车用空调装置的制作方法

本发明涉及一种对车辆的车室内进行空气调节的热泵式的空调装置。

背景技术：

因近年来的环境问题显现，以致混合动力汽车、电动汽车普及。此外，作为能够适用于这种车辆的空调装置，开发有如下空调装置，该空调装置包括：电动式的压缩机，该电动式的压缩机将制冷剂压缩后排出；散热器(冷凝器)，该散热器设于空气流通管路内并使制冷剂散热；吸热器(蒸发器)，该吸热器设于空气流通管路内并使制冷剂吸热；以及室外热交换器，该室外热交换器设于车室外并使制冷剂散热或吸热，上述空调装置能切换执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式以及制冷模式等各运转模式，其中，在上述制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并使在上述散热器中散热后的制冷剂在室外热交换器中吸热，在上述除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并使散热后的制冷剂在吸热器和室外热交换器中吸热，在上述除湿制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器和室外热交换器中散热，并使散热后的制冷剂在吸热器中吸热，在制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热，并在吸热器中吸热。

此外，在空气流通管路内设置空气混合挡板，并从零开始在整个范围内对通过上述空气混合挡板通风到散热器的空气的比例进行调节，以实现朝向作为目标的车室内的吹出温度(例如，参照专利文献1)。

此时，吸热器的下风侧的空气流通管路内被划分为制热用热交换通路和旁通通路，散热器配置于制热用热交换通路。此外，通过空气混合挡板对通风至制热用热交换通路的风量进行调节，但此时的空气混合挡板的控制中，采用通风到制热用热交换通路(散热器)的称作风量比例sw的参数，上述风量比例sw是通过sw＝(tao-te)/(th-te)的计算式求出。

在这种情况下，tao是目标吹出温度，th是散热器的下风侧的空气的温度(后述的加热温度th)，te是吸热器的温度，风量比例sw在0≤sw≤1的范围中被计算出，将“0”设为不向制热用热交换通路(散热器)通风的空气混合全闭状态，将“1”设为将空气流通管路内的所有空气通风至制热用热交换通路(散热器)的空气混合全开状态。此外，上述加热温度th也能在运转模式的切换中被利用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012－250708号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在此，上述散热器下游侧的空气的温度、即加热温度th与以往相比，不使用温度传感器而是通过规定的推断式进行推断。然而，以往，由于设定固定的推断式，并将该推断式应用在所有的运转模式中以对加热温度th进行计算，因此，推断出的加热温度th与实际的散热器下游侧的空气的温度之间的差异变大，从而存在会对吹出到车室内的空气的温度产生不良影响的问题。

本发明为解决上述现有的技术问题而作，其目的在于在所谓的热泵式的车用空调装置中，根据运转模式准确地推断出加热温度，以实现舒适的车室内空气调节。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的车用空调装置包括：压缩机，上述压缩机对制冷剂进行压缩；空气流通管路，上述空气流通管路用于供向车室内供给的空气流通；散热器，上述散热器用于使制冷剂散热而对从空气流通管路供给至车室内的空气进行加热；吸热器，上述吸热器用于使制冷剂吸热而对从空气流通管路供给至车室内的空气进行冷却；以及控制装置，通过利用上述控制装置切换执行多个运转模式，从而对车室内进行空气调节，其特征是，控制装置计算出散热器的下风侧的空气的温度、即加热温度th并用于控制，并且使用因运转模式不同而不同的推断式对加热温度th进行计算。

技术方案2的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置将加热温度th用于通风至散热器的风量比例sw的计算和/或运转模式的切换中。

技术方案3的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置通过进行因运转模式不同而不同的时间常数tau的主延迟的运算，以对加热温度th进行计算。

技术方案4的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置根据流入到空气流通管路的空气的体积风量ga来改变主延迟的时间常数tau。

技术方案5的车用空调装置在技术方案3或4的基础上，其特征是，控制装置基于稳态下的加热温度th的值、即稳态值th0和主延迟的时间常数tau对加热温度th进行计算。

技术方案6的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，包括设于上述车室外的室外热交换器，控制装置具有除湿制冷模式，在上述除湿制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂从散热器流至室外热交换器并在上散热器和室外热交换器中散热，并在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在吸热器中吸热，在上述除湿制冷模式下，基于根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu确定稳态值th0。

技术方案7的车用空调装置在技术方案5或6的基础上，其特征是，包括设于车室外的室外热交换器，控制装置具有制冷模式，在上述制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂从散热器流至室外热交换器并在上述室外热交换器中散热，并在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在吸热器中吸热，在上述制冷模式下，基于散热器的入口与出口的制冷剂温度的平均值来确定稳态值th0。

技术方案8的车用空调装置在技术方案5至技术方案7的基础上，其特征是，包括旁通装置，上述旁通装置用于使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而是直接流入到室外热交换器，控制装置具有最大制冷模式，在上述最大制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂通过旁通装置流至室外热交换器并散热，在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在上述吸热器中吸热，在上述最大制冷模式下，基于散热器的入口与出口的制冷剂温度的平均值来确定稳态值th0。

技术方案9的车用空调装置在技术方案5至技术方案8的基础上，其特征是，控制装置具有制热模式，在上述制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂流至散热器并散热，在对散热后的制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在室外热交换器中吸热，在上述制热模式下，通过使用规定的修正值对根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu进行修正来确定稳态值th0，并且根据散热器的制冷剂的过冷却度sc和流入到空气流通管路的空气的体积风量ga、或是体积风量ga和通风至散热器的风量比例sw确定修正值。

技术方案10的车用空调装置是在技术方案5至技术方案9的基础上，其特征是，旁通装置，上述旁通装置用于使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而是直接流入到室外热交换器；以及辅助加热装置，上述辅助加热装置用于对从空气流通管路供给至车室内的空气进行加热，控制装置执行除湿制热模式，在上述除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂通过旁通装置流至室外热交换器并散热，在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在吸热器中吸热，并且使辅助加热装置发热，在上述除湿制热模式下，基于辅助加热装置的温度tptc来确定稳态值th0。

技术方案11的车用空调装置是在技术方案5至技术方案9的基础上，其特征是，控制装置具有除湿制热模式，在上述除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在仅吸热器中或是在吸热器和室外热交换器中吸热，在上述除湿制热模式下，基于根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu来确定稳态值th0。

技术方案12的车用空调装置在技术方案5至技术方案11的基础上，其特征是，控制装置在运转停止中基于根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu或散热器的入口与出口的制冷剂温度的平均值来确定稳态值th0。

发明效果

根据本发明，由于车用空调装置包括：压缩机，上述压缩机对制冷剂进行压缩；空气流通管路，上述空气流通管路用于供向车室内供给的空气流通；散热器，上述散热器用于使制冷剂散热而对从空气流通管路供给至车室内的空气进行加热；吸热器，上述吸热器用于使制冷剂吸热而对从空气流通管路供给至车室内的空气进行冷却；以及控制装置，通过利用上述控制装置切换执行多个运转模式，从而对车室内进行空气调节，其中，控制装置计算出散热器的下风侧的空气的温度、即加热温度th并用于控制，并且使用因运转模式不同而不同的推断式对加热温度th进行计算，因此，无需使用专门的温度传感器，便能根据运转模式准确地推断加热温度th，并将该加热温度th用于控制。

即，例如在像技术方案2那样，控制装置将上述推断出的加热温度th用于通风至散热器的风量比例sw的计算和/或运转模式的切换时的情况下，将与实际的散热器的下风侧的空气的温度的差异设为最小，来恰当地控制吹出至车室内的空气的温度，从而能实现舒适的车室内空气调节。

在此，即使运转模式切换，实际的散热器的下风侧的空气的温度也不会立即变化。因而，若像技术方案3那样，通过控制装置进行因运转模式不同而不同的时间常数tau的主延迟的运算，以对加热温度th进行计算，则能以与实际的散热器的下风侧的空气的温度变化相符的方式推断加热温度th。

此外，实际的散热器的下风侧的空气的温度变化因在空气流通管路中流通的空气的量不同而不同。因此，若像技术方案4那样，控制装置根据流入空气流通管路的空气的体积风量ga来改变主延迟的时间常数tau，则能考虑空气流通管路内的体积风量而改变响应速度，以进行准确的加热温度th的推断。

此外，此时若像技术方案5那样，控制装置基于稳态下的加热温度th的值、即稳态值th0和主延迟的时间常数tau对加热温度th进行计算，则能进行在稳态值th0的基础上设想了实际的温度变化的加热温度th的推断。

例如，若像技术方案6那样还包括设于车室外的室外热交换器，在控制装置具有使从压缩机排出的制冷剂从散热器流至室外热交换器并在上述散热器和上述室外热交换器中散热，并在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在吸热器中吸热的除湿制冷模式的时候，在上述除湿制冷模式下，通过基于根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu来确定稳态值th0，能根据考虑到散热器中的制冷剂的过冷却度后的散热器的平均温度来准确地推断加热温度th。

例如，若像技术方案7那样还包括设于车室外的室外热交换器，在控制装置具有使从压缩机排出的制冷剂从散热器流至室外热交换器并在上述室外热交换器中散热，并在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在吸热器中吸热的制冷模式的时候，在上述制冷模式下，通过基于根据散热器的入口与出口的制冷剂温度的平均值来确定稳态值th0，由于在制冷模式下在散热器中制冷剂未达到过冷却度,因此，仅通过根据入口与出口的制冷剂温度的平均值来求取散热器的平均温度，便能准确地推断加热温度th。

此外，像技术方案8那样还包括旁通装置，上述旁通装置用于使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而是直接流入到室外热交换器，在控制装置具有使从压缩机排出的制冷剂通过旁通装置流至室外热交换器并散热，在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在吸热器中吸热的最大制冷模式的时候，在上述最大制冷模式下，也通过基于散热器的入口与出口的制冷剂温度的平均值来确定稳态值th0，从而同样能准确地推断加热温度th。

此外，在像技术方案9那样控制装置具有使从压缩机排出的制冷剂流至散热器并散热，在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在室外热交换器中吸热的制热模式的时候，在上述制热模式下，也通过基于根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu来确定稳态值th0，从而能根据考虑到散热器中的制冷剂的过冷却度后的散热器的平均温度来推断加热温度th。在这种情况下，在制热模式下，尤其是饱和温度thsatu也根据散热器中的制冷剂的过冷却度sc、流入空气流通管路的空气的体积风量ga、通风至散热器的风量比例sw而发生变化，因此，通过根据他们求取修正值并对饱和温度thsatu进行修正，能更准确地推断加热温度th。

此外，如技术方案10那样还包括：旁通装置，上述旁通装置用于使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而是直接流入到室外热交换器；以及辅助加热装置，上述辅助加热装置用于对从空气流通管路供给至车室内的空气进行加热，在控制装置具有使从压缩机排出的制冷剂通过旁通装置流至室外热交换器并散热，在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在吸热器中吸热，并且使辅助加热装置发热的除湿制热模式的时候，在上述除湿制热模式下，通过基于辅助加热装置的温度tptc来确定稳态值th0，从而能准确地推断散热器的下风侧的空气的温度、即加热温度th。

此外，在像技术方案11那样控制装置具有使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，使该制冷剂在仅吸热器中或是上述吸热器和上述室外热交换器中吸热的除湿制热模式的时候，在上述除湿制热模式下，通过基于根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu来确定稳态值th0，从而能根据考虑到散热器中的制冷剂的过冷却度后的散热器的平均温度来准确地推断加热温度th。

此外，在运转停止中，技术方案12的控制装置通过基于根据散热器的制冷剂压力获得的制冷剂的饱和温度thsatu或散热器的入口与出口的制冷剂温度的平均值来确定稳态值th0，从而能在接下来开始运转时顺利地重新开始利用了加热温度th的控制。

附图说明

图1是适用了本发明的一实施方式的车用空调装置的结构图(实施例1)。

图2是图1的车用空调装置的控制装置的框图。

图3是图1的车用空调装置的空气流通管路的示意图。

图4是与图2的热泵控制器的制热模式下的压缩机控制相关的控制框图。

图5是与图2的热泵控制器的除湿制热模式下的压缩机控制相关的控制框图。

图6是与图2的热泵控制器的除湿制热模式下的辅助加热器(辅助加热装置)控制相关的控制框图。

图7是对由图2的热泵控制器进行的时间常数tau的切换控制进行说明的流程图。

图8是表示与体积风量ga对应的时间常数tau的改变映射图的图。

图9是表示散热器的出口温度与饱和温度之间的关系的图。

图10表示本发明的另一实施例的车用空调装置的结构图(实施例2)。

具体实施方式

以下，根据附图来详细说明本发明的实施方式。

(实施例1)

图1是表示本发明的一实施例的车用空调装置1的结构图。适用本发明的实施例的车辆是未装设发动机(内燃机)的电动汽车(ev)，其通过充电在蓄电池中的电力驱动行驶用的电动马达来进行行驶(均未图示)，本发明的车用空调装置1也是由蓄电池的电力驱动的装置。即，实施例的车用空调装置1在无法实现利用发动机废热进行制热的电动汽车中，通过使用了制冷剂回路的热泵运转来进行制热模式，而且，选择性地执行除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、max制冷模式(最大制冷模式)以及辅助加热器单独模式的各运转模式。

另外，作为车辆并不局限于电动汽车，本发明在并用发动机和行驶用的电动马达的所谓混合动力汽车中也是有效的，另外在通过发动机行驶的通常的汽车中也能适用，这一点是自不必言的。

实施例的车用空调装置1是进行电动汽车的车室内的空气调节(制热、制冷、除湿和换气)的装置，在该车用空调装置1中，电动式的压缩机2、散热器4、室外膨胀阀6(减压装置)、室外热交换器7、室内膨胀阀8(减压装置)、吸热器9和储罐12等通过制冷剂配管13依次连接而构成制冷剂回路r，其中，上述电动式的压缩机2对制冷剂进行压缩，上述散热器4设置在用于对车室内空气进行通气循环的hvac单元10的空气流通管路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，并使该制冷剂散热以对供给至车室内的空气进行加热，上述室外膨胀阀6(减压装置)在制热时使制冷剂减压膨胀且由电动阀构成，上述室外热交换器7设置在车室外并在制冷剂与外部气体之间进行热交换，以在制冷时起到散热器的作用，在制热时起到蒸发器的作用，上述室内膨胀阀8(减压装置)使制冷剂减压膨胀，且由电动阀构成，上述吸热器9设置在空气流通管路3内，并在制冷时及除湿时使制冷剂吸热，以对从车室内、外吸入并供给至车室内的空气进行冷却。

此外，在上述制冷剂回路r中填充有规定量的制冷剂和润滑用的油。另外，在室外热交换器7中设有室外送风机15。上述室外送风机15构成为通过强制性地将外部气体通风至室外热交换器7以使外部气体与制冷剂进行热交换，由此，即使在停车过程中(即、车速为0km/h)，外部气体也通风至室外热交换器7。

此外，室外热交换器7在制冷剂下游侧依次具有接收干燥部14和过冷却部16，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13a经由在制冷时打开的电磁阀17而与接收干燥部14连接，过冷却部16的出口侧的制冷剂配管13b经由室内膨胀阀8连接于吸热器9的入口侧。另外，接收干燥部14和过冷却部16在结构上构成室外热交换器7的一部分。

此外，过冷却部16与室内膨胀阀8之间的制冷剂配管13b设置成与吸热器9的出口侧的制冷剂配管13c具有热交换关系，由两者构成内部热交换器19。由此，构成为经由制冷剂配管13b流入室内膨胀阀8的制冷剂被从吸热器9流出的低温的制冷剂所冷却(过冷却)。

此外，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13a分岔出制冷剂配管13d，上述分岔后的制冷剂配管13d经由在制热时打开的电磁阀21而与内部热交换器19下游侧的制冷剂配管13c连通连接。上述制冷剂配管13c与储罐12连接，储罐12与压缩机2的制冷剂吸入侧连接。此外，散热器4的出口侧的制冷剂配管13e经由室外膨胀阀6而与室外热交换器7的入口侧连接。

此外，在压缩机2的排出侧与散热器4的入口侧之间的制冷剂配管13g夹设有在后述的除湿制热和max制冷时关闭的电磁阀30(构成流路切换装置)。在这种情况下，制冷剂配管13g在电磁阀30的上游侧分岔出旁通配管35，上述旁通配管35经由在除湿制热和max制冷时打开的电磁阀40(其也构成流路切换装置)而与室外膨胀阀6的下游侧的制冷剂配管13e连通连接。通过上述旁通配管35、电磁阀30和电磁阀40构成旁通装置45。

通过由上述旁通配管35、电磁阀30和电磁阀40构成旁通装置45，从而如后文所述能顺利地进行除湿制热模式及max制冷模式与制热模式、除湿制冷模式及制冷模式间的切换，其中，在除湿制热模式及max制冷模式下，使从压缩机2排出的制冷剂直接流入到室外热交换器7，在制热模式、除湿制冷模式及制冷模式下，使从压缩机2排出的制冷剂流入到散热器4。

此外，在吸热器9的空气上游侧的空气流通管路3形成有外部气体吸入口和内部气体吸入口的各吸入口(在图1中以吸入口25为代表进行表示)，在上述吸入口25设有吸入切换挡板26，上述吸入切换挡板26将导入至空气流通管路3内的空气切换为车室内的空气、即内部气体(内部气体循环模式)和车室外的空气、即外部气体(外部气体导入模式)。此外，在上述吸入切换挡板26的空气下游侧设有室内送风机(鼓风扇)27，上述室内送风机27将导入的内部气体或外部气体送至空气流通管路3。

此外，在图1中，符号23是设于实施例的车用空调装置1的、作为辅助加热装置(另一个加热器)的辅助加热器。实施例的辅助加热器23由作为电加热器的ptc加热器构成，相对于空气流通管路3的空气的流动，设置在作为散热器4的风上游侧(空气上游侧)的空气流通管路3内。此外，当辅助加热器23被通电而发热时，经由吸热器9流入散热器4的空气流通管路3内的空气被加热。即，上述辅助加热器23成为所谓的加热器芯部，进行车室内的制热或是对上述制热进行补充。在本实施例中，前述的散热器4和上述辅助加热器23成为加热器。

在此，比hvac单元10的吸热器9靠下风侧(空气下游侧)的空气流通管路3被分隔壁10a划分而形成有制热用热交换通路3a和绕过该制热用热交换通路3a的旁通通路3b，前述的散热器4和辅助加热器23配置于制热用热交换通路3a。

此外，在辅助加热器23的上风侧的空气流通管路3内设有空气混合挡板28，上述空气混合挡板28对流入上述空气流通管路3内并流过吸热器9后的空气流通管路3内的空气(内部气体或外部气体)通风至配置有辅助加热器23和散热器4的制热用热交换通路3a的比例进行调节。

此外，散热器4的下风侧的hvac单元10形成有吹脚(日文：フット)吹出口29a(第一吹出口)、自然风(日文：ベント)吹出口29b(相对于吹脚吹出口29a而言为第二吹出口，相对于前挡风除雾吹出口29c而言为第一吹出口)，前挡风除雾(日文：デフ)吹出口29c(第二吹出口)的各吹出口。吹脚吹出口29a为用于向车室内的足底吹出空气的吹出口，其位于最低的位置。此外，自然风吹出口29b为用于将空气吹出到车室内的驾驶员的胸部、脸部附近的吹出口，其位于吹脚吹出口29a上方。而且，前挡风除雾吹出口29c为用于将空气吹出到车辆的前挡风玻璃内表面的吹出口，其位于比其他吹出口29a、29b更靠上方的最高的位置。

此外，在吹脚吹出口29a、自然风吹出口29b以及前挡风除雾吹出口29c分别设有对空气的吹出量进行控制的吹脚吹出口挡板31a、自然风吹出口挡板31b以及前挡风除雾吹出口挡板31c。

接着，图2示出了实施例的车用空调装置1的控制装置11的框图。控制装置11由空调控制器20和热泵控制器32构成，上述空调控制器20和热泵控制器32均由于包括处理器的计算机的一例、即微型计算机构成，他们与构成can(controllerareanetwork：控制器局域网)、lin(localinterconnectnetwork:本地内联网)的车辆通信总线65连接。此外，压缩机2和辅助加热器23也与车辆通信总线65连接，并且构成为上述空调控制器20、热泵控制器32、压缩机2和辅助加热器23经由车辆通信总线65进行数据的发送和接收。

空调控制器20是负责车辆的车室内空气调节的控制的上位的控制器，在上述空调控制器20的输入连接有外部气体温度传感器33、外部气体湿度传感器34、hvac吸入温度传感器36、内部气体温度传感器37、内部气体湿度传感器38、室内co2浓度传感器39、吹出温度传感器41、排出压力传感器42、例如光传感器式的日照传感器51、车速传感器52各自的输出，并与空调(空气调节)操作部53连接，其中，上述外部气体温度传感器33对车辆的外部气体温度(tam)进行检测，上述外部气体湿度传感器34对外部气体湿度进行检测，上述hvac吸入温度传感器36对从吸入口25吸入空气流通管路3并流入吸热器9的空气的温度(吸入空气的温度tas)进行检测，上述内部气体温度传感器37对车室内的空气(内部气体)的温度(室内温度tin)进行检测，上述内部气体湿度传感器38对车室内的空气的湿度进行检测，上述室内co2浓度传感器39对车室内的二氧化碳浓度进行检测，上述吹出温度传感器41对吹出至车室内的空气的温度进行检测，上述排出压力传感器42对压缩机2的排出制冷剂压力(排出压力pd)进行检测，上述日照传感器51用于对向车室内的日照量进行检测，上述车速传感器52用于对车辆的移动速度(车速)进行检测，上述空调操作部53用于对设定温度及运转模式的切换进行设定。此外，在空调控制器20的输出连接有室外送风机15、室内送风机(鼓风扇27)、吸入切换挡板26、空气混合挡板28、各吹出口挡板31a至31c，他们受到空调控制器20控制。

热泵控制器32是主要负责制冷剂回路r的控制的控制器，在上述热泵控制器32的输入连接有排出温度传感器43、吸入压力传感器44、吸入温度传感器55、散热器出口温度传感器46、散热器入口温度传感器46a、散热器压力传感器47、吸热器温度传感器48、吸热器压力传感器49、辅助加热器温度传感器50、室外热交换器温度传感器54和室外热交换器压力传感器56各自的输出，其中，上述排出温度传感器43对压缩机2的排出制冷剂温度进行检测，上述吸入压力传感器44对压缩机2的吸入制冷剂压力进行检测，上述吸入温度传感器55对压缩机2的吸入制冷剂温度ts进行检测，上述散热器出口温度传感器46对散热器4的出口的制冷剂温度(散热器出口温度tci)进行检测，上述散热器入口温度传感器47对散热器4的制冷剂压力(散热器压力pci)进行检测，上述吸热器温度传感器48对吸热器9的制冷剂温度(吸热器温度te)进行检测，上述吸热器压力传感器49对吸热器9的制冷剂压力进行检测，上述辅助加热器温度传感器50对辅助加热器23的温度(辅助加热器温度tptc)进行检测，上述室外热交换器温度传感器54对室外热交换器7的制冷剂温度(室外热交换器温度txo)进行检测，上述室外热交换器压力传感器56对室外热交换器7的制冷剂压力(室外热交换器压力pxo)进行检测。此外，在热泵控制器32的输出连接有室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、电磁阀30(再加热用)、电磁阀17(制冷用)、电磁阀21(制热用)、电磁阀40(旁通用)的各电磁阀，他们受到热泵控制器32控制。另外，压缩机2和辅助加热器23分别内置有控制器，压缩机2、辅助加热器23的控制器经由车辆通信总线65而与热泵控制器32之间进行数据的发送、接收，并受到上述热泵控制器32控制。

热泵控制器32和空调控制器20经由车辆通信总线65相互进行数据的发送、接收，并基于由各传感器的输出、空调操作部53中输入的设定对各设备进行控制，但在此时的实施例中，外部气体温度传感器33、排出压力传感器42、车速传感器52、空调操作部53的输出从空调控制器20经由车辆通信总线65发送至热泵控制器32，以用于由热泵控制器32实现的控制。

基于以上结构，接着对实施例的车用空调装置1的动作进行说明。在本实施例中，控制装置11(空调控制器20、热泵控制器32)切换执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、max制冷模式(最大制冷模式))以及辅助加热器单独模式的各运转模式。首先，对各运转模式下的制冷剂的流动和控制的概要进行说明。

(1)制热模式

当通过热泵控制器32(自动模式)或对空调操作部53的手动操作(手动模式)选择制热模式时，热泵控制器32将电磁阀21(制热用)打开，并将电磁阀17(制冷用)关闭。此外，将电磁阀30(再加热用)打开，并将电磁阀40(旁通用)关闭。接着，使压缩机2运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，空调混合挡板28基本上处于使从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通管路3内的所有空气通风至制热用热交换器通路3a的辅助加热器23和散热器4的状态，但也可以对风量进行调节。

由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过电磁阀30而从制冷剂配管13g流入散热器4。在散热器4通风有空气流通管路3内的空气，因此，空气流通管路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂(辅助加热器23工作时上述辅助加热器23和散热器4)加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却，并冷凝液化。

在散热器4内液化后的制冷剂在从上述散热器4流出后，经过制冷剂配管13e流至室外膨胀阀6。流入室外膨胀阀6的制冷剂在其中被减压后，流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂发生蒸发，并通过行驶或是从由室外送风机15通风的外部空气中吸取热量。即，制冷剂回路r成为热泵。接着，从室外热交换器7中流出的低温的制冷剂经过制冷剂配管13a、电磁阀21和制冷剂配管13d，而从制冷剂配管13c流入储罐12，然后在此进行气液分离后，气体制冷剂被吸入压缩机2，并且反复进行上述循环。被散热器4(辅助加热器23工作时上述辅助加热器23和散热器4)加热后的空气从吹出口29a至29c吹出，由此进行车室内的制热。

热泵控制器32根据空调控制器20从目标吹出温度tao计算出的目标加热器温度tco(散热器温度tci的目标值)，计算出目标散热器压力pco(散热器压力pci的目标值)，并根据上述目标散热器压力pco和散热器压力传感器47检测到的散热器4的制冷剂压力(散热器压力pci。制冷剂回路r的高压压力)，对压缩机2的转速nc进行控制，并对散热器4的加热进行控制。此外，热泵控制器32基于散热器出口温度传感器46检测到的散热器4的出口的制冷剂温度(散热器出口温度tci)以及散热器压力传感器47检测到的散热器压力pci，对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，并对散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度sc进行控制。

此外，热泵控制器32在上述制热模式下，在由散热器4进行的制热能力相对于车室内空气调节所要求的制热能力有所不足的情况下，对辅助加热器23的通电进行控制，以通过辅助加热器23的发热对制热能力不足的量进行补充。由此，实现舒适的车室内制热，并且还抑制室外热交换器7的结霜。此时，辅助加热器23配置于散热器4的空气上游侧，因此，在空气流通管路3中流通的空气在通风到散热器4之前被通风至辅助加热器23。

在此，若辅助加热器23配置于散热器4的空气下游侧，则在如实施例那样由ptc加热器构成辅助加热器23的情况下，流入辅助加热器23的空气的温度因散热器4而上升，因此，ptc加热器的阻值变大，电流值也变低，使得发热量下降，但通过将辅助加热器23配置于散热器4的空气上游侧，从而能充分地发挥如实施例那样由ptc加热器构成的辅助加热器23的能力。

(2)除湿制热模式

接着，在除湿制热模式下，热泵控制器32将电磁阀17打开，将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀30关闭，将电磁阀40打开，并且将室外膨胀阀6的阀开度设为全闭。接着，使压缩机2运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，空调混合挡板28基本上处于使从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通管路3内的所有空气通风至制热用热交换器通路3a的辅助加热器23和散热器4的状态，但还进行风量的调节。

由此，从压缩机2排出到制冷剂配管13g的高温高压的气体制冷剂不朝向散热器4流动，而是流入到旁通配管35，并经由电磁阀40到达室外膨胀阀6的下游侧的制冷剂配管13e。此时，室外膨胀阀6设为全闭，因此，制冷剂流入到室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂然后通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体进行空气冷却，并冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13a经过电磁阀17依次流入接收干燥部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流出的制冷剂进入制冷剂配管13b，并经由内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下从室内送风机27吹出的空气被冷却，且上述空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气流通管路3内的空气被冷却且被除湿。在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过内部热交换器19后，经由制冷剂配管13c流至储罐12，并经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。

此时，室外膨胀阀6的阀开度设为全闭，因此，能抑制或防止从压缩机2排出的制冷剂从室外膨胀阀6倒流入散热器4的不良情况。由此，能抑制或消除制冷剂循环量的下降，以确保空气调节能力此外，在上述除湿制热模式下，热泵控制器32使辅助加热器23通电并使其发热。由此，被吸热器9冷却且除湿后的空气在经过辅助加热器23的过程中被进一步加热而使温度上升，因此，进行车室内的除湿制热。

热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度te)以及空调控制器20计算出的吸热器温度te的目标值、即目标吸热器温度teo，对压缩机2的转速nc进行控制，并且根据辅助加热器温度传感器50检测到的辅助加热器温度tptc和前述的目标加热器温度tco(此时为辅助加热器温度tptc的目标值)，对辅助加热器23的通电(由发热实现的加热)进行控制，从而在恰当地进行空气在吸热器9内的冷却和除湿的同时，通过由辅助加热器23实现的加热可靠地防止从各吹出口29a至29c吹出至车室内的空气温度的降低。由此，能一边对吹出至车室内的空气进行除湿，一边将该温度控制为恰当的制热温度，以能实现车室内的舒适且高效的除湿制热。

另外，辅助加热器23配置于散热器4的空气上游侧，因此，被辅助加热器23加热后的空气经过散热器4，但在上述除湿制热模式下制冷剂未流过散热器4，因此，散热器4从被辅助加热器23加热后的空气中吸热的不良情况也得到消除。即，使因散热器4而吹出至车室内的空气的温度降低的情况得到抑制，并使cop也得到提高。

(3)除湿制冷模式

接着，在除湿制冷模式下，热泵控制器32将电磁阀17打开，并将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀30打开，将电磁阀40关闭。接着，使压缩机2运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，空调混合挡板28基本上处于使从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通管路3内的所有空气通风至制热用热交换器通路3a的辅助加热器23和散热器4的状态，但还进行风量的调节。

由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过电磁阀30而从制冷剂配管13g流入散热器4。由于在散热器4中通风有空气流通管路3内的空气，因此，空气流通管路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却并冷凝液化。

从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13e直至室外膨胀阀6，经过以稍许打开的方式控制的室外膨胀阀6而流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂然后通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体进行空气冷却，并冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13a经过电磁阀17依次流入接收干燥部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流出的制冷剂进入制冷剂配管13b，并经由内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着在吸热器9上，因此，空气被冷却且被除湿。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过内部热交换器19后，经由制冷剂配管13c流至储罐12，并经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在上述除湿制冷模式下，热泵控制器32并未对辅助加热器23通电，因此，在吸热器9中冷却并被除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热(比制热时的散热能力低)。由此，进行车室内的除湿制冷。

热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度te)和作为其目标值的目标吸热器温度teo(从空调控制器20发送的)，对压缩机2的转速nc进行控制。此外，热泵控制器32根据前述的目标加热器温度tco对目标散热器压力pco进行计算，并基于上述目标散热器压力pco和散热器压力传感器47检测到的散热器4的制冷剂压力(散热器压力pci。制冷剂回路r的高压压力)对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，以对由散热器4进行的加热进行控制。

(4)制冷模式

接着，在制冷模式下，热泵控制器32在上述除湿制冷模式的状态下将室外膨胀阀6的阀开度设为全开。接着，使压缩机2运转，且不对辅助加热器23通电。此外，空调控制器20使各送风机15、27运转，空气混合挡板28设为对从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通管路3内的空气通风至制热用热交换通路3a的辅助加热器23和散热器4的比例进行调节的状态。

由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过电磁阀30并从制冷剂配管13g流入散热器4，并且从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13e到达室外膨胀阀6。此时，室外膨胀阀6为全开，因此，制冷剂经过室外膨胀阀6并就此流入室外热交换器7，然后通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体进行空气冷却，并冷凝液化。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13a经过电磁阀17依次流入接收干燥部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流出的制冷剂进入制冷剂配管13b，并经由内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气被冷却。此外，空气中的水分凝结并附着于吸热器9。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过内部热交换器19后，经由制冷剂配管13c流至储罐12，并经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中冷却、除湿后的空气从吹出口29a至29c吹出到车室内(一部分经过散热器4进行热交换)，由此进行车室内的制冷。此外，在上述制冷模式下，热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度te)和作为其目标值的前述的目标吸热器温度teo，对压缩机2的转速nc进行控制。

(5)max制冷模式(最大制冷模式)

接着，在作为最大制冷模式的max制冷模式下，热泵控制器32将电磁阀17打开，并将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀30关闭，将电磁阀40打开，并且将室外膨胀阀6的阀开度设为全闭。接着，使压缩机2运转，且不对辅助加热器23通电。此外，空调控制器20使各送风机15、27运转，空气混合挡板28处于空气流通管路3内的空气未通风至制热用热交换器通路3a的辅助加热器23和散热器4的状态。但是，即使略微通风亦无妨。

由此，从压缩机2排出到制冷剂配管13g的高温高压的气体制冷剂不朝向散热器4流动，而是流入到旁通配管35，并经由电磁阀40到达室外膨胀阀6的下游侧的制冷剂配管13e。此时，室外膨胀阀6设为全闭，因此，制冷剂流入到室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂然后通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体进行空气冷却，并冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13a经过电磁阀17依次流入接收干燥部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流出的制冷剂进入制冷剂配管13b，并经由内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气被冷却。此外，空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气流通管路3内的空气被除湿。在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过内部热交换器19后，经由制冷剂配管13c流至储罐12，并经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。此时，由于室外膨胀阀6设为全闭，因此，同样能抑制或防止从压缩机2排出的制冷剂从室外膨胀阀6倒流入散热器4的不良情况。由此，能抑制或消除制冷剂循环量的下降以确保空气调节能力。

在此，在上述制冷模式下，高温的制冷剂在散热器4中流动，因此，产生大量从散热器4向hvac单元10的直接热传导，但在上述max制冷模式下制冷剂并未在散热器4中流动，因此来自吸热器9的空气流通管路3内的空气不会被从散热器4传递至hvac单元10的热加热。因此，对车室内进行强力的制冷，尤其在外部气体温度tam较高的环境下，能迅速地对车室内进行制冷从而实现舒适的车室内空气调节。此外，在上述max制冷模式下，热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度te)和作为其目标值的前述目标吸热器温度teo，对压缩机2的转速nc进行控制。

(6)辅助加热器单独模式

另外，实施例的控制装置11具有辅助加热器单独模式，该辅助加热器单独模式在室外热交换器7中发生过结霜等情况下，停止制冷剂回路r的压缩机2和室外送风机15，并使辅助加热器23通电以通过仅上述辅助加热器23对车室内进行制热。在这种情况下，热泵控制器32基于辅助加热器温度传感器50检测到的辅助加热器温度tptc和前述的目标加热器温度tco，对辅助加热器23的通电(发热)进行控制。

此外，空调控制器20处于使室内送风机27运转，空气混合挡板28使从室内送风机27吹出的空气流通管路3内的空气通风至制热用热交换通路3a的辅助加热器23，并对风量进行调节的状态。被辅助加热器23加热后的空气从各吹出口29a至29c吹出到车室内，由此进行车室内的制热。

(7)运转模式的切换

空调控制器20根据下式(i)对前述的目标吹出温度tao进行计算。上述目标吹出温度tao是吹出到车室内的空气的温度的目标值。

tao＝(tset-tin)×k+tbal(f(tset、sun、tam))··(i)

在此，tset是在空调操作部53中设定的车室内的设定温度，tin是内部气体温度传感器37检测到的室内温度，k是系数，tbal是根据设定温度tset、日照传感器51检测到的日照量sun、外部气体温度传感器33检测到的外部气体温度tam计算出的平衡值。而且，一般来说，外部气体温度tam越低，上述目标吹出温度tao越高，伴随着外部气体温度tam上升，上述目标吹出温度tao降低。

热泵控制器32在起动时基于从空调控制器20经由车辆通信总线65发送的外部气体温度tam(外部气体温度传感器33检测到的)和目标吹出温度tao来选择上述各运转模式中的某个运转模式，并且经由车辆通信总线65将各运转模式发送至空调控制器20。此外，在起动后，通过基于外部气体温度tam、车室内的湿度、目标吹出温度tao、后述的加热温度th(散热器4的下风侧的空气的温度。推断值)、目标加热器温度tco、吸热器温度te、目标吸热器温度teo、有无车室内的除湿要求等参数进行各运转模式的切换，从而根据环境条件、是否需要除湿来准确对制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、max制冷模式和辅助加热器单独模式进行切换，并将吹出到车室内的空气的温度控制为目标吹出温度tao，以实现舒适且高效的车室内空气调节。

(8)由热泵控制器32实现的制热模式下的压缩机2的控制

接着，使用图4对前述的制热模式下的压缩机2的控制进行详细叙述。图4是确定制热模式用的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)tgnch的热泵控制器32的控制框图。热泵控制器32的f/f(前馈)操作量运算部58基于根据外部气体温度传感器33获得的外部气体温度tam、室内送风机27的鼓风机电压blv、由sw＝(tao－te)/(th－te)获得的空气混合挡板28的风量比例sw、散热器4的出口的过冷却度sc的目标值即目标过冷却度tgsc、散热器4的温度的目标值即前述的目标加热器温度tco(从空调控制器20发送)和散热器4的压力的目标值即目标散热器压力pco，对压缩机目标转速的f/f操作量tgnchff进行运算。

在此，对风量比例sw进行计算的上述th为散热器4的下风侧的空气的温度(以下，称作加热温度)，热泵控制器32根据下述所示的主延迟运算的式(ii)来推断。

th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)(ii)

在此，intl是运算周期(常数)、tau是主延迟的时间常数、th0是主延迟运算前的稳态下的加热温度th的稳态值，thz是加热温度th的上次值。通过以上述方式推断加热温度th，从而无需设置专门的温度传感器。

另外，热泵控制器32根据前述的运转模式改变上述时间常数tau和稳态值th0，以使上述推断式(ii)根据运转模式不同而不同，并对加热温度th进行推断，但对此将在后文中加以详细叙述。此外，上述加热温度th经由车辆通信总线65发送至空调控制器20。

所述目标散热器压力pco是目标运算部59基于上述目标过冷却度tgsc和目标加热器温度tco进行运算的。另外，f/b(反馈)操作量运算部60基于目标散热器压力pco和作为散热器4的制冷剂压力的散热器压力pci，对压缩机目标转速的f/b操作量tgnchfb进行运算。接着，用加法器61将f/f操作量运算部58运算出的f/f操作量tgncnff与f/b操作量运算部60运算出的tgnchfb相加，并在用极限设定部62设定控制上限值和控制下限值的极限之后，确定作为压缩机目标转速tgnch。在上述制热模式下，热泵控制器32基于上述压缩机目标转速tgnch，对压缩机2的转速nc进行控制。

(9)由热泵控制器32实现的除湿制热模式下的压缩机2和辅助加热器23的控制

另一方面，图5是确定上述除湿制冷模式用的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)tgncc的热泵控制器32的控制框图。热泵控制器32的f/f操作量运算部63基于外部气体温度tam、流入空气流通管路3的空气的体积风量ga、散热器4的压力(散热器压力pci)的目标值即目标散热器压力pco、吸热器9的温度(吸热器温度te)的目标值即目标吸热器温度teo，对压缩机目标转速的f/f操作量tgnccff进行计算。

此外，f/b操作量运算部64基于目标吸热器温度teo(从空调控制器20发送的)和吸热器温度te，对压缩机目标转速的f/b操作量tgnccfb进行计算。接着，用加法器66将f/f操作量运算部63运算出的f/f操作量tgnccff与f/b操作量运算部64运算出的f/b操作量tgnccfb相加，并在用极限设定部67设定了控制上限值和控制下限值的极限之后，确定作为压缩机目标转速tgncc。在除湿制热模式下，热泵控制器32基于上述压缩机目标转速tgncc，对压缩机2的转速nc进行控制。

此外，图6是确定除湿制热模式下的辅助加热器23的辅助加热器要求能力tgqptc的热泵控制器32的控制框图。在热泵控制器32的减法器73中输入有目标加热器温度tco和辅助加热器温度tptc，以对目标加热器温度tco与辅助加热器温度tptc的偏差(tco－tptc)进行计算。上述偏差(tco－tptc)输入至f/b控制部74，上述f/b控制部74对辅助加热器要求能力f/b操作量进行运算，以消除偏差(tco－tptc)并使辅助加热器温度tptc变成目标加热器温度tco。

通过上述f/b控制部74计算出的辅助加热器要求能力f/b操作量在被极限设定部76设置控制上限值和控制下限值的极限之后，被确定为辅助加热器要求能力tgqptc。在除湿制热模式下，控制器32基于上述辅助加热器要求能力tgqptc对辅助加热器23的通电进行控制，从而对辅助加热器23的发热(加热)进行控制，以使辅助加热器温度tptc变成目标加热器温度tco。

如上所述，热泵控制器32在除湿制热模式下，基于吸热器温度te与目标吸热器温度teo对压缩机的运转进行控制，并且基于目标加热器温度tco对辅助加热器23的发热进行控制，从而准确地对除湿制热模式下的吸热器9的冷却和除湿以及辅助加热器23的加热进行控制。由此，能一边更恰当地对吹出至车室内的空气进行除湿，一边将该温度控制为更准确的制热温度，从而能实现更舒适且高效的车室内的除湿制热。

(10)空气混合挡板28的控制

接着，参照图3对由空调控制器20实施的混合空气挡板28的控制进行说明。在图3中，ga是流入前述的空气流通管路3的空调的体积风量，te是吸热器温度，th是前述的加热温度(散热器4的下风侧的空气的温度)。

空调控制器20通过基于根据如前所述的公式(下述式(iii))计算出的、通风至制热用热交换通路3a的散热器4和辅助加热器23的风量比例sw，控制空气混合挡板28以成为上述比例的风量，从而对朝向散热器4(和辅助加热器23)的通风量进行调节。

sw＝(tao－te)/(th－te)(iii)

即，通风至制热用热交换通路3a的散热器4和辅助加热器23的风量比例sw在0≤sw≤1的范围内变化，“0”为不向制热用热交换通路3a通风，而将空气流通管路3内的所有空气通风至旁通通路3b的空气混合全闭状态，“1”为将空气流通管路3内的所有空调通风至制热用热交换通路3a的空气混合全开状态。即，朝向散热器4的风量为ga×sw。

(11)由运转模式决定的加热温度th的推断

如前所述，通过前述的推断式(ii)对散热器4的下风侧的空气的温度、即加热温度th进行计算。此外，上述加热温度th通过空调控制器20用于通风至散热器4的风量比例sw的计算和运转模式的切换，但如前文所述，热泵控制器32使用因运转模式不同而不同的推断式对上述加热温度th进行计算。

在这种情况下，热泵控制器32根据运转模式的不同来改变式(ii)中的时间常数tau和稳态值th0，以使推断式(ii)成为因运转模式不同而不同的公式，并通过根据运转模式不同而不同的推断式，来对加热温度th进行计算。以下，参照图7至图9进行说明。

(11-1)辅助加热器单独模式或压缩机2及辅助加热器23停止时的加热温度th的计算

当前的运转模式为前述的辅助加热器单独模式(图7、图8中的ptc单独运转中)时，或是压缩机2(图7、图8中的hp)与辅助加热器23(图7、图8中的ptc)停止的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s1进入步骤s9，并将前述的时间常数tau设为时间常数tauo。此外，将前述的稳态值th0确定为前述的辅助加热器温度tptc。另外，热泵控制器32在此时即使前述的体积风量ga变化也不改变时间常数tau0，在实施例中如图8的时间常数映射图所示那样设为“10”(响应速度最快)。

在辅助加热器单独模式或是压缩机2、辅助加热器23停止的状态下，散热器4的下风侧的空气的温度的变化也变快，因此，通过如上所述将th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)的推断式中的时间常数tau设为响应速度最快的值即tau0，从而能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。此外，在辅助加热器单独模式或是压缩机2、辅助加热器23停止的状态下，散热器4的下风侧的温度变成辅助加热器温度tptc，因此，通过将稳态值th0设为辅助加热器温度tptc，能准确地推断加热温度th。

(11-2)从除湿制热模式向制热模式的转变开始时或是压缩机2的起动中的加热温度th的计算

接着，在从除湿制热模式开始转变到制热模式时，或是在压缩机2的起动过程中的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s2进入步骤s10，并将前述的时间常数tau设为时间常数tau2。此外，将前述的稳态值th0确定为辅助加热器温度tptc。另外，热泵控制器32在此时即使前述的体积风量ga变化也不改变时间常数tau2，在实施例中如图8的时间常数映射图所示那样设为“20”(响应速度第三快)。

在从除湿制热模式开始转变为制热模式时或是在压缩机2的起动过程中的状态下，散热器4的下风侧的空气的温度的变化相对变慢，因此，通过如上所述将th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)的推断式中的时间常数tau设为响应速度第三快的值、即tau2，从而能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。此外，在从除湿制热模式开始转变为制热模式时或是在压缩机2的起动过程中的状态下，散热器4的下风侧的温度变成辅助加热器温度tptc，因此，通过将稳态值th0设为辅助加热器温度tptc，能准确地推断加热温度th。

(11-3)制热模式下的加热温度th的计算

接着，在运转模式为制热模式的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s3进入步骤s11，并将前述的时间常数tau设为时间常数tau1。此外，在压缩机2的保护控制过程中时，将前述的稳态值th0确定为辅助加热器温度tptc，否则，基于根据散热器压力pci(散热器4的制冷剂压力)获得制冷剂的饱和温度thsatu确定稳态值th0。另外，压缩机2的保护控制是以使压缩机2的吸入制冷剂温度ts不过度下降的方式对压缩机2的转速nc的最大值ncmax进行限制的控制。

上述饱和温度thsatu是根据图9所示的图表获得的。在上述图中，横轴为散热器压力pci，纵轴为饱和温度thsatu。上述饱和温度thsatu是考虑到散热器4中的制冷剂的过冷却度sc的上述散热器4的平均温度。另外，热泵控制器32以规定的修正值对上述饱和温度thsatu进行修正。上述修正值是根据散热器4中的制冷剂的过冷却度sc和流入空气流通管路3的空气的体积风量ga求得、或者根据体积风量ga和通风至散热器4的风量比例sw求得的。

另外，热泵控制器32在此时即使前述的体积风量ga变化也不改变时间常数tau1，在实施例中如图8的时间常数映射图所示那样设为“15”(响应速度第二快)。在制热模式下，散热器4的下风侧的空气的温度的变化变得比较快，因此，通过如上所述将th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)的推断式中的时间常数tau设为响应速度第二快的值、即tau1，能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。

此外，在制热模式下，尤其是饱和温度thsatu也根据散热器4中的制冷剂的过冷却度sc、流入空气流通管路的空气的体积风量ga、通风至散热器的风量比例sw而变化，因此，通过根据他们求取修正值并对饱和温度thsatu进行修正，能更准确地推断加热温度th。

(11-4)除湿制热模式下的加热温度th的计算

接着，在运转模式为除湿制热模式的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s4进入步骤s12，并将前述的时间常数tau设为时间常数tau2。此外，将前述的稳态值th0确定为辅助加热器温度tptc。另外，热泵控制器32在此时无论体积风量ga是否变化都不改变时间常数tau2，在实施例中如图8的时间常数映射图所示那样设为“20”(响应速度第三快)。

在处于除湿制热模式的情况下，散热器4的下风侧的空气的温度的变化变得比较慢，因此，通过如上所述将th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)的推断式中的时间常数tau设为响应速度第三快的值、即tau2，能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。此外，在除湿制热模式下，散热器4的下风侧的温度变成辅助加热器温度tptc，因此，通过将稳态值th0设为辅助加热器温度tptc，能准确地维持加热温度th。

(11-5)max制冷模式下的加热温度th的计算

接着，在运转模式为max制冷模式的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s5进入步骤s13，并将前述的时间常数tau设为时间常数tau3。此外，将前述的稳态值th0确定为散热器4的制冷剂入口温度tciin与制冷剂出口温度tci的平均值+规定的偏置值。另外，热泵控制器32在此时根据体积风量ga使时间常数tau3变化。在实施例中，如图8的时间常数映射图所示那样，在ga为500时设为“10”(响应速度最快)，在ga为400时设为“20”(响应速度第三快)，在ga为300时设为“30”(响应速度第二慢)，在ga为200以下时设为“40”(响应速度最慢)。即，体积风量ga越多则响应速度越快，体积风量越少则响应速度越慢。

在处于max制冷模式的情况下，散热器4的下风侧的空气的温度的变化根据空气流通管路3内的空气的流通量而变化，因此，通过如上所述使th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)的推断式中的时间常数tau根据体积风量ga不同而发生变化，能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。此外，在max制冷模式下，在散热器4中制冷剂未达到过冷却度，因此，仅通过根据散热器4的制冷剂入口温度tciin与制冷剂出口温度tci的平均值求取散热器4的平均温度并确定为稳态值th0，便能准确地推断加热温度th。

(11-6)除湿制冷模式下的加热温度th的计算

接着，在运转模式为除湿制冷模式的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s6进入步骤s14，并将前述的时间常数tau设为时间常数tau3。此外，将前述的稳态值th0确定为根据散热器压力pci(散热器4的制冷剂压力)获得制冷剂的饱和温度thsatu+规定的偏置值。另外，热泵控制器32在此时如图8所示那样根据体积风量ga使时间常数tau3变化。

在处于除湿制冷模式的情况下，散热器4的下风侧的空气的温度的变化也根据空气流通管路3内的空气的流通量不同而发生变化，因此，通过如上所述使th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)的推断式中的时间常数tau根据体积风量ga的不同而发生变化，能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。此外，在除湿制冷模式下也基于考虑到散热器4中的制冷剂的过冷却度sc的上述散热器4的平均温度、即饱和温度thsatu确定稳态值th0，能准确地推断加热温度th。

(11-7)制冷模式下的加热温度th的计算

接着，在运转模式为制冷模式的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s7进入步骤s15，并将前述的时间常数tau设为时间常数tau3。此外，将前述的稳态值th0确定为散热器4的制冷剂入口温度tciin与制冷剂出口温度tci的平均值+规定的偏置值。另外，热泵控制器32在此时如图8所示那样根据体积风量ga使时间常数tau3变化。

在处于制冷模式的情况下，散热器4的下风侧的空气的温度的变化也根据空气流通管路3内的空气的流通量不同而发生变化，因此，通过如上所述使th＝(intl×th0+tau×thz)/(tau+intl)的推断式中的时间常数tau根据体积风量ga不同而发生变化，能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。此外，在制冷模式下，散热器4中制冷剂未达到过冷却度，因此，仅通过根据散热器4的制冷剂入口温度tciin与制冷剂出口温度tci的平均值求取散热器4的平均温度并确定为稳态值th0，便能准确地推断加热温度th。

(11-8)运转停止中的加热温度th的计算

接着，在车用空调装置1停止运转(停止系统)的情况下，热泵控制器32从图7的步骤s7进入步骤s8，并将前述的时间常数tau设为时间常数tau0。此外，将前述的稳态值th0确定为根据散热器压力pci(散热器4的制冷剂压力)获得的制冷剂的饱和温度thsatu+规定的偏置值或是确定为散热器4的制冷剂入口温度tciin与制冷剂出口温度tci的平均值+规定的偏置值。另外，热泵控制器32在此时即使前述的体积风量ga发生变化也不改变时间常数tau0，在实施例中如图8的时间常数映射图所示那样设为“10”(响应速度最快)。

如上所述，在运转停止中，将时间常数tau设为tau0并使响应速度变快，并且基于根据散热器压力pci获得的制冷剂的饱和温度thsatu或散热器4的制冷剂入口温度tciin与制冷剂出口温度tci的平均值来确定稳态值th0，能在接下来开始运转时顺利地重新开始利用了加热温度th的控制。

(实施例2)

接着，图10示出了适用本发明的另一实施例的车用空调装置1的结构图。另外，在本图中，用与图1相同的符号示出的构件起到相同或等同的功能。在本实施例的情况下，过冷却部16的出口连接于止回阀18，上述止回阀18的出口连接于制冷剂配管13b。另外，止回阀18将制冷剂配管13b(室内膨胀阀8)一侧设为顺时针方向。

此外，散热器4的出口侧的制冷剂配管13e在室外膨胀阀6近前发生分岔，上述分岔后的制冷剂配管(以下，称作第二旁通配管)13f经由电磁阀22(除湿用)而与止回阀18的下游侧的制冷剂配管13b连通连接。此外，电磁阀22也连接于热泵控制器32的输出。此外，未设置前述的实施例的图1中的由旁通配管35、电磁阀30和电磁阀40构成的旁通装置45。其他与图1相同，因此省略说明。

根据以上结构，对本实施例的车用空调装置1的动作进行说明。热泵控制器32在本实施例中切换执行制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式、制冷模式和辅助加热器单独模式各运转模式(在本实施例中并不存在max制冷模式)。另外，选择制热模式、除湿制冷模式及制冷模式时的动作以及制冷剂的流动、辅助加热器单独模式与前述的实施例(实施例1)的情况相同，因此省略说明。但是，在本实施例(实施例2)中，在这些制热模式、除湿制冷模式以及制冷模式中，将电磁阀22关闭。

(12)图10的车用空调装置1的除湿制热模式

另一方面，在选择除湿制热模式的情况下，在本实施例(实施例2)中，热泵控制器32将电磁阀21(制热用)打开，将电磁阀17(制冷用)关闭。此外，将电磁阀22(除湿用)打开。接着，使压缩机2运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，空调混合挡板28基本上处于使从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通管路3内的所有空气通风至制热用热交换器通路3a的辅助加热器23和散热器4的状态，但还进行风量的调节。

由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂从制冷剂配管13g流入散热器4。由于在散热器4中通风有流入空气流通管路3a的空气流通管路3内的空气，因此，空气流通管路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却并冷凝液化。

在散热器4内液化后的制冷剂在从上述散热器4流出后，经过制冷剂配管13e流至室外膨胀阀6。流入室外膨胀阀6的制冷剂在其中被减压后，流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂发生蒸发，并通过行驶或是从由室外送风机15通风的外部空气中吸取热量。即，制冷剂回路r成为热泵。此外，从室外热交换器7流出的低温的制冷剂经过制冷剂配管13a、电磁阀21和制冷剂配管13d，而从制冷剂配管13c流入储罐12，并在其中被气液分离后，气体制冷剂被吸入压缩机2，并且反复进行上述循环。

此外，经过散热器4在制冷剂配管13e中流动的冷凝制冷剂的一部分被分流，经过电磁阀22并从第二旁通配管13f和制冷剂配管13b，且经过内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着在吸热器9上，因此，空气被冷却且被除湿。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过内部热交换器19并在制冷剂配管13c中与来自制冷剂配管13d的制冷剂汇流之后，经过储罐12而被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热，由此进行车室内的除湿制热。

空调控制器20将根据目标吹出温度tao计算出的目标加热器温度tco(散热器出口温度tci的目标值)发送至热泵控制器32。此外，热泵控制器32根据上述目标加热器温度tco对目标散热器压力pco(散热器压力pci的目标值)进行计算，并基于上述目标散热器压力pco和散热器压力传感器47检测到的散热器4的制冷剂压力(散热器压力pci。制冷剂回路r的高压压力)对压缩机2的转速nc进行控制，以对由散热器4实现的加热进行控制。此外，热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度te和从空调控制器20发送的目标吸热器温度teo，来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。

(13)图10的车用空调装置1的内部循环模式

此外，在内部循环模式中，热泵控制器32在上述除湿制热模式的状态下将室外膨胀阀6设置为全闭(全闭位置)，并且将电磁阀21关闭。通过关闭上述室外膨胀阀6和电磁阀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，经过散热器4而在制冷剂配管13e中流动的冷凝制冷剂经过电磁阀22全部流至第二旁通配管13f。接着，在第二旁通配管13f中流动的制冷剂从制冷剂配管13b开始，经过内部热交换器19流入室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着在吸热器9上，因此，空气被冷却且被除湿。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过内部热交换器19在制冷剂配管13c中流动，经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。由于在吸热器9中除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热，由此进行车室内的除湿制热，但是由于在上述内部循环模式下，制冷剂在处于室内侧的空气流通管路3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)之间循环，因此，不从外部气体汲取热，而发挥与压缩机2的消耗动力相当的制热能力。由于制冷剂全部在发挥除湿作用的吸热器9中流动，因此，当与上述除湿制热模式进行比较时，除湿能力较高，但是制热能力降低。

空调控制器20将根据目标吹出温度tao算出的目标加热器温度tco(散热器出口温度tci的目标值)发送至热泵控制器32。此外，热泵控制器32根据发送的目标加热器温度tco对目标散热器压力pco(散热器压力pci的目标值)进行计算，并基于上述目标散热器压力pco和散热器压力传感器47检测到的散热器4的制冷剂压力(散热器压力pci。制冷剂回路r的高压压力)对压缩机2的转速nc进行控制，以对由散热器4实现的加热进行控制。

(14)由图10的实施例的运转模式实现的加热温度th的推断

此外，在本实施例中，通过前述的推断式(ii)对散热器4的下风侧的空气的温度、即加热温度th进行计算。此外，上述加热温度th通过空调控制器20用于通风至散热器4的风量比例sw的计算和运转模式的切换，但如前文所述，在本实施例中也同样，热泵控制器32使用因运转模式不同而不同的推断式对上述加热温度th进行计算。

另外，在辅助加热器单独模式或压缩机2及辅助加热器23停止时，与前述的(11-1)的情况同样地对加热温度th进行计算。此外，在从除湿制热模式开始向制热模式转变时或压缩机2的起动中，也与前述的(11-2)的情况同样地对加热温度th进行计算。此外，在制热模式下也与前述的(11-3)的情况同样地对加热温度th进行计算。此外，在除湿制热模式下也与前述的(11-6)的情况同样地对加热温度th进行计算。此外，在制冷模式下也与前述的(11-7)的情况同样地对加热温度th进行计算。

(14-1)除湿制热模式、内部循环模式和运转停止中的加热温度th的计算

在本实施例的除湿制热模式、内部循环模式和车用空调装置1停止运转(系统停止)的情况下，热泵控制器32将前述的时间常数tau设为时间常数tau0。此外，将前述的稳态值th0确定为根据散热器压力pci(散热器4的制冷剂压力)获得的制冷剂的饱和温度thsatu+规定的偏置值。另外，热泵控制器32在此时即使前述的体积风量ga变化也不改变时间常数tau0，在实施例中如图8的时间常数映射图所示那样设为“10”(响应速度最快)。

如上所述在本实施例的除湿制热模式、内部循环模式和运转停止中通过将时间常数tau设为tau0来使响应速度变快，能使加热温度th与实际的散热器4的下风侧的空气的温度的变化相符。此外，在此时的除湿制热模式、内部循环模式中，也通过基于考虑到散热器4的制冷剂的过冷却度sc的上述散热器4的平均温度、即饱和温度thsatu来确定稳态值th0，能准确地推断加热温度th。另外，在运转停止中也是如此，因此，在接下来开始运转时能顺利地重新开始利用了加热温度th的控制。

另外，各实施例中示出的数值等并不局限于此，理应根据适用的装置进行适当设定。此外，辅助加热装置并不局限于实施例中示出的辅助加热器23，也可以利用使被加热器加热后的热介质循环以对空气流通管路3内的空气进行加热的热介质循环回路，或是利用使被发动机加热后的放热器水(日文：ラジエター水)循环的加热器芯部等。

(符号说明)

1车用空调装置；

2压缩机；

3空气流通管路；

4散热器；

6室外膨胀阀；

7室外热交换器；

8室内膨胀阀；

9吸热器；

10hvac单元；

11控制装置；

20空调控制器；

23辅助加热器(辅助加热装置)；

27室内送风机(鼓风扇)；

28空气混合挡板；

32热泵控制器；

65车辆通信总线；

r制冷剂回路。