JP3831162B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用空調装置に関し、より詳しくは蓄熱タンクを備えて内燃機関停止時における室内温度の調和が可能な自動車用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術に係る自動車用空調装置は、図15に示すように、搭載される自動車の室内温度を下降させるべく備えられた冷却部Aおよび室内温度を上昇させる加熱部Bからなる。冷却部Aは圧縮機10と、凝縮器12と、受液器14と、膨張弁16と、および蒸発器18がそれぞれ配管接続されて冷媒を封入した密閉ループを構成して室内温度の冷却を行うと共に、加熱部Bは温水熱交換器19と内燃機関の冷却水経路とが配管接続されて構成される。
【0003】
ここで、前記冷却部Aにおいて冷却媒体(以下、「冷媒」と言う)を前記圧縮機10で圧縮し、凝縮器12で走行風に対して熱を放出し、受液器14で気液を分離する。次いで膨張弁16にて液冷却を絞り膨張させると、冷媒は蒸発器で室内風から潜熱を奪って蒸気となり、圧縮機へ帰るサイクルを形成し室内温度を冷却する。また、加熱部Bは内燃機関冷却水を前記温水熱交換器19へ流して熱交換を行い、熱を室内風へ放出して室内温度を加熱する。
【0004】
従来技術に係る自動車用空調装置の前記冷却部Aにおいて、前記圧縮機10は内燃機関に連動して動作するため、内燃機関停止時は上記の冷房サイクルを形成することができず、室内温度を冷却することができない。さらに、内燃機関始動後ある程度の時間の経過後でないと前記蒸発器18への冷媒供給が十分に行われず、冷房を選択してもしばらくの間は室内温度を下げることができない。
【0005】
また、前記加熱部Bにおいても同様に、温水熱交換器19において機関冷却水が放熱を開始するまでにある程度の時間を要するため、内燃機関始動後しばらくの間は室内温度を上げることができない。さらに、内燃機関停止時には機関冷却水の温度が低下するため、室内温度を充分に上昇させることができない。
【0006】
また、近時、環境保護の観点から、信号待ちなどの車両停止時に内燃機関を停止するアイドリングストップが提案されているが、上記したような理由により、アイドリングストップ時には冷暖房を行うことができない。
【0007】
尚、内燃機関始動時の即効冷房を行わせるために、例えば特開昭61−150818号公報に開示されるように、従来技術の構成に加え冷水の貯溜用タンクを備える技術が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開昭61−150818号公報に開示される従来技術は、内燃機関始動時の即効冷房を目的とするため、アイドリングストップ時の冷暖房の停止については何ら解決するものではなかった。また、上記公報において開示されるヒータコアは温水式であり、本来は加熱されるべきものであるが、これが冷却に供されるためヒータコアが過度に冷却されるおそれがあった。
【0009】
従って、この発明は上記の課題を解決することを目的とし、アイドリングストップ時において車両の室内温度の調和を効率良く行い、よって環境保護を行いつつ、乗員の快適性を増加させることを可能とする自動車用空調装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1項に記載の発明においては、少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁を備え、周囲空気との熱交換を介して車室内を空調する自動車用空調装置において、前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機と、前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器と、および、前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段とを備えるように構成した。
【0011】
これにより、内燃機関が停止している状態であっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0012】
また請求項2項においては、前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成した。
【0013】
これにより、請求項1項と同様の効果を得ることができる。
【0014】
また請求項3項においては、さらに、前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成するように構成した。
【0015】
これにより、信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ時にあっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0016】
また請求項4項においては、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成するように構成した。
【0017】
これにより、請求項1ないし3項と同様の効果を得ることができる。
【0018】
また請求項5項においては、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されたとき、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成するように構成した。
【0019】
これにより、前記した効果に加え、登坂走行時など内燃機関の負荷が大きい場合に圧縮機を駆動することにより生じる機関負荷を減少させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置を説明する。
【0021】
図1は、本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置の全体構成を示す概略図である。尚、従来技術に係る自動車用空調装置と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。また、この装置は図示しない車両に搭載されると共に、車両は、信号待ちなど、走行中にかかわらず車速が零のときに、その内燃機関を停止するアイドリングストップ機能を有する。
【0022】
本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置は、従来技術に係る自動車用空調装置と同様な構成を備えて車両室温の空調を行う冷暖房部C、およびアイドリングストップ時に放出するための熱量を蓄積する蓄熱部Dから構成される。
【0023】
先ず、冷暖房部Cの構成のうち、室内温度の冷却に係る構成について説明する。
【0024】
本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置における室内温度の冷却に係る構成は、前記従来技術に係る冷却部Aと同様に、圧縮機10と、凝縮器12と、受液器14と、膨張弁17と、および蒸発器18がそれぞれ配管接続されて冷媒を封入した密閉ループを形成して成る。尚、本願に係るものと従来技術との相違点は、膨張弁17が図示しないアクチュエータにより駆動される三方制御弁であり、冷媒を蒸発器18と後述する製氷機のいずれか、または双方に送出可能に構成されている点である。
【0025】
上述の冷却に係る各構成について、前記圧縮機10と凝縮器12の間は第1の冷媒通路20で、凝縮器12と受液器14の間は第2の冷媒通路22で、受液器14と膨張弁17の間は第3の冷媒通路24、膨張弁17と蒸発器18の間は第4の冷媒通路26、および蒸発器18と圧縮機10の間は第5の冷媒通路28により接続される。尚、上記膨張弁17には冷媒を第4の冷媒通路26および/または第6の冷媒通路30のいずれかに送出可能な三方制御弁が使用される。
【0026】
膨張弁17は第4の冷媒通路26を介して従来技術と同様に蒸発器18に接続されると共に、第6の冷媒通路30を介して製氷機32に接続される。製氷機32は第7の冷媒通路34に接続され、第7の冷媒通路34は第5の冷媒通路28の適宜位置に合流するように配管接続される。
【0027】
次いで、冷暖房部Cにおける室内温度の加熱(暖房)に係る構成および蓄熱部Dの構成について説明する。尚、以下の説明において説明を簡略化するために、氷水状の機関冷却水を単に「氷水」、加熱された機関冷却水を「温水」、冷却された機関冷却水を「冷水」と表現する。
【0028】
蓄熱部Dおよび暖房に係る構成は、前記製氷機32、温水熱交換器38、機関冷却水を一方向に流動させることが可能なポンプ40、内部を通過する冷水または温水による熱量を外気に放出可能であるように構成された冷温水熱交換器42、三つの開口端を備えて開口端の開口方向を任意に制御可能な三方制御弁44、機関冷却水通路接続口を2個備えると共に、冷水または温水を保温することにより蓄熱する蓄熱タンク46、前記三方制御弁44と同様に構成された三方切換弁48、および開口端を2個備え、弁の開閉によって機関冷却水の通過を制御可能な二方切換弁50から構成される。尚、上記で「熱量」は負の熱量を含むものとし、「(負の)熱量を外気に放出可能」とは外気の熱量を吸収可能であることを表現するものとする。
【0029】
前記三方切換弁48の一つの開口端には内燃機関の機関冷却水通路(一部を図示)の適宜位置から分岐した第1の機関冷却水通路52が接続されると共に、他の開口端には第2の機関冷却水通路54が接続される。
【0030】
前記第2の機関冷却水通路54の他端には、前記温水熱交換器38が接続される。また、温水熱交換器38の他端には第3の機関冷却水通路56が接続される。第3の機関冷却水通路56の他端は第4の機関冷却水通路58に接続され、第4の機関冷却水通路58は、再度内燃機関の機関冷却水通路(一部を図示)の適宜位置に接続される。尚、この実施の形態における内燃機関の機関冷却水通路の上流側は、前記第1の機関冷却水通路52側である。
【0031】
前記三方切換弁48の残りの開口端には第5の機関冷却水通路60が接続されると共に、第5の機関冷却水通路60の他端は前記蓄熱タンク46の一つの機関冷却水通路接続口に接続される。また、前記蓄熱タンク46の他の機関冷却水通路接続口には第6の機関冷却水通路62の一端が接続される。前記第6の機関冷却水通路62の他端は前記二方切換弁50に接続される。
【0032】
前記第5の機関冷却水通路60の適宜位置からは、第7の機関冷却水通路64が分岐して前記製氷機32に接続される。尚、前記製氷機32は公知技術である冷媒蒸発器内水溶液の遠心流動による製氷を行うもので、機関冷却水通路が接続される接続口を2個備えると共に、モータ(図示せず)により駆動可能な攪拌装置(図示せず)を備えた製氷室(図示せず)を備え、製氷室内で流入した機関冷却水を攪拌しつつ冷却し、シャーベット状の氷水を生成する。尚、製氷室の冷却は、その周囲に設けられた蒸発器(図示せず)に、後述の如き冷媒を通過させることにより行う。
【0033】
前記製氷機の製氷室には、さらに第8の機関冷却水通路66が接続される。第8の機関冷却水路66の他端には前記三方制御弁44の一つの開口端が接続されると共に、前記三方制御弁44の他の開口端には第9の機関冷却水通路68が接続される。第9の機関冷却水通路68の他端は前記冷温水熱交換器42が接続される。冷温水熱交換器42の他の接続口には、第10の機関冷却水通路70が接続されると共に、第10の機関冷却水通路70の他端は前記ポンプ40の一つの接続口に接続される。
【0034】
前記ポンプ40の他の接続口には第11の機関冷却水通路72が接続されると共に第11の機関冷却水通路72の他端は、前記第6の機関冷却水通路62の適宜位置に合流するように配管接続される。尚、前記三方制御弁44の残りの開口端には第12の機関冷却水通路74が接続されると共に、第12の機関冷却水通路74の他端は前記第10の機関冷却水通路70の適宜位置に合流するように配管接続される。
【0035】
この実施の形態に係る車両用空気調整装置には、さらに、運転席(図示せず)付近の適宜位置にA/C(空調)コントロールパネル78が配置され、乗員により要求温度が入力される。また、前記蓄熱タンク46の適宜位置には第1の温度センサ82が設けられて蓄熱タンク46内の温度を検出すると共に、室内の適宜位置には第2の温度センサ84が設けられて、室内の温度を検出する。また、内燃機関近傍における機関冷却水通路の適宜位置には第3の温度センサ86が設けられて、内燃機関付近の機関冷却水の水温を検出する。
【0036】
また、図示しない運転席付近にはイグニッション・スイッチ88が設けられて、乗員が車両に乗り込みイグニッション・スイッチ88をオンすることにより車両の適宜位置に搭載されたバッテリ90から電圧が加圧されてセル・モータ(図示せず)を駆動し、内燃機関が始動すると共に、走行可能な状態となる。
【0037】
前記膨張弁17、三方制御弁44、三方切換弁48および二方切換弁50は、バッテリ90からの電流を制御して駆動されるアクチュエータ(図示せず)により駆動される。また、ポンプ40は適宜位置に設けられたモータ92により駆動される。尚、以上の各弁を駆動するアクチュエータおよびポンプ40はECU94から送出される出力信号により駆動される。運転席付近には、さらにアイドリングストップ解除スイッチ96が設けられて、アイドリングストップ機能を利用することが乗員の意思で決定可能とされる。
【0038】
また、車輪(図示せず)近傍の適宜位置には車速センサ100が設けられて車両の速度を検出すると共に、吸気経路(図示せず)の適宜位置には吸気圧センサ102が設けられて吸気圧を検出する。さらに、ECU94内部にはタイマ104が設けられ、前記車速センサ100の検出した速度が零となった時点からの時間をカウントする。さらに、内燃機関出力軸(図示せず)近傍の適宜位置には回転数センサ106が設けられて内燃機関の回転数が検出される。前記A/Cコントロールパネル78からの要求指令および各センサの検出値が、ECU94に対し送出される。
【0039】
以上の第1の温度センサ82、第2の温度センサ84および第3の温度センサ86は、前記ECU94の入力部(図示せず)に入力されると共に、ECU94の出力部(図示せず)は、前述した膨張弁17、三方制御弁44、三方切換弁48および二方切換弁50を駆動するアクチュエータに接続される。
【0040】
図2ないし図11は、図1に示す自動車用空調装置を、制御装置などの制御系統を除くと共に、冷媒通路および機関冷却水通路を単純化して示した回路図である。
【0041】
以下、上記の構成により行われる通常冷房、通常+氷蓄熱冷房、解氷冷房、通常+解氷冷房、通常+製氷冷房、通常暖房、温水蓄熱、蓄熱暖房、通常+蓄熱暖房、温水放熱の各動作を図2ないし図11に基づいて説明する。
【0042】
動作1)通常冷房
前記の構成において、内燃機関駆動時に前記膨張弁17を前記第3の冷媒通路24と第4の冷媒通路26とが連通する位置に駆動することにより、冷媒が図2に矢印aで示されるような閉回路を循環し、従来技術に係る冷房装置と同様な冷房サイクルが形成されて通常の冷房が行われる。
【0043】
通常冷房について詳述すると、先ず、フロンなどの冷媒が圧縮機10によって高温高圧に圧縮される。圧縮された冷媒は凝縮器12に送り込まれ、外気により約50℃程度に冷却されて液化する。液化した冷媒は受液器14で水分やゴミが取り除かれた後、膨張弁17へ移動し、そこで急激に膨張させられて低温低圧の霧状になる。膨張して低温低圧の霧状になった冷媒は蒸発器18に移動し、蒸発器18周囲の温度の高い空気から熱量を吸収して蒸発し、気体状の冷媒となって再び圧縮機10に吸入される。蒸発器18の近傍にはブロアファン(図示せず)が備えられ、室内空気を取り込むと共に、蒸発器18付近の冷却された空気を再び室内に送出することにより、室内温度を下降させることができる。
【0044】
動作2)通常+氷蓄熱冷房
前記の構成おいて、前記膨張弁17を前記第3の冷媒通路24が、第4の冷媒通路26および第6の冷媒通路30の双方へ連通する位置に駆動することにより、膨張弁17で低温低圧の霧状にされた冷媒は通常冷房の冷房サイクルにおける蒸発器18に加え、前記製氷機32の製氷室の周囲に設けられた蒸発器にも送り込まれ、製氷室の温度を低下させる。また、前記三方制御弁44を前記第8の機関冷却水通路66と前記第12の機関冷却水通路74が連通する位置に駆動すると共に、前記ポンプ40を駆動して機関冷却水を前記第11の機関冷却水通路72から第10の機関冷却水通路70の方向へ流動させる。尚、ここで前記三方切換弁48は、前記第5の機関冷却水通路60が第1の機関冷却水通路52と第2の機関冷却水通路54のいずれにも連通しない位置に駆動すると共に、前記二方切換弁50は閉じ位置に駆動する。
【0045】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、図3に示すように冷媒が矢印aで表示される経路を、機関冷却水が矢印bで表示される経路を流動するので、通常の冷房を行いつつ、機関冷却水は蓄熱タンク46−ポンプ40−三方制御弁44−製氷機32−蓄熱タンク46のサイクルで循環し、よって蓄熱タンク内にはシャーベット状の氷水が蓄えられる。
【0046】
動作3)解氷冷房
上記動作2)通常+氷蓄熱冷房により氷水状の機関冷却水が前記蓄熱タンク46に充分に蓄えられた後、アイドリングストップなどで前記圧縮機10の駆動が停止された場合は、前記ポンプ40を駆動しつつ、三方制御弁44を第8の機関冷却水通路66と第9の機関冷却水通路68とを連通する位置に駆動する。また、前記三方切換弁48および二方切換弁50は動作2)と同様な位置に駆動する。
【0047】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、機関冷却水が図4に矢印bで表示されるような経路を循環、即ち、シャーベット状の氷水が蓄熱タンク46−ポンプ40−冷温水熱交換器42−製氷機32−蓄熱タンクのサイクルで循環して冷温水熱交換器42を通過する際に周囲の温度を吸収する。前述の如く、冷温水熱交換器42により熱量を吸収された、即ち、冷却された空気はブロアファンにより室内に送出される。このようにして、通常の冷房を使用することなく室内温度を低下させることができる。
【0048】
動作4)通常+解氷冷房
上述の動作1)通常冷房および動作3)解氷冷房を同時に行う。よって、図5に示すように、冷媒が矢印aで表示される経路を、シャーベット状の氷水が矢印bで表示される経路を循環する。これにより室内温度の冷却効果を高めることができる。
【0049】
動作5)通常+製氷冷房
上述の動作2)通常+氷蓄熱冷房および動作3)解氷冷房を同時に行う。よって、図6に示すように、冷媒が矢印aで表示される経路を、機関冷却水が矢印bで表示される経路を循環して蓄熱または製氷を行う。これにより、動作4)通常+解氷冷房と同様に冷房効果を高めつつ、蓄熱タンク46内の温度を安定させることができる。
【0050】
尚、上記の動作1)ないし5)は、冷房が選択されている場合の動作である。
【0051】
動作6)通常暖房
前記の構成において、三方切換弁48を前記第1の機関冷却水通路52と第2の機関冷却水通路54が連通する位置に駆動すると共に、二方切換弁50を閉じ方向に駆動する。機関冷却水は前記温水熱交換器38を通過する際、周囲に熱を放射する。
【0052】
各弁を上記のように駆動すると、機関冷却水は図7に矢印bで示されるような経路を流動するので、従来技術に係る暖房装置と同様な構成が形成されて、室内温度を上昇させることができる。
【0053】
動作7)温水蓄熱
前記三方切換弁48を、前記第1の機関冷却水通路52と第5の機関冷却水通路60が連通する位置に駆動すると共に、前記二方切換弁50を開き位置、即ち前記第6の機関冷却水通路62と第4の機関冷却水通路58が連通するように駆動する。
【0054】
各弁を上記のように駆動すると、機関冷却水は図8に矢印bで示されるように前記蓄熱タンク46内に流入すると共に、蓄熱タンク内の温度が充分に上昇するまで蓄積する。
【0055】
動作8)蓄熱暖房
前述の動作7)温水蓄熱により、室内温度を上昇させるに充分な熱量を蓄えた温水が蓄熱タンク46へ蓄えられた後、前記三方制御弁44が接続される全ての冷却水通路が連通するように駆動すると共に、前記三方切換弁48をいずれの冷却水通路も連通しない位置に駆動し、その温水が冷温水熱交換器42へ流入するようポンプ40を駆動する。尚、この時、前記二方切換弁50は閉じ位置へ駆動する。
【0056】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、機関冷却水は図9に矢印bで示されるような経路で前記冷温水熱交換器42内に流入して熱を放出する。これにより、アイドリングストップ時であっても、室内温度を上昇させることができる。
【0057】
動作9)通常+蓄熱暖房
前述の動作6)通常暖房および動作8)蓄熱暖房を同時に行う。これにより、室内温度を上昇させるに充分な熱量を蓄えた機関冷却水が図10に矢印bで示されるように、前記温水熱交換器38および冷温水熱交換器42の双方に流入する。これにより、暖房効果を高めることができる。
【0058】
動作10)温水放熱
前述の動作7)で充分に温度が上昇されて前記蓄熱タンク46に蓄えられた温水を、アイドリングストップ時および機関始動時に適宜な循環機構(図示せず)により内燃機関に送出し内燃機関の暖気を行う。これにより、充分な熱量を蓄えた機関冷却水を図11に矢印bで示すような経路で内燃機関に対して流入させることができる。よって迅速な暖気運転を行うことができる。尚、冷房時は外気温が高いので内燃機関の暖気を行う必要はなく、動作10)温水放熱は行わない。
【0059】
尚、上記の動作6)ないし10)は、暖房が選択されている場合の動作である。
【0060】
以下、この実施の形態に係る装置の動作を図12ないし図14フローチャートを参照して説明する。尚、図13はAで、図14はBで図12フローチャートと連続する。また、本願に係る装置が搭載される車両のアイドリングストップ機能は、図示しないフローチャートにより開始または停止される。
【0061】
先ず、S10で前記イグニッション・スイッチ88がオンされているか否か、即ち、走行状態にあるか否か判断する。尚、この明細書で「走行状態」とは、イグニッション・スイッチ88がオンされている状態を表現するもので、前述の通り信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ(即ち内燃機関が停止された状態)時にあっても「走行状態」と表現する。
【0062】
S10で前記イグニッション・スイッチ88がオンされていると判断されたとき、プログラムはS12に進み、前記A/C(エアコン)コントロールパネル78において、乗員が空調を要求しているか否か判断する。尚、図12のS12で空調の要求があるときを「A/C ON」と表現した。
【0063】
S12で乗員が空調を要求していると判断されたとき、プログラムはS14に進み、前記第2の温度センサ84で検出された室内温度と前記A/Cコントロールパネル78によって乗員から要求された温度を比較して、室内温度の冷却が求められているのか、加熱が求められているのか判断する。
【0064】
S14で冷房が選択されたとき、プログラムはS16に進み前記第1の温度センサ82によって検出された蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下か否か判断する。尚、ここでタンク内温度所定値Tlはアイドリングストップ時に室内を冷却するために充分であるタンク内温度であり、室内空間の容量などにより適宜設定される。
【0065】
S16でタンク内温度が所定値Tlを超えると判断されたとき、プログラムはS18に進み、空調負荷が所定値以上か否か判断する。尚、ここで「空調負荷」とは冷却すべき室内空間の現在の温度と、適宜設定された目標値との差の絶対値を表す。空調負荷が大である場合には室内温度を急速に低下または上昇させる必要がある。
【0066】
S18で空調負荷が小、即ち所定値未満と判断されたときは、急速な室温低下を行う必要はないので、プログラムはS20に進み、前記の動作2)通常+氷蓄熱冷房を行う。
【0067】
また、S18で空調負荷が大、即ち所定値以上と判断されたときは、急速な室温低下を行う必要があるため、プログラムはS22に進み、前記の動作5)通常+製氷冷房を行う。尚、S22における動作5)通常+製氷冷房では蓄熱タンク46内温度は未だ充分に低下していないのに解氷を行うため、製氷の効率が低下するが、本発明の趣旨は乗員の快適性の増加であり、急速な冷房が優先される。
【0068】
S16で前記蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下と判断、即ち蓄熱タンク内に充分な量の氷水が蓄積されたと判断されたとき、プログラムはS24に進んで、空調負荷が所定値以上か否か判断する。
【0069】
S24で空調負荷が所定値未満と判断されたときは、室内温度を急速に低下させる必要はないので、プログラムはS26に進み前述の動作1)通常冷房を行う。
【0070】
また、S24で空調負荷が所定値以上と判断されたときは、室内温度を急速に低下させる必要があるので、プログラムはS28に進み前述の動作4)通常+解氷冷房を行う。
【0071】
以上のS20,S22,S26およびS28の動作を指令した後、プログラムは図13のS30に進み、前記車速センサ100、吸気圧センサ102、回転数センサ106などから機関負荷が所定値以上か否か判断する。これは、機関負荷が大きい場合は、アイドリングストップ時ではなくとも前記圧縮機10の駆動を停止して、内燃機関の動力負荷を低減した方が好ましいからである。
【0072】
車両が登坂時などで車両負荷が大きい場合、S30で機関負荷が所定値以上と判断されたとき、プログラムはS32に進み前記蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下か否か判断する。
【0073】
S32で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下と判断されたとき、プログラムはS34に進み圧縮機を停止して前述の動作3)解氷冷房を行うと共に、再度S30に帰還する。尚、S38で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tlを超えると判断されたとき、プログラムはS35aに進み、圧縮機10が停止しているか否か判断し、S35aで肯定されたときはS35bに進み圧縮機10を始動すると共に、否定されたときはS35b以降をスキップしてスタートに帰還する。これは、室内温度を充分に低下させるのに必要なシャーベット状の氷水が蓄積されていないとき圧縮機10を停止したままだと乗員の快適性が低下するためである。
【0074】
次いでプログラムはS35cに進み、アイドリングストップ解除スイッチがオンされているか否か判断する。これは、乗員が意図的に車両停止時に空調を行う場合、アイドリングストップが開始されて空調が行えなくなるためである。尚、S35cで肯定されたときプログラムはS35dに進んでアイドリングストップ解除指令を出力すると共に、否定されたときはS35dをスキップする。
【0075】
次いでプログラムはS36に進み、前記イグニッションスイッチ88のオン/オフ状態および前記車速センサ100の検出値および前記タイマ104のカウント時間から内燃機関がアイドリングストップを行っている状態(アイドリングストップ時)か否か判断する。
【0076】
S36でアイドリングストップ時ではないと判断されたとき、プログラムはスタートに帰還すると共に、アイドリングストップ時であると判断されたときは、S38に進んで、前記蓄熱タンク46内の温度を再度所定値Tlと比較する。これは、アイドリングストップ時に室内温度を低下させることができるシャーベット状の氷水が充分に蓄積されているか否かを判断するためである。
【0077】
S38で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下と判断されたとき、プログラムはS40に進み前述の動作3)解氷冷房を行うと共に、再度S35cに帰還する。尚、S38で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tlを超えると判断されたとき、プログラムはS35cに帰還する。
【0078】
S14で暖房が選択されたとき、プログラムはS43aに進み、前記第3の温度センサ86により検出された機関冷却水温が所定値Ta以下か否か判断する。S43aで機関冷却水温が所定値Ta以下の場合、S43bに進んで前記第1の温度センサ82により検出されたタンク内温度が、所定値Tb以上か否か判断する。S43bで肯定されたとき、プログラムはS43cに進んで保温された温水を内燃機関の機関冷却水通路に流入させる。以上のS43aないしS43cのステップは、環境対策として内燃機関を早急に暖気すべきなので設けられたものである。尚、S43aで機関冷却水温が所定値Taを超えると判断されたときは内燃機関を暖気する必要はなく、また、S43bでタンク内温度が所定値Tb未満であると判断されたときは内燃機関を暖気するに充分な熱が蓄積されていないので、S43cをスキップする。
【0079】
次いでプログラムはS44に進み前記第1の温度センサ82によって検出された前記蓄熱タンク46内の温度が所定値Th以上か否か判断する。尚、ここでタンク内温度所定値Tlはアイドリングストップ時に室内温度を上昇させるために充分であるタンク内温度であり、室内空間の容量などにより適宜設定される。
【0080】
S44で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th未満であると判断されたとき、プログラムはS46に進み、前述の冷房選択時と同様に空調負荷が所定値を超えるか否か判断する。S46で空調負荷が所定値以下であると判断されたときは、室内温度を急速に上昇させる必要はないので、プログラムはS48に進み前述の動作6)通常暖房と動作7)温水蓄熱を行う。
【0081】
S46で蓄熱タンク46内の温度が所定値以上であると判断されたときは、室内温度を急速に上昇させる必要があるため、プログラムはS50に進み前述の動作6)通常暖房を行う。
【0082】
S44で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th以上と判断されたとき、プログラムはS52に進んで空調負荷が所定値を超えたか否か判断する。S52で所定値以下と判断されたとき、プログラムはS54に進み前述の動作6)通常暖房を行う。また、S52で空調負荷が所定値を超えたと判断されたとき、プログラムはS56に進み前述の動作9)通常+蓄熱暖房を行う。
【0083】
以上のS48,S50,S54およびS56の動作を指令した後、プログラムは図14のS58aに進み、アイドリングストップ解除スイッチがオンされているか否か判断する。S58aで肯定されたときプログラムはS58bに進んでアイドリングストップ解除指令を出力すると共に、否定されたときはS58bをスキップする。次いでS58cに進み、S36と同様にして車両がアイドリングストップ時か否か判断する。
【0084】
S58cでアイドリングストップ時ではないと判断されたとき、プログラムはスタートに帰還すると共に、アイドリングストップ時であると判断されたときは、S60に進んで、前記蓄熱タンク46内の温度を再度所定値Thと比較する。これは、アイドリングストップ時に室内温度を上昇させることができる熱量を有する温水が充分に蓄積されているか否か判断するためである。
【0085】
S60で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th以上と判断されたとき、プログラムはS62に進み前述の動作8)蓄熱暖房を行うと共に、再度S58aに帰還する。尚、S60で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th未満と判断されたとき、プログラムはS58aに帰還する。
【0086】
尚、S10で前記イグニッション・スイッチ88がオフ、即ち走行状態にないと判断されたとき、およびS12で室内の空調が求められていないとき、プログラムは終了する。
【0087】
以上の如く、本装置によると機関負荷が大きい場合やアイドリングストップ時に室内温度を効果的に冷却または上昇させることができる。
【0088】
上記した如く、この発明の実施の形態においては、少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機10と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁17を備え、周囲空気との熱交換により車室内を空調する自動車用空調装置において、前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路(第1の機関冷却水通路52、第4の機関冷却水通路58、第5の機関冷却水通路60、第6の機関冷却水通路62、第7の機関冷却水通路64、第8の機関冷却水通路66、第9の機関冷却水通路68、第10の機関冷却水通路70、第11の機関冷却水通路72、第12の機関冷却水通路74)に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機32と、前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンク46と、前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または前記機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器42と、および、前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段(ポンプ40)とを備えるように構成した。
【0089】
また、前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段(三方制御弁44、三方切換弁48、二方切換弁50)を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成した。
【0090】
また、さらに、前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段(イグニッションスイッチ88、車速センサ100、吸気圧センサ102、タイマ104、回転数センサ106)と、前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段(ECU94)とを備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成する(S40,S62)ように構成した。
【0091】
また、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成する(S40,S62)ように構成した。
【0092】
また、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されると共に、乗員によって冷房が要求されているとき(S12ないしS32)、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成する(S34)ように構成した。
【0093】
本実施の形態において、冷暖房の切換えを自動で行うように構成したが、乗員が手動で行っても良い。
【0094】
【発明の効果】
請求項1項に記載の発明においては、内燃機関が停止している状態であっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0095】
請求項2項に記載の発明においては、請求項1項と同様の効果を得ることができる。
【0096】
請求項3項に記載の発明においては、信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ時にあっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0097】
請求項4項に記載の発明においては、請求項1ないし3項と同様の効果を得ることができる。
【0098】
請求項5項に記載の発明においては、前記した効果に加え、登坂走行時など内燃機関の負荷が大きい場合に圧縮機を駆動することにより生じる機関負荷を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】図1に示す自動車用空調装置が通常冷房動作を行う際の冷媒および機関冷却水の循環経路を説明するために、図1を簡略化した説明図である。
【図3】図1に示す自動車用空調装置の通常+氷蓄熱冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図4】図1に示す自動車用空調装置の解氷冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図5】図1に示す自動車用空調装置の通常+解氷冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図6】図1に示す自動車用空調装置の通常+製氷冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図7】図1に示す自動車用空調装置の通常暖房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図8】図1に示す自動車用空調装置の温水蓄熱動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図9】図1に示す自動車用空調装置の蓄熱暖房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図10】図1に示す自動車用空調装置の通常+蓄熱暖房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図11】図1に示す自動車用空調装置の温水放熱動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図12】図1に示す自動車用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図13】図12から連続した、図1に示す自動車用空調装置の解氷冷房動作を示すフローチャートである。
【図14】図13と同様に、図2から連続した、この出願に係る自動車用空調装置の蓄熱暖房動作を示すフローチャートである。
【図15】従来技術に係る自動車用空調装置を示す概略図である。
【符号の説明】
10 圧縮機
12 凝縮器
14 受液器
16 (従来技術に係る)膨張弁
17 膨張弁
18 蒸発器
19 (従来技術に係る)温水熱交換器
32 製氷機
38 温水熱交換器
40 ポンプ
42 冷温水熱交換器
44 三方制御弁
46 蓄熱タンク
48 三方切換弁
50 二方切換弁
52 第1の機関冷却水通路
54 第2の機関冷却水通路
56 第3の機関冷却水通路
58 第4の機関冷却水通路
60 第5の機関冷却水通路
62 第6の機関冷却水通路
64 第7の機関冷却水通路
66 第8の機関冷却水通路
68 第9の機関冷却水通路
70 第10の機関冷却水通路
72 第11の機関冷却水通路
74 第12の機関冷却水通路
78 A/Cコントロールパネル
82 第1の温度センサ
84 第2の温度センサ
86 第3の温度センサ
88 イグニッション・スイッチ
94 ECU
96 アイドリングストップ解除スイッチ
100 車速センサ
102 吸気圧センサ
106 回転数センサ
A 冷却部
B 加熱部
C 冷暖房部
D 蓄熱部
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用空調装置に関し、より詳しくは蓄熱タンクを備えて内燃機関停止時における室内温度の調和が可能な自動車用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術に係る自動車用空調装置は、図15に示すように、搭載される自動車の室内温度を下降させるべく備えられた冷却部Aおよび室内温度を上昇させる加熱部Bからなる。冷却部Aは圧縮機10と、凝縮器12と、受液器14と、膨張弁16と、および蒸発器18がそれぞれ配管接続されて冷媒を封入した密閉ループを構成して室内温度の冷却を行うと共に、加熱部Bは温水熱交換器19と内燃機関の冷却水経路とが配管接続されて構成される。
【0003】
ここで、前記冷却部Aにおいて冷却媒体(以下、「冷媒」と言う)を前記圧縮機10で圧縮し、凝縮器12で走行風に対して熱を放出し、受液器14で気液を分離する。次いで膨張弁16にて液冷却を絞り膨張させると、冷媒は蒸発器で室内風から潜熱を奪って蒸気となり、圧縮機へ帰るサイクルを形成し室内温度を冷却する。また、加熱部Bは内燃機関冷却水を前記温水熱交換器19へ流して熱交換を行い、熱を室内風へ放出して室内温度を加熱する。
【0004】
従来技術に係る自動車用空調装置の前記冷却部Aにおいて、前記圧縮機10は内燃機関に連動して動作するため、内燃機関停止時は上記の冷房サイクルを形成することができず、室内温度を冷却することができない。さらに、内燃機関始動後ある程度の時間の経過後でないと前記蒸発器18への冷媒供給が十分に行われず、冷房を選択してもしばらくの間は室内温度を下げることができない。
【0005】
また、前記加熱部Bにおいても同様に、温水熱交換器19において機関冷却水が放熱を開始するまでにある程度の時間を要するため、内燃機関始動後しばらくの間は室内温度を上げることができない。さらに、内燃機関停止時には機関冷却水の温度が低下するため、室内温度を充分に上昇させることができない。
【0006】
また、近時、環境保護の観点から、信号待ちなどの車両停止時に内燃機関を停止するアイドリングストップが提案されているが、上記したような理由により、アイドリングストップ時には冷暖房を行うことができない。
【0007】
尚、内燃機関始動時の即効冷房を行わせるために、例えば特開昭61−150818号公報に開示されるように、従来技術の構成に加え冷水の貯溜用タンクを備える技術が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開昭61−150818号公報に開示される従来技術は、内燃機関始動時の即効冷房を目的とするため、アイドリングストップ時の冷暖房の停止については何ら解決するものではなかった。また、上記公報において開示されるヒータコアは温水式であり、本来は加熱されるべきものであるが、これが冷却に供されるためヒータコアが過度に冷却されるおそれがあった。
【0009】
従って、この発明は上記の課題を解決することを目的とし、アイドリングストップ時において車両の室内温度の調和を効率良く行い、よって環境保護を行いつつ、乗員の快適性を増加させることを可能とする自動車用空調装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1項に記載の発明においては、少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁を備え、周囲空気との熱交換を介して車室内を空調する自動車用空調装置において、前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機と、前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器と、および、前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段とを備えるように構成した。
【0011】
これにより、内燃機関が停止している状態であっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0012】
また請求項2項においては、前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成した。
【0013】
これにより、請求項1項と同様の効果を得ることができる。
【0014】
また請求項3項においては、さらに、前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成するように構成した。
【0015】
これにより、信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ時にあっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0016】
また請求項4項においては、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成するように構成した。
【0017】
これにより、請求項1ないし3項と同様の効果を得ることができる。
【0018】
また請求項5項においては、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されたとき、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成するように構成した。
【0019】
これにより、前記した効果に加え、登坂走行時など内燃機関の負荷が大きい場合に圧縮機を駆動することにより生じる機関負荷を減少させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置を説明する。
【0021】
図1は、本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置の全体構成を示す概略図である。尚、従来技術に係る自動車用空調装置と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。また、この装置は図示しない車両に搭載されると共に、車両は、信号待ちなど、走行中にかかわらず車速が零のときに、その内燃機関を停止するアイドリングストップ機能を有する。
【0022】
本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置は、従来技術に係る自動車用空調装置と同様な構成を備えて車両室温の空調を行う冷暖房部C、およびアイドリングストップ時に放出するための熱量を蓄積する蓄熱部Dから構成される。
【0023】
先ず、冷暖房部Cの構成のうち、室内温度の冷却に係る構成について説明する。
【0024】
本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置における室内温度の冷却に係る構成は、前記従来技術に係る冷却部Aと同様に、圧縮機10と、凝縮器12と、受液器14と、膨張弁17と、および蒸発器18がそれぞれ配管接続されて冷媒を封入した密閉ループを形成して成る。尚、本願に係るものと従来技術との相違点は、膨張弁17が図示しないアクチュエータにより駆動される三方制御弁であり、冷媒を蒸発器18と後述する製氷機のいずれか、または双方に送出可能に構成されている点である。
【0025】
上述の冷却に係る各構成について、前記圧縮機10と凝縮器12の間は第1の冷媒通路20で、凝縮器12と受液器14の間は第2の冷媒通路22で、受液器14と膨張弁17の間は第3の冷媒通路24、膨張弁17と蒸発器18の間は第4の冷媒通路26、および蒸発器18と圧縮機10の間は第5の冷媒通路28により接続される。尚、上記膨張弁17には冷媒を第4の冷媒通路26および/または第6の冷媒通路30のいずれかに送出可能な三方制御弁が使用される。
【0026】
膨張弁17は第4の冷媒通路26を介して従来技術と同様に蒸発器18に接続されると共に、第6の冷媒通路30を介して製氷機32に接続される。製氷機32は第7の冷媒通路34に接続され、第7の冷媒通路34は第5の冷媒通路28の適宜位置に合流するように配管接続される。
【0027】
次いで、冷暖房部Cにおける室内温度の加熱(暖房)に係る構成および蓄熱部Dの構成について説明する。尚、以下の説明において説明を簡略化するために、氷水状の機関冷却水を単に「氷水」、加熱された機関冷却水を「温水」、冷却された機関冷却水を「冷水」と表現する。
【0028】
蓄熱部Dおよび暖房に係る構成は、前記製氷機32、温水熱交換器38、機関冷却水を一方向に流動させることが可能なポンプ40、内部を通過する冷水または温水による熱量を外気に放出可能であるように構成された冷温水熱交換器42、三つの開口端を備えて開口端の開口方向を任意に制御可能な三方制御弁44、機関冷却水通路接続口を2個備えると共に、冷水または温水を保温することにより蓄熱する蓄熱タンク46、前記三方制御弁44と同様に構成された三方切換弁48、および開口端を2個備え、弁の開閉によって機関冷却水の通過を制御可能な二方切換弁50から構成される。尚、上記で「熱量」は負の熱量を含むものとし、「(負の)熱量を外気に放出可能」とは外気の熱量を吸収可能であることを表現するものとする。
【0029】
前記三方切換弁48の一つの開口端には内燃機関の機関冷却水通路(一部を図示)の適宜位置から分岐した第1の機関冷却水通路52が接続されると共に、他の開口端には第2の機関冷却水通路54が接続される。
【0030】
前記第2の機関冷却水通路54の他端には、前記温水熱交換器38が接続される。また、温水熱交換器38の他端には第3の機関冷却水通路56が接続される。第3の機関冷却水通路56の他端は第4の機関冷却水通路58に接続され、第4の機関冷却水通路58は、再度内燃機関の機関冷却水通路(一部を図示)の適宜位置に接続される。尚、この実施の形態における内燃機関の機関冷却水通路の上流側は、前記第1の機関冷却水通路52側である。
【0031】
前記三方切換弁48の残りの開口端には第5の機関冷却水通路60が接続されると共に、第5の機関冷却水通路60の他端は前記蓄熱タンク46の一つの機関冷却水通路接続口に接続される。また、前記蓄熱タンク46の他の機関冷却水通路接続口には第6の機関冷却水通路62の一端が接続される。前記第6の機関冷却水通路62の他端は前記二方切換弁50に接続される。
【0032】
前記第5の機関冷却水通路60の適宜位置からは、第7の機関冷却水通路64が分岐して前記製氷機32に接続される。尚、前記製氷機32は公知技術である冷媒蒸発器内水溶液の遠心流動による製氷を行うもので、機関冷却水通路が接続される接続口を2個備えると共に、モータ(図示せず)により駆動可能な攪拌装置(図示せず)を備えた製氷室(図示せず)を備え、製氷室内で流入した機関冷却水を攪拌しつつ冷却し、シャーベット状の氷水を生成する。尚、製氷室の冷却は、その周囲に設けられた蒸発器(図示せず)に、後述の如き冷媒を通過させることにより行う。
【0033】
前記製氷機の製氷室には、さらに第8の機関冷却水通路66が接続される。第8の機関冷却水路66の他端には前記三方制御弁44の一つの開口端が接続されると共に、前記三方制御弁44の他の開口端には第9の機関冷却水通路68が接続される。第9の機関冷却水通路68の他端は前記冷温水熱交換器42が接続される。冷温水熱交換器42の他の接続口には、第10の機関冷却水通路70が接続されると共に、第10の機関冷却水通路70の他端は前記ポンプ40の一つの接続口に接続される。
【0034】
前記ポンプ40の他の接続口には第11の機関冷却水通路72が接続されると共に第11の機関冷却水通路72の他端は、前記第6の機関冷却水通路62の適宜位置に合流するように配管接続される。尚、前記三方制御弁44の残りの開口端には第12の機関冷却水通路74が接続されると共に、第12の機関冷却水通路74の他端は前記第10の機関冷却水通路70の適宜位置に合流するように配管接続される。
【0035】
この実施の形態に係る車両用空気調整装置には、さらに、運転席(図示せず)付近の適宜位置にA/C(空調)コントロールパネル78が配置され、乗員により要求温度が入力される。また、前記蓄熱タンク46の適宜位置には第1の温度センサ82が設けられて蓄熱タンク46内の温度を検出すると共に、室内の適宜位置には第2の温度センサ84が設けられて、室内の温度を検出する。また、内燃機関近傍における機関冷却水通路の適宜位置には第3の温度センサ86が設けられて、内燃機関付近の機関冷却水の水温を検出する。
【0036】
また、図示しない運転席付近にはイグニッション・スイッチ88が設けられて、乗員が車両に乗り込みイグニッション・スイッチ88をオンすることにより車両の適宜位置に搭載されたバッテリ90から電圧が加圧されてセル・モータ(図示せず)を駆動し、内燃機関が始動すると共に、走行可能な状態となる。
【0037】
前記膨張弁17、三方制御弁44、三方切換弁48および二方切換弁50は、バッテリ90からの電流を制御して駆動されるアクチュエータ(図示せず)により駆動される。また、ポンプ40は適宜位置に設けられたモータ92により駆動される。尚、以上の各弁を駆動するアクチュエータおよびポンプ40はECU94から送出される出力信号により駆動される。運転席付近には、さらにアイドリングストップ解除スイッチ96が設けられて、アイドリングストップ機能を利用することが乗員の意思で決定可能とされる。
【0038】
また、車輪(図示せず)近傍の適宜位置には車速センサ100が設けられて車両の速度を検出すると共に、吸気経路(図示せず)の適宜位置には吸気圧センサ102が設けられて吸気圧を検出する。さらに、ECU94内部にはタイマ104が設けられ、前記車速センサ100の検出した速度が零となった時点からの時間をカウントする。さらに、内燃機関出力軸(図示せず)近傍の適宜位置には回転数センサ106が設けられて内燃機関の回転数が検出される。前記A/Cコントロールパネル78からの要求指令および各センサの検出値が、ECU94に対し送出される。
【0039】
以上の第1の温度センサ82、第2の温度センサ84および第3の温度センサ86は、前記ECU94の入力部(図示せず)に入力されると共に、ECU94の出力部(図示せず)は、前述した膨張弁17、三方制御弁44、三方切換弁48および二方切換弁50を駆動するアクチュエータに接続される。
【0040】
図2ないし図11は、図1に示す自動車用空調装置を、制御装置などの制御系統を除くと共に、冷媒通路および機関冷却水通路を単純化して示した回路図である。
【0041】
以下、上記の構成により行われる通常冷房、通常+氷蓄熱冷房、解氷冷房、通常+解氷冷房、通常+製氷冷房、通常暖房、温水蓄熱、蓄熱暖房、通常+蓄熱暖房、温水放熱の各動作を図2ないし図11に基づいて説明する。
【0042】
動作1)通常冷房
前記の構成において、内燃機関駆動時に前記膨張弁17を前記第3の冷媒通路24と第4の冷媒通路26とが連通する位置に駆動することにより、冷媒が図2に矢印aで示されるような閉回路を循環し、従来技術に係る冷房装置と同様な冷房サイクルが形成されて通常の冷房が行われる。
【0043】
通常冷房について詳述すると、先ず、フロンなどの冷媒が圧縮機10によって高温高圧に圧縮される。圧縮された冷媒は凝縮器12に送り込まれ、外気により約50℃程度に冷却されて液化する。液化した冷媒は受液器14で水分やゴミが取り除かれた後、膨張弁17へ移動し、そこで急激に膨張させられて低温低圧の霧状になる。膨張して低温低圧の霧状になった冷媒は蒸発器18に移動し、蒸発器18周囲の温度の高い空気から熱量を吸収して蒸発し、気体状の冷媒となって再び圧縮機10に吸入される。蒸発器18の近傍にはブロアファン(図示せず)が備えられ、室内空気を取り込むと共に、蒸発器18付近の冷却された空気を再び室内に送出することにより、室内温度を下降させることができる。
【0044】
動作2)通常+氷蓄熱冷房
前記の構成おいて、前記膨張弁17を前記第3の冷媒通路24が、第4の冷媒通路26および第6の冷媒通路30の双方へ連通する位置に駆動することにより、膨張弁17で低温低圧の霧状にされた冷媒は通常冷房の冷房サイクルにおける蒸発器18に加え、前記製氷機32の製氷室の周囲に設けられた蒸発器にも送り込まれ、製氷室の温度を低下させる。また、前記三方制御弁44を前記第8の機関冷却水通路66と前記第12の機関冷却水通路74が連通する位置に駆動すると共に、前記ポンプ40を駆動して機関冷却水を前記第11の機関冷却水通路72から第10の機関冷却水通路70の方向へ流動させる。尚、ここで前記三方切換弁48は、前記第5の機関冷却水通路60が第1の機関冷却水通路52と第2の機関冷却水通路54のいずれにも連通しない位置に駆動すると共に、前記二方切換弁50は閉じ位置に駆動する。
【0045】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、図3に示すように冷媒が矢印aで表示される経路を、機関冷却水が矢印bで表示される経路を流動するので、通常の冷房を行いつつ、機関冷却水は蓄熱タンク46−ポンプ40−三方制御弁44−製氷機32−蓄熱タンク46のサイクルで循環し、よって蓄熱タンク内にはシャーベット状の氷水が蓄えられる。
【0046】
動作3)解氷冷房
上記動作2)通常+氷蓄熱冷房により氷水状の機関冷却水が前記蓄熱タンク46に充分に蓄えられた後、アイドリングストップなどで前記圧縮機10の駆動が停止された場合は、前記ポンプ40を駆動しつつ、三方制御弁44を第8の機関冷却水通路66と第9の機関冷却水通路68とを連通する位置に駆動する。また、前記三方切換弁48および二方切換弁50は動作2)と同様な位置に駆動する。
【0047】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、機関冷却水が図4に矢印bで表示されるような経路を循環、即ち、シャーベット状の氷水が蓄熱タンク46−ポンプ40−冷温水熱交換器42−製氷機32−蓄熱タンクのサイクルで循環して冷温水熱交換器42を通過する際に周囲の温度を吸収する。前述の如く、冷温水熱交換器42により熱量を吸収された、即ち、冷却された空気はブロアファンにより室内に送出される。このようにして、通常の冷房を使用することなく室内温度を低下させることができる。
【0048】
動作4)通常+解氷冷房
上述の動作1)通常冷房および動作3)解氷冷房を同時に行う。よって、図5に示すように、冷媒が矢印aで表示される経路を、シャーベット状の氷水が矢印bで表示される経路を循環する。これにより室内温度の冷却効果を高めることができる。
【0049】
動作5)通常+製氷冷房
上述の動作2)通常+氷蓄熱冷房および動作3)解氷冷房を同時に行う。よって、図6に示すように、冷媒が矢印aで表示される経路を、機関冷却水が矢印bで表示される経路を循環して蓄熱または製氷を行う。これにより、動作4)通常+解氷冷房と同様に冷房効果を高めつつ、蓄熱タンク46内の温度を安定させることができる。
【0050】
尚、上記の動作1)ないし5)は、冷房が選択されている場合の動作である。
【0051】
動作6)通常暖房
前記の構成において、三方切換弁48を前記第1の機関冷却水通路52と第2の機関冷却水通路54が連通する位置に駆動すると共に、二方切換弁50を閉じ方向に駆動する。機関冷却水は前記温水熱交換器38を通過する際、周囲に熱を放射する。
【0052】
各弁を上記のように駆動すると、機関冷却水は図7に矢印bで示されるような経路を流動するので、従来技術に係る暖房装置と同様な構成が形成されて、室内温度を上昇させることができる。
【0053】
動作7)温水蓄熱
前記三方切換弁48を、前記第1の機関冷却水通路52と第5の機関冷却水通路60が連通する位置に駆動すると共に、前記二方切換弁50を開き位置、即ち前記第6の機関冷却水通路62と第4の機関冷却水通路58が連通するように駆動する。
【0054】
各弁を上記のように駆動すると、機関冷却水は図8に矢印bで示されるように前記蓄熱タンク46内に流入すると共に、蓄熱タンク内の温度が充分に上昇するまで蓄積する。
【0055】
動作8)蓄熱暖房
前述の動作7)温水蓄熱により、室内温度を上昇させるに充分な熱量を蓄えた温水が蓄熱タンク46へ蓄えられた後、前記三方制御弁44が接続される全ての冷却水通路が連通するように駆動すると共に、前記三方切換弁48をいずれの冷却水通路も連通しない位置に駆動し、その温水が冷温水熱交換器42へ流入するようポンプ40を駆動する。尚、この時、前記二方切換弁50は閉じ位置へ駆動する。
【0056】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、機関冷却水は図9に矢印bで示されるような経路で前記冷温水熱交換器42内に流入して熱を放出する。これにより、アイドリングストップ時であっても、室内温度を上昇させることができる。
【0057】
動作9)通常+蓄熱暖房
前述の動作6)通常暖房および動作8)蓄熱暖房を同時に行う。これにより、室内温度を上昇させるに充分な熱量を蓄えた機関冷却水が図10に矢印bで示されるように、前記温水熱交換器38および冷温水熱交換器42の双方に流入する。これにより、暖房効果を高めることができる。
【0058】
動作10)温水放熱
前述の動作7)で充分に温度が上昇されて前記蓄熱タンク46に蓄えられた温水を、アイドリングストップ時および機関始動時に適宜な循環機構(図示せず)により内燃機関に送出し内燃機関の暖気を行う。これにより、充分な熱量を蓄えた機関冷却水を図11に矢印bで示すような経路で内燃機関に対して流入させることができる。よって迅速な暖気運転を行うことができる。尚、冷房時は外気温が高いので内燃機関の暖気を行う必要はなく、動作10)温水放熱は行わない。
【0059】
尚、上記の動作6)ないし10)は、暖房が選択されている場合の動作である。
【0060】
以下、この実施の形態に係る装置の動作を図12ないし図14フローチャートを参照して説明する。尚、図13はAで、図14はBで図12フローチャートと連続する。また、本願に係る装置が搭載される車両のアイドリングストップ機能は、図示しないフローチャートにより開始または停止される。
【0061】
先ず、S10で前記イグニッション・スイッチ88がオンされているか否か、即ち、走行状態にあるか否か判断する。尚、この明細書で「走行状態」とは、イグニッション・スイッチ88がオンされている状態を表現するもので、前述の通り信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ(即ち内燃機関が停止された状態)時にあっても「走行状態」と表現する。
【0062】
S10で前記イグニッション・スイッチ88がオンされていると判断されたとき、プログラムはS12に進み、前記A/C(エアコン)コントロールパネル78において、乗員が空調を要求しているか否か判断する。尚、図12のS12で空調の要求があるときを「A/C ON」と表現した。
【0063】
S12で乗員が空調を要求していると判断されたとき、プログラムはS14に進み、前記第2の温度センサ84で検出された室内温度と前記A/Cコントロールパネル78によって乗員から要求された温度を比較して、室内温度の冷却が求められているのか、加熱が求められているのか判断する。
【0064】
S14で冷房が選択されたとき、プログラムはS16に進み前記第1の温度センサ82によって検出された蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下か否か判断する。尚、ここでタンク内温度所定値Tlはアイドリングストップ時に室内を冷却するために充分であるタンク内温度であり、室内空間の容量などにより適宜設定される。
【0065】
S16でタンク内温度が所定値Tlを超えると判断されたとき、プログラムはS18に進み、空調負荷が所定値以上か否か判断する。尚、ここで「空調負荷」とは冷却すべき室内空間の現在の温度と、適宜設定された目標値との差の絶対値を表す。空調負荷が大である場合には室内温度を急速に低下または上昇させる必要がある。
【0066】
S18で空調負荷が小、即ち所定値未満と判断されたときは、急速な室温低下を行う必要はないので、プログラムはS20に進み、前記の動作2)通常+氷蓄熱冷房を行う。
【0067】
また、S18で空調負荷が大、即ち所定値以上と判断されたときは、急速な室温低下を行う必要があるため、プログラムはS22に進み、前記の動作5)通常+製氷冷房を行う。尚、S22における動作5)通常+製氷冷房では蓄熱タンク46内温度は未だ充分に低下していないのに解氷を行うため、製氷の効率が低下するが、本発明の趣旨は乗員の快適性の増加であり、急速な冷房が優先される。
【0068】
S16で前記蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下と判断、即ち蓄熱タンク内に充分な量の氷水が蓄積されたと判断されたとき、プログラムはS24に進んで、空調負荷が所定値以上か否か判断する。
【0069】
S24で空調負荷が所定値未満と判断されたときは、室内温度を急速に低下させる必要はないので、プログラムはS26に進み前述の動作1)通常冷房を行う。
【0070】
また、S24で空調負荷が所定値以上と判断されたときは、室内温度を急速に低下させる必要があるので、プログラムはS28に進み前述の動作4)通常+解氷冷房を行う。
【0071】
以上のS20,S22,S26およびS28の動作を指令した後、プログラムは図13のS30に進み、前記車速センサ100、吸気圧センサ102、回転数センサ106などから機関負荷が所定値以上か否か判断する。これは、機関負荷が大きい場合は、アイドリングストップ時ではなくとも前記圧縮機10の駆動を停止して、内燃機関の動力負荷を低減した方が好ましいからである。
【0072】
車両が登坂時などで車両負荷が大きい場合、S30で機関負荷が所定値以上と判断されたとき、プログラムはS32に進み前記蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下か否か判断する。
【0073】
S32で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下と判断されたとき、プログラムはS34に進み圧縮機を停止して前述の動作3)解氷冷房を行うと共に、再度S30に帰還する。尚、S38で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tlを超えると判断されたとき、プログラムはS35aに進み、圧縮機10が停止しているか否か判断し、S35aで肯定されたときはS35bに進み圧縮機10を始動すると共に、否定されたときはS35b以降をスキップしてスタートに帰還する。これは、室内温度を充分に低下させるのに必要なシャーベット状の氷水が蓄積されていないとき圧縮機10を停止したままだと乗員の快適性が低下するためである。
【0074】
次いでプログラムはS35cに進み、アイドリングストップ解除スイッチがオンされているか否か判断する。これは、乗員が意図的に車両停止時に空調を行う場合、アイドリングストップが開始されて空調が行えなくなるためである。尚、S35cで肯定されたときプログラムはS35dに進んでアイドリングストップ解除指令を出力すると共に、否定されたときはS35dをスキップする。
【0075】
次いでプログラムはS36に進み、前記イグニッションスイッチ88のオン/オフ状態および前記車速センサ100の検出値および前記タイマ104のカウント時間から内燃機関がアイドリングストップを行っている状態(アイドリングストップ時)か否か判断する。
【0076】
S36でアイドリングストップ時ではないと判断されたとき、プログラムはスタートに帰還すると共に、アイドリングストップ時であると判断されたときは、S38に進んで、前記蓄熱タンク46内の温度を再度所定値Tlと比較する。これは、アイドリングストップ時に室内温度を低下させることができるシャーベット状の氷水が充分に蓄積されているか否かを判断するためである。
【0077】
S38で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tl以下と判断されたとき、プログラムはS40に進み前述の動作3)解氷冷房を行うと共に、再度S35cに帰還する。尚、S38で蓄熱タンク46内の温度が所定値Tlを超えると判断されたとき、プログラムはS35cに帰還する。
【0078】
S14で暖房が選択されたとき、プログラムはS43aに進み、前記第3の温度センサ86により検出された機関冷却水温が所定値Ta以下か否か判断する。S43aで機関冷却水温が所定値Ta以下の場合、S43bに進んで前記第1の温度センサ82により検出されたタンク内温度が、所定値Tb以上か否か判断する。S43bで肯定されたとき、プログラムはS43cに進んで保温された温水を内燃機関の機関冷却水通路に流入させる。以上のS43aないしS43cのステップは、環境対策として内燃機関を早急に暖気すべきなので設けられたものである。尚、S43aで機関冷却水温が所定値Taを超えると判断されたときは内燃機関を暖気する必要はなく、また、S43bでタンク内温度が所定値Tb未満であると判断されたときは内燃機関を暖気するに充分な熱が蓄積されていないので、S43cをスキップする。
【0079】
次いでプログラムはS44に進み前記第1の温度センサ82によって検出された前記蓄熱タンク46内の温度が所定値Th以上か否か判断する。尚、ここでタンク内温度所定値Tlはアイドリングストップ時に室内温度を上昇させるために充分であるタンク内温度であり、室内空間の容量などにより適宜設定される。
【0080】
S44で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th未満であると判断されたとき、プログラムはS46に進み、前述の冷房選択時と同様に空調負荷が所定値を超えるか否か判断する。S46で空調負荷が所定値以下であると判断されたときは、室内温度を急速に上昇させる必要はないので、プログラムはS48に進み前述の動作6)通常暖房と動作7)温水蓄熱を行う。
【0081】
S46で蓄熱タンク46内の温度が所定値以上であると判断されたときは、室内温度を急速に上昇させる必要があるため、プログラムはS50に進み前述の動作6)通常暖房を行う。
【0082】
S44で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th以上と判断されたとき、プログラムはS52に進んで空調負荷が所定値を超えたか否か判断する。S52で所定値以下と判断されたとき、プログラムはS54に進み前述の動作6)通常暖房を行う。また、S52で空調負荷が所定値を超えたと判断されたとき、プログラムはS56に進み前述の動作9)通常+蓄熱暖房を行う。
【0083】
以上のS48,S50,S54およびS56の動作を指令した後、プログラムは図14のS58aに進み、アイドリングストップ解除スイッチがオンされているか否か判断する。S58aで肯定されたときプログラムはS58bに進んでアイドリングストップ解除指令を出力すると共に、否定されたときはS58bをスキップする。次いでS58cに進み、S36と同様にして車両がアイドリングストップ時か否か判断する。
【0084】
S58cでアイドリングストップ時ではないと判断されたとき、プログラムはスタートに帰還すると共に、アイドリングストップ時であると判断されたときは、S60に進んで、前記蓄熱タンク46内の温度を再度所定値Thと比較する。これは、アイドリングストップ時に室内温度を上昇させることができる熱量を有する温水が充分に蓄積されているか否か判断するためである。
【0085】
S60で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th以上と判断されたとき、プログラムはS62に進み前述の動作8)蓄熱暖房を行うと共に、再度S58aに帰還する。尚、S60で蓄熱タンク46内の温度が所定値Th未満と判断されたとき、プログラムはS58aに帰還する。
【0086】
尚、S10で前記イグニッション・スイッチ88がオフ、即ち走行状態にないと判断されたとき、およびS12で室内の空調が求められていないとき、プログラムは終了する。
【0087】
以上の如く、本装置によると機関負荷が大きい場合やアイドリングストップ時に室内温度を効果的に冷却または上昇させることができる。
【0088】
上記した如く、この発明の実施の形態においては、少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機10と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁17を備え、周囲空気との熱交換により車室内を空調する自動車用空調装置において、前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路(第1の機関冷却水通路52、第4の機関冷却水通路58、第5の機関冷却水通路60、第6の機関冷却水通路62、第7の機関冷却水通路64、第8の機関冷却水通路66、第9の機関冷却水通路68、第10の機関冷却水通路70、第11の機関冷却水通路72、第12の機関冷却水通路74)に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機32と、前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンク46と、前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または前記機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器42と、および、前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段(ポンプ40)とを備えるように構成した。
【0089】
また、前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段(三方制御弁44、三方切換弁48、二方切換弁50)を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成した。
【0090】
また、さらに、前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段(イグニッションスイッチ88、車速センサ100、吸気圧センサ102、タイマ104、回転数センサ106)と、前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段(ECU94)とを備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成する(S40,S62)ように構成した。
【0091】
また、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成する(S40,S62)ように構成した。
【0092】
また、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されると共に、乗員によって冷房が要求されているとき(S12ないしS32)、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成する(S34)ように構成した。
【0093】
本実施の形態において、冷暖房の切換えを自動で行うように構成したが、乗員が手動で行っても良い。
【0094】
【発明の効果】
請求項1項に記載の発明においては、内燃機関が停止している状態であっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0095】
請求項2項に記載の発明においては、請求項1項と同様の効果を得ることができる。
【0096】
請求項3項に記載の発明においては、信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ時にあっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【0097】
請求項4項に記載の発明においては、請求項1ないし3項と同様の効果を得ることができる。
【0098】
請求項5項に記載の発明においては、前記した効果に加え、登坂走行時など内燃機関の負荷が大きい場合に圧縮機を駆動することにより生じる機関負荷を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】図1に示す自動車用空調装置が通常冷房動作を行う際の冷媒および機関冷却水の循環経路を説明するために、図1を簡略化した説明図である。
【図3】図1に示す自動車用空調装置の通常+氷蓄熱冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図4】図1に示す自動車用空調装置の解氷冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図5】図1に示す自動車用空調装置の通常+解氷冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図6】図1に示す自動車用空調装置の通常+製氷冷房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図7】図1に示す自動車用空調装置の通常暖房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図8】図1に示す自動車用空調装置の温水蓄熱動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図9】図1に示す自動車用空調装置の蓄熱暖房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図10】図1に示す自動車用空調装置の通常+蓄熱暖房動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図11】図1に示す自動車用空調装置の温水放熱動作を説明する際の、図2に似た説明図である。
【図12】図1に示す自動車用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図13】図12から連続した、図1に示す自動車用空調装置の解氷冷房動作を示すフローチャートである。
【図14】図13と同様に、図2から連続した、この出願に係る自動車用空調装置の蓄熱暖房動作を示すフローチャートである。
【図15】従来技術に係る自動車用空調装置を示す概略図である。
【符号の説明】
10 圧縮機
12 凝縮器
14 受液器
16 (従来技術に係る)膨張弁
17 膨張弁
18 蒸発器
19 (従来技術に係る)温水熱交換器
32 製氷機
38 温水熱交換器
40 ポンプ
42 冷温水熱交換器
44 三方制御弁
46 蓄熱タンク
48 三方切換弁
50 二方切換弁
52 第1の機関冷却水通路
54 第2の機関冷却水通路
56 第3の機関冷却水通路
58 第4の機関冷却水通路
60 第5の機関冷却水通路
62 第6の機関冷却水通路
64 第7の機関冷却水通路
66 第8の機関冷却水通路
68 第9の機関冷却水通路
70 第10の機関冷却水通路
72 第11の機関冷却水通路
74 第12の機関冷却水通路
78 A/Cコントロールパネル
82 第1の温度センサ
84 第2の温度センサ
86 第3の温度センサ
88 イグニッション・スイッチ
94 ECU
96 アイドリングストップ解除スイッチ
100 車速センサ
102 吸気圧センサ
106 回転数センサ
A 冷却部
B 加熱部
C 冷暖房部
D 蓄熱部
Claims (5)
- 少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁を備え、熱交換器を介して車室内を空調する自動車用空調装置において、
a.前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機と、
b.前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンクと、
c.前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器と、および、
d.前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段と、
を備えたことを特徴とする自動車用空調装置。 - 前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成したことを特徴とする請求項1項記載の自動車用空調装置。
- さらに、
e.前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、
f.前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成することを特徴とする請求項2項記載の自動車用空調装置。 - 前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成することを特徴とする請求項3項記載の自動車用空調装置。
- 前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されたとき、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成することを特徴とする請求項2項ないし4項のいずれかに記載の自動車用空調装置。
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