(57)【要約】【課題】  蓄冷器に冷熱を効率的に蓄えることができ、かつ蓄冷器に蓄えた冷熱を有効に利用することができる車両用空調装置を得る。【解決手段】  車両用空調装置１０では、エンジン２６にて駆動されるコンプレッサ１２の作動によって、該コンプレッサ１２、コンデンサ１４、膨張弁１６、蓄冷器3３０、エバポレータ１８を連通する冷媒循環路２０を冷媒が循環し、冷凍サイクル及び蓄冷器３０への蓄冷が行なわれる。冷媒循環路２０は、バイパス流路４２によって蓄冷器３０がバイパスされており、コンプレッサ１２の作動中に、バイパス用電磁弁４６が開放されると、冷媒の循環経路が冷媒循環路２０からバイパス流路４２を含むバイパス循環路４４に切り替えられ、蓄冷器３０への冷媒流れすなわち蓄冷が停止する。コンプレッサ１２が停止して液ポンプ３８が作動すると、冷媒は冷媒戻し流路３４を含む副循環路３５にて連通される蓄冷器３０、蒸発器１８間で循環する。このとき電磁弁４０が冷媒循環路２０における副循環路の外側を閉止し、全冷媒が副循環路３５を循環する。【選択図】      図１
2006021571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンに駆動される圧縮機の作動によって、該圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器、及び蓄冷器に冷媒を循環させて冷凍サイクル及び前記蓄冷器への蓄冷を行なうための冷媒循環路と、
両端が前記冷媒循環路に連通した冷媒戻し流路及び液送装置を含み、該液送装置の作動によって前記蓄冷器と前記蒸発器との間で冷媒を循環させる副循環路と、
前記冷媒循環路における前記副循環路を構成しない部分に設けられ、前記圧縮機の停止中でかつ前記液送装置の作動中には前記冷媒循環路を閉塞する開閉弁と、
前記蓄冷器をバイパスするように前記冷媒循環路に連通されたバイパス流路を含み、前記圧縮機の作動によって該圧縮機、前記凝縮器、前記減圧手段、前記蒸発器に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なうためのバイパス循環路と、
前記圧縮機の動作時に、冷媒が前記冷媒循環路を循環する状態と冷媒が前記バイパス循環路を循環する状態とを選択的に切り替える流路切替装置と、
を備えた車両用空調装置。
【請求項２】
車両のエンジンに駆動される圧縮機の作動によって、該圧縮機、凝縮器、減圧手段、及び蒸発器に冷媒を循環させて冷凍サイクル行なうための冷媒循環路と、
前記冷媒循環路における前記減圧手段と前記蒸発器との間に直列に設けられ、内蔵する蓄冷剤が冷媒と熱交換を行なう蓄冷器と、
前記冷媒循環路における前記蒸発器の下流と前記蓄冷器の上流とを連通する冷媒戻し流路及び液送装置を含み、前記蒸発器と前記蓄冷器との間で冷媒を循環させる副循環路と、
前記冷媒循環路における前記副循環路を構成しない部分に設けられ、前記圧縮機の停止中でかつ前記液送装置の作動中には前記冷媒循環路を閉塞する開閉弁と、
前記冷媒循環路における前記減圧手段の下流と前記蒸発器の上流とを、前記蓄冷器をバイパスして連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路を冷媒が流れる状態と、該バイパス流路を冷媒が流れない状態とを選択的に切替可能な流路切替装置と、
を備えた車両用空調装置。
【請求項３】
前記流路切替装置は、前記バイパス流路上に設けられ、制御装置によって開閉制御される電磁弁である、請求項１または請求項２記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記蓄冷器への蓄冷量に応じて前記電磁弁を開閉する、請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記制御装置は、少なくとも前記蓄冷剤の温度に対応する信号、前記蓄冷器の出入口における冷媒温度にそれぞれ対応する信号、及び冷媒流量に対応する信号に基づいて算出した蓄冷量が、そのときの冷房負荷に基づき算出した必要蓄冷量よりも小さい場合に、前記電磁弁を閉じ、前記蓄冷量が必要蓄冷量以上である場合には前記電磁弁を開放する、請求項４記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記制御装置は、車両が減速中であることに対応する情報が入力された場合に前記電磁弁を閉じる、請求項３乃至請求項５の何れか１項記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記制御装置は、急速冷房動作が必要なときに前記電磁弁を開放する、請求項３乃至請求項６の何れか１項記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記流路切替装置は、機械弁である、請求項１または請求項２記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記機械弁は、蓄冷剤の温度変化によって前記バイパス流路を開放する位置と該バイパス流路を閉止する位置との間を移動する弁体を有する、請求項８記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両に適用される車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両用空調装置として、冷凍サイクルを行なう冷媒と蓄冷剤との熱交換によって、冷熱を蓄える蓄冷器を備えたものが知られている（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。
【０００３】
また、自動車等の車両としては、例えば信号待ちによる停車時に自動的にエンジンを停止させる機能を有し、燃費向上や排出ガス量の低減を図る所謂エコラン車が実用化されている。そして、このようなエコラン車の空調装置に蓄冷器を設け、エンジン停止中（エコラン期間中）の空調装置の冷房動作を維持するようにした技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
この特許文献４には、エンジンによって駆動される圧縮機の動作によって、冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張弁、蓄冷器、蒸発器をこの順に循環する冷媒循環路と、該冷媒循環路における蒸発器の出口側と蓄冷器の入口側とを連通する冷媒戻し流路とを有し、電動ポンプの動作によって冷媒を蓄冷器と蒸発器との間（副循環路）で循環させる空調装置が記載されている。この空調装置では、車両走行中には、圧縮機が作動して冷媒が冷媒循環路を循環することで冷凍サイクルにて冷房を行ない、圧縮機が停止するエコラン期間中には、電動ポンプを作動して冷媒が副循環路を循環することで蓄冷器の冷熱によって冷房を維持するようになっている。
【０００５】
そして、この空調装置では、蓄冷器が冷媒循環路上で蒸発器に対し直列に接続されているため、冷媒流れを切り替える特別な操作をすることなく、蓄冷器に常に冷媒の全流量を通過させて最大冷却能力を発揮することができるとされている。また、この空調装置では、膨張弁が蒸発器の出口冷媒の感温機構を一体化した温度式膨張弁とされており、この膨張弁によって蒸発器を通過する冷媒流量を調節するようになっている。
【特許文献１】特開２０００−６２４５０号公報
【特許文献２】特開平６−２１１０３６号公報
【特許文献３】特開２００２−３３７５３８号公報
【特許文献４】特開２００３−２８５６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の如き従来の空調装置では、蓄冷器と蒸発器とが直列に接続されているため、換言すれば、冷媒が常に蓄冷器を通過するため、冷媒の冷熱エネルギが蓄冷剤に奪われて冷凍サイクルの効率が低下する。このため、上記従来の空調装置は、蓄冷器を備えない空調装置と比較して通常運転時の消費動力が大きくなり、車両の実用燃費を悪化させる原因となる。一方、蓄冷器に十分な冷熱が蓄えられた後は、本来蓄冷器にさらに冷媒を通過させる必要はないが、上記従来の空調装置では、蓄冷器への冷媒流入を止めることができないため、結果として圧縮機（エンジン）の消費動力が増してしまう。
【０００７】
また、上記従来の空調装置では、膨張弁によって流量調整を行なう構成であるため、圧縮機を停止すると共に電動ポンプを作動した場合に、冷媒の一部が蒸発器の出口側から圧縮機側に流れてしまうことを完全に防止することができないという問題があった。すなわち、従来の空調装置では、全冷媒が副循環路を循環する状態を創出することができず、圧縮機停止時のサイクルの効率が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮して、蓄冷器に冷熱を効率的に蓄えることができ、かつ蓄冷器に蓄えた冷熱を有効に利用することができる車両用空調装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用空調装置は、車両のエンジンに駆動される圧縮機の作動によって、該圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器、及び蓄冷器に冷媒を循環させて冷凍サイクル及び前記蓄冷器への蓄冷を行なうための冷媒循環路と、両端が前記冷媒循環路に連通した冷媒戻し流路及び液送装置を含み、該液送装置の作動によって前記蓄冷器と前記蒸発器との間で冷媒を循環させる副循環路と、前記冷媒循環路における前記副循環路を構成しない部分に設けられ、前記圧縮機の停止中でかつ前記液送装置の作動中には前記冷媒循環路を閉塞する開閉弁と、前記蓄冷器をバイパスするように前記冷媒循環路に連通されたバイパス流路を含み、前記圧縮機の作動によって該圧縮機、前記凝縮器、前記減圧手段、前記蒸発器に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なうためのバイパス循環路と、前記圧縮機の動作時に、冷媒が前記冷媒循環路を循環する状態と冷媒が前記バイパス循環路を循環する状態とを選択的に切り替える流路切替装置と、を備えている。
【００１０】
請求項１記載の車両用空調装置では、圧縮機が作動しているときには、冷媒が圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器の順に循環して冷凍サイクルを行なう。このとき、流路切替装置が冷媒循環経路を冷媒循環路に切り替えていれば、冷媒は蓄冷器を通過して蓄冷剤と熱交換を行ない、蓄冷器には冷熱が蓄えられる。冷媒循環路上に配置された蓄冷器は、蒸発器に対し直列に設けられているが、この蒸発器の上流側に設けられても下流側に設けられても良い。一方、流路切替装置が冷媒循環経路をバイパス循環路に切り替えていれば、冷媒は蓄冷器と並列のバイパス流路を主に通過して蓄冷剤との熱交換を行なうことなく単純な冷凍サイクルを行なう。そして、蓄冷器が蒸発器に対しに直列に配置（接続）されると共にバイパス流路が蒸発器をバイパスしないため、流路切替装置による切替状態によらず、全冷媒が蒸発器を通過する。
【００１１】
また、この車両用空調装置では、液送装置が作動しているときには、冷媒が副循環路を蒸発器、蓄冷器の順に流れ、蒸発器出口の気相冷媒が蓄冷剤と熱交換を行なって（蓄冷器に蓄えられた冷熱によって）凝縮して再度蒸発器に導入されるサイクルが行なわれる。これにより、仮に圧縮機すなわち車両のエンジンが停止しても、冷房が維持される。このとき、開閉弁が閉止することで、副循環路から圧縮機への冷媒の流入が防止される。
【００１２】
ここで、本車両用空調装置では、上記の如く流路切替装置が冷媒循環経路を冷媒循環路またはバイパス循環路に切り替えるため、圧縮機が作動する車両走行中に冷凍サイクルを維持しつつ適当時期に蓄冷器への蓄冷を行なうことができ、蓄冷を行なわないときには蓄冷器を備えない空調装置と同等の効率を得ることが可能となる。また、本車両用空調装置では、圧縮機が停止すると共に液送装置が作動している状態では、開閉弁が閉止することで、副循環路から圧縮機への冷媒の流入が防止される。このため、全冷媒が副循環路を循環し、一部の冷媒が圧縮機側に流れる場合のように蓄冷器の冷熱を利用した冷房維持サイクルの効率が低下してしまうことがない。特に、開閉弁を、冷媒循環路における副循環路の外側でかつ圧縮機の上流に配置すれば、この開閉弁が圧縮機への冷媒流入を直接的に防止し、好適である。
【００１３】
このように、請求項１記載の車両用空調装置では、蓄冷器に冷熱を効率的に蓄えることができる。
【００１４】
上記目的を達成するために請求項２記載の発明に係る車両用空調装置は、車両のエンジンに駆動される圧縮機の作動によって、該圧縮機、凝縮器、減圧手段、及び蒸発器に冷媒を循環させて冷凍サイクル行なうための冷媒循環路と、前記冷媒循環路における前記減圧手段と前記蒸発器との間に直列に設けられ、内蔵する蓄冷剤が冷媒と熱交換を行なう蓄冷器と、前記冷媒循環路における前記蒸発器の下流と前記蓄冷器の上流とを連通する冷媒戻し流路及び液送装置を含み、前記蒸発器と前記蓄冷器との間で冷媒を循環させる副循環路と、前記冷媒循環路における前記副循環路を構成しない部分に設けられ、前記圧縮機の停止中でかつ前記液送装置の作動中には前記冷媒循環路を閉塞する開閉弁と、前記冷媒循環路における前記減圧手段の下流と前記蒸発器の上流とを、前記蓄冷器をバイパスして連通するバイパス流路と、前記バイパス流路を冷媒が流れる状態と、該バイパス流路を冷媒が流れない状態とを選択的に切替可能な流路切替装置と、を備えている。
【００１５】
請求項２記載の車両用空調装置では、圧縮機が作動しているときには、冷媒が圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器の順に循環して冷凍サイクルを行なう。このとき、流路切替装置がバイパス流路に冷媒が流れない状態に切り替えられていると、冷媒は蓄冷器を通過して蓄冷剤と熱交換を行ない、蓄冷器には冷熱が蓄えられる。そして、蓄冷器が蒸発器の冷媒入口側に直列に接続されているため、減圧手段下流の低圧液相冷媒によって蓄冷剤が効果的に冷却される。一方、流路開閉手段がバイパス流路に冷媒が流れる状態に切り替えられていると、冷媒は主にバイパス流路を通過して蓄冷剤との熱交換を行なうことなく単純な冷凍サイクルを行なう。蓄冷器が蒸発器の上流に直列に配置（接続）されると共にバイパス流路が蒸発器をバイパスしないため、流路切替装置の開閉状態によらず、全冷媒が蒸発器を通過する。
【００１６】
また、この車両用空調装置では、液送装置が作動しているときには、冷媒が副循環路を蒸発器、蓄冷器の順に流れ、蒸発器出口の気相冷媒が蓄冷剤と熱交換を行なって（蓄冷器に蓄えられた冷熱によって）凝縮して再度蒸発器に導入されるサイクルが行なわれる。これにより、仮に圧縮機すなわち車両のエンジンが停止しても、冷房が維持される。このとき、開閉弁が閉止することで、副循環路から圧縮機への冷媒の流入が防止される。
【００１７】
ここで、本車両用空調装置では、上記の如く流路切替装置がバイパス流路を冷媒が流れる状態と流れない状態とを選択的に切り替えるため、圧縮機が作動する車両走行中に冷凍サイクルを維持しつつ適当時期に蓄冷器への蓄冷を行なうことができ、蓄冷を行なわないときには蓄冷器を備えない空調装置と同等の効率を得ることが可能となる。また、本車両用空調装置では、圧縮機が停止すると共に液送装置が作動している状態では、開閉弁が閉止することで、副循環路から圧縮機への冷媒の流入が防止される。このため、全冷媒が副循環路を循環し、一部の冷媒が圧縮機側に流れる場合のように蓄冷器の冷熱を利用した冷房維持サイクルの効率が低下してしまうことがない。特に、開閉弁を、冷媒循環路における副循環路の外側でかつ圧縮機の上流に配置すれば、この開閉弁が圧縮機への冷媒流入を直接的に防止し、好適である。
【００１８】
このように、請求項２記載の車両用空調装置では、蓄冷器に冷熱を効率的に蓄えることができる。
【００１９】
請求項３記載の発明に係る車両用空調装置は、請求項１または請求項２記載の発明に係る車両用空調装置において、前記流路切替装置は、前記バイパス流路上に設けられ、制御装置によって開閉制御される電磁弁である。
【００２０】
請求項３記載の車両用空調装置では、電磁弁が制御装置に制御されることで、各種制御パラメータに応じて自動的に冷媒流路、すなわち車両走行中に蓄冷を行なうか否かを切り替えることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明に係る車両用空調装置は、請求項３記載の車両用空調装置において、前記制御装置は、前記蓄冷器への蓄冷量に応じて前記電磁弁を開閉する。
【００２２】
請求項４記載の車両用空調装置では、制御手段が蓄冷器への蓄冷量に応じて電磁弁を開閉することで、冷媒が蓄冷器を通過する状態と蓄冷器をバイパスする状態とが選択的に切り替えられる。これにより、例えば、蓄冷器への蓄冷量が小さい場合には電磁弁を閉塞して冷媒が蓄冷器側を通過するようにし、蓄冷器が十分な蓄冷量を有している場合には電磁弁を開放して冷媒が蓄冷器をバイパスするようにすることができる。すなわち、蓄冷量に応じて蓄冷器に蓄冷を行なうか否かが判断され、蓄冷器に冷熱を効率的に蓄えることができる。なお、制御手段は、例えば各種情報から蓄冷量に応じた量を具体的に検知しても良く、また例えば蓄冷量に関係する物理量が所定の蓄冷量に応じた値に対し大小何れであるかを検知しても良い。
【００２３】
請求項５記載の発明に係る車両用空調装置は、請求項４記載の車両用空調装置において、前記制御装置は、少なくとも前記蓄冷剤の温度に対応する信号、前記蓄冷器の出入口における冷媒温度にそれぞれ対応する信号、及び冷媒流量に対応する信号に基づいて算出した蓄冷量が、そのときの冷房負荷に基づき算出した必要蓄冷量よりも小さい場合に、前記電磁弁を閉じ、前記蓄冷量が必要蓄冷量以上である場合には前記電磁弁を開放する。
【００２４】
請求項５記載の車両用空調装置では、制御手段は、蓄冷剤温度、蓄冷器出入口の各冷媒温度、冷媒流量から蓄冷器への蓄冷量を算出し、これを冷房負荷に基づき算出した冷房を維持するために必要な必要蓄熱量と比較する。制御装置は、蓄冷器への蓄冷量が必要蓄冷量を下回れば流路切替装置（電磁弁）を閉じ、この蓄冷量が必要蓄冷量以上である場合には前記電磁弁を開放する。これにより、冷房維持に必要な蓄冷量を確保しつつ、蓄冷器に冷媒を必要以上に流してしまうことが確実に防止され、最適制御が可能となる。
【００２５】
請求項６記載の発明に係る車両用空調装置は、請求項３乃至請求項５の何れか１項記載の車両用空調装置において、前記制御装置は、車両が減速中であることに対応する情報が入力された場合に前記電磁弁を閉じる。
【００２６】
請求項６記載の車両用空調装置では、制御装置が入力信号に基づいて車両減速中であることを検知（判断）すると、または車両が減速状態であることに直接的に対応する信号が制御装置に入力されると、この制御装置は電磁弁を閉じて積極的に冷媒が蓄熱器を通過するようにする。車両減速中には、エンジンへの燃料供給がカットされて燃料消費しないため、燃費を悪化することなく蓄冷器への蓄冷を行なうことができる。
【００２７】
請求項７記載の発明に係る車両用空調装置は、請求項４乃至請求項６の何れか１項記載の車両用空調装置において、前記制御装置は、急速冷房動作が必要なときに前記電磁弁を開放する。
【００２８】
請求項７記載の車両用空調装置では、例えば夏場の高外気温時におけるエンジン始動直後等、制御装置が車室内を急速に冷却する急速冷房（クールダウン）動作が必要であると判断すると、または急速冷房動作を要求する信号が制御装置に入力されると、この制御装置は電磁弁を開放して蓄冷器への蓄冷を伴わない冷凍サイクルを行なう。これにより、急速冷房中には冷媒の冷熱が蓄冷器に奪われることが防止され、蓄冷剤を設けることにより急速冷房性能が損なわれることがない。
【００２９】
請求項８記載の発明に係る車両用空調装置は、請求項１または請求項２記載の車両用空調装置において、前記流路切替装置は、機械弁である。
【００３０】
請求項８記載の車両用空調装置では、流路切替装置が機械弁であるため、構造が簡単である。また、制御装置によって制御される必要もないため、外制御装置を不要としたり、構造を簡素化することが可能となる。
【００３１】
請求項９記載の発明に係る車両用空調装置は、請求項８記載の車両用空調装置において、前記機械弁は、蓄冷剤の温度変化によって前記バイパス流路を開放する開放位置と該バイパス流路を閉止する閉止位置との間で移動する弁体を有する。
【００３２】
請求項９記載の車両用空調装置では、機械弁の弁体が蓄冷剤の温度に応じて自律的に開放位置と閉止位置との間で変位することで、冷媒が蓄冷器を通過する状態と蓄冷器をバイパスする状態とが選択的に切り替えられる。すなわち、機械弁によって、制御を行なうことなく、冷媒が蓄冷器を通過する状態と蓄冷器をバイパスする状態とを自動的に切り替えることができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように本発明に係る車両用空調装置は、蓄冷器に冷熱を効率的に蓄えることができ、かつ蓄冷器に蓄えた冷熱を有効に利用することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置１０について図１乃至図５に基づいて説明する。図１には、自動車に適用された車両用空調装置１０の概略全体構成がブロック図にて示されている。この図に示される如く、車両用空調装置１０は、圧縮機としてのコンプレッサ１２と、凝縮器としてのコンデンサ１４と、減圧手段としての膨張弁１６と、蒸発器としてのエバポレータ１８とが冷媒循環路２０にて連通しており、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なうようになっている。
【００３５】
コンプレッサ１２は、電磁クラッチ２２、駆動ベルト２４を介して自動車のエンジン２６に連結されている。これにより、エンジン２６の回転期間中でかつ電磁クラッチ２２が結合状態のときに、コンプレッサ１２が作動するようになっている。このコンプレッサ１２は、低圧気相冷媒を圧縮して高温高圧の過熱気相冷媒にするようになっている。電磁クラッチ２２は、後述するエアコンＥＣＵ５０に断続制御されることで、コンプレッサ１２による冷媒循環量（流量）、すなわち冷却能力を調節するようになっている。電磁クラッチ２２が断続制御されるコンプレッサ１２に代えて、可変容量式のコンプレッサ１２を採用しても良い。
【００３６】
コンデンサ１４は、コンプレッサ１２の下流に配置された冷媒と外気との熱交換器であり、コンプレッサ１２から吐出された過熱気相冷媒を冷却して凝縮させて液相冷媒にするようになっている。コンデンサ１４から流出した液相冷媒は、膨張弁１６にて減圧され、低圧液相（または気液二層状態）とされるようになっている。
【００３７】
エバポレータ１８は、冷凍サイクル（冷媒循環路２０）上は膨張弁１６の下流に配置されると共に自動車内では図示しない空調ケース内に配置され、冷媒と空調機吹出し空気との熱交換を行なう熱交換器である。エバポレータ１８は、低圧液相冷媒を蒸発させて低圧気相冷媒にすることで空調機吹出し空気を冷却する構成である。
【００３８】
そして、車両用空調装置１０は、冷媒循環路２０上における膨張弁１６とエバポレータ１８との間に配置された蓄冷器３０を備えている。すなわち、蓄冷器３０は、上流に位置する膨張弁１６の冷媒出口側が冷媒入口とされると共に、下流に位置するエバポレータ１８の冷媒入口側が冷媒出口とされ、冷媒循環路２０上、エバポレータ１８に対し直列に接続されている。このように蓄冷器３０がエバポレータ１８と直列に接続されることで、これらを並列に配置した場合のように冷媒の一部がエバポレータ１８をバイパスしてしまうことがなく、全冷媒がエバポレータ１８を通過する構成とされている。また、冷媒循環路における蓄冷器３０出口とエバポレータ１８入口との間には、冷媒流れ方向に順方向となるように逆止弁３２が配設されている。
【００３９】
この蓄冷器３０は、内蔵する多数の蓄冷剤３０Ａが、これらの間を通過する低圧液相冷媒によって冷却されて液相から固相へ相変化することで冷熱を蓄える（蓄冷する）構成とされている。また、蓄冷器３０は、その固相とされた蓄冷剤３０Ａ間を通過する低圧気相の冷媒を、冷却・凝縮させるようになっている。このとき蓄冷剤３０Ａは固相から液相へと変化するようになっている。このときの冷媒の流れについては後述する。なお、蓄冷剤３０Ａは、膨張弁１６から流入する低圧液相の冷媒温度（例えば、３〜４℃）よりも高温で凝固するものが採用される。
【００４０】
また、車両用空調装置１０は、冷媒循環路２０におけるエバポレータ１８出口とコンプレッサ１２入口との間の分岐部２０Ａから分岐すると共に、膨張弁１６出口と蓄冷器３０入口との間の合流部２０Ｂに合流する冷媒戻し流路３４を備えている。すなわち、冷媒戻し流路３４は、冷媒循環路２０における合流部２０Ｂの下流から分岐部２０Ａの上流までの部分とで環状の副循環路３５（図２（Ｃ）参照）を成し、冷媒（エバポレータ１８出口の低圧気相冷媒）を、分岐部２０Ａから合流部２０Ｂへと戻してエバポレータ１８と蓄冷器３０との間を循環させることを可能とする構成とされている。この冷媒戻し流路３４には、該冷媒戻し方向に順方向となるように、逆止弁３６が配設されている。
【００４１】
さらに、車両用空調装置１０は、液送装置としての液ポンプ３８を備えている。液ポンプ３８は、逆止弁３２と並列に配設されており、非作動時に冷媒の流動抵抗とならない配置とされている。液ポンプ３８は、蓄冷器３０出口の低圧液相冷媒を吸い込み、エバポレータ１８側に吐出しすることで、この冷媒を、副循環路３５すなわちエバポレータ１８と蓄冷器３０との間で循環させるようになっている。この液ポンプ３８は、電動ポンプである電磁ポンプとされており、後述するエアコンＥＣＵ５０にて制御される構成である。
【００４２】
なお、逆止弁３２は、液ポンプ３８の作動状態では、上流側の圧力よりも高い下流側の圧力によって弁体を閉じ付勢し、液ポンプ３８の吐出冷媒が蓄冷器３０に向けて逆流することを防止するようになっている。また、逆止弁３６は、液ポンプ３８の非作動時には、分岐部２０Ａ側の圧力よりも高い合流部２０Ｂ側の圧力によって弁体を閉じ付勢し、冷媒が冷媒戻し流路３４を逆流することを防止するようになっている。
【００４３】
また、車両用空調装置１０は、冷媒循環路２０における分岐部２０Ａとコンプレッサ１２入口との間（副循環路３５の外側）に配置された弁としての電磁弁４０を備えている。電磁弁４０は、エアコンＥＣＵ５０からの信号に基づいて冷媒循環路２０を開放する状態と閉塞（遮断）する状態とを選択的に切り替える開閉弁とされている。
【００４４】
さらに、車両用空調装置１０は、冷媒循環路２０における膨張弁１６出口と蓄冷器３０入口との間の分岐部２０Ｃ（図１では合流部２０Ｂと同じ点として図示）から分岐すると共に、逆止弁３２及び液ポンプ３８の各出口（蓄冷器３０出口）とエバポレータ１８入口との間の合流部２０Ｄに合流するバイパス流路４２を備えている。すなわち、バイパス流路４２は、冷媒循環路２０において蓄冷器３０（液ポンプ３８）をバイパスするバイパス循環路４４（図２（Ｂ）参照）を形成可能としている。これにより、全冷媒がバイパス循環路４４を循環する状態では、冷媒が蓄冷器３０を通過することなく冷凍サイクルが維持される構成である。
【００４５】
そして、バイパス流路４２には、流路切替装置としてのバイパス用電磁弁４６が配設されている。バイパス用電磁弁４６は、エアコンＥＣＵ５０からの信号に基づいてバイパス流路４２を開放する状態と閉止（遮断）する状態とを選択的に切り替える開閉弁とされている。バイパス用電磁弁４６の開放時における冷媒通過に伴う流動抵抗（圧力損失）は、蓄冷器３０を同流量の冷媒が通過する場合の流動抵抗に対し著しく小さく、バイパス用電磁弁４６の開放時には、冷媒は殆ど全てのバイパス流路４２を通過する（蓄冷器３０を殆ど通過しない）ようになっている。
【００４６】
以上により、車両用空調装置１０は、図２（Ａ）乃至図２（Ｃ）に示す各運転状態を含む複数の運転状態を選択的に切り替えることができる構成とされている。図２（Ａ）に示す状態は、コンプレッサ１２を作動すると共に液ポンプ３８を停止し、かつバイパス用電磁弁４６を閉止して冷媒を冷媒循環路２０を循環させて冷凍サイクルを行ないつつ蓄冷器３０に冷熱を蓄える運転状態であり、図２（Ｂ）に示す状態は、コンプレッサ１２を作動すると共に液ポンプ３８を停止し、かつバイパス用電磁弁４６を開放して冷媒を主にバイパス循環路４４を循環させて冷凍サイクルを行なう運転状態であり、図２（Ｃ）に示す状態は、コンプレッサ１２を停止すると共に液ポンプ３８を作動し、かつバイパス用電磁弁４６を閉止して冷媒を副循環路３５を循環させて蓄冷器３０に蓄えた冷熱にてエバポレータ１８出口の低圧気相冷媒を凝縮して冷房を維持する運転状態である。
【００４７】
そして、車両用空調装置１０は、本発明における制御装置としての蓄冷量推定装置４８、エアコンＥＣＵ５０を備えている。蓄冷量推定装置４８は、蓄冷器３０の蓄冷量Ｑを後述する各種情報に基づき推定する装置であって、本第１の実施形態では、図３に示される如く、通常（周知）のエアコン制御を行なうエアコンＥＣＵ５０と一体的に構成（エアコンＥＣＵ５０に統合）されている。
【００４８】
この図３に示される如く、蓄冷器３０の冷媒入口、出口にはそれぞれ温度センサ５２、５４が設けられており、これらの温度センサ５２、５４はそれぞれエアコンＥＣＵ５０に電気的に接続されている。温度センサ５２は、蓄冷器３０に流入する前の冷媒の温度、すなわち入口冷媒温度Ｔｉｎに対応する信号をエアコンＥＣＵ５０に出力するようになっており、温度センサ５４は、蓄冷器３０を通過した後の冷媒の温度、すなわち出口冷媒温度Ｔｏｕｔに対応する信号をエアコンＥＣＵ５０に出力するようになっている。また、蓄冷器３０には、蓄冷剤３０Ａの温度を検出する温度センサ５６が設けられており、温度センサ５６はエアコンＥＣＵ５０に電気的に接続されている。温度センサ５６は、蓄冷剤温度Ｔｐに対応する信号をエアコンＥＣＵ５０に出力するようになっている。
【００４９】
さらに、エアコンＥＣＵ５０には、図示しないセンサ、他の制御装置（ＥＣＵ）等から各種の車両情報が入力されるようになっている。本第１の実施形態では、車両情報として、少なくとも外気温、車室内気温、ユーザによるエアコン設定温度（冷房目標温度）、日射量、車速、エンジン回転数がエアコンＥＣＵ５０に入力される構成である。エアコンＥＣＵ５０は、エンジン回転数と電磁クラッチ２２の断続状況に基づいて得られるコンプレッサ１２の回転数Ｎｃと、コンプレッサ１２の吐出容量とから、冷媒循環路２０を循環する冷媒の流量Ｖを算出可能とされている。
【００５０】
また、エアコンＥＣＵ５０は、エンジン２６を制御する図示しないエンジンＥＣＵと電気的に接続されている。このエンジンＥＣＵは、例えば信号待ちなどの車両停車時であって所定のエコラン条件が整ったときに、エンジン２６の作動を停止してエコランを開始し、別途所定のエコラン終了条件が整ったときにエンジン２６を再起動するようになっている。そして、エンジンＥＣＵは、エアコンＥＣＵ５０に対し、エコラン開始時に車両情報としてエンジン停止信号を出力し、エコラン終了時に車両情報としてエンジン始動信号を出力する構成である。エンジン停止信号が入力されたエアコンＥＣＵ５０は、液ポンプ３８を作動すると共に電磁弁４０を閉止し、この状態からエンジン始動信号が入力されたエアコンＥＣＵ５０は、液ポンプ３８を停止すると共に電磁弁４０を開放する構成とされている。
【００５１】
また、エアコンＥＣＵ５０は、自動車の走行中には、上記車両情報のうち、主に外気温、車室内気温、ユーザによるエアコン設定温度、日射量に基づいて、そのときの冷房負荷を推定し、この冷房負荷に基づいて、そのときに冷房を維持するのに必要な必要蓄冷量ＱTHを算出するようになっている。この冷房負荷の推定方法、の必要蓄冷量ＱTH算出方法については、従来公知の各種方法を用いることができるので、その説明を省略する。そして、エアコンＥＣＵ５０は、自動車の運転中にあっては、後述するように蓄冷器３０への蓄冷量Ｑを算出し、この蓄冷量Ｑが上記必要蓄冷量ＱTHよりも小さいときにはバイパス用電磁弁４６を閉弁し、蓄冷量Ｑが上記必要蓄冷量ＱTH以上であるときにはバイパス用電磁弁４６を開弁する構成とされている。
【００５２】
ここで、エアコンＥＣＵ５０（蓄冷量推定装置４８）による蓄冷量Ｑの算出方法を説明する。図４には、蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐと蓄冷量Ｑとの関係を表す線図が示されている。この図に示す温度Ｔ0は、蓄冷剤３０Ａの融点（凝固点）である。この線図から、蓄冷剤３０Ａは、凝固潜熱だけを蓄冷すると仮定すると、凝固を開始した時点の蓄冷量が０であり、完全に凝固した場合の蓄冷量がＱ１であるという特性を有する。この蓄冷量Ｑ１は、想定される最大の必要蓄冷量ＱTHとして設定される（蓄冷材３０Ａの量に基づく蓄冷器３０の容量として決められる）。
【００５３】
そして、エアコンＥＣＵ５０は、冷媒が冷媒循環路２０を循環することで蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐが下がっていき、温度Ｔｐが融点Ｔ0に達したところで、蓄冷量ＱをＱ＝０にセットする。その後、エアコンＥＣＵ５０は、温度センサ５２、５４から入力される入口冷媒温度Ｔｉｎ、出口冷媒温度Ｔｏｕｔ、及びエンジン回転数等に基づき算出する冷媒の流量Ｖから冷媒の吸熱（放熱）量Ｑｒを算出する。冷媒の比熱をＣｒとすれば、吸熱量Ｑｒは、Ｑｒ＝∫Ｃｒ×Ｖ×（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）ｄｔとして算出可能である。この時間積分は、温度Ｔｐが融点Ｔ0に達した後、冷媒が冷媒循環路２０を循環している期間中に亘り行なう。したがって、バイパス用電磁弁４６を開弁して蓄冷器３０への蓄冷を終了した直後の蓄冷量Ｑは、冷媒の吸熱量Ｑｒとほぼ一致する。
【００５４】
一方、冷媒がバイパス循環路４４を循環して蓄冷器３０を通過しないときには、自然放熱によって蓄冷剤３０Ａの冷熱エネルギが流出し、蓄冷量Ｑは減少する。この自然放熱量Ｑｎは、蓄冷剤３０Ａを収容する容器、蓄冷器３０内で停滞している冷媒、蓄冷器３０自体の外郭構造等から決まるトータルの伝熱係数と、蓄冷器３０の周囲温度と、蓄冷終了時点からの経過時間とから推定可能であり、上記伝熱係数、及び該伝熱係数と周囲温度と経過時間との関係を予め記憶してあるエアコンＥＣＵ５０が算出する。
【００５５】
そして、エアコンＥＣＵ５０は、冷媒が冷媒循環路２０を循環する蓄冷期間中は、Ｑ＝Ｑｒとし、冷媒がバイパス循環路４４を循環する蓄冷停止期間中は、Ｑ＝Ｑｒ−Ｑｎとして蓄冷量Ｑを算出する。
【００５６】
なお、自動車走行中に蓄冷量Ｑが必要蓄冷量ＱTHに対し不足して冷媒の循環経路がバイパス循環路４４から冷媒循環路２０に切り替えられる場合には、残存する蓄冷量Ｑ（＝Ｑｒ−Ｑｎ）にその後の冷媒の吸熱量を付加してＱｒを得るようしても良い。この場合、蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐが融点Ｔ0を上回っている場合には、蓄冷量Ｑ＝０にリセットして温度Ｔｐが融点Ｔ0に達した後に冷媒吸熱量Ｑｒを算出することで、誤差が生じることを防止することができる。また、冷媒の吸熱量Ｑｒの計算において、温度Ｔｐが融点Ｔ0を下回った時点で、常にＱｒ＝Ｑ１にリセットするか、またはＱｒとＱ１との差が所定値よりも大きい場合にＱｒ＝Ｑ１にリセットするようにしても良い。
【００５７】
次に、エアコンＥＣＵ５０の動作を示す図５のフローチャート参照しつつ、本第１の実施形態の作用を説明する。
【００５８】
上記構成の車両用空調装置１０では、自動車の走行中には電磁クラッチ２２が結合されてエンジン２６の動力によってコンプレッサ１２が作動しており、電磁弁４０が開放されると共に液ポンプ３８が停止している。このとき、エアコンＥＣＵ５０は、ステップＳ１０で、車室内外の気温、エアコン設定温度、日射量等から冷房負荷を推定し、この冷房負荷時においてコンプレッサ１２が停止した場合に冷房を維持するの必要な蓄冷量ＱTHを算出する。次いでステップＳ１２へ進み、上記の如くして蓄冷量Ｑを算出する。
【００５９】
蓄冷量Ｑを算出するとステップＳ１４へ進み、蓄冷量Ｑが必要蓄冷量ＱTH未満（Ｑ＜ＱTH）であるか否かが判断される。蓄冷量Ｑが必要蓄冷量ＱTH未満であると判断された場合には、ステップＳ１６へ進み、バイパス用電磁弁４６を閉止する。すると、冷媒は図２（Ａ）に示される如く冷媒循環路２０を循環し、冷凍サイクルを行ないながら蓄冷器３０への蓄冷が行なわれる。
【００６０】
一方、ステップＳ１４で蓄冷量Ｑが必要蓄冷量ＱTH未満ではないと判断された場合、すなわち蓄冷量Ｑが必要蓄冷量ＱTH以上（Ｑ≧ＱTH）であると判断された場合には、ステップＳ１８へ進み、バイパス用電磁弁４６を開放する。すると、冷媒は図２（Ｂ）に示される如くバイパス循環路４４を循環し、蓄冷器３０への蓄冷を行なうことなく冷凍サイクルを行なう。
【００６１】
エアコンＥＣＵ５０は、以上のフローを、自動車の走行中は常時、或いは所定時間の経過毎に繰り返す。これにより、蓄冷器３０には、ほぼ必要蓄冷量ＱTH以上の冷熱が蓄えられる。
【００６２】
また、車両用空調装置１０では、自動車がエコラン状態に至り、エアコンＥＣＵ５０にエンジンＥＣＵからエンジン停止信号が入力されると、このエアコンＥＣＵ５０は、液ポンプ３８を作動すると共に電磁弁４０を閉止する。すると、図２（Ｃ）に示される如く、冷媒は副循環路３５を循環し、エバポレータ１８による冷媒の蒸発と蓄冷器３０による冷媒の凝縮とを繰り返すサイクルが行なわれることによって、エンジン２６の停止中の冷房が維持される。
【００６３】
ここで、車両用空調装置１０では、バイパス流路４２及びバイパス用電磁弁４６を設けたため、冷媒が冷凍サイクルを行なう循環路を冷媒循環路２０とバイパス循環路４４との間で選択的に切り替えることができる。これにより、蓄冷器３０が十分な蓄冷量を有していると判断した場合には、バイパス循環路４４を選択して蓄冷を伴わない通常の冷凍サイクルを行なうことで、この冷凍サイクルの効率を、蓄冷器３０を備えないクーラシステムの冷凍サイクルの効率と同等程度まで改善することができた。なお、バイパス用電磁弁４６の開放時には、蓄冷器３０に殆ど冷媒が流入することがないため、換言すれば、殆ど全ての冷媒がバイパス循環路４４を循環するため、上記蓄冷器３０を備えることによる冷凍サイクルの効率悪化をが生じることがない。
【００６４】
このように、本第１の実施形態に係る車両用空調装置１０では、蓄冷器３０に冷熱を効率的に蓄えることができる。
【００６５】
また、蓄冷器３０が冷媒循環路２０上でエバポレータ１８に対し直列に接続されているため、蓄冷器３０への蓄冷中でも全冷媒がエバポレータ１８を通過し、循環冷媒の不足により冷凍サイクルの効率が低下することが抑制される。特に、蓄冷器３０がエバポレータ１８の冷媒入口側に直列に接続されているため、膨張弁１６下流の低圧液相冷媒によって蓄冷剤３０Ａが効果的に冷却される。
【００６６】
さらに、車両用空調装置１０では、蓄冷器３０が冷房負荷に基づく必要蓄冷量ＱTHに対し十分な蓄冷量Ｑを有するときにはバイパス循環路４４を選択して冷凍サイクル効率を向上し、蓄冷器３０の蓄冷量Ｑが必要蓄冷量ＱTHに対し不足する場合には冷媒循環路２０を選択するため、換言すれば、蓄冷器３０に冷熱を蓄えることが冷凍サイクルの効率向上に対し優先されるため、基本的に蓄冷器３０は常に十分な蓄冷量Ｑを有することとなる。このため、次に蓄冷器３０の冷熱を必要とする場合（エコラン時）に蓄冷量Ｑが不足して快適性が阻害されたり、快適性維持のためにエコランを中止してエンジンを始動することで自動車としてのトータルの効率を悪化させてしまうことが防止される。
【００６７】
特に、蓄冷量の推定に入口冷媒温度Ｔｉｎ、出口冷媒温度Ｔｏｕｔ、蓄冷剤温度Ｔｐ、及び冷媒流量Ｖに基づき蓄冷量Ｑを具体的に算出し、この蓄冷量Ｑをその時点の外気温や日射量の変化に応じて算出された必要蓄冷量ＱTHと比較して蓄冷器３０への蓄冷要否が判断されるため、冷房維持に必要な蓄冷量を確保しながらも蓄冷器３０に必要以上に冷媒を流すことのない最適制御が実現されている。すなわち、一層効果的に蓄熱を行なうことが可能となる。
【００６８】
さらに、冷媒循環路２０における副循環路３５を構成しない部分には、停止しているコンプレッサ１２への冷媒流入を防止する電磁弁４０を設けたため、このコンプレッサ１２停止時には、エバポレータ１８と蓄冷器３０との間を全冷媒が循環し、蓄冷器３０の冷熱を利用した冷房サイクルの効率が良好である（効率が低下することがない）。特に、電磁弁４０が分岐部２０Ａとコンプレッサ１２入口との間に設けられているため、停止しているコンプレッサ１２に冷媒が流れ込むことが電磁弁４０によって直接的にかつ確実に防止される。このように、車両用空調装置１０では、蓄冷器３０に冷熱を効率的に蓄えるだけではなく、蓄冷器３０に蓄えた冷熱を有効に利用することができる。
【００６９】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、上記第１の実施形態または前出の構成と基本的に同一の部品、部分については、上記第１の実施形態または前出の構成と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
（第２の実施形態）
図６には、本発明の第２の実施形態に係る車両用空調装置６０がブロック図にて示されている。この図に示される如く、車両用空調装置６０は、冷凍サイクル、蓄冷器３０への蓄冷、及び蓄冷器３０からの放冷、各種冷媒循環路の切替を行なうための機械部分の構成は車両用空調装置１０と全く同様とされているが、エアコンＥＣＵ５０に代えてエアコンＥＣＵ６２を備えている点で車両用空調装置１０とは異なる。
【００７１】
エアコンＥＣＵ６２は、蓄冷器３０への蓄冷量が十分であるか否かの判断方法を簡素化したものであり、温度センサ５６の蓄冷剤温度Ｔｐが入力されるようになっている。そして、エアコンＥＣＵ６２は、蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐと蓄冷量Ｑとの上記図４に示す関係から、温度Ｔｐが蓄冷剤３０Ａの融点Ｔ０よりも低ければ、蓄冷器３０が蓄冷量Ｑ１以上の十分な蓄冷量を有していると判断するようになっている。このエアコンＥＣＵ６２は、冷房負荷を推定したり、この冷房負荷に基づき必要蓄冷量を算出したりすることのない簡単な構成とされている。
【００７２】
以下、図７に示すフローチャートを参照しつつ、本第２の実施形態の作用を説明する。
【００７３】
上記構成の車両用空調装置６０では、自動車の走行中には電磁クラッチ２２が結合されてエンジン２６の動力によってコンプレッサ１２が作動しており、電磁弁４０が開放されると共に液ポンプ３８が停止している。このとき、エアコンＥＣＵ６２は、ステップＳ２０で、蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐが該蓄冷剤３０Ａの融点Ｔ0以上であるか（Ｔｐ≧Ｔ0）否かを判断する。蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐが該蓄冷剤３０Ａの融点Ｔ0以上であると判断した場合には、ステップＳ２２へ進み、バイパス用電磁弁４６を閉止する。すると、冷媒は図２（Ａ）に示される如く冷媒循環路２０を循環し、冷凍サイクルを行ないながら蓄冷器３０への蓄冷が行なわれる。
【００７４】
一方、ステップＳ２０で蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐが該蓄冷剤３０Ａの融点Ｔ0以上ではないと判断された場合、すなわち蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐが該蓄冷剤３０Ａの融点Ｔ0未満であり蓄冷量がＱ１以上であると判断された場合には、ステップＳ２４へ進み、バイパス用電磁弁４６を開放する。すると、冷媒は図２（Ｂ）に示される如くバイパス循環路４４を循環し、蓄冷器３０への蓄冷を行なうことなく冷凍サイクルを行なう。
【００７５】
エアコンＥＣＵ６２は、以上のフローを、自動車の走行中は常時、或いは所定時間の経過毎に繰り返す。これにより、蓄冷器３０は、冷媒との熱交換によって蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐが融点Ｔ0を下回った時点で、図４に示す蓄冷量Ｑ１以上の蓄冷量を有する状態になっている。車両用空調装置６０の他の作用（主にエコラン時の冷房維持）は、上記第１の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００７６】
本第２の実施形態に係る車両用空調装置６０によっても、蓄冷量Ｑを具体的に推定することによる効果を除き、基本的に上記第１の実施形態に係る車両用空調装置１０と同様の効果を得ることができる。また、車両用空調装置６０では、単に蓄冷剤３０Ａの温度Ｔｐを検出する温度センサ５６の検出結果のみに基づいて、バイパス用電磁弁４６の開閉すなわち冷媒循環路２０とバイパス循環路４４との切り替えを制御することができるため、エアコンＥＣＵ６２の構成を簡素化することができると共に、センサ数すなわち部品点数を削減することができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
図８には、本発明の第３の実施形態に係る車両用空調装置７０がブロック図にて示されている。この図に示される如く、車両用空調装置６０は、冷凍サイクル、蓄冷器３０への蓄冷、及び蓄冷器３０からの放冷、各種冷媒循環路の切り替えを行なうための機械部分の構成は車両用空調装置１０、６０と全く同様とされているが、エアコンＥＣＵ５０に代えてエアコンＥＣＵ７２を備えている点で車両用空調装置１０、６０とは異なる。
【００７８】
エアコンＥＣＵ７２は、蓄冷器３０の温度等に応じた信号は入力されず、車両情報に基づいてバイパス用電磁弁４６の開閉すなわち冷媒循環路２０とバイパス循環路４４との切り替えを制御するようになっている。具体的には、エアコンＥＣＵ７２には、車速、ブレーキペダルの踏み込みの有無またま踏み込み量に応じた信号が入力されるようになっていおり、自動車が減速中であるか否かを判断するようになっている。そして、エアコンＥＣＵ７２には、自動車の走行中において、減速中にはバイパス用電磁弁４６を閉弁し、減速中でない場合にはバイパス用電磁弁４６を開弁する構成とされている。
【００７９】
以下、図９に示すフローチャートを参照しつつ、本第３の実施形態の作用を説明する。
【００８０】
上記構成の車両用空調装置７０では、自動車の走行中には電磁クラッチ２２が結合されてエンジン２６の動力によってコンプレッサ１２が作動しており、電磁弁４０が開放されると共に液ポンプ３８が停止している。このとき、エアコンＥＣＵ７２は、ステップＳ３０で、自動車が減速中であるか否かを判断する。自動車が減速中であると判断した場合には、ステップＳ３２へ進み、バイパス用電磁弁４６を閉止する。すると、冷媒は図２（Ａ）に示される如く冷媒循環路２０を循環し、冷凍サイクルを行ないながら蓄冷器３０への蓄冷が行なわれる。
【００８１】
一方、ステップＳ３０で自動車が減速中ではないと判断された場合、すなわち定常走行中であるか加速中であると判断された場合には、ステップＳ３４へ進み、バイパス用電磁弁４６を開放する。すると、冷媒は図２（Ｂ）に示される如くバイパス循環路４４を循環し、蓄冷器３０への蓄冷を行なうことなく冷凍サイクルを行なう。
【００８２】
エアコンＥＣＵ７２は、以上のフローを、自動車の走行中は常時繰り返す。これにより、蓄冷器３０は、自動車が減速する毎に冷媒と蓄冷材３０Ａとの熱交換によって蓄冷される。車両用空調装置７０の他の作用（主にエコラン時の冷房維持）は、上記第１の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００８３】
本第３の実施形態に係る車両用空調装置７０によっても、蓄冷量Ｑに基づきバイパス用電磁弁の開閉を行なうことによる効果を除き、基本的に上記第１の実施形態に係る車両用空調装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
そして、車両用空調装置７０では、蓄冷器３０への蓄冷量に関係なく、自動車の減速時には、図２（Ａ）に示すようにバイパス用電磁弁を閉弁して冷媒が冷媒循環路２０を循環するように切り替えるが、減速中にはエンジン２６への燃料供給がカットされているため、燃費に悪影響を与えることなくコンプレッサ１２を作動して蓄冷器３０への蓄冷を行なうことができる。すなわち、制動力を回生して蓄冷を行なうことができる。このように、減速時に積極的に蓄冷を行ない、エンジンに燃料を供給する加速時や定常走行時には蓄冷を行なわないため、蓄冷器３０を備える構成を採用しながら実用燃費の悪化を防止することができる。
【００８５】
なお、本第３の実施形態では、減速時にのみ蓄冷を行なう例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１または第２の実施形態のように蓄冷量が十分であるか否かの判断を行ない、蓄冷量が不足している場合には定常走行時にもバイパス用電磁弁４６を閉弁し、蓄冷器３０への蓄冷を行なうようにしても良い。逆に、蓄冷量が不足しておりかつ自動車が減速中であるときにバイパス用電磁弁４６を閉弁し、蓄冷器３０への蓄冷を行なうようにしても良い。
【００８６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る車両用空調装置８０は、上記第３の実施形態に係る車両用空調装置７０と同様に構成されているため、車両用空調装置７０とは異なる部分を図８において括弧付きの符号で表すこととする。この図８に示される如く、車両用空調装置８０は、エアコンＥＣＵ７２に代えてエアコンＥＣＵ８２を備える点で車両用空調装置７０とは異なる。
【００８７】
エアコンＥＣＵ８２は、車室内の気温等から急速冷房（クールダウン）が必要か否かを判断し、急速冷房すなわち大きな冷房負荷が必要なときにはバイパス用電磁弁４６を開弁し、急速冷房を要求する状態が解消されるとバイパス用電磁弁４６を閉弁する構成とされている。
【００８８】
以下、図１０に示すフローチャートを参照しつつ、本第４の実施形態の作用を説明する。
【００８９】
上記構成の車両用空調装置８０では、自動車の走行中には電磁クラッチ２２が結合されてエンジン２６の動力によってコンプレッサ１２が作動しており、電磁弁４０が開放されると共に液ポンプ３８が停止している。このとき、エアコンＥＣＵ８２は、ステップＳ４０で、急速冷房が必要でないか否かを判断する。例えば、車室内気温とエアコン設定温度との差が著しく大きい場合等、急速冷房が必要であると判断した場合には、ステップＳ４２へ進み、バイパス用電磁弁４６を開放する。すると、冷媒は図２（Ｂ）に示される如くバイパス循環路４４を循環し、蓄冷器３０への蓄冷を行なうことなく冷凍サイクルを行なう。
【００９０】
一方、ステップＳ４０で急速冷房要求が必要ではないと判断された場合には、ステップＳ４４へ進み、バイパス用電磁弁４６を閉止する。すると、冷媒は図２（Ａ）に示される如く冷媒循環路２０を循環し、冷凍サイクルを行ないながら蓄冷器３０への蓄冷が行なわれる。
【００９１】
エアコンＥＣＵ８２は、以上のフローを、自動車の走行中は常時、或いは所定時間の経過毎に繰り返す。これにより、蓄冷器３０は、急速冷房が必要な状態が解消されて車両用空調装置８０が大きな冷房能力を必要としない状態に移行すると、冷媒との熱交換によって蓄冷される。車両用空調装置８０の他の作用（主にエコラン時の冷房維持）は、上記第１の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００９２】
本第４の実施形態に係る車両用空調装置８０によっても、蓄冷量Ｑに基づきバイパス用電磁弁の開閉を行なうことによる効果を除き、基本的に上記第１の実施形態に係る車両用空調装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
そして、車両用空調装置８０では、蓄冷量に関係なく、急速冷房が必要な場合にはバイパス用電磁弁を開弁して冷媒がバイパス循環路４４を循環するように切り替えるため、急速冷房時には低温の低圧液相冷媒がエバポレータ１８に流入して蒸発することで大きな冷房能力を得ることができる。すなわち、蓄冷器３０への蓄冷よりも急速冷房要求が優先されるため、急速冷房時には、冷房能力の一部を蓄冷に用いることなく、速やかに車室内を快適な温度まで冷却することができる。これにより、蓄冷器３０を備えないクーラシステムと同等の急速冷房性能を得ることができる。
【００９４】
（第５の実施形態）
図１１には、本発明の第５の実施形態に係る車両用空調装置９０がブロック図にて示されている。この図に示される如く、車両用空調装置９０は、バイパス用電磁弁４６に代えて、バイパス用機械弁９２を備える点で、上記各実施形態とは異なる。バイパス用機械弁９２は、蓄冷器３０の蓄冷量に応じて自律的にバイパス流路４２を開閉するようになっている。以下、具体的に説明する。
【００９５】
図１２に示される如く、バイパス用機械弁９２は、バイパス流路４２を開閉する弁体９２Ａと、一端側が蓄冷剤３０Ａ内または蓄冷材３０Ａ間に挿入されると共に他端側が拡径された感温管９２Ｂと、感温管９２Ｂの他端を閉塞すると共に感温管９２Ｂとは反対側の面に弁体９２Ａが固定されたダイアフラム９２Ｃとを備えて構成されている。ダイアフラム９２Ｃにて密閉された感温管９２Ｂ内にはガスが気密状態で封入されている。
【００９６】
このバイパス用機械弁９２の弁体９２Ａは、感温管９２Ｂ内のガスの体積変化によって、バイパス流路４２を完全に閉止する閉止位置と、バイパス流路４２を完全に開放する開放位置とを選択的にとり得る構成とされている。また、ダイアフラム９２Ｃは、そのばね力によって弁体９２Ａを開放位置側に付勢する構成とされている。したがって、バイパス用機械弁９２では、ガス圧力により弁体９２Ａを閉止位置側に移動しようとする力Ｆｓと、弁体９２Ａを開放位置側に付勢するばね力Ｆｏとの大小によってバイパス流路４２の閉止状態と開放状態とを選択に切り替える構成とされている。
【００９７】
そして、バイパス用機械弁９２では、蓄冷剤３０Ａの温度が融点未満の場合にＦｓ＜Ｆｏとなるようにダイアフラム９２Ｃのばね定数が設定されている。これにより、蓄冷剤３０Ａの温度が該蓄冷剤３０Ａの融点未満になるとバイパス流路４２が開放され、蓄冷器３０への冷媒流入が防止される構成である。
【００９８】
また、車両用空調装置９０は、エアコンＥＣＵ５０に代えてエアコンＥＣＵ９４を備えている。エアコンＥＣＵ９４は、エンジンＥＣＵからエンジン停止信号が入力されて液ポンプ３８を作動すると共に電磁弁４０を閉塞する等のエコラン時の空調維持に関する制御を除いては、蓄冷器３０を備えないクーラシステムと同様の通常のエアコン制御を行なう構成とされている。
【００９９】
なお、本第５の実施形態では、バイパス用機械弁９２がダイアフラム９２Ｃにて閉塞される感温管９２Ｂにガスを封入する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガス封入方式に代えて、温度変化による弁体９２Ａの駆動力または復元力を発生するために形状記憶合金や部材の線膨張を増幅するてこ機構等を用いることも可能である。また、バイパス用機械弁９２は、所定の場合に閉止位置と開放位置との間の中間位置を取るように構成されても良い。
【０１００】
次に、本第５の実施形態の作用を説明する。
【０１０１】
上記構成の車両用空調装置９０では、自動車の走行中には電磁クラッチ２２が結合されてエンジン２６の動力によってコンプレッサ１２が作動しており、電磁弁４０が開放されると共に液ポンプ３８が停止している。このとき、蓄冷剤３０Ａの温度が該蓄冷剤３０Ａの融点以上であると、バイパス用機械弁９２の感温管９２Ｂ内のガス圧に基づく力Ｆｓがダイアフラム９２Ｃのばね力Ｆｏを上回り、バイパス流路４２が閉止される。このため、
冷媒は図２（Ａ）に示される如く冷媒循環路２０を循環し、冷凍サイクルを行ないながら蓄冷器３０への蓄冷が行なわれる。
【０１０２】
この蓄冷によって、蓄冷剤３０Ａの温度が徐々に低くなり、感温管９２Ｂに封入されたガスの飽和圧力が下がり、弁体９２Ａを閉止位置側に押しつける上記力Ｆｓが小さくなる。そして、蓄冷剤３０Ａの温度が該蓄冷剤３０Ａの融点未満になると、力Ｆｓがダイアフラム９２Ｃのばね力Ｆｏを下回り、弁体９２Ａが開放位置へ移動する。すなわち、バイパス流路４２が開放される。すると、冷媒は図２（Ｂ）に示される如くバイパス循環路４４を循環し、蓄冷器３０への蓄冷を行なうことなく冷凍サイクルを行なう。
【０１０３】
車両用空調装置６０の他の作用（主にエコラン時の冷房維持）は、上記第１の実施形態と同様なので説明を省略する。
【０１０４】
本第５の実施形態に係る車両用空調装置９０によっても、バイパス用電磁弁４６を各種制御パラメータに基づき制御することでバイパス流路４２を電気的に開閉することによる効果を除き、基本的に上記第１の実施形態に係る車両用空調装置１０と同様の効果を得ることができる。また、車両用空調装置９０では、蓄冷剤３０Ａの温度（蓄冷量が所定値以上であるか否か）に応じてバイパス用機械弁９２が自律的にバイパス流路４２を開閉するため、故障原因が少なく信頼性が高い。また、エアコンＥＣＵ９４は、バイパス流路４２の開閉制御が不要であり、構成が簡素化される。
【０１０５】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更して実施することができ、例えば、上記各実施の形態の特徴を適宜組み合わせたり、一部省略して実施することもでき、これらと共にまたはこれらに代えて別の制御を採用することも可能である。したがって、例えば、エアコンＥＣＵ５０、６２が、蓄冷量が不足している場合でも急速冷房中にはバイパス用電磁弁４６を開放するようにしても良く、蓄冷量Ｑまたは蓄冷剤温度Ｔｐに拘わらず自動車の減速中にバイパス用電磁弁４６を閉止するようにしても良い。また、本発明における冷媒循環路２０、バイパス循環路４４、副循環路３５の切り替え制御は、上記実施形態に限定されることはなく、例えば、自動車の加速中や登坂中等の走行負荷が大きい場合にバイパス循環路４４または副循環路３５を選択したり、渋滞時等のエンジン回転数が低い場合でかつ冷房負荷が大きい場合（急速冷房等）にはコンプレッサ１２と共に液ポンプ３８を作動して冷媒循環量（エバポレータ１８の通過冷媒量）を確保したりすることも可能である。
【０１０６】
また、上記各実施形態では、バイパス流路４２上に設けたバイパス用電磁弁４６またはバイパス用機械弁９２が冷媒循環路２０とバイパス循環路４４とを切り替える構成を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、合流部２０Ｄに設けた三方弁や複数の弁類によって冷媒循環路２０とバイパス循環路４４とを切り替えるようにしても良い。
【０１０７】
さらに、上記各実施形態では、エバポレータ１８の上流に蓄冷器３０を直列に配置した構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、アキュムレータ式の冷凍サイクルを行なう車両用空調装置では、エバポレータ１８の下流（コンプレッサ１２入口との間）に蓄冷器３０を設けても良い。この構成では、膨張弁１６に代えて固定絞りを用いることができる。
【０１０８】
さらにまた、上記各実施形態では、冷媒循環路２０における副循環路３５を構成しない部分であるコンプレッサ１２上流に電磁弁４０が設けられた構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、電磁弁４０を設けなくても良く、電磁弁４０をコンプレッサ１２の下流に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置の動作状態を示す図であって、（Ａ）は冷凍サイクル及び蓄冷の実行状態のブロック図、（Ｂ）は蓄冷器による冷房維持状態を示すブロック図、（Ｃ）は液ポンプの作動により冷媒流量を確保する状態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置を構成するエアコンＥＣＵの入出力信号を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置を構成する蓄冷材の特性を示す線図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置を構成するエアコンＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る車両用空調装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る車両用空調装置を構成するエアコンＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３または第４の実施形態に係る車両用空調装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る車両用空調装置を構成するエアコンＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る車両用空調装置を構成するエアコンＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る車両用空調装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る車両用空調装置を構成するバイパス用機械弁の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０    車両用空調装置
１２    コンプレッサ（圧縮機）
１４    コンデンサ（凝縮器）
１６    膨張弁（減圧手段）
１８    エバポレータ（蒸発器）
２０    冷媒循環路
２６    エンジン
３０    蓄冷器
３０Ａ  蓄冷剤
３４    冷媒戻し流路
３５    副循環路
３８    液ポンプ（液送装置）
４０    電磁弁（開閉弁）
４２    バイパス流路
４４    バイパス循環路
４６    バイパス用電磁弁（流路切替装置、電磁弁）
５０    エアコンＥＣＵ（制御装置）
６０・７０・８０・９０  車両用空調装置
６２・７２・８２  エアコンＥＣＵ（制御装置）
９２    バイパス用機械弁（流路切替装置、機械弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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