(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁を備え、熱交換器を介して車室内を空調する自動車用空調装置において、
ａ．前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機と、
ｂ．前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンクと、
ｃ．前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器と、および、
ｄ．前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段と、
を備えたことを特徴とする自動車用空調装置。
【請求項２】
前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成したことを特徴とする請求項１項記載の自動車用空調装置。
【請求項３】
さらに、
ｅ．前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、
ｆ．前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成することを特徴とする請求項２項記載の自動車用空調装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成することを特徴とする請求項３項記載の自動車用空調装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されたとき、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成することを特徴とする請求項２項ないし４項のいずれかに記載の自動車用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用空調装置に関し、より詳しくは蓄熱タンクを備えて内燃機関停止時における室内温度の調和が可能な自動車用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術に係る自動車用空調装置は、図１５に示すように、搭載される自動車の室内温度を下降させるべく備えられた冷却部Ａおよび室内温度を上昇させる加熱部Ｂからなる。冷却部Ａは圧縮機１０と、凝縮器１２と、受液器１４と、膨張弁１６と、および蒸発器１８がそれぞれ配管接続されて冷媒を封入した密閉ループを構成して室内温度の冷却を行うと共に、加熱部Ｂは温水熱交換器１９と内燃機関の冷却水経路とが配管接続されて構成される。
【０００３】
ここで、前記冷却部Ａにおいて冷却媒体（以下、「冷媒」と言う）を前記圧縮機１０で圧縮し、凝縮器１２で走行風に対して熱を放出し、受液器１４で気液を分離する。次いで膨張弁１６にて液冷却を絞り膨張させると、冷媒は蒸発器で室内風から潜熱を奪って蒸気となり、圧縮機へ帰るサイクルを形成し室内温度を冷却する。また、加熱部Ｂは内燃機関冷却水を前記温水熱交換器１９へ流して熱交換を行い、熱を室内風へ放出して室内温度を加熱する。
【０００４】
従来技術に係る自動車用空調装置の前記冷却部Ａにおいて、前記圧縮機１０は内燃機関に連動して動作するため、内燃機関停止時は上記の冷房サイクルを形成することができず、室内温度を冷却することができない。さらに、内燃機関始動後ある程度の時間の経過後でないと前記蒸発器１８への冷媒供給が十分に行われず、冷房を選択してもしばらくの間は室内温度を下げることができない。
【０００５】
また、前記加熱部Ｂにおいても同様に、温水熱交換器１９において機関冷却水が放熱を開始するまでにある程度の時間を要するため、内燃機関始動後しばらくの間は室内温度を上げることができない。さらに、内燃機関停止時には機関冷却水の温度が低下するため、室内温度を充分に上昇させることができない。
【０００６】
また、近時、環境保護の観点から、信号待ちなどの車両停止時に内燃機関を停止するアイドリングストップが提案されているが、上記したような理由により、アイドリングストップ時には冷暖房を行うことができない。
【０００７】
尚、内燃機関始動時の即効冷房を行わせるために、例えば特開昭６１−１５０８１８号公報に開示されるように、従来技術の構成に加え冷水の貯溜用タンクを備える技術が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開昭６１−１５０８１８号公報に開示される従来技術は、内燃機関始動時の即効冷房を目的とするため、アイドリングストップ時の冷暖房の停止については何ら解決するものではなかった。また、上記公報において開示されるヒータコアは温水式であり、本来は加熱されるべきものであるが、これが冷却に供されるためヒータコアが過度に冷却されるおそれがあった。
【０００９】
従って、この発明は上記の課題を解決することを目的とし、アイドリングストップ時において車両の室内温度の調和を効率良く行い、よって環境保護を行いつつ、乗員の快適性を増加させることを可能とする自動車用空調装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１項に記載の発明においては、少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁を備え、周囲空気との熱交換を介して車室内を空調する自動車用空調装置において、前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機と、前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器と、および、前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段とを備えるように構成した。
【００１１】
これにより、内燃機関が停止している状態であっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【００１２】
また請求項２項においては、前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成した。
【００１３】
これにより、請求項１項と同様の効果を得ることができる。
【００１４】
また請求項３項においては、さらに、前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成するように構成した。
【００１５】
これにより、信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ時にあっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【００１６】
また請求項４項においては、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成するように構成した。
【００１７】
これにより、請求項１ないし３項と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
また請求項５項においては、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されたとき、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成するように構成した。
【００１９】
これにより、前記した効果に加え、登坂走行時など内燃機関の負荷が大きい場合に圧縮機を駆動することにより生じる機関負荷を減少させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置の全体構成を示す概略図である。尚、従来技術に係る自動車用空調装置と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。また、この装置は図示しない車両に搭載されると共に、車両は、信号待ちなど、走行中にかかわらず車速が零のときに、その内燃機関を停止するアイドリングストップ機能を有する。
【００２２】
本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置は、従来技術に係る自動車用空調装置と同様な構成を備えて車両室温の空調を行う冷暖房部Ｃ、およびアイドリングストップ時に放出するための熱量を蓄積する蓄熱部Ｄから構成される。
【００２３】
先ず、冷暖房部Ｃの構成のうち、室内温度の冷却に係る構成について説明する。
【００２４】
本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置における室内温度の冷却に係る構成は、前記従来技術に係る冷却部Ａと同様に、圧縮機１０と、凝縮器１２と、受液器１４と、膨張弁１７と、および蒸発器１８がそれぞれ配管接続されて冷媒を封入した密閉ループを形成して成る。尚、本願に係るものと従来技術との相違点は、膨張弁１７が図示しないアクチュエータにより駆動される三方制御弁であり、冷媒を蒸発器１８と後述する製氷機のいずれか、または双方に送出可能に構成されている点である。
【００２５】
上述の冷却に係る各構成について、前記圧縮機１０と凝縮器１２の間は第１の冷媒通路２０で、凝縮器１２と受液器１４の間は第２の冷媒通路２２で、受液器１４と膨張弁１７の間は第３の冷媒通路２４、膨張弁１７と蒸発器１８の間は第４の冷媒通路２６、および蒸発器１８と圧縮機１０の間は第５の冷媒通路２８により接続される。尚、上記膨張弁１７には冷媒を第４の冷媒通路２６および／または第６の冷媒通路３０のいずれかに送出可能な三方制御弁が使用される。
【００２６】
膨張弁１７は第４の冷媒通路２６を介して従来技術と同様に蒸発器１８に接続されると共に、第６の冷媒通路３０を介して製氷機３２に接続される。製氷機３２は第７の冷媒通路３４に接続され、第７の冷媒通路３４は第５の冷媒通路２８の適宜位置に合流するように配管接続される。
【００２７】
次いで、冷暖房部Ｃにおける室内温度の加熱（暖房）に係る構成および蓄熱部Ｄの構成について説明する。尚、以下の説明において説明を簡略化するために、氷水状の機関冷却水を単に「氷水」、加熱された機関冷却水を「温水」、冷却された機関冷却水を「冷水」と表現する。
【００２８】
蓄熱部Ｄおよび暖房に係る構成は、前記製氷機３２、温水熱交換器３８、機関冷却水を一方向に流動させることが可能なポンプ４０、内部を通過する冷水または温水による熱量を外気に放出可能であるように構成された冷温水熱交換器４２、三つの開口端を備えて開口端の開口方向を任意に制御可能な三方制御弁４４、機関冷却水通路接続口を２個備えると共に、冷水または温水を保温することにより蓄熱する蓄熱タンク４６、前記三方制御弁４４と同様に構成された三方切換弁４８、および開口端を２個備え、弁の開閉によって機関冷却水の通過を制御可能な二方切換弁５０から構成される。尚、上記で「熱量」は負の熱量を含むものとし、「（負の）熱量を外気に放出可能」とは外気の熱量を吸収可能であることを表現するものとする。
【００２９】
前記三方切換弁４８の一つの開口端には内燃機関の機関冷却水通路（一部を図示）の適宜位置から分岐した第１の機関冷却水通路５２が接続されると共に、他の開口端には第２の機関冷却水通路５４が接続される。
【００３０】
前記第２の機関冷却水通路５４の他端には、前記温水熱交換器３８が接続される。また、温水熱交換器３８の他端には第３の機関冷却水通路５６が接続される。第３の機関冷却水通路５６の他端は第４の機関冷却水通路５８に接続され、第４の機関冷却水通路５８は、再度内燃機関の機関冷却水通路（一部を図示）の適宜位置に接続される。尚、この実施の形態における内燃機関の機関冷却水通路の上流側は、前記第１の機関冷却水通路５２側である。
【００３１】
前記三方切換弁４８の残りの開口端には第５の機関冷却水通路６０が接続されると共に、第５の機関冷却水通路６０の他端は前記蓄熱タンク４６の一つの機関冷却水通路接続口に接続される。また、前記蓄熱タンク４６の他の機関冷却水通路接続口には第６の機関冷却水通路６２の一端が接続される。前記第６の機関冷却水通路６２の他端は前記二方切換弁５０に接続される。
【００３２】
前記第５の機関冷却水通路６０の適宜位置からは、第７の機関冷却水通路６４が分岐して前記製氷機３２に接続される。尚、前記製氷機３２は公知技術である冷媒蒸発器内水溶液の遠心流動による製氷を行うもので、機関冷却水通路が接続される接続口を２個備えると共に、モータ（図示せず）により駆動可能な攪拌装置（図示せず）を備えた製氷室（図示せず）を備え、製氷室内で流入した機関冷却水を攪拌しつつ冷却し、シャーベット状の氷水を生成する。尚、製氷室の冷却は、その周囲に設けられた蒸発器（図示せず）に、後述の如き冷媒を通過させることにより行う。
【００３３】
前記製氷機の製氷室には、さらに第８の機関冷却水通路６６が接続される。第８の機関冷却水路６６の他端には前記三方制御弁４４の一つの開口端が接続されると共に、前記三方制御弁４４の他の開口端には第９の機関冷却水通路６８が接続される。第９の機関冷却水通路６８の他端は前記冷温水熱交換器４２が接続される。冷温水熱交換器４２の他の接続口には、第１０の機関冷却水通路７０が接続されると共に、第１０の機関冷却水通路７０の他端は前記ポンプ４０の一つの接続口に接続される。
【００３４】
前記ポンプ４０の他の接続口には第１１の機関冷却水通路７２が接続されると共に第１１の機関冷却水通路７２の他端は、前記第６の機関冷却水通路６２の適宜位置に合流するように配管接続される。尚、前記三方制御弁４４の残りの開口端には第１２の機関冷却水通路７４が接続されると共に、第１２の機関冷却水通路７４の他端は前記第１０の機関冷却水通路７０の適宜位置に合流するように配管接続される。
【００３５】
この実施の形態に係る車両用空気調整装置には、さらに、運転席（図示せず）付近の適宜位置にＡ／Ｃ（空調）コントロールパネル７８が配置され、乗員により要求温度が入力される。また、前記蓄熱タンク４６の適宜位置には第１の温度センサ８２が設けられて蓄熱タンク４６内の温度を検出すると共に、室内の適宜位置には第２の温度センサ８４が設けられて、室内の温度を検出する。また、内燃機関近傍における機関冷却水通路の適宜位置には第３の温度センサ８６が設けられて、内燃機関付近の機関冷却水の水温を検出する。
【００３６】
また、図示しない運転席付近にはイグニッション・スイッチ８８が設けられて、乗員が車両に乗り込みイグニッション・スイッチ８８をオンすることにより車両の適宜位置に搭載されたバッテリ９０から電圧が加圧されてセル・モータ（図示せず）を駆動し、内燃機関が始動すると共に、走行可能な状態となる。
【００３７】
前記膨張弁１７、三方制御弁４４、三方切換弁４８および二方切換弁５０は、バッテリ９０からの電流を制御して駆動されるアクチュエータ（図示せず）により駆動される。また、ポンプ４０は適宜位置に設けられたモータ９２により駆動される。尚、以上の各弁を駆動するアクチュエータおよびポンプ４０はＥＣＵ９４から送出される出力信号により駆動される。運転席付近には、さらにアイドリングストップ解除スイッチ９６が設けられて、アイドリングストップ機能を利用することが乗員の意思で決定可能とされる。
【００３８】
また、車輪（図示せず）近傍の適宜位置には車速センサ１００が設けられて車両の速度を検出すると共に、吸気経路（図示せず）の適宜位置には吸気圧センサ１０２が設けられて吸気圧を検出する。さらに、ＥＣＵ９４内部にはタイマ１０４が設けられ、前記車速センサ１００の検出した速度が零となった時点からの時間をカウントする。さらに、内燃機関出力軸（図示せず）近傍の適宜位置には回転数センサ１０６が設けられて内燃機関の回転数が検出される。前記Ａ／Ｃコントロールパネル７８からの要求指令および各センサの検出値が、ＥＣＵ９４に対し送出される。
【００３９】
以上の第１の温度センサ８２、第２の温度センサ８４および第３の温度センサ８６は、前記ＥＣＵ９４の入力部（図示せず）に入力されると共に、ＥＣＵ９４の出力部（図示せず）は、前述した膨張弁１７、三方制御弁４４、三方切換弁４８および二方切換弁５０を駆動するアクチュエータに接続される。
【００４０】
図２ないし図１１は、図１に示す自動車用空調装置を、制御装置などの制御系統を除くと共に、冷媒通路および機関冷却水通路を単純化して示した回路図である。
【００４１】
以下、上記の構成により行われる通常冷房、通常＋氷蓄熱冷房、解氷冷房、通常＋解氷冷房、通常＋製氷冷房、通常暖房、温水蓄熱、蓄熱暖房、通常＋蓄熱暖房、温水放熱の各動作を図２ないし図１１に基づいて説明する。
【００４２】
動作１）通常冷房
前記の構成において、内燃機関駆動時に前記膨張弁１７を前記第３の冷媒通路２４と第４の冷媒通路２６とが連通する位置に駆動することにより、冷媒が図２に矢印ａで示されるような閉回路を循環し、従来技術に係る冷房装置と同様な冷房サイクルが形成されて通常の冷房が行われる。
【００４３】
通常冷房について詳述すると、先ず、フロンなどの冷媒が圧縮機１０によって高温高圧に圧縮される。圧縮された冷媒は凝縮器１２に送り込まれ、外気により約５０℃程度に冷却されて液化する。液化した冷媒は受液器１４で水分やゴミが取り除かれた後、膨張弁１７へ移動し、そこで急激に膨張させられて低温低圧の霧状になる。膨張して低温低圧の霧状になった冷媒は蒸発器１８に移動し、蒸発器１８周囲の温度の高い空気から熱量を吸収して蒸発し、気体状の冷媒となって再び圧縮機１０に吸入される。蒸発器１８の近傍にはブロアファン（図示せず）が備えられ、室内空気を取り込むと共に、蒸発器１８付近の冷却された空気を再び室内に送出することにより、室内温度を下降させることができる。
【００４４】
動作２）通常＋氷蓄熱冷房
前記の構成おいて、前記膨張弁１７を前記第３の冷媒通路２４が、第４の冷媒通路２６および第６の冷媒通路３０の双方へ連通する位置に駆動することにより、膨張弁１７で低温低圧の霧状にされた冷媒は通常冷房の冷房サイクルにおける蒸発器１８に加え、前記製氷機３２の製氷室の周囲に設けられた蒸発器にも送り込まれ、製氷室の温度を低下させる。また、前記三方制御弁４４を前記第８の機関冷却水通路６６と前記第１２の機関冷却水通路７４が連通する位置に駆動すると共に、前記ポンプ４０を駆動して機関冷却水を前記第１１の機関冷却水通路７２から第１０の機関冷却水通路７０の方向へ流動させる。尚、ここで前記三方切換弁４８は、前記第５の機関冷却水通路６０が第１の機関冷却水通路５２と第２の機関冷却水通路５４のいずれにも連通しない位置に駆動すると共に、前記二方切換弁５０は閉じ位置に駆動する。
【００４５】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、図３に示すように冷媒が矢印ａで表示される経路を、機関冷却水が矢印ｂで表示される経路を流動するので、通常の冷房を行いつつ、機関冷却水は蓄熱タンク４６−ポンプ４０−三方制御弁４４−製氷機３２−蓄熱タンク４６のサイクルで循環し、よって蓄熱タンク内にはシャーベット状の氷水が蓄えられる。
【００４６】
動作３）解氷冷房
上記動作２）通常＋氷蓄熱冷房により氷水状の機関冷却水が前記蓄熱タンク４６に充分に蓄えられた後、アイドリングストップなどで前記圧縮機１０の駆動が停止された場合は、前記ポンプ４０を駆動しつつ、三方制御弁４４を第８の機関冷却水通路６６と第９の機関冷却水通路６８とを連通する位置に駆動する。また、前記三方切換弁４８および二方切換弁５０は動作２）と同様な位置に駆動する。
【００４７】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、機関冷却水が図４に矢印ｂで表示されるような経路を循環、即ち、シャーベット状の氷水が蓄熱タンク４６−ポンプ４０−冷温水熱交換器４２−製氷機３２−蓄熱タンクのサイクルで循環して冷温水熱交換器４２を通過する際に周囲の温度を吸収する。前述の如く、冷温水熱交換器４２により熱量を吸収された、即ち、冷却された空気はブロアファンにより室内に送出される。このようにして、通常の冷房を使用することなく室内温度を低下させることができる。
【００４８】
動作４）通常＋解氷冷房
上述の動作１）通常冷房および動作３）解氷冷房を同時に行う。よって、図５に示すように、冷媒が矢印ａで表示される経路を、シャーベット状の氷水が矢印ｂで表示される経路を循環する。これにより室内温度の冷却効果を高めることができる。
【００４９】
動作５）通常＋製氷冷房
上述の動作２）通常＋氷蓄熱冷房および動作３）解氷冷房を同時に行う。よって、図６に示すように、冷媒が矢印ａで表示される経路を、機関冷却水が矢印ｂで表示される経路を循環して蓄熱または製氷を行う。これにより、動作４）通常＋解氷冷房と同様に冷房効果を高めつつ、蓄熱タンク４６内の温度を安定させることができる。
【００５０】
尚、上記の動作１）ないし５）は、冷房が選択されている場合の動作である。
【００５１】
動作６）通常暖房
前記の構成において、三方切換弁４８を前記第１の機関冷却水通路５２と第２の機関冷却水通路５４が連通する位置に駆動すると共に、二方切換弁５０を閉じ方向に駆動する。機関冷却水は前記温水熱交換器３８を通過する際、周囲に熱を放射する。
【００５２】
各弁を上記のように駆動すると、機関冷却水は図７に矢印ｂで示されるような経路を流動するので、従来技術に係る暖房装置と同様な構成が形成されて、室内温度を上昇させることができる。
【００５３】
動作７）温水蓄熱
前記三方切換弁４８を、前記第１の機関冷却水通路５２と第５の機関冷却水通路６０が連通する位置に駆動すると共に、前記二方切換弁５０を開き位置、即ち前記第６の機関冷却水通路６２と第４の機関冷却水通路５８が連通するように駆動する。
【００５４】
各弁を上記のように駆動すると、機関冷却水は図８に矢印ｂで示されるように前記蓄熱タンク４６内に流入すると共に、蓄熱タンク内の温度が充分に上昇するまで蓄積する。
【００５５】
動作８）蓄熱暖房
前述の動作７）温水蓄熱により、室内温度を上昇させるに充分な熱量を蓄えた温水が蓄熱タンク４６へ蓄えられた後、前記三方制御弁４４が接続される全ての冷却水通路が連通するように駆動すると共に、前記三方切換弁４８をいずれの冷却水通路も連通しない位置に駆動し、その温水が冷温水熱交換器４２へ流入するようポンプ４０を駆動する。尚、この時、前記二方切換弁５０は閉じ位置へ駆動する。
【００５６】
各弁およびポンプを上記のように駆動すると、機関冷却水は図９に矢印ｂで示されるような経路で前記冷温水熱交換器４２内に流入して熱を放出する。これにより、アイドリングストップ時であっても、室内温度を上昇させることができる。
【００５７】
動作９）通常＋蓄熱暖房
前述の動作６）通常暖房および動作８）蓄熱暖房を同時に行う。これにより、室内温度を上昇させるに充分な熱量を蓄えた機関冷却水が図１０に矢印ｂで示されるように、前記温水熱交換器３８および冷温水熱交換器４２の双方に流入する。これにより、暖房効果を高めることができる。
【００５８】
動作１０）温水放熱
前述の動作７）で充分に温度が上昇されて前記蓄熱タンク４６に蓄えられた温水を、アイドリングストップ時および機関始動時に適宜な循環機構（図示せず）により内燃機関に送出し内燃機関の暖気を行う。これにより、充分な熱量を蓄えた機関冷却水を図１１に矢印ｂで示すような経路で内燃機関に対して流入させることができる。よって迅速な暖気運転を行うことができる。尚、冷房時は外気温が高いので内燃機関の暖気を行う必要はなく、動作１０）温水放熱は行わない。
【００５９】
尚、上記の動作６）ないし１０）は、暖房が選択されている場合の動作である。
【００６０】
以下、この実施の形態に係る装置の動作を図１２ないし図１４フローチャートを参照して説明する。尚、図１３はＡで、図１４はＢで図１２フローチャートと連続する。また、本願に係る装置が搭載される車両のアイドリングストップ機能は、図示しないフローチャートにより開始または停止される。
【００６１】
先ず、Ｓ１０で前記イグニッション・スイッチ８８がオンされているか否か、即ち、走行状態にあるか否か判断する。尚、この明細書で「走行状態」とは、イグニッション・スイッチ８８がオンされている状態を表現するもので、前述の通り信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ（即ち内燃機関が停止された状態）時にあっても「走行状態」と表現する。
【００６２】
Ｓ１０で前記イグニッション・スイッチ８８がオンされていると判断されたとき、プログラムはＳ１２に進み、前記Ａ／Ｃ（エアコン）コントロールパネル７８において、乗員が空調を要求しているか否か判断する。尚、図１２のＳ１２で空調の要求があるときを「Ａ／Ｃ  ＯＮ」と表現した。
【００６３】
Ｓ１２で乗員が空調を要求していると判断されたとき、プログラムはＳ１４に進み、前記第２の温度センサ８４で検出された室内温度と前記Ａ／Ｃコントロールパネル７８によって乗員から要求された温度を比較して、室内温度の冷却が求められているのか、加熱が求められているのか判断する。
【００６４】
Ｓ１４で冷房が選択されたとき、プログラムはＳ１６に進み前記第１の温度センサ８２によって検出された蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｌ以下か否か判断する。尚、ここでタンク内温度所定値Ｔｌはアイドリングストップ時に室内を冷却するために充分であるタンク内温度であり、室内空間の容量などにより適宜設定される。
【００６５】
Ｓ１６でタンク内温度が所定値Ｔｌを超えると判断されたとき、プログラムはＳ１８に進み、空調負荷が所定値以上か否か判断する。尚、ここで「空調負荷」とは冷却すべき室内空間の現在の温度と、適宜設定された目標値との差の絶対値を表す。空調負荷が大である場合には室内温度を急速に低下または上昇させる必要がある。
【００６６】
Ｓ１８で空調負荷が小、即ち所定値未満と判断されたときは、急速な室温低下を行う必要はないので、プログラムはＳ２０に進み、前記の動作２）通常＋氷蓄熱冷房を行う。
【００６７】
また、Ｓ１８で空調負荷が大、即ち所定値以上と判断されたときは、急速な室温低下を行う必要があるため、プログラムはＳ２２に進み、前記の動作５）通常＋製氷冷房を行う。尚、Ｓ２２における動作５）通常＋製氷冷房では蓄熱タンク４６内温度は未だ充分に低下していないのに解氷を行うため、製氷の効率が低下するが、本発明の趣旨は乗員の快適性の増加であり、急速な冷房が優先される。
【００６８】
Ｓ１６で前記蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｌ以下と判断、即ち蓄熱タンク内に充分な量の氷水が蓄積されたと判断されたとき、プログラムはＳ２４に進んで、空調負荷が所定値以上か否か判断する。
【００６９】
Ｓ２４で空調負荷が所定値未満と判断されたときは、室内温度を急速に低下させる必要はないので、プログラムはＳ２６に進み前述の動作１）通常冷房を行う。
【００７０】
また、Ｓ２４で空調負荷が所定値以上と判断されたときは、室内温度を急速に低下させる必要があるので、プログラムはＳ２８に進み前述の動作４）通常＋解氷冷房を行う。
【００７１】
以上のＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２６およびＳ２８の動作を指令した後、プログラムは図１３のＳ３０に進み、前記車速センサ１００、吸気圧センサ１０２、回転数センサ１０６などから機関負荷が所定値以上か否か判断する。これは、機関負荷が大きい場合は、アイドリングストップ時ではなくとも前記圧縮機１０の駆動を停止して、内燃機関の動力負荷を低減した方が好ましいからである。
【００７２】
車両が登坂時などで車両負荷が大きい場合、Ｓ３０で機関負荷が所定値以上と判断されたとき、プログラムはＳ３２に進み前記蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｌ以下か否か判断する。
【００７３】
Ｓ３２で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｌ以下と判断されたとき、プログラムはＳ３４に進み圧縮機を停止して前述の動作３）解氷冷房を行うと共に、再度Ｓ３０に帰還する。尚、Ｓ３８で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｌを超えると判断されたとき、プログラムはＳ３５ａに進み、圧縮機１０が停止しているか否か判断し、Ｓ３５ａで肯定されたときはＳ３５ｂに進み圧縮機１０を始動すると共に、否定されたときはＳ３５ｂ以降をスキップしてスタートに帰還する。これは、室内温度を充分に低下させるのに必要なシャーベット状の氷水が蓄積されていないとき圧縮機１０を停止したままだと乗員の快適性が低下するためである。
【００７４】
次いでプログラムはＳ３５ｃに進み、アイドリングストップ解除スイッチがオンされているか否か判断する。これは、乗員が意図的に車両停止時に空調を行う場合、アイドリングストップが開始されて空調が行えなくなるためである。尚、Ｓ３５ｃで肯定されたときプログラムはＳ３５ｄに進んでアイドリングストップ解除指令を出力すると共に、否定されたときはＳ３５ｄをスキップする。
【００７５】
次いでプログラムはＳ３６に進み、前記イグニッションスイッチ８８のオン／オフ状態および前記車速センサ１００の検出値および前記タイマ１０４のカウント時間から内燃機関がアイドリングストップを行っている状態（アイドリングストップ時）か否か判断する。
【００７６】
Ｓ３６でアイドリングストップ時ではないと判断されたとき、プログラムはスタートに帰還すると共に、アイドリングストップ時であると判断されたときは、Ｓ３８に進んで、前記蓄熱タンク４６内の温度を再度所定値Ｔｌと比較する。これは、アイドリングストップ時に室内温度を低下させることができるシャーベット状の氷水が充分に蓄積されているか否かを判断するためである。
【００７７】
Ｓ３８で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｌ以下と判断されたとき、プログラムはＳ４０に進み前述の動作３）解氷冷房を行うと共に、再度Ｓ３５ｃに帰還する。尚、Ｓ３８で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｌを超えると判断されたとき、プログラムはＳ３５ｃに帰還する。
【００７８】
Ｓ１４で暖房が選択されたとき、プログラムはＳ４３ａに進み、前記第３の温度センサ８６により検出された機関冷却水温が所定値Ｔａ以下か否か判断する。Ｓ４３ａで機関冷却水温が所定値Ｔａ以下の場合、Ｓ４３ｂに進んで前記第１の温度センサ８２により検出されたタンク内温度が、所定値Ｔｂ以上か否か判断する。Ｓ４３ｂで肯定されたとき、プログラムはＳ４３ｃに進んで保温された温水を内燃機関の機関冷却水通路に流入させる。以上のＳ４３ａないしＳ４３ｃのステップは、環境対策として内燃機関を早急に暖気すべきなので設けられたものである。尚、Ｓ４３ａで機関冷却水温が所定値Ｔａを超えると判断されたときは内燃機関を暖気する必要はなく、また、Ｓ４３ｂでタンク内温度が所定値Ｔｂ未満であると判断されたときは内燃機関を暖気するに充分な熱が蓄積されていないので、Ｓ４３ｃをスキップする。
【００７９】
次いでプログラムはＳ４４に進み前記第１の温度センサ８２によって検出された前記蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｈ以上か否か判断する。尚、ここでタンク内温度所定値Ｔｌはアイドリングストップ時に室内温度を上昇させるために充分であるタンク内温度であり、室内空間の容量などにより適宜設定される。
【００８０】
Ｓ４４で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｈ未満であると判断されたとき、プログラムはＳ４６に進み、前述の冷房選択時と同様に空調負荷が所定値を超えるか否か判断する。Ｓ４６で空調負荷が所定値以下であると判断されたときは、室内温度を急速に上昇させる必要はないので、プログラムはＳ４８に進み前述の動作６）通常暖房と動作７）温水蓄熱を行う。
【００８１】
Ｓ４６で蓄熱タンク４６内の温度が所定値以上であると判断されたときは、室内温度を急速に上昇させる必要があるため、プログラムはＳ５０に進み前述の動作６）通常暖房を行う。
【００８２】
Ｓ４４で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｈ以上と判断されたとき、プログラムはＳ５２に進んで空調負荷が所定値を超えたか否か判断する。Ｓ５２で所定値以下と判断されたとき、プログラムはＳ５４に進み前述の動作６）通常暖房を行う。また、Ｓ５２で空調負荷が所定値を超えたと判断されたとき、プログラムはＳ５６に進み前述の動作９）通常＋蓄熱暖房を行う。
【００８３】
以上のＳ４８，Ｓ５０，Ｓ５４およびＳ５６の動作を指令した後、プログラムは図１４のＳ５８ａに進み、アイドリングストップ解除スイッチがオンされているか否か判断する。Ｓ５８ａで肯定されたときプログラムはＳ５８ｂに進んでアイドリングストップ解除指令を出力すると共に、否定されたときはＳ５８ｂをスキップする。次いでＳ５８ｃに進み、Ｓ３６と同様にして車両がアイドリングストップ時か否か判断する。
【００８４】
Ｓ５８ｃでアイドリングストップ時ではないと判断されたとき、プログラムはスタートに帰還すると共に、アイドリングストップ時であると判断されたときは、Ｓ６０に進んで、前記蓄熱タンク４６内の温度を再度所定値Ｔｈと比較する。これは、アイドリングストップ時に室内温度を上昇させることができる熱量を有する温水が充分に蓄積されているか否か判断するためである。
【００８５】
Ｓ６０で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｈ以上と判断されたとき、プログラムはＳ６２に進み前述の動作８）蓄熱暖房を行うと共に、再度Ｓ５８ａに帰還する。尚、Ｓ６０で蓄熱タンク４６内の温度が所定値Ｔｈ未満と判断されたとき、プログラムはＳ５８ａに帰還する。
【００８６】
尚、Ｓ１０で前記イグニッション・スイッチ８８がオフ、即ち走行状態にないと判断されたとき、およびＳ１２で室内の空調が求められていないとき、プログラムは終了する。
【００８７】
以上の如く、本装置によると機関負荷が大きい場合やアイドリングストップ時に室内温度を効果的に冷却または上昇させることができる。
【００８８】
上記した如く、この発明の実施の形態においては、少なくとも、内燃機関に駆動されて冷却媒体を圧縮する圧縮機１０と、前記圧縮機に接続されて冷却媒体を絞り膨張させる膨張弁１７を備え、周囲空気との熱交換により車室内を空調する自動車用空調装置において、前記膨張弁と内燃機関の冷却水通路（第１の機関冷却水通路５２、第４の機関冷却水通路５８、第５の機関冷却水通路６０、第６の機関冷却水通路６２、第７の機関冷却水通路６４、第８の機関冷却水通路６６、第９の機関冷却水通路６８、第１０の機関冷却水通路７０、第１１の機関冷却水通路７２、第１２の機関冷却水通路７４）に接続され、前記冷却水通路から供給される機関冷却水を前記冷却媒体によりシャーベット状に生成する製氷機３２と、前記製氷機と前記内燃機関の冷却水通路に接続され、前記製氷機から供給される前記シャーベット状冷却水または前記冷却水通路から供給される機関冷却水を保温しつつ貯蔵する蓄熱タンク４６と、前記蓄熱タンクに接続されて前記保温されたシャーベット状冷却水または前記機関冷却水を供給されて周囲の空気との間で熱交換させる冷温水熱交換器４２と、および、前記蓄熱タンクと前記冷温水熱交換器の間に配置され、前記保温されたシャーベット状冷却水または機関冷却水を前記冷温水熱交換器に圧送する圧送手段（ポンプ４０）とを備えるように構成した。
【００８９】
また、前記内燃機関の冷却水通路と前記蓄熱タンクを通路切り換え手段（三方制御弁４４、三方切換弁４８、二方切換弁５０）を介して接続し、よって前記通路切り換え手段を介して前記蓄熱タンクから前記冷温水熱交換器を経て前記蓄熱タンクに戻る閉回路を形成可能に構成した。
【００９０】
また、さらに、前記内燃機関の停止を含む運転状態を検出する運転状態検出手段（イグニッションスイッチ８８、車速センサ１００、吸気圧センサ１０２、タイマ１０４、回転数センサ１０６）と、前記通路切り換え手段の動作を制御する制御手段（ＥＣＵ９４）とを備え、前記制御手段は、前記検出された運転状態に応じて前記通路切り換え手段の動作を制御し、よって前記閉回路を形成する（Ｓ４０，Ｓ６２）ように構成した。
【００９１】
また、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関が停止されていることが検出されたとき、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成する（Ｓ４０，Ｓ６２）ように構成した。
【００９２】
また、前記制御手段は、前記運転状態検出手段によって前記内燃機関の負荷が所定値以上であることが検出されると共に、乗員によって冷房が要求されているとき（Ｓ１２ないしＳ３２）、前記内燃機関による前記圧縮機の駆動を停止すると共に、前記通路切り換え手段の動作を制御して前記閉回路を形成する（Ｓ３４）ように構成した。
【００９３】
本実施の形態において、冷暖房の切換えを自動で行うように構成したが、乗員が手動で行っても良い。
【００９４】
【発明の効果】
請求項１項に記載の発明においては、内燃機関が停止している状態であっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【００９５】
請求項２項に記載の発明においては、請求項１項と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
請求項３項に記載の発明においては、信号待ちなどの車両停止時におけるアイドリングストップ時にあっても室内温度を効率よく調和させることができ、よって乗員の快適性を増加させることができる。
【００９７】
請求項４項に記載の発明においては、請求項１ないし３項と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
請求項５項に記載の発明においては、前記した効果に加え、登坂走行時など内燃機関の負荷が大きい場合に圧縮機を駆動することにより生じる機関負荷を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る自動車用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す自動車用空調装置が通常冷房動作を行う際の冷媒および機関冷却水の循環経路を説明するために、図１を簡略化した説明図である。
【図３】図１に示す自動車用空調装置の通常＋氷蓄熱冷房動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図４】図１に示す自動車用空調装置の解氷冷房動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図５】図１に示す自動車用空調装置の通常＋解氷冷房動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図６】図１に示す自動車用空調装置の通常＋製氷冷房動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図７】図１に示す自動車用空調装置の通常暖房動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図８】図１に示す自動車用空調装置の温水蓄熱動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図９】図１に示す自動車用空調装置の蓄熱暖房動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図１０】図１に示す自動車用空調装置の通常＋蓄熱暖房動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図１１】図１に示す自動車用空調装置の温水放熱動作を説明する際の、図２に似た説明図である。
【図１２】図１に示す自動車用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１２から連続した、図１に示す自動車用空調装置の解氷冷房動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１３と同様に、図２から連続した、この出願に係る自動車用空調装置の蓄熱暖房動作を示すフローチャートである。
【図１５】従来技術に係る自動車用空調装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  圧縮機
１２  凝縮器
１４  受液器
１６  （従来技術に係る）膨張弁
１７  膨張弁
１８  蒸発器
１９  （従来技術に係る）温水熱交換器
３２  製氷機
３８  温水熱交換器
４０  ポンプ
４２  冷温水熱交換器
４４  三方制御弁
４６  蓄熱タンク
４８  三方切換弁
５０  二方切換弁
５２  第１の機関冷却水通路
５４  第２の機関冷却水通路
５６  第３の機関冷却水通路
５８  第４の機関冷却水通路
６０  第５の機関冷却水通路
６２  第６の機関冷却水通路
６４  第７の機関冷却水通路
６６  第８の機関冷却水通路
６８  第９の機関冷却水通路
７０  第１０の機関冷却水通路
７２  第１１の機関冷却水通路
７４  第１２の機関冷却水通路
７８  Ａ／Ｃコントロールパネル
８２  第１の温度センサ
８４  第２の温度センサ
８６  第３の温度センサ
８８  イグニッション・スイッチ
９４  ＥＣＵ
９６  アイドリングストップ解除スイッチ
１００  車速センサ
１０２  吸気圧センサ
１０６  回転数センサ
Ａ  冷却部
Ｂ  加熱部
Ｃ  冷暖房部
Ｄ  蓄熱部
【図１】
0003831162.tif 000002
【図２】
0003831162.tif 000003
【図３】
0003831162.tif 000004
【図４】
0003831162.tif 000005
【図５】
0003831162.tif 000006
【図６】
0003831162.tif 000007
【図７】
0003831162.tif 000008
【図８】
0003831162.tif 000009
【図９】
0003831162.tif 000010
【図１０】
0003831162.tif 000011
【図１１】
0003831162.tif 000012
【図１２】
0003831162.tif 000013
【図１３】
0003831162.tif 000014
【図１４】
0003831162.tif 000015
【図１５】
0003831162.tif 000016