车辆用空调装置的制作方法

文档序号:11527334阅读:182来源:国知局
车辆用空调装置的制造方法

本发明涉及对车辆的车厢内进行空气调节的热泵式的空调装置,尤其涉及可应用于混合动力车和电动车的车辆用空调装置。



背景技术:

由于近年来环境问题变得显著,促使混合动力车和电动车普及。于是,作为可应用于这样的车辆的空调装置,开发了一种空调装置,包括:将制冷剂压缩并排出的压缩机;设置于车厢内空气流通路使制冷剂放热的放热器(冷凝器);设置于车厢内空气流通路使制冷剂吸热的吸热器(蒸发器);以及设置于车厢外使制冷剂吸热的室外热交换器,通过使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热、并使该放热的制冷剂用室外膨胀阀进行减压后,在室外热交换器中吸热,从而将从室内送风机(鼓风机)输送的空气加热以使车厢内变暖。(例如,参照专利文献1)。

另外,专利文献1中构成为在车厢内空气流通路中设置有发动机冷却水(温水)循环的加热器芯(heatercore)加热器芯(辅助加热单元),加热器芯除了由放热器进行制热之外,也由加热器芯发挥制热能力。再者,混合动力车中,存在为了发电而驱动发动机的情况,在这样的情况下也使发动机冷却水(温水)循环至加热器芯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3985384号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

虽然在车厢内空气流通路中设置了这样的辅助加热单元的情况下,当仅靠该辅助加热单元加热的制热能力不足时,会驱动空调装置的压缩机,但流入放热器的空气的温度被辅助加热单元加热。

另一方面,放热器中制冷剂因与空气流通路内的空气进行热交换而被冷却,因此在放热器的出口侧冷却剂被过冷却。而且,虽然通常根据流入放热器的空气的风量来用室外膨胀阀对此制冷剂过冷却度进行控制,当风量较多时提高该制冷剂过冷却度,当风量较少时降低该制冷剂过冷却度,但因如上文所述的辅助加热单元的加热使流入放热器的空气的温度变高时,放热器中变得较难实现制冷剂的过冷却度。若在这样的情况下目标过冷却度仍然较高,则会根据放热器的不同部分使温度发生偏差,根据向车厢内吹出空气的位置不同而使温度变化等,导致舒适性恶化。所涉及的问题在外部空气温度变低、制冷剂流量下降的状况下放热器的制冷剂过冷却度较高的情况下也同样存在。

另外,通过辅助加热单元的加热、作为目标的放热器的温度与流入该放热器的空气的温度的差值逐渐消失后,由于车辆用空调装置的要求制热能力变小,所以制冷剂流量也变小。因此,与不用辅助加热单元进行加热的情况相比,室外膨胀阀的阀开度的设定若保持不变则不再合适,从而还导致消耗功率增大的问题。

本发明是为了解决这样的现有技术问题而完成的,其目的在于提供一种能够通过适当地控制放热器中的制冷剂过冷却度从而实现舒适、高效的车厢内空气调节的车辆用空调装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题,权利要求1的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并对从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路提供至车厢内的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin,该放热器入口空气温度thin越高,则对放热器中的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

权利要求2的发明的车辆用空调装置的特征在于,在所述发明中,在放热器入口空气温度thin为规定值以上的情况下,控制单元将室外膨胀阀的阀开度固定为规定的开度。

权利要求3的发明的车辆用空调装置的特征在于,在所述各发明中,放热器入口空气温度thin越高,则控制单元对压缩机的旋转数nc的目标值即目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正。

权利要求4的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并对从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于外部空气温度tam,该外部空气温度tam越低,则对放热器的目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

权利要求5的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于压缩机的旋转数nc,该旋转数nc越低,则对放热器中的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

权利要求6的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于压缩机的吸入制冷剂温度ts,该吸入制冷剂温度ts越低,则对放热器的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

权利要求7的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于放热器的温度的目标值即目标放热器温度tco与流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin),该差值(tco-thin)越小,则对放热器的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

权利要求8的发明的车辆用空调装置的特征在于,在所述发明中,目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin)越小,则控制单元对压缩机的旋转数nc的目标值即目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正。

权利要求9的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin,该放热器入口空气温度thin越高,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正。

权利要求10的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于放热器的温度的目标值即目标放热器温度tco与流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin),该差值(tco-thin)越小,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正。

权利要求11的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于外部空气温度tam,该外部空气温度tam越高,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正。

权利要求12的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于压缩机的旋转数nc,该旋转数nc越低,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正。

权利要求13的发明的车辆用空调装置,包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,其特征在于,控制单元基于压缩机的吸入制冷剂温度ts,该吸入制冷剂温度ts越低,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正。

发明效果

根据权利要求1的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin,该放热器入口空气温度thin越高,则对放热器中的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,在放热器入口空气温度thin由于辅助加热单元的加热而变高时,能消除由放热器的制冷剂过冷却度sc较高而产生的放热器的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

在此,放热器入口空气温度thin由于辅助加热单元的加热而升高至规定值以上时,实质上变得无法用室外膨胀阀控制放热器的制冷剂过冷却度sc,但如权利要求2的发明那样,在放热器入口空气温度thin为规定值以上的情况下,控制单元将室外膨胀阀的阀开度固定为规定的开度,从而能够消除室外膨胀阀的控制变为非期望状况的问题。

另外,若放热器入口空气温度thin由于辅助加热单元的加热而升高,则向车厢内吹出的空气的温度随着压缩机的运行情况的变化大幅变动,但如权利要求3的发明那样,放热器入口空气温度thin越高,则控制单元对压缩机的旋转数nc的目标值即目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正,从而能够抑制这样的温度变动。

根据权利要求4的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于外部空气温度tam,该外部空气温度tam越低,则对放热器的目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,因此在由于外部空气温度tam的下降使制冷剂流量下降时,能消除由放热器的制冷剂过冷却度sc较高产生的放热器的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

根据权利要求5的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于压缩机的旋转数nc,该旋转数nc越低,则对放热器中的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,因此在由于压缩机的旋转数nc的下降使制冷剂流量下降时,能消除由放热器的制冷剂过冷却度sc较高产生的放热器的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

根据权利要求6的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于压缩机的吸入制冷剂温度ts,该吸入制冷剂温度ts越低,则对放热器的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,因此在压缩机的吸入制冷剂温度ts变低,压缩机的旋转数也下降从而制冷剂流量下降的状况下,能消除由放热器的制冷剂过冷却度sc较高产生的放热器的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

根据权利要求7的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于放热器的温度的目标值即目标放热器温度tco与流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin),该差值(tco-thin)越小,则对放热器的制冷剂过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,因此在由于辅助加热单元的加热使放热器入口空气温度thin升高从而差值(tco-thin)变小时,能消除由放热器的制冷剂过冷却度sc较高产生的放热器的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

另外,由于辅助加热单元的加热使放热器入口空气温度thin升高从而差值(tco-thin)变小时,向车厢内吹出的空气的温度随着压缩机的运行状况的变化而大幅变动,但如权利要求8的发明那样,目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin)越小,则对压缩机的旋转数nc的目标值即目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正,从而能够抑制所述的温度变动。

另外,根据权利要求9的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin,该放热器入口空气温度thin越高,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正,因此,在由于辅助加热单元的加热而使放热器入口空气温度thin变高、制冷剂流量变少的状况下,能够降低室外膨胀阀的最低阀开度使室外膨胀阀的阀开度的设定与所涉及的状况相匹配。由此,能够实现消耗功率的降低。

根据权利要求10的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于放热器的温度的目标值即目标放热器温度tco与流入放热器的空气的温度即放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin),该差值(tco-thin)越小,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正,因此在由于辅助加热单元的加热而使放热器入口空气温度thin变高、差值(tco-thin)变小从而制冷剂流量变少的状况下,能够降低室外膨胀阀的最低阀开度来使室外膨胀阀的阀开度的设定与所涉及的状况相匹配。由此,能够实现消耗功率的降低。

根据权利要求11的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于外部空气温度tam,该外部空气温度tam越低,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正,因此在制冷剂流量由于外部空气温度tam的下降而减少的状况下,能够降低室外膨胀阀的最低阀开度来使室外膨胀阀的阀开度的设定与所涉及的状况相匹配。由此,能够实现消耗功率的降低。

根据权利要求12的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于压缩机的旋转数nc,该旋转数nc越低,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正,因此在旋转数nc变低从而制冷剂流量减少的状况下,能够降低室外膨胀阀的最低阀开度来使室外膨胀阀的阀开度的设定与所涉及的状况相匹配。由此,能够实现消耗功率的降低。

根据权利要求13的发明,车辆用空调装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通路,该空气流通路使提供至车厢内的空气流通;放热器,该放热器用于使制冷剂放热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;吸热器,该吸热器用于使制冷剂吸热,并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却;室外热交换器,该室外热交换器设置在车厢外,使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀使流入该室外热交换器的制冷剂减压;辅助加热单元,该辅助加热单元用于对从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热;以及控制单元,利用该控制单元至少执行制热模式,该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热,并使放热的该制冷剂通过室外膨胀阀减压后,在室外热交换器中吸热,并且在该制热模式中,利用室外膨胀阀来控制放热器的制冷剂过冷却度sc,该车辆用空调装置中,控制单元基于压缩机的吸入制冷剂温度ts,该吸入制冷剂温度ts越低,则对室外膨胀阀的最低阀开度以使其下降的方向进行校正,因此在压缩机的吸入制冷剂温度ts变低、压缩机的旋转数也下降从而制冷剂流量下降的状况下,能够降低室外膨胀阀的最低阀开度来使室外膨胀阀的阀开度的设定与所涉及的状况相匹配。由此,能够实现消耗功率的降低。

附图说明

图1是应用了本发明的一个实施方式的车辆用空调装置的结构图。

图2是图1的车辆用空调装置的控制器的电路框图。

图3是图2的控制器的控制框图。

图4是示出决定图2的控制器的tgscbase(基本值)的一个示例的图。

图5是示出决定图2的控制器的tgsclim2(根据放热器入口空气温度thin的校正值)的一个示例的图(实施例1)。

图6是示出决定图2的控制器的tgsclim1(根据外部空气温度tam的校正值)的一个示例的图(实施例1)。

图7是示出决定图2的控制器的tgsclim3(根据旋转数nc的校正值)的一个示例的图(实施例2)。

图8是示出决定图2的控制器的tgsclim4(根据吸入制冷剂温度ts的校正值)的一个示例的图(实施例3)。

图9是示出决定图2的控制器的tgsclim5(根据tco-thin的校正值)的一个示例的图(实施例4)。

图10是示出由图2的控制器根据thin对tgnc进行校正控制的一个示例的图(实施例5)。

图11是示出图10的thin与tgnchos(tgnc的校正值)的关系的图。

图12是示出由图2的控制器根据(tco-thin)对tgnc进行校正控制的一个示例的图(实施例6)。

图13是示出图12的(tco-thin)与tgnchos的关系的图。

图14是示出由图2的控制器根据放热器入口空气温度thin对室外膨胀阀进行最低阀开度控制的一个示例的图(实施例7)。

图15是示出由图2的控制器根据tco-thin对室外膨胀阀进行最低阀开度控制的一个示例的图(实施例8)。

图16是示出由图2的控制器的外部空气温度tam对室外膨胀阀进行最低阀开度控制的一个示例的图(实施例9)。

图17是示出由图2的控制器根据旋转数nc对室外膨胀阀进行最低阀开度控制的一个示例的图(实施例10)。

图18是示出由图2的控制器根据吸入制冷剂温度ts对室外膨胀阀进行最低阀开度控制的一个示例的图(实施例11)。

图19示出由除湿制冷、制冷模式时压缩机的控制的另一个实施例的图(实施例12)。

图20是示出图19的情况下的压缩机的运行状况的时序图。

图21是示出制热模式时压缩机的控制的另一个实施例的图。

图22是示出图21的情况下的压缩机的运行状况的时序图。

图23是应用了本发明的车辆用空调装置的另一个实施例的结构图(实施例13)。

图24是应用了本发明的车辆用空调装置的又一个实施例的结构图(实施例14)。

图25是应用了本发明的车辆用空调装置的再一个实施例的结构图(实施例15)。

图26是应用了本发明的车辆用空调装置的再一个实施例的结构图(实施例16)。

图27是应用了本发明的车辆用空调装置的再一个实施例的结构图(实施例17)。

具体实施方式

以下,基于附图,对本发明的实施方式进行具体说明。

实施例1

图1示出了应用了本发明的车辆用空调装置1的一个实施例的结构图。应用本发明的实施例的车辆是未搭载发动机(内燃机)的电动车(ev),利用充电至电池的电力驱动行驶用的电动机来行驶(均未图示),本发明的车辆用空调装置1也由电池的电力来驱动。即,实施例的车辆用空调装置1,在不能利用发动机余热制热的电动车中通过使用了制冷剂回路的热泵运行来进行制热,此外,还选择地执行除湿制热和制冷除湿、制冷等各运行模式。

再者,车辆不限于电动车,本发明对于提供使用发动机和行驶用的电动机的所谓混合动力车也有效,此外,不言自明也可应用于利用发动机行驶的通常的汽车。

实施例的车辆用空调装置1进行电动车的车厢内的空气调节(制热、制冷、除湿、以及换气),利用制冷剂配管13依次连接下述部分来构成制冷剂回路r:压缩制冷剂的电动式的压缩机2;放热器4,该放热器4设置在使车厢内空气通气循环的hvac单元10的空气流通路3内,使从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13g流入该放热器4,使该制冷剂向车厢内放热;室外膨胀阀6,该室外膨胀阀6由制热时使制冷剂减压膨胀的电动阀构成;室外热交换器7,该室外热交换器7在制冷时作为放热器发挥作用,在制热时作为蒸发器发挥作用,使制冷剂与外部空气之间进行热交换;室内膨胀阀8,该室内膨胀阀8由使制冷剂减压膨胀的电动阀构成;吸热器9,该吸热器9设置在空气流通路3内,在制冷时及除湿时从车厢内外对制冷剂吸热;蒸发能力控制阀11,该蒸发能力控制阀11对吸热器9中的蒸发能力进行调整;以及储罐12等。

再者,在室外热交换器7设置有室外送风机15。该室外送风机15通过强制地使室外部空气对室外热交换器7通风来使外部空气与制冷剂热交换,由此构成为在停车(即,车速vsp为0km/h)期间也使外部空气对室外热交换器7进行通风。

另外,室外热交换器7在制冷剂的下游侧依次具有接收干燥器部14和过冷却部16,从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13a经由制冷时打开的电磁阀(开关阀)17与接收干燥器部14连接,过冷却部16的出口经由止回阀18与室内膨胀阀8连接。再者,接收干燥器部14及过冷却部16在结构上构成室外热交换器7的一部分,止回阀18以室内膨胀阀8侧为顺方向。

另外,止回阀18与室内膨胀阀8之间的制冷剂配管13b被设置为与从位于吸热器9的出口侧的蒸发能力控制阀11伸出的制冷剂配管13c呈热交换关系,制冷剂配管13b与制冷剂配管13c构成了内部热交换器19。由此,形成了以下结构,即,经由制冷剂配管13b而流入室内膨胀阀8的制冷剂被从吸热器9排出再经过了蒸发能力控制阀11的低温的制冷剂冷却。

另外,从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13a进行分支,该分支后的制冷剂配管13d经由制热时打开的电磁阀(开关阀)21与内部热交换器19的下游侧的制冷剂配管13c连通并连接。此外,放热器4的出口侧的制冷剂配管13e在室外膨胀阀6的前面进行了分支,该分支后的制冷剂配管13f经由除湿时打开的电磁阀(开关阀)22与止回阀18的下游侧的制冷剂配管13b连通并连接。

另外,在室外膨胀阀6上并联地连接有旁路配管13j,在该旁路配管13j中设置有电磁阀20,该电磁阀(开关阀)20在制冷模式下打开,使室外膨胀阀6旁通用来使制冷剂流过。再者,将这些室外膨胀阀6及电磁阀20与室外热交换器7之间的配管设为13i。

另外,在吸热器9的空气上游侧的空气流通路3中形成外部空气吸入口和内部空气吸入口的各吸入口(图1中代表性地示出吸入口25),在该吸入口25中设置吸入切换节气阀26,该吸入切换节气阀26将导入空气流通路3内的空气切换为车厢内的空气即内部空气(内部空气循环模式)、或车厢外的空气即外部空气(外部空气导入模式),此外对其比率(内外部空气比率)进行调整。而且,在该吸入切换节气阀26的空气下游侧设置用于将导入的内部空气、外部空气输送至空气流通路3的室内送风机(blowerfan:鼓风机)27。

另外,在图1中23示出了实施例的车辆用空调装置1中设置的作为辅助加热单元的制热剂循环回路。该制热剂循环回路23包括:构成循环单元的循环泵30;制热剂加热电加热器35;以及在相对于空气流通路3的空气的流动位于放热器4的空气上游侧(空气流入侧)的空气流通路3内设置的制热剂-空气热交换器40,这些要素由制热剂配管23a以环状依次连接。再者,作为在该制热剂循环回路23内循环的制热剂,例如采用水、hfo-1234f那样的制冷剂、冷却液等。

而且,若使循环泵30运行,对制热剂加热电加热器35通电并进行发热(若制热剂循环回路23工作),则使被该制热剂加热电加热器35加热的制热剂在制热剂-空气热交换器40循环而构成。即,该制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40成为所谓的加热器芯(heatercore),通过对流入放热器4的空气流通路3内的空气进行加热,来对车厢内的制热进行补全。另外,通过采用这样的制热剂循环回路23,从而能够提高乘客的电气安全性。

另外,在制热剂-空气热交换器40以及放热器4的空气上游侧的空气流通路3内设置有对内部空气和外部空气向放热器4的流通程度进行调整的空气混合节气阀28。此外,在放热器4的空气下游侧的空气流通路3中形成有足部、面部、除雾的各吹出口(图1中代表性地示出吹出口29),在该吹出口29中设置有吹出口切换节气阀31,吹出口切换节气阀31对从上述各吹出口吹出空气进行切换控制。

接着,在图2中32是作为由微型计算机构成的控制单元的控制器(ecu),在该控制器的输入连接有以下要素的各输出:检测车辆的外部空气温度tam的外部空气温度传感器33;检测车辆的外部空气湿度的外部空气湿度传感器34;检测从吸入口25吸入空气流通路3的空气的温度的hvac吸入温度传感器36;检测车厢内的空气(内部空气)的温度的内部空气温度传感器37;检测车厢内的空气的湿度的内部空气湿度传感器38;检测车厢内的二氧化碳浓度的室内co2浓度传感器39;检测从吹出口29吹出至车厢内的空气的温度的吹出温度传感器41;检测压缩机2的排出制冷剂压力的排出压力传感器42;检测压缩机2的排出制冷剂温度的排出温度传感器43;检测压缩机2的吸入制冷剂压力的吸入压力传感器44;检测压缩机2的吸入制冷剂温度ts的吸入温度传感器45;检测放热器4的温度(经过了放热器4的空气的温度或放热器4自身的温度、放热器温度tci)的放热器温度传感器46;检测放热器4的制冷剂压力(放热器4内或刚从放热器4出来后的制冷剂的压力、放热器压力pci)的放热器压力传感器47;检测吸热器9的温度(经过了吸热器9的空气的温度或吸热器9自身的温度、吸热器温度te)的吸热器温度传感器48;检测吸热器9的制冷剂压力(吸热器9内或刚从吸热器9出来后的制冷剂的压力)的吸热器压力传感器49;用于检测车厢内受到的日照量的例如为光敏传感器式的日照传感器51;用于检测车辆的移动速度(车速)的车速传感器52;用于对设定温度、运行模式的切换进行设定的空气调节(空调)操作部53;检测室外热交换器7的温度(刚从室外热交换器7出来后的制冷剂的温度或室外热交换器7自身的温度)、即、室外热交换器7的制冷剂蒸发温度的室外热交换器温度传感器54;以及检测室外热交换器7的制冷剂压力(室外热交换器7内或刚从室外热交换器7出来后的制冷剂的压力)的室外热交换器压力传感器56。

另外,在控制器32的输入上还连接有以下要素的各输出:检测制热剂循环回路23的制热剂加热电加热器35的温度(刚被制热剂加热电加热器35加热后的制热剂的温度或内置于制热剂加热电加热器35的未图示的电加热器自身的温度)的制热剂加热电加热器温度传感器50;以及对经由制热剂-空气热交换器40而流入放热器4的空气的温度(放热器入口空气温度thin)进行检测的放热器入口空气温度传感器55。

另一方面,在控制器32的输出上连接有:所述压缩机2、室外送风机15、室内送风机(鼓风机)27、吸入切换节气阀26、空气混合节气阀28、吹出口节气阀31、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、各电磁阀22、17、21、20、循环泵30、制热剂加热电加热器35、以及蒸发能力控制阀11。而且,控制器32基于各传感器的输出和由空气调节操作部53输入的设定来对这些要素进行控制。

接着用以上结构对实施例的车辆用空调装置1的动作进行说明。控制器32在本实施例中大致分为对制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式以及制冷模式的各运行模式切换并执行。首先,对各运行模式下的制冷剂的流动进行说明。

(1)制热模式

若通过控制器32或通过对空气调节操作部53的手动操作来选择制热模式,则控制器32打开电磁阀21,关闭电磁阀17、电磁阀22以及电磁阀20。然后,运行压缩机2及各送风机15、27,使空气混合节气阀28处于使从室内送风机27吹出的空气对制热剂-空气热交换器40及放热器4进行通风的状态。由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入放热器4。由于空气流通路3内的空气被通风至放热器4,所以空气流通路3内的空气被放热器4内的高温制冷剂加热,另一方面,放热器4内的制冷剂被空气吸热而冷却,从而冷凝液化。

在放热器4内液化的制冷剂从放热器4排出后,经过制冷剂配管13e到达室外膨胀阀6。再者,对制热剂循环回路23的动作及作用,将在后文描述。流入室外膨胀阀6的制冷剂在室外膨胀阀6中被减压之后,流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂蒸发,从由于行驶或通过室外送风机15通风的外部空气中汲取热量。即,制冷剂回路r成为热泵,室外热交换器7作为制冷剂的蒸发器发挥作用。然后,反复进行以下循环:从室外热交换器7排出的低温的制冷剂经由制冷剂配管13a、电磁阀21以及制冷剂配管13d,从制冷剂配管13c进入储罐12,在储罐12中气液分离之后,气体制冷剂被吸入压缩机2。经过制热剂-空气热交换器40被加热的空气在流入放热器4而被加热后再从吹出口29被吹出,由此进行车厢内的制热。

控制器32基于放热器压力传感器47检测出的放热器的制冷剂压力、即、放热器压力pci(制冷剂回路r的高压侧压力)来控制压缩机2的旋转数nc,并且基于放热器温度传感器46检测出的放热器4的温度(放热器温度tci)以及基于放热器压力pci来计算制冷剂的过冷却度sc,基于该算出的过冷却度sc来控制室外膨胀阀6的阀开度,从而对放热器4的出口中的制冷剂的过冷却度sc进行控制。

(2)除湿制热模式

接着,在除湿制热模式下,控制器32在上述制热模式的状态下打开电磁阀22。由此,经由放热器4流过制冷剂配管13e的冷凝制冷剂的一部分被分流,经由电磁阀22,利用制冷剂配管13f及13b经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后,流入吸热器9并蒸发。由于此时的吸热作用使从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着至吸热器9,因此使空气冷却且除湿。

反复进行以下循环:吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19,在制冷剂配管13c中与来自制冷剂配管13d的制冷剂合流之后,经由储罐12被吸入压缩机2。由于被吸热器9除湿的空气在通过放热器4的过程中被再加热,所以由此进行车厢内的除湿制热。控制器32基于放热器压力传感器47检测出的放热器压力pci控制压缩机2的旋转数,并且基于吸热器温度传感器48检测出的吸热器9的温度来控制室外膨胀阀6的阀开度。

(3)内部循环模式

接着,在内部循环模式下,控制器32在上述除湿制热模式的状态下使室外膨胀阀6全闭(全闭位置),并且还关闭电磁阀20、21。通过关闭该室外膨胀阀6和电磁阀20、21,从而阻止制冷剂向室外热交换器7的流入、以及制冷剂从室外热交换器7的流出,因此经由放热器4流过制冷剂配管13e的冷凝制冷剂经由电磁阀22而全部流至制冷剂配管13f。然后,流过制冷剂配管13f的制冷剂从制冷剂配管13b经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后,流入吸热器9并蒸发。由于此时的吸热作用使从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着至吸热器9,因此使空气冷却且除湿。

反复进行以下循环:吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19流过制冷剂配管13c,经由储罐12被吸入压缩机2。由于被吸热器9除湿的空气在通过放热器4的过程中被再加热,所以由此进行车厢内的除湿制热,但在该内部循环模式下,由于制冷剂在位于室内侧的空气流通路3内的放热器4(放热)与吸热器9(吸热)之间循环,所以不从外部空气汲取热量,压缩机2的消耗功率相应的制热能力得到了发挥。由于制冷剂全部流至发挥除湿作用的吸热器9,所以与上述除湿制热模式相比,除湿能力较高,但制热能力变低。

控制器32基于吸热器9的温度或所述放热器压力pci来控制压缩机2的旋转数。此时,控制器32选择根据吸热器9的温度或根据放热器压力pci进行的任一种运算所得的压缩机目标旋转数较低的一方来控制压缩机2。

(4)除湿制冷模式

接着,在除湿制冷模式下,控制器32打开电磁阀17,并关闭电磁阀21、电磁阀22以及电磁阀20。然后,运行压缩机2及各送风机15、27,空气混合节气阀28处于使从室内送风机27吹出的空气对制热剂-空气热交换器40及放热器4通风的状态。由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入放热器4。由于空气流通路3内的空气对放热器4通风,所以空气流通路3内的空气被放热器4内的高温制冷剂加热,另一方面,放热器4内的制冷剂被空气吸热而冷却,从而逐步冷凝液化。

从放热器4排出的制冷剂经由制冷剂配管13e到达室外膨胀阀6,经由以稍稍打开的方式控制的室外膨胀阀6流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂在室外热交换器7中被由于行驶或由室外送风机15通风的外部空气空冷,从而冷凝。从室外热交换器7排出的制冷剂从制冷剂配管13a经由电磁阀17依次流入接收干燥器部14、过冷却部16。在此制冷剂被过冷却。

从室外热交换器7的过冷却部16排出的制冷剂经由止回阀18进入制冷剂配管13b,再经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后,流入吸热器9并蒸发。由于此时的吸热作用使从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着至吸热器9,因此使空气冷却且除湿。

反复进行以下循环:吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19并经由制冷剂配管13c到达储罐12,再经由储罐12被吸入压缩机2。在吸热器9被冷却、除湿的空气在通过放热器4的过程中被再加热(放热能力比制热时低),由此进行车厢内的除湿制冷。控制器32基于吸热器温度传感器48检测出的吸热器9的温度来控制压缩机2的旋转数,并且基于所述放热器压力pci来控制室外膨胀阀6的阀开度。

(5)制冷模式

接着,制冷模式下,控制器32在上述除湿制冷模式的状态下打开电磁阀20(在该情况下,室外膨胀阀6可以为包含全开(使阀开度达到控制上限)在内的任何的阀开度),空气混合节气阀28处于不使空气对制热剂-空气热交换器40以及放热器4通风的状态。但是,即使稍微通风也无影响。由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入放热器4。由于空气流通路3内的空气不在放热器4通风,所以仅通过这里,从放热器4排出的制冷剂经由制冷剂配管13e到达电磁阀20及室外膨胀阀6。

由于此时电磁阀20被打开,所以制冷剂绕过室外膨胀阀6通过旁路配管13j,直接流入室外热交换器7,在室外热交换器7中被由于行驶或利用室外送风机15通风的外部空气空冷,从而被冷凝液化。从室外热交换器7排出的制冷剂从制冷剂配管13a经由电磁阀17依次流入接收干燥器部14、过冷却部16。在此,制冷剂被过冷却。

从室外热交换器7的过冷却部16排出的制冷剂经由止回阀18进入制冷剂配管13b,再经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后,流入吸热器9并蒸发。由于此时的吸热作用使从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着至吸热器9,因此空气被冷却。

反复进行以下循环:吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19并通过制冷剂配管13c到达储罐12,再经由储罐12被吸入压缩机2。在吸热器9被冷却、除湿的空气不通过放热器4而从吹出口29吹出到车厢内,由此进行车厢内的制冷。在此制冷模式下,控制器32基于吸热器温度传感器48检测出的吸热器9的温度控制压缩机2的旋转数。

(6)制热模式下的制热剂循环回路(辅助加热单元)的辅助加热

另外,在控制器32判断为所述制热模式下放热器4的制热能力不足的情况下,通过向制热剂加热电加热器35通电使其发热,并运行循环泵30,从而执行制热剂循环回路23的加热。

若运行制热剂循环回路23的循环泵30并向加制热剂加热电加热器35通电,则如前文所述被制热剂加热电加热器35加热的制热剂(高温的制热剂)被循环至制热剂-空气热交换器40,因此将流入放热器4的空气流通路3的空气加热。

(7)制热模式下的压缩机及室外膨胀阀的控制框

图3示出所述制热模式下控制器32对压缩机2和室外膨胀阀6的控制框图。控制器32将目标吹出温度tao输入至目标放热器温度运算部57和目标放热器过冷却度运算部58。该目标吹出温度tao是从吹出口29向车厢内吹出的空气温度的目标值,由控制器32根据下式(i)算出。

tao=(tset-tin)×k+tbal(f(tset,sun,tam))…(i)

这里,tset是空气调节操作部53中设定的车厢内的设定温度,tin是内部空气温度传感器37检测出的车厢内空气的温度,k是系数,tbal是根据设定温度tset、日照传感器51检测出的日照量sun和外部空气温度传感器33检测出的外部空气温度tam计算的平衡值。而且,一般而言,外部空气温度tam越低,该目标吹出温度tao越高,该目标吹出温度tao随着外部空气温度tam的上升而下降。

控制器32通过目标放热器温度运算部57根据目标吹出温度tao计算目标放热器温度tco,接着基于该目标放热器温度tco,通过目标放热器压力运算部61来计算目标放热器压力pco。然后,基于该目标放热气压力pco以及放热器压力传感器47检测出的放热器4的压力(放热器压力pci),控制器32通过压缩机旋转数运算部62计算压缩机2的旋转数nc的目标值即目标旋转数tgnc,以该目标旋转数tgnc来运行压缩机2。即,控制器32通过压缩机2的旋转数nc来控制放热器压力pci。

另外,控制器32通过目标放热器过冷却度运算部58基于目标吹出温度tao计算放热器4中制冷剂的过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc。另一方面,控制器32基于放热器压力pci以及放热器温度传感器46检测出的放热器4的温度(放热器温度tci),通过放热器过冷却度运算部63来计算放热器4中的冷却剂的过冷却度sc。然后,基于该过冷却度sc和目标过冷却度tgsc,通过目标室外膨胀阀开度运算部64计算室外膨胀阀6的目标阀开度(目标室外膨胀阀开度tgeccv)。然后,控制器32将室外膨胀阀6的阀开度控制为该目标室外膨胀阀开度tgecvv。

(8-1)放热器4的目标过冷却度tgsc的控制(实施例1)

在此,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在本实施例中根据下式(ii)来计算放热器4的目标过冷却度tgsc。

tgsc=min(tgscbase,tgsclim1,tgsclim2)…(ii)

上式(ii)中的tgscbase为目标过冷却度tgsc的基本值,图4中示出了决定该tgsc的一个示例。在该图中,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58基于目标吹出温度tao与空气流通路3的风量ga来决定基本值tgscbase,在该情况下,以风量ga越多基本值tgscbase越高的方式来决定。

该图的tgscbase=10deg的粗线表示例如当风量ga=100m3/h时的基本值tgscbase,tgscbase=35deg的粗线表示当风量ga=300m3/h时的基本值tgscbase,根据风量ga使基本值tgscbase在10deg与35deg之间变化,但在风量大(300m3/h)的情况下,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在目标吹出温度tao较高的区域(图4中用x表示的高于80℃的区域)中进行使基本值tgscbase上升的升温控制。即,通过根据目标吹出温度tao来判断是否为启动初期,使基本值tgscbase上升,从而延迟向室外热交换器7结霜的发展。

接着,上式(ii)中的tgsclim2是目标过冷却度tgsc根据放热器入口空气温度thin(流入放热器4的空气的温度)的校正值,图5示出了决定该校正值tgsclim2的一个示例。控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在放热器入口空气温度thin例如为5℃以下时使校正值tgsclim2为sc1,在放热器入口空气温度thin为15℃以上时使校正值tgsclim2为sc2。在放热器入口空气温度thin处于5℃与15℃之间的情况下,使校正值tgsclim2在sc1与sc2之间线性变化。该sc1与sc2的关系为sc1>sc2,sc1是高于所述35deg的值,sc2是低于35deg、高于10deg的值。

即,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在放热器入口空气温度thin较低、从该温度上升至5℃为止,使校正值tgsclim2为sc1,随着放热器入口空气温度thin超过5℃继续上升,使校正值tgsclim2向着sc2逐渐下降。然后,在放热器入口空气温度thin为15℃以上时,使校正值tgsclim2为sc2。从而,放热器入口空气温度thin越高,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使校正值tgsclim2向使其下降的方向变化。

接着,上式(ii)中的tgsclim1是目标过冷却度tgsc根据外部空气温度tam的校正值,图6中示出了决定该校正值tgsclim1的一个示例。控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在外部空气温度tam处于例如-20℃以下时使校正值tgsclim1为sc4,在外部空气温度tam处于-10℃以上时使校正值tgsclim1为sc3。在外部空气温度tam处于-20℃与-10℃之间的情况下,使校正值tgsclim1在sc4与sc3之间线性变化。该sc3与sc4的关系为sc3>sc4,sc3与所述sc1相同,sc4是高于sc2的值。

即,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在外部空气温度tam较高、从该温度下降至-10℃为止,使校正值tgsclim1为sc3,随着放热器入口空气温度thin超过-10℃继续下降,使校正值tgsclim1向sc4逐渐下降。然后,在外部空气温度tam为-20℃以下时,使校正值tgsclim1为sc4。由此,外部空气温度tamn越低,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使校正值tgsclim1向使其下降的方向变化。

然后,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58将这些基本值tgscbase、校正值tgsclim1以及校正值tgsclim2中最小的值决定为目标过冷却度tgsc。由此,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使基本值为tgscbase,在校正值tgsclim2或tgsclim1低于该基本值tgscbase的情况下,选择该较低一方的校正值。由此,若放热器入口空气温度thin越高,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使目标过冷却度tgsc下降,若外部空气温度tam越低,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58对目标过冷却度tgsc以下降的方向进行校正。

这样,当由于制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40的加热使放热器入口空气温度thin变高时,目标放热器过冷却度运算部58以降低放热器4的目标过冷却度tgsc的方向进行校正,因此,能够消除由于放热器4的制冷剂过冷却度sc较高而产生的放热器4的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

另外,外部空气温度tam越低,则对放热器4的目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,因此,当由于外部空气温度tam的下降使制冷剂流量下降时,也能够消除由于放热器4的制冷剂过冷却度sc较高而产生的放热器4的温度偏差。

再者,实施例中,控制器32的目标放热器温度过冷却运算部58在放热器入口空气温度thin是规定的较高值、例如高于30℃的温度的情况下,将室外膨胀阀6的阀开度固定为规定的开度。若由于制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40的加热而使放热器入口空气温度thin升高至规定值以上时,则实质上用室外膨胀阀6无法控制放热器4的制冷剂过冷却度sc,但在所涉及的状况下通过固定为规定的阀开度能够消除室外膨胀阀6的控制变为非期望状况的问题。

实施例2

(8-2)放热器4的目标过冷却度tgsc的控制(实施例2)

接着,图7示出了关于放热器4的目标过冷却度tgsc的校正的另一个实施例。在此情况下,将根据压缩机2的旋转数nc的校正值tgsclim3添加到所述式(ii)中、或者取代所述各校正值tgsclim1及/或tgsclim2而添加tgsclim3,决定目标过冷却度tgsc。控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在压缩机2的旋转数nc处于规定的值nc5以下时使校正值tgsclim3为sc6,在压缩机2的旋转数nc处于规定的值nc6以上时使校正值tgsclim3为sc5。在旋转数nc处于nc5与nc6之间的情况下,使校正值tgsclim3在sc6与sc5之间线性变化。该sc5与sc6的关系为sc5>sc6。

即,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在压缩机2的旋转数nc较高、从该旋转数下降至nc6为止,使校正值tgsclim3为sc5,随着压缩机2的旋转数nc超过nc6继续下降,使校正值tgsclim3向sc6逐渐下降。然后,在旋转数nc为nc5以下时,使校正值tgsclim3为sc6。由此,压缩机2的旋转数nc越低,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使校正值tgsclim3以下降的方向产生变化。

然后,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58同样将基本值tgscbase和校正值tgsclim3(若存在其他校正值则将其包含在内)中最小的值决定为目标过冷却度tgsc。从而,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使基本值为tgscbase,在校正值tgsclim3低于该基本值tgscbase的情况下,选择该较低一方的校正值。由此,压缩机2的旋转数nc越低,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58对目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

这样,压缩机2的旋转数nc越低,则目标放热器过冷却度运算部58对放热器4的目标过冷却度tgsc6以使其下降的方向进行校正,因此,当由于压缩机2的旋转数nc的下降而使制冷剂流量下降时,能够消除由于放热器4的制冷剂过冷却度sc较高而产生的放热器4的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

实施例3

(8-3)放热器4的目标过冷却度tgsc的控制(实施例3)

接着,图8示出了关于放热器4的目标过冷却度tgsc的校正的又一个实施例。在该情况下,将根据压缩机2的吸入制冷剂温度ts的校正值tgsclim4添加到所述式(ii)中、或者取代所述各校正值tgsclim1及/或tgsclim2及/或tgsclim3而添加tgsclim4,来决定目标过冷却度tgsc。控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在压缩机2的吸入制冷剂温度ts处于规定的值ts1以下时使校正值tgsclim4为sc8,在压缩机2的吸入制冷剂温度ts处于ts2以上时使校正值tgsclim4为sc7。在吸入制冷剂温度ts处于ts1与ts2之间的情况下,使校正值tgsclim4在sc8与sc7之间线性变化。该sc7与sc8的关系为sc7>sc8。

即,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在压缩机2的吸入制冷剂温度ts较高、从该较高温度下降至ts2为止,使校正值tgsclim4为sc7,随着压缩机2的吸入制冷剂温度ts超过ts2继续下降,使校正值tgsclim4向sc8逐渐下降。然后,在吸入制冷剂温度ts为ts1以下时,使校正值tgsclim4为sc8。从而,压缩机2的吸入制冷剂温度ts越低,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使校正值tgsclim4以下降的方向进行变化。

然后,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58同样将基本值tgscbase和校正值tgsclim4(若存在其他校正值则将其包含在内)中最小的值决定为目标过冷却度tgsc。从而,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使基本值为tgscbase,在校正值tgsclim4低于该基本值tgscbase的情况下,选择该较低一方的校正值。由此,压缩机2的吸入制冷剂温度ts越低,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58对目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

这样,压缩机2的吸入制冷剂温度ts越低,则目标放热器过冷却度运算部58对放热器4的目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,因此,在压缩机2的吸入制冷剂温度ts变低、压缩机2的旋转数也下降,使制冷剂流量下降的状况下,能够消除由于放热器4的制冷剂过冷却度sc较高而产生的放热器4的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

实施例4

(8-4)放热器4的目标过冷却度tgsc的控制(实施例4)

接着,图9示出了关于放热器4的目标过冷却度tgsc的校正的又一个实施例。在该情况下,将根据目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin)的校正值tgsclim5添加到所述式(ii)中、或者取代所述各校正值tgsclim1~tgsclim4等而添加tgsclim5,来决定目标过冷却度tgsc。控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在差值(tco-thin)处于例如15deg以下时使校正值tgsclim5为sc10,在差值(tco-thin)处于例如25deg以上时使校正值tgsclim5为sc9。在差值(tco-thin)处于ts9与ts10之间的情况下,使校正值tgsclim5在sc9与sc10之间线性变化。该sc9与sc10的关系为sc9>sc10。

即,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58在差值(tco-thin)较大、从该较大值下降至25deg为止,使校正值tgsclim5为sc9,随着差值(tco-thin)超过25deg继续下降,而使校正值tgsclim5向sc10逐渐下降。然后,在差值(tco-thin)低于15deg时,使校正值tgsclim5为sc10。从而,差值(tco-thin)越小,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使校正值tgsclim5以下降的方向产生变化。

然后,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58同样将基本值tgscbase和校正值tgsclim5(若存在其他校正值则将其包含在内)中最小的值决定为目标过冷却度tgsc。从而,控制器32的目标放热器过冷却度运算部58使基本值为tgscbase,在校正值tgsclim5低于该基本值tgscbase的情况下,选择该较低一方的校正值。由此,差值(tco-thin)越小,则控制器32的目标放热器过冷却度运算部58对目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正。

这样,差值(tco-thin)越小,则目标放热器过冷却度运算部58对放热器4的目标过冷却度tgsc以使其下降的方向进行校正,因此,当放热器入口空气温度thin由于制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40的加热而变高、差值(tco-thin)变小时,能够消除由于放热器4的制冷剂过冷却度sc较高而产生的放热器4的温度偏差,从而实现舒适的车厢内空气调节。

实施例5

(9-1)压缩机2的目标旋转数tgnc的校正控制(实施例5)

接着,图10、图11示出了由放热器入口空气温度thin对压缩机2的目标旋转数tgnc进行校正的示例。再者,在图10中与图3用同一标号示出的要素为相同的要素。图10示出了图3的控制器32的压缩机旋转数运算部62的又一示例的具体结构。压缩机旋转数运算部62的f/f(前馈)操作量运算部65基于从外部空气温度传感器33获得的外部空气温度tam、室内送风机27的送风机电压blv、由sw=(tao-te)/(th-te)获得的空气混合节气阀28的空气混合节气阀开度sw、以及目标放热器温度tco,来运算压缩机2的目标旋转数tgnc的f/f操作量tgncff。

再者,空气混合节气阀开度sw在0≦sw≦1的范围内变化,0为不向放热器4通风的空气混合全闭状态,1为使空气流通路3内的所有空气通风至放热器4的空气混合全开状态。

此外,f/b(反馈)操作量运算部66基于目标放热器压力运算部61中算出的目标放热气压力pco以及放热器4的制冷剂压力即放热器压力pci,来运算压缩机2的目标旋转数tgnc的f/b操作量tgncfb。图11中具体地示出图10中的校正部68。该校正部68基于放热器入口空气温度thin来计算压缩机2的目标旋转数tgnc的校正值tgnchos。在该情况下,校正部68基于放热器入口空气温度thin,该放热器入口空气温度thin越高,则使校正值tgnchos上升。在该情况下,若空气流通路3的风量ga较大,则使tgnchos从0℃逐渐上升,在30℃时为nc1,若风量ga较小,则使tgnchos在30℃时上升至nc2(nc1>nc2)。即,风量ga越大,则使校正值tgnchos越大。

然后,由加法器67将f/f操作量运算部65运算出的f/f操作量tgncff与f/b操作量运算部66运算出的tgncfb相加,再由加法器67减去校正部68运算出的校正值tgnchos,决定为压缩机目标旋转数tgnc。即,放热器入口空气温度thin越高,则控制器32的压缩机旋转数运算部62对压缩机2的目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正。

由于制热剂-空气热交换器40的加热而使放热器入口空气温度thin变高时,向车厢内吹出的空气的温度随着压缩机2的运行状况的变化而大幅变动,但通过如本实施例那样,放热器入口空气温度thin越高,则对压缩机2的目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正,从而能够抑制所涉及的温度变动。

实施例6

(9-2)压缩机2的目标旋转数tgnc的校正控制(实施例6)

接着,图12、图13示出了利用目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin)对压缩机2的目标旋转数tgnc进行校正的示例。再者,在图12中与图3用同一标号示出的要素为相同的要素。图12示出了图3的控制器32的压缩机旋转数运算部62的又一个示例的具体结构。在该情况下也同样地,压缩机旋转数运算部62的f/f(前馈)操作量运算部65基于从外部空气温度传感器33获得的外部空气温度tam、室内送风机27的送风机电压blv、空气混合节气阀开度sw、以及目标放热器温度tco,来运算压缩机2的目标旋转数tgnc的f/f操作量tgncff。

另外,f/b(反馈)操作量运算部66同样基于目标放热器压力运算部61中计算的目标放热气压力pco以及放热器4的制冷剂压力即放热器压力pci,来运算压缩机2的目标旋转数tgnc的f/b操作量tgncfb。图13中具体地示出图12中的校正部68。该情况下的校正部68基于放热器入口空气温度thin以及目标放热器温度tco来计算压缩机2的目标旋转数tgnc的校正值tgnchos。在该情况下,校正部68基于目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin),该差值(tco-thin)越小,则使校正值tgnchos上升。在该情况下,若空气流通路3的风量ga较大,则使tgnchos从差值30deg以上时的0开始逐渐上升,在差值为5deg左右达到nc3,若风量ga较小,则使tgnchos上升至nc4(nc3>nc4)。即,风量ga越大,则越增大校正值tgnchos。

然后,利用加法器67将f/f操作量运算部65运算出的f/f操作量tgncff与f/b操作量运算部66运算出的tgncfb相加,再利用加法器67减去校正部68运算出的校正值tgnchos,决定为压缩机目标旋转数tgnc。即,目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin)越小,则控制器32的压缩机旋转数运算部62对压缩机2的目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正。

另外,若由于制热剂-空气热交换器40的加热而使放热器入口空气温度thin变高,差值(tco-thin)变小,则向车厢内吹出的空气的温度随着压缩机2的运行状况的变化而大幅变动,但通过如本实施例那样,差值(tco-thin)越小,则对压缩机2的目标旋转数tgnc以使其下降的方向进行校正,从而能够抑制所涉及的温度变动。

实施例7

(10-1)室外膨胀阀6的最低阀开度的校正控制(实施例7)

接着,说明控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64对室外膨胀阀6的控制上的最低阀开度进行的校正。由于制热剂-空气热交换器40的加热而使放热器入口空气温度thin变高,从而使与目标放热器温度tco的差值消失,则要求的制热能力变小,因此制冷剂回路r内的制冷剂流量也逐渐减少。因此,室外膨胀阀6的阀开度的控制的设定变得不匹配。

于是,本实施例中,控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64基于放热器入口空气温度thin,如图14那样对算出的室外膨胀阀6的目标室外膨胀阀开度tgeccv的下限值、即室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv进行校正。即,在放热器入口空气温度thin较低的情况下,目标室外膨胀阀开度运算部64使室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv例如为规定值aa1。然后,在由于制热剂-空气热交换器40的加热而使thin上升,例如变为10℃的情况下,thin上升至20℃为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)下降至规定值aa2(aa2<aa1),之后在thin上升的情况下也将最低阀开度lleccv维持为aa2。

然后,在放热器入口空气温度thin从较高的状况下降,例如变为15℃的情况下(设置了迟滞值),到下降至5℃为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)上升至规定值aa1(aa2<aa1),之后在thin下降的情况下将最低阀开度lleccv维持为aa1。

这样,基于放热器入口空气温度thin,该放热器入口空气温度thin越高,越降低则对室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv以使其下降的方向进行校正,因此,在由于制热剂-空气热交换器40的加热等而使放热器入口空气温度thin变高,制冷剂流量变少的状况下,能够降低室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv来使室外膨胀阀6的阀开度的设定与这样的状况相匹配。由此,能够实现消耗功率的降低。

实施例8

(10-2)室外膨胀阀6的最低阀开度的校正控制(实施例8)

接着,图15示出了关于上述控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64对室外膨胀阀6的最低阀开度进行校正的另一个实施例。在该情况下,控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64基于目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin),来校正室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv。

即,在差值(tco-thin)较大的状况下,目标室外膨胀阀开度运算部64使室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv例如为规定值aa3。然后,在由于制热剂-空气热交换器40的加热使thin上升,从而差值(tco-thin)变小至例如20deg的情况下到差值(tco-thin)变小至10deg为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)下降至规定值aa4(aa4<aa3),之后在差值(tco-thin)变小的情况下也将最低阀开度lleccv维持为aa4。

然后,在差值(tco-thin)从较小的情况变大,例如变为15deg的情况下(设置了迟滞值),到扩大至25deg为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)上升至规定值aa3,之后在差值(tco-thin)扩大的情况下将最低阀开度lleccv维持为aa3。

这样,基于目标放热器温度tco与放热器入口空气温度thin的差值(tco-thin),该差值(tco-thin)越小,则对室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv以使其下降的方向进行校正,因此,在由于制热剂-空气热交换器40的加热等而使放热器入口空气温度thin变高,从而差值(tco-thin)变小,制冷剂流量变少的状况下,能够降低室外膨胀阀6最低阀开度lleccv来使室外膨胀阀6的阀开度的设定与这样的状况相匹配。由此,同样能够实现消耗功率的降低。

实施例9

(10-3)室外膨胀阀6的最低阀开度的校正控制(实施例9)

接着,图16示出了关于上述控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64对室外膨胀阀6的最低阀开度进行校正的又一个实施例。在该情况下,控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64基于外部空气温度tam来校正室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv。

即,在外部空气温度tam较高的情况下,目标室外膨胀阀开度运算部64使室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv例如为规定值aa5。然后,在外部空气温度tam下降至例如-10℃的情况下,到下降至-20℃为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)下降至规定值aa6(aa6<aa5),之后在外部空气温度tam下降的情况下也将最低阀开度lleccv维持为aa6。

然后,在外部空气温度tam从较低的状态上升至例如-20℃的情况下,到上升至-10℃为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)上升至规定值aa5,之后在外部空气温度tam上升的情况下将最低阀开度lleccv维持为aa5。

这样,基于外部空气温度tam,该外部空气温度tam越高,则对室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv以使其下降的方向进行校正,因此,在外部空气温度tam下降从而制冷剂流量变少的情况下,能够降低室外膨胀阀6最低阀开度lleccv来使室外膨胀阀6的阀开度的设定与这样的状况相匹配。由此,同样能够实现消耗功率的降低。

实施例10

(10-4)室外膨胀阀6的最低阀开度的校正控制(实施例10)

接着,图17示出了关于上述控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64对室外膨胀阀6的最低阀开度进行校正的又一个实施例。在该情况下,控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64基于压缩机2的旋转数nc来校正室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv。

即,在压缩机2的旋转数nc较高的情况下,目标室外膨胀阀开度运算部64使室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv例如为规定值aa7。然后,在旋转数nc下降至例如规定值nc7的情况下,到下降至nc8(nc8<nc7)为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)下降至规定值aa8(aa8<aa7),之后在旋转数nc下降的情况下也将最低阀开度lleccv维持为aa8。

然后,在压缩机2的旋转数nc从较低的状态上升至例如nc8的情况下,到上升至nc7为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)上升至规定值aa7,之后在旋转数nc上升的情况下将最低阀开度lleccv维持为aa7。

这样,基于压缩机2的旋转数nc,该旋转数nc越低,则对室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv以使其下降的方向进行校正,因此,在压缩机2的旋转数nc下降从而制冷剂流量变少的情况下,能够降低室外膨胀阀6最低阀开度lleccv来使室外膨胀阀6的阀开度的设定与这样的状况相匹配。由此,同样能够实现消耗功率的降低。

实施例11

(10-5)室外膨胀阀6的最低阀开度的校正控制(实施例11)

接着,图18示出了关于所述控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64对室外膨胀阀6的最低阀开度进行校正的又一个实施例。在该情况下,控制器32的目标室外膨胀阀开度运算部64基于压缩机2的制冷剂吸入温度ts对室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv进行校正。

即,在压缩机2的制冷剂吸入温度ts较高的情况下,目标室外膨胀阀开度运算部64使室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv例如为规定值aa9。然后,在吸入制冷剂温度ts下降至例如规定值ts3的情况下,到下降至ts4(ts4<ts3)为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)下降至规定值aa10(aa10<aa9),之后在吸入制冷剂温度ts下降的情况下也将最低阀开度lleccv维持为aa10。

然后,在压缩机2的吸入制冷剂温度ts从较低的状态上升至ts4的情况下,到上升至ts3为止,使最低阀开度lleccv逐渐(线性地)上升至规定值aa9,之后在吸入制冷剂温度ts上升的情况下将最低阀开度lleccv维持为aa9。

这样,基于压缩机2的吸入制冷剂温度ts,该吸入制冷剂温度ts越低,则对室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv以使其下降的方向进行校正,因此,在吸入制冷剂温度ts变低,压缩机2的旋转数nc也下降从而制冷剂流量变少的情况下,能够降低室外膨胀阀6的最低阀开度lleccv来使室外膨胀阀6的阀开度的设定与这样的状况相匹配。由此,同样能够实现消耗功率的降低。

实施例12

(11)压缩机2的控制的另一例

接着,图19、图20示出了制冷模式和除湿制冷模式时控制器32对压缩机2进行控制的另一个实施例。本实施例中,控制器32在制冷模式和除湿制冷模式下执行标准模式、压缩机关闭(off)模式以及压缩机打开(on)模式等各模式。标准模式基于吸热器温度te和目标吸热器温度teo,通过反馈控制将压缩机2的旋转数nc控制在例如nc9rpm~nc10rpm的范围内。

在这样的标准模式下,在下述条件(i)或(ii)成立的情况下,转换为压缩机关闭模式(强制关闭)。

(i)目标旋转数tgnc处于制冷、除湿制冷模式下的压缩机2的旋转数nc的控制下限值tgnccoff(例如nc9rpm)以下,且条件(i-i)成立的状态持续规定时间(例如t1秒)以上时。其中,条件(i-i)为:制冷时(teo-te)大于规定值tencoff(例如t1℃)((teo-te)>tencoff),或者(除湿制冷时te低于规定值llteo(例如t2℃)(te<llteo)且(目标放热器温度tco-规定值tteodown(例如t5℃)低于放热器温度th((tco-tteodown)<th)。

(ii)吸热器温度te处于规定值llteecoff(例如t3℃)以下时(te≦llteecoff)。

即,当制冷模式下即使在将旋转数nc下降至控制下限值tgnccoff的状态下吸热器温度te仍低于目标吸热器温度teo,且处于低于teo-tencoff(t1℃)的状态持续了规定时间时,控制器32转换为压缩机关闭模式以使压缩机2停止(nc=0)。另外,当除湿制冷时吸热器温度te低于规定值llteo且目标放热器温度tco与放热器温度th的差值处于小于规定值tteodown的状态持续了规定时间时,控制器32转换为压缩机关闭模式,当吸热器温度te或放热器温度th满足时,使压缩机不停止(以上为条件(i))。进一步地,当吸热器温度te处于t3℃等规定值llteecoff以下时,强制停止(强制关闭)压缩机2以防止结霜至吸热器9(条件(ii))。

接着,在压缩机关闭模式下,若下述条件(iii)或(iv)成立的情况下,转换为压缩机打开模式,使目标旋转数作为控制下限值的nc9rpm进行运行(强制打开)。

(iii)在制冷模式下,(teo-te)为所述规定值tencoff-迟滞值hystencoff(例如t4℃)以下((teo-te)≦tencoff-hystencoff)。

(iv)在除湿制冷模式下,te为所述规定值llteo+所述迟滞值hystencoff-所述规定值tencoff以上(te≧llteo+(hystencoff-tencoff))。

即,在制冷模式的压缩机关闭模式下吸热器温度te上升从而处于teo-(tencoff-hystencoff)以上的情况下,转换为压缩机打开模式,在除湿制冷模式下吸热器温度te上升从而处于规定值llteo+(hystencoff-tencoff)以上的情况下,转换为压缩机打开模式。

另外,在压缩机打开模式下,若下述条件(v)或(vi)成立的情况下,转换为压缩机关闭模式以使压缩机2停止。

(v)在制冷模式下,(teo-te)大于所述规定值tencoff((teo-te)>tencoff)。

(vi)在除湿制冷模式下,吸热器温度te低于所述规定值llteo,且目标放热器温度tco与规定值tteodown的差值小于放热器温度th(te<llteo,且((tco-tteodown)<th))。

即,在以控制下限值运行的制冷模式下,若吸热器温度te下降并再次低于teo-tencoff的情况下,转换为压缩机关闭模式,在除湿制冷模式下,当吸热器温度te再次低于规定值llteo、且目标放热器温度tco与放热器温度th的差值再次小于规定值tteodown时,转换为压缩机关闭模式以使压缩机2停止。

再者,在压缩机打开模式下,所述条件(iii)或(iv)持续地成立了规定时间(例如,t1秒)的情况下,恢复为标准模式。图20的时序图中示出了以上的压缩机2的动作状态。图中压缩机打开(on)点为所述条件(iii)和(iv),压缩机关闭(off)点为条件(i)、(ii)、(v)、(vi)。

这样,即使在使压缩机2的旋转数为控制下限值tgnccoff也不能控制吸热器9和放热器4的温度的情况下,则强制地停止压缩机2,之后使压缩机2打开(以控制下限值运行)-关闭(停止)直至恢复为止,因此,能够提高吸热器9及放热器4的温度的控制性,从而提高向车厢内吹出的吹出温度的控制性。

接着,图21、图22示出了制热模式时控制器32对压缩机2进行控制的另一个实施例。本实施例中,控制器32在制热模式下也执行标准模式、压缩机关闭模式以及压缩机打开模式等各模式。标准模式基于目标放热器压力pco和放热器压力pci,通过反馈控制将压缩机2的旋转数nc控制在例如nc9rpm~nc10rpm的范围内。

在所涉及的标准模式下,下述条件(vii)或(viii)成立并持续了规定时间(例如,t1秒)以上的情况下,则转换为压缩机关闭模式(强制关闭)。

(vii)目标旋转数tgnc处于制热模式下压缩机2的旋转数nc的控制下限值tgncchlimlo(例如nc9rpm)以下,且(放热器温度th-目标放热器温度传感器的tco)处于规定值pcncoff(例如,t4℃)以上((tgnc≦tgnchlimlo)且(th-tco)≧pcncoff)。(viii)外部空气温度tam处于目标放热器温度tco以上(tam≧tco)。

即,在制热模式中即使将旋转数nc降低至控制下限值tgnccnlimlo的状态下放热器温度th仍然变高,且处于目标放热器温度tco+pcncoff(t4℃)以上的状态持续了规定时间时,控制器32转换为压缩机关闭模式以使压缩机2停止(nc=0)(条件(vii))。另外,当外部空气温度tam上升至目标放热器温度tco以上,且该状态持续了规定时间时,控制器32转换为压缩机关闭模式,强制停止(强制关闭)压缩机2(条件(viii))。

接着,在压缩机关闭模式下,下述条件(ix)成立的情况下,转换为压缩机打开模式,使目标旋转数作为控制下限值的nc9rpm而进行运行(强制打开)。

(ix)在制热模式下,(th-tco)处于所述规定值pcncoff-迟滞值hyspcncoff(例如,t1℃)以下,且tco处于外部空气温度tam+迟滞值hyspcncoff以上((th-tco)≦(pcncoff-hyspcncoff)且tco≧(tam+hyspcncoff))。

即,若在制热模式的压缩机关闭模式下放热器温度th下降,并达到tco+pcncoff-hyspcncoff以下的情况下,或目标放热器温度tco上升至外部空气温度tam+迟滞值hyspcncoff以上的情况下,转换为压缩机打开模式。

另外,在压缩机打开模式下,所述条件(vi)或(viii)成立的情况下,转换为压缩机关闭模式以使压缩机2停止。

即,当以控制下限值运行的制热模式下放热器温度th变高,并达到tco+pcncoff(t4℃)以上时(条件(vii)),或外部空气温度tam上升至目标放热器温度tco以上时(条件viii),控制器32转换为压缩机关闭模式以强制停止(强制关闭)压缩机2。

再者,在压缩机打开模式下,所述条件(ix)持续地成立了规定时间(例如,t1秒)的情况下,恢复为标准模式。图22的时序图中示出了以上的压缩机2的动作状态。图中压缩机打开(on)点与所述条件(ix)中的tx相关,压缩机关闭(off)点与条件(vii)中的th相关。

这样,在即使压缩机2的旋转数为控制下限值tgnchlimlo也不能控制放热器4的温度的情况下,强制地停止压缩机2,之后使压缩机2打开(以控制下限值运行)-关闭(停止)直至恢复为止,因此,能够提高放热器4的温度的控制性,从而提高向车厢内吹出的吹出温度的控制性。

实施例13

(11-1)车辆用空调装置1的另一个实施例的结构(实施例13)。

接着,图23示出了本发明的车辆用空调装置1的另一个结构图。本实施例中,将制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40设置在放热器4的空气下游侧。其他与图1的示例相同。在这样将制热剂-空气热交换器40配置在放热器4的下游侧的车辆用空调装置1中,本发明也有效。

实施例14

(11-2)车辆用空调装置1的又一个实施例的结构(实施例14)。

接着,图24示出了本发明的车辆用空调装置1的又一个结构图。本实施例中,室外热交换器7中未设置接收干燥器部14和过冷却部16,从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13a经由电磁阀17和止回阀18而与制冷剂配管13b连接。另外,从制冷剂配管13a分支的制冷剂配管13d同样经由电磁阀21而与内部热交换器19的下游侧的制冷剂配管13c连接。

其他与图23的示例相同。在采用了这样不具有接收干燥器部14和过冷却部16的室外热交换器7的制冷剂回路r的车辆用空调装置1中,本发明也有效。

实施例15

(11-3)车辆用空调装置1的再一个实施例的结构(实施例15)。

接着,图25示出了本发明的车辆用空调装置1的再一个结构图。在该情况下,图24的制热剂循环回路23被置换为电加热器73。在所述制热剂循环回路23的情况下,由于将制热剂加热电加热器35设置在空气流通路3外面的车厢外,所以虽然电气安全性得以确保,但结构复杂化。

另一方面,若如该图25那样将电加热器73设置在空气流通路3中,则使结构显著简洁化。在该情况下,电加热器73成为辅助加热单元,由控制器32实施所述控制。而且,在采用了这样的电加热器73的制冷剂回路r的车辆用空调装置1中,本发明也有效。

实施例16

(11-4)车辆用空调装置1的再一个实施例的结构(实施例16)。

接着,图26示出了本发明的车辆用空调装置1的再一个结构图。本实施例中,与图1相比,在室外热交换器7中未设置接收干燥器部14和过冷却部16,从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13a经由电磁阀17和止回阀18与制冷剂配管13b连接。另外,从制冷剂配管13a分支的制冷剂配管13d同样经由电磁阀21与内部热交换器19的下游侧的制冷剂配管13c连接。

其他与图1的示例相同。在采用了这样不具有接收干燥器部14和过冷却部16的室外热交换器7的制冷剂回路r的车辆用空调装置1中,本发明也有效。

实施例17

(11-5)车辆用空调装置1的再一个实施例的结构(实施例17)。

接着,图27示出了本发明的车辆用空调装置1的再一个结构图。在该情况下,图26的制热剂循环回路23被置换为电加热器73。在采用了这样的电加热器73的制冷剂回路r的车辆用空调装置1中,本发明也有效。

再者,实施例中针对切换并执行制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式、制冷模式等各运行模式的车辆用空调装置1应用了本发明,但不限于此,本发明对于仅进行制热模式的车辆空调装置也有效。

另外,上述各实施例中说明的制冷剂回路r的结构和各数值不限于此,不言自明在不脱离本发明的主旨的范围内可进行变更。

标号说明

1车辆用空调装置

2压缩机

3空气流通路

4放热器

6室外膨胀阀

7室外热交换器

8室内膨胀阀

9吸热器

11蒸发能力控制阀

15室外送风机

17、20、21、22电磁阀

23制热剂循环回路(辅助加热单元)

26吸入切换节气阀

27室内送风机

28空气混合节气阀

32控制器(控制单元)

35制热剂加热电加热器

40制热剂-空气热交换器

73电加热器

r制冷剂回路

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1