JP2004268769A - 車両用冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発器の確実なフロスト防止と、冷え不足の解消による快適性確保とを両立させる。
【解決手段】蒸発器の空気吹出側のうち、蒸発器温度が最低温となる低温側領域に第１蒸発器温度センサを、また、蒸発器温度が最高温となる高温側領域に第２蒸発器温度センサをそれぞれ配置し、低温側領域の蒸発器温度Ｔｅ１がオフ側目標温度ＴＥＯａまで低下すると、電磁クラッチを遮断状態にして圧縮機を停止する（Ｓ１３０、Ｓ１５０）。これに対し、高温側領域の蒸発器温度Ｔｅ２がオフ側目標温度ＴＥＯａよりも所定温度だけ高いオン側目標温度ＴＥＯｂまで上昇すると、電磁クラッチを接続状態にして圧縮機１１を作動状態に復帰させる。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両エンジンにより駆動される圧縮機の作動を断続制御して、蒸発器の温度を制御する車両用冷凍サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置の冷凍サイクル装置においては、圧縮機を車両エンジンにより駆動しているので、圧縮機の作動を電磁クラッチにより断続して、蒸発器の温度を制御するようにしている。
【０００３】
より具体的には、蒸発器の空気吹出直後の代表的な部位にサーミスタ等の温度センサを配置し、温度センサの検出温度が蒸発器のフロスト防止のためのオフ側目標温度（例えば、３℃）より低下すると、圧縮機の作動を停止し、そして、温度センサの検出温度がオフ側目標温度に所定のヒステリシス幅を加えたオン側目標温度（例えば、４℃）より高くなると、圧縮機を再起動するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、蒸発器のフロスト防止を最優先すると、蒸発器の空気吹出直後のうち、最低温度部位に温度センサを配置して、この最低温度部位の温度がオフ側目標温度に低下したことを判定して圧縮機の作動を停止すればよい。
【０００５】
しかし、このようにすると、蒸発器全体の温度が十分低下しないうちに圧縮機が停止するという現象が起きる。また、圧縮機が一旦停止した後に、蒸発器のかなりの部分の温度がオン側目標温度を超える温度に上昇しても、温度センサが最低温度部位の低温を検出するため、温度センサの検出温度がオン側目標温度以上に上昇するのに時間がかかり、圧縮機の停止時間が過度に長くなる。これらの結果、蒸発器吹出空気の冷え不足が発生する。
【０００６】
このため、フロスト防止の制御性を多少犠牲にしながら、最低温度部位よりも若干高温側の適切な温度センサ配置場所を実験により試行錯誤的に求めることにより蒸発器吹出空気の冷え不足を抑制するようにしている。
【０００７】
しかし、このように苦労して選定した温度センサ配置場所であっても、冷凍サイクル運転条件が変動すると、例えば、冷媒低流量条件の下では蒸発器冷媒流路における液相冷媒と気相冷媒の密度差に起因して、蒸発器冷媒流路での液相冷媒と気相冷媒の分布に大きなバラツキが発生する。
【０００８】
その結果、蒸発器冷媒流路の各部位相互間での吹出空気温度差が拡大するので、特定の１箇所のみに配置した温度センサの検出温度では蒸発器全体の冷却度合を適切に代表することができない。そのため、冷媒低流量時に温度センサが蒸発器冷媒流路の低温側部位の吹出空気温度を検出する場合には、圧縮機の停止時間が過度に長くなって、蒸発器の最高温度部位の吹出空気温度Ｔｅ２が後述の図６の破線に示すように過度に上昇して、この最高温度部位付近の冷風が主に吹き出される車室内領域では冷え不足の問題が生じる。
【０００９】
逆に、温度センサが蒸発器冷媒流路の高温側部位の吹出空気温度を検出する場合には圧縮機の停止時間が過小となって、蒸発器が部分的に冷えすぎるという現象が発生し、これが契機となって蒸発器の全面フロストが生じることもある。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、圧縮機の作動を断続制御して蒸発器の温度を制御する車両用冷凍サイクル装置において、蒸発器の確実なフロスト防止と、冷え不足の解消による快適性確保とを両立させることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両エンジンによりクラッチ手段（１１ａ）を介して駆動される圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）の吸入側に接続され、低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（９）と、蒸発器（９）の低温側領域に配置された第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）と、蒸発器（９）の高温側領域に配置された第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）と、第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）および第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）の検出信号が入力され、クラッチ手段（１１ａ）を断続制御して圧縮機（１１）の作動を断続する制御手段（４０）とを備え、
第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）により検出される低温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ１）が所定のオフ側目標温度（ＴＥＯａ）まで低下すると、クラッチ手段（１１ａ）を遮断状態にして圧縮機（１１）を停止し、第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）により検出される高温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ２）がオフ側目標温度（ＴＥＯａ）よりも所定温度だけ高いオン側目標温度（ＴＥＯｂ）まで上昇すると、クラッチ手段（１１ａ）を接続状態にして圧縮機（１１）を作動状態に復帰させることを特徴とする。
【００１２】
これによると、低温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ１）を第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）により検出し、低温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ１）が所定のオフ側目標温度（ＴＥＯａ）以下に低下すると、圧縮機（１１）を停止状態とすることができる。そのため、常に低温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ１）の低下に基づいて圧縮機（１１）を停止させ、それにより、低温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ１）がフロスト危険域まで過度に低下することを防止できるので、蒸発器（９）のフロストを確実に防止できる。
【００１３】
そして、圧縮機（１１）が停止した後、圧縮機（１１）が作動状態に復帰するタイミングは、低温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ１）でなく、高温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ２）の上昇に基づいて決定するから、高温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ２）を必ずオン側目標温度（ＴＥＯｂ）以下に抑制できる。
【００１４】
従って、冷凍サイクル運転条件が変動しても、高温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ２）を常にオン側目標温度（ＴＥＯｂ）以下に抑制できるので、高温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ２）が過度に上昇して冷え不足が生じることを防止できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明のように、請求項１において、第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）を、蒸発器（９）の空気吹出側のうち、蒸発器温度が最低温となる部位に配置し、第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）を、蒸発器（９）の空気吹出側のうち、蒸発器温度が最高温となる部位に配置することが実用上より好ましい。
【００１６】
請求項２によると、最低温度部位の蒸発器温度に基づいて圧縮機停止を行うから、蒸発器（９）のフロスト防止制御をより一層的確に行うことができる。また、最高温度部位の蒸発器温度に基づいて圧縮機（１１）の作動状態への復帰制御を行うから、蒸発器（９）の冷え不足解消のための制御をより一層的確に行うことができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明のように、請求項２において、オフ側目標温度（ＴＥＯａ）を氷点下の所定温度に設定してもよい。
【００１８】
ところで、請求項２のように最低温度部位の蒸発器温度を常に第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）により検出して圧縮機（１１）を停止させる場合には、最低温度部位の蒸発器温度をフロスト発生の限界付近の温度域まで低下させても、蒸発器（９）のフロスト発生を防止できる。そのため、請求項３のようにオフ側目標温度（ＴＥＯａ）を氷点下の所定温度に設定しても、フロスト発生を防止できる。そして、オフ側目標温度（ＴＥＯａ）を氷点下の所定温度に設定することにより、蒸発器（９）温度を低温側に最大限引き下げて、蒸発器（９）の冷却除湿能力を高めることができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は本実施形態の全体構成の概要を示すもので、車両用空調装置は車室内最前部の計器盤（図示せず）の内側部に配設される空調ユニット１を備えている。この空調ユニット１はケース２を有し、このケース２内に車室内へ向かって空気が送風される空気通路を構成する。このケース２の空気通路の最上流部に内気導入口３および外気導入口４を有する内外気切替箱５を配置している。この内外気切替箱５内に、内外気切替手段としての内外気切替ドア６を回転自在に配置している。
【００２１】
この内外気切替ドア６はサーボモータ７によって駆動されるもので、内気導入口３より内気（車室内空気）を導入する内気導入モードと外気導入口４より外気（車室外空気）を導入する外気導入モードとを切り替える。
【００２２】
内外気切替箱５の下流側には車室内に向かう空気流を発生させる電動式の送風機８を配置している。この送風機８は、遠心式の送風ファン８ａをモータ８ｂにより駆動するようになっている。送風機８の下流側にはケース２内を流れる空気を冷却する蒸発器９を配置している。この蒸発器９は送風機８の送風空気を冷却する冷房用熱交換器であって、冷凍サイクル１０を構成する要素の一つである。
【００２３】
なお、冷凍サイクル１０は、圧縮機１１の吐出側から、凝縮器１２、受液器１３および減圧手段をなす温度式膨張弁１４を介して蒸発器９に冷媒が循環するように構成された周知のものである。圧縮機１１は、電磁クラッチ１１ａ、ベルト等を介して車両エンジン（図示せず）の回転動力が伝達されることにより回転駆動される。
【００２４】
冷凍サイクル１０においては、圧縮機１１により冷媒が高温高圧に圧縮され、この圧縮機１１から吐出された高圧ガス冷媒は凝縮器（放熱器）１２に導入され、この凝縮器１２にてガス冷媒は図示しない冷却ファンにより送風される外気と熱交換して放熱し凝縮する。凝縮器１２を通過した冷媒を受液器１３にて液相冷媒と気相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を受液器１３内に貯留する。
【００２５】
受液器１３からの高圧液冷媒を温度式膨張弁１４にて低圧の気液２相状態に減圧し、この減圧後の低圧冷媒を上記の蒸発器９において空調空気から吸熱して蒸発させるようになっている。温度式膨張弁１４は周知のごとく蒸発器９出口の冷媒過熱度が所定値に維持されるように弁開度を自動調節するものである。
【００２６】
蒸発器９において蒸発した後のガス冷媒は再度、圧縮機１１に吸入され、圧縮される。なお、冷凍サイクル１０のうち、圧縮機１１、凝縮器１２、受液器１３等の機器は、車両エンジンルーム（図示せず）内に配置されている。
【００２７】
一方、空調ユニット１において、蒸発器９の下流側にはケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア１５を配置している。このヒータコア１５は車両エンジンの温水（エンジン冷却水）を熱源として、蒸発器９通過後の空気（冷風）を加熱する暖房用熱交換器であり、その側方にはヒータコア１５をバイパスして空気が流れるバイパス通路１６が形成してある。
【００２８】
蒸発器９とヒータコア１５との間にエアミックスドア１７を回転自在に配置してある。このエアミックスドア１７はサーボモータ１８により駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調節可能になっている。エアミックスドア１７の開度によりヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バイパス通路１６を通過してヒータコア１５をバイパスする空気量（冷風量）との風量割合を調節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節するようになっている。
【００２９】
ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスＷに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口１９、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口２０、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口２１の計３種類の吹出口が設けられている。
【００３０】
これら吹出口１９〜２１の上流部にはデフロスタドア２２、フェイスドア２３およびフットドア２４が回転自在に配置されている。これらのドア２２〜２４は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ２５によって駆動される。
【００３１】
次に、図２により本実施形態における蒸発器９の冷媒流路構成および蒸発器温度センサの具体的配置形態を説明する。蒸発器９はその左右の側面部の一方（図示左側）の上方部に冷媒出入口ジョイント９ａを一体に接合し、この冷媒出入口ジョイント９ａに、膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒が流入する冷媒入口９ｂと蒸発器９にて蒸発したガス冷媒が圧縮機１１吸入側へ向かって流出する冷媒出口９ｃが設けてある。
【００３２】
蒸発器９は、多数の偏平チューブ９ｄ相互間にコルゲートフィン９ｆを一体に接合し、この偏平チューブ９ｄとコルゲートフィン９ｆとにより冷媒と送風空気との間で熱交換を行う熱交換コア部を構成している。この熱交換コア部の上下両端部に偏平チューブ９ｄ内の冷媒流路への冷媒分配あるいは偏平チューブ９ｄ内の冷媒流路からの冷媒集合を行うタンク部９ｇ〜９ｊを構成している。このタンク部９ｇ〜９ｊは図示の例では偏平チューブ９ｄと一体成形しているが、タンク部９ｇ〜９ｊを偏平チューブ９ｄと別体で成形し、タンク部９ｇ〜９ｊを偏平チューブ９ｄと一体に接合（ろう付け）してもよい。
【００３３】
タンク部９ｇ〜９ｊのうちタンク部９ｇ、９ｉは蒸発器９への空気流れ方向Ａの上流側に位置する風上側タンク部であり、これに対し、タンク部９ｈ、９ｊは蒸発器９への空気流れ方向Ａの下流側に位置する風下側タンク部である。
【００３４】
上側の両タンク部９ｇ、９ｈ相互間の冷媒流路、および下側の両タンク部９ｉ、９ｊ相互間の冷媒流路はそれぞれ空気流れ方向Ａの風上側と風下側とで仕切られている。これに伴って、偏平チューブ９ｄ内の冷媒流路も空気流れ方向Ａの風上側と風下側とで仕切られている。
【００３５】
このように偏平チューブ９ｄ内の冷媒流路および上下のタンク部９ｇ〜９ｊ内の冷媒流路を空気流れ方向Ａの前後で仕切ることにより、蒸発器９の風下側部位に、冷媒入口９ｂからの冷媒が流れる入口側冷媒流路部９ｋを形成し、蒸発器９の風上側部位に、入口側冷媒流路部９ｋからの冷媒が冷媒出口９ｃに向かって流れる出口側冷媒流路部９ｍを形成している。従って、冷媒入口９ｂからの冷媒が最初に蒸発器９の風下側に流れ、その後、蒸発器９の風上側に流れるという対向流型の前後Ｕターン流路を形成する。
【００３６】
冷媒入口９ｂからの冷媒は蒸発器９の左側面部流路９ｎを矢印ａのように通過（降下）して、入口側冷媒流路部９ｋの下側タンク９ｊに流入する。この下側タンク９ｊの左右方向の中央部には仕切り板９ｐが配置されているので、冷媒はその後、入口側冷媒流路部９ｋを矢印ｂ、ｃ、ｄのように蛇行状に流れて、入口側冷媒流路部９ｋの出口部（右側下端部）に到達する。
【００３７】
この右側下端部の冷媒は蒸発器９の右側面部流路９ｑを矢印ｅのように通過（上昇）して、出口側冷媒流路部９ｍの上側タンク９ｇの右側上端部に流入する。この上側タンク９ｇの左右方向の中央部には仕切り板９ｒが配置されているので、冷媒はその後、出口側冷媒流路部９ｍを矢印ｆ、ｇ、ｈのように蛇行状に流れて冷媒出口９ｃに到達する。
【００３８】
図２に示す本実施形態における蒸発器９の冷媒流路構成であると、風下側の入口側冷媒流路部９ｋでは蒸発器９の左側から右側へと冷媒が流れ、これに対し、風上側の出口側冷媒流路部９ｍでは蒸発器９の右側から左側へと逆方向に冷媒が流れる。そして、蒸発器９の左側部では入口側冷媒流路部９ｋと出口側冷媒流路部９ｍの冷媒流れ方向がともに矢印ｂ、ｈに示す上昇流となり、蒸発器９の右側部では入口側冷媒流路部９ｋと出口側冷媒流路部９ｍの冷媒流れ方向がともに矢印ｄ、ｆに示す下降流となる。
【００３９】
このように、風下側の入口側冷媒流路部９ｋと風上側の出口側冷媒流路部９ｍとで、冷媒流れ方向が左右逆転しているとともに、蒸発器９の空気流れ方向Ａの前後において重合する冷媒流路部分（矢印ｂ、ｈ部分および矢印ｄ、ｆ部分）では冷媒流れ方向が一致している。
【００４０】
これにより、蒸発器９の空気流れ方向Ａの前後において重合する冷媒流路部分では、液相冷媒の分布の偏りを相殺して、蒸発器９の吹出空気温度のバラツキを抑制している。
【００４１】
ところで、本発明者らの実験検討によると、圧縮機１１の高回転時や膨張弁１４の開度が大きくてサイクル内循環冷媒流量が大きい場合には、蒸発器９の上記した冷媒流路構成によって蒸発器９の吹出空気温度のバラツキを十分小さい範囲に低減できる。
【００４２】
しかし、圧縮機１１の低回転時や膨張弁１４の小開度時のようにサイクル内循環冷媒流量が減少する場合等には、蒸発器９内部の冷媒流路における冷媒流速の低下、液相冷媒と気相冷媒の密度差等に起因して、蒸発器９内冷媒流路での液相冷媒と気相冷媒の偏在が顕著となることが分かった。
【００４３】
そして、気相冷媒のみが存在する部位では顕熱分のみの吸熱となり、蒸発潜熱を吸熱できないので、気相冷媒部位の蒸発器吹出空気温度が液相冷媒の集中部位に比較して大幅に高い温度となって、蒸発器吹出空気温度のバラツキが増大する。
【００４４】
本発明者らの実験検討によると、蒸発器９の熱交換コア部において、冷媒入口９ｂから左側面部流路９ｎを通過した直後の冷媒が流れる、冷媒入口側領域▲１▼付近が最も低温側部位となり、そして、風下側の入口側冷媒流路部９ｋのうち、最も冷媒出口側領域▲２▼付近が最も高温側部位となることが分かった。
【００４５】
そこで、本実施形態においては、蒸発器９の熱交換コア部の空気吹出側（風下側）のうち、最も低温側領域▲１▼に第１温度センサ４１ａを配置し、この第１温度センサ４１ａにより最も低温側領域▲１▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ１を検出するようにしてある。
【００４６】
また、蒸発器９の熱交換コア部の空気吹出側（風下側）のうち、最も高温側領域▲２▼に第２温度センサ４１ｂを配置し、この第２温度センサ４１ｂにより最も高温側領域▲２▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ２を検出するようにしてある。
【００４７】
次に、図３により本実施形態の電気制御部の概要を説明すると、空調制御装置４０はＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含んで構成される周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されるもので、ＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。空調制御装置４０の入力側にはセンサ群４１からのセンサ検出信号、空調パネル４２からの操作信号が入力される。
【００４８】
センサ群４１には、上記した第１、第２蒸発器温度センサ４１ａ、４１ｂが備えられている。この両温度センサ４１ａ、４１ｂにより検出される蒸発器吹出空気温度Ｔｅ１、Ｔｅ２に応じて電磁クラッチ１１ａの通電を断続制御し、これにより、圧縮機１１の作動を断続して蒸発器９の冷却能力を制御するようになっている。
【００４９】
この第１、第２蒸発器温度センサ４１ａ、４１ｂの他に、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓ、温水温度Ｔｗ等を検出する各種のセンサ４１ｃ〜４１ｆ等がセンサ群４１に備えられている。
【００５０】
空調パネル４２は、車室内の運転席前方の計器盤（図示せず）付近に配置されるものであって、乗員により操作される以下の操作スイッチ４２ａ〜４２ｅを有している。温度設定スイッチ４２ａは車室内の設定温度Ｔｓｅｔの信号を出すものであり、内外気切替スイッチ４２ｂは内外気切替ドア６による内気モードと外気モードをマニュアル設定する信号を出すものである。
【００５１】
吹出モードスイッチ４２ｃは吹出モードとして周知のフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモード、およびデフロスタモードをマニュアル設定するための信号を出すものである。風量切替スイッチ４２ｄは送風機８のオンオフおよび送風機８の風量切替をマニュアル設定するための信号を出すものであり、エアコンスイッチ４２ｅは電磁クラッチ１１ａの通電のオンオフ信号を出して圧縮機１１の作動を断続するものである。
【００５２】
空調制御装置４０の出力側には、圧縮機１１の電磁クラッチ１１ａ、送風機８の駆動用モータ８ｂ、および各機器の電気駆動手段をなすサーボモータ７、１８、２５等が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置４０の出力信号により制御される。
【００５３】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。最初に、車両用空調装置としての作動の概要を説明すると、空調パネル４２の風量切替スイッチ４２ｄを投入して送風機８を作動させることにより、空調ユニット１のケース２内の通風路に空気が送風される。
【００５４】
そして、空調パネル４２の圧縮機作動スイッチであるエアコンスイッチ４２ｅを投入すると、空調制御装置４０により電磁クラッチ１１ａに通電されて電磁クラッチ１１ａが接続状態となり、圧縮機１１が車両エンジンにより回転駆動される。これにより、冷凍サイクル１０において蒸発器９に冷媒が循環するので、送風空気を蒸発器９により冷却、除湿して、車室内へ空調風を吹き出すことができる。
【００５５】
次に、圧縮機１１の作動の断続制御を図４により説明すると、図４は空調制御装置４０により実行される圧縮機制御ルーチンであり、エアコンスイッチ４２ｅの投入によりスタートし、先ず、ステップＳ１００にてフラグＦ＝０に初期化する。次に、ステップＳ１１０にてセンサ群４１の検出信号、空調パネル４２からの操作信号等を読み込む。
【００５６】
次に、ステップＳ１２０にてフラグＦ＝０であるか判定する。フラグＦは初期化により０になっているので、ステップＳ１３０に進み、低温側領域▲１▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ１がオフ側目標温度ＴＥＯａ以下に低下したか判定する。ここで、オフ側目標温度ＴＥＯａは後述の図５に示すように氷点下の温度、例えば、−２℃である。エアコンスイッチ４２ｅの投入直後は蒸発器吹出温度Ｔｅ１がオフ側目標温度ＴＥＯａより高いので、ステップＳ１３０の判定がＮＯとなり、ステップＳ１４０に進む。
【００５７】
ステップＳ１４０では、電磁クラッチ１１ａに通電して電磁クラッチ１１ａをＯＮ状態、すなわち、圧縮機１１を作動状態にするとともに、フラグＦ＝０にする。従って、低温側領域▲１▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ１がオフ側目標温度ＴＥＯａより高い間は圧縮機１１の作動状態が継続されて、蒸発器吹出温度が次第に低下していく。
【００５８】
そして、低温側領域▲１▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ１がオフ側目標温度ＴＥＯａ以下に低下すると、ステップＳ１３０の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１５０に進み、電磁クラッチ１１ａへの通電を遮断して電磁クラッチ１１ａをＯＦＦ状態、すなわち、圧縮機１１を停止状態にするとともに、フラグＦ＝１にする。
【００５９】
このようにフラグＦが１になると、ステップＳ１２０からステップＳ１６０に進み、高温側領域▲２▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ２がオン側目標温度ＴＥＯｂ以下であるか判定する。ここで、オン側目標温度ＴＥＯｂはオフ側目標温度ＴＥＯａより所定値α高い温度、すなわち、ＴＥＯｂ＝ＴＥＯａ＋αであり、具体的には、後述の図５に示すように９℃である。
【００６０】
従って、圧縮機１１の停止後もしばらくの間、蒸発器９の熱容量により高温側領域▲２▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ２がオン側目標温度ＴＥＯｂより低い状態に維持され、ステップＳ１６０の判定はＹＥＳとなる。このため、ステップＳ１７０にて電磁クラッチ１１ａをＯＦＦ状態にして圧縮機１１を停止状態にするとともに、フラグＦ＝１にする。
【００６１】
そして、圧縮機停止状態の時間経過により高温側領域▲２▼の蒸発器吹出温度Ｔｅ２がオン側目標温度ＴＥＯｂより高くなると、ステップＳ１６０の判定がＮＯとなり、ステップＳ１８０にて電磁クラッチ１１ａを再びＯＮ状態にして圧縮機１１を作動状態に復帰させるとともに、フラグＦ＝０にする。
【００６２】
以下、低温側領域▲１▼のＴｅ１がＴＥＯａ以下に低下すると圧縮機１１を停止状態とし、これに対し、高温側領域▲２▼のＴｅ２がＴＥＯｂより高くなると圧縮機１１を作動状態とする、圧縮機作動断続制御を繰り返す。
【００６３】
図５は上記した本実施形態による圧縮機作動の断続制御を示すものであり、横軸は圧縮機１１の起動後の経過時間であり、縦軸は蒸発器吹出温度および電磁クラッチ１１ａ（圧縮機１１）のＯＮ、ＯＦＦを示す。
【００６４】
Ｔｅ１がＴＥＯａ以下に低下すると圧縮機１１を停止状態とし、これ以後、Ｔｅ１、Ｔｅ２がともに上昇し、そして、Ｔｅ２がＴＥＯｂより高くなると、圧縮機１１を作動状態とするため、Ｔｅ１、Ｔｅ２がともに下降する。これ以後、このような温度変化を繰り返す。なお、図５において、Ｔｅ３は蒸発器吹出側の代表的な部位（最低温度部位よりも若干高温側の部位）における蒸発器吹出温度の変化である。
【００６５】
本実施形態によると、蒸発器吹出側の最低温度部位の吹出空気温度Ｔｅ１を第１温度センサ４１ａにより検出し、また、蒸発器吹出側の最高温度部位の吹出空気温度Ｔｅ２を第２温度センサ４１ｂにより検出し、最低温度部位の吹出空気温度Ｔｅ１が所定のオフ側目標温度ＴＥＯａ以下に低下すると、圧縮機１１を停止状態とするから、常に最低温度部位の吹出空気温度Ｔｅ１を判定して圧縮機１１を停止させ、蒸発器吹出温度が過度に低下することを防止できるから、蒸発器９のフロストを確実に防止できる。
【００６６】
なお、本実施形態ではオフ側目標温度ＴＥＯａを氷点下の−２℃に設定しているが、蒸発器吹出温度が氷点下の温度となる部位はごく一部のみであり、代表的な蒸発器吹出温度Ｔｅ３は図５の実線にて示すように＋２℃程度までしか低下しないから、蒸発器９のフロスト発生の心配はない。むしろ、代表的な蒸発器吹出温度Ｔｅ３の下限値を０℃に接近させることにより、蒸発器９の冷却除湿能力を向上させることができる。
【００６７】
そして、最低温度部位の吹出空気温度Ｔｅ１の低下により圧縮機１１が停止した後、圧縮機１１が作動状態に復帰するタイミングは、最低温度部位の吹出空気温度Ｔｅ１でなく、最高温度部位の吹出空気温度Ｔｅ２の上昇に基づいて決定するから、最高温度部位の吹出空気温度Ｔｅ２を必ずオン側目標温度ＴＥＯｂ以下に抑制できる。
【００６８】
従って、冷凍サイクル運転条件が変動しても、最高温度部位の吹出空気温度Ｔｅ２を常にオン側目標温度ＴＥＯｂ以下に抑制できるので、最高温度部位の吹出空気温度Ｔｅ２が過度に上昇して冷え不足が生じることを防止できる。
【００６９】
しかるに、従来技術のように、蒸発器吹出側の特定の１箇所のみに温度センサを配置し、その検出温度に基づいて圧縮機作動を断続制御するものでは、温度センサの検出温度が冷凍サイクルのある運転条件にて蒸発器全体の冷却度合を適切に代表することができても、別の冷凍サイクル運転条件では温度センサの検出温度が蒸発器全体の冷却度合を適切に代表できないという事態が発生する。
【００７０】
従って、冷凍サイクルの冷媒流量が高流量であるときに、温度センサの検出温度が蒸発器全体の冷却度合を適切に代表していても、低流量条件では温度センサの検出温度が蒸発器全体の冷却度合を適切に代表できないという事態が発生する。
【００７１】
図６は従来技術による圧縮機作動の断続制御の具体例を示すものであり、図６の横軸、縦軸は図５と同じである。図６において、実線Ｔｅ３は温度センサの検出温度であり、１点鎖線Ｔｅ１は蒸発器吹出側の最低温度部位の吹出温度であり、破線Ｔｅ２は蒸発器吹出側の最高温度部位の吹出温度である。
【００７２】
図６の従来技術による制御例では、センサ検出温度Ｔｅ３がオフ側目標温度ＴＥＯａ（例えば、２℃）以下に低下すると、圧縮機１１を停止状態とし、そして、センサ検出温度Ｔｅ３がオン側目標温度ＴＥＯｂ（例えば、５℃）に上昇すると、圧縮機１１を作動状態にする。
【００７３】
図６は温度センサの検出温度Ｔｅ３が蒸発器全体の冷却度合を適切に代表できない場合であり、最低温度部位の吹出温度Ｔｅ１が−７℃という低温まで低下してしまうので、このような低温部位の発生が契機となって蒸発器９のフロストが発生する。
【００７４】
一方、蒸発器吹出側の最高温度部位の吹出温度Ｔｅが圧縮機１１の停止時に１１℃という高温レベルまで上昇してしまい、この最高温度部位付近の冷風が主に吹き出される車室内領域では冷え不足の問題が生じる。
【００７５】
（他の実施形態）
なお、上記の一実施形態では、オフ側目標温度ＴＥＯａおよびオン側目標温度ＴＥＯｂをともに予め設定された固定値としているが、オフ側目標温度ＴＥＯａおよびオン側目標温度ＴＥＯｂを空調装置の作動条件に応じて可変するようにしてもよい。
【００７６】
具体的には、空調ユニット１から車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを、温度設定スイッチ４２ａにより設定した設定温度Ｔｓｅｔ、および空調熱負荷を表す外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓ等に基づいて算出し、現実の吹出空気温度がこの目標吹出温度ＴＡＯとなるようにエアミックスドア１７等の温度調節手段を自動制御する車両用空調装置において、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に応じてオフ側目標温度ＴＥＯａおよびオン側目標温度ＴＥＯｂを高温側へ補正するようにしてもよい。
【００７７】
また、春秋の中間期においては、蒸発器９の冷却除湿能力を低下させても空調機能上支障がないので、外気温が中間温度域にあることを判定したときにオフ側目標温度ＴＥＯａおよびオン側目標温度ＴＥＯｂを高温側へ補正するようにしてもよい。
【００７８】
このようにオフ側目標温度ＴＥＯａおよびオン側目標温度ＴＥＯｂを高温側へ補正すると、圧縮機１１の稼働率が低下して圧縮機１１の駆動動力を低減できる。
【００７９】
また、上記の一実施形態では、蒸発器９の空気吹出側において低温側領域▲１▼および高温側領域▲２▼にそれぞれ吹出空気温度Ｔｅ１、Ｔｅ２を検出する吹出温度センサ４１ａ、４１ｂを配置し、この吹出温度センサ４１ａ、４１ｂを第１、第２蒸発器温度検出手段として用いているが、第１、第２蒸発器温度検出手段として、空気吹出側のフィン表面温度等を検出する温度検出手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両用空調装置の概略全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いる蒸発器の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態における電気制御部の概略ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による圧縮機断続制御のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による圧縮機断続制御の作動特性図である。
【図６】従来技術による圧縮機断続制御の作動特性図である。
【符号の説明】
１…空調ユニット、８…送風機、９…蒸発器、１０…冷凍サイクル、
１１…圧縮機、１１ａ…電磁クラッチ（クラッチ手段）、
４０…空調用制御装置（制御手段）、
４１ａ…蒸発器低温側領域の温度センサ（第１蒸発器温度検出手段）、
４１ｂ…蒸発器高温側領域の温度センサ（第２蒸発器温度検出手段）。

Claims (3)

1. 車両エンジンによりクラッチ手段（１１ａ）を介して駆動される圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）の吸入側に接続され、低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（９）と、
   前記蒸発器（９）の低温側領域に配置された第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）と、
   前記蒸発器（９）の高温側領域に配置された第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）と、
   前記第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）および前記第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）の検出信号が入力され、前記クラッチ手段（１１ａ）を断続制御して前記圧縮機（１１）の作動を断続する制御手段（４０）とを備え、
   前記第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）により検出される低温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ１）が所定のオフ側目標温度（ＴＥＯａ）まで低下すると、前記クラッチ手段（１１ａ）を遮断状態にして前記圧縮機（１１）を停止し、
   前記第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）により検出される高温側領域の蒸発器温度（Ｔｅ２）が前記オフ側目標温度（ＴＥＯａ）よりも所定温度だけ高いオン側目標温度（ＴＥＯｂ）まで上昇すると、前記クラッチ手段（１１ａ）を接続状態にして前記圧縮機（１１）を作動状態に復帰させることを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。
2. 前記第１蒸発器温度検出手段（４１ａ）は、前記蒸発器（９）の空気吹出側のうち、蒸発器温度が最低温となる部位に配置され、
   前記第２蒸発器温度検出手段（４１ｂ）は、前記蒸発器（９）の空気吹出側のうち、蒸発器温度が最高温となる部位に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷凍サイクル装置。
3. 前記オフ側目標温度（ＴＥＯａ）は氷点下の所定温度であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用冷凍サイクル装置。

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