(57)【要約】【課題】圧縮機停止時の冷却継続における電力消費を抑えることが可能な車両用空調装置を提供すること。【解決手段】冷媒通路１０に圧縮機２０、凝縮器３０、減圧器４０、蒸発器５０を備えた冷凍サイクル６０と、蒸発器５０の出口側に設けられて冷媒を貯留可能なアキュームレータ７０と、アキュームレータ７０に貯留された冷媒を、バイパス通路１１を介して蒸発器５０に供給可能な冷媒ポンプ８０と、圧縮機２０の停止時に、冷媒ポンプ８０を駆動させてアキュームレータ７０に貯留した冷媒を蒸発器５０に供給する冷却継続処理を実行する空調制御回路１００と、を備えた車両用空調装置であって、空調制御回路１００は、冷却継続処理の実行時に、液冷媒センサ９１の検出に基づいてアキュームレータ７０内の液冷媒が無くなったときに冷媒ポンプ８０の駆動を停止させることを特徴とする車両用空調装置とした。【選択図】図１
2013001125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒通路に圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えた冷凍サイクルと、
前記冷媒通路の前記蒸発器の出口側に設けられて前記冷媒を貯留可能なアキュームレータと、
このアキュームレータに貯留された冷媒を、前記蒸発器に対して並列に設けられたバイパス通路を介して前記蒸発器に供給可能な冷媒ポンプと、
前記圧縮機の停止時に、前記冷媒ポンプを駆動させて前記アキュームレータに貯留した前記冷媒を前記蒸発器に供給する冷却継続処理を実行する制御部と、
を備えた車両用空調装置であって、
前記アキュームレータの液冷媒の有無を検出する液冷媒検出部を設け、
前記制御部は、前記冷却継続処理の実行時に前記液冷媒検出部の検出に基づいて前記アキュームレータ内の液冷媒が無くなったときに前記冷媒ポンプの駆動を停止させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記アキュームレータが蓄冷機能を有していることを特徴とする請求項１に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、車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置として、アイドリングストップ時のようにエンジン停止に伴って圧縮機の作動が停止しても冷房を継続可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来の車両用空調装置は、蒸発器と圧縮機との間の冷媒通路に、蓄冷材を備えたアキュームレータを配置し、走行中（圧縮機の作動中）にアキュームレータ内に液冷媒を蓄えるとともに蓄冷する。そして、停車時（圧縮機の停止中）に、蓄冷材に蓄えた冷力で低圧側の冷媒圧力を低く保ちながら、アキュームレータの液冷媒を冷媒ポンプにより蒸発器の入口側に移送して、蒸発器による空調空気の冷却を継続できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２０８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術では、アイドリングストップを行っている間、冷媒ポンプを駆動し続ける構造であったため、無駄な電力消費を招くおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述の従来の問題に着目して成されたもので、圧縮機停止時の冷却継続における電力消費を抑えることが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために請求項１に係る発明は、冷媒通路に圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えた冷凍サイクルと、前記冷媒通路の前記蒸発器の出口側に設けられて前記冷媒を貯留可能なアキュームレータと、このアキュームレータに貯留された冷媒を、前記蒸発器に対して並列に設けられたバイパス通路を介して前記蒸発器に供給可能な冷媒ポンプと、前記圧縮機の停止時に、前記冷媒ポンプを駆動させて前記アキュームレータに貯留した前記冷媒を前記蒸発器に供給する冷却継続処理を実行する制御部と、を備えた車両用空調装置であって、前記アキュームレータの液冷媒の有無を検出する液冷媒検出部を設け、前記制御部は、前記冷却継続処理の実行時に前記液冷媒検出部の検出に基づいて前記アキュームレータ内の液冷媒が無くなったときに前記冷媒ポンプの駆動を停止させることを特徴とする車両用空調装置とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用空調装置では、制御部は、圧縮機の停止に伴って冷却継続処理を実行した際に、液冷媒検出部がアキュームレータ内に液冷媒が無くなったことを検出すると、冷媒ポンプの駆動を停止させる。
したがって、冷却継続処理中に冷媒ポンプを駆動し続けるものと比較して、電力消費を抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は実施例１の車両用空調装置を示す回路図である。
【図２】図２は実施例１の車両用空調装置に用いたアキュームレータ７０を示す断面である。
【図３】図３は実施例１の車両用空調装置における冷却継続処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は実施例１の車両用空調装置における冷却継続処理時の冷媒の流れを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態の車両用空調装置は、冷媒通路（１０）に圧縮機（２０）、凝縮器（３０）、減圧器（４０）、蒸発器（５０）を備えた冷凍サイクル（６０）と、前記冷媒通路（１０）の前記蒸発器（５０）の出口側に設けられて前記冷媒を貯留可能なアキュームレータ（７０）と、このアキュームレータ（７０）に貯留された冷媒を、前記蒸発器（５０）に対して並列に設けられたバイパス通路（１１）を介して前記蒸発器（５０）に供給可能な冷媒ポンプ（８０）と、前記圧縮機（２０）の停止時に、前記冷媒ポンプ（８０）を駆動させて前記アキュームレータ（７０）に貯留した前記冷媒を前記蒸発器（５０）に供給する冷却継続処理を実行する制御部（１００）と、を備えた車両用空調装置であって、前記アキュームレータ（７０）の液冷媒の有無を検出する液冷媒検出部（９１）を設け、前記制御部（１００）は、前記冷却継続処理の実行時に前記液冷媒検出部（９１）の検出に基づいて前記アキュームレータ（７０）内の液冷媒が無くなったときに前記冷媒ポンプ（８０）の駆動を停止させることを特徴とする車両用空調装置である。
【実施例１】
【００１１】
以下に、図１〜図４に基づいて、実施例１の車両用空調装置について説明する。
（構成）
まず、実施例１の車両用空調装置の構成について説明する。
実施例１の車両用空調装置は、図１に示すように、冷媒通路１０に、圧縮機２０、凝縮器３０、減圧器４０、蒸発器５０を順に配置した冷凍サイクル６０を備えている。
さらに、冷媒通路１０において前記蒸発器５０の出口側に冷媒を貯留可能なアキュームレータ７０が設けられている。
【００１２】
圧縮機２０は、車両のエンジンルーム（図示省略）に配置されてエンジン（図示省略）により駆動され、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。
凝縮器３０は、エンジンルーム（図示省略）に配置されて、圧縮機２０により高温高圧に圧縮された冷媒を、外気との熱交換により冷却して液化する。なお、凝縮器３０には、リキッドタンク３０ａが設けられ、内部には、冷媒を濾過するフィルタ（図示省略）が設けられている。
【００１３】
減圧器４０は、本実施例１では、蒸発器５０の出口側の冷媒温度に感応して変位するセンサ部４１と、このセンサ部４１の変位に基づいて蒸発器５０の出口側の冷媒の過熱度を調節するように弁開度を調節する膨張弁４２と、を備えている。したがって、膨張弁４２では、センサ部４１で検出される蒸発器５０の出口側の冷媒温度に応じ、蒸発器５０の出口側の冷媒の過熱度を所定値（例えば、５〜１０℃）とするように、その開度が調節されて、凝縮器３０から送られる高圧の液状冷媒の減圧と流量制御を行い、低温・低圧の液状冷媒とする。
【００１４】
蒸発器５０は、車室内に配置された空調ユニット（図示省略）内に配置され、空調ユニット内を流れる車室空気と熱交換を行うことで、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて、低温・低圧のガス冷媒とするものであり、これにより車室空気を冷却して車室の冷房を行う。
【００１５】
アキュームレータ７０は、蒸発器５０の入口側とバイパス通路１１により接続されており、かつ、その内部にはアキュームレータ７０に貯留された冷媒をバイパス通路１１に吐出する冷媒ポンプ８０が設けられている。
【００１６】
ここで、アキュームレータ７０の構成を図２に基づいて簡単に説明する。
このアキュームレータ７０は、冷媒を貯留可能な筒状のタンク部７１と、このタンク部７１の外周に設けられ、タンク部７１に貯留された冷媒と熱交換可能な蓄冷材７２とを備えている。なお、蓄冷材７２としては、水と高吸水性樹脂（ポリアクリル酸ナトリウム）を含むものや、パラフィンなど周知のものを用いる。
また、図示のように、蒸発器５０の出口側に接続されて冷媒通路１０の一部を形成する管１２がタンク部７１の上部に開口され、一方、圧縮機２０の吸入側に接続されて冷媒通路１０の一部を形成する管１３が、タンク部７１の上部に開口されている。なお、管１３は、タンク部７１の底部で湾曲されてタンク部７１の上部から外部に導出され、湾曲部分には、液状の冷媒を吸い込むための吸入孔１３ａが穿設されている。
【００１７】
タンク部７１の底部には、冷媒ポンプ８０が設けられている。この冷媒ポンプ８０に前述のバイパス通路１１が接続されて、冷媒通路１０の減圧器４０と蒸発器５０との間に接続されている。なお、バイパス通路１１には、冷媒の流通方向をアキュームレータ７０から蒸発器５０の方向へのみに制限する逆止弁８１が設けられている。
【００１８】
図１に戻り、アキュームレータ７０には、液冷媒センサ（液冷媒検出部）９１が設けられている。この液冷媒センサ９１は、アキュームレータ７０のタンク部７１に貯留されている液冷媒量を検出するものであり、例えば、液冷媒に浮くフロートの位置に応じた信号を出力する。なお、本実施例１の場合は、液冷媒センサ９１は、少なくともアキュームレータ７０のタンク部７１内に液冷媒が存在するか否かを検出することができればよい。
【００１９】
液冷媒センサ９１の出力信号は、空調制御回路１００に入力される。
この空調制御回路１００は、車両用空調装置の制御に必要な車室温度に関連した検出値が各種センサ（図示省略）から入力されて送風温度などを制御する周知の制御に加え、図外のエンジンが停止して圧縮機２０が停止された状態で、アキュームレータ７０に貯留した液冷媒を用いて蒸発器５０における冷却を継続させる冷却継続処理を実行する。
【００２０】
本実施例１では、冷却継続処理は、アイドリングストップ制御の実行時に行われる。なお、アイドリングストップ制御は、駐停車や信号待ちを行っている間にエンジン停止を行うものであり、一時的な停車を検知してエンジン停止を行い、発進操作を検知してエンジン（図示省略）の再始動を行う周知の制御である。また、本実施例１では、このアイドリングストップを実行する制御部は、アイドリングストップ制御を実行している間、空調制御回路１００に向けてアイドリングストップ信号ａｓｔを出力しているものとする。
【００２１】
次に、空調制御回路１００が実行する冷却継続処理について図３のフローチャートに基づき説明する。なお、この冷却継続処理は、車両の走行を開始した時点から実行されるもので、初期設定では、冷媒ポンプ８０は停止されている。
まず、ステップＳ１１では、アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されているか否か判定し、入力されている場合はステップＳ１２に進み、入力されていない場合は、１回の処理を終了する。
【００２２】
アイドリングストップ信号ａｓｔが入力された場合に進むステップＳ１２では、冷媒ポンプ８０を駆動させ、ステップＳ１３に進む。
次のステップＳ１３では、冷媒ポンプ８０の駆動後に、再度アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されているか否か判定し、アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されていない場合はステップＳ１５に進み、入力されている場合はステップＳ１４に進む。
【００２３】
ステップＳ１４では、液冷媒センサ９１の検出に基づいて、アキュームレータ７０に液冷媒が存在しているか否か判定し、液冷媒が存在している場合はステップＳ１２に戻り、液冷媒が存在していない場合は、ステップＳ１５に進む。
【００２４】
アイドリングストップ信号ａｓｔが入力されない場合、およびアキュームレータ７０に液冷媒が存在しない場合に進むステップＳ１５では、冷媒ポンプ８０の駆動を停止させる処理を行って、１回の処理を終了する。
【００２５】
なお、本実施例１では、冷媒ポンプ８０として、アキュームレータ７０に貯留できる最大冷媒量の全量を、短時間で蒸発器５０へ移送できる容量（例えば、１００ｃｃ／ｓｅｃ）のものを用いている。
【００２６】
（作用）
次に、実施例１の作用を説明する。
＜通常走行時（非アイドリングストップ時）＞
通常走行時には、車両用空調装置では、一般的な冷却作動が行われ、冷媒は、冷媒通路１０を図１の矢印に示す経路で循環される。
すなわち、圧縮機２０は、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。この高温高圧の冷媒は、凝縮器３０において外気と熱交換（冷却）されて液化して、減圧器４０に送られる。減圧器４０では、冷媒が減圧されて低温・低圧の液状となり、さらに、冷媒は、蒸発器５０において、車室内の空気と熱交換され、車室内空気を冷却するとともに、蒸発して低温・低圧のガス冷媒となり、アキュームレータ７０を通って圧縮機２０に吸引される。
【００２７】
また、アキュームレータ７０では、蒸発器５０において蒸発して低温・低圧のガス状となった冷媒は、アキュームレータ７０を通過する際に、蓄冷材７２から吸熱して蓄冷材７２を冷却する。
【００２８】
そして、車室内の空調が安定して蒸発器５０の負荷が下がると、冷媒はアキュームレータ７０のタンク部７１に液化して蓄えられる。
【００２９】
＜アイドリングストップ時＞
車両が停止状態となってアイドリングストップ制御の実行が開始されアイドリングストップ信号ａｓｔが空調制御回路１００に入力されると、図３のステップＳ１１→Ｓ１２の処理に基づいて、冷媒ポンプ８０が駆動される。
なお、このとき、圧縮機２０が停止すると温度感応型の減圧器４０の膨張弁４２の絞り開度が冷媒温度に応じて小さく調整され、減圧器４０における冷媒の流通は制限される。
したがって、アキュームレータ７０に溜められた液冷媒は、図４において矢印で示すように蒸発器５０に移送され、蒸発器５０における液状冷媒の蒸発による冷却が継続される。
【００３０】
このとき、冷媒ポンプ８０として容量の大きなものを用いているため、アキュームレータ７０内の液冷媒は短時間でその全量が蒸発器５０に移送される。
その後、アキュームレータ７０内の液冷媒が無くなると、図３のステップＳ１３→Ｓ１４→Ｓ１５の処理に基づいて、冷媒ポンプ８０の駆動が停止される。
このようにして、蒸発器５０に一度に大量の液冷媒量が供給されることで、蒸発器５０では、その全体で車室空気を冷却でき、その結果、蒸発器５０に徐々に液冷媒を供給するもの（例えば、従来では１６ｃｃ／ｓｅｃ程度）と比較して、同等以上の冷却性能を得ることができる。
【００３１】
また、冷媒ポンプ８０の駆動中に車両の発進操作が実行されてアイドリングストップ信号ａｓｔの入力が停止された場合も、冷媒ポンプ８０の駆動が停止されて、冷却継続処理は終了する（図３のステップＳ１３→Ｓ１５の処理に基づく）。
【００３２】
（実施例１の効果）
以上説明した実施例１の車両用空調装置は、以下に列挙する効果を奏する。
ａ）アキュームレータ７０内の液冷媒が無くなると冷媒ポンプ８０の駆動を停止するようにしたため、冷媒ポンプ８０の駆動時間を短縮できる。
これにより、アイドリングストップ制御時の電力消費量を抑えることが可能である。
【００３３】
ｂ）冷媒ポンプ８０として従来よりも容量の大きなものを用いたため、これによっても、冷媒ポンプ８０の駆動時間の短縮を図ることができた。
さらに、冷却継続処理時に、蒸発器５０に従来よりも大量に液冷媒を送り、蒸発器５０において全体的に冷却を行うようにしたため、従来よりも同等以上の冷却性能を得ることが可能となり、冷却継続時間の延長を図ることが可能となった。
【００３４】
ｃ）アキュームレータ７０に蓄冷材７２を設けたため、蓄冷材７２を設けていないものと比較して、圧縮機２０の停止時の冷却継続時間の延長を図ることが可能となる。
【００３５】
（他の実施例）
以下に、他の実施例について説明するが、これら他の実施例は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１あるいは他の実施例と共通する構成については同じ符号を付けることで説明を省略するとともに、作用効果についても実施例１と共通する説明は省略する。
【実施例２】
【００３６】
実施例２は、液冷媒検出部として、実施例１で示した液冷媒センサに代えて冷媒ポンプ８０の図示を省略したモータに流れる電流値を測定する電流測定部（図示省略）を設けた例である。
【００３７】
したがって、空調制御回路では、ステップＳ１４の判定において、測定電流値が、アキュームレータ７０の冷媒が無くなって冷媒ポンプ８０のフリクションが低下したことにより回転数が上昇したことを示す値になったか否かを判定し、回転数上昇を示す値になったら、ステップＳ１５に進む処理を行う。
よって、この実施例２にあっても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
加えて、液冷媒検出部として、冷媒ポンプ８０の電流値を測定する構成を追加すればよいため、構成の簡略化を図ることができる。
【実施例３】
【００３８】
実施例３は、液冷媒検出部として、実施例１の液冷媒センサ９１と同様に、フロートなどを用いてアキュームレータ７０に貯留された液冷媒量を検出する液冷媒センサを用いるとともに、空調制御回路１００において、検出された冷媒量を移送させるのに必要な時間が経過したか否かでアキュームレータ７０の液冷媒が無くなったことを判定するようにした例である。
【００３９】
すなわち、実施例３では、冷媒継続処理の実行開始時、すなわち、アイドリングストップ制御が開始されて、図３のステップＳ１１においてＹＥＳと判定された時点の冷媒量を検出する。さらに、冷媒ポンプ８０の駆動時間あたりの吐出量に基づいて、アキュームレータ７０に貯留されている液冷媒の全量を蒸発器５０に移送させるのに必要な冷媒ポンプ８０の駆動時間を算出する。
そして、図３のステップＳ１４における判定では、冷媒ポンプ８０の駆動を開始してからの経過時間が、算出された駆動時間に達した場合にアキュームレータ７０に貯留された冷媒が無くなったと判定する。
【００４０】
したがって、実施例３にあっても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１〜実施例３について詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１〜実施例３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００４２】
例えば、圧縮機の動力源は、エンジンに限らず、電動機などの他の動力源を用いてもよい。例えば、電動車両などにおいても、電動機を停止させて圧縮機を停止させた状態で冷房を行なうことができる。
【００４３】
また、実施例では、アキュームレータにおいて、蓄冷材をタンク部の外側に設けた例を示したが、蓄冷材は、タンク部の内部に設けてもよい。さらには、アキュームレータには、蓄冷材を設けなくてもよい。この場合でも、アキュームレータに、アイドリングストップを行なっている間、冷房を行うことができる冷媒量を確保することで、冷房を維持できる。
【００４４】
また、実施例では、冷却継続処理を実行するか否かの判定を、アイドリングストップ信号ａｓｔの有無により行うようにした例を示したが、これに限定されず、例えば、圧縮機２０が駆動しているか否か、あるいは、圧縮機２０を駆動させる車両の動力源が駆動しているか否か、あるいは、車両が一時的な停止を行っているか否か（すなわち、アイドリングストップ制御の実行判定）により判定するようにしてもよい。
【００４５】
また、実施例１では、冷却継続処理の実行時には、アキュームレータ７０に貯留された冷媒を一気に蒸発器５０へ移送するようにしたが、その後、蒸発器５０で気化した冷媒がアキュームレータ７０に流入すると、これを再度、蒸発器５０へ移送するように、冷媒ポンプ８０を駆動するようにしてもよい。この場合、冷媒量が設定量以上になるまで待ってから、冷媒ポンプ８０を駆動させるようにしてもよい。
【００４６】
また、実施例では、減圧器として、蒸発器の出口側の温度に感応して開度を変更する膨張弁を示したが、これに限定されず、開度が一定のオリフィス状のものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０   冷媒通路
１１   バイパス通路
２０   圧縮機
３０   凝縮器
４０   減圧器
５０   蒸発器
６０   冷凍サイクル
７０   アキュームレータ
７２   蓄冷材
８０   冷媒ポンプ
９１   液冷媒センサ（液冷媒検出部）
１００ 空調制御回路（制御部）
【図１】
2013001125.tif 000003
【図２】
2013001125.tif 000004
【図３】
2013001125.tif 000005
【図４】
2013001125.tif 000006