JP3446231B2 - Air conditioner for electric vehicle - Google Patents
Air conditioner for electric vehicleInfo
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- JP3446231B2 JP3446231B2 JP04532893A JP4532893A JP3446231B2 JP 3446231 B2 JP3446231 B2 JP 3446231B2 JP 04532893 A JP04532893 A JP 04532893A JP 4532893 A JP4532893 A JP 4532893A JP 3446231 B2 JP3446231 B2 JP 3446231B2
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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、ヒートポンプ式冷凍サ
イクルを採用する電気自動車用空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関を有しない電気自動車では、暖
房用の温熱源を十分に確保できないことから、冷凍サイ
クルを循環する冷媒の流れ方向を切り替えることで冷房
運転と暖房運転を行うヒートポンプ式冷暖房装置が採用
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のヒー
トポンプ式冷暖房装置は、外気温度が低くなる程、外気
からの吸熱量が減少することから、室外熱交換器の圧力
(低圧)が低下して、サイクルを循環する冷媒流量が著
しく少なくなる。この結果、暖房運転時には、室内熱交
換器で得られる温風の吹出温度が低下して、暖房能力が
不足するという問題を有していた。
【0004】電気自動車は、ガソリン自動車のエンジン
に相当する駆動モータ(原動機)を備える。従って、外
気温度の高い夏場(例えば40℃位)では、駆動モータ
を収容する駆動部内が、駆動モータの発熱等によって6
0℃位の温度まで上昇する。このため、夏場はファンに
よる排熱を必要としている。また、外気温度の低い冬場
(例えば−10℃位)でも、同様に駆動モータの発熱等
によって、駆動部内が7〜10℃位の温度まで達し、外
気温度より十分に高い温度場となっている。このため、
外気温度の低い冬期に外気モードにて暖房運転を行う場
合には、外気温度より高い温度場となる駆動部内の排熱
を取り入れることで、外気からの吸熱量の減少に伴う暖
房能力の不足を補うことが可能となる。本発明は、上記
駆動部内の排熱に着目して成されたもので、その目的
は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを採用する電気自動車
用空気調和装置において、駆動部内の排熱を利用して、
暖房性能の向上を図ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、車室内に送風空気を導くダクトと、この
ダクト内に空気を導入して前記車室内へ送る送風手段
と、前記ダクト内に配されて、冷媒との熱交換によって
通過する空気を加熱する暖房用熱交換器を有し、空調モ
ードに応じて冷媒の流れ方向が切り替えられるヒートポ
ンプ式冷凍サイクルと、前記ダクトの上流端に設けられ
て、前記ダクト内に室内空気を導入する内気導入口、前
記ダクト内に室外空気を導入する外気導入口、および前
記内気導入口と前記外気導入口の導入空気割合を調節す
る内外気切替ダンパを有する内外気切替手段と、前記外
気導入口を介して、走行用の駆動モータを収容する駆動
部内と前記ダクト内とを連通するとともに、車室外に開
口する開口部を有する連通路と、この連通路内で、前記
駆動部内から前記外気導入口に至る第1空気流路と前記
開口部から前記外気導入口に至る第2空気流路とを切り
替える切替手段と、外気温度を検出する外気温度検出手
段と、前記駆動部内の温度を検出する駆動部内温度検出
手段と、前記外気温度検出手段の検出温度と前記駆動部
内温度検出手段の検出温度との何方が高いかを判定する
温度判定手段と、外気モードで且つ暖房モードの場合
に、前記温度判定手段で高いと判定された方の検出温度
を有する空気が前記ダクト内に導入されるように前記切
替手段の作動を制御する制御手段とを備えたことを技術
的手段とする。
【0006】
【作用】上記構成より成る本発明の電気自動車用空気調
和装置は、内外気切替ダンパが外気導入口を開いた状態
(外気モード)において、切替手段が第1空気流路と第
2空気流路とを切り替える。つまり、第1空気流路が選
択された場合は、第2空気流路が遮断され、第2空気流
路が選択された場合は、第1空気流路が遮断されること
になる。従って、第1空気流路が選択された場合は、駆
動部内の空気が連通路を通ってダクト内に導入され、第
2空気流路が選択された場合は、開口部より直接取り入
れられた室外空気が連通路を通ってダクト内に導入され
ることになる。制御手段は、外気温度と駆動部内の温度
を基に切替手段の作動を制御するもので、外気温度より
駆動部内の温度の方が高い場合は、第1空気流路を選択
するように切替手段の作動を制御し、駆動部内の温度よ
り外気温度の方が高い場合は、第2空気流路を選択する
ように切替手段の作動を制御する。この結果、第1空気
流路が選択された場合は、外気温度より高い温度を有す
る駆動部内の空気がダクト内に導入されて暖房用熱交換
器に送風されるため、室外空気をダクト内に導入して暖
房運転を行う場合より暖房性能が向上する。また、第2
空気流路が選択された場合は、駆動部内の温度より高い
温度を有する室外空気がダクト内に導入されて暖房用熱
交換器に送風される。
【0007】
【実施例】次に、本発明の電気自動車用空気調和装置の
一実施例を図1ないし図6を基に説明する。図1は外気
ダクトの取付け構造を示す断面図、図2は電気自動車用
空気調和装置の全体模式図である。本実施例の電気自動
車用空気調和装置1は、図2に示すように、車室内に送
風空気を導くダクト2、このダクト2内に空気を導入し
て車室内へ送る第1送風機3と第2送風機4、ヒートポ
ンプ式冷凍サイクル5(図3参照・以下冷凍サイクル5
と略す)、およびエアコン制御装置6(図4参照)を備
える。ダクト2の下流端には、車室内に開口するデフロ
スタ吹出口7、フェイス吹出口8、サイドフェイス吹出
口9、フット吹出口10にそれぞれ送風空気を導くため
の各分岐ダクト2a、2b、2c、2dが接続されてい
る。デフロスタ吹出口7、フェイス吹出口8、フット吹
出口10に通じる各分岐ダクト2a、2b、2dは、選
択された吹出口モードに応じて作動するデフロスタダン
パ7a、フェイスダンパ8a、フットダンパ10aによ
りそれぞれ開閉される。第1送風機3と第2送風機4
は、ダクト2の上流端に並列に設置されている。第1送
風機3は、内気を導入する内気導入口11、外気を導入
する外気導入口12、および内気導入口11と外気導入
口12とを切り替える内外気切替ダンパ13から成る内
外気切替手段を備える。第2送風機4は、常に内気のみ
を吸引するもので、内気導入口14を備える。
【0008】内外気切替手段の外気導入口12には、車
室外より外気を取り入れてダクト2内に導入するための
外気ダクト15が接続されている。この外気ダクト15
は、先端開口部15aが車室外に開口されるとともに、
図1に示すように、ダクト途中で、車両走行用の駆動モ
ータ(図示しない)を収容する駆動部内16(ガソリン
車のエンジンルームに相当する所で、例えばボンネット
内部)と連通されている。外気ダクト15内には、駆動
部内16から外気導入口12に至る第1空気流路(図2
に実線矢印で示す)と先端開口部15aから外気導入口
12に至る第2空気流路(図2に破線矢印で示す)とを
切り替えるための切替ダンパ17が設けられている。こ
の切替ダンパ17は、エアコン制御装置6によって制御
されるもので、第1空気流路を閉じる位置(図1に実線
で示す位置)と第2空気流路を閉じる位置(図1に破線
で示す位置)との間で切り替えられる。従って、外気モ
ード(内外気切替ダンパ13が内気導入口11を閉じ
る)が選択された場合は、切替ダンパ17が第1空気流
路を閉じることで、外気ダクト15の先端開口部15a
より取り入れられた外気が外気ダクト15を通ってダク
ト2内に導入され、切替ダンパ17が第2空気流路を閉
じることで、駆動部内16の空気が外気ダクト15を通
ってダクト2内に導入されることになる。
【0009】ダクト2内には、ダクト2内を流れる空気
を冷却する冷房用熱交換器18と、この冷房用熱交換器
18の下流で、通過する空気を加熱する暖房用熱交換器
19が配置されている。また、ダクト2内には、暖房用
熱交換器19を迂回するバイパス路20が設けられ、こ
のバイパス路20にバイパス路20の開度を調節するク
ールダンパ21が設けられている。なお、冷房用熱交換
器18は、ダクト2内を流れる送風空気が全て冷房用熱
交換器18を通過できる様に、ダクト2内の全域に亘っ
て配されている。ダクト2内の冷房用熱交換器18の上
流には、各送風機3、4から冷房用熱交換器18に至る
まで、第1送風機3および第2送風機4より吹き出され
た空気を分けて冷房用熱交換器18を通過させるための
第1仕切壁22が設けられている。ダクト2内の冷房用
熱交換器18の下流には、冷房用熱交換器18を通過し
た空気の一部が暖房用熱交換器19を通過する様にダク
ト2内を仕切る第2仕切壁23が設けられている。この
第2仕切壁23は、暖房用熱交換器19の下流側まで設
けられ、その第2仕切壁23の下流には、開閉ダンパ2
4が設けられている。この開閉ダンパ24は、ダクト2
内で第2仕切壁23の両側に形成される風路を連通可能
とするもので、フェイスモード時あるいはデフロスタモ
ード時に開くように設けられている。なお、暖房用熱交
換器19は、第2仕切壁23を貫通した状態でダクト2
内に配置されている。
【0010】冷凍サイクル5は、図3に示すように、前
記冷房用熱交換器18および暖房用熱交換器19の他
に、冷媒圧縮機25、室外熱交換器26、減圧装置2
7、アキュムレータ28、および流路切替手段(後述す
る)を備える。冷房用熱交換器18は、冷媒蒸発器の機
能を果たすもので、通過する空気を低温、低圧の冷媒と
の熱交換によって冷却する。暖房用熱交換器19は、冷
媒凝縮器の機能を果たすもので、通過する空気を高温、
高圧の冷媒との熱交換によって加熱する。冷媒圧縮機2
5は、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行うもので、電動モー
タ29により駆動される。この冷媒圧縮機25は、電動
モータ29と一体的に密封ケース30内に配置されてい
る。冷媒圧縮機25を駆動する電動モータ29は、イン
バータ31による制御によって回転速度が可変するもの
で、電動モータ29の回転速度の変化によって冷媒圧縮
機25の冷媒吐出量が変化する。室外熱交換器26は、
ダクト2の外部に配置されて、外気と冷媒との熱交換を
行うもので、室外熱交換器26に送風する室外ファン3
2および外気シャッタ33を備える。減圧装置27は、
冷房用熱交換器18へ流入する冷媒を減圧膨脹するもの
で、例えば、除湿運転時に暖房用熱交換器19のスーパ
ークール量を調節するように設けられている。アキュム
レータ28は、冷凍サイクル5内の過剰冷媒を一時蓄え
るとともに、冷媒圧縮機25が液冷媒を吸引するのを防
止するために、気相冷媒のみを送り出す。
【0011】流路切替手段は、冷房運転時、暖房運転
時、除湿運転時で冷媒の流れ方向を切り替えるもので、
具体的には、冷媒圧縮機25の吐出方向を切り替える四
方弁34、暖房運転時に冷房用熱交換器18をバイパス
させる電磁開閉弁35、冷房運転時に暖房用熱交換器1
9をバイパスさせる電磁三方弁36、および冷媒の流れ
方向を規制する逆止弁37より成る。この流路切替手段
は、冷房運転時、暖房運転時、除湿運転時に応じて冷媒
の流れを次の様に切り替える。
a)冷房運転時
冷媒圧縮機25より吐出された冷媒が、四方弁34→室
外熱交換器26→暖房用熱交換器19をバイパスして減
圧装置27→冷房用熱交換器18→四方弁34→アキュ
ムレータ28→冷媒圧縮機25の順に流れる様に切り替
える(冷媒の流れを図中矢印Cで示す)。
b)暖房運転時
冷媒圧縮機25より吐出された冷媒が、四方弁34→暖
房用熱交換器19→減圧装置27→冷房用熱交換器18
をバイパスして室外熱交換器26(室外ファン32O
N、外気シャッタ33開)→四方弁34→アキュムレー
タ28→冷媒圧縮機25の順に流れる様に切り替える
(冷媒の流れを図中矢印Hで示す)。
c)除湿運転時
冷媒圧縮機25より吐出された冷媒が、四方弁34→暖
房用熱交換器19→減圧装置27→冷房用熱交換器18
→室外熱交換器26(室外ファン32OFF、外気シャ
ッタ33閉)→四方弁34→アキュムレータ28→冷媒
圧縮機25の順に流れる様に切り替える(冷媒の流れを
図中矢印Dで示す)。
【0012】エアコン制御装置6(図4参照)は、RO
M6a、RAM6b、CPU6c等から構成されるマイ
クロコンピュータで、エアコン操作パネル38から出力
される操作信号および各センサ(後述する)からの検出
信号に基づいて、第1送風機3、第2送風機4、電動モ
ータ29のインバータ31、室外ファン32、四方弁3
4、電磁開閉弁35、電磁三方弁36、各ダンパ7a、
8a、10a、13、17、21、24および外気シャ
ッタ33を駆動するアクチュエータ(図示しない)等の
電気部品を通電制御する。センサは、車室内温度Trを
検出する内気センサ39、外気温Tamを検出する外気セ
ンサ40、日射量Tsを検出する日射センサ41、車速
Hを検出する車速センサ42等を備える(図4参照)。
エアコン操作パネル38には、乗員の希望する室内温度
を設定する温度設定手段43、車室内を温度設定手段4
3で設定された温度に保つように上記各電気部品の自動
制御をエアコン制御装置6に指令するオートスイッチ4
4、各吹出口7〜10を選択するための吹出口モードス
イッチ45、内気モードと外気モードを指定する内外気
モードスイッチ46、および各送風機3、4の送風量を
調節するファンスイッチ47等が設けられている(図4
参照)。
【0013】次に、切替ダンパ17を制御するエアコン
制御装置6の作動を図5に示すフローチャートを基に説
明する。なお、以下の作動は、オートスイッチ44がオ
ンされた状態で、外気モードが設定された場合の制御で
ある。初めに、外気センサ40、車速センサ42で検知
された外気温Tam、車速Hが入力される(ステップ10
0)。つぎに、ステップ100で得られた情報(外気温
Tam、車速H)より、あらかじめROM6aに記憶され
たデータを基に駆動部内16の温度Tgを算出する(ス
テップ110)。なお、ROM6aには、車速毎の外気
温Tamと駆動部内16の温度Tgとの関係を示すデータ
(図6参照)が記憶されている。つぎに、車両の熱バラ
ンスに対して、次式で算出される目標吹出温度TAO
と現在の車室内温度Trとの差により、必要熱量Qaoを
下記の式に基づいて算出し(ステップ120)、その
必要熱量Qaoから暖房が必要か冷房が必要かを判定する
(ステップ130)。
【0014】
【数1】
TAO=Kset ・Tset −Kr・Tr−Kam・Tam−Ks・Ts+C……
なお、Kset :温度設定定数、Kr:内気温度定数、T
set :外気温度定数、Ks:日射定数、C:補正定数で
ある。
【数2】
Qao=Cp・γ・Va×(TAO−Tr)
=Cp・γ・Va×{Kset ・Tset −(Kr+1)×Tr
−Kam・Tam−Ks・Ts+C}………………………………………
なお、Cp:空気の定圧比熱、γ:空気の比重量、V
a:風量である。
【0015】ステップ130で冷房が必要と判定された
場合は、第1空気流路を閉じるように切替ダンパ17を
制御する(ステップ150)。これにより、外気ダクト
15の先端開口部15aより取り入れられた外気が、外
気ダクト15を通って外気導入口12よりダクト2内に
導入される。
【0016】また、ステップ130で暖房が必要と判定
された場合は、ステップ140で外気温Tamと駆動部内
16の温度Tgとの比較を行い、外気温Tamの方が駆動
部内16の温度Tgより高い場合(YES)は、第1空
気流路を閉じるように切替ダンパ17を制御する(ステ
ップ150)。これにより、外気ダクト15の先端開口
部15aより取り入れられた外気が、外気ダクト15を
通って外気導入口12よりダクト2内に導入される。ス
テップ140の判定で、駆動部内16の温度Tgの方が
外気温Tamより高い場合(NO)は、第2空気流路を閉
じるように切替ダンパ17を制御する(ステップ16
0)。これにより、駆動部内16の空気が外気ダクト1
5を通って外気導入口12よりダクト2内に導入され
る。以上の結果、暖房運転時には、外気温Tamより駆動
部内16の温度Tgの方が高い場合は、温度の高い駆動
部内16の空気をダクト2内に導入することで、暖房効
率が高まり、暖房不足を解消することができる。
【0017】なお、本実施例では、第1送風機3と第2
送風機4をそれぞれ独立に設置したが、第1送風機3と
第2送風機4のモータを共通化することも可能である。
あるいは、第1送風機3と第2送風機4のモータとファ
ンとを共通化しても良い。また、上述の実施例では、外
気温と駆動部内16の温度の両方に基づいて内外気切替
ダンパ13の作動を制御しているが、駆動部内16の温
度は外気温と相関関係があるので、外気温のみに基づい
て内外気切替ダンパ13の作動を制御するようにしても
良い。
【0018】
【発明の効果】本発明の電気自動車用空気調和装置は、
外気温より駆動部内の温度の方が高い場合は、温度の高
い駆動部内の空気をダクト内に導入して暖房用熱交換器
に送風することにより、暖房効率を高めて、外気温が低
い時の暖房不足を解消することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner for an electric vehicle employing a heat pump refrigeration cycle. 2. Description of the Related Art In an electric vehicle having no internal combustion engine, since a sufficient heat source for heating cannot be secured, a cooling operation and a heating operation are performed by switching a flow direction of a refrigerant circulating in a refrigeration cycle. A heat pump type air conditioner is used. [0003] However, in the above-described heat pump type air conditioner, as the temperature of the outside air decreases, the amount of heat absorbed from the outside air decreases. Therefore, the pressure (low pressure) of the outdoor heat exchanger is reduced. And the refrigerant flow rate circulating through the cycle is significantly reduced. As a result, at the time of the heating operation, there is a problem that the blowing temperature of the hot air obtained by the indoor heat exchanger is reduced and the heating capacity is insufficient. An electric vehicle includes a drive motor (motor) corresponding to an engine of a gasoline vehicle. Therefore, in summer when the outside air temperature is high (for example, about 40 ° C.), the inside of the drive unit that accommodates the drive motor is not heated by the heat generated by the drive motor.
The temperature rises to about 0 ° C. For this reason, in summer, heat is required from fans. Further, even in winter when the outside air temperature is low (for example, about -10 ° C.), the temperature inside the drive unit reaches about 7 to 10 ° C. due to heat generation of the drive motor, and the temperature field is sufficiently higher than the outside air temperature. . For this reason,
When performing heating operation in the outside air mode in winter when the outside air temperature is low, the lack of heating capacity due to a decrease in the amount of heat absorbed from the outside air is taken by taking in the exhaust heat in the drive unit, which is a temperature field higher than the outside air temperature. It is possible to make up for it. The present invention has been made by paying attention to the exhaust heat in the drive unit, and its object is to use the exhaust heat in the drive unit in an air conditioner for an electric vehicle employing a heat pump refrigeration cycle,
The purpose is to improve the heating performance. [0005] In order to achieve the above object, the present invention provides a duct for guiding blast air into a passenger compartment, and a blast means for introducing air into the duct and sending the air into the passenger compartment. A heat pump refrigeration cycle arranged in the duct and having a heating heat exchanger for heating air passing therethrough by heat exchange with the refrigerant, wherein a flow direction of the refrigerant is switched according to an air conditioning mode; Provided at the upstream end of the duct, an inside air introduction port for introducing room air into the duct, an outside air introduction port for introducing outside air into the duct, and an introduction air ratio between the inside air introduction port and the outside air introduction port. An inside / outside air switching means having an inside / outside air switching damper to be adjusted, and a drive unit accommodating a drive motor for traveling communicated with the inside of the duct via the outside air introduction port, and opened outside the vehicle compartment. A communication path having an opening, and a switching means for switching between a first air flow path from inside the drive section to the outside air introduction port and a second air flow path from the opening section to the outside air introduction port within the communication path. And the outside air temperature detection hand that detects the outside air temperature
Stage and temperature detection in the drive unit for detecting the temperature in the drive unit
Means, the temperature detected by the outside air temperature detecting means, and the drive unit
Determine which is higher than the temperature detected by the internal temperature detector
Temperature judging means, in case of outside air mode and heating mode
The detected temperature of the one determined to be higher by the temperature determination means
Control means for controlling the operation of the switching means so that the air having the flow rate is introduced into the duct . In the air conditioner for an electric vehicle according to the present invention having the above-described structure, when the inside / outside air switching damper opens the outside air introduction port (outside air mode), the switching means includes the first air passage and the second air passage. Switch between air flow path. That is, when the first air flow path is selected, the second air flow path is shut off, and when the second air flow path is selected, the first air flow path is shut off. Therefore, when the first air flow path is selected, the air in the drive section is introduced into the duct through the communication path, and when the second air flow path is selected, the outdoor air directly taken in from the opening is provided. Air will be introduced into the duct through the communication passage. Control means is for controlling the operation of the switching means based on the temperature of the outer air temperature and the drive unit, if better temperature in the drive unit from the outside air temperature is high, switching to select the first air passage Controls the operation of the means and controls the temperature in the drive
If the outside air temperature is higher, select the second air flow path
The operation of the switching means is controlled as described above. As a result, when the first air passage is selected, having a temperature higher than the outside air temperature
Since the air in the drive unit is introduced into the duct and blown to the heating heat exchanger, the heating performance is improved as compared with the case where the outdoor air is introduced into the duct to perform the heating operation. Also, the second
If the air flow path is selected, it is higher than the temperature in the drive
Outdoor air having a temperature is introduced into the duct to generate heat for heating.
It is sent to the exchanger. Next, an embodiment of an air conditioner for an electric vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an external air duct mounting structure, and FIG. 2 is an overall schematic diagram of an air conditioner for an electric vehicle. As shown in FIG. 2, the air conditioner 1 for an electric vehicle according to the present embodiment includes a duct 2 that guides blast air into a vehicle interior, a first blower 3 that introduces air into the duct 2 and sends the air into the vehicle interior. 2 Blower 4, heat pump refrigeration cycle 5 (see FIG. 3, hereinafter refrigeration cycle 5)
), And an air conditioner control device 6 (see FIG. 4). At the downstream end of the duct 2, branch ducts 2 a, 2 b, 2 c for guiding blast air to a defroster outlet 7, a face outlet 8, a side face outlet 9, and a foot outlet 10 which open into the passenger compartment, respectively. 2d is connected. The branch ducts 2a, 2b, 2d communicating with the defroster outlet 7, the face outlet 8, and the foot outlet 10 are respectively opened and closed by a defroster damper 7a, a face damper 8a, and a foot damper 10a that operate according to the selected outlet mode. Is done. First blower 3 and second blower 4
Are installed in parallel at the upstream end of the duct 2. The first blower 3 includes inside / outside air switching means including an inside air introduction port 11 for introducing inside air, an outside air introduction port 12 for introducing outside air, and an inside / outside air switching damper 13 for switching between the inside air introduction port 11 and the outside air introduction port 12. . The second blower 4 always sucks only inside air, and includes an inside air inlet 14. An outside air duct 15 for taking in outside air from outside the vehicle compartment and introducing it into the duct 2 is connected to the outside air inlet 12 of the inside / outside air switching means. This outside air duct 15
The tip opening 15a is opened outside the vehicle compartment,
As shown in FIG. 1, in the middle of the duct, the inside of the drive unit 16 (which corresponds to the engine room of a gasoline vehicle, for example, the inside of a hood) that accommodates a drive motor (not shown) for driving the vehicle communicates. In the outside air duct 15, a first air passage ( FIG. 2) from the inside of the drive unit 16 to the outside air inlet 12 is provided .
A switching damper 17 is provided for switching between a second air flow path (indicated by a dashed arrow in FIG. 2 ) and a second air flow path (indicated by a dashed arrow in FIG. 2 ) from the tip opening 15a to the outside air inlet 12. The switching damper 17 is controlled by the air conditioner control device 6, and closes the first air flow path (the position indicated by the solid line in FIG. 1) and the second air flow path (the broken line in FIG. 1). Position). Therefore, when the outside air mode (the inside / outside air switching damper 13 closes the inside air introduction port 11) is selected, the switching damper 17 closes the first air flow path, so that the tip opening 15a of the outside air duct 15 is opened.
The outside air that has been taken in is introduced into the duct 2 through the outside air duct 15, and the switching damper 17 closes the second air passage, so that the air in the drive unit 16 is introduced into the duct 2 through the outside air duct 15. Will be done. A cooling heat exchanger 18 for cooling air flowing through the duct 2 and a heating heat exchanger 19 for heating the passing air downstream of the cooling heat exchanger 18 are provided in the duct 2. Are located. In the duct 2, a bypass 20 bypassing the heating heat exchanger 19 is provided, and a cool damper 21 for adjusting the opening degree of the bypass 20 is provided in the bypass 20. The cooling heat exchanger 18 is provided over the entire area of the duct 2 so that all of the blast air flowing in the duct 2 can pass through the cooling heat exchanger 18. Upstream of the cooling heat exchanger 18 in the duct 2, the air blown from the first blower 3 and the second blower 4 is divided from the blowers 3 and 4 to the cooling heat exchanger 18 for cooling. A first partition wall 22 for passing the heat exchanger 18 is provided. Downstream of the cooling heat exchanger 18 in the duct 2, a second partition wall 23 that partitions the inside of the duct 2 so that part of the air that has passed through the cooling heat exchanger 18 passes through the heating heat exchanger 19. Is provided. The second partition wall 23 is provided to the downstream side of the heating heat exchanger 19, and the opening and closing damper 2 is provided downstream of the second partition wall 23.
4 are provided. The opening / closing damper 24 is connected to the duct 2
The air passages formed on both sides of the second partition wall 23 can communicate with each other, and are provided to open in a face mode or a defroster mode. The heat exchanger 19 for heating is connected to the duct 2 while passing through the second partition wall 23.
Is located within. As shown in FIG. 3, in addition to the cooling heat exchanger 18 and the heating heat exchanger 19, the refrigeration cycle 5 includes a refrigerant compressor 25, an outdoor heat exchanger 26, and a decompression device 2.
7, an accumulator 28, and a flow path switching means (described later). The cooling heat exchanger 18 functions as a refrigerant evaporator, and cools the passing air by heat exchange with a low-temperature, low-pressure refrigerant. The heating heat exchanger 19 performs the function of a refrigerant condenser, and heats the passing air to a high temperature.
Heating by heat exchange with high pressure refrigerant. Refrigerant compressor 2
Numeral 5 performs suction, compression and discharge of the refrigerant, and is driven by the electric motor 29. This refrigerant compressor 25 is disposed in a sealed case 30 integrally with the electric motor 29. The rotation speed of the electric motor 29 that drives the refrigerant compressor 25 is variable under the control of the inverter 31, and the refrigerant discharge amount of the refrigerant compressor 25 changes according to the change in the rotation speed of the electric motor 29. The outdoor heat exchanger 26 is
An outdoor fan 3 which is disposed outside the duct 2 and exchanges heat between the outside air and the refrigerant and blows air to the outdoor heat exchanger 26
2 and an outside air shutter 33. The decompression device 27
The refrigerant flowing into the cooling heat exchanger 18 is decompressed and expanded, and is provided, for example, so as to adjust the supercool amount of the heating heat exchanger 19 during the dehumidifying operation. The accumulator 28 temporarily stores the excess refrigerant in the refrigeration cycle 5 and sends out only the gas-phase refrigerant in order to prevent the refrigerant compressor 25 from sucking the liquid refrigerant. The flow path switching means switches the flow direction of the refrigerant during a cooling operation, a heating operation, and a dehumidifying operation.
Specifically, a four-way valve 34 for switching the discharge direction of the refrigerant compressor 25, an electromagnetic on-off valve 35 for bypassing the cooling heat exchanger 18 during the heating operation, and the heating heat exchanger 1 during the cooling operation
It comprises an electromagnetic three-way valve 36 for bypassing the valve 9 and a check valve 37 for regulating the flow direction of the refrigerant. The flow path switching means switches the flow of the refrigerant in the following manner according to the cooling operation, the heating operation, and the dehumidifying operation. a) Refrigerant discharged from the refrigerant compressor 25 during the cooling operation is bypassed by the four-way valve 34 → the outdoor heat exchanger 26 → the heating heat exchanger 19, and the pressure reducing device 27 → the cooling heat exchanger 18 → the four-way valve 34. The flow is switched so as to flow from the accumulator 28 to the refrigerant compressor 25 (the flow of the refrigerant is indicated by an arrow C in the figure). b) The refrigerant discharged from the refrigerant compressor 25 at the time of the heating operation is a four-way valve 34 → the heat exchanger 19 for heating → the pressure reducing device 27 → the heat exchanger 18 for cooling.
The outdoor heat exchanger 26 (outdoor fan 32O)
N, the outside air shutter 33 is opened) → the four-way valve 34 → the accumulator 28 → the refrigerant compressor 25 is switched to flow in this order (the flow of the refrigerant is indicated by an arrow H in the figure). c) The refrigerant discharged from the refrigerant compressor 25 at the time of the dehumidification operation is a four-way valve 34 → the heat exchanger 19 for heating → the pressure reducing device 27 → the heat exchanger 18 for cooling.
→ The outdoor heat exchanger 26 (the outdoor fan 32 is turned off, the outdoor air shutter 33 is closed) → the four-way valve 34 → the accumulator 28 → the refrigerant compressor 25 is switched to flow in this order (the flow of the refrigerant is indicated by an arrow D in the figure). The air conditioner control device 6 (see FIG. 4)
A microcomputer including an M6a, a RAM 6b, a CPU 6c, and the like, based on an operation signal output from an air conditioner operation panel 38 and a detection signal from each sensor (described later), a first blower 3, a second blower 4, Inverter 31, outdoor fan 32, four-way valve 3 of motor 29
4, electromagnetic on-off valve 35, electromagnetic three-way valve 36, each damper 7a,
8a, 10a, 13, 17, 21, and 24 and an electric component such as an actuator (not shown) for driving the outside air shutter 33 are energized. The sensors include an inside air sensor 39 for detecting a vehicle interior temperature Tr, an outside air sensor 40 for detecting an outside air temperature Tam, a solar radiation sensor 41 for detecting an amount of solar radiation Ts, a vehicle speed sensor 42 for detecting a vehicle speed H, and the like (see FIG. 4). .
The air conditioner operation panel 38 includes a temperature setting means 43 for setting the room temperature desired by the occupant,
An auto switch 4 for instructing the air conditioner control device 6 to automatically control the electric components so as to maintain the temperature set at 3
4, an outlet mode switch 45 for selecting each of the outlets 7 to 10, an inside / outside air mode switch 46 for designating an inside air mode and an outside air mode, and a fan switch 47 for adjusting the air volume of each of the blowers 3 and 4. (Fig. 4
reference). Next, the operation of the air conditioner control device 6 for controlling the switching damper 17 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The following operation is control when the outside air mode is set with the auto switch 44 turned on. First, the outside temperature Tam and the vehicle speed H detected by the outside air sensor 40 and the vehicle speed sensor 42 are input (step 10).
0). Next, from the information (outside temperature Tam, vehicle speed H) obtained in step 100, the temperature Tg of the drive unit 16 is calculated based on the data stored in the ROM 6a in advance (step 110). The ROM 6a stores data (see FIG. 6) indicating the relationship between the outside air temperature Tam for each vehicle speed and the temperature Tg of the drive unit 16. Next, with respect to the heat balance of the vehicle, the target outlet temperature TAO calculated by the following equation:
The required heat amount Qao is calculated based on the difference between the current heat amount and the current vehicle interior temperature Tr based on the following equation (step 120), and it is determined from the required heat amount Qao whether heating or cooling is required (step 130). TAO = Kset · Tset−Kr · Tr−Kam · Tam−Ks · Ts + C where Kset: temperature setting constant, Kr: inside air temperature constant, T
set: outside air temperature constant, Ks: solar radiation constant, C: correction constant. ## EQU2 ## Qao = Cp.gamma.Va.times. (TAO-Tr) = Cp.gamma..Va.times. {Kset.Tset- (Kr + 1) .times.Tr-Kam.Tam-Ks.Ts + C}... ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ·························
a: Air volume. If it is determined in step 130 that cooling is necessary, the switching damper 17 is controlled so as to close the first air passage (step 150). As a result, the outside air taken in from the distal end opening 15a of the outside air duct 15 passes through the outside air duct 15 and is introduced into the duct 2 from the outside air inlet 12. If it is determined in step 130 that heating is necessary, step 140 compares the outside air temperature Tam with the temperature Tg of the inside of the drive unit 16, and the outside air temperature Tam is higher than the temperature Tg of the inside of the drive unit 16. If it is higher (YES), the switching damper 17 is controlled so as to close the first air flow path (step 150). As a result, the outside air taken in from the distal end opening 15a of the outside air duct 15 passes through the outside air duct 15 and is introduced into the duct 2 from the outside air inlet 12. If it is determined in step 140 that the temperature Tg of the drive unit 16 is higher than the outside air temperature Tam (NO), the switching damper 17 is controlled so as to close the second air flow path (step 16).
0). As a result, the air in the drive unit 16 is
5 and is introduced into the duct 2 from the outside air inlet 12. As a result, during the heating operation, if the temperature Tg of the drive unit 16 is higher than the outside temperature Tam, the air in the drive unit 16 having a higher temperature is introduced into the duct 2 to increase the heating efficiency and insufficient heating. Can be eliminated. In this embodiment, the first blower 3 and the second blower 3
Although the blowers 4 are installed independently of each other, the motors of the first blower 3 and the second blower 4 can be shared.
Alternatively, the motor and the fan of the first blower 3 and the second blower 4 may be shared. Further, in the above-described embodiment, the operation of the inside / outside air switching damper 13 is controlled based on both the outside air temperature and the temperature of the inside of the drive unit 16. However, since the temperature of the inside of the drive unit 16 has a correlation with the outside air temperature, The operation of the inside / outside air switching damper 13 may be controlled based on only the outside air temperature. The air conditioner for an electric vehicle according to the present invention has the following features.
When the temperature inside the drive unit is higher than the outside air temperature, the air in the drive unit with the higher temperature is introduced into the duct and blown to the heating heat exchanger to increase the heating efficiency and reduce the temperature when the outside temperature is low. The lack of heating can be eliminated.
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る外気ダクトの取付け構造を示す
断面図である。
【図2】電気自動車用空気調和装置の全体模式図であ
る。
【図3】電気自動車用空気調和装置の冷凍サイクル図で
ある。
【図4】本実施例の制御に係るブロック図である。
【図5】エアコン制御装置の作動を示すフローチャート
である。
【図6】車速、外気温、駆動部内温度の関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 電気自動車用空気調和装置
2 ダクト
3 第1送風機(送風手段)
5 ヒートポンプ式冷凍サイクル
6 エアコン制御装置(制御装置)
11 内気導入口
12 外気導入口
13 内外気切替ダンパ
15 外気ダクト(連通路)
15a先端開口部(開口部)
16 駆動部内
17 切替ダンパ(切替手段)
19 暖房用熱交換器BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing an external air duct mounting structure according to the present embodiment. FIG. 2 is an overall schematic diagram of an air conditioner for an electric vehicle. FIG. 3 is a refrigeration cycle diagram of the air conditioner for an electric vehicle. FIG. 4 is a block diagram related to control of the present embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the air conditioner control device. FIG. 6 is a graph showing a relationship among a vehicle speed, an outside air temperature, and a temperature inside a driving unit. [Description of Signs] 1 Air conditioner for electric vehicle 2 Duct 3 First blower (blower means) 5 Heat pump refrigeration cycle 6 Air conditioner controller (controller) 11 Inside air inlet 12 Outside air inlet 13 Inside / outside air switching damper 15 Outside air Duct (communication passage) 15a Tip opening (opening) 16 Inside drive unit 17 Switching damper (switching means) 19 Heat exchanger for heating
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−155827(JP,A) 特開 平5−4511(JP,A) 実開 昭56−43612(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/00 - 3/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-155827 (JP, A) JP-A-5-4511 (JP, A) Jikai Sho 56-43612 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) B60H 1/00-3/06
Claims (1)
風手段と、 c)前記ダクト内に配されて、冷媒との熱交換によって
通過する空気を加熱する暖房用熱交換器を有し、空調モ
ードに応じて冷媒の流れ方向が切り替えられるヒートポ
ンプ式冷凍サイクルと、 d)前記ダクトの上流端に設けられて、前記ダクト内に
室内空気を導入する内気導入口、前記ダクト内に室外空
気を導入する外気導入口、および前記内気導入口と前記
外気導入口の導入空気割合を調節する内外気切替ダンパ
を有する内外気切替手段と、 e)前記外気導入口を介して、走行用の駆動モータを収
容する駆動部内と前記ダクト内とを連通するとともに、
車室外に開口する開口部を有する連通路と、 f)この連通路内で、前記駆動部内から前記外気導入口
に至る第1空気流路と前記開口部から前記外気導入口に
至る第2空気流路とを切り替える切替手段と、 g)外気温度を検出する外気温度検出手段と、 h)前記駆動部内の温度を検出する駆動部内温度検出手
段と、 i)前記外気温度検出手段の検出温度と前記駆動部内温
度検出手段の検出温度との何方が高いかを判定する温度
判定手段と、 j)外気モードで且つ暖房モードの場合に、前記温度判
定手段で高いと判定された方の検出温度を有する空気が
前記ダクト内に導入されるように 前記切替手段の作動を
制御する制御手段とを備えた電気自動車用空気調和装
置。(57) [Claims 1] a) a duct for guiding blast air into a vehicle compartment; b) a blast means for introducing air into the duct and transmitting the air into the vehicle compartment; and c) the duct. A heat pump refrigeration cycle having a heating heat exchanger that heats air passing therethrough by heat exchange with the refrigerant, wherein the flow direction of the refrigerant is switched according to an air conditioning mode; and An indoor air inlet for introducing room air into the duct, an outside air inlet for introducing outdoor air into the duct, and a ratio of air introduced between the inside air inlet and the outside air inlet are provided at an upstream end. E) an inside / outside air switching means having an inside / outside air switching damper, and e) communicating between the inside of the duct and the inside of the drive unit accommodating the driving motor for traveling via the outside air introduction port.
A communication passage having an opening that opens outside the vehicle compartment; f) a first air flow path from inside the driving section to the outside air introduction port and a second air from the opening section to the outside air introduction port in the communication passage. Switching means for switching between the flow path; g) an outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature; h) a temperature detecting means in the driving section for detecting a temperature in the driving section.
And i) a temperature detected by the outside air temperature detecting means and an internal temperature of the driving unit.
Temperature to determine which is higher than the temperature detected by the temperature detection means
J) determining means for determining the temperature in the outside air mode and the heating mode;
The air with the detected temperature determined to be higher by the
Control means for controlling the operation of the switching means so as to be introduced into the duct .
Priority Applications (1)
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- 1993-03-05 JP JP04532893A patent/JP3446231B2/en not_active Expired - Fee Related
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