(57)【要約】【課題】車両用空調装置において、燃費の悪化を防止しながら蓄冷でき、また、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をそなえた車両用空調装置において、該冷媒を、該第１膨張装置５及びエバポレータ６をバイパスさせるバイパス通路１０と、バイパス通路１０に設けられた第２膨張装置１２と、バイパス通路１０に第２膨張装置１２よりも下流側に設けられた蓄冷装置１３と、該冷媒の流通を、エバポレータ６側及び蓄冷装置１３側の何れか一方に切り換える冷媒用切換弁１１と、車両の減速中に、コンプレッサ２をオン作動させると共に蓄冷装置１３側に冷媒を流すよう冷媒用切換弁１１を作動させる、制御手段２０とを備えて構成する。【選択図】        図１
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【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第１膨張装置と、該第１膨張装置で減圧された冷媒を気化させ車室内に送るエアと熱交換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、
該冷媒を、該第１膨張装置及び該エバポレータをバイパスさせるバイパス通路と、
上記バイパス通路に設けられ該レシーバからの液状の冷媒を減圧し膨張させる第２膨張装置と、
上記バイパス通路に該第２膨張装置よりも下流側に設けられ該第２膨張装置で減圧された冷媒を使用して蓄冷を行ない車室内へ送給されるエアを冷却する蓄冷装置と、
該冷媒の流通を、該エバポレータ側及び該蓄冷装置側の何れか一方に切り換える冷媒用切換弁と、
車両の減速中に、上記コンプレッサをオン作動させると共に該蓄冷装置側に冷媒を流すよう該冷媒用切換弁を作動させる、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】
該エバポレータと熱交換する上記のエアの通路と、該蓄冷装置と熱交換する上記のエアの通路とが並列に設けられるとともに、
該エアの流通を該エバポレータ側及び該蓄冷装置側の何れか一方に切り換えるエア用切換弁とをそなえて構成され、
該制御手段は、該内燃機関停止中にコンプレッサの作動要求があった場合に、該蓄冷装置側にエアを流すよう該エア用切換弁を作動させる
ことを特徴とする。請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
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するとともに該蓄冷装置側に冷媒を流すよう該冷媒用切換弁を作動させる
ことを特徴とする、請求項１又は２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３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、通常の冷房を行なうための蒸発器に加え、エンジンを停止した状態でも冷房を効かせるように蓄冷パネルを有しており、受液器からの直接の冷媒の供給を、所定の時間比率で蒸発器側と蓄冷パネル側とで交互に行なうようにするとともに、蓄冷パネルを通過した冷媒を蒸発器を介して圧縮機へ戻すようにしている。この結果、蒸発器の冷房効果を向上させることができ、この分、蓄冷パネル側への冷媒供給時間比率を上げて蓄冷時間を短縮することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−９４９５３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、受液器からの冷媒の直接の供給をエバポレータ側と蓄冷器側とで交互に行なうものであるため、エンジン動力を使用して駆動したコンプレッサ側から冷媒を２つの経路に供給することになり、結果的にエンジンの出力を無駄にして無駄な蓄冷を行なうようなことにもなりかねず、燃費が大幅に悪化する問題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、燃費の悪化を防止しながら蓄冷でき、また、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、内燃機関により駆動されるコンプレッサにより冷媒が圧縮され、この圧縮された冷媒は、コンデンサ，レシーバ，第１膨張装置及びエバポレータへ順次供給され、エバポレータで気化して車室内に送られるエアと熱交換するが、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るとともに冷媒用切替弁を切り替えて第２膨張弁及び蓄冷装置に冷媒を供給し、蓄冷装置により蓄冷が行なわれる。
【００１２】
請求項２記載の本発明の車両用空調装置では、内燃機関停止中であってコンプレッサの作動要求時には、エア用切替弁が切り替えられ、車室内へ送られるエアは、蓄冷装置側に供給されて冷却される。
請求項３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るとともに冷媒用切替弁が切り替えられて蓄冷が行なわれる。
【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及び図２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である。なお、上記の図３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（第１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、本車両用空調装置には、レシーバ４と膨張弁５との間の配管７ａと、エバポレータ６とコンプレッサ２との間の配管７ｂとを接続する配管１０がそなえられている。この配管１０は、冷媒を、膨張弁５及びエバポレータ６をバイパスさせるためのものであり、この配管（以下、バイパス通路という）１０と配管７ａとの接続部には電磁式の冷媒用切替弁１１がそなえられている。この冷媒用切替弁１１の作動を制御することにより、レシーバ４からの液相冷媒をエバポレータ６に供給するか又はバイパスさせるか選択できるようになっている。
【００１６】
また、バイパス通路１０には、第２膨張弁（第２膨張装置）１２及び蓄冷装置１３が上流側からこの順に設置されている。第２膨張弁１２は、第１膨張弁と同様に、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ものである。また、蓄冷装置１３は、エバポレータ６と同様に冷媒の気化潜熱を利用するものであり、ここでは、第２膨張弁１２からの気液混合冷媒の気化潜熱を利用して製氷する製氷機により構成さている（つまり、蓄冷を製氷という様態により実施している）。製氷機１３は、従来より一般的に使用されている種々の形式のものを使用でき、ここでは詳しい説明を省略する。
【００１７】
なお、空調用のエアはモータ駆動のブロワファン（図示略）によってダクト（通路）９を通って車室内へ導入されるようになっている。このダクト９は、エアをエバポレータ６と熱交換させるためのダクト９ａと、エアを製氷器１３と熱交換させるためのダクト９ｂとに分岐している。この分岐部にはエア用切替弁９ｃが設置されており、このエア用切替弁９ｃの作動を制御することにより、車室内へ導入されるエアをエバポレータ６側へ供給するか、又は、蓄冷装置１３側へ供給するか選択でき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９ｃ，１１の作動制御，ブロアファンの作動制御を行なう制御手段（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９ｃ，１１及びブロアファンなど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、冷媒がエバポレータ６をバイパスして製氷機１３へ供給されるように冷媒用切替弁１１の作動を制御する（冷媒用切替弁１１を製氷機１３側に開弁する）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使用して製氷機１３により蓄冷を行なうようになっている。
なお、エアコンスイッチがオフである場合も、エアコン要求のない場合に含まれ、エアコンＥＣＵ２０は上記制御を行なう。
【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、エア用切替弁９ｃを製氷機１３側へ開弁するようになっている。これにより、コンプレッサ２が停止しているため冷媒が循環せず上記の構成要素２〜６からなる冷凍サイクルが機能しない状態にもかかわらず、車室内へと送給されるエアを製氷機１３と熱交換させて冷却できる。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、製氷機１３が空調を行なうのには十分に蓄冷できていない場合には、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、切替弁９ｃ，１１をエバポレータ６側に開弁する。これにより、製氷機１３の蓄冷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が起動されてエバポレータ６を使用した空調が行なわれ、車室内の快適性が確保されるようになっている。製氷機１３の蓄冷が十分か否かは、例えば、製氷機１３の下流側のエア温度を検出し、この検出温度に基づき判定するように構成すればよく、検出温度が所定温度以下であれば蓄冷が十分だと判定すればよい。
【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をそれぞれオンし、両切替弁９ｃ，１１をそれぞれエバポレータ６側に開弁するようになっている。これにより、エバポレータ６でエアを冷却する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、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る。そして、車両減速中であればステップＡ３０に進んで、コンプレッサ２がオンされるとともに冷媒用切替弁１１が製氷機１３側に開弁されて製氷機１３による蓄冷が行なわれ、一方、車両減速中でなければ、クラッチ２ａ，及び切替弁９ｃ，１１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に進んでエア用切替弁９ｃが製氷機１３側に開弁され、製氷機１３によりエアを冷却させて空調が行なわれる（但し、製氷機１３の蓄冷が不十分な場合には、上述したようにエンジン１が起動されて、エバポレータ６を使用した通常の空調が行なわれる）。
一方、ステップＡ４０でアイドルストップ中でないと判定された場合には、ステップＡ６０に進んで、コンプレッサ２がオンされるとともに切替弁９ｃ，１１がそれぞれエバポレータ６側に開弁され、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をオンするとともにこのコンプレッサ２により圧送される冷媒を製氷機１２に供給するので、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製氷機１２により蓄冷できる。
【００２７】
また、エンジン停止中にエアコンの作動要求があった場合は、ブロアファンによって送り出されたエアを製氷機１２に供給するので、製氷機１２により上記エアを冷却することができ、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。
【００２８】
また、製氷機１２により蓄冷を行なうのは、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。
【００２９】
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、蓄冷装置として製氷機を使用した例を説明したが、蓄冷装置は製氷機に限定されず種々の形式のものを使用できる。
【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るとともに冷媒用切替弁を切り替えて第２膨張弁及び蓄冷装置に冷媒を供給するので、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蓄冷できる。
【００３１】
請求項２記載の車両用空調装置によれば、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、エア用切替弁を切り替えて蓄冷装置にエアを供給するので、蓄冷装置を利用することで、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。
【００３２】
請求項３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確保できるので、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】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  第１膨張弁（第１膨張装置）
６  エバポレータ
９ｃ  エア用切替弁
１０  バイパス通路
１１  冷媒用切替弁
１２  第２膨張弁（第２膨張装置）
１３  製氷機（蓄冷装置）
２０  エアコンＥＣＵ（制御手段）
【図１】
2004216946.tif 000003
【図２】
2004216946.tif 000004
【図３】
2004216946.tif 000005