车辆用空调装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对车辆的车厢内进行空气调节的所谓热栗型空调装置，尤其涉及可适用于能够从外部电源进行供电的混合动力汽车、电动汽车的空调装置。
【背景技术】
[0002]由于近年来环境问题突显，因此混合动力汽车、电动汽车已广泛普及。于是，作为可适用于上述车辆的空调装置，研发了以下空调装置，该空调装置包括:压缩并喷出制冷剂的压缩机、设置于车厢内侧使制冷剂散热的散热器(冷凝器)、设置于车厢内侧使制冷剂吸热的吸热器(蒸发器)、设置于车厢外侧使制冷剂散热或吸热的室外热交换器，该空调装置能够切换进行下述模式，即:制热模式，该制热模式是指在散热器中使从压缩机喷出的制冷剂散热，并在室外热交换器中使在该散热器中进行了散热后的制冷剂吸热；除湿模式，该除湿模式是指在散热器中使从压缩机喷出的制冷剂散热，并在吸热器中使在散热器中进行了散热后的制冷剂吸热；以及制冷模式，该制冷模式是指在室外热交换器中使从压缩机喷出的制冷剂散热，并在吸热器中使其吸热(例如，参照专利文献1)。
[0003]另外，电动汽车或部分的混合动力汽车被构成为，通过与设置于自家住宅或供电设备(供电点)的外部电源(充电器)相连接，能够对电池进行充电(所谓的插入)。若通过所述插入来进行电池充电，则尤其能够寄希望于改善混合动力汽车的燃油效率。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1:日本专利第3985384号公报
【发明内容】
发明所要解决的问题
[0005]然而，若在行驶中驱动压缩机，则会消耗电池的电力。因而，若在与外部电源相连接的状态(插入状态)下，在行驶之前预先对车厢内进行制热(预空气调节)，则能够延长之后的行驶距离。
[0006]然而，在上述制热模式下，室外热交换器起到制冷剂的蒸发器的作用。因此，在插入状态下，若利用外部电源直接运转压缩机、或者经由电池来运转压缩机以执行制热模式，则根据室外空气的温度/湿度的条件，会使室外空气中的水分结霜，且附着并生长于室外热交换器。当在制热模式下在室外热交换器上发生结霜时，由于霜成为绝热材料，所以与室外空气之间的热交换性能明显变差，难以从室外空气中吸热，导致无法得到所希望的制热能力。
[0007]若在所述状态下开始行驶，则行驶过程中用于制热的压缩机运转时间会变长，导致电力消耗增大。另外，为了对制热能力进行补足而不得不使用辅助的电热器，所以无论如何都会发生电力消耗增大，且行驶距离缩短的问题。
[0008]本发明正是为了解决上述的现有技术问题而完成的，其目的在于，在所谓热栗型空调装置中，通过在插入状态下预先对车厢内进行制热时防止或抑制室外热交换器上发生结霜，从而实现行驶过程中舒适的车厢内制热，并且延长行驶距离。
用于解决问题的技术方案
[0009]本发明的车辆用空调装置具有:压缩机，用于压缩制冷剂；空气流通路，使供给车厢内的空气流通;散热器，使制冷剂散热并对从空气流通路供给至车厢内的空气进行加热；吸热器，使制冷剂吸热并对从空气流通路供给至车厢内的空气进行冷却;室外热交换器，设置于车厢外且使制冷剂散热或吸热；以及控制单元，该车辆用空调装置，至少利用该控制单元来执行制热模式，在该制热模式中，利用散热器使从压缩机喷出的制冷剂散热，在对散热后的该制冷剂进行减压之后，利用室外热交换器来吸热，其特征在于，具有注入回路，该注入回路用于对离开散热器的制冷剂进行分流以使其返回压缩机的压缩途中，控制单元具有用于推定室外热交换器是否发生结霜的结霜推定单元，在从外部电源对压缩机、或者对为了驱动该压缩机而进行供电的电池进行供电的状态下，在执行制热模式时，在根据结霜推定单元的推定而预测为室外热交换器发生结霜的情况下，使注入回路进行动作，并执行使制冷剂返回压缩机的压缩途中的气体注入。
[0010]本发明第二方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在上述发明的基础上，控制单元在预测为室外热交换器发生结霜的情况下，将压缩机的转速抑制成规定值以下，并且使利用注入回路所进行的气体注入量增大。
[0011]本发明第三方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在上述发明的基础上，控制单元在预测为室外热交换器发生了结霜的情况下，使散热器中制冷剂的过冷却度上升，并且/或者使空气流通路内的通风量减少。
[0012]本发明第四方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在各个发明的基础上，控制单元在预测为室外热交换器发生结霜的情况下，使室外热交换器的通风量减少。
[0013]本发明第五方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在各个发明的基础上，控制单元根据结霜状态推定单元的推定而预测为室外热交换器未发生结霜的情况下，对所要求的散热器的制热能力即要求制热能力Qtgt、与散热器能够产生的制热能力Qmaxhp进行比较，在该制热能力Qmaxhp小于要求制热能力Qtgt的情况下，执行注入回路所进行的气体注入。
[0014]本发明第六方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在各个发明的基础上，结霜推定单元计算出在室外热交换器不发生结霜的范围内散热器能够产生的最大制热能力的目标值、即未结霜最大制热能力预测值TGQhpNfst，在该未结霜最大制热能力预测值TGQhpNfst小于所要求的散热器的制热能力即要求制热能力Qtgt或者小于接近该要求制热能力Qtgt的值的情况下，预测为室外热交换器发生结霜。
[0015]本发明第七方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在上述发明的基础上，结霜推定单元根据室外温度，或者除了室外温度以外还基于时刻、日照、降雨、位置、气象条件，来计算出未结霜最大制热能力预测值TGQhpNf s t。
[0016]本发明第八方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在第一方面至第五方面的发明的基础上，结霜推定单元计算出在实现所要求的散热器的制热能力即要求制热能力Qtgt时、室外热交换器的制冷剂蒸发温度即未结霜时要求制冷剂蒸发温度TXObaseQtgt，在该未结霜时要求制冷剂蒸发温度TXObaseQtgt低于霜点Tfrost或者小于接近该霜点Tfrost的温度的情况下，预测为室外热交换器发生结霜。
[0017]本发明第九方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在上述发明的基础上，结霜推定单元根据室外气体温度和要求制热能力Qtgt，来计算出未结霜时要求制冷剂蒸发温度TXObaseQtgtο
[0018]本发明第十方面的车辆用空调装置中，其特征在于，在各个发明的基础上，注入回路具有减压单元，以及使被该减压单元减压后的制冷剂与从压缩机喷出且流入散热器之前的制冷剂、或者离开该散热器的制冷剂进行热交换的热交换器。
发明效果
[0019]根据本发明，由于具有:压缩机，用于压缩制冷剂;空气流通路，使供给车厢内的空气流通;散热器，使制冷剂散热并对从空气流通路供给至车厢内的空气进行加热；吸热器，使制冷剂吸热并对从空气流通路供给至车厢内的空气进行冷却；室外热交换器，设置于车厢外且使制冷剂吸热或散热；以及控制单元，该车辆用空调装置中，至少利用该控制单元来执行制热模式，在该制热模式中，利用散热器使从压缩机喷出的制冷剂散热，在对散热后的该制冷剂进行减压之后，利用室外热交换器来吸热，具有注入回路，该注入回路用于对离开散热器的制冷剂进行分流以使其返回压缩机的压缩途中，控制单元具有用于推定室外热交换器是否发生结霜的结霜推定单元，在从外部电源对压缩机、或者对为了驱动该压缩机而进行供电的电池进行供电的状态下，在执行制热模式时，在根据结霜推定单元的推定而预测为室外热交换器发生结霜的情况下，使注入回路动作，并执行使制冷剂返回压缩机的压缩途中的气体注入，因此，在所谓的插入状态下预先对车厢内进行制热(预空气调节)时，利用注入回路在压缩机的压缩途中来进行气体注入，能够抑制室外热交换器上的吸热，从而能够防止或者抑制该室外热交换器发生结霜，并且利用气体注入来增大压缩机的喷出制冷剂量从而确保散热器所实现的车厢内的制热能力，能够减轻之后行驶中的负载。
[0020]由此，能够使开始行驶后的车厢内维持为舒适的温度，能够延长电动汽车或混合动力汽车的行驶距离。
[0021]另外，根据第二方面的发明，在本发明的基础上，控制单元在预测为室外热交换器发生结霜的情况下，将压缩机的转速抑制在规定值以下，并且使利用注入回路所实现的气体注入量增大，因此，能够确实地抑制室外热交换器中的吸热量，并有效地防止或者抑制结霜。
[0022]在此情况下，如第三方面的发明那样的控制单元在预测为室外热交换器发生结霜的情况下，使散热器中制冷剂的过冷却度上升，并且/或者使空气流通路内的通风量减少，从而能够推进高压侧的压力上升。由此，在压缩机的转速下降的状态中能够确保散热器的制热能力。
[0023]另外，如第四方面的发明那样的控制单元在预测为室外热交换器发生了结霜的情况下，若使室外热交换器的通风量减少，则能够抑制室外热交换器的室外气体量，能够进一步有效地防止或者抑制因室外气体中的水分凝结而导致室外热交换器发生结霜的情况。
[0024]另外，如第五方面的发明那样的控制单元在基于结霜推定单元的推定而预测为室外热交换器未发生结霜的情况下，对所要求的散热器的制热能力即要求制热能力Qtgt与散热器能产生的制热能力Qmaxhp进行比较，在该制热能力Qmaxhp小于要求制热能力Qtgt的情况下，通过执行利用注入回路的气体注入，从而能够适当地控制对压缩机的气体注入，如第十方面所述的那样，能够抑制在使从压缩机喷出且流入散热器之前的制冷剂与注入回路的制冷剂进行热交换并使其蒸发时的效率的降低。
[0025]另外，如第六方面的发明那样的结霜推定单元计算出在室外热交换器不结霜的范围内散热器能够产生的最大制热能力的目标值、即未结霜最大制热能力预测值TGQhpNfst，在该未结霜最大制热能力预测值TGQhpNfst小于要求要求制热能力Qtgt或小于接近该要求制热能力Qtgt的值的情况下，通过预测为室外热交换器发生结霜，从而即使在无法检测出室外热交换器发生结霜的所谓霜点的情况下，也能够有效地防止或者抑制插入状态下室外热交换器发生结霜的情况。
[0026]在此情况下，如第七方面的发明那样的结霜推定单元基于室外气体温度，或者在室外气体温度的基础上附加时刻、日照、降雨、位置、气象条件，来计算出未结霜最大制热能力预测值TGQhpNfst，从而能够准确地推定室外热交换器未发生结霜的未结霜最大制热能力预测值TGQhpNfst，即，其结果是能够准确地推定霜点，能够进一步有效地防止或者抑制插入状态中室外热交换器发生结霜的情况。
[0027]另一方面，如第八方面的发明那样的结霜推定单元计算出实现要求制热能力Qtgt时室外热交换器的制冷剂蒸发温度、即未结霜时要求制冷剂蒸发温度TXObaseQtgt，在该未结霜时要求制冷剂蒸发温度TXObaseQtgt低于霜点Tfrost或者低于接近该霜点Tfrost的温度的情况下，通过预测为室外热交换器发生结霜，从而能够基于室外热交换器发生结霜的霜点，有效地防止或者抑制插入状态下室外热交换器发生结霜的情况。
[0028]在此情况下，如第九方面的发明那样的结霜推定单元根据室外气体温度和要求制热能力Qtgt，计算出未结霜时要求制冷剂蒸发温度TXObaseQtgt，因此，能够准确地推定在室外热交换器未结霜时用于实现要求制热能力Qtgt的未结霜时要求制冷剂蒸发温度TXObaseQtgt，从而能够进一步有效地防止或者抑制插入状态下室外热交换器发生结霜的情况。
[0029]另外，若由减压单元、以及热交换器来构成如第十方面的发明那样的注入回路，则在热交换器中能够使返回压缩机的压缩途中的制冷剂蒸发，上述热交换器使被上述减压单元减压后的制冷剂与从压缩机喷出且流入散热器之前的制冷剂、或者离开该散热器的制冷剂进行热交换。尤其