JP2013237378A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機停止時における冷却継続時間の延長を図ることが可能な車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】冷媒通路１０に圧縮機２０、凝縮器３０、減圧器４０、蒸発器５０を備えた冷凍サイクル６０と、冷媒通路１０の蒸発器５０の出口側に設けられて冷媒を貯留可能な貯留器７０と、貯留器７０に貯留された冷媒を蒸発器５０に供給可能な冷媒ポンプ７３と、
圧縮機２０の停止時に、冷媒ポンプ７３を駆動させて貯留器７０に貯留した冷媒を蒸発器５０に供給して蒸発器５０における送風冷却を継続させる冷却継続制御を実行する冷却継続制御部１１０と、冷却継続制御部１１０による冷却継続制御時に、冷媒ポンプ７３の吐出量を少なくとも制限する側に制御可能な吐出量制御部１２０と、を備えている車両用空調装置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置として、アイドリングストップ時のようにエンジン停止に伴って圧縮機の作動が停止しても冷房を継続可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の車両用空調装置は、蒸発器と圧縮機との間の冷媒通路に、蓄冷材を備えた貯留器を配置し、走行中（圧縮機の作動中）に貯留器内に液冷媒を蓄えるとともに蓄冷材に蓄冷する。そして、停車時（圧縮機の停止中）に、蓄冷材に蓄えた冷力で低圧側の冷媒圧力を低く保ちながら、貯留器の液冷媒を冷媒ポンプにより蒸発器の入口側に移送して、空調空気の冷却を行って冷房状態を継続できるというものである。

特開２００３−３２０８４２号公報

しかしながら、上述の従来技術では、アイドリングストップ時などの圧縮機の停止時には、冷媒ポンプを一定駆動させていたため、蒸発機における送風との熱交換量である吸熱量によっては、冷媒ポンプによる液冷媒移送量が適正でないことがあった。
これにより、冷媒流量が過剰となり、無駄に冷力を使用して圧縮機停止状態での冷却継続時間が短縮される問題があった。

本発明は、上述の従来の問題に着目して成されたもので、空調装置の圧縮機停止時における冷却継続時間の延長を図ることが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために請求項１に係る発明は、
冷媒通路に圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えた冷凍サイクルと、
前記冷媒通路の前記蒸発器の出口側に設けられて前記冷媒を貯留可能な貯留器と、
この貯留器に貯留された冷媒を前記蒸発器に供給可能な冷媒ポンプと、
前記圧縮機の停止時に、前記冷媒ポンプを駆動させて前記貯留器に貯留した前記冷媒を前記蒸発器に供給して前記蒸発器における送風冷却を継続させる冷却継続制御を実行する冷却継続制御部と、
前記冷却継続制御部による前記冷却継続制御時に、前記冷媒ポンプの吐出量を少なくとも制限する側に制御可能な吐出量制御部と、
を備えていることを特徴とする車両用空調装置とした。

本発明の車両用空調装置では、圧縮機の停止時に、冷却継続制御部が、冷媒ポンプを駆動させて、貯留器の冷媒を蒸発器に供給して蒸発器における送風冷却を継続させる。
そして、この冷却継続制御時には、吐出量制御部により、ポンプ吐出量の制限が実行可能であるため、この吐出量制限を行わないものと比較して、冷媒流量を制限した分だけ冷却継続時間の延長を図ることが可能となる。

図１は実施例１の車両用空調装置の冷凍サイクルを含む全体構成を示す全体図である。 図２は実施例１の車両用空調装置に用いた空調ユニットＡＣを示す模式図である。 図３は実施例１の車両用空調装置に用いた貯留器７０の構造の概略を示す説明図である。 図４は実施例１の車両用空調装置における吐出量制御を含む冷却継続制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図５は実施例１の車両用空調装置における吐出量制御時の吐出量特性を示す図であって、（ａ）は蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）に応じた冷媒ポンプ７３のデューティ比Ｄｐ特性を示し、（ｂ）は目標吹出温度Ｘｍに対する冷媒ポンプ回転数Ｎ特性を示している。 図６は実施例１の車両用空調装置における冷却継続制御中の冷媒の流れを示す冷凍サイクルの回路図である。 図７は実施例１の車両用空調装置において目標吹出温度Ｘｍが高い場合の冷却継続制御の実行時のタイムチャートであり、（ａ）は吐出量制御を実行しない比較例の作動例を示し、（ｂ）は吐出量制御を実行した実施例１の作動例を示している。 図８は実施例１の車両用空調装置において目標吹出温度Ｘｍが低い場合の冷却継続制御の実行時のタイムチャートであり、（ａ）は吐出量制御を実行しない比較例の作動例を示し、（ｂ）は吐出量制御を実行した実施例１の作動例を示している。 図９は実施例２の車両用空調装置における吐出量制御の要部の処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は実施例２の車両用空調装置における吐出量制御時の吐出量特性を示す図であって、（ａ）は蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）に応じた冷媒ポンプ７３のデューティ比Ｄｐ特性を示し、（ｂ）は目標吹出温度Ｘｍに対する冷媒ポンプ回転数Ｎ特性を示している。 図１１は実施例１の車両用空調装置において目標吹出温度Ｘｍが高く蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）が低い場合の冷却継続制御の実行時のタイムチャートであり、（ａ）は吐出量制御を実行しない比較例の作動例を示し、（ｂ）はエコモードにより吐出量制御を実行した実施例２の作動例を示し、（ｃ）は快適性重視モードにより吐出量制御を実行した実施例２の作動例を示している。 図１２は実施例３の車両用空調装置における吐出量制御時の吐出量特性を示す図であって、目標吹出温度Ｘｍに対する冷媒ポンプ回転数Ｎ特性を示している。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

以下に、図１〜図８に基づいて、実施例１の車両用空調装置について説明する。
まず、実施例１の車両用空調装置の構成について説明する。

（冷凍サイクルの説明）
実施例１の車両用空調装置は、図１に示すように、冷媒通路１０に、圧縮機２０、凝縮器３０、減圧器４０、蒸発器５０を順に配置した冷凍サイクル６０を備えている。
さらに、冷媒通路１０において前記蒸発器５０の出口側に冷媒を貯留可能な貯留器７０が設けられている。

圧縮機２０は、車両のエンジンルーム（図示省略）に配置されてエンジン（図示省略）により駆動され、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。
凝縮器３０は、エンジンルーム（図示省略）に配置されて、圧縮機２０により高温高圧に圧縮された冷媒を、外気との熱交換により冷却して液化する。なお、凝縮器３０には、リキッドタンク３０ａが設けられ、内部には、冷媒を濾過するフィルタ（図示省略）が設けられている。

減圧器４０は、本実施例１では、蒸発器５０の出口側の冷媒温度に感応して変位するセンサ部４１と、このセンサ部４１の変位に基づいて蒸発器５０の出口側の冷媒の過熱度を調節するように弁開度を調節する膨張弁４２と、を備えている。したがって、膨張弁４２では、センサ部４１で検出される蒸発器５０の出口側の冷媒温度に応じ、蒸発器５０の出口側の冷媒の過熱度を所定値（例えば、５〜１０℃）とするように、その開度が調節されて、凝縮器３０から送られる高圧の液状冷媒の減圧と流量制御を行い、低温・低圧の液状冷媒とする。

蒸発器５０は、車室内に配置された図２に示す空調ユニットＡＣ内に配置され、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて、低温・低圧のガス冷媒とすることにより空調ユニットＡＣ内の送風と熱交換（冷却）を行う。

図１に戻り、貯留器７０は、蒸発器５０の入口側とバイパス通路１１により接続されており、かつ、その内部には貯留器７０に貯留された冷媒をバイパス通路１１に吐出する冷媒ポンプ７３が設けられている。

（貯留器の説明）
ここで、貯留器７０の構成を図３に基づいて簡単に説明する。
この貯留器７０は、冷媒を貯留可能な筒状のタンク部７１と、このタンク部７１の外周に設けられ、タンク部７１に貯留された冷媒と熱交換可能な蓄冷材７２とを備えている。なお、蓄冷材７２としては、水と高吸水性樹脂（ポリアクリル酸ナトリウム）を含むものや、パラフィンなど周知のものを用いる。
また、図示のように、蒸発器５０の出口側に接続されて冷媒通路１０の一部を形成する管１２がタンク部７１の上部に開口され、一方、圧縮機２０の吸入側に接続されて冷媒通路１０の一部を形成する管１３が、タンク部７１の上部に開口されている。なお、管１３は、タンク部７１の底部で湾曲されてタンク部７１の上部から外部に導出され、湾曲部分には、液状の冷媒を吸い込むための吸入孔１３ａが穿設されている。

タンク部７１の底部には、冷媒ポンプ７３が設けられている。この冷媒ポンプ７３に前述のバイパス通路１１が接続されて、冷媒通路１０の減圧器４０と蒸発器５０との間に接続されている。なお、バイパス通路１１には、冷媒の流通方向を貯留器７０から蒸発器５０の方向へのみに制限する逆止弁９１が設けられている。また、冷媒通路１０において、管１３に接続された部位にも、圧縮機２０から逆流を防止する逆止弁９２が設けられている。

さらに、冷媒通路１０において、蒸発器５０の上流のバイパス通路１１との接続箇所と減圧器４０との間には、冷媒通路１０を開閉する電磁弁９０が設けられている。
この電磁弁９０の開閉および冷媒ポンプ７３の駆動は、空調制御回路１００の冷却継続制御部１１０により制御されるもので、その詳細については後述する。

（空調ユニットの説明）
次に、図２に基づいて、空調ユニットＡＣについて簡単に説明する。
空調ユニットＡＣは、ブロアファン８１により送風を形成し、蒸発器５０において送風と熱交換（冷却）を行い、さらにエアミックスドア８３の開度に応じて蒸発器５０を通過した送風の一部を加熱器８２と熱交換（加熱）することにより、各吹出口８４からの吹出温度を任意に調節することができる周知のものである。

（空調制御回路の説明）
図１に示す空調制御回路（空調制御部）１００は、センサ群２００から得られる車室の温度環境に関するデータおよび乗員が設定した設定車室温度を入力し、目標吹出温度Ｘｍや目標風量を演算する。そして、空調制御回路１００は、目標吹出温度Ｘｍが得られるように、エアミックスドア８３などの制御を行い、かつ、目標風量が得られるように、ブロアファン８１の駆動を制御する。この制御は、周知の制御であるため、その詳細については説明を省略する。
センサ群２００には、周知のように車室温度センサや外気温度センサや日射量センサが含まれるほか、空調ユニットＡＣにおいて蒸発器５０の直後の温度（直後温度Ｔｂｈ）を検出する蒸発器下流温度センサ２０１が設けられている。

さらに、空調制御回路１００には、図外のエンジンが停止して圧縮機２０が停止された状態で、貯留器７０に貯留した液冷媒を用いて蒸発器５０における冷却を継続させる冷却継続制御を実行する冷却継続制御部１１０を備えている。

本実施例１では、冷却継続制御部１１０による冷却継続制御は、アイドリングストップ制御の実行時に行われる。なお、アイドリングストップ制御は、駐停車や信号待ちを行っている間にエンジン停止を行うものであり、一時的な停車を検知してエンジン停止を行い、発進操作を検知してエンジン（図示省略）の再始動を行う周知の制御である。また、本実施例１では、このアイドリングストップを実行する制御部は、アイドリングストップ制御を実行している間、空調制御回路１００に向けてアイドリングストップ信号ａｓｔを出力しているものとする。

（冷却継続制御の説明）
次に、空調制御回路１００の冷却継続制御部１１０が実行する冷却継続制御について図４のフローチャートに基づき説明する。
この冷却継続制御は、空調ユニットの運転により空調制御回路１００による空調制御を実行するのに伴って実行されるもので、初期状態では、冷媒ポンプ７３は停止され、かつ、電磁弁９０は開弁されている。
まず、ステップＳ１では、空調制御回路１００において蒸発器５０を運転させるエアコン信号が形成されている（Ａ／Ｃ ＯＮ）か否か判定し、エアコン信号が形成されている場合はステップＳ２に進み、形成されていない場合は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ２では、アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されているか否か判定し、入力されている場合はステップＳ３に進み、入力されていない場合は、ステップＳ１に戻る。

アイドリングストップ信号ａｓｔが入力された場合に進むステップＳ３では、電磁弁９０を閉弁させ、ステップＳ４に進む。
このステップＳ４以降の処理が、吐出量制御部１２０により実行される吐出量制御に相当する。

ステップＳ４では、蒸発器下流温度センサ２０１が検出する直後温度Ｔｂｈが目標吹出温度Ｘｍ未満であるか否か判定する。そして、直後温度Ｔｂｈが目標吹出温度Ｘｍ未満であり目標吹出温度Ｘｍに向けての蒸発器５０による送風の冷却が可能な場合は、ステップＳ５進んで吐出量制限制御を実行する。一方、直後温度Ｔｂｈが目標吹出温度Ｘｍ以上であり、目標吹出温度Ｘｍに向けての蒸発器５０による冷却が不可能となった場合はステップＳ８に進んで吐出量制御および冷却継続制御を終了して、冷媒ポンプ７３を停止させるとともに、電磁弁９０を開弁する。なお、この冷却継続制御の終了の際には、エンジン（図示省略）を駆動させてもよいし、ブロアファン８１を停止させてもよい。

直後温度Ｔｂｈが目標吹出温度Ｘｍ未満の場合に進むステップＳ５では、冷媒ポンプ７３を駆動させるためのデューティ比Ｄｐを演算し、ステップＳ６に進む。
ここで、デューティ比Ｄｐは、冷媒ポンプ吐出量に相当するものであり、図５（ａ）に示すように、蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）に比例して設定される。
この蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）は、蒸発器５０における吸熱量を現す目標吹出温度Ｘｍの関数であり、本実施例１では、下記式（１）に示すように、目標吹出温度Ｘｍと風量とを変数として演算する。
Ｄｐ＝ｆ（Ｑ（Ｘｍ））＝（α／Ｘｍ）＋（Ｇａ／β） ・・・（１）
なお、α、βは常数、Ｘｍは目標吹出温度、Ｇａは風量である。
すなわち、デューティ比Ｄｐは、蒸発器５０における吸熱量に応じ、温度負荷および風量に比例する。また、目標吹出温度Ｘｍは、温度負荷に反比例するため、デューティ比Ｄｐは、目標吹出温度Ｘｍに反比例する。

したがって、本実施例１では、図５（ａ）に示すように、デューティ比Ｄｐは、蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）が高いほど大きく、蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）が低いほど小さな値に設定する。
そして、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すデューティ比特性により冷媒ポンプ７３を駆動させた場合の目標吹出温度Ｘｍと冷媒ポンプ回転数Ｎとの関係（吐出量特性）を示しており、デューティ比Ｄｐは、目標吹出温度Ｘｍおよび風量Ｇａを変数とした蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）に対応するため、冷媒ポンプ回転数Ｎは、目標吹出温度Ｘｍに対して、ある程度の可変幅ｈを有した傾きで、目標吹出温度Ｘｍが低いほど、冷媒ポンプ回転数Ｎが高くなり（吐出量が増加し）、目標吹出温度Ｘｍが高いほど、冷媒ポンプ回転数Ｎが低くなる（吐出量が減少する）よう設定される。

次に、ステップＳ６では、ステップＳ５にて算出されたデューティ比Ｄｐにより冷媒ポンプ７３を駆動させ、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されているか否か判定し、アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されている場合はステップＳ３に戻り、アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されていない場合は、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、前述したように、吐出量制限制御を含む冷却継続制御を終了する。

（実施例１の作用）
次に、実施例１の作用を説明する。
＜通常走行時（非アイドリングストップ時）＞
通常走行時には、車両用空調装置では、蒸発器５０による冷却を行う場合は、一般的な冷却作動が行われ、冷媒は、冷凍サイクル６０において冷媒通路１０を図１の矢印に示す経路で循環される。
すなわち、圧縮機２０は、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。この高温高圧の冷媒は、凝縮器３０において外気と熱交換（冷却）されて液化して、減圧器４０に送られる。減圧器４０では、冷媒が減圧されて低温・低圧の液状となり、さらに、冷媒は、蒸発器５０において、車室内の空気と熱交換され、車室内空気を冷却するとともに、蒸発して低温・低圧のガス冷媒となり、貯留器７０を通って圧縮機２０に吸引される。
また、貯留器７０では、蒸発器５０において蒸発して低温・低圧のガス状となった冷媒は、貯留器７０を通過する際に、蓄冷材７２から吸熱して蓄冷材７２を冷却する。
そして、車室内の空調が安定して蒸発器５０の負荷が下がり、さらに、蓄冷材７２が冷却され、蓄冷材７２での吸熱量が下がると、冷媒は貯留器７０のタンク部７１に液化して蓄えられる。

＜アイドリングストップ時＞
空調制御回路１００による空調制御の実行により蒸発器５０の駆動中に車両が停止状態となって圧縮機２０が停止されるとともに、アイドリングストップ制御の実行が開始されると、アイドリングストップ信号ａｓｔが出力される。このアイドリングストップ信号ａｓｔが空調制御回路１００に入力されると、図４に示すステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３の処理に基づいて、冷却継続制御が開始されて電磁弁９０が閉弁される。
また、アイドリングストップ制御の開始時点では、直後温度Ｔｂｈは、目標吹出温度Ｘｍよりも低くなっているため、デューティ比Ｄｐが演算されて、このデューティ比Ｄｐにより冷媒ポンプ７３が駆動される。
したがって、貯留器７０に溜められた液冷媒は、図６において矢印で示すようにバイパス通路１１を介して蒸発器５０に移送され、貯留器７０に戻る循環経路が形成され、蒸発器５０における液状冷媒の蒸発による冷却が継続される。
その後、冷媒の温度上昇により、蒸発器５０の直後温度Ｔｂｈが目標吹出温度Ｘｍよりも上昇するか、あるいは、アイドリングストップ制御が終了されると、ステップＳ４→Ｓ８の処理、あるいは、ステップＳ７→Ｓ８の処理に基づいて、冷却継続制御が終了される。

次に、上述した冷却継続制御中の作動例を、図７，図８のタイムチャートに基づいて説明する。
この実施例１の作動例を説明するのにあたり、実施例１の吐出量制御を実行しない比較例と比較しながら説明する。

まず、比較例の作動を説明する。
（比較例）
この比較例は、実施例１のようにステップＳ５における目標吹出温度Ｘｍに基づくデューティ比Ｄｐにより冷媒ポンプ７３を駆動させる吐出量制御を実行せずに、単に、アイドリングストップ制御の実行に伴って、冷媒ポンプ７３を一定回転数で駆動させた場合であって、Ｒ００がそのポンプ吐出量を示している。

このとき目標吹出温度Ｘｍが相対的に高い場合を図７（ａ）に示し、目標吹出温度Ｘｍが相対的に低い場合を図８（ａ）に示している。
図７（ａ）では、ｔ００の時点で、アイドリングストップ制御が開始されるのに伴い、冷媒継続制御を開始し、冷媒ポンプ７３の駆動を開始している。
この冷媒ポンプの駆動開始時点では、貯留器７０の蓄冷量が相対的に高くなっている。このため、高めに設定された目標吹出温度Ｘｍに対して、蒸発器５０の冷力が相対的に大きく、直後温度Ｔｂｈは、蒸発器５０の上流の送風温度Ｔｓｏに対して大幅に低下される。

その後、蒸発器５０における吸熱に伴って、冷媒および貯留器７０の蓄冷材７２の温度が上昇し、貯留器７０における冷却性能が徐々に低下し、ｔ０１の時点で、上限温度Ｔｍａｘを越えて、冷却継続制御を終了している。この上限温度Ｔｍａｘは、例えば、乗員が不快に感じる温度として設定された温度であって、蒸発器５０による冷却が継続不可能となる温度である。
なお、図７（ａ）において、送風温度Ｔｓｏと直後温度Ｔｂｈとの間の斜線領域に示す熱量Ｑが、貯留器７０の冷媒を用いた冷却熱量（冷却性能）Ｑａｑに相当する。

このように、比較例において相対的に目標吹出温度Ｘｍが高い場合、冷却継続制御の開始から、一気に貯留器７０の冷力が使用されるため、目標吹出温度Ｘｍが高いにもかかわらず、冷却継続制御の実行可能時間が、相対的に短くなる。

一方、比較例において目標吹出温度Ｘｍが相対的に低い場合を図８（ａ）に基づいて説明する。
この場合も、図７（ａ）と同様に、ｔ００の時点で、アイドリングストップ制御が開始されるのに伴い冷媒継続制御を開始して、冷媒ポンプ７３を一定駆動させている。

このように目標吹出温度Ｘｍが低い場合は、車室の熱負荷が高く、急速に車室温度を低下させようとしている場合であり、送風温度Ｔｓｏが相対的に高く、一定のポンプ吐出量Ｒ００では、必要な冷却性能が充分に得られず、直後温度Ｔｂｈは図７（ａ）の例と比較して、急速に上昇する。

このため、短時間に上限温度Ｔｍａｘに達し、ｔ０２の時点で冷却継続制御を終了している。なお、図において送風温度Ｔｓｏと直後温度Ｔｂｈとの間の斜線領域に示す熱量Ｑは、貯留器７０の冷媒を用いた冷却熱量（冷却性能）Ｑａｑであって、図７（ａ）の例の熱量Ｑと同量である。

（実施例１の作用）
本実施例１における、目標吹出温度Ｘｍが相対的に高い場合の動作を図７（ｂ）に基づいて図７（ａ）の比較例と対比させながら説明する。

実施例１にあっても、ｔ００の時点でアイドリングストップ制御が開始されるのに伴い、冷媒継続制御を開始し、冷媒ポンプ７３の駆動を開始している。
本実施例１では、吐出量制御部１２０により、蒸発器５０における蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）に応じて冷媒ポンプ７３のデューティ比Ｄｐを設定している（ステップＳ５）。
このため、目標吹出温度Ｘｍが相対的に高い場合は、蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）は相対的に低いことからデューティ比Ｄｐは低めに設定される。その結果、図７（ｂ）に示すように、冷媒ポンプ７３におけるポンプ吐出量Ｒ１Ｌは、比較例のポンプ吐出量Ｒ００に比べて低く設定される。

これにより、送風温度Ｔｓｏに対する直後温度Ｔｂｈの低下量も低く制限しながら、冷却継続制御が実行され、その結果、直後温度Ｔｂｈが上限温度Ｔｍａｘに達するのは、比較例のｔ０１よりも遅い、ｔ１１の時点となる。よって、ｔ００とｔ１１との差の分だけ、冷却継続制御の延長を図ることができる。なお、本実施例１では、上限温度Ｔｍａｘに代えて、目標吹出温度Ｘｍを用いており、吹出温度として目標吹出温度Ｘｍが得られなくなった時点で、乗員が不快に感じるとして冷却継続制御を終了する。
また、図７（ｂ）において、送風温度Ｔｓｏと直後温度Ｔｂｈとの間の斜線領域に示す熱量Ｑは、貯留器７０の冷媒を用いた冷却熱量（冷却性能）Ｑａｑであり、図７（ａ）に示す熱量Ｑと同量とする。

このように、実施例１では、比較例と同じ冷却熱量Ｑａｑに関わらず、比較例と比べて、直後温度Ｔｂｈが上限温度Ｔｍａｘに達する時期を遅らせることができ、その分、冷却継続制御の実行可能時間を延ばすことができる。

次に、実施例１において、目標吹出温度Ｘｍが相対的に低い場合を図８（ｂ）に基づいて説明する。
この場合も、ｔ００の時点で、アイドリングストップ制御が開始されるのに伴い冷媒継続制御を開始している。
そして、目標吹出温度Ｘｍが相対的に低い場合は、蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）は相対的に高くなるため、冷媒ポンプ７３のデューティ比Ｄｐは、図７（ｂ）の場合よりも高く設定される。この図８（ｂ）の例では、ポンプ吐出量Ｒ１Ｈは、図８（ａ）の比較例の場合よりも大きな値に制御されている。

このように目標吹出温度Ｘｍが低い場合は、車室の熱負荷が高く、急速に車室温度を低下させようとしている場合である。よって、図８（ａ）の比較例よりも大きなポンプ吐出量Ｒ１Ｈとすることにより、冷却継続制御の開始時点から、直後温度Ｔｂｈの下げ幅を大きく制御している。これにより、直後温度Ｔｂｈが上限温度Ｔｍａｘに達する時点が、比較例におけるｔ０２の時点よりも遅いｔ１２の時点となり、冷却継続制御の実行時間を延長することができる。

（実施例１の効果）
以上説明した実施例１の車両用空調装置は、以下に列挙する効果を奏する。
ａ）実施例１の車両用空調装置は、
冷媒通路１０に圧縮機２０、凝縮器３０、減圧器４０、蒸発器５０を備えた冷凍サイクル６０と、
冷媒通路１０の蒸発器５０の出口側に設けられて冷媒を貯留可能な貯留器７０と、
貯留器７０に貯留された冷媒を蒸発器５０に供給可能な冷媒ポンプ７３と、
圧縮機２０の停止時に、冷媒ポンプ７３を駆動させて貯留器７０に貯留した冷媒を蒸発器５０に供給して蒸発器５０における送風冷却を継続させる冷却継続制御を実行する冷却継続制御部１１０と、
冷却継続制御部１１０による冷却継続制御時に、図７（ｂ）に示したように、冷媒ポンプ７３の吐出量を少なくとも制限する側に制御可能な吐出量制御部１２０と、
を備えていることを特徴とする。
したがって、実施例１では、冷媒ポンプ７３の吐出量を制限した分だけ、単位時間当たりの冷媒流量を制限し、冷房継続時間の延長を図ることが可能となる。

ｂ）実施例１の車両用空調装置は、
蒸発器５０および加熱器８２を備え、これら蒸発器５０および加熱器８２との熱交換により温度調節した送風を車室に吹き出す空調ユニットＡＣと、
車室の温度に関するデータに基づき目標吹出温度Ｘｍを演算し、この目標吹出温度Ｘｍに応じて蒸発器５０および加熱器８２との熱交換量を制御して吹出温度を調節する空調制御回路１００と、
を備え、
吐出量制御部１２０は、図５（ｂ）に示すように、目標吹出温度Ｘｍが相対的に高い場合は、目標吹出温度Ｘｍが相対的に低い場合に比べて、吐出量（冷媒ポンプ回転数Ｎ）を減少させることを特徴とする。
したがって、実施例１では、目標吹出温度Ｘｍが高い場合は、図７（ｂ）に示したように、冷媒ポンプ７３の吐出量を低下させて蒸発器５０における熱交換量を低く抑えても必要な熱交換量を得ることが可能であり、車室温度環境を悪化させることなく、冷却継続制御の実行可能時間を延ばすことができる。

ｃ）実施例１の車両用空調装置は、
蒸発器５０および加熱器８２を備え、これら蒸発器５０および加熱器８２にて熱交換して温度調節した送風を車室に吹き出す空調ユニットＡＣと、
車室の温度に関するデータに基づき目標吹出温度Ｘｍを演算し、この目標吹出温度Ｘｍに応じて蒸発器５０および加熱器８２との熱交換を制御する空調制御回路１００と、
を備え、
吐出量制御部１２０は、図５（ｂ）に示すように、目標吹出温度Ｘｍが相対的に低い場合は、目標吹出温度Ｘｍが相対的に高い場合に比べて、吐出量を増加させることを特徴とする。
したがって、実施例１では、目標吹出温度Ｘｍが低い場合は、図８（ｂ）に示すように、冷媒ポンプ７３の吐出量を増加させて蒸発器５０における熱交換量を高くして必要な熱交換量を得ることが可能であり、吐出量を増加させない場合と比較して、吹出温度を低く保った状態での冷却継続制御の実行可能時間を延ばすことができる。

ｄ）実施例１の車両用空調装置は、
吐出量制御部１２０は、図５に示すように、予め目標吹出温度Ｘｍに応じた吐出量特性が設定され、この吐出量特性に基づいて冷媒ポンプ７３の吐出量を、デューティ比Ｄｐとして算出することを特徴とする。
したがって、吐出量の演算が容易である。

加えて、実施例１では、吐出量制御部１２０は、目標吹出温度Ｘｍに応じた吐出量を求めるのにあたり、
目標吹出温度Ｘｍに基づいた熱量関数を演算し、この熱量関数に応じた冷媒ポンプ７３の吐出量特性に基づいて冷媒ポンプ７３の吐出量を算出するようにした。
したがって、目標吹出温度Ｘｍのみに応じて冷媒ポンプ７３の吐出量を算出するものと比較して、より適切な吐出量を演算することが可能となる。
さらに、実施例１では、吐出量制御部１２０は、熱量関数として、蒸発器５０における吸熱量である蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）に応じた関数であって、目標吹出温度Ｘｍおよび風量Ｇａに応じた関数を用いるようにした。
したがって、単に、目標吹出温度Ｘｍに応じて吐出量を決定するものよりも、蒸発器５０における吸熱量に応じたより適切な吐出量に制御して、蒸発器５０の温度上昇を的確に抑えて冷却継続時間の延長を図ることができる。しかも、アイドリングストップ中であっても、蒸発器５０の温度を、デューティ比Ｄｐに応じて任意に調節可能となり、冷却継続制御中の制御品質を向上することができる。

ｅ）実施例１の車両用空調装置は、
蒸発器５０を通過した送風の温度である直後温度Ｔｂｈが目標吹出温度Ｘｍを越えると、冷却継続制御を終了するようにした。
したがって、冷却継続制御の終了を、一定の上限温度Ｔｍａｘにより行うものと比較して、乗員の希望する吹出温度を反映させて、乗員がより不快と感じないようにすることが可能である。

（他の実施例）
以下に、他の実施例について説明するが、これら他の実施例は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１あるいは他の実施例と共通する構成については同じ符号を付けることで説明を省略するとともに、作用効果についても実施例１と共通する説明は省略する。

実施例２は、吐出量制御部１２０におけるデューティ比Ｄｐの設定の仕方、すなわち、ステップＳ５における処理の内容が実施例１と異なる。
図９は、実施例２における冷却継続制御での吐出量制御の部分を示すフローチャートであって、実施例１との相違部分のみを示している。

ステップＳ４にてＹＥＳの場合に進むステップＳ２０１では、デューティ比Ｄｐを演算するのに使用する係数ｋおよび切片ｂを求め、ステップＳ２０２に進む。
すなわち、本実施例２では、冷却継続制御中の制御モードが設定され、この制御モードに応じてデューティ比Ｄｐを演算するようにしている。
この制御モードとしては、本実施例２では、蒸発器５０における冷却性能を最も高く設定した快適モードと、蒸発器５０における冷却性能を標準的に設定したノーマルモードと、蒸発器５０における冷却性能を最も低く設定したエコモードが設定されている。
これらの制御モードは、例えば、センサ群２００に、モード選択スイッチを設定し、予め乗員が設定するようにすることができる。また、空調制御時の乗員の好みを算出して、自動的に設定することもできる。

ステップＳ２０２では、デューティ比Ｄｐを下記の演算式（２）により算出し、次のステップＳ７に進む。
Ｄｐ＝ｋ・ｆ（Ｑ（Ｘｍ））＋ｂ ・・・（２）

この演算式（１）によりデューティ比Ｄｐを演算した場合、目標吹出温度Ｘｍに応じた蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）との関係は、図１０（ａ）に示すように算出される。すなわち、同じ蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）であれば、デューティ比Ｄｐは、快適モード、ノーマルモード、エコモードの順に高くなる。

また、このようなデューティ比Ｄｐの演算を行う場合の目標吹出温度Ｘｍと冷媒ポンプ回転数Ｎとの関係は、図１０（ｂ）に示すようになる。なお、ノーマルモードにおけるデューティ比Ｄｐが、実施例１と同様程度の値となり、エコモードでは、実施例１よりもデューティ比Ｄｐを抑え、快適性重視モードでは、実施例１よりもデューティ比Ｄｐを高く設定するものとする。
したがって、冷媒ポンプ回転数Ｎも、同じ蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）であれば、快適モード、ノーマルモード、エコモードの順に高くなる。この場合も、ノーマルモードにおける冷媒ポンプ回転数Ｎが、実施例１と同様程度の値となり、エコモードでは、実施例１よりも冷媒ポンプ回転数Ｎを抑え、快適性重視モードでは、実施例１よりも冷媒ポンプ回転数Ｎを高く設定するものとする。

（実施例２の作用）
次に、実施例２の作用を図１１に基づいて説明する。
図１１は、目標吹出温度Ｘｍが高い場合の作動例を示しており、（ａ）比較例、（ｂ）はエコモード、（ｃ）は快適性重視モードの作動例を示している。
なお、比較例は、図７（ａ）と同様であるので、説明を省略する。

図１１（ｂ）に示すエコモードの場合、冷媒ポンプ７３のポンプ吐出量Ｒｅｃｏが最も制限された状態で駆動される。このように目標吹出温度Ｘｍが高い場合、送風温度Ｔｓｏに対する冷却量を抑え、その分、直後温度Ｔｂｈが上限温度Ｔｍａｘに達する時間ｔ２１を、図１１（ａ）に示す比較例の場合（ｔ０１）と比較して大幅に遅らせることができる。

一方、図１１（ｃ）に示す快適性優先モードの場合、目標吹出温度Ｘｍが高いことから、冷媒ポンプ７３の吐出量は制限するものの、快適性優先のため、この制限を抑え、このときのポンプ吐出量Ｒｃｏｆは、エコモードにおけるポンプ吐出量Ｒｅｃｏよりも多く制御される。

このため、冷却継続制御の開始時点から、エコモードの場合よりも送風温度Ｔｓｏに対する温度低下量を大きくして快適性を確保しつつ、吐出量の制限により、冷却継続時間の延長を図ることができる。
なお、ノーマルモードについては、図示は省略するが、この場合、実施例１と同様の作用効果が得られるものとする。

（実施例２の効果）
ｅ）実施例２の空調制御装置は、
冷却継続制御時の吐出量制御時に用いる吐出量特性として、目標吹出温度Ｘｍに対する吐出量が異なる２以上の複数のモードを備え、より具体的には、エコモード、ノーマルモード、快適性重視モードを備え、
吐出量制御時に、選択されたモードに応じて、目標吹出温度Ｘｍに対する吐出量特性を設定するようにしたことを特徴とする。
これにより、モードに応じ、例えば、目標吹出温度Ｘｍに対する吐出量を抑えたモード（具体的には、エコモード）として、冷却継続時間を相対的に長くしたり、逆に目標吹出温度Ｘｍに対する吐出量を多くしたモード（具体的には、快適性優先モード）を用いて、蒸発器５０における吸熱量を高めて吹出温度を抑えて快適性を確保しつつ、冷却継続時間の延長を図ったりすることが可能になる。
したがって、アイドリングストップ制御中における、蒸発器５０の温度調節を、より細かに行い、冷却継続制御中の制御品質をいっそう向上することができる。
なお、モードとしては、２以上の複数であれば、前述のエコモード、ノーマルモード、快適性重視モードに限定されるものではない。

実施例３は、冷媒ポンプ７３の吐出量（冷媒ポンプ回転数Ｎ）を直接、目標吹出温度Ｘｍに応じて実行するようにした例であり、実施例１において示してステップＳ５、ステップＳ６の処理を以下の処理に代えた例である。

すなわち、実施例３では、ステップＳ５では、図１２に示す冷媒ポンプ回転数Ｎ特性に基づいて、目標吹出温度Ｘｍに応じて冷媒ポンプ回転数Ｎを算出し、次のステップＳ６において、この冷媒ポンプ回転数Ｎにて冷媒ポンプ７３を回転させるようにした。

このように、単に目標吹出温度Ｘｍに応じて冷媒ポンプ回転数Ｎを決定した場合でも、実施例１で説明したように、目標吹出温度Ｘｍが高い場合には、図７を用いて説明したように、冷却継続制御の実行時間を延長することができる。

また、目標吹出温度Ｘｍが低い場合には、図８を用いて説明したように、快適性を確保しつつ、冷却継続制御の実行時間の延長を図ることが可能となる。
すなわち、実施例１で述べたａ）〜ｃ）の効果を奏する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態としての実施例１〜実施例３について詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１〜実施例３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、圧縮機の動力源は、エンジンに限らず、電動機などの他の動力源を用いてもよい。例えば、電動車両などにおいても、電動機を停止させて圧縮機を停止させた状態で冷房を行なうことができる。

また、実施例１〜３では、貯留器において、蓄冷材をタンク部の外側に設けた例を示したが、蓄冷材は、タンク部の内部に設けてもよい。さらには、貯留器には、蓄冷材を設けなくてもよい。この場合でも、貯留器に、アイドリングストップを行なっている間、冷房を行うことができる冷媒量を確保することで、冷房を維持できる。

また、実施例１〜３では、冷却継続制御を実行するか否かの判定を、アイドリングストップ信号ａｓｔの有無により行うようにした例を示したが、これに限定されない。要は、圧縮機２０の停止時における冷却継続制御を実行する判定であるから、例えば、圧縮機２０が駆動しているか否か、あるいは、圧縮機２０を駆動させる車両の動力源が駆動しているか否か、あるいは、車両が一時的な停止を行っているか否か（すなわち、アイドリングストップ制御の実行判定）により判定するようにしてもよい。

また、実施例１〜３では、減圧器として、蒸発器の出口側の温度に感応して開度を変更する膨張弁を示したが、これに限定されず、開度が一定のオリフィス状のものを用いてもよい。

また、実施例１では、吐出量としての冷媒ポンプ回転数Ｎを、目標吹出温度Ｘｍに応じて設定するのにあたり、目標吹出温度に基づいた熱量関数としての蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）を演算し、この蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）が高いほど、吐出量（デューティ比Ｄｐ）を高く設定するようにした。しかし、熱量関数としては、目標吹出温度に基づいた関数であれば、この実施例１に示した目標吹出温度と風量とに基づくもの以外の熱量関数を用いてもよい。

また、実施例２では、各モードに応じた蒸発器吸熱量Ｑ（Ｘｍ）に対応するデューティ比特性が設定されている例を示したが、実施例３のように、目標吹出温度Ｘｍに対する冷媒ポンプ回転数特性を、図１０（ａ）に示すように、予め設定し、各モードにより、目標吹出温度Ｘｍに応じて異なる吐出量を設定するようにしてもよい。

ＡＣ 空調ユニット
Ｔｂｈ 直後温度
Ｘｍ 目標吹出温度
１０ 冷媒通路
２０ 圧縮機
３０ 凝縮器
４０ 減圧器
５０ 蒸発器
６０ 冷凍サイクル
７０ 貯留器
７３ 冷媒ポンプ
８２ 加熱器
１００ 空調制御回路（空調制御部）
１１０ 冷却継続制御部
１２０ 吐出量制御部

Claims (7)

1. 冷媒通路に圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えた冷凍サイクルと、
   前記冷媒通路の前記蒸発器の出口側に設けられて前記冷媒を貯留可能な貯留器と、
   この貯留器に貯留された冷媒を前記蒸発器に供給可能な冷媒ポンプと、
   前記圧縮機の停止時に、前記冷媒ポンプを駆動させて前記貯留器に貯留した前記冷媒を前記蒸発器に供給して前記蒸発器における送風冷却を継続させる冷却継続制御を実行する冷却継続制御部と、
   前記冷却継続制御部による前記冷却継続制御時に、前記冷媒ポンプの吐出量を少なくとも制限する側に制御可能な吐出量制御部と、
   を備えていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記蒸発器および加熱器を備え、これら蒸発器および加熱器との熱交換により温度調節した送風を車室に吹き出す空調ユニットと、
   前記車室の温度に関するデータに基づき目標吹出温度を演算し、この目標吹出温度に応じて前記蒸発器および前記加熱器との熱交換量を制御して吹出温度を調節する空調制御部と、
   を備え、
   前記吐出量制御部は、前記目標吹出温度が相対的に高い場合は、前記目標吹出温度が相対的に低い場合に比べて、前記吐出量を減少させることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記蒸発器および加熱器を備え、これら蒸発器および加熱器との熱交換により温度調節した送風を車室に吹き出す空調ユニットと、
   前記車室の温度に関するデータに基づき目標吹出温度を演算し、この目標吹出温度に応じて前記蒸発器および前記加熱器との熱交換量を制御して吹出温度を調節する空調制御部と、
   を備え、
   前記吐出量制御部は、前記目標吹出温度が相対的に低い場合は、前記目標吹出温度が相対的に高い場合に比べて、前記吐出量を増加させることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記吐出量制御部は、予め前記目標吹出温度に応じた吐出量特性が設定され、この吐出量特性に基づいて前記冷媒ポンプの吐出量を算出することを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記吐出量制御部は、前記目標吹出温度に基づいた熱量関数を演算し、この熱量関数に応じた前記冷媒ポンプの吐出量特性に基づいて前記冷媒ポンプの吐出量を算出することを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項５に記載の車両用空調装置において、
   前記吐出量制御部にて用いる前記熱量関数は、前記蒸発器における吸熱量に応じた関数であることを特徴とする車両用空調装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記吐出量制御部は、前記目標吹出温度に応じた吐出量として複数のモードが設定され、前記吐出量制御における前記吐出量を、選択されたモードに応じて決定するようにした事を特徴とする車両用空調装置。