CN106232400A - 车用空气调节装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种扩大除湿制热模式针对环境条件的有效范围,并能够顺利地对车室内进行除湿制热的车用空气调节装置。在通过控制器执行除湿制热模式的车用空气调节装置(1)中,控制器在散热器(4)的温度(TCI)符合的状况下,且即使将室外膨胀阀(6)的阀开度设为控制下限值而吸热器(9)的温度(Te)仍较高的情况下,使室外送风机(15)的室外送风机电压(FANVout)降低,使向室外送风机(15)的风量减少,在所述除湿制热模式中,在散热器(4)中使从压缩机(2)排出的制冷剂散热,并在对散热后的该制冷剂进行减压之后,在吸热器(9)和室外热交换器(7)使所述制冷剂吸热。
Description
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空气调节装置,尤其涉及一种能够适用于混合动力汽车或电动汽车的车用空气调节装置。
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气调节装置,开发了如下空气调节装置,该空气调节装置包括电动式压缩机、散热器、吸热器、室外热交换器以及膨胀阀,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,上述膨胀阀对流入到室外热交换器的制冷剂进行减压,上述空气调节装置能对制热模式、除湿制热模式、制冷模式及除湿制冷模式进行切换,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,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,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中散热,并在吸热器中吸热(例如参照专利文献1)。
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
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,根据环境条件不同,在所述除湿制热模式下兼顾散热器的温度和吸热器的温度有时会变得困难。特别是,在外部气体温度为+15℃~+20℃左右的环境下,虽然散热器的温度(高压)收敛于目标值而满足要求,但是有时候即使最大限度地减小对流入到室外热交换器的制冷剂进行减压的膨胀阀的阀开度,吸热器的温度也不会下降至目标值。
因而,也可以想到构建阻止制冷剂向室外热交换器流入,而使制冷剂仅在吸热器中吸热的内部循环模式这样的模式,当在除湿制热模式下吸热器的温度无法下降的情况下,转移至上述内部循环模式。然而,由于在该内部循环模式下通过压缩机使制冷剂在位于室内侧的空气流通管路内的散热器(散热)与吸热器(吸热)间循环,因此,存在必须适当地管理制冷剂回路内的制冷剂量这样的缺点。
此外,根据环境条件的不同,在所述除湿制冷模式下兼顾散热器的温度和吸热器的温度有时会变得困难。特别是,在外部气体温度为+20℃~+25℃左右的环境下,虽然吸热器的温度收敛于目标值而满足要求,但是有时候即使最大限度地减小对流入到室外热交换器的制冷剂进行减压的膨胀阀的阀开度,散热器的温度(高压)也不会上升至目标值。
因而,还可以想到构建阻止制冷剂向室外热交换器流入,而使制冷剂仅在吸热器吸热的内部循环模式这样的模式,当在除湿制冷模式下散热器的温度无法上升的情况下,转移至上述内部循环模式。然而,由于在该内部循环模式下通过压缩机而使制冷剂在位于室内侧的空气流通管路内的散热器(散热)与吸热器(吸热)间循环,因此,存在必须适当地管理制冷剂回路内的制冷剂量这样的缺点。
本发明为解决上述现有的技术问题而作,其目的在于,提供一种车用空气调节装置,该车用空气调节装置能扩大除湿制热模式针对环境条件的有效范围,并能顺利地对车室内进行除湿制热。
本发明的另一目的在于,提供一种车用空气调节装置,该车用空气调节装置能扩大除湿制冷模式针对环境条件的有效范围,并能顺利地对车室内进行除湿制冷。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的车用空气调节装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通管路,该空气流通管路用于供向车室内供给的空气流通;散热器,该散热器设置在该空气流通管路上,并使制冷剂散热;吸热器,该吸热器设置在空气流通管路上,并使制冷剂吸热;室外热交换器,该室外热交换器设置在所述车室外,并使制冷剂吸热;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;室外送风机,该室外送风机将外部气体通风至室外热交换器;以及控制元件,所述车用空气调节装置通过所述控制元件至少执行除湿制热模式,在所述除湿制热模式中,在散热器中使从压缩机排出的制冷剂散热,并在对散热后的所述制冷剂进行减压之后,在吸热器和室外热交换器中使所述制冷剂吸热,其特征是,控制元件在散热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而吸热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量减少。
技术方案2的发明的车用空气调节装置是上述发明的基础上,其特征是,控制元件在散热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值而吸热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量增加。
技术方案3的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将压缩机的转速设为控制下限值而散热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量减少。
技术方案4的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将压缩机的转速设为控制上限值而散热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量增加。
技术方案5的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而散热器的温度仍较高且所述吸热器的温度也较高的情况下,使室外送风机的风量减少。
技术方案6的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而散热器的温度仍较低且吸热器的温度也较低的情况下,使室外送风机的风量增加。
技术方案7的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而散热器的温度仍较高且吸热器的温度仍较低的情况下,或者是即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而散热器的温度仍较低且吸热器的温度仍较高的情况下,不符合除湿制热模式,便不执行室外送风机的风量减少或增加控制,并将运转模式切换为其它模式。
技术方案8的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在动作状态的过渡期不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,或者是将室外送风机的风量设为最大。
技术方案9的车用空气调节装置是在上述发明的基础上,其特征是,控制元件基于外部气体温度、目标散热器温度、目标吸热器温度、流入所述空气流通管路的空气的质量风量、车室内温度、车室内湿度中的一个、或是几个的组合抑或是全部,来确定过渡期内的室外送风机的风量。
技术方案10的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,在车速较高的情况下,控制元件使室外送风机的风量减少,或者是停止所述室外送风机。
技术方案11的发明的车用空气调节装置是在上述各发明的基础上,其特征是,包括进气格栅,该进气格栅阻止迎风向室外热交换器流入,控制元件在关闭进气格栅或者是根据进气格栅的开度来限制迎风的流入的状态下,执行室外送风机的风量减少或增加控制。
技术方案12的发明的车用空气调节装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通管路,该空气流通管路用于供向车室内供给的空气流通;散热器,该散热器设置在所述空气流通管路上,并使制冷剂散热;吸热器,该吸热器设置在空气流通管路上,并使制冷剂吸热;室外热交换器,该室外热交换器设置在车室外,并使制冷剂散热;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;室外送风机,该室外送风机将外部气体通风至室外热交换器;以及控制元件,所述车用空气调节装置通过所述控制元件至少执行除湿制冷模式,在所述除湿制冷模式中,在散热器及室外热交换器中使从压缩机排出的制冷剂散热,并在对散热后的所述制冷剂进行减压之后,在吸热器中使所述制冷剂吸热,其特征是,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而散热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量减少。
技术方案13的发明的车用空气调节装置是在上述发明的基础上,其特征是,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值而散热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量增加。
技术方案14的发明的车用空气调节装置是在技术方案12或技术方案13的各发明的基础上,其特征是,控制元件在散热器的温度符合的状况下,且即使将压缩机的转速设为控制下限值而吸热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量减少。
技术方案15的发明的车用空气调节装置是在技术方案12至技术方案14的各发明的基础上,其特征是,控制元件在散热器的温度符合的状况下,而即使将压缩机的转速设为控制上限值而吸热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量增加。
技术方案16的车用空气调节装置是在技术方案12至技术方案15的各发明的基础上,其特征是,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而吸热器的温度仍较低且散热器的温度也较低的情况下,使室外送风机的风量减少。
技术方案17的车用空气调节装置是在技术方案12至技术方案16的各发明的基础上,其特征是,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而吸热器的温度仍较高且散热器的温度也较高的情况下,使室外送风机的风量增加。
技术方案18的发明的车用空气调节装置是在技术方案12至技术方案17的各发明的基础上,其特征是,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而吸热器的温度仍较低且散热器的温度仍较高的情况下,或者是即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而吸热器的温度仍较高且散热器的温度仍较低的情况下,不符合除湿制冷模式,便不执行室外送风机的风量减少或增加控制,并将运转模式切换为其它模式。
技术方案19的发明的车用空气调节装置是在技术方案12至技术方案18的各发明的基础上,其特征是,控制元件在动作状态的过渡期不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,或者是将室外送风机的风量设为最大。
技术方案20的车用空气调节装置是在上述发明的基础上,其特征是,控制元件基于外部气体温度、目标散热器温度、目标吸热器温度、流入空气流通管路的空气的质量风量、车室内温度、车室内湿度中的一个、或是几个的组合抑或是全部,来确定过渡期内的室外送风机的风量。
技术方案21的发明的车用空气调节装置是在技术方案12至技术方案20的各发明的基础上,其特征是,在车速较高的情况下,控制元件使室外送风机的风量减少,或者是停止所述外送风机。
技术方案22的发明的车用空气调节装置是在技术方案12至技术方案14的各发明的基础上,其特征是,包括进气格栅,该进气格栅阻止迎风向室外热交换器的流入,控制元件在关闭进气格栅或者是根据进气格栅的开度来限制迎风的流入的状态下,执行室外送风机的风量减少或增加控制。
发明效果
根据本发明,由于车用空气调节装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通管路,该空气流通管路供向车室内供给的空气流通;散热器,该散热器设置在该空气流通管路上,并使制冷剂散热;吸热器,该吸热器设置在空气流通管路上,并使制冷剂吸热;室外热交换器,该室外热交换器设置在车室外,并使制冷剂吸热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀对流入上述室外热交换器的制冷剂进行减压;室外送风机,该室外送风机将外部气体通风至室外热交换器;以及控制元件,通过所述控制元件至少执行除湿制热模式,在所述除湿制热模式中,在散热器使从压缩机排出的制冷剂散热,并在对散热后的所述制冷剂进行减压之后,在吸热器及室外热交换器中使所述制冷剂吸热,其中,控制元件在散热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而吸热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量减少,因此,虽然处于散热器的温度满足的状况下,但是根据环境条件,即便将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而吸热器的温度仍较高,使得无法通过室外膨胀阀对吸热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量减少。
当室外送风机的风量减少时,室外热交换器中的吸热量会减小,因此,散热器的温度会降低。此时,由于散热器的压力(高压)也降低,因此,为了维持所述散热器的压力,压缩机的转速会上升,制冷剂回路内的制冷剂循环量会增大,向吸热器流入的制冷剂流入量也增加,其结果是,能够使吸热器的温度下降。藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
此外,根据技术方案2的发明,在上述发明的基础上,控制元件在散热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值而吸热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量增加,因此,虽然处于散热器的温度满足的状况下,但是根据环境条件,即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而吸热器的温度仍较高,使得无法通过室外膨胀阀来对吸热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量增加。
由于当室外送风机的风量增加时,室外热交换器中的吸热量会增加,因此,散热器的温度会上升。此时,由于散热器的压力(高压)也升高,因此,为了维持所述散热器的压力,压缩机的转速会降低,制冷剂回路内的制冷剂循环量会减少,向吸热器流入的制冷剂流入量也减少,其结果是,能够使吸热器的温度上升。藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围将进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
此外,根据技术方案3的发明,在上述各发明的基础上,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将压缩机的转速设为控制下限值而散热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量减少,因此,虽然处于吸热器的温度符合的状况下,但是根据环境条件,即使压缩机的转速设为控制下限值,而散热器的温度仍较高,使得无法通过压缩机来对散热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量减少。
由于当室外送风机的风量减少时,室外热交换器中的吸热量会减小,因此散热器的温度也会下降。藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
此外,根据技术方案4的发明,在上述各发明的基础上,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将压缩机的转速设为控制上限值而散热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量增加,因此,虽然处于吸热器的温度符合的状况下,但是根据环境条件,即使将压缩机的转速设为控制上限值而散热器的温度仍较低,使得无法通过压缩机来对散热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量增加。
当室外送风机的风量增加时,室外热交换器中的吸热量会增加,因此,散热器的温度也会上升。藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
此外,根据技术方案5的发明,在上述各发明的基础上,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而散热器的温度仍较高且吸热器的温度也较高的情况下,使室外送风机的风量减少,因此,根据环境条件,即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而散热器的温度仍较高且吸热器的温度也较高,使得无法通过压缩机及室外膨胀阀来对散热器的温度和吸热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量减少。
当室外送风机的风量减少时,室外热交换器中的吸热量会减小,因此,首先能够降低散热器的温度。此外,由于此时散热器的压力(高压)也降低,因此,为了维持该散热器的压力,压缩机的转速会上升,制冷剂回路内的制冷剂循环量会增大,朝吸热器的制冷剂流入量也增加,其结果是,能够使吸热器的温度下降。藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
此外,根据技术方案6的发明,在上述各发明的基础上,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而散热器的温度仍较低且吸热器的温度也较低的情况下,使室外送风机的风量增加,因此,根据环境条件,即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而散热器的温度仍较低且吸热器的温度也较低,使得无法通过压缩机及室外膨胀阀来对散热器的温度和吸热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量增加。
当室外送风机的风量增加时,室外热交换器中的吸热量增加,因此,首先能够降低散热器的温度。此外,由于此时散热器的压力(高压)也升高,因此,为了维持该散热器的压力压缩机的转速会降低,制冷剂回路内的制冷剂循环量会减少,朝吸热器的制冷剂流入量也减少,其结果是,能够使吸热器的温度上升。藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
根据技术方案7的发明,在上述各发明的基础上,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而散热器的温度仍较高且吸热器的温度仍较低的情况下,或者是即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而散热器的温度仍较低且吸热器的温度仍较高的情况下,不符合除湿制热模式,便不执行室外送风机的风量减少或增加控制,并将运转模式切换为其它模式,因此,在即使进行室外送风机的风量减少或增加控制仍无法持续除湿制热模式的状况下,能够切换至其它运转模式,而无障碍地持续车室内的空气调节。
在以上的发明中,通过像技术方案8的发明那样控制元件在动作状态的过渡期不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,或者是将室外送风机的风量设为最大,从而能够在启动初期或朝除湿制热模式的切换紧后等过渡期禁止室外送风机的风量减少或增加控制,并尽快转移至稳定状态。
在这种情况下,只要像技术方案9那样控制元件基于外部气体温度、目标散热器温度、目标吸热器温度、流入空气流通管路的空气的质量风量、车室内温度、车室内湿度中的一个、或是几个的组合抑或是全部,来确定过渡期的室外送风机的风量,则在过渡期中也能够根据环境条件将适当的风量供给至向室外热交换器。
此外,通过像技术方案10那样在车速较高的情况下,控制元件减少室外送风机的风量或者是停止该室外送风机,从而能够在通过迎风提供的情况下消除不必要的室外送风机的运转。
另外,当像技术方案11那样在包括阻止迎风向室外热交换器的进气格栅的情况下,只要控制元件在关闭进气格栅或者是根据进气格栅的开度来限制迎风的流入的状态下,执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,则能够提高行驶过程中由室外送风机对散热器温度和吸热器温度进行控制的控制性。
根据技术方案12的发明,车用空气调节装置包括:压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;空气流通管路,该空气流通管路供向车室内供给的空气流通;散热器,该散热器设置在该空气流通管路上,并使制冷剂散热;吸热器,该吸热器设置在空气流通管路上,并使制冷剂吸热;室外热交换器,该室外热交换器设置在车室外,并使制冷剂散热;室外膨胀阀,该室外膨胀阀对流入上述室外热交换器的制冷剂进行减压;室外送风机,该室外送风机将外部气体通风至室外热交换器;以及控制元件,通过所述控制元件至少执行除湿制冷模式,在所述除湿制冷模式中,在散热器及室外热交换器中使从压缩机排出的制冷剂散热,并在对散热后的所述制冷剂进行减压之后,在吸热器中使所述制冷剂吸热,其中,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而散热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量减少,因此,虽然处于散热器的温度符合的状况下,但是根据环境条件,即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而散热器的温度仍较低,使得无法通过室外膨胀阀来对散热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量减少。
当室外送风机的风量减少时,室外热交换器中的散热量减少,因此,散热器的压力(高压)会上升,散热器的温度也会上升。藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
此外,根据技术方案13的发明,在上述发明的基础上,控制元件在吸热器的温度符合的状况下,且即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值而散热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量增加,因此,虽然处于吸热器的温度符合的状况下,但是根据环境条件,即使将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值而散热器的温度仍较高,使得无法通过室外膨胀阀来对散热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量增加。
当室外送风机的风量增加时,室外热交换器中的散热量增加,因此,散热器的压力(高压)降低,散热器的温度也下降。藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围将进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
此外,根据技术方案14的发明,在上述技术方案12或技术方案13的各发明的基础上,控制元件在散热器的温度符合的状况下,且即使将压缩机的转速设为控制下限值而吸热器的温度仍较低的情况下,使室外送风机的风量减少,因此,虽然处于散热器的温度满足的状况下,但是根据环境条件,即使将压缩机的转速设为控制下限值而吸热器的温度仍较低,使得无法通过压缩机来对吸热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量减少。
当室外送风机的风量减少时,室外热交换器中的散热量会减少,因此,吸热器的温度会上升。藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围将进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
此外,根据技术方案15的发明,在技术方案12至技术方案14的各发明的基础上,控制元件在散热器的温度符合的状况下,且即使将压缩机的转速设为控制上限值而吸热器的温度仍较高的情况下,使室外送风机的风量增加,因此,虽然处于散热器的温度符合的状况下,但是根据环境条件,即使将压缩机的转速设为控制上限值而吸热器的温度仍较高,使得无法通过压缩机来对吸热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量增加。
当室外送风机的风量增加时,室外热交换器中的散热量会增加,因此,吸热器的温度会下降。藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围将进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
此外,根据技术方案16的发明,在技术方案12至技术方案15的各发明的基础上,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而吸热器的温度仍较低且散热器的温度也较低的情况下,使室外送风机的风量减少,因此,根据环境条件,即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而吸热器的温度仍较低且散热器的温度也较低,使得无法通过压缩机及室外膨胀阀来对吸热器的温度和散热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量减少。
当室外送风机的风量减少时,室外热交换器中的散热量减少,因此,散热器的温度将上升,吸热器的温度也上升。藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围将进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
此外,根据技术方案17的发明,在技术方案12至技术方案16的各发明的基础上,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而吸热器的温度仍较高且散热器的温度也较高的情况下,使室外送风机的风量增加,因此,根据环境条件,即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而吸热器的温度仍较高且散热器的温度也较高,使得无法通过压缩机及室外膨胀阀来对吸热器的温度和散热器的温度进行控制时,控制元件使室外送风机的风量增加。
当室外送风机的风量增加时,室外热交换器中的散热量会增加,因此,吸热器的温度下降,散热器的温度也下降。藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围将进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
根据技术方案18的发明,在技术方案12至技术方案17的各发明的基础上,控制元件在即使将压缩机的转速设为控制下限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而吸热器的温度仍较低且散热器的温度仍较高的情况下,或者是即使将压缩机的转速设为控制上限值且将室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,吸热器的温度仍较高且散热器的温度仍较低的情况下,不符合除湿制冷模式,便不执行室外送风机的风量减少或增加控制,并将运转模式切换为其它模式,因此,在即使进行室外送风机的风量减少或增加控制仍无法持续除湿制冷模式的状况下,能够切换至其它运转模式并无障碍地持续车室内的空气调节。
在技术方案12至技术方案18的发明中,通过像技术方案19的发明那样控制元件在动作状态的过渡期不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,或者是将室外送风机的风量设为最大,从而能够在启动初期或是刚向除湿制冷模式切等过渡期禁止室外送风机的风量减少或增加控制,并尽快转移至稳定状态。
在这种情况下,只要像技术方案20的发明那样控制元件基于外部气体温度、目标散热器温度、目标吸热器温度、流入空气流通管路的空气的质量风量、车室内温度、车室内湿度中的一个、或是几个的组合抑或是全部,来确定过渡期内的室外送风机的风量,则在过渡期中也能够根据环境条件将适当的风量供给至室外热交换器。
此外,通过像技术方案21的发明那样在车速较高的情况下,控制元件减少室外送风机的风量或者是停止该室外送风机,从而能够在通过迎风提供的情况下消除不必要的室外送风机的运转。
另外,在像技术方案22的发明那样包括阻止迎风向室外热交换器流入的进气格栅的情况下,只要控制元件在关闭进气格栅或者是根据进气格栅的开度来限制迎风的流入的状态下,执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,则能够提高行驶过程中由室外送风机对吸热器温度和散热器温度进行控制的控制性。
附图说明
图1是适用本发明的一实施方式的车用空气调节装置的结构图。
图2是图1的车用空气调节装置的控制器的电路的框图。
图3是与由图2的控制器进行的除湿制热模式下的压缩机控制相关的控制框图。
图4是与由图2的控制器进行的除湿制热模式下的室外膨胀阀控制相关的控制框图。
图5是图2的控制器在除湿制热模式下进行的室外送风机控制的流程图。
图6是对图5的除湿制热状态的判断图表进行说明的图。
图7是与图2的控制器在除湿制热模式下进行的散热器温度(高压)收敛时的室外送风机控制相关的控制框图的一例。
图8是图7的控制中的各设备的时序图。
图9是与图7的室外送风机控制相关的控制框图的另一例。
图10是与图2的控制器在除湿制热模式下进行的吸热器温度收敛时的室外送风机控制相关的控制框图的一例。
图11是图10的控制中的各设备的时序图。
图12是与图10室外送风机控制相关的控制框图的另一例。
图13是对由图2的控制器进行的除湿制热模式下的过渡期的室外送风机控制进行说明的图。
图14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15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16是由图2的控制器进行的除湿制冷模式下的室外送风机控制的流程图。
图17是对图16的除湿制冷状态的判断图表进行说明的图。
图18是与图2的控制器在除湿制冷模式下进行的散热器温度(高压)收敛时的室外送风机控制相关的控制框图的一例。
图19是图18的控制中的各设备的时序图。
图20是与图18的室外送风机控制相关的控制框图的另一例。
图21是与图2的控制器在除湿制冷模式下进行的吸热器温度收敛时的室外送风机控制相关的控制框图的一例。
图22是图21的控制中的各设备的时序图。
图23是与图21室外送风机控制相关的控制框图的另一例。
图24是对由图2的控制器进行的除湿制冷模式下的过渡期的室外送风机控制进行说明的图。
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是表示本发明的车用空气调节装置1的一实施例的结构图。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),本发明的车用空气调节装置1也设置成通过蓄电池的电力进行驱动。
即,实施例的车用空气调节装置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、除湿制冷、制冷等各运转模式。另外,作为车辆并不仅限于电动汽车,本发明在供用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。此外,本发明还能够适用在通过发动机行驶的通常的汽车中。
实施例的车用空气调节装置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(ECCV)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对制冷剂进行压缩来使其升压;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(ECCV)6在制热时使制冷剂减压膨胀,且由电子膨胀阀构成;上述室外热交换器7以在制冷时起到使制冷剂散热的散热器的作用且在制热时起到使制冷剂吸热的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,且由电子膨胀阀构成;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的蒸发能力进行调节。
另外,在室外热交换器7上设置有室外送风机15,该室外送风机15用于将车辆停止时等外部气体通风至室外热交换器7以使该外部气体与制冷剂进行热交换。此外,图中符号24是进气格栅(日文:グリルシャッタ)。当该进气格栅24关闭时,阻止迎风流入到室外热交换器7。
此外,室外热交换器7在制冷剂下游侧依次具有接收容器部14和过冷却部16,从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A经由在制冷时打开的电磁阀(开闭阀)17而与接收容器部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,接收容器部14及过冷却部16在结构上构成室外热交换器7的一部分,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,在位于吸热器9的空气上游侧的空气流通管路3上形成有内部气体吸入口和外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,在图1中,符号23表示设置在实施例的车用空气调节装置1中的作为辅助加热元件的热介质循环回路。上述热介质循环回路23包括:循环泵30,该循环泵30构成循环元件;热介质加热电加热器35;以及热介质-空气热交换器40,该热介质-空气热交换器40相对于空气流通管路3的空气流动被设置在位于散热器4的空气上游侧的空气流通管路3内,上述循环泵30、热介质加热电加热器35及热介质-空气热交换器40通过热介质配管23A依次呈环状连接。另外,作为在上述热介质循环回路23内循环的热介质,例如采用水、HFO-1234yf这样的制冷剂、冷却液等。
此外,构成为当循环泵30运转,并对热介质加热电加热器35通电而发热时,被上述热介质加热电加热器35加热后的热介质在热介质-空气热交换器40中循环。即,上述热介质循环回路23的热介质-空气热交换器40是所谓的加热芯,对车室内的制热进行补充。通过采用上述热介质循环回路23,从而能提高乘坐者的电安全性。
此外,在位于热介质-空气热交换器40及散热器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管路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、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对车辆的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(散热器4自身的温度、或在散热器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(吸热器9自身或在吸热器9中进行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;上述空调操作部53用于对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的制冷剂压力进行检测。
此外,在控制器32的输入端还与热介质加热电加热器温度传感器50和热介质-空气热交换器温度传感器55的各输出端连接,其中,上述热介质加热电加热器温度传感器50对热介质循环回路23的热介质加热电加热器34的温度进行检测,上述热介质-空气热交换器温度传感器55对热介质-空气热交换器40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、循环泵30、热介质加热电加热器35、蒸发能力控制阀11、进气格栅24连接。此外,控制器32基于各传感器的输出和在空调操作部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气调节装置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、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
当通过控制器32或通过对空调操作部53的手动操作选择制热模式时,控制器32将电磁阀21打开,将电磁阀17、电磁阀22关闭。接着,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吹出的空气通风至热介质-空气热交换器40及散热器4的状态。藉此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。由于空气流通管路3内的空气通风至散热器4,因此,空气流通管路3内的空气在被热介质-空气热交换器40加热之后(热介质循环回路23工作时),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内液化后的制冷剂经过制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6,并在此被减压之后,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。由于在热介质-空气热交换器40及散热器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。
控制器32基于散热器压力传感器47所检测出的散热器4的制冷剂压力、即散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力),对压缩机2的转速进行控制,并且基于散热器温度传感器46所检测出的散热器4的温度(散热器温度TCI),对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,并对散热器4的出口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基于散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(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(吸热器温度Te)来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
图3是对在除湿制热模式(上述制热模式亦是如此)下的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCh进行确定的控制器32的控制框图。控制器32的F/F(前置)操作量运算部58基于从外部气体温度传感器33获得的外部气体温度Tam、作为吸热器9的温度的目标值的目标吸热器温度TEO、流入空气流通管路3的空气的质量风量Ga、作为散热器4的出口中的过冷却度SC的目标值的目标过冷却度TGSC、作为散热器4的温度的目标值的目标散热器温度TCO以及作为散热器4的压力的目标值的目标散热器压力PCO,来对压缩机目标转速的F/F操作量TGNChff进行运算。
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和目标散热器温度TCO进行运算而得到的。另外,F/B(反馈)操作量运算部60基于该目标散热器压力PCO和作为散热器4的制冷剂压力的散热器压力PCI,来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所运算出的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TGNCh。在除湿制热模式(所述制热模式亦是如此)下,控制器32基于上述压缩机目标转速TGNCh对压缩机2的转速进行控制。
接着,图4是对上述除湿制热模式下的室外膨胀阀6的目标开度(室外膨胀阀目标开度)TGECCVte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65基于吸热器9的目标吸热器温度TEO、目标散热器温度TCO、空气的质量风量Ga、外部气体温度Tam,来对室外膨胀阀目标开度的F/F操作量TGECCVteff进行运算。
此外,F/B操作量运算部63基于目标吸热器温度TEO和吸热器温度Te,来对室外膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVtefb进行运算。接着,用加法器66将F/F操作量运算部65所运算出的F/F操作量TGECCVteff与F/B操作量运算部63所运算出的F/B操作量TGECCVtefb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,确定作为室外膨胀阀目标开度TGECCVte。在除湿制热模式下,控制器32基于上述室外膨胀阀目标开度TGECCVte,对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
(3)除湿制冷模式
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关闭。接着,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吹出的空气通风至热介质-空气热交换器40及散热器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(热介质循环回路40停止),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,并散热冷凝。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依次流入接收容器部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(散热器压力PCI)来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,并对散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI)进行控制。
图14是对上述除湿制冷模式(后述的制冷模式亦是如此)下的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCc进行确定的控制器32的控制框图。控制器32的F/F(前置)操作量运算部58基于从外部气体温度传感器33获得的外部气体温度Tam、作为吸热器9的温度的目标值的目标吸热器温度TEO、流入空气流通管路3的空气的质量风量Ga、作为散热器4的温度的目标值的目标散热器温度TCO以及空气混合挡板28的开度SW,来对压缩机目标转速的F/F操作量TGNCcff进行运算。
此外,F/B(反馈)操作量运算部60基于目标吸热器温度TEO和作为吸热器9的温度的吸热器温度Te,来对压缩机目标转速的F/B操作量TGNCcfb进行运算。接着,用加法器66将F/F操作量运算部58所运算出的F/F操作量TGNCcff与F/B操作量运算部60所运算出的TGNCcfb相加,并在经过压缩机关断控制部59后用极限设定部62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。另外,当在压缩机2的转速为控制下限值时吸热器9的温度进一步下降的情况下,压缩机关断控制部59使压缩机2停止。此外,在除湿制冷模式(所述制冷模式亦是如此)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。
接着,图15是对除湿制冷模式下的室外膨胀阀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65基于散热器4的目标散热器温度TCO、目标散热器温度压力PCO、空气的质量风量Ga、外部气体温度Tam、目标吸热器温度TEO,来对室外膨胀阀目标开度的F/F操作量TGECCVpcff进行运算。
此外,F/B操作量运算部63基于目标散热器压力PCO和散热器压力PCI来对室外膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVpcfb进行运算。接着,用加法器66将F/F操作量运算部65所运算出的F/F操作量TGECCVpcff与F/B操作量运算部63所运算出的F/B操作量TGECCVpcfb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。
(4)制冷模式
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室外膨胀阀6设为全开(使阀开度设为控制上限),空气混合挡板28设为空气不通至散热器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流动至室外膨胀阀6。
由于此时室外膨胀阀6为全开,因此,制冷剂就这样流入室外热交换器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依次流入接收容器部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。从室内送风机27吹出的空气通过此时的吸热作用而被冷却。
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Te来对压缩机2的转速进行控制。此外,控制器32根据外部气体温度或目标吹出温度来选择上述各运转模式,并进行切换。
(5)除湿制热模式下的室外送风机15的控制
接着,参照图5至图13,对由控制器32进行的在所述除湿制热模式下的室外送风机15的控制进行说明。在实施例中,控制器32对散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(高压)是否收敛于目标散热器压力PCO或是高于还是低于上述目标散热器压力PCO、且对散热器温度TCI是否收敛于目标散热器温度TCO(也称作满足上述状态的状况)或是高于还是低于上述目标散热器温度TCO进行判断。此外,设置成基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器温度Te,来对吸热器温度Te是否收敛于目标吸热器温度TEO(称作满足上述状态的状况)或是高于还是低于上述目标吸热器温度TEO进行判断。
控制器32在图5的流程图的步骤S1中读取来自各传感器的数据,在步骤S2中对当前的运转模式是否为除湿制热模式进行判断。接着,若当前的运转模式为除湿制热模式,则进入步骤S3,并对除湿制热模式是否稳定进行判断此时,在车用空气调节装置1刚启动后的情况或是刚切换至除湿制热模式后等过渡期时,控制器32进入步骤S17并执行室外送风机15的通常控制。在该通常控制中,控制器32不执行后述的室外送风机15的风量减少或增加控制,而是将施加到室外送风机15的电压设为最大以使风量最大。藉此,使得在启动初期或刚向除湿制热模式的切换后等过渡期内,尽快地转移至稳定状态。另外,此时也可以不将室外送风机15的风量设为最大,而是以由预先设定的施加电压带来的规定的风量进行控制。
另一方面,在步骤S3中除湿制热模式稳定之后的情况下,控制器32进入步骤S4,参照图6的除湿制热状态的判断图表,来判断当前的除湿制热状态。在图6的除湿制热状态的判断图表中,情形编号(CaseNo)0是散热器温度TCI(根据PCI(高压)来判断)和吸热器温度Te两者均收敛于目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO,且压缩机2的转速和室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内的情况。
图6的情形编号1是散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6朝关闭方向紧靠使得阀开度成为控制下限值的情况,情形编号2是散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6朝打开方向紧靠使得阀开度成为控制上限值的情况。上述两种情况均是无法通过室外膨胀阀6的阀开度来控制吸热器温度Te的情况。
图6的情形编号3是吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,并且室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况,情形编号4是吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TEO低,并且室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况。上述两种情况均是无法通过压缩机2的转速来控制散热器温度TCI的情况。
图6的情形编号5是散热器温度TCI及吸热器温度Te两者均比目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO高,并且压缩机2的转速紧靠在控制下限值,而室外膨胀阀6的阀开度也朝关闭方向紧靠以成为控制下限值的情况,情形编号6是散热器TCI及吸热器Te两者均比目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO低,并且压缩机2的转速紧靠在控制上限值,而室外膨胀阀6的阀开度也朝打开方向紧靠以成为控制上限值的情况。上述两种情况均是无法通过压缩机2的转速和室外膨胀阀6的阀开度来控制散热器温度TCI和吸热器温度Te的情况。
图6的情形编号7是散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且压缩机2的转速紧靠在控制下限值,而室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠以成为控制上限值的情况,情形编号8是散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低,吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且压缩机2的转速紧靠在控制上限值,而室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠以成为控制下限值的情况。上述两种情况也是无法通过压缩机2的转速及室外膨胀阀6的阀开度来控制散热器温度TCI和吸热器温度Te的情况。
在步骤S4中,控制器32基于散热器压力PCI和吸热器温度Te,对当前的除湿制热状态与图6的哪个情形相匹配,在情形编号0的情况、即散热器温度TCI及吸热器温度Te两者均收敛于目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO,并且压缩机2的转速及室外膨胀阀6的阀开度两者均处于控制范围内的情况下,从步骤S5、步骤S9、步骤S11、步骤S13、步骤S15进入步骤S17,以执行前述的室外送风机15的通常控制。
另一方面,在当前的除湿制热状态为情形编号1或情形编号2的情况,即散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6朝关闭方向紧靠以使阀开度成为控制下限值的情况、或者是散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6朝打开方向紧靠以使阀开度成为控制上限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S6,并以与图6的情形编号1、情形编号2相对应的栏的最下格(日文:最下段)所示的方式,基于吸热器温度Te,对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
图7表示此时的室外送风机15的控制框图的一个示例,控制器32的室外送风机电压修正部71基于吸热器温度Te与目标吸热器温度TEO的差(Te-TEO),在上限值FANVouthosHi(正值,例如10V)与下限值FANVouthosLo(负值,例如-10V)之间确定室外送风机电压修正值FANVouthos。修正的方法是在从差(Te-TEO)较大、即吸热器温度Te较高时开始至降低到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为下限值FANVouthosLo,并伴随着差(Te-TEO)从0进一步降低到负值,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos增大至上限值FANVouthosHi。
在从差(Te-TEO)较小(负值)、即吸热器温度Te较低时开始至上升到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为上限值FANVouthosHi,并伴随着差(Te-TEO)从0进一步上升,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos降低至下限值FANVouthosLo。
这样由室外送风机电压修正部17确定的室外送风机电压修正值FANVouthos通过加法器72与作为基数的室外送风机电压FANVoutbase相加,并在用极限设定部73设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为室外送风机电压FANVout。
即,在像图6的情形编号1这样,在吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高时,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值,且其绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout降低,风量减少。当室外送风机15的风量减少时,室外热交换器7中的吸热量减小,因此,散热器温度TCI降低。由于同时散热器压力PCI也降低,因此,控制器32为了将散热器压力PCI维持为目标散热器压力PCO而使压缩机2的目标转速TGNCh(图3)上升。藉此,由于制冷剂回路R内的制冷剂循环量增大,且向吸热器9流入的制冷剂流入量也增加,因此,其结果是吸热器温度Te将会下降。
此外,在像图6的情形编号2这样吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低的情况下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos是正值且变大,因此,室外送风机电压FANVout上升,风量增加。当室外送风机15的风量增加时,室外热交换器7中的吸热量增加,因此,散热器温度TCI上升。由于同时散热器压力PCI也上升,因此,控制器32为了将散热器压力PCI维持为目标散热器压力PCO而使压缩机2的目标转速TGNCh(图3)降低。藉此,由于制冷剂回路R内的制冷剂循环量减少,且向吸热器9流入的制冷剂流入量也减少,因此,其结果是吸热器温度Te将会上升。
图8表示基于上述吸热器温度Te进行室外送风机15的风量减少或增加控制的情况。在图8中,室外送风机通常控制的范围表示前述的过渡期。在除湿制热模式稳定之后,虽然散热器压力PCI收敛于目标散热器压力PCO(即散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO),但吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且虽然压缩机2的转速处于控制范围内,但室外膨胀阀6的阀开度紧靠在控制下限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout降低以使风量减少(室外送风机风量减少控制)。此外,虽然散热器压力PCI收敛于目标散热器压力PCO(即、散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO),但吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且虽然压缩机2的转速处于控制范围内,但室外膨胀阀6的阀开度紧靠在控制上限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout上升以使风量增加(室外送风机风量增加控制)。
藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围(维持范围)扩大,并能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节,从而能够免除前述的内部循环模式。
在此,图9表示上述情形编号1或情形编号2时的室外送风机15的控制框图的另一示例。在这种情况下,通过减法器76对吸热器温度Te与目标吸热器温度TEO的差(Te-TEO)进行计算,该差(Te-TEO)经过无感带部77后通过放大器78放大。通过加法器79,使放大后的值与前次值(1/Z)相加。即,此时为反馈(F/B)控制。经过加法器79后的值在用极限设定部81设定了控制上限值和控制下限值之后,成为室外送风机电压修正值FANVouthos,并通过减法器82而从作为基数的室外送风机电压FANVoutbase中减去,且在用极限设定部83设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为室外送风机电压FANVout。
即,在吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高的情况(情形编号1)下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为正值且变大,因此,室外送风机电压FANVout降低,风量减少。相反,在吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低的情况(情形编号2)下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值且绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout上升,风量增加。藉此,与图7的情况同样地,除湿制热模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
另一方面,在当前的除湿制热状态为情形编号3或情形编号4的情况,即吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,并且室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况、或者是吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低,并且室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S9,并从步骤S9进入步骤S10,以与图6的情形编号3、情形编号4相对应的栏的最下格所示的方式,基于散热器压力PCI(高压),对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
图10表示此时的室外送风机15的控制框图的一个示例,控制器32此时的室外送风机电压修正部84基于目标散热器压力PCO与散热器压力PCI的差(PCO-PCI),在上限值FANVouthosHi(正值,例如10V)与下限值FANVouthosLo(负值,例如-10V)之间确定室外送风机电压修正值FANVouthos。修正方法是从差(PCO-PCI)较小(负值)、即散热器压力PCI较高(散热器温度TCI较高)时开始至上升到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为下限值FANVouthosLo,并伴随着差(PCO-PCI)从0进一步上升,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos增大至上限值FANVouthosHi。
在从差(PCO-PCI)较大、即散热器压力PCI较低时开始至降低到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为上限值FANVouthosHi,并伴随着差(PCO-PCI)从0进一步降低至负值,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos降低至下限值FANVouthosLo。
这样由室外送风机电压修正部84确定的室外送风机电压修正值FANVouthos通过加法器72而与作为基数的室外送风机电压FANVoutbase相加,并在用极限设定部73设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为室外送风机电压FANVout。
即,在像图6的情形编号3这样散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高的情况下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值且其绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout降低,风量减少。当室外送风机15的风量减少时,室外热交换器7中的吸热量减小,因此,散热器温度TCI也会降低。
此外,在像图6的情形编号4这样散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低的情况下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为正值且变大,因此,室外送风机电压FANVout上升,风量增加。当室外送风机15的风量增加时,室外热交换器7中的吸热量会增加,因此,散热器温度TCI也会上升。
图11表示基于上述散热器压力PCI进行的室外送风机15的风量减少或增加控制的情况。在图11中,室外送风机通常控制的范围表示前述的过渡期。在除湿制热模式稳定之后,虽然吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO(即吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO),但散热器压力PCI比目标散热器压力PCO高,并且虽然室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,但压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout下降以使风量减少(室外送风机风量减少控制)。此外,虽然吸热器温度Te收敛于目标吸热器压力TEO(即、吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO),但散热器温度PCI比目标散热器温度PCO低,并且虽然室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,但压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout上升以使风量增加(室外送风机风量增加控制)。
藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节,从而能免除前述的内部循环模式。
在此,图12表示上述情形编号3或情形编号4时的室外送风机15的控制框图的另一示例。在这种情况下,通过减法器86对目标散热器压力PCO与散热器压力PCI的差(PCO-PCI)进行计算,该差(PCO-PCI)经过无感带部87而通过放大器88放大。通过加法器89,使放大后的值与前次值(1/Z)相加。即,此时为反馈(F/B)控制。经过了加法器89之后的值在用极限设定部91设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,成为室外送风机电压修正值FANVouthos,通过加法器92与作为基数的室外送风机电压FANVoutbase相加,且在用极限设定部93设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定为室外送风机电压FANVout。
即,在散热器温度TCI(通过散热器压力PCI判断)比目标散热器温度TCO(与目标散热器压力PCO相比)高的情况下(情形编号3),由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值且其绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout降低,风量减少。相反,在散热器温度TCI(散热器压力PCI)比目标散热器温度TCO(目标散热器压力PCO)低的情况下(情形编号4),由于室外送风机电压修正值FANVouthos为正值且变大,因此,室外送风机电压FANVout上升,风量增加。藉此,与图10的情况同样地,除湿制热模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
此外,在当前的除湿制热状态为情形编号5的情况,即散热器温度TCI及吸热器温度Te均比目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO高,并且压缩器2的转速紧贴在控制下限值,而室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧贴以成为控制下限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S9,并从步骤S9进入步骤S11,再从步骤S11进入步骤S12,并以与图6的情形编号5相对应的栏的最下格所示的方式,基于散热器压力PCI(高压)或吸热器温度Te,来对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
在散热器温度TCI较高且吸热器温度Te也较高的情况下,无论是通过基于前述的图7、图9的吸热器温度Te进行的控制,还是通过基于图10、图12的散热器压力PCI进行的控制,均会使室外送风机电压FANVout降低,因此,采用其中较小的一个值(Min),使室外送风机15的风量减少。
当室外送风机15的风量减少时,室外热交换器7的吸热量减小,因此,能够首先降低散热器4的温度。此外,由于此时散热器压力PCI(高压)也下降,因此,为了维持在目标散热器压力PCO,压缩机2的目标转速TGNCh(图3)会上升,制冷剂回路R内的制冷剂循环量增大,向吸热器9流入的制冷剂流入量也增加,其结果是,也能够使吸热器9的温度下降。藉此,除湿制热模式针对环境条件的有效范围进一步扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
此外,在当前的除湿制热状态为情形编号6的情况,即散热器温度TCI及吸热器温度Te均比目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO低,并且压缩器2的转速紧贴在控制上限值,而室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧贴以成为控制上限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S9,并从步骤S9进入步骤S11,再从步骤S11进入步骤S13,从步骤S13进入步骤S14,以与图6的情形编号6相对应的栏的最下格所示的方式,基于散热器压力PCI(高压)或吸热器温度Te,来对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
在散热器温度TCI较低且吸热器温度Te也较低的情况下,无论是通过基于前述的图7、图9的吸热器温度Te进行的控制,还是基于图10、图12的散热器压力PCI进行的控制,均会使室外送风机电压FANVout上升,因此,采用其中较大的一个值(Max),使室外送风机15的风量增加。
当室外送风机15的风量增加时,室外热交换器7的吸热量会增加,因此,能够首先降低散热器4的温度。此外,由于此时散热器压力PCI(高压)也上升,因此,为了维持在目标散热器压力PCO,压缩机2的目标转速TGNCh(图3)会降低,制冷剂回路R内的制冷剂循环量会减少、向吸热器9流入的制冷剂流入量也会减少,其结果是,也能够使吸热器9的温度上升。藉此,同样地能够进一步扩大除湿制热模式针对环境条件的有效范围,并能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制热模式下的车室内的除湿制热空气调节。
在此,在当前的除湿制热状态为情形编号7或情形编号8的情况,即散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且压缩机2的转速紧靠在控制下限值,而室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠以成为控制上限值的情况(情形编号7)、或者是散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且压缩器2的转速紧靠在控制上限值,而室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠以成为控制下限值的情况(情形编号8)下,控制器32从步骤S15进入步骤S16后,判断为不符合除湿制热模式,并切换为其它运转模式。
此外,当在步骤S6、步骤S10、步骤S12、步骤S14中执行了室外送风机15的风量减少或增加控制之后,控制器32进入步骤S7,并对散热器温度TCI及吸热器温度Te是否收敛于目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO进行判断。接着,在收敛的情况下,进入步骤S8,判断为能够持续除湿制热模式,并持续除湿制热模式。当在步骤S7中散热器温度TCI及吸热器温度Te不收敛的情况下,进入步骤S16,判断为不符合除湿制热模式,并切换为其它的运转模式。
(5—1)过渡期的室外送风机15的控制的另一例。
另外,在上述实施例中,当是车用空气调节装置1刚启动后的情况或是刚切换为除湿制热模式后等过渡期时,在除湿制热模式稳定之前,控制器32将室外送风机15的风量设为最大、或是设为规定的风量(通常控制),但并不限定于此,也可以通过下述的数学式(I)来确定过渡期的室外送风机电压FANVout。
FANVout=f(Tam、TCO、TEO、Ga、Tin、RHin)…(I)
此时,Tam是前述的外部气体温度,TCO是前述的目标散热器温度,TEO是前述的目标吸热器温度,Ga是前述的空气的质量风量,Tin是内部气体温度传感器37所检测出的车室内温度,RHin是内部气体湿度传感器38所检测出的车室内湿度,基于这些参数来确定室外送风机电压FANVout,通过各参数实现的控制的趋势示于图13。
即,在外部气体温度Tam较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制。在外部气体温度Tam较高的情况下,室外热交换器7的吸热量也增加,因此,通过减小室外送风机15的风量来避免过度的吸热。相反,在外部气体温度Tam较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以促进从室外热交换器7的吸热。藉此,使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值。
此外,在目标散热器温度TCO较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以促进从室外热交换器7的吸热。相反,在目标散热器温度TCO较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以避免从室外热交换器7的过度吸热。藉此,使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值。
此外,在目标吸热器温度TEO较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升,使风量增加的方向控制,以促进从室外热交换器7的吸热,并与前文所述同样使循环制冷剂量减小以便抑制吸热器温度Te的降低。反之,在目标吸热器温度TEO较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低,使风量减少的方向控制,以削减从室外热交换器7的吸热与前文所述同样增加循环制冷剂量,以促进吸热器温度Te的降低。藉此,使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值。
此外,在流入到空气流通管路3的空气的质量风量Ga较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以促进从室外热交换器7的吸热。相反,在质量风量Ga较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以减少从室外热交换器7的吸热。藉此,在使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值的同时,防止吹出温度的过度上升或下降。
此外,在车室内温度Tin较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以避免在室外热交换器7中的过度吸热。相反,在车室内温度Tin较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以促进从室外热交换器7的吸热。藉此,在使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值的同时,维持车室内温度。
此外,在车室内湿度RHin较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,并与前述同样地增大循环制冷剂量以确保吸热器温度Te,并实现车室内湿度的降低。相反,在车室内湿度RHin较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,并与前述同样地减小循环制冷剂量,以抑制吸热器温度Te的降低。藉此,在使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值的同时,维持车室内湿度。
(5—2)考虑了车速后的室外送风机15的控制的又一例。
在此,在车速传感器52所检测出的车辆的速度、即车速较高的情况(比规定值高或阶段性地线性控制)下,也可以通过控制器32控制成使室外送风机电压FANVout降低以使室外送风机15的风量减少,或是停止室外送风机15。
在车速较高的情况下,由于朝室外热交换器7的风量通过迎风来提供,因此,通过使室外送风机15的风量减少,或是设为零,便能够消除室外送风机15不必要的运转。
(5—3)与进气格栅24协动的室外送风机15的控制的又一例。
另外,在进行前述的各实施例的室外送风机15的风量减少或增加控制的情况下,也可以设置为通过控制器32来关闭进气格栅24、或是根据进气格栅24的开度来限制迎风向室外热交换器7的流入的状态。
若在关闭进气格栅24、或是根据进气格栅24的开度来限制迎风向室外热交换器7的流入的状态下执行室外送风机15的风量减少或增加控制,则由于能够通过室外送风机15对向室外热交换器7的风量的全部或是绝大部分进行控制,因此,能够提高行驶中由室外送风机15对散热器温度TCI和吸热器温度Te进行控制的控制性。
另外,在上述实施例中,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气调节装置1,但也可以在此基础上执行所谓的内部循环模式。在这种情况下,也能够扩大除湿制热模式的有效范围,以尽量避免内部循环模式的执行。
另外,在上述实施例中说明的制冷剂回路的结构及各数值不限定于此,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行改变。
(6)除湿制冷模式下的室外送风机15的控制
接着,参照图16至图24,对由控制器32进行的所述除湿制冷模式下的室外送风机15的控制进行说明。在实施例中,控制器32对散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(高压)是否收敛于目标散热器压力PCO或是高于还是低于目标散热器压力PCO,且对散热器温度TCI是否收敛于目标散热器温度TCO(也称作满足上述状态的状况)或是高于还是低于目标散热器温度TCO进行判断。此外,设置成基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器温度Te,对吸热器温度Te是否收敛于目标吸热器温度TEO(称作满足上述状态的状况)或者高于还是低于上述目标吸热器温度TEO进行判断。
在图16的步骤S1中,控制器32读取来自各传感器的数据,在步骤S2中,对当前的运转模式是否为除湿制冷模式进行判断。接着,若当前的运转模式为除湿制冷模式,则进入步骤S3,并对除湿制冷模式是否稳定进行判断。此时,在车用空气调节装置1刚启动后的情况或是刚切换至除湿制冷模式后等过渡期时,控制器32进入步骤S17并执行室外送风机15的通常控制。在该通常控制中,控制器32不执行后述的室外送风机15的风量减少或增加控制,而是将施加在室外送风机15上的电压设为最大以使风量最大。藉此,使得在启动初期或刚向除湿制冷模式的切换后等过渡期内,尽快地转移至稳定状态。另外,此时也可以不将室外送风机15的风量设为最大,而是以由预先设定的施加电压带来的规定的风量进行控制。
另一方面,在步骤S3中除湿制热模式稳定之后的情况下,控制器32进入步骤S4,参照图17的除湿制冷状态的判断图表,来判断当前的除湿制冷状态。在图17的除湿制热状态的判断图表中,情形编号0是散热器温度TCI(根据PCI(高压)来判断)和吸热器温度Te两者均收敛于目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO,且压缩机2的转速和室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内的情况。
图17的情形编号1是散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且室外膨胀阀6处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况,情形编号2是散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况。上述两种情况均是无法通过压缩机2的转速来控制吸热器温度Te的情况。
图17的情形编号3是吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠以成为控制上限值的情况,情形编号4是吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠以成为控制下限值的情况。上述两种情况均是无法通过室外膨胀阀6的任意阀开度来控制散热器温度TCI的情况。
图6的情形编号5是散热器温度TCI及吸热器温度Te两者均比目标散热器温度TCO及目标散热器温度TEO高,并且室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠以成为控制上限值,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况,情形编号6是散热器温度TCI及吸热器温度Te两者均比目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO低,并且室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠以成为控制下限值,而压缩机2的转速也紧靠在控制下限值的情况。上述两种情况均是无法通过室外膨胀阀6的阀开度和压缩机2的转速来控制散热器温度TCI和吸热器温度Te的情况。
图17的情形编号7是散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠以成为控制上限值,而压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况,情形编号8是散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低,吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠以成为控制下限值,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况。上述两种情况也是无法通过室外膨胀阀6的阀开度和压缩机2的转速来控制室外散热器温度TCI和吸热器温度Te的情况。
在步骤S4中,控制器32基于散热器压力PCI和吸热器温度Te,来对当前的除湿制冷状态与图17的哪个情形相匹配,在情形编号0的情况、即散热器温度TCI及吸热器温度Te两者均收敛于目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO,并且室外膨胀阀6的阀开度及压缩机2的转速均处于控制范围内的情况下,从步骤S5、步骤S9、步骤S11、步骤S13、步骤S15进入步骤S17,以执行前述的室外送风机15的通常控制。
另一方面,在当前的除湿制冷状态为情形编号1或情形编号2的情况,即散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况、或者是散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,而压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S6,并以与图17的情形编号1、情形编号2相对应的栏的最下格所示的方式,基于吸热器温度Te,对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
图18表示此时的室外送风机15的控制框图的一个示例,控制器32的室外送风机电压修正部71基于吸热器温度Te与目标吸热器温度TEO的差(Te-TEO),在上限值FANVouthosHi(正值,例如10V)与下限值FANVouthosLo(负值,例如-10V)之间确定室外送风机电压修正值FANVouthos。修正的方法是在从差(Te-TEO)较大、即吸热器温度Te较高时开始至降低到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为上限值FANVouthosHi,并伴随着差(Te-TEO)从0进一步降低到负值,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos降低至下限值FANVouthosLo。
在从差(Te-TEO)较小(负值)、即吸热器温度Te较低时开始至上升到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为下限值FANVouthosLo,并伴随着差(Te-TEO)从0进一步上升,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos上升至上限值FANVouthosHi。
这样由室外送风机电压修正部71确定的室外送风机电压修正值FANVouthos通过加法器72与作为基数的室外送风机电压FANVoutbase相加,并在用极限设定部73设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为室外送风机电压FANVout。
即,在像图17的情形编号1这样吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高的情况下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为正值且变大,因此,室外送风机电压FANVout上升,风量增加。当室外送风机15的风量增加时,室外热交换器7中的散热量增加,因此,吸热器温度Te会降低。
此外,在像图17的情形编号2这样吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低的情况下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值且其绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout减小,风量减少。当室外送风机15的风量减少时,室外热交换器7中的散热量减小,因此,吸热器温度Te会上升。
图19表示基于上述吸热器温度Te进行的室外送风机15的风量减少或增加控制的情况。在图19中,室外送风机通常控制的范围表示前述的过渡期。在除湿制冷模式稳定之后,虽然散热器压力PCI收敛于目标散热器压力PCO(即散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO),但吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且虽然室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,但压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout上升以使风量增加(室外送风机风量增加控制)。此外,虽然散热器压力PCI收敛于目标散热器压力PCO(即、散热器温度TCI收敛于目标散热器温度TCO),但吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且虽然室外膨胀阀6的阀开度处于控制范围内,但是压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout降低以使风量减少(室外送风机风量减少控制)。
藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围(维持范围)扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节,从而能够免除前述的内部循环模式。
在此,图20表示上述情形编号1或情形编号2时的室外送风机15的控制框图的另一示例。此时,通过减法器76对吸热器温度Te与目标吸热器温度TEO的差(Te-TEO)进行计算,该差(Te-TEO)经过无感带部77后通过放大器78放大。通过加法器79,使放大后的值与前次值(1/Z)相加。即,此时为反馈(F/B)控制。经过了加法器79之后的值在用极限设定部81设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,成为室外送风机电压修正值FANVouthos,并通过加法器82与作为基数的室外送风机电压FANVoutbase相加,在用极限设定部83设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定为室外送风机电压FANVout。
即,在吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高的情况下(情形编号1),由于室外送风机电压修正值FANVouthos为正值且变大,因此,室外送风机FANVout上升,风量增加。相反,在吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低的情况下(情形编号2),由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值且其绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout降低,风量减少。藉此,与图18的情况同样地,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
另一方面,在当前的除湿制热状态为情形编号3或情形编号4的情况、即吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠以成为控制上限值的情况,或者是吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO,而散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低,并且压缩机2的转速处于控制范围内,而室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠以成为控制下限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S9,并从步骤S9进入步骤S10,以与图17的情形编号3、情形编号4相对应的栏的最下格所示的方式,基于散热器压力PCI(高压),对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
图21表示此时的室外送风机15的控制框图的一个示例,控制器32的室外送风机电压修正部84基于吸热器温度Te与目标吸热器温度TEO的差(Te-TEO),在上限值FANVouthosHi(正值,例如10V)与下限值FANVouthosLo(负值,例如-10V)之间确定室外送风机电压修正值FANVouthos。修正的方法是从差(PCO-PCI)较小(负值)、即散热器压力PCI较高(散热器温度较高)时开始至上升到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为上限值FANVouthosHi,并伴随着差(PCO-PCI)从0进一步上升,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos减小至下限值FANVouthosLo。
在从差(PCO-PCI)较大、即散热器压力PCI较低时开始至降低到0为止,将室外送风机电压修正值FANVouthos设为下限值FANVouthosLo,并伴随着差(PCO-PCI)从0进一步降低至负值,以具有规定的倾斜的方式使室外送风机电压修正值FANVouthos上升至上限值FANVouthosHi。
这样由室外送风机电压修正部84确定的室外送风机电压修正值FANVouthos通过加法器72而与作为基数的室外送风机电压FANVoutbase相加,并在用极限设定部73设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为室外送风机电压FANVout。
即,在像图17的情形编号3那样散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高的情况下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为正值且变大,因此,室外送风机电压FANVout上升,风量增加。当室外送风机15的风量增加时,室外热交换器7中的散热量增加,因此,散热器压力PCI(高压)降低,散热器温度TCI也降低。
此外,在像图17的情形编号4那样散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低的情况下,由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值且其绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout减小,风量减少。当室外送风机15的风量减少时,室外热交换器7中的散热量增加,因此,散热器压力PCI(高压)上升,散热器温度TCI也上升。
图22表示基于上述散热器压力PCI进行的室外送风机15的风量减少或增加控制的情况。在图22中,室外送风机通常控制的范围表示前述的过渡期。在除湿制热模式稳定之后,虽然吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO(即吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO),但散热器压力PCI比目标散热器压力PCO高,并且虽然压缩机2的转速处于控制范围内,但室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠而成为控制上限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout上升以使风量增加(室外送风机风量增加控制)。此外,虽然吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO(即吸热器温度Te收敛于目标吸热器温度TEO),但散热器压力PCI比目标散热器压力PCO低,并且虽然压缩机2的转速处于控制范围内,但室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠而成为控制下限值的情况下(在规定时间带内进行判断),控制器32使室外送风机电压FANVout降低以使风量减少(室外送风机风量减少控制)。
藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围扩大,并能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节,从而能够免除前述的内部循环模式。
在此,图23表示上述情形编号3或情形编号4时的室外送风机15的控制框图的另一示例。在这种情况下,通过减法器86对目标散热器压力PCO与散热器压力PCI的差(PCO-PCI)进行计算,该差(PCO-PCI)经过无感带部87而被放大器88放大。通过加法器89,使放大后的值上与前次值(1/Z)相加。即,此时为反馈(F/B)控制。经过了加法器89之后的值在用极限设定部91设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,成为室外送风机电压修正值FANVouthos,通过减法器92而从作为基数的室外送风机电压FANVoutbase中减去,且在用极限设定部93设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定为室外送风机电压FANVout。
即,在散热器温度TCI(通过散热器压力PCI判断)比目标散热器温度TCO(与目标散热器压力PCO相比)高的情况下(情形编号3),由于室外送风机电压修正值FANVouthos为负值且其绝对值变大,因此,室外送风机电压FANVout上升,风量增加。相反,在散热器温度TCI(散热器压力PCI)比目标散热器温度TCO(目标散热器压力PCO)低的情况下(情形编号4),由于室外送风机电压修正值FANVouthos为正值且变大,因此,室外送风机电压FANVout降低,风量减少。藉此,与图21的情况同样地,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的较大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
此外,在当前的除湿制冷状态为情形编号5的情况,即散热器温度TCI及吸热器温度Te均比目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO高,并且室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠而成为控制上限值,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S9,并从步骤S9进入步骤S11,再从步骤S11进入步骤S12,并通过与图17的情形编号5相对应的栏的最下格所示的方式,基于散热器压力PCI(高压)或吸热器温度Te,对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
在散热器温度TCI较高且吸热器温度Te也较高的情况下,由于无论通过基于前述的图18、图20的吸热器温度Te进行的控制,还是基于图21、图23的散热器压力PCI进行的控制,均会使室外送风机电压FANVout上升,因此,采用其中较大的一个值(Max),以使室外送风机15的风量增加。
当室外送风机15的风量增加时,室外热交换器7中的散热量增加,因此,散热器压力PCI(高压)降低,散热器4的温度下降,并且吸热器9的温度也降低。藉此,除湿制冷模式针对环境条件的有效范围扩大,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
此外,在当前的除湿制热状态为情形编号6的情况,即散热器温度TCI及吸热器温度Te均比目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO低,并且室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠而成为控制下限值,而压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况下,控制器32从步骤S5进入步骤S9,并从步骤S9进入步骤S11,再从步骤S11进入步骤S13,从步骤S13进入步骤S14,通过与图7的情形编号6相对应的栏的最下格所示的方式,基于散热器压力PCI(高压)或吸热器温度Te,来对室外送风机15的施加电压、即室外送风机电压FANVout(风量)进行控制。
在散热器温度TCI较低且吸热器温度Te也较低的情况下,由于无论通过基于前述的图18、图20的吸热器温度Te进行的控制,还是基于图21、图23的散热器压力PCI进行的控制,均会使室外送风机电压FANVout降低,因此,采用其中较小的一个值(Min),以使室外送风机15的风量减少。
当室外送风机15的风量减少时,室外热交换器7中的散热量减小,因此,散热器4的压力(高压)升高,散热器4的温度上升,并且吸热器9的温度也上升。藉此,同样地进一步扩大除湿制冷模式针对环境条件的有效范围,能够在环境条件的更大范围内顺利地实现除湿制冷模式下的车室内的除湿制冷空气调节。
在此,在当前的除湿制冷状态为情形编号7或情形编号8的情况下,即散热器温度TCI比目标散热器温度TCO高,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低,并且室外膨胀阀6的阀开度朝打开方向紧靠而成为控制上限值,而压缩机2的转速紧靠在控制下限值的情况(情形编号7),或者是散热器温度TCI比目标散热器温度TCO低,而吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高,并且室外膨胀阀6的阀开度朝关闭方向紧靠而成为控制下限值,而压缩机2的转速紧靠在控制上限值的情况(情形编号8),控制器32从步骤S15进入步骤S16后,并判断为不符合除湿制冷模式,并切换为其它运转模式。
此外,当在通过步骤S6、步骤S10、步骤S12、步骤S14中执行了室外送风机15的风量减少或增加控制之后,控制器32进入步骤S7,并对散热器温度TCI及吸热器温度Te是否收敛于目标散热器温度TCO及目标吸热器温度TEO进行判断。接着,在收敛的情况下进入步骤S8,判断为能够持续除湿制冷模式,并持续除湿制冷模式。当在步骤S7中散热器温度TCI及吸热器温度Te不收敛的情况下,进入步骤S16,判断为不符合除湿制冷模式,并切换为其它的运转模式。
(6—1)过渡期的室外送风机15的控制的另一例。
另外,在上述实施例中,当是车用空气调节装置1刚启动的情况或刚切换为除湿制热模式等过渡期时,在除湿制冷模式稳定之前,控制器32将室外送风机15的风量设为最大、或是设为规定的风量(通常控制),但并不限定于此,也可以通过前述的数学式(Ⅰ)来确定过渡期的室外送风机电压FANVout。
此时通过各参数实现的控制的趋势示于图13。即,在外部气体温度Tam较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制在外部气体温度Tam较高的情况下,在室外热交换器7中制冷剂不容易散热,因此,通过增加室外送风机15的风量来促进室外热交换器7中的散热。相反,在外部气体温度Tam较低的情况下,在室外热交换器7中制冷剂容易散热,因此,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以消除室外热交换器7中过度的散热。藉此,使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值。
此外,在目标散热器温度TCO较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以抑制室外热交换器7中的散热。相反,在目标散热器温度TCO较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以促进室外热交换器7中的散热。藉此,使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值。
此外,在目标吸热器温度TEO较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以抑制室外热交换器7中的散热,并抑制吸热器温度Te的降低。相反,在目标吸热器温度TEO较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以促进室外热交换器7中的散热,并促进吸热器温度Te的降低。藉此,使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值。
此外,在流入到空气流通管路3的空气的质量风量Ga较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以增加从室外热交换器7的散热量。相反,在质量风量Ga较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以减少从室外热交换器7的散热。藉此,在使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值的同时,防止吹出温度的过度上升或下降。
此外,在车室内温度Tin较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout上升并使风量增加的方向控制,以促进室外热交换器7中的散热。相反,在车室内温度Tin较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以抑制室外热交换器7中的散热。藉此,在使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值的同时维持车室内温度。
此外,在车室内湿度RHin较高的情况下,控制器32朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量增加的方向控制,以确保吸热器温度Te,并实现车室内湿度的降低。相反,在车室内湿度RHin较低的情况下,朝使数学式(Ⅰ)的室外送风机电压FANVout降低并使风量减少的方向控制,以抑制吸热器温度Te的降低。藉此,使上述过渡期的散热器温度TCI和吸热器温度Te收敛于各目标值的同时维持车室内湿度。
(6—2)考虑了车速的室外送风机15的控制的又一例。
在此,在车速传感器52所检测出的车辆的速度、即车速较高的情况(比规定值高或阶段性地线性控制)下,也可以通过控制器32控制成使室外送风机电压FANVout降低以使室外送风机15的风量减少,或者停止室外送风机15。
在车速较高的情况下,由于朝室外热交换器7的风量通过迎风来提供,因此通过使室外送风机15的风量减少,或者设为零,便能够消除室外送风机15不必要的运转。
(6—3)与进气格栅24协动的室外送风机15的控制的又一例。
另外,在进行前述的各实施例的室外送风机15的风量减少或增加控制的情况下,也可以设置为通过控制器32来关闭进气格栅24、或是根据进气格栅24的开度来限制迎风朝室外热交换器7的流入的状态。
若在关闭进气格栅24、或是根据进气格栅24的开度来限制迎风朝室外热交换器7的流入的状态下执行室外送风机15的风量减少或增加控制,则由于能够通过室外送风机15对向室外热交换器7的风量的全部或是绝大部分进行控制,因此,能够提高行驶过程中由室外送风机15对散热器温度TCI和吸热器温度Te进行控制的控制性。
另外,在上述实施例中,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气调节装置1,但不局限于此,也可以在此基础上执行所谓的内部循环模式。在这种情况下,也能够扩大除湿制冷模式的有效范围,以尽量避免内部循环模式的执行。
另外,在上述实施例中说明的制冷剂回路的结构及各数值不限定于此,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行改变。
符号说明
1 车用空气调节装置
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
15 室外送风机
24 进气格栅
32 控制器(控制元件)
R 制冷剂回路。
Claims (22)
1.一种车用空气调节装置,包括:
压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;
空气流通管路,该空气流通管路用于供向车室内供给的空气流通;
散热器,该散热器设置在该空气流通管路上,并使制冷剂散热;
吸热器,该吸热器设置在所述空气流通管路上,并使制冷剂吸热;
室外热交换器,该室外热交换器设置在所述车室外,并使制冷剂吸热;
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;
室外送风机,该室外送风机将外部气体通风至所述室外热交换器;以及
控制元件,
所述车用空气调节装置通过所述控制元件至少执行除湿制热模式,在所述除湿制热模式中,在所述散热器中使从所述压缩机排出的制冷剂散热,并在对散热后的所述制冷剂进行减压之后,在所述吸热器和所述室外热交换器中使所述制冷剂吸热,
其特征在于,
所述控制元件在所述散热器的温度符合的状况下,且即使将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而所述吸热器的温度仍较高的情况下,使所述室外送风机的风量减少。
2.如权利要求1所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在所述散热器的温度符合的状况下,且即使将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值而所述吸热器的温度仍较低的情况下,使所述室外送风机的风量增加。
3.如权利要求1或2所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在所述吸热器的温度符合的状况下,且即使将所述压缩机的转速设为控制下限值而所述散热器的温度仍较高的情况下,使所述室外送风机的风量减少。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在所述吸热器的温度满足的状况下,即使将所述压缩机的转速设为控制上限值而所述散热器的温度仍较低的情况下,使所述室外送风机的风量增加。
5.如权利要求1至4中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在即使将所述压缩机的转速设为控制下限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而所述散热器的温度仍较高且所述吸热器的温度也较高的情况下,使所述室外送风机的风量减少。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在即使将所述压缩机的转速设为控制上限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而所述散热器的温度仍较低且所述吸热器的温度也较低的情况下,使所述室外送风机的风量增加。
7.如权利要求1至6中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在即使将所述压缩机的转速设为控制下限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而所述散热器的温度仍较高且所述吸热器的温度仍较低的情况下,或者是在即使将所述压缩机的转速设为控制上限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而所述散热器的温度仍较低且所述吸热器的温度仍较高的情况下,不符合除湿制热模式,便不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,并将运转模式切换为其它模式。
8.如权利要求1至7中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在动作状态的过渡期不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,或者是将室外送风机的风量设为最大。
9.如权利要求8所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件基于外部气体温度、目标散热器温度、目标吸热器温度、流入所述空气流通管路的空气的质量风量、车室内温度、车室内湿度中的一个、或是几个的组合抑或是全部,来确定所述过渡期内的所述室外送风机的风量。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
在车速较高的情况下,所述控制元件使所述室外送风机的风量减少,或者是停止所述室外送风机。
11.如权利要求1至10中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
包括进气格栅,该进气格栅阻止迎风向所述室外热交换器流入,
所述控制元件在关闭所述进气格栅或是根据进气格栅的开度来限制迎风的流入的状态下,执行所述室外送风机的风量减少或增加控制。
12.一种车用空气调节装置,包括:
压缩机,该压缩机对制冷剂进行压缩;
空气流通管路,该空气流通管路用于供向车室内供给的空气流通;
散热器,该散热器设置在该空气流通管路上,并使制冷剂散热;
吸热器,该吸热器设置在所述空气流通管路上,并使制冷剂吸热;
室外热交换器,该室外热交换器设置在所述车室外,并使制冷剂散热;
室外膨胀阀,该室外膨胀阀对流入该室外热交换器的制冷剂进行减压;
室外送风机,该室外送风机将外部气体通风至所述室外热交换器;以及
控制元件,
所述车用空气调节装置通过所述控制元件至少执行除湿制冷模式,在所述制冷模式中,在所述散热器及室外热交换器中使从所述压缩机排出的制冷剂散热,并在对散热后的所述制冷剂进行减压之后,在所述吸热器中使所述制冷剂吸热,
其特征在于,
所述控制元件在所述散热器的温度符合的状况下,且即使将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值而所述散热器的温度仍较低的情况下,使所述室外送风机的风量减少。
13.如权利要求12所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在所述吸热器的温度符合的状况下,且即使将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值而所述散热器的温度仍较高的情况下,使所述室外送风机的风量增加。
14.如权利要求12或13所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在所述散热器的温度符合的状况下,且即使将所述压缩机的转速设为控制下限值而所述吸热器的温度仍较低的情况下,使所述室外送风机的风量减少。
15.如权利要求12至14中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在所述散热器的温度符合的状况下,且即使将所述压缩机的转速设为控制上限值而所述吸热器的温度仍较高的情况下,使所述室外送风机的风量增加。
16.如权利要求12至15中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在即使将所述压缩机的转速设为控制下限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而所述吸热器的温度仍较低且所述散热器的温度也较低的情况下,使所述室外送风机的风量减少。
17.如权利要求12至16中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在即使将所述压缩机的转速设为控制上限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而所述吸热器的温度仍较高且所述散热器的温度也较高的情况下,使所述室外送风机的风量增加。
18.如权利要求12至17中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在即使将所述压缩机的转速设为控制下限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制上限值,而所述吸热器的温度仍较低且所述散热器的温度仍较高的情况下,或者是即使将所述压缩机的转速设为控制上限值且将所述室外膨胀阀的阀开度设为控制下限值,而所述吸热器的温度仍较高且所述散热器的温度仍较低的情况下,不符合除湿制冷模式,便不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,并将运转模式切换为其它模式。
19.如权利要求12至18中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件在动作状态的过渡期不执行所述室外送风机的风量减少或增加控制,或者是将室外送风机的风量设为最大。
20.如权利要求19所述的车用空气调节装置,其特征在于,
所述控制元件基于外部气体温度、目标散热器温度、目标吸热器温度、流入所述空气流通管路的空气的质量风量、车室内温度、车室内湿度中的一个、或是几个的组合抑或是全部,来确定所述过渡期内的所述室外送风机的风量。
21.如权利要求12至20中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
在车速较高的情况下,所述控制元件使所述室外送风机的风量减少,或者是停止所述室外送风机。
22.如权利要求12至21中任一项所述的车用空气调节装置,其特征在于,
包括进气格栅,该进气格栅阻止迎风向所述室外热交换器流入,
所述控制元件在关闭所述进气格栅或者是根据进气格栅的开度来限制迎风的流入的状态下,执行所述室外送风机的风量减少或增加控制。
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