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JP3410820B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

車両用空気調和装置

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JP3410820B2
JP3410820B2 JP15502594A JP15502594A JP3410820B2 JP 3410820 B2 JP3410820 B2 JP 3410820B2 JP 15502594 A JP15502594 A JP 15502594A JP 15502594 A JP15502594 A JP 15502594A JP 3410820 B2 JP3410820 B2 JP 3410820B2
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進 池田
敏美 礒部
敦雄 井上
俊彦 藤田
昭弘 田尻
満 石川
長治 佐久間
信行 由利
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サンデン株式会社
本田技研工業株式会社
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • 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
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/153—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with subsequent heating, i.e. with the air, given the required humidity in the central station, passing a heating element to achieve the required temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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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、ヒートポンプにより暖
房運転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】この種の車両用空気調和装置は、ヒート
ポンプ式冷媒回路の熱交換器で空気を加温し、該加温空
気を電動ファンにより車室内に送り込むことで所期の暖
房を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両用空気調和装置では、熱交換器の温熱状態に拘
らず一定風量の空気が吹き出されるため、熱交換器の温
度が低い状態、例えば暖房開始直後や外気温度が低く熱
交換器に充分な放熱が期待できない状態では、加温不十
分の冷風が車室内に吹き出されてしまう問題点がある。
【０００４】また、上記問題点を解消するため、熱交換
器の温度が所定値以下のときに電動ファンを停止して冷
風の吹出しを防止するようにしたものも提案されている
が、停止時より送風に至る時点で風量が急激に変化する
と共に、吐出冷媒の温度立ち上がりが早いヒートポンプ
では電動ファンの停止により吐出圧が異常に上昇して圧
縮機の回転数制御に支障を生じる問題点がある。
【０００５】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、熱交換器の温熱状態に応
じて送風能力を的確に制御し、冷風の吹き出しや風量の
急激変化等を防止できる車両用空気調和装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、少なくとも暖房運転を可能と
したヒートポンプ式冷媒回路を備え、暖房時には熱交換
器で加温された空気を送風手段により車室内に送り込む
ようにした車両用空気調和装置において、熱交換器通過
後の空気温度を検出する吹出温度検出手段と、吹出温度
の値が所定温度よりも低いときに所定の最低風量で送風
手段を駆動する風量制限手段とを具備したことを特徴と
している。
【０００７】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、風量制限手段における送風手段
の能力可変が吹出温度に比例して行われることを特徴と
している。
【０００８】
【作用】請求項１の発明では、吹出温度の値が所定温度
よりも低いとき、送風手段が所定の最低風量で駆動され
る。
【０００９】請求項２の発明では、吹出温度の値に比例
して送風手段の能力が可変される。他の作用は請求項１
の発明と同様である。
【００１０】
【実施例】図１及び図２には本発明に係る冷媒回路とそ
の制御回路を夫々示してある。図１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は第１室内
熱交換器、４は第２室内熱交換器、５，６は感熱式の第
１，第２膨張弁、７〜１０は第１〜第４電磁弁、１１，
１２は第１，第２逆止弁、１３は受液器、１４はアキュ
ムレータである。１５は車室内空調用のダクト、１６は
外気吸入口、１７は内気吸入口、１８は吸入口用の切換
ダンパ、１９はベント吹出口、２０はフット吹出口、２
１はデフ吹出口、２２はベント吹出口用の開閉ダンパ、
２３はフット吹出口用の開閉ダンパ、２４はデフ吹出口
用の開閉ダンパ、２５はエアミックスダンパ、２６は電
動ファン、２７はサーミスタ等から成る吹出温度検出器
で、該吹出温度検出器２７は第２室内熱交換器４の下流
位置に配置され熱交換器通過後の空気温度（吹出温度Ｔ
ｍ）を検知する。
【００１１】圧縮機１の吐出口は第４電磁弁１０を介し
て室外熱交換器２の一端口に接続され、該室外熱交換器
２の他端口は第１逆止弁１１を介して受液器１３の入口
に接続されている。受液器１３の出口は第３電磁弁９及
び第１膨張弁５を介して第１室内熱交換器３の一端口に
接続され、該第１室外熱交換器３の他端口はアキュムレ
ータ１４の入口に接続され、該アキュムレータ１４の出
口は圧縮機１の吸入口に接続されている。
【００１２】また、圧縮機１の吐出口は第１電磁弁７を
介して第２室内熱交換器４の一端口に接続され、該第２
室内熱交換器４の他端口は第２逆止弁１２を介して受液
器１３の入口に接続されている。更に、受液器１３の出
口と室外熱交換器２の他端口との間には第２膨張弁６が
介装され、室外熱交換器２の一端口とアキュムレータ１
４の入口との間には第２電磁弁８が介装されている。
【００１３】図２において、２８はエアコンスイッチ、
２９は空調温度設定器、３０は送風モード設定器、３１
はサーミスタ等から成る内気温度検出器、３２は同様の
外気温度検出器、３３はホトセンサ等から成る日射量検
出器、３４はマイコン、３５は圧縮機駆動回路、３６は
電磁弁駆動回路、３７はファン駆動回路である。
【００１４】空調温度設定器２９は温度設定レバー或い
は温度設定ボタン等を備えており、これらの操作により
所望の空調温度を適宜選択，設定できる。送風モード設
定器３０はＯＦＦ及びＡＵＴＯを指定可能な風量可変レ
バーを備えており、可変レバーによって風量を多段階或
いは無段階に変更できる他、ＡＵＴＯ位置で風量をマイ
コン制御に切り換えることができる。
【００１５】マイコン３４はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等
を具備し、圧縮機回転数制御，弁切換制御のプログラム
の他、後に詳述する風量制御のプログラムをＲＯＭに格
納している。このマイコン３４は、エアコンスイッチ２
８，空調温度設定器２９及び送風モード設定器３０の操
作信号と、内気温度検出器３１，外気温度検出器３２，
日射量検出器３３及び吹出温度検出器２７の検出信号に
基づいて所定の信号を各駆動回路３５，３６，３７に送
出する。
【００１６】圧縮機駆動回路３５はマイコン３４からの
回転数信号に基づいて圧縮機１の回転数を制御する。電
磁弁駆動回路３６はマイコン３４からのモード信号に基
づいて各電磁弁７〜１０の開閉を制御し冷媒サイクルの
切り換えを行う。ファン駆動回路３７はマイコン３４か
らの風量信号に基づいて電動ファン２６の風量を制御す
る。
【００１７】上述の空気調和装置では第１〜第４電磁弁
７〜１０による冷媒サイクルの切り換えで冷房，冷房ド
ライ，暖房及び暖房ドライの何れか１つのモードでの運
転を可能としており、各運転モードは設定温度や内気温
度，外気温度及び日射量の検出値等に基づいてマイコン
３４により自動的に判定，起動される。
【００１８】冷房モードの運転は、図３に示すように第
１，第２電磁弁７，８を閉じ、且つ第３，第４電磁弁
９，１０を開けた状態で、圧縮機１及び電動ファン２６
を作動させることにより実行される。圧縮機１から吐出
した冷媒は第４電磁弁１０を通じて室外熱交換器２に流
れ込んで凝縮され、第１逆止弁１１，受液器１３及び第
３電磁弁９を通じて第１膨張弁５及び第１室内熱交換器
３に流れ込んで蒸発し、アキュムレータ１４を通じて圧
縮機１に吸入される。
【００１９】つまり、同運転モードでは第１室内熱交換
器３で発揮される吸熱作用を利用して車室内の冷房を行
うことができる。
【００２０】冷房ドライモードの運転は、図３に示すよ
うに第１，第３，第４電磁弁７，９，１０を開け、且つ
第２電磁弁８を閉じた状態で、圧縮機１及び電動ファン
２６を作動することにより実行される。圧縮機１から吐
出した冷媒の一部分は第４電磁弁１０を通じて室外熱交
換器２に流れ込んで凝縮され、第１逆止弁１１，受液器
１３及び第３電磁弁９を通じて第１膨張弁５及び第１室
内熱交換器３に流れ込んで蒸発し、アキュムレータ１４
を通じて圧縮機１に吸入される。また、冷媒の残り部分
は第１電磁弁７を通じて第２室内熱交換器４に流れ込ん
で凝縮され、第２逆止弁１２を通過した後に上記の冷媒
と合流する。
【００２１】つまり、同運転モードでは、第１室内熱交
換器３と第２室内熱交換器４の夫々で吸熱作用と放熱作
用を発揮させ、両作用を利用してエア吹出温度を低下さ
せることなく車室内の除湿を行うことが可能であり、こ
のときの温度及び除湿量を圧縮機１の吐出能力調整及び
エアミックスダンパ２５の開度調整によってコントロー
ルできる。また、室外熱交換器２はエアミックスダンパ
２５の開度が零（第２室内熱交換器４の空気通過量が
零）に近い条件での余剰熱量を放出し、吸熱・放熱のバ
ランスを適正に保つ。
【００２２】暖房モードの運転は、図３に示すように第
１，第２，第３電磁弁７，８，９を開け、且つ第４電磁
弁１０を閉じた状態で、圧縮機１及び電動ファン２６を
作動することにより実行される。圧縮機１から吐出した
冷媒は第１電磁弁７を通じて第２室内熱交換器４に流れ
込んで凝縮され、第２逆止弁１２及び受液器１３を通過
した後に分流され、冷媒の一部分は第３電磁弁９を通じ
て第１膨張弁５及び第１室内熱交換器３に流れ込んで蒸
発し、アキュムレータ１４を通じて圧縮機１に吸入され
る。また、冷媒の残り部分は第２膨張弁６及び室外熱交
換器２に流れ込んで蒸発し、第２電磁弁８を通過した後
にアキュムレータ１４の入口部分で上記の冷媒と合流す
る。
【００２３】つまり、同運転モードでは、第２室内熱交
換器４で発揮される放熱作用を利用して車室内の暖房を
行えると共に、室外熱交換器２及び第１室内熱交換器３
で吸熱作用を発揮させ該第１室内熱交換器３の吸熱作用
を利用して車室内の除湿を同時に行うことが可能であ
り、このときの暖房能力及び除湿量を圧縮機１の吐出能
力調整及びエアミックスダンパ２５の開度調整によって
コントロールできる。
【００２４】暖房ドライモードの運転は、図３に示すよ
うに第１，第３電磁弁７，９を開け、且つ第２，第４電
磁弁８，１０を閉じた状態で、圧縮機１及び電動ファン
２６を作動することにより実行される。圧縮機１から吐
出した冷媒は第１電磁弁７を通じて第２室内熱交換器４
に流れ込んで凝縮され、第２逆止弁１２，受液器１３及
び第３電磁弁９を通じて第１膨張弁５及び第１室内熱交
換器３に流れ込んで蒸発し、アキュムレータ１４を通じ
て圧縮機１に吸入される。
【００２５】つまり、同運転モードでは、第２室内熱交
換器４で発揮される放熱作用を利用して車室内の暖房を
行えると共に、第１室内熱交換器３で発揮される吸熱作
用を利用して車室内の除湿を同時に行うことが可能であ
り、このときの暖房能力及び除湿量を圧縮機１の吐出能
力調整及びエアミックスダンパ２５の開度調整によって
コントロールできる。
【００２６】ここで、上記暖房及び暖房ドライモード下
で実施される風量制御に係るプログラムフローの一例を
図４を参照して説明する。
【００２７】まず、エアコンスイッチ２８が投入された
後は、運転モードとして暖房または暖房ドライが設定さ
れているか否かを判定し、また送風モードとしてＡＵＴ
Ｏが設定されているか否かを判定する（ステップＳＴ１
〜３）。運転モードとして冷房または冷房ドライが設定
されている場合や、可変レバーによって風量が設定され
ている場合には基本的に以下の風量制限制御は行われな
い。
【００２８】運転モードが暖房または暖房ドライで、し
かも送風モードがＡＵＴＯ風量であるときは、続いて吹
出温度検出器２７で検出される吹出温度Ｔｍが、Ｔｍ＜
ａ℃，ａ℃≦Ｔｍ＜ｂ℃，Ｔｍ≧ｂ℃の何れに該当する
かを判断する（ステップＳＴ４〜６）。ちなみに条件中
のａ，ｂは温度判定のために予め設定した下限・上限値
である。
【００２９】図５にも示すように、吹出温度Ｔｍがａ℃
よりも低いときは、通常の風量制御下で電動ファン２６
に供給する電圧値を予め設定した低レベル値ＬＶとする
（ステップＳＴ７）。また、吹出温度Ｔｍがａ℃以上で
且つｂ℃未満のときは、通常の風量制御下で電動ファン
２６に供給可能な最大電圧値をＭＶＢ＝（Ｔｍ−ｃ）×
（ＨＶ−ＬＶ）／ｄ＋ＬＶに基づいて算出する（ステッ
プＳＴ８）。ちなみに式中のｃは温度補正数、ｄは定数
である。更に、吹出温度Ｔｍがｂ℃以上のときは、通常
の風量制御下で電動ファン２６に供給可能な最大電圧値
を予め設定した高レベル値ＨＶとする（テップＳＴ
９）。
【００３０】この後は通常の風量制御ループに移行し
（ステップＳＴ１０）、吹出温度Ｔｍがａ℃よりも低い
ときは、電動ファン２６に対する供給電圧を低レベル値
ＬＶに固定して弱送風を行う。また、吹出温度Ｔｍがａ
℃以上で且つｂ℃未満のときは、電動ファン２６に対す
る供給電圧を低レベル値ＬＶと算出された最大値ＭＶＢ
との間で適宜変化させて送風を行う。更に、吹出温度Ｔ
ｍがｂ℃以上のときは、電動ファン２６に対する供給電
圧を低レベル値ＬＶと最大値ＭＶＢ（＝高レベル値Ｈ
Ｖ）との間で適宜変化させて送風を行う。
【００３１】このように本実施例装置では、運転モード
として暖房または暖房ドライが、風量モードとしてＡＵ
ＴＯ風量が夫々設定されているときは、第２室内熱交換
器４を通過した後の空気温度Ｔｍの値に応じて電動ファ
ン２６の供給電圧及び範囲を規定してその能力を可変す
ることができる。
【００３２】従って、暖房開始直後や外気温度が低く第
２室内熱交換器４に充分な放熱が期待できない状態で
は、該第２室内熱交換器４を通過した後の空気温度Ｔｍ
の値に合わせて電動ファン２６の能力を抑制し、冷たい
空気が車室内に吹き出されることを防止できる。
【００３３】また、上記空気温度Ｔｍがａ℃よりも低い
ときでも電動ファン２６を最低能力で作動してその停止
防止を図っているので、従来のように風量が急激に変化
するようなことがなく、しかも電動ファン２６の停止を
原因とした圧縮機吐出圧異常の問題も回避できる。
【００３４】更に、電動ファン２６の能力可変を上記空
気温度Ｔｍに比例して行っているので、第２室内熱交換
器４の放熱能力に合った風量が適切に選べる。
【００３５】尚、電動ファンの能力可変は送風モードと
してＡＵＴＯ風量以外が設定されている場合でも行うこ
とが可能であり、例えば可変レバーで設定されている風
量を能力上限としこれに基づいて能力下限を適宜設定す
るようにすれば、該上・下限範囲内で上記と同様の能力
可変を行うこともできる。
【００３６】以上、本発明は実施例に記載した装置に限
らず、少なくとも暖房運転を可能とした車両用空気調和
装置であれば種々適用でき、同様の効果を得ることがで
きる。
【００３７】
【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、暖房開始直後や外気温度が低く熱交換器に充分
な放熱が期待できない状態では、送風手段を所定の最低
風量で駆動して、冷たい空気が車室内に吹き出されるこ
とを防止できる。また、吹出温度が低い条件下でも送風
手段を最低風量で駆動してその停止防止を図っているの
で、従来のように風量が急激に変化するようなことがな
く、しかも送風手段の停止を原因とした圧縮機吐出圧異
常の問題も回避できる。
【００３８】請求項２の発明によれば、送風手段の能力
可変を上記空気温度に比例して行っているので、熱交換
器の放熱能力に合った風量が適切に選べる。他の効果は
請求項１の発明と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用空気調和装置の冷媒回路を
示す図
【図２】本発明に係る車両用空気調和装置の制御回路を
示す図
【図３】各運転モードの電磁弁切り換え状態を示す図
【図４】風量制限制御のプログラムフローを示す図
【図５】吹出温度を供給電流値との関係を示す図
【符号の説明】
１…圧縮機、２…室外熱交換器、３…第１室内熱交換
器、４…第２室内熱交換器、５…第１膨張弁、６…第２
膨張弁、２６…電動ファン、２７…吹出温度検出器、３
１…送風モード設定器、３５…マイコン、３８…ファン
駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── 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 実開 昭59−35107（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/00 101

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも暖房運転を可能としたヒート
    ポンプ式冷媒回路を備え、暖房時には熱交換器で加温さ
    れた空気を送風手段により車室内に送り込むようにした
    車両用空気調和装置において、 熱交換器通過後の空気温度を検出する吹出温度検出手段
    と、 吹出温度の値が所定温度よりも低いときに所定の最低風
    量で送風手段を駆動する風量制限手段とを具備した、 ことを特徴とする車両用空気調和装置。
  2. 【請求項２】 風量制限手段における送風手段の能力可
    変が吹出温度に比例して行われる、 ことを特徴とする請求項１記載の車両用空気調和装置。
JP15502594A 1994-07-06 1994-07-06 車両用空気調和装置 Expired - Fee Related JP3410820B2 (ja)

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