(57)【要約】【課題】車両用空調装置において、内燃機関の停止中におけるコンプレッサの作動要求時に、コンプレッサを作動させるために内燃機関を始動させる機会を減少させることができ、燃費を向上できるようにする。【解決手段】内燃機関１により駆動されるコンプレッサ２，コンデンサ３，レシーバ４，膨張装置５及びエバポレータ６をそなえ、コンプレッサ２をオンオフ制御する車両用空調装置において、コンプレッサ２と膨張装置５との間の冷媒通路に接続され冷媒を蓄圧する蓄圧装置７と、車両の減速中には、コンプレッサ２をオンして蓄圧装置７を冷媒蓄圧状態にする一方、内燃機関１の停止中には、コンプレッサ２の作動要求が発生した際に蓄圧装置７を冷媒放出状態にする制御手段２０とを備える【選択図】        図１
2004216945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサで圧縮された冷媒を凝縮して液化するコンデンサと、該コンデンサで凝縮された冷媒を気液分離し液状の冷媒を下流側へと送るレシーバと、該レシーバからの液状の冷媒を減圧し膨張させる膨張装置と、該膨張装置で減圧された冷媒を気化させるエバポレータとをそなえ、該コンプレッサをオンオフ制御する車両用空調装置において、
該コンプレッサと該膨張装置との間の冷媒通路に接続され該冷媒を蓄圧する蓄圧装置と、
該車両の減速中には、該コンプレッサをオンして該蓄圧装置を冷媒蓄圧状態にする一方、該内燃機関の停止中には、該コンプレッサの作動要求が発生した際に該蓄圧装置を冷媒放出状態にする制御手段とを備えた
ことを特徴とする、車両用空調装置。
【請求項２】
該制御手段は、上記の車両の減速時において、該コンプレッサの作動要求のない場合に、該コンプレッサをオンして該蓄圧装置を該冷媒蓄圧状態とするよう構成された
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の内燃機関により駆動されるコンプレッサを使用して車室内の空調を行なう車両用空調装置であって、特に、アイドルストップシステムの搭載車に用いて好適な、車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりアイドルストップシステムを搭載した自動車（アイドルストップ車）が実用化されている。アイドルストップ車では、交差点等において車両が停車した場合、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させたり（アイドルストップ）、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジンを自動的に再始動させたりすることにより、燃料の節約や排気エミッションの改善を図っている。
【０００３】
図４は、このようなアイドルストップ車を含む一般的な自動車に装備される、車両用空調装置の構成例を示す図である。この車両用空調装置の冷凍サイクルでは、エンジン１によりベルト１ａなどを介して駆動される圧縮機（コンプレッサ）２と、この圧縮機２によって圧縮された高温高圧の冷媒を凝縮液化する凝縮器（コンデンサ）３と、この凝縮器３によって凝縮液化された冷媒を溜めると共に気相冷媒と液相冷媒とに分離し液相冷媒のみを下流側へ送る受液器（レシーバ）４と、この受液器４から送られる液相冷媒を減圧して低温低圧の気液混合冷媒にする膨張弁５と、この膨張弁５からの気液混合冷媒を蒸発気化する蒸発器（エバポレータ）６とがこの順で配管接続されている。
【０００４】
圧縮機２には、エンジン１からの動力の伝達を断続させる電磁クラッチ２ａが備えられており、電磁クラッチ２ａの切断状態のときには、圧縮機２はエンジン１から切り離されてオフされ、一方、電磁クラッチ２ａが接続状態のときには、圧縮機２はエンジン駆動され（オンされ）、圧縮機２により冷媒が圧送されて冷房が開始される。
【０００５】
そして、空調装置のスイッチがオフされているときは、電磁クラッチ２ａは切断状態とされる一方、空調装置スイッチがオンされているときは、予め設定された空調状態となるように車室内の温度や蒸発器６を通過した直後の空気温度に応じて、図示しない制御装置（エアコンＥＣＵ）により電磁クラッチ２ａの断続がオンオフ制御されることとなる。
【０００６】
しかしながら、このような空調装置をアイドルストップ車に装備させた場合は、圧縮機２はエンジン１に接続されているので、アイドルストップを実施すると空調装置も停止してしまい、車内の快適性が損なわれてしまう。このため、アイドルストップ車においては、電気駆動式の圧縮機を装備させたり、或いは、空調装置がオン状態の時にはアイドルストップを実施しないようしている。このため、コストの増加や、燃料の節約や排気エミッションの改善が十分に得られないなどの不具合が生じる。
【０００７】
このような不具合を解消しうる技術として、例えば特許文献１に開示された空調装置がある。この装置は、図４に示す空調装置に対し、凝縮器３と受液器４との間に、開閉弁が取り付けられた構成となっており、アイドルストップ中のようにエンジン駆動の圧縮機２が停止している期間中において、この開閉弁により受液器４内の冷媒の凝縮器３への逆流を防止するようにしている。そして、圧縮機２の停止期間中には、受液器４に保持された高圧の液相冷媒を使用することで、冷力を確保できる（空調を行える）時間を多く取れるようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１５８２４４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術は、上述したように冷媒の逆流による冷力の低下を防止するものに過ぎない。つまり、この従来技術では、冷媒の逆流により生じていた冷力の低下分を取り戻せるだけであり、エンジン停止時（アイドルストップ時）の冷力を賄って車内の快適性を保持するには不十分であった。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、内燃機関の停止中におけるコンプレッサの作動要求時に、コンプレッサを作動させるために内燃機関を始動させる機会を減少させることができ、燃費を向上させることができるようにした、車両用空調装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の車両用空調装置では、車両の減速中には、減速エネルギを利用してコンプレッサを作動させて、蓄圧装置を、コンデンサ及びレシーバを経た液相冷媒を蓄圧する冷媒蓄圧状態とする一方、内燃機関停止中には、コンプレッサの作動要求時、蓄圧装置を、蓄圧していた冷媒を放出する冷媒放出状態とし、この冷媒放出状態では、放出された冷媒が膨張装置を介してエバポレータへ送られて気化するとともに空調用の空気と熱交換する。
【００１２】
請求項２記載の本発明の車両用空調装置では、車両の減速時において、コンプレッサの作動要求のない場合に、コンプレッサがオンされて蓄圧装置が冷媒蓄圧状態とされ、冷媒が蓄圧装置に蓄圧される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態としての車両用空調装置について説明する。図１〜図３は本実施形態の車両用空調装置について示す図であり、図１はその構成を示す模式図、図２はその制御を説明するための模式的なフローチャート、図３はその変形例の要部構成を示す模式図である。なお、上記の図４に示す従来装置の説明として既に説明した構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
【００１４】
本車両用空調装置（以下、エアコンともいう）がそなえられる自動車（車両）は、交差点等において車両が停車した場合、所定の停止条件が成立するとエンジン（内燃機関）１を自動的に停止させたり（アイドルストップ）、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン１を自動的に再始動させたりするアイドルストップシステムを有している。
【００１５】
そして、本車両用空調装置（以下、エアコンともいう）は、図１に示すように構成されており、従来と同様に、その冷凍サイクルは、コンプレッサ２，コンデンサ３，レシーバ４，膨張弁（膨張装置）５及びエバポレータ６がこの順で配管接続されて構成されている。そして、本車両用空調装置では、蓄圧装置７が、レシーバ４と膨張弁５との間の配管８ａに対し接続管８ｂ，８ｃにより並列接続されている。つまり、蓄圧装置７は、上記構成要素４〜６からなる冷凍サイクルに対し並列接続されている。
【００１６】
蓄圧装置７は、レシーバ４からの液相冷媒を圧力を保持しつつ蓄積する本体（蓄圧器）７ａと、配管８ａと上流側の接続管８ｂとの接続部に取り付けられた切替弁７ｂと、下流側の接続管８ｃに介装された電磁弁７ｃとをそなえて構成されている。
切替弁７ｂは、レシーバ４からの液相冷媒を、矢印Ａで示すように蓄圧器７ａへ供給する（以下、この状態を切替弁７ｂがＡ側にあるという）か、矢印Ｂで示すように蓄圧器７ａを通さずに膨張装置５へ供給する（以下、この状態を切替弁７ｂがＢ側にあるという）かを選択的に切り替えるためのものである。
【００１７】
また、逆止弁９が、配管８ａに対して、接続管８ｂ，８ｃ間と切替弁７ｂよりも上流側とにそれぞれ介装されており、切替弁７ｂ廻りの冷媒の逆流が防止されるようになっている。
なお、エバポレータ６において冷媒により冷却される空調用のエアはモータ駆動のブロワファン（図示略）によって車室内へ導入されるようになっている。
【００１８】
そして、上記のクラッチ２ａの断続の制御（ひいてはコンプレッサのオンオフ制御），切替弁７ｂ，電磁弁７ｃの作動制御、及びブロアファンの作動を制御する制御手段（エアコンＥＣＵ）２０が設けられており、このエアコンＥＣＵ２０には、エアコンスイッチ，車室内の温度を検出する温度センサ，車速を検出する車速センサ，アクセルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ，ドライバのブレーキ操作を検出するブレーキセンサ，スロットルバルブのアイドル開度を検出するアイドルスイッチ等の種々のセンサ（いずれも図示省略）が接続されている。
【００１９】
エアコンＥＣＵ２０は、エアコンスイッチや温度センサ等の情報に基づきエアコンＥＣＵ２０の内部信号として生じるコンプレッサ２の作動要求（以下、エアコン要求ともいう）の有無や、エンジンＥＣＵ（図示略）からのアイドルストップ制御指令の有無や、車両が減速しているか否かに応じて、上述したようにクラッチ２ａ，切替弁７ｂ，電磁弁７ｃ及びブロワファンを制御するようになっている。なお、車両が減速しているか否かは、アクセル開度センサ，ブレーキセンサ，アイドルスイッチ等の情報に基づきエアコンＥＣＵ２０により判定されるようになっている。
【００２０】
エアコンＥＣＵ２０の制御を具体的に説明すると、エアコンＥＣＵ２０は、エアコン要求がない場合には、車両減速時、ブロアファンを停止状態としたままクラッチ２ａを接続してコンプレッサ２をオンし、さらに、切替弁７ｂをＡ側にするとともに電磁弁７ｃを閉弁状態とするようになっている。これにより、車両の減速エネルギをコンプレッサ２により回収しつつ、このコンプレッサ２により送り出された冷媒を蓄圧器７ａに蓄圧するようになっている（このような蓄圧装置７の状態を冷媒蓄圧状態という）。
なお、エアコンスイッチがオフの場合も、エアコン要求がない場合に含まれ、エアコンスイッチがオフの場合でもエアコンＥＣＵ２０は作動し制御を行なう。
【００２１】
一方、エアコン要求がある場合には、ブロアファンを作動させ、エンジンＥＣＵからアイドルストップ制御指令が出力されていれば、電磁弁７ｃを開弁するようになっている。これにより、エンジン１の停止のためコンプレッサ２は停止状態であるが、蓄圧器７ａ内の圧力流体（液相冷媒）が下流側へ供給されることとなる（このような蓄圧装置７の状態を冷媒放出状態という）。そして、この液相冷媒は、膨張弁５を介してエバポレータ６に供給され、エバポレータ６を通過する空気と熱交換する。つまり、コンプレッサ２の駆動力を得られないエンジン停止時においてもエンジンを停止させたまま空調を行なうことが可能となっている。
【００２２】
但し、蓄圧器７ａの蓄圧が不十分な場合（空調を行なうのに十分な冷媒が蓄圧器７ａに蓄圧されていない場合）には、エアコンＥＣＵ２０は、エンジンＥＣＵにエンジン起動指令を出力するとともに、コンプレッサ２をオンし、電磁弁７ｃを閉弁するとともに切替弁７ｂをＢ側に開弁するようになっている。つまり、蓄圧器７ａの蓄圧が不十分な場合には、アイドルストップ中であってもエンジン１が起動されて空調が行なわれ、車室内の快適性が確保されるようになっている。蓄圧器７ａの蓄圧が十分か否かは、蓄圧装置７の冷媒放出状態において、例えば、エバポレータ６と熱交換後のエア温度を検出し、この検出温度に基づき判定すればよく、検出温度が所定温度以下であれば蓄圧が十分だと判定するようにすればよい。
【００２３】
また、エアコン要求がある場合であって、エンジンＥＣＵからアイドルストップ制御指令が出力されていない場合には、ブロアファン及びコンプレッサ２をオンし、切替弁７ｂをＢ側とするとともに電磁弁７ｃを閉弁して、コンプレッサ２により送り出された冷媒を蓄圧器７ａを通さずに冷凍サイクルを流通させ、これにより通常の空調制御が行われるようになっている。
【００２４】
本発明の一実施形態としての車両用空調装置は上述したように構成されているので、例えば図２のフローチャートに示すように空調制御を行なう。
つまり、先ず、ステップＡ１０でエアコン要求の有無が判定される。エアコン要求がなければ、ステップＡ２０に進み、車両減速中か否かが判定され、車両減速中であれば、ステップＡ３０に進んで蓄圧装置７が冷媒蓄圧状態とされ、一方、車両減速中でなければ、クラッチ２ａ，切替弁７ｂ及び電磁弁７ｃの制御は行われずリターンする。
【００２５】
また、ステップＡ１０においてエアコン要求があると判定された場合には、ステップＡ３５でブロアファンがオンされた後、ステップＡ４０に進み、アイドルストップ中か否かが判定され、アイドルストップ中であれば、ステップＡ５０に進んで蓄圧装置７が冷媒放出状態とされ（但し、蓄圧装置７の蓄圧が不十分な場合には、上述したようにエンジン１が起動され通常の空調が行なわれる）、一方、アイドルストップ中でなければステップＡ６０に進んで通常の空調制御が行われる。
【００２６】
本車両用空調装置によれば、このように車両減速時にコンプレッサ２を作動させ蓄圧装置７を冷媒蓄圧状態とするので、通常であれば何ら仕事をしない減速エネルギを使用してコンプレッサ２を駆動させて燃費の悪化させることなく冷媒を蓄圧することができ、エンジン停止中にエアコンの作動要求があった場合は、蓄圧装置７を冷媒放出状態として蓄圧していた冷媒を放出させるので、エンジン１を停止させたままで空調を行える時間を従来よりも大幅に延長できる。したがって、エンジン停止中にエアコンの作動要求があった場合において、コンプレッサ２を作動させるべくエンジン１を始動させる機会を減少させることができ、燃費を向上させることができるという利点がある。
【００２７】
また、蓄圧装置７を冷媒蓄圧状態とするのは、エアコン要求のない場合、すなわちエアコンの非作動中なので、通常のエアコン作動を阻害することのない範囲で減速エネルギを回収することができ、上述したようなエンジン停止状態での空調時間の延長を、通常空調時のエアコンの性能低下を招くことなく実現できる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形を行なうことが可能である。
例えば、上記実施形態では、蓄圧装置７は、構成要素４〜６からなる冷凍サイクルに対し並列接続されていたが、例えば図３に示すように蓄圧装置７′を冷凍サイクルに組み入れるようにしてもよい。蓄圧装置７′は、蓄圧器７ａ，蓄圧器７ａの上流側に配設された逆止弁７ｂ及び蓄圧器７ａの下流側に配設された電磁弁７ｃをそなえて構成され、レシーバ４及び膨張弁５に対し直列に接続されている。
【００２９】
この場合、蓄圧装置７′を冷媒蓄圧状態とするには、コンプレッサ２をオンするとともに電磁弁７ｃを閉状態とし、蓄圧装置７を冷媒放出状態とするには、電磁弁７ｃを開状態とし、通常の空調を行なう際には、コンプレッサ２をオンするとともに電磁弁７ｃを開状態とする。この構成では、通常空調時においても、冷媒を蓄圧装置７′を通過させなければならないが、図１に示す蓄圧装置７よりも構成を簡素化できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の車両用空調装置によれば、車両の減速時には、コンプレッサを作動させ蓄圧装置を冷媒蓄圧状態にするので、減速エネルギをコンプレッサにより回収して燃費の悪化を防止しながら冷媒を蓄圧することができるとともに、内燃機関の停止中におけるコンプレッサの作動要求時には、蓄圧装置を冷媒放出状態として蓄圧していた冷媒を放出させるので内燃機関を停止させたままで冷房を行なえる時間を大幅に延長でき、したがって、内燃機関の停止中におけるコンプレッサの作動要求時に、コンプレッサを作動させるために内燃機関を始動させる機会を減少させることができ、燃費を向上させることができるという利点がある。
【００３１】
請求項２記載の車両用空調装置によれば、コンプレッサの通常作動時（エアコンの通常作動時）に悪影響を与えることがない範囲で減速エネルギを回収してエンジン停止時の冷力を向上させるので、エアコンの通常作動時の空調性能の低下を招くことなく内燃機関を停止させたままで冷房を行なえる時間を延長できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての車両用空調装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態としての車両用空調装置の制御を説明するための模式的なフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態としての車両用空調装置の変形例の要部構成を示す模式図である。
【図４】従来の車両用空調装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  エンジン（内燃機関）
２  コンプレッサ
３  コンデンサ
４  レシーバ
５  膨張弁（膨張装置）
６  エバポレータ
７，７′  蓄圧装置
７ａ  蓄圧器
７ｂ  切替弁
７ｃ  電磁弁
２０  エアコンＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004216945.tif 000006