JP4924545B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、蓄冷熱交換器を備えた冷凍サイクルを用いて車室内の空調を行う車両用空調装置に関する。   The present invention relates to a vehicle air conditioner that performs air conditioning of a vehicle interior using a refrigeration cycle provided with a cold storage heat exchanger.

従来、蓄冷熱交換器を備えた冷凍サイクルにより圧縮機停止時の空調を行う車両用空調装置として特許文献１に記載の装置が知られている。この車両用空調装置においては、特許文献１の図１に示すように、冷凍サイクル中の蓄冷熱交換器が蒸発器と圧縮機との間で蒸発器に直列に接続されている。   BACKGROUND ART Conventionally, an apparatus described in Patent Document 1 is known as a vehicle air conditioner that performs air conditioning when a compressor is stopped by a refrigeration cycle including a cold storage heat exchanger. In this vehicle air conditioner, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a regenerative heat exchanger in the refrigeration cycle is connected in series to the evaporator between the evaporator and the compressor.

そして、蓄冷運転時には膨張弁で減圧膨張された低温の冷媒によって蓄冷熱交換器の蓄熱材を冷却して蓄冷し（低温の熱量を蓄え）、エンジンおよび圧縮機の停止時の放冷時（蓄冷した熱の放出時）には蒸発器で蒸発した冷媒を蓄冷熱交換器で凝縮させることにより蒸発圧力を低く保って蒸発器の冷却能力を維持している。
特開２００７−１４８５号公報 During the cold storage operation, the low temperature refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve cools the heat storage material of the cold storage heat exchanger to store cold (stores low-temperature heat), and cools when the engine and compressor are stopped (cold storage). When the heat is released), the refrigerant evaporated in the evaporator is condensed in the regenerative heat exchanger so that the evaporation pressure is kept low and the cooling capacity of the evaporator is maintained.
JP 2007-1485 A

しかしながら、特許文献１に記載の車両用空調装置は、いわゆるアイドルストップ車両に適用することを想定しており、蒸発器と蓄冷熱交換器とが直列に接続されているため、蓄冷熱交換器の冷媒圧力が圧縮機の吸入圧力に等しくなってしまう。このため、蓄冷熱交換器の放冷運転を補助するように圧縮機を作動させることができない。すなわち、快適性を優先するため、放冷運転時に蒸発器の吹出し温度の変動を抑えることができず、放冷運転の適用範囲が圧縮機の停止時のみに限定されてしまう。したがって、従来技術では、幅広い車両の走行状態において、蓄冷、放冷等を制御できず、走行燃費の一層の向上を図ることができないという問題があった。   However, it is assumed that the vehicle air conditioner described in Patent Document 1 is applied to a so-called idle stop vehicle, and an evaporator and a cold storage heat exchanger are connected in series. The refrigerant pressure becomes equal to the suction pressure of the compressor. For this reason, the compressor cannot be operated so as to assist the cooling operation of the cold storage heat exchanger. In other words, because priority is given to comfort, fluctuations in the outlet temperature of the evaporator cannot be suppressed during the cooling operation, and the application range of the cooling operation is limited only when the compressor is stopped. Therefore, the conventional technology has a problem that cold storage and cooling cannot be controlled in a wide range of vehicle driving conditions, and further improvement in driving fuel consumption cannot be achieved.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷凍サイクルの運転モードが車両の走行状態に応じて適正に制御され、走行燃費の一層の向上を図ることができる車両用空調装置を提供する。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the vehicle air conditioner in which the operation mode of the refrigeration cycle is appropriately controlled according to the traveling state of the vehicle and the fuel consumption can be further improved. I will provide a.

上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。車両用空調装置に係る第１の発明は、車両のエンジン（２１）の軸出力を受けて駆動され、冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２）、当該吐出された冷媒を冷却する凝縮器（３）、凝縮器（３）で冷却された冷媒を減圧する減圧器（４）、および当該減圧された冷媒を蒸発させて車室内へ送風する空気を冷却する蒸発器（５）を順次環状に接続して構成される主回路（１ａ）を有する冷凍サイクル（１）と、
エンジンの軸出力を得るために必要とされる燃料量である熱費を用いて冷凍サイクルの冷媒流れを複数のモードに制御する制御装置（１００）と、を備えている。 In order to achieve the above object, the following technical means are adopted. 1st invention which concerns on a vehicle air conditioner receives the shaft output of the engine (21) of a vehicle, and is driven, the compressor (2) which suck | inhales and discharges a refrigerant | coolant, The condenser which cools the said discharged | emitted refrigerant | coolant (3), a decompressor (4) for decompressing the refrigerant cooled by the condenser (3), and an evaporator (5) for evaporating the decompressed refrigerant and cooling the air sent to the passenger compartment in order A refrigeration cycle (1) having a main circuit (1a) connected to
And a control device (100) for controlling the refrigerant flow of the refrigeration cycle to a plurality of modes using a heat cost that is an amount of fuel required to obtain an engine shaft output.

さらに冷凍サイクル（１）は、主回路から分岐し、圧縮機の吸入側に合流する補助流路（１ｂ）と、蓄熱材（１２１）を有し、補助流路に配された蓄冷部（１２，１２２）と、蓄冷部への蓄冷と蓄冷部からの放冷とを切り替える弁手段（９，１０）と、を有している。   Further, the refrigeration cycle (1) has an auxiliary flow path (1b) branched from the main circuit and joined to the suction side of the compressor, and a heat storage material (121), and a cold storage section (12 , 122) and valve means (9, 10) for switching between cold storage to the cold storage section and cooling from the cold storage section.

そして、制御装置は、蓄冷部へ冷媒を流して蓄冷する蓄冷モードと、蓄冷部に蓄えた熱を放冷させる放冷モードと、蓄冷部に冷媒を流すことなく主回路に冷媒を循環させる貯冷モードと、にわたる各モードを熱費の大きさに基づいて制御することを特徴とする。   Then, the control device includes a cold storage mode in which the refrigerant flows into the cold storage unit for cold storage, a cooling mode in which the heat stored in the cold storage unit is allowed to cool, and a storage in which the refrigerant is circulated in the main circuit without flowing the refrigerant through the cold storage unit. It is characterized by controlling each mode over the cold mode based on the magnitude of the heat cost.

この発明によれば、冷凍サイクルの蓄冷、放冷を実施するタイミングを、ある軸出力を得るために必要な燃料量（熱費）から判断して制御することにより、冷凍サイクルの運転モードが車両の走行状態に応じて適正に制御され、走行燃費の一層の向上を図ることができる。   According to the present invention, the operation mode of the refrigeration cycle is determined by controlling the timing of storing and releasing the refrigeration cycle from the amount of fuel (heat cost) necessary for obtaining a certain shaft output. It is controlled appropriately according to the running state of the vehicle, and the running fuel consumption can be further improved.

また、制御装置は、熱費の判定について複数の閾値を有し、
熱費が第１の閾値（Ｎａ）よりも小さいときは前記蓄冷モードに制御し、
熱費が第１の閾値（Ｎａ）よりも大きい値である第２の閾値（Ｎｂ）よりも大きいときは放冷モードまたは貯冷モードに制御することが好ましい。 In addition, the control device has a plurality of thresholds for determining heat costs,
When the heat cost is smaller than the first threshold (Na), control to the cold storage mode,
When the heat cost is larger than the second threshold value (Nb), which is a value larger than the first threshold value (Na), it is preferable to control the cooling mode or the cold storage mode.

この発明によれば、熱費が小さく燃料をほとんど使わないような場合（例えば減速時）には蓄冷モードを行うことができる。さらに熱費が大きいとき（例えば、アイドリング時、加速時）に放冷モード等を実施することができる。これらの走行状態に応じて各モードを使い分けて、冷凍サイクルの作動を反復することにより、大幅な省エネルギー効果が得られる。   According to the present invention, when the heat cost is small and fuel is hardly used (for example, during deceleration), the cold storage mode can be performed. Furthermore, when the heat cost is large (for example, idling or acceleration), the cooling mode or the like can be performed. A significant energy saving effect can be obtained by repeating the operation of the refrigeration cycle by properly using each mode in accordance with the traveling state.

また、制御装置は、
熱費が第２の閾値（Ｎｂ）よりも大きいときは放冷モードに制御し、
熱費が第１の閾値以上で第２の閾値以下であるときは貯冷モードに制御することが好ましい。 The control device
When the heat cost is larger than the second threshold value (Nb), control the cooling mode,
When the heat cost is greater than or equal to the first threshold and less than or equal to the second threshold, it is preferable to control the cool storage mode.

この発明によれば、熱費が他のモード時に比べて最も大きい場合に放冷モードが実施され、熱費が蓄冷モード時よりも大きいが放冷モード時よりも小さい場合には貯冷モードが実施される。これにより、アイドリング時や加速時の走行負荷の大きいときに、冷媒流量を抑制できる放冷モードによって効率的な冷凍サイクル運転ができ、走行負荷が中間の状態であるときに蓄冷モードほど冷媒流量を要しない貯冷モードによって効率的な冷凍サイクル運転ができる。   According to the present invention, the cooling mode is performed when the heat cost is the highest as compared with the other modes, and the cooling mode is set when the heat cost is larger than that in the cool storage mode but smaller than that in the cool mode. To be implemented. This enables efficient refrigeration cycle operation in the cooling mode that can suppress the refrigerant flow rate when the running load during idling or acceleration is large, and the refrigerant flow rate in the cold storage mode when the running load is in an intermediate state. Efficient refrigeration cycle operation is possible with the cool storage mode that is not required.

また、制御装置は放冷モードでは圧縮機の吐出容量を減少させるように制御するものである。この発明によれば、冷媒温度を下げることで冷媒圧力が低下するので、高圧側の冷媒圧力が低下し、圧縮機の仕事量を低減できる。これにより、エンジンの負荷も下がり、車両の燃費が改善される。   Further, the control device controls to reduce the discharge capacity of the compressor in the cooling mode. According to this invention, since the refrigerant pressure is lowered by lowering the refrigerant temperature, the refrigerant pressure on the high pressure side is lowered, and the work of the compressor can be reduced. As a result, the engine load is also reduced, and the fuel efficiency of the vehicle is improved.

さらに、減圧器（４）が冷媒の流通を遮断したときに、常に開状態にあり当該遮断された冷媒の流通を許容するブリードポート（７）を備えることが好ましい。この発明によれば、車両停止時等に圧縮機が停止したときに、放冷モードが実施でき、車室内の乗員に対して冷房を供給することができるため、不快感を与えない空調を提供できる。   Furthermore, it is preferable to provide a bleed port (7) that is always open when the decompressor (4) shuts off the flow of the refrigerant and allows the flow of the blocked refrigerant. According to the present invention, when the compressor is stopped when the vehicle is stopped or the like, the cooling mode can be implemented, and the cooling can be supplied to the passengers in the passenger compartment. it can.

また、冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う流体輸送を行うエジェクタ（３２）を備え、
エジェクタは、凝縮器から流出された冷媒を取り入れ、その通路面積を小さく絞って冷媒を等エントロピー的に減圧膨張させるノズル部と、ノズル部の冷媒噴出口と連通するように配置され冷媒を吸引する吸引部とを有し、
エジェクタの吸引部は、蓄冷部に配管で接続されている。 In addition, the pressure reducing means for reducing the pressure of the refrigerant, and an ejector (32) for performing fluid transportation for circulating the refrigerant by a suction action of the refrigerant flow ejected at high speed,
The ejector takes in the refrigerant that has flowed out of the condenser, and narrows the passage area to reduce the refrigerant in an isentropic manner and expands the refrigerant in an isentropic manner. A suction part,
The suction part of the ejector is connected to the cold storage part by piping.

この発明によれば、吸引部からの吸引作用により、蓄冷部の冷媒をエジェクタの内部に引き込むことができる。これにより、蓄冷モード時には当該吸引作用により、蒸発器側の冷媒が蓄冷部内に流入する流量を増加させることができる。したがって、蓄冷モード時の蓄冷量を増やし、さらに省エネルギーを促進することができる。   According to this invention, the refrigerant | coolant of a cool storage part can be drawn in the inside of an ejector by the suction effect | action from a suction part. Thereby, at the cool storage mode, the flow rate at which the refrigerant on the evaporator side flows into the cool storage section can be increased by the suction action. Therefore, the amount of cold storage in the cold storage mode can be increased, and further energy saving can be promoted.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。   A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. In addition to the combination of the parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, the embodiments may be partially combined even if they are not clearly indicated unless there is a problem with the combination. It is also possible.

（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態の車両用空調装置は、例えば、信号待ちなどで車両が停止する所定の条件になると、エアコンがＯＮ状態であっても車両のエンジン２１を自動的に停止してアイドリングストップ状態とすることで車両停止時の排気ガス量を低減する車両に使用されるものである。 (First embodiment)
The vehicle air conditioner according to the first embodiment, which is an embodiment of the present invention, automatically activates the engine 21 of the vehicle even when the air conditioner is in an ON state, for example, when a predetermined condition that the vehicle stops due to waiting for a signal or the like. It is used for a vehicle that reduces the amount of exhaust gas when the vehicle is stopped by stopping the vehicle at an idling stop state.

この車両空調装置は、エンジン２１の停止時の冷房能力の確保および空調負荷軽減のために、蓄冷部である蓄冷熱交換器１２および蓄冷タンク１２２を蒸発器に対して並列になるように備えている。そして、この蓄冷部を用いて、車両減速時の回生エネルギーを積極的に蓄冷し（低温の熱（本願においては冷熱とも表現する）を蓄え）、効率の悪い運転域では圧縮機２の停止、または作動負荷の軽減によって空調運転を行い、走行燃費を向上させるものである。   This vehicle air conditioner includes a cold storage heat exchanger 12 and a cold storage tank 122 that are cold storage units so as to be in parallel with an evaporator in order to ensure cooling capacity when the engine 21 is stopped and to reduce an air conditioning load. Yes. And using this cool storage part, regenerative energy at the time of vehicle deceleration is positively stored (stores low-temperature heat (also expressed as cold heat in the present application)), and the compressor 2 is stopped in an inefficient operating range, Alternatively, the air-conditioning operation is performed by reducing the operating load, and the traveling fuel consumption is improved.

具体的には、本車両用空調装置は、エンジン２１の効率の良い運転領域または減速製同時の燃料カット領域で積極的に圧縮機２を作動させて蓄冷し、効率の悪い運転領域では放冷して圧縮機２の作動負荷を低減させる。これにより、走行燃費が最大となるような蓄冷、放冷の各モードの制御を実現する。   Specifically, the air conditioner for this vehicle actively cools the compressor 2 in the efficient operation region of the engine 21 or the fuel cut region at the same time as the deceleration and cools it, and cools it in the inefficient operation region. Thus, the operating load of the compressor 2 is reduced. As a result, control of each mode of cold storage and cooling is realized so that the travel fuel consumption is maximized.

以下、本実施形態について図１〜図１２を用いて説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置に用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクル１の構成を示した模式図である。図１に示すように、蒸気圧縮式冷凍サイクル１は、車両のエンジン２１の軸出力を受けて駆動され、冷媒を吸入して吐出する圧縮機２と、圧縮機２で吐出された冷媒を冷却する凝縮器３と、凝縮器３で冷却された冷媒を減圧する第１膨張弁４と、第１膨張弁４で減圧された冷媒を蒸発させて車室内へ送風する空気を冷却する蒸発器５と、を順次環状に配管によって接続して構成される第１の流路１ａ（主回路）を備えている。また、蒸発器５と圧縮機２の吸込み側との間の第１の流路１ａには流路抵抗部６が設けられている。流路抵抗部６は、蒸発器５を流出した冷媒を所定圧力に制御する絞り機構である。使用する冷媒は特に限定するものではないが、本実施形態ではＲ１３４ａを使用することとする。   Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a vapor compression refrigeration cycle 1 used in the vehicle air conditioner of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the vapor compression refrigeration cycle 1 is driven by receiving a shaft output of an engine 21 of a vehicle, and cools the refrigerant discharged from the compressor 2 by sucking and discharging the refrigerant. A condenser 3 that depressurizes the refrigerant cooled by the condenser 3, and an evaporator 5 that evaporates the refrigerant depressurized by the first expansion valve 4 and cools the air that is blown into the vehicle interior. And a first flow path 1a (main circuit) configured by sequentially connecting them with a pipe. In addition, a flow path resistance unit 6 is provided in the first flow path 1 a between the evaporator 5 and the suction side of the compressor 2. The flow path resistance unit 6 is a throttle mechanism that controls the refrigerant that has flowed out of the evaporator 5 to a predetermined pressure. Although the refrigerant to be used is not particularly limited, R134a is used in this embodiment.

蒸気圧縮式冷凍サイクル１は、第１の流路１ａに加え、第２の流路１ｂ（補助流路）を備えている。第２の流路１ｂは、主回路のある範囲を迂回するように設けられた補助流路であり、第１膨張弁４と凝縮器３との間の第１膨張弁４よりも上流側の配管部位である分岐部１４で第１の流路１ａから分岐し、圧縮機２の吸込み側の配管部位である合流部１７で第１の流路１ａに合流するように接続された流路である。さらに第２の流路１ｂには、蒸発器５および流路抵抗部６と並列になるように蓄冷熱交換器１２が設けられている。蒸気圧縮式冷凍サイクル１は、蒸発器５と流路抵抗部６との間であって蒸発器５よりも下流側の配管部位である分岐部１５と、第２の流路１ｂの蓄冷熱交換器１２よりも上流側の配管部１６とを接続するバイパス流路１ｃと、蓄冷熱交換器１２の入口および出口と第１の流路１ａとの間の冷媒の流通を切り替える弁手段と、を備えている。バイパス流路１ｃで第１の流路１ａと第２の流路１ｂとが接続されることによって、蓄冷熱交換器１２は流路抵抗部６と並列の位置関係にある。   The vapor compression refrigeration cycle 1 includes a second channel 1b (auxiliary channel) in addition to the first channel 1a. The second flow path 1b is an auxiliary flow path provided so as to bypass a certain range of the main circuit, and is upstream of the first expansion valve 4 between the first expansion valve 4 and the condenser 3. A flow path that branches from the first flow path 1a at the branching section 14 that is a piping part, and is connected so as to join the first flow path 1a at a joining part 17 that is a piping part on the suction side of the compressor 2. is there. Further, a cold storage heat exchanger 12 is provided in the second flow path 1 b so as to be in parallel with the evaporator 5 and the flow path resistance unit 6. The vapor compression refrigeration cycle 1 includes a branching portion 15 that is a piping portion between the evaporator 5 and the flow path resistance unit 6 and downstream of the evaporator 5, and cold storage heat exchange between the second flow path 1 b. A bypass flow path 1c that connects the pipe section 16 upstream of the condenser 12, and valve means for switching the refrigerant flow between the inlet and outlet of the regenerative heat exchanger 12 and the first flow path 1a. I have. By connecting the first flow path 1a and the second flow path 1b with the bypass flow path 1c, the cold storage heat exchanger 12 is in a positional relationship in parallel with the flow path resistance unit 6.

そして、弁手段は、それぞれ電子制御方式であって、後述するエアコンＥＣＵ１００によって例えばソレノイドへの通電がなされることにより開閉される第１電磁弁９、第２電磁弁１０、第３電磁弁１１で構成される。第１電磁弁９、第２電磁弁１０および第３電磁弁１１は、蓄冷熱交換器１２の入口および出口と第１の流路１ａとの間の冷媒の流通を切り替えるものである。第１電磁弁９は、蓄冷熱交換器１２よりも第２の流路１ｂの上流側でかつ第２膨張弁８の下流側に設けられて、凝縮器３から流出した冷媒が第２の流路１ｂに流入可能となるか否かを制御する弁である。第２電磁弁１０は、バイパス流路１ｃに設けられて、蒸発器５から流出した冷媒が第２の流路１ｂの蓄冷熱交換器１２に流入可能とするか否かを制御する弁である。第３電磁弁１１は、蓄冷熱交換器１２よりも下流側に設けられて、蓄冷熱交換器１２内の冷媒が圧縮機２に吸入され得るか否かを制御する弁である。   The valve means is an electronic control system, and is a first solenoid valve 9, a second solenoid valve 10, and a third solenoid valve 11 that are opened and closed by energizing a solenoid, for example, by an air conditioner ECU 100 described later. Composed. The 1st solenoid valve 9, the 2nd solenoid valve 10, and the 3rd solenoid valve 11 switch the distribution | circulation of the refrigerant | coolant between the inlet_port | entrance and exit of the cool storage heat exchanger 12, and the 1st flow path 1a. The first electromagnetic valve 9 is provided on the upstream side of the second flow path 1b and the downstream side of the second expansion valve 8 with respect to the cold storage heat exchanger 12, and the refrigerant flowing out of the condenser 3 is supplied to the second flow path 1b. It is a valve that controls whether or not it can flow into the passage 1b. The second electromagnetic valve 10 is a valve that is provided in the bypass flow path 1c and controls whether or not the refrigerant that has flowed out of the evaporator 5 can flow into the regenerator heat exchanger 12 of the second flow path 1b. . The third electromagnetic valve 11 is a valve that is provided on the downstream side of the cold storage heat exchanger 12 and controls whether or not the refrigerant in the cold storage heat exchanger 12 can be sucked into the compressor 2.

第１電磁弁９および第３電磁弁１１は、例えば、ノーマルクローズタイプとする。第２電磁弁１０は、例えば、ノーマルオープンタイプとする。ノーマルクローズタイプの電磁弁とは、通電状態で開状態となり、非通電状態では閉状態となる弁である。ノーマルオープンタイプの電磁弁とは、通電状態で閉状態となり、非通電状態では開状態となる弁である。   The first solenoid valve 9 and the third solenoid valve 11 are, for example, normally closed types. The second solenoid valve 10 is, for example, a normally open type. A normally closed solenoid valve is a valve that is open when energized and closed when de-energized. A normally open type solenoid valve is a valve that is closed when energized and open when de-energized.

圧縮機２は、蒸気圧縮式冷凍サイクル１内の冷媒を圧縮機構により吸入して吐出する流体機械である。圧縮機２は、容量制御機構によって圧縮容量が可変される可変容量式であり、例えば斜板型可変容量圧縮機を用いる。斜板型可変容量圧縮機には、吐出容量を変化させる容量制御機構である電磁制御弁２ａが取り付けられている。   The compressor 2 is a fluid machine that sucks and discharges the refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle 1 by a compression mechanism. The compressor 2 is a variable capacity type in which the compression capacity is variable by a capacity control mechanism. For example, a swash plate type variable capacity compressor is used. The swash plate type variable capacity compressor is provided with an electromagnetic control valve 2a which is a capacity control mechanism for changing the discharge capacity.

電磁制御弁２ａは、電磁駆動式の弁であり、エアコンＥＣＵ１００によって制御される出力電流（例えばデューティ信号）により冷媒の供給通路を繰り返して開閉することができる開閉弁である。電磁制御弁２ａは、給気通路の開度を調節する弁体と、この弁体に上方で作動可能に連結されている感圧機構部と、弁体に下方で作動可能に連結されている電磁アクチュエータと、をバルブハウジングの内部に備えるように構成されている。   The electromagnetic control valve 2a is an electromagnetically driven valve and is an open / close valve that can repeatedly open and close the refrigerant supply passage by an output current (for example, a duty signal) controlled by the air conditioner ECU 100. The electromagnetic control valve 2a is connected to a valve body that adjusts the opening degree of the air supply passage, a pressure-sensitive mechanism section that is operatively connected to the valve body, and a valve body that is operably connected to the valve body. An electromagnetic actuator is provided inside the valve housing.

圧縮機２は動力断続用の電磁クラッチを有し、エンジン２１の軸動力が動力伝達機構を構成するＶベルトおよび電磁クラッチを介して圧縮機２に伝達される。電磁クラッチへの通電はエアコンＥＣＵ１００によって断続され、電磁クラッチが通電されて接続状態になると、圧縮機２は運転状態となり、電磁クラッチの通電が遮断されて開離状態になると、圧縮機２は停止する。   The compressor 2 has an electromagnetic clutch for power interruption, and the shaft power of the engine 21 is transmitted to the compressor 2 via a V belt and an electromagnetic clutch constituting a power transmission mechanism. The energization of the electromagnetic clutch is interrupted by the air conditioner ECU 100. When the electromagnetic clutch is energized and connected, the compressor 2 enters the operating state, and when the electromagnetic clutch is de-energized and opened, the compressor 2 stops. To do.

そして、斜板型可変容量圧縮機においては、走行用のエンジン２１からの駆動力がシャフトに伝達され、シャフトに固定されたドライブプレートと隙間嵌合されたガイドピンを介して斜板が回転運動される。圧縮機２は、エアコン制御装置１００からの出力電流に比例して冷媒流量が増えるように制御される。   In the swash plate type variable displacement compressor, the driving force from the traveling engine 21 is transmitted to the shaft, and the swash plate rotates by way of a guide pin fitted in a gap with a drive plate fixed to the shaft. Is done. The compressor 2 is controlled so that the refrigerant flow rate increases in proportion to the output current from the air conditioner control device 100.

具体的には、エアコン制御装置１００からの出力電流により、電磁制御弁２ａが作動し、圧縮機２のケース内の制御圧力が変化する。この制御圧力が変化すると、斜板の傾斜角度が変化し、斜板にシューを介して接続されたピストンのストロークが変化して圧縮機２の容量が変化することになる。そして、エアコンＥＣＵ１００によって電磁制御弁２ａの開度が調節されると、クランク室への高圧の吐出冷媒ガスの導入量とクランク室からの冷媒ガスの導出量とのバランスが制御され、クランク室の内圧が決定されることになる。クランク室の内圧の変化に応じて、ピストンを介してのクランク室の内圧と圧縮室の内圧との差が変化すると、斜板の傾斜角度が変わり、圧縮機２の吐出容量が調節される。   Specifically, the electromagnetic control valve 2a is operated by the output current from the air conditioner control device 100, and the control pressure in the case of the compressor 2 changes. When this control pressure changes, the inclination angle of the swash plate changes, the stroke of the piston connected to the swash plate via a shoe changes, and the capacity of the compressor 2 changes. When the opening degree of the electromagnetic control valve 2a is adjusted by the air conditioner ECU 100, the balance between the amount of high-pressure discharged refrigerant gas introduced into the crank chamber and the amount of refrigerant gas derived from the crank chamber is controlled, and the crank chamber The internal pressure will be determined. When the difference between the internal pressure of the crank chamber and the internal pressure of the compression chamber via the piston changes according to the change of the internal pressure of the crank chamber, the inclination angle of the swash plate changes, and the discharge capacity of the compressor 2 is adjusted.

クランク室の内圧が低下すると、斜板の傾斜角度が増大し、圧縮機２の吐出容量が増大する。逆にクランク室の内圧が上昇すると、斜板の傾斜角度が小さくなりピストンのストロークが減少し、圧縮機２の吐出容量が減少することになる。このように斜板の傾斜角度を変えて圧縮機２の吐出容量を調節することにより、車室内の冷房を最適な状態にするようになっている。   When the internal pressure of the crank chamber decreases, the inclination angle of the swash plate increases and the discharge capacity of the compressor 2 increases. Conversely, when the internal pressure of the crank chamber increases, the inclination angle of the swash plate decreases, the piston stroke decreases, and the discharge capacity of the compressor 2 decreases. In this way, by adjusting the discharge capacity of the compressor 2 by changing the inclination angle of the swash plate, the cooling of the passenger compartment is brought into an optimum state.

圧縮機２で高温高圧に圧縮されたガス冷媒は、凝縮器３に流入する。凝縮器３は、圧縮機２により高温高圧に圧縮された冷媒を冷却して凝縮液化する熱交換器である。凝縮器３に車両の走行風と電動式のファン（図示せず）によって冷却風が送風されることにより、凝縮器３内部のガス冷媒が冷却されて凝縮する。   The gas refrigerant compressed to high temperature and high pressure by the compressor 2 flows into the condenser 3. The condenser 3 is a heat exchanger that cools the refrigerant compressed to a high temperature and a high pressure by the compressor 2 to condense and liquefy it. The cooling air is blown to the condenser 3 by the traveling wind of the vehicle and an electric fan (not shown), so that the gas refrigerant in the condenser 3 is cooled and condensed.

第１膨張弁４は、凝縮器３を流出した冷媒を所定圧力に減圧膨張できる減圧器であり、弁部と、蒸発器５の出口温度を検出する感温部とを備えた温度式膨張弁である。感温部で検出された冷媒の温度に応じて弁部の開度が制御されることにより、蒸発器５出口の冷媒の過熱度は所定値に制御される。第１膨張弁４が設けられている配管には、弁部とは別に常に開状態にある細い管のブリードポート７が設けられている。また、第１膨張弁４としてブリードポート付きのものを用いてもよい。   The first expansion valve 4 is a decompressor that can decompress and expand the refrigerant that has flowed out of the condenser 3 to a predetermined pressure. The first expansion valve 4 includes a valve part and a temperature sensing part that detects the outlet temperature of the evaporator 5. It is. The degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 5 is controlled to a predetermined value by controlling the opening degree of the valve unit according to the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensing unit. A pipe provided with the first expansion valve 4 is provided with a bleed port 7 of a thin pipe that is always open, separately from the valve portion. Moreover, you may use the thing with a bleed port as the 1st expansion valve 4. FIG.

蒸発器５は、冷媒の蒸発潜熱により車室内の空気を冷却するものであり、エアコン操作パネル１０１の裏側に配置された空調ケース内に設けられている。そして、空調ケースにおいて、車両室内または車両室外から取り込んだ空気を蒸発器５に向かって送風機（図示せず）により送風することで、蒸発器５により冷却された空気が車室内に送り出される。   The evaporator 5 cools the air in the passenger compartment by the latent heat of vaporization of the refrigerant, and is provided in an air conditioning case disposed on the back side of the air conditioner operation panel 101. And in an air-conditioning case, the air taken in from the vehicle interior or the exterior of the vehicle interior is blown toward the evaporator 5 by a blower (not shown), so that the air cooled by the evaporator 5 is sent out into the vehicle interior.

蒸発器５の下流側には、蒸発器５を流出した後の冷媒の温度を検出する蒸発器後センサ１３が設けられている。この蒸発器後センサ１３により検出された温度情報は、エアコンＥＣＵ１００に送信され、蒸発器５の冷却能力を制御するために用いられる。また、蒸発器後センサ１３は着霜防止の機能を有する。冷房能力が冷房負荷に勝った場合、冷媒蒸発圧力が低下し、蒸発器５の表面温度が０℃以下となる。このため、凝縮水の氷結が進行して通過空気の流動を妨げ、蒸発圧力がさらに下がり、空気が流れなくなってしまうということになる。このような状態を防止するために、冷凍サイクルの冷房能力を制御して着霜を防止する機能が必要である。なお、蒸発器５の温度を知るために蒸発器後センサ１３の代わりに蒸発器５のフィン温度を直接検出するフィン温度センサを用いてもよい。   A post-evaporator sensor 13 that detects the temperature of the refrigerant after flowing out of the evaporator 5 is provided on the downstream side of the evaporator 5. The temperature information detected by the post-evaporator sensor 13 is transmitted to the air conditioner ECU 100 and used for controlling the cooling capacity of the evaporator 5. Further, the post-evaporator sensor 13 has a function of preventing frost formation. When the cooling capacity wins the cooling load, the refrigerant evaporation pressure decreases, and the surface temperature of the evaporator 5 becomes 0 ° C. or lower. For this reason, the freezing of the condensed water proceeds to prevent the flow of the passing air, the evaporation pressure further decreases, and the air does not flow. In order to prevent such a state, the function which controls the cooling capacity of a refrigerating cycle and prevents frost formation is required. In order to know the temperature of the evaporator 5, a fin temperature sensor that directly detects the fin temperature of the evaporator 5 may be used instead of the post-evaporator sensor 13.

さらに、空調ケース内においては、蒸発器５の下流側にエアミックスドア（図示せず）が配置され、このエアミックスドアの下流側にはエンジン２１の温水を熱源として空気を加熱するヒータコア（図示せず）が配置されている。エアミックスドアは、車室内への吹出し空気の温度調節機能を有しており、ヒータコアからの温風と蒸発器５から直接流れてくる空気との割合を調節するものである。   Further, in the air conditioning case, an air mix door (not shown) is disposed on the downstream side of the evaporator 5, and on the downstream side of the air mix door, a heater core (FIG. (Not shown) is arranged. The air mix door has a function of adjusting the temperature of the air blown into the passenger compartment, and adjusts the ratio of the warm air from the heater core and the air flowing directly from the evaporator 5.

第２の流路１ｂに設けられた第２膨張弁８は、前述の第１膨張弁４と同様の減圧器である。蓄冷熱交換器１２は蒸発器５に対して並列に設けられている。蓄冷熱交換器１２は、冷凍サイクルの作動媒体である冷媒（例えばＨＦＣ１３４ａ等）と空気と蓄熱材（例えばパラフィン、氷等）との三者間で熱交換が可能な構成を備えている。蓄熱材は冷媒により運ばれる熱（冷たい熱、暖かい熱）等を蓄えることができる。蓄冷（蓄熱材に低温の熱エネルギ（冷熱）を蓄えること）モードでは、蓄熱材の融点よりも低い温度の冷媒を蓄冷熱交換器１２に流通させることにより、蓄熱材が凝固し、凝固潜熱が蓄えられる。放冷（蓄冷した熱を放出すること）モードでは、蓄熱材の融点よりも高い温度の空気を流通させることにより、蓄熱材が加熱されて融解潜熱を受けて融解し液相になる。   The second expansion valve 8 provided in the second flow path 1b is a decompressor similar to the first expansion valve 4 described above. The cold storage heat exchanger 12 is provided in parallel with the evaporator 5. The cold storage heat exchanger 12 has a configuration capable of exchanging heat between a refrigerant (e.g., HFC134a) that is a working medium of the refrigeration cycle, air, and a heat storage material (e.g., paraffin, ice). The heat storage material can store heat (cold heat, warm heat) and the like carried by the refrigerant. In the cold storage (stores low-temperature heat energy (cold heat) in the heat storage material) mode, the heat storage material is solidified by circulating a refrigerant having a temperature lower than the melting point of the heat storage material to the cold storage heat exchanger 12, and the solidification latent heat is generated. Stored. In the cooling mode (releasing the stored heat) mode, air having a temperature higher than the melting point of the heat storage material is circulated, so that the heat storage material is heated and melted by receiving the latent heat of fusion.

蓄冷熱交換器１２は、蓄熱材が充填されている蓄熱材セル１２１と冷媒の通る通路とが隣接して配置される構成を有し、両者間で熱交換を可能としている。さらに、蓄熱材セル１２１と空気が通る通路と隣接して配置される構成を有し、両者間で熱交換を可能としている。このような熱交換器の具体的構成としては、前述の特許文献１に開示される周知の構成をはじめ、種々の構成を採用することができる。例えば、フィンアンドチューブタイプの熱交換器は、二重構造のチューブにおいて蓄熱材を封入する部分と冷媒を通過させる流路とを構成し、さらにチューブ内部と周囲の空気との熱交換を促進するためのフィンをチューブと交互に積層することにより構成する。   The cold storage heat exchanger 12 has a configuration in which a heat storage material cell 121 filled with a heat storage material and a passage through which a refrigerant passes are adjacent to each other, and heat exchange can be performed between the two. Furthermore, it has the structure arrange | positioned adjacent to the channel | path through which the thermal storage material cell 121 and air pass, and enables heat exchange between both. As a specific configuration of such a heat exchanger, various configurations including the well-known configuration disclosed in Patent Document 1 described above can be adopted. For example, a fin-and-tube type heat exchanger forms a portion that encloses a heat storage material in a double-structure tube and a flow path that allows refrigerant to pass through, and further promotes heat exchange between the inside of the tube and the surrounding air. For this purpose, the fins are alternately laminated with the tubes.

蓄冷熱交換器１２と圧縮機２との間には、蓄冷熱交換器１２で蓄熱材が放冷するときに凝縮液化される冷媒を貯めるための貯留空間を形成する蓄冷タンク１２２が設けられている。蓄冷タンク１２２は蓄冷熱交換器１２と一体となって設けられ、当該貯留空間は鉛直方向下方に配置されている。   A cold storage tank 122 is provided between the cold storage heat exchanger 12 and the compressor 2 to form a storage space for storing a refrigerant that is condensed and liquefied when the heat storage material is allowed to cool in the cold storage heat exchanger 12. Yes. The cold storage tank 122 is provided integrally with the cold storage heat exchanger 12, and the storage space is arranged vertically downward.

エアコンＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ１１０およびエアコン操作パネル１０１と双方向に通信可能な構成であり、冷凍サイクルを構成する各機器を制御する制御装置である。エアコンＥＣＵ１００は、空調制御に係る各種制御プログラム、マップ、演算式等が記憶されたマイクロコンピュータ、エンジンＥＣＵ１１０等の外部機器との通信を可能とする通信処理回路、およびマイクロコンピュータで演算された結果に基づいて当該各機器を制御する信号を出力する出力処理回路を内蔵している。   The air conditioner ECU 100 is configured to be capable of bidirectional communication with the engine ECU 110 and the air conditioner operation panel 101, and is a control device that controls each device constituting the refrigeration cycle. The air conditioner ECU 100 includes a microcomputer in which various control programs related to air conditioning control, a map, an arithmetic expression, and the like are stored, a communication processing circuit that enables communication with an external device such as the engine ECU 110, and a result calculated by the microcomputer. An output processing circuit for outputting a signal for controlling each of the devices is incorporated.

マイクロコンピュータは、エンジンＥＣＵ１１０から送信される熱費（エンジンの軸出力を得るために必要とする燃料量）に応じて圧縮機２の吐出容量を制御するとともに上記弁手段の作動を制御することにより、冷凍サイクルの運転モードを決定するプログラムを内蔵している。エアコンＥＣＵ１００は、エアコン操作パネル１０１の操作により出力される信号、内気または外気の温度を検出する内外気検知センサ、日射センサ、蒸発器後センサ１３、エンジン水温センサ等のセンサ群から出力される各信号や、エンジンＥＣＵ１１０から送信される信号に基づいて、吹出口切替ドア、内外気切替ドア、エアミックスドア、電磁クラッチ、送風機、圧縮機２等を制御する。   The microcomputer controls the discharge capacity of the compressor 2 and the operation of the valve means according to the heat cost transmitted from the engine ECU 110 (the amount of fuel necessary to obtain the shaft output of the engine). Built-in program to determine the operation mode of the refrigeration cycle. The air conditioner ECU 100 outputs a signal output by operating the air conditioner operation panel 101, an internal / external air detection sensor that detects the temperature of the internal air or the external air, a solar radiation sensor, a post-evaporator sensor 13, an engine water temperature sensor, and the like. Based on the signal and the signal transmitted from the engine ECU 110, the outlet switching door, the inside / outside air switching door, the air mix door, the electromagnetic clutch, the blower, the compressor 2, and the like are controlled.

次に、上記構成における蒸気圧縮式冷凍サイクル１の作動について、貯冷モード、蓄冷モード、圧縮機２が作動している放冷モード、および圧縮機２が停止している放冷モードを説明する。   Next, regarding the operation of the vapor compression refrigeration cycle 1 in the above configuration, a cold storage mode, a cold storage mode, a cooling mode in which the compressor 2 is operating, and a cooling mode in which the compressor 2 is stopped will be described. .

表１に、各電磁弁９〜１１の開閉状態と、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の３つのモードである貯冷モード、蓄冷モードおよび放冷モードとの関係を示す。
Table 1 shows the relationship between the open / closed states of the electromagnetic valves 9 to 11 and the three modes of the vapor compression refrigeration cycle 1, that is, a cold storage mode, a cold storage mode, and a cooling mode.

Figure 0004924545
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車両走行時のエンジン２１により圧縮機２が駆動され、蒸気圧縮式冷凍サイクル１が作動すると、初期状態（冷媒が第１の流路１ａのみを流れる状態）である貯冷モードが行われる。貯冷モードは、蓄冷タンク１２２の冷熱を用いることなく冷媒が循環するモードである。貯冷モードでは、第１電磁弁９、第２電磁弁および第３電磁弁１１のすべてが閉状態に制御されて、冷媒は第１の流路１ａを循環する。したがって冷媒は、第１膨張弁４、蒸発器５、流路抵抗部６、圧縮機２および凝縮器３の順に流れ、順次循環する。これによって、前述したように空調ケース内に供給される空調空気を冷却する。また冷媒は、蓄冷タンク１２２に流下せず、また蓄冷タンク１２２から圧縮機２に流れないため、蓄冷タンク１２２に蓄えられている冷熱が放出されない。したがって蓄冷タンク１２２の断熱機能によって蓄えられている冷熱は放出することなく保存され、換言すれば貯冷されることになる。   When the compressor 2 is driven by the engine 21 when the vehicle is running and the vapor compression refrigeration cycle 1 is activated, a cold storage mode that is an initial state (a state in which the refrigerant flows only through the first flow path 1a) is performed. The cold storage mode is a mode in which the refrigerant circulates without using the cold heat of the cold storage tank 122. In the cold storage mode, all of the first electromagnetic valve 9, the second electromagnetic valve, and the third electromagnetic valve 11 are controlled to be closed, and the refrigerant circulates through the first flow path 1a. Therefore, the refrigerant flows in the order of the first expansion valve 4, the evaporator 5, the flow path resistance unit 6, the compressor 2 and the condenser 3, and circulates sequentially. As a result, the conditioned air supplied into the air conditioning case is cooled as described above. Further, since the refrigerant does not flow down to the cold storage tank 122 and does not flow from the cold storage tank 122 to the compressor 2, the cold heat stored in the cold storage tank 122 is not released. Therefore, the cold heat stored by the heat insulation function of the cold storage tank 122 is stored without being released, in other words, stored cold.

蒸気圧縮式冷凍サイクル１は、初期状態（冷媒が第１の流路１ａのみを流れる状態）を経てから蓄冷モードに移行する。蓄冷モードは、蓄冷タンク１２２に冷熱を蓄えるモードである。蓄冷モードでは、第１電磁弁９および第３電磁弁１１が開状態に制御され、第２電磁弁１０が閉状態に制御されて、サイクル内の冷媒の流れは二つの経路を形成する。一つは圧縮機２、凝縮器３、第１膨張弁４、蒸発器５、流路抵抗部６、圧縮機２の順に流れる経路であり、もう一つは圧縮機２、凝縮器３、第２膨張弁８、第１電磁弁９、蓄冷熱交換器１２、第３電磁弁１１、圧縮機２の順に流れる経路である。そして、圧縮機２から吐出された冷媒は凝縮器３で凝縮液化される。凝縮器３を流出した冷媒の一部は、第１膨張弁４で減圧膨張された後、蒸発器５で周囲の空気から吸熱することで蒸発し、周囲の空気を冷却する。蒸発器５で蒸発した冷媒は、流路抵抗部６で減圧された後、圧縮機２の吸込み側の合流部１７で第２の流路１ｂを流れてきた冷媒と合流して圧縮機２に吸入される。   The vapor compression refrigeration cycle 1 shifts to the cold storage mode after passing through an initial state (a state where the refrigerant flows only through the first flow path 1a). The cold storage mode is a mode in which cold heat is stored in the cold storage tank 122. In the cold storage mode, the first electromagnetic valve 9 and the third electromagnetic valve 11 are controlled to be in the open state, and the second electromagnetic valve 10 is controlled to be in the closed state, so that the refrigerant flow in the cycle forms two paths. One is a path that flows in the order of the compressor 2, the condenser 3, the first expansion valve 4, the evaporator 5, the flow path resistance 6, and the compressor 2, and the other is the compressor 2, the condenser 3, the first, 2 is a path that flows in the order of the expansion valve 8, the first electromagnetic valve 9, the cold storage heat exchanger 12, the third electromagnetic valve 11, and the compressor 2. The refrigerant discharged from the compressor 2 is condensed and liquefied by the condenser 3. A part of the refrigerant flowing out of the condenser 3 is decompressed and expanded by the first expansion valve 4 and then evaporated by absorbing heat from the surrounding air by the evaporator 5 to cool the surrounding air. The refrigerant evaporated in the evaporator 5 is decompressed by the flow path resistance unit 6, and then merged with the refrigerant that has flowed through the second flow path 1 b at the merging portion 17 on the suction side of the compressor 2, to the compressor 2. Inhaled.

一方、凝縮器３を流出した冷媒の残部は、第１膨張弁４と凝縮器３との間の第１膨張弁４よりも上流側の分岐部１４で分岐して第２の流路１ｂに流入し、第２膨張弁８により減圧膨張されて第１電磁弁９を通った後、蓄冷熱交換器１２の冷媒通路に流入する。蓄冷熱交換器１２では、冷媒が蒸発することにより、蓄熱材セル１２１内の蓄熱材が加熱状態から冷却され、低温の熱のエネルギー（冷熱）が蓄熱材に蓄冷されることになる。蓄冷熱交換器１２を流出した冷媒は、第３電磁弁１１を通り、圧縮機２の吸込み側の合流部１７で第１の流路１ａを流れてきた冷媒に合流して圧縮機２に吸入される。蓄熱材への蓄冷が完了すると、蓄冷熱交換器１２での冷媒と蓄熱材との間の熱移動が停止する。   On the other hand, the remaining refrigerant that has flowed out of the condenser 3 branches off at the branching section 14 upstream of the first expansion valve 4 between the first expansion valve 4 and the condenser 3 and enters the second flow path 1b. It flows in, is decompressed and expanded by the second expansion valve 8, passes through the first electromagnetic valve 9, and then flows into the refrigerant passage of the cold storage heat exchanger 12. In the cold storage heat exchanger 12, the refrigerant evaporates, whereby the heat storage material in the heat storage material cell 121 is cooled from the heated state, and low-temperature heat energy (cold heat) is stored in the heat storage material. The refrigerant that has flowed out of the cold storage heat exchanger 12 passes through the third electromagnetic valve 11, joins the refrigerant that has flowed through the first flow path 1 a at the merging portion 17 on the suction side of the compressor 2, and is sucked into the compressor 2. Is done. When the cold storage to the heat storage material is completed, the heat transfer between the refrigerant and the heat storage material in the cold storage heat exchanger 12 is stopped.

次に放冷モードについて説明する。放冷モードは冷凍サイクルの冷媒を介して蓄熱材の蓄積された熱量を放冷するモードである。蓄冷モードが完了した段階で第１電磁弁９および第３電磁弁１１が閉状態に制御され、第２電磁弁１０が開状態に制御されると、放冷モードが開始される。このときの冷凍サイクル内の冷媒の流れは、第１の流路１ａを流通する経路と、蒸発器５よりも下流側の分岐部１５から分流しバイパス流路１ｃを介して蓄冷熱交換器１２内に流入する経路と、になる。放冷モードにおいてバイパス流路１ｃを通って蓄冷熱交換器１２に流入する冷媒の流量は、蓄熱材セル１２１内の蓄熱材の温度と蒸発器５の出口温度とによって決まる両者間の圧力差に比例するようになる。この蓄冷熱交換器１２に流入する冷媒流量は、上記初期状態に対して高圧側の冷媒圧力（凝縮器３での冷媒圧力）の低下分に相当するので、放冷モードでは初期状態や蓄冷モードに対して高圧側冷媒が圧力低下し、冷凍サイクルのＣＯＰが向上することになる。   Next, the cooling mode will be described. The cooling mode is a mode in which the amount of heat accumulated in the heat storage material is allowed to cool through the refrigerant of the refrigeration cycle. When the cool storage mode is completed, the first solenoid valve 9 and the third solenoid valve 11 are controlled to be closed, and when the second solenoid valve 10 is controlled to be opened, the cool discharge mode is started. At this time, the refrigerant flow in the refrigeration cycle is branched from the path through the first flow path 1a and the branch section 15 on the downstream side of the evaporator 5, and the regenerative heat exchanger 12 via the bypass flow path 1c. It becomes the route which flows in. In the cooling mode, the flow rate of the refrigerant flowing into the regenerator heat exchanger 12 through the bypass channel 1c is a pressure difference between the two determined by the temperature of the regenerator material in the regenerator cell 121 and the outlet temperature of the evaporator 5. It becomes proportional. The flow rate of refrigerant flowing into the cold storage heat exchanger 12 corresponds to a decrease in the refrigerant pressure on the high pressure side (refrigerant pressure in the condenser 3) with respect to the initial state. On the other hand, the pressure of the high-pressure side refrigerant is reduced, and the COP of the refrigeration cycle is improved.

一方、車両が停止し、例えばアイドリングストップの所定の条件が満たされるとエンジンＥＣＵ１１０がエンジン２１を停止し、圧縮機２も停止する。このような圧縮機２が停止した場合にも、第１電磁弁９、第２電磁弁１０および第３電磁弁１１のすべてが閉状態に制御される貯冷モードが実施される。また、このような圧縮機２が停止した場合の放冷モード時には、第１電磁弁９および第３電磁弁１１が閉状態に制御され、第２電磁弁１０が開状態に制御される。このとき、冷凍サイクルでは、残圧により、高圧側である凝縮器３から低圧側である蒸発器５に向けて冷媒が流れる。そして、蒸発器５を流出した後の冷媒はバイパス流路１ｃから分流して第２の流路１ｂに流れ込み、蓄冷熱交換器１２内に流入する。また、この放冷モードによると、圧縮機２が停止していても、車室内の乗員に対して冷房を供給でき、不快感を与えないようにできる。さらに放冷モードにおいて、車両が走行状態に移行するとエンジンＥＣＵ１１０がエンジン２１を起動し、圧縮機２も作動されると、他のモードに移行する。   On the other hand, when the vehicle stops and, for example, a predetermined condition of idling stop is satisfied, engine ECU 110 stops engine 21 and compressor 2 also stops. Even when the compressor 2 is stopped, a cold storage mode in which all of the first electromagnetic valve 9, the second electromagnetic valve 10, and the third electromagnetic valve 11 are controlled to be closed is performed. In the cooling mode when the compressor 2 is stopped, the first solenoid valve 9 and the third solenoid valve 11 are controlled to be closed, and the second solenoid valve 10 is controlled to be opened. At this time, in the refrigeration cycle, the refrigerant flows from the condenser 3 on the high pressure side toward the evaporator 5 on the low pressure side due to the residual pressure. Then, the refrigerant that has flowed out of the evaporator 5 is diverted from the bypass flow path 1 c, flows into the second flow path 1 b, and flows into the cold storage heat exchanger 12. Further, according to this cooling mode, even when the compressor 2 is stopped, it is possible to supply cooling to the passengers in the passenger compartment, so as not to cause discomfort. Furthermore, in the cool-down mode, the engine ECU 110 starts the engine 21 when the vehicle shifts to the running state, and shifts to another mode when the compressor 2 is also operated.

また、この放冷モードでは第１膨張弁４がノーマルクローズタイプの場合、第１膨張弁４は閉じられているが、高圧側の凝縮器３等に残圧が残っている間は液冷媒がブリードポート７を通過して蒸発器５に流入可能となり、蒸発器５による冷房能力の維持を助けることができる。また、この放冷モードによると、圧縮機２が停止していても、車室内の乗員に対して冷房を供給でき、不快感を与えないようにできる。さらに放冷モードにおいて、車両が走行状態に移行するとエンジンＥＣＵ１１０がエンジン２１を起動し、圧縮機２も作動されると、上記蓄冷モードに移行する。   In this cooling mode, when the first expansion valve 4 is a normally closed type, the first expansion valve 4 is closed, but the liquid refrigerant remains while the residual pressure remains in the high pressure side condenser 3 and the like. It becomes possible to flow into the evaporator 5 through the bleed port 7 and help maintain the cooling capacity by the evaporator 5. Further, according to this cooling mode, even when the compressor 2 is stopped, it is possible to supply cooling to the passengers in the passenger compartment, so as not to cause discomfort. Further, in the cool-down mode, when the vehicle shifts to the running state, the engine ECU 110 starts the engine 21 and when the compressor 2 is also operated, shifts to the cool storage mode.

図２は、エンジンＥＣＵ１１０の構成と、入力および出力される各機器とを示したブロック図である。エンジンＥＣＵ１１０は、図２に示すように、エアコンＥＣＵ１００と双方向に通信可能な構成である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of engine ECU 110 and the devices that are input and output. As shown in FIG. 2, engine ECU 110 is configured to be capable of bidirectional communication with air conditioner ECU 100.

エンジンＥＣＵ１１０は、回転数信号、車速信号、ブレーキ信号等のエンジン２１の運転状況を検出するセンサ群に基づいて、電子燃料噴射装置を有するエンジン２１を制御するとともに、エアコンＥＣＵ１００にエンジン２１の運転状況を伝達する制御装置である。   The engine ECU 110 controls the engine 21 having the electronic fuel injection device based on a group of sensors that detect the operation state of the engine 21 such as a rotation speed signal, a vehicle speed signal, a brake signal, and the like. It is the control device which transmits.

図２に示すように、エンジンＥＣＵ１１０は、エアコンＥＣＵ１００等の外部機器と双方向通信を行うための通信処理回路１１５と、入力される信号を処理する入力処理回路１１１と、各種検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１１４と、各種制御プログラム、マップ、演算式等を内蔵し入力処理回路１１１等から入力されたデータを用いて演算を実行するマイクロコンピュータ１１２と、マイクロコンピュータ１１２での演算結果に基づいて電気信号を出力する出力処理回路１１３と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the engine ECU 110 includes a communication processing circuit 115 for performing bidirectional communication with an external device such as the air conditioner ECU 100, an input processing circuit 111 for processing an input signal, and various detection signals. An A / D conversion circuit 114 that performs D conversion, a microcomputer 112 that incorporates various control programs, maps, arithmetic expressions, and the like, and that performs operations using data input from the input processing circuit 111 and the like; And an output processing circuit 113 that outputs an electric signal based on the calculation result.

エンジン２１に吸入される空気量を計測する空気量計測器１１６およびスロットル位置検出器１１７からの電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１４に入力されて変換された後、マイクロコンピュータ１１２に入力される。エンジン２１に吸入される空気量を計測する空気量計測器１１６およびスロットル位置検出器１１７からの電気信号は、クランク角度検出器１１８によって検出されたクランク軸の角度の電気信号は、入力処理回路１１１に入力された後、マイクロコンピュータ１１２に入力される。マイクロコンピュータ１１２は、演算結果に基づいてインジェクタ１１９およびインジェクションコイル１２０に電気信号を出力し、インジェクションコイル１２０は入力された電気信号に応じて点火プラグ１２３を作動させる。   Electric signals from the air amount measuring device 116 and the throttle position detector 117 for measuring the amount of air taken into the engine 21 are input to the A / D conversion circuit 114 and converted, and then input to the microcomputer 112. . The electric signal from the air amount measuring device 116 and the throttle position detector 117 for measuring the amount of air sucked into the engine 21 is the crankshaft angle electric signal detected by the crank angle detector 118 is the input processing circuit 111. And then input to the microcomputer 112. The microcomputer 112 outputs an electrical signal to the injector 119 and the injection coil 120 based on the calculation result, and the injection coil 120 operates the spark plug 123 according to the input electrical signal.

このような構成により、エンジンＥＣＵ１１０は、エンジン２１の回転数信号、車速信号、ブレーキ信号などに基づいて停車状態を検出すると、点火装置の電源遮断や、燃料噴射の停止などを行い、エンジン２１を自動的に停止する。エンジン２１の停止後、運転者の運転操作により車両を発進させる状態に移行すると、エンジンＥＣＵ１１０は、アクセル信号などに基づいて発進状態を認識し、エンジン２１を始動する。   With such a configuration, when the engine ECU 110 detects a stop state based on the engine speed signal, vehicle speed signal, brake signal, etc., the engine ECU 110 shuts off the ignition device, stops fuel injection, etc. Stop automatically. After the engine 21 is stopped, when the vehicle is shifted to a state where the vehicle is started by a driver's driving operation, the engine ECU 110 recognizes the start state based on an accelerator signal or the like and starts the engine 21.

以下に、エンジンＥＣＵ１１０により実行されるエンジン制御プログラムのルーチンを図３にしたがって説明する。図３は、エンジンＥＣＵ１１０によって演算されるエンジン制御プログラムの演算処理手順を示したフローチャートである。図３に示す制御プログラムはエンジンＥＣＵ１１０のマイクロコンピュータ１１２に予め記憶されている。   Hereinafter, the routine of the engine control program executed by the engine ECU 110 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a calculation processing procedure of the engine control program calculated by engine ECU 110. The control program shown in FIG. 3 is stored in advance in the microcomputer 112 of the engine ECU 110.

エンジンＥＣＵ１１０は、まずステップ１で、空気量計測器１１６によって検出された吸入空気量（ｌ／ｈ）を読み込み、ステップ２で、クランク角度検出器１１８によって検出されたパルス信号によりエンジン回転数（ｒｐｍ）を演算する。次に、エンジンＥＣＵ１１０は、エンジン回転数と吸入空気量をパラメータとして予め内蔵しているマップを検索し、抽出したマップを用いて基本燃料噴射量（ｍｇ／ｓｔｒ）を演算する（ステップ３）。この基本燃料噴射量はエンジン２１の特性に基づいた所定の補正マップによって補正され、補正燃料噴射量が演算される（ステップ４）。そして、エンジンＥＣＵ１１０は、１回噴射当たりの燃料噴射量（ｍｇ／ｓｔｒ）を演算する（ステップ５）とともに、単位時間当たりの全燃料噴射量（ｇ／ｓ）を演算する（ステップ６）。エンジンＥＣＵ１１０は、これらの演算結果に応じてインジェクタ１１９を制御する。   The engine ECU 110 first reads the intake air amount (l / h) detected by the air amount measuring device 116 in step 1, and in step 2, the engine speed (rpm) is detected based on the pulse signal detected by the crank angle detector 118. ) Is calculated. Next, the engine ECU 110 searches a map that is built in advance using the engine speed and the intake air amount as parameters, and calculates a basic fuel injection amount (mg / str) using the extracted map (step 3). This basic fuel injection amount is corrected by a predetermined correction map based on the characteristics of the engine 21, and a corrected fuel injection amount is calculated (step 4). The engine ECU 110 calculates the fuel injection amount (mg / str) per injection (step 5) and calculates the total fuel injection amount (g / s) per unit time (step 6). Engine ECU 110 controls injector 119 in accordance with these calculation results.

次に、エンジンＥＣＵ１１０は、ステップ７で、基本燃料噴射に基づくエンジン２１の軸出力を推定する演算を実施する。エンジン２１の軸出力の推定は、予め内蔵されている図４に示す複数のマップと、前述のエンジン回転数および吸入空気量とを用いて求められる。図４は、基本燃料噴射によるエンジン２１の軸出力の推定演算で用いられるマップである。さらに、エンジンＥＣＵ１１０は、ステップ７で求められたエンジン２１の軸出力の推定値を、ステップ４で求められた補正燃料噴射量によって所定の補正マップを用いて補正して、エンジン２１の軸出力を補正する（ステップ８）。   Next, in step 7, the engine ECU 110 performs a calculation for estimating the shaft output of the engine 21 based on the basic fuel injection. The estimation of the shaft output of the engine 21 is obtained by using a plurality of maps shown in FIG. 4 built in advance and the above-described engine speed and intake air amount. FIG. 4 is a map used in the estimation calculation of the shaft output of the engine 21 by basic fuel injection. Further, the engine ECU 110 corrects the estimated value of the shaft output of the engine 21 obtained in step 7 by using a predetermined correction map based on the corrected fuel injection amount obtained in step 4 to obtain the shaft output of the engine 21. Correction is performed (step 8).

次に、エンジンＥＣＵ１１０は、ステップ９で熱費（ｇ／ｋｗ）を演算する。熱費は、算出されたエンジンの軸出力を得るために必要とする燃料量である。熱費は、例えば、この燃料量をエンジンの軸出力（ｋｗ）で除した値である。このステップ９では、ステップ６で算出された全燃料噴射量をステップ８で求めた軸出力で除することにより、熱費を算出する。そして、エンジンＥＣＵ１１０は、ステップ１０で、熱費の演算結果をエアコンＥＣＵ１００に送信した後、最初にステップに戻り、以降の各ステップを繰り返し実施する。   Next, engine ECU 110 calculates the heat cost (g / kw) in step 9. The heat cost is the amount of fuel required to obtain the calculated engine shaft output. The heat cost is, for example, a value obtained by dividing the fuel amount by the shaft output (kw) of the engine. In this step 9, the heat cost is calculated by dividing the total fuel injection amount calculated in step 6 by the shaft output obtained in step 8. Then, in step 10, engine ECU 110 transmits the calculation result of the heat cost to air conditioner ECU 100, and then returns to step first and repeats the subsequent steps.

次に、車室内の空調を目的とする圧縮機２の制御プログラムのルーチンを図５にしたがって説明する。図５はエアコンＥＣＵ１００によって実行される圧縮機の制御プログラムの演算処理手順を示したフローチャートである。この圧縮機２の制御は、電源が投入されると、空調設定温度を満たす空調が行うために常時実施されるものである。この圧縮機２の制御プログラムは、エアコンＥＣＵ１００のマイクロコンピュータに予め記憶されている。   Next, the routine of the control program for the compressor 2 for the purpose of air conditioning in the passenger compartment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a calculation processing procedure of a compressor control program executed by the air conditioner ECU 100. When the power is turned on, the control of the compressor 2 is always performed in order to perform air conditioning that satisfies the air conditioning set temperature. The control program for the compressor 2 is stored in advance in the microcomputer of the air conditioner ECU 100.

この制御においては、エアコンＥＣＵ１００は、まず、エアコンＥＣＵ１００に電源が投入された直後（エアコンの電源投入直後）に、第１電磁弁９、第２電磁弁１０および第３電磁弁１１をすべて閉じ、圧縮機２を起動させることにより、第１の流路１ａのみに冷媒を流す初期状態を設定する（ステップ２０）。このときエアコンＥＣＵ１００は、電磁制御弁２ａに与える出力電流Ｉｃを電流値Ｉ０とし、圧縮機２の吐出容量を制御する。この初期状態では前述のように貯冷モードが行われる。   In this control, the air conditioner ECU 100 first closes the first solenoid valve 9, the second solenoid valve 10, and the third solenoid valve 11 immediately after the air conditioner ECU 100 is turned on (immediately after the air conditioner is turned on). By starting up the compressor 2, an initial state is set in which the refrigerant flows only in the first flow path 1a (step 20). At this time, the air conditioner ECU 100 controls the discharge capacity of the compressor 2 by setting the output current Ic applied to the electromagnetic control valve 2a to a current value I0. In this initial state, the cold storage mode is performed as described above.

次に、エアコンＥＣＵ１００には、エアコン操作パネル１０１が操作されることにより設定された空調設定温度Ｔｔが入力され（ステップ２１）、さらに蒸発器後センサ１３によって検出された蒸発器５を流出後の冷媒の温度Ｔｒが入力される（ステップ２２）。そして、ステップ２３では、蒸発器後の冷媒温度Ｔｒが空調設定温度Ｔｔよりも高温であるか否かが判定される。蒸発器後の冷媒温度Ｔｒの方が高温である場合には、冷房能力を増加させるために、エアコンＥＣＵ１００は、電磁制御弁２ａに与える出力電流Ｉｃを増加させる（ステップ２４）。逆に空調設定温度Ｔｔの方が高温である場合には、冷房能力を低下させるために、エアコンＥＣＵ１００は電磁制御弁２ａに与える出力電流Ｉｃを低減する（ステップ２４）。   Next, the air conditioner set temperature Tt set by operating the air conditioner operation panel 101 is input to the air conditioner ECU 100 (step 21), and further after flowing out the evaporator 5 detected by the post-evaporator sensor 13. The refrigerant temperature Tr is input (step 22). In step 23, it is determined whether or not the refrigerant temperature Tr after the evaporator is higher than the air conditioning set temperature Tt. When the refrigerant temperature Tr after the evaporator is higher, the air conditioner ECU 100 increases the output current Ic applied to the electromagnetic control valve 2a in order to increase the cooling capacity (step 24). Conversely, when the air conditioning set temperature Tt is higher, the air conditioner ECU 100 reduces the output current Ic applied to the electromagnetic control valve 2a in order to reduce the cooling capacity (step 24).

このようにして蒸発器後の冷媒温度Ｔｒと空調設定温度Ｔｔとが等しくなるように電磁制御弁２ａに与える出力電流がフィードバック制御され、圧縮機２の吐出容量が調節されるので、蒸発器５の冷房能力が適正に制御される。したがって、本制御による空調は車室内の空調設定温度Ｔｔを満たすようになる。なお、本制御において蒸発器後の冷媒温度Ｔｒの代わりに、フィン温度センサによって検出された蒸発器５のフィン温度、または蒸発器５を通過した後の空気温度を用いてもよい。   Thus, the output current applied to the electromagnetic control valve 2a is feedback-controlled so that the refrigerant temperature Tr after the evaporator becomes equal to the air conditioning set temperature Tt, and the discharge capacity of the compressor 2 is adjusted. The cooling capacity is properly controlled. Therefore, the air conditioning according to this control satisfies the air conditioning set temperature Tt in the passenger compartment. In this control, instead of the refrigerant temperature Tr after the evaporator, the fin temperature of the evaporator 5 detected by the fin temperature sensor or the air temperature after passing through the evaporator 5 may be used.

この初期状態における冷媒状態について図１０にしたがって説明する。図１０は初期状態（貯冷モード時）の圧力・エンタルピー図である。初期状態の冷媒の流れは、圧縮機２→凝縮器３→第１膨張弁４→蒸発器５→流路抵抗部６→圧縮機２の流れであり、図１０のモリエル線図に対応させると、ａ０→ｂ→ｃ→ｄ→ａ→ａ０で示す流れが対応する。この初期状態では蒸発器５によって周囲の空気が冷却されて冷房を行う。圧力Ｐａと圧力Ｐａ０との差は、流路抵抗部６によって生じる圧力差である。初期状態での冷凍サイクルの効率は、Ｑ０／Ｗ０となる。   The refrigerant state in this initial state will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a pressure / enthalpy diagram in the initial state (in the cold storage mode). The refrigerant flow in the initial state is the flow of the compressor 2 → the condenser 3 → the first expansion valve 4 → the evaporator 5 → the flow path resistance unit 6 → the compressor 2, and corresponds to the Mollier diagram of FIG. , A0 → b → c → d → a → a0. In this initial state, the surrounding air is cooled by the evaporator 5 to perform cooling. The difference between the pressure Pa and the pressure Pa0 is a pressure difference generated by the flow path resistance unit 6. The efficiency of the refrigeration cycle in the initial state is Q0 / W0.

次に、エアコンＥＣＵ１００が、エンジンＥＣＵ１１０から受信した熱費の演算結果に応じて冷凍サイクルの作動を制御する冷凍サイクル制御を図６〜図１２にしたがって説明する。図６は、本冷凍サイクル制御におけるサイクルモードと各パラメータ（車速、エンジン回転数および熱費）との関係を示した図である。図７は、エアコンＥＣＵ１００による冷凍サイクルの制御プログラムの演算処理手順を示したフローチャートである。この熱費は前述したようにこのときのエンジンの軸出力を得るために必要とする燃料量を当該軸出力で割り算した値である。   Next, the refrigeration cycle control in which the air conditioner ECU 100 controls the operation of the refrigeration cycle according to the calculation result of the heat cost received from the engine ECU 110 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the cycle mode and the parameters (vehicle speed, engine speed, and heat cost) in the main refrigeration cycle control. FIG. 7 is a flowchart showing the calculation processing procedure of the control program for the refrigeration cycle by the air conditioner ECU 100. As described above, the heat cost is a value obtained by dividing the amount of fuel required to obtain the shaft output of the engine at this time by the shaft output.

図６に示すように、車両は、エンジンの始動からアイドル発進、加速、定速走行、制動減速、停止といった各運転状態において、一般的に熱費はアイドリング時が最も大きく、減速制動時が最も小さくなり、加速時および定速時がその中間の値になる。そして、本冷凍サイクル制御では、熱費（ｇ／ｋｗ）の大きさに応じて、冷凍サイクルモードを放冷モード、貯冷モード、または蓄冷モードに設定し、走行燃費を向上させるものである。特に、本冷凍サイクル制御では、走行燃費が最大となるように、エンジン２１が負荷をかけず低速で空転しているアイドリング状態において、熱費の大きさに応じて冷凍サイクルモードを放冷モードまたは蓄冷モードに設定する。   As shown in FIG. 6, the vehicle generally has the largest heat cost during idling and the most during deceleration braking in each operation state from engine start to idle start, acceleration, constant speed running, braking deceleration, and stopping. It becomes smaller, and the value at the time of acceleration and constant speed becomes an intermediate value. In this refrigeration cycle control, the refrigeration cycle mode is set to the cool-down mode, the cool-storage mode, or the cool-storage mode according to the magnitude of the heat cost (g / kw), and the traveling fuel consumption is improved. In particular, in the present refrigeration cycle control, in the idling state where the engine 21 is idling at a low speed without applying a load so that the traveling fuel consumption is maximized, the refrigeration cycle mode is set to the cooling mode or the cooling mode according to the amount of heat cost Set to cold storage mode.

本冷凍サイクルの作動の制御プログラムのルーチンを図７にしたがって説明する。この本冷凍サイクルの作動の制御プログラムは、エアコンＥＣＵ１００のマイクロコンピュータに予め記憶されている。この制御において、まずエアコンＥＣＵ１００は、前述のステップ１０でエンジンＥＣＵ１１０から送信された熱費Ｎｈの演算結果を受信する（ステップ３０）。エアコンＥＣＵ１００は、ステップ４０で熱費Ｎｈのレベルの判定を行う。ステップ４０では、熱費Ｎｈの大きさによって蓄冷モード、貯冷モード、放冷モードのうち、いずれのモードに冷凍サイクルの冷媒流れを制御するかを判定する。   The routine of the control program for the operation of the refrigeration cycle will be described with reference to FIG. A control program for the operation of the main refrigeration cycle is stored in advance in the microcomputer of the air conditioner ECU 100. In this control, the air conditioner ECU 100 first receives the calculation result of the heat cost Nh transmitted from the engine ECU 110 in step 10 described above (step 30). In step 40, the air conditioner ECU 100 determines the level of the heat cost Nh. In step 40, it is determined in which mode the refrigerant flow of the refrigeration cycle is to be controlled among the cold storage mode, the cold storage mode, and the cooling mode depending on the magnitude of the heat cost Nh.

ステップ４０において、熱費Ｎｈが第１の閾値Ｎａよりも小さいと判定されると、エアコンＥＣＵ１００は、蓄冷モードを実施するために、第１電磁弁９および第３電磁弁１１を開き、第２電磁弁１０を閉じるように制御し（ステップ４０１）、さらに電磁制御弁２ａへの出力電流Ｉｃを１度だけ第１の所定値分（ΔＩ１）増加させて圧縮機２の吐出容量を増加させるようにする（ステップ４０２）。そして、最初のステップ３０に戻り、本制御のルーチンを反復する。   If it is determined in step 40 that the heat cost Nh is smaller than the first threshold value Na, the air conditioner ECU 100 opens the first electromagnetic valve 9 and the third electromagnetic valve 11 to implement the cold storage mode, and the second The electromagnetic valve 10 is controlled to be closed (step 401), and the output current Ic to the electromagnetic control valve 2a is increased by a first predetermined value (ΔI1) by 1 degree so that the discharge capacity of the compressor 2 is increased. (Step 402). Then, the process returns to the first step 30 to repeat this control routine.

ステップ４０１および４０２が処理された場合の蓄冷モード時の冷媒状態について図８にしたがって説明する。図８は蓄冷モード時の圧力・エンタルピー図である。蓄冷モード時の冷媒は二つの流れを形成する。一つは、圧縮機２→凝縮器３→第１膨張弁４→蒸発器５→流路抵抗部６→圧縮機２の流れであり、図８ではａ０→ｂ１→ｃ１→ｄ１→ａ→ａ０で示す流れが対応する。もう一つは、圧縮機２→凝縮器３→第２膨張弁８→第１電磁弁９→蓄冷熱交換器１２→第３電磁弁１１→圧縮機２の流れであり、図８のモリエル線図に対応させると、ａ０→ｂ１→ｃ１→ｄ０→ａ０で示す流れが対応する。また、図８においてａ０→ｂ→ｃ→ｄ→ａ→ａ０の破線で示す流れは、初期状態（貯冷モード時）の冷媒流れである。このモードでは、蒸発器５によって周囲の空気が冷却されて冷房を提供するとともに、低温の熱のエネルギー（冷熱）が蓄熱材に蓄冷される。   The refrigerant state in the cold storage mode when steps 401 and 402 are processed will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a pressure / enthalpy diagram in the cold storage mode. The refrigerant in the cold storage mode forms two flows. One is the flow of the compressor 2 → the condenser 3 → the first expansion valve 4 → the evaporator 5 → the flow path resistance 6 → the compressor 2, and in FIG. 8, a 0 → b 1 → c 1 → d 1 → a → a 0. The flow shown by corresponds. The other is the flow of the compressor 2 → the condenser 3 → the second expansion valve 8 → the first electromagnetic valve 9 → the regenerative heat exchanger 12 → the third electromagnetic valve 11 → the compressor 2. Corresponding to the figure, the flow shown by a0 → b1 → c1 → d0 → a0 corresponds. In FIG. 8, the flow indicated by the broken lines a0 → b → c → d → a → a0 is the refrigerant flow in the initial state (in the cold storage mode). In this mode, ambient air is cooled by the evaporator 5 to provide cooling, and low-temperature heat energy (cold heat) is stored in the heat storage material.

凝縮器３の入口圧力Ｐｂ１は、初期状態（貯冷モード時）における凝縮器３の入口圧力Ｐｂよりも高くなる。この圧力上昇分（Ｐｂ１−Ｐｂ）は、前述のステップ４０２で圧縮機２の吐出容量を増加させたことによるものである。   The inlet pressure Pb1 of the condenser 3 is higher than the inlet pressure Pb of the condenser 3 in the initial state (in the cold storage mode). This pressure increase (Pb1-Pb) is due to the increase in the discharge capacity of the compressor 2 in step 402 described above.

このように熱費Ｎｈが小さいときには蓄冷モードに設定して蓄冷タンク１２２に、低温の熱エネルギー（冷熱）を蓄える。さらに圧縮機２の吐出容量を初期状態よりも増加させるため、圧縮機２の仕事量が大きくなり、見かけ上の冷凍サイクルの効率Ｑ１／Ｗ１は初期状態（Ｑ０／Ｗ０）よりも低くなる。   As described above, when the heat cost Nh is small, the cold storage mode is set and the low temperature heat energy (cold heat) is stored in the cold storage tank 122. Further, since the discharge capacity of the compressor 2 is increased from the initial state, the work amount of the compressor 2 increases, and the apparent efficiency Q1 / W1 of the refrigeration cycle becomes lower than the initial state (Q0 / W0).

図１１は、各モード時の蓄熱材の温度変化を示した図である。この蓄冷モードにおいては、図１１に示すように、蓄熱材の温度は初期状態から低下しており、融点より低い温度の冷媒が蓄冷熱交換器１２を流れるようになっている（ｔ０〜ｔ３）。一方で、ｔ１〜ｔ２では潜熱に相当する熱量が放出されている。   FIG. 11 is a diagram showing a temperature change of the heat storage material in each mode. In this cool storage mode, as shown in FIG. 11, the temperature of the heat storage material is lowered from the initial state, and refrigerant having a temperature lower than the melting point flows through the cool storage heat exchanger 12 (t0 to t3). . On the other hand, an amount of heat corresponding to latent heat is released from t1 to t2.

また、ステップ４０において、熱費Ｎｈが第２の閾値Ｎｂよりも大きいと判定されると、エアコンＥＣＵ１００は、放冷モードを実施するために、第１電磁弁９および第３電磁弁１１を閉じ、第２電磁弁１０を開くように制御し（ステップ４２１）、さらに電磁制御弁２ａへの出力電流Ｉｃを第２の所定値分（ΔＩ２）減少させて圧縮機２の吐出容量を減少させるようにする（ステップ４２２）。そして、最初のステップ３０に戻り、本制御のルーチンを反復する。   If it is determined in step 40 that the heat cost Nh is greater than the second threshold value Nb, the air conditioner ECU 100 closes the first electromagnetic valve 9 and the third electromagnetic valve 11 in order to perform the cooling mode. The second electromagnetic valve 10 is controlled to open (step 421), and the output current Ic to the electromagnetic control valve 2a is further reduced by a second predetermined value (ΔI2) to reduce the discharge capacity of the compressor 2. (Step 422). Then, the process returns to the first step 30 to repeat this control routine.

ステップ４２１および４２２が処理された場合の放冷モード時の冷媒状態について図９にしたがって説明する。図９は放冷モード時の圧力・エンタルピー図である。放冷モード時の冷媒の流れは、圧縮機２→凝縮器３→第１膨張弁４→蒸発器５→流路抵抗部６→圧縮機２の流れと、蒸発器５を流出した冷媒の一部が第２電磁弁１０を介して蓄冷熱交換器１２に流入する流れである。図９のモリエル線図に対応させると、ａ→ｂ２→ｃ２→ｄ２→ａのようになる。   The refrigerant state in the cooling mode when steps 421 and 422 are processed will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a pressure / enthalpy diagram in the cooling mode. The flow of the refrigerant in the cooling mode is as follows: the compressor 2 → the condenser 3 → the first expansion valve 4 → the evaporator 5 → the flow path resistance unit 6 → the flow of the compressor 2 and the refrigerant flowing out of the evaporator 5. The part flows into the cold storage heat exchanger 12 via the second electromagnetic valve 10. Corresponding to the Mollier diagram of FIG. 9, a → b2 → c2 → d2 → a.

このモードでは、凝縮器３の入口圧力Ｐｂ２（高圧側圧力）は、初期状態（貯冷モード時）における凝縮器３の入口圧力Ｐｂよりも低くなる。この圧力低下分（Ｐｂ−Ｐｂ２）は、前述のステップ４２２で放冷している間は圧縮機２の吐出容量を減少させる処理を行うことによるものであり、これにより圧縮機２の仕事量が小さくなり、見かけ上の冷凍サイクルの効率Ｑ２／Ｗ２は初期状態（Ｑ０／Ｗ０）よりも高くなる。また、圧力低下分（Ｐｂ−Ｐｂ２）は蓄冷熱交換器１２に流入する冷媒流量Ｇｒｃに相当する。   In this mode, the inlet pressure Pb2 (high pressure side pressure) of the condenser 3 is lower than the inlet pressure Pb of the condenser 3 in the initial state (in the cold storage mode). This pressure drop (Pb−Pb2) is due to the process of reducing the discharge capacity of the compressor 2 while it is allowed to cool in step 422 described above, whereby the work amount of the compressor 2 is reduced. As a result, the efficiency Q2 / W2 of the apparent refrigeration cycle becomes higher than the initial state (Q0 / W0). Further, the pressure drop (Pb−Pb2) corresponds to the refrigerant flow rate Grc flowing into the cold storage heat exchanger 12.

また、第２電磁弁１０を通過する冷媒流量Ｇｒｃは、蓄冷熱交換器１２の蓄熱材セル１２１での蓄熱材温度Ｔｃで決まる冷媒圧力Ｐｃと蒸発器５出口の冷媒温度で決まる冷媒圧力Ｐｒとの差によって算出でき、これに比例する。ＴｒがＴｃよりも高いときはＰｒがＰｃよりも大きい値となり、この圧力差に比例するＧｒｃが蓄冷熱交換器１２に流入することになる。潜熱を吸収する間は、流入した冷媒は液化されるため、冷媒の流入は継続する。この放冷モードにおいては（ｔ４〜ｔ７）、図１１に示すように、蓄熱材の温度は放冷の進行とともに段階的に上昇している。   The refrigerant flow rate Grc passing through the second electromagnetic valve 10 is determined by the refrigerant pressure Pc determined by the heat storage material temperature Tc in the heat storage material cell 121 of the cold storage heat exchanger 12 and the refrigerant pressure Pr determined by the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator 5. It can be calculated by the difference between and is proportional to this. When Tr is higher than Tc, Pr becomes a value larger than Pc, and Grc proportional to the pressure difference flows into the regenerator heat exchanger 12. While the latent heat is absorbed, the inflowing refrigerant is liquefied, so the inflow of the refrigerant continues. In this cooling mode (t4 to t7), as shown in FIG. 11, the temperature of the heat storage material increases stepwise as the cooling process proceeds.

また、ステップ４０において、熱費Ｎｈが第１の閾値Ｎａ以上で第２の閾値Ｎｂ以下であると判定されると、エアコンＥＣＵ１００は、貯冷モードを実施するために、第１電磁弁９、第２電磁弁１０および第３電磁弁１１のすべてを閉じるように制御し（ステップ４１１）、さらに、蓄冷モードから貯冷モードに移行する場合には電磁制御弁２ａへの出力電流Ｉｃを第１の所定値分（ΔＩ１）減少させて圧縮機２の吐出容量を減少させるようにする（ステップ４１２）。そして、最初のステップ３０に戻り、本制御のルーチンを反復する。   If it is determined in step 40 that the heat cost Nh is equal to or greater than the first threshold value Na and equal to or less than the second threshold value Nb, the air conditioner ECU 100 performs the first electromagnetic valve 9, Control is performed so that all of the second solenoid valve 10 and the third solenoid valve 11 are closed (step 411), and when the cool storage mode is switched to the cool storage mode, the output current Ic to the electromagnetic control valve 2a is set to the first. Is reduced by a predetermined value (ΔI1) to reduce the discharge capacity of the compressor 2 (step 412). Then, the process returns to the first step 30 to repeat this control routine.

ステップ４１１および４１２が処理された場合の貯冷モード時の冷媒状態について図１０にしたがって説明する。貯冷モード時の冷媒の流れは前述の初期状態と同様である。つまり、圧縮機２→凝縮器３→第１膨張弁４→蒸発器５→流路抵抗部６→圧縮機２の流れであり、図１０ではａ０→ｂ→ｃ→ｄ→ａ→ａ０で示す流れが対応する。この貯冷モードでは、蓄冷モードから移行すると、蓄冷モードで蓄えられた冷熱（低温の熱エネルギー）は放出されることなく蓄冷タンク１２２の断熱性能によってタンク内に保存される。そして、このモードでは各電磁弁が閉状態に制御されるため、冷媒流量の減少に対応すべく電磁制御弁２ａへの出力電流Ｉｃを第１の所定値分（ΔＩ１）低減させる処理により、圧縮機２の吐出容量を減少させている。貯冷モードの冷凍サイクルの効率は、初期状態と同じくＱ０／Ｗ０となる。図１１に示すように、貯冷モードにおいては（ｔ３〜ｔ４）、蓄熱材の温度は初期状態と同様に一定であり、他のモードよりも温度が低下する傾向にある。   The refrigerant state in the cold storage mode when steps 411 and 412 are processed will be described with reference to FIG. The refrigerant flow in the cold storage mode is the same as that in the initial state described above. That is, it is the flow of the compressor 2 → the condenser 3 → the first expansion valve 4 → the evaporator 5 → the flow path resistance unit 6 → the compressor 2 and is indicated by a0 → b → c → d → a → a0 in FIG. The flow corresponds. In the cold storage mode, when the cold storage mode is shifted, the cold heat (low-temperature heat energy) stored in the cold storage mode is stored in the tank by the heat insulation performance of the cold storage tank 122 without being released. In this mode, since each solenoid valve is controlled to be closed, the output current Ic to the solenoid control valve 2a is reduced by a first predetermined value (ΔI1) so as to correspond to the decrease in the refrigerant flow rate. The discharge capacity of the machine 2 is reduced. The efficiency of the refrigeration cycle in the cold storage mode is Q0 / W0 as in the initial state. As shown in FIG. 11, in the cold storage mode (t3 to t4), the temperature of the heat storage material is constant as in the initial state, and the temperature tends to be lower than in other modes.

このように本制御では、エンジンＥＣＵ１１０により演算される熱費の大きさによって冷凍サイクルの作動を放冷モード、貯冷モード、または蓄冷モードに設定するとともに、各モードに対応した圧縮機２の吐出容量を設定する。   As described above, in this control, the operation of the refrigeration cycle is set to the cool-down mode, the cool-storage mode, or the cool-storage mode according to the heat cost calculated by the engine ECU 110, and the discharge of the compressor 2 corresponding to each mode is set. Set the capacity.

図１２は、電磁制御弁２ａへの出力電流Ｉｃから圧縮機２の軸動力Ｗｃを推定するためのマップである。エアコンＥＣＵ１００は、前述の図７に示す制御プログラムのステップ４０２，４１２，４２２で処理された電磁制御弁２ａの出力電流Ｉｃから、図１２に示すマップによって軸動力Ｗｃ（ｋｗ）を演算して推定する。さらにエアコンＥＣＵ１００は、この軸動力Ｗｃの推定値と、エンジン回転数から演算した圧縮機２の回転数の推定値とから、圧縮機２の軸トルクＴＲｃを演算する。そして、エアコンＥＣＵ１００は、圧縮機２の軸トルクＴＲｃをエンジンＥＣＵ１１０に送信する。エンジンＥＣＵ１１０は、受信した圧縮機２の軸トルクＴＲｃを前述の図３に示す演算処理に活用するものである。   FIG. 12 is a map for estimating the shaft power Wc of the compressor 2 from the output current Ic to the electromagnetic control valve 2a. The air conditioner ECU 100 calculates and estimates the shaft power Wc (kw) from the output current Ic of the electromagnetic control valve 2a processed in Steps 402, 412, and 422 of the control program shown in FIG. 7 according to the map shown in FIG. To do. Further, the air conditioner ECU 100 calculates the shaft torque TRc of the compressor 2 from the estimated value of the shaft power Wc and the estimated value of the rotational speed of the compressor 2 calculated from the engine rotational speed. Then, air conditioner ECU 100 transmits shaft torque TRc of compressor 2 to engine ECU 110. The engine ECU 110 utilizes the received shaft torque TRc of the compressor 2 for the arithmetic processing shown in FIG.

本実施形態に係る車両用空調装置の効果について以下に述べる。蒸気圧縮式冷凍サイクル１において、本実施形態の特徴である前述の制御を実施しない場合でも、蒸発器５の下流側に直列に流路抵抗部６を設けていることにより、圧縮機２の運転時でも蓄熱材の融点よりも蒸発器５出口の冷媒温度を高温に制御することができる。このため、圧縮機２の運転時でも放冷を行うことができる。しかしながら、制御するパラメータが蒸発器５出口の冷媒温度であるため、このままでは当該制御を行うと同時に蒸発器５の温度が変化して吹出し温度が変化することになる。また、省エネルギーの観点から、効果的な放冷は蒸発器５の出口温度によるものではなく、圧縮機２に動力を伝えるエンジン２１の動作に大いに関係する。   The effect of the vehicle air conditioner according to this embodiment will be described below. In the vapor compression refrigeration cycle 1, the operation of the compressor 2 is performed by providing the flow path resistance unit 6 in series on the downstream side of the evaporator 5 even when the above-described control which is a feature of the present embodiment is not performed. Even at times, the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator 5 can be controlled to be higher than the melting point of the heat storage material. For this reason, it is possible to cool the compressor 2 even during operation. However, since the parameter to be controlled is the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator 5, if the control is performed as it is, the temperature of the evaporator 5 is changed at the same time as the control is performed, and the blowing temperature is changed. Further, from the viewpoint of energy saving, effective cooling is not based on the outlet temperature of the evaporator 5 but greatly related to the operation of the engine 21 that transmits power to the compressor 2.

そこで、エアコンＥＣＵ１００は、蓄冷部へ冷媒を流して蓄冷する蓄冷モードと、蓄冷部に蓄えた熱を放冷させる放冷モードと、蓄冷部に冷媒を流すことなく主回路である第１の流路に冷媒を循環させる貯冷モードと、にわたる各モードを熱費の大きさに基づいて制御する。これにより、冷凍サイクルの運転モードが車両の走行状態に応じて適正に制御され、走行燃費の一層の向上を図ることができる。また、放冷のタイミングを独立して制御することができるため、蒸発器５の出口温度が高い温度になった場合に必要以上に放冷されてしまうことを防止できる。また、蓄冷のタイミングを独立して制御することができるため、蒸発器５の出口温度にかかわらず適正なタイミングで蓄冷を実施することができる。   Therefore, the air conditioner ECU 100 has a cold storage mode in which the refrigerant flows into the cold storage unit for cold storage, a cold discharge mode in which the heat stored in the cold storage unit is allowed to cool, and a first flow that is a main circuit without flowing the refrigerant in the cold storage unit. A cooling storage mode in which the refrigerant is circulated through the passage and each mode are controlled based on the amount of heat. As a result, the operation mode of the refrigeration cycle is appropriately controlled according to the traveling state of the vehicle, and the traveling fuel consumption can be further improved. In addition, since the cooling timing can be controlled independently, it is possible to prevent the cooling from being performed more than necessary when the outlet temperature of the evaporator 5 reaches a high temperature. Moreover, since the cold storage timing can be controlled independently, the cold storage can be performed at an appropriate timing regardless of the outlet temperature of the evaporator 5.

また、エアコンＥＣＵ１００は、熱費Ｎｈの判定に使用する複数の閾値を有している。そして、熱費Ｎｈが第１の閾値Ｎａよりも小さいときは蓄冷モードに制御し、熱費が第１の閾値Ｎａよりも大きい値である第２の閾値Ｎｂよりも大きいときは放冷モードまたは貯冷モードに制御する。   Further, the air conditioner ECU 100 has a plurality of threshold values used for determining the heat cost Nh. And when heat cost Nh is smaller than 1st threshold value Na, it controls to cool storage mode, and when heat cost is larger than 2nd threshold value Nb which is a value larger than 1st threshold value Na, it is in cool-down mode or Control to cool storage mode.

この制御によれば、熱費が小さく燃料をほとんど使わないような場合（例えば減速時）には蓄冷モードを行うことができる。さらに熱費が大きいときには放冷モードや貯冷モードを実施することができる。このように走行状態に応じて使い分けた各モードを反復することにより、車両に対して大幅な省エネルギー効果を提供できる。   According to this control, when the heat cost is small and fuel is hardly used (for example, during deceleration), the cold storage mode can be performed. Further, when the heat cost is large, the cooling mode or the cooling mode can be implemented. Thus, by repeating each mode properly used according to the running state, a significant energy saving effect can be provided to the vehicle.

また、エアコンＥＣＵ１００は、熱費Ｎｈが第１の閾値Ｎａよりも小さいときは蓄冷モードに制御し、熱費Ｎｈが第２の閾値Ｎｂよりも大きいときは放冷モードに制御し、熱費Ｎｈが第１の閾値Ｎａ以上で第２の閾値Ｎｂ以下であるときは貯冷モードに制御する。   The air conditioner ECU 100 controls the cool storage mode when the heat cost Nh is smaller than the first threshold value Na, and controls the cool mode when the heat cost Nh is larger than the second threshold value Nb. Is controlled to the cold storage mode when it is not less than the first threshold value Na and not more than the second threshold value Nb.

この制御によれば、熱費が大きい順に、放冷モード、貯冷モード、蓄冷モードが切り替わるように冷凍サイクルの作動が制御される。これにより、アイドリング時や加速時の走行負荷の大きいときに、冷媒流量を抑制できる放冷モードを実施して圧縮機の吐出流量を低減したり、走行負荷が中間の状態であるときに蓄冷モードほど冷媒流量を要しない貯冷モードを実施して圧縮機の吐出流量を低減したりすることができる。したがって、エンジンの負荷が下がり、燃費が向上し、車両全体として効率的な冷凍サイクル運転がなされる。   According to this control, the operation of the refrigeration cycle is controlled so that the cooling mode, the cooling mode, and the cooling mode are switched in descending order of heat cost. As a result, when the running load during idling or acceleration is large, a cooling mode that can suppress the refrigerant flow rate is implemented to reduce the discharge flow rate of the compressor, or when the running load is in an intermediate state, the cold storage mode It is possible to reduce the discharge flow rate of the compressor by implementing a cold storage mode that does not require a refrigerant flow rate. Therefore, the engine load is reduced, fuel efficiency is improved, and efficient refrigeration cycle operation is performed as a whole vehicle.

また、図７に示す冷凍サイクルの制御プログラムの演算処理を実施することにより、熱費Ｎｈが小さく燃料をほとんど使わない時（例えば、図６の減速時）に蓄冷モードを行うことができる。さらに蓄冷が終了すると貯冷モードを実施し、熱費が大きいとき（例えば、図６のアイドリング時、加速時）に放冷モードを実施する。これらの冷凍サイクルの作動を反復することにより、大幅な省エネルギー化が実現できる。   Further, by executing the calculation process of the control program for the refrigeration cycle shown in FIG. 7, the cold storage mode can be performed when the heat cost Nh is small and fuel is hardly used (for example, during deceleration in FIG. 6). Further, when the cold storage is completed, the cool storage mode is performed, and when the heat cost is large (for example, when idling or accelerating in FIG. 6), the cool cooling mode is performed. By repeating the operation of these refrigeration cycles, significant energy saving can be realized.

また、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の上記構成によれば、例えばアイドリングストップ機能によるエンジン２１の停止、作動が連動するように、冷熱の移動をともなう蓄冷モード、圧縮機２作動の放冷モード、圧縮機２停止の放冷モード、貯冷モードが繰り返し行われる運転を実施することができる。これにより、車両減速時の回生エネルギーを積極的に圧縮機２の駆動に活用して蓄冷を行い、効率のよくない運転域では圧縮機を停止または作動負荷を減少させて空調運転を行うことにより、走行燃費を向上させている。   Further, according to the above-described configuration of the vapor compression refrigeration cycle 1, for example, the cold storage mode with the movement of the cold, the cool down mode of the compressor 2 operation, the compression so that the stop and operation of the engine 21 by the idling stop function are linked. The operation in which the cool-down mode and the cool-storage mode in which the machine 2 is stopped can be repeatedly performed can be performed. As a result, regenerative energy at the time of vehicle deceleration is actively used for driving the compressor 2 to perform cold storage, and in an inefficient operating range, the compressor is stopped or the operating load is reduced to perform air conditioning operation. , Improve driving fuel economy.

また、本実施形態では、蓄冷、放冷、貯冷を独立して制御可能とするので、従来の技術に比べてさらに省エネルギー化を図ることができる。   Moreover, in this embodiment, since cold storage, cooling, and cold storage are controllable independently, energy saving can be achieved compared with the prior art.

また、圧縮機２の作動時も放冷することにより、冷凍サイクル運転の制御に自由度が拡大し、車両の様々な走行状況に応じて蓄冷運転、放冷運転を適用することができるので、エンジン２１の燃費効率の高い領域で冷凍サイクルを運転させやすくなり、走行燃費の向上が得られる。また、圧縮機２の作動中であっても蓄冷熱交換器１２の蓄積熱量を利用して放冷モードを実施することにより、圧縮機２の動力を補助する機能を有する冷凍サイクルを提供でき、冷凍サイクルのＣＯＰの向上が得られる。   In addition, by allowing the compressor 2 to cool, the degree of freedom in controlling the refrigeration cycle operation can be expanded, and the cold storage operation and the cool operation can be applied according to various traveling conditions of the vehicle. It becomes easy to drive the refrigeration cycle in a region where the fuel efficiency of the engine 21 is high, and the driving fuel efficiency can be improved. Further, even when the compressor 2 is in operation, by performing the cooling mode using the stored heat amount of the cold storage heat exchanger 12, a refrigeration cycle having a function of assisting the power of the compressor 2 can be provided, An improvement in the COP of the refrigeration cycle is obtained.

（第２実施形態）
第２実施形態の車両用空調装置に関する蒸気圧縮式冷凍サイクル２０について図１３にしたがって説明する。図１３は、蒸気圧縮式冷凍サイクル２０の構成を示した模式図である。 (Second Embodiment)
The vapor compression refrigeration cycle 20 relating to the vehicle air conditioner of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of the vapor compression refrigeration cycle 20.

図１３に示すように、蒸気圧縮式冷凍サイクル２０は、第１実施形態の蒸気圧縮式冷凍サイクル１に対して、第２膨張弁８を廃止した点、分岐部１４を第１膨張弁４よりも下流側の分岐部１４Ａとした点、および第３電磁弁１１の代わりに逆止弁１８（冷媒が圧縮機２の吸込口側から蓄冷熱交換器１２に流れることを防止する弁）を設けた点が異なる。第２の流路２０ｂは、第１膨張弁４よりも下流側の配管部位である分岐部１４Ａで第１の流路２０ａから分岐している。なお、バイパス流路２０ｃは蒸気圧縮式冷凍サイクル１のバイパス流路１ｃに対応する。また、本実施形態では第１実施形態と同様の構成、作用効果、適用される各種制御プログラム等については第１実施形態と同一である。   As shown in FIG. 13, the vapor compression refrigeration cycle 20 differs from the vapor compression refrigeration cycle 1 of the first embodiment in that the second expansion valve 8 is abolished, and the branch portion 14 is replaced by the first expansion valve 4. And a check valve 18 (a valve that prevents refrigerant from flowing from the suction port side of the compressor 2 to the cold storage heat exchanger 12) instead of the third solenoid valve 11 is provided. Different points. The second flow path 20b branches off from the first flow path 20a at a branching portion 14A that is a piping portion downstream of the first expansion valve 4. The bypass flow path 20c corresponds to the bypass flow path 1c of the vapor compression refrigeration cycle 1. In the present embodiment, the same configuration, operational effects, various control programs as applied to the first embodiment are the same as those in the first embodiment.

（第３実施形態）
第３実施形態の車両用空調装置に関する蒸気圧縮式冷凍サイクル３０について図１４にしたがって説明する。図１４は、蒸気圧縮式冷凍サイクル３０の構成を示した模式図である。 (Third embodiment)
A vapor compression refrigeration cycle 30 relating to the vehicle air conditioner of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of the vapor compression refrigeration cycle 30.

図１４に示すように、蒸気圧縮式冷凍サイクル３０は、第１実施形態の蒸気圧縮式冷凍サイクル１に対して、第２膨張弁８の代わりの減圧手段としてエジェクタ３２を備え、エ蓄冷モード時にエジェクタ３２の吸引部に蓄冷タンク１２２の冷媒を引き込むように構成した点が大きく異なる。   As shown in FIG. 14, the vapor compression refrigeration cycle 30 includes an ejector 32 as pressure reducing means instead of the second expansion valve 8 with respect to the vapor compression refrigeration cycle 1 of the first embodiment. The point which comprised so that the refrigerant | coolant of the cool storage tank 122 may be drawn in in the suction part of the ejector 32 differs greatly.

この構成に伴い、第２の流路３０ｂは、補助流路であり、分岐部１４で第１の流路３０ａから分岐し、第１膨張弁４の下流側でかつ蒸発器５の上流側で再び第１の流路３０ａに合流するようになっている。第２の流路３０ｂの途中には、第１電磁弁９とエジェクタ３２が設けられている。   With this configuration, the second flow path 30b is an auxiliary flow path, branches from the first flow path 30a at the branching section 14, and is downstream of the first expansion valve 4 and upstream of the evaporator 5. It again joins the first flow path 30a. A first electromagnetic valve 9 and an ejector 32 are provided in the middle of the second flow path 30b.

バイパス流路３０ｃは、補助流路であり、流路抵抗部６を迂回するように分岐部１５と合流部１７とを接続する流路を構成している。バイパス流路３０ｃの途中には、第２電磁弁１０と、蓄冷熱交換器１２と、蓄冷タンク１２２と、および第３電磁弁１１の代わりに配された逆止弁１８とが設けられている。また、第１の流路３０ａには凝縮器３と第１膨張弁４との間にさらに受液タンク３１が設けられている。受液タンク３１は、凝縮器３で凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し液相冷媒を流出されるレシーバである。なお、本実施形態では第１実施形態と同様の構成、作用効果、適用される各種制御プログラム等については第１実施形態と同一である。   The bypass flow path 30c is an auxiliary flow path, and constitutes a flow path that connects the branch portion 15 and the merge portion 17 so as to bypass the flow path resistance portion 6. A second electromagnetic valve 10, a cold storage heat exchanger 12, a cold storage tank 122, and a check valve 18 arranged in place of the third electromagnetic valve 11 are provided in the middle of the bypass flow path 30 c. . Further, a liquid receiving tank 31 is further provided between the condenser 3 and the first expansion valve 4 in the first flow path 30a. The liquid receiving tank 31 is a receiver that separates the refrigerant condensed in the condenser 3 into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant and flows out the liquid phase refrigerant. In the present embodiment, the same configuration, operational effects, various control programs and the like as those in the first embodiment are the same as those in the first embodiment.

エジェクタ３２は、冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用（巻き込み作用）によって冷媒の循環を行う流体輸送を冷媒循環手段でもある。エジェクタ３２は、第１電磁弁９を通過してきた一方の冷媒を取り入れ、その通路面積を小さく絞って冷媒を等エントロピー的に減圧膨張させるノズル部と、ノズル部の冷媒噴出口と連通するように配置され、蓄冷タンク１２２からの冷媒を吸引する吸引部と、を備えている。   The ejector 32 is a pressure reducing means for reducing the pressure of the refrigerant, and is also a refrigerant circulating means for fluid transport for circulating the refrigerant by a suction action (winding action) of the refrigerant flow ejected at high speed. The ejector 32 takes in one refrigerant that has passed through the first electromagnetic valve 9 and squeezes the passage area to a small size so that the refrigerant is decompressed and expanded in an isentropic manner, and communicates with the refrigerant outlet of the nozzle portion. And a suction part that sucks the refrigerant from the cold storage tank 122.

ノズル部および吸引部の下流側には、ノズル部からの高速度の冷媒流と吸引部からの吸引冷媒とを混合する混合部が設けられている。そして、混合部の下流側に昇圧部をなすディフューザ部が配置されている。このディフューザ部は冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する機能を有する。このように冷媒は、エジェクタ３２内において、ノズル部の入口の圧力がノズル部内で急激に減圧膨張され、ノズル部の出口の圧力が最低となる。混合部で吸引部から吸引される冷媒と混合されることにより、圧力はなだらかに上昇し、さらにディフューザ部で減速によって上昇する。ディフューザ部の冷媒流れ方向下流側には蒸発器５が接続されている。   On the downstream side of the nozzle part and the suction part, a mixing part for mixing the high-speed refrigerant flow from the nozzle part and the suction refrigerant from the suction part is provided. And the diffuser part which makes a pressure | voltage rise part downstream from the mixing part is arrange | positioned. The diffuser portion is formed in a shape that gradually increases the refrigerant passage area, and has a function of decelerating the refrigerant flow to increase the refrigerant pressure, that is, a function of converting the velocity energy of the refrigerant into pressure energy. As described above, in the ejector 32, the refrigerant is rapidly decompressed and expanded in the nozzle portion at the inlet of the nozzle portion, and the pressure at the outlet of the nozzle portion is minimized. By being mixed with the refrigerant sucked from the suction part in the mixing part, the pressure rises gently, and further rises by deceleration in the diffuser part. An evaporator 5 is connected to the downstream side of the diffuser portion in the refrigerant flow direction.

表２に、各電磁弁９、１０の開閉状態と、冷凍サイクルの各モード（貯冷モード、蓄冷モードおよび放冷モード）との関係を示す。
Table 2 shows the relationship between the open / close states of the solenoid valves 9 and 10 and the refrigeration cycle modes (cold storage mode, cool storage mode, and cool-down mode).

Figure 0004924545
Figure 0004924545

本実施形態に係る車両用空調装置の効果について以下に述べる。本実施形態では、エジェクタ３２の吸引部と蓄冷タンク１２２とを配管によって接続する構成を有するため、吸引部からの吸引作用により、蓄冷タンク１２２内の冷媒をエジェクタ３２の内部に引き込むことができる。これにより、蓄冷モード時には当該吸引作用により、バイパス流路３０ｃを通って蓄冷タンク１２２内に流入する冷媒量を増加させることができる。したがって、本実施形態の冷凍サイクルの構成によれば、熱費が小さいときの冷凍サイクル作動において蓄冷量を増やし、さらに省エネルギーを促進することができる。   The effect of the vehicle air conditioner according to this embodiment will be described below. In this embodiment, since it has the structure which connects the suction part of the ejector 32, and the cool storage tank 122 by piping, the refrigerant | coolant in the cool storage tank 122 can be drawn in the inside of the ejector 32 by the suction effect | action from a suction part. Thereby, the amount of refrigerant flowing into the cold storage tank 122 through the bypass channel 30c can be increased by the suction action in the cold storage mode. Therefore, according to the configuration of the refrigeration cycle of the present embodiment, the amount of cold storage can be increased in the refrigeration cycle operation when the heat cost is small, and further energy saving can be promoted.

（第４実施形態）
第４実施形態の車両用空調装置に関する蒸気圧縮式冷凍サイクル４０について図１５にしたがって説明する。図１５は蒸気圧縮式冷凍サイクル４０の構成を示した模式図である。 (Fourth embodiment)
The vapor compression refrigeration cycle 40 relating to the vehicle air conditioner of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic diagram showing the configuration of the vapor compression refrigeration cycle 40.

図１５に示すように、蒸気圧縮式冷凍サイクル４０は、第１実施形態の蒸気圧縮式冷凍サイクル１に対して、第２膨張弁８、流路抵抗部６、第２電磁弁１０およびバイパス流路１ｃを廃止した点と、分岐部１４を第１膨張弁４よりも下流側の分岐部４１とした点とが大きく異なる。第２の流路４０ｂは、第１膨張弁４よりも下流側の配管部位である分岐部４１で第１の流路４０ａから分岐している。第２の流路４０ｂには蓄冷熱交換器１２が第１の流路４０ａに配された蒸発器５に並ぶ位置に設けられている。   As shown in FIG. 15, the vapor compression refrigeration cycle 40 is different from the vapor compression refrigeration cycle 1 of the first embodiment in the second expansion valve 8, the flow path resistance unit 6, the second electromagnetic valve 10, and the bypass flow. The point which abolished the path 1c and the point which made the branch part 14 the downstream branch part 41 rather than the 1st expansion valve 4 differ greatly. The second flow path 40b branches off from the first flow path 40a at a branching portion 41 that is a piping part downstream of the first expansion valve 4. In the second flow path 40b, the regenerator heat exchanger 12 is provided at a position aligned with the evaporator 5 disposed in the first flow path 40a.

蒸気圧縮式冷凍サイクル４０では上記構成に伴い、圧縮機２を作動させた状態で、蓄冷モード、放冷モードが制御される。表３に、各電磁弁９、１１の開閉状態と、冷凍サイクルの各モード（貯冷モード、蓄冷モードおよび放冷モード）との関係を示す。
In the vapor compression refrigeration cycle 40, in accordance with the above-described configuration, the cold storage mode and the cooling mode are controlled in a state where the compressor 2 is operated. Table 3 shows the relationship between the open / closed states of the solenoid valves 9 and 11 and the respective modes of the refrigeration cycle (cool storage mode, cool storage mode, and cool-down mode).

Figure 0004924545
Figure 0004924545

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。 (Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

上記実施形態において、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の第３電磁弁１１の代わりに、逆止弁（冷媒が圧縮機２の吸込口側から蓄冷熱交換器１２に流れることを防止する弁）を設けてもよい。   In the above embodiment, instead of the third electromagnetic valve 11 of the vapor compression refrigeration cycle 1, a check valve (a valve that prevents refrigerant from flowing from the suction port side of the compressor 2 to the cold storage heat exchanger 12) is provided. May be.

また、上記実施形態における蓄冷部は、潜熱によって蓄冷されるものでなくてもよい。例えば、蒸発器出口の冷媒の温度では凍結せず、また相変化が起こらない蓄熱材を備える蓄冷部であってもよい。   Moreover, the cool storage part in the said embodiment does not need to be stored by latent heat. For example, it may be a cold storage unit provided with a heat storage material that does not freeze at the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator and does not undergo phase change.

第１実施形態の車両用空調装置に用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクル１の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the vapor compression refrigeration cycle 1 used for the vehicle air conditioner of 1st Embodiment. エンジンＥＣＵ１１０の構成と、入力および出力される各機器を示したブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration of an engine ECU 110 and devices that are input and output. FIG. エンジンＥＣＵ１１０によって演算されるエンジン制御プログラムの演算処理手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the calculation processing procedure of the engine control program calculated by engine ECU110. 図３のステップ７で用いられるマップである。4 is a map used in step 7 of FIG. エアコンＥＣＵ１００によって演算される圧縮機の制御プログラムの演算処理手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the calculation processing procedure of the control program of the compressor calculated by air-conditioner ECU100. エアコンＥＣＵ１００による冷凍サイクル制御におけるモードと各パラメータとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the mode and each parameter in the refrigerating cycle control by air-conditioner ECU100. エアコンＥＣＵ１００による冷凍サイクルの制御プログラムの演算処理手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the arithmetic processing procedure of the control program of the refrigerating cycle by air-conditioner ECU100. 蓄冷モード時の圧力・エンタルピー図である。It is a pressure and enthalpy figure at the time of cool storage mode. 放冷モード時の圧力・エンタルピー図である。It is a pressure and enthalpy figure at the time of natural cooling mode. 初期状態（貯冷モード時）の圧力・エンタルピー図である。It is a pressure and enthalpy figure of an initial state (at the time of cool storage mode). 各モード時の蓄熱材の温度変化を示した図である。It is the figure which showed the temperature change of the thermal storage material at the time of each mode. 電磁制御弁２ａへの出力電流Ｉｃから軸動力Ｗｃを推定するためのマップである。It is a map for estimating the shaft power Wc from the output current Ic to the electromagnetic control valve 2a. 第２実施形態の車両用空調装置に用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクル２０の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the vapor compression refrigeration cycle 20 used for the vehicle air conditioner of 2nd Embodiment. 第３実施形態の車両用空調装置に用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクル３０の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the vapor compression refrigeration cycle 30 used for the vehicle air conditioner of 3rd Embodiment. 第４実施形態の車両用空調装置に用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクル４０の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the vapor compression refrigeration cycle 40 used for the vehicle air conditioner of 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１…蒸気圧縮式冷凍サイクル（冷凍サイクル）
１ａ…第１の流路（主回路）
１ｂ…第２の流路（補助流路）
１ｃ…バイパス流路
２…圧縮機
２ａ…電磁制御弁
３…凝縮器
４…第１膨張弁（減圧器）
５…蒸発器
６…流路抵抗部
９…第１電磁弁（弁手段）
１０…第２電磁弁（弁手段）
１２…蓄冷熱交換器（蓄冷部）
１００…エアコンＥＣＵ（制御装置） 1 ... Vapor compression refrigeration cycle (refrigeration cycle)
1a ... 1st flow path (main circuit)
1b ... Second channel (auxiliary channel)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1c ... Bypass flow path 2 ... Compressor 2a ... Electromagnetic control valve 3 ... Condenser 4 ... 1st expansion valve (reducer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Evaporator 6 ... Flow path resistance part 9 ... 1st solenoid valve (valve means)
10 ... Second solenoid valve (valve means)
12 ... Cold storage heat exchanger (cold storage section)
100: Air conditioner ECU (control device)

Claims (6)

車両のエンジン（２１）の軸出力を受けて駆動され、冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２）、前記吐出された冷媒を冷却する凝縮器（３）、前記凝縮器（３）で冷却された冷媒を減圧する減圧器（４）、および前記減圧された冷媒を蒸発させて車室内へ送風する空気を冷却する蒸発器（５）を順次環状に接続して構成される主回路（１ａ）を有する冷凍サイクル（１）と、
前記エンジンの軸出力を得るために必要とされる燃料量である熱費を用いて前記冷凍サイクルの冷媒流れを複数のモードに制御する制御装置（１００）と、
を備え、
さらに前記冷凍サイクル（１）は、
前記主回路から分岐し、前記圧縮機の吸入側に合流する補助流路（１ｂ）と、
蓄熱材（１２１）を有し、前記補助流路に配された蓄冷部（１２，１２２）と、
前記蓄冷部への蓄冷と前記蓄冷部からの放冷とを切り替える弁手段（９，１０）と、
を有し、
前記制御装置は、前記蓄冷部へ冷媒を流して蓄冷する蓄冷モードと、前記蓄冷部に蓄えた熱を放冷させる放冷モードと、前記蓄冷部に冷媒を流すことなく前記主回路に冷媒を循環させる貯冷モードと、にわたる各モードを前記熱費の大きさに基づいて制御することを特徴とする車両用空調装置。 A compressor (2) driven by receiving the shaft output of the engine (21) of the vehicle and sucking and discharging the refrigerant, a condenser (3) for cooling the discharged refrigerant, and cooling by the condenser (3) A main circuit (1a) configured in such a manner that a decompressor (4) for decompressing the decompressed refrigerant and an evaporator (5) for evaporating the decompressed refrigerant and cooling the air blown into the passenger compartment are successively connected in an annular shape. ) A refrigeration cycle (1) having
A control device (100) for controlling the refrigerant flow of the refrigeration cycle into a plurality of modes using a heat cost that is an amount of fuel required to obtain an engine shaft output;
With
Furthermore, the refrigeration cycle (1)
An auxiliary flow path (1b) branched from the main circuit and joined to the suction side of the compressor;
A heat storage material (121), and a cold storage section (12, 122) disposed in the auxiliary flow path;
Valve means (9, 10) for switching between cold storage to the cold storage unit and cooling from the cold storage unit;
Have
The control device is configured to store a refrigerant in the main circuit without flowing a refrigerant through the cold storage mode, a cold storage mode in which the refrigerant flows into the cold storage unit to store cold, a cool mode in which the heat stored in the cold storage unit is allowed to cool, and A vehicle air conditioner that controls a cooling storage mode to be circulated and various modes based on the heat cost. 前記制御装置は、前記熱費の判定について複数の閾値を有し、
前記熱費が第１の閾値（Ｎａ）よりも小さいときは前記蓄冷モードに制御し、
前記熱費が前記第１の閾値（Ｎａ）よりも大きい値である第２の閾値（Ｎｂ）よりも大きいときは前記放冷モードまたは前記貯冷モードに制御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。 The control device has a plurality of thresholds for the determination of the heat cost,
When the heat cost is smaller than the first threshold (Na), control to the cold storage mode,
2. The cooling mode or the cold storage mode is controlled when the heat cost is larger than a second threshold (Nb) that is a value larger than the first threshold (Na). The vehicle air conditioner described in 1. 前記制御装置は、
前記熱費が第２の閾値（Ｎｂ）よりも大きいときは前記放冷モードに制御し、
前記熱費が前記第１の閾値以上で前記第２の閾値以下であるときは前記貯冷モードに制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。 The controller is
When the heat cost is greater than the second threshold (Nb), control to the cooling mode,
The vehicle air conditioner according to claim 2, wherein the cooling mode is controlled when the heat cost is not less than the first threshold value and not more than the second threshold value. 前記制御装置は、前記放冷モードでは前記圧縮機の吐出容量を減少させるように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。   The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device controls the discharge capacity of the compressor to be reduced in the cooling mode. 前記減圧器（４）が冷媒の流通を遮断したときに、常に開状態にあり前記遮断された冷媒の流通を許容するブリードポート（７）を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用空調装置。   5. The bleed port (7), which is always open when the decompressor (4) shuts off the flow of the refrigerant, and allows the flow of the blocked refrigerant. 5. The vehicle air conditioner according to claim 1. 冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う流体輸送を行うエジェクタ（３２）を備え
前記エジェクタは、 前記凝縮器から流出された冷媒を取り入れ、その通路面積を小さく絞って前記冷媒を等エントロピー的に減圧膨張させるノズル部と、ノズル部の冷媒噴出口と連通するように配置され冷媒を吸引する吸引部とを有し、
前記エジェクタの吸引部は、前記蓄冷部に配管で接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用空調装置。 It is a decompression means for decompressing the refrigerant, and includes an ejector (32) for transporting the fluid by circulating the refrigerant by suction action of the refrigerant flow ejected at a high speed.The ejector takes in the refrigerant that has flowed out of the condenser, A nozzle part that squeezes the passage area small and decompresses and expands the refrigerant isentropically; and a suction part that is arranged to communicate with the refrigerant outlet of the nozzle part and sucks the refrigerant;
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 5, wherein the suction part of the ejector is connected to the cold storage part by piping.
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