JP2013237380A

JP2013237380A - 車両用空調装置及び車両

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Publication number: JP2013237380A
Application number: JP2012112264A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Tsuji; 輝明辻; Makoto Yoshida; 真吉田
Original assignee: Mazda Motor Corp; Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: EP2664471A2; EP2664471A3; EP2664471B1; JP5925048B2; US20130319026A1

Abstract

【課題】走行状態を考慮して通常モードと蓄冷モードとの選択を行うことで圧縮機の駆動率を確実に低減して車両の燃費の低減を図ると共に熱負荷に応じて蒸発器や蓄冷熱交換器の蓄冷量を変更してエンジンのアイドル停止時間を延長することを可能とする。
【解決手段】圧縮機２３の運転状態を制御する制御手段３５を備え、制御手段３５は、車両の走行状態に基づき蒸発器の温度の制御を通常モードで行うか蓄冷モードで行うかを判定し、通常モードを行うと判定した場合は通常モード目標温度マップを利用して圧縮機２３の駆動を制御し、蓄冷モードを行うと判定した場合は蓄冷モード目標温度マップを利用して圧縮機２３の駆動を制御する。
【選択図】図４

Description

この発明は、エンジンにより走行可能で、前記エンジンを自動的に始動及び停止することができるエンジン自動始動停止機能を備えた車両に搭載される空調装置及びこの空調装置が搭載された車両に関するものである。

近年における省エネルギーの観点等からエンジン自動始動停止機能を備えた車両の燃費改善が求められるようになっており、空調装置の冷凍サイクルを構成しエンジンにより駆動される圧縮機に対して、車両走行中の冷房運転時は当該圧縮機の駆動率を下げ、車両の停止時は圧縮機の停止に伴う室温上昇を遅らせて圧縮機の駆動のＯＦＦ時間およびエンジンの停止時間を長くしたいとの要望がある。

このように圧縮機の駆動率の低下や圧縮機とエンジンの停止時間の延長を通じて車両の燃費を改善させたいとの要望に対し、例えば特許文献１に示される車両用空調装置が既に公知になっている。

この車両用空調装置は、圧縮機の稼動時に、蒸発器の温度を凝縮水が凍結しない温度レベルに制御する通常モードと、蒸発器の温度を氷点下の温度レベルに制御して凝縮水を凍結させる蓄冷モードとを切替設定するようになっており、圧縮機を停止させるときの停止目標温度と圧縮機を再起動させるときの再起動目標温度のうち再起動目標温度を通常モードよりも蓄冷モードで引き下げて、停止目標温度と再起動目標温度との差であるヒステリシス幅を通常モードよりも蓄冷モードで小さくしている。

そして、この車両用空調装置では、通常モードと蓄冷モードとの選択は基準目標吹出温度ＴＡＯに基づいて行われ、冷房起動直後や高外気温時で乗員人数が多いときのような高い冷房能力が要求されるときは、前記基準目標吹出温度ＴＡＯが所定値より低い温度域にあり通常モードが選択され、高い冷房能力が要求されていないときは、前記基準目標吹出温度ＴＡＯが前記所定値よりも高い温度域にあり蓄冷モードが選択されるようになっている。

特開２００１−２１３１５１号公報

しかしながら、引用文献１に示される車両用空調装置は、蒸発器の温度の制御にあたって通常モードと蓄冷モードとの選択を基準目標吹出温度ＴＡＯに基づいて行うので、車両の走行状態に関係なく通常モードが選択されたり、蓄冷モードが選択されたりして、これらの選択の結果によってはエンジンが高負荷な状態のときに更に圧縮機の負荷が加わり、車両の燃費が悪化してしまうという不具合を有する。

また、引用文献１に示される車両用空調装置は、高い冷房能力が要求されているときには通常モードが選択されて蒸発器の凝縮水に蓄冷しないので、車両内外の熱負荷の高いときにエンジンが自動停止すると早期に室温が上昇し、十分なエンジンの停止時間を得ることができないという不都合も有する。

そこで、本発明は、蒸発器の温度の制御にあたって、走行状態を考慮して通常モードと蓄冷モードとの選択を行うことによりエンジンが高負荷な状態のときに圧縮機の駆動率（圧縮機が駆動される率）を確実に低減して車両の燃費の低減を図ると共に、熱負荷に応じて蒸発器や蓄冷熱交換器の蓄冷量を変更して、乗員や車両の周囲の熱負荷に応じて適切にエンジンのアイドル停止時間を延長することが可能な車両用空調装置及びかかる車両用空調装置を搭載した車両を提供することを目的とする。

この発明に係る車両用空調装置は、エンジンにより走行可能で、前記エンジンを自動的に始動及び停止することができるエンジン自動始動停止機能を備えた車両に搭載されるものであって、前記エンジンを動力源として駆動されると共に冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された冷媒を減圧膨張する減圧膨張装置、及び、減圧膨張された冷媒を蒸発する蒸発器を適宜配管接合することにより構成される冷凍サイクルと、前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記圧縮機の運転状態を制御する制御手段と、前記蒸発器よりも空気流の下流側に備えられると共に前記蒸発器によって冷却された空気により冷却可能な蓄冷熱交換器と、前記蓄冷熱交換器の温度を検出する蓄冷熱交換器温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記圧縮機の運転状態を制御することで前記蓄冷熱交換器の温度を制御することが可能であり、前記通常モードで行うと判定したときは、前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記通常モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御し、前記蓄冷モードで行うと判定したときは、前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記蓄熱モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御することを特徴としている（請求項１）。ここで、圧縮機には、固定容量型の圧縮機と可変容量型の圧縮機との双方が含まれる。また、蒸発器温度検出手段とは、例えば蒸発器温度センサである。更に、制御手段は、例えば車両側コントロールユニットと空調側コントロールユニットとの双方を含む上位概念としてのコントロールユニットである。

これにより、蒸発器の温度の制御を行うにあたって、車両の走行状態に基づいて通常モードで行うか蓄冷モードで行うかを判定するので、車両の走行状態を通じてエンジンの負荷状態を把握し、エンジンが高負荷な状態のときに更に圧縮機の負荷が加わることを防止して、車両の燃費の悪化を防止することができる。また、エンジンが高負荷な状態でないときに蒸発器を低い温度で制御し、車両が停止しエンジンが自動停止されても、十分なエンジンのアイドル停止時間を確保することができる。

ここで、前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、前記熱負荷が第１の所定値以上の範囲において、前記通常モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度よりも、前記蓄冷モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度が低く、且つ、第１の温度差を有するように設定されていても良い（請求項２）。

これにより、熱負荷が第１の所定値以上の範囲において、通常モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度よりも、蓄冷モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度が低く設定されているので、熱負荷が大きいときに蓄冷モードで行うことが判定されると確実に蒸発器に蓄冷することが可能となり、エンジンのアイドル停止時間を十分に確保することができる。

そして、この発明に係る車両用空調装置にあっては、前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、前記熱負荷が第１の所定値より小さい範囲において、前記通常モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度よりも、前記蓄冷モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度が低く、且つ、第２の温度差を有するように設定されており、該第２の温度差は前記第１の温度差より小さいことを特徴としている（請求項３）。

これにより、熱負荷が第１の所定値より小さい範囲において、通常モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度よりも、蓄冷モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度が低く設定されており、且つ、熱負荷が第１の所定値より大きい範囲よりも２つのモードでの蒸発器の目標温度の温度差を相対的に小さくしたので、熱負荷がそれほど大きくないときに蓄冷モードで行うことが判定されると、蒸発器は蓄冷されるもののその熱量は少なく、圧縮機が過度に駆動されることを防止して、車両の燃費低減効果を得ることが可能となる。また、熱負荷がそれほど大きくない熱環境であるので、エンジンのアイドル停止時間も十分に確保することができる。このように、熱負荷に応じて蓄冷量を変更することができる。

ここで、前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、前記熱負荷が前記第１の所定値よりも小さな値である第２の所定値よりもさらに小さい範囲では、前記第２の温度差がないことを特徴としている（請求項４）。

これにより、熱負荷が第１の所定値よりも小さい値である第２の所定値よりさらに小さい範囲において、通常モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度と、蓄冷モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度との温度差がないので、熱負荷が相対的に小さいときに蓄冷モードで行うことが判定されても、蒸発器は通常モードと同程度の蓄冷量であって熱量はわずかであり、圧縮機が過度に駆動されることをより確実に防止して車両の燃費低減効果を得ることが可能であると共に、熱負荷がより小さいためにエンジンのアイドル停止時間も十分に確保することができる。このように、熱負荷に応じて蓄冷量を変更することができる。
また、寒冷な時期に除湿暖房を行う場合には、蒸発器の温度は車室内の冷房の観点で制御されるのではなく窓ガラスの曇り防止の観点で制御され、通常モードと蓄冷モードとのいずれであっても確実に除湿することが求められるところ、目標温度マップに設定された蒸発器の目標温度に差がないので除湿量に差が無く、モードが切り替わっても窓曇り防止能力を不変とすることができる。

前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、それぞれ、前記熱負荷が第１の所定値のときに対応する前記蒸発器の第１の目標温度よりも、前記熱負荷が前記第１の所定値よりも小さな値である第２の所定値のときに対応する前記蒸発器の第２の目標温度の方が高く設定されていることを特徴としている（請求項５）。

これにより、熱負荷が相対的に高いときの蒸発器の目標温度よりも、熱負荷が相対的に低いときの蒸発器の目標温度が高く設定されているので、熱負荷が小さくなると蒸発器の制御温度を高めとし、圧縮機の駆動率を下げて車両の燃費低減効果を得ることが可能となり、熱負荷が大きくなると蒸発器の制御温度を低めとし、蒸発器への蓄冷量を増やしてエンジンのアイドル停止時間を十分に確保することが可能となる。このように、熱負荷に応じて蓄冷量を変更することができる。

この発明に係る車両用空調装置にあっては、前記蒸発器は、所定の温度範囲で相変化して蓄冷又は放熱することが可能な蓄冷剤を備え、前記通常モード目標温度マップは、前記熱負荷が前記第１の所定値以上の範囲において、前記制御手段で前記圧縮機の駆動をＯＦＦする圧縮機ＯＦＦ温度が、前記蓄冷剤の前記所定の温度範囲よりも高くなるように、前記蒸発器の目標温度が設定されたことを特徴としている（請求項６）。

これにより、通常モード時において、蒸発器に冷熱を蓄積する動作と時間とが不要となるので、圧縮機の駆動率を下げることができ、車両の燃費低減効果をより確実に得ることができる。

更に、前記蒸発器は、所定の温度範囲で相変化して蓄冷又は放熱することが可能な蓄冷剤を備え、前記蓄冷モード目標温度マップは、前記熱負荷が前記第１の所定値以上の範囲において、前記制御手段で前記圧縮機の駆動をＯＮする圧縮機ＯＮ温度が、前記蓄冷剤の前記所定の温度範囲よりも低くなるように、前記蒸発器の目標温度が設定されたことを特徴としている（請求項７）。

これにより、蓄冷モード時において、蒸発器に対して確実に冷熱を蓄積することができるので、エンジンのアイドル停止時間を確保することができる。

前記熱負荷は、前記車両の外気温度と、前記車両の室内空気温度と、前記車両の乗員により設定される空調設定温度と、日射量と、から少なくとも演算される空調総合信号であると良い（請求項８）。このように、車両の熱負荷を空調総合信号としたので、冷凍サイクルに要求される作動要求能力に対応した蒸発器の温度制御を行うことができ、通常モードと蓄冷モードとをより適切に切替えることが可能となる。

これに対し、前記熱負荷は、前記車両の外気温度であることとしても良い（請求項９）。このように、車両の熱負荷を車両の外気温度としたので、複雑な制御を用いずに、通常モードと蓄冷モードとを切替えることができる。

また、前記車両の走行状態は、前記車両の速度と所定速度とを対比した結果により判定されるもので、前記制御手段は、前記蒸発器の温度の制御を、前記車両の速度が前記所定速度以上であるときに前記通常モードで行うと判定し、前記車両の速度が前記所定速度未満であるときに前記蓄冷モードで行うと判定することを特徴としている（請求項１０）。

このように、車両の走行状態について、車両の速度と所定速度とを対比した結果により判定されるようにしたので、車両の速度が相対的に速く停車の可能性が低いときには通常モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に高く制御して圧縮機の駆動率を下げ、車両の燃費低減効果を得ることができると共に、車両の速度が相対的に遅く停車の可能性が高いときには蓄冷モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に低く制御して蒸発器に確実に冷熱を蓄積し、エンジンのアイドル停止時間を十分に確保することができる。

これに対し、前記車両の走行状態は、前記車両の減速度と所定減速度とを対比した結果により判定されるもので、前記制御手段は、前記蒸発器の温度の制御を、前記車両の減速度が前記所定減速度未満であるときに前記通常モードで行うと判定し、前記車両の減速度が前記所定減速度以上であるときに前記蓄冷モードで行うと判定するようにしても良い（請求項１１）。

このように、車両の走行状態について、車両の減速度と所定減速度とを対比した結果により判定されるようにしたので、車両の減速度が相対的に小さく停車の可能性が低いときには通常モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に高く制御して圧縮機の駆動率を下げ、車両の燃費低減効果を得ることができると共に、車両の減速度が相対的に大きく停車の可能性が高いときには蓄冷モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に低く制御して蒸発器に確実に冷熱を蓄積し、エンジンのアイドル停止時間を十分に確保することができる。

そして、この発明に係る車両用空調装置にあっては、前記蒸発器よりも空気流の下流側に備えられると共に前記蒸発器によって冷却された空気により冷却可能な蓄冷熱交換器と、前記蓄冷熱交換器の温度を検出する蓄冷熱交換器温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記圧縮機の運転状態を制御することで前記蓄冷熱交換器の温度を制御することが可能であり、前記通常モードで行うと判定したときは、前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記通常モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御し、前記蓄冷モードで行うと判定したときは、前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記蓄熱モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御することを特徴としている（請求項１２）。

このように、制御手段は、目標温度マップで設定された目標温度に、検出された蒸発器の温度が近づくように圧縮機を制御することに代えて、蒸発器の下流側に備えられた蓄冷用熱交換器の温度が近づくように圧縮機を制御してもよく、これにより、車両用空調装置の設計の自由度を高めることができる。

最後に、車両は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の車両用空調装置が搭載される（請求項１３）。これにより、燃費低減効果と、不足の無い冷房能力と、十分なエンジンのアイドル停止時間とを確保することが可能な車両を提供することができる。

以上のように、請求項１に記載の発明によれば、蒸発器の温度の制御を車両の走行状態に基づいて通常モードで行うか蓄冷モードで行うかが判定されるため、車両が停車する可能が低いときには圧縮機の駆動率の高い蓄冷モードにならないので、車両の燃費低減効果を確実に得ることができる。また、請求項１に記載の発明によれば、通常モードと蓄冷モードとのいずれのモードでも熱負荷に対応した蒸発器の温度の制御ができるので、車両走行状態と熱負荷との状況を反映した冷凍サイクルの運転が可能となり、不足の無い冷房能力と、十分なエンジンのアイドル停止時間とを確保することができる。

特に請求項２に記載の発明によれば、熱負荷が第１の所定値以上の範囲において、通常モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度よりも、蓄冷モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度が低く設定されているので、熱負荷が大きいときに蓄冷モードで行うことが判定されると確実に蒸発器に蓄冷することが可能となり、エンジンのアイドル停止時間を十分に確保することができる。

特に請求項３に記載の発明によれば、熱負荷が第１の所定値より小さい範囲において、通常モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度よりも、蓄冷モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度が低く設定されており、且つ、熱負荷が第１の所定値より大きい範囲よりも２つのモードでの蒸発器の目標温度の温度差を相対的に小さくしたので、熱負荷がそれほど大きくないときに蓄冷モードで行うことが判定されると、蒸発器は蓄冷されるもののその熱量は少なくなり、圧縮機が過度に駆動されることを防止して車両の燃費低減効果を得ることが可能であると共に、熱負荷がそれほど大きくないためにエンジンのアイドル停止時間も十分に確保することができる。

特に請求項４に記載の発明によれば、熱負荷が第１の所定値よりも小さい値である第２の所定値よりさらに小さい範囲において、通常モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度と、蓄冷モード目標温度マップで設定された蒸発器の目標温度との温度差がないので、熱負荷が相対的に小さいときに蓄冷モードで行うことが判定されても、蒸発器は通常モードと同程度の蓄冷量であって熱量はわずかであり、圧縮機が過度に駆動されることをより確実に防止して車両の燃費低減効果を得ることが可能であるとともに、熱負荷が相対的に小さいためにエンジンのアイドル停止時間も十分に確保することができる。
また、特に請求項４に記載の発明によれば、寒冷な時期に除湿暖房を行う場合には、蒸発器の温度は車室内の冷房の観点で制御されるのではなく窓ガラスの曇り防止の観点で制御され、通常モードと蓄冷モードとのいずれであっても確実に除湿することが求められるところ、目標温度マップに設定された蒸発器の目標温度に差がないので除湿量に差が無く、モードが切り替わっても窓曇り防止能力を不変とすることができる。

特に請求項５に記載の発明によれば、熱負荷が相対的に高いときの蒸発器の目標温度よりも、熱負荷が相対的に低いときの蒸発器の目標温度が高く設定されているので、熱負荷が下がると蒸発器の制御温度を高めとし、圧縮機の駆動率を下げて車両の燃費低減効果を得ることが可能となり、熱負荷が上がると蒸発器の制御温度を低めとし、蒸発器への蓄冷量を増やしてエンジンのアイドル停止時間を十分に確保することが可能となる。

特に請求項６に記載の発明によれば、通常モード時において、蒸発器に冷熱を蓄積する動作と時間とが不要となるので、圧縮機の駆動率を下げることができ、車両の燃費低減効果をより確実に得ることができる。

特に請求項７に記載の発明によれば、蓄冷モード時において、蒸発器に対して確実に冷熱を蓄積することができるので、エンジンのアイドル停止時間を確保することができる。

特に請求項８に記載の発明によれば、車両の熱負荷を空調総合信号としたので、冷凍サイクルに要求される作動要求能力に対応した蒸発器の温度制御を行うことができ、通常モードと蓄冷モードとをより適切に切替えることが可能となる。

特に請求項９に記載の発明によれば、車両の熱負荷を車両の外気温度としたので、複雑な制御を用いずに、通常モードと蓄冷モードとを切替えることができる。

特に請求項１０に記載の発明によれば、車両の走行状態について、車両の速度と所定速度とを対比した結果により判定されるようにしたので、車両の速度が相対的に速く停車の可能性が低いときには通常モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に高く制御して圧縮機の駆動率を下げ、車両の燃費低減効果を得ることができると共に、車両の速度が相対的に遅く停車の可能性が高いときには蓄冷モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に低く制御して蒸発器に確実に冷熱を蓄積し、エンジンのアイドル停止時間を十分に確保することができる。

特に請求項１１に記載の発明によれば、車両の走行状態について、車両の減速度と所定減速度とを対比した結果により判定されるようにしたので、車両の減速度が相対的に小さく停車の可能性が低いときには通常モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に高く制御して圧縮機の駆動率を下げ、車両の燃費低減効果を得ることができると共に、車両の減速度が相対的に大きく停車の可能性が高いときには蓄冷モードで行うと判定し、蒸発器の温度を相対的に低く制御して蒸発器に確実に冷熱を蓄積し、エンジンのアイドル停止時間を十分に確保することができる。

特に請求項１２に記載の発明によれば、制御手段は、目標温度マップで設定された目標温度に、検出された蒸発器の温度が近づくように圧縮機を制御することに代えて、蒸発器の下流側に備えられた蓄冷用熱交換器の温度が近づくように圧縮機を制御してもよく、これにより、車両用空調装置の設計の自由度を高めることができる。

特に請求項１３に記載の発明によれば、燃費低減効果と、不足の無い冷房能力と、十分なエンジンのアイドル停止時間とを確保することが可能な車両を提供することができる。

図１は、この発明の実施例１として蓄冷剤を有する蒸発器を冷凍サイクルとして用いた車両用空調装置及びエンジンを示した説明図である。図２は、上記冷凍サイクルに用いられる、蓄冷剤を備えた蒸発器の全体構成の一例を示す斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２に示される蒸発器を構成する成形プレートの説明図であって、図３（ａ）と図３（ｃ）とは、蓄冷剤が配される部位を有する成形プレートを示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示される成形プレートと図３（ｃ）に示される成形プレートとの間に挟まれる略フラットな成形プレートを示している。図４は、この発明の実施例１の第１の例として、走行状態に基づき蒸発器の温度制御を通常モードで行うか蓄冷モードで行うかを判定して、各モードにおいて好適な目標温度マップを設定して、蒸発器温度検出手段で検出された蒸発器の温度をこの目標温度マップに近づくように圧縮機のＯＮ／ＯＦＦを制御する流れが示されたフロチャートである。図５は、同上の実施例１の第１の例において、通常モードの目標温度マップと蓄冷モードの目標温度マップとを図示すると共に、基準値Ａ（例えば外気温度２７℃）が熱負荷の第１の所定値であり、熱負荷が基準値Ａよりも大きい範囲においては第１の温度差を有し、基準値Ａよりも小さい範囲においては第１の温度差より小さな第２の温度差を有し、基準値Ｂ（例えば外気温度２３℃）が熱負荷の第２の所定値であり、基準値Ｂよりも小さい範囲においては第２の温度差がない態様等を示す説明図である。図６は、この発明の実施例１の第２の例として、通常モードの目標温度マップと蓄冷モードの目標温度マップとを図示すると共に、基準値Ａ（例えば外気温度２７℃）が熱負荷の第１の所定値であり、基準値Ｂ（例えば外気温度２３℃）が熱負荷の第２の所定値であり、基準値Ｃ（例えば外気温度１７℃）が熱負荷の第３の所定値であり、基準値Ｃよりも熱負荷の大きい範囲においては図５と同じである一方、基準値Ｃよりも熱負荷の小さい範囲においては第２の温度差に差がある態様を示す図５の変形例の説明図である。図７は、この発明の実施例１の第３の例として、通常モードの目標温度マップと蓄冷モードの目標温度マップとを図示すると共に、基準値Ｃ（例えば外気温度１７℃）が熱負荷の第１の所定値であり、熱負荷が基準値Ｃと基準値Ｂ（例えば外気温度２３℃）との間の範囲においては第１の温度差を有するとともに基準値Ｃよりも小さい範囲においては第１の温度差より小さな第２の温度差を有し、基準値Ｄ（例えば外気温度８℃）が熱負荷の第２の所定値であり、基準値Ｄよりも小さい範囲においては第２の温度差がない態様等を示す図５、図６の変形例の説明図である。図８は、この発明の実施例２として、図１に示される蓄冷剤を有する蒸発器の替わりに、蓄冷剤を有しない蒸発器と蓄冷剤を有する蓄冷用熱交換器とを用い、更に蓄冷熱交換器温度検出手段を示した説明図である。

以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１では、この発明に係る車両用空調装置１の一例が実施例１として示されており、この図１に示される車両用空調装置１は、ＨＶＡＣユニット２と、冷凍サイクル２２と、エアコンを制御するエアコン側コントロールユニット２９とを有して構成され、エアコン側コントロールユニット２９は車両側コントロールユニット３０と共に制御手段３５を成している。

ＨＶＡＣユニット２は、車両のエンジンルームとキャビンルームとを仕切るファイヤーボード（図示せず。）よりも、キャビンルーム側に配置されているもので、図１に示されるように、内部に空気流路３が形成されたケース４に、後述する冷凍サイクル２２の一部を構成する冷却用熱交換器たる蒸発器５、例えば後述するエンジン３１の冷却水を熱源とする加熱用熱交換器たる加熱器６が収納されると共に、蒸発器５に対して空気流路３の上流側に送風機７が配置されている。

そして、送風機７より更に上流側、すなわち空気流路３の最上流側には、図１に示されるように、インテーク装置８が配置されている。このインテーク装置８は、送風機７の回転により内気又は外気がインテークドア９の位置（開度）に応じて内気導入口１０及び／又は外気導入口１１から導入されるようになっている。インテークドア９は図示されないアクチュエータにより駆動され、送風機７はモータにより駆動される。

ケース４内には、図１に示されるように、蒸発器５を通過して冷却された空気について加熱器６をバイパスして空気流路３の下流側に導く冷風流路１２と、加熱器６を通過した空気を空気流路３の下流側に導く温風流路１３とが当該空気流路３の一部として構成されている。そして、これらの冷風流路１２を通過する空気と温風流路１３を通過する空気の割合は、図１に示されるエアミックスドア１４の開度により調節され、冷風流路１２から流れてきた空気と温風流路１３から流れてきた空気とは、空気流路３のエアミックスドア１４及び加熱器６よりも下流側の部位で適宜混合されて、デフ空気吹出口１５、ベント吹出口１６、フット吹出口１７から車室内空間に適宜吹き出される。これらの吹出口１５、１６、１７は、この実施例１では、これらの吹出口の開口直近に配置された吹出モード切換ドア１８、１９、２０の回動により適宜選択されるようになっている。各ドア１４、１８、１９、２０は、図示しないアクチュエータにより駆動される。

そして、この実施例では、図１に示されるように、蒸発器５の表面に当該蒸発器５の表面温度を測定することで蒸発器温度を検出する蒸発器温度検出手段２１が配置されている。もっとも、この蒸発器５の表面に配置される蒸発器温度検出手段２１に替えて、図示しないが、蒸発器５よりも空気の下流域となる蒸発器５の出口側において、蒸発器５の出口側の空気温度を測定することで蒸発器温度を検出する蒸発器温度検出手段２１を配置するようにしても良い。尚、蒸発器温度検出手段２１自体は、サーモスタッド、その他の温度センサ等の公知のものであるので、その構成の説明は省略する。このような蒸発器温度検出手段２１の蒸発器５に対する配置や構成については、図８に示される蒸発器温度検出手段２１についても同様である。

冷凍サイクル２２は、図１に示されるように、圧縮機２３、凝縮器２４、気液分離器２５、減圧膨張装置２６、及び蒸発器５を、配管２７で適宜接合することにより構成されている。

圧縮機２３は、冷媒を吸引して圧縮した後に吐出するもので、当実施例においては固定容量型と呼ばれる吐出容量が一定のものが用いられており、エンジン３１の動力がＶベルト等の伝達装置３２を介して伝達されるようになっている。この圧縮機２３から吐出された高温・高圧の冷媒は、凝縮器２４に流入して、冷却ファン２８により送風される外気と熱交換されて凝縮される。凝縮器２４で凝縮された冷媒は、気液分離器２５に流入して冷媒が気液分離され、冷凍サイクル２２内の余剰冷媒が気液分離器２５内に貯められると共に、この気液分離器２５から減圧膨張装置２６に送られた液冷媒は、当該減圧膨張装置２６において減圧されて、低圧の気液二相状態となる。そして、減圧膨張装置２６から送出された低圧冷媒は、蒸発器５内に流入して、空気流路３を流れる空気から吸熱して蒸発した後、圧縮機２３に戻される。

実施例１における蒸発器５は、図２及び図３に示されるように、蓄冷機能を備えたものが用いられている。この蒸発器５は、基本的には長手方向の両側にそれぞれ一対のタンク３８、３８が配されたチューブ３９を、コルゲートフィン４０を介在させつつ積層してなる積層型熱交換器であって、チューブ３９の積層方向の両側端にはサイドプレート４１、４２を備えたチューブ３９’が配置されたものとなっている。

チューブ３９は、当該チューブ３９の長手方向の一方端側のタンク３８と長手方向の他方端側のタンク３８とを連通する冷媒通路が内部に形成されているもので、例えば、図３（ａ）に示される成形プレート３９ａと、図３（ｂ）に示される成形プレート３９ｂと、図３（ｃ）に示される成形プレート３９ｃとを組み付けて構成される。

成形プレート３９ａと成形プレート３９ｃとは、チューブ３９のタンク３８、３８を形成するためのタンク形成用膨出部３８ａ、３８ａを当該成形プレート３９ａ、３９ｃの長手方向の両側に一対ずつ有すると共に、チューブ３９の冷媒通路を形成するための冷媒通路形成用膨出部４４が波状に２つ形成されている。冷媒通路形成用膨出部４４の両端はタンク形成用膨出部３８ａと連続している。そして、各タンク形成用膨出部３８ａには、隣り合う他のチューブ３９のタンク３８と連通するための通孔３８１が形成されている。

更に、成形プレート３９ａと成形プレート３９ｃとは、２つの冷媒通路形成用膨出部４４、４４の間及び冷媒通路形成用膨出部４４と成形プレート３９ａ、成形プレート３９ｃの側縁との間において、蓄冷剤保持部形成用膨出部４５が形成されている。この蓄冷剤保持部形成用膨出部４５と冷媒通路形成用膨出部４４とは仕切り壁４６により明確に分かれている。また、この実施例では、２つの冷媒通路形成用膨出部４４、４４の間に位置する蓄冷剤保持部形成用膨出部４５の長手方向の両側に蓄冷剤を供給するための供給孔４５１が形成されている。

成形プレート３９ｂは、成形プレート３９ａと成形プレート３９ｃとの間に介在されるもので、タンク３８、３８を形成するための通孔３８ｂ、３８ｂを当該成形プレート３９ｂの長手方向の両側に有すると共に、成形プレート３９ａの蓄冷剤保持部形成用膨出部４５と成形プレート３９ｃの蓄冷剤保持部形成用膨出部４５とを連通させるための連通孔４７が複数形成されている。また、成形プレート３９ｂは、成形プレート３９ａ、３９ｃの供給孔４５１に対応する位置に通孔４５２が形成されている。

このような構成から、成形プレート３９ａと成形プレート３９ｃとについて、成形プレート３９ｂを介在しつつ組み付けた場合には、チューブ３９は冷媒通路とは別に蓄冷剤保持部が配置された構成となる。そして、蓄冷剤保持部形成用膨出部４５は、冷媒通路形成用膨出部４４、４４の間と、成形プレート３９ａ、成形プレート３９ｃの側縁との間とが、成形プレート３９ｂの連通孔４７を介して連通され、更に供給孔４５１とも連通された構成となる。

サイドプレート４１は、図示しない出入口パイプと接続するための出入口４３、４３が設けられているもので、成形プレート３９ｂを介在しつつ、成形プレート３９ｃと組み付けられ、またサイドプレート４２は、成形プレート３９ｂを介在しつつ、成形プレート３９ａと組み付けられて、タンク３８’、タンク３８’間を連通する冷媒通路、冷媒通路の近傍に配置された蓄冷保持部から成るチューブ３９’、３９’をそれぞれ形成する。また、サイドプレート４１は、蓄冷剤を供給するための供給孔４５３が、成形プレート３９ａ、３９ｃに形成されている供給孔４５１及び成形プレート３９ｂに形成されている通孔４５２と対応する位置に形成されている。

しかるに、複数のチューブ３９をコルゲートフィン４０を介在しつつ適宜に積層し、積層された両側をコルゲートフィン４０を介在しつつ更にチューブ３９’、３９’を積層し、ろう付けした後、所定の温度範囲で相変化して蓄冷又は放冷することが可能な蓄冷剤を供給孔４５３から蓄冷剤保持部に供給し、この供給孔４５３を適宜封止することで、蓄冷機能を備えた蒸発器５が構成される。

車両側コントロールユニット３０は、エンジン３１の総合的な制御を行うための制御装置であり、図示しないが、入出力装置、記憶装置、及び中央演算処理装置を有して構成され、この車両側コントロールユニット３０の入力側には、車両の速度を検出する車速センサ等の車速検出手段５１、アクセル開閉状態を検出するアクセル開閉状態検出手段５２や、図示しない各種検出手段、更には下記のエアコン側コントロールユニット２９が電気的に接続されており、前記検出手段５１、５２等からの検出情報やエアコン側コントロールユニット２９からの要求信号等が適宜入力されるようになっている。また、車両側コントロールユニット３０の出力側にはエンジン３１及びエアコン側コントロールユニット２９が電気的に接続されている。

これにより、車両側コントロールユニット３０は、各種検出手段からの検出情報が入力されて、かかる検出情報に基づいて車両の走行状態やエンジン３１の稼動状況を演算してエアコン側コントロールユニット２９に出力信号として送る。

エアコン側コントロールユニット２９は、車両用空調装置１の総合的な制御を行うための制御装置であり、車両側コントロールユニット３０と同様に、入出力装置、記憶装置、及び中央演算処理装置を有して構成されている。エアコン側コントロールユニット２９の入力側には、車両側コントロールユニット３０、エアコンのＯＮ／ＯＦＦ、内外気導入モードの切換え、吹出空気モード切換え、室内温度の目標設定等を行う各種スイッチを備えたエアコンコンソール部５３、日射量を検出する日射センサ等の日射量検出手段５４、外気温度を検出する外気温度センサ等の外気温度検出手段５５、車両の室内温度を検出する室内温度検出手段５６、蒸発器温度を検出する温度センサ等の蒸発器温度検出手段２１等が電気的に接続されており、外気温度や日射量や蒸発器温度等の各種検出手段からの検出情報、エアコンコンソール部５３の設定温度等の設定情報、車両の走行状態やエンジン３１の稼動状態等が入力される。

そして、エアコン側コントロールユニット２９の出力側は、圧縮機２３や、送風機７のモータ、インテークドア９の図示しないアクチュエータ、エアミックスドア１４の図示しないアクチュエータ、吹出モード切換ドア１８から２０の図示しないアクチュエータと電気的に接続され、また、車両側コントロールユニット３０とも電気的に接続されている。

これにより、エアコン側コントロールユニット２９は、エアコンコンソール部５３からの設定情報、外気温度検出手段５５からの検出情報、車両の走行若しくは停車状況及びエンジン３１の稼動状況に基づいて空調総合信号を演算し、この空調総合信号として得られた熱負荷を圧縮機２３や送風機７のモータ等に出力して、この空調総合信号として得られた熱負荷に応じて圧縮機２３の駆動をＯＮ／ＯＦＦし、或いは車両側コントロールユニット３０にエンジン３１の稼動要求信号を発信する。

また、エアコン側コントロールユニット２９は、圧縮機２３の駆動をＯＮ／ＯＦＦするにあたって、圧縮機２３の駆動を原則的にＯＮにした状態において、蒸発器５の凍結防止のために圧縮機２３を断続的にＯＮ／ＯＦＦする制御を行うものとなっている。すなわち、この蒸発器５の凍結防止のための圧縮機２３のＯＮ／ＯＦＦ制御は、図５及び図８の特性線で示されるように、蒸発器温度検出手段２１で検出された蒸発器の温度が圧縮機停止温度Ｔｅｏｆｆ以下となった場合に圧縮機２３の駆動をＯＦＦし、その結果、蒸発器温度検出手段２１で検出された蒸発器の温度が上昇し、圧縮機停止温度Ｔｅｏｎ以上となった場合には蒸発器５の凍結のおそれがなくなったとして、圧縮機２３の駆動をＯＮすることで行われる。

更に、エアコン側コントロールユニット２９は、蒸発器の温度制御として、蒸発器温度検出手段２１により検出される蒸発器５の温度が相対的に高くなるように、圧縮機２３の駆動を制御する通常モードと、蒸発器温度検出手段２１により検出される蒸発器５の温度が通常モードで制御される温度以下となるように、圧縮機２３の駆動を制御する蓄冷モードとの切り替えも可能としているものである。

上記エアコン側コントロールユニット２９において、通常モードにおける圧縮機２３の駆動制御と、蓄冷モードにおける圧縮機２３の駆動制御とを、図４のフロチャートに基づいて説明する。

メインルーチンからステップ１００に入り、ステップ１０１でエアコン側コントロールユニット２９に対し、外気温度、室内温度、車両の乗員により設定される空調設定温度、日射量が入力されて空調総合信号が演算されるほか、車速や減速度等から得られた走行状態（例えば車速が４０ｋｍ／ｈ以上か否か、例えば減速度が３．０ｍ＾２／ｓｅｃ以上か否か）や、蒸発器５の温度等の情報が入力される。次に、ステップ１０２において車両が停車する可能性が低いか否か等の車両の走行状態に基づいて、蒸発器５の温度の制御を通常モードで行うか蓄冷モードで行うかが判定される。この実施例のより具体的な例としては、ステップ１０２において、ステップ１０１で入力された車速が第１の車両速度（例えば車速が４５ｋｍ／ｈ）を超えたら通常モードで行うと判定し、ステップ１０１で入力された車速が第１の車両速度より遅い第２の車両速度（例えば車速が４０ｋｍ／ｈ）を下回ったら蓄冷モードで行うと判定し、入力された車速の値が第２の車両速度以上、且つ、第１の車両速度以下の範囲では、それまでの通常モードか蓄冷モードが維持されるようにする。このようなヒステリシス幅を設定することにより、通常モードと蓄冷モードとの間での過度の切り換えを防止することができ、安定した制御を行うことが可能となる。そして、車両が停車する可能性が低く通常モードで行うと判定された場合にはステップ１０３の通常モードに進み、ステップ１０４では後述する蒸発器の目標温度マップのうちの通常モード目標温度マップの利用が設定され、ステップ１０５ではこの通常モード目標温度マップに基づき圧縮機の駆動のＯＮ／ＯＦＦを制御して蒸発器５の温度を制御した後、ステップ１０６に進んでメインルーチンに戻る。これに対し、ステップ１０２において車両が停車する可能性が高く蓄冷モードで行うと判定された場合には、ステップ１０７の蓄冷モードに進み、ステップ１０８では後述する蒸発器の目標温度マップのうちの蓄冷モード目標温度マップの利用が設定され、ステップ１０９ではこの蓄冷モード目標温度マップに基づき圧縮機の駆動のＯＮ／ＯＦＦを制御して蒸発器５の温度を制御した後、ステップ１１０に進んでメインルーチンに戻る。

このように、圧縮機２３の駆動による蒸発器５の温度の制御は、車両の走行状態に基づいて通常モードで行うか蓄冷モードで行うかが判定されるので、車両が停車する可能性が低いときには、蒸発器の制御温度が相対的に低く圧縮機２３の駆動率の高い蓄冷モードになることが回避され、車両が停車する可能性が高いときには、圧縮機２３の駆動率の高い蓄冷モードとしてエンジンの自動停止時における室温上昇の抑制に備えることができる。そして、エンジン３１が自動停止したときは、圧縮機２３の駆動が停止されて冷凍サイクル２２の運転が止まる一方、送風機７は作動が継続されて空気流路３に送風し、送風された空気は蓄冷された蒸発器５により冷却され、冷却された空気はキャビンルームに吹き出され、エンジン停止中の室温の上昇が抑制される。

ここで、図４のフロチャートのステップ１０４やステップ１０８で設定される蒸発器の目標温度マップの通常モード目標温度マップや蓄冷モード目標温度マップは、図５に示されるように設定されたものである。

すなわち、蒸発器の目標温度を縦軸、空調総合信号として得られる熱負荷を横軸とした場合に、通常モード目標温度マップは、圧縮機の駆動をＯＦＦする蒸発器の目標温度たるＴｅｏｎ及び圧縮機の駆動をＯＮする蒸発器の目標温度たるＴｅｏｆｆが、
ａ）相対的に大きい熱負荷である基準値Ａよりも熱負荷の大きい範囲（図５の右端側）は
一定の温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは８℃、Ｔｅｏｆｆは１０℃）であり、
ｂ）基準値Ａよりも熱負荷の小さい基準値Ｂに向かうにつれて上昇し、
ｃ）基準値Ｂと該基準値Ｂよりも熱負荷の小さい基準値Ｃとの範囲は一定の温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは１１℃、Ｔｅｏｆｆは１３℃）であり、
ｄ）基準値Ｃよりも熱負荷の小さい基準値Ｄに向かうにつれて下降し、
ｅ）基準値Ｄよりも熱負荷の小さい範囲（図５の左端側）は一定の温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは１℃、Ｔｅｏｆｆは３℃）であるよう、設定される。
そして、蓄冷モード目標温度マップは、Ｔｅｏｎ及びＴｅｏｆｆが、
ａ）基準値Ａよりも熱負荷の大きい範囲（図５の右端側）は一定の温度で、且つ、Ｔｅｏｆｆが通常モード目標温度マップのＴｅｏｎよりも低い温度であり（本実施例では、Ｔｅｏｎは１℃、Ｔｅｏｆｆは３℃）、
ｂ）基準値Ａよりも熱負荷の小さい基準値Ｂに向かうにつれて上昇し、
ｃ）基準値Ｂよりも熱負荷の小さい範囲（図５の基準値Ｂよりも左端側）は通常モード目標温度マップのＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆと一致したものであるよう、設定される。

更に、基準値Ａよりも熱負荷の大きい範囲においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆは、蒸発器５が備えた蓄冷剤が相変化する温度範囲Ｗ（本実施例では、５℃から６℃）よりも高く、蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆは、該蓄冷剤が相変化する温度範囲Ｗよりも低くなるように設定されている。

このような蒸発器の目標温度マップを設定することにより、例えば夏季等の熱負荷が大きい範囲（図５の基準値Ａよりも右側の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
また、例えば春季の終わりや秋季の初めと言った熱負荷が比較的大きな範囲（図５の基準値Ａと基準値Ｂとの間の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
更に、例えば春季や秋季の大部分等の熱負荷が比較的小さい範囲から冬季等の熱負荷が最も小さい範囲（図５の基準値Ｂよりも左側の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードと同じ目標温度として設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
そして蒸発器５の温度は、図５に実線で示される通常モードにおけるＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとの間の温度幅、または破線で示される蓄冷モードにおけるＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとの間の温度幅に入るよう、制御される。

つまり、基準値Ｂよりも熱負荷が大きい範囲において、通常モードと蓄冷モードとのそれぞれのＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとに差があるので、冷房要求の高い熱負荷条件のとき、圧縮機２３の駆動率の低下と、蒸発器５に冷熱を蓄冷して十分なアイドル停止時間の確保とを行うことができる。また、基準値Ｂよりも熱負荷が小さい範囲において、通常モードと蓄冷モードとのそれぞれのＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとが一致したものであるので、冷房要求のそれほど高くない熱負荷条件のとき、圧縮機２３の稼働率の低下を行うことができる。

もっとも、図４のフロチャートのステップ１０４やステップ１０８で設定される蒸発器の目標温度マップは、図５に示されるものに限らず、図６に示されるものを設定しても良い。

すなわち、蒸発器の目標温度を縦軸、空調総合信号として得られる熱負荷を横軸とした場合に、通常モード目標温度マップは、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆが、
ａ）相対的に大きい熱負荷である基準値Ａよりも熱負荷の大きい範囲（図６の右端側）は一定の温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは８℃、Ｔｅｏｆｆは１０℃）であり、
ｂ）基準値Ａよりも熱負荷の小さい基準値Ｂに向かうにつれて上昇し、
ｃ）基準値Ｂと基準値Ｂよりも熱負荷の小さい基準値Ｃとの範囲は一定の温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは１１℃、Ｔｅｏｆｆは１３℃）であり、
ｄ）基準値Ｃよりも熱負荷の小さい基準値Ｄに向かうにつれて下降し、
ｅ）基準値Ｄよりも熱負荷の小さい範囲（図６の左端側）は一定の温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは８℃、Ｔｅｏｆｆは１０℃）であるよう、設定される。
そして、蓄冷モード目標温度マップでは、Ｔｅｏｎ及びＴｅｏｆｆが、基準値Ｃよりも熱負荷の大きい範囲において、図５に示される蓄冷モード目標温度マップと同様に設定される一方、基準値Ｃよりも熱負荷の小さい範囲において、
ｄ）基準値Ｃよりも熱負荷の小さい基準値Ｄに向かうにつれて下降し、
ｅ）基準値Ｄよりも熱負荷の小さい範囲（図６の左端側）は一定の温度で、且つ、Ｔｅｏｆｆが通常モード目標温度マップのＴｅｏｎよりも低い温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは１℃、Ｔｅｏｆｆは３℃）であるよう、設定される。

更に、基準値Ａよりも熱負荷の大きい範囲においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆは、蒸発器５に備えられた蓄冷剤が相変化する温度範囲Ｗ（本実施例では、５℃〜６℃）よりも高く、蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆは、該蓄冷剤が相変化する温度範囲Ｗよりも低くなるように設定されている。

このような蒸発器の目標温度マップを設定することにより、例えば夏季等の熱負荷が大きな範囲（図６の基準値Ａよりも右側の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定される蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
また、例えば春季の終わりや秋季の初めと言った熱負荷が比較的大きな範囲（図６の基準値Ａと基準値Ｂとの間の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
更に、例えば春季や秋季の大部分等の熱負荷が比較的小さい範囲（図６の基準値Ｂと基準値Ｃとの間の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードと同じ目標温度として設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
更にまた、例えば春季の初めや秋季の終わりと言った熱負荷がより小さい範囲（図６の基準値Ｃと基準値Ｄとの間の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
そして、例えば冬季等の熱負荷が最も小さい範囲（図６の基準値Ｄよりも左側の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
そして蒸発器５の温度は、図６に実線で示される通常モードにおけるＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとの間の温度幅、または破線で示される蓄冷モードにおけるＴｅｏｎとＴｅｏｆｆの間の温度幅に入るよう、制御される。

つまり、基準値Ｂと基準値Ｃとの間の範囲において、通常モードと蓄冷モードとのそれぞれのＴｅｏｎとＴｅｏｆｆを一致したものとし、しかも蓄冷剤の相変化温度を超えるような相対的に高い温度で制御するようしたので、冷房要求のそれほど高くない熱負荷条件のとき、蒸発器５の温度の制御をどちらのモードで行うと判定されても、同じように圧縮機２３の駆動率の低下を行うことができる。また、基準値Ｂよりも熱負荷が大きい範囲、および基準値Ｄよりも熱負荷が小さい範囲において、通常モードと蓄冷モードとのそれぞれのＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとに差があるので、圧縮機２３の駆動率の低下と、蒸発器５に冷熱を蓄冷して十分なアイドル停止時間の確保とを行うことができる。

更に、図４のフロチャートのステップ１０４やステップ１０８で設定される蒸発器の目標温度マップは、図５、図６に示されるものに限らず、図７に示されるものを設定しても良い。

すなわち、蒸発器の目標温度を縦軸、空調総合信号として得られる熱負荷を横軸とした場合に、通常モード目標温度マップは、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆが、図５に示される通常モード目標温度マップと共通するよう設定される一方、蓄冷モード目標温度マップは、蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆが、
ａ）基準値Ａよりも熱負荷の大きい範囲（図７の右端側）は一定の温度で、且つ、Ｔｅｏｆｆが通常モード目標温度マップのＴｅｏｎよりも低い温度であり（本実施例では、Ｔｅｏｎは１℃、Ｔｅｏｆｆは３℃）、
ｂ）基準値Ａよりも熱負荷の小さい基準値Ｂに向かうにつれて上昇し、
ｃ）基準値Ｂと基準値Ｂよりも熱負荷の小さい基準値Ｃとの範囲は一定の温度で、且つ、Ｔｅｏｆｆが通常モード目標温度マップのＴｅｏｎよりも低い温度であり（本実施例では、Ｔｅｏｎは２℃、Ｔｅｏｆｆは４℃）、
ｄ）基準値Ｃよりも熱負荷の小さい基準値Ｄに向かうにつれて下降し、
ｅ）基準値Ｄよりも熱負荷の小さい範囲（図７の左端側）は一定の温度（本実施例では、Ｔｅｏｎは１℃、Ｔｅｏｆｆは３℃）であり、且つ、通常モード目標温度マップと一致したものであるよう、設定される。

このような蒸発器の目標温度マップを設定することにより、例えば夏季等の熱負荷が大きい範囲（図７の基準値Ａよりも右側の範囲）や例えば春季や秋季等の熱負荷が比較的大きい範囲（図７の基準値Ｃよりも右側の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定される蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
また、例えば春季の初めや秋季の終わりや冬季の初め及び終わり等と言った熱負荷が比較的小さい範囲（図７の基準値Ｃと基準値Ｄとの間の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードよりも低く設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
更に、例えば冬季等の熱負荷が最も小さい範囲（図７の基準値Ｄよりも左側の範囲）においては、通常モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆ、もしくは通常モードと同じ目標温度として設定された蓄冷モードにおけるＴｅｏｎ及びＴｅｏｆｆに沿って、蒸発器５の温度が制御される。
そして蒸発器５の温度は、図７に実線で示される通常モードにおけるＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとの間の温度幅、または破線で示される蓄冷モードにおけるＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとの間の温度幅に入るよう、制御される。

つまり、基準値Ｄよりも熱負荷が大きい範囲において、通常モードと蓄冷モードとのそれぞれのＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとに差があるので、冷房要求のある熱負荷条件のとき、圧縮機２３の駆動率の低下と、蒸発器５に冷熱を蓄冷して十分なアイドル停止時間の確保とを行うことができる。また、基準値Ｄよりも熱負荷が小さい範囲において、通常モードと蓄冷モードとのそれぞれのＴｅｏｎとＴｅｏｆｆとが一致したものであるので、暖房時に除湿要求があるとき、蒸発器５の温度の制御をどちらのモードで行うと判定されても、同じように車室内の空気の除湿を行うことができる。

そして、図５、図６、図７で示される蒸発器の目標温度マップは、横軸の熱負荷について、外気温度、または外気温度に相当する熱負荷として得られる空調総合信号であると良く、基準値Ａは例えば２７℃の外気温度またはそれに相当する熱負荷、基準値Ｂは例えば２３℃の外気温度またはそれに相当する熱負荷、基準値Ｃは例えば１７℃の外気温度またはそれに相当する熱負荷、基準値Ｄは例えば８℃の外気温度またはそれに相当する熱負荷、として設定される。

このように、外気温度に基づいて蒸発器の通常モード目標温度マップ及び蓄冷モード目標温度マップを定めたときには簡易なロジックで圧縮機のＯＮ／ＯＦＦの制御をすることができ、空調総合信号に基づいて定めたときにはある特定の検出値に偏らずに制御することができる。

また、蒸発器の目標温度マップの空調総合信号や外気温度として得られる熱負荷の値の変化について、一年の移り変わりである季節との関係で説明したが必ずしもこれに限定されず、例えば一日の移り変わりである朝、昼、夜との関係でも示すことが可能である。

図８では、この発明に係る車両用空調装置１の他の例が実施例２として示されている。以下、この車両用空調装置１の他の例について図８を用いて説明する。但し、先の実施例１と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、且つ実施例１と同様の制御についても基本的にはその説明を省略する。

この実施例２では、蒸発器５は蓄冷剤を備えないものとし、空気流路３のうち蒸発器５の下流でエアミックスドア１４の上流に配置された蓄冷熱交換器５７が蓄冷剤を備えている。このように蒸発器５と蓄冷熱交換器５７とが配置されているので、蓄冷熱交換器５７は、蒸発器５を通過して冷却された空気によって冷却されることができる。更に、この蓄冷熱交換器５７の表面に当該蓄冷熱交換器５７の表面温度を測定することで蓄冷熱交換器温度を検出する蓄冷熱交換器温度検出手段５８が配置されている。そして、エアコン側コントロールユニット２９の入力側は、蓄冷熱交換器温度検出手段５８と電気的に接続されており、蓄冷熱交換器温度検出手段５８から蓄冷熱交換器の温度が検出情報としてエアコン側コントロールユニット２９に入力される。尚、蓄冷熱交換器５７自体は公知のものであるので、その構成の説明は省略する。

このような構成とすることにより、図４に示されるフロチャートにおいては、ステップ１０４で蓄冷熱交換器５７の目標温度マップのうちの通常モード目標温度マップが設定され、ステップ１０５でこの通常モード目標温度マップに基づき圧縮機の駆動のＯＮ／ＯＦＦを制御して蓄冷熱交換器５７の温度が制御され、ステップ１０８で蓄冷熱交換器５７の目標温度マップのうちの蓄冷モード目標温度マップが設定され、ステップ１０９でこの蓄冷モード目標温度マップに基づき圧縮機の駆動のＯＮ／ＯＦＦを制御して蓄冷熱交換器５７の温度が制御される。そして、蓄冷熱交換器５７の目標温度マップとして設定される内容は、図５、図６、図７に示される蒸発器の目標温度マップの設定と略同じであり、縦軸として記す蒸発器の目標温度が蓄冷熱交換器の目標温度に置き換わる点のみが異なっている。よって、蓄冷熱交換器５７を用いた場合でも、蓄冷剤を備えた蒸発器５を用いた場合と同様の作用効果を得ることが可能である。

１車両用空調装置
２ＨＶＡＣユニット
３空気流路
４ケース
５蒸発器
２１蒸発器温度検出手段
２２冷凍サイクル
２３圧縮機
２４凝縮器
２５気液分離器
２６減圧膨張装置
２７配管
２９エアコン側コントロールユニット
３０車両側コントロールユニット
３１エンジン
３５制御手段
５１車速検出手段
５２アクセル開閉状態検出手段
５３エアコンコンソール部
５４日射量検出手段
５５外気温度検出手段
５６室内温度検出手段
５７蓄冷熱交換器
５８蓄冷熱交換器温度検出手段

この発明に係る車両用空調装置は、エンジンにより走行可能で、前記エンジンを自動的に始動及び停止することができるエンジン自動始動停止機能を備えた車両に搭載されるものであって、前記エンジンを動力源として駆動されると共に冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された冷媒を減圧膨張する減圧膨張装置、及び、減圧膨張された冷媒を蒸発し且つ蓄冷機能を備えた蒸発器を適宜配管接合することにより構成される冷凍サイクルと、前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記圧縮機の運転状態を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の運転状態を制御することで前記蒸発器の温度を制御することが可能であり、通常モードで行うと判定したときは、前記蒸発器温度検出手段により検出された前記蒸発器の温度が通常モード目標温度マップから導かれる蒸発器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御し、蓄冷モードで行うと判定したときは、前記蒸発器温度検出手段により検出された前記蒸発器の温度が蓄熱モード目標温度マップから導かれる蒸発器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御することを特徴としている（請求項１）。ここで、圧縮機には、固定容量型の圧縮機と可変容量型の圧縮機との双方が含まれる。また、蒸発器温度検出手段とは、例えば蒸発器温度センサである。更に、制御手段は、例えば車両側コントロールユニットと空調側コントロールユニットとの双方を含む上位概念としてのコントロールユニットである。

以上のように、請求項１に記載の発明によれば、蒸発器の温度の制御を車両の走行状態に基づいて通常モードで行うか蓄冷モードで行うかが判定されるため、車両が停車する可能性が低いときには圧縮機の駆動率の高い蓄冷モードにならないので、車両の燃費低減効果を確実に得ることができる。また、請求項１に記載の発明によれば、通常モードと蓄冷モードとのいずれのモードでも熱負荷に対応した蒸発器の温度の制御ができるので、車両走行状態と熱負荷との状況を反映した冷凍サイクルの運転が可能となり、不足の無い冷房能力と、十分なエンジンのアイドル停止時間とを確保することができる。

Claims

エンジンにより走行可能で、前記エンジンを自動的に始動及び停止することができるエンジン自動始動停止機能を備えた車両に搭載されるものであって、
前記エンジンを動力源として駆動されると共に冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された冷媒を減圧膨張する減圧膨張装置、及び、減圧膨張された冷媒を蒸発する蒸発器を適宜配管接合することにより構成される冷凍サイクルと、
前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、
前記圧縮機の運転状態を制御する制御手段と、
前記蒸発器よりも空気流の下流側に備えられると共に前記蒸発器によって冷却された空気により冷却可能な蓄冷熱交換器と、
前記蓄冷熱交換器の温度を検出する蓄冷熱交換器温度検出手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記圧縮機の運転状態を制御することで前記蓄冷熱交換器の温度を制御することが可能であり、
前記通常モードで行うと判定したときは、
前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記通常モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御し、
前記蓄冷モードで行うと判定したときは、
前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記蓄熱モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御すること
を特徴とする車両用空調装置。
前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、前記熱負荷が第１の所定値以上の範囲において、
前記通常モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度よりも、前記蓄冷モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度が低く、
且つ、第１の温度差を有するように設定されていること
を特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、
前記熱負荷が第１の所定値より小さい範囲において、
前記通常モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度よりも、
前記蓄冷モード目標温度マップに設定された前記蒸発器の目標温度が低く、
且つ、第２の温度差を有するように設定されており、
該第２の温度差は前記第１の温度差より小さいこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、
前記熱負荷が前記第１の所定値よりも小さな値である第２の所定値よりもさらに小さい範囲では、前記第２の温度差がないこと
を特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
前記通常モード目標温度マップと前記蓄冷モード目標温度マップとは、それぞれ、
前記熱負荷が第１の所定値のときに対応する前記蒸発器の第１の目標温度よりも、前記熱負荷が前記第１の所定値よりも小さな値である第２の所定値のときに対応する前記蒸発器の第２の目標温度の方が高く設定されていること
を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記蒸発器は、
所定の温度範囲で相変化して蓄冷又は放熱することが可能な蓄冷剤を備え、
前記通常モード目標温度マップは、
前記熱負荷が前記第１の所定値以上の範囲において、
前記制御手段で前記圧縮機の駆動をＯＦＦする圧縮機ＯＦＦ温度が、前記蓄冷剤の前記所定の温度範囲よりも高くなるように、前記蒸発器の目標温度が設定されたこと
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記蒸発器は、
所定の温度範囲で相変化して蓄冷又は放熱することが可能な蓄冷剤を備え、
前記蓄冷モード目標温度マップは、
前記熱負荷が前記第１の所定値以上の範囲において、
前記制御手段で前記圧縮機の駆動をＯＮする圧縮機ＯＮ温度が、前記蓄冷剤の前記所定の温度範囲よりも低くなるように、前記蒸発器の目標温度が設定されたこと
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記熱負荷は、
前記車両の外気温度と、前記車両の室内空気温度と、前記車両の乗員により設定される空調設定温度と、日射量と、から少なくとも演算される空調総合信号であること
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記熱負荷は、
前記車両の外気温度であること
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記車両の走行状態は、
前記車両の速度と所定速度とを対比した結果により判定されるもので、
前記制御手段は、前記蒸発器の温度の制御を、
前記車両の速度が前記所定速度以上であるときに前記通常モードで行うと判定し、
前記車両の速度が前記所定速度未満であるときに前記蓄冷モードで行うと判定すること
を特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記車両の走行状態は、
前記車両の減速度と所定減速度とを対比した結果により判定されるもので、
前記制御手段は、前記蒸発器の温度の制御を、
前記車両の減速度が前記所定減速度未満であるときに前記通常モードで行うと判定し、
前記車両の減速度が前記所定減速度以上であるときに前記蓄冷モードで行うと判定すること
を特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記蒸発器よりも空気流の下流側に備えられると共に前記蒸発器によって冷却された空気により冷却可能な蓄冷熱交換器と、
前記蓄冷熱交換器の温度を検出する蓄冷熱交換器温度検出手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記圧縮機の運転状態を制御することで前記蓄冷熱交換器の温度を制御することが可能であり、
前記通常モードで行うと判定したときは、
前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記通常モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御し、
前記蓄冷モードで行うと判定したときは、
前記蓄冷熱交換器温度検出手段により検出された前記蓄冷熱交換器の温度が前記蓄熱モード目標温度マップから導かれる蓄冷熱交換器の目標温度に近づくように、前記圧縮機の運転状態を制御すること
を特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の車両用空調装置。
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の車両用空調装置が搭載されること
を特徴とする車両。