(57)【要約】【課題】空調性能を確保しつつ燃費の悪化を抑制することを目的とする。【解決手段】本発明は、車両の空調制御装置であって、冷却ファンの風量を判定する風量判定手段（Ｓ１）と、蓄冷材３７ａの蓄冷量を推定する蓄冷量推定手段（Ｓ２）と、蒸発器の温度が目標温度となるように、圧縮機の吐出量を制御する圧縮機制御手段と、蓄冷量が所定量よりも小さいときは、冷却ファンの風量に応じて、目標温度を設定する蓄冷時目標温度設定手段（Ｓ５）と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2010036639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトによって駆動されて発電する発電機と、
前記発電機によって発電された電力を蓄電する蓄電器と、
クランクシャフトによって駆動されて空調用の冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒ガスを冷却し、凝縮液化する凝縮器と、
前記蓄電器の電力によって駆動されて、強制的に空気を吸い込んで前記凝縮器の冷却効率を高める冷却ファンと、
前記凝縮器によって液化された冷媒ガスを蒸発させて空気を冷却する蒸発器と、
前記蒸発器によって冷却される蓄冷材と、
を備える車両の空調制御装置であって、
前記冷却ファンの風量を判定する風量判定手段と、
前記蓄冷材の蓄冷量を推定する蓄冷量推定手段と、
前記蒸発器の温度が目標温度となるように、前記圧縮機の吐出量を制御する圧縮機制御手段と、
前記蓄冷量が所定量よりも小さいときは、前記冷却ファンの風量に応じて、前記目標温度を設定する蓄冷時目標温度設定手段と、
を備えることを特徴とする車両の空調制御装置。
【請求項２】
前記蓄冷時目標温度設定手段は、前記冷却ファンの風量が小さいときほど、前記目標温度を低くする
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の空調制御装置。
【請求項３】
前記目標温度は、前記蓄冷材の融解温度よりも低い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の空調制御装置。
【請求項４】
前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段を備え、
前記蓄冷量推定手段は、前記蓄冷材の蓄冷量を前記蒸発器の温度に応じて推定する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の車両の空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の空調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の空調制御装置として、圧縮機の駆動時に冷力を蓄える蓄冷材を備え、蓄冷材への蓄冷が完了していても、車両減速時には圧縮機を駆動させて、蓄冷材の温度を引き下げ、顕熱（以下「蓄冷量」という）を増加させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３５１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の車両の空調制御装置は、発電機の駆動に使用されるエンジン動力を考慮していなかったので、燃費が悪化するという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、空調性能を確保しつつ燃費の悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、クランクシャフト（１１）によって駆動されて発電する発電機（２１）と、前記発電機（２１）によって発電された電力を蓄電する蓄電器（２２）と、クランクシャフト（１１）によって駆動されて空調用の冷媒ガスを圧縮する圧縮機（３１）と、前記圧縮機（３１）で圧縮された冷媒ガスを冷却し、凝縮液化する凝縮器（３２）と、前記蓄電器（２２）の電力によって駆動されて、強制的に空気を吸い込んで前記凝縮器（３２）の冷却効率を高める冷却ファン（３３）と、前記凝縮器（３２）によって液化された冷媒ガスを蒸発させて空気を冷却する蒸発器（３７）と、前記蒸発器（３７）によって冷却される蓄冷材（３７ａ）と、を備える車両の空調制御装置であって、前記冷却ファン（３３）の風量を判定する風量判定手段（Ｓ１，Ｓ２１）と、前記蓄冷材（３７ａ）の蓄冷量を推定する蓄冷量推定手段（Ｓ２）と、前記蒸発器（３７）の温度が目標温度となるように、前記圧縮機（３１）の吐出量を制御する圧縮機制御手段（４）と、前記蓄冷量が所定量よりも小さいときは、前記冷却ファン（３３）の風量に応じて、前記目標温度を設定する蓄冷時目標温度設定手段（Ｓ５，Ｓ２５）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蓄冷材の蓄冷量が所定量よりも小さいときは、冷却ファンの風量に応じて、蒸発器の目標温度を設定する。つまり、冷却ファンの駆動電力を発電する発電機の駆動に用いられるエンジン動力に応じて、圧縮器を制御するので、燃費性能を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両用空調装置のシステム概略図である。
【００１０】
車両空調装置は、エンジン１と、電源装置２と、空調装置３と、コントローラ５と、を備える。
【００１１】
エンジン１は、車輪１３を回転させるための駆動力を発生する。エンジン１のクランクシャフト１１の一端部には、クランクシャフト１１と一体に回転するクランクプーリ１２が取り付けられる。
【００１２】
電源装置２は、エンジン１の動力により駆動されて発電するオルタネータ２１と、オルタネータ２１で発電された電力を充電するバッテリ２２と、を備える。
【００１３】
オルタネータ２１は、回転軸２２の一端部に設けられたオルタネータプーリ２３を介して、ベルト６１でエンジン１のクランクプーリ１２と連係される。回転軸２２とオルタネータプーリ２３との間には、電磁クラッチ２４が介装される。この電磁クラッチ２４を締結（オン）すると、オルタネータ２１の回転軸２２がエンジン１のクランクシャフト１１に同期して回転する。これにより、オルタネータ２１は発電する。一方で、電磁クラッチ２４の締結を解除（オフ）すると、オルタネータ２１の回転軸がエンジン１のクランクシャフト１１に対して空回りし、オルタネータ２１による発電は行われない。
【００１４】
空調装置３は、コンプレッサ３１と、コンデンサ３２と、電動冷却ファン３３と、膨張弁３４と、空調ダクト３５と、電動ブロワファン３６と、エバポレータ３７と、を備える。
【００１５】
コンプレッサ３１は、回転軸３８の一端部に設けられたコンプレッサプーリ３９を介して、ベルト６１でエンジン１のクランクプーリ１２と連係される。回転軸３８とコンプレッサプーリ３９との間には、電磁クラッチ４０が介装される。この電磁クラッチ４０を締結すると、コンプレッサ３１の回転軸３８がエンジン１のクランクシャフト１１に同期して回転する。これにより、コンプレッサ３１は冷媒ガスを吸入圧縮し、高温・高圧になった冷媒ガスをコンデンサ３２へ吐出する。
【００１６】
コンプレッサ３１は、冷媒ガスの吐出量が変更可能な、例えば斜板形の可変容量コンプレッサである。コンプレッサ３１には圧力制御弁（図示せず）が設けられており、コントローラ５が、この圧力制御弁に設けられた電磁コイルへの通電量を制御することで、内部の斜板角度を変更し、吐出量を変更している。コンプレッサ３１を駆動するのに必要なエンジンの動力は、吐出量が大きくなるほど大きくなる。
【００１７】
コンデンサ３２は、コンプレッサ３１から送り込まれてきた高温・高圧の冷媒ガスを冷却して液化する。コンデンサ３２は、ラジエータ（図示せず）の前面に設けられ、走行風によって冷却される。
【００１８】
電動冷却ファン３３は、ラジエータの後方に設けられる。電動冷却ファン３３は、バッテリ２２からの電力によって、車両停車時や低速走行時などに駆動されて強制的に空気を吸い込み、ラジエータの放熱効率を高める。また、コンデンサ３２に当たる風量が不足しているときにも駆動されて強制的に空気を吸い込み、コンデンサ３２の冷却効率を高める。
【００１９】
膨張弁３４は、コンデンサ３２で液化された液冷媒を、減圧・膨張させて低温・低圧の液冷媒にする。
【００２０】
空調ダクト３５は、一方の開口端に外気又は内気を導入する空気取入口３５ａを備え、他方の開口端に車室内に連通する吹き出し口３５ｂを備える。空調ダクト３５の内部には、電動ブロワファン３６と、エバポレータ３７と、が設けられる。
【００２１】
電動ブロワファン３６は、バッテリ２２からの電力によって駆動されて、空気取入口３５ａから吸入した空気をエバポレータ３７の周囲に吹き付ける。
【００２２】
エバポレータ３７は、コンデンサ３２で液化されて、膨張弁３４で低温・低圧になった液冷媒を蒸発させることによって、電動ブロワファン３６によって吹き付けられたエバポレータ３７の周囲を通過する空気から熱を奪い、冷たい空気にする。
【００２３】
また、エバポレータ３７は、固体から液体へ相変化するときの融解熱を利用した蓄冷材３７ａを、チューブ間に収容している。蓄冷材３７ａは、エバポレータ３７に液冷媒が供給されて、エバポレータ３７が冷却されることよって凝固する。
【００２４】
コントローラ５は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００２５】
コントローラ５には、エバポレータ３７の温度を検出するエバポレータ温度センサ５１、車両の室内温度を検出する内気温センサ５２、外気温度を検出する外気温センサ５３、及び日射量を検出する日射センサ５４などの種々のセンサ類からの信号が入力される。
【００２６】
コントローラ５は、例えば信号待ちによって車両が停止したときなどに、所定のエンジン停止条件が成立していればエンジン１を自動停止させ、その後、所定のエンジン再始動条件が成立すればエンジン１を再始動させるアイドルストップ制御を実施している。
【００２７】
また、コントローラ５は、空調性能を確保するため、冷媒ガスの供給によって冷却されるエバポレータ３７の温度が目標エバポレータ温度となるように、コンプレッサ３１の吐出量をフィードバック制御している。
【００２８】
しかしながら、減速時において、減速加速度が大きくなりすぎたときには、コンプレッサ３１の吐出量を減少させて、減速加速度を小さくする必要がある。また、アイドルストップ中には、コンプレッサ３１を駆動することができない。
【００２９】
そのため、本実施形態では、このような状況のときに、蓄冷材３７ａによって車室内を冷房し、空調性能を確保している。
【００３０】
ここで、蓄冷材３７ａを冷却するために、エンジン１の動力を使用しているものは、冷媒ガスを吐出するコンプレッサ３１と、電動冷却ファン３３の電力を発生させるオルタネータである。
【００３１】
電動冷却ファン３３は、車速が高くなり、コンデンサ３２を走行風のみで十分冷却できるときには停止される。電動冷却ファン３３を停止できるときは、電動冷却ファン３３を駆動するための電力を発電するオルタネータ２１を駆動する必要がない。
【００３２】
そのため、電動冷却ファン３３を駆動する必要のない運転状態のときに、蓄冷材３７ａを冷却した方が、燃費の悪化を抑制でき、効率良く蓄冷材３７ａを冷却することができる。
【００３３】
そこで本実施形態では、電動冷却ファン３３の停止時に、蓄冷材３７ａを冷却する。
【００３４】
図２は、本実施形態による車両空調装置の蓄冷制御について説明するフローチャートである。コントローラ５は、本ルーチンをエンジンの運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。
【００３５】
ステップＳ１において、コントローラ５は、電動冷却ファン３３が停止しているか否かを判定する。コントローラ５は、電動冷却ファン３３が停止しているときはステップＳ２に処理を移行し、駆動しているときはステップＳ４に処理を移行する。
【００３６】
ステップＳ２において、コントローラ５は、蓄冷材３７ａの蓄冷量を推定する。蓄冷量は、エバポレータ温度センサ５１で検出したエバポレータ温度やアイドルストップ時間、減速中にコンプレッサ３１の吐出量を減少させた時間などに応じて算出することができる。エバポレータ３７の温度が蓄冷材３７ａの凝固温度より低い時間が長いほど蓄冷材３７ａの蓄冷量は多くなる。一方で、アイドルストップ時間及び減速中にコンプレッサ３１の吐出量を減少させた時間が長いほど蓄冷材３７ａの蓄冷量は少なくなる。
【００３７】
ステップＳ３において、コントローラ５は、蓄冷材３７ａの蓄冷が完了しているか否かを判定する。具体的には、コントローラ５は、蓄冷材３７ａの蓄冷量が所定量より大きいか否かを判定し、所定量よりも大きければ蓄冷が完了したと判定する。コントローラ５は、蓄冷材３７ａの蓄冷が完了していると判定したときはステップＳ４に処理を移行し、完了していないと判定したときは、ステップＳ５に処理を移行する。
【００３８】
ステップＳ４において、コントローラ５は、目標エバポレータ温度を通常時目標エバポレータ温度に設定する。通常時目標エバポレータ温度は、外気温、室内温度及び日射量などに応じて可変設定される。
【００３９】
ステップＳ５において、コントローラ５は、目標エバポレータ温度を蓄冷時目標エバポレータ温度に設定する。蓄冷時目標エバポレータ温度は、蓄冷材３７ａを凝固させ、かつ、エバポレータ３７を凍結させない所定の温度である。
【００４０】
図３は、本実施形態による車両空調装置の蓄冷制御の動作を示すタイムチャートである。以下の説明では、図２のフローチャートとの対応を明確にするため、フローチャートのステップ番号を併記して説明する。
【００４１】
時刻ｔ１で、車速が所定車速よりも高くなると（図３（Ａ））、コントローラ５は、電動冷却ファン３３を停止する（図３（Ｂ））。電動冷却ファン３３が停止されると、コントローラ５は、蓄冷材３７ａの蓄冷量を推定し（Ｓ１でＹｅｓ、Ｓ２）、蓄冷材３７ａの蓄冷が完了しているか否かを判定する（Ｓ３）。
【００４２】
ここでは、蓄冷材３７ａの蓄冷量が所定量（最大蓄冷量）より小さいので（図３（Ｅ））、コントローラ５は、目標エバポレータ温度を蓄冷時目標エバポレータ温度に設定し（図３（Ｃ）；Ｓ３でＮｏ）、コンプレッサ３１の吐出量を増加させる（図３（Ｄ））。これにより、蓄冷材３７ａの温度を引き下げて、蓄冷量を増加させることができる（図３（Ｅ））。
【００４３】
時刻ｔ２で、蓄冷材３７ａの蓄冷量が所定量より大きくなると（図３（Ｅ））、コントローラ５は、目標エバポレータ温度を通常時目標エバポレータ温度に設定し（図３（Ｃ）；Ｓ３でＹｅｓ）、コンプレッサ３１の吐出量を減少させる（図３（Ｄ））。
【００４４】
なお、本実施形態では、蓄冷材３７ａとして、融解温度が通常時目標エバポレータ温度よりも高い蓄冷材３７ａを用いている。その理由について、以下説明する。
【００４５】
本実施形態では、蓄冷材３７ａへの蓄冷を電動冷却ファン３３が停止される高速走行時に実施するため、蓄冷材３７ａの冷却性能を減速時やアイドルストップ時まで維持する必要がある。電動冷却ファン３３が駆動される低速走行時においては、燃費の悪化を抑制するために、目標エバポレータ温度が蓄冷時目標エバポレータ温度よりも高い通常時目標エバポレータ温度に設定される。
【００４６】
そのため、通常時目標エバポレータ温度が蓄冷材３７ａの融解温度よりも高いと、低速走行中に蓄冷材３７ａが融解してしまい、蓄冷材３７ａの冷却性能を減速時やアイドルストップ時まで維持することができなくなる。また、減速時やアイドルストップ時まで冷力を維持しようとすると、空調性能を満足できる目標エバポレータ温度が蓄冷材３７ａの融解温度より高い場合であっても、目標エバポレータ温度を蓄冷材３７ａの融解温度以下に設定しなければならず、燃費が悪化する。そこで、本実施形態では、蓄冷材３７ａとして、融解温度が常に通常時目標エバポレータ温度よりも高くなる蓄冷材３７ａを用いているのである。
【００４７】
以上説明した本実施形態では、電動冷却ファン３３が停止しているときに、コンプレッサ３１の吐出量を増やして、目標エバポレータ温度を通常時目標エバポレータ温度よりも低い蓄冷時目標エバポレータ温度に設定した。
【００４８】
これにより、エンジン負荷が少ないときに、蓄冷材３７ａを蓄冷することができるので、燃費の悪化を抑制しつつ、減速時やアイドルストップ時などの冷房性能を確保できる。
【００４９】
また、蓄冷材３７ａとして、通常時目標エバポレータ温度よりも高い融解温度を有する蓄冷材３７ａを用いた。これにより、電動冷却ファン３３が停止する高速走行時に蓄えた蓄冷材３７ａの冷力を、燃費を悪化させることなく減速時やアイドルストップ時まで維持することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図４および図５を参照して説明する。本実施形態は、蓄冷材３７ａを蓄冷するか否かを電動冷却ファン３３の風量に応じて切り替える点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００５１】
図４は、本実施形態による車両空調装置の蓄冷制御について説明するフローチャートである。
【００５２】
ステップＳ２１において、コントローラ５は、電動冷却ファン３３の風量が所定量より小さいか否かを判定する。具体的には、コントローラ５は、電動冷却ファン３３への通電量が所定量よりも小さいか否かを判定する。コントローラ５は、電動冷却ファン３３の風量が所定量より小さければステップＳ２に処理を移行し、風量が所定量より大きければステップＳ３に処理を移行する。
【００５３】
ステップＳ２〜Ｓ４については、第１実施形態と同様の処理を実施しているので説明を省略する。
【００５４】
ステップＳ２５において、コントローラ５は、目標エバポレータ温度を蓄冷時目標エバポレータ温度に設定する。蓄冷時目標エバポレータ温度は、電動冷却ファン３３の風量に応じて可変設定される。
【００５５】
図５は、電動冷却ファン３３の風量と、蓄冷時目標エバポレータ温度と、の関係を示した図である。
【００５６】
図５に示すように、蓄冷時目標エバポレータ温度は、電動冷却ファン３３の風量が少ないときほど低くなるように設定される。
【００５７】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られるほか、電動冷却ファン３３の風量に応じて蓄冷材３７ａに蓄冷するか否かを切り替えるので、より効率的に蓄冷材３７ａを蓄冷することができる。
【００５８】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００５９】
例えば、上記各実施形態では、蓄冷材３７ａをエバポレータ３７に収容し、エバポレータ３７と一体的に構成したが、蓄冷材３７ａをエバポレータの後方に設け、エバポレータ３７を通過した冷気によって蓄冷材３７ａを蓄冷してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】車両用空調装置のシステム概略図である。
【図２】第１実施形態による車両空調装置の蓄冷制御について説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態による車両空調装置の蓄冷制御の動作を示すタイムチャートである。
【図４】第２実施形態による車両空調装置の蓄冷制御について説明するフローチャートである。
【図５】電動冷却ファンの風量と、蓄冷時目標エバポレータ温度と、の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    エンジン
５    コントローラ（圧縮機制御手段）
１１    クランクシャフト
２１    オルタネータ（発電機）
２２    バッテリ（蓄電器）
３１    コンプレッサ（圧縮機）
３２    コンデンサ（凝縮器）
３３    電動冷却ファン（冷却ファン）
３７    エバポレータ（蒸発器）
３７ａ  蓄冷材
５１    蒸発器温度検出手段
Ｓ１    風量判定手段
Ｓ２    蓄冷量推定手段
Ｓ５    蓄冷時目標温度設定手段
Ｓ２１  風量判定手段
【図１】
2010036639.tif 000003
【図２】
2010036639.tif 000004
【図３】
2010036639.tif 000005
【図４】
2010036639.tif 000006
【図５】
2010036639.tif 000007