CN108349349A - 车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

车辆用空调装置具备制冷循环装置(1)、加热器芯(34)、冷风旁通通路(16)、风量比例调节部(17)以及辅助热交换器(4)。加热器芯配置于蒸发器(7)的空气流下游侧的加热用通路(15)。辅助热交换器设置于制冷循环装置，通过热交换使从冷凝器(3)流出并流入蒸发器前的制冷剂进行焓变化。蒸发器具有储蓄冷热的蓄热部(7e)，在压缩机(2)工作时，在蓄热部蓄冷，在压缩机停止时，从蓄冷部放冷。辅助热交换器配置于蒸发器的空气流下游侧且加热器芯的空气流上游侧。辅助热交换器使由冷凝器冷凝后且由蒸发器蒸发前的液相的制冷剂通过与由蒸发器冷却后且由加热器芯加热前的空气的热交换而进行焓变化。

Description

车辆用空调装置

本申请基于2015年11月3日申请的日本专利申请2015-216219及2016年9月28日申请的日本专利申请2016-189725，其公开内容通过参照编入本申请。

技术领域

本发明涉及能够由设置于空气流下游侧的加热器芯对由设置于空调管道内的蒸发器冷却后的空气进行加热的车辆用空调装置。

背景技术

在以往，已知在由加热器芯对由蒸发器冷却后的空气进行加热来进行空调风的温度调节的车辆用空调装置中，进行提高基于蒸发器的制冷剂的冷却温度而实现压缩机的省动力化的经济控制(例如参照专利文献1)。

另外，在车辆用空调装置中，通过行驶用发动机来驱动制冷循环装置的压缩机。因此，若进行在车辆临时停车期间使发动机停止的怠速停止，则制冷循环装置停止。已知在这样的怠速停止时，为了提供限定的制冷，在制冷循环装置的蒸发器附加储蓄冷热的蓄冷材料(例如参照专利文献2)。在这样的带有蓄冷功能的蒸发器中，在发动机停止时能够通过储蓄于蓄冷材料的冷热来冷却送风空气，能够使发动机停止时间变长。

在使用专利文献2所述的带有蓄冷功能的蒸发器的情况下，使基于蒸发器的制冷剂的冷却温度下降能够使蓄冷材料的凝固结束时间变短，能够达成作为带蓄冷功能的蒸发器所谋求的基本特性的短时间蓄冷。因此，专利文献1所述的经济控制所要求的制冷剂的冷却温度与专利文献2所述的带蓄冷功能的蒸发器所要求的制冷剂的冷却温度相反而有无法兼顾的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-257715号公报

专利文献2：日本特开2010-91250号公报

发明内容

本发明鉴于上述问题点而作出，其目的在于提供一种车辆用空调装置，在具备带蓄冷功能的蒸发器的车辆用空调装置中，能够实现车辆的省动力化。

本发明的一方式的车辆用空调装置具备制冷循环装置、加热器芯、冷风旁通通路、风量比例调节部以及辅助热交换器。制冷循环装置具有空调管道、压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器。空调管道供向车室内吹出的空气流通。压缩机压缩并排出所吸入的制冷剂。冷凝器使压缩机排出的制冷剂通过与外气的热交换而冷凝。减压装置对由冷凝器冷凝后的液相的制冷剂进行减压。蒸发器配置于空调管道内，使在空调管道内流动的空气与由减压装置减压后的制冷剂进行热交换而对在空调管道内流动的空气进行冷却。加热器芯配置于在空调管道内的蒸发器的空气流下游侧形成的加热用通路，且使由蒸发器冷却后的空气与热介质的热交换而对由蒸发器冷却后的空气进行加热，该热介质从搭载于车辆的内燃机接受热而对发热设备进行冷却。冷风旁通通路形成于空调管道内的蒸发器的空气流下游侧，供空气绕过加热器芯而流通。风量比例调节部对通过加热用通路的空气与通过冷风旁通通路的空气的风量比例进行调节。辅助热交换器设置于制冷循环装置，通过热交换使从冷凝器流出并流入蒸发器前的制冷剂进行焓变化。压缩机由内燃机驱动。蒸发器具有储蓄冷热的蓄热部，在压缩机工作时，在蓄热部蓄冷，在压缩机停止时，从蓄冷部放冷。辅助热交换器配置于空调管道内的蒸发器的空气流下游侧且加热器芯的空气流上游侧。辅助热交换器使由冷凝器冷凝后且由蒸发器蒸发前的液相的制冷剂通过与由蒸发器冷却后且由加热器芯加热前的空气的热交换而进行焓变化。

由此，能够将基于带蓄冷功能的蒸发器的内燃机的省燃料效果与基于辅助热交换器的压缩机的省动力效果综合，蒸发器的目标冷却温度越低，能够越增大内燃机的省燃料效果。即，通过在通常效率变差的目标冷却温度较低的区域中使车辆用空调装置运转，从而能够兼顾蒸发器的蓄冷材料的短时间蓄冷和内燃机的省燃料效果。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的车辆用空调装置的概略结构的示意图。

图2是表示第一实施方式的蒸发器的概略结构的主视图。

图3是表示第一实施方式的制冷循环装置的制冷剂的状态的变化的莫利尔图。

图4是表示第一实施方式的车辆用空调装置的电气控制部的框图。

图5是表示第一实施方式的目标冷却温度TEO与蓄冷材料的凝固时间的关系的曲线图。

图6是表示第一实施方式的目标冷却温度TEO与发动机停止后的蒸发器的放冷时间及车辆的省燃料效果的关系的曲线图。

图7是表示第一实施方式的目标冷却温度TEO与过冷却用热交换器的放热量及过冷却量的关系的曲线图。

图8是表示第一实施方式的目标冷却温度TEO与压缩机的动力的关系的曲线图。

图9是表示第一实施方式的目标冷却温度TEO与省燃料效果的关系的曲线图。

图10是表示第一实施方式的外气温度与目标冷却温度TEO的关系的曲线图。

图11是表示第一实施方式的空调控制装置的主例程的流程图。

图12是表示基于第一实施方式的空调控制装置的目标冷却温度TEO的决定处理的流程图。

图13是表示第二实施方式的车辆用空调装置的概略结构的示意图。

图14是表示基于空调控制装置的目标冷却温度TEO的决定处理的变形例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的多个方式进行说明。在各方式中，有时对与在先前的方式中进行了说明的事项对应的部分标记相同的参照符号而省略重复说明。在仅对各方式中的结构的一部分进行说明的情况下，能够对结构的其他部分应用先前进行了说明的其他方式。不光能够将在各实施方式中具体明示的能够组合的部分彼此组合，只要不特别妨碍组合，即使未明示也能够部分地将实施方式彼此组合。

(第一实施方式)

关于应用了本发明的第一实施方式，参照图1～图12进行说明。

图1所示的车辆用空调装置100搭载于例如具备作为行驶用内燃机的发动机30的车辆，对车辆的室内进行空气调节。本实施方式的车辆进行在车辆临时停车期间使发动机停止的怠速停止控制。怠速停止控制是通过在车辆的停车时使发动机停止来实现省燃料化的控制。

发动机30是搭载于车辆的内燃机，是发热设备。搭载车辆用空调装置100的车辆也可以是例如除发动机30外还具备行驶用的电动马达的混合动力车辆。

如图1所示，车辆用空调装置100具备空调管道10、送风机14、制冷循环装置1、冷却水回路31及图4所示的空调控制装置50等。

空调管道10在内部形成引导向车室内吹出的空调空气的空气通路10a。空调管道10设置于车室内的前方附近。在空调管道10的空气流最上游侧形成有构成内外气切换箱的部分，即取入车室内的空气(以下也称为内气)的内气吸入口11及取入车室外的空气(以下也称为外气)的外气吸入口12。

内外气切换门13转动自如地设置于内气吸入口11及外气吸入口12的内侧。该内外气切换门13由伺服马达等促动器驱动，能够将吸入口模式切换成内气循环模式、外气导入模式等。内外气切换门13是内外气切换部。

在空调管道10的空气流最下游侧形成有构成吹出口切换箱的部分，即除霜开口部、面部开口部及脚部开口部。除霜开口部与除霜管道连接。在除霜管道的最下游端开口有主要向车辆的前窗玻璃的内表面吹出暖风的除霜吹出口18。面部开口部与面部管道连接。在面部管道的最下游端开口有主要向乘员的头胸部吹出冷风的面部吹出口19。进一步，脚部开口部与脚部管道连接。在脚部管道的最下游端开口有主要向乘员的脚边部吹出暖风的脚部吹出口20。

对各自的开口部进行开闭的除霜门21、面部门22、脚部门23转动自如地安装于各吹出口18、19、20的内侧。这些门21、22、23分别由伺服马达等促动器驱动。通过这些门21、22、23，能够将吹出口模式切换成面部模式、双层模式、脚部模式、脚部除霜模式或除霜模式的任意一个。除霜门21、面部门22及脚部门23是吹出模式切换部。

送风机14构成在空调管道10内产生空气流的送风部。送风机14具备马达14a、风扇14b，根据向马达14a施加的施加电压，决定马达14a的转速。基于来自空调控制装置50的控制信号来控制向马达14a施加的施加电压，从而控制送风机14的送风量。

在空调管道10内，在内外气切换箱与送风机14之间配置捕捉在空气通路10a流动的空气中的异物的过滤器部件10b。

制冷循环装置1构成为，利用制冷剂配管9将压缩机2、冷凝器3、过冷却用热交换器4、三通阀5、减压装置6及蒸发器7连接成环状。压缩机2压缩并排出所吸入的制冷剂。冷凝器3使从压缩机2排出的制冷剂通过与外气的热交换冷凝液化。

过冷却用热交换器4使由冷凝器3冷凝后的液相制冷剂与通过蒸发器7后的空气进行热交换，进一步对液相制冷剂进行冷却。通过过冷却用热交换器4的空气被制冷剂加热而温度上升。

三通阀5是将从压缩机2流出的制冷剂的流路选择地切换成过冷却用热交换器4和绕过过冷却用热交换器4的制冷剂旁通通路9a的制冷剂流路切换部。在通过过冷却用热交换器4来加热空气的情况下，成为通过三通阀5将制冷剂供给至过冷却用热交换器4的状态。另一方面，在使基于蒸发器7的空气的冷却能力发挥到最大限度的最大制冷控制时，通过三通阀5将制冷剂的流路切换成制冷剂旁通通路9a。由此，从压缩机2向过冷却用热交换器4的制冷剂的流入停止，能够抑制由过冷却用热交换器4吹出的空气温度上升。

减压装置6使由过冷却用热交换器4冷却后的液相制冷剂减压膨胀。蒸发器7使减压装置6所减压的制冷剂蒸发气化。减压装置6能够采用如下结构：具备感温部，该感温部具有根据从蒸发器7流出的制冷剂的温度与压力而位移的位移部件(例如隔膜)，根据该位移部件的位移并通过机械的机构来调整阀开度。

压缩机2例如设置于车辆的发动机室内，由发动机30的驱动力而驱动。若进行在车辆停车时使发动机停止的怠速停止控制，则压缩机2停止，制冷循环装置1停止。即，怠速停止控制也能够进行压缩机停止控制。

在本实施方式中，即使在怠速停止控制时，也能够进行车辆用空调装置100的运转。在怠速停止控制时，在压缩机2停止的状态下，空调风向车室内吹出。

冷凝器3设置于例如车辆的发动机室前方等容易接受车辆行驶时产生的行驶风的地方，是使在内部流动的制冷剂与由未图示的室外风扇吹送的外气及行驶风进行热交换的室外热交换器。

在制冷循环装置1中，能够在冷凝器3与过冷却用热交换器4之间设置例如气液分离器。该气液分离器对从冷凝器3流出的制冷剂进行气液分离并仅使液相制冷剂向下游流动，并且将剩余制冷剂储藏于内部。在冷凝器3为具有冷凝部和过冷却部的所谓过冷冷凝器的情况下，能够将气液分离器设置于冷凝器3的冷凝部与过冷却部之间。过冷却用热交换器4是通过热交换使从冷凝器3流出并向蒸发器7流入前的制冷剂进行焓变化的辅助热交换器。

冷却水回路31是将发动机30与加热器芯34连接的热介质回路，是例如通过电动的冷却水泵32使由发动机30的水套加热后的冷却水循环的回路。在冷却水回路31中，省略了图示的散热器、恒温器等与加热器芯34并列地连接。

在加热器芯34中，作为从发动机30接受热而对发动机30进行冷却的热介质的冷却水在内部流动。加热器芯34以该冷却水为制热用热源来对在空调管道10内流动的空气进行加热。在冷却水回路31设置冷却水泵32及流量调节阀装置33。冷却水泵32及流量调节阀装置33的至少一个是调节冷却水回路31的冷却水循环流量的流量调节部。在冷却水泵32构成流量调节部的情况下，流量调节阀装置33也可以不配置。

在空调管道10内的空气通路10a中，在送风机14的空气流下游侧，从上游侧向下游侧依次配置蒸发器7、过冷却用热交换器4、加热器芯34。

蒸发器7配置为横穿紧接着送风机14后的通路整体。蒸发器7使从送风机14吹出的空气全部通过。蒸发器7是进行如下作用的室内热交换器：使在内部流动的制冷剂与在空气通路10a流动的空气进行热交换而冷却该空气的空气冷却作用及对通过自身的空气进行除湿的空气除湿作用。蒸发器7具备储蓄冷热的蓄冷功能。

如图2所示，蒸发器7具有一对联管箱7a、7b以及连结这些联管箱7a、7b之间的多个管7c。一对联管箱7a、7b相互离开规定距离而平行地配置。多个管7c等间隔地排列于这些联管箱7a、7b之间。各管7c在其端部与对应的联管箱7a、7b内连通。

在多个管7c之间形成多个间隙。在这多个间隙设有多个翅片7d和多个蓄冷材料容器7e。多个翅片7d和多个蓄冷材料容器7e具有例如规定的规则性而配置。

管7c形成为扁平状，是在内部具有多个制冷剂通路的多孔管。该管7c能够通过例如挤压工艺得到。多个制冷剂通路沿管7c的长度方向延伸，在管7c的两端开口。

蒸发器7具有用于使与向车室供给的空气的接触面积增加的翅片7d。翅片7d配置于在相邻的两个管7c之间划分出的空气通路。翅片7d与相邻的两个管7c热结合。翅片7d钎焊接合于相邻的两个管7c。翅片7d例如通过将薄的铝等金属板弯曲成波状而形成。

蓄冷材料容器7e配置于相邻的两个管7c之间。蓄冷材料容器7e是铝等金属制。蓄冷材料容器7e与配置于其两侧的两个管7c热结合。本实施方式的蓄冷材料容器7e钎焊接合于管7c。

在蓄冷材料容器7e收容有蓄冷材料。作为蓄冷材料，能够使用例如凝固点为10℃左右的石蜡。蒸发器7是在使制冷剂蒸发而发挥吸热作用时使蓄冷材料凝固而储蓄冷热的蓄冷热交换器。

蒸发器7在压缩机2的工作中进行向蓄冷材料的蓄冷。若发动机30停止而压缩机2工作停止，则蒸发器7进行来自蓄冷材料的放冷。其结果是，即使制冷循环装置1临时停止，也能够通过蓄冷材料来冷却空气。当蒸发器7的吹出温度超过规定温度(例如15℃)时，发动机30再启动，压缩机2开始工作。

通过蒸发器7的蓄冷功能，能够使压缩机2的停止时间变长，能够提高压缩机2的省动力效果。另外，伴随压缩机2的停止时间的延长，能够使发动机30的停止时间变长，能够提高发动机30的省燃料效果。

回到图1，在空气通路10a中，在蒸发器7的空气流下游侧配置有过冷却用热交换器4。过冷却用热交换器4配置为横穿紧接着蒸发器7后的通路整体。过冷却用热交换器4及蒸发器7以芯面彼此成为平行的方式并列配置。过冷却用热交换器4使从蒸发器7吹出的空气全部通过。

过冷却用热交换器4配置于空调管道10内的蒸发器7的空气流下游侧且加热器芯34的空气流上游侧的部位。并且，在过冷却用热交换器4中，通过与由蒸发器7冷却后且由加热器芯34加热前的空气的热交换，从而使由冷凝器3冷凝后且由蒸发器7蒸发前的液相的制冷剂进行焓变化。即，过冷却用热交换器4是通过使由冷凝器3冷却后的制冷剂与由蒸发器4冷却后的空气进行热交换，而进一步对制冷剂进行冷却来提高制冷剂的过冷却度的热交换器。

如图3中制冷循环装置1中的制冷剂状态所示，伴随压缩机2的压缩，使压力及焓从A点向B点上升后的气相制冷剂由冷凝器3放热而冷凝。并且，当使从冷凝器3流出的制冷剂成为C点所示的状态时，从过冷却用热交换器4流出的制冷剂成为D点所示的状态。即，在由减压装置6减压前，在过冷却用热交换器4中制冷剂的焓大幅下降。由此，确保较大的向蒸发器7的流入制冷剂与来自蒸发器7的流出制冷剂的焓差(即，图3的E点与A点的差)，能够大幅提高制冷循环装置1的制冷能力及运转效率COP。图3中由虚线所示的一部分的循环是不具备过冷却用热交换器4的比较例。

冷凝器3的制冷剂冷凝温度例如比外气温度高10～20℃，在外气温度为35℃时，冷凝器3的制冷剂冷凝温度为45～55℃程度。在冷凝器3为所谓过冷冷凝器的情况下，冷凝器3出口制冷剂比冷凝温度下降约10℃左右，为35～45℃。在莫利尔图中将冷凝温度设为50℃，将冷凝器3的过冷却部的过冷设为10℃，将蒸发器7侧的温度设为0℃，通过过冷却用热交换器4使制冷剂温度下降到10℃的情况下，本实施方式的制冷循环装置1的效率COP为5.99。与此相对，不具有过冷却用热交换器4的制冷循环装置1的效率COP为4.43。这样，根据本实施方式的制冷循环装置1，达成大幅的效率提高。另外，上述的结果是将制冷剂设为R1234yf、将压缩效率、体积效率设为1时的理论效率。

回到图1，在蒸发器7的空气流下游侧，空气通路10a在分支点10c分支成两个。在分支点10c的空气流下游侧，空气通路10a成为加热用通路15和冷风旁通通路16。在加热用通路15配置有加热器芯34。加热器芯34配置为横穿加热用通路整体。

冷风旁通通路16是使空气绕过加热器芯34流通的通路。在加热用通路15和冷风旁通通路16的分支点10c的附近配置有空气混合门17。在本实施方式中，空气混合门17由调节加热用通路15的上游端开口的开度的第一门17a和调节冷风旁通通路16的上游端开口的开度的第二门17b构成。

空气混合门17是对通过加热用通路15的空气与通过冷风旁通通路16的空气的风量比例进行调节的风量比例调节部。空气混合门17是如下温度调整部：通过例如促动器等使其门主体的位置变化，调节空调管道10内的蒸发器7的下游的分配风，调整向车室内吹出的空气的吹出温度。

在本实施方式中，将风量比例调节部设为空气混合门17，但不限定于此。风量比例调节部是控制向两通路15、16的分配风的结构即可。例如，可以是如下结构：通过第一门17a的开度调节和流量调节部的冷却水循环流量调节来进行主空调风温度调节，当需要在来自加热用通路15的暖风混合冷风的情况下，打开第二门17b。在需要向车室内吹出大量的冷风的情况下等，能够对第二门17b进行开控制，主要从面部吹出口19吹出冷风。

在加热用通路15及冷风旁通通路16的空气流下游侧形成冷暖风混合空间，该冷暖风混合空间能够混合来自加热用通路15的暖风与来自冷风旁通通路16的冷风。前述的除霜开口部、面部开口部及脚部开口部形成为与该冷暖风混合空间相对，来自冷暖风混合空间的风能够流入各开口部。

接着，基于图4对本实施方式的控制系统的结构进行说明。向空调控制装置50输入来自设于车室内前表面的操作面板51上的温度设定开关等各开关的开关信号及来自各传感器的传感器信号。

在此，如图4所示，各传感器是内气温度传感器40、外气温度传感器41、日射传感器42、蒸发器温度传感器43、水温传感器44及过冷却温度传感器45等。内气温度传感器40检测车室内的空气温度(以下也称为内气温度)Tr。外气温度传感器41检测车室外的空气温度(以下也称为外气温度)Tam。日射传感器42检测照射到车室内的日射量Ts。蒸发器温度传感器43检测由蒸发器7冷却的空气的冷却温度TE。水温传感器44检测流入加热器芯34的冷却水的温度(以下也称为冷却水温度)Tw。过冷却温度传感器45检测过冷却用热交换器4的外表面温度或由过冷却用热交换器4加热后的空气温度Tsc。

在空调控制装置50的内部设有由未图示的CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机，来自各传感器40～45的传感器信号通过空调控制装置50内的未图示的输入电路而被A/D转换后被输入微型计算机。

作为本实施方式的控制部的空调控制装置50基于来自操作面板51的各开关的输入信号及来自各传感器40～45的输入信号等，按照后述顺序，进行对象装置的工作控制。作为对象装置，有内外气切换门13、送风机14、空气混合门17、吹出模式门21～23、压缩机2、三通阀5、减压装置6、冷却水泵32、流量调整阀装置33等。另外，在减压装置6为例如制冷剂温度感温式的膨胀阀装置的情况下，空调控制装置50不进行减压装置6的工作控制。另外，关于构成流量调整部的冷却水泵32及流量调整阀装置33，至少进行任意一个的工作控制即可。由冷却水泵32及流量调整阀装置33的至少任意一个与空调控制装置50构成的结构是本实施方式的流量调整部。

接着，利用图5，对由蒸发器7冷却的空气的目标冷却温度TEO与蒸发器7的蓄冷材料的凝固时间的关系进行说明。在图5中，吸入到蒸发器7的空气是温度28℃、湿度35％、流量180m³/h的空气。如图5所示，目标冷却温度TEO越低，与蓄冷材料的凝固点的温度差越大，蓄冷材料的凝固结束的时间越短。

接着，利用图6，对带蓄冷功能的蒸发器7的省燃料效果进行说明。图6表示目标冷却温度TEO与发动机停止后的蒸发器7的蓄冷功能的放冷时间及发动机30的省燃料效果的关系。图6表示在外气温度30℃、湿度50％、日射500W/m²的条件下，进行自动空调控制的实际车辆的日本市区街道行驶模式下的省燃料效果。另外，在图6中，将不考虑制冷循环运转中的压缩机2的消耗动力而仅考虑基于具有蓄冷材料的蒸发器7的发动机停止时间延长效果的值作为省燃料效果。

在蒸发器7中，目标冷却温度TEO越低，越容易用完蓄冷材料的潜热并且蓄冷材料的显热量也增加。如图6所示，目标冷却温度TEO越低，发动机停止后(即，压缩机2的停止后)的蒸发器7的放冷时间越长。因此，目标冷却温度TEO越低，能够使压缩机2的停止时间越长。其结果是，能够抑制因吹出温度上升导致的发动机30的再启动，因此能够提高省燃料效果。

接着，利用图7对基于过冷却用热交换器4的制冷循环的效率改善效果进行说明。图7表示目标冷却温度TEO与过冷却用热交换器4中的制冷剂的放热量及液制冷剂的过冷量(即，过冷却度)的关系。在图7中，吸入到蒸发器7的空气是温度28℃、湿度35％、流量180m³/h的空气。如上所述，过冷却用热交换器4使由蒸发器7冷却后的空气与由冷凝器3冷凝后的液相制冷剂进行热交换。因此，目标冷却温度TEO越低，过冷却用热交换器4的液制冷剂的放热量越增加，液制冷剂的过冷量越大。其结果是，通过设置过冷却用热交换器4，从而目标冷却温度TEO较低的区域中的制冷循环1的效率COP提高。

接着，利用图8来说明过冷却用热交换器4对压缩机2的动力带来的效果。图8表示在设有过冷却用热交换器4的车辆用空调装置和未设置过冷却用热交换器4的车辆用空调装置中，进行使目标冷却温度TEO上升的经济控制的情况下的压缩机2的动力的变化。在图8中，吸入到蒸发器7的空气是温度28℃、湿度35％、流量180m³/h的空气。

在设有过冷却用热交换器4的车辆用空调装置中，通过过冷却用热交换器4的效果而改善了目标冷却温度TEO较低的区域的效率。在图8中，示出了将目标冷却温度TEO设定为1℃的情况与将目标冷却温度TEO设定为8℃的情况的压缩机2的动力比率。如图8所示，在未设置过冷却用热交换器4的结构中，若以目标冷却温度TEO为1℃运转，与目标冷却温度TEO为8℃的情况相比，压缩机2的动力增加32％。与此相对，在设有过冷却用热交换器4的结构中，压缩机2的动力增加变小23％。即，设有过冷却用热交换器4的结构与未设置过冷却用热交换器4的结构相比，在目标冷却温度TEO较低的区域中，压缩机2的动力增加影响变小。

接着，利用图9，对目标冷却温度TEO于发动机30的省燃料效果的关系进行说明。图9表示将利用图6进行了说明的基于带蓄冷功能的蒸发器7的发动机30的省燃料效果与利用图8进行了说明的基于过冷却用热交换器4的压缩机2的省动力效果综合而算出的发动机30的省燃料效果。即，图9的省燃料效果包含：从基于带蓄冷功能的蒸发器7的发动机停止时间延长而得到的省燃料效果和从基于过冷却用热交换器4的压缩机2的省动力效果而得到的省燃料效果。另外，在本计算中，压缩机2的省动力效果的10％有助于发动机30的省燃料效果。

在图9中，示出了本实施方式的车辆用空调装置100与比较例的车辆用空调装置中使目标冷却温度TEO变化时的发动机30的省动力效果。本实施方式的车辆用空调装置100设有过冷却用热交换器4及带蓄冷功能的蒸发器7。在比较例的车辆用空调装置中，不设置过冷却用热交换器4并且设有带蓄冷功能的蒸发器7。图9表示在外气温度30℃、湿度50％、日射500W/m²的条件下，进行自动空调控制的实际车辆的日本市区街道行驶模式下的省燃料效果。

如图9所示，在未设置过冷却用热交换器4的比较例的车辆用空调装置中，目标冷却温度TEO越高，发动机30的省燃料效果越大。即，在比较例的车辆用空调装置中，通过进行提高目标冷却温度TEO的经济控制，从而能够提高省燃料效果。

与此相对，在设有过冷却用热交换器4的本实施方式的车辆用空调装置100中，目标冷却温度TEO越低，发动机30的省燃料效果越大。即，根据本实施方式的结构，通过在通常效率变差的目标冷却温度TEO较低的区域中使车辆用空调装置100运转，从而能够兼顾蒸发器7的蓄冷材料的短时间蓄冷和发动机30的省燃料效果。

如图9所示，在本实施方式的车辆用空调装置100中，在外气温度30℃时，将目标冷却温度TEO设为1℃时，发动机30的省燃料效果为最大。对于各外气温度，发动机30的省燃料效果为最大的目标冷却温度TEO被设定为后述的第二目标冷却温度TEO2。

接着，对本实施方式的车辆用空调装置100的目标冷却温度TEO进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置100中，作为目标冷却温度TEO，使用第一目标冷却温度TEO1及第二目标冷却温度TEO2。这些目标冷却温度TEO1、TEO2基于外气温度Tam等而预先设定，作为控制映射而存储于空调控制装置50的微型计算机的ROM。空调控制装置50是决定目标冷却温度TEO的目标冷却温度决定部。

第一目标冷却温度TEO1是进行通常的经济控制时的目标冷却温度，基于外气温度Tam、目标吹出温度TAO、内气温度Tr及日射量Ts等而决定。即，第一目标冷却温度TEO1以基于经济控制的压缩机2的省动力效果成为最大的方式设定。另一方面，第二目标冷却温度TEO2以发动机30的省燃料效果成为最大的方式设定，发动机30的省燃料效果是将基于经济控制的压缩机2的省动力效果、基于过冷却用热交换器4的压缩机2的省动力效果及基于带蓄冷功能的蒸发器7的发动机30的省燃料效果进行合计而算出的。

如图10所示，第一目标冷却温度TEO1及第二目标冷却温度TEO2与外气温度对应而设定。

首先，对第一目标冷却温度TEO1进行说明。在外气温度TAM的中间温度域(图10的例中为18℃～25℃)中制冷及除湿的必要性下降，因此使第一目标冷却温度TEO1上升到上限温度(图10的例中为8℃)为止，使压缩机1的工作率降低，从而实现发动机30的省动力。

在外气温度Tam超过25℃的高温域中，为了确保制冷能力，第一目标冷却温度TEO1与外气温度Tam的上升成反比例而下降到下限温度(图10的例中为1℃)。在外气温度Tam低于18℃的低温域中，为了确保用于防止窗玻璃起雾的除湿能力，第一目标冷却温度TEO1与外气温度Tam的下降一起下降到下限温度(图10的例中为1℃)。

接着，对第二目标冷却温度TEO2进行说明。如上所述，通过将过冷却用热交换器4与带蓄冷功能的蒸发器7进行组合，从而改善目标冷却温度TEO较低的区域中的省动力效果。因此，与第一目标冷却温度TEO1的上限温度(图10的例中为8℃)相比，第二目标冷却温度TEO2的上限温度(图10的例中为5℃)变低。进一步，与第一目标冷却温度TEO1的中间温度区域(图10的例中为18℃～25℃)相比，第二目标冷却温度TEO2的中间温度区域(图10的例中为10℃～20℃)变低。

第一目标冷却温度TEO1与第二目标冷却温度TEO2以规定温度(图10的例中为13℃)为界，切换高低关系。具体而言，当外气温度Tam超过规定温度时，第二目标冷却温度TEO2一方变低，在外气温度Tam低于规定温度时，第一目标冷却温度TEO1一方变低。

接着，利用图11、图12，对上述结构的本实施方式的车辆用空调装置100的工作进行说明。图11是表示作为本实施方式的空调控制装置50的主例程的控制处理的流程图。该控制处理在车辆的点火开关被接通而对空调控制装置50供给直流电源时开始。

如图11所示，首先，在步骤S1中，进行标记、计时器等初始化及构成上述的电动促动器的步进马达的初始位置对齐等初始化。另外，在该初始化中，有时也维持标记、运算值中的在上次的车辆用空调装置100的工作结束时所存储的值。

在接下来的步骤S2中，读取操作面板51的操作信号等并进入步骤S3。作为具体的操作信号，有通过车室内温度设定开关设定的车室内设定温度Tset、吸入口模式开关的设定信号等。

在接下来的步骤S3中，读取空调控制所使用的车辆环境状态的信号，即各传感器40～45的检测信号等。在接下来的步骤S4中，算出车室内吹出空气的目标吹出温度TAO。目标吹出温度TAO例如基于内气温度Tr、外气温度Tam、日射量Ts、车室内设定温度Tset而算出。

接着在步骤S5～S11中，决定连接于空调控制装置50的各种设备的控制状态。首先，在步骤S5中，基于目标吹出温度TAO、由蒸发器温度传感器43检测出的冷却温度TE、由水温传感器44检测出的冷却水温度Tw而算出空气混合门17的目标开度SW。

在接下来的步骤S6中，决定送风机14的送风能力(具体而言，施加于马达14a的电压)。在接下来的步骤S7中，决定吸入口模式，即决定内外气切换门13的切换状态。在接下来的步骤S8中，决定吹出口模式，即决定除霜门21、面部门22、脚部门23的切换状态。

在接下来的步骤S9中，决定压缩机11的工作状态(例如，压缩机11的转速、接通断开状态)。基于蒸发器7的冷却温度TE、目标冷却温度TEO等来决定压缩机11的工作状态。

在此，利用图12的流程图，对目标冷却温度TEO的决定处理进行说明。执行图12所示的目标冷却温度TEO的决定处理作为S9的压缩机11的工作状态决定处理的一部分。

如图12所示，首先，在步骤S900中，判定是否是能够执行怠速停止控制的怠速停止许可时。其结果是，在不是怠速停止许可时，即在判定为不进行压缩机停止控制的情况下进入步骤S901,算出第一目标冷却温度TEO1。接着，在步骤S902中，将第一目标冷却温度TEO1决定为目标冷却温度TEO。

在步骤S900的判定处理的结果为是怠速停止许可时，即在判定为进行压缩机停止控制的情况下进入步骤S903，算出第一目标冷却温度TEO1。接着，在步骤S904中，算出第二目标冷却温度TEO2。接着，在S905中，将第一目标冷却温度TEO1和第二目标冷却温度TEO2中的较低的一方决定为目标冷却温度TEO。

接着，回到图11，在步骤S10中，决定三通阀5的工作状态。具体而言，在通过过冷却用热交换器4加热由蒸发器7冷却后的空气的情况下，通过三通阀5将制冷剂的流路切换成过冷却用热交换器4。另一方面，在使蒸发器7的空气的冷却能力最大限度发挥的最大制冷控制中，通过三通阀5将制冷剂的流路切换成制冷剂旁通通路9a。最大制冷控制能够在例如蒸发器7的冷却温度TE超过目标吹出温度TAO的情况下进行。

接着，在步骤S11中，决定冷却水泵32的工作状态。冷却水泵32的工作状态基于是否需要加热器芯34进行的空气加热量的增减而决定。加热器芯34进行的空气加热量的增减基于冷却水温度Tw、蒸发器7的冷却温度TE、来自过冷却用热交换器4的吹出空气温度Tsc等而决定。另外，根据需要控制流量调整阀装置33的工作，使在加热器芯34流通的冷却水流量增减。

接着，在步骤S12中，通过空调控制装置50对各种设备2、5、6、13、14、17、21～23、32、33等输出控制信号及控制电压，以得到在步骤S5～S11中决定出的控制状态。空调控制装置50以规定周期重复执行上述控制动作。

在以上说明的本实施方式中，车辆用空调装置100具备：通过热交换使从冷凝器3流出并向蒸发器7流入前的制冷剂进行焓变化的过冷却用热交换器4；以及在压缩机2停止时进行来自蓄冷材料的放冷的蒸发器7。因此，通过将基于带蓄冷功能的蒸发器7的发动机30的省燃料效果与基于过冷却用热交换器4的压缩机2的省动力效果综合，从而蒸发器7的目标冷却温度TEO越低，能够使发动机30的省燃料效果越大。即，根据本实施方式的结构，通过在通常效率变差的目标冷却温度TEO较低的区域中使车辆用空调装置100运转，从而能够兼顾蒸发器7的蓄冷材料的短时间蓄冷和发动机30的省燃料效果。

另外，在至少由过冷却用热交换器4对由蒸发器7冷却后的空气进行在加热的再加热运转时，使目标冷却温度TEO变低，从而能够增大过冷却用热交换器4中的液制冷剂的放热量。因此，通过进行再加热运转，从而在使目标冷却温度TEO变低的情况下，能够发挥兼顾蒸发器7的蓄冷材料的短时间蓄冷和发动机30的省燃料效果的效果。

另外，在本实施方式中，在怠速停止许可时，将第一目标冷却温度TEO1及第二目标冷却温度TEO2中的较小一方决定为目标冷却温度TEO。由此，能够在第二目标冷却温度TEO2较低的情况下，优先车辆的省燃料效果，在第一目标冷却温度TEO1较低的情况下，优先防止窗玻璃起雾。

另外，在本实施方式中，在最大制冷控制时，通过三通阀5将制冷剂的流路切换成制冷剂旁通通路9a。由此，制冷剂从压缩机2向过冷却用热交换器4的流入停止，能够抑制由过冷却用热交换器4吹出的空气温度上升。

另外，在本实施方式中，过冷却用热交换器4设置于空气混合门15的空气流上游侧，空气始终流过过冷却用热交换器4的整个面。因此，在刚通过三通阀5将制冷剂的流路切换成过冷却用热交换器4后，能够在过冷却用热交换器4的整个面得到制冷剂的过冷却效果。

(第二实施方式)

接着，基于图13对第二实施方式进行说明。省略与上述第一实施方式相同的部分的说明，仅对不同的部分进行说明。

如图13所示，本第二实施方式的过冷却用热交换器4配置于空气混合门15的空气流下游侧且加热器芯34的空气流上游侧。另外，未设置三通阀5。因此，始终对过冷却用热交换器4供给从压缩机2排出的制冷剂。

在本第二实施方式的车辆用空调装置100中，在最大制冷时，通过空气混合门17使通过蒸发器7后的全部的空气向冷风旁通通路16流动。由此，通过蒸发器7后的空气绕过过冷却用热交换器4及加热器芯34，因此能够抑制由过冷却用热交换器4及加热器芯34吹出的空气温度上升。

根据以上说明的本第二实施方式，通过在空气混合门17的空气流下游侧设置过冷却用热交换器4，从而不设置用于切换向过冷却用热交换器4的制冷剂流路的三通阀5，也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。

(其他实施方式)

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明完全不受限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种各样的变形而实施。

例如，在各实施方式中，在怠速停止许可时，获取第一目标冷却温度TEO1和第二目标冷却温度TEO2，将它们中较低的一方决定为目标冷却温度TEO。与此相对，如图14的流程图所示，在怠速停止许可时，也可以在S906的处理中将目标冷却温度TEO决定为能够设定的下限值(例如1℃)。由此，能够使蒸发器7的蓄冷效果最大限度地发挥。另外，通过在怠速停止许可时始终使用目标冷却温度TEO的下限值，从而不需要准备第二目标冷却温度TEO2的控制映射。

另外，在各实施方式中，空调控制装置50基于来自蒸发器温度传感器43、水温传感器44及过冷却温度传感器45的输入信息进行包含第一门17a的空气混合门17的控制。另外，空调控制装置50基于来自水温传感器44及过冷却温度传感器45的输入信息进行了流量调整阀装置33、冷却水泵32进行的冷却水流量的控制。然而，风量比例调节部、热介质的流量调节部的控制不限定于基于来自上述传感器的输入信息而进行。例如，也可以取代来自过冷却温度传感器45的输入信息，而使用过冷却用热交换器的入口制冷剂温度、与入口制冷剂温度相关联的外气温度，来进行风量比例调节部、热介质的流量调节部的控制。

另外，在各实施方式中，由两个门17a、17b构成风量比例调节部，但不限定于此。风量比例调节部也可以由一个或三个以上的门构成。

另外，在各实施方式的说明中，有说明成辅助热交换器的结构，但在此所说的辅助不限定于补偿比其他热交换器少的热交换量。辅助热交换器也可以补偿比其他热交换器多的热交换量。

本发明以实施例为基准进行了记述，但本发明理解为不限定于该实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。此外，各种各样的组合、方式，并且包含仅它们之一的要素、其上或其下的其他的组合、方式也纳入本发明的范畴、思想范围。

Claims (7)

1.一种车辆用空调装置，其特征在于，具备：

空调管道(10)，该空调管道供向车室内吹出的空气流通；

制冷循环装置(1)，该制冷循环装置具有：压缩机(2)，该压缩机压缩并排出吸入的制冷剂；冷凝器(3)，该冷凝器使所述压缩机排出的制冷剂通过与外气的热交换而冷凝；减压装置(6)，该减压装置对由所述冷凝器冷凝后的液相的制冷剂进行减压；及蒸发器(7)，该蒸发器配置于所述空调管道内，且使在所述空调管道内流动的空气与由所述减压装置减压后的制冷剂进行热交换而对在所述空调管道内流动的空气进行冷却；

加热器芯(34)，该加热器芯配置于在所述空调管道内的所述蒸发器的空气流下游侧形成的加热用通路(15)，且使由所述蒸发器冷却后的空气与热介质的热交换而对由所述蒸发器冷却后的空气进行加热，该热介质从搭载于车辆的内燃机(30)接受热并冷却所述发热设备；

冷风旁通通路(16)，该冷风旁通通路形成于所述空调管道内的所述蒸发器的空气流下游侧，供空气绕过所述加热器芯而流通；

风量比例调节部(17)，该风量比例调节部对通过所述加热用通路的空气与通过所述冷风旁通通路空气的风量比例进行调节；以及

辅助热交换器(4)，该辅助热交换器设置于所述制冷循环装置，通过热交换使从所述冷凝器流出并流入所述蒸发器前的制冷剂进行焓变化，

所述压缩机由所述内燃机驱动，

所述蒸发器具有储蓄冷热的蓄热部(7e)，在所述压缩机工作时，在所述蓄热部蓄冷，在所述压缩机停止时，从所述蓄冷部放冷，

所述辅助热交换器配置于所述空调管道内的所述蒸发器的空气流下游侧且所述加热器芯的空气流上游侧，使由所述冷凝器冷凝后且由所述蒸发器蒸发前的液相的制冷剂通过与由所述蒸发器冷却后且由所述加热器芯加热前的空气的热交换而进行焓变化。

2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

由所述蒸发器冷却后的空气至少通过所述辅助热交换器加热。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用空调装置，其特征在于，

具备目标冷却温度决定部(50)，该目标冷却温度决定部决定作为从所述蒸发器吹出的空气的温度的目标值的目标冷却温度(TEO)，

所述目标冷却温度决定部至少基于作为车室外的空气温度的外气温度来获取第一目标冷却温度(TEO1)，

所述目标冷却温度决定部至少基于所述外气温度、进行了基于所述辅助热交换器的所述液相制冷剂的焓变化时的所述压缩机的省动力效果、及进行了基于所述蒸发器的放冷时的所述内燃机的省燃料效果，来获取第二目标冷却温度(TEO2)，

将所述第一目标冷却温度和第二目标冷却温度中的任意一个决定为所述目标冷却温度。

4.根据权利要求3所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在所述压缩机停止的状态下在所述空调管道流通的空气向车内吹出时，所述目标冷却温度决定部将所述第一目标冷却温度和第二目标冷却温度中的较低的一方决定为所述目标冷却温度。

5.根据权利要求1或2所述的车辆用空调装置，其特征在于，

具备目标冷却温度决定部(50)，该目标冷却温度决定部决定作为从所述蒸发器吹出的空气的温度的目标值的目标冷却温度(TEO)，

在所述压缩机停止的状态下在所述空调管道流通的空气向车内吹出时，所述目标冷却温度决定部将所述目标冷却温度决定为能够设定的下限值。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

具备制冷剂流路切换部(5)，该制冷剂流路切换部将从所述压缩机流出的制冷剂的流路选择性地切换成所述辅助热交换器和绕过所述辅助热交换器的制冷剂旁通通路(9a)，

所述辅助热交换器配置于所述风量比例调节部的空气流上游侧，

在对由所述蒸发器冷却后的空气不进行加热而向所述车室内吹出的情况下，所述制冷剂流路切换部将从所述压缩机流出的制冷剂的流路切换成所述制冷剂旁通通路。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述辅助热交换器配置于所述风量比例调节部的空气流下游侧且所述加热用通路中的所述加热器芯的空气流上游侧，

在对由所述蒸发器冷却后的空气不进行加热而向所述车室内吹出的情况下，所述风量比例调节部闭塞所述加热用通路。