CN105452029B - 车用空调装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种车用空调装置，能在制热时适当地对同时满足高压压力和制冷剂流量两者的散热器的制冷剂过冷度进行控制来实现制热能力的提高。包括对制冷剂进行压缩的压缩机(2)、使制冷剂散热的散热器(4)、设置在车室外并使制冷剂散热或吸热的室外热交换器(7)以及控制器。利用控制器执行制热模式，在该制热模式中使从压缩机(2)排出的制冷剂在散热器(4)中散热，并在将散热后的所述制冷剂减压后，在室外热交换器(7)中进行吸热。控制器(32)具有沿将高压压力设为规定的较高值的方向提高散热器(4)的目标散热器过冷度(TGSC)的高压优先模式和沿将压缩机(2)的转速设为规定的较高值的方向使散热器的目标散热器过冷度降低的转速优先模式。

Description

车用空调装置
技术领域
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车用空调装置，特别地涉及一种能适用于混合动力汽车和电动汽车的车用空调装置。
背景技术
因近年来环境问题的显现，导致混合动力汽车及电动汽车普及。此外，作为能适用于这种车辆的空调装置，研发了如下空调装置，该空调装置包括由压缩机、散热器(冷凝器)、吸热器(蒸发器)以及室外热交换器构成的制冷剂回路，其中，上述压缩机将制冷剂压缩后排出；上述散热器设于车室内侧并使制冷剂散热；上述吸热器设于车室内侧并使制冷剂吸热；上述室外热交换器设于车室外侧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、除湿模式及制冷模式的各模式，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吸热器中吸热；在上述制冷模式下，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(例如参照专利文献1)。
此外，在专利文献1中，设置有喷射回路，在该喷射回路中，在制热模式下将从散热器流出的制冷剂分流，当对上述分流后的制冷剂进行减压后，与从该散热器流出的制冷剂进行热交换并返回至压缩机的压缩中途，藉此，使压缩机的排出制冷剂增加，能使由散热器带来的制热能力提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第3985384号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在此，在压缩机的转速中设定有控制的上限值(控制上限值)。即，压缩机的转速无法成为超过上述控制上限值的设定。此外，在制冷回路的高压压力中，为了保护压缩机而设置有控制的上限值，当散热器中的制冷剂的过冷度高，高压压力超过控制上限值的情况下，进行使压缩机的转速降低来抑制高压压力的控制。
但是，即便能将高压压力维持在控制上限值以下，也存在如下问题：由于此时压缩机的转速降低，因此，制冷剂流量减少，由散热器进行的制热能力不足，而使向车室内吹出的吹出温度降低，从而无法满足所希望的制热性能。
本发明为解决上述现有的技术问题而作，其目的在于提供一种车用空调装置，该车用空调装置能对在制热时同时满足高压压力和制冷剂流量两者的散热器的制冷剂过冷度进行适当地控制来实现制热能力的提高。
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，该压缩机对制冷剂进行压缩；散热器，该散热器用于使制冷剂散热来对供给至车室内的空气进行加热；室外热交换器，该室外热交换器设于车室外，并使制冷剂吸热；膨胀阀，该膨胀阀使流入所述室外热交换器的制冷剂减压；以及控制元件，利用上述控制元件，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并在将散热后的上述制冷剂在膨胀阀中减压后，在室外热交换器中进行吸热，来对车室内进行制热，其特征是，控制元件利用膨胀阀对散热器中的制冷剂的过冷度进行控制，基于高压压力对压缩机的转速进行控制，并且具有高压优先模式和转速优先模式，其中：在上述高压优先模式下，沿将高压压力设为规定的较高值的方向增高散热器的目标散热器过冷度；在上述转速优先模式下，沿将压缩机的转速设为规定的较高值的方向使散热器的目标散热器过冷度降低。
技术方案2的发明的车用空调装置是在上述发明的基础上，其特征是，控制元件通过切换并执行高压优先模式和转速优先模式，在将高压压力维持为规定的较高值的同时，以将压缩机的转速维持得较高的方式改变散热器的目标散热器过冷度。
技术方案3的发明的车用空调装置是在上述发明的基础上，其特征是，控制元件执行高压优先模式而沿将高压压力设为规定的较高值的方向提高散热器的目标散热器过冷度，当高压压力达到规定的较高值的情况下，转移至转速优先模式，并沿将压缩机的转速设为规定的较高值的方向使散热器的目标散热器过冷度降低。
技术方案4的车用空调装置在上述各技术方案的基础上，其特征是，控制元件在高压优先模式下沿将高压压力设为控制上限值的方向提高散热器的目标散热器过冷度，并且在转速优先模式下沿将压缩机的转速设为控制上限值的方向使散热器的目标散热器过冷度降低。
技术方案5的发明的车用空调装置是在上述发明的基础上，其特征是，控制元件在高压优先模式下基于高压压力的控制上限值与实际的高压压力间的偏差，对散热器的目标散热器过冷度进行反馈修正，并且在转速优先模式下基于压缩机的转速的控制上限值与实际的转速间的偏差，对散热器的目标散热器过冷度进行反馈修正。
技术方案6的车用空调装置在上述各技术方案的基础上，其特征是，控制元件具有效率优先控制和能力优先控制，在效率优先控制下，基于散热器的通风量来确定散热器的目标散热器过冷度，当满足由散热器实现的制热能力不足的条件的情况下，转移至能力优先控制，在上述能力优先控制下，执行高压优先模式和转速优先模式，对散热器的目标散热器过冷度进行修正。
技术方案7的发明的车用空调装置是在上述发明的基础上，其特征是，包括喷射回路，在上述喷射回路中，将从上述散热器流出的制冷剂的一部分分流后返回上述压缩机，控制元件在利用喷射回路使从散热器流出的制冷剂的一部分返回至压缩机的情况和没有返回至压缩机的情况下，改变转移至能力优先控制的条件。
发明效果
根据本发明，由于控制元件具有沿将高压压力设为规定的较高值的方向增高散热器的目标散热器过冷度的高压优先模式和沿将压缩机的转速设为规定的较高值的方向使散热器的目标散热器过冷度降低的转速优先模式，因此，如技术方案2的发明这样，通过切换并执行高压优先模式和转速优先模式，将高压压力维持为规定的较高值，并以将压缩机的转速维持得较高的方式改变散热器的目标散热器过冷度，从而能在制热时在维持高压压力的同时，也确保制冷剂流量，以实现制热能力的提高。
在这种情况下，例如通过像技术方案3的发明这样执行高压优先模式而沿使高压压力为规定的较高值的方向提高散热器的目标散热器过冷度，当高压压力达到规定的较高值的情况下，转移至转速优先模式，并沿将压缩机的转速设为规定的较高值的方向使散热器的目标散热器过冷度降低，从而能适当地对满足高压压力和制冷剂流量两者的散热器的制冷剂过冷度进行控制。
特别是，只要像技术方案4的发明这样在高压优先模式下沿将高压压力设为控制上限值的方向提高散热器的目标散热器过冷度，并且在转速优先模式下沿将压缩机的转速设为控制上限值的方向使散热器的目标散热器过冷度降低，从而在适当地对散热器的制冷剂过冷度进行控制来将高压压力一直到控制上限值以下的同时，还提高压缩机的转速以维持制冷剂流量，能提高制热能力。
在这种情况下，通过像技术方案5的发明这样在高压优先模式下基于高压压力的控制上限值与实际的高压压力间的偏差，对散热器的目标散热器过冷度进行反馈修正，并且在转速优先模式下基于压缩机的转速的控制上限值与实际的转速间的偏差，对散热器的目标散热器过冷度进行反馈修正，从而能实现始终稳定地对散热器的制冷剂过冷度进行修正。
此外，只要像技术方案6的发明这样控制元件具有效率优先控制和能力优先控制，在效率优先控制下，基于散热器的通风量来确定散热器的目标散热器过冷度，当满足由散热器实现的制热能力不足的条件的情况下，转移至能力优先控制，在上述能力优先控制下，执行高压优先模式和转速优先模式，对散热器的目标散热器过冷度进行修正，从而始终执行效率优先控制，能仅在散热器的制热能力不足的情况下，执行进行高压优先模式和转速优先模式的能力优先模式。
藉此，由于能在最大限度抑制运转效率降低的同时实现制热能力的提高，因此，非常适合用在电动汽车、混合动力汽车等以充电至蓄电池的电力对压缩机进行驱动的车辆。
另外，像技术方案7的发明这样，在包括使从散热器流出的制冷剂的一部分分流后返回至压缩机的喷射回路的情况下，控制元件在利用喷射回路使从散热器流出的制冷剂的一部分返回至压缩机的情况和没有返回至压缩机的情况下，改变转移至能力优先控制的条件，从而能进行加上了由通过喷射实现的来自压缩机的排出制冷剂量的增大所带来的制热能力的提高后的适当的散热器过冷度的修正。
附图说明
图1是适用本发明的一实施方式的车用空调装置的结构图。
图2是图1的车用空调装置的控制器的电路的框图。
图3是图1的车用空调装置在喷射时的P－h线图。
图4是图2的控制器在制热时的控制框图。
图5是对由图2的控制器进行的目标吹出温度的确定进行说明的图。
图6是图4的压缩机转速运算部的控制框图。
图7是与由图2的控制器进行的目标散热器过冷度确定相关的控制框图。
图8是对由图2的控制器进行的效率优先控制时的目标散热器过冷度的确定方法进行说明的图。
图9是与由图2的控制器进行的能力优先控制时的目标散热器过冷度的修正相关的控制框图。
图10是对图2的控制器的动作进行说明的流程图。
图11是对图2的控制器的动作进行说明的时序图。
图12是对图2的控制器的另一实施例的目标散热器过冷度修正动作进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明一实施例的车用空调装置1的结构图。在这种情况下，适用本发明的实施例的车辆是不具有发动机(内燃机)的电动汽车(EV)，其是通过利用蓄电池中储存的电力对行驶用的电动机进行驱动而行驶的(未图示)，本发明的车用空调装置1也设置成通过蓄电池的电力进行驱动。即，实施例的车用空调装置1是在无法利用发动机废热进行制热的电动汽车中，利用使用制冷剂回路的热泵运转进行制热，并且有选择地执行除湿制热、制冷除湿、制冷等各运转模式。
另外，作为车辆，不局限于电动汽车，本发明在同时具有发动机和行驶用的电动机的所谓混合动力汽车中也是有效的，另外，本发明还能适用于通过发动机行驶的通常的汽车，这点是不言自明的。
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、除湿及换气)的装置，其是通过制冷剂配管13将电动式的压缩机2、散热器4、室外膨胀阀6、室外热交换器7、室内膨胀阀8、吸热器9、蒸发能力控制阀11及储罐12等依次连接，来构成制冷剂回路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设置在用于供车室内空气通气循环的HVAC单元10的空气流通路3内，并使从压缩机2排出的高温高压的制冷剂在车室内散热；上述室外膨胀阀6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以在制冷时起到散热器的作用且在制热时起到蒸发器的作用的方式在制冷剂与外部气体间进行热交换；上述室内膨胀阀8使制冷剂减压膨胀，且由电动阀构成；上述吸热器9设置在空气流通路3内，并在制冷时及除湿时使制冷剂从车室内外吸热；上述蒸发能力控制阀11对吸热器9中的蒸发能力进行调节。另外，在室外热交换器7中设置有用于使外部气体与制冷剂进行热交换的室外送风机15。
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(开闭阀)17而与接收干燥部14连接，过冷却部16的出口经由止回阀18而与室内膨胀阀8连接。另外，接收干燥部14及过冷却部16在结构上构成室外热交换器7的一部分，在止回阀18中将靠室内膨胀阀8一侧设为正向。
此外，止回阀18与室内膨胀阀8间的制冷剂配管13B被设置成与从位于吸热器9的出口侧的蒸发能力控制阀11伸出的制冷剂配管13C进行热交换的关系，制冷剂配管13B和制冷剂配管13C构成内部热交换器19。藉此，设置成使经过制冷剂配管13B而流入室内膨胀阀8的制冷剂被从吸热器9流出且经过蒸发能力控制阀11后的低温的制冷剂冷却(过冷却)的结构。
此外，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A发生分岔，上述分岔后的制冷剂配管13D经由在制热时打开的电磁阀(开闭阀)21而与位于内部热交换器19的下游侧的制冷剂配管13C连通连接。另外，散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的前方发生分岔，上述分岔后的制冷剂配管13F经由在除湿时打开的电磁阀(开闭阀)22而与位于止回阀18的下游侧的制冷剂配管13B连通连接。
此外，在室外膨胀阀6上并列地连接有旁通配管13J，在该旁通配管13J中夹设有电磁阀(开闭阀)20，该电磁阀(开闭阀)20在制冷模式下打开，并用于使制冷剂绕过膨胀阀6而流过上述旁通配管13J。
此外，刚从散热器4流出后(分岔到制冷剂配管13F、13I前)的制冷剂配管13E发生分岔，上述分岔后的制冷剂配管13K经由由喷射控制用的电动阀构成的喷射膨胀阀30而与压缩机2的压缩中途连通连接。此外，位于上述喷射膨胀阀30的出口侧与压缩机2之间的制冷剂配管13K被设置成与位于压缩机2的排出侧的制冷剂配管13G进行热交换的关系，制冷剂配管13K和制冷剂配管13G构成排出侧热交换器35。
由上述制冷剂配管13K、喷射膨胀阀30及排出侧热交换器35构成喷射回路40。上述喷射回路40是用于将从散热器4流出的制冷剂的一部分分流后使其返回压缩机2的压缩中途(气体喷射)的回路，喷射膨胀阀30在将流入制冷剂配管13K的制冷剂减压后，使其流入排出侧热交换器35。流入排出侧热交换器35的制冷剂从压缩机2排出至制冷剂配管13G，并与流入散热器4前的制冷剂进行热交换，因而从在制冷剂配管13G中流动的制冷剂吸热而发生蒸发。通过使分流至制冷剂配管13K的制冷剂在排出侧热交换器35中蒸发，从而进行向压缩机2的气体喷射。
此外，在位于吸热器9的空气上游侧的空气流通路3上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中用吸入口25来代表性地示出)，在上述吸入口25中设置有吸入切换挡板(日文：吸込切換ダンパ)26，该吸入切换挡板26能将导入空气流通路3内的空气切换成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)。另外，在上述吸入切换挡板26的空气下游侧设置有用于将导入的内部空气或外部空气输送至空气流通路3的室内送风机(鼓风扇)27。
此外，在位于散热器4的空气上游侧的空气流通路3内设置有空气混合挡板28，该空气混合挡板28对内部空气或外部空气向散热器4的流通程度进行调节。另外，在位于散热器4的空气下游侧的空气流通路3上形成有吹脚(日文：フット)、自然风(日文：ベント)、前挡风除雾(日文：デフ)的各吹出口(在图1中代表性地用吹出口29示出)，在上述吹出口29上设置有对空气从上述各吹出口的吹出进行切换控制的吹出口切换挡板31。
接着，在图2中，符号32是由微型计算机构成的作为控制元件的控制器(ECU)，上述控制器32的输入端与外部温度传感器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、吹出压力传感器42、排出温度传感器43、吸入压力传感器44、散热器温度传感器46、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、例如光传感器式的日照传感器51、车速传感器52、空气调节(空调)操作部53、室外热交换器温度传感器54、室外热交换器压力传感器56的各输出端连接，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吸入至空气流通路3的空气的温度进行检测；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对从吹出口29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的排出制冷剂压力进行检测；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；上述散热器温度传感器46对散热器4的温度(刚从散热器4流出的温度、或散热器4自身的温度、或刚在散热器4中加热后的空气的温度)进行检测；上述散热器压力传感器47对散热器4的制冷剂压力(散热器4内或刚从散热器4流出后的制冷剂的压力)进行检测；上述吸热器温度传感器48对吸热器9的温度(刚从吸热器9流出后的温度、或吸热器9自身或刚在吸热器9中冷却后的空气的温度)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(吸热器9内或刚从吸热器9流出的制冷剂的压力)进行检测；上述日照传感器51用于对照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；上述空气调节(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；上述室外热交换器温度传感器54对室外热交换器7的温度(刚从室外热交换器7流出的制冷剂的温度或室外热交换器7自身的温度)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7内的制冷剂的压力、或刚从室外热交换器7流出的制冷剂的压力)进行检测。
此外，控制器32的输入端还与喷射压力传感器50和喷射温度传感器55的各输出端连接，其中，上述喷射压力传感器50对流入喷射回路40的制冷剂配管13K、并经由排出侧热交换器35返回至压缩机2的压缩中途的喷射制冷剂的压力进行检测；上述喷射温度传感器55对上述喷射制冷剂的温度进行检测。
另一方面，控制器32的输出端与上述压缩机2、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、吹出口切换挡板31、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、各电磁阀22、17、21、20、喷射膨胀阀30、蒸发能力控制阀11连接。此外，控制器32基于各传感器的输出和在空气调节操作部53中输入的设定，对上述构件进行控制。
根据以上结构，接着对实施例的车用空调装置1的动作进行说明。在实施例中，控制器32粗分的话能切换执行制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式、制冷模式的各运转模式。首先，对各运转模式中的制冷剂的流动进行说明。
(1)制热模式的制冷剂的流动
若通过控制器32或通过对空气调节操作部53的手动操作选择制热模式，则控制器32将电磁阀21打开，将电磁阀17、电磁阀22及电磁阀20关闭。此外，使压缩机2及各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成使从室内送风机27吹出的空气通风至散热器4的状态。藉此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂在经过排出侧热交换器35后，流入散热器4。由于在散热器4中通有空气流通路3内的空气，因此，空气流通路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。
散热器4内液化后的制冷剂在从散热器4流出后，一部分分流至喷射回路40的制冷剂配管13K，大部分经由制冷剂配管13E流至室外膨胀阀6。另外，喷射回路40的功能作用将在后文进行说明。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，通过行驶或是从利用室外送风机15送来的外部空气中吸取热量(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13D及电磁阀21，而从制冷剂配管13C流入储罐12，然后在进行气液分离后，气体制冷剂被吸入压缩机2，并且反复进行上述循环。由于在散热器4中加热后的空气从吹出口29吹出，藉此，进行车室内的制热。
在实施例中，控制器32如后所述基于散热器压力传感器47(或排出压力传感器42)所检测出的制冷剂回路R的高压压力对压缩机2的转速进行控制，并且基于散热器4的通风量和后述的目标吹出温度对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，从而对散热器4的出口处的制冷剂的过冷度进行控制。另外，也可以不基于上述参数或是在基于上述参数的基础上，另外基于散热器4的温度及外部气体温度来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
(2)除湿制热模式的制冷剂的流动
接着，在除湿制热模式中，控制器32在上述制热模式的状态下将电磁阀22打开。藉此，经过散热器4而在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂的一部分被分流，经过电磁阀22并从制冷剂配管13F和制冷剂配管13B经由内部热交换器19流动至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9而发生蒸发。由于利用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蒸发能力控制阀11、内部热交换器19并通过制冷剂配管13C与来自制冷剂配管13D的制冷剂合流后，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中除湿后的空气由于在经过散热器4的过程中被再加热，藉此，进行车室内的除湿制热。
控制器32基于排出压力传感器42或散热器压力传感器47所检测出的制冷剂回路R的高压压力来对压缩机2的转速进行控制，并且基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。另外，在上述除湿制热模式下，由于没有进行利用喷射回路40的气体喷射，因此，喷射膨胀阀30设置成全关(全关位置)。
(3)内部循环模式的制冷剂的流动
接着，在内部循环模式中，控制器32在上述除湿制热模式的状态下将室外膨胀阀6设置为全关(全关位置)，并且也关闭电磁阀21。通过关闭该室外膨胀阀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全部流动至制冷剂配管13F。接着，在制冷剂配管13F中流动的制冷剂从制冷剂配管13B经过内部热交换器19流动至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9而发生蒸发。由于利用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蒸发能力控制阀11、内部热交换器19后在制冷剂配管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。在吸热器9中除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热，藉此进行车室内的除湿制热，但在该内部循环模式中，由于制冷剂在位于室内侧的空气流通路3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)间循环，因此，无法从外部空气中吸取热量，因而发挥出与压缩机2的消费动力相当的制热能力。由于制冷剂的全部量在发挥除湿作用的吸热器9中流动，因此，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的温度或上述制冷剂回路R的高压压力来对压缩机2的转速进行控制。此时，控制器32选择通过吸热器9的温度获得的或是通过高压压力获得的从多个运转中得到的压缩机目标转速中的较低的压缩机目标转速，来对压缩机2进行控制。另外，在该内部循环模式下，由于也没有进行利用喷射回路40的气体喷射，因此，喷射膨胀阀30设置成全关(全关位置)。
(4)除湿制冷模式的制冷剂的流动
接着，在除湿制冷模式中，控制器32将电磁阀17打开，并将电磁阀21、电磁阀22及电磁阀20关闭。此外，使压缩机2及各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成使从室内送风机27吹出的空气通风至散热器4的状态。藉此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过排出侧热交换器35而流入散热器4。由于在散热器4中通有空气流通路3内的空气，因此，空气流通路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流动至室外膨胀阀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室外送风机15送来的外部空气进行空气冷却，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流出的制冷剂经过止回阀18流入制冷剂配管13B，并经由内部热交换器19流动至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9而发生蒸发。由于利用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蒸发能力控制阀11、内部热交换器19后经由制冷剂配管13C流动至储罐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中冷却且除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热(散热能力比制热时低)，藉此，进行车室内的除湿制冷。
控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度来对压缩机2的转速进行控制，并且基于上述制冷剂回路R的高压压力来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，以对散热器4的制冷剂压力(散热器压力Pci)进行控制。另外，在上述除湿制冷模式下，由于也没有进行利用喷射回路40的气体喷射，因此，喷射膨胀阀30设置成全关(全关位置)。
(5)制冷模式的制冷剂的流动
接着，在制冷模式下，控制器32在上述除湿制冷模式的状态下将电磁阀20打开(在这种情况下，室外膨胀阀6也可以是包括全开(将阀开度控制到上限)在内的任意阀开度)，空气混合挡板28设置成空气不会通风至散热器4的状态。藉此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过排出侧热交换器35而流入散热器4。由于在散热器4中没有通有空气流通路3内的空气，因此，在此制冷剂仅是流过散热器4，从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流动至电磁阀20及室外膨胀阀6。
此时，由于电磁阀20是打开着的，因此，制冷剂绕过室外膨胀阀6流过旁通配管13J，直接流入室外热交换器7，然后通过行驶或是利用由室外送风机15送来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流出的制冷剂经过止回阀18流入制冷剂配管13B，并经由内部热交换器19流动至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9而发生蒸发。由于利用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在吸热器9上，因此，空气被冷却。
在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过蒸发能力控制阀11、内部热交换器19后经由制冷剂配管13C流动至储罐，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、除湿后的空气不流过散热器4，而是从吹出口29吹出至车室内，藉此进行车室内的制冷。在该制冷模式下，控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度来对压缩机2的转速进行控制。另外，在上述制冷模式下，由于也没有进行利用喷射回路40的气体喷射，因此，喷射膨胀阀30设置成全关(全关位置)。
(6)运转模式的切换控制
控制器32在启动时基于外部气体温度传感器33所检测出的外部气体温度Tam和目标吹出温度TAO来选择运转模式。此外，启动后，根据外部气体温度Tam、目标吹出温度TAO等环境及设定条件的变化，选择上述各运转模式，并进行切换。在这种情况下，控制器32基本上从制热模式向除湿制热模式转移或从除湿制热模式向制热模式转移，从除湿制热模式向除湿制冷模式转移或从除湿制冷模式向除湿制热模式转移，从除湿制冷模式向制冷模式转移或从制冷模式向除湿制冷模式转移，但在从除湿制热模式向除湿制冷模式转移时以及从除湿制冷模式向除湿制热模式转移时，经过上述内部循环模式进行转移。此外，有时也有从制冷模式向内部循环模式转移或从内循环模式向制冷模式转移的情况。
(7)制热模式下的气体喷射
接着，对上述制热模式下的气体喷射进行说明。图3示出了本发明的车用空调装置1在制热模式下的P-h线图。从散热器4流出后流入制冷剂配管13E、随后分流并流入喷射回路40的制冷剂配管13K的制冷剂在喷射膨胀阀30中减压之后，进入排出侧热交换器35，在其中与压缩机2的排出制冷剂(从压缩机2排出而流入散热器4前的制冷剂)进行热交换，吸热后蒸发。蒸发后的气体制冷剂随后返回压缩机2的压缩中途，与从储罐12吸入并压缩的制冷剂一起被进一步压缩，然后再次从压缩机2排出至制冷剂配管13G。
在图3中，符号13K表示的线是在喷射回路40中返回至压缩机2的制冷剂。通过使制冷剂从喷射回路40返回至压缩机2的压缩中途，从而使得从压缩机2排出的制冷剂量增大，因此，能使散热器4中的制热能力提高，但一旦液体制冷剂返回至压缩机2，则会引起液体压缩，因而，从喷射回路40返回压缩机2的制冷剂必须是气体。
因而，控制器32通过喷射压力传感器50及喷射温度传感器55分别检测出的排出侧热交换器35后的制冷剂的压力及温度来监视流向压缩机2的压缩中途的制冷剂的过热度，对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制，以通过与排出制冷剂进行热交换赋予规定的过热度，但在实施例中，由于在排出侧热交换器35中，使从压缩机2排出并流入散热器4前的极其高温的制冷剂与在喷射回路40中流动的制冷剂进行热交换，因此，能获得很大的热交换量。因而，即便增大喷射膨胀阀30的阀开度来增加喷射量，也能使制冷剂在排出侧热交换器35中充分蒸发，从而能获得必要的过热度。
藉此，与如以往这样使散热器后的制冷剂与喷射制冷剂进行热交换的情况相比，能充分确保向压缩机2的气体喷射量，能使压缩机2的排出制冷剂量增大来实现制热能力的提高。
接着，参照图4至图10，对上述制热模式下的压缩机2、喷射回路40及散热器4中的制冷剂的过冷度SC的目标值即目标散热器过冷度的控制进行说明。
(8)制热模式下的压缩机的控制
图4示出了上述制热模式下通过控制器32对压缩机2、室外膨胀阀6及喷射膨胀阀30进行控制的控制框图。控制器32使目标吹出温度TAO输入至目标散热器温度运算部57、目标散热器过冷却度运算部58和目标喷射制冷剂过热度运算部59。上述目标吹出温度TAO是从吹出口29吹出至车室内的空气温度的目标值，并根据下式(1)计算出控制器32。
TAO＝(Tset-Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))··(I)
在此，Tset是在空气调节操作部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所检测出的车室内空气的温度，K是系数，Tbal是从设定温度Tset、日照传感器51所检测出的日照量SUN、外部气体温度传感器33所检测出的外部气体温度Tam计算出的平衡值。此外，一般来说，如图5所示，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。
由控制器32的目标散热器温度运算部57从目标吹出温度TAO计算出目标散热器温度TCO，接着，基于该目标散热器温度TCO，控制器32利用目标散热器压力运算部61计算出目标散热器压力PCO。接着，基于上述目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47所检测出的制冷剂回路R的高压压力即散热器4的压力(散热器压力)Pci，控制器32利用压缩机转速运算部62计算出制热模式下的压缩机2的目标压缩机转速TGNCh，并根据该目标压缩机转速TGNCh使压缩机2运转。
图6是上述压缩机转速运算部62的控制框图。压缩机转速运算部62由F/F(前馈控制)操作量运算部71、F/B(反馈)操作量运算部72、加法器73以及极限设定部74构成。图4的由目标散热器温度运算部57计算出的目标散热器温度TCO被输入至目标散热器压力运算部61和F/F操作量运算部71。在目标散热器压力运算部61中，如上所述计算出目标散热器压力PCO，上述计算出的目标散热器压力PCO被输入至压缩机转速运算部62的F/F操作量运算部71和F/B操作量运算部72。
F/F操作量运算部71基于从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的鼓风电压BLV、通过SW＝(TAO-Te)/(TH-Te)获得的气体混合挡板28的气体混合挡板开度SW以及目标散热器压力PCO，计算出目标压缩机转速的F/F操作量TGNChff。
另外，TH是从散热器温度传感器46获得的散热器4的温度(散热器温度)，Te是从吸热器温度传感器48获得的吸热器9的温度(吸热器温度)。此外，空气混合挡板开度SW在0≤SW≤1的范围内变化，用0表示不向散热器4通风的空气混合全关状态，用1表示空气流通路径3内的所有空气被通风至散热器4的空气混合全开状态。
F/B操作量运算部72基于目标散热器压力PCO和散热器压力Pci来计算出目标压缩机转速的F/B操作量TGNChfb。接着，用加法器73将F/F操作量运算部71计算出的F/F操作量TGNChff与F/B操作量运算部72计算出的F/B操作量TGNChfb相加，并在用极限设定部74设定控制上限值(ECNpdLimHi)与控制下限值(ECNpdLimLo)的极限之后，确定作为目标压缩机转速TGNCh。在制热模式(包括除湿制热模式在内)中，控制器32基于上述目标压缩机转速TGNCh对压缩机2的转速进行控制。
即，在使散热器4散热对车室内进行制热的制热模式(也包括除湿制热模式在内)下，基于目标散热器压力PCO(高压压力的目标值)确定压缩机2的目标压缩机转速TGNCh。
(9)气体喷射控制
此外，控制器32利用图4的目标喷射制冷剂过热度运算部59基于目标吹出温度TAO计算出从喷射回路40返回至压缩机2的压缩中途的喷射制冷剂的过热度的目标值(目标喷射制冷剂过热度TGSH)。另一方面，控制器32基于喷射压力传感器50所检测出的喷射制冷剂的压力(喷射制冷剂压力Pinj)和喷射温度传感器55所检测出的喷射制冷剂的温度(喷射制冷剂温度Tinj)，利用喷射制冷剂过热度运算部66计算出喷射制冷剂的过热度INJSH。
接着，基于上述喷射制冷剂过热度INJSH和目标喷射制冷剂过热度TGSH，利用目标喷射膨胀阀开度运算部67计算出喷射膨胀阀30的目标阀开度(目标喷射膨胀阀开度TGINJCV)。接着，控制器32将喷射膨胀阀30的阀开度控制成上述目标喷射膨胀阀开度TGINJCV。
目标喷射制冷剂过热度运算部59随着例如目标吹出温度TAO增高而降低目标喷射制冷剂过热度TGSH(存在滞后(日文：ヒステリシスあり))。降低目标喷射制冷剂过热度TGSH是指扩大喷射膨胀阀30的阀开度来使喷射量增大。即，目标吹出温度TAO越高，控制器32越是利用喷射膨胀阀30增加返回至压缩机2的喷射量，并增加压缩机2的排出制冷剂量来使制热能力增大。
此外，控制器32使用式(II)、式(III)、式(IV)计算出所要求的散热器4的制热能力、即目标制热能力(要求制热能力)TGQ、在喷射回路40中没有制冷剂流动时即在没有气体喷射时散热器4可能发生的HP最大制热能力推定值QmaxHP、在喷射回路40中制冷剂流动时即进行气体喷射时散热器4可能发生的INJ时最大制热能力推定值QmaxINJ。
TGQ＝(TCO-Te)×Cpa×ρ×Qair··(II)
QmaxHP＝f1(Tam、Nc、BLV、VSP、Te)··(III)
QmaxINJ＝f2(Tam、Nc、BLV、VSP、Te)··(IV)
在此，Te是吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度，Cpa是流入散热器4的空气的比热(kj/kg·K)，ρ是流入散热器4的空气的密度(比体积)(kg/m3)，Qair是经过散热器4的风量(m3/h)(通风量Qair从室内送风机27的鼓风电压BLV等推定)，VSP是从车速传感器52获得的车速。
另外，在式(II)中，也可以采用流入散热器4的空气的温度或从散热器4流出的空气的温度来代替Qair，或是在采用Qair的同时采用流入散热器4的空气的温度或从散热器4流出的空气的温度。此外，在式(III)及式(IV)的压缩机2的转速Nc是表示制冷剂流量的指标的一例，鼓风电压BLV是表示空气流通路3内的风量的指标的一例，制热能力推定值QmaxHP、QmaxINJ是通过上述函数计算出的。此外，制热能力推定值QmaxHP、QmaxINJ也可以通过(1)上述参数以及(2)散热器4的出口制冷剂压力、散热器4的出口制冷剂温度、散热器4的入口制冷剂压力和散热器4的入口制冷剂温度中的任意一个或它们的组合计算出。
接着，控制器32在目标制热能力TGQ为HP最大制热能力推定值QmaxHP以下的情况下，设定成无喷射的控制。在这种情况下，控制器32将喷射膨胀阀30设置成全关(全关位置)而不使制冷剂在喷射回路40中流动。另一方面，当目标制热能力TGQ超过HP最大制热能力推定值QmaxHP的情况下、即由散热器4进行的HP最大制热能力推定值QmaxHP相对于目标制热能力TGQ不足的情况下，执行气体喷射，来作为具有喷射的控制。在这种情况下，控制器32将喷射膨胀阀30的阀开度打开到规定值，对压缩机2进行喷射。即，如上所述，控制器32将喷射膨胀阀30的阀开度控制成目标喷射膨胀阀开度TGINJCV。
(10)目标散热器过冷度的控制
此外，控制器32利用目标散热器过冷却度运算部58基于目标吹出温度TAO计算出散热器4的目标散热器过冷却度TGSC。关于上述目标散热器过冷度运算部58，将在后文进行详细说明。另一方面，散热器32基于散热器压力Pci和散热器温度传感器46所检测出的散热器4的温度(散热器温度Tci)，利用散热器过冷却度运算部63计算出散热器4中的制冷剂的过冷却度(散热器过冷却度SC)。接着，基于上述散热器过冷却度SC和目标散热器过冷却度TGSC，利用目标室外膨胀阀开度运算部64计算出室外膨胀阀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的阀开度控制成上述目标室外膨胀阀开度TGECCV。
接着，参照图7至图11，对图4的目标散热器过冷度运算部58的结构和动作进行说明。在图7中，目标散热器过冷度运算部58由SC目标基本值运算部76、目标散热器过冷度修正值运算部77、修正可否切换部78以及加法器79构成。控制器32在上述制热模式下包括效率优先控制和能力优先控制两个控制状态，上述切换是将能力优先标记fPRIability用“1”(设置)或“0”(重置)进行切换。在加法器79中，将由SC目标基本值运算部76如后所述计算出的目标散热器过冷度基本值TGSCbase与来自修正可否切换部78的目标散热器过冷度修正值TGSChos相加。
在修正可否切换部78中，输入目标散热器过冷度修正值运算部77中如后所述计算出的目标散热器过冷度修正值TGSChos和“0”，在上述能力优先标记fPRIablility为“1”(设置)时，将目标散热器过冷度修正值运算部77计算出的目标散热器过冷度修正值TGSChos从修正可否切换部78输出至加法器79，在能力优先标记fPRIablility为“0”(重置)时，将“0”(无修正的通常控制)从修正可否切换部78输出至加法器79。
即，在能力优先标记fPRIablility为“1”(设置)的能力优先控制中，由目标散热器过冷度修正值运算部77计算出的目标散热器过冷度修正值TGSChos与由SC目标基本值运算部76计算出的目标散热器过冷度基本值TGSCbase相加后的值成为目标散热器过冷度TGSC(TGSC＝TGSCbase+TGSChos)，在能力优先标记fPRIablility为“0”(重置)的效率优先控制中，将来自修正可否切换部78的“0”的目标散热器过冷度修正值TGSChos与由SC目标基本值运算部76计算出的目标散热器过冷度基本值TGSCbase相加后的值、即目标散热器过冷度基本值TGSCbase作为目标散热器过冷度TGSC(TGSC＝TGSCbase)。
(10-1)效率优先控制
上述控制器32通常(能力优先标记fPRIability＝“0”)执行效率优先控制。即，SC目标基本值运算部76是基于从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的鼓风电压BLV以及通过SW＝(TAO-Te)/(TH-Te)获得的气体混合挡板28的气体混合挡板开度SW，计算出目标散热器过冷度基本值TGSCbase。此时，与上述同样地从室内送风机27的鼓风电压BLV等推定出散热器4的通风量Qair(m3/h)。
在此，当制热能力恒定的情况下，存在运转效率COP最大的散热器过冷度SC。在效率优先控制的情况下，为了使运转效率优先，在SC目标基本值运算部76中瞄准上述COP为最大这点，计算出目标散热器过冷度基本值TGSCbase。上述情况示于图8。当散热器4的通风量Qair为100m3/h的情况下，无论外部气体温度Tam为0℃(L1)，还是-10℃(L2)，SC目标基本值运算部76在所有的目标吹出温度TAO中将目标散热器过冷度基本值TGSCbase设为10(度)。另外，将0℃以下设为10度。
此外，当散热器4的通风量Qair为200m3/h的情况下，无论外部气体温度Tam为0℃(L3)，还是-10℃(L4)，SC目标基本值运算部76在全部30(度)～80(度)的目标吹出温度TAO范围内将目标散热器过冷度基本值TGSCbase设为25(度)，但目标吹出温度TAO处于高于80(度)的升温区域时，逐渐上升到30(度)。另外，-10℃以下与-10℃相同。此外，当通风量Qair为150m3/h的情况下，SC目标基本值运算部76在全部目标吹出温度TAO内将目标散热器过冷度基本值TGSCbase设为16.8(度、L5)。
这样，在SC目标基本值运算部76中，基于散热器4的通风量Qair，瞄准最大效率来计算出目标散热器过冷度基本值TGSCbase。在效率优先控制下，由于从修正可否切换部将“0”输入至加法器79，因此，上述计算出的目标散热器过冷度基本值TGSCbase为目标散热器过冷度TGSC，基于上述由目标散热器过冷度TGSC和在散热器过冷度运算部63计算出的散热器过冷度SC，如上所述计算出室外膨胀阀6的目标室外膨胀阀开度TGECCV，并将室外膨胀阀6的阀开度控制成上述计算出的目标室外膨胀阀开度TGECCV。
(10-2)能力优先控制
接着，对上述能力优先控制进行说明。如上所述，控制器32虽然通常执行效率优先控制，但通过将能力优先标记fPRIability设为“1”(重置)，而转移至能力优先控制。
(10-2-1)能力优先标记fPRIability的设置/重置
接着，对效率优先控制和能力优先控制的切换进行说明。首先，在由上述喷射回路40进行的无喷射控制的情况下，当满足以下全部条件(能力优先要求条件)时，设定为能力优先标记fPRIability＝“1”(设置)，转移至能力优先控制。即，
·TGQ＞QmaxHP(例如4kW)
·(TGNCmax-NC)≥ΔN1(例如100rpm)
·Tam＜A1(例如-10℃)
·(TCO-TH)≥ΔT1(例如5度)的状态持续规定时间以上
另外，TGNCmax是目标压缩机转速上限值、即上述ECNpdLimHi，其是压缩机2的转速NC的控制上限值。
此外，在上述具有喷射控制的情况下，上述条件如下所述。即，
·TGQ＞QmaxINJ(例如5kW)
·(TGNCmax-NC)≥ΔN2(例如100rpm)
·Tam＜A2(例如-15℃)
·(TCO-TH)≥ΔT1(例如5度)的状态持续规定时间以上
即，当由散热器4实现的制热能力不足、目标制热能力TGQ比HP最大制热能力推定值QmaxHP或INJ时最大制热能力推定值QmaxINJ大，且压缩机2的转速距控制上限值尚有宽裕的情况下，以持续外部气体温度Tam较低且散热器温度TH也比目标散热器温度TCO低规定值以上为条件，控制器32将能力优先标记fPRIability设置成“1”，并转移至能力优先控制。
此外，在没有喷射和具有喷射的情况下，如上所述，由散热器4实现的制热能力不同，由于INJ时最大制热能力推定值QmaxINJ也比HP最大制热能力推定值QmaxHP大，因此，转移条件也发生改变，外部气体温度Tam以更低的值就会满足。另外，在具有喷射控制的情况下，由于目标制热能力较大的状态，因此，也可以无条件地设置能力优先标记fPRIability。
接着，将能力优先标记fPRIability重置为“0”的条件如下所述。即，在没有喷射控制时，满足以下所有的条件(能力优先解除条件)，在经过规定时间时，将能力优先标记fPRIability重置为“0”，解除能力优先控制而转移至效率优先控制。即，
·TGQ＜QmaxHP(例如4kW)-0.5kW
·(TCO-TH)＜ΔT2(例如2度)
·TGSChos＜SC(例如3度)
此外，在具有喷射控制时，如下所述。
·TGQ＜QmaxINJ(例如5kW)-0.5kW
·(TCO-TH)＜ΔT2(例如2度)
·TGSChos＜SC(例如3度)
即，当由散热器4实现的制热能力不足消除，HP最大制热能力推定值QmaxHP或INJ时最大制热能力推定值QmaxINJ比目标制热能力TGQ大，以散热器温度TH与目标散热器温度TCO间的差缩小至不足规定值、且目标散热器过冷度修正值TGSChos变小为条件，控制器32将能力优先标记fPRIability重置为“0”，解除能力优先控制而恢复至效率优先控制。
(10-2-2)目标散热器过冷度修正值的运算
接着，对目标散热器过冷度修正值运算部77中的目标散热器过冷度修正值TGSChos的运算进行说明。在目标散热器过冷度修正值运算部77中，输入目标压缩机转速上限值TGNCmax(压缩机2的转速的控制上限值)、压缩机2的转速NC、目标散热器压力PCO(高压压力的目标值)、散热器压力Pci。
图9表示上述目标散热器过冷度修正值运算部77的控制框图。控制器32在上述能力优先控制中具有高压优先模式和转速优先模式，切换上述两个模式来执行，但图9的减法器81、无感带处理部82、增幅器83构成转速优先模式的执行块，减法器84、无感带处理部86、增幅器87构成高压优先模式的执行块。各增幅器83、87的输出被输入至优先模式切换部88，根据优先模式标记fTGSCNCfb的设置“1”、重置“0”切换高压优先模式及转速优先模式，并输出至加法器91。上述加法器91中加上上次值，并在极限设定部89中设定控制上限值(TGSChosHi)和控制下限值(TGSChosLo)的极限之后，确定作为目标散热器过冷度修正值TGSChos。
即，在转速优先模式下，目标压缩机转速上限值TGNCmax(压缩机2的转速的控制上限值)为负(-)，压缩机2的转速NC以正(+)被输入至减法器81，其偏差e经过无感带处理部82(例如100rpm为无感带)并通过增幅器83增幅后输入至优先模式切换部88。即，相对于转速NC，对目标压缩机转速上限值TGNCmax进行反馈(I部分)控制。上述增幅器83的输出值沿增高压缩机2的转速NC的方向使散热器过冷度SC降低，最终成为将压缩机2的转速NC作为目标压缩机转速上限值(控制上限值)TGNCmax的目标散热器过冷度修正值TGSChos。藉此，在上述转速优先模式下，基于目标压缩机转速上限值(控制上限值)TGNCmax与实际的压缩机2的转速NC间的偏差e，计算出目标散热器过冷度修正值TGSChos，并对目标散热器过冷度TGSC进行反馈修正。
此外，在高压优先模式下，散热器压力Pci以负(-)、目标散热器压力PCO(高压压力的目标值)以正(+)被输入至减法器84，其偏差e经过无感带处理部86(例如0.05MPa为无感带)，并通过增幅器87增幅后被输入至优先模式切换部88。即，相对于目标散热器压力PCO，对散热器压力Pci进行反馈(I部分)控制。上述增幅器87的输出值沿使散热器压力Pci(高压压力)增高的方向增高散热器过冷度SC，最终成为将散热器压力Pci(高压压力)作为目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax的目标散热器过冷度修正值TGSChos。藉此，在上述高压优先模式下，基于目标散热器压力PCO(高压压力的目标值)的控制上限值PCOmax与实际的散热器压力(高压压力)Pci间的偏差e，计算出目标散热器过冷度修正值TGSChos，并对目标散热器过冷度TGSC进行反馈修正。
(10-2-3)高压优先模式与转速优先模式的切换条件
如上所述，高压优先模式和转速优先模式根据优先模式标记fTGSCNCfb的设置“1”、重置“0”来进行切换。控制器32在散热器压力Pci达到控制上限值PCOmax之前将优先模式标记fTGSCNCfb设为重置“0”的状态，在达到PCOmax的时刻设置为“1”。然后，当散热器压力Pci降低与规定的滞后相当的量(例如0.1MPa等)的情况下，将优先模式标记fTGSCNCfb重置为“0”。
(11)实际的散热器过冷度SC控制动作
基于图10及图11，对以上的效率优先控制和能力优先控制的切换、以及优先模式下的切换的实际情况进行说明。控制器32在图10的步骤S1中读取各数据(温度数据、压力数据)，并在步骤S2中判断当前是否为制热模式。在制热模式的情况下，控制器32从步骤S2进入步骤S3，利用SC目标基本值运算部76如上所述计算出目标散热器过冷度基本值TGSCbase。接着，在步骤S4中，计算出目标制热能力(要求制热能力)TCQ、HP最大制热能力推定值QmaxHP、INJ时最大制热能力推定值QmaxINJ，在步骤S5中判断是否满足能力优先标记fPRIability＝“1”(设置)的全部条件。
接着，在步骤S6中，当没有满足全部条件的情况下，判断为不要求能力优先控制的要求，将能力优先标记重置为“0”，并进入步骤S9，目标散热器过冷度修正值TCSChos＝0。这种情况为效率优先控制，目标散热器过冷度基本值TGSCbase为目标散热器过冷度TGSC。
在执行上述效率优先控制的过程中，因外部气体温度降低等，使得如图11所示例如HP最大制热能力推定值QmaxHP低于目标制热能力TGQ，而满足能力优先标记fPRIability＝“1”(设置)的全部条件(能力优先要求条件)的情况下，控制器32在步骤S6中设定为能力优先标记fPRIability＝“1”(设置)，进入步骤S7，执行上述能力优先控制。
在转移至上述能力优先控制时，由于散热器压力PCi(高压压力)比目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax低，因此，控制器32将优先模式切换标记fTGSCNCfb重置为“0”，执行高压优先模式。在上述高压优先模式下，由于如上所述目标散热器过冷度修正值TGSChos是使目标散热器过冷度TGSC增高的值，因此，散热器过冷度SC如图11所示上升，散热器压力Pci(高压压力)上升到控制上限值PCOmax。
当散热器压力Pci(高压压力)上升到控制上限值PCOmax的情况下，控制器32将优先模式切换标记fTGSCNCfb设置成“1”，因此，下次转移至转速优先模式。在上述转速优先模式下，由于如上所述目标散热器过冷度修正值TGSChos是使目标散热器过冷度TGSC降低的值，因此，散热器过冷度SC如图11所示降低。当散热器过冷度SC下降后，由于散热器压力Pci也下降，因此，控制器32使压缩机2的转速NC上升，并上升到目标压缩机转速TGNC的控制上限值TGNCmax。藉此，制冷剂流量增大。
在上述状态下，当散热器压力Pci(高压压力)降低与滞后相当的0.1MPa时，控制器32再次将优先模式切换标记fTGSCNCfb重置为“0”，因此，优先模式再次恢复至高压优先模式。
在执行这样的能力优先控制的过程中，例如外部气体温度上升，而满足上述能力优先标记fPRIability＝“0”(重置)的全部条件(能力优先解除条件)的情况下，控制器32在步骤S8中设定为能力优先标记fPRIability＝“0”(重置)，恢复到效率优先模式。
(12)目标散热器过冷度的修正控制的其它例子
接着，图12示出了散热器4的目标散热器过冷度TGSC的修正控制的其它例子。在这种情况下，控制器32基于设定有滞后0.4MPa程度的数据表，在修正上限值HOSHi(例如15度)与修正下限值HOSLo(0度)之间，确定目标散热器过冷度修正值TGSChos。
即，在本实施例中，控制器32跟随图12的表，首先将目标散热器过冷度修正值TGSChos设定为修正上限值HOSHi，来执行使散热器压力Pci(高压压力)上升的高压优先模式。接着，当散热器压力Pci(高压压力)接近目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax的情况下，执行使目标散热器过冷度修正值TGSChos从修正上限值HOSHi逐渐下降至修正下限值HOSLo的转速优先模式。相反地，当散热器压力Pci降低而远离控制上限值PCOmax时，再次在高压优先模式中逐渐上升到修正上限值HOSHi。
如以上所详细说明的，在本发明中，控制器32具有：高压优先模式，在该高压优先模式下，沿将高压压力(散热器压力Pci)设为规定的较高值(在实施例中为目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax)的方向增高散热器4的目标散热器过冷度TGSC；以及转速优先模式，在该转速优先模式下，沿将压缩机2的转速NC设为规定的较高值(在实施例中为作为控制上限值的目标压缩机转速上限值TGNCmax)的方向使散热器4的目标散热器过冷度TGSC降低，通过切换执行上述高压优先模式和转速优先模式，在将高压压力(散热器压力Pci)维持在规定的较高值(目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax附近)的同时，以将压缩机2的转速NC维持得较高的方式改变散热器4的目标散热器过冷度TGSC，从而能在制热时维持高压压力，同时确保制冷剂流量来实现制热能力的提高。
在这种情况下，当执行高压优先模式来沿将高压压力(散热器压力Pci)设为规定的较高值(目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax)的方向提高散热器4的目标散热器过冷度TGSC，而使高压压力(散热器压力Pci)为规定的较高值(控制上限值PCOmax)的情况下，转移至转速优先模式，通过沿将压缩机2的转速NC设为规定的较高值(目标压缩机转速上限值TGNCmax)的方向使散热器4的目标散热器过冷度TGSC降低，从而能适当地控制同时满足高压压力和制冷剂流量两者的散热器过冷度SC。
特别是，在高压优先模式下，沿将高压压力(散热器压力Pci)设为控制上限值PCOmax的方向提高散热器4的目标散热器过冷度TGSC，并且在转速优先模式下，沿将压缩机2的转速NC设为目标压缩机转速上限值TGNCmax(控制上限值)的方向使散热器4的目标散热器过冷度TGSC降低，因此，适当地对散热器过冷度SC进行控制，来将高压压力抑制为控制上限值PCOmax以下，并且提高压缩机2的转速NC来维持制冷剂流量，从而能提高制热能力。
此时，在实施例中，在高压优先模式下，基于高压压力(散热器压力Pci)的控制上限值PCOmax和实际的高压压力(散热器压力Pci)间的偏差e，来对散热器4的目标散热器过冷度TGSC进行反馈修正，并且在转速优先模式下，基于压缩机2的转速NC的目标压缩机转速上限值(控制上限值)TGNCmax与实际的转速NC间的偏差e，来对散热器4的目标散热器过冷度TGSC进行反馈修正，因此，能实现始终稳定的散热器4的制冷剂过冷度SC的修正。
此外，控制器32具有效率优先控制和能力优先控制，在效率优先控制下，基于散热器4的通风量来确定散热器4的目标散热器过冷度TGSC，并且当满足由散热器4实现的制热能力不足的条件的情况下，转移至能力优先控制，在该能力优先控制中，执行高压优先模式和转速优先模式，对散热器4的目标散热器过冷度TGSC进行修正，因此，能始终执行效率优先控制，仅在散热器4的制热能力不足的情况下，能执行进行高压优先模式和转速优先模式的能力优先控制。
藉此，如图11最下层所示，由于能在最大程度抑制运转效率COP的降低的同时实现制热能力的提高，因此，非常适合用在电动汽车、混合动力汽车等以充电至蓄电池的电力对压缩机2进行驱动的车辆。
另外，控制器32在利用喷射回路40使从散热器4流出的制冷剂的一部分返回压缩机2的情况与没有使该制冷剂的一部分返回压缩机2的情况下，改变转移到能力优先控制的能力优先要求条件，因此，能进行加上了由通过气体喷射实现的来自压缩机2的排出制冷剂量的增大所带来的制热能力的提高后的适当的散热器过冷度SC的修正。
另外，在实施例中，将本发明适用于切换并执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式的各运转模式的车用空调装置1，但不局限于此，本发明在仅进行制热模式的车用空调装置中也是有效的。
另外，在上述实施例中说明的制冷剂回路R的结构及各数值不限定于此，能在不脱离本发明的宗旨的范围进行改变，这点是自不待言的。例如，高压优先模式下的规定的较高值也可以不是目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax，而是比目标散热器压力PCO的控制上限值PCOmax更低的规定的较高值，转速优先模式下的规定的较高值也可以不是目标压缩机转速TGNC的控制上限值TGNCmax，而是比目标压缩机转速TGNC的控制上限值TGNCmax更低的规定的较高值。
(符号说明)
1 车用空调装置
2 压缩机
3 空气流通路
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
11 蒸发能力控制阀
17、20、21、22 电磁阀
26 吸入切换挡板
27 室内送风机(鼓风扇)
28 空气混合挡板
32 控制器(控制元件)
30、70 膨胀阀
40 喷射回路
35 排出侧热交换器
R 制冷剂回路。

Claims (8)

1.一种车用空调装置，包括：
压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩；
散热器，该散热器用于使制冷剂散热来对供给至车室内的空气进行加热；
室外热交换器，该室外热交换器设于所述车室外，并使制冷剂吸热；
膨胀阀，该膨胀阀使流入所述室外热交换器的制冷剂减压；以及
控制元件，
利用所述控制元件，使从所述压缩机排出的制冷剂在所述散热器中散热，并在将散热后的所述制冷剂在所述膨胀阀中减压后，在所述室外热交换器中进行吸热，来对所述车室内进行制热，
其特征在于，
所述控制元件利用所述膨胀阀对所述散热器中的制冷剂的过冷度进行控制，基于高压压力对所述压缩机的转速进行控制，
并且具有高压优先模式和转速优先模式，其中，
在所述高压优先模式下，沿将所述高压压力设为规定的较高值的方向增高所述散热器的目标散热器过冷度；
在所述转速优先模式下，沿将所述压缩机的转速设为规定的较高值的方向使所述散热器的目标散热器过冷度降低。
2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件通过切换执行所述高压优先模式和转速优先模式，在将所述高压压力维持为所述规定的较高值的同时，以将所述压缩机的转速维持得较高的方式改变所述散热器的目标散热器过冷度。
3.如权利要求2所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件执行所述高压优先模式而沿将所述高压压力设为所述规定的较高值的方向提高所述散热器的目标散热器过冷度，当所述高压压力达到所述规定的较高值的情况下，转移至所述转速优先模式，并沿将所述压缩机的转速设为所述规定的较高值的方向使所述散热器的目标散热器过冷度降低。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件在所述高压优先模式下沿将所述高压压力设为控制上限值的方向提高所述散热器的目标散热器过冷度，并且在所述转速优先模式下沿将所述压缩机的转速设为控制上限值的方向使所述散热器的目标散热器过冷度降低。
5.如权利要求4所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件在所述高压优先模式下基于所述高压压力的控制上限值与实际的高压压力间的偏差，对所述散热器的目标散热器过冷度进行反馈修正，并且在所述转速优先模式下基于所述压缩机的转速的控制上限值与实际的转速间的偏差，对所述散热器的目标散热器过冷度进行反馈修正。
6.如权利要求4所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件具有效率优先控制和能力优先控制，
在所述效率优先控制下，基于所述散热器的通风量来确定所述散热器的目标散热器过冷度，
当满足由所述散热器实现的制热能力不足的条件的情况下，转移至所述能力优先控制，在所述能力优先控制下，执行所述高压优先模式和转速优先模式，对所述散热器的目标散热器过冷度进行修正。
7.如权利要求1至3中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件具有效率优先控制和能力优先控制，
在所述效率优先控制下，基于所述散热器的通风量来确定所述散热器的目标散热器过冷度，
当满足由所述散热器实现的制热能力不足的条件的情况下，转移至所述能力优先控制，在所述能力优先控制下，执行所述高压优先模式和转速优先模式，对所述散热器的目标散热器过冷度进行修正。
8.如权利要求7所述的车用空调装置，其特征在于，
包括喷射回路，在所述喷射回路中，将从所述散热器流出的制冷剂的一部分分流后返回所述压缩机，
所述控制元件在利用所述喷射回路使从所述散热器流出的制冷剂的一部分返回至所述压缩机的情况和没有返回至所述压缩机的情况下，改变转移至所述能力优先控制的条件。
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