CN105579259A - 车用空调装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种车用空调装置，在除湿制冷模式下，能在不使流向吸热器的制冷剂流量增加的情况下，确保由散热器实现的加热能力。执行除湿制冷模式，在该除湿制冷模式下，使从压缩机(2)排出的制冷剂在散热器(4)及室外热交换器(7)中散热，在对散热后的所述制冷剂进行减压后，使其在吸热器(9)中进行吸热。包括喷射回路(40)，该喷射回路将从散热器(4)流出的制冷剂的一部分分流后返回压缩机(2)，在除湿制冷模式下，当满足散热器(4)的加热能力不足的规定的散热器能力不足条件和/或满足在低外部气体温度下启动的规定的低外部气体温度启动条件的情况下，使喷射回路(40)动作，以使制冷剂返回压缩机(2)。

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。
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)以及室外热交换器等构成的制冷剂回路，其中，上述压缩机将制冷剂压缩后排出，上述散热器(冷凝器)设于车室内侧并使制冷剂散热，上述吸热器(蒸发器)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，上述空调装置能执行制热模式、除湿制热模式、制冷模式及除湿制冷模式的各模式，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吸热器和室外热交换器(或仅在吸热器)中吸热，在上述制冷模式中，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，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及室外热交换器(或仅在散热器)中散热，并在吸热器中吸热(例如参照专利文献1)。
此外，开发出如下装置，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，并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：日本专利特开2012－176660号公报
专利文献2：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，当在外部气体温度较低的条件下(例如0℃～+10℃等)启动除湿制冷模式的情况下，需要散热器具有很大的加热能力(对在吸热器中冷却后的空气进行再加热的能力)，为了确保向散热器的制冷剂流量，必须提高压缩机的转速。但是，由于在低外部气体温度下，吸热器的温度也容易下降，因此，若使压缩机的转速上升，则向吸热器流动的制冷剂流量增加而会在吸热器上产生霜。
因而，当以不使吸热器上结霜的方式对压缩机进行运转控制的情况下，由于制冷剂循环量减少，因此，即便将对流入室外热交换器的制冷剂进行减压的室外膨胀阀的阀开度减小，散热器的压力也无法上升到目标值，存在无法确保散热器的加热能力这样的问题。
本发明为解决上述现有技术问题而作，其目的在于提供一种车用空调装置，该车用空调装置在除湿制冷模式下能确保由散热器带来的加热能力，而不使向吸热器流动的制冷剂流量增加。
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；吸热器，该吸热器用于使制冷剂吸热来对供给至车室内的空气进行冷却；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；以及控制元件，利用上述控制元件执行除湿制冷模式，在除湿制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器及室外热交换器中散热或是仅在散热器中散热，在将散热后的上述制冷剂减压后，使其在吸热器中进行吸热，上述车用空调装置包括喷射回路，上述喷射回路将从散热器流出的制冷剂的一部分分流后返回压缩机，控制元件在除湿制冷模式下，当散热器的加热能力不足的规定的散热器能力不足条件和/或在低外部气体温度下启动的规定的低外部气体温度启动条件满足的情况下，使喷射回路动作，以使制冷剂返回压缩机。
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，控制元件在从启动经过规定时间后，当目标散热器温度与散热器的温度间的差增大和/或目标散热器压力与散热器的压力间的差增大的情况下，判断为满足散热器能力不足条件。
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，控制元件在目标散热器温度与散热器的温度间的差小的情况、目标散热器压力与散热器的压力间的差小和目标吸热器温度与吸热器的温度间的差小的情况中的任意一种、或者是它们的组合、抑或者是它们全部成立时，停止喷射回路的动作。
技术方案4的车用空调装置是在技术方案1的基础上，其特征是，控制元件在从启动起的规定时间以内，在外部气体温度低且向车室内吹出的目标吹出温度高的情况下，判断为满足低外部气体温度启动条件。
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，控制元件在外部气体温度上升且目标吹出温度降低的情况下，停止喷射回路的动作。
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，包括室外膨胀阀，该室外膨胀阀对流入室外热交换器的制冷剂进行减压，控制元件基于吸热器的目标吸热器温度对压缩机的转速进行控制，并基于散热器的目标散热器压力对室外膨胀阀的阀开度进行控制。
技术方案7的车用空调装置在上述各技术方案的基础上，其特征是，喷射回路具有喷射膨胀阀和热交换器，上述热交换器使通过上述喷射膨胀阀减压后的制冷剂与从压缩机排出并流入散热器前的制冷剂进行热交换、或者是使通过喷射膨胀阀减压后的制冷剂与从上述散热器流出的制冷剂进行热交换，控制元件基于通过喷射回路返回至压缩机的制冷剂的喷射制冷剂过热度和规定的目标喷射制冷剂过热度，对喷射膨胀阀的阀开度进行控制。
技术方案8的发明的车用空调装置是在上述发明的基础上，其特征是，当满足散热器能力不足条件的情况下，控制元件在目标散热器温度与散热器的温度间的差和/或目标散热器压力与散热器的压力间的差小时，提高目标喷射制冷剂过热度，在目标散热器温度与散热器的温度间的差和/或目标散热器压力与散热器的压力间的差大时，降低目标喷射制冷剂过热度。
技术方案9的车用空调装置是在技术方案7或技术方案8的基础上，其特征是，在喷射制冷剂过热度低的情况下，控制元件基于喷射制冷剂过热度和目标喷射制冷剂过热度，对喷射膨胀阀的阀开度进行控制，在喷射制冷剂过热度高的情况下，控制元件基于目标散热器压力和散热器的压力，对喷射膨胀阀的阀开度进行控制。
发明效果
根据本发明，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；吸热器，该吸热器用于使制冷剂吸热来对供给至车室内的空气进行冷却；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；以及控制元件，利用上述控制元件执行除湿制冷模式，在除湿制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器及室外热交换器中散热或是仅在散热器中散热，在将散热后的上述制冷剂减压后，在吸热器中进行吸热，车用空调装置包括喷射回路，上述喷射回路将从散热器流出的制冷剂的一部分分流后返回压缩机，控制元件在除湿制冷模式下，当满足散热器的加热能力不足的规定的散热器能力不足条件和/或在低外部气体温度下启动的规定的低外部气体温度启动条件的情况下，使喷射回路动作，以使制冷剂返回压缩机，因此，当散热器的加热能力不足的情况或在低外部气体温度下启动时，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，使流向散热器的制冷剂流量增加而能提高由散热器实现的加热能力。另一方面，利用向喷射回路的分流，使流向吸热器的制冷剂流量减少，因此，能提高压缩机的转速，藉此也能确保散热器的加热能力，并能防止或抑制吸热器的结霜。
因而，根据本发明，在除湿制冷模式下，对散热器与吸热器的温度进行适当控制，能在避免在吸热器上结霜的同时，确保由散热器实现的加热能力，以实现顺畅的除湿制冷。
在这种情况下，如技术方案2的发明所述，由于控制元件在从启动经过规定时间后，当目标散热器温度与散热器的温度间的差增大和/或目标散热器压力与散热器的压力间的差增大的情况下，判断为满足散热器能力不足条件，因此，能可靠地对散热器的加热能力不足进行判断。
此外，如技术方案3的发明所述，由于控制元件在目标散热器温度与散热器的温度间的差小的情况、目标散热器压力与散热器的压力间的差小和目标吸热器温度与吸热器的温度间的差小的情况中的任意一种、或者是它们的组合、抑或者是它们全部成立时，停止喷射回路的动作，因此，能对消除散热器的加热能力的不足状态进行判断，从而能可靠地使喷射回路的动作停止。
此外，如技术方案4的发明所述，由于控制元件在从启动后的规定时间以内，当外部气体温度低且向车室内吹出的目标吹出温度高的情况下，判断为满足低外部气体温度启动条件，因此，能可靠地对在低外部气体温度下的启动进行判断。
此外，如技术方案5的发明所述，由于控制元件在外部气体温度上升且目标吹出温度降低的情况下，停止喷射回路的动作，因此，能可靠地对低外部气体温度环境的解除进行判断，从而能使喷射回路的动作停止。
特别是，如技术方案6的发明所述，在包括室外膨胀阀，该室外膨胀阀对流入室外热交换器的制冷剂进行减压，控制元件基于吸热器的目标吸热器温度对压缩机的转速进行控制，并基于散热器的目标散热器压力对室外膨胀阀的阀开度进行控制的情况下，以上的发明是极其有效的。
此外，如技术方案7的发明所述，由于在喷射回路中设置有喷射膨胀阀和热交换器，上述热交换器使通过上述喷射膨胀阀减压后的制冷剂与从压缩机排出并流入散热器前的制冷剂进行热交换、或者是使通过喷射膨胀阀减压后的制冷剂与从上述散热器流出的制冷剂进行热交换，利用控制元件，基于通过喷射回路返回至压缩机的制冷剂的喷射制冷剂过热度和规定的目标喷射制冷剂过热度，对喷射膨胀阀的阀开度进行控制，因此，能可靠地进行向压缩机的气体喷射。
此时，如技术方案8的发明所述，由于当满足散热器能力不足条件的情况下，控制元件在目标散热器温度与散热器的温度间的差和/或目标散热器压力与散热器的压力间的差小时，提高目标喷射制冷剂过热度，在目标散热器温度与散热器的温度间的差和/或目标散热器压力与散热器的压力间的差大时，降低目标喷射制冷剂过热度，因此，在散热器的加热能力比较充足时，能提高目标喷射制冷剂过热度来减少向压缩机的气体喷射量，在散热器的加热能力不足时，能降低目标喷射制冷剂过热度来增加向压缩机的气体喷射量，从而能没有过量及不足地控制成适当的气体喷射量。
另外，如技术方案9的发明所述，在喷射制冷剂过热度低的情况下，控制元件基于喷射制冷剂过热度和目标喷射制冷剂过热度，对喷射膨胀阀的阀开度进行控制，在喷射制冷剂过热度高的情况下，控制元件基于目标散热器压力和散热器的压力，对喷射膨胀阀的阀开度进行控制，因此，能确保在气体喷射量少的状况下的散热器的压力、即高压压力，来维持散热器的加热能力。
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的车用空调装置在除湿制冷模式下进行喷射时的P－h线图。
图4是与由图2的控制器进行的除湿制冷模式下的压缩机控制相关的控制框图。
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是与由图2的控制器进行的除湿制冷模式下的室外膨胀阀控制相关的控制框图。
图7是与由图2的控制器进行的除湿制冷模式下的喷射膨胀阀控制相关的控制框图。
图8是对图2的控制器的动作进行说明的流程图。
图9是与由图2的控制器进行的除湿制冷模式下的喷射回路的目标喷射制冷剂过热度的确定相关的一实施例的控制框图。
图10是与由图2的控制器进行的除湿制冷模式下的喷射回路的目标喷射制冷剂过热度的确定相关的另一实施例的控制框图。
图11是对图2的控制器的动作进行说明的另一实施例的流程图。
图12是与由图11中的控制器进行的除湿制冷模式下的喷射膨胀阀控制相关的另一实施例的控制框图。
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。
(实施例1)
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，选择地进行制热、除湿制热、除湿制冷、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的空气流通管路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设置在空气流通管路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伸出后(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(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是使从散热器4流出的制冷剂的一部分分流后返回至压缩机2的压缩中途的(进行气体喷射的)回路，在上述喷射回路40动作的情况下，喷射膨胀阀30打开，从散热器4流出的制冷剂的一部分被分流至制冷剂配管13K中。
上述喷射膨胀阀30在将流入制冷剂配管13K的制冷剂减压后，使制冷剂流入至排出侧热交换器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管路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能将导入空气流通管路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管路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管路3内设置有空气混合挡板28，该空气混合挡板28对经过吸热器9的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，在散热器4的空气下游侧的空气流通管路3中，形成有足底(朝向乘客的脚底吹出的)、自然风(朝向乘客的上半身吹出的)、前挡风除雾(吹出至前方玻璃的内表面)的各吹出口(在图1中代表性地用吹出口29表示)，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、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吸入空气流通管路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中进行冷却的空气的温度)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、吸入口切换挡板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自动、或是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。
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送来的外部气体中吸取热量(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)所检测出的散热器4的制冷剂压力Pci(制冷剂回路R的高压压力)和目标散热器压力PCO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。
在实施例中，控制器32基于散热器压力传感器47所检测出的散热器压力传感器47(或排出压力传感器42)所检测出的散热器4的制冷剂压力Pci(制冷剂回路R的高压压力)和目标散热器压力PCO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(吸热器温度Te)和吸热器9的温度的目标值、即目标吸热器温度TEO对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。另外，对于在上述除湿制热模式下利用喷射回路40进行气体喷射的控制，将在后文进行说明。
(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管路3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)间循环，因此，无法从外部气体中吸取热量，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算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吹出的所有空气通风至散热器4的状态(图1)。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，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(散热器4的制冷剂压力)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，对于在上述除湿制冷模式下对喷射回路40进行的控制，将在后文进行说明。
(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管路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)利用喷射回路进行气体喷射
接着，对上述除湿制冷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在除湿制冷模式下的P-h线图。当喷射膨胀阀30打开时，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，用符号35表示的线是在喷射回路40的排出侧热交换器35中蒸发后，返回至压缩机2的压缩中途的制冷剂。通过使制冷剂从喷射回路40返回至压缩机2的压缩中途，能使从压缩机2排出的制冷剂量增大，因此，能使散热器4中的加热能力提高。此外，由于室外热交换器7及吸热器9的制冷剂流量会减少与分流至喷射回路40的量相应的量，因此，即便提高压缩机2的转速，也能防止或抑制流向吸热器9的制冷剂流量变得过剩。
另一方面，由于当液体制冷剂返回至压缩机2时，会引起液体压缩，因此，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，并对喷射膨胀阀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利用散热器4提高加热能力。
接着，参照图4至图9，对上述除湿制冷模式下的控制器32的压缩机2、室外膨胀阀6、喷射膨胀阀30的控制框进行说明。
(8)除湿制冷模式下的压缩机的控制
图4是确定上述除湿制冷模式(制冷模式也同样)用的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCc的控制器32的控制框图。控制器32的F/F操作量运算部58基于外部气体温度Tam、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、吸热器9的温度的目标值即目标吸热器温度TEO，来运算出压缩机目标转速的F/F操作量TGNCcff。
另外，在控制器32中储存有数据表，在该数据表中预先求出外部气体温度Tam与用于获得在该外部气体温度Tam的环境下所需的湿度的吸热器温度之间的关系，上述目标吸热器温度TEO基于上述数据表来确定。
此外，F/B(反馈)操作量运算部59基于目标吸热器温度TEO和吸热器温度Te，来运算出压缩机目标转速的F/B操作量TGNCcfb。此外，用加法器61将F/F(前馈)操作量运算部58运算出的F/F操作量TGNCcff与F/B操作量运算部59运算出的F/B操作量TGNCcfb相加，在经过压缩机关闭控制部62(规定能使压缩机2运转的最低转速)并用极限设定部63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TGNCc。在除湿制冷模式和制冷模式下，控制器32基于上述压缩机目标转速TGNCc对压缩机2的转速进行控制。
另外，符号TAO是从吹出口29吹出的空气温度的目标值、即目标吹出温度，符号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)，符号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)，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表示将空气流通管路3内的所有空气通风至散热器4的空气混合全开状态。
此外，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，是控制器32根据下式(I)计算出的。
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。此外，控制器32从上述目标吹出温度TAO计算出散热器4的温度的目标值、即目标散热器温度TCO。
(9)除湿制冷模式下的室外膨胀阀的控制
接着，图6是对上述除湿制冷模式用的室外膨胀阀6的目标开度(室外膨胀阀目标开度)TGECCVpc进行确定的控制器32的控制框图。控制器32的F/F操作量运算部64基于目标散热器温度TCO、鼓风电压BLV、外部气体温度Tam、空气混合挡板开度SW、目标散热器压力PCO，来运算出室外膨胀阀目标开度的F/F操作量TGECCVpcff。
此外，F/B操作量运算部66基于目标散热器压力PCO和散热器压力PCI来计算出室外膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVpcfb。接着，用加法器67将F/F操作量运算部64计算出的F/F操作量TGECCVpcff与F/B操作量运算部66计算出的F/B操作量TGECCVpcfb相加，并在用极限设定部68设定控制上限值和控制下限值的极限之后，确定作为室外膨胀阀目标开度TGECCVpc。在除湿制冷模式下，控制器32基于上述室外膨胀阀目标开度TGECCVpc，对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
(10)除湿制冷模式下的喷射膨胀阀的控制1
接着，图7是对上述除湿制冷模式用的喷射回路40的喷射膨胀阀30的目标开度(喷射膨胀阀目标开度)TGECCVsh进行确定的控制器32的控制框图。控制器32的喷射制冷剂过热度运算部69基于喷射温度传感器55检测出的喷射制冷剂的温度(喷射制冷剂温度Tinj)与饱和温度Tsatuinj之间的差，计算出从喷射回路40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过热度(喷射制冷剂过热度)Shinj。
接着，F/B操作量运算部71基于喷射制冷剂过热度运算部69计算出的喷射制冷剂过热度SHinj和从喷射回路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TGSHinj)，来运算出喷射膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVshfb。另外，关于目标喷射制冷剂过热度TGSHinj的确定方法，在后文进行详细说明。另外，F/B操作量运算部71在后述的喷射要求标记fINJOnreq为“1”(设置)时动作，在“0”(重置)时停止运算。
接着，用加法器72将F/B操作量运算部71运算出的F/B操作量TGECCVshfb与预先确定的喷射膨胀阀30的F/F操作量TGECCVshff相加，在用极限设定部73设定控制上限值和控制下限值的极限之后，输入至可否喷射切换部74。上述可否喷射切换部74中，当再次输入“0”(喷射膨胀阀30全关)、喷射要求标记fINJOnreq为“1”(设置)时，将经过极限设定部73后的值确定作为喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh，并输出。
另外，可否喷射切换部74在喷射要求标记fINJOnreq为“0”(重置)时，将“0”作为喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh输出。即，当喷射要求标记fINJOnreq为设置“1”时，控制器32基于喷射制冷剂的过热度SHinj和目标喷射制冷剂过热度TGSHinj，来确定喷射膨胀阀30的喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh，对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制，并且当喷射要求标记fINJOnreq为重置“0”时，关闭喷射膨胀阀30(阀开度“0”全关)，并停止利用喷射回路40进行的气体喷射。
(11)除湿制冷剂模式下的气体喷射控制1
接着，对利用控制器32进行的除湿制热模式下具体的气体喷射控制进行说明。图8是对上述情况下的控制器32的动作进行说明的流程图。控制器32在图8的步骤S1中从各传感器中读取数据，在步骤S2中判断当前是否为除湿制冷模式，若是除湿制冷模式，则进入步骤S3，并进行是否具有气体喷射要求(INJON要求。是否使喷射回路40动作)的判断。
(11-1)气体喷射要求判断1
接着，对在步骤S3中利用控制器32进行的气体喷射要求的判断进行说明。在本实施例中，控制器32在满足下述(i)的条件时判断为具有气体喷射要求(有INJON要求)，并将上述喷射要求标记fINJOnreq设为“1”(设置)。即，
(i)散热器能力不足条件
上述散热器能力不足条件是散热器4的加热能力(制热能力)是否不足的判断基准，在实施例中，当下述全部满足时，判断为散热器能力不足条件满足。
·(TCO-TH)≥A1
·(PCO-Pci)≥B1
·启动后经过时间≥t1
即，当在从启动经过规定时间t1以上后，目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差增大至规定值A1以上，且目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差增大至规定值B1以上的情况下，控制器32判断为满足散热器能力不足条件满足，将散热器能力不足标记fHTRlack设为“1”(设置)。另外，关于目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差增大至规定值A1以上的情况下的条件，目标散热器压力PCO和散热器压力Pci的差增加至规定值B1以上的情况下的条件，只要任何一方即可。此外，上述A1、B1是散热器4的实际温度及压力与温度及压力的目标值间的差扩大而能判断为制热能力不足的规定的阈值。此外，t1是从启动到运转状态稳定为止的不发生判断的时间，例如设为5min(分钟)左右。
在本实施例中，控制器32在步骤S3中如上所述对散热器能力不足条件进行判断，当上述条件满足而将散热器能力不足标记fHTRlack设为设置(“1”)的情况下，将喷射要求标记fINJOnreq设为设置(“1”)。
控制器32接着在步骤S4中将喷射要求标记fINJOnreq设置，对是否具有气体喷射要求(INJON要求)进行判断，当将喷射要求标记fINJOnreq设置的情况下，进入步骤S5，对目标喷射制冷剂过热度TGSHinj进行运算。
图9是与此时利用控制器32进行的目标喷射制冷剂过热度TGSHinj的确定相关的控制框图。控制器32的散热器能力不足时TGSH运算部76基于预先确定的散热器能力不足时TGSH表(图9)，确定目标喷射制冷剂过热度TGSHinj。在这种情况下，散热器能力不足时TGSH运算部76在目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差(TCO－TH)为上述A2以下时、和/或目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差(PCO－Pci)为上述B2以下时，将目标喷射制冷剂过热度TGSHinj设为规定的高值TGSHHi。上述制冷剂过热度高意味着气体喷射量变少。
此外，当TCO－TH为上述A1以上时、和/或PCO－Pci为上述B1以上时，将目标喷射制冷剂过热度TGSHinj设为规定的低值TGSHLo。上述制冷剂过热度低意味着气体喷射量变多。
此外，当TCO－TH位于A2与A1间时、和/或PCO－Pci位于B2与B1间时，具有规定的滞后现象地使目标喷射制冷剂过热度TGSHinj在TGSHHi与TGSHLo之间线性变化。
即，控制器32以在散热器4的目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差(TCO－TH)以及目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差(PCO－Pci)较小时减少气体喷射量、在较大时增加气体喷射量的方式，使目标喷射制冷剂过热度TGSHinj变化。在本实施例中，如上所述控制器32计算出目标喷射制冷剂过热度TGSHinj。
此外，控制器32在步骤S6中执行使喷射回路40动作的除湿制冷模式。即，如在图4中说明的，基于目标吸热器温度TEO和吸热器温度Te确定压缩机2的目标压缩机转速TGNCc，对压缩机2的转速进行反馈控制，如在图6中说明的，基于目标散热器压力PCO(高压压力的目标值)和散热器压力Pci确定室外膨胀阀6的室外膨胀阀目标开度TGECCVpc，对室外膨胀阀6的阀开度进行反馈控制。接着，基于在图9中确定的目标喷射制冷剂过热度TGSHinj，如图7中所说明的，确定喷射膨胀阀30的喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh，对喷射膨胀阀30的阀开度进行反馈控制，以对向压缩机2的压缩中途喷射气体的气体喷射量进行控制。
(11-2)解除气体喷射要求判断1
接着，控制器32在步骤S7中对是否满足气体喷射要求(INJON要求)的解除(停止喷射回路40的动作)条件进行判断。接着，对在步骤S7中利用控制器32进行的解除气体喷射要求的判断进行说明。在本实施例中，控制器32在满足下述(ii)的条件时判断为解除气体喷射要求(解除INJON)，并将上述喷射要求标记fINJOnreq设为“0”(重置)。即，
(ii)除湿能力不足条件
上述除湿能力不足条件是吸热器9的除湿能力是否不足的判断基准，在实施例中，当下述全部满足时，判断为除湿能力不足条件满足。
·(TCO-TH)≤A2
·(PCO-Pci)≤B2
·(TEO-Te)≤C3
即，当目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差减小至上述规定值A2以下、且目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差减小至上述规定值B2以下、并且目标吸热器温度TEO与吸热器温度Te间的差(TEO-Te)比规定值C3小的情况下，控制器32判断为满足除湿能力不足条件，将除湿能力不足标记fEVAlack设为“1”(设置)。另外，在实施例中，当目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差减小至上述规定值A2以下的情况、目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差减小至上述规定值B2以下的情况以及目标吸热器温度TEO与吸热器温度Te间的差(TEO-Te)比规定值C3小的情况全部满足时，判断为除湿能力不足条件满足，但不局限于此，也可以在满足它们中的任意一个或是组合时，判断为除湿能力不足条件满足。此外，C3是能对吸热器9的温度不足(吸热器温度Te上升)进行判断的规定的阈值。
在本实施例中，控制器32在步骤S7中如上所述对除湿能力不足条件进行判断，当上述条件满足而将除湿能力不足标记fEVAlack设为设置(“1”)的情况下，对喷射要求标记fINJOnreq进行重置(“0”)。
藉此，控制器32从步骤S4进入步骤S8。在上述步骤S8中，执行将喷射回路40停止的除湿制冷模式。即，如在图4中说明的，基于目标吸热器温度TEO和吸热器温度Te确定压缩机2的目标压缩机转速TGNCc，对压缩机2的转速进行反馈控制，如在图6中说明的，基于目标散热器压力PCO(高压压力的目标值)和散热器压力Pci确定室外膨胀阀6的室外膨胀阀目标开度TGECCVpc，对室外膨胀阀6的阀开度进行反馈控制。
实施例2
另外，关于图8的步骤S3中的气体喷射要求的判断，不局限于此，也可以加上以下说明的在低外部气体温度下启动的低外部气体温度启动条件后，进行判断。
(11-3)气体喷射要求判断2
即，在本实施例的情况下，控制器32在图8的步骤S3中的气体喷射要求的判断中，除了上述(i)的散热器能力不足条件之外，当满足下述(iii)的低外部气体温度启动条件的情况下，判断为有气体喷射要求(有INJON要求)，并将上述喷射要求标记fINJOnreq设为“1”(设置)。
(iii)低外部气体温度启动条件
上述低外部气体温度启动条件为是否是在低外部气体温度下的启动的判断基准，在实施例中，当下述全部满足时，判断为低外部气体温度启动条件满足。
·Tam＜T1
·TAO＞TA1
·启动后经过时间＜t1
即，在从启动开始的比规定时间t1更短的时间内，外部气体温度Tam低于规定值T1、且向车室内吹出的目标吹出温度TAO高于规定值TA1的情况下，控制器32判断为满足低外部气体温度启动条件，并将低外部气体温度启动标记fHeatUp设为“1”(设置)。另外，上述T1、TA1是能判断出外部气体温度低、要求吹出至车室内的温风的温度也为较高的值的规定的阈值，例如T1为+10℃，TA1为+40℃。此外，T1为上述同样的5min左右。
在本实施例中，控制器32在步骤S3中如上所述对散热器能力不足条件和低外部气体温度启动条件进行判断，当两个条件满足而将散热器能力不足标记fHTRlack设为设置(“1”)、且将低外部气体温度启动标记fHeatUp设为设置(“1”)的情况下，将喷射要求标记fINJOnreq设为设置(“1”)。
控制器32接着在步骤S4中将喷射要求标记fINJOnreq设为设置，对是否具有气体喷射要求(INJON要求)进行判断，当将喷射要求标记fINJOnreq设为设置的情况下，进入步骤S5，对目标喷射制冷剂过热度TGSHinj进行运算。
图10是与此时利用控制器32进行的目标喷射制冷剂过热度TGSHinj的确定相关的控制框图。控制器32此时进行的散热器能力不足时TGSH运算部77与图9的散热器能力不足时TGSH运算部76同样地，基于预先确定的散热器能力不足时TGSH表(图10)，确定此时的散热器能力不足时目标喷射制冷剂过热度TGSH1。在这种情况下，散热器能力不足时TGSH运算部77也在目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差(TCO－TH)为上述A2以下时、和/或目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差(PCO－Pci)为上述B2以下时，将散热器能力不足时目标喷射制冷剂过热度TGSH1设为规定的高值TGSHHi。
此外，当TCO－TH为上述A1以上时、和/或PCO－Pci为上述B1以上时，将散热器能力不足时目标喷射制冷剂过热度TGSH1设为规定的低值TGSHLo。
此外，当TCO－TH位于A2与A1间时、和/或PCO－Pci位于B2与B1间时，具有规定的滞后现象地使散热器能力不足时目标喷射制冷剂过热度TGSH1在TGSHHi与TGSHLo之间线性变化。
即，控制器32以在散热器4的目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差(TCO－TH)以及目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差(PCO－Pci)较小时减少气体喷射量、在较大时增加气体喷射量的方式，使散热器能力不足时目标喷射制冷剂过热度TGSH1变化。
上述散热器能力不足时TGSH运算部77所确定的散热器能力不足时目标喷射制冷剂过热度TGSH1被输入至TGSH切换部79。在上述TGSH切换部79中进一步输入由低外部气体温度时TGSH运算部78确定的低外部气体温度启动时目标喷射制冷剂过热度TGSHHeatUp。另外，在启动时，将上述低外部气体温度启动时目标喷射制冷剂过热度TGSHHeatUp固定为规定的值，以增多气体喷射量。接着，当将上述低外部气体温度启动标记fHeatUp设为设置(“1”)，将上述低外部气体温度启动时目标喷射制冷剂过热度TGSHHeatUP设为重置(“0”)的情况下，将散热器能力不足时目标喷射制冷剂过热度TGSH1从TGSH切换部79输出，并计算作为此时的目标喷射制冷剂过热度TGSHinj。之后的步骤S6中的控制与上述实施例相同。
另外，在实施例中，当进行气体喷射要求的判断时，对散热器能力不足条件和低外部气体温度启动条件这两个条件都进行判断，但不局限于此，也可以仅用低外部气体温度启动条件进行判断。
(11-4)解除气体喷射要求判断2
此外，在这种情况下，控制器32在图8的步骤S7中的解除喷射要求的判断中，除了上述(ii)的除湿能力不足条件之外，对下述(iv)的外部气体温度上升条件进行判断，当满足上述条件中的任一个的情况下，判断为解除气体喷射要求(解除INJON)，并将上述喷射要求标记fINJOnreq设为“0”(重置)。即，
(iv)外部气体温度上升条件
上述外部气体温度上升条件为外部气体温度是否上升而脱离低外部气体温度环境的判断基准，在实施例中，当下述全部满足时，判断为外部气体温度上升条件满足。
·Tam＞T2
·TAO＜TA2
即，当外部气体温度Tam高于规定值T2、且向车室内吹出的目标吹出温度TAO低于规定值TA2的情况下，控制器32判断为满足外部气体温度上升条件，将外部气体温度上升标记fTamUp设为“1”(设置)。另外，上述T2、TA2是能判断出外部气体温度高、吹出至车室内的温风的温度也降低的规定的阈值。
在本实施例中，控制器32在步骤S7中对外部气体温度上升条件及除湿能力不足条件都进行判断，当任意一个满足而将外部气体温度上升标记fTamUp及除湿能力不足标记fEVAlack中的任一个设为设置(“1”)的情况下，将喷射要求标记fINJOnreq设为重置(“0”)。
另外，在本实施例中，当进行解除气体喷射要求的判断时，对外部气体温度上升条件和除湿能力不足条件这两个条件都进行判断，但不局限于此，也可以仅用外部气体温度上升条件进行判断。
如以上各实施例所述，在本发明中，包括喷射回路40，该喷射回路40使从散热器4流出的制冷剂的一部分分流而返回至压缩机2的压缩中途，控制器32在除湿制冷模式下，当满足散热器4的加热能力不足的上述规定的散热器能力不足条件和/或满足在低外部气体温度下启动的上述规定的低外部气体温度启动条件的情况下，使喷射回路40动作，使制冷剂返回至压缩机2的压缩中途，因此，当散热器4的加热能力不足的情况、在低外部气体温度下启动时，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至压缩机2的压缩中途，并使流向散热器4的制冷剂流量增加，从而能提高由散热器4实现的加热能力。
另一方面，由于向喷射回路40的分流，使经过室外热交换器7等流至吸热器9的制冷剂流量减少，因此，也能提高压缩机2的转速NC，藉此，能确保散热器4的加热能力，从而能防止或抑制吸热器7的结霜。
藉此，在除湿制冷模式下，对散热器4与吸热器9的温度进行适当控制，能在避免在吸热器9上结霜的同时，确保由散热器4实现的加热能力，以实现顺畅的除湿制冷。
此时，由于控制器32在从启动经过规定时间t1后，目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差增大至A1以上、和/或目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差增大至B1以上的情况下，判断为满足散热器能力不足条件，因此，能可靠地对散热器4的加热能力不足进行判断。
此外，在实施例1中，由于当目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差减小至A2以下的情况、目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差减小至B2以下的情况和目标吸热器温度TEO与吸热器温度Te间的差小于C3的情况中的任意一种情况、或者是它们的组合、抑或者是它们全部满足时，控制器32停止喷射回路40的动作，因此，能对散热器4的加热能力的不足状态消除进行判断，能可靠地停止喷射回路40的动作。
此外，在实施例2中，由于当从启动后的比时间t1短的规定时间内，外部气体温度Tam低且向车室内吹出的目标吹出温度TAO高的情况下，控制器32判断为低外部气体温度启动条件满足，因此，能可靠地对在低外部气体温度下的启动进行判断。
接着，在这种情况下，当外部气体温度Tam上升到高于规定值T2、且目标吹出温度TAO降低到低于规定值A2的情况下，停止喷射回路40的动作，因此，能可靠地判断低外部气体温度环境的解除，来使喷射回路40的动作停止。
特别是，对于像实施例的制冷剂回路R这样包括对流入室外热交换器7的制冷剂进行减压的室外膨胀阀6，控制器32基于吸热器9的目标吸热器温度TEO对压缩机2的转速NC进行控制，并基于散热器4的目标散热器压力PCO对室外膨胀阀6的阀开度进行控制的情况，是极其有效的。
此外，在实施例中，在喷射回路40中设置喷射膨胀阀30和排出侧热交换器35，该排出侧热交换器35使通过上述喷射膨胀阀30减压后的制冷剂与从压缩机2排出并进入散热器4前的制冷剂进行热交换，利用控制器32，基于通过喷射回路40返回压缩机2的压缩中途的制冷剂的喷射制冷剂过热度SHinj和规定的目标喷射制冷剂过热度TGSHinj，来对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制，因此，能可靠地进行向压缩机2的气体喷射。
接着，此时当满足散热器能力不足条件的情况下，控制器32在目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差和/或目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差较小时，提高目标喷射制冷剂过热度TGSHinj，在目标散热器温度TCO与散热器温度TH间的差和/或目标散热器压力PCO与散热器压力Pci间的差较大时,降低目标喷射制冷剂过热度TGSHinj，因此，在散热器4的加热能力比较充足时，提高目标散热器制冷剂过热度TGSHinj来使流向压缩机2的压缩中途的气体喷射量减少，当散热器4的加热能力不足时，降低目标喷射制冷剂过热度TGSHinj来使流向压缩机2的压缩中途的气体喷射量增多，从而能没有过量及不足地控制成适当的气体喷射量。
实施例3
接着，参照图11及图12，对利用本发明的控制器32进行的其它实施例的控制进行说明。图11是对这种情况下的控制器32的动作进行说明的流程图，图12示出了在这种情况下使用的喷射膨胀阀30的控制框。另外，在图11中，使用与图8相同的符号表示的步骤为进行相同控制的步骤。
在这种情况下，控制器32在与图8的步骤S6相当的图11的步骤S6A中，同样地执行进行气体喷射的除湿制冷，但此时根据条件改变喷射膨胀阀30的控制。
(12)除湿制冷模式下的喷射膨胀阀的控制2
图12是对上述除湿制冷模式用的喷射回路40的喷射膨胀阀30的喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh进行确定的控制器32的另一个控制框图。
这种情况下的F/B操作量运算部81基于目标散热器压力PCO和散热器压力PCI来计算出此时的喷射膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVshfb。此外，F/B操作量运算部81在喷射要求标记fINJOnreq为“1”(设置)时动作，在“0”(重置)时停止运算。接着，用加法器82将F/B操作量运算部81运算出的F/B操作量TGECCVshfb与预先确定的喷射膨胀阀30的此时的F/F操作量TGECCVshff相加，在用极限设定部83设定控制上限值和控制下限值的极限之后，输入至可否喷射切换部84。
上述可否喷射切换部84中，当再次输入“0”(喷射膨胀阀30全关)、喷射要求标记fINJOnreq为“1”(设置)时，将经过极限设定部83后的值确定作为此时的喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh，并输出。另外，可否喷射切换部84在喷射要求标记fINJOnreq为“0”(重置)时，将“0”作为喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh输出。
(13)除湿制冷剂模式下的气体喷射控制2
接着，在图11的步骤S6A中，当喷射制冷剂过热度SHinj为规定值以下的情况下，控制器32根据在图7的控制框中计算出的喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh来对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制，当比规定值高的情况下，根据在图12的控制框中计算出的喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh来对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制。
即，在本实施例中，当在除湿制冷模式下进行气体喷射的情况下，若喷射制冷剂过热度SHinj低，则控制器32基于喷射制冷剂过热度SHinj和目标喷射制冷剂过热度TGSHinj来确定喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh，并对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制(图7)，若喷射制冷剂过热度SHinj高，则基于目标散热器压力PCO和散热器压力Pci来确定喷射膨胀阀目标开度TGECCVsh，对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制(图12)。
这样，在本实施例中，控制器32在喷射制冷剂过热度SHinj低的情况下，基于喷射制冷剂过热度SHinj和目标喷射制冷剂过热度TGSHinj来对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制，在喷射制冷剂过热度SHinj高的情况下，基于目标散热器压力PCO和散热器压力Pci来对喷射膨胀阀30的阀开度进行控制，因此，能确保气体喷射量较少情况下的散热器压力Pci、即高压压力，来维持散热器4的加热能力。
另外，作为除湿制冷模式，不局限于上述各实施例这样的制冷剂流动，也可以是通过利用制冷剂配管13F绕过室外热交换器7以使制冷剂流至吸热器9的并联回路而实现的除湿制冷。即，本发明对于在室外热交换器7中不散热，而仅利用散热器4的散热和吸热器9的吸热来进行除湿制冷的情况也是有效的。
此外，关于喷射回路40的排出侧热交换器35，不局限于上述结构，也可以是将热交换器设置在散热器4的下游侧，以使经过散热器4的制冷剂与经过喷射膨胀阀30的制冷剂热交换的结构。
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，本发明在仅进行除湿制冷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内进行改变，这点是自不待言的。
(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
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喷射膨胀阀
40喷射回路
35排出侧热交换器
R制冷剂回路。

Claims (9)

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；
吸热器，该吸热器用于使制冷剂吸热来对供给至所述车室内的空气进行冷却；
室外热交换器，该室外热交换器设于所述车室外，并使制冷剂散热；以及
控制元件，
利用所述控制元件执行除湿制冷模式，在所述除湿制冷模式下，使从所述压缩机排出的制冷剂在所述散热器及所述室外热交换器中散热或是仅在所述散热器中散热，在将散热后的所述制冷剂减压后，使其在所述吸热器中进行吸热，其特征在于，
所述车用空调装置包括喷射回路，所述喷射回路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，
所述控制元件在所述除湿制冷模式下，当所述散热器的加热能力不足的规定的散热器能力不足条件和/或在低外部气体温度下启动的规定的低外部气体温度启动条件满足的情况下，使所述喷射回路动作，以使制冷剂返回所述压缩机。
2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件在从启动经过规定时间后，当目标散热器温度与所述散热器的温度间的差增大和/或目标散热器压力与所述散热器的压力间的差增大的情况下，判断为满足所述散热器能力不足条件。
3.如权利要求2所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件在所述目标散热器温度与所述散热器的温度间的差变小的情况、所述目标散热器压力与所述散热器的压力间的差变小和目标吸热器温度与所述吸热器的温度间的差变小的情况中的任意一种、或者是它们的组合、抑或者是它们全部成立时，停止所述喷射回路的动作。
4.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件在从启动起的规定时间以内，当外部气体温度低且向所述车室内吹出的目标吹出温度高的情况下，判断为满足所述低外部气体温度启动条件。
5.如权利要求4所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制元件在外部气体温度上升且所述目标吹出温度降低的情况下，停止所述喷射回路的动作。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
包括室外膨胀阀，该室外膨胀阀对流入所述室外热交换器的制冷剂进行减压，
所述控制元件基于所述吸热器的目标吸热器温度对所述压缩机的转速进行控制，并基于所述散热器的目标散热器压力对所述室外膨胀阀的阀开度进行控制。
7.如权利要求1至6中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
所述喷射回路具有喷射膨胀阀和热交换器，所述热交换器使通过所述喷射膨胀阀减压后的制冷剂与从所述压缩机排出并流入所述散热器前的制冷剂进行热交换、或者是使通过所述喷射膨胀阀减压后的制冷剂与从所述散热器流出的制冷剂进行热交换，
所述控制元件基于通过所述喷射回路返回至所述压缩机的制冷剂的喷射制冷剂过热度和规定的目标喷射制冷剂过热度，对所述喷射膨胀阀的阀开度进行控制。
8.如权利要求7所述的车用空调装置，其特征在于，
当满足所述散热器能力不足条件的情况下，所述控制元件在目标散热器温度与所述散热器的温度间的差和/或目标散热器压力与所述散热器的压力间的差小时，提高所述目标喷射制冷剂过热度，在所述目标散热器温度与所述散热器的温度间的差和/或所述目标散热器压力与所述散热器的压力间的差大时，降低所述目标喷射制冷剂过热度。
9.如权利要求7或8所述的车用空调装置，其特征在于，
在所述喷射制冷剂过热度低的情况下，所述控制元件基于所述喷射制冷剂过热度和所述目标喷射制冷剂过热度，对所述喷射膨胀阀的阀开度进行控制，
在所述喷射制冷剂过热度高的情况下，所述控制元件基于所述目标散热器压力和所述散热器的压力，对所述喷射膨胀阀的阀开度进行控制。
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