空調制御装置において、ミ
ックスダンパ手段により制御される温水式熱交換器を通
過する空気の量の割合が多い場合、すなわち、温水の温
度が吹き出し風への影響が多いときにのみ、温水式熱交
換器の温度が、温水式熱交換器と目標温度の空気との熱
交換量が最小となる温度に制御されてもよく、これによ
り、温水熱交換器において無駄な電力消費が抑さえら
れ、省エネルギーが実現できる。
【００５１】また、本発明の空調制御装置において、ミ
ックスダンパ手段により制御される温水式熱交換器を通
過する空気の量の割合が少ない場合、すなわち、温水の
温度が吹き出し風への影響が少ないときに、温水式熱交
換器の温度が、温水式熱交換器と目標温度の空気との熱
交換量が最小となる温度からさらに所定温度を減算した
温度に制御されるか、または、温水の加熱が停止されて
もよく、これにより、温水式熱交換器の暖房効果が低い
ときは、温水式熱交換器での電力消費が抑さえられるた
め、省エネルギーが実現できる。
【００５２】また、本発明の空調制御装置によれば、室
内熱交換器の温度が前記目標温度よりも所定温度以上低
い場合に、温水式熱交換器を循環する前記温水の温度
が、目標温度の空気と温水式熱交換器との間の熱交換量
が最小となる温度に制御されてもよく、これにより、除
霜制御等におけるヒートポンプ暖房手段の能力低下また
は停止時においても、温水暖房手段が適正に制御される
ため、吹き出し風の温度の低下が防止される。
【００５３】また、本発明の空調制御装置において、前
記室外熱交換器に着霜した霜の除霜運転中、または、ヒ
ートポンプ暖房装置の保護のために室内熱交換器が停止
中にに、温水熱交換器を循環する前記温水の温度を目標
温度の空気と温水式熱交換器との間の熱交換量が最小と
なる温度に制御されてもよく、これにより、ヒートポン
プ暖房手段の能力の低下または停止時においても、温水
暖房手段が適正に制御されるため、吹き出し風の温度の
低下を防止でき、自動車の乗員に不快感を与えることが
ない。
【００５４】本発明の空調制御装置において、室内熱交
換器により目標温度に加熱された空気と温水式熱交換器
との間の熱交換量が最小となる温度は、前記目標温度ま
たは前記目標温度に所定温度を加算した温度に設定され
てもよく、これにより、温水式熱交換器における熱損失
が最小となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態における空調制御装置のブロック
図。
【図２】 本実施形態の空調制御装置の第１制御のフロ
ーチャート。
【図３】 第１制御における室内熱交換器および温水熱
交換器の温水の目標温度と温度設定値との関係を示す
図。
【図４】 第１制御における温水式熱交換器中の温水の
温度および室内熱交換器の温度の時間変化を示す図。
【図５】 本実施形態の空調制御装置の第２制御のフロ
ーチャート。
【図６】 第２制御における室内熱交換器および温水熱
交換器の温水の目標温度と温度設定値との関係を示す
図。
【図７】 本実施形態の空調制御装置の第３制御のフロ
ーチャート。
【図８】 第３制御における室内熱交換器および温水熱
交換器の温水の目標温度と温度設定値との関係を示す
図。
【図９】 本実施形態の空調制御装置の第４制御のフロ
ーチャート。
【図１０】 第４制御における温水式熱交換器中の温水
の温度および室内熱交換器の温度の時間変化を示す図。
【図１１】 本実施形態の空調制御装置の除霜中の制御
のフローチャート。
【図１２】 除霜中の制御における温水式熱交換器中の
温水の温度および室内熱交換器の温度の時間変化を示す
図。
【図１３】 本実施形態の空調制御装置のヒートポンプ
停止中の制御のフローチャート。
【図１４】 ヒートポンプ停止中の制御における温水式
熱交換器中の温水の温度および室内熱交換器の温度の時
間変化を示す図。
【符号の説明】
９…温水暖房装置、１１…ヒートポンプ暖房装置、１３
…空調制御装置、１４…空調操作パネル、１５…温水式
熱交換器、１７…ポンプ、１９…温水加熱器、２１…空
調用ダクト、２３…室内熱交換器、２５…コンプレッ
サ、２７…室外熱交換器、２９…膨張弁、３１…室内フ
ァン、３３…第１温度センサ、３５…ミックスダンパ、
３７…第２温度センサ、３９…温風回路、４１…バイパ
ス回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−293211（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−125530（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−89334（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/03 B60H 1/22

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷媒を用いて前記室外熱交換器で外気か
    ら熱を吸収する室外熱交換器および前記吸収した熱を放
    熱することにより空気を加熱する室内熱交換器とを有す
    るヒートポンプ暖房手段と、該ヒートポンプ暖房手段の
    下流に設けられ、温水を循環させることにより前記空気
    をさらに加熱する温水式熱交換器を有する温水暖房手段
    と、使用者が設定温度の設定を行う操作手段とを備えた
    空調装置を制御する空調制御装置において、 前記室内熱交換器の温度を前記設定温度に基づいて算出
    される目標温度に制御するとともに、前記温水式熱交換
    器を循環する前記温水の温度を、前記目標温度の空気と
    前記温水式熱交換器との間の熱交換量が最小となる温度
    に制御することを特徴とする自動車用空調制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の空調制御装置におい
    て、前記温水式熱交換器を通過する空気の量と前記温水
    式熱交換器をバイパスする空気の量との割合を前記設定
    温度に応じて変化させるミックスダンパ手段をさらに備
    えた前記空調装置を制御する空調制御装置であって、 前記温水式熱交換器をバイパスする空気の量に対する前
    記温水式熱交換器を通過する空気の量の割合が所定値以
    上の場合に、前記室内熱交換器の温度を前記設定温度に
    基づいて算出される目標温度に制御するとともに、前記
    温水式熱交換器の温度を、前記目標温度の空気と前記温
    水式熱交換器との間の熱交換量が最小となる温度に制御
    することを特徴とする自動車用空調制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の空調制御装置におい
    て、前記温水式熱交換器をバイパスする空気の量に対す
    る前記温水式熱交換器を通過する空気の量の割合が所定
    値以下の場合に、 前記室内熱交換器の温度を前記設定温度に基づいて算出
    される目標温度に制御するとともに、前記温水式熱交換
    器を循環する前記温水の温度を、前記目標温度の空気と
    前記温水式熱交換器との間の熱交換量が最小となる温度
    からさらに所定温度を減算した温度に制御するか、また
    は、前記温水を加熱しないことを特徴とする自動車用空
    調制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
    載の空調制御装置において、前記室内熱交換器の温度が
    前記目標温度よりも所定温度以上低い場合に、 前記温水式熱交換器を循環する前記温水の温度を、前記
    目標温度の空気と前記温水式熱交換器との間の熱交換量
    が最小となる温度に制御することを特徴とする自動車用
    空調制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
    載の空調制御装置において、前記室外熱交換器に着霜し
    た霜の除霜運転中に、前記温水熱交換器を循環する前記
    温水の温度を、前記目標温度の空気と前記温水式熱交換
    器との間の熱交換量が最小となる温度に制御することを
    特徴とする自動車用空調制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
    載の空調制御装置において、前記ヒートポンプ暖房装置
    の保護のために前記室内熱交換器の運転を停止中に、前
    記温水熱交換器を循環する前記温水の温度を、前記目標
    温度の空気と前記温水式熱交換器との間の熱交換量が最
    小となる温度に制御することを特徴とする自動車用空調
    制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記
    載の空調制御装置において、前記目標温度の空気と前記
    温水式熱交換器との間の熱交換量が最小となる温度は、
    前記目標温度または前記目標温度に所定温度を加算した
    温度であることを特徴とする自動者用空調制御装置。
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