JP2001071734A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
ンの省動力効果との両立を図る。 【解決手段】 空調ケース10内に蒸発器9をバイパス
して空気を流すバイパス通路16を形成するとともに、
このバイパス通路16の開度を調整するバイパスドア1
7を配置し、車両エンジン4の稼働時に蒸発器9の凝縮
水蓄冷量を増加させる蓄冷モードを設定し、車両エンジ
ン4の停止時には蒸発器9の凝縮水蓄冷量の放冷により
蒸発器9の通過空気を冷却する放冷モードを設定する。
蓄冷モードおよび放冷モードであるときにエアミックス
ドア19を最大冷房位置に固定したままで、バイパスド
ア17によりバイパス通路16の開度を調節して車室内
への吹出空気温度を制御する。
Description
は電動モータ等の補助駆動源により駆動される圧縮機を
有する冷凍サイクルを持つ車両用空調装置において、圧
縮機の運転を強制的に一時的に停止する場合における冷
房フィーリング改善のための改良に関する。
時等の停車時(車両エンジン動力不要時)に車両エンジ
ンを自動的に停止する車両(エコラン車、ハイブリッド
車)が実用化されており、今後、このように停車時に車
両エンジンを停止する車両が増加する傾向にある。
置においては、冷房用冷凍サイクルの圧縮機を車両エン
ジンにより駆動しているので、上記車両においては信号
待ち時等で停車して、車両エンジンが停止される毎に、
圧縮機も停止して蒸発器温度が上昇し、車室内への吹出
空気温度が上昇してしまい、乗員の冷房フィーリングを
損なうという不具合がある。
車両エンジン側の要求によって圧縮機の運転を一時的に
強制停止する場合がある。例えば、車両加速時に圧縮機
の運転を一時的に強制停止して車両加速性を向上させる
制御等である。このような圧縮機運転の一時停止によっ
ても車室内への吹出空気温度が上昇してしまい、乗員の
冷房フィーリングを損なう。
は、車両減速時に圧縮機を強制的に作動させて、蒸発器
を強制的にフロストさせ、これにより、車両減速時のエ
ネルギーを蒸発器が潜熱として蓄冷するものが記載され
ている。この従来技術によると、車両の減速が終了した
後に、蒸発器の蓄冷がなくなるまで圧縮機の停止状態を
継続することができ、これにより、圧縮機の稼働率を低
下させて車両エンジンの燃費を向上することができる。
いう短時間の間のみしか蒸発器の蓄冷を行わないから、
蒸発器に常に蓄冷量を確保しておくことができず、その
結果、圧縮機運転の一時的な強制停止時には冷房フィー
リングの悪化が生じる。
ので、圧縮機運転の一時的な強制停止に伴う冷房フィー
リングの悪化を抑制することを目的とする。
れる圧縮機を有するものにおいて、停車時等の車両エン
ジン停止に伴う冷房フィーリングの悪化を抑制すること
を目的とする。
果と圧縮機駆動動力の省動力効果との両立を図ることを
目的とする。
れか1つを達成するものであって、蒸発器の冷却作用に
より発生する凝縮水の蓄冷量に着目して、圧縮機運転中
に予め凝縮水の蓄冷量を確保しておくものである。
内へ送風される空気を冷却する蒸発器(9)、および車
両エンジン(4)により駆動され、蒸発器(9)を通過
した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)を有し、車両
エンジン(4)の稼働中に、蒸発器(9)における凝縮
水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、車両エン
ジン(4)の停止時に、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量の
放冷により空気を冷却する放冷モードを実行することを
特徴としている。
を実行して予め凝縮水の蓄冷量を確保しておくことがで
き、エンジン停止時には凝縮水蓄冷量の放冷により空気
を冷却して冷房フィーリングの悪化を抑制できる。
0)内に空気を冷却する蒸発器(9)を配置するととも
に、蒸発器(9)をバイパスして空気を流すバイパス通
路(16)を形成し、このバイパス通路(16)の開度
を調整するバイパスドア手段(17)を備え、圧縮機
(1)の稼働時に、蒸発器(9)における凝縮水の蓄冷
量を増加させる蓄冷モードを実行するようになってお
り、更に、蓄冷モード時に、バイパスドア手段(17)
によりバイパス通路(16)の開度を調整して、車室内
への吹出空気温度を調節することを特徴としている。
の蓄冷量を効果的に増大させるには、圧縮機中に蒸発器
凝縮水を氷点以下に冷却して凍結させ、潜熱の形で蓄冷
することが有効である。しかし、蒸発器温度を引き下げ
ることは蒸発器による冷却能力の増加が必要となり、圧
縮機の断続制御により蒸発器温度を制御する場合には圧
縮機の稼働率が増加し、圧縮機駆動動力の増加を招く。
また、圧縮機の容量制御により蒸発器温度を制御する場
合でも、圧縮機の大容量運転の比率が高くなって、同様
に、圧縮機駆動動力の増加を招く。
と、蓄冷モード時に、蒸発器凝縮水の蓄冷量増加のため
に蒸発器温度を引き下げても、バイパス通路(16)を
通過する非冷却空気と、蒸発器(9)を通過する冷風と
の混合により車室内への吹出空気温度を制御することが
できる。そして、バイパス通路(16)を通過するバイ
パス風量の分だけ、蒸発器通過風量を減少させることが
できる。
蒸発器(9)の必要冷却能力を低減でき、圧縮機駆動動
力を効果的に節減できる。その結果、蒸発器温度の引き
下げによる蓄冷量の増加と、圧縮機駆動動力の省動力効
果とを良好に両立できる。
れる空気を冷却する蒸発器(9)、および蒸発器(9)
を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)を有
し、圧縮機(1)の稼働時に、蒸発器(9)における凝
縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、圧縮機
(1)の稼働時に、蓄冷モードの禁止条件を判定した時
は蓄冷モードを停止することを特徴としている。
定時以外は、圧縮機稼働時に常時、蓄冷モードを実行し
て、予め凝縮水の蓄冷量を確保しておくことができる。
従って、エンジン停止等による圧縮機稼働時に凝縮水蓄
冷量の放冷により空気を冷却して冷房フィーリングの悪
化を抑制できる。
求項4記載のように蒸発器(9)のフロスト発生状況が
所定の限界レベルに到達した時である。
スト発生による蒸発器能力の低下を未然に防止できる。
は、請求項5記載のように車両の高速走行時であっても
よい。
態に移行することは通常ないから、請求項5記載のよう
に高速走行時に蓄冷モードを禁止した方が圧縮機駆動動
力の節減のために好ましい。
車両エンジン(4)により駆動され、車両エンジン
(4)側の要求に基づく圧縮機(1)の強制停止モード
時に、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量の放冷により空気を
冷却する放冷モードを実行することを特徴としている。
は、請求項7記載のように車両エンジン(4)自身の停
止による圧縮機(1)の停止時である。また、請求項8
記載のように車両エンジン(4)の稼働中であって、か
つ、クラッチ手段(2)が遮断されて圧縮機(1)が停
止される時であってもよい。
に基づく圧縮機(1)の強制停止モード時に凝縮水蓄冷
量の放冷による放冷モードを実行することにより、冷房
フィーリングの悪化を抑制できる。
における蒸発器(9)の冷却度合を、前記蓄冷モードを
実行しない時の冷却度合より低温側に設定することによ
り、凝縮水蓄冷量を増加できる。
時における蒸発器(9)の冷却度合を、蒸発器(9)で
の凝縮水が凍結するレベルに設定すれば、潜熱を利用し
て凝縮水蓄冷量を増加できる。
(9)の冷却度合を検出する冷却度合検出手段(32)
と、この冷却度合検出手段(32)の検出信号に基づい
て圧縮機(1)の作動を制御する制御手段(S160〜
S180)とを備え、圧縮機(1)の作動を制御するす
ることにより、蓄冷モード時における蒸発器(9)の冷
却度合を制御することができる。
(1)の作動は、冷却度合検出手段(32)の検出信号
に基づいて断続制御すればよい。また、請求項13記載
の発明のように、圧縮機(1)の容量を、冷却度合検出
手段(32)の検出信号に基づいて可変制御するように
してもよい。
冷モード時に、蒸発器(9)での凝縮水の量を増加させ
るための操作を行うようにしてもよい。具体的には、蒸
発器(9)にタンク内の貯留水をポンプにて供給した
り、強制的に外気導入モードとして、凝縮水発生量を増
加させる等の手段がある。
の冷却度合を検出する冷却度合検出手段(32)を備
え、放冷モード時に蒸発器(9)の冷却度合に基づいて
車室内への吹出空気温度を調節することを特徴としてい
る。
発器冷却度合に基づいて車室内への吹出空気温度を良好
に調節できる。
合検出手段を、蒸発器(9)の冷媒温度を直接検出し得
る部位に配置された温度センサ(32)で構成してい
る。
の発生状況に影響されることなく、冷媒温度に基づいて
蒸発器冷却度合を的確に検出できる。
に蒸発器(9)の冷却度合の変化に対する時定数を大き
くして、蒸発器(9)の冷却度合を算出する第1算出手
段(S1140、S1150)と、放冷モード時に蒸発
器(9)の冷却度合の変化に対する時定数を小さくし
て、蒸発器(9)の冷却度合を算出する第2算出手段
(S1130、S1150)とを備え、蓄冷モード時に
第1算出手段(S1140、S1150)により算出し
た蒸発器(9)の冷却度合に基づいて蒸発器(9)の凝
縮水蓄冷量を制御し、放冷モード時に第2算出手段(S
1130、S1150)により算出した蒸発器(9)の
冷却度合に基づいて車室内への吹出空気温度を制御する
ことを特徴としている。
に比して放冷モードの方が蒸発器冷却度合の変動が大き
いことが判明した。そこで、上記のように、蓄冷モ−ド
と放冷モードとで、時定数を切り替え、放冷モードでは
小さい時定数を用いて蒸発器冷却度合を算出することに
より、放冷モードにおける実際の蒸発器冷却度合の早い
変化に対して、応答よく追従できるので、室内吹出温度
制御の制御遅れを最小限に抑制できる。
て蒸発器冷却度合を算出することにより、実際の蒸発器
冷却度合の変化に対する応答を遅らせて、圧縮機断続回
数の増加を抑えることができる。そのため、電磁クラッ
チ等の耐久性を向上できる。
2において、空調ケース(10)内の蒸発器(9)下流
側に暖房用熱交換器(20)を配置し、この暖房用熱交
換器(20)による加熱量を調節して車室内への吹出空
気温度を調節する温度調節手段(19)を備え、圧縮機
(1)を車両エンジン(4)により駆動し、車両エンジ
ン(4)側の要求に基づく圧縮機(1)の強制停止モー
ド時に、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量の放冷により空気
を冷却する放冷モードを実行するようになっており、蓄
冷モードおよび放冷モードであるときに、温度調節手段
(19)を最大冷房位置に固定したままで、バイパスド
ア手段(17)によりバイパス通路(16)の開度を調
節する第1制御モード(S1706、S1707)と、
バイパスドア手段(17)をバイパス通路(16)の全
開位置に固定したままで、温度調節手段(19)により
暖房用熱交換器(20)の加熱量を調節する第2制御モ
ード(S1708、S1709)とを切り替えて、車室
内への吹出空気温度を制御することを特徴としている。
モードを実行するときに、蒸発器凝縮水の蓄冷量増加の
ために蒸発器温度を引き下げても、バイパス通路(1
6)を通過する非冷却空気と、蒸発器(9)を通過する
冷風との混合により車室内への吹出空気温度を制御する
ことができる。そして、バイパス通路(16)を通過す
るバイパス風量の分だけ、蒸発器通過風量を減少させる
ことができる。
蒸発器(9)の必要冷却能力を低減でき、圧縮機駆動動
力を効果的に節減できる。その結果、蒸発器温度の引き
下げによる蓄冷量の増加と、圧縮機駆動動力の省動力効
果とを良好に両立できる。
に放冷モードを実行するときにも、バイパス通路(1
6)を通過する非冷却空気と、蒸発器(9)を通過する
冷風との混合により車室内への吹出空気温度を制御する
ことができるから、蒸発器通過空気の風量が減少して、
蒸発器凝縮水の蓄冷量の放冷時間を延ばすことができ
る。その結果、車両エンジン停止等に起因する圧縮機
(1)の強制停止モード時における、冷房フィーリング
の維持可能な時間を延ばすことができる。 また、請求
項19記載の発明のように、蓄冷モードおよび放冷モー
ドであるときに、蒸発器(9)の冷却度合(Te)およ
びバイパス通路(16)の通過空気の温度(T B )を検
出し、この両検出値(Te、TB )に基づいて第1制御
モード(S1706、S1707)と第2制御モード
(S1708、S1709)の切替を行うようにすれ
ば、第1制御モードと第2制御モードの切替による吹出
空気温度の制御を両検出値(Te、TB )に基づいて的
確に行うことができる。
体的には、請求項20記載のように、前記両検出値(T
e、TB )に基づいて、蒸発器(9)の通過空気とバイ
パス通路(16)の通過空気との混合空気の最高温度
(TMmax)を算出し、この最高温度(TMmax)
が車室内への目標吹出温度(TAO)より高いときに、
第1制御制御モード(S1706、S1707)により
吹出空気温度の制御を行い、一方、最高温度(TMma
x)が車室内への目標吹出温度(TAO)より低いとき
に、第2制御モード(S1708、S1709)により
吹出空気温度の制御を行うようにすればよい。
冷モードおよび放冷モードに該当しない通常の制御時
に、バイパスドア手段(17)をバイパス通路(16)
の全閉位置に固定したままで、温度調節手段(19)に
より暖房用熱交換器(20)の加熱量を調節して車室内
への吹出空気温度を制御する第3制御モード(S170
2、S1703)を備えるようにすれば、通常の制御時
には、空調空気の全量が蒸発器(9)を通過して流れ、
暖房用熱交換器(20)の加熱量で吹出空気温度を制御
することができる。
発器(9)の冷却能力を最大限発揮して、車室内の空調
を行うことがてきる。
(1)の稼働時に、蒸発器(9)の冷却度合(Te)が
目標値(TEO)に維持されるように、圧縮機(1)の
作動状態を制御するようになっており、蒸発器(9)の
冷却能力を制限してよい条件のときに、目標値(TE
O)を高温側に補正することにより圧縮機(1)の駆動
動力を低減する省動力モードを設定し、この省動力モー
ドを設定したときに、第1制御モード(S1706、S
1707)と第2制御モード(S1708、S170
9)の切替により車室内への吹出空気温度を制御するこ
とを特徴としている。
に、省動力モード時においても、バイパス通路(16)
を通過するバイパス風量の分だけ、蒸発器通過風量を減
少させて、蒸発器(9)の必要冷却能力を低減でき、圧
縮機駆動動力を効果的に節減できる。
過空気とバイパス通路通過空気との混合空気温度(T
M)に基づいた、車室内吹出温度の制御に関する。この
混合空気温度(TM)は、蒸発器吹出温度(Te )、バ
イパス通路空気温度(TB )およびバイパスドア開度
(SWB )によって変化してしまう。従って、蒸発器吹
出温度(Te )、バイパス通路空気温度(TB )および
バイパスドア開度(SWB)に基づいて混合空気温度
(TM)を算出する必要がある。
21において、蓄冷モードおよび前記放冷モードであっ
て、蒸発器(9)の通過風量を増加させる必要がある場
合に、バイパスドア手段(17)によるバイパス通路
(16)の開度の調節と温度調節手段(19)による暖
房用熱交換器(20)の加熱量の調節を同時に行う第4
制御モード(S1711、S1712、S1713)を
備え、蒸発器(9)の冷却度合(Te )と、バイパス通
路(16)の通過空気の温度(TB )と、バイパスドア
手段(17)の開度(SWB )とを検出し、これら検出
値(Te 、TB 、SWB )に基づいて、蒸発器(9)の
通過空気とバイパス通路(16)の通過空気とを混合し
た後の混合空気温度(TM)を算出し、第2制御モー
ド、第3制御モードおよび第4制御モードの場合に、混
合空気温度(TM)に基づいて、温度調節手段(19)
による暖房用熱交換器(20)の加熱量の調節を行うこ
とを特徴としている。
て、温度調節手段(19)による暖房用熱交換器(2
0)による加熱量を精度よく算出することができ、車両
用空調装置の温度制御の基本となる目標吹出温度制御の
内容を変更することなく、車室内への吹出温度を良好に
制御することができる。
は、請求項24記載の発明のように、下記数式 TM=Te +{SWB ×(TB −Te )}/K 但し、Te :前記蒸発器(9)の冷却度合 TB :前記バイパス通路(16)の通過空気の温度 SWB :前記バイパスドア手段(17)の開度 K :定数 によって算出することができる。
に外気を導入する場合は、バイパス通路(16)の通過
空気の温度(TB )として外気の温度(Tam)を検出
し、車室内に内気を導入する場合は、バイパス通路(1
6)の通過空気の温度(TB)として内気の温度
(Tr )を検出することを特徴としている。
検出するセンサ(33)を設けていない場合であって
も、外気モードの場合は外気温(Tam)、内気モード
の場合は内気温(Tr )を用いることにより、バイパス
空気温度(TB )を用いて混合空気温度(TM)を計算
した場合と同様の効果を得ることができる。
は、車室内へ吹き出される空気の温度が目標吹出温度
(TAO)となるように調節される温度調節手段(1
7、19)を備え、圧縮機(1)の稼働時に蒸発器
(9)での凝縮水蓄冷量を増加させる蓄冷モードを設定
するとともに、車両エンジン(4)側の要求に基づく圧
縮機(1)の強制停止モード時に蒸発器(9)の凝縮水
蓄冷量の放冷により蒸発器(9)の通過空気を冷却する
放冷モードを設定し、この放冷モードにおいては、目標
吹出温度(TAO)を車室内の湿度上昇に基づいて低温
側へ補正する補正手段(S1207)を有することを特
徴としている。
ード時に放冷モードを実行するときに、蒸発器温度の上
昇に伴って車室内の湿度が上昇しても、目標吹出温度
(TAO)を車室内の湿度上昇に基づいて低温側へ補正
することにより、車室内への吹出温度が低下するので、
湿度感による乗員の不快感の知覚レベルを蒸発器温度に
対して高温側へ移すこと(後述の図17参照)ができ
る。
フィーリングを良好に維持できる時間を延ばすことがで
きる。従って、圧縮機(1)の強制停止モード時(エコ
ラン車等におけるエンジン停止時等)における冷房機能
として極めて有利でる。
正手段(S1207)により、車室内の湿度による補正
分と、車室内の湿度変化率による補正分との両方に基づ
いて目標吹出温度(TAO)を低温側へ補正するように
すれば、湿度感による乗員の不快感の知覚レベルを蒸発
器温度に対してより一層高温側へ移すことができ、請求
項26の作用効果をより有効に発揮できる。
ース(10)内に形成され、蒸発器(9)をバイパスし
て空気を流すバイパス通路(16)と、このバイパス通
路(16)の開度を調整するバイパスドア手段(17)
と、暖房用熱交換器(20)による空気の加熱量を調節
する加熱量調節手段(19)とを備え、バイパスドア手
段(17)と加熱量調節手段(19)とにより、温度調
節手段を構成したことを特徴としている。
を実行するときに、蒸発器凝縮水の蓄冷量増加のために
蒸発器温度を引き下げても、バイパス通路(16)を通
過する非冷却空気と、蒸発器(9)を通過する冷風との
混合割合をバイパスドア手段(17)にて調整すること
により車室内への吹出空気温度を制御することができ
る。その結果、バイパス通路(16)を通過するバイパ
ス風量の分だけ、蒸発器通過風量を減少させることがで
きる。
蒸発器(9)の必要冷却能力を低減でき、圧縮機駆動動
力を効果的に節減できる。その結果、蒸発器温度の引き
下げによる蓄冷量の増加と、圧縮機駆動動力の省動力効
果とを良好に両立できる。
に放冷モードを実行するときにも、バイパス通路(1
6)を通過する非冷却空気と、蒸発器(9)を通過する
冷風との混合により車室内への吹出空気温度を制御する
ことができるから、蒸発器通過空気の風量が減少して、
蒸発器凝縮水の蓄冷量の放冷時間を延ばすことができ
る。その結果、圧縮機(1)の強制停止モード時におけ
る、冷房フィーリングの維持可能な時間を効果的に延ば
すことができる。
へ送風される空気を冷却する蒸発器(9)、および車両
エンジン(4)により駆動され蒸発器(9)を通過した
冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)を有する冷凍サイ
クル(R)と、蒸発器(9)の冷却度合を検出する冷却
度合検出手段(22、23)と、冷却度合検出手段(2
2、23)の検出信号に基づいて圧縮機(1)の作動を
制御する制御手段(S160〜S180)と、車両エン
ジン(4)側の要求に基づく圧縮機(1)の強制停止モ
ード時における蒸発器(9)の冷却度合(TEoff )の
挙動を圧縮機(1)の稼働中に推定する推定手段(S2
00)とを備え、圧縮機(1)の稼働中に、推定手段
(S200)の出力に基づいて蒸発器(9)の凝縮水蓄
冷量を制御する蓄冷モードを実行することを特徴として
いる。
(1)の強制停止モード時における蒸発器冷却度合(T
Eoff )の挙動を推定し、この車両エンジン停止後の蒸
発器冷却度合(TEoff )に対応した凝縮水蓄冷量を前
もって確保することができる。これにより、圧縮機
(1)の強制停止モード時(停車時の車両エンジン停止
時等)に、圧縮機が停止しても、凝縮水蓄冷量の放冷を
利用して空気冷却作用を維持できるので、車室内への吹
出空気の上昇を抑えて、冷房フィーリングの悪化を抑制
することができる。
における蒸発器(9)の冷却度合(TE)および蒸発器
(9)の吸込空気条件に基づいて、圧縮機(1)の強制
停止モード時における蒸発器(9)の冷却度合(TE
off )の挙動を推定することを特徴としている。
ード時における蒸発器(9)の冷却度合(TEoff )の
挙動を、圧縮機稼働中における蒸発器(9)の冷却度合
(TE)および蒸発器(9)の吸込空気条件に基づいて
的確に推定することができる。
200)の出力に基づいて蒸発器(9)の冷却度合の目
標値(TEO)を補正することにより、蒸発器(9)の
凝縮水蓄冷量を制御することを特徴としている。
(TEO)の補正により蒸発器(9)での凝縮水温度を
変えて、凝縮水蓄冷量を制御することができる。
実行するときは、圧縮機(1)の稼働中に、圧縮機
(1)の強制停止モードが所定時間経過した後における
蒸発器(9)の冷却度合の目標値(TEOB )を設定
し、推定手段(S200)により、圧縮機(1)の強制
停止モードが所定時間経過した後における蒸発器(9)
の冷却度合(TEoff )を推定し、圧縮機(1)停止後
の蒸発器冷却度合の目標値(TEOB )と、圧縮機
(1)の停止後の推定蒸発器冷却度合(TEoff )とを
比較して、蒸発器(9)の冷却度合の目標値(TEO)
を補正することを特徴としている。
圧縮機停止後、所定時間経過後における蒸発器冷却度合
(TEoff )に基づいて圧縮機稼働中の凝縮水蓄冷量を
制御するから、圧縮機(車両エンジン)の停止時間を具
体的に想定して、この圧縮機停止時間に対応した凝縮水
蓄冷量を圧縮機稼働中に的確に制御することができる。
200)の出力に基づいて蒸発器(9)に送風される空
気の目標風量(BLW)を補正することにより、蒸発器
(9)の凝縮水蓄冷量を制御することを特徴としてい
る。
(9)への風量と反比例の関係にあるので、この風量変
更により凝縮水保持量を変えて、凝縮水蓄冷量を制御す
ることができる。
によれば、圧縮機停止後における蒸発器冷却度合(TE
off )が冷房負荷の増大により高温側へ移行すると推定
できる場合には、圧縮機稼働時における凝縮水蓄冷量が
増大する側に冷却度合または風量の目標値を変更するこ
とより、圧縮機停止時における冷房フィーリングの悪化
を未然に防止できる。
の稼働中に、蓄冷モードを実行するか否かを判定する判
定手段(S140)を備えることを特徴としている。
量の制御の必要性、空調機能への悪影響等を考慮して、
蓄冷モードを適切に実行することができる。
下のように構成することができる。
の高速走行時に蓄冷モードの実行を禁止したり、蒸発器
(9)のフロスト発生状況が所定の限界レベルに達した
時に蓄冷モードの実行を禁止したり、蒸発器(9)の冷
房高負荷時に蓄冷モードの実行を禁止する。
への吸込空気の内外気を切り替える内外気切替ドア(1
1d)を備え、冷凍サイクル(R)の起動後、所定時間
の間、内外気切替ドア(11d)を外気モードに設定す
ることを特徴としている。
蒸発器(9)表面の凝縮水が乾ききっているが、強制的
に外気を導入して外気中の水分の凝縮により蒸発器
(9)表面に速やかに凝縮水を保持させて、凝縮水への
蓄冷を促進することができる。
の強制停止モード時に、蒸発器(9)に送風される空気
の目標風量(BLW1 )を圧縮機(1)の強制停止モー
ド時直前の目標風量(BLW2 )に対して、BLW1 ≦
BLW2 の関係に設定することを特徴としている。
ード時における冷房負荷を風量低下により減少させて、
凝縮水の蓄冷量の放冷による冷房効果を長時間維持でき
る。
の冷房高負荷時に蓄冷モードを実行するときは、蒸発器
(9)に送風される空気の目標風量(BLW0 )を通常
制御時の目標風量(BLW)に対してBLW0 ≦BLW
の関係に設定することを特徴としている。
を実行するときは、蒸発器(9)への風量減少を図っ
て、冷房性能よりも蒸発器温度の低下を優先させること
ができる。そのため、冷房高負荷時であっても、凝縮水
を凍結させて凝縮水の蓄冷量を増大させることができ
る。
への吸込空気の内外気を切り替える内外気切替ドア(1
1d)、および車室内への吹出モードを切り替える吹出
モードドア(26、28、30)を備え、蒸発器(9)
の冷房高負荷時に蓄冷モードを実行するときは、内外気
切替ドア(11d)を内気モードに設定するとともに、
吹出モードドア(26、28、30)をバイレベルモー
ドに設定することを特徴としている。
を実行するときは、内気モードとバイレベルモードとの
組み合わせによりフット吹出口から内気導入口に至る冷
風のショートサーキットを形成し、蒸発器吸込空気温度
の低下を図って、冷房性能よりも蒸発器温度の低下を優
先させることができる。そのため、冷房高負荷時であっ
ても、凝縮水を凍結させて凝縮水の蓄冷量を増大させる
ことができる。
(R)において、蒸発器(9)への流入冷媒を低圧に減
圧する減圧手段(8)として、電気的に弁開度が調整さ
れる電気式膨張弁を用い、蒸発器(9)の冷房高負荷時
に蓄冷モードを実行するときは、電気式膨張弁の弁開度
を通常制御時の弁開度より小さくすることを特徴として
いる。
によりサイクル低圧を低下させて、冷媒蒸発温度の低下
を図って、凝縮水を凍結させて凝縮水の蓄冷量を増大さ
せることができる。
される空気を冷却する蒸発器(9)、および車両エンジ
ン(4)により駆動され蒸発器(9)を通過した冷媒を
圧縮し、吐出する圧縮機(1)を有する冷凍サイクル
(R)と、蒸発器(9)が収容され、かつ、内気と外気
とを切替導入可能な空調ケース(10)とを備え、圧縮
機(1)の稼働時に、蒸発器(9)における凝縮水の蓄
冷量を増加させる蓄冷モードを実行するようになってお
り、更に、冷凍サイクル(R)の起動後、所定時間、空
調ケース(10)に外気のみまたは外気導入割合の高い
外気主体モードを設定し、かつ、車両エンジン(4)側
の要求に基づく圧縮機(1)の強制停止モード時には、
空調ケース(10)に内気のみまたは内気導入割合の高
い内気主体モードを設定する内外気導入制御手段(S3
60、S380)を備えることを特徴としている。
後、強制的に外気を導入して外気中の水分の凝縮により
蒸発器(9)表面に速やかに凝縮水を保持させて、凝縮
水への蓄冷を促進することができる。また、圧縮機
(1)の強制停止モード時には強制的に内気を導入して
冷房負荷を減少させ、凝縮水蓄冷量の放冷による冷房時
間を延ばすことができる。
される空気を冷却する蒸発器(9)、および車両エンジ
ン(4)により駆動され前記蒸発器(9)を通過した冷
媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)を有する冷凍サイク
ル(R)と、蒸発器(9)が収容され、かつ、内気と外
気とを切替導入可能な空調ケース(10)とを備え、圧
縮機(1)の稼働時に、蒸発器(9)における凝縮水の
蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行するようになって
おり、更に、冷凍サイクル(R)の起動後、所定時間、
空調ケース(10)に外気のみまたは外気導入割合の高
い外気主体モードを設定する内外気導入制御手段(S3
80)と、車両エンジン(4)側の要求に基づく圧縮機
(1)の強制停止モード時に、蒸発器(9)への風量の
目標値(BLW1 )を圧縮機停止直前の目標値(BLW
2)に対してBLW1 ≦BLW2 の関係に設定する風量
制御手段(S360a)とを備えることを特徴としてい
る。
後、強制的に外気を導入して蒸発器(9)表面に速やか
に凝縮水を保持させて、凝縮水への蓄冷を促進すること
ができる。また、圧縮機(1)の強制停止モード時には
強制的な風量低下により冷房負荷を減少させ、凝縮水蓄
冷量の放冷による冷房時間を延ばすことができる。
発器(9)の冷却作用により発生する凝縮水の蓄冷量
(Q)に着目して、この凝縮水蓄冷量(Q)に基づいて
圧縮機停止可能時間(Toff )を推定することにより、
放冷モードでの冷房フィーリングの悪化を抑制するもの
である。
縮機(1)の稼働中に、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量
(Q)を推定し、この凝縮水蓄冷量(Q)に基づいて圧
縮機(1)の停止可能時間(Toff )を推定する圧縮機
停止時間推定手段(S1901、S1902)を備え、
圧縮機(1)の強制停止モード時に、停止可能時間(T
off )だけ、圧縮機(1)を停止し、停止可能時間(T
off )経過後は圧縮機(1)の駆動源に稼働要求を出す
ことを特徴としている。
両エンジン(4)だけの場合と、車両エンジン(4)の
他に電動モータ等の補助駆動源を併用する場合の両方が
ある。従って、駆動源への稼働要求とは、車両エンジン
(4)への稼働要求と補助駆動源への稼働要求の両方を
意味している。
(1)の強制停止モード時(放冷モード時)は、蒸発器
(9)の凝縮水蓄冷量(Q)により所定の冷房フィーリ
ングを確保することができ、そして、停止可能時間(T
off )経過後は駆動源へ稼働要求して圧縮機(1)を再
び稼働状態に戻すから、蒸発器(9)の冷媒蒸発による
冷却作用を再開できる。
伴う冷房フィーリングの悪化を良好に抑制できる。しか
も、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量(Q)が増加すれば、
それに応じて可能な限り、圧縮機(1)の強制停止モー
ド時間(エンジン停止時間)を長く設定することができ
る。
縮水が乾ききる直前に圧縮機(1)の稼働を再開するよ
うに停止可能時間(Toff )を決定することにより、圧
縮機強制停止モード時に蒸発器表面から悪臭が発生する
ことを未然に防止することも可能である。
は、請求項43に記載のように、少なくとも蒸発器
(9)の冷却度合(蒸発器吹出温度等)に基づいて推定
することができる。
(1)の強制停止モード時における蒸発器(9)での凝
縮水乾き完了時間(Tdry )というパラメータに着目し
て、この凝縮水乾き完了時間(Tdry )に基づいて圧縮
機停止可能時間(Toff )を推定するものである。
縮機(1)の稼働中に、圧縮機(1)の強制停止モード
時における、蒸発器(9)での凝縮水乾き完了時間(T
dry)を推定し、この凝縮水乾き完了時間(Tdry )に
基づいて圧縮機(1)の停止可能時間(Toff )を推定
する圧縮機停止時間推定手段(S1901、S190
2)を備え、圧縮機(1)の強制停止モード時に、停止
可能時間(Toff )だけ、圧縮機(1)を停止し、前記
停止可能時間(Toff )経過後は圧縮機(1)の駆動源
に稼働要求を出すことを特徴としている。
ード時に凝縮水乾き完了時間(Tdr y )に基づいて推定
された停止可能時間(Toff )の間だけ、圧縮機(1)
を停止させて、凝縮水が乾ききる直前に圧縮機(1)の
稼働を再開できるから、圧縮機停止時に蒸発器表面から
悪臭が発生することを未然に防止できる。
(1)の稼働を再開することより、凝縮水の持つ蓄冷量
を利用して、圧縮機停止時における空気冷却作用を継続
できるから、圧縮機(1)の強制停止モード時であって
も、所定の冷房フィーリングを確保することができる。
は、具体的には、請求項45記載のように、少なくとも
蒸発器(9)の冷却度合に基づいて推定することができ
る。
強制停止モード時における蒸発器(9)の冷却度合の挙
動に着目して、この蒸発器(9)冷却度合に基づいて圧
縮機停止可能時間(Toff )を推定するものである。
縮機(1)の稼働中に、圧縮機(1)の強制停止モード
時における、蒸発器(9)の冷却度合が所定レベルに到
達するまでの時間(Tte)を推定し、この時間(Tt
e)に基づいて圧縮機(1)の停止可能時間(Toff )
を推定する圧縮機停止時間推定手段(S1901、S1
902)を備え、圧縮機(1)の強制停止モード時に、
停止可能時間(Toff )だけ、圧縮機(1)を停止し、
停止可能時間(Toff )経過後は圧縮機(1)の駆動源
に稼働要求を出すことを特徴としている。
ード時における蒸発器冷却度合を所定レベル以内に抑え
て、圧縮機停止時における冷房フィーリングを確保する
ことができる。また、蒸発器冷却度合を所定レベル以内
に抑えることにより、凝縮水が乾ききる直前に圧縮機
(1)の稼働を再開することが可能であり、圧縮機停止
時に蒸発器表面から悪臭が発生することを未然に防止で
きる。
所定レベルに到達するまでの時間(Tte)は、具体的
には、請求項47に記載のように、少なくとも蒸発器
(9)の冷却度合に基づいて推定することができる。
42ないし47のいずれか1つに記載の車両用空調装置
において、停止可能時間(Toff )が予め設定された最
短停止時間(Toff 1 )より小さいときは、圧縮機
(1)の強制停止モードを禁止することを特徴としてい
る。
エンジン(4)が極く短時間停止しただけで、再起動さ
れるという事態を未然に防止して、車両エンジン(4)
の燃費悪化を防止できる。なお、圧縮機停止時間推定手
段は具体的には、図45のステップS1901、S19
02により構成できる。
(1)の稼働時に、蒸発器(9)における凝縮水の蓄冷
量を増加させる蓄冷モードを実行し、車両エンジン
(4)側の要求に基づく圧縮機(1)の強制停止モード
時に、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量の放冷により空気を
冷却する放冷モードを実行するようになっており、圧縮
機(1)の稼働中に、圧縮機(1)の強制停止モード時
における、蒸発器(9)の冷却度合の限界値(限界T
e)を熱負荷条件に基づいて算出し、圧縮機(1)の強
制停止モード時に、蒸発器(9)の冷却度合が前記限界
値より低いときだけ、圧縮機(1)を停止し、蒸発器
(9)の冷却度合が前記限界値を上回ると、圧縮機
(1)の駆動源に稼働要求を出すことを特徴としてい
る。
ド時に蒸発器(9)の冷却度合が限界値(限界Te)を
上回った状態で放冷モードが続行されることを防止でき
る。そのため、乗員の温熱感、湿度感、臭い等による不
快感を感じる前に圧縮機(1)の稼働を再開して、放冷
モードでの冷房フィーリングの悪化を抑制できる。
は、乗員の温熱感、湿度感、および臭いに対する知覚限
界線と、車両窓ガラスの曇り限界線とを前記熱負荷条件
に関連づけたマップに基づいて蒸発器(9)の冷却度合
の限界値を算出することができる。
(1)の稼働時に、蒸発器(9)における凝縮水の蓄冷
量を増加させる蓄冷モードを実行し、車両エンジン
(4)側の要求に基づく圧縮機(1)の強制停止モード
時に、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量の放冷により空気を
冷却する放冷モードを実行するようになっており、車室
内空気の除湿が必要かどうかを判定する除湿要否判定手
段(S1801)を備え、この除湿要否判定手段(S1
801)にて車室内空気の除湿が必要であると判定され
た場合は、圧縮機(1)の強制停止モード時であって
も、圧縮機(1)の駆動源に稼働要求を出すことを特徴
としている。
合、即ち、窓ガラスが曇りやすい状態の場合には、エン
ジン停止等による圧縮機(1)の強制停止モード時であ
っても必ず圧縮機(1)を再稼働させて車室内の空調を
行うことができる。従って、蒸発器温度(Te )を低下
させて蒸発器(9)の除湿能力を向上させることがで
き、窓ガラスの防曇性を向上させることができる。
(1)の稼働時に除湿要否判定手段(S1801)にて
車室内空気の除湿が必要であると判定された場合は、圧
縮機(1)の強制停止モードを禁止するようにしてもよ
い。
01)にて車室内空気の除湿が必要であると判定された
場合は、圧縮機(1)の強制停止モードを禁止して、圧
縮機(1)の稼働状態を続行するので、蒸発器(9)の
除湿能力を確保できる。
1)にて車室内空気の除湿が必要であると判定された場
合には、エンジン(4)の停止時等にも放冷モードを実
行せず、蓄冷モードを実行すると、蒸発器(9)の表面
で凍結する凝縮水の付着量が増大しすぎて蒸発器(9)
の空気の通過が妨げられる場合がある。
機(1)の稼働時に、蓄冷モードに比較して蒸発器
(9)での凝縮水の蓄冷量を減少させる通常モードを設
定し、除湿要否判定手段(S1801)にて車室内空気
の除湿が必要であると判定された場合は、通常モードを
実行することとして、蒸発器(9)の表面で凍結する凝
縮水の付着量の増大を防止している。
(9)が配置される空調ケース内(10)に形成され、
蒸発器(9)をバイパスして空気を流すバイパス通路
(16)と、このバイパス通路(16)の開度を調整す
るバイパスドア手段(17)とを備え、除湿要否判定手
段(S1801)により、車室内空気の除湿が必要と判
定された場合には、バイパスドア手段(17)によって
バイパス通路(16)を遮断することを特徴としてい
る。
バイパス通路(16)が設けられている車両用空調装置
の場合には、送風機(11)から吹き出されたすべての
空気が蒸発器(9)を通過して蒸発器(9)にて除湿さ
れることとなり、車室内の送風される空気の除湿効果を
より効果的に高めることができる。従って、車室内に充
分除湿された空気を送風することができ、窓ガラスの防
曇性を向上させることができる。
は、具体的には請求項55記載の発明のように、吹出モ
ードがデフロスタ吹出口から空気が吹き出すモードであ
るときに車室内空気の除湿が必要であると判定するよう
に構成することができる。
吹き出すモードには、デフロスタ吹出口のみから空気を
吹き出すデフロスタモード、デフロスタ吹出口とフット
吹出口から空気を吹き出すフットデフモード、大部分の
空気をフット吹出口から吹き出して一部をデフロスタ吹
出口から吹き出すフットモードを含む。
は、請求項56記載の発明のように、外気温(Tam)
を検出する外気温センサ(35)を備え、外気温(Ta
m)が所定温度(Tam1 )以下であるときに車室内空
気の除湿が必要であると判定するように構成することが
できる。
(1)の稼働時に、蒸発器(9)における凝縮水の蓄冷
量を増加させる蓄冷モードを実行し、車両エンジン
(4)側の要求に基づく圧縮機(1)の強制停止モード
時に、蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量の放冷により空気を
冷却する放冷モードを実行するようになっており、車両
が停止するか否かを予測判定する停車予測判定手段(S
14)とを備え、蓄冷モード実行時において停車予測判
定手段(S14)により車両が停止すると予測判定され
た場合には、蒸発器(9)の冷却度合い(Te)が低温
側に移行するように、圧縮機(1)の作動状態を強制的
に維持する圧縮機強制作動制御を行うことを特徴として
いる。
(9)の冷却度合(Te)を圧縮機(1)の作動の断続
制御により行う場合における圧縮機作動の強制維持と、
蒸発器(9)の冷却度合(Te)を圧縮機(1)の容量
の可変制御により行う場合における、圧縮機(1)の大
容量状態の強制維持との両方を含む。
止すると判断された場合には、圧縮機強制作動制御を行
うことにより、車両が停止する直前には蒸発器(9)の
冷却度合(Te)をより一層低温側にしておくことがで
きる。従って、圧縮機停止状態で停車して蒸発器(9)
の冷却度合(Te)が上がっている状態で放冷モードを
開始する場合に比較して、放冷モードでの冷房可能時間
を延長することができ、信号待ち等の停車時間にエンジ
ンを始動させることなく車室内を冷房をすることが可能
になる。
縮機(1)の稼働時に、蓄冷モードとは別に、蒸発器
(9)の冷却度合(Te)が第1目標値(TEOA )に
なるように圧縮機(1)の作動を制御する通常モードを
設定し、蓄冷モードにおいては、第1目標値(TE
OA )より低い温度に相当する第2目標値(TEOB )
を設定し、蒸発器(9)の冷却度合(Te)が第2目標
値(TEOB )になるように圧縮機(1)の作動を制御
するようにしてもよい。
速度(Vr)が所定速度(Vs)以下になったときに、
前記圧縮機強制作動制御を解除して、蒸発器(9)の冷
却度合(Te)が第2目標値(TEOB )になるように
圧縮機(1)の作動を制御することを特徴としている。
と予測判断され、圧縮機強制作動制御の開始後、そのま
ま停車せずに渋滞等で低速走行する場合に、圧縮機強制
作動制御を継続して蒸発器吹出温度(Te)を必要以上
に低下させるのを防止すことができる。
冷モード実行時において停車予測判定手段(S14)に
より車両が停止すると予測判定された場合には、前記圧
縮機強制作動制御に代えて、第2目標値(TEOB )よ
り低い温度に相当する第3目標値(TEOC )を設定
し、蒸発器(9)の冷却度合(Te)が第3目標値(T
EOC )になるように圧縮機(1)の作動を制御するよ
うに構成することができる。
体的には請求項61記載の発明のように、車速信号およ
びブレーキ信号に基づいて車両が停車するか否かを予測
判定するように構成することができる。
は、空調ケース(10)内に、冷凍サイクル(R)の蒸
発器(9)をバイパスして空気を流すバイパス通路(1
6)、およびこのバイパス通路(16)の開度を調整す
るバイパスドア手段(17)を備え、圧縮機(1)の稼
働時に蒸発器(9)の凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷
モードを実行するとき、バイパスドア手段(17)がバ
イパス通路(16)を開くようになっており、バイパス
ドア手段(17)がバイパス通路(16)を開くときに
は、蒸発器(9)の通風路の一部の通風抵抗を高める位
置にバイパスドア手段(17)が操作されるようにした
ことを特徴としている。
通路(16)を開き、かつ、蒸発器(9)の通風路の一
部の通風抵抗を高める位置にバイパスドア手段(17)
を操作することにより、バイパス通路(16)を通過す
る非冷却空気と、蒸発器(9)を通過する冷風との混合
により車室内への吹出空気温度を制御することができ
る。
作位置により、蒸発器側の通風抵抗が増加して、蒸発器
側の通過風量が減少するするので、バイパス通路(1
6)の断面積を特別に大きくしなくても、バイパス風量
割合を効果的に増大できる。従って、空調ユニットの体
格を大型化せずに、バイパス風量割合を増加できる。
却空気と蒸発器通過後の冷風との混合による温度調節範
囲(暖房用熱交換器(20)による再加熱を必要としな
い温度調節範囲)を拡大でき、このことにより、圧縮機
駆動動力の省動力効果を向上できる。
イパスドア手段(17)にて閉じられ通風抵抗が増加す
る部位では、空気側との熱交換がほとんどなくなり、蒸
発器凝縮水を強制的に凍結させることができる。このこ
とから、エンジン稼働中に効果的に蒸発器凝縮水の蓄冷
量を増加できる。
圧縮機(1)の強制停止モード時には、この蒸発器凝縮
水の蓄冷量の放冷作用にて冷房作用を継続できる。その
結果、圧縮機(1)の強制停止止に伴う冷房フィーリン
グの悪化を良好に抑制できる。
ードを実行するときにも、バイパスドア手段(17)が
バイパス通路(16)を開くようになっていることを特
徴としている。
通路(16)の非冷却空気と、蒸発器(9)通過後の冷
風との混合により車室内への吹出空気温度を制御するこ
とができる。この場合も、バイパスドア手段(17)の
操作位置により、蒸発器側の通風抵抗が増加して、蒸発
器側の通過風量が減少するするので、蒸発器凝縮水の蓄
冷量を有効利用して、放冷モードの可能時間を長くする
ことができる。
ードの初期から、蒸発器(9)の通風路の一部を所定開
度(θ1)開く位置にバイパスドア手段(17)を操作
することを特徴としている。
ち、バイパスドア手段(17)による閉塞部位に放冷モ
ードの初期から所定開度(θ1)の通路を通って空気が
流れるので、蒸発器(9)の吹出温度のバラツキを抑制
することができる。そのため、蒸発器(9)の吹出側に
温度センサを1個配置するだけでも蒸発器吹出側の平均
温度を良好に検出できる。
スドア手段(17)が蒸発器(9)の通風路の一部を最
大限閉じる位置に移動したときに、バイパスドア手段
(17)と蒸発器(9)との間に所定間隙(B)を設定
することを特徴としている。
が蒸発器表面に一体に凍結するという現象が発生するの
を防止して、バイパスドア手段の操作不能を確実に防止
できる。
(9)を空調ケース(10)内において上下方向に延び
るように配置し、バイパス通路(16)およびバイパス
ドア手段(17)を蒸発器(9)に対して下側の部位に
配置することを特徴としている。
側部位に集まるという現象を利用して、より多くの量の
凝縮水を効果的に凍結させて、凝縮水蓄冷量を効果的に
増大できる。
パスドア手段(17)は蒸発器(9)に対して空気流れ
上流側に配置することができる。
の空気流れ下流側に配置すると、バイパスドア手段(1
7)と温度調節手段であるエアミックスドア(19)と
の干渉等の問題等が発生しやすく、空調ユニット体格の
増大につながるが、請求項6記載の発明によると、バイ
パスドア手段(17)と温度調節手段であるエアミック
スドア(19)との干渉等が発生せず、空調ユニット体
格の小型化に有利である。
(9)の空気流れ下流側に配置すると、バイパスドア手
段(17)が蒸発器(9)の凝縮水で濡れるという不具
合が発生するが、請求項67記載の発明によると、バイ
パスドア手段(17)が凝縮水で濡れる恐れはない。
は、1つの蒸発器(9)を冷却温度の高い冷房モードと
冷却温度の低い蓄冷モードとに切り替え使用する冷凍サ
イクル装置であって、蒸発器(9)に供給する冷媒を減
圧する減圧装置として、冷房モード時に比較して蓄冷モ
ード時における絞り量を増大させる減圧装置(8、4
2、70、700)を備えることを特徴としている。
の絞り量を増大させて、蒸発器(9)での蒸発圧力を強
制的に低下させることにより、蒸発器(9)のうち、少
なくとも、冷媒入口側では蒸発器温度を氷点下の温度に
引き下げて蓄冷機能を発揮できる。そのため、サイクル
高性能化を必要とせずに蓄冷機能を発揮でき、実用上、
極めて有利である。
て、冷房モード時に蒸発器(9)の出口冷媒の過熱度を
所定値に維持するように弁開度を調整する温度式膨張弁
(8)と、蓄冷モード時に蒸発器(9)の蒸発温度が氷
点下の温度となるように冷媒の圧力を低下させる固定絞
り(42)とを備えることを特徴としている。
り(42)とを冷房モードと蓄冷モードとに対応して切
り替え使用することにより、簡単なサイクル構成にて冷
房モードと蓄冷モードの両機能を良好に発揮できる。
置は、弁開度を電気的に調整する電気膨張弁(70)で
あり、この弁開度を冷房モード時に比して蓄冷モード時
に小さくすることを特徴としている。
も、本発明の蓄冷機能は良好に発揮できる。
置は、冷房モード時に蒸発器(9)の出口冷媒の過熱度
を所定値に維持するように弁開度を調整する温度式膨張
弁(70)であり、この温度式膨張弁(70)の弁開度
を冷房モード時に比して蓄冷モード時に小さくする補助
駆動機構(716、723)を備えることを特徴として
いる。
駆動機構を組み合わせることにより、本発明の蓄冷機能
を良好に発揮できる。
2記載のごとく温度式膨張弁(70)の弁体(704)
に対して閉弁方向の力を作用させる電磁ソレノイド機構
(716)により構成することができる。
膨張弁(70)の弁体(704)を駆動する圧力応動部
材(707)、および蒸発器(9)の出口冷媒の温度に
応じた圧力が作用する圧力室(712)を有し、この圧
力室(712)から圧力応動部材(707)を介して弁
体(704)に対して開弁方向の力を作用させるように
し、補助駆動機構を、圧力室(712)の圧力を冷房モ
ード時に比して蓄冷モード時に小さくする圧力調整機構
(723)により構成してもよい。
求項68ないし73のいずれか1つに記載の冷凍サイク
ル装置(R)を備え、この冷凍サイクル装置(R)の圧
縮機(1)を車両エンジン(4)により駆動するように
し、圧縮機(1)の稼働時に蓄冷モードを実行して蒸発
器(9)の凝縮水を凍結させる車両用空調装置を特徴と
している。
等による、圧縮機(1)の強制停止モード時に蒸発器
(9)の凝縮水の蓄冷量の放冷により空気を冷却する放
冷モードを実行することができ、圧縮機(1)の強制停
止モード時にも冷房機能を良好に発揮できる。
内へ送風される空気を冷却する蒸発器(9)、および蒸
発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機
(1)を有し、圧縮機(1)の稼働時に、蒸発器(9)
における凝縮水を凍結させて、この凝縮水の蓄冷量を増
加させる蓄冷モードを実行し、蓄冷モードが連続して実
行されるときに、蒸発器(9)の冷却度合と蒸発器
(9)の吸い込み空気状態に基づいて蓄冷連続可能時間
を決定し、蓄冷モードの連続実行時間が蓄冷連続可能時
間を越えると、蓄冷モードを停止して、蒸発器(9)の
除霜を行うことを特徴としている。
させて蓄冷モードを実行する場合でも、蒸発器(9)の
フロストによる大幅な風量低下を未然に防止することが
できるので、蓄冷モード時の風量低下による冷房性能低
下を未然に回避できる。特に、蒸発器(9)での凝縮水
発生量は蒸発器(9)の冷却度合と蒸発器(9)の吸い
込み空気状態との相関が強いので、これらの情報に基づ
いて蓄冷連続可能時間を決定することにより、蓄冷連続
可能時間を、蒸発器(9)のフロスト進行による風量低
下度合に精度よく対応して設定できる。
蒸発器除霜制御の開始タイミングを設定することによ
り、フロスト進行による風量低下を目標とする所定量以
内に抑えることが可能となる。
(9)の吸い込み空気状態として、吸い込み空気の湿度
または温度を検出し、この湿度または温度が高くなるほ
ど蓄冷連続可能時間を短くすることにより、吸い込み空
気の温湿度の変化に対応して蒸発器除霜制御の開始タイ
ミングを適切に設定できる。
(9)の吸い込み空気状態として、内外気の吸入割合を
判定し、外気の吸入割合が多いほど蓄冷連続可能時間を
短くすることにより、湿度センサを必要とせずに、内外
気モードによる湿度変化に対応して蒸発器除霜制御の開
始タイミングを適切に設定できる。
(9)の吸い込み空気状態として、蒸発器(9)の通過
風量に関連する情報を検出し、この通過風量が増加する
ほど蓄冷連続可能時間を短くすることにより、蒸発器通
過風量の変化に対応して蒸発器除霜制御の開始タイミン
グを適切に設定できる。
(1)の回転数に関連する情報を検出し、圧縮機(1)
の回転数が高くなるほど蓄冷連続可能時間を短くするこ
とにより、圧縮機回転数の変化に対応して蒸発器除霜制
御の開始タイミングを適切に設定できる。
(9)の除霜は、具体的には蒸発器(9)の冷却度合の
目標値(TEO)を0℃より高い温度の通常時の目標値
に切り替えることにより、行うことができる。
(9)の冷却度合と蒸発器(9)の吸い込み空気状態に
基づいて除霜必要時間を決定し、蒸発器(9)の除霜時
間が除霜必要時間を越えると、蒸発器(9)の除霜を停
止することを特徴としている。
速度は、蒸発器(9)の冷却度合と蒸発器(9)の吸い
込み空気状態との相関が強いので、これらの情報に基づ
いて除霜必要時間を決定することにより、除霜必要時間
を、蒸発器(9)のフロスト除去の進行度合に精度よく
対応して設定できる。
器の除霜を停止することにより、適切なタイミングで除
霜を停止することができ、そのため、除霜不足による風
量低下や過度の除霜モードによる蓄冷不足といった不具
合の発生を防止できる。
する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示
すもので、上記した各種制御手段、推定手段、判定手段
等は、いずれも、実施形態の中ではマイクロコンピュー
タにより実行される制御ステップ(機能実現手段)で構
成されており、これら手段の括弧内の符号も代表的な制
御ステップの符号の一例を示す。
第1実施形態の全体構成図であり、車両用空調装置の冷
凍サイクルRには冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機1
が備えられている。圧縮機1は動力断続用の電磁クラッ
チ2を有し、圧縮機1には電磁クラッチ2およびベルト
3を介して車両エンジン4の動力が伝達される。
装置5により断続され、電磁クラッチ2が通電されて接
続状態になると、圧縮機1は運転状態となる。これに反
し、電磁クラッチ2の通電が遮断されて開離状態になる
と、圧縮機1は停止する。
ガス冷媒は凝縮器6に流入し、ここで、図示しない冷却
ファンより送風される外気と熱交換して冷媒は冷却され
て凝縮する。この凝縮器6で凝縮した冷媒は次に受液器
7に流入し、受液器7の内部で冷媒の気液が分離され、
冷凍サイクルR内の余剰冷媒(液冷媒)が受液器7内に
蓄えられる。
手段)8により低圧に減圧され、低圧の気液2相状態と
なる。この膨張弁8からの低圧冷媒は蒸発器(冷房用熱
交換器)9に流入する。この蒸発器9は車両用空調装置
の空調ケース10内に設置され、蒸発器9に流入した低
圧冷媒は空調ケース10内の空気から吸熱して蒸発す
る。
知する感温部8aを有する温度式膨張弁であり、蒸発器
9の出口冷媒の過熱度を所定値に維持するように弁開度
(冷媒流量)を調整するものである。蒸発器9の出口は
圧縮機1の吸入側に結合され、上記したサイクル構成部
品によって閉回路を構成している。
側には送風機11が配置され、送風機11には遠心式送
風ファン12と駆動用モータ13が備えられている。送
風ファン12の吸入口14には図示しない内外気切替箱
を通して車室内の空気(内気)または車室外の空気(外
気)が切替導入される。
下流側に配置される空調ユニット15部は、通常、車室
内前部の計器盤内側において、車両幅方向の中央位置に
配置される。これに対して、送風機11部は空調ユニッ
ト15部に対して助手席側にオフセット配置される。
方向に延びるように配置されており、この蒸発器9の下
側部位に蒸発器9をバイパスして空気を流す第1バイパ
ス通路16が形成されている。この第1バイパス通路1
6の開度を調整するバイパスドア(パラレルバイパスド
ア)17が、図1の例では、蒸発器9の空気下流側で、
かつ、下側の部位に配置されている。このバイパスドア
17は回動可能な板状ドアであり、このバイパスドア1
7はサーボモータからなる電気駆動装置18により駆動
される。
はエアミックスドア(シリーズバイパスドア)19が配
置されている。このエアミックスドア19の下流側には
車両エンジン4の温水(冷却水)を熱源として空気を加
熱する温水式ヒータコア(暖房用熱交換器)20が設置
されている。そして、この温水式ヒータコア20の側方
(上方部)には第2バイパス通路21が形成されてい
る。この第2バイパス通路21は温水式ヒータコア20
をバイパスして空気を流すためのものである。
アであり、サーボモータからなる電気駆動装置22によ
り駆動される。エアミックスドア19は、温水式ヒータ
コア20を通過する温風とバイパス通路21を通過する
冷風との風量割合を調節するものであって、この冷温風
の風量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節
する。すなわち、本例においては、エアミックスドア1
9により温度調節手段が構成されており、バイパスドア
17はエアミックスドア19に対して補助温度調節手段
の役割を果たす。
ら上方へ湾曲して延びる温風通路23が形成され、この
温風通路23からの温風と第2バイパス通路21からの
冷風が空気混合部24付近で混合して、所望温度の空気
を作り出すことができる。
24の下流側に吹出モード切替部が構成されている。す
なわち、空調ケース10の上面部にはデフロスタ開口部
25が形成され、このデフロスタ開口部25は図示しな
いデフロスタダクトを介して車両フロントガラス内面に
空気を吹き出すものである。デフロスタ開口部25は、
回動自在な板状のデフロスタドア26により開閉され
る。
スタ開口部25より車両後方側の部位にフェイス開口部
27が形成され、このフェイス開口部27は図示しない
フェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて空
気を吹き出すものである。フェイス開口部27は回動自
在な板状のフェイスドア28により開閉される。
開口部27の下側部位にフット開口部29が形成され、
このフット開口部29は図示しないフットダクトを介し
て車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すものであ
る。フット開口部29は回動自在な板状のフットドア3
0により開閉される。
は共通のリンク機構(図示せず)に連結され、このリン
ク機構を介してサーボモータからなる電気駆動装置31
により駆動される。
要を説明すると、空調ケース10内で、蒸発器9の空気
吹出直後の部位に、サーミスタからなる蒸発器吹出温度
センサ(蒸発器冷却度合検出手段)32が設けられ、蒸
発器吹出温度Te を検出する。また、空調ケース10内
で、第1バイパス通路16には蒸発器バイパス空気温度
TB を検出するサーミスタからなるバイパス空気温度セ
ンサ33が設けられている。
には、上記したセンサ32、33の他に、空調制御のた
めに、内気温Tr 、外気温Tam、日射量TS 、温水温
度T W 等を検出する周知のセンサ群35から検出信号が
入力される。また、車室内計器盤近傍に設置される空調
制御パネル36には乗員により手動操作される操作スイ
ッチ群37が備えられ、この操作スイッチ群37の操作
信号も空調用電子制御装置5に入力される。
定信号Tset を発生する温度設定スイッチ37a、蓄冷
モード信号を発生する蓄冷スイッチ37b、風量切替信
号を発生する風量スイッチ37c、吹出モード信号を発
生する吹出モードスイッチ37d、内外気切替信号を発
生する内外気切替スイッチ37e、圧縮機1のオンオフ
信号を発生するエアコンスイッチ37f等が設けられて
いる。
ジン用電子制御装置38に接続されており、車両エンジ
ン用電子制御装置38から空調用電子制御装置5には車
両エンジン4の回転数信号、車速信号等が入力される。
ごとく車両エンジン4の運転状況等を検出するセンサ群
(図示せず)からの信号に基づいて車両エンジン4への
燃料噴射量、点火時期等を総合的に制御するものであ
る。さらに、本発明の対象とするエコラン車、ハイブリ
ッド車においては、車両エンジン4の回転数信号、車速
信号、ブレーキ信号等に基づいて停車状態を判定する
と、車両エンジン用電子制御装置38は燃料噴射の停止
等により車両エンジン4を自動的に停止させる。
状態から発進状態に移行すると、車両エンジン用電子制
御装置38は車両の発進状態をアクセル信号等に基づい
て判定して、車両エンジン4を自動的に始動させる。な
お、空調用電子制御装置5は、車両エンジン4の稼働中
に、蒸発器9の凝縮水蓄冷量、あるいは車両エンジン停
止後における蒸発器吹出温度の挙動等を推定し、この推
定結果に基づいて車両エンジン4の停止許可、停止禁止
の信号を出力したり、また、車両エンジン4停止後の蒸
発器吹出温度Te の上昇等に基づいて車両エンジン4の
再稼働要求の信号を出力する。
用電子制御装置38はCPU、ROM、RAM等からな
る周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構
成されるものである。空調用電子制御装置5は、上記の
ごとき車両エンジン制御信号を出力する車両エンジン制
御信号出力部、電磁クラッチ2による圧縮機断続制御
部、内外気切替ドアによる内外気吸込制御部、送風機1
1の風量制御部、バイパスドア17およびエアミックス
ドア19による温度制御部、吹出口25、27、29の
切替による吹出モード制御部等を有している。
を説明する。図2のフローチャートは空調用電子制御装
置5のマイクロコンピュータにより実行される制御処理
の概要を示し、図2の制御ルーチンは、車両エンジン4
のイグニッションスイッチがオンされて制御装置5に電
源が供給された状態において、空調制御パネル36の操
作スイッチ群37の風量スイッチ37c(あるいはオー
トスイッチ)が投入されるとスタートする。
マー等の初期化がなされ、次のステップS110で、セ
ンサ32、33、センサ群35からの検出信号、操作ス
イッチ群37の操作信号、車両エンジン用電子制御装置
38からの車両運転信号等を読み込む。
1に基づいて、車室内へ吹き出される空調風の目標吹出
温度(TAO)を算出する。この目標吹出温度(TA
O)は車室内を温度設定スイッチ37aの設定温度Tse
t に維持するために必要な吹出温度である。
Tam−Ks ×Ts +C 但し、Tr :センサ群35の内気センサにより検出さ
れる内気温 Tam :センサ群35の外気センサにより検出される
外気温 Ts :センサ群35の日射センサにより検出される日
射量 Kset 、Kr 、Kam、Ks :制御ゲイン C :補正用の定数 次に、ステップS125にて空調モードが蓄冷、放冷、
通常のいずれのモードであるか選定する。本例では、エ
ンジン4(圧縮機1)の稼働時に蓄冷スイッチ37が投
入されているときは蓄冷モードを選定し、エンジン4
(圧縮機1)の稼働時に蓄冷スイッチ37が投入されて
いないときは通常モードを選定する。そして、空調作動
時(送風機11の作動時)においてエンジン4が停止
し、圧縮機1が停止したときは放冷モードを選定する。
出温度TEOを算出する。この目標蒸発器吹出温度TE
Oは、次に述べる第1目標蒸発器吹出温度TEO1 第2
目標蒸発器吹出温度TEO2 および第3目標蒸発器吹出
温度TEO3 に基づいて算出する。
決定方法を具体的に説明すると、図3はマイクロコンピ
ータのROMに予め設定され、記憶されているマップで
あり、このマップに基づいて、TAOが高くなる程、第
1目標蒸発器吹出温度TEO 1 が高くなるように決定す
る。従って、TEO1 =f(TAO)として表すことが
できる。なお、TEO1 は本例では12°Cが上限とな
っている。
2 も、マイクロコンピータのROMに予め設定され、記
憶されている図4のマップに基づいて決定する。第2目
標蒸発器吹出温度TEO2 は、外気温度Tamに対応し
て決定されるものであって、外気温度Tamの中間温度
域(図4の例では、18°C〜25°C)では冷房、除
湿の必要性が低下するので、第2目標蒸発器吹出温度T
EO 2を高く(図4の例では12°C)して、圧縮機1
の稼働率を低減することにより、車両エンジン4の省動
力を図る。
夏期の高温時には冷房能力確保のため、第2目標蒸発器
吹出温度TEO2 は外気温度Tamの上昇に反比例して
低下する。一方、外気温度Tamが18°Cより低くな
る低温域では、窓ガラス曇り防止のための除湿能力確保
のために、第2目標蒸発器吹出温度TEO2 は外気温度
Tamの低下とともに低下する。外気温度Tamが10
°Cより低くなると、TEO2 は0°Cとなる。従っ
て、TEO2 はf(Tam)として表すことができる。
3 は、蓄冷スイッチ37bの投入時に予め設定された氷
点下の所定値Tf (例えば、−2°C)に決められる。
モード時(蓄冷モードでないとき)では、上記第1、第
2目標蒸発器吹出温度TEO1 、TEO2 に基づいて、
最終的に、目標蒸発器吹出温度TEOを下記の数式2に
基づいて決定する。
(TAO)、第2目標蒸発器吹出温度TEO2 =f(T
am)のうち、低い温度の方を最終的に、目標蒸発器吹
出温度TEOとして決定する。 一方、蓄冷スイッチ3
7bの投入された蓄冷モード時には、目標蒸発器吹出温
度TEOは強制的に、氷点下の所定値Tfに引下げられ
る。
1により送風される空気の目標送風量BLWを上記TA
Oに基づいて算出する。この目標送風量BLWの算出方
法は周知であり、上記TAOの高温側(最大暖房側)お
よび低温側(最大冷房側)で目標風量を大きくし、上記
TAOの中間温度域で目標風量を小さくする。そして、
送風機11のファン駆動モータ13の回転数は、この目
標風量BLWが得られるように制御装置5の出力により
制御される。
応じて内外気モードを決定する。この内外気モードは周
知のごとくTAOが低温側から高温側へ上昇するにつれ
て、全内気モード→内外気混入モード→全外気モードと
切替設定され、この内外気モードが得られるように内外
気ドア(図示せず)の操作位置が制御装置5の出力によ
り制御される。
応じて吹出モードを決定する。この吹出モードは周知の
ごとくTAOが低温側から高温側へ上昇するにつれてフ
ェイスモード→バイレベルモード→フットモードと切替
設定され、この吹出モードが得られるように吹出モード
ドア26、28、30の操作位置が制御装置5の出力に
より電気駆動装置31を介して制御される。 次に、ス
テップS170にて、エアミックスドア19の目標開度
SWM 、バイパスドア17の目標開度SWB を算出し
て、エアミックスドア19およびバイパスドア17の開
度を決定する。このステップS170の詳細は図5によ
り後述する。 次に、ステップS180にて、目標蒸発
器吹出温度TEOと実際の蒸発器吹出温度Te とを比較
し、圧縮機作動を断続制御する。すなわち、蒸発器吹出
温度Te が目標蒸発器吹出温度TEOより低下すると、
制御装置5により電磁クラッチ2の通電を遮断して圧縮
機1を停止させ、逆に、蒸発器吹出温度Te が目標蒸発
器吹出温度TEOより上昇すると、制御装置5により電
磁クラッチ2に通電して圧縮機1を作動させる。これに
より、蒸発器吹出温度Te が目標蒸発器吹出温度TEO
に維持される。通常制御時では、この蒸発器吹出温度T
e を上記TAOと外気温Tamに応じて制御することに
より、蒸発器9でのフロスト(着霜)防止と、冷房除湿
能力の確保と、圧縮機稼働率の低下による車両エンジン
省動力とを達成する。
TEOを氷点下の所定値Tf に引き下げることにより、
蒸発器9の凝縮水を凍結させて、蒸発器9の凝縮水蓄冷
量を増大させる。
件に基いて車両エンジン制御信号(前述の車両エンジン
4の停止許可、停止禁止、および車両エンジン4停止後
の再稼働要求の信号)を出力する。
り、まず、ステップS1701にて蓄冷モード、放冷モ
ード、省動力モードかを判定する。ここで、蓄冷モード
は前述のごとく蓄冷スイッチ37bが投入されて、目標
蒸発器吹出温度TEOを氷点下の所定値Tf に引き下げ
られている状態である。また、放冷モードは蓄冷スイッ
チ37bが投入されている状態において、車両が信号待
ち等で停車して、車両エンジン用制御装置38から車両
エンジン停止の要求信号が出されて、車両エンジン4
(圧縮機1)が停止する状態である。つまり、圧縮機1
の停止により蒸発器9では凝縮水の蓄冷量の放冷作用に
より空気を冷却する。この状態を放冷モードという。
に示される外気温Tam=18°C〜25°Cの中間温
度域において設定される12°Cという高温側目標温度
が目標蒸発器吹出温度TEOとして設定されている状態
をいう。
省動力モードのいずれにも該当しないとき(通常制御
時)は、ステップS1702に進み、バイパスドア17
の目標開度SWB =0とし、バイパスドア17を第1バ
イパス通路16の全閉位置に操作する。そして、ステッ
プS1703に進み、エアミックスドア19の目標開度
SWM を次の数式3により算出する。
ア20の温水温度Twおよび目標吹出空気温度TAOの
関数として算出され、目標吹出空気温度TAOを得るた
めの目標開度SWM を算出する。ここで、目標開度SW
M は、ヒータコア20の通風路を全閉する最大冷房位置
を0%とし、第2バイパス通路21を全閉する最大暖房
位置を100%とする百分率で算出される。
03による吹出温度制御は通常制御であって、送風空気
の全量が蒸発器9を通過して冷却された後に、エアミッ
クスドア19の開度により、ヒータコア20を通過する
温風と第2バイパス通路21を通過する冷風との風量割
合が調整されて、車室内への吹出空気温度が目標吹出空
気温度TAOとなるように制御される。なお、本発明に
よる第3制御モードは、本例では上記ステップS170
2、S1703により構成される。
であると判定されたときは、ステップS1704に進
み、第1バイパス通路16を通過するバイパス空気(非
冷却空気)の温度TB と、蒸発器9の吹出空気温度Te
とに基づいて蒸発器9の通過空気と第1バイパス通路1
6の通過空気との混合空気の最高温度TMmaxを算出
する。すなわち、TMmaxは次の数式4により算出さ
れる。
Mmaxと目標吹出空気温度TAOとを比較して、TM
maxの方が高いときは、ヒータコア20による再加熱
が不要であるので、ステップS1706に進み、エアミ
ックスドア19の目標開度SWM =0(%)として、エ
アミックスドア19を最大冷房位置(図1の実線位置)
に固定したままとする。
スドア17の目標開度SWB を次の数式5により算出す
る。
パス通路16を通過するバイパス空気温度TB 、および
目標吹出空気温度TAOの関数として算出され、目標吹
出空気温度TAOを得るための目標開度SWB の位置に
バイパスドア17を操作する。ここで、目標開度SWB
は、第1バイパス通路16の全閉位置を0%とし、第1
バイパス通路16の全開位置を100%とする百分率で
算出される。
07による制御が行われる場合は、エアミックスドア1
9は最大冷房位置に固定され、一方、バイパスドア17
を目標開度SWB となるように操作することにより、車
室内への吹出空気温度を制御することができる。この結
果、蓄冷モードによる蒸発器凝縮水の蓄冷量増加効果
と、圧縮機駆動動力の軽減効果(省動力効果)とを両立
できる。
形態による省動力効果を説明する図であって、図6
(a)は、従来の通常のシリーズエアミックス方式に、
蓄冷モードを組み合わせた場合における、車室内への吹
出温度制御の模式図で、25°Cの吸込空気の全量を蓄
冷のために蒸発器9にて−2°Cに冷却した後に、ヒー
タコア20による再加熱により10°Cの吹出空気を作
り出している。従って、図6(a)の破線で示すように
蒸発器吹出温度を省動力制御により最初から10°Cに
制御する場合に比して、蒸発器9の冷却能力を大きくす
る必要があり、その分だけ、圧縮機1の断続制御よる圧
縮機稼働率が高くなって、圧縮機駆動動力の増加を招
く。
ラレルエアミックス方式における、車室内への吹出温度
制御の模式図で、25°Cの吸込空気に対して、第1バ
イパス通路16を通過する25°Cの非冷却空気と蒸発
器9通過後の−2°Cの冷風との混合により10°Cの
吹出空気を作り出している。
バイパス風量の分だけ、蒸発器9の通過風量が減少する
ので、図6(a)の方式に比して蒸発器9の吹出温度T
e を目標吹出温度TEO(Tf =−2°C)に冷却する
ために必要な蒸発器9の冷却能力を風量の減少分だけ小
さくすることができる。その結果、圧縮機1の断続制御
よる圧縮機稼働率を低下させて省動力を図ることができ
る。よって、図6(a)の方式に比して蓄冷効果の向上
と省動力効果とを両立できるのである。
例では上記ステップS1706、S1707により構成
される。
最高温度TMmaxよりも目標吹出空気温度TAOの方
が高いときは、ヒータコア20による再加熱が必要であ
るので、ステップS1708に進み、バイパスドア17
の目標開度SWB =100(%)として、バイパスドア
17を第1バイパス通路16の全開位置に固定する。そ
して、ステップS1709にて、エアミックスドア19
の目標開度SWM を次の数式6により算出する。
エアミックスドア19によりヒータコア20と第2バイ
パス通路21とに振り分けられるので、SWMは混合空
気の最高温度TMmaxと、ヒータコア20の温水温度
Tw と、目標吹出温度TAOとの関数として算出され、
目標吹出空気温度TAOを得るための目標開度SWM の
位置にエアミックスドア19を操作する。
が第1バイパス通路16を全開して、蒸発器通過風量を
減少させることにより、省動力効果を発揮していること
は同じである。
例では上記ステップS1708、S1709により構成
される。
判定されたとき、すなわち、停車時の車両エンジン(圧
縮機)停止後に蒸発器凝縮水の蓄冷量の放冷により空気
を冷却するときにおいても、上記ステップS1704〜
S1709による吹出温度制御を行う。そして、放冷モ
ードにおいても、第1バイパス通路16を通過する蒸発
器バイパス空気の存在により蒸発器通過空気の風量が減
少するので、蒸発器凝縮水の蓄冷量の放冷時間を図6
(a)の方式に比して延ばすことができる。
における冷房フィーリングを蒸発器凝縮水の蓄冷量にて
より長い時間良好に維持できる。
が判定されたときも、上記ステップS1704〜S17
09による吹出温度制御を行う。この省動力モードにお
いても、蒸発器通過空気の風量減少により、省動力を効
果的に発揮できる。
形態は以下のごとく種々変形可能である。
ル36の操作スイッチ群37の1つとして、蓄冷モード
信号を発生する蓄冷スイッチ37bを設け、この蓄冷ス
イッチ37bの投入により蓄冷モードを設定するように
しているが、このような方式に限らず、空調運転状況に
基づいて蓄冷モードを自動的に設定することもできる。
例えば、目標吹出温度TAOの変化に基づいて蓄冷モー
ドを自動的に設定することが考えられる。目標吹出温度
TAOは冷房開始直後のクールダウン時とか冷房高負荷
時には−20°C以下のような非常に低い温度が算出さ
れるので、この目標吹出温度TAOが極く低温域にある
ときは、冷房能力を最大限発揮するために、蓄冷モード
を設定せず、通常制御時とする。
(例えば、−20°C以上)まで上昇すると、通常の冷
房負荷状態に移行したとして、蓄冷モードを自動的に設
定してもよい。
原則として常時蓄冷モードを設定し、そして、エンジン
4(圧縮機1)の稼働時において、蓄冷モードの禁止条
件を判定したときだけ、通常制御時(通常制御モード)
を設定するようにしてもよい。
求される条件(例えば、内気モードで、乗員数が多い時
等)の下では、蒸発器9の除湿(冷却)能力を高めるた
めに、目標吹出温度TEOを比較的低い温度にし、一
方、目標吹出温度TAOは車室内の温度制御のために高
くする場合がある。
る条件下では、蓄冷モードおよび放冷モードであって
も、通常制御時(ステップS1702、S1703)と
同様に、バイバスドア17は全閉位置に固定して、エア
ミックスドア19によるヒータコア20の加熱量調整に
より吹出空気温度の制御を行うようにしてもよい。
際に、目標吹出温度TEOを例えば、−2°Cのような
氷点下の低温域に引き下げて蓄冷効果の向上を図るよう
にしているが、蓄冷モードの際に、目標吹出温度TEO
を通常制御時の最低温度(例えば3°C)より低く、か
つ、0°Cより高い温度(例えば1°C)まで、引き下
げて蓄冷効果の向上を図るようにしてもよい。
側に第1バイパス通路16およびバイパスドア17を配
置しているが、蒸発器9の左右の片側あるいは両側に第
1バイパス通路16およびバイパスドア17を配置する
ことも可能であり、また、蒸発器9の上側に第1バイパ
ス通路16およびバイパスドア17を配置することも可
能である。
て空気下流側でなく、空気上流側に配置することも可能
である。
却度合を検出する検出手段に関するもので、本発明者の
実験検討によると、蓄冷モード時に蒸発器9の凝縮水を
凍結させ凝縮水に蓄冷をする場合に、蒸発器9表面での
氷の発生状況が種々な要因で不均一になりやすい。その
ため、蒸発器9の吹出側空気温度は、氷のある部位では
空気流れが阻止されるので、氷のない部位に比して低温
になってしまうことが分かった。
ている蒸発器吹出空気の温度センサ32により検出する
と、蒸発器9の吹出側における検出部位の差異により検
出温度に大きな差が発生し、蒸発器9でのフロスト(凍
結)が必要以上に進行してしまう原因になる。
度の挙動を示す実験データであり、横軸は圧縮機1の作
動のON,OFFであり、図7(a)に示すように蒸発
器吹出空気温度であると、5箇所の検出部位の差異によ
り最大、5.1°Cの検出温度差が発生してしまう。
ン温度であっても、6箇所の検出部位の差異により最
大、4.8°Cの検出温度差が発生してしまう。
器冷媒温度であると、4箇所の検出部位の差異が最大で
も、2.1°C以内に抑えることができることを確認で
きた。
るサイドプレート90に温度センサ32を密接配置して
いる。サイドプレート90はアルミニュウムのような熱
伝導の良好な金属材であるから、蒸発器冷媒温度をサイ
ドプレート90の壁面を介して温度センサ32により良
好に検出できる。
センサ32を密接配置して蒸発器冷媒温度を検出する例
を示す。ここで、温度センサ32を蒸発器9の冷媒出口
配管92側に配置してもよいし、また、蒸発器9のタン
ク部93、94に配置してもよい。要は、蒸発器冷媒温
度を直接検出し得る部位に配置された温度センサであれ
ばよい。
形態の制御をより具体化して、蒸発器通過空気とバイパ
ス通路通過空気との混合空気温度TMを正確に算出し、
同時に、吹出空気温度制御の精度向上を図ることを目的
とするものであって、第3実施形態の全体構成および制
御の全体の流れは第1実施形態の図1、2と同じである
ので、説明を省略する。
チャートであり、第1実施形態の図5に対応する。以
下、図10に基づいて、ステップS170のエアミック
スドア19の目標開度SWM 、バイパスドア17の目標
開度SWB の算出について詳細に説明する。
WM 、バイパスドア17の目標開度SWB の算出式につ
いて説明する。
M は、次の数式7にて算出される。
合空気温度 TW :ヒータコア温水温度 このエアミックスドア目標開度SWM は、ヒータコア2
0の通風路を全閉する最大冷房位置を0%とし、第2バ
イパス通路21を全閉する最大暖房位置を100%とす
る百分率で算出される。この数式7によるエアミックス
ドア19の目標開度SWM 算出のためには、混合空気温
度TMを算出しておく必要がある。
の目標開度SWM 算出の考え方を用いて、バイパスドア
17の目標開度SWB を次の数式8によって算出する。
との混合空気温度 Te :蒸発器吹出温度 TB :バイパス空気温度 K :空調ケースの形状によって決まる定数 ここで、バイパスドア17の目標開度SWB は、第1バ
イパス通路16の全閉位置を0%とし、第1バイパス通
路16の全開位置を100%とする百分率で算出され
る。
の混合空気温度TMは、上記数式8から導き出される次
式9により算出できる。
る定数Kは、バイパスドア全開時(SWB =1)の蒸発
器通過風量Ve とバイパス通路通過風量VB によって定
まる定数として次の数式10にて算出される。
ス通路通過風量が等しい場合(Ve :VB =1:1)に
は、K=2となる。
ド、放冷モード、省動力モードかを判定する。ここで、
蓄冷モードは前述のごとく蓄冷スイッチ37bが投入さ
れて、目標蒸発器吹出温度TEOを氷点下の所定値Tf
に引き下げられている状態である。また、放冷モードは
蓄冷スイッチ37bが投入されている状態において、車
両が信号待ち等で停車して、エンジン用制御装置38か
らエンジン停止の要求信号が出されて、エンジン4(圧
縮機1)が停止する状態である。つまり、圧縮機1の停
止により蒸発器9では凝縮水の蓄冷量の放冷作用により
空気を冷却する。この状態を放冷モードという。
=18℃〜25℃の中間温度域において設定される12
℃という高温側目標温度が目標蒸発器吹出温度TEOと
して設定されている状態をいう。
省動力モードのいずれにも該当しないとき(通常制御
時)は、ステップS1702に進み、バイパスドア17
の目標開度SWB =0とし、バイパスドア17を第1バ
イパス通路16の全閉位置に操作する。そして、ステッ
プS1703に進み、目標吹出空気温度TAOを得るた
めのエアミックスドア19の目標開度SWM を上記数式
7により算出する。
B =0なので、蒸発器通過空気とバイパス通路通過空気
との混合空気温度TM=蒸発器吹出温度Te となり、エ
アミックスドア19の目標開度SWM は蒸発器吹出温度
Te 、ヒータコア20の温水温度Tw および目標吹出空
気温度TAOの関数として次式にて算出される。
出温度制御は通常制御であって、送風空気の全量が蒸発
器9を通過して冷却された後に、エアミックスドア19
の開度により、ヒータコア20を通過する温風と第2バ
イパス通路21を通過する冷風との風量割合が調整され
て、車室内への吹出空気温度が目標吹出空気温度TAO
となるように制御される。なお、本発明による第3制御
モードは、本例では上記ステップS1702、S170
3により構成される。
であると判定されたときは、ステップS1704に進
み、第1バイパス通路16を通過するバイパス空気(非
冷却空気)の温度TB と、蒸発器9の吹出空気温度Te
とに基づいて蒸発器9の通過空気と第1バイパス通路1
6の通過空気との混合空気の最高温度TMmaxを算出
する。
WB =1(バイパスドア17の全開位置)として、TM
maxは次の数式12により算出される。
Mmaxと目標吹出空気温度TAOとを比較して、TM
maxの方が高いときは、ヒータコア20による再加熱
が不要であるので、ステップS1706に進み、エアミ
ックスドア19の目標開度SWM =0(%)として、エ
アミックスドア19を最大冷房位置(図1の実線位置)
に固定したままとする。
スドア17の目標開度SWB を次の数式13により算出
する。
通路16を通過するバイパス空気温度TB 、および目標
吹出空気温度TAOの関数として算出され、目標吹出空
気温度TAOを得るための目標開度SWB の位置にバイ
パスドア17を操作する。
07による制御が行われる場合は、エアミックスドア1
9は最大冷房位置に固定され、一方、バイパスドア17
を目標開度SWB となるように操作することにより、車
室内への吹出空気温度を制御することができる。この結
果、蓄冷モードによる蒸発器凝縮水の蓄冷量増加効果
と、圧縮機駆動動力の軽減効果(省動力効果)とを両立
できる。
例では上記ステップS1706、S1707により構成
される。
最高温度TMmaxよりも目標吹出空気温度TAOの方
が高いと判定された場合には、ヒータコア20による再
加熱が必要である。
の曇り防止等のための除湿制御を行うかどうかの判定を
行う。具体的には、吹出モードがデフロスタモードであ
るときには除湿制御を行う。また、吹出モードがデフロ
スタモードでなくとも、窓ガラスが曇り易い状況や湿度
が高い状況であれば、除湿が必要であると判定してよい
ので、例えば外気温Tamが所定温度(例えば10℃)
以下である場合においても除湿が必要であると判定す
る。
と判定された場合には、ステップS1708に進み、バ
イパスドア17の目標開度SWB =100(%)とし
て、バイパスドア17を第1バイパス通路16の全開位
置に固定する。そして、ステップS1709にて、エア
ミックスドア19の目標開度SWM を次の数式14によ
り算出する。このとき、SWB =1なのでTM=TMm
axとなる。
エアミックスドア19によりヒータコア20と第2バイ
パス通路21とに振り分けられるので、SWMは混合空
気の最高温度TMmaxと、ヒータコア20の温水温度
Tw と、目標吹出温度TAOとの関数として算出され、
目標吹出空気温度TAOを得るための目標開度SWM の
位置にエアミックスドア19を操作する。
が第1バイパス通路16を全開して、蒸発器通過風量を
減少させることにより、省動力効果を発揮していること
は同じである。
例では上記ステップS1708、S1709により構成
される。
であると判定された場合には、以下の除湿制御(S17
11〜S1713)を行う。すなわち、本来省動力効果
を発揮させるためには、上記第2制御モード(S170
9、S1710)のようにバイパスドア17を全開させ
る必要があるが、窓ガラス曇り易い状況や車室内が高湿
度のため乗員に不快感を与えるような場合等には、蒸発
器9をバイパスして第1バイパス通路16を通過する空
気は除湿が行われず、除湿効果を低下させる。
パスドア17を若干閉じる(SWBを小さくする)こと
により、蒸発器9を通過する空気量を増加させ、省動力
と除湿効果を両立させている。なお、本発明による第4
制御モードは、本例ではステップS1711〜S171
3により構成される。
スドア17を第1バイパス通路16の半開位置に固定す
るため、バイパスドア開度SWB を、例えばSWB =
0.5(50%)とする。
空気とバイパス通路通過空気の混合空気温度TMを上記
数式9にて算出する。この混合空気温度TMは、上記ス
テップS1711で決定されたバイパスドア開度SWB
を用い、蒸発器吹出温度Teとバイパス空気温度TB の
関数として、次式15にて算出できる。
目標開度SWM を上記数式7に基づいて算出する。すな
わち、上記ステップS1712にて算出したTMと、ヒ
ータコア温水温度Tw 、目標吹出温度TAOを用いて次
式16にて算出する。
きにおいても、上記ステップS1704〜S1713に
よる吹出温度制御を行う。この放冷モードにおいても、
第1バイパス通路16を通過する蒸発器バイパス空気の
存在により蒸発器通過空気の風量が減少するので、蒸発
器凝縮水の蓄冷量の放冷時間を延ばすことができる。
が判定されたときも、上記ステップS1704〜S17
13による吹出温度制御を行う。この省動力モードにお
いても、蒸発器通過空気の風量減少により、省動力を効
果的に発揮できる。
イパス通路16が設けられた車両用空調装置において、
上記数式9より、蒸発器吹出温度Te 、バイパス空気温
度T B およびバイパスドア開度SWB の関数として混合
空気温度TMを算出し、この混合空気温度TMを用いる
ことにより、エアミックスドア19の目標開度SWMを
精度よく算出することができ、車両用空調装置の温度制
御の基本となる目標吹出温度制御の内容を変更すること
なく、目標吹出空気温度TAOを求めることができる。
態では、本発明を、停車時などのエンジン動力不要時に
エンジン4を停止する車両に搭載され、エンジン4の停
止後も車室内の空調を行う車両用空調装置に適用した
が、これに限らず、エンジン停止空調を行わない車両用
空調装置であっても、蒸発器9をバイパスするバイパス
通路16が設けられている車両用空調装置であれば広く
適用可能である。
路16にサーミスタからなるバイパス空気温度センサ3
3を設け、バイパス空気温度センサ33により検出した
バイパス空気温度TB を用いて混合空気温度TMを算出
しているが、これに限らず、バイパス空気温度センサ3
3を廃止して、外気モードの場合にはバイパス空気温度
TB に代えて外気温Tamを用い、内気モードの場合に
はバイパス空気温度T B に代えて内気温Tr を用いて
も、バイパス空気温度TB を用いた場合と同様に混合空
気温度TMを算出できる。
けない場合には、例えばTB =25[℃]という固定値
を設定して混合空気温度TMを算出してもよい。
10(除湿判定手段)において、吹出モードがデフロス
タモードであるとき、または、外気温Tamが所定温度
(例えば10℃)以下である場合に除湿が必要であると
判定したが、これに限らず、窓ガラスが曇りやすい状
況、あるいは車室内湿度が高い状況であれば車室内の除
湿が必要であると判定してよい。
なくとも、周知の吹出モードであるフットモードまたは
フットデフモードの場合には、一定の割合でデフロスタ
吹出口から空気を吹き出すので、これらの吹出モードが
選択されている場合という条件により車室内の除湿の要
否を判定してもよい。車室内湿度を検出する湿度センサ
を設け、車室内湿度が所定湿度以上の場合に除湿が必要
であると判定してもよい。
センサを設け、窓ガラスの温度が所定ガラス温度以下の
場合に除湿が必要であると判定してもよい。車室内に外
気を導入する外気モードより内気を循環させる内気モー
ドのほうが窓ガラスが曇りやすいので、内気モードで空
調が行われている場合に車室内の除湿が必要であると判
定してもよい。
て、例えば外気温Tamが所定温度(例えば10°C)
以下で、かつ、車室内湿度が所定湿度以上である場合に
車室内の除湿が必要であると判定してもよい。
1において、バイパスドアの目標開度SWB を、例えば
SWB =0.5という固定値を用いたが、除湿の必要性
(湿度の度合い等)に応じてバイパスドア開度SWB を
可変制御してもよい。
要性が高いので、バイパスドア開度SWB を小さくし
て、より多くの空気が蒸発器9を通過するようにし、省
動力に対して除湿をより優先させる。また、湿度がそれ
ほど高くない場合には、バイパスドア開度SWB を大き
くして、より多くの空気が第1バイパス通路16を通過
するようにし、除湿に対して省動力をより優先させる。
パス通路通過空気の混合空気温度TMを用いてエアミッ
クスドア19の目標開度SWM を算出しているが、これ
に限らず、この混合空気温度TMは、ヒータコア20へ
流入する温水流量を調節する温水弁を備え、この温水弁
により温水流量を調節して、車室内への吹出空気温度を
調節する車両用空調装置において、目標温水流量を算出
するために用いることもできる。
課題について説明すると、信号待ち等による停車は市街
地走行等では頻繁に発生するので、エンジン停止(圧縮
機停止)も頻繁に繰り返すことになる。そして、圧縮機
停止と圧縮機稼働との繰り返しにより蒸発器9の冷却除
湿作用も頻繁に断続され、これに伴って、車室内湿度が
大幅に変化する。このことをより具体的に説明すると、
エンジン稼働中に、蒸発器温度制御の目標温度(TE
O)を例えば、−3°C〜−4°C程度の氷点下の温度
に引き下げて、蒸発器凝縮水を凍結させる蓄冷モードを
実行すると、通常制御時〔目標温度(TEO)=+3°
C〜+4°C程度〕に比して、蒸発器温度と蒸発器吸込
空気温度との温度差が拡大して、蒸発器での除湿量が上
昇するので、蓄冷モードの状態においては、車室内の湿
度が充分低下した状態にある。
と、車両エンジン4(圧縮機1)が停止されるので、蒸
発器凝縮水の蓄冷量の放冷を利用して空調空気を冷却す
る。この放冷モードの状態では、今まで凍結していた凝
縮水が融解し、その融解水分による空気への加湿状態が
起こることと、放冷モードの直前では、車室内湿度が極
めて低レベルの状態になっていることが原因となって、
車室内の湿度が急激に上昇する(湿度上昇率:大)とい
う現象が起こる。
に温度上昇だけでなく、車室内湿度の急上昇の影響を受
けて、湿度感(湿度による蒸し暑さ)の観点で冷房フィ
ーリングを著しく悪化させる。また、この湿度感による
冷房フィーリングの悪化から、放冷モードの持続時間を
短くしなければならない。
ン停止時間を短くしてエンジンを再稼働しなければなら
ず、環境保護の面から好ましくない。
ので、エンジン停止時(圧縮機停止時)における放冷モ
ードでの、湿度感に起因する冷房フィーリングの悪化を
抑制することを目的としている。
(圧縮機停止)時における放冷モードでの、冷房フィー
リング維持可能な時間を延長させることを他の目的とす
る。
図1と同じであるので、説明を省略する。また、第4実
施形態の制御全体の流れも図11に示すように第1実施
形態の図2とほぼ同じであり、第4実施形態では、ステ
ップS120にて図2のステップS120、S130に
相当する役割を果たしている。図12は図11のステッ
プS120の詳細を示す。
動を説明する。図11において、ステップS120に
て、車室内へ吹き出される空調風の目標吹出温度TA
O、および目標蒸発器吹出温度TEOを算出する。図1
2はこのステップS120の詳細を示すもので、まず、
ステップS1201にて基準目標吹出温度TAOA を算
出する。この基準目標吹出温度TAOA は、車室内を温
度設定スイッチ37aの設定温度Tset に維持するため
に必要な吹出温度であって、前述の数式1にて車室の熱
負荷条件に基づいて算出することができる。
稼働中(車両走行中)に蓄冷モードの実行可能な条件に
あるかどうか判定する。この判定は具体的には上記基準
目標吹出温度TAOA に基づいて行うことができる。す
なわち、冷房起動直後のように車室内温度を設定温度T
set に向けて急速に低下させる必要のあるクールダウン
時とか、あるいは高外気温時で、かつ、乗車人数の多い
ときのような冷房高負荷時には、上記基準目標吹出温度
TAOA が−20°C以下のような低温域にあるので、
このような所定値以下の低温域にTAOA があるとき
は、冷房性能の発揮の方を優先させるために、蓄冷モー
ドの実行を禁止して通常モードとする。
1203に進み、通常モード時の目標蒸発器吹出温度T
EOA を算出する。この通常モード時の目標蒸発器吹出
温度TEOA は、次に述べる第1目標蒸発器吹出温度T
EOA1と第2目標蒸発器吹出温度TEOA2に基づいて算
出する。
図13(前述の図3と同じ特性)のマップに基づいて決
定する。次に、第2目標蒸発器吹出温度TEOA2も図1
4(前述の図4と同じ特性)のマップに基づいて決定す
る。 そして、エンジン稼働中における通常モード時
(蓄冷モードでないとき)では、上記第1、第2目標蒸
発器吹出温度TEOA1、TEOA2に基づいて、最終的
に、目標蒸発器吹出温度TEOA を決定する。
EOA1=f(TAOA )、第2目標蒸発器吹出温度TE
OA2=f(Tam)のうち、低い温度の方を最終的に、
目標蒸発器吹出温度TEOA として決定する。
S1204に進み、車室内への目標吹出温度TAO=基
準目標吹出温度TAOA とする。 一方、ステップS1
202にて基準目標吹出温度TAOA が所定値(例え
ば、−20°C)より高いときは冷房負荷が定常状態で
あるとして、蓄冷モードを実行可能と判定する。従っ
て、ステップS1205に進み、車両エンジン4が稼働
中か判定する。この判定は、エンジン用制御装置38か
ら入力される車速信号やエンジン回転数信号が所定値以
上かどうかで判定できる。
働中であるときは蓄冷モードが実行可能であり、ステッ
プS1206に進み、蓄冷用目標蒸発器吹出温度TEO
B を決定する。このTEOB は氷点下の所定温度T
f (例えば、−2°C〜−1°C)であり、これによ
り、蒸発器9の凝縮水を氷点下の温度Tf に冷却して凍
結することができ、蓄冷モードを実行することになる。
この蓄冷モードにおいても、ステップS1204にて目
標吹出温度TAO=基準目標吹出温度TAOA と決定さ
れる。
時であるときは放冷モードであり、、ステップS120
7に進み、放冷モードにおける湿度補正制御を行う。す
なわち、目標吹出温度TAO=放冷用TAOB とする。
この放冷用TAOB は次の数式17により算出する。
(f′(Te ))} ここで、Te は蒸発器吹出温度センサ32により検出さ
れる実際の蒸発器吹出温度であり、上記数式17におい
て、f(Te )の項は、車室内湿度(相対湿度)による
補正分である。すなわち、車室内湿度は蒸発器吹出温度
Te と相関があるので、Te に基づいて推定することが
できる。具体的には、Te が上昇するにつれて車室内湿
度も上昇する関係にあるので、車室内湿度による補正分
f(Te)は、例えば、図15のようにTe の上昇につ
れて増加する関係で表すことができる。
(Te ))の項は、車室内湿度(相対湿度)の変化率
(上昇率)による補正分であって、例えば、図16のよ
うに定めることができる。図16の横軸のf′(Te )
は、蒸発器吹出温度Te の時間微分により推定される車
室内湿度の変化率であり、f′(Te )の増加に応じて
車室内湿度の変化率による補正分g(f′(Te ))が
増加する関係となる。
AOB は、図17の上段部分に示すように、基準目標吹
出温度TAOA に対して、車室内湿度による補正分f
(Te)と車室内湿度(相対湿度)の変化率による補正
分g(f′(Te ))とにより、車室内の湿度上昇に基
づいて低温側へ補正される。本例では、上記したステッ
プS1207により本発明の補正手段を構成している。
とTEOの算出を終えた後に、ステップS140、S1
50、S160を経てステップS170に進み、エアミ
ックスドア19の目標開度SWM 、バイパスドア17の
目標開度SWB を算出して、エアミックスドア19およ
びバイパスドア17の開度を決定する。エアミックスド
ア19の目標開度SWM は、エアミックスドア19の最
大冷房位置(図1の実線位置)を0%とし、エアミック
スドア19の最大暖房位置(図1の一点鎖線位置)を1
00%とする百分率で表される。同様に、バイパスドア
17の目標開度SWB も第1バイパス通路16の全閉位
置を0%とし、第1バイパス通路16の全開位置を10
0%とする百分率で表される。
WB の算出は、次の3つのモードに分けて行う。すなわ
ち、エンジン稼働時における通常モード時は、冷房除
湿性能確保のために、バイパスドア17の目標開度SW
B =0%(第1バイパス通路16の全閉位置)にする。
そして、エアミックスドア19の目標開度SWM は、車
室内への吹出温度がTAO(=TAOA )となるように
決定される。
発器吹出温度Te とヒータコア20の温水温度Tw とに
基づいて目標開度SWM を決定することができる。この
通常モード時における、エアミックスドア19の目標開
度SWM の算出の考え方は従来通りである。
は、第1バイパス通路16を通過するバイパス空気と蒸
発器9を通過する冷風との混合により目標吹出空気温度
TAOが得られる範囲内では、エアミックスドア19の
目標開度SWM =0%(図1の実線で示す最大冷房位
置)に固定して、バイパスドア17の開度調整により吹
出空気温度を調整する。すなわち、バイパスドア17の
目標開度SWB をバイパス空気温度TB と蒸発器吹出温
度Te と、TAO(=TAOA )とに基づいて決定す
る。
を全開しても、吹出空気温度が目標吹出空気温度TAO
より低い場合は、エアミックスドア19の開度調整(す
なわち、ヒータコア20の加熱量調整)により吹出空気
温度を調整する。エアミックスドア19の目標開度SW
M は、第1バイパス通路16のバイパス空気と蒸発器通
過空気との混合空気の温度と、ヒータコア20の温水温
度Tw と、目標吹出空気温度TAOとに基づいて決定さ
れる。
標吹出温度TAOB が、図17の上段部分に示すように
基準目標吹出温度TAOA に対して、車室内湿度による
補正分f(Te )と車室内湿度の変化率による補正分g
(f′(Te ))とにより、車室内の湿度上昇に基づい
て低温側へ補正される。
B とエアミックスドア19の目標開度SWM は、具体的
には図17の下段部分に示すように決定される。以下、
放冷モード時のSWB 、SWM の決定方法について詳細
に説明すると、放冷モード時の開始直後(車両エンジン
4の停止直後)では、蒸発器吹出温度Te が蓄冷モード
時の氷点下の低い温度Tf (=−3°C〜−4°C)に
あるので、バイパスドア17の目標開度SWB は第1バ
イパス通路16の全開位置(開度=100%)に決定さ
れる。
バイパス通路16の非冷却空気を混合するだけでは車室
内への吹出空気温度がTAOB より低くなる場合があ
る。この場合は、エアミックスドア19の目標開度SW
M を所定開度に決定して、ヒータコア20による再加熱
により車室内への吹出空気温度をTAOB に制御する。
器吹出温度Te が上昇するつれてヒータコア20による
再加熱量を減らすために、エアミックスドア19の目標
開度SWM が減少していき、そして、エアミックスドア
19の目標開度SWM =0%(最大冷房位置)に到達し
た後は、バイパスドア17の目標開度SWB を全開位置
(開度=100%)から徐々に減少させることにより、
車室内への吹出空気温度をTAOB に制御する。
ード時に、車室内への吹出空気温度を、低温側に補正さ
れた目標吹出温度TAOB に制御するためには、放冷モ
ード開始後の時間tの経過に対して、エアミックスドア
19の目標開度SWM を0%(最大冷房位置)側へ補正
するタイミングを早め、また、バイパスドア17の目標
開度SWB を全開位置(開度=100%)から開度減少
方向に補正するタイミングを早めればよい。
開始時点での蒸発器吹出温度Te が蓄冷モード時の氷点
下の低い温度Tf (=−2°C〜−1°C)であるの
で、放冷モード開始後の時間tの経過に対して、Te の
上昇率が大きくなり、Te の上昇に伴う車室内湿度の上
昇率も大きくなる。そのため、乗員は放冷モード時に湿
度上昇による湿度感(蒸し暑さ)のために不快感を感じ
やすい。
ード時における目標吹出温度TAO B を基準目標吹出温
度TAOA に対して車室内湿度による補正分f(Te )
と車室内湿度の変化率による補正分g(f′(Te ))
の両方により、低温側へ補正しているので、蒸発器吹出
温度Te の上昇に対して、湿度感による不快感を感じる
知覚レベルを図17上段の温度レベルTe3まで高めるこ
とができる。換言すると、放冷モード開始後、乗員が湿
度感により不快感を感じるタイミングが時間t 3 であ
り、この時間t3 経過まで放冷モードによる冷房フィー
リングを良好に維持できることになる。
時においても、目標吹出温度TAOの低温側への補正を
全くせずに、基準目標吹出温度TAOA のままとした場
合には、車室内への吹出温度が湿度感を考慮しない高め
の温度となるので、乗員は湿度感による不快感を蒸発器
吹出温度Te に対して図17上段の温度レベルTe1で感
じてしまう。
が蒸発器吹出温度Te に対して上記温度レベルTe3より
かなり低い温度Te1になってしまう。その結果、放冷モ
ードによる冷房フィーリングを良好に維持できる時間が
t1 という短い時間になってしまう。
TAOB の低温側への補正量として、車室内湿度による
補正分f(Te )だけを考慮する場合は、乗員が湿度感
による不快感を感じる知覚レベルが図17上段の温度レ
ベルTe2となり、その結果、放冷モードによる冷房フィ
ーリングを良好に維持できる時間がt2 となり、上記t
1 とt3 の中間の時間になる。
昇に対する冷房フィーリングの維持のためには、目標吹
出温度TAOB を車室内湿度による補正分f(Te )と
車室内湿度の変化率による補正分g(f′(Te ))の
両方により低温側へ補正することが最も好ましいことに
なる。 上記は、図11のステップS170による説明
であり、ステップS170の次に、ステップS180に
て、目標蒸発器吹出温度TEO(TEOA またはTEO
B )と実際の蒸発器吹出温度Te とを比較し、圧縮機作
動を断続制御する。すなわち、蒸発器吹出温度Te が目
標蒸発器吹出温度TEOより低下すると、制御装置5に
より電磁クラッチ2の通電を遮断して圧縮機1を停止さ
せ、逆に、蒸発器吹出温度Te が目標蒸発器吹出温度T
EOより上昇すると、制御装置5により電磁クラッチ2
に通電して圧縮機1を作動させる。これにより、蒸発器
吹出温度Te が目標蒸発器吹出温度TEOに維持され
る。なお、蓄冷モード時は目標蒸発器吹出温度TEOを
TEOB (氷点下の所定値T f )に引き下げることによ
り、蒸発器9の凝縮水を凍結させて、蒸発器9の凝縮水
蓄冷量を増大させる。
件に基いてエンジン制御信号(前述の車両エンジン4の
停止許可、停止禁止、および車両エンジン4停止後の再
稼働要求の信号)を出力する。(第4実施形態の変形
例)なお、第4実施形態は以下のごとく種々変形可能で
ある。
プ1202にて目標吹出温度TAOに基づいて蓄冷モー
ドを実行するか判定しているが、空調制御パネル36の
操作スイッチ群37の1つとして、蓄冷モード信号を発
生する蓄冷スイッチを設け、この蓄冷スイッチの投入に
より蓄冷モードを設定するようにしてもよく、この場合
は蓄冷スイッチの投入有無より蓄冷モードの実行を判定
すればよい。
原則として常時蓄冷モードを設定し、そして、エンジン
4(圧縮機1)の稼働時において、蓄冷モードの禁止条
件を判定したときだけ、通常制御時(通常制御モード)
を設定するようにしてもよい。
が要求される条件(例えば、内気モードで、乗員数が多
い時等)の下では、蒸発器9の除湿(冷却)能力を高め
るために、目標蒸発器吹出温度TEOを比較的低い温度
にし、一方、目標吹出温度TAOは車室内の温度制御の
ために高くする場合がある。
る条件下では、蓄冷モードおよび放冷モードであって
も、通常制御時(ステップS1702、S1703)と
同様に、バイバスドア17は全閉位置に固定して、エア
ミックスドア19によるヒータコア20の加熱量調整に
より吹出空気温度の制御を行うようにしてもよい。
に、目標吹出温度TEOを例えば、−2°Cのような氷
点下の低温域に引き下げて蓄冷効果の向上を図るように
しているが、蓄冷モードの際に、目標蒸発器吹出温度T
EOを通常制御時の最低温度(例えば3°C)より低
く、かつ、0°Cより高い温度(例えば1°C)まで、
引き下げて蓄冷効果の向上を図るようにしてもよい。
て空気下流側でなく、空気上流側に配置することも可能
である。
スドア17を廃止して、車室内への吹出空気温度の調節
手段として、ヒータコア20による加熱量を調節する加
熱量調節手段(エアミックスドア19あるいは温水弁
等)のみを設けるものにおいても第4実施形態は実施で
きる。
全体構成図であり、図19は図18の空調装置通風系の
うち、送風機11下流側の空調ユニット15部分を示す
もので、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省
略し、相違点のみ説明する。
の計器盤内側において、車両幅方向の中央位置に配置さ
れる。その場合、空調ユニット15部は車両の前後方向
および上下方向に対して図19に示すように配置され、
送風機11部は空調ユニット15部に対して助手席側に
オフセット配置されている。
の部位に空気入口10aが開口しており、送風ファン1
2の送風空気はこの空気入口10aから空調ケース10
内の蒸発器9の上流部位に流入するようになっている。
上下方向に延びるように配置されており、この蒸発器9
の下側部位に蒸発器9をバイパスして空気を流す第1バ
イパス通路16が形成されている。この第1バイパス通
路16の開度を調整するバイパスドア(パラレルバイパ
スドア)17が蒸発器9の空気上流側で、かつ、下側の
部位に配置されている。
の下側部位に配置された回転軸17aを有し、この回転
軸17aを中心として回動可能な板状ドアである。ここ
で、図18、19の2点鎖線で示すバイパスドア17の
操作位置は、第1バイパス通路16の全開位置であり、
この2点鎖線の操作位置は、蒸発器9の通風路の一部
(下側の部位A)を最大限閉じる位置であって、これに
より、下側の部位Aの通風抵抗を高める。
置において、バイパスドア17と蒸発器9の熱交換コア
部の表面との間には、所定の微小間隙Bを形成するよう
になっている。この微小間隙Bは例えば、2〜6mm程
度であり、より具体的には5mm程度が好ましい。
はエアミックスドア(シリーズバイパスドア)19が配
置されている。このエアミックスドア19の下流側には
車両エンジン4の温水(冷却水)を熱源として空気を加
熱する温水式ヒータコア(暖房用熱交換器)20が設置
されている。そして、この温水式ヒータコア20の側方
(上方部)には第2バイパス通路21が形成されてい
る。この第2バイパス通路21は温水式ヒータコア20
をバイパスして空気を流すためのものである。
心として回動可能な板状ドアであり、温水式ヒータコア
20を通過する温風とバイパス通路21を通過する冷風
との風量割合を調節するものであって、この冷温風の風
量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節す
る。
ら上方へ湾曲して延びる温風通路23が形成され、この
温風通路23からの温風と第2バイパス通路21からの
冷風が空気混合部24付近で混合して、所望温度の空気
を作り出すことができる。
24の下流側に吹出モード切替部が構成されている。す
なわち、空調ケース10の上面部にはデフロスタ開口部
25が形成され、このデフロスタ開口部25は図示しな
いデフロスタダクトを介して車両フロントガラス内面に
空気を吹き出すものである。デフロスタ開口部25は、
回転軸26aにより回動自在な板状のデフロスタドア2
6により開閉される。
スタ開口部25より車両後方側の部位にフェイス開口部
27が形成され、このフェイス開口部27は図示しない
フェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて空
気を吹き出すものである。フェイス開口部27は回転軸
28aにより回動自在な板状のフェイスドア28により
開閉される。
開口部27の下側部位にフット開口部29が形成され、
このフット開口部29は図示しないフットダクトを介し
て車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すものであ
る。フット開口部29は回転軸30aにより回動自在な
板状のフットドア30により開閉される。
の回転軸26a、28a、30aは共通のリンク機構
(図示せず)に連結され、このリンク機構を介して図1
のサーボモータからなる電気駆動装置31により駆動さ
れる。
動を説明する。図18、19は、バイパスドア17が第
1バイパス通路17を閉じている通常時の状態を示し、
一方、図20はバイパスドア17が第1バイパス通路1
7を開放して蒸発器9の通風路の下側の一部を閉じてい
る蒸発器バイパス時の状態を示す。
始直後のように車室内を急速に冷房したいクールダウン
時とか、車室内乗員数が多いとか、高外気温時のような
冷房高負荷時には、蒸発器9の冷却能力を最大限に発揮
するために図18、19の通常状態(蒸発器バイパス閉
塞状態)を設定する。また、クールダウン時とか冷房高
負荷時ではないとき、つまり、通常の冷房負荷状態で
は、次回のエンジン停止時に備えて、蒸発器凝縮水への
蓄冷量を増加させる蓄冷モードを予め設定しておく必要
がある。図20の蒸発器バイパス状態は、この蓄冷モー
ドの設定状態である。
蓄冷モードだけでなく、春秋の中間季節における省動力
モードのために使用してもよいし、また、停車時等の一
時的なエンジン停止時における蒸発器9の放冷モードに
おいても使用できる。
バイパス閉塞状態)と、図20の蒸発器バイパス状態は
バイパスドア17の開閉により切り替えることができ
る。バイパスドア17の開閉は、例えば、車室内へ吹き
出される空調風の目標吹出温度TAOに基づいて決定す
ることができる。
ルダウン時とか冷房高負荷時には非常に低い温度が算出
されるので、この目標吹出温度TAOが極く低温域にあ
るときはバイパスドア17を図18、19の通常状態に
操作する。そして、目標吹出温度TAOが所定レベルま
で上昇すると、通常の冷房負荷状態であると判定して、
バイパスドア17を図18、19の通常状態から図20
の蒸発器バイパス状態に切り替える。
的なバイパスドア17の切替動作方式によらず、手動操
作方式でバイパスドア17の切替を行ってもよい。例え
ば、空調制御パネル36の操作スイッチ群37の1つと
して、蓄冷モードスイッチを設けて、この蓄冷モードス
イッチが乗員の操作により投入されたとき、バイパスド
ア17を図20の蒸発器バイパス状態に操作するように
してもよい。
は、バイパスドア17が第1バイパス通路17を閉じる
とともに、蒸発器9の通風路への通風の妨げとならない
位置に操作されているので、蒸発器9の熱交換コア部に
対して最大風量を送風することができる。従って、蒸発
器9の最大能力の発揮に支障はない。そして、最大冷房
時には、上記目標吹出温度TAOに基づいて、エアミッ
クスドア19が図18、19の実線で示す最大冷房位置
に操作されて、ヒータコア20への通風路を全閉し、第
2バイパス通路21を全開する。従って、蒸発器9の冷
媒蒸発潜熱により冷却された冷風をヒータコア20で再
加熱することなく、フェイス開口部27を通して車室内
へ吹出して、車室内を冷房する。
いて、冷房負荷が低減して最大冷房状態から温度制御域
に移行すると、エアミックスドア19がヒータコア20
への通風路を開き、第2バイパス通路21の開度を減少
させる。これにより、第2バイパス通路21を通過する
冷風とヒータコア20を通過する温風との風量割合を調
整して車室内への吹出空気温度を制御することができ
る。
凝縮水への蓄冷量を増大する蓄冷モードを実行する時に
は、バイパスドア17を図20の蒸発器バイパス状態に
切り替える。この状態では、バイパスドア17が第1バ
イパス通路16を開くとともに、蒸発器9の熱交換コア
部の通風路の一部(下側の部位A)を最大限閉じる。
イパス通路16を通過して蒸発器9をバイパスして冷却
されないまま通過する。従って、バイパスドア17の操
作位置の調整により第1バイパス通路16の開度を調整
して、第1バイパス通路16を通過する非冷却空気と、
蒸発器9を通過する冷風との風量割合を調整することに
より、車室内への吹出空気温度を制御できる。
度)は、第1バイパス通路16を通過する非冷却空気の
温度TB と、蒸発器吹出温度Te と車室内への目標吹出
温度TAOに基づいて決定すればよい。
クスドア19を最大冷房位置に固定したままでも車室内
への吹出空気温度を制御でき、車両エンジン4の省動力
(圧縮機駆動動力の低減)を図ることができる。
の熱交換コア部の通風路の一部を閉じて通風抵抗を高め
るため、蒸発器9の通過風量が減少する。そのため、蒸
発器9の吹出温度Te を目標吹出温度TEOに低下させ
るに必要な冷却能力を風量の減少分だけ小さくすること
ができ、圧縮機1の断続制御による圧縮機稼働率を低下
させて省動力を図ることができる。
交換コア部の通風路の一部を閉じるため、この閉塞部分
では空気側との熱交換がほとんどないため、凝縮水を強
制的にフロスト(凍結)させることができる。
前述の図3、4、13、14のごとく目標吹出温度TA
Oに応じてTAOの上昇に応じて高く設定したり、ある
いは、外気温度Tamに応じて、春秋の中間温度域で最
も高く設定し、外気温度Tamの低温域およひ高温域で
は低く設定したりするが、蓄冷モードでは、目標吹出温
度TEOを例えば、−2°Cのような氷点下の低温域に
引き下げて、蒸発器凝縮水を強制的に凍結させて蓄冷量
の向上を図ることが好ましい。
の低温域に引き下げて、蒸発器9の吹出温度Te が氷点
下の低温になっても、車室内への吹出空気温度は、バイ
パスドア17の操作位置(第1バイパス通路16の開
度)の調整により調整できるので、上述の通り車両エン
ジン4の省動力を実現できる。 そして、前述の図6
(a)、(b)で説明した理由により蓄冷効果の向上と
省動力効果とを両立できる。
下方向に延びるように配置しているので、蒸発器9で発
生する凝縮水は自重にて蒸発器9の熱交換コア部の下側
に集まってくる。そのため、蒸発器9の熱交換コア部の
通風路の下側部分をバイパスドア17により閉じること
により、蒸発器9の熱交換コア部の下側に集まってくる
凝縮水を強制的に凍結させて蓄冷量を増加できる。
イパス通路全開位置に操作されている状態において、バ
イパスドア17と蒸発器9の熱交換コア部の表面とを密
着させると、バイパスドア17が熱交換コア部の表面に
一体に凍結してドア17が操作不能となる恐れがある。
ドア17が蒸発器9の通風路の一部を最大限閉じる位置
に移動したときにも、バイパスドア17と蒸発器9の熱
交換コア部の表面との間に2〜6mm程度の所定の微小
間隙Bを形成しているから、蒸発器9の熱交換コア部下
側部位Aが凍結した際に、バイパスドア17が熱交換コ
ア部の表面と一体に凍結することがない。従って、バイ
パスドア17の凍結による操作不能を未然に防止でき
る。
配置される機器のうち、最大の体格を有する部品であ
り、そのため、車両搭載スペースへの制約上、蒸発器9
の周囲に充分な通路断面積を持った第1バイパス通路1
6を設計することが実用上困難となることが多い。そこ
で、第5実施形態では、第1バイパス通路16の開放時
に、バイパスドア17により蒸発器9の熱交換コア部の
通風路の一部を閉じて、蒸発器9側通風路の通風抵抗を
増大させ、これにより、第1バイパス通路16を通過す
るバイパス風量(非冷却空気の風量)を増加させてい
る。
パス通路16を通過するバイパス風量(非冷却空気の風
量)と蒸発器通過の冷風との混合により、車室内温度制
御のために必要な吹出温度を得るためには、バイパス風
量として、少なくとも、全風量の40%以上必要である
ことが分かった。
すもので、図21の縦軸は、送風ファン12による全体
風量と、バイパス風量の全体風量に対する割合(%)を
示し、横軸はバイパスドア17による、蒸発器9の熱交
換コア部の通風路塞ぎ高さを示している。ここで、実験
に用いた蒸発器9の熱交換コア部の高さ=235mm、
同熱交換コア部の幅(左右方向寸法)=253mmであ
り、従って、熱交換コア部の通風路面積=59455m
m2 である。
換コア部の表面との間の微小間隙B=5mmである。さ
らに、第1バイパス通路16の通路高さ=60mm、第
1バイパス通路16の幅=233mmであり、従って、
第1バイパス通路16の断面積=13980mm2 であ
る。
よる、蒸発器9の熱交換コア部の通風路塞ぎ高さの増大
に応じてバイパス風量の割合を増加でき、塞ぎ高さ=8
0mm以上にてバイパス風量の割合を40%以上に増大
できる。
量、全体風量の低下率および蒸発器下流側の混合空気の
温度との関係を示す実験結果で、塞ぎ高さ=100mm
にてバイパス風量を41%に増大し、蒸発器下流側の混
合空気温度を10.3°Cに調整できることが分かっ
た。ここで、蒸発器下流側の混合空気温度は、蒸発器吹
出温度Te =0°C、バイパス空気温度TB =25°C
の場合における混合空気温度である。なお、塞ぎ高さ=
100mmの場合、全体風量の低下率=4%であり、比
較的小さな値に抑えることができるので、全体風量の低
下はこの程度ならば支障ない。
に、車両エンジン4が停止されると、圧縮機1も必然的
に停止状態になるので、冷凍サイクルRの冷媒蒸発潜熱
による蒸発器9の冷却作用が停止されるが、エンジン稼
働中に予め、蒸発器凝縮水を凍結させて蒸発器凝縮水蓄
冷量を増大してあるので、エンジン停止時は、この蒸発
器凝縮水蓄冷量(水の融解潜熱および水の顕熱)を利用
して、蒸発器9の冷却作用を発揮できる。
常、1分間前後であるので、この程度の短時間であれ
ば、蒸発器凝縮水の蓄冷量を利用して、冷房フィーリン
グを悪化させないレベルで冷房を持続可能となる。
の放冷により行うので、放冷モードと称することがで
き、この放冷モードにおける車室内への吹出空気温度の
制御も、前述の蓄冷モードと同様に、エアミックスドア
19は最大冷房位置に固定したままで、バイパスドア1
7の操作位置(開度)の調整により行うことができる。
は、放冷モードにおいて図20に示すようにバイパスド
ア17が第1バイパス通路16を全開するとともに、蒸
発器9の熱交換コア部の通風路の一部(下側部位A)を
最大限閉じる状態にあるときには、蒸発器9の通風路の
下側部位Aでは通過風量がほとんどなくなって、この下
側部位Aでの熱交換がほとんどなくなるので、蒸発器9
の上下で凝縮水の氷の融解時間に大きな差が発生する。
空気の上下温度差が拡大するので、1個の温度センサ3
2により蒸発器吹出空気温度を正確に検出することが困
難となり、放冷モードにおける車室内への吹出温度を良
好に制御できないという事態が発生する。
ードにおける蒸発器吹出空気の温度差(温度分布)を低
減するものである。図23は、第6実施形態によるバイ
パスドア17の開度制御の考え方を示すもので、車室内
吹出空気の目標吹出温度TAOが高くても、放冷モード
の初期からバイパスドア17を、蒸発器9の通風路の一
部(下側部位A)を所定開度開く位置に操作するもので
ある。
り具体的に説明すると、図23の横軸は空調装置運転経
過時間であり、車両エンジン4の稼働による蓄冷モード
を実施した後に車両エンジン4が停止されて放冷モード
が開始された時点を、経過時間=0とし、放冷モードの
経過時間を+側の時間で表し、蓄冷モードの経過時間を
−側の時間で表している。
0)から目標吹出温度TAOと関係なく、バイパスドア
17を、蒸発器9の通風路の一部(下側部位A)を所定
開度θ1だけ開く位置に操作する。このことは、第1バ
イパス通路16側から見れば、バイパス空気風量が減少
して、車室内吹出温度の低下を招く。
車室内吹出温度を維持するためには、バイパス空気風量
の減少分をヒータコア20の再加熱で補う必要がある。
そこで、放冷モードの開始前に比較して放冷モードの開
始後は、エアミックスドア19の操作位置を一旦所定開
度θ2だけ最大暖房位置(HOT位置)側に移動させ
る。しかし、その後は、エアミックスドア19を最大冷
房位置(COOL位置)側に向けて徐々に移動させて、
車室内吹出温度を目標吹出温度TAOに維持する。
ドア17を、蒸発器9の通風路の下側部位Aを所定開度
θ1だけ開く位置に操作するから、この下側部位Aに
も、ある程度の風量の空気を送風できる。そのため、放
冷モードの初期から蒸発器9の通風路の上側の氷だけで
なく、下側部位Aの氷も融解させることができる。これ
により、蒸発器9の吹出温度の上下方向の温度差(温度
分布)を著しく低減できるので、蒸発器吹出直後に配置
した1個の温度センサ32でもって、蒸発器吹出温度を
正確に検出できる。ここで、温度センサ32の配置場所
は、後述の図25に示すように蒸発器9の吹出直後で、
バイパスドア17より若干量上方位置(蒸発器コア部の
上下方向の概略中央位置)に設定すればよい。
実施形態によるもので、蒸発器吹出温度bは比較例(図
6(a)のごとく第1バイパス通路16、バイパスドア
17を持たない通常の空調装置)によるものである。比
較例の場合は、送風空気の全量が蒸発器9を通過するの
で、蒸発器9の通過風量が大きい。そのため、氷の融解
速度が速く、蒸発器吹出温度bの上昇速度が速い。
開始後、41秒経過で蒸発器吹出温度bが快適性の得ら
れる車室内吹出温度cに到達してしまうので、放冷モー
ドの持続可能時間が短い。
冷モードにおいてバイパスドア17により第1バイパス
通路16を開くことにより、蒸発器9の通過風量を減少
して氷の融解を遅らせて、蒸発器吹出温度aの上昇速度
を低下できる。これにより、、蒸発器吹出温度aが上記
車室内吹出温度cに到達する時間を放冷モードの開始
後、矢印のごとく60秒まで延長できる。
風量が大きいため、氷の融解速度が速く、空気中への水
分の蒸発割合が大きいので、車室内湿度の急上昇に基づ
く不快感を乗員が感じやすい。これに対して、第6実施
形態では、蒸発器9の通過風量を減少して氷の融解を遅
らせるので、空気中への水分の蒸発割合を小さくでき
る。そのため、車室内湿度の上昇割合を小さくでき、湿
度感(湿度による蒸し暑さ)の不快を抑制できる。
る限界蒸発器吹出温度Teoを矢印のごとく比較例の場
合より1°C高くすることができ、この結果、放冷モー
ドの可能時間をさらに4秒程度延長できる。
の熱交換用コア部(通風部)の大きさは、高さ=215
mm、幅=253mm、厚さ(奥行き寸法)=58mm
である。また、蒸発器9での保水量(凝縮水量)=10
0g、バイパスドア17の長さ=90mm、空調ケース
10への風量=200m3/hである。また、バイパス
ドア17の初期開度(放冷モード開始時の開度)は、図
15(d)を全開とした時の1/4開度である。
スドア17の開度と、放冷可能時間および蒸発器吹出温
度バラツキとの関係を示す実験データであり、実験条件
は図23と同じである。
度(放冷モード開始時の開度)であり、縦軸は放冷可能
時間および蒸発器吹出温度バラツキである。放冷可能時
間は、図23において説明した限界蒸発器吹出温度Teo
に蒸発器吹出温度が上昇するまでの時間である。蒸発器
吹出温度バラツキは、蒸発器吹出温度の最高値と最低値
との差である。
初期開度が1/4開度付近までは蒸発器9の通過風量が
小さくて氷の融解を遅らせるので、放冷可能時間をバイ
パスドア初期開度=0/4(蒸発器側全閉状態)と同等
レベルに維持できる。一方、バイパスドア17の初期開
度を1/4開度以上に増大させることにより、蒸発器吹
出温度バラツキを10°C以下に抑えることができるこ
とが分かった。
/4開度付近に設定することにより、放冷可能時間の維
持と、蒸発器吹出温度バラツキの抑制とを両立できる。
器吹出温度検出値と、蒸発器吹出温度平均値との関係を
示す実験データであり、実験条件は図23と同じであっ
て、バイパスドア17の開度は、蓄冷モードでは図23
(a)の蒸発器側全閉位置であり、放冷モードでは初期
開度=1/4開度〜全開の間で変化させている。
場所として蒸発器9の吹出直後の上部32aと、上下方
向における中央部32bと、下部32cの3カ所を設定
している。中央部32bは、前述したようにバイパスド
ア17より若干量上方位置である。
ドア17より若干量上方の中央部32bに配置した温度
センサ32によれば、温度センサ32を1個用いるだけ
でも、蒸発器吹出温度の平均値に極めて近似した温度
(±2°Cの範囲内の温度)を検出できることが判明し
た。すなわち、バイパスドア17の初期開度設定により
蒸発器吹出温度のバラツキを抑制して、1個の温度セン
サ32でも蒸発器吹出温度の平均値に近似した値を検出
できるのである。
全体構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、相違点のみ説明する。
aが配置され、この内外気切替箱11aの内気導入口1
1bと外気導入口11cが内外気切替ドア11dにより
切替開閉される。内外気切替箱11aから吸入された車
室内の空気(内気)または車室外の空気(外気)が送風
機11により空調ケース10内に送風される。
内において第1実施形態の第1バイパス通路16および
バイパスドア17を設けない構成となっている。そのた
め、温水式ヒータコア16の側方に位置するバイパス通
路21と、温水式ヒータコア16を通過する温風とバイ
パス通路21を通過する冷風との風量割合を調節するエ
アミックスドア19のみを設けている。
気吹出直後の複数(本例では2箇所)の部位に、サーミ
スタからなる蒸発器吹出温度センサ(蒸発器冷却度合検
出手段)321、322が設けられている。この複数の
蒸発器吹出温度センサ321、322は、蒸発器9にお
けるフロスト(着霜)の発生状況を判定するために、蒸
発器9吹出直後の所定距離離れた複数部位の吹出空気温
度を検出する。空調ケース10内で、蒸発器9の空気吸
込側には、蒸発器9の吸込空気温度を検出するサーミス
タからなる蒸発器吸込空気温度センサ34が設けられて
いる。
記したセンサ321、322、34の他に、空調制御の
ために、内気温、外気温、日射量、温水温度等を検出す
る周知のセンサ群35からの検出信号、空調制御パネル
36の操作スイッチ群37からの操作信号等が入力され
る点は第1実施形態等と同じである。
5は冷房高負荷時には車両エンジン用電子制御装置38
に対して停車時の車両エンジン停止を禁止する信号(す
なわち、停車時の車両エンジン稼働要求の信号)を出力
する。
動を説明する。図27のフローチャートは空調用電子制
御装置5のマイクロコンピュータにより実行される制御
処理を示している。車両エンジン11のイグニッション
スイッチ(図示せず)がオンされ、かつ空調制御パネル
36の操作スイッチ群37のオートスイッチがオンされ
ると、図27の制御ルーチンが起動される。そして、ス
テップS100にて目標蒸発器吹出温度TEO=4°C
に初期化し、ステップS110にて各種センサ、スイッ
チ類からの信号を読み込む。
に基づいて目標吹出温度TAO(以下TAOという)を
算出(決定)する。ここで、TAOは、乗員により設定
された設定温度に車室内を維持するために必要な目標吹
出空気温度である。
器吹出温度TEOA を決定する。この目標蒸発器吹出温
度TEOA の決定は、次に述べる第1目標蒸発器吹出温
度TEOA1および第2目標蒸発器吹出温度TEOA 2 に
基づいて行う。
図28(図3と同じ特性)のマップに基づいて決定す
る。次に、第2目標蒸発器吹出温度TEOA2も、図29
(図4と同じ特性)のマップに基づいて決定する。
OA1=f(TAO)、第2目標蒸発器吹出温度TEOA2
=f(Tam)のうち、低い温度の方を最終的に、定常
時目標蒸発器吹出温度TEOA として決定する。
で発生する凝縮水の蓄冷量制御を行う蓄冷モードを実行
してよい条件にあるかどうか判定する。ここで、蓄冷モ
ードによる凝縮水の蓄冷量制御とは、信号待ちのような
一時的な停車時における次回の車両エンジン停止に備え
て、車両エンジン稼働中に予め、凝縮水の蓄冷量を制御
することを言う。
せるためには、蒸発器温度の低下により凝縮水の温度を
低下させるか、あるいは凝縮水の量を増やすことが必要
である。ここで、凝縮水の蓄冷量をより効果的に増加さ
せるには、凝縮水を氷点下以下の温度まで冷却して凝縮
水を凍結させ、潜熱の形で蓄冷するのがよい。
次の3つの条件のいずれにも該当しない場合に実行させ
る。すなわち、図30のステップS1410〜S143
0に示すように、高速走行時、蒸発器9のフロスト
発生状況が所定の限界レベルに到達した時、および冷
房高負荷時のいずれにも該当しない場合は、蓄冷モード
の実行を許可し、一方、上記〜の条件のいずれか1
つに該当するときは蓄冷モードの実行を禁止する。
と予測できるので、停車時の車両エンジン停止に備えて
凝縮水の蓄冷制御を行う必要がない。蒸発器9のフロ
ストが進行して、所定の限界レベルに到達した時は、こ
れ以上に蒸発器9への霜付着による蒸発器冷却性能の低
下が起きることを阻止するために、蓄冷モードを実行し
ない。また、フロスト発生状況が所定の限界レベルに到
達した時は、既に、凝縮水の凍結により蓄冷量が増加し
ているので、その意味からも蓄冷モードを実行する必要
がない。冷房高負荷時は、蓄冷モードを実行しても車
両エンジン停止時に車室内への吹出空気温度が直ぐ上昇
して冷房フィーリングを悪化させるので、車両エンジン
停止自体をキャンセルし、車両エンジン稼働中の蓄冷モ
ードも実行しない。
行の判定は、例えば、車速>70km/h、または車両
エンジン回転数>2500rpmで判定する。なお、カ
ーナビゲーションの地図情報から高速走行を判定するこ
ともできる。
のフロスト発生の判定は、次のごとく行う。蒸発器9に
おけるフロストは部分的に発生し、この部分的なフロス
トが次第に拡大していく。そして、フロストの発生部位
では空気通過が制限されて蒸発器吹出温度が低下して、
フロストの発生部位と発生しない部位との間で蒸発器吹
出空気に温度差が発生する。そこで、複数箇所に設けた
蒸発器吹出温度センサ321、322の検出温度差が所
定値(例えば、5°C)以上であるとき、蒸発器9のフ
ロストが所定の限界レベルに到達したと判定できる。
判定は、複数箇所の温度センサ321、322の検出温
度差が所定値以上であって、かつ、この所定値以上の温
度差の状態が所定時間(例えば、3分間)継続した場合
というAND条件でもって行うことにより、判定精度を
高めるようにしてもよい。さらには、上記判定条件に、
複数箇所の温度センサ321、322の少なくとも1つ
の検出温度が0°Cであるとい判定条件を追加してもよ
い。
荷判定は、実際の蒸発器吹出温度TEと目標吹出空気温
度TEOとの温度差(TE−TEO)が所定値(例え
ば、5°C)以上のときを冷房高負荷時と判定する。な
お、実際の蒸発器吹出温度TEは複数の蒸発器吹出温度
センサ321、322の検出温度の平均値である。 そ
して、ステップS1430にて冷房高負荷時と判定され
たときは、ステップS1440で車両エンジン停止禁止
(車両エンジン稼働要求)の指令信号を車両エンジン用
電子制御装置38に出す。この車両エンジン停止禁止の
指令信号が出たときは、車両が停車しても、車両エンジ
ン用電子制御装置38は車両エンジン4を停止しないの
で、圧縮機1の稼働状態が継続され、これにより、冷房
高負荷時に圧縮機1停止による車室内温度の急上昇を未
然に防止して、乗員の不快感を抑える。
冷モード「禁止」と判定されたときは、ステップS15
0に進み、目標蒸発器吹出温度TEO=定常時目標蒸発
器吹出温度TEOA とする。次のステップS160に
て、目標蒸発器吹出温度TEOと実際の蒸発器吹出温度
TEと比較し、TE>TEOのときは、ステップS17
0に進み、電磁クラッチ2をオンし、圧縮機1を作動さ
せる。逆に、TE≦TEOのときは、ステップS180
に進み、電磁クラッチ2をオフし、圧縮機1を停止す
る。
条件のいずれにも該当せず、凝縮水の蓄冷モード「実
行」と判定されたときは、ステップS190に進み、車
両エンジン停止後目標蒸発器吹出温度TEOB を決定す
る。
度TEOB は具体的には車両エンジン(圧縮機)停止
後、所定時間(例えば1分)経過後の目標蒸発器吹出温
度であって、図31のマップに示すようにTAOに基づ
いて決定される。図31の例では、TAOが所定温度
(12°C)に上昇するまではTAOとともにTEOB
が上昇し、TAOが12°C以上の範囲ではTEOB が
12°Cに固定されるようになっている。
ば、TEOB =12°C一定としてもよいし、また、T
EOB =TAO−1°Cとしてもよい。このように、T
EO B の具体的決定方法は種々変形可能であり、要は車
両エンジン(圧縮機)停止後、所定時間(例えば1分)
経過後における冷房フィーリングを損なわない範囲で目
標蒸発器吹出温度TEOB を決定すればよい。また、上
記の車両エンジン(圧縮機)停止後の所定時間を一例と
して1分としているのは、信号待ち等による一時的な停
車時間(車両エンジン停止時間)が平均的には1分程度
であるからである。
ジン停止後蒸発器吹出温度TEoffを推定する。この車
両エンジン停止後蒸発器吹出温度TEoff は、車両エン
ジン停止後、所定時間(例えば1分)経過後の蒸発器吹
出温度を、車両エンジン稼働中の現時点での蒸発器吸込
空気の条件(温度、湿度)、風量、現時点での蒸発器吹
出空気温度TE等に基づいて推定する。
出温度TEoff は次の数式17および図32のマップに
基づいて推定する。
E+ΔTここで、ΔTは図32のマップに示すように蒸
発器吸込空気温度と風量とに基づいて決定され、蒸発器
吸込空気温度と風量の上昇につれて上昇する。
両エンジン停止後目標蒸発器吹出温度TEOB と車両エ
ンジン停止後蒸発器吹出温度TEoff とを比較し、車両
エンジン停止後TEoff >TEOB のときはステップS
220に進み、TEO=TEO−1°Cに補正する。逆
に、車両エンジン停止後TEoff ≦TEOB のときはス
テップS230に進み、TEO=TEO+1°Cに補正
する。 なお、ステップS220、S230の演算が、
図27の制御ルーチンのスタート後の初回であるとき
は、ステップS100での初期化によりTEO=4°C
になっているので、4°C±1°Cの演算を行い、2回
目以降の演算では現時点でのTEOに対して±1°Cの
演算を行う。
算されたTEOと、実際の蒸発器吹出温度TEとの比較
により、ステップS160〜S180で電磁クラッチ2
(すなわち、圧縮機1)の作動を断続する。
おいては、ステップS190〜S230に至る目標蒸発
器吹出温度TEOの設定ステップと、ステップS160
〜S180による圧縮機断続制御ステップとにより、蓄
冷モードが実行される。
ジン用電子制御装置38は車両エンジン4の回転数信
号、車速信号、ブレーキ信号等に基づいて停車状態を判
定すると、冷房高負荷時の車両エンジン停止禁止の指令
信号(図30のステップS1440)が出ている場合を
除き、車両エンジン用電子制御装置38は燃料噴射の停
止等により車両エンジン4を自動的に停止させる。
1も必然的に停止する。しかし、空調用電子制御装置5
は圧縮機制御以外の風量、吹出温度制御等の機能はその
まま、走行時と同様に継続する。
停止に伴って圧縮機1も停止するのであるが、車両走行
中に前もって、車両エンジン停止後目標蒸発器吹出温度
TEOB よりも、車両エンジン停止後蒸発器吹出温度T
Eoff が上回ると推定されるときには、ステップS22
0において目標蒸発器吹出温度TEOを所定値α(例え
ば1°C)だけ引き下げて、蒸発器凝縮水の温度低下と
凝縮水量の増加を図って、凝縮水の蓄冷量を増加させ
る。これにより、車両エンジン停止時は、蒸発器凝縮水
の蓄冷量の放冷により空調空気の冷却作用を得ることが
でき、車両エンジン停止後蒸発器吹出温度TEoff を車
両エンジン停止後目標蒸発器吹出温度TEOB 以内に抑
えて、車両エンジン停止後の冷房フィーリングの悪化を
抑制できる。
エンジン停止時間として1分間を想定しているので、車
両エンジン停止時間が1分間より長くなる場合は車両エ
ンジン停止後蒸発器吹出温度TEoff が車両エンジン停
止後目標蒸発器吹出温度TEOB より上昇することにな
るが、この場合の対処としては車両エンジン4を始動し
て、圧縮機1を作動させる以外に手段はない。
ジン停止時間の延長により車両エンジン停止後蒸発器吹
出温度TEoff が車両エンジン停止後目標蒸発器吹出温
度TEOB より上昇した場合は、車両エンジン稼働要求
の指令信号を空調側から出して自動的に車両エンジン4
を始動するようにしてもよい。これによれば、圧縮機1
の作動が再開されて、蒸発器9による冷却作用を再開す
ることにより、冷房フィーリングの悪化を防止できる。
うと、アクセル信号等により車両エンジン用電子制御装
置38は車両エンジン4を自動的に始動させ、圧縮機1
を作動させる。
は、車両エンジン稼働中(圧縮機稼働中)に、車両エン
ジン4の停止(すなわち、圧縮機1の停止)後における
蒸発器吹出空気温度TEoff の挙動(温度上昇)を推定
(ステップS200)して、車両エンジン稼働中におけ
る目標蒸発器吹出空気温度TEOを補正(ステップS2
20、S230)することにより、車両エンジン稼働中
に前もって凝縮水温度を制御して凝縮水の必要蓄冷量を
確保するようにしている。
ジン稼働中に、前もって、送風機11の風量の補正を行
って凝縮水量を確保することにより、車両エンジン稼働
中に前もって凝縮水の必要蓄冷量を確保するものであ
る。すなわち、図33に示すように、蒸発器9での凝縮
水量は、送風機11の風量と相関があり、風量が少ない
程、風圧により吹き飛ばされる凝縮水が減少して、蒸発
器9に保持される凝縮水量が増加する関係にある。
では図34のフローチャートに示すように、ステップS
220aでは送風機11の目標風量BLW=目標風量B
LW−αとして、凝縮水量を増加させ、また、ステップ
S220aでは送風機11の目標風量BLW=目標風量
BLW+αとして、凝縮水量を減少させる。
発器吹出温度TEOB よりも、車両エンジン停止後蒸発
器吹出温度TEoff が上回ると推定されるときには、ス
テップS220aにおいて目標風量BLWを減少させて
蒸発器凝縮水量を増加させ、凝縮水の蓄冷量を増加させ
る。これにより、車両エンジン停止時は、蒸発器凝縮水
の蓄冷量の放冷により空調空気の冷却作用を得ることが
でき、車両エンジン停止後蒸発器吹出温度TEoff を車
両エンジン停止後目標蒸発器吹出温度TEOB以内に抑
えて、車両エンジン停止後の冷房フィーリングの悪化を
抑制できる。
図27と相違する点のみ簡単に説明すると、ステップS
100aでは目標風量BLW=最大レベルHiに初期化
する。ステップS130aでは目標蒸発器吹出温度TE
Oを決定する。この目標蒸発器吹出温度TEOは第1実
施形態における定常時目標蒸発器吹出温度TEOA と同
じ方法で決定する。
目標風量BLWA をTAOに基づいて図35のように決
定する。ステップS150aでは、目標風量BLW=定
常時の目標風量BLWA とする。他の点は図27同じで
ある。
の補正制御と、第7実施形態による目標蒸発器吹出温度
TEOの補正制御とを組み合わせて実施してもよいこと
はもちろんである。
形態では、車両エンジン稼働中に、車両エンジン4停止
(すなわち、圧縮機1の停止)後における蒸発器吹出空
気温度TEoff の挙動(温度上昇)を推定して、車両走
行中に前もって凝縮水の蓄冷量(凝縮水温度または凝縮
水量)を確保するようにしている。
ンジン4の状態および蒸発器9における凝縮水の発生状
況に応じて内外気導入モードを制御する。すなわち、図
36は第9実施形態を示すフローチャートであり、ステ
ップS300にて空調装置の冷凍サイクルRがオン(起
動)しているか判定する。この冷凍サイクルRの起動は
具体的には空調制御パネル36の操作スイッチ群37の
エアコンスイッチ(圧縮機作動スイッチ)が投入されて
いるかどうかで判定する。
ップS310にて各種センサ、スイッチ群からの信号を
読み込む。このステップS310は図27、34のステ
ップS110と同じである。
のステップS120と同様に目標吹出温度TAOを算出
する。次に、ステップS330にて目標風量BLWを算
出する。この目標風量BLWはTAOに基づいて図35
のBLWA と同様の特性にて決定される。次に、ステッ
プS340にて内外気モードを決定する。この内外気モ
ードも図37に示すようにTAOに基づいて決定され
る。図37は内外気モード決定の特性を例示するもの
で、TAOの低温側(最大冷房側)では内気モードを選
択し、TAOの高温側(最大暖房側)では外気モードを
選択し、中間温度域では、内外気混入モードを選択す
る。
がTAOに基づいて図38に例示するように決定され
る。すなわち、TAOの低温側ではフェイス吹出口27
から空気を吹き出すフェイスモードを選択し、TAOの
中間温度域ではフェイス吹出口27とフット吹出口29
の両方から同時に空気を吹き出すバイレベルモードを選
択し、TAOの高温域ではフット吹出口29から空気を
吹き出すフットモードを選択する。
ン稼働中(走行中)か判定する。例えば、車速<10k
m/hで、かつ、車両エンジン回転数<100rpmの
ときは車両エンジン停止時(非稼働)と判定して、ステ
ップS360に進み、強制的に内気モードを設定する。
すなわち、内外気ドア11dをステップS340の内外
気モードとは関係なく強制的に内気導入位置(図26の
実線位置)に操作して、空調ケース10内へ内気のみを
導入する。
中)であるときは、ステップS370に進み、冷凍サイ
クルRのオン状態が連続して所定時間(本例では5分)
以上経過したか判定する。この判定は蒸発器9における
凝縮水の保持状況を判定するためのもので、冷凍サイク
ルRの起動直後では蒸発器9が乾燥状態にあって、凝縮
水の保水量が零の状態にある。
以内であるときは、ステップS380に進み、内外気モ
ードを強制的に外気モードにする。すなわち、内外気ド
ア11dをステップS340の内外気モードとは関係な
く強制的に外気導入位置(図26の破線位置)に操作し
て、空調ケース10内へ外気のみを導入する。
ドは5分間継続して、蒸発器9での凝縮水量を確保す
る。つまり、車室内の内気中の限られた水分を凝縮させ
るよりも、水分量の限定されない外気を導入して蒸発器
9の除湿作用により速やかに凝縮水量を確保できる。そ
して、ステップS370による5分間経過後はステップ
S340により決定された内外気モードが選択される。
気温度の関係にあるので、上記のように車両エンジン停
止時に内外気モードをステップS360にて強制的に全
内気モードとすることにより、車両エンジン停止時にお
ける冷房負荷を低減して、車両エンジン停止時における
車室内吹出温度の上昇をより効果的に抑制できる。
圧縮機1の断続制御部分について図示していないが、目
標蒸発器吹出空気温度TEOと実際の蒸発器吹出空気温
度TEとの比較により圧縮機1の作動を断続制御するこ
とは第9実施形態でも同じである。
時にステップS360にて強制的に内気のみを導入する
内気モードを設定しているが、これの代わりに、内気導
入割合の高い内気主体モードを設定してもよい。同様
に、冷凍サイクルRの起動直後に、ステップS380に
て強制的に外気のみを導入する外気モードを設定してい
るが、これの代わりに、外気導入割合の高い外気主体モ
ードを設定してもよい。
し、内気と外気のうち、低い温度の方を車両エンジン停
止時には空調ケース10内に選択導入するように、内外
気モードをステップS360にて決定してもよい。
し、その温度差が所定値以上のときは、車両エンジン停
止時に内気と外気のうち、低い温度の方の導入割合を車
両エンジン稼働時よりも大きくするように、内外気モー
ドをステップS360にて決定してもよい。
し、その温度差が所定値以内のときは、内気と外気のう
ち、低湿度側の方を空調ケース10内に選択導入するよ
うに、内外気モードをステップS360にて決定しても
よい。
態を示すフローチャートであり、上記第9実施形態にお
けるステップS360による内気モードの設定の代わり
に、ステップS360aにて車両エンジン停止時の目標
風量BLW1 を設定する。この車両エンジン停止時の目
標風量BLW1 は、図40(a)〜(c)に示すよう
に、車両エンジン停止直前の目標風量BLW2 に対して
同等以下(BLW1 ≦BLW2 )に設定している。すな
わち、車両エンジン停止直前の目標風量BLW2 の小量
域では、BLW1 =BLW2 とし、そして、車両エンジ
ン停止直前の目標風量BLW2 の大量域では、BLW1
<BLW2 として、送風機11の風量を低下することに
より、車両エンジン停止時における冷房負荷の低減を図
って、車両エンジン停止時における車室内吹出温度の上
昇をより効果的に抑制できる。
わせて、車両エンジン停止時には内気モードを設定する
と同時に、車両エンジン停止時の目標風量BLW1 をB
LW 1 ≦BLW2 の関係に設定して、車両エンジン停止
時における冷房負荷をさらに低減するようにしてもよ
い。
内外気導入モード制御および車両エンジン停止時の目標
風量BLW1 を設定する制御を第7、第8実施形態に組
み合わせてよい。
ては、日射量、外気温、乗車人数等による冷房負荷の変
動が大きく、冷房負荷の大きい時には、圧縮機1が連続
運転しても蒸発器吹出温度TEが0°C以下に低下せ
ず、凝縮水を凍結できない場合がある。
稼働中に、冷房負荷低減のための処置を特別に採ること
により、蒸発器9の凝縮水温度を低下させて、凝縮水を
積極的に凍結させる。これにより、凝縮水の単位重量当
たりの蓄冷量を増加させることができ、車両エンジン停
止時の放冷モードでは凝縮水の顕熱だけでなく、融解潜
熱をも利用して空気を冷却できるようにしている。
ーチャートであり、ステップS300〜S350は図3
6、図39と同じである。車両エンジン稼働中である
と、ステップS350からステップS390に進み、冷
房高負荷か判定する。この判定は例えば、車室内への目
標吹出空気温度TAOに基づいて行うことができ、TA
Oが−20°Cより低いとき冷房高負荷時とする。
400に進み、クールダウン中か判定する。ここで、ク
ールダウンとは、冷凍サイクルRの起動直後であって、
車室内温度が設定温度よりも大幅に高い状態にあり、車
室内温度を設定温度に向かって急速に低下させる必要の
ある状態を言う。このクールダウン中の判定もTAOに
基づいて行うことができ、TAOが例えば、−30°C
より低いときをクールダウン中とする。
0に戻って、ステップS330による目標風量BLWと
なるように、送風機11の風量を制御する。従って、通
常制御通りの風量となり、クールダウン性能を損なうこ
とはない。
ち、クールダウン終了後の冷房高負荷時には、ステップ
S400からステップS410に進み、送風機11の目
標風量を、ステップS330による通常制御時のBLW
より小さいBLWO (BLW O ≦BLW)とする。
S410による風量BLWO の具体的な決定方法を例示
するもので、クールダウン終了後のTAO低温域(すな
わち、冷房域)において、BLWよりもBLWO を種々
なパターンで小さくしている。
TAO低温域にあるときは、通常制御時の目標風量BL
Wより小さいBLWO を特別に設定することにより、冷
房負荷を低減できる。これにより、車両エンジン稼働中
において第7実施形態等による蓄冷モード(例えば、目
標蒸発器吹出温度の低温側への補正)を実行した際に、
冷房高負荷時であっても、蒸発器温度を低下させて、凝
縮水を凍結させることが可能となる。
に、冷房負荷の低減策を特別に採って、冷房性能よりも
蒸発器温度の低下の方を優先させて凝縮水を凍結させる
ことができる。
目標風量の低減と強制内気モードの設定とを組み合わせ
て、冷房負荷の低減効果を高めるようにしてもよい。
標風量の低減の代わりに、吹出モードとしてバイレベル
モードを強制的に設定するとともに、内外気モードとし
て内気モードを強制的に設定し、これにより、冷房負荷
の低減を行うようにしてもよい。すなわち、車両用空調
装置においては、通常、フット吹出口29と内気導入口
11bとが比較的短い距離で近接配置されているので、
バイレベルモードによるフット吹出口29からの吹出冷
風をショートサーキットで内気導入口11bに再吸入さ
せることができ、これにより、蒸発器9の吸込空気温度
が低下し、冷房負荷を低減できる。
標風量の低減の代わりに、内気温度と外気温度の高低を
比較し、その温度差が所定値以上のときは、低温側の方
を導入したり、低温側の方の導入割合を増やすようにし
てもよい。
減策は種々なものを採用できる。
の蒸発器9における冷媒蒸発圧力(サイクル低圧)を低
下させ、これにより、冷媒蒸発温度を強制的に0°C以
下に低下させて蒸発器凝縮水の凍結を促進するようにし
てもよい。すなわち、冷凍サイクルRの減圧手段とし
て、温度式膨張弁8の代わりに、蒸発器出口冷媒の温
度、圧力に応動して、弁開度が電気的に制御される電気
式膨張弁を用いて、冷房高負荷時には電気式膨張弁の開
度を通常制御時よりも小さい小開度に強制的に絞ること
により、サイクル高低圧差を拡大して、低圧を下げるよ
うにすればよい。
テップS390、S400による冷房負荷大、クールダ
ウン中の判定を、TAOの代わりに内気温と設定温度と
の温度差等に基づいて行うこともできる。また、その他
に、外気温、蒸発器吸込空気温度、風量等に基づいて冷
房負荷大、クールダウン中の判定を行うこともできる。
また、図30のステップS1430で説明したよう
に、実際の蒸発器吹出温度TEと目標吹出空気温度TE
Oとの温度差(TE−TEO)に基づいて冷房高負荷の
判定を行ってもよい。
は、蒸発器吹出温度を圧縮機1の作動の断続制御により
行う場合について説明したが、車両用空調装置では蒸発
器吹出温度を圧縮機1の容量制御により行うことも周知
であり、このような圧縮機容量制御方式のものにおいて
も本発明を同様に実施できる。すなわち、圧縮機容量制
御により蒸発器吹出温度を制御して凝縮水の蓄冷量を制
御し、これにより、車両エンジン停止時における冷房フ
ィーリングを向上することができる。
合を検出するために、蒸発器吹出空気温度を温度センサ
321、322により検出しているが、蒸発器9のフィ
ン表面温度、蒸発器9の冷媒温度、冷媒蒸発圧力等を検
出して、蒸発器冷却度合を検出するようにしてもよい。
のために、蒸発器吹出空気温度等の判定ステップにヒス
テリシスを設けた方が好ましい。
態の課題を説明すると、信号待ち時等で停車して、エン
ジンが停止される毎に、圧縮機も停止して蒸発器温度が
上昇し、車室内への吹出空気温度が上昇するので、乗員
の冷房フィーリングを損なうという不具合がある。ま
た、蒸発器温度の上昇により凝縮水が乾ききって、蒸発
器表面のカビ等に起因する悪臭を発生する場合がある。
ン停止等に伴う圧縮機強制停止時における冷房フィーリ
ングの悪化を抑制することを目的とする。
り、第7実施形態の図26とほぼ同じであり、空調ケー
ス10内で、蒸発器9の空気吹出直後の部位に、サーミ
スタからなる蒸発器吹出温度センサ(蒸発器冷却度合検
出手段)32を1箇所だけ設けている点が相違する。
ャートであり、第1実施形態の図2とほぼ同じであり、
相違点はステップ170のみである。すなわち、第12
実施形態では、図43に示すようにバイパスドア17を
持たない構成であるので、ステップ170において、エ
アミックスドア19の開度SWを算出するのみでよい。
その他のステップは図2と同じである。
作動を説明する。図44の制御ルーチンでは、図2と同
様に、ステップS100での初期化、ステップS110
での信号読み込み、ステップS120での目標吹出温度
(TAO)の算出を行い、次に、ステップS125にて
空調モードが蓄冷、放冷、通常のいずれのモードである
か選定する。
時に蓄冷モードの禁止条件を判定したときだけ通常モー
ドを選定し、そして、エンジン4(圧縮機1)の稼働時
のその他の時は蓄冷モードを選定する。一方、空調作動
時(送風機11の作動時)においてエンジン4が停止
し、圧縮機1が停止したときは放冷モードを選定する。
出温度TEOを算出する。すなわち、通常モードの場合
は、図3の第1目標蒸発器吹出温度TEO1 および図4
の第2目標蒸発器吹出温度TEO 2に基づいて通常モー
ド用のTEOを算出する。また、蓄冷モード時は、氷点
下の蓄冷用TEO(例えば、−2°C〜−1°C)を算
出する。 次に、ステップS140での送風量BLWの
算出、ステップS150での内外気モード決定、ステッ
プS160での吹出モード決定を行う。次に、ステップ
S170にて、エアミックスドア19の目標開度SWを
下記数式18に基づいて算出する。
9の吹出温度である。上記目標開度SWが得られるよう
にエアミックスドア19の操作位置が制御装置5の出力
により制御される。 次に、ステップS180にて、目
標蒸発器吹出温度TEOと実際の蒸発器吹出温度Te と
を比較し、圧縮機作動を断続制御する。すなわち、蒸発
器吹出温度Te が目標蒸発器吹出温度TEOより低下す
ると、制御装置5により電磁クラッチ2の通電を遮断し
て圧縮機1を停止させ、逆に、蒸発器吹出温度Te が目
標蒸発器吹出温度TEOより上昇すると、制御装置5に
より電磁クラッチ2に通電して圧縮機1を作動させる。
発器吹出温度TEOに維持され、通常モード時には、蒸
発器9の冷却能力の制御および蒸発器9のフロスト(着
霜)防止を行うことができる。また、蓄冷モード時に
は、蒸発器吹出温度Teを氷点下の温度(例えば、−2
°C〜−1°C)に制御して凝縮水を凍結させ、潜熱の
形で蓄冷することができる。 次に、ステップS190
に進み、空調側条件に基いてエンジン制御信号を出力す
る。このステップS190の詳細は図45に示す通りで
ある。図45において、まず、ステップS1901では
エンジン稼働中(車両走行中)に蒸発器9の凝縮水蓄冷
量Qを推定する。
中(車両走行中)は圧縮機1の稼働中であり、温度セン
サ32により検出される実際の蒸発器吹出温度Te に基
づいて蒸発器9の凝縮水蓄冷量Qを推定することができ
る。すなわち、実際の蒸発器吹出温度Te が低い程、凝
縮水蓄冷量Qが大である。
発器吹出温度Te を0°C以下にする蓄冷制御モードを
設定して、凝縮水を凍結させれば、潜熱の形で蓄冷をす
ることができるので、凝縮水蓄冷量Qを大幅に増加でき
る。
程、凝縮水蓄冷量Qが大きくなるから、蒸発器吹出温度
Te だけでなく、凝縮水保持量に相関関係のある蒸発器
9吸込空気の風量、吸込空気の条件(温度、湿度)等を
も考慮して、凝縮水蓄冷量Qを推定すれば、凝縮水蓄冷
量Qの推定の精度を高めることができる。例えば、吸込
空気の風量が大きくなれば、蒸発器9の凝縮水への風圧
上昇により凝縮水保持量が減少する関係があるので、凝
縮水保持量と風量は反比例の関係にある。また、吸込空
気の湿度が上昇すれば凝縮水分量が増加して、凝縮水保
持量が増加する。
けるエンジン停止可能時間Toff を上記凝縮水蓄冷量Q
に基づいて推定する。ここで、エンジン停止可能時間T
offは、エンジン停止(すなわち、圧縮機停止)後にお
いても、凝縮水蓄冷量Qにより蒸発器吹出温度Te を冷
房フィーリングの維持可能な所定温度(例えば、12°
C)以下に抑えることが可能な時間である。従って、エ
ンジン停止可能時間Toff は図46のように凝縮水蓄冷
量Qに対して比例関係を持って決定することができる。
された最短エンジン停止時間Toff 1 (例えば、20
秒)と上記エンジン停止可能時間Toff とを比較し、後
者のToff の方が短いときは、ステップS1904に進
み、エンジン停止の禁止を要求する。すなわち、空調用
制御装置5からエンジン用制御装置38に対してエンジ
ン停止禁止の制御信号を出力するので、停車時であって
も、車両エンジン4の稼働状態が継続され、圧縮機1の
稼働状態も継続される。
の停止、稼働が短時間のうちに繰り返されて、乗員に不
快感を与えたり、エンジン4の燃費を悪化させることを
防止できる。すなわち、エンジン起動時には大量の燃料
を消費するため、20秒以内のような極く短時間のエン
ジン停止であれば、エンジン停止をせずに、アイドル状
態で運転を継続した方が燃費改善のために好ましい。
停止可能時間Toff が最短エンジン停止時間Toff 1 よ
り長いときは、ステップS1905に進み、空調用制御
装置5からエンジン用制御装置38に対してエンジン停
止許可の制御信号を出力する。従って、エンジン用制御
装置38では停車時に車両側のエンジン停止条件を満足
しておれば、空調側からのエンジン停止許可の制御信号
を受けて、車両エンジン4を停止させる。
めて車両エンジン4が稼働状態から停止状態に移行した
か判定する。このエンジン稼働状態から停止状態への移
行が今回、始めてであるときはステップS1907に進
み、タイマーを0にリセットしてスタートさせる。すな
わち、このタイマーにてエンジン停止後の経過時間Tの
計測を開始する。
停止後の経過時間Tがエンジン停止可能時間Toff を越
えたか判定し、エンジン停止可能時間Toff 以内の間は
エンジン停止状態が継続される。そして、TがToff を
越えると、ステップS1909に進み、エンジン用制御
装置38に対してエンジン稼働要求の制御信号を出力す
る。これにより、エンジン用制御装置38では停車時で
あっても、車両エンジン4を自動的に起動し、稼働状態
に戻す。
実施形態によると、エンジン稼働中に予め、エンジン停
止可能時間Toff を図46のように凝縮水蓄冷量Qに基
づいて決定しておき、停車時には、このエンジン停止可
能時間Toff の間だけエンジン4を停止するようにして
いるから、この間は凝縮水蓄冷量Qによる放冷(冷却)
作用にて蒸発器9への送風空気を冷却して、冷房フィー
リングの悪化を防止できる。 そして、エンジン停止可
能時間Toff の経過後は車両エンジン4の稼働を自動的
に開始させるから、圧縮機1を稼働状態に復帰させて、
再び、蒸発器9での冷媒蒸発による通常の冷却作用で冷
房効果を発揮できる。
態は以下のごとく種々変形可能である。
間Toff をエンジン稼働中における凝縮水蓄冷量Qに基
づいて推定しているが、エンジン停止可能時間Toff を
例えば、エンジン停止後の蒸発器9における凝縮水乾き
完了時間Tdry をエンジン稼働中に推定しておき、この
凝縮水乾き完了時間Tdry に基づいてエンジン停止可能
時間Toff を推定してもよい。
により凝縮水が乾ききるときに、蒸発器9表面のカビ等
に起因する異臭が発生するという関係のあることが知ら
れている。上記の凝縮水乾き完了時間Tdry は、エンジ
ン稼働中における蒸発器吹出温度Te 、蒸発器吸込温度
Ti 、風量BLWが低い程、大きくなる関係にある。
づいて、凝縮水乾き完了時間Tdryをエンジン稼働中に
推定し、この凝縮水乾き完了時間Tdry よりも若干量だ
け短くなるようにエンジン停止可能時間Toff を決定す
ればよい。
温度Te が冷房フィーリングを悪化させない所定温度に
上昇するまでの時間Tteは、エンジン稼働中における
蒸発器吹出温度Te 、蒸発器吸込温度Ti 、風量BLW
が低い程、大きくなる関係にある。従って、この時間T
teに基づいてエンジン停止可能時間Toff を決定する
ようにしてもよい。
き完了時間Tdry および蒸発器吹出温度Teの上昇によ
り定まる時間Tteを両方とも推定し、そのうち、短い
方の時間に基づいてエンジン停止可能時間Toff を決定
するようにしてもよい。
ンジン停止可能時間と、凝縮水乾き完了時間Tdry と、
蒸発器吹出温度Teの上昇により定まる時間Tteとを
エンジン稼働中に推定し、それらの中で最も短い時間に
基づいてエンジン停止可能時間Toff を決定するように
してもよい。
ップS1903、S1904にて、最短エンジン停止時
間Toff 1 よりもエンジン停止可能時間Toff が短いと
きは、エンジン停止禁止の制御信号を出力して、停車時
であっても、車両エンジン4の稼働状態を継続している
が、この制御を廃止して短時間でもエンジン停止を行う
ようにしてもよい。この場合、冷房フィーリングの観点
からはエンジン停止が短時間であるから支障はない。
ン4の他に電動モータ(図示せず)を設けて、圧縮機1
を車両エンジン4と電動モータとによりハイブリッド駆
動することも可能である。この場合は車両エンジン4の
停止時に、エンジン停止時間Tがエンジン停止可能時間
Toffを越えたときにステップS1909にてエンジン
稼働要求の代わりに、電動モータに稼働要求して、圧縮
機1を起動させるようにしてもよい。
縮機停止可能時間であるとも言うことができる。
モータとして発電機を兼ねるモータジェネレータを使用
すれば、エンジン稼働時にはエンジン4によりモータジ
ェネレータを駆動してバッテリ充電用の発電機として作
用させ、そして、エンジン停止時にモータジェネレータ
により圧縮機1を駆動するようにしてもよい。
記第12実施形態と同様にエンジン停止に伴って圧縮機
1が停止した後に、エンジン稼働要求(または、電動モ
ータ稼働要求)により、圧縮機1を再起動させる条件の
判定に関する。
タであり、図47は放冷モードにおける車室内吹出温度
および蒸発器吹出温度の変化を示しており、図48は放
冷モードにおける車室内吹出温度、車室内湿度、および
蒸発器吹出温度の変化を示している。図47、48にお
いて、停車時のエンジン停止に伴って圧縮機1が停止し
て、放冷モードが開始されると、蒸発器吹出温度が上昇
し、これにより、車室内湿度も上昇し始める。
(湿度上昇による蒸し暑さ)を感じる。次に、蒸発器吹
出温度の上昇により車室内への吹出温度が目標吹出温度
TAOより上昇すると、温度変化を乗員は感じる。その
後に、乗員は湿度上昇の不快感(湿度感)を感じ、次
に、温度上昇の不快感(温熱感)を感じる。最後に、蒸
発器温度が上昇して凝縮水が乾ききる過程において、臭
い発生を感じる。なお、高外気温時における冷房開始直
後(クールダウン時)においては、温熱感の方を湿度感
より先に感じる。また、図48に示すように、室内湿度
がガラス飽和湿度まで上昇すると、車両窓ガラスに曇り
を発生することになる。
荷条件に基づいて放冷モード時の蒸発器吹出温度上限値
(以下限界Teという)を算出し、実際の蒸発器吹出温
度Teがこの限界Teを上回ると、エンジン稼働要求
(または、電動モータ稼働要求)により、圧縮機1を再
起動させる。
発器吹出温度の上昇により湿度変化、湿度変化、臭い発
生、および曇り発生を感じさせない知覚限界点の温度
(上限値)を言う。
例であり、熱負荷が高いとき、すなわち、日射量が多い
ほど、また、外気温が高いほど、湿度変化、湿度変化、
臭い発生を感じやすくなるので、これらに基づく限界T
eは低い温度となる。
は外気温とともに低下するので、曇り限界から決まる限
界Teは外気温とともに低下する。従って、外気温が2
0°C以下になると、曇り限界から限界Teを決める場
合が生じる。
り、車両エンジン4が停止して放冷モードが開始される
と、ステップS300にて図49のマップにより限界T
eを決定する。次に、ステップS310にて実際の蒸発
器吹出温度Teが限界Teより低いか判定し、低いとき
はステップS320に進み、車両エンジン4の停止を継
続する。
て、実際の蒸発器吹出温度Teが限界Teを上回ると、
ステップS310からステップS330に進み、車両エ
ンジン4の稼働要求をエンジン用制御装置38に行っ
て、車両エンジン4を起動させ圧縮機1を再起動させ
る。これにより、放冷モードにおいて、乗員が温熱感、
湿度感、臭い発生、曇り発生を感じる前に圧縮機1稼働
による通常の冷房作用を再開できる。
態の課題を説明すると、エンジンを停止して空調を行う
放冷モードにおいては、圧縮機も停止するため、蒸発器
温度が徐々に上昇して、蒸発器の除湿量が低下するた
め、車室内の湿度が上昇することになる。また、この放
冷モードの状態では、今まで凍結していた凝縮水が融解
し、その融解水分による空気への加湿状態が起こるた
め、車室内の湿度がさらに上昇してしまう。従って、こ
れらの原因により窓ガラスが曇りやすくなるという現象
が生ずる。さらに、車室内湿度の上昇により、湿度感
(湿度による蒸し暑さ)の観点で冷房フィーリングを悪
化させる。
室内の除湿性能を向上させることを目的とする図51は
第14実施形態の全体構成図であり、図1からバイパス
通路16およびバイパスドア17を廃止した図に相当す
る。図52は第14実施形態の空調制御の全体のフロー
チャートであり、図2に類似している。
車両エンジン4の稼働中に、蒸発器9の凝縮水蓄冷量、
あるいはエンジン停止後における蒸発器吹出温度の挙動
等を推定し、この推定結果に基づいて車両エンジン4の
停止許可および停止禁止の信号を出したり、車両エンジ
ン4停止後の蒸発器吹出温度の上昇、車室内空気の除湿
の必要性等に基づいてエンジン再稼働要求の信号を出力
する。
作動を説明する。図52のフローチャートは空調用電子
制御装置5のマイクロコンピュータにより実行される制
御処理の概要を示し、図52の制御ルーチンは、車両エ
ンジン4のイグニッションスイッチがオンされて制御装
置5に電源が供給された状態において、空調制御パネル
36の操作スイッチ群37の風量スイッチ37c(ある
いはオートスイッチ)が投入されるとスタートする。な
お、初期化ステップS100は1回だけ行われ、以後ス
テップS110からS180の制御が繰り返し行われ
る。
マー等の初期化がなされ、次のステップS110で、セ
ンサ32、33、センサ群35からの検出信号、操作ス
イッチ群37の操作信号、エンジン用電子制御装置38
からの車両運転信号等を読み込む。
吹き出される空調風の目標吹出温度TAOを算出する。
設定スイッチ37aの設定温度Tset に維持するために
必要な吹出温度であり、前述の数式1に基づいて算出さ
れる。
放冷、通常のいずれのモードであるか選定する。エンジ
ン4(圧縮機1)の稼働中(車両走行中)における蓄冷
モードと通常モードの選定は、例えば、具体的には上記
基準目標吹出温度TAOに基づいて行うことができる。
度を設定温度Tset に向けて急速に低下させる必要のあ
るクールダウン時とか、あるいは高外気温時で、かつ、
乗車人数の多いときのような冷房高負荷時には、上記基
準目標吹出温度TAOが−20°C以下のような低温域
にあるので、このような所定値以下の低温域にTAOが
あるときは、冷房性能の発揮の方を優先させるために、
蓄冷モードの実行を禁止して通常モードとする。これに
対し、上記基準目標吹出温度TAOが−20°Cより高
い温度域にあるときは蓄冷モードとする。
時)においてエンジン4が停止し、圧縮機1が停止した
ときは放冷モードを選定する。
にて車室内の除湿が必要であると判定されている場合に
は、以下の理由から通常モードが選択される。すなわ
ち、車室内の除湿を行うためには、蒸発器吹出温度Te
(蒸発器9の温度)を低く保持する必要があるため、エ
ンジン4を稼働させて圧縮機1を作動させる必要があ
る。また、この場合には、エンジン4を停止して空調を
行う放冷モードを実行しないので、目標蒸発器吹出温度
TEOを低く設定する蓄冷モードを実行するとすれば、
蒸発器9の表面で凍結する凝縮水の付着量が増大しすぎ
て蒸発器9の空気の通過が妨げられることとなる。
出温度TEOを算出する。上記通常モードの実行時は、
通常モード時の目標蒸発器吹出温度TEOA を決定す
る。この通常モード時の目標蒸発器吹出温度TEO
A は、図28の第1目標蒸発器吹出温度TEOA1と図2
9の第2目標蒸発器吹出温度TEOA2に基づいて算出す
る。
ード時では、上記第1目標蒸発器吹出温度TEOA1=f
(TAOA )、第2目標蒸発器吹出温度TEOA2=f
(Tam)のうち、低い温度の方を最終的に、目標蒸発
器吹出温度TEOA として決定する。
にて車室内の除湿が必要であると判定されている場合に
は、上述のごとく通常モードが選択される。そして、除
湿要否判定手段S1801にて車室内の除湿が必要であ
ると判定され通常モードが選択された場合には、蒸発器
9の除湿能力を高めるため、予め低温(例えば3°C)
に設定された第3目標蒸発器吹出温度TEOA3を目標蒸
発器吹出温度TEOAとして決定する。
蒸発器吹出温度TEOB を決定する。このTEOB は氷
点下の所定温度Tf (例えば、−2°C〜−1°C)で
あり、これにより、蒸発器9の凝縮水を氷点下の温度T
f に冷却して凍結することができ、蓄冷モードを実行す
ることになる。
算出を終えた後に、ステップS130に進み、送風機1
1により送風される空気の目標送風量BLWを上記TA
Oに基づいて算出する。この目標送風量BLWの算出方
法は周知であり、上記TAOの高温側(最大暖房側)お
よび低温側(最大冷房側)で目標風量を大きくし、上記
TAOの中間温度域で目標風量BLWを小さくする(図
35)。そして、送風機11のファン駆動モータ13の
回転数は、この目標風量BLWが得られるように制御装
置5の出力により制御される。
応じて内外気モードを決定する。この内外気モードは周
知のごとくTAOが低温側から高温側へ上昇するにつれ
て、全内気モード→内外気混入モード→全外気モードと
切替設定(図37)され、この内外気モードが得られる
ように内外気ドア(図示せず)の操作位置が制御装置5
の出力により制御される。
応じて吹出モードを決定する。この吹出モードは周知の
ごとくTAOが低温側から高温側へ上昇するにつれてフ
ェイスモード→バイレベルモード→フットモードと切替
設定(図38)され、この吹出モードが得られるように
吹出モードドア26、28、30の操作位置が制御装置
5の出力により電気駆動装置31を介して制御される。
次に、ステップS160にて、エアミックスドア19
の目標開度SWM を算出して、エアミックスドア19の
開度を決定する。エアミックスドア19の目標開度SW
M は、エアミックスドア19の最大冷房位置(図1の実
線位置)を0%とし、エアミックスドア19の最大暖房
位置(図1の一点鎖線位置)を100%とする百分率で
表される。 次に、ステップS170に進み、目標蒸発
器吹出温度TEO(TEOA またはTEOB )と実際の
蒸発器吹出温度Te とを比較し、圧縮機作動を断続制御
する。すなわち、蒸発器吹出温度Te <目標蒸発器吹出
温度TEOであれば、制御装置5により電磁クラッチ2
の通電を遮断して圧縮機1を停止させ、逆に、蒸発器吹
出温度Te >目標蒸発器吹出温度TEOであれば、制御
装置5により電磁クラッチ2に通電して圧縮機1を作動
させる。これにより、蒸発器吹出温度Te が目標蒸発器
吹出温度TEOに維持される。
TEOをTEOB (氷点下の所定値Tf )に引き下げる
ことにより、蒸発器9の凝縮水を凍結させて、蒸発器9
の凝縮水蓄冷量を増大させる。
件に基いてエンジン制御信号(前述の車両エンジン4の
停止許可、停止禁止、および車両エンジン4停止後の再
稼働要求の信号)を出力する。
3に基づいて説明する。
の除湿が必要かどうかを判定する。具体的には、乗員が
空調制御パネル36の吹出モードスイッチ37cを操作
して、吹出モードがデフロスタモードになったとき(デ
フロスタスイッチが押されたとき)には、乗員が窓ガラ
スの防曇が必要と判断した場合であり、除湿が必要と判
定される。あるいは、吹出モードがデフロスタモードに
なっていなくても、センサ群35の外気温センサにより
検出した外気温Tamが所定温度Tam1 (例えば10
°C)以下の場合には、車両窓ガラスが曇りやすい状態
なので、除湿が必要であると判定する。
構成するもので、ステップS1801にて除湿が必要で
あると判定された場合には、ステップS1802に進
み、エンジン4の稼働状態を検出し、ステップS180
3にてエンジン4が稼働中かどうかを判定する。この判
定は、エンジン制御用装置38から入力される車速信号
やエンジン回転数信号が所定値以上かどうかで判定でき
る。
4が稼働中と判定された場合には、ステップS1804
に進み、エンジン停止禁止信号を出力する。これによ
り、エンジン用制御装置38では、停車時であって車両
側のエンジン停止条件を満足していても、空調側からの
エンジン停止禁止の制御信号を受けてエンジン4を停止
させない。
停止中と判定された場合には、ステップS1805に進
み、エンジン稼働の要求信号を出力する。これにより、
エンジン用制御装置38では停車時であっても、車両エ
ンジン4を自動的に起動し、エンジン4を稼働させる。
180の終了後、ステップS110に戻り、以後上記の
ステップS110〜S180の制御を繰り返す。上記ス
テップS120で説明したように、ステップS1801
(除湿要否判定手段)にて除湿が必要であると判定され
た場合には、通常モードにて空調が行われる。
手段S1801にて車室内の除湿が必要であると判定さ
れた場合には、空調側条件に基づくエンジン制御信号の
出力により、強制的にエンジン4が稼働状態になり、通
常モードにて空調が行われることになる。
実行時に、車室内の除湿が必要と判定された場合には、
蓄冷モードをキャンセルして通常モードを実行する。そ
して、信号待ち等で停車してもエンジン4の停止を行わ
ず、通常モードでの空調を継続する。また、停車中であ
って放冷モード実行時に、車室内の除湿が必要と判定さ
れた場合には、放冷モードをキャンセルしてエンジン4
を始動させ、通常モードを実行する。
除湿が必要な場合に、エンジン4の停止を行わず、ある
いはエンジン4の停止時であればエンジン4を稼働させ
て、通常モードを実行することによって、圧縮機1を作
動させて蒸発器9の温度を低下させることができる。こ
れにより、蒸発器9の除湿能力を発揮させ、車室内に充
分除湿された空気を送風することができ、窓ガラスの防
曇性を向上させることができる。
態では、図1からバイパス通路16およびバイパスドア
17を廃止しているが、もちろん、図1のようにバイパ
ス通路16およびバイパスドア17を備える車両用空調
装置に上記第14実施形態の考えを適用できる。
バイパス通路16を通過するバイパス風量の分だけ、蒸
発器通過風量が減少するので、蒸発器9の必要冷却能力
を低減でき、圧縮機駆動動力を効果的に節減できる。ま
た、上記放冷モードにおいても、蒸発器通過風量が減少
して、蒸発器凝縮水の蓄冷量の放冷時間を延ばすことが
できる。
除湿という観点からみると、蒸発器9をバイパスしてバ
イパス通路16を通過する空気は、蒸発器9による除湿
が行われないため除湿が不充分となる。
スドア19の目標開度SWM とバイパスドア17の目標
開度SWBを算出するようにして、上記除湿要否判定手
段S1801にて除湿が必要と判定されている場合に
は、ステップS160においてバイパスドア17の目標
開度SWB =0(第2バイパスドア16の全閉位置)に
する。
S1801にて除湿が必要と判定された場合には、ま
ず、上記第14実施形態における通常モードの実行(エ
ンジン4の稼働)が行われ、これに加えて、バイパスド
ア17によるバイパス通路16の全閉が行われる。
発器9の温度が低下して、蒸発器9の除湿能力が向上
し、さらに、送風機11から吹き出されたすべての空気
が蒸発器9を通過して蒸発器9にて除湿されることとな
り、車室内の送風される空気の除湿効果をより効果的に
高めることができる。従って、車室内に充分除湿された
空気を送風することができ、窓ガラスの防曇性を向上さ
せることができる。
変形可能である。
がどうかを判定する除湿要否判定手段S1801は、吹
出モードがデフロスタモードになった場合(デフロスタ
スイッチが押されたとき)、あるいは、外気温センサに
より検出した外気温Tamが所定温度Tam1 (例えば
10°C)以下の場合に車室内の除湿が必要であると判
定したが、これらに限らず、窓ガラスが曇りやすい状況
であれば車室内の除湿が必要であると判定してよい。
なくとも、周知の吹出モードであるフットモードまたは
フットデフモードの場合には、一定の割合でデフロスタ
吹出口から空気を吹き出すので、これらの吹出モードが
選択されている場合という条件により車室内の除湿の要
否を判定してもよい。車室内の湿度を検出する湿度セン
サを設け、車室内の湿度が所定湿度以上の場合に除湿が
必要であると判定してもよい。
センサを設け、窓ガラスの温度が所定ガラス温度以下の
場合に除湿が必要であると判定してもよい。車室内に外
気を導入する外気モードより内気を循環させる内気モー
ドのほうが窓ガラスが曇りやすいので、内気モードで空
調が行われている場合に車室内の除湿が必要であると判
定してもよい。
て、例えば外気温Tamが所定温度Tam1 (例えば1
0°C)以下で、かつ、車室内湿度が所定湿度以上であ
る場合に車室内の除湿が必要であると判定してもよい。
TAOに基づいて自動的に蓄冷モードを設定している
が、エンジン4(圧縮機1)の稼働時に蓄冷モードの禁
止条件を判定したときだけ通常モードを設定し、それ以
外は蓄冷モードを設定してもよい。また、空調制御パネ
ル36の操作スイッチ群37の1つとして、蓄冷モード
信号を発生する蓄冷スイッチを設け、この蓄冷スイッチ
の投入により蓄冷モードを設定するようにしてもよく、
この場合は蓄冷スイッチの投入有無より蓄冷モードの実
行を判定すればよい。
も、除湿要否判定手段S1801により車室内の除湿が
必要であると判定された場合には、蓄冷モードがキャン
セルされ、通常モードが実行される。
際に、目標吹出温度TEOを例えば、−2°Cのような
氷点下の低温域に引き下げて蓄冷効果の向上を図るよう
にしているが、蓄冷モードの際に、目標吹出温度TEO
を通常制御時の最低温度(例えば3°C)より低く、か
つ、0°Cより高い温度(例えば1°C)まで、引き下
げて蓄冷効果の向上を図るようにしてもよい。
態の課題を説明する。
(凍結状態)の蓄冷量の放冷により車室内の冷房を行う
と、凝縮水の融解、温度上昇とともに蒸発器吹出温度T
eが次第に上昇するので、車室内への吹出温度が目標吹
出温度TAOより高くなって冷房能力が低下する。その
ため、放冷モードを実行できる時間には限界がある。
車時間は1分以内の場合が80%以上を占めているた
め、放冷モードにて車室内冷房を行う時間を通常1分と
設定している。放冷モードの時間がこれを超える場合に
は、エンジンを始動して圧縮機を作動させて対処するこ
とになる。
よっては、圧縮機が停止状態で停車することもありうる
が、圧縮機が作動状態で停車するか停止状態で停車する
かにより、停車時の放冷モードを維持できる時間(エン
ジンが始動するまでの時間)が大きく左右される。即
ち、圧縮機停止状態で蒸発器吹出温度が目標温度範囲の
上限まで上がりきったときに停車すると、放冷モードを
維持できる時間が短くなり、信号待ち等の停車中にエン
ジンが始動してしまうことになる。これは、走行停車を
頻繁に繰り返すような市街地走行では、停車中に頻繁に
エンジンが始動して燃費の悪化を招くことになる。
ジン停止時(圧縮機停止時)における放冷モードでの冷
房可能時間を延長し、エンジンの省動力化を図ることを
目的とする。
同じでよい。空調用電子制御装置5はエンジン用電子制
御装置38に接続されており、エンジン用電子制御装置
38から空調用電子制御装置5には車両エンジン4の回
転数信号、車速信号、ブレーキ信号等が入力される。空
調用電子制御装置5は、これらの車速信号、ブレーキ信
号等に基づき、後述の停車予測判定手段(ステップS1
4)において車両が停止するかどうかの判定を行う。
く車両エンジン4の運転状況等を検出するセンサ群(図
示せず)からの信号に基づいて車両エンジン4への燃料
噴射量、点火時期等を総合的に制御するものである。さ
らに、本発明の対象とするエコラン車、ハイブリッド車
においては、車両エンジン4の回転数信号、車速信号、
ブレーキ信号等に基づいて停車状態を判定すると、エン
ジン用電子制御装置38は燃料噴射の停止等により車両
エンジン4を自動的に停止させる。
状態から発進状態に移行すると、エンジン用電子制御装
置38は車両の発進状態をアクセル信号等に基づいて判
定して、車両エンジン4を自動的に始動させる。なお、
空調用電子制御装置5は、車両エンジン4の稼働中に、
蒸発器9の凝縮水蓄冷量、あるいはエンジン停止後にお
ける蒸発器吹出温度の挙動等を推定し、この推定結果に
基づいて車両エンジン4の停止許可、停止禁止の信号を
出力したり、また、車両エンジン4停止後の蒸発器吹出
温度Te の上昇等に基づいて車両エンジン4の再稼働要
求の信号を出力する。
作動を説明する。図54のフローチャートは空調用電子
制御装置5のマイクロコンピュータにより実行される制
御処理の概要を示し、図54の制御ルーチンは、車両エ
ンジン4のイグニッションスイッチがオンされて制御装
置5に電源が供給された状態において、空調制御パネル
36の操作スイッチ群37の風量スイッチ(あるいはオ
ートスイッチ)が投入されるとスタートする。
2、センサ群35からの検出信号、操作スイッチ群37
の操作信号、エンジン用電子制御装置38からの車両運
転信号等を読み込む。
吹出温度TAO、および目標蒸発器吹出温度TEOを算
出する。まず、目標吹出温度TAOを前述の数式1て算
出する。この目標吹出温度TAOは、車室内を設定温度
Tset に維持するために必要な吹出温度である。
A (第1目標値)を、次に述べる目標吹出温関連温度T
EOA1と外気温関連温度TEOA2に基づいて算出する。
方法を具体的に説明すると、マイクロコンピータのRO
Mに予め設定され、記憶されているマップ(前述の図1
3)に基づき、TAOが高くなる程、目標吹出温関連温
度TEOA1が高くなるように決定する。従って、TEO
A1=f(TAO)として表すことができる。なお、TE
OA1は本例では12°Cが上限になっている。
ロコンピータのROMに予め設定され、記憶されている
マップ(前述の図14)に基づいて決定する。外気温関
連温度TEOA2は、外気温度Tamに対応して決定され
るものである。従って、TEOA2=f(Tam)として
表すことができる。 そして、エンジン稼働中における
通常モード時(蓄冷モードでないとき)では、上記目標
吹出温関連温度TEO A1=f(TAO)、外気温関連温
度TEOA2=f(Tam)のうち、低い温度の方を最終
的に第1目標蒸発器吹出温度TEOA として決定する。
る凝縮水の蓄冷量制御を行う蓄冷モードを実行してよい
条件にあるか否かを判定する。ここで、蓄冷モードによ
る凝縮水の蓄冷量制御とは、信号待ちのような一時的な
停車時における次回のエンジン停止に備えて、エンジン
稼働中に予め、凝縮水の蓄冷量を制御することをいう。
具体的には、凝縮水の蓄冷量を増加させるためには、蒸
発器温度の低下により凝縮水の温度を低下させるか、あ
るいは凝縮水の量を増やすことが必要である。ここで、
凝縮水の蓄冷量をより効果的に増加させるには、凝縮水
を氷点以下の温度まで冷却して凝縮水を凍結させ、潜熱
の形で蓄冷するのがよい。
ドを、以下の3条件のいずれにも該当しない場合に実行
する。即ち、高速走行時、蒸発器9のフロスト発生
状況が所定の限界レベルに達したとき、冷房高負荷時
のいずれにも該当しない場合は蓄冷モードの実行を許可
し、一方、上記〜の条件のいずれか1つにでも該当
する場合は蓄冷モードの実行を禁止する。
いと予測でき、蒸発器9のフロスト発生状況が所定の
限界レベルに達したときには、これ以上に蒸発器9への
霜付着による蒸発器冷却性能低下を防止するため、冷
房高負荷時には、蓄冷モードを実行してもエンジン停止
時に車室内への吹出空気温度がすぐに上昇して冷房フィ
ーリングを悪化させるのでエンジン停止自体をキャンセ
ルし、エンジン稼働中の蓄冷モードも実行しない。
場合にはステップS12に進み、通常モードを実行し、
目標蒸発器吹出温度TEO=第1目標蒸発器吹出温度T
EO A とする。次に、目標蒸発器吹出温度TEOと実際
の蒸発器吹出温度Teと比較し、Te>TEOの場合
は、電磁クラッチ2をオンして圧縮機1を作動させる。
逆に、Te≦TEOの場合は、電磁クラッチ2をオフし
て圧縮機1を停止する。より具体的には、圧縮機断続作
動のハンチング防止のために、上記判定に1℃のヒステ
リシスを設け、例えばTe≧4℃で圧縮機1を作動さ
せ、Te≦3℃で圧縮機1を停止させている。
きはステップS13に進み、第2目標蒸発器吹出温度T
EOB (第2目標温度)を決定する。このTEOB は、
エンジン(圧縮機)停止後の所定時間(例えば1分)経
過後における冷房フィーリングを損なわない範囲で決定
され、具体的には氷点下の所定温度Tf (例えば−2°
C)とされる。そして目標蒸発器吹出温度TEO=第2
目標蒸発器吹出温度TEOB とする。本例でエンジン停
止後の所定時間を一例として1分と設定しているのは、
信号待ち等による一時的な停車時間(エンジン停止時
間)が平均的に1分程度であるためである。
同様に、目標蒸発器吹出温度TEOと実際の蒸発器吹出
温度Teと比較し、Te>TEOのときは、電磁クラッ
チ2をオンして圧縮機1を作動させ、Te≦TEOのと
きは、電磁クラッチ2をオフして圧縮機1を停止する。
具体的には圧縮機断続作動のハンチング防止のために、
例えばTe≧−1℃で圧縮機1を作動させ、Te≦−2
℃で圧縮機1を停止させている。実際には、圧縮機1を
作動または停止させてから蒸発器吹出温度Teが切り換
わるまでに多少のずれがあり、図55に示すように、エ
ンジン稼働時間txにおいて、Te≧−1℃で圧縮機1
を作動させてTe≦−2℃で圧縮機1を停止させた場合
には、Teは0℃〜−3℃の間で変動する。
温度Tf に冷却して凍結することができ、蓄冷モードを
実行することになる。なお、通常モードおよび蓄冷モー
ドのいずれにおいても、車室内への吹出温度は目標吹出
温度TAOとなるようにドア19により調節される。
段)に進み、によって車両が停止するかどうかを予測判
定する。具体的には、空調用電子制御装置5に入力され
た車速信号、ブレーキ信号等の検出値に基づいて、以下
の条件に従って行われる。
h以下で、ブレーキペダルが踏まれたという2条件を
いずれも満たした場合に、車両が停止すると判定され
る。この条件は車両停止判断条件の一例であり、例えば
加速度センサからの信号を空調用電子制御装置5に入力
し、車速が40km/h以下で、エンジンブレーキ
等による減速より急速な減速がなされたという2条件の
いずれも満たした場合に車両が停止すると判定してもよ
い。
と予測判定された場合にはステップS15に進み、実際
の蒸発器吹出温度Te≦目標蒸発器吹出温度TEOのと
きであっても、電磁クラッチ2をオフせずオンのままで
圧縮機1の作動状態を強制的に維持する圧縮機強制作動
制御を行う。これにより、図56に示すように後述の放
冷モード開始時t1には、蒸発器吹出温度Teをより低
い状態にしておくことができる。
ると予測判定されなかった場合には、ステップS10に
戻り、蓄冷モードを実行可能か否かを判定する。
検出した車両速度Vrが所定速度V S (例えば5〜8k
m/h)以下であるかどうかを判定する。
判定された場合には、上記ステップS15に戻って圧縮
機強制作動制御を継続し、車両速度Vrが所定速度Vs
以下であると判定された場合には、上記の圧縮機強制作
動制御を解除する。
判断されて、ステップS15で圧縮機強制作動制御を実
行している場合において、そのまま停車せず、渋滞等で
低速走行状態になったときに、圧縮機強制作動制御を継
続して蒸発器吹出温度Teが必要以上に低下するのを防
止するためである。
エンジンが停止したかどうかを判定する。本例において
は、車両が停止している場合には、エンジン用電子制御
装置38は燃料噴射の停止等により車両エンジン4を自
動的に停止させる。
場合には、ステップS13に戻り、蓄冷モードを実行
し、エンジン4が停止していると判定された場合には、
ステップS18に進み放冷モードを実行する。
も必然的に停止して、冷凍サイクルRの冷媒蒸発潜熱に
よる蒸発器9の冷却効果が停止されるが、エンジン稼働
時間tx中に予め、蒸発器凝縮水を凍結させて蒸発器凝
縮水蓄冷量を増大してあるので、エンジン停止時間ty
には、この蒸発器凝縮水蓄冷量(水の融解潜熱および水
の顕熱)を利用して、蒸発器9の冷却作用を発揮でき
る。
停止時間の延長によって蒸発器吹出温度Teが車室内へ
の目標吹出温度TAOより上昇するような場合には、エ
ンジン稼働要求の指令信号を空調側から出して自動的に
エンジン4を始動する。本第1実施形態においては、停
車時におけるエンジン停止時間tyを1分間と設定して
いるので、エンジン停止時間が1分間より長くなる場合
は、エンジン4を始動して圧縮機1を作動させる。これ
により、圧縮機1の作動が再開されて蒸発器9の吸熱に
よる冷却作用を再開する。
せず、本例の圧縮機強制作動制御を行わない場合には、
図56の2点鎖線で示すように、圧縮機1が停止して蒸
発器吹出温度Te′が上昇した状態(例えば0℃)で停
車し、放冷モードを開始する場合がある。この場合に
は、放冷モード開始時t1から40秒経過後のt2時点
で、蒸発器吹出温度Te′=10℃まで上昇してしま
う。従って、エンジン4を停止したままで放冷モードに
て車室内を冷房できる時間が短くなり、短時間でエンジ
ンが始動して燃費が悪化することになる。
て停車すると予測判定された場合に、圧縮機強制作動制
御を行う場合には、図56の実線に示すようにTe≦−
3℃になっても圧縮機1を強制的に作動させるので、停
車時にはTeは−4℃まで下がる。ここから放冷モード
を実行すると、放冷モード開始時t1から60秒経過後
のt3にて、蒸発器吹出温度Te=10℃となる。
蒸発器吹出温度Teが車室内への目標吹出温度TAOよ
り上昇するのを防止できるので、エンジン4(圧縮機
1)を停止したままで車室内を良好に冷房することが可
能になり、信号待ち等の停車時(エンジン動力不要時)
にエンジンが始動するのを防止することができる。これ
により、停車時にエンジンを自動的に停止する車両の目
的である燃費向上という効果を高めることができる。
が所定速度Vs以下と判定されてから実際に停車するま
では、圧縮機強制作動制御を解除されて蓄冷モードを実
行し、Te≧−1℃で圧縮機1を作動させ、Te≦−2
℃で圧縮機1を停止させる制御を行う。しかし、所定速
度Vsは5〜8km/hという低速度であるため、その
まま停車する場合には(ステップ18に進む場合)、蓄
冷モードの実行は、ほとんど無視できる程度の短時間だ
け行われるので、蒸発器吹出温度Teは上昇することな
く低温のまま放冷モードを開始することができる。
ップS14において車両が停車すると予測判断された場
合に、上記第15実施形態では、ステップS15にて圧
縮機強制作動制御を行っているが、この圧縮機強制作動
制御の代わりに次のごとき制御を行ってもよい。
(例えば−2℃)と蒸発器吹出温度Teと比較した結
果、Te>TEOのときは作動させ、Te≦TEOのと
きは停止するように作動状態を断続制御されるように構
成されている。
S14において停車予測判定手段により車両が停車する
と予測判断された場合に、第2目標蒸発器吹出温度TE
OB(第2目標値、例えば−2℃)より低い温度である
第3目標蒸発器吹出温度TEOC (第3目標値、例えば
−5℃)を設定する。そして、ステップS15におい
て、目標蒸発器吹出温度TEO=第3目標蒸発器吹出温
度TEOC とし、この第3目標蒸発器吹出温度TEO
(上記−5℃)と蒸発器吹出温度Teと比較した結果、
Te>TEOのときは圧縮機1を作動させ、Te≦TE
Oのときは圧縮機1を停止するように圧縮機1の作動状
態を断続制御する。
車すると予測判断された場合には、上記第15実施形態
に比較して目標蒸発器吹出温度TEOをより低い温度に
再設定して圧縮機1を断続制御することにより、ステッ
プS15の圧縮機強制作動制御を行う場合と同様に、放
冷モード開始時t1において蒸発器吹出温度Teを低い
状態にすることができ、第15実施形態と同様の効果を
得ることができる。
ることができる。本変形例では圧縮機1として、容量を
任意に変更することができる可変容量型圧縮機1が用い
られている。
いては、圧縮機1の容量は、エンジン4の稼働時に蒸発
器吹出温度Teが第1目標蒸発器吹出温度値TEOA に
なるように可変制御される。
いては、第1目標蒸発器吹出温度TEOA より低い第2
目標蒸発器値TEOB を設定して、エンジン4の稼働時
に蒸発器吹出温度Teが第2目標蒸発器温度TEOB に
なるように、圧縮機1の容量は可変制御される。
判定手段より車両が停車すると予測判断された場合に
は、ステップS15において、圧縮機1の容量を増大し
て大容量状態を強制的に維持する圧縮機容量制御を行
う。これにより、冷凍サイクルRの冷却能力が上がり、
蒸発器吹出温度Teを下げることができる。
15実施形態と同様に、放冷モード開始時t1において
蒸発器吹出温度Teを低い状態にすることができ、第1
5実施形態と同様の効果を得ることができる。
調用蒸発器に蓄冷機能を付加するようにした冷凍サイク
ル装置に関するもので、車両用空調装置に適用して好適
なものであり、最初に第16実施形態の課題を説明す
る。
るには、エンジン稼働中に蒸発器凝縮水を氷点以下に冷
却して凍結させ、潜熱の形で蓄冷することが有効であ
る。
凍サイクルの蒸発器に供給する冷媒を減圧する減圧装置
として温度式膨張弁を使用している。この膨張弁は蒸発
器出口の冷媒過熱度を所定値に維持するように冷媒流量
を調整している。これにより、蒸発器全体で一様に冷媒
を蒸発させ、蒸発器出口の吹出空気の温度分布を均一に
している。
温度を氷点下の温度に引き下げる必要があり、このため
には膨張弁減圧後の冷媒圧力すなわち冷媒蒸発圧力を氷
点下の温度に対応した圧力に引き下げる必要がある。
を所定値に維持するように冷媒流量(弁開度)を調整し
ているので、この冷媒流量調整作用を維持しながら冷媒
蒸発圧力を引き下げるためには圧縮機の大型化等のサイ
クル高性能化が必要となる。従って、搭載スペース、圧
縮機駆動動力等に制約のある現状のシステムでは上記の
サイクル高性能化という対策は実現困難である。
クル高性能化を必要とせずに、蒸発器温度を氷点下の温
度に引き下げて蓄冷機能を発揮できる冷凍サイクル装置
を提供することを目的とする。
り、車両用空調装置の冷凍サイクルRには冷媒を吸入、
圧縮、吐出する圧縮機1が備えられている。圧縮機1は
動力断続用の電磁クラッチ2を有し、圧縮機1には電磁
クラッチ2およびベルト3を介して車両エンジン4の動
力が伝達される。
子制御装置5により断続され、電磁クラッチ2が通電さ
れて接続状態になると、圧縮機1は運転状態となる。こ
れに反し、電磁クラッチ2の通電が遮断されて開離状態
になると、圧縮機2は停止する。
ガス冷媒は凝縮器6に流入し、ここで、図示しない冷却
ファンより送風される外気冷却風と熱交換して冷媒は冷
却されて凝縮する。この凝縮器6で凝縮した冷媒は次に
受液器7に流入し、受液器7の内部で冷媒の気液が分離
され、冷凍サイクルR内の余剰冷媒(液冷媒)が受液器
7内に蓄えられる。
手段)8により低圧に減圧され、低圧の気液2相状態と
なる。この膨張弁8からの冷媒は蒸発器(冷房用熱交換
器)9に流入する。この蒸発器9は車両用空調装置の空
調ケース10内に設置され、蒸発器9に流入した低圧冷
媒は空調ケース10内の空気から吸熱して蒸発する。膨
張弁8は蒸発器9の出口冷媒の温度を感知する感温部8
aを有する温度式膨張弁であり、蒸発器9の出口冷媒の
過熱度を所定値に維持するように冷媒流量(弁開度)を
調整するものである。
される。また、膨張弁8の入口側には冷房用(第1)電
磁弁40が接続され、そして、この冷房用電磁弁40と
膨張弁8の直列回路に、蓄冷用(第2)電磁弁41と固
定絞り42の直列回路が並列接続されている。本例で
は、2つの電磁弁40、41により減圧装置切り替え用
の弁手段を構成している。固定絞り42はオリフィス、
キャピラリチューブ等により構成できる。上記した構成
部品によって冷凍サイクルの閉回路を構成している。
には送風機11が配置され、送風機11には遠心式送風
ファン12と駆動用モータ13が備えられている。送風
ファン12の吸入口14には図示しない内外気切替箱を
通して車室内の空気(内気)または車室外の空気(外
気)が切替導入され、送風ファン12の送風空気は空調
ケース10内の蒸発器9の上流部位に流入するようにな
っている。
ム製の金属薄板により成形された断面偏平状のチューブ
とこのチューブの外面側に接合されたコルゲートフィン
とからなるコア部を有し、このコア部を空調空気は図5
7の左右方向に流れて冷却される。
はエアミックスドア19が配置されている。このエアミ
ックスドア19の下流側には車両エンジン4の温水(冷
却水)を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア
(暖房用熱交換器)20が設置されている。そして、こ
の温水式ヒータコア20の側方(上方部)にはバイパス
通路21が形成されている。このバイパス通路21は温
水式ヒータコア20をバイパスして空気(冷風)を流す
ためのものである。
心として回動可能な板状ドアであり、温水式ヒータコア
20を通過する温風とバイパス通路21を通過する冷風
との風量割合を調節するものであって、この冷温風の風
量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節す
る。すなわち、本例においては、エアミックスドア19
により温度調節手段が構成されている。
イパス通路21を通過した冷風は、温水式ヒータコア2
0の下流側において混合して、所望温度の空気となり、
空調ケース10の下流端部に配置されている吹出モード
切替部(図51等参照)から車室内へ吹き出す。すなわ
ち、空調ケース10の下流端部に位置するデフロスタ開
口部、フェイス開口部、およびフット開口部を通して所
望温度の空気が車両フロントガラス内面、車室内乗員の
上半身、車室内乗員の足元に向けて吹き出すようになっ
ている。
の概要を説明すると、空調ケース10内で蒸発器9の空
気吹出直後の部位に、サーミスタからなる蒸発器吹出温
度センサ(蒸発器冷却度合検出手段)323、324が
設けられ、蒸発器吹出温度を検出する。ここで、第1蒸
発器吹出温度センサ323は蒸発器9の空気吹出直後の
部位において蒸発器9の冷媒入口側(氷を作る蓄冷部)
に配置され蓄冷側の吹出温度TEiを検出する。
蒸発器9の空気吹出直後の部位において蒸発器9の冷媒
出口側(氷を作らない部位)に配置され空気側の吹出温
度TEaを検出する。蒸発器9の凝縮水は下方側に溜ま
りやすいので、蒸発器9の冷媒入口側(氷を作る蓄冷
部)が空調ケース10の下方側に配置され、蒸発器9の
冷媒出口側(氷を作らない部位)が空調ケース10の下
方側に配置されている。上記した2個のセンサ323,
324の検出温度TEi、TEaはそれぞれ空調用電子
制御装置5に入力するようになっている。
ンピュータ等により構成される制御手段であって、この
空調用電子制御装置5には、上記したセンサ323,3
24の他に、空調制御のために、内気温Tr 、外気温T
am、日射量TS 、温水温度TW 等を検出する図示しな
い周知のセンサ群(図51等参照)、および車室内計器
盤近傍に設置される図示しない空調制御パネル(図51
等参照)の操作スイッチ群から温度設定信号Tset 等の
操作信号が入力される。
作動を説明する。図58は空調用電子制御装置5により
実行される制御ルーチンであり、ステップ101にて蓄
冷側の吹出温度TEiおよび空気側の吹出温度TEaを
読み込む。次のステップ102にて冷凍サイクルの作動
モードを決定する。
にて蓄冷側の吹出温度TEiと第1設定値T1(本例で
は−3℃)および第2設定値T2(本例では−4℃)と
を比較し、この比較に基づいてステップaのごとくo
n,offの判定信号を出す。
TEaと第3設定値T3(本例では11℃)および第4
設定値T4(本例では10℃)とを比較し、この比較に
基づいてon,offの判定信号信号を出す。
TEiのon,off判定信号と空気側吹出温度TEa
のon,off判定信号とに基づいて冷凍サイクルの作
動モードとして、冷房、蓄冷,OFFのいずれか1つを
決定する。次に、ステップ103に進み、冷房モードで
あるか判定し冷房モードであるときは、ステップ104
にて冷房用電磁弁40をONし蓄冷用電磁弁41をOF
Fする。そして、ステップ105にて電磁クラッチ2を
ONする。
弁8により減圧された冷媒が蒸発器9に流入して、膨張
弁8は蒸発器9の出口冷媒の過熱度を所定値に維持する
ように冷媒流量(弁開度)を調整する。
でないときは、ステップ106に進み、蓄冷モードであ
るか判定し蓄冷モードであるときは、ステップ107に
て冷房用電磁弁40をOFFし蓄冷用電磁弁41をON
する。そして、ステップ105にて電磁クラッチ2をO
Nする。従って、蓄冷モードにおいては固定絞り42に
より減圧された冷媒が蒸発器9に流入する。
媒の蒸発圧力が氷点下の蒸発温度に対応した圧力まで低
下するように固定絞り42の絞り量(減圧量)が設定し
てある。従って、蓄冷モードにおいては、蒸発器9のう
ち、冷媒入口側の部位、すなわち、減圧直後の気液2相
冷媒が流れる部位では、氷点下の蒸発温度により空気を
氷点下の温度まで冷却できる。一方、蒸発器9のうち、
冷媒出口側の部位、すなわち、蒸発後の過熱ガス冷媒が
流れる部位では、蒸発潜熱の吸熱がなくなるので、冷媒
出口側部位を通過する空気の温度はプラス側の温度とな
る。
OFFモードが選択されたときはステップ106からス
テップ108に進み、電磁クラッチ2をOFFするの
で、圧縮機1が停止する。
図59(a)の縦軸は蒸発器吹出温度であり、横軸はサ
イクル起動後の経過時間である。サイクル起動後、時刻
t1、t2、t3、t4にて空気側吹出温度TEaのo
n,off判定信号が切り替わって蓄冷モードと冷房モ
ードとを切り替える。なお、図59では蓄冷側吹出温度
TEiの判定信号はon信号のままである場合を示して
いる。
モードとにおける、蒸発器9での冷媒の気液状態と、空
気側吹出温度TEaおよび蓄冷側吹出温度TEiを示し
ている。
て、減圧直後の気液2相冷媒が流れる冷媒入口側の部位
では、固定絞り42の絞り作用により強制的に蒸発圧力
が引き下げられて、氷点下の蒸発温度を得ることができ
る。これにより、圧縮機1の大型化のサイクルの高性能
化を必要とせずに、凝縮水を凍結させて、蓄冷機能を発
揮できる。 図59(a)のTEoは空気側吹出温度T
Eaと蓄冷側吹出温度TEiの平均温度であり、この平
均温度TEoに基づいてエアミックスドア19の開度を
設定することにより、車室内への吹出温度を制御でき
る。
る。これに反し、信号待ち等による一時的な停車時に、
車両エンジン4が停止されると、圧縮機1も必然的に停
止状態になるので、冷凍サイクルRの蒸発器9の冷却作
用が停止される。しかし、エンジン稼働中に予め、蒸発
器凝縮水を凍結させてあるので、エンジン停止時は、こ
の蒸発器凝縮水蓄冷量(水の融解潜熱および水の顕熱)
を利用して、蒸発器9の冷却作用を発揮できる。
常、1分間前後であるので、この程度の短時間であれ
ば、蒸発器凝縮水の蓄冷量を利用して、冷房フィーリン
グを悪化させないレベルで冷房を持続可能となる。
の放冷により行うので、放冷モードと称することがで
き、この放冷モードにおける車室内への吹出空気温度の
制御も、前述の車両エンジン4の稼働時と同様に蒸発器
吹出空気の平均温度TEoに基づいてエアミックスドア
19の開度を設定することにより、車室内への吹出温度
を制御できる。
態であり、膨張弁8の下流側に電磁弁40と固定絞り4
2との並列回路を接続したものである。そして、冷房モ
ード時には電磁弁40を開弁して膨張弁8により冷媒を
減圧し、蓄冷モード時には電磁弁40を閉弁して固定絞
り42により冷媒を十分低い圧力まで減圧する。これに
より、第17実施形態は減圧装置切り替え用の弁手段と
して電磁弁40を1個使用するだけで、第16実施形態
と同等の作用を果たすことができる。
態であり、膨張弁8の上流側に電磁弁40と固定絞り4
2との並列回路を接続したものであり、その他の点は第
17実施形態と同じである。
態であり、膨張弁8の上流側に電磁弁40を接続し、こ
の両者8、40に対して、固定絞り42を並列に接続し
たものであり、その他の点は第17、第18実施形態と
同じである。なお、第19実施形態において膨張弁8の
下流側に電磁弁40を接続してもよい。
実施形態であり、冷凍サイクルの減圧装置として電気膨
張弁70を用いて、蓄冷モード時には電気膨張弁70の
弁開度を冷房時に比較して強制的に小さい開度に制御す
ることにより蓄冷機能を発揮するようにしたものであ
る。
冷媒出口部に、温度センサ71と圧力センサ72を配置
している。温度センサ71は蒸発器出口冷媒温度TL
を、また圧力センサ72は蒸発器出口冷媒圧力PLを空
調用電子制御装置5に入力するようになっている。
示するものであり、受液器7からの冷媒が流入する冷媒
入口73と、蒸発器9へ向かって冷媒を流出させる冷媒
出口74との間に絞り通路75を設け、この絞り通路7
5の開度を弁体76により調整する。この弁体76は作
動軸77と一体に構成されている。この弁体76と作動
軸77はステップモータ78のロータ79により駆動さ
れる。
1を有し、この励磁コイル80、81の発生する磁極と
ロータ79の永久磁石82に着磁された磁極(N極、S
極)との磁気吸引力、磁気反発力によりロータ79に回
転力が発生する。このロータ79の回転は固定支持部材
83とのねじ嵌合によりロータ79の軸方向の変位に変
換されるので、作動軸77を介して弁体76が軸方向に
変位し、これにより、絞り通路75の開度を弁体76に
より調整できる。ここで、弁体76の軸方向変位量(絞
り通路開度)は励磁コイル80、81への入力パルス数
により決定できる。
膨張弁70の制御を例示するもので、ステップ110に
て温度センサ71からの蒸発器出口冷媒温度TLと、冷
媒圧力センサ72からの蒸発器出口冷媒圧力PLを読み
込む。次のステップ111にてこのTLとPlとに基づ
いて蒸発器出口冷媒の実際の過熱度SHを算出する。
動モードが冷房モードか判定する。この判定は図58の
ステップ103と同じ判定である。冷房モードである時
はステップ113に進み、冷房モード時の目標過熱度S
H1を低めの値(5〜10℃)に設定する。
SHと冷房モード時の目標過熱度SH1とを比較し、実
際の過熱度SHが冷房モード時の目標過熱度SH1より
小さいときはステップ115にて弁体76(図64)の
開度を減少させ、逆に実際の過熱度SHが冷房モード時
の目標過熱度SH1より大きいときはステップ116に
て弁体76の開度を増大させる。
5の開度)を調整することにより、蒸発器出口冷媒の実
際の過熱度SHを目標過熱度SH1に維持することがで
きる。
2からステップ117に進み、蓄冷モードか判定し、蓄
冷モードであるときはステップ118に進み、蓄冷モー
ド時の目標過熱度SH2を高めの値(10〜20℃)に
設定する。そして、ステップ119にて実際の過熱度S
Hと蓄冷モード時の目標過熱度SH2とを比較し、実際
の過熱度SHが蓄冷モード時の目標過熱度SH2より小
さいときはステップ115にて弁体76(図8)の開度
を減少させ、逆に実際の過熱度SHが蓄冷モード時の目
標過熱度SH2より大きいときはステップ116にて弁
体76の開度を増大させる。
5の開度)を調整することにより、蒸発器出口冷媒の実
際の過熱度SHを目標過熱度SH2に維持することがで
きる。
2を高めの値(10〜20℃)に設定しているので、電
気膨張弁70の弁開度が冷房時に比較して小さい開度に
強制的に制御されるので、電気膨張弁70通過後の冷媒
圧力を、凝縮水を凍結させるに必要な圧力まで低下させ
ることができる。
よび蓄冷モード時に、それぞれ目標過熱度SH1、目標
過熱度SH2を設定し、電気膨張弁70の弁開度を制御
しているが、蓄冷モード時には目標過熱度SH2の設定
をやめて、電気膨張弁70の弁開度を冷房モード時の所
定割合の開度(例えば、80%)となるように制御して
もよい。
の過熱度制御を行わないので、蒸発器出口冷媒の実際の
過熱度SHが所定値(例えば、20℃)まで上昇したと
き、蓄冷モードを解除して冷房モード時に切り替えるの
がよい。このようにすれば、蓄冷モード時に蒸発器出口
冷媒の過熱度が過大な値になって、冷房能力が極端に低
下することを未然に防止できる。
態であり、冷凍サイクルの減圧装置として温度式膨張弁
700を用いる場合に、蓄冷モード時に温度式膨張弁7
00の弁開度を冷房時に比較して強制的に小さい開度に
制御するための補助駆動機構を温度式膨張弁700に内
蔵するようにしたものである。
6により説明すると、アルミニュウム製の本体ケース7
01の冷媒入口702は絞り通路703に連通し、この
絞り通路703の開度を球状の弁体704により調整す
るようになっている。この球状の弁体704は弁棒70
5、および感温棒706を介してダイヤフラム707の
変位を受けて変位し、絞り通路703の開度を調整す
る。
温、低圧の気液2相冷媒は冷媒流出通路708から蒸発
器9の冷媒入口部に流入する。蒸発器9で蒸発したガス
冷媒は蒸発器出口側通路709を通過した後に、圧縮機
1の吸入口に吸入される。感温棒706は、アルミニュ
ウム等の熱伝導の良好な金属からなり、蒸発器出口側通
路709を流れる過熱ガス冷媒の温度を感知する感温手
段をなす。
の最上部の外面側に配置されたダイヤフラム(圧力応動
部材)707に当接している。従って、このダイヤフラ
ム52が上下方向に変位すると、この変位に応じて円柱
状感温棒706、弁棒705を介して弁体704も変位
するようになっている。本例では、弁棒705と感温棒
706とにより変位伝達部材が構成されている。
ケース部材710、711の間に挟持されて支持されて
いる。そして、ケース部材710、711内の空間はダ
イヤフラム707により上側室(第1圧力室)712と
下側室(第2圧力室)713に仕切られている。上側室
712は密封空間であって、その内部には冷凍サイクル
内の循環冷媒と同種の冷媒ガスが充填されており、この
封入ガスは感温棒706の感知した蒸発器出口の過熱ガ
ス冷媒温度が金属製ダイヤフラム707を介して伝導さ
れ、この過熱ガス冷媒温度に応じた圧力変化を示す。
周囲の空隙を通して、蒸発器出口側通路709に連通し
ており、この蒸発器出口側通路709の冷媒圧力が下側
室713内に導入される。
支持されており、コイルばね(ばね手段)715のバネ
力が作用する。コイルばね715は電磁ソレノイド機構
716の可動プランジャ717により支持されている。
電磁ソレノイド機構716は弁体704の補助駆動機構
を構成するものであって、その電磁コイル718に通電
すると、可動プランジャ717と固定磁極部材719と
の間に電磁吸引力が発生して、可動プランジャ717が
固定磁極部材719に向かって吸引される。
整ナット720がねじ止め固定されており、この調整ナ
ット720はその外周部にシール用のOリング721が
装着され、ねじ穴部との間を気密にシールしている。調
整ナット720の締めつけ位置の調整により、コイルば
ね715の取付荷重を調整できる。
る作用を説明すると、図66は冷房モード時の状態を示
しており、可動プランジャ717は固定磁極部材719
から離れ、調整ナット720の上面に当接して支持され
ている。
熱度が得られるようにコイルばね715の取付荷重を設
定してあるので、冷房モード時には温度式膨張弁700
の弁開度が通常のものと同様に調整され、蒸発器出口冷
媒の過熱度が所定値(例えば、5℃〜10℃)に制御さ
れる。
電子制御装置5により電磁ソレノイド機構716の電磁
コイル718に通電されるので、可動プランジャ717
と固定磁極部材719との間に電磁吸引力が発生して、
可動プランジャ717が固定磁極部材719に向かって
吸引される。
イルばね715の取付荷重が増大するので、弁体704
の開度を減少させる。これにより、絞り通路703にて
減圧された冷媒の圧力を、凝縮水が凍結するに必要な圧
力まで低下させることができる。
弁700の弁開度の制御特性を示すもので、破線aは電
磁ソレノイド機構716の電磁コイル718に通電しな
い冷房モード時の弁開度特性であり、実線bは電磁ソレ
ノイド機構716の電磁コイル718に通電する蓄冷モ
ード時の弁開度特性である。
態であり、冷凍サイクルの減圧装置として温度式膨張弁
700を用いる場合に、第21実施形態では、蓄冷モー
ド時に温度式膨張弁700の弁開度を冷房時に比較して
強制的に小さい開度に制御するための補助駆動機構とし
て電磁ソレノイド機構716を用いているが、第22実
施形態では吸着剤の加熱断続による圧力調整機構723
を用いている。
(第1圧力室)712にキャピラリチューブ722を介
して圧力調整機構723の吸着剤収容室724を連通さ
せ、この吸着剤収容室724の内部を仕切り板725に
より仕切り、その上側に吸着剤726を収容し、仕切り
板725の下側に電気加熱ヒータ727を収容してい
る。
性炭からなり上側室712の内部に充填されている冷媒
ガスを吸着可能なものである。そして、この吸着剤72
6は加熱されて温度が上昇すると、吸着ガスを放出し、
逆に温度が低下すると冷媒ガスを吸着すると特性を持っ
ている。
置5により電気加熱ヒータ727に通電すると、電気加
熱ヒータ727が発熱して吸着剤726の温度が上昇す
るので、吸着剤726が吸着ガスを放出し、上側室71
2の圧力が上昇する。これにより、弁体704の開度が
増大するので、図67の破線aに示す冷房モード時の弁
開度特性が得られる。
により電気加熱ヒータ727への通電を遮断することに
より、吸着剤726の温度が低下するので、吸着剤72
6が冷媒ガスを吸着するので、上側室712の圧力が低
下する。これにより、弁体704の開度が減少するの
で、図67の破線bに示す蓄冷モード時の弁開度特性が
得られる。(第16〜第22実施形態の変形例)なお、
第16〜第22実施形態は、以下のごとく種々変形可能
である。
2の代わりに、下流側圧力が所定値まで低下すると開弁
する定圧膨張弁を用いてもよい。
る凝縮水を凍結させて蓄冷機能を発揮させる場合につい
て説明したが、蓄冷材(水等)を封入した蓄冷パックを
蒸発器9の周囲に配置し、蓄冷パックを凍結するように
してもよい。
度合いを検出する検出手段としての温度センサ32(例
えば、図1参照)の検出値に対する算出方法の改良に関
するもので、最初に第23実施形態の課題を説明する。
伴う蒸発器吹出温度Teの変動を示すもので、蓄冷モ−
ドにおいて蒸発器吹出温度Teが蓄冷時の目標蒸発器吹
出温度に到達すると、その後は蒸発器吹出温度Teの変
動が僅少となる。しかし、蓄冷モ−ドから放冷モードに
切り替わると、蒸発器9自身の吸熱作用がなくなって、
氷の潜熱と水の顕熱により空気を冷却するのであるが、
氷の潜熱に比して水の顕熱は大幅に小さいので、氷が融
解して水の顕熱により空気を冷却するようになると、蒸
発器吹出温度Teは急速に上昇していく。
ドの方が蒸発器吹出温度Teの変動が大きいので、放冷
モード時に室内吹出空気の温度制御を適切に行うために
は、温度センサ32の測温応答性を高めることが必要で
あり、このためにはサーミスタからなる温度センサ32
の測温部熱容量を小さくして時定数を小さくすることに
なる。ここで、時定数はセンサ雰囲気温度の変化に対し
センサ出力値の変化が所定割合に到達するまでの時間
(秒)である。
小さくすると、蒸発器吹出温度Teの変動が僅少となる
蓄冷モ−ドにおいて、圧縮機1の断続回数が急増して、
電磁クラッチ2等の耐久性に悪影響を及ぼす。
モ−ドおよび放冷モードのいずれにおいても、蒸発器冷
却度合を示す温度を適切に算出することを目的とする。
温度Teの算出のための制御フローチャートであり、図
2等のステップS110において実行される制御ルーチ
ンである。
センサ32の検出温度Teを読み込み、ステップS11
20にて蓄冷モ−ドか放冷モードかを判定する。放冷モ
ードであると、ステップS1130に進み、温度センサ
32の時定数τ=τ1とする。また、蓄冷モ−ドである
ときはステップS1140に進み、温度センサ32の時
定数τ=τ2とする。ここで、τ1<τ2の関係に定め
てある。
の数式19にて演算上(見かけ上)の蒸発器吹出温度T
e’を算出する。
き、この記憶値を次回のTe’の算出に用いる。Teは
温度センサ32の現在の検出温度である。
いた制御、すなわち、蓄冷モード時の圧縮機断続制御
(凝縮水蓄冷量の制御)、放冷モード時の室内吹出温度
制御等は、すべて、上記算出値Te’に基づいて行う。
と、前回までの算出値Te’=3°C、今回の検出温度
Te=1°Cとすると、時定数τ1=2の場合、 Te’=3*(2−1)/2+1/2=2°C これに対し、時定数τ2=10の場合、 Te’=3*(10−1)/10+1/10=2.8°
C このように、蓄冷モ−ドと放冷モードとで、温度センサ
32の時定数τを切り替え、放冷モードでは小さい時定
数τ1を用いて演算上(見かけ上)の蒸発器吹出温度T
e’を算出することにより、放冷モードにおける実際の
蒸発器吹出温度Teの早い変化に対して、応答よく追従
できるので、室内吹出温度制御の制御遅れを最小限に抑
制できる。
用いて演算上(見かけ上)の蒸発器吹出温度Te’を算
出することにより、実際の蒸発器吹出温度Teの変化に
対する応答を遅らせて、圧縮機1の断続回数の増加を抑
えることができる。そのため、電磁クラッチ2等の耐久
性を向上できる。
開始直後には、蒸発器吹出温度Teが比較的速い速度で
低下するので、蓄冷モ−ドの開始直後と安定期とを区別
して、蓄冷モ−ドの開始直後の時期では蓄冷モ−ドの安
定期より温度センサ32の時定数τを小さくしてもよ
い。
は、いずれも、信号待ち等の車両エンジン停止に伴う圧
縮機1の停止時に、蒸発器凝縮水の蓄冷量にて空気を冷
却する放冷モードを実施することにより、車両エンジン
停止時における冷房フィーリングの向上を図っている
が、本発明は車両エンジン4の稼働中に、車両エンジン
4側の要求により圧縮機1を一時的に停止させる場合に
も、冷房フィーリングの向上を図ることができるもので
ある。第24実施形態は、このような圧縮機制御を行う
車両用空調装置に適用した場合である。
じでよく、図71は第24実施形態による制御フローチ
ャートであり、図2と類似しており、同一もしくは均等
部分には同一符号を付して説明を省略する。
2、33、センサ群35からの検出信号、操作スイッチ
群37の操作信号(空調信号)を読み込み、ステップS
110bで、車両エンジン用電子制御装置38からの車
両運転信号を読み込む。そして、ステップS175で、
蓄冷モ−ドの禁止条件の有無を判定する。この判定は、
例えば、図30の判定と同じでよく、高速走行時、
蒸発器9のフロスト発生状況が所定の限界レベルに到達
した時、および冷房高負荷時のいずれか1つに該当す
るときは蓄冷モードの禁止条件に該当するとし、ステッ
プS177に進み、通常時の蒸発器目標温度TEO(例
えば、+3°C〜4°C)を設定する。
しない場合は、蓄冷モードの禁止条件に該当しないとし
て、ステップS176に進み、蓄冷時の蒸発器目標温度
TEO(例えば、−1°C〜−2°C)を設定する。
断続が実際の蒸発器吹出温度Teが、通常時の蒸発器目
標温度TEO(例えば、+3°C〜4°C)または蓄冷
時の蒸発器目標温度TEO(例えば、−1°C〜−2°
C)となるように圧縮機1の断続が制御される。
行用エンジン4のスロットル開度の増加等に基づいてエ
ンジン加速時を判定する。エンジン加速時であると、ス
テップS180bにて圧縮機1を一時的に停止させる。
これにより、圧縮機1の駆動負荷が解除され車両エンジ
ン4の加速性を向上できる。
いても、車両エンジン4側の要求により圧縮機1を一時
的に停止させる場合がある。この圧縮機1の停止状態
を、ステップS180の断続制御による圧縮機停止と区
別するために、圧縮機1の強制停止モードという。
止条件に該当しないときは、常に、蓄冷モードを実行し
て蒸発器凝縮水に蓄冷してあるので、車両エンジン4の
加速性向上等のために圧縮機1を一時的に強制停止して
も、その強制停止モードの際に蒸発器凝縮水の蓄冷量に
よる放冷モードを実施して、良好な冷房フィーリングを
維持できる。
水を凍結させて、この凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷
モードが車両の連続走行により長い時間連続して行われ
ると、蒸発器9でのフロストが極端に進行して、蒸発器
9通過風量の低下を招き、蒸発器9の冷房性能を低下さ
せる。
ロストの極端な進行による蒸発器冷却性能の低下を未然
に防止することを目的とするものであって、第7実施形
態の図27、図30のステップS140による蓄冷モー
ド禁止制御と同様のものである。
体システム構成は図1、図18等と同じでよいので、説
明を省略する。図72は第25実施形態による全体制御
のフローチャートであり、図73は図72の蓄冷制御ス
テップS560の詳細フローチャートである。
1のステップS110a、110bと同様の空調信号お
よび車両運転信号の読み込みを行う。ここで、Teは、
蒸発器冷却度合を示す蒸発器吹出温度、SWbはバイバ
スドア17の開度、SWmはエアミックスドア19の開
度、Ncは圧縮機回転数、Tinは蒸発器吸い込み空気
温度、RHinは蒸発器吸い込み空気湿度(相対湿
度)、BLWは送風機駆動用モータ13の印加電圧、S
vは車速である。
9の吸い込み空気通路に設けた湿度センサ(図示せず)
により検出するが、吸い込み空気温度Tinは、既存の
外気温度センサ、内気温センサの検出温度から求めても
よい。
に基づいて車両が走行中であるか判定する。走行中でな
いとき、すなわち、停車中は、車両エンジン4が停止さ
れ、圧縮機1も停止するので、ステップS530に進
み、放冷モードの制御が行われる。
湿度感、臭い発生、曇り発生を感じる知覚限界まで、凍
結した凝縮水の蓄冷量でもって冷房作用を発揮し、そし
て、知覚限界到達後は車両エンジン4を再稼働して、圧
縮機1を再稼働させ、蒸発器9の冷却作用による冷房作
用を再開する。このような知覚限界制御の具体例は、図
47〜図50に示す第13実施形態で既述しているの
で、詳細な説明は省略する。
であると判定されたときは、ステップS540に進み、
車両が減速中であるか判定する。車両が減速中である
と、ステップS550に進み、圧縮機1の電磁クラッチ
2を強制的に接続状態にして、圧縮機1を強制的に稼働
(ON)状態とする。
に備えて、前もって凝縮水の蓄冷量を増加させておくこ
とができる。なお、圧縮機1を強制稼働させると、圧縮
機駆動負荷の増加分だけ、エンジンブレーキの効きがよ
くなるという利点もある。この圧縮機1の強制稼働制御
は第15実施形態の図54のステップS15の制御と同
様のものである。
ップS560に進み、蓄冷モードの制御を行う。この蓄
冷モードの制御の詳細は図73により後述する。その
後、ステップS570において、上記各ステップS53
0、S550、S560による制御値を出力して、各モ
ードを実行する。
を説明すると、まず、ステップS561にて除霜中であ
るか判定する。ここで、除霜中とは、後述のステップS
565において目標蒸発器吹出温度TEO=通常時TE
O(例えば、3℃〜4℃)として、蒸発器冷却度合を凍
結状態の凝縮水が融解する温度レベルまで上昇させる状
態のことを言う。
進み、蓄冷連続可能時間tcoを決定する。この蓄冷連
続可能時間tcoは、基本的には、蒸発器冷却度合を示
す蒸発器吹出温度Teと蒸発器吸い込み空気の状態(温
湿度等)に基づいて決定するもので、その具体的な決定
方法は後述する。
tcが蓄冷連続可能時間tco以内であるか判定する。
ここで、蓄冷連続時間tcは、後述のステップS564
にて目標蒸発器吹出温度TEO=蓄冷時TEO(例え
ば、−1℃〜−2℃)として、凝縮水が凍結し得る程度
の低温状態に蒸発器冷却度合が連続して維持される時間
を言う。
o以内である時はステップS564に進み、蓄冷モード
を維持する。すなわち、TEO=蓄冷時TEO(例え
ば、−1℃〜−2℃)として、凝縮水を凍結させる蓄冷
モードの状態を維持する。
可能時間tcoを越えると、ステップS565に進み、
蒸発器9の除霜制御を行う。すなわち、TEO=通常時
TEO(例えば、3℃〜4℃)として、蒸発器冷却度合
を凍結状態の凝縮水が融解する温度レベルまで上昇させ
ることにより、蒸発器9の除霜を行う。なお、通常時T
EOは具体的には図28、29のマップにより決まる第
1、第2目標蒸発器吹出温度のうち低い温度である。
ると判定されたときは、ステップS566に進み、除霜
必要時間tjoを決定する。この除霜必要時間tjo
は、基本的には、蒸発器冷却度合を示す蒸発器吹出温度
Teと蒸発器吸い込み空気の状態(温湿度等)に基づい
て決定するもので、その具体的な決定方法は後述する。
が除霜必要時間tjo以内であるか判定する。ここで、
除霜時間tjは、ステップS565にてTEO=通常時
TEO(例えば、3℃〜4℃)として、凍結した凝縮水
の融解(除霜)を連続して行う時間を言う。
ある時は、ステップS565に進み、除霜モードを維持
する。これに反し、除霜時間tjが除霜必要時間tjo
を越えると、ステップS564に進み、蓄冷モードの状
態に復帰する。
蓄冷連続可能時間tcoによる蓄冷モードにおける蒸発
器通過風量の低下度合と除霜必要時間tjoによる除霜
モードにおける蒸発器通過風量の回復度合とを示してい
る。
方法を具体的に説明すると、図75は蒸発器吸い込み空
気状態の違いによる蒸発器通過風量の低下度合を示す実
験結果であり、図中、実線は蒸発器吸い込み空気湿度
RHin=30%の場合であり、破線はRHin=3
0%で、かつ圧縮機回転数Nc=3000rpm(高速
回転時)の場合であり、1点鎖線はRHin=50%
の場合であり、2点鎖線はRHin=70%の場合で
ある。なお、、、はいずれも圧縮機回転数Nc=
1400rpm(低速回転時)でのデータである。
れように蒸発器吸い込み空気湿度RHinの上昇により
蒸発器凝縮水の発生量が増加して、蒸発器9でのフロス
トの進行が促進され、蒸発器通過風量の低下度合が大き
くなる。そのため、RHin=70%の場合は、蓄冷
連続時間=900秒(15分)で蒸発器通過風量が10
%も低下してしまう。
および蒸発器吸い込み空気温度Tinと、蓄冷連続可能
時間との関係を示すもので、湿度RHinおよび温度T
inが上昇するほど、蒸発器凝縮水の発生量が増加する
ので、湿度RHinおよび温度Tinの上昇に従って蓄
冷連続可能時間が短くなるように決定する。
湿度の他に蒸発器通過風量を包含する概念の用語として
用いており、蒸発器通過風量の増加により蒸発器凝縮水
の発生量が増加するので、蒸発器通過風量の増加に従っ
て蓄冷連続可能時間が短くなるように決定する。
量と相関があり、そして、送風機11の風量は送風機駆
動用モータ13の回転数を決めるモータ印加電圧BLW
により決まるから、図77に示すようにこのモータ印加
電圧BLWの上昇に従って蓄冷連続可能時間が短くなる
ように決定する。
7の開度SWbとエアミックスドア19の開度SWmに
よっても変化する。すなわち、図78の右側部において
バイバスドア17がCOOL位置側へ移動してバイバス
ドア17の開度SWbが小さくなるに従って、蒸発器通
過風量が増加する。また、エアミックスドア19が最大
冷房位置(COOL位置)側へ移動してエアミックスド
ア19の開度SWmが大きくなるに従って通風路圧損が
減少して蒸発器通過風量が増加する。
示すようにバイバスドア17の開度SWbが小さくなる
ほど、また、エアミックスドア19の開度SWmが大き
くなるほど、蓄冷連続可能時間が短くなるように決定す
る。
連続可能時間との関係を示すもので、蒸発器吹出温度T
eが0℃より高いときは、蒸発器9の除霜の必要がない
ので、蓄冷連続可能時間は急増加させる。一方、蒸発器
吹出温度Teが0℃より低いときは、温度Teが低下す
るほど蓄冷連続可能時間が所定時間t0より徐々に短く
なるように決定する。
と蓄冷連続可能時間との関係を示すもので、平均圧縮機
回転数が高いほど冷凍サイクル循環流量が増加して、圧
縮機稼働による蒸発器吹出温度Teの低下度合が速くな
る。従って、蒸発器吹出温度Teの制御のために圧縮機
1の作動が断続制御されるときに、蒸発器吹出温度Te
の低温側へのオーバーシュート量が圧縮機高回転時ほど
大きくなる。
蒸発器吹出温度Teの平均値が圧縮機高回転時ほど低く
なる。これにより、平均圧縮機回転数が高くなるほど蓄
冷連続可能時間が短くなるように決定する。
吸い込み空気状態を表す情報として吸い込み空気の温湿
度および蒸発器通過風量(実際にはモータ印加電圧BL
Wとドア開度SWb、SWmで推定)を求め、これらの
情報と、蒸発器冷却度合を表す蒸発器吹出温度Teと、
平均圧縮機回転数とに基づいてそれぞれ個別の蓄冷連続
可能時間を決定し、この個別の蓄冷連続可能時間から別
途定めた所定の関数関係でもって最終的に蓄冷連続可能
時間tcoを算出するようにしている。
能時間tcoを、蒸発器9の凝縮水凍結によるフロスト
進行による風量低下度合に精度よく対応して設定でき
る。従って、この蓄冷連続可能時間tcoに基づいて蒸
発器9の除霜制御の開始タイミングを設定することによ
り、サイクル運転条件の変動にかかわらず、フロスト進
行による風量低下が常に所定レベル(例えば、図74の
ような10%のレベル)であるときに除霜制御を開始す
ることができる。
を未然に防止することができ、蓄冷モード実行による冷
房性能低下を未然に回避できる。しかも、除霜制御の開
始タイミングが過度に早いことによる蓄冷不足が発生す
ることも同時に防止できる。
除霜必要時間tjoの決定方法を具体的に説明すると、
図81は除霜時における蒸発器吸い込み空気状態の違い
による蒸発器通過風量の回復状況の変化を示すもので、
蒸発器吸い込み空気の湿度が高いほど、吸い込み空気の
全熱量(エンタルピ)が大きいので、フロストの融解速
度が大きくなり、蒸発器通過風量の回復が早いことを示
している。
および蒸発器吸い込み空気温度Tinと、除霜必要時間
との関係を示すもので、湿度RHinおよび温度Tin
が上昇するほど、フロストの融解速度が大きくなるの
で、湿度RHinおよび温度Tinの上昇に従って除霜
必要時間が短くなるように決定する。
ロストの融解速度が大きくなるので、図83に示すよう
に蒸発器通過風量の増加に従って除霜必要時間が短くな
るように決定する。なお、蒸発器通過風量は、前述の図
77にて説明したように送風機モータ印加電圧BLWに
より推定することができるので、このモータ印加電圧B
LWの上昇に従って除霜必要時間が短くなるように決定
してもよい。
て説明したようにバイパスドア17の開度SWbとエア
ミックスドア19の開度SWmによっても変化するの
で、図84に示すようにバイバスドア17の開度SWb
が小さくなるほど、また、エアミックスドア19の開度
SWmが大きくなるほど、除霜必要時間が短くなるよう
に決定する。
必要時間との関係を示すもので、蒸発器吹出温度Teが
0℃より低いときは、蒸発器9の除霜を行うことができ
ないので、除霜必要時間は急増加し、一方、蒸発器吹出
温度Teが0℃より高いときは、温度Teが高くなるほ
ど除霜必要時間が所定時間t1より徐々に短くなるよう
に決定する。
吸い込み空気状態を表す情報として吸い込み空気の温湿
度および蒸発器通過風量(実際にはモータ印加電圧BL
Wとドア開度SWb、SWmで推定)を求め、これらの
情報と、蒸発器冷却度合を表す蒸発器吹出温度Teとに
基づいてそれぞれ個別の除霜必要時間を決定し、この個
別の除霜必要時間から別途定めた所定の関数関係でもっ
て最終的に除霜必要時間tjoを算出するようにしてい
る。
間tjoを、蒸発器9のフロスト融解状況の進行による
風量回復度合に精度よく対応して設定できる。従って、
この除霜必要時間tjoに基づいて蒸発器9の除霜終了
のタイミングを設定することにより、蒸発器吸い込み空
気状態の変動にかかわらず、蒸発器9の除霜モードを適
切なタイミングで終了できる。
説明すると、蒸発器9のフロスト状況の進行に最も大き
い影響を与えるのは蒸発器吸い込み空気状態と蒸発器冷
却度合であって、これら要素に比較して圧縮機回転数の
影響度は小さいので、蓄冷連続可能時間tcoの決定に
際して圧縮機回転数を考慮しないようにしてもよい。
状態として吸い込み空気湿度RHinを検出しているの
で、湿度センサが必要となるが、一般に、湿度センサは
高価であるので、実用上は湿度センサを必要としないシ
ステムが要望される。
外気切替ドア11dにより内気と外気を送風機11の吸
入側に切替導入するようになっており、そして、この内
外気切替に伴って吸い込み空気の湿度が大きく変動する
ので、この内外気切替により吸い込み空気の湿度を判定
(推定)することにより、湿度センサを廃止することが
可能となる。
が定常域に入ると、除湿後の低湿度内気を再循環するの
で、吸い込み空気の湿度が低めの湿度で安定するように
なり、比較的推定しやすい。例えば、蒸発器吹出温度T
e=−2℃で安定している時には、吸い込み空気の湿度
(車室内湿度)が乗員数、換気量等により変動するもの
の、内気温Tr=25℃で20〜40%RHという低め
の値で安定する。
の湿度(外気湿度)が、車外の気候条件により全く異な
ることになり、最悪条件では100%RHとして制御す
る必要がある。一般に、低湿度内気を再循環する内気モ
ードよりも外気モードにおいて吸い込み空気湿度が高く
なる。そして、外気モードでは外気温が上昇するほど、
吸い込み空気と蒸発器9との温度差が増大して、蒸発器
9での除湿量が増加する。
ド→半内気モード(外気と内気を半分程度づつ混入する
モード)→外気導入モードへと切り替わり、外気の吸入
割合が多くなるほど、蓄冷連続可能時間が短くなるよう
に決定する。ここで、内気モードでは外気温の変動によ
る蒸発器9での除湿量の変化が少ないので、外気温によ
る蓄冷連続可能時間の変化を非常に小さくしている。
とにより、吸い込み空気湿度RHinを検出しなくて
も、検出する場合に近似した精度で蓄冷連続可能時間t
coを決定できる。
時間tcoを決定する場合は、図72のステップ510
において、蒸発器吸い込み空気温度Tinの代わりに内
気温Trと外気温Tamを読み込み、また、蒸発器吸い
込み空気湿度RHinの代わりに内外気モード信号を読
み込むようにすればよい。
に基づいて蓄冷連続可能時間を決定するようにしている
が、圧縮機1を駆動する車両エンジン4の回転数、およ
び車速は圧縮機回転数に関連して変化するので、エンジ
ン回転数または車速が上昇するほど、蓄冷連続可能時間
が短くなるように決定してもよい。
合(蒸発器吹出温度)を通常時よりも引き下げて、蒸発
器凝縮水の温度を下げるか、あるいは蒸発器凝縮水を凍
結することにより、蒸発器凝縮水の蓄冷量を増加させて
いる。
量を増加させるための操作を行うことにより、蒸発器凝
縮水の蓄冷量を増加させてもよい。例えば、図36、3
8のステップS380のように外気を強制導入すること
により、蒸発器9の凝縮水量を増加させてもよい。ある
いは、車両に、蒸発器凝縮水、雨水等を溜める専用のタ
ンクを設置しておき、このタンク内の水をポンプにて蒸
発器9の上部に供給することにより、蒸発器9の凝縮水
量を増加させてもよい。
(蒸発器吹出温度)の制御を圧縮機1の断続制御により
行う場合について説明したが、車両用空調装置では蒸発
器吹出温度Te の制御を圧縮機1の容量制御により行う
ことも周知であり、このような圧縮機容量制御方式のも
のにおいても本発明を同様に実施できる。
て、圧縮機1の断続制御の代わりに、圧縮機1の容量制
御を行って、蒸発器吹出温度Te が蒸発器目標吹出温度
TEOに維持されるようにすればよい。
等では、蒸発器冷却度合を検出するために、蒸発器吹出
空気温度を温度センサ32等により検出しており、ま
た、第2実施形態では蒸発器冷媒温度を温度センサ32
により検出しているが、蒸発器9のフィン表面温度、冷
媒蒸発圧力等を検出して、蒸発器冷却度合を検出するよ
うにしてもよい。
通過する温風とバイパス通路21を通過する冷風との風
量割合を調整するエアミックスドア19により、車室内
への吹出空気温度を調節する温度調節手段を構成してい
るが、この温度調節手段として、ヒータコア20へ流入
する温水流量を調節する温水弁を用い、この温水弁によ
り温水流量を調節して、車室内への吹出空気温度を調節
することができる。
ある。
チャートである。
性図である。
性図である。
る。
動力効果の両立を説明する模式図である。
つき低減効果の説明図である。
を示す蒸発器斜視図である。
例を示す蒸発器斜視図である。
フローチャートである。
ーチャートである。
ある。
特性図である。
特性図である。
出温度の湿度補正分の特性図である。
出温度の湿度変化率補正分の特性図である。
出温度の補正による利点の説明図である。
構造を示す断面図で、通常時の状態を示す。
構造を示す断面図で、蒸発器バイパス時の状態を示す。
風量を示すグラフである。
下率および蒸発器下流側混合空気温度との関係を示す図
表である。
る。
る。
ある。
である。
の推定方法を説明するための特性図である。
めの特性図である。
AOとの関係を説明する特性図である。
を説明する特性図である。
説明する特性図である。
る。
エンジン停止直前目標風量BLW 2 との関係を説明する
特性図である。
る。
時の目標風量BLWとの関係を説明する特性図である。
る。
ャートである。
ある。
ジン停止可能時間との特性図である。
ある。
ャートである。
る。
ローチャートである。
ある。
ートである。
作動、車速の関係を示す特性図である。
吹出温度と車速の関係を示す特性図である。
る。
トである。
路図である。
路図である。
路図である。
る。
である。
ートである。
図である。
弁の開度特性図である。
図である。
図である。
である。
る。
ートである。
トである。
す実験データのグラフである。
吸い込み空気温度との関係を示す特性図である。
の関係を示す特性図である。
特性図である。
を示す特性図である。
数との関係を示す特性図である。
い込み空気湿度との関係を示す特性図である。
込み空気温度との関係を示す特性図である。
す特性図である。
図である。
す特性図である。
温との関係を示す特性図である。
…空調用制御装置、9…蒸発器、10…空調ケース、6
…第1バイパス通路、17…バイパスドア、19…エア
ミックスドア(温度調節手段)、20…ヒータコア(暖
房用熱交換器)、32…蒸発器吹出温度センサ(冷却度
合検出手段)。
Claims (81)
- 【請求項1】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸発
器(9)、および車両エンジン(4)により駆動され、
前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧
縮機(1)を有し、 前記車両エンジン(4)の稼働中に、前記蒸発器(9)
における凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行
し、 前記車両エンジン(4)の停止時に、前記蒸発器(9)
の凝縮水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モード
を実行することを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項2】 通風路を形成する空調ケース(10)
と、 前記空調ケース(10)内に配置され、車室内へ送風さ
れる空気を冷却する蒸発器(9)と、 前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧
縮機(1)と、 前記空調ケース(10)内に形成され、前記蒸発器
(9)をバイパスして空気を流すバイパス通路(16)
と、 前記バイパス通路(16)の開度を調整するバイパスド
ア手段(17)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行するよ
うになっており、 更に、前記蓄冷モード時に、前記バイパスドア手段(1
7)により前記バイパス通路(16)の開度を調整し
て、車室内への吹出空気温度を調節することを特徴とす
る車両用空調装置。 - 【請求項3】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸発
器(9)、および前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧
縮し、吐出する圧縮機(1)を有し、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蓄冷モードの禁止条
件を判定した時は前記蓄冷モードを停止することを特徴
とする車両用空調装置。 - 【請求項4】 前記蓄冷モードの禁止条件は前記蒸発器
(9)のフロスト発生状況が所定の限界レベルに到達し
た時であることを特徴とする請求項3に記載の車両用空
調装置。 - 【請求項5】 前記蓄冷モードの禁止条件は車両の高速
走行時であることを特徴とする請求項3に記載の車両用
空調装置。 - 【請求項6】 前記圧縮機(1)は車両エンジン(4)
により駆動され、前記車両エンジン(4)側の要求に基
づく前記圧縮機(1)の強制停止モード時に、前記蒸発
器(9)の凝縮水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放
冷モードを実行することを特徴とする請求項2ないし5
のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項7】 前記強制停止モード時は、前記車両エン
ジン(4)自身の停止による前記圧縮機(1)の停止時
であることを特徴とする請求項6に記載の車両用空調装
置。 - 【請求項8】 前記圧縮機(1)はクラッチ手段(2)
を介して車両エンジン(4)により駆動されるようにな
っており、 前記強制停止モード時は、前記車両エンジン(4)の稼
働中であって、かつ、前記クラッチ手段(2)が遮断さ
れて前記圧縮機(1)が停止される時であることを特徴
とする請求項6に記載の車両用空調装置。 - 【請求項9】 前記蓄冷モード時における前記蒸発器
(9)の冷却度合を、前記蓄冷モードを実行しない時の
冷却度合より低温側に設定することを特徴とする請求項
1ないし8のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項10】 前記蓄冷モード時における前記蒸発器
(9)の冷却度合を、前記蒸発器(9)での凝縮水が凍
結するレベルに設定することを特徴とする請求項9に記
載の車両用空調装置。 - 【請求項11】 前記蒸発器(9)の冷却度合を検出す
る冷却度合検出手段(32)と、 前記冷却度合検出手段(32)の検出信号に基づいて前
記圧縮機(1)の作動を制御する制御手段(S160〜
S180)とを備え、 前記圧縮機(1)の作動を制御するすることにより、前
記蓄冷モード時における前記蒸発器(9)の冷却度合を
制御することを特徴とする請求項9また10に記載の車
両用空調装置。 - 【請求項12】 前記圧縮機(1)の作動が、前記冷却
度合検出手段(32)の検出信号に基づいて断続制御さ
れることを特徴とする請求項11に記載の車両用空調装
置。 - 【請求項13】 前記圧縮機(1)の容量が、前記冷却
度合検出手段(32)の検出信号に基づいて可変制御さ
れることを特徴とする請求項11に記載の車両用空調装
置。 - 【請求項14】 前記蓄冷モード時に、前記蒸発器
(9)における凝縮水の量を増加させるための操作を行
うことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに
記載の車両用空調装置。 - 【請求項15】 前記蒸発器(9)の冷却度合を検出す
る冷却度合検出手段(32)を備え、 前記放冷モード時に前記蒸発器(9)の冷却度合に基づ
いて前記車室内への吹出空気温度を調節することを特徴
とする請求項1または6に記載の車両用空調装置。 - 【請求項16】 前記冷却度合検出手段は、前記蒸発器
(9)の冷媒温度を直接検出し得る部位に配置された温
度センサ(32)であることを特徴とする請求項11ま
たは15に記載の車両用空調装置。 - 【請求項17】 前記蓄冷モード時に前記蒸発器(9)
の冷却度合の変化に対する時定数を大きくして、前記蒸
発器(9)の冷却度合を算出する第1算出手段(S11
40、S1150)と、 前記放冷モード時に前記蒸発器(9)の冷却度合の変化
に対する時定数を小さくして、前記蒸発器(9)の冷却
度合を算出する第2算出手段(S1130、S115
0)とを備え、 前記蓄冷モード時に前記第1算出手段(S1140、S
1150)により算出した前記蒸発器(9)の冷却度合
に基づいて前記蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量を制御し、 前記放冷モード時に前記第2算出手段(S1130、S
1150)により算出した前記蒸発器(9)の冷却度合
に基づいて車室内への吹出空気温度を制御することを特
徴とする請求項15または16に記載の車両用空調装
置。 - 【請求項18】 前記空調ケース(10)内において、
前記蒸発器(9)の空気下流側に配置され、空気を加熱
する暖房用熱交換器(20)と、 前記暖房用熱交換器(20)による加熱量を調節して車
室内への吹出空気温度を調節する温度調節手段(19)
とを備え、 前記圧縮機(1)は車両エンジン(4)により駆動さ
れ、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを実行
するようになっており、 前記蓄冷モードおよび前記放冷モードであるときに、前
記温度調節手段(19)を最大冷房位置に固定したまま
で、前記バイパスドア手段(17)により前記バイパス
通路(16)の開度を調節する第1制御モード(S17
06、S1707)と、前記バイパスドア手段(17)
を前記バイパス通路(16)の全開位置に固定したまま
で、前記温度調節手段(19)により前記暖房用熱交換
器(20)の加熱量を調節する第2制御モード(S17
08、S1709)とを切り替えて、車室内への吹出空
気温度を制御することを特徴とする請求項2に記載の車
両用空調装置。 - 【請求項19】 前記蓄冷モードおよび前記放冷モード
であるときに、前記蒸発器(9)の冷却度合(Te)、
および前記バイパス通路(16)の通過空気の温度(T
B )を検出し、 この両検出値(Te、TB )に基づいて前記第1制御モ
ード(S1706、S1707)と前記第2制御モード
(S1708、S1709)の切替を行うことを特徴と
する請求項18に記載の車両用空調装置。 - 【請求項20】 前記両検出値(Te、TB )に基づい
て、前記蒸発器(9)の通過空気と前記バイパス通路
(16)の通過空気との混合空気の最高温度(TMma
x)を算出し、 この最高温度(TMmax)が車室内への目標吹出温度
(TAO)より高いときに、前記第1制御制御モード
(S1706、S1707)により吹出空気温度の制御
を行い、 一方、前記最高温度(TMmax)が車室内への目標吹
出温度(TAO)より低いときに、前記第2制御モード
(S1708、S1709)により吹出空気温度の制御
を行うことを特徴とする請求項19に記載の車両用空調
装置。 - 【請求項21】 前記蓄冷モードおよび前記放冷モード
に該当しない通常の制御時に、前記バイパスドア手段
(17)を前記バイパス通路(16)の全閉位置に固定
したままで、前記温度調節手段(19)により前記暖房
用熱交換器(20)の加熱量を調節して車室内への吹出
空気温度を制御する第3制御モード(S1702、S1
703)を備えることを特徴とする請求項18ないし2
0のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項22】 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸
発器(9)の冷却度合(Te)が目標値(TEO)に維
持されるように、前記圧縮機(1)の作動状態を制御す
るようになっており、 前記蒸発器(9)の冷却能力を制限してよい条件のとき
に、前記目標値(TEO)を高温側に補正することによ
り前記圧縮機(1)の駆動動力を低減する省動力モード
を設定し、 この省動力モードを設定したときに、前記第1制御モー
ド(S1706、S1707)と前記第2制御モード
(S1708、S1709)の切替により車室内への吹
出空気温度を制御することを特徴とする請求項18ない
し21のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項23】 前記蓄冷モードおよび前記放冷モード
であって、前記蒸発器(9)の通過風量を増加させる必
要がある場合に、前記バイパスドア手段(17)による
前記バイパス通路(16)の開度の調節と前記温度調節
手段(19)による前記暖房用熱交換器(20)の加熱
量の調節を同時に行う第4制御モード(S1711、S
1712、S1713)を備え、 前記蒸発器(9)の冷却度合(Te )と、前記バイパス
通路(16)の通過空気の温度(TB )と、前記バイパ
スドア手段(17)の開度(SWB )とを検出し、 前記検出値(Te 、TB 、SWB )に基づいて、蒸発器
(9)の通過空気とバイパス通路(16)の通過空気と
を混合した後の混合空気温度(TM)を算出し、 前記第2制御モード、前記第3制御モードおよび前記第
4制御モードの場合に、前記混合空気温度(TM)に基
づいて、前記温度調節手段(19)による前記暖房用熱
交換器(20)の加熱量の調節を行うことを特徴とする
請求項21記載の車両用空調装置。 - 【請求項24】前記混合空気温度(TM)は、下記数式 TM=Te +{SWB ×(TB −Te )}/K 但し、Te :前記蒸発器(9)の冷却度合 TB :前記バイパス通路(16)の通過空気の温度 SWB :前記バイパスドア手段(17)の開度 K :定数 によって算出することを特徴とする請求項23に記載の
車両用空調装置。 - 【請求項25】 車室内に外気を導入する場合は、前記
バイパス通路(16)の通過空気の温度(TB )として
前記外気の温度(Tam)を検出し、車室内に内気を導
入する場合は、前記バイパス通路(16)の通過空気の
温度(TB )として前記内気の温度(Tr )を検出する
ことを特徴とする請求項24に記載の車両用空調装置。 - 【請求項26】 通風路を形成する空調ケース(10)
と、 前記空調ケース(10)内に配置され、車室内へ送風さ
れる空気を冷却する蒸発器(9)と、 車両エンジン(4)により駆動され前記蒸発器(9)を
通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)と、 前記空調ケース(10)内において、前記蒸発器(9)
の空気下流側に配置され、空気を加熱する暖房用熱交換
器(20)と、 車室内へ吹き出される空気の温度が目標吹出温度(TA
O)となるように調節される温度調節手段(17、1
9)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に前記蒸発器(9)での凝縮
水蓄冷量を増加させる蓄冷モードを設定するとともに、
前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に前記蒸発器(9)の凝縮水
蓄冷量の放冷により前記蒸発器(9)の通過空気を冷却
する放冷モードを設定し、 この放冷モードにおいては、前記目標吹出温度(TA
O)を車室内の湿度上昇に基づいて低温側へ補正する補
正手段(S1207)を有することを特徴とする車両用
空調装置。 - 【請求項27】 前記補正手段(S1207)は、前記
車室内の湿度による補正分と、前記車室内の湿度変化率
による補正分との両方に基づいて前記目標吹出温度(T
AO)を低温側へ補正することを特徴とする請求項26
に記載の車両用空調装置。 - 【請求項28】 前記空調ケース(10)内に形成さ
れ、前記蒸発器(9)をバイパスして空気を流すバイパ
ス通路(16)と、 このバイパス通路(16)の開度を調整するバイパスド
ア手段(17)と、 前記暖房用熱交換器(20)による空気の加熱量を調節
する加熱量調節手段(19)とを備え、 前記バイパスドア手段(17)と前記加熱量調節手段
(19)とにより、前記温度調節手段を構成したことを
特徴とする請求項26または27に記載の車両用空調装
置。 - 【請求項29】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)、および車両エンジン(4)により駆動され
前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧
縮機(1)を有する冷凍サイクル(R)と、 前記蒸発器(9)の冷却度合を検出する冷却度合検出手
段(22、23)と、 前記冷却度合検出手段(22、23)の検出信号に基づ
いて前記圧縮機(1)の作動を制御する制御手段(S1
60〜S180)と、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時における前記蒸発器(9)の
冷却度合(TEoff )の挙動を前記圧縮機(1)の稼働
中に推定する推定手段(S200)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働中に、前記推定手段(S20
0)の出力に基づいて前記蒸発器(9)の凝縮水蓄冷量
を制御する蓄冷モードを実行することを特徴とする車両
用空調装置。 - 【請求項30】 前記圧縮機(1)の稼働中における前
記蒸発器(9)の冷却度合(TE)および前記蒸発器
(9)の吸込空気条件に基づいて、前記圧縮機(1)の
強制停止モード時における前記蒸発器(9)の冷却度合
(TEoff )の挙動を推定することを特徴とする請求項
29に記載の車両用空調装置。 - 【請求項31】 前記推定手段(S200)の出力に基
づいて前記蒸発器(9)の冷却度合の目標値(TEO)
を補正することにより、前記蒸発器(9)の凝縮水蓄冷
量を制御することを特徴とする請求項29または30に
記載の車両用空調装置。 - 【請求項32】 前記蓄冷モードを実行するときは、前
記圧縮機(1)の稼働中に、前記圧縮機(1)の強制停
止モードが所定時間経過した後における前記蒸発器
(9)の冷却度合の目標値(TEOB )を設定し、 前記推定手段(S200)により、前記圧縮機(1)の
強制停止モードが所定時間経過した後における前記蒸発
器(9)の冷却度合(TEoff )を推定し、 前記圧縮機(1)停止後の蒸発器冷却度合の目標値(T
EOB )と、前記圧縮機(1)の停止後の推定蒸発器冷
却度合(TEoff )とを比較して、前記蒸発器(9)の
冷却度合の目標値(TEO)を補正することを特徴とす
る請求項31に記載の車両用空調装置。 - 【請求項33】 前記推定手段(S200)の出力に基
づいて前記蒸発器(9)に送風される空気の目標風量
(BLW)を補正することにより、前記蒸発器(9)の
凝縮水蓄冷量を制御することを特徴とする請求項29ま
たは30に記載の車両用空調装置。 - 【請求項34】 前記圧縮機(1)の稼働中に、前記蓄
冷モードを実行するか否かを判定する判定手段(S14
0)を備えることを特徴とする請求項29ないし33の
いずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項35】 前記蒸発器(9)への吸込空気の内外
気を切り替える内外気切替ドア(15)を備え、 前記圧縮機(1)の起動後、所定時間の間、前記内外気
切替ドア(11d)を外気モードに設定することを特徴
とする請求項29ないし34のいずれか1つに記載の車
両用空調装置。 - 【請求項36】 前記圧縮機(1)の強制停止モード時
に、前記蒸発器(9)に送風される空気の目標風量(B
LW1 )を前記圧縮機(1)の強制停止モード時直前の
目標風量(BLW2 )に対して、BLW1 ≦BLW2 の
関係に設定することを特徴とする請求項29ないし35
のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項37】 前記蒸発器(9)の冷房高負荷時に前
記蓄冷モードを実行するときは、前記蒸発器(9)に送
風される空気の目標風量(BLW0 )を通常制御時の目
標風量(BLW)に対してBLW0 ≦BLWの関係に設
定することを特徴とする請求項29ないし36のいずれ
か1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項38】 前記蒸発器(9)への吸込空気の内外
気を切り替える内外気切替ドア(11d)、および車室
内への吹出モードを切り替える吹出モードドア(26、
28、30)を備え、 前記蒸発器(9)の冷房高負荷時に前記蓄冷モードを実
行するときは、前記内外気切替ドア(11d)を内気モ
ードに設定するとともに、前記吹出モードドア(26、
28、30)をバイレベルモードに設定することを特徴
とする請求項29ないし37のいずれか1つに記載の車
両用空調装置。 - 【請求項39】 前記蒸発器(9)への流入冷媒を低圧
に減圧する減圧手段(8)として、電気的に弁開度が調
整される電気式膨張弁を用い、 前記蒸発器(9)の冷房高負荷時に前記蓄冷モードを実
行するときは、前記電気式膨張弁の弁開度を通常制御時
の弁開度より小さくすることを特徴とする請求項29な
いし38のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項40】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)、および車両エンジン(4)により駆動され
前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧
縮機(1)を有する冷凍サイクル(R)と、 前記蒸発器(9)が収容され、かつ、内気と外気とを切
替導入可能な空調ケース(10)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行するよ
うになっており、 更に、前記冷凍サイクル(R)の起動後、所定時間、前
記空調ケース(10)に外気のみまたは外気導入割合の
高い外気主体モードを設定し、かつ、前記車両エンジン
(4)側の要求に基づく前記圧縮機(1)の強制停止モ
ード時には、前記空調ケース(10)に内気のみまたは
内気導入割合の高い内気主体モードを設定する内外気導
入制御手段(S360、S380)を備えることを特徴
とする車両用空調装置。 - 【請求項41】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)、および車両エンジン(4)により駆動され
前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧
縮機(1)を有する冷凍サイクル(R)と、 前記蒸発器(9)が収容され、かつ、内気と外気とを切
替導入可能な空調ケース(10)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行するよ
うになっており、 更に、前記冷凍サイクル(R)の起動後、所定時間、前
記空調ケース(10)に外気のみまたは外気導入割合の
高い外気主体モードを設定する内外気導入制御手段(S
380)と、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)への風
量の目標値(BLW1 )を圧縮機停止直前の目標値(B
LW2 )に対してBLW1 ≦BLW2 の関係に設定する
風量制御手段(S360a)とを備えることを特徴とす
る車両用空調装置。 - 【請求項42】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)と、 少なくとも車両エンジン(4)を含む駆動源により駆動
され前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出す
る圧縮機(1)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを実行
するようになっており、 前記圧縮機(1)の稼働中に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量(Q)を推定し、この凝縮水蓄冷量(Q)に基
づいて前記圧縮機(1)の停止可能時間(Tof f )を推
定する圧縮機停止時間推定手段(S1901、S190
2)を備え、 前記圧縮機(1)の強制停止モード時に、前記停止可能
時間(Toff )だけ、前記圧縮機(1)を停止し、前記
停止可能時間(Toff )経過後は前記圧縮機(1)の駆
動源に稼働要求を出すことを特徴とする車両用空調装
置。 - 【請求項43】 前記凝縮水蓄冷量(Q)を少なくとも
前記蒸発器(9)の冷却度合に基づいて推定することを
特徴とする請求項42に記載の車両用空調装置。 - 【請求項44】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)と、 少なくとも車両エンジン(4)を含む駆動源により駆動
され前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出す
る圧縮機(1)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを実行
するようになっており、 前記圧縮機(1)の稼働中に、前記圧縮機(1)の強制
停止モード時における、前記蒸発器(9)での凝縮水乾
き完了時間(Tdry )を推定し、この凝縮水乾き完了時
間(Tdry )に基づいて前記圧縮機(1)の停止可能時
間(Toff )を推定する圧縮機停止時間推定手段(S1
901、S1902)を備え、 前記圧縮機(1)の強制停止モード時に、前記停止可能
時間(Toff )だけ、前記圧縮機(1)を停止し、前記
停止可能時間(Toff )経過後は前記圧縮機(1)の駆
動源に稼働要求を出すことを特徴とする車両用空調装
置。 - 【請求項45】 前記凝縮水乾き完了時間(Tdry )を
少なくとも前記蒸発器(9)の冷却度合に基づいて推定
することを特徴とする請求項44に記載の車両用空調装
置。 - 【請求項46】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)と、 少なくとも車両エンジン(4)を含む駆動源により駆動
され前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出す
る圧縮機(1)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを実行
するようになっており、 前記圧縮機(1)の稼働中に、前記圧縮機(1)の強制
停止モード時における、前記蒸発器(9)の冷却度合が
所定レベルに到達するまでの時間(Tte)を推定し、
この時間(Tte)に基づいて前記圧縮機(1)の停止
可能時間(Tof f )を推定する圧縮機停止時間推定手段
(S1901、S1902)を備え、 前記圧縮機(1)の強制停止モード時に、前記停止可能
時間(Toff )だけ、前記圧縮機(1)を停止し、前記
停止可能時間(Toff )経過後は前記圧縮機(1)の駆
動源に稼働要求を出すことを特徴とする車両用空調装
置。 - 【請求項47】 前記蒸発器(9)の冷却度合が所定レ
ベルに到達するまでの時間(Tte)を、少なくとも前
記蒸発器(9)の冷却度合に基づいて推定することを特
徴とする請求項46に記載の車両用空調装置。 - 【請求項48】 前記停止可能時間(Toff )が予め設
定された最短停止時間(Toff 1 )より小さいときは、
前記圧縮機(1)の強制停止モードを禁止することを特
徴とする請求項42ないし47のいずれか1つに記載の
車両用空調装置。 - 【請求項49】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)と、 少なくとも車両エンジン(4)を含む駆動源により駆動
され前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出す
る圧縮機(1)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを実行
するようになっており、 前記圧縮機(1)の稼働中に、前記圧縮機(1)の強制
停止モード時における、前記蒸発器(9)の冷却度合の
限界値を熱負荷条件に基づいて算出し、 前記圧縮機(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器
(9)の冷却度合が前記限界値より低いときだけ、前記
圧縮機(1)を停止し、前記蒸発器(9)の冷却度合が
前記限界値を上回ると、前記圧縮機(1)の駆動源に稼
働要求を出すことを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項50】 乗員の温熱感、湿度感、および臭いに
対する知覚限界線と、車両窓ガラスの曇り限界線とを前
記熱負荷条件に関連づけたマップに基づいて前記蒸発器
(9)の冷却度合の限界値を算出することを特徴とする
請求項49に記載の車両用空調装置。 - 【請求項51】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)と、 少なくとも車両エンジン(4)を含む駆動源により駆動
され前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出す
る圧縮機(1)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを実行
するようになっており、 車室内空気の除湿が必要かどうかを判定する除湿要否判
定手段(S1801)を備え、 前記除湿要否判定手段(S1801)にて車室内空気の
除湿が必要であると判定された場合は、前記圧縮機
(1)の強制停止モード時であっても、前記圧縮機
(1)の駆動源に稼働要求を出すことを特徴とする車両
用空調装置。 - 【請求項52】 前記圧縮機(1)の稼働時に前記除湿
要否判定手段(S1801)にて車室内空気の除湿が必
要であると判定された場合は、前記圧縮機(1)の強制
停止モードを禁止することを特徴とする請求項51に記
載の車両用空調装置。 - 【請求項53】 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蓄
冷モードに比較して前記蒸発器(9)での凝縮水の蓄冷
量を減少させる通常モードを設定し、 前記除湿要否判定手段(S1801)にて車室内空気の
除湿が必要であると判定された場合は、前記通常モード
を実行することを特徴とする請求項51または請求項5
2に記載の車両用空調装置。 - 【請求項54】 前記蒸発器(9)が配置される空調ケ
ース内(10)に形成され、前記蒸発器(9)をバイパ
スして空気を流すバイパス通路(16)と、 このバイパス通路(16)の開度を調整するバイパスド
ア手段(17)とを備え、 前記除湿判定手段(S1801)にて車室内空気の除湿
が必要と判定された場合には、前記バイパスドア手段
(17)によって前記バイパス通路(16)を遮断する
こと特徴とする請求項51ないし53のいずれか1つに
記載の車両用空調装置。 - 【請求項55】 前記除湿要否判定手段(S1801)
は、吹出モードがデフロスタ吹出口から空気が吹き出す
モードであるときに車室内空気の除湿が必要であると判
定することを特徴とする請求項51ないし54のいずれ
か1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項56】 外気温(Tam)を検出する外気温セ
ンサ(35)を備え、 前記除湿要否判定手段(S1801)は、外気温(Ta
m)が所定温度(Tam1 )以下であるときに車室内空
気の除湿が必要であると判定することを特徴とする請求
項51ないし54のいずれか1つに記載の車両用空調装
置。 - 【請求項57】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)と、 少なくとも車両エンジン(4)を含む駆動源により駆動
され前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出す
る圧縮機(1)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行し、 前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧縮機
(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の凝縮
水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを実行
するようになっており、 前記車両が停止するか否かを予測判定する停車予測判定
手段(S14)とを備え、前記蓄冷モード実行時におい
て前記停車予測判定手段(S14)により車両が停止す
ると予測判定された場合には、前記蒸発器(9)の冷却
度合い(Te)が低温側に移行するように、前記圧縮機
(1)の作動状態を強制的に維持する圧縮機強制作動制
御を行うことを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項58】 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蓄
冷モードとは別に、前記蒸発器(9)の冷却度合(T
e)が第1目標値(TEOA )になるように前記圧縮機
(1)の作動を制御する通常モードを設定し、 前記蓄冷モードにおいては、前記第1目標値(TE
OA )より低い温度に相当する第2目標値(TEOB )
を設定し、前記蒸発器(9)の冷却度合(Te)が前記
第2目標値(TEOB )になるように前記圧縮機(1)
の作動を制御することを特徴とする請求項57に記載の
車両用空調装置。 - 【請求項59】 前記車両の速度(Vr)が所定速度
(Vs)以下になったときに、前記圧縮機強制作動制御
を解除して、前記蒸発器(9)の冷却度合(Te)が前
記第2目標値(TEOB )になるように圧縮機(1)の
作動を制御することを特徴とする請求項58に記載の車
両用空調装置。 - 【請求項60】 前記蓄冷モード実行時において前記停
車予測判定手段(S14)により車両が停止すると予測
判定された場合には、 前記圧縮機強制作動制御に代えて、前記第2目標値(T
EOB )より低い温度に相当する第3目標値(TE
OC )を設定し、前記蒸発器(9)の冷却度合(Te)
が前記第3目標値(TEOC )になるように前記圧縮機
(1)の作動を制御することを特徴とする請求項57な
いし59のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項61】 前記停車予測判定手段(S14)は、
車速信号およびブレーキ信号に基づいて車両が停車する
か否かを予測判定することを特徴とする請求項57ない
し60のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項62】 通風路を形成する空調ケース(10)
と、 前記空調ケース(10)内に配置され、車室内へ送風さ
れる空気を冷却する蒸発器(9)と、 車両エンジン(4)により駆動され前記蒸発器(9)を
通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)と、 前記空調ケース(10)内に形成され、前記蒸発器
(9)をバイパスして空気を流すバイパス通路(16)
と、 前記バイパス通路(16)の開度を調整するバイパスド
ア手段(17)とを備え、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水の蓄冷量を増加させる蓄冷モードを実行するよ
うになっており、 また、前記車両エンジン(4)側の要求に基づく前記圧
縮機(1)の強制停止モード時に、前記蒸発器(9)の
凝縮水蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを
実行するようになっており、 前記蓄冷モードを実行するとき、前記バイパスドア手段
(17)が前記バイパス通路(16)を開くようになっ
ており、 前記バイパスドア手段(17)が前記バイパス通路(1
6)を開くときには、前記蒸発器(9)の通風路の一部
の通風抵抗を高める位置に前記バイパスドア手段(1
7)が操作されるようにしたことを特徴とする車両用空
調装置。 - 【請求項63】 前記放冷モードを実行するときにも、
前記バイパスドア手段(17)が前記バイパス通路(1
6)を開くようになっていることを特徴とする請求項6
2に記載の車両用空調装置。 - 【請求項64】 前記放冷モードの初期から、前記蒸発
器(9)の通風路の一部を所定開度(θ1)開く位置に
前記バイパスドア手段(17)を操作することを特徴と
する請求項64に記載の車両用空調装置。 - 【請求項65】 前記バイパスドア手段(17)が前記
蒸発器(9)の通風路の一部を最大限閉じる位置に移動
したときに、前記バイパスドア手段(17)と前記蒸発
器(9)との間に所定間隙(B)を設定することを特徴
とする請求項62ないし64のいずれか1つに記載の車
両用空調装置。 - 【請求項66】 前記蒸発器(9)は前記空調ケース
(10)内において上下方向に延びるように配置されて
おり、 前記バイパス通路(16)および前記バイパスドア手段
(17)が前記蒸発器(9)に対して下側の部位に配置
されていることを特徴とする請求項62ないし65のい
ずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項67】 前記バイパスドア手段(17)が前記
蒸発器(9)に対して空気流れ上流側に配置されている
ことを特徴とする請求項62ないし66のいずれか1つ
に記載の車両用空調装置。 - 【請求項68】 1つの蒸発器(9)を冷却温度の高い
冷房モードと冷却温度の低い蓄冷モードとに切り替え使
用する冷凍サイクル装置であって、 前記蒸発器(9)に供給する冷媒を減圧する減圧装置と
して、前記冷房モード時に比較して前記蓄冷モード時に
おける絞り量を増大させる減圧装置(8、42、70、
700)を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項69】 前記減圧装置として、前記冷房モード
時に前記蒸発器(9)の出口冷媒の過熱度を所定値に維
持するように弁開度を調整する温度式膨張弁(8)と、 前記蓄冷モード時に前記蒸発器(9)の蒸発温度が氷点
下の温度となるように前記冷媒の圧力を低下させる固定
絞り(42)とを備えることを特徴とする請求項68に
記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項70】 前記減圧装置は、弁開度を電気的に調
整する電気膨張弁(70)であり、 前記電気膨張弁(70)の弁開度を前記冷房モード時に
比して前記蓄冷モード時に小さくすることを特徴とする
請求項68に記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項71】 前記減圧装置は、前記冷房モード時に
前記蒸発器(9)の出口冷媒の過熱度を所定値に維持す
るように弁開度を調整する温度式膨張弁(70)であ
り、 前記温度式膨張弁(70)の弁開度を前記冷房モード時
に比して前記蓄冷モード時に小さくする補助駆動機構
(716、723)を備えることを特徴とする請求項6
8に記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項72】 前記補助駆動機構は、前記温度式膨張
弁(70)の弁体(704)に対して閉弁方向の力を作
用させる電磁ソレノイド機構(716)であることを特
徴とする請求項71記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項73】 前記温度式膨張弁(70)の弁体(7
04)を駆動する圧力応動部材(707)、および前記
蒸発器(9)の出口冷媒の温度に応じた圧力が作用する
圧力室(712)を有し、 前記圧力室(712)は前記圧力応動部材(707)を
介して前記弁体(704)に対して開弁方向の力を作用
させるようになっており、 前記補助駆動機構は、前記圧力室(712)の圧力を前
記冷房モード時に比して前記蓄冷モード時に小さくする
圧力調整機構(723)であることを特徴とする請求項
71記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項74】 請求項68ないし737のいずれか1
つに記載の冷凍サイクル装置(R)を備え、この冷凍サ
イクル装置(R)の圧縮機(1)を車両エンジン(4)
により駆動するようにし、 前記圧縮機(1)の稼働時に前記蓄冷モードを実行して
前記蒸発器(9)の凝縮水を凍結させることを特徴とす
る車両用空調装置。 - 【請求項75】 車室内へ送風される空気を冷却する蒸
発器(9)、およびこの蒸発器(9)を通過した冷媒を
圧縮し、吐出する圧縮機(1)を有し、 前記圧縮機(1)の稼働時に、前記蒸発器(9)におけ
る凝縮水を凍結させて、この凝縮水の蓄冷量を増加させ
る蓄冷モードを実行し、 前記蒸発器(9)の冷却度合と前記蒸発器(9)の吸い
込み空気状態に基づいて蓄冷連続可能時間を決定し、 前記蓄冷モードの連続実行時間が前記蓄冷連続可能時間
を越えると、前記蓄冷モードを停止して、前記蒸発器
(9)の除霜を行うことを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項76】 前記蒸発器(9)の吸い込み空気状態
として、吸い込み空気の湿度または温度を検出し、この
湿度または温度が高くなるほど前記蓄冷連続可能時間を
短くすることを特徴とする請求項75に記載の車両用空
調装置。 - 【請求項77】 前記蒸発器(9)の吸い込み空気状態
として、内外気の吸入割合を判定し、外気の吸入割合が
多いほど前記蓄冷連続可能時間を短くすることを特徴と
する請求項75に記載の車両用空調装置。 - 【請求項78】 前記蒸発器(9)の吸い込み空気状態
として、前記蒸発器(9)の通過風量に関連する情報を
検出し、この通過風量が増加するほど前記蓄冷連続可能
時間を短くすることを特徴とする請求項75ないし77
のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項79】 前記圧縮機(1)の回転数に関連する
情報を検出し、前記圧縮機(1)の回転数が高くなるほ
ど前記蓄冷連続可能時間を短くすることを特徴とする請
求項75ないし78のいずれか1つに記載の車両用空調
装置。 - 【請求項80】 前記蒸発器(9)の冷却度合の目標値
(TEO)を0℃より高い温度の通常時の目標値に切り
替えることにより、前記蒸発器(9)の除霜を行うこと
を特徴とする請求項75ないし79のいずれか1つに記
載の車両用空調装置。 - 【請求項81】 前記蒸発器(9)の冷却度合と前記蒸
発器(9)の吸い込み空気状態に基づいて除霜必要時間
を決定し、前記蒸発器(9)の除霜時間が前記除霜必要
時間を越えると、前記蒸発器(9)の除霜を停止するこ
とを特徴とする請求項75ないし80のいずれか1つに
記載の車両用空調装置。
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