(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両エンジン（４）により駆動される圧縮機（１）を有する冷凍サイクル（Ｒ）と、
前記冷凍サイクル（Ｒ）の冷却能力により車室内へ送風される空気を冷却する冷房用熱交換器（９）と、
前記冷房用熱交換器（９）の空気流れ下流側に配置され、前記冷房用熱交換器（９）を通過した冷風により冷却されて凝固する蓄冷材（４４）を有する蓄冷器（４０）と、
前記冷房用熱交換器（９）の温度が目標温度となるように、前記圧縮機（１）の作動を制御する制御手段（Ｓ２１０）と、
前記蓄冷材（４４）の凝固が完了した状態に基づいて蓄冷の完了を判定する蓄冷完了判定手段（Ｓ２４０）と、
車両が減速状態にあるかどうかを判定する減速判定手段（Ｓ２６０）とを備え、
前記蓄冷材（４４）の蓄冷が完了していないときは、前記目標温度を前記蓄冷材（４４）の凝固温度（Ｔ０）より低い初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）に設定し、
一方、前記蓄冷材（４４）の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態でないときは、前記目標温度を前記初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）より高く、且つ、前記凝固温度（Ｔ０）より低い蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）に設定し、
更に、前記蓄冷材（４４）の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態であるときは、前記目標温度を前記蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）よりも低い温度に設定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記蓄冷材（４４）の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態であるときに、前記目標温度を前記初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記圧縮機（１）は吐出容量が一定になっている固定容量型圧縮機であり、
前記固定容量型圧縮機（１）の作動を断続制御することにより前記冷房用熱交換器（９）の温度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記圧縮機（１）は吐出容量を変化し得るように構成された可変容量型圧縮機であり、
前記可変容量型圧縮機（１）の吐出容量を変化させることにより前記冷房用熱交換器（９）の温度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
停車時に車両エンジン（４）を自動的に停止する制御を行う車両に搭載されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに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、冷凍サイクルの圧縮機の稼働時に蓄冷を行う蓄冷式の車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護等の観点から省燃費車の開発が急速に進められている。現状のエンジン（内燃機関）搭載車においては、エンジンそのものの効率改善を図ったり、信号待ち等の停車中にはエンジンを自動的に停止させるエコラン車の開発が主流になっている。また、走行駆動源としてエンジンと電動モータの両方を備え、一部の車両走行条件では電動モータの動力を車両走行に利用するハイブリッド車の開発にも注力されるようになっている。
【０００３】
ところで、車両用空調装置においては、冷凍サイクルの圧縮機を車両エンジンにより駆動しているので、上記のエコラン車、ハイブリッド車のように信号待ち等の停車時にエンジンを自動的に停止する車両では、エンジンが停止される毎に、圧縮機も停止して冷房用熱交換器（蒸発器）の温度が上昇する。その結果、車室内への吹出空気温度が上昇して乗員の冷房フィーリングを損なうという不具合が発生する。
【０００４】
そこで、圧縮機の稼働時に蓄冷される蓄冷器を備え、圧縮機の停止時（冷房用熱交換器の冷却作用停止時）には蓄冷器により車室内への吹出空気を冷却できる蓄冷式の車両用空調装置の必要性が高まっている。
【０００５】
そこで、本出願人は、先に、特願２００１−１０６４１２号の特許出願において、冷房用熱交換器の空気流れ下流側に蓄冷器を配置し、冷房用熱交換器を通過した冷風により蓄冷器を冷却して、圧縮機の稼働時に蓄冷を行う蓄冷式の車両用空調装置を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の蓄冷式の車両用空調装置では、圧縮機の稼働時に蓄冷器の冷却を行う分だけ、圧縮機の駆動動力が増加するので、車両エンジンの燃費を悪化させる原因となる。
【０００７】
そこで、本発明は上記点に鑑みて、車両減速時の動力回収により蓄冷を効果的に行うことができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両エンジン（４）により駆動される圧縮機（１）を有する冷凍サイクル（Ｒ）と、冷凍サイクル（Ｒ）の冷却能力により車室内へ送風される空気を冷却する冷房用熱交換器（９）と、冷房用熱交換器（９）の空気流れ下流側に配置され、冷房用熱交換器（９）を通過した冷風により冷却されて凝固する蓄冷材（４４）を有する蓄冷器（４０）と、冷房用熱交換器（９）の温度が目標温度となるように、圧縮機（１）の作動を制御する制御手段（Ｓ２１０）と、蓄冷材（４４）の凝固が完了した状態に基づいて蓄冷の完了を判定する蓄冷完了判定手段（Ｓ２４０）と、車両が減速状態にあるかどうかを判定する減速判定手段（Ｓ２６０）とを備え、
蓄冷材（４４）の蓄冷が完了していないときは、前記目標温度を蓄冷材（４４）の凝固温度（Ｔ０）より低い初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）に設定し、
一方、蓄冷材（４４）の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態でないときは、前記目標温度を初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）より高く、且つ、凝固温度（Ｔ０）より低い蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）に設定し、
更に、蓄冷材（４４）の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態であるときは、前記目標温度を蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）よりも低い温度に設定することを特徴とする。
【０００９】
これにより、蓄冷モードの開始当初は初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）に対応した低温冷風により蓄冷材（４４）を急速に冷却して、急速蓄冷を行うことができ、短時間で蓄冷を完了できる。そして、蓄冷完了後は冷房用熱交換器（９）の温度を蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）まで高くして圧縮機動力を低減できる。
【００１０】
しかも、蓄冷材（４４）の蓄冷が完了していても、車両減速時には、目標温度を蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）よりも低い温度に設定することにより、蓄冷材（４４）の温度を引き下げて顕熱分の蓄冷量を増加できる。同時に、冷房用熱交換器（９）の温度および冷房用熱交換器（９）の凝縮水温度も引き下げて、冷房用熱交換器（９）側での顕熱分の蓄冷量を増加できる。
【００１１】
さらに、車両減速時には車両の慣性動力を回収して圧縮機（１）が駆動されるので、車両減速時に冷房用熱交換器（９）の温度を意図的に引き下げて、蓄冷量の増加を図ることにより、車両エンジン（４）の燃費節減をしながら同時に蓄冷機能を効果的に発揮できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明のように、請求項１において、蓄冷材（４４）の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態であるときに、目標温度を初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）に設定すれば、車両減速時に冷房用熱交換器（９）の温度を初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）まで引き下げて、蓄冷量を効果的に増加できる。
【００１３】
なお、初期蓄冷目標温度（ＴＥＯＢ１）は蓄冷時における冷房用熱交換器（９）のフロスト防止のために、０℃より高い温度、例えば１℃程度が好適である。
【００１４】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２において、圧縮機（１）を吐出容量が一定になっている固定容量型圧縮機とし、この固定容量型圧縮機（１）の作動を断続制御することにより冷房用熱交換器（９）の温度を制御するようにしてよい。
【００１５】
請求項４に記載の発明のように、請求項１または２において、圧縮機（１）を吐出容量が変化するように構成された可変容量型圧縮機とし、この可変容量型圧縮機（１）の吐出容量を変化させることにより冷房用熱交換器（９）の温度を制御するようにしてもよい。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つにおいて、停車時に車両エンジン（４）を自動的に停止する制御を行う車両に搭載される車両用空調装置であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、停車時に圧縮機（１）が停止しても蓄冷材（４４）の蓄冷量の放冷によって車室内の冷房機能を発揮できる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態の全体構成図であり、車両用空調装置の冷凍サイクルＲには冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機１を有し、この圧縮機１には動力断続用の電磁クラッチ２が備えられている。なお、圧縮機１は吐出容量が一定になっている固定容量型圧縮機である。圧縮機１には電磁クラッチ２およびベルト３を介して車両エンジン４の動力が伝達されるので、電磁クラッチ２への通電を空調用制御装置５により断続することにより圧縮機１の運転が断続される。
【００２０】
圧縮機１から吐出された高温、高圧の過熱ガス冷媒は凝縮器６に流入し、図示しない冷却ファンより送風される外気と熱交換して冷却され凝縮する。この凝縮器６で凝縮した冷媒は次に受液器７に流入し、受液器７の内部で冷媒の気液が分離され、冷凍サイクルＲ内の余剰冷媒（液冷媒）が受液器７内に蓄えられる。
【００２１】
この受液器７からの液冷媒は膨張弁（減圧手段）８により低圧に減圧され、低圧の気液２相状態となる。膨張弁８は冷房用熱交換器をなす蒸発器９の出口冷媒の温度を感知する感温部８ａを有する温度式膨張弁である。この膨張弁８からの低圧冷媒は蒸発器９に流入する。この蒸発器９は車両用空調装置の空調ケース１０内に設置され、蒸発器９に流入した低圧冷媒は空調ケース１０内の空気から吸熱して蒸発する。蒸発器９の出口は圧縮機１の吸入側に結合され、上記したサイクル構成部品によって閉回路を構成している。
【００２２】
空調ケース１０において、蒸発器９の上流側には送風機１１が配置され、送風機１１には遠心式送風ファン１２と駆動用モータ１３が備えられている。送風ファン１２の吸入側には内外気切替箱１４が配置され、この内外気切替箱１４内の内外気切替ドア１４ａにより外気導入口１４ｂと内気導入口１４ｃを開閉する。これにより、内外気切替箱１４内に外気（車室外空気）または内気（車室内空気）が切替導入される。内外気切替ドア１４ａはサーボモータからなる電気駆動装置１４ｅにより駆動される。。
【００２３】
空調装置通風系のうち、送風機１１下流側に配置される空調ユニット１５部は、通常、車室内前部の計器盤内側において車両幅方向の中央位置に配置され、送風機１１部は空調ユニット１５部に対して助手席側にオフセット配置される。
【００２４】
空調ケース１０内で、蒸発器９の下流側には後述の蓄冷器４０、エアミックスドア１９が順次配置されている。このエアミックスドア１９の下流側には車両エンジン４の温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器をなす温水式ヒータコア２０が設置されている。
【００２５】
そして、この温水式ヒータコア２０の側方（上方部）には、温水式ヒータコア２０をバイパスして空気（冷風）を流すバイパス通路２１が形成されている。エアミックスドア１９は回動可能な板状ドアであり、サーボモータからなる電気駆動装置２２により駆動される。
【００２６】
エアミックスドア１９は、温水式ヒータコア２０を通過する温風とバイパス通路２１を通過する冷風との風量割合を調整するものであって、この冷温風の風量割合の調整により車室内への吹出空気温度を調整する。従って、本例においてはエアミックスドア１９により車室内への吹出空気の温度調整手段が構成される。
【００２７】
温水式ヒータコア２０の下流側には下側から上方へ延びる温風通路２３が形成され、この温風通路２３からの温風とバイパス通路２１からの冷風が空気混合部２４で混合して、所望温度の空気を作り出すことができる。
【００２８】
さらに、空調ケース１０内で、空気混合部２４の下流側に吹出モード切替部が構成されている。すなわち、空調ケース１０の上面部にはデフロスタ開口部２５が形成され、このデフロスタ開口部２５は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロントガラス内面に空気を吹き出すものである。デフロスタ開口部２５は、回動自在な板状のデフロスタドア２６により開閉される。
【００２９】
また、空調ケース１０の上面部で、デフロスタ開口部２５より車両後方側の部位にフェイス開口部２７が形成され、このフェイス開口部２７は図示しないフェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すものである。フェイス開口部２７は回動自在な板状のフェイスドア２８により開閉される。
【００３０】
また、空調ケース１０において、フェイス開口部２７の下側部位にフット開口部２９が形成され、このフット開口部２９は車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すものである。フット開口部２９は回動自在な板状のフットドア３０により開閉される。
【００３１】
上記した吹出モードドア２６、２８、３０は共通のリンク機構（図示せず）に連結され、このリンク機構を介してサーボモータからなる電気駆動装置３１により駆動される。
【００３２】
蒸発器９の温度センサ３２は空調ケース１０内で蒸発器９の空気吹出直後の部位に配置され、蒸発器吹出温度Ｔｅを検出する。また、蓄冷器４０の温度センサ３３は、蓄冷器４０の空気吹出直後の部位に配置され、蓄冷器吹出温度Ｔｃを検出する。
【００３３】
ここで、蒸発器９の温度センサ３２の検出信号（蒸発器吹出温度Ｔｅ）は通常の空調装置と同様に、圧縮機１のクラッチ断続を制御して蒸発器吹出温度を目標蒸発器温度ＴＥＯに維持するために使用される。なお、圧縮機１として可変容量圧縮機を用いる場合は蒸発器吹出温度Ｔｅにより圧縮機１の容量を調整して、蒸発器吹出温度を目標蒸発器温度ＴＥＯに維持する。
【００３４】
蓄冷器４０の温度センサ３３の検出信号（蓄冷器吹出温度Ｔｃ）は、蓄冷完了の判定のために用いるとともにエアミックスドア１９の開度制御のためにも用いるもので、蓄冷器吹出温度Ｔｃの値によってエアミックスドア１９の開度補正を行う。
【００３５】
空調用制御装置５には、上記の両温度センサ３２、３３の他に、空調制御のために、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、温水温度Ｔｗ等を検出する周知のセンサ群３５から検出信号が入力される。また、車室内計器盤近傍に設置される空調制御パネル３６には乗員により手動操作される操作スイッチ群３７が備えられ、この操作スイッチ群３７の操作信号も空調用制御装置５に入力される。
【００３６】
この操作スイッチ群３７としては、温度設定信号Ｔｓｅｔを発生する温度設定スイッチ３７ａ、風量切替信号を発生する風量スイッチ３７ｂ、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ３７ｃ、内外気切替信号を発生する内外気切替スイッチ３７ｄ、圧縮機１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ３７ｅおよびフルエアコンスイッチ３７ｆ等が設けられている。
【００３７】
ここで、フルエアコンスイッチ３７ｆの投入時は圧縮機１のオン信号を出すとと同時に常に車両エンジン４の稼働要求信号を出して、停車時にも車両エンジン４の運転状態を継続させる。これに反し、エアコンスイッチ３７ｅの投入時は圧縮機１のオン信号を出すのみで、車両エンジン４の稼働要求信号は出さない。
【００３８】
さらに、空調用制御装置５はエンジン用制御装置３８に接続されており、エンジン用制御装置３８から空調用制御装置５には車両エンジン４の回転数信号、車速信号、アクセルペダル踏み込み量信号等が入力される。
【００３９】
エンジン用制御装置３８は周知のごとく車両エンジン４の運転状況等を検出するセンサ群（図示せず）からの信号に基づいて車両エンジン４への燃料噴射量、点火時期等を総合的に制御するものである。さらに、本発明の対象とするエコラン車、ハイブリッド車においては、フルエアコンスイッチ３７ｆの非投入時に車両エンジン４の回転数信号、車速信号、ブレーキ信号等に基づいて停車状態を判定すると、エンジン用制御装置３８は、点火装置の電源遮断、燃料噴射の停止等により車両エンジン４を自動的に停止させる。
【００４０】
また、エンジン停止後、運転者がアクセルペダルを踏み込む等の発進操作を行うと、エンジン用制御装置３８は車両の発進操作状態をアクセル信号等に基づいて判定して、車両エンジン４を自動的に始動させる。なお、空調用制御装置５は、車両エンジン４停止後の蓄冷器吹出温度Ｔｃの上昇等に基づいてエンジン再稼働要求の信号を出力する。
【００４１】
空調用制御装置５およびエンジン用制御装置２４はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。空調用制御装置５は、車両エンジン４の停止許可、停止禁止の信号やエンジン停止後の再稼働要求の信号を出力するエンジン制御信号出力部、電磁クラッチ２による圧縮機断続制御部、内外気切替ドア１４ａによる内外気吸込制御部、送風機１１の風量制御部、エアミックスドア１９による温度制御部、吹出口２５、２７、２９の切替による吹出モード制御部等を有している。
【００４２】
次に、蓄冷器４０の具体的な構成について説明すると、蓄冷器４０は図１に示すように蒸発器９と同一の前面面積を有する形状として、蒸発器９通過後の冷風の全量（空調ケース１０内風量の全量）が通過する熱交換器構成となっている。これにより、蓄冷器４０は空調ケース１０内の空気流れ方向Ａに対して厚さ寸法の小さい薄型構造とすることができる。
【００４３】
図２は蓄冷器４０の具体的な熱交換器構成を例示するもので、２枚の伝熱プレート４１、４２にそれぞれ空気（冷風）流れ方向Ａに沿って交互に凸面部４１ａ、４２ａを形成し、この凸面部４１ａ、４２ａを互いに相手側の伝熱プレート４１、４２の平面部に当接してろう付け等により接合する。これにより、凸面部４１ａ、４２ａの内側に密閉空間４３を有するチューブ４５を形成し、密閉空間４３内に蓄冷材４４を収納するようになっている。
【００４４】
なお、図２において、紙面垂直方向は空調ケース１０内への蓄冷器４０の配置状態における上下方向であり、従って、伝熱プレート４１、４２の凸面部４１ａ、４２ａおよびその内側の密閉空間４３も空調ケース１０内の上下方向に延びる形状である。そのため、伝熱プレート４１、４２の表面に発生する凝縮水は凸面部４１ａ、４２ａに沿って重力にて下方へ落下することができる。
【００４５】
また、図２には、チューブ４５を２組しか図示していないが、実際には、蓄冷器４０が蒸発器９と同一の前面面積を持っているので、チューブ４５が図２の矢印Ｂ方向（空気流れ方向Ａと直交方向）に多数組積層される。
【００４６】
この多数組のチューブ４５の上下両端部にチューブ相互間の当接部を設けて、チューブ４５相互間に所定間隔の空気通路４６を保持するようになっている。そして、各チューブ４５の伝熱プレート４１、４２相互間、およびチューブ４５相互間の当接部等を一体に接合（ろう付け）することにより、蓄冷器４０全体を１つの熱交換器構造として一体化することができる。
【００４７】
なお、チューブ４５の上下両端部に、多数の密閉空間４３を連通させるタンク部（図示せず）を一体成形すれば、このタンク部により上記当接部を構成することができる。
【００４８】
伝熱プレート４１、４２は伝熱性、軽量化等を考慮してアルミニュウムの薄板材で成形することが好ましい。なお、アルミニュウムのろう付け温度は６００℃付近の高温であるので、蓄冷器４０のろう付け工程終了後に、密閉空間４３内に蓄冷材４４を封入する。この蓄冷材封入のために、密閉空間４３の一部（例えば、上記タンク部等）に、１箇所または複数箇所の充填口を設け、この充填口から密閉空間４３内に蓄冷材４４を充填し、この充填作業の終了後に充填口を適宜のシール材（例えば、Ｏリング等）を介在して蓋部材により密封する。
【００４９】
なお、蓄冷材４４としては相変化により潜熱を蓄えることができる物質を選定する。その際、単位体積当たりの凝固潜熱が大きい材料ほど、蓄冷密度が大きくなり好ましいが、蓄冷したい温度、蓄冷したい熱量、蓄冷器４０の材質、蓄冷材コスト等を総合的に考慮して、蓄冷材４４の具体的材質を選定する。
【００５０】
本例においては、蓄冷器４０の主目的が車両用空調装置における夏場の冷房用であって、蓄冷器４０の吹出温度Ｔｃを１５℃程度以下の温度に抑えたいこと、蒸発器９のフロスト防止のために０℃より高い温度で凝固すること、蓄冷器構成材質（アルミニュウム）に対する腐食防止作用が得られる等の理由から、蓄冷材４４の具体的材質として、凝固点Ｔ０＝８℃付近のパラフィンを選定している。
【００５１】
水の蓄冷密度を１．０とすると、パラフィンの蓄冷密度は０．５程度となるが、科学的安定性や毒性、材料コスト等の面で溶融塩や他の無機物よりパラフィンの方が優れている。
【００５２】
また、空気通路４６は、凸面部４１ａ、４２ａが交互に突出することにより蛇行状の通路を形成する。すなわち、空気通路４６では冷風が蛇行しながら各チューブ４５の伝熱プレート４１、４２の表面に直接接触する。この蛇行状の形態により空気流れの直進を阻止して空気流れを乱すことにより空気側熱伝達率を飛躍的に向上できるので、空気側のフィン部材を持たないフィンレス構成であっても必要伝熱性能を確保できる。
【００５３】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。車両用空調装置においては、車両エンジン４により圧縮機１を駆動することにより冷凍サイクルＲが運転され、膨張弁８にて減圧された低温低圧の気液２相冷媒が蒸発器９に流入し、ここで、送風機１１の送風空気から吸熱して低圧冷媒が蒸発することにより送風空気が冷却、除湿され、冷風となる。
【００５４】
蒸発器９の温度は圧縮機１作動の断続制御により目標蒸発器温度ＴＥＯに維持される。ここで、ＴＥＯは後述のように空調モードの選択に応じて決定されるものであって、ＴＥＯを０℃より高い温度とすることにより蒸発器９のフロストを防止することができる。
【００５５】
そして、蒸発器９通過後の冷風が次には蓄冷器４０の多数組のチューブ４５相互間に形成される所定間隔の空気通路４６を通過する。ここで、空気通路４６の蛇行状の形態により冷風流れを乱して空気側の熱伝達率を向上できるので、空気通路４６を冷風が通過する間に伝熱プレート４１、４２を介して蓄冷材（パラフィン）４４を効果的に冷却できる。そして、蓄冷材４４が冷却されて常温時の液相状態から固相状態に凝固し、凝固潜熱の形態で蓄冷を行うことができる。
【００５６】
このため、エコラン車のように、信号待ち等の停車時（エンジン動力不要時）にエンジン４を自動的に停止する車両において、停車時に冷凍サイクルＲの圧縮機１が停止状態になっても、車室内への吹出空気温度を蓄冷材（パラフィン）４４の蓄冷量（凝固潜熱）を用いて、比較的低温状態に維持することができる。従って、夏期冷房時における停車時に、圧縮機１の停止に伴う車室内への吹出温度の急上昇を抑制して、冷房フィーリングの悪化を防止できる。
【００５７】
次に、本実施形態による蓄冷挙動を具体的に説明する。車両用空調装置においては、送風機１１からの送風空気をまず最初に蒸発器９にて冷却、除湿し、その後、エアミックスドア９の開度を調整して冷風と温風を混合することにより、車室内への吹出温度を目標吹出温度ＴＡＯに制御している。その場合に、例えば、ＴＡＯ＝１２℃という比較的高い温度であっても、蓄冷材４４の蓄冷を極力短時間で完了するためには、目標蒸発器温度ＴＥＯをできる限り低い温度に設定する必要がある。
【００５８】
ここで、蓄冷材４４の蓄冷は図１のように蒸発器９通過後の冷風により行うから、蓄冷材４４の冷却能力Ｑは次の数式１により表すことができる。
【００５９】
【数１】
Ｑ＝α・Ｆ・（Ｔｃ’−Ｔｅ）
但し、α：熱伝達率、Ｆ：蓄冷器４０の表面面積、Ｔｃ’：蓄冷器４０の
表面温度、Ｔｅ：蒸発器吹出温度
数式１において、α、Ｆは蓄冷器４０の仕様により決まる一定値であり、またＴｃ’も蓄冷材４４の凝固開始後は蓄冷材４４の材質により決まる一定温度（凝固温度Ｔ０）となる。よって、蓄冷材４４を極力短時間で蓄冷完了するためには蒸発器吹出温度Ｔｅをできる限り低くするのであるが、Ｔｅ＜０℃にすると、蒸発器９のフロスト（凝縮水の凍結）が発生して、蒸発器９の冷却能力を低下させるという問題を生じる。
【００６０】
そこで、本発明者らは、まず、蓄冷時目標蒸発器温度ＴＥＯＢ（すなわち、蒸発器吹出温度Ｔｅ）を１℃に設定して、蒸発器９のフロストを防止できる範囲内で最大蓄冷状態（最大冷却能力Ｑ）を設定する比較例について蓄冷挙動を検討してみた。
【００６１】
上記の最大蓄冷状態を設定すると、１℃の低温冷風により蓄冷材４４を急速冷却できるので、蓄冷材４４の温度（蓄冷器吹出温度Ｔｃ）を冷却開始前の温度から急速に低下できる。本例では、凝固点Ｔ０＝８℃のパラフィンを蓄冷材４４として用いているから、蓄冷材４４の温度が８℃に低下すると、蓄冷材４４の凝固が開始され、蓄冷材４４の凝固潜熱が１℃の低温冷風により吸熱される。そして、この凝固が継続している間は蓄冷材４４の温度が凝固点Ｔ０の８℃に維持されるので、蓄冷器４０の吹出温度Ｔｃも略８℃一定に維持される。
【００６２】
そして、蓄冷材４４の凝固、すなわち、蓄冷が完了した後も、蓄冷時目標蒸発器温度ＴＥＯＢ＝１℃を継続すると、蓄冷材４４は１℃の低温冷風により引き続き冷却されるので、蓄冷材４４も略１℃の温度まで冷却される。
【００６３】
ところで、上記比較例では、空調に必要な目標蒸発器温度ＴＥＯＡが１２℃である場合に、急速蓄冷のために、蓄冷時目標蒸発器温度ＴＥＯＢ＝１℃という最大蓄冷状態を設定し、この状態を蓄冷完了後も継続している。しかし、このことは蓄冷完了後も冷凍サイクルの低圧圧力を蒸発器９の低温（１℃）に対応する低い値に下げた状態を継続することになり、圧縮機動力の無駄な消費につながる。
【００６４】
そこで、上記検討結果に基づいて、本実施形態では、蓄冷材４４の蓄冷完了を判定し、蓄冷完了後は目標蒸発器温度を、急速蓄冷のための初期蓄冷目標蒸発器温度ＴＥＯＢ１より高い温度の蓄冷維持目標蒸発器温度ＴＥＯＢ２に切り替える。ここで、ＴＥＯＢ２は蓄冷材４４の蓄冷（凝固）状態を維持するために、蓄冷材４４の凝固点Ｔ０（８℃）より若干低い温度（例えば、６℃）に設定する。
【００６５】
次に、本実施形態による具体的な蓄冷制御を説明する。まず、図３は制御装置５のマイクロコンピュータにより実行される空調制御全体の概要を示すフローチャートであり、図３の制御ルーチンは、車両エンジン４のイグニッションスイッチがオンされて制御装置５に電源が供給された状態において、空調制御パネル３６の操作スイッチ群３７の風量スイッチ３７ｂ（あるいはオートスイッチ）が投入されるとスタートする。
【００６６】
先ず、ステップＳ１００ではフラグ、タイマー等の初期化がなされ、次のステップＳ１１０で、センサ３２、３３、センサ群３５からの検出信号、操作スイッチ群３７の操作信号、エンジン用制御装置３８からの車両運転信号（アクセルペダル踏み込み量）等を読み込む。
【００６７】
続いて、ステップＳ１２０にて、車室内へ吹き出される空調風の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、車両の空調熱負荷条件が変動しても車室内を温度設定スイッチ３７ａの設定温度Ｔｓｅｔに維持するために必要な吹出温度であり、下記数式２に基づいて算出される。
【００６８】
【数２】
ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔset −Ｋr ×Ｔr −Ｋam×Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ
但し、Ｔｒ：センサ群３５の内気センサにより検出される内気温
Ｔａｍ：センサ群３５の外気センサにより検出される外気温
Ｔｓ：センサ群３５の日射センサにより検出される日射量
Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正用の定数
次に、ステップＳ１３０にて空調モードが通常モードであるか、蓄冷モードであるか、放冷モードであるかを選択する。ここで、通常モードと蓄冷モードはエンジン稼働中（車両走行中）に設定するモードであって、この通常モードと蓄冷モードの選択は具体的には上記目標吹出温度ＴＡＯと空調制御パネル３６のエアコンスイッチ３７ｅおよびフルエアコンスイッチ３７ｆの操作状態とに基づいて行うことができる。
【００６９】
すなわち、フルエアコンスイッチ３７ｆの投入時には前述のごとく車両エンジン４の稼働要求信号が出されて、停車時にも車両エンジン４の稼働状態が継続されるので、蓄冷モードが不要であり、従って、ＴＡＯの如何にかかわらず、通常モードを選択する。
【００７０】
また、エアコンスイッチ３７ｅの投入時においてＴＡＯが暖房域に相当する所定温度（例えば、３５℃）以上であるときは、蓄冷モードが不要であるので、やはり通常モードを選択する。
【００７１】
これに反し、エアコンスイッチ３７ｅの投入時においてＴＡＯが暖房域に相当する所定温度（例えば、３５℃）より低いときは、冷房必要域であり、蓄冷モードが必要となるので、蓄冷モードを選択する。
【００７２】
ここで、別の選択方式として、例えば、空調制御パネル３６の操作スイッチ群３７として蓄冷スイッチを追加して、この蓄冷スイッチの投入時だけ蓄冷モードを選択し、蓄冷スイッチの非投入時は常に通常モードを選択するようにしてもよい。
【００７３】
また、停車時にエンジン４（圧縮機１）が停止し、かつ、エアコンスイッチ３７ｅが投入されているときは放冷モードを選択する。
【００７４】
そして、通常モードが選択されたときは、ステップＳ１４０にて通常モード時の目標蒸発器温度ＴＥＯAを決定する。この通常モード時の目標蒸発器温度ＴＥＯＡは、空調環境条件により決定される空調に必要な目標値であって、本例では図４に示す第１目標蒸発器温度ＴＥＯA1と図５に示す第２目標蒸発器温度ＴＥＯA2に基づいて決定する。第１目標蒸発器温度ＴＥＯA1はＴＡＯの上昇につれて高くなるように決定する。従って、ＴＥＯA1＝ｆ（ＴＡＯ）として表すことができる。なお、第１目標蒸発器温度ＴＥＯA1は、本例では１２°Ｃが上限になっている。
【００７５】
また、第２目標蒸発器温度ＴＥＯA2は、外気温Ｔａｍに対応して決定されるものであって、ｆ（Ｔａｍ）として表すことができる。このＴＥＯA2は外気温Ｔａｍの中間温度域（例えば、１８°Ｃ〜２５°Ｃ）では冷房、除湿の必要性が低下するので、第２目標蒸発器温度ＴＥＯA2を高く（例えば１２°Ｃ）して、圧縮機１の稼働率を低減することにより、車両エンジン４の省動力を図る。
【００７６】
一方、外気温Ｔａｍが２５°Ｃを越える夏期の高温時には冷房能力確保のため、ＴＥＯA2を外気温度Ｔａｍの上昇に反比例して低下させる。また、外気温Ｔａｍが１０°Ｃより低くなる低温域では、窓ガラス曇り防止のための除湿能力確保のために、ＴＥＯA2を外気温Ｔａｍの低下とともに低下させる。
【００７７】
そして、エンジン稼働中における通常モード時（蓄冷モードでないとき）では、上記第１、第２目標蒸発器温度ＴＥＯA1、ＴＥＯA2のうち、低い温度の方を最終的に、通常モード時の目標蒸発器温度ＴＥＯA として決定する。
【００７８】
次に、ステップＳ１７０にて送風機１１により送風される空気の目標送風量ＢＬＷを上記ＴＡＯに基づいて算出する。この目標送風量ＢＬＷの算出方法は周知であり、上記ＴＡＯの高温側（最大暖房側）および低温側（最大冷房側）で目標風量を大きくし、上記ＴＡＯの中間温度域で目標風量ＢＬＷを小さくする。
【００７９】
次に、ステップＳ１８０にて内外気モードを決定する。この内外気モードは例えば、上記ＴＡＯが低温側から高温側へ上昇するにつれて、全内気モード→内外気混入モード→全外気モードと切替設定する。但し、蓄冷モード時において、蓄冷完了までの間は上記条件とは関係なく、常に強制的に内気モードとすれば、冷房負荷の低減により急速蓄冷の効果を向上できる。
【００８０】
次に、ステップＳ１９０にて上記ＴＡＯに応じて吹出モードを決定する。この吹出モードは周知のごとくＴＡＯが低温側から高温側へ上昇するにつれてフェイスモード→バイレベルモード→フットモードと切替設定される。
【００８１】
次に、ステップＳ２００にて、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷを上記ＴＡＯ、蓄冷器吹出温度Ｔｃ、及び温水温度Ｔｗに基づいて算出する。ここで、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷ は、エアミックスドア１９の最大冷房位置（図１の実線位置）を０％とし、エアミックスドア１９の最大暖房位置（図１の一点鎖線位置）を１００％とする百分率で表される。
【００８２】
次に、ステップＳ２１０に進み、目標蒸発器温度ＴＥＯA と温度センサ３２により検出される蒸発器吹出温度Ｔｅとを比較して電磁クラッチ２への印加電圧Ｖｃを決定し、圧縮機作動の断続（ＯＮ−ＯＦＦ）を決定する。すなわち、蒸発器吹出温度Ｔｅが目標蒸発器温度ＴＥＯAより低下すると、クラッチ印加電圧Ｖｃ＝０ＶとしてクラッチＯＦＦ（圧縮機ＯＦＦ）とする。そして、蒸発器吹出温度ＴｅがＴＥＯA＋αより高くなると、クラッチ印加電圧Ｖｃ＝１２ＶとしてクラッチＯＮ（圧縮機ＯＮ）とする。ここで、αは圧縮機断続制御のヒステリシス幅であり、通常１℃程度である。
【００８３】
次に、ステップＳ２２０に進み、空調側条件に基いてエンジン制御信号（前述の車両エンジン４の停止許可、停止禁止、および車両エンジン４停止後の再稼働要求の信号）を決定する。
【００８４】
次に、ステップＳ２３０に進み、上記各ステップで決定された各制御信号を各制御対象部に出力する。すなわち、ステップＳ１７０の目標風量ＢＬＷ、ステップＳ１８０の内外気モード、ステップＳ１９０の吹出モード、ステップＳ２００の目標開度ＳＷが得られるように、送風機１１の回転数、内外気ドア１４ａ、吹出モードドア２６、２８、３０、エアミックスドア１９の操作位置を制御する。
【００８５】
更に、ステップＳ２１０で決定されたクラッチ印加電圧Ｖｃに基づいて圧縮機１の作動が断続制御され、これにより、蒸発器吹出温度を通常時の目標蒸発器温度ＴＥＯAに制御する。また、ステップＳ２２０で決定されたエンジン制御信号をエンジン制御用制御装置３８に出力する。
【００８６】
一方、ステップＳ１３０で蓄冷モードが選択されたときは、蓄冷用目標蒸発器温度ＴＥＯＢを次のように決定する。ステップＳ２４０でまず蓄冷材４４の蓄冷、すなわち、凝固が完了したか判定する。この判定は具体的には蓄冷器吹出温度Ｔｃが蓄冷材凝固温度Ｔ０（８℃）より低い温度に低下したかを判定する。但し、本例では、蓄冷維持目標蒸発器温度ＴＥＯＢ２を前述のように６℃に設定しているので、Ｔｃ＜６℃となったときを蓄冷完了とする。
【００８７】
従って、Ｔｃが６℃以上であるときは蓄冷が完了していないと判定し、ステップＳ２５０に進み、初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃を設定する。これに対し、Ｔｃ＜６℃になると蓄冷が完了したと判定し、ステップＳ２６０に進み、車両が減速状態にあるか判定する。この車両減速状態は本例ではアクセルペダル踏み込み量に基づいて行うようになっており、アクセルペダル踏み込み量が０になると車両が減速状態にあると判定する。
【００８８】
車両が減速状態でないとき、すなわち、加速状態および定速走行状態であるときは、ステップＳ２７０に進み、蓄冷維持ＴＥＯB２＝６℃を設定する。一方、車両が減速状態にあるときはステップＳ２５０に進み、初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃を設定する。すなわち、車両減速時は、蓄冷が完了していても初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃を設定する。
【００８９】
以上により、蓄冷開始当初には初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃を設定することにより、蒸発器吹出温度Ｔｅ＝１℃で圧縮機１がＯＦＦし、蓄冷器吹出温度Ｔｅ＝２℃で圧縮機１がＯＮするという、圧縮機１の断続制御が行われる。これにより、蒸発器吹出温度Ｔｅが略１℃という低温に制御され、この略１℃の低温冷風により蓄冷材４４の急速蓄冷を実現できる。具体的には、蓄冷材４４：凝固点Ｔ０＝８℃のパラフィンを３００ｃｃ用い、略１℃の低温冷風により蓄冷材４４を冷却した場合に、約１分間で蓄冷材４４の蓄冷（凝固）を完了できる。
【００９０】
これに反し、蓄冷完了後は、初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃から蓄冷維持ＴＥＯB２＝６℃にＴＥＯを引き上げるから、蓄冷材４４の蓄冷状態を維持しつつ、しかも、圧縮機１の稼働率（ＯＮ−ＯＦＦ合計時間に対するＯＮ時間の比率）を初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃のときに比較して格段と引き下げて、圧縮機１の駆動動力を低減できる。
【００９１】
更に、車両減速時には、蓄冷が完了していても初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃を設定するから、初期蓄冷時と同様に１℃の低温冷風により蓄冷材４４を更に冷却して、顕熱分の蓄冷量を増加できる。また、初期蓄冷ＴＥＯB１＝１℃を設定することは、同時に、蒸発器９および蒸発器９の凝縮水の温度も引き下げて蒸発器９および蒸発器凝縮水への顕熱分の蓄冷量を増加できる。
【００９２】
しかも、車両減速時には車両自身の慣性動力にて車両が走行するため、車両エンジン４の燃料カット制御が行われる。従って、圧縮機１は実質上、車両の慣性動力を回収して駆動される状態になる。
【００９３】
この結果、車両減速時に、蓄冷材４４、蒸発器９および蒸発器凝縮水への顕熱分の蓄冷量を意図的に増加しておくことにより、蓄冷器搭載に伴う圧縮機動力の増加を効果的に低減できる。
【００９４】
次に、図３のステップＳ１３０で放冷モードが選択されたときは、ステップＳ２８０に進み、放冷モードにおける限界蓄冷器温度ＴＣＯを決定する。この限界ＴＣＯは、放冷モードにおける蓄冷器温度、具体的には蓄冷器吹出温度Ｔｃの上昇により湿度変化、温度変化、臭い発生、窓曇り発生を乗員に感じさせない知覚限界点の温度（上限値）であり、所定温度、例えば１２℃に固定したり、あるいは、この限界ＴＣＯを放冷モードにおける環境変化に応じて補正してもよい。
【００９５】
そして、放冷モードでは、ステップＳ２２０において、温度センサ３３により検出される蓄冷器吹出温度Ｔｃと上記限界ＴＣＯとを比較し、Ｔｃ＜限界ＴＣＯである間は、車両エンジン４の停止許可の信号を継続する。これにより、エンジン４の停止状態、すなわち、放冷モードが継続される。
【００９６】
放冷モードの継続によりＴｃが上昇して、Ｔｃ≧限界ＴＣＯの関係になると、ステップＳ２２０においてエンジン稼働要求の信号を出力し、車両エンジン４を再起動させ、圧縮機１の作動による蒸発器９の冷房作用を再開させる。従って、放冷モードが終了する。
【００９７】
なお、図３において、ステップＳ２１０によって圧縮機１の作動制御手段が構成され、ステップＳ２４０によって蓄冷完了判定手段が構成され、ステップＳ２６０によって減速判定手段が構成される。
【００９８】
（他の実施形態）
▲１▼上述の一実施形態では、アクセルペダルの踏み込み量が０になることに基づいて車両の減速状態を判定しているが、車両の減速状態を、車速の低下、ブレーキペダルの踏み込み等の情報に基づいて判定してもよい。
【００９９】
▲２▼上述の一実施形態では、圧縮機１として吐出容量が一定になっている固定容量型圧縮機を用い、その固定容量型圧縮機の作動を断続して蒸発器９の温度を制御する場合について説明したが、圧縮機１として吐出容量を変化し得るように構成された可変容量型のものを用い、圧縮機１の容量制御により蒸発器９の温度を制御するようにしてもよいことはもちろんである。
【０１００】
▲３▼上述の一実施形態では、蓄冷材４４の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態であるときは、蒸発器９の目標温度を初期蓄冷目標温度ＴＥＯＢ１に設定しているが、蓄冷材４４の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態であるときに、蒸発器９の目標温度を必ずしも初期蓄冷目標温度ＴＥＯＢ１に設定しなくてもよい。要は、蒸発器９の目標温度を蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）よりも低い温度に設定すればよい。従って、蓄冷材４４の蓄冷が完了し、且つ、車両が減速状態であるときに、蒸発器９の目標温度を初期蓄冷目標温度ＴＥＯＢ１より更に低い温度に設定してもよいし、逆に、蒸発器９の目標温度を初期蓄冷目標温度ＴＥＯＢ１より高く、蓄冷維持目標温度（ＴＥＯＢ２）よりも低い温度に設定してもよい。
【０１０１】
▲４▼上述の一実施形態では、冷凍サイクルの蒸発器９により車室内吹出空気を冷却する冷房用熱交換器を構成しているが、冷凍サイクルの蒸発器９により水等の冷却媒体（ブライン）を冷却し、この冷却媒体が循環するブライン式の冷房用熱交換器を空調ユニット１５の空気通路内に設置し、ブライン式の冷房用熱交換器により車室内吹出空気を冷却する車両用空調装置に対しても本発明は同様に適用できる。
【０１０２】
▲５▼上述の一実施形態では、蓄冷器４０の前面面積を蒸発器９と同一にして、蒸発器９通過後の冷風の全量が蓄冷器４０を通過するようにしているが、蓄冷器４０の前面面積を蒸発器９より小さくして、蓄冷器４０のバイパス通路を形成して、蒸発器９通過後の冷風の一部が蓄冷器４０をバイパスするようにしてもよい。
【０１０３】
また、上述の一実施形態では、蒸発器９の前面面積を空調ケース１０内の通路断面積と同一にして、送風機１１の送風空気の全量が蒸発器９を通過するようにしているが、蒸発器９と蓄冷器４０の前面面積を同一にするとともに、空調ケース１０内に蒸発器９と蓄冷器４０の両方をバイパスするバイパス通路を形成し、このバイパス通路の開度を冷房負荷等の条件に応じてバイパスドアにより調整するようにしてもよい。
【０１０４】
▲６▼上述の一実施形態では、蒸発器９の温度を検出する温度検出手段として、蒸発器吹出空気温度Ｔｅを検出する温度センサ３２を用いているが、蒸発器９の冷媒通路壁面温度やフィン表面温度を検出する温度センサを用いてもよい。
【０１０５】
また、蓄冷器４０の温度を検出する温度検出手段として、蓄冷器４０の吹出空気温度Ｔｃを検出する温度センサ３３を用いているが、蓄冷器４０の壁面温度等を検出する温度センサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全体システム図である。
【図２】図１の蓄冷器を例示する断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による空調制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態における目標蒸発器温度を例示する特性図である。
【図５】本発明の一実施形態における目標蒸発器温度を例示する特性図である。
【符号の説明】
９…蒸発器（冷房用熱交換器）、３２、３３…温度センサ、４０…蓄冷器、
４４…蓄冷材。
【図１】
0003876762.tif 000002
【図２】
0003876762.tif 000003
【図３】
0003876762.tif 000004
【図４】
0003876762.tif 000005
【図５】
0003876762.tif 000006