CN106715172B - 车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制不必要的运行模式切换，并且选择适当的运行模式、从而实现迅速且稳定的车厢内空气调节的车辆用空调装置。控制器具有制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、以及制冷模式等各运行模式，对这些运行模式进行选择并执行。控制器具有除湿制热模式最高放热器温度(MAP)以及除湿制冷模式最高放热器温度(MAP)。控制器在启动时、切换运行模式时，参照各(MAP)来选择能够通过放热器(4)的放热来实现目标放热器温度(TCO)的运行模式。

Description

车辆用空调装置

技术领域

本发明涉及对车辆的车厢内进行空气调节的热泵式的空调装置，尤其涉及可应用于混合动力车和电动车的空调装置。

背景技术

由于近年来环境问题变得显著，促使混合动力车和电动车普及。于是，作为可应用于这样的车辆的空调装置，开发了一种空调装置，包括：将制冷剂压缩并排出的压缩机；设置于车厢内侧以使制冷剂放热的放热器；设置于车厢内侧以使制冷剂吸热的吸热器；以及设置于车厢外侧以使制冷剂放热或吸热的室外热交换器，并且可切换以下模式：制热模式，该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热，使在该放热器中放热的制冷剂在室外热交换器中吸热；除湿制热模式，该除湿制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热，使在放热器中放热的制冷剂仅在吸热器中或在该吸热器和室外热交换器中吸热；制冷模式，该制冷模式使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中放热、在吸热器中吸热；以及除湿制冷模式，该除湿制冷模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器及室外热交换器中放热、在吸热器中吸热(例如，参照专利文献1)。

在此，以往的车辆用空调装置是根据此时的外部空气温度Tam与目标吹出温度TAO(向室内吹出的空气的温度的目标值)的组合来选择并切换所述制热模式、除湿制热模式、制冷模式、以及除湿制冷模式等各运行模式。

另一方面，虽然根据车辆的环境、设定温度等条件在空调装置中存在最佳的运行模式，但利用所述以往的切换控制存在不一定能选择最佳的运行模式的问题。于是，在专利文献1中，根据放热器的放热和吸热器的吸热是过剩还是不足等来切换运行模式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开第2014-94671号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，例如当从制热模式切换到除湿制热模式时，根据车辆的环境、设定温度等条件，存在通过该除湿制热模式下放热器的放热无法实现作为目标的放热器的温度即目标放热器温度的情况。从除湿制热模式切换到除湿制冷模式时也同样，在该情况下，放热器的制热能力(加热)不足从而立刻返回原先的运行模式(当切换到除湿制热模式时，返回制热能力更高的制热模式，当切换到除湿制冷模式时，返回制热能力更高的除湿制热模式)，则之后存在频繁地反复切换运行模式的问题。于是，结果变得难以发挥所期望的空气调节性能，存在无法实现舒适的车厢内空气调节的问题。

本发明是为了解决所述以往的技术问题而做出的，其目的在于提供一种能够抑制不必要的运行模式切换，并且选择适当的运行模式，从而实现迅速且稳定的车厢内空气调节的车辆用空调装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的第一方面的车辆用空调装置的特征在于，包括：压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩；空气流通路，该空气流通路使提供至车厢内的空气流通；放热器，该放热器用于使制冷剂放热，并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热；吸热器，该吸热器用于使制冷剂吸热，并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却；室外热交换器，该室外热交换器设置在车厢外，使制冷剂放热或吸热；以及控制单元，该控制单元至少具有以下各运行模式：制热模式，该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在室外热交换器中吸热；除湿制热模式，该除湿制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热，并在使已放热的该制冷剂减压后仅在吸热器或在该吸热器和室外热交换器中吸热；除湿制冷模式，该除湿制冷模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器及室外热交换器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在吸热器中吸热；以及制冷模式，该制冷模式使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在吸热器中吸热，控制单元对这些运行模式进行选择并执行，控制单元对能够通过放热器的放热来实现目标放热器温度的运行模式进行选择。

本发明的第二方面的车辆用空调装置的特征在于，在所述发明中，控制单元基于外部空气温度及目标吹出温度，选择各运行模式并启动，并且在启动时选择的运行模式是除湿制热模式时，不能通过该除湿制热模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，则以制热模式启动。

本发明的第三方面的车辆用空调装置的特征在于，在所述各发明中，控制单元基于外部空气温度及目标吹出温度，选择各运行模式并启动，并且在启动时选择的运行模式是除湿制冷模式时，不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，则以除湿制热模式启动。

本发明的第四方面的车辆用空调装置的特征在于，在所述各发明中，控制单元基于外部空气温度及外部空气湿度、或者放热器的放热是过剩还是不足、又或者吸热器的吸热是过剩还是不足，来切换各运行模式，并且当切换运行模式时，以能够在转换后的该运行模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件，来许可运行模式的切换。

本发明的第五方面的车辆用空调装置的特征在于，在所述发明中，在制热模式中外部空气温度及外部空气湿度上升的情况下，控制单元以能够通过除湿制热模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件，转换为该除湿制热模式。

本发明的第六方面的车辆用空调装置的特征在于，在本发明的第四方面中，在除湿制热模式中外部空气温度下降的情况下、或不能通过该除湿制热模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，控制单元转换为制热模式。

本发明的第七方面的车辆用空调装置的特征在于，在本发明的第四方面中，在除湿制热模式中吸热器的吸热不足的情况下、或放热器的放热过剩的情况下，控制单元以能够通过除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件，转换为该除湿制冷模式。

本发明的第八方面的车辆用空调装置的特征在于，在所述发明中，控制单元在除湿制热模式下具有内部循环模式，该内部循环模式阻止制冷剂向室外热交换器流入，使制冷剂仅在吸热器中吸热，在除湿制热模式中吸热器的吸热不足的情况下、或放热器的放热过剩的情况下，转换为内部循环模式，并且在该内部循环模式中，仍有吸热器的吸热不足的情况下、或仍有放热器的放热过剩的情况下，控制单元以能够通过除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件，转换为该除湿制冷模式。

本发明的第九方面的车辆用空调装置的特征在于，在本发明的第四方面中，在除湿制冷模式中，放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，控制单元转换为除湿制热模式。

本发明的第十方面的车辆用空调装置的特征在于，所述发明中，控制单元在除湿制热模式中具有内部循环模式，该内部循环模式阻止制冷剂向室外热交换器流入，使制冷剂仅在吸热器中吸热，在除湿制冷模式中，放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，转换为内部循环模式，并且在该内部循环模式中，放热器的放热不足的情况下、或吸热器的吸热过剩的情况下，转换为除湿制热模式。

本发明的第十一方面的车辆用空调装置的特征在于，在所述发明中，具有室外膨胀阀，该室外膨胀阀使流入室外热交换器的制冷剂减压，控制单元至少在除湿制冷模式下基于吸热器的温度控制压缩机的能力，基于放热器的温度或压力控制室外膨胀阀的阀开度，并且在该除湿制冷模式中，放热器的放热不足的情况下，执行使压缩机的能力增大的放热温度优先模式，在该放热器温度优先模式中放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，转换为内部循环模式。

本发明的第十二方面的车辆用空调装置的特征在于，在所述各发明中，控制单元具有最高放热器温度数据，该最高放热器温度数据分别涉及除湿制热模式及除湿制冷模式下，至少在放热器的各风量和外部空气温度下能通过该放热器的放热实现的最高的放热器温度，基于该最高放热器温度数据，来判定是否能够通过除湿制热模式及除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度。

发明效果

根据本发明的第一方面，车辆用空调装置包括：对制冷剂进行压缩的压缩机；使提供至车厢内的空气进行流通的空气流通路；用于使制冷剂放热，并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行加热的放热器；用于使制冷剂吸热，并将从空气流通路向车厢内提供的空气进行冷却的吸热器；设置在车厢外，使制冷剂放热或吸热的室外热交换器；以及控制单元，该控制单元至少具有以下各运行模式：制热模式，该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在室外热交换器中吸热；除湿制热模式，该除湿制热模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器中放热，并在使已放热的该制冷剂减压后仅在吸热器或在该吸热器和室外热交换器中吸热；除湿制冷模式，该除湿制冷模式使从压缩机排出的制冷剂在放热器及室外热交换器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在吸热器中吸热；以及制冷模式，该制冷模式使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在吸热器中吸热，控制单元对这些运行模式进行选择并执行，由于控制单元选择能够通过放热器的放热来实现目标放热器温度的运行模式，所以能够以可确保放热器中的制热能力的运行模式来进行舒适的车厢内空气调节。

例如，根据本发明的第二方面，控制单元基于外部空气温度及目标吹出温度来选择各运行模式并进行启动的情况下，当启动时选择的运行模式是除湿制热模式时，在不能通过该除湿制热模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，以制热模式启动，从而能够由放热器产生足够的制热能力来开始迅速且舒适的车厢内空气调节。

另外，根据本发明的第三方面，当启动时选择的运行模式是除湿制冷模式时，在不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，以除湿制热模式启动，从而能够由放热器产生足够的制热能力来开始迅速且舒适的车厢内空气调节。

另外，根据本发明的第四方面，控制单元在基于外部空气温度及外部空气湿度、或者放热器的放热是过剩还是不足、又或者吸热器的吸热是过剩还是不足来切换各运行模式的情况下，当切换该运行模式时，以能够通过转换后的该运行模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件，来许可运行模式的切换，从而能够基于放热器的制热能力不足而返回原先的运行模式，避免之后频繁切换运行模式的不良情况，继续进行稳定且舒适的车厢内空气调节。

例如在制热模式中，外部空气温度及外部空气湿度上升的情况下控制单元转换为除湿制热模式时，根据本发明的第五方面，以能够通过除湿制热模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件转换为该除湿制热模式，从而能够恰当地将运行模式从制热模式切换到除湿制热模式，继续进行稳定且舒适的车厢内空气调节。

在该情况下，根据本发明的第六方面，在除湿制热模式中，外部空气温度下降的情况下、或不能通过该除湿制热模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，转换为制热模式，从而能够迅速地实现从除湿制热模式向制热模式的转换，继续进行舒适的车厢内空气调节。

另外，例如在除湿制热模式中，吸热器的吸热不足的情况下或放热器的放热过剩的情况下，控制单元转换为除湿制冷模式时，根据本发明的第七方面，以能够通过除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件转换为该除湿制冷模式，从而能够将运行模式恰当地从除湿制热模式切换为除湿制冷模式，继续进行稳定且舒适的车厢内空气调节。

该情况下，例如控制单元具有内部循环模式，在除湿制热模式中阻止制冷剂向室外热交换器流入，使制冷剂仅在吸热器中吸热，在除湿制热模式中，吸热器的吸热不足的情况下、或放热器的放热过剩的情况下，则转换为内部循环模式，并且在该内部循环模式中，在仍有吸热器的吸热不足的情况下、或仍有放热器的放热过剩的情况下转换为除湿制冷模式时，根据本发明的第八方面，以能够通过除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度为条件转换为该除湿制冷模式，从而能够将运行模式恰当地从内部循环模式转换为除湿制冷模式，继续进行稳定且舒适的车厢内空气调节。

另外，根据本发明的第九方面，在除湿制冷模式中，放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，控制单元转换为除湿制热模式，从而能够迅速地实现从除湿制冷模式转换为除湿制热模式，继续进行舒适的车厢内空气调节。

进一步地，根据本发明的第十方面，当控制单元具有内部循环模式，在除湿制热模式下阻止制冷剂向室外热交换器流入，使制冷剂仅在吸热器中吸热时，在除湿制冷模式中，放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，转换为内部循环模式，并且在该内部循环模式中，放热器的放热不足的情况下、或吸热器的吸热过剩的情况下，转换为除湿制热模式，从而也能够迅速地实现从除湿制冷模式转换为内部循环模式，继续进行舒适的车厢内空气调节。

在此，根据本发明的第十一方面，具有使流入室外热交换器的制冷剂减压的室外膨胀阀，控制单元至少在除湿制冷模式下基于吸热器的温度控制压缩机的能力，基于放热器的温度或压力控制室外膨胀阀的阀开度，并且在该除湿制冷模式中，放热器的放热不足的情况下，执行使压缩机的能力增大的放热温度优先模式的情况下，在该放热器温度优先模式中，放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度的情况下，转换为内部循环模式，从而也能够迅速地实现从这样的放热器温度优先模式转换为内部循环模式，继续进行车厢内空气调节。

另外，在上述各发明中，控制单元具有最高放热器温度数据，该最高放热器温度数据分别涉及除湿制热模式及除湿制冷模式下至少在放热器的各风量和外部空气温度下通过该放热器的放热能够实现的最高的放热器温度，基于该最高放热器温度数据，来判定是否能够通过除湿制热模式及除湿制冷模式下放热器的放热来实现目标放热器温度，从而能够准确地判定在除湿制热模式和除湿制冷模式下是否能够确保放热器的制热能力，实现平稳的运行模式切换。

附图说明

图1是应用了本发明的一个实施方式的车辆用空调装置的结构图。

图2是图1的车辆用空调装置的控制器的电路框图。

图3是涉及图2的控制器的压缩机控制的控制框图。

图4是涉及图2的控制器的压缩机控制的另一控制框图。

图5是涉及图2的控制器的室外膨胀阀控制的控制框图。

图6是说明图2的控制器启动时的运行模式的选择控制的图。

图7是说明图2的控制器进行的运行模式的切换控制的图。

图8是表示图2的控制器所保存的除湿制热模式最高放热器温度MAP的图。

图9是表示图2的控制器所保存的除湿制冷模式最高放热器温度MAP的图。

图10是说明图2的控制器进行的除湿制冷模式中标准模式与放热器温度优先模式的切换控制的图。

图11是图10的放热器温度优先模式中的控制器的控制框图。

图12是表示图10的除湿制冷模式的标准模式与放热器温度优先模式切换控制的时序图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行具体说明。

图1示出了本发明的一个实施例的车辆用空调装置1的控制图。应用本发明的实施例的车辆是未搭载发动机(内燃机)的电动车(EV)，利用充电至电池的电力驱动行驶用的电动机来行驶(均未图示)，本发明的车辆用空调装置1也由电池的电力来驱动。即，实施例的车辆用空调装置1，在不能利用发动机余热制热的电动车中通过使用了制冷剂回路的热泵运行来进行制热模式，此外，还选择地执行除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式、制冷模式等各运行模式。

再者，车辆不限于电动车，本发明对于提供使用发动机和行驶用的电动机的所谓混合动力车也有效，此外，不言自明也可应用于以发动机行驶的通常的汽车。

实施例的车辆用空调装置1进行电动车的车厢内的空气调节(制热、制冷、除湿、以及换气)，利用制冷剂配管13依次连接下述部分来构成制冷剂回路R：压缩制冷剂的电动式的压缩机2；放热器4，该放热器4设置在使车厢内空气通气循环的HVAC单元10的空气流通路3内，使从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13G流入该放热器4，使该制冷剂向车厢内放热；室外膨胀阀6，该室外膨胀阀6由制热时使制冷剂减压膨胀的电动阀构成；室外热交换器7，该室外热交换器7在制冷时作为放热器发挥作用，在制热时作为蒸发器发挥作用，使制冷剂与外部空气之间进行热交换；室内膨胀阀8，该室内膨胀阀8由使制冷剂减压膨胀的电动阀构成；吸热器9，该吸热器9设置在空气流通路3内，在制冷时及除湿时从车厢内外对制冷剂吸热；蒸发能力控制阀11，该蒸发能力控制阀11对吸热器9中的蒸发能力进行调整；以及储罐12等。

再者，在室外热交换器7设置有室外送风机15。该室外送风机15通过强制地使外部空气对室外热交换器7通风来使外部空气与制冷剂热交换，由此构成为在停车(即，车速为0km/h)期间也使外部空气对室外热交换器7进行通风。

另外，室外热交换器7在制冷剂的下游侧依次具有接收干燥器部14和过冷却部16，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A经由制冷时打开的电磁阀17与接收干燥器部14连接，过冷却部16的出口经由止回阀18与室内膨胀阀8连接。再者，接收干燥器部14及过冷却部16在结构上构成室外热交换器7的一部分，止回阀18以室内膨胀阀8侧为顺方向。

另外，止回阀18与室内膨胀阀8之间的制冷剂配管13B被设置为与从位于吸热器9的出口侧的蒸发能力控制阀11伸出的制冷剂配管13C呈热交换关系，制冷剂配管13B与制冷剂配管13C构成了内部热交换器19。由此，形成了以下结构，即，经由制冷剂配管13B而流入室内膨胀阀8的制冷剂被从吸热器9出来再经过了蒸发能力控制阀11的低温的制冷剂冷却的结构。

另外，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A进行分支，该分支后的制冷剂配管13D经由制热时打开的电磁阀21与内部热交换器19的下游侧的制冷剂配管13C连通并连接。该制冷剂配管13C与储罐12连接，储罐12与压缩机2的制冷剂吸入侧连接。此外，放热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的前面进行了分支，该分支后的制冷剂配管13F经由除湿时打开的电磁阀22与止回阀18的下游侧的制冷剂配管13B连通并连接。

另外，在室外膨胀阀6上并联地连接有旁路配管13J，在该旁路配管13J中设置有电磁阀20，该电磁阀20在制冷模式下打开，使室外膨胀阀6旁通用来使制冷剂流过。再者，将这些室外膨胀阀6及电磁阀20与室外热交换器7之间的配管设为13I。

另外，在吸热器9的空气上游侧的空气流通路3中形成外部空气吸入口和内部空气吸入口的各吸入口(图1中代表性地示出吸入口25)，在该吸入口25中设置吸入切换节气闸26，该吸入切换节气闸26将导入空气流通路3内的空气切换为车厢内的空气的内部空气(内部空气循环模式)、或车厢外的空气的外部空气(外部空气导入模式)。此外，在该吸入切换节气闸26的空气下游侧设置用于将导入的内部空气、外部空气输送至空气流通路3的室内送风机(blower fan：鼓风机)27。

另外，在图1中23示出了实施例的车辆用空调装置1中设置的制热剂循环回路。该制热剂循环回路23包括：作为循环单元的循环泵30；制热剂加热电加热器35；以及在相对于空气流通路3的空气的流动位于放热器4的空气上游侧的空气流通路3内设置的制热剂-空气热交换器40(辅助加热单元)，这些要素由制热剂配管23A以环状依次连接。再者，作为在该制热剂循环回路23内部循环的制热剂，例如采用水、HFO-1234f那样的制冷剂、冷却液等。

而且，若使循环泵30运行，对制热剂加热电加热器35通电并进行发热，则使被该制热剂加热电加热器35加热的制热剂在制热剂-空气热交换器40循环而构成。即，该制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40成为所谓的加热器芯(heater core)，对车厢内的制热进行补全。通过采用这样的制热剂循环回路23，从而能够提高乘客的电气安全性。

另外，在制热剂-空气热交换器40的空气上游侧的空气流通路3内设置有空气混合节气闸28，该空气混合节气闸28调整使流入该空气流通路3内再通过吸热器9后的空气流通路3内的空气(内部空气和外部空气)对放热器4进行通风的比例。此外，在放热器4的空气下游侧的空气流通路3中形成有FOOT(足部)、VENT(面部)、DEF(除雾)的各吹出口(图1中代表性地示出吹出口29)，在该吹出口29中设置有吹出口切换节气闸31，吹出口切换节气闸31对从上述各吹出口吹出空气进行切换控制。

接着，在图2中32是作为由微型计算机构成的控制单元的控制器(ECU)，在该控制器32的输入连接有以下要素的各输出：检测车辆的外部空气温度(Tam)的外部空气温度传感器33；检测外部空气湿度的外部空气湿度传感器34；检测从吸入口25吸入空气流通路3的空气的温度的HVAC吸入温度传感器36；检测车厢内的空气(内部空气)的温度的内部空气温度传感器37；检测车厢内的空气的湿度的内部空气湿度传感器38；检测车厢内的二氧化碳浓度的室内CO₂浓度传感器39；检测从吹出口29吹出至车厢内的空气的温度的吹出温度传感器41；检测压缩机2的排出制冷剂压力(排出压力Pd)的排出压力传感器42；检测压缩机2的排出制冷剂温度的排出温度传感器43；检测压缩机2的吸入制冷剂压力的吸入压力传感器44；检测放热器4的温度(经过了放热器4的空气的温度或放热器4自身的温度：放热器温度TH)的放热器温度传感器46；检测放热器4的制冷剂压力(放热器4内或刚从放热器4出来后的制冷剂的压力：放热器压力PCI)的放热器压力传感器47；检测吸热器9的温度(经过了吸热器9的空气的温度或吸热器9自身的温度：吸热器温度Te)的吸热器温度传感器48；检测吸热器9的制冷剂压力(吸热器9内或刚从吸热器9出来后的制冷剂的压力)的吸热器压力传感器49；用于检测车厢内受到的日照量例如为光敏传感器式的日照传感器51；用于检测车辆的移动速度(车速)的车速传感器52；用于对设定温度、运行模式的切换进行设定的空气调节(空调)操作部53；检测室外热交换器7的温度(刚从室外热交换器7出来后的制冷剂的温度或室外热交换器7自身的温度)的室外热交换器温度传感器54；以及检测室外热交换器7的制冷剂压力(室外热交换器7内或刚从室外热交换器7出来后的制冷剂的压力)的室外热交换器压力传感器56。

另外，在控制器32的输入上还连接有以下要素的各输出：检测制热剂循环回路23的制热剂加热电加热器35的温度(刚被制热剂加热电加热器35加热后的制热剂的温度或内置于制热剂加热电加热器35的未图示的电加热器自身的温度)的制热剂加热电加热器温度传感器50；以及检测制热剂-空气热交换器40的温度(经过了制热剂-空气热交换器40的空气的温度或制热剂-空气热交换器40自身的温度)的制热剂-空气热交换器温度传感器55。

另一方面，在控制器32的输出上连接有：所述压缩机2、室外送风机15、室内送风机(鼓风机)27、吸入切换节气闸26、空气混合节气闸28、吹出口切换节气闸31、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、电磁阀22(除湿)、电磁阀17(制冷)、电磁阀21(制热)、电磁阀20(旁通)的各电磁阀、循环泵30、制热剂加热电加热器35、以及蒸发能力控制阀11。而且，控制器32基于各传感器的输出和由空气调节操作部53输入的设定来对这些要素进行控制。

接着用以上结构对实施例的车辆用空调装置1的动作进行说明。控制器32在本实施例中对制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式以及制冷模式的各运行模式切换并执行。首先，对各运行模式下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(自动模式)或通过对空气调节操作部53的手动操作(手动模式)来选择制热模式，则控制器32打开电磁阀21(制热用)，关闭电磁阀17。另外，关闭电磁阀22，并关闭电磁阀20。

然后，运行压缩机2及各送风机15、27，使空气混合节气闸28处于从室内送风机27吹出的空气对制热剂-空气热交换器40及放热器4进行通风的状态。由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入放热器4。由于空气流通路3内的空气对放热器4通风，所以空气流通路3内的空气被放热器4内的高温制冷剂(当制热剂循环回路23工作时为制热剂-空气热交换器40及放热器4)加热，另一方面，放热器4内的制冷剂被空气吸热而冷却，从而冷凝液化。

在放热器4内液化的制冷剂从放热器4排出后，经过制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6。流入室外膨胀阀6的制冷剂在室外膨胀阀6中被减压之后，流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂蒸发，从由于行驶或通过室外送风机15通风的外部空气中汲取热量。即，制冷剂回路R成为热泵。然后，反复进行以下循环：从室外热交换器7排出的低温的制冷剂经由制冷剂配管13A、电磁阀21以及制冷剂配管13D，从制冷剂配管13C进入储罐12，在储罐12中气液分离之后，气体制冷剂被吸入压缩机2。由于被放热器4加热的空气经由制热剂-空气热交换器40从吹出口29被吹出，所以由此进行车厢内的制热。

控制器32根据后述的目标吹出温度TAO所算出的目标放热器温度TCO(放热器4的温度的目标值)来算出目标放热器压力PCO(放热器4的压力的目标值)，基于该目标放热器压力PCO、以及放热器压力传感器47检测的放热器4的制冷剂压力(放热器压力PCI。制冷剂回路R的高压压力)来控制压缩机2的旋转数，并且基于放热器温度传感器46检测的放热器4的温度(放热器温度TH)以及放热器压力传感器47检测的放热器压力PCI来控制室外膨胀阀6的阀开度，从而控制放热器4的出口中的制冷剂的过冷却度。所述目标放热器温度TCO基本上被设为TCO＝TAO，但可设为控制上的规定的限制。

(2)除湿制热模式的制冷剂的流动

接着，在除湿制热模式下，控制器32在上述制热模式的状态下打开电磁阀22。由此，经由放热器4流过制冷剂配管13E的冷凝制冷剂的一部分被分流，经由电磁阀22，利用制冷剂配管13F及13B经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9并蒸发。由于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至吸热器9，因此使空气冷却且除湿。

反复进行以下循环：吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19，在制冷剂配管13C中与来自制冷剂配管13D的制冷剂合流之后，经由储罐12被吸入压缩机2。由于被吸热器9除湿的空气在通过放热器4的过程中被再加热，所以由此进行车厢内的除湿制热。

控制器32基于根据目标放热器温度TCO算出的目标放热器压力PCO以及放热器压力传感器47检测的放热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)来控制压缩机2的旋转数，并且基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te)控制室外膨胀阀6的阀开度。

(3)内部循环模式的制冷剂的流动

接着，在内部循环模式下，控制器32在上述除湿制热模式的状态下使室外膨胀阀6全闭(全闭位置)，并且关闭电磁阀21。即，由于该内部循环模式是在除湿制热模式中通过室外膨胀阀6的控制使该室外膨胀阀6全闭的状态，所以本发明中将该内部循环模式作为除湿制热模式的一部分。

但是，通过关闭室外膨胀阀6和电磁阀21(也关闭电磁阀20)，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，因此经由放热器4流过制冷剂配管13E的冷凝制冷剂经由电磁阀22而全部流至制冷剂配管13F。然后，流过制冷剂配管13F的制冷剂从制冷剂配管13B经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9并蒸发。由于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至吸热器9，因此使空气冷却且除湿。

反复进行以下循环：吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19流过制冷剂配管13C，经由储罐12被吸入压缩机2。由于被吸热器9除湿的空气在通过放热器4的过程中被再加热，所以由此进行车厢内的除湿制热，但在该内部循环模式下，由于制冷剂在位于室内侧的空气流通路3内的放热器4(放热)与吸热器9(吸热)之间循环，所以不从外部空气汲取热量，压缩机2的消耗功率相应的制热能力得到了发挥。由于制冷剂全部流至发挥除湿作用的吸热器9，所以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的温度或所述放热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)来控制压缩机2的旋转数。此时，控制器32选择根据吸热器9的温度或根据放热器压力PCI进行的任一种运算所得的压缩机目标旋转数较低的一方来控制压缩机2。

(4)除湿制冷模式的制冷剂的流动

接着，在除湿制冷模式下，控制器32打开电磁阀17，并关闭电磁阀21。另外，关闭电磁阀22，并关闭电磁阀20。然后，运行压缩机2及各送风机15、27，空气混合节气闸28处于使从室内送风机27吹出的空气对制热剂-空气热交换器40及放热器4通风的状态。由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入放热器4。由于空气流通路3内的空气对放热器4通风，所以空气流通路3内的空气被放热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，放热器4内的制冷剂被空气吸热而冷却，从而逐步冷凝液化。

从放热器4排出的制冷剂经由制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6，经由以稍稍打开的方式被控制的室外膨胀阀6流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂在室外热交换器7中被由于行驶或由室外送风机15通风的外部空气空冷，从而冷凝。从室外热交换器7排出的制冷剂从制冷剂配管13A经由电磁阀17依次流入接收干燥器部部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排出的制冷剂经由止回阀18进入制冷剂配管13B，再经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9并蒸发。由于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至吸热器9，因此使空气冷却且除湿。

反复进行以下循环：吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19并经由制冷剂配管13C到达储罐12，再经由储罐12被吸入压缩机2。在吸热器9被冷却、除湿的空气在通过放热器4的过程中被再加热(放热能力比制热时低)，由此进行车厢内的除湿制冷。

控制器32基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te)来控制压缩机2的旋转数，并且基于前述制冷剂回路R的高压压力来控制室外膨胀阀6的阀开度，从而控制放热器4的制冷剂压力(放热器压力PCI)。

(5)制冷模式的制冷剂的流动

接着，制冷模式下，控制器32在上述除湿制冷模式的状态下打开电磁阀20(在此情况下，室外膨胀阀6可以为包含全开(使阀开度达到控制上限)在内的任何的阀开度)。再者，空气混合节气闸28处于不使空气对制热剂-空气热交换器40及放热器4通风的状态。但是，即使稍微通风也无影响。

由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入放热器4。由于空气流通路3内的空气不在放热器4通风，所以仅通过这里，从放热器4排出的制冷剂经由制冷剂配管13E到达电磁阀20及室外膨胀阀6。由于此时电磁阀20被打开，所以制冷剂绕过室外膨胀阀6通过旁路配管13J，直接流入室外热交换器7，在室外热交换器7中被由于行驶或利用室外送风机15通风的外部空气空冷，从而被冷凝液化。从室外热交换器7排出的制冷剂从制冷剂配管13A经由电磁阀17依次流入接收干燥器部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排出的制冷剂经由止回阀18进入制冷剂配管13B，再经由内部热交换器19到达室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后，流入吸热器9并蒸发。由于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至吸热器9，因此空气被冷却。

反复进行以下循环：吸热器9中蒸发的制冷剂经由蒸发能力控制阀11、内部热交换器19并通过制冷剂配管13C到达储罐12，再经由储罐12被吸入压缩机2。在吸热器9被冷却、除湿的空气不通过放热器4而从吹出口29吹出到车厢内，由此进行车厢内的制冷。

在此制冷模式下，控制器32基于吸热器温度传感器48检测出的吸热器9的温度控制压缩机2的旋转数，接着在图3至图5中示出上述的各运行模式中控制器32对压缩机2和室外膨胀阀6的控制框图。图3是决定所述制热模式和除湿制热模式用的压缩机2的目标旋转数(压缩机目标旋转数)TGNCh的控制器32的控制框图。控制器32的F/F(前馈)操作量运算部58基于从外部空气温度传感器33获得的外部空气温度Tam、室内送风机27的鼓风机电压BLV、根据SW＝(TAO-Te)/(TH-Te)获得的空气混合节气阀28的空气混合节气闸开度SW、放热器4的出口中过冷却度SC的目标值即目标过冷却度TGSC、放热器4的温度的目标值即所述目标放热器温度TCO、以及放热器4的压力的目标值即目标放热器压力PCO，来运算压缩机目标旋转数的F/F操作量TGNChff。

再者，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，TH是从放热器温度传感器46获得的放热器4的温度(放热器温度)，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)，空气混合节气闸开度SW在0≦SW≦1的范围内变化，0为对放热器4不通风的空气混合全闭状态，1为使空气流通路3内的所有空气对放热器4进行通风的空气混合全开状态。

所述目标放热器温度PCO由目标值运算部59基于上述目标过冷却度TGSC和目标放热器温度TCO来运算。此外，F/B(反馈)操作量运算部60基于该目标放热器压力PCO以及放热器4的制冷剂压力即放热器压力PCI，来运算压缩机目标旋转数的F/B操作量TGNChfb。并且，将F/F操作量运算部58运算出的F/F操作量TGNChff与F/B操作量运算部60运算出的TGNCnfb利用加法器61相加，利用极限设定部62附加控制上限值和控制下限值的极限之后，将其决定为压缩机目标旋转数TGNCh。在所述制热模式和除湿制热模式下，控制器32基于该压缩机目标旋转数TGNCh来控制压缩机2的旋转数。

另一方面，图4是决定所述制冷模式和除湿制冷模式(后述的标准模式)用的压缩机2的目标旋转数(压缩机目标旋转数)TGNCc的控制器32的控制框图。控制器32的F/F操作量运算部63基于外部空气温度Tam、鼓风机电压BLV、吸热器9的温度的目标值即目标吸热器温度TEO，来运算压缩机目标旋转数的F/F操作量TGNCcff。

另外，F/B操作量运算部64基于目标吸热器温度TEO和吸热器温度Te，来运算压缩机目标旋转数的F/B操作量TGNCcfb。然后，将F/F操作量运算部63运算的F/F操作量TGNCcff与F/B操作量运算部64运算出的F/B操作量TGNCnfb利用加法器66相加，利用极限设定部67附加控制上限值和控制下限值的极限之后，将其决定为压缩机目标旋转数TGNCc。在制冷模式和除湿制冷模式的标准模式下，控制器32基于该压缩机目标旋转数TGNCc来控制压缩机2的旋转数。

再者，在所述内部循环模式下，控制器32如前文所述那样利用如下操作量来控制压缩机2的旋转数：用于制热模式和除湿制热模式而运算的压缩机目标旋转数TGNCh、以及用于制冷模式和除湿制冷模式而运算的压缩机目标旋转数TGNCc中较小的一方的操作量。

接着，图5是决定除湿制冷模式中室外膨胀阀6的目标开度(室外膨胀阀目标开度)TGECCVpc的控制器32的控制框图。控制器32的F/F操作量运算部68基于外部空气温度Tam、鼓风机电压BLV、目标放热器温度TCO、目标放热器压力PCO来运算室外膨胀阀目标开度的F/F操作量TGECCVpcff。

另外，F/B操作量运算部69基于目标放热器压力PCO和放热器压力PCI运算室外膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVpcfb。然后，将F/F操作量运算部68运算出的F/F操作量TGECCVpcff与F/B操作量运算部69运算出的F/B操作量TGECCVpcfb利用加法器71相加，利用极限设定部72附加控制上限值和控制下限值的极限之后，将其决定为室外膨胀阀目标开度TGECCVpc。在除湿制冷模式下，控制器32基于该室外膨胀阀目标开度TGECCVpc来控制室外膨胀阀6的阀开度。

使空气流通路3内流通的空气在上述各运行模式中受到来自吸热器9的冷却、或来自放热器4(水-空气热交换器40)的加热作用(由空气混合节气闸28进行调整)，从吹出口29吹出至车厢内。控制器32基于外部空气温度传感器33检测的外部空气温度Tam、内部空气温度传感器37检测的车厢内的温度、所述鼓风机电压、日照传感器51检测的日照量等、以及由操作部53设定的车厢内的目标车厢内温度(设定温度)，来算出目标吹出温度TAO，如后文所述那样切换各运行模式，将从吹出口29吹出的空气的温度控制为该目标吹出温度TAO。

(6)运行模式的切换控制

接着，参照图6至图9，对控制器32进行的上述各运行模式的切换控制进行说明。

(6-1)启动时的运行模式的选择控制

图6示出了车辆用空调装置1的控制器32在启动时选择的运行模式。在启动时，控制器32基于外部空气温度传感器33检测出的外部空气温度Tam以及目标吹出温度TAO，来选择运行模式。即，在该图6中，线L1是目标吹出温度TAO＝外部空气温度Tam的线。

首先，本实施例的情况下，启动时外部空气温度Tam为0℃以下时，控制器32选择制热模式。在外部空气温度Tam高于0℃且目标吹出温度TAO为外部空气温度Tam以下时，控制器32选择制冷模式。进一步地，在外部空气温度Tam高于0℃+α(迟滞现象：例如5℃)且为规定值(例如20℃等)以下时，目标吹出温度TAO高于外部空气温度Tam+β(规定的迟滞现象：例如3deg)时，选择除湿制热模式或内部循环模式，进一步地，在外部空气温度Tam高于所述规定值时，则择除湿制冷模式。

(6-1-1)除湿制热可否运行判定区域X1

但是，本发明中，在与制热模式交界的除湿制热模式的区域中，设有除湿制热可否运行判定区域X1。在本实施例的情况下，该除湿制热可否运行判定区域X1是由将外部空气温度Tam＝5℃且目标吹出温度TAO＝25℃的点、与外部空气温度Tam＝10℃且目标吹出温度TAO＝70℃的点连结的线，以及外部空气温度Tam＝5℃(Tam+α)的线所包围的区域，该区域中控制器32依照启动时的目标放热器温度TCO以及图8所示的除湿制热模式最高放热器温度MAP，来选择除湿制热模式或制热模式中的任一种。

图8的除湿制热模式最高放热器温度MAP示出了在制冷剂回路R为除湿制热模式的制冷剂的流动的情况下，能够通过放热器4的放热来实现的最高的放热器温度Thmax为预先通过实验求取的最高放热器温度数据，该除湿制热模式最高放热器温度MAP被预先写入并保存至控制器32。图8的横轴Ga×SW中的Ga为流入空气流通路3的空气的体积风量，根据室内送风机27的鼓风机电压BLV的目标值或者当前的鼓风机电压BLV来算出。SW是前述空气混合节气闸28的开度，通过SW＝(TAO-Te)/(TH-Te)来获得。从而，Ga×SW表示对放热器4通风的空气的风量。另外，纵轴为外部空气温度Tam。

而且，图中40℃所示的线是能够通过放热器4的放热来实现的最高的放热器温度THmax为40℃的线，是将对放热器4的各风量Ga×SW和各外部空气温度Tam而测量出的点连结来构成。图中50℃、60℃、70℃所示的线也同样，分别是能够通过放热器4的放热来实现的最高的放热器温度THmax为50℃、60℃、70℃的线。

当前，在放热器4的风量Ga×SW为Ga1、外部空气温度Tam为Tam1时，将能够通过放热器4的放热来实现的最高的放热器温度Thmax提取作为TH1。图8中示出的示例中，由于TH1在60℃的线上因此THmax为60℃。在TH1到达50℃与60℃的线之间(图8中用TH2表示)的情况下Thmax达到50℃与60℃之间的例如55℃左右。

在所述除湿制热运行可否判定区域X1中，控制器32基于启动时算出的放热器4的风量(Ga×SW)以及当时的外部空气温度Tam，参照图8的除湿制热模式最高放热器温度MAP，来提取当时(在该情况下为启动时)能够实现的最高的放热器温度THmax。接着，对该最高的放热器温度THmax是否为启动时的目标放热器温度TCO以上(TCO≦THmax)进行判断，当最高的放热器温度THmax为目标放热器温度TCO以上时，判定为能够由除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而将运行模式启动为除湿制热模式。相反，当最高的放热器温度THmax低于目标放热器温度TCO时，判定为不能通过除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而将运行模式启动为制热模式。

即，即使当启动时选择的运行模式是除湿制热模式时，在除湿制热可否运行判定区域X1中，在不能由该除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的情况下，则控制器32以制热模式来启动。由此，能够以放热器4产生足够的制热能力来开始迅速且舒适的车厢内空气调节。

(6-1-2)除湿制冷可否运行判定区域X2

另外，本发明中，在与除湿制热模式交界的除湿制冷模式的区域中也设有除湿制冷可否运行判定区域X2。在本实施例的情况下，该除湿制冷可否运行判定区域X2是由将外部空气温度Tam＝20℃且目标吹出温度TAO＝25℃的点、与外部空气温度Tam＝35℃且目标吹出温度TAO＝70℃的点连结的线，以及外部空气温度Tam＝20℃的线所包围的区域，该区域中，控制器32依照启动时的目标放热器温度TCO以及图9所示的除湿制冷模式最高放热器温度MAP，来选择除湿制冷模式或除湿制热模式中的任一种。

图9的除湿制冷模式最高放热器温度MAP示出了在制冷剂回路R为除湿制冷模式的制冷剂的流动的情况下，使能够通过放热器4的放热来实现的最高的放热器温度Thmax为预先通过实验求取的最高放热器温度数据，除湿制冷模式最高放热器温度MAP与除湿制冷热模式最高放热器温度MAP同样被写入并保存在控制器32中。图9的横轴及纵轴与图8相同。另外，图中30℃、40℃、50℃、60℃、70℃所示的线也与图8的情况相同，分别是能够通过放热器4的放热来实现的最高的放热器温度THmax为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的线。

在所述除湿制冷可否运行判定区域X2中，控制器32也基于启动时算出的放热器4的风量(Ga×SW)以及当时的外部空气温度Tam，参照图9的除湿制冷模式最高放热器温度MAP，来提取启动时的最高的放热器温度THmax。提取的方法与所述图8的情况相同。接着，对该最高的放热器温度THmax是否为启动时的目标放热器温度TCO以上(TCO≦THmax)进行判断，当最高的放热器温度THmax为目标放热器温度TCO以上时，判定为能够通过除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而将运行模式启动为除湿制冷模式。反之，当最高的放热器温度THmax低于目标放热器温度TCO时，判定为不能通过除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而将运行模式启动为除湿制热模式。

即，即使在启动时选择的运行模式是除湿制冷模式时，在除湿制冷可否运行判定区域X2中，若不能通过该除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，则控制器32以除湿制热模式来启动。由此，能够以放热器4产生足够的制热能力来开始迅速且舒适的车厢内空气调节。

由此，控制器32选择能够通过放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的运行模式，因此能够以可确保放热器4中的制热能力的运行模式来进行舒适的车厢内空气调节。

特别是，控制器32具有除湿制热模式最高放热器温度MAP以及除湿制冷模式最高放热器温度MAP(最高放热器温度数据)，该除湿制热模式最高放热器温度MAP以及除湿制冷模式最高放热器温度MAP分别涉及除湿制热模式以及除湿制冷模式中在放热器4的各风量Ga×SW和各外部空气温度Tam下通过该放热器4的放热能够实现的最高的放热器温度THmax，基于这些MAP(最高放热器温度数据)来判定是否能够通过除湿制热模式以及除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，因此能够准确地判定在除湿制热模式和除湿制冷模式下是否能够确保放热器4的制热能力，从而实现平稳的运行模式切换。

(6-2)运行模式的切换控制

接着，参照图7，对启动后的控制器32进行的运行模式的切换控制的一例进行说明。

(6-2-1)从制热模式向除湿制热模式的切换控制

另外，控制器32在执行所述制热模式时，在基于外部空气温度传感器33和外部空气湿度传感器34检测出外部空气温度Tam上升至比0℃高例如2deg温度达到2℃以上且外部空气湿度上升至例如50％以上的情况下，控制器32以能够通过除湿制热模式下流动的制冷剂回路R中放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO为条件，转换为除湿制热模式。

在该情况下对是否能够通过放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的判定，也与前文所述的除湿制热可否运行判定区域X1的时候同样，参照图8的除湿制热模式最高放热器温度MAP来进行。即，基于外部空气温度Tam上升至2℃以上且外部空气湿度上升至50％以上时(发出切换运行模式的请求时)算出的放热器4的风量(Ga×SW)以及当时的外部空气温度Tam，参照图8的除湿制热模式最高放热器温度MAP，来提取当时可实现的最高的放热器温度THmax。

接着，对该最高的放热器温度THmax是否为当时的目标放热器温度TCO以上(TCO≦THmax)进行判断，当最高的放热器温度THmax为目标放热器温度TCO以上时，判定为能够通过除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而转换为除湿制热模式。反之，当最高的放热器温度THmax低于目标放热器温度TCO时，判定为不能通过除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而使运行模式继续为制热模式。

即，控制器32将运行模式从制热模式切换到除湿制热模式时，以能够通过该除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO为条件，来许可向除湿制热模式的切换。由此，能够在刚从制热模式转换为除湿制热模式后基于放热器4的制热能力不足而返回原先的制热模式，避免之后频换切换运行模式的不良情况，恰当地将运行模式从制热模式切换到除湿制热模式，继续进行稳定且舒适的车厢内空气调节。

(6-2-2)从制热模式向除湿制冷模式的切换控制

另外，在执行制热模式时，外部空气温度Tam上升至比上述0℃高的例如20℃还高2deg温度的22℃以上，且外部空气湿度同样上升至50％以上，则控制器32跳过除湿制热模式转换为除湿制冷模式。

(6-2-3)从除湿制热模式向制热模式的切换控制

另外，控制器32在执行所述除湿制热模式时，外部空气温度Tam下降至0℃以下的情况下、或者不能通过除湿制热模式下流动的制冷剂回路R中放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的情况下，控制器32转换为制热模式。该情况下对是否能够通过放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的判定，也参照图8的除湿制热模式最高放热器温度MAP来进行。

即，基于放热器4的风量(Ga×SW)以及外部空气温度Tam，参照图8的除湿制热模式最高放热器温度MAP，来提取当时可实现的最高的放热器温度THmax。接着，对该最高的放热器温度THmax是否低于当时的目标放热器温度TCO(TCO＞THmax)进行判断，当最高的放热器温度THmax低于目标放热器温度TCO时，判定为不能通过除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，转换为制热模式。由此，能够迅速地实现从除湿制热模式向制热模式的转换，继续进行舒适的车厢内空气调节。

反之，当最高的放热器温度THmax为目标放热器温度TCO以上时，判定为能够通过除湿制热模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，只要外部空气温度Tam下降至0℃以下，则使运行模式继续为除湿制热模式。

(6-2-4)从除湿制热模式向内部循环模式的切换控制

另外，控制器32在执行除湿制热模式时，在室外膨胀阀6的阀开度处于所述控制下限值(即，最大限度地挤压制冷剂的状态)且吸热器温度Te-目标吸热器温度TEO大于例如2deg的状态(即，吸热器9的吸热不足的状态)、或放热器温度TH-目标放热器温度TCO处于例如5deg以上的状态(即，放热器4的放热过剩的状态)持续了规定时间以上的情况下，则控制器32转换为所述内部循环模式。

(6-2-5)从内部循环模式向除湿制冷模式(标准模式)的切换控制

另外，控制器32在执行内部循环模式时，在吸热器温度Te-目标吸热器温度TEO大于比所述的2deg大的例如为3deg的状态(即，吸热器9的吸热更加不足的状态)、或放热器温度TH-目标放热器温度TCO处于比所述的5deg大的例如为10deg以上的状态(即，放大器4的放热更加过剩的状态)、或目标吹出温度TAO-外部空气温度Tam处于例如3deg以下的状态持续了规定时间以上的情况下，控制器32以能够通过在除湿制冷模式下流动的制冷剂回路R中放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO为条件，来转换为除湿制冷模式的标准模式(吸热器温度优先模式)。

对该情况下是否能够通过放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的判定，也与所述的除湿制冷可否运行判定区域X2的时候同样，参照图9的除湿制冷模式最高放热器温度MAP来进行。即，基于吸热器温度Te-目标吸热器温度TEO大于3deg的状态、或放热器温度TH-目标放热器温度TCO处于10deg以上的状态、或目标吹出温度TAO-外部空气温度Tam处于3deg以下的状态持续了规定时间以上时(发出切换运行模式的请求时)算出的放热器4的风量(Ga×SW)、以及当时的外部空气温度Tam，参照图9的除湿制冷模式最高放热器温度MAP，来提取当时可实现的最高的放热器温度THmax。

接着，对该最高的放热器温度THmax是否为该时刻的目标放热器温度TCO以上(TCO≦THmax)进行判断，当最高的放热器温度THmax为目标放热器温度TCO以上时，判定为能够通过除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而转换为除湿制冷模式的标准模式。反之，当最高的放热器温度THmax低于目标放热器温度TCO时，判定为不能通过除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而使运行模式继续为内部循环模式。

即，控制器32将运行模式从除湿制热模式中的内部循环模式切换到除湿制冷模式时，以能够通过该除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO为条件，来许可向除湿制冷模式的切换。由此，能够在刚从内部循环模式转换为除湿制冷模式后基于放热器4的制热能力不足而返回原先的内部循环模式，避免之后频换切换运行模式的不良情况，恰当地将运行模式从除湿制热模式中的内部循环模式切换到除湿制冷模式，继续进行稳定且舒适的车厢内空气调节。

(6-2-6)从除湿制冷模式(放热器温度优先模式)向内部循环模式的切换控制

另外，控制器32在该除湿制冷模式下切换并执行标准模式与放热器温度优先模式，对于该标准模式和放热器温度优先模式将在后文中进行叙述。而且，控制器32在执行该除湿制冷模式的放热器温度优先模式时，在目标放热器温度TCO-放热器温度TH处于例如5deg以上(即，放热器4的放热不足)且该状态持续了规定时间以上的情况下、或者不能通过除湿制冷模式(放热器温度优先模式)下流动的制冷剂回路R中放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的情况下，控制器32转换为内部循环模式。对该情况下是否能够通过放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO的判定，也是参照图9的除湿制冷模式最高放热器温度MAP来进行。

即，基于放热器4的风量(Ga×SW)以及外部空气温度Tam，参照图9的除湿制冷模式最高放热器温度MAP，来提取当时可实现的最高的放热器温度THmax。接着，对该最高的放热器温度THmax是否低于当时的目标放热器温度TCO(TCO＞THmax)进行判断，当最高的放热器温度THmax低于目标放热器温度TCO时，判定为不能通过除湿制冷模式(放热器温度优先模式)下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，从而转换为内部循环模式。由此，能够迅速地实现从除湿制冷模式向内部循环模式(包含在除湿制热模式中)的转换，从而继续进行舒适的车厢内空气调节。

反之，当最高的放热器温度THmax为目标放热器温度TCO以上时，判定为能够通过除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO，只要目标放热器温度TCO-放热器温度TH达到5deg以上且该状态持续了规定时间以上，则运行模式继续为除湿制冷模式(放热器温度优先模式)。

(6-2-7)从内部循环模式向除湿制热模式的切换控制

另外，当控制器32执行内部循环模式时，在目标放热器温度TCO-放热器温度TH大于例如3deg(即，放热器4的放热不足)或目标吸热器温度TEO-吸热器温度Te大于例如2deg(即，吸热器9的吸热过剩)的情况下、且在导入外部空气的状态下HVAC吸入温度(外部空气吸入温度)处于例如20℃以下的状态持续了规定时间以上的情况下，控制器32转换为除湿制热模式。

(6-2-8)从除湿制冷模式向制冷模式的切换控制

此外，当控制器32执行除湿制冷模式时，在室外膨胀阀6的阀开度达到所述控制上限值(即，使制冷剂直接通过的状态)、且空气混合节气闸28的所述空气混合节气闸开度SW小于规定值的情况下，控制器32转换为制冷模式。

而且，当控制器32执行该制冷模式时，在空气混合节气闸开度SW处于规定值以上、且目标放热器温度TCO-TH处于例如3deg以上的情况下(即，放热器4的放热不足)，则控制器32转换为除湿制冷模式。

像这样通过控制器32切换运行模式，从而能够根据由于车辆的环境、设定温度等条件而造成放热器4的放热、吸热器9的吸热不足或过剩的情况，在除湿制热模式、内部循环模式、以及除湿制冷模式间正确地进行运行模式切换。另外，能够根据外部空气环境在制热模式、除湿制热模式、以及除湿制冷模式间正确地进行运行模式切换，并且能够根据室外膨胀阀6的控制情况、放热器4的放热的情况在制冷模式与除湿制冷模式间正确地进行运行模式切换。

特别是，在使运行模式从制热模式转换为除湿制热模式时、以及使运行模式从内部循环模式转换为除湿制冷模式时，以能够通过转换后的除湿制热模式、除湿制冷模式下放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO为条件，来许可运行模式的切换，因此能够基于放热器4的制热能力不足而返回原先的运行模式，避免以后频繁切换运行模式的不良情况，继续进行稳定且舒适的车厢内空气调节。

(7)除湿制冷模式中的标准模式和放热器温度优先模式。

接着，利用图10至图12对所述除湿制冷模式中的标准模式(吸热器温度优先模式)与放热器温度优先模式的切换控制进行说明。如前文所述那样在除湿制冷模式的标准模式下，利用吸热器9的温度(吸热器温度Te)来控制压缩机2的旋转数(目标旋转数TGNCc)，因此吸热器温度Te向目标吸热器温度TEO收敛，在即使在室外膨胀阀6的阀开度处于所述控制下限值的状态(拧到最大限的状态)下、制冷剂回路R的高压压力也不上升，使放热器压力PCI达不到目标放热器压力PCO的情况下，放热器4的温度(放热器温度TCO)陷入不足的状态。

于是，在这样的情况下，控制器32执行放热器温度优先模式，该放热器温度优先模式通过降低目标吸热器温度TEO来提高压缩机2的旋转数，使压缩机2的能力增大，高压压力上升，从而使放热器压力PCI提高到目标放热器压力PCO。图10示出了除湿制冷模式中的标准模式和放热器温度优先模式之间的模式切换控制。在执行除湿制冷模式(使吸热器温度优先的标准模式)时，在室外膨胀阀6的阀开度处于所述控制下限值以下且目标放热器温度TCO-放热器温度TH处于例如1deg以上(即，放热器4的放热不足)的状态经过了规定时间以上的情况下，控制器32转换为放热器温度优先模式。

图11示出了该放热器温度优先模式中的控制器32的控制框图的一例。即，图11的74是基本目标吸热器温度TEO0的数据表，预先设定为使其与外部空气温度对应。再者，该基本目标吸热器温度TEO0是在该外部空气温度的环境下用于获得必须的湿度的吸热器温度。通常基于该数据表74来决定目标吸热器温度TEO，但在该放热器温度优先模式下，控制器32基于放热器目标压力PCO与放热器压力PCI之差的积分值来施加校正。

即，将放热器目标压力PCO以及从放热器压力传感器47获得的放热器压力PCI输入至减法器76，该偏差e被放大器77放大并输入至运算器78。在运算器78中以规定的积分周期和积分时间进行吸热器温度校正值的积分运算，由加法器79算出与前次值相加后的吸热器温度校正值的积分值TEOPCO。然后，由极限设定部81施加控制上限值和控制下限值的极限后，将其决定为吸热器温度校正值TEOPC。

利用减法器82从基本目标吸热器温度TEO0减去该吸热器温度校正值TEOPC，将其决定为目标吸热器温度TEO。从而，与标准模式时相比，目标吸热器温度TEO下降了吸热器温度校正值TEOPC对应的量，从而压缩机2的压缩机目标旋转数TGNCc得以提高，因此压缩机2的旋转数上升，压缩机2的能力增大，高压压力上升，放热器压力PCI上升从而能够获得必要的放热器4的温度TH。

再者，极限设定部81中将吸热器温度校正值TEOPC限制在吸热器9中不结霜的范围。图12是说明该情形的时序图。可知在标准模式下，吸热器温度Te向目标吸热器温度TEO收敛，若在压缩机2的旋转数下降的状态下，基于室外膨胀阀6处于控制下限值的情况而以所述条件转换为放热器温度优先模式，则压缩机2的旋转数上升，吸热器温度Te下降，放热器压力PCI(或放热器温度TH)上升。

另一方面，在该放热器温度优先模式中，在所述吸热器温度校正值TEOPC为零、且放热器温度TH-目标放热器温度TCO高于例如1deg(即，放热器4的放热过剩)的状态持续了规定时间的情况下，控制器32从放热器温度优先模式恢复为标准模式。

像这样在除湿制冷模式、内部循环模式中，吸热器9的温度Te向目标值TEO收敛，在即使室外膨胀阀6的阀开度变为控制下限值、放热器4的温度TH仍不足的情况下，使压缩机2的能力增大，高压上升，从而使放热器4中的制冷剂的放热量增大，因此能够确保除湿制冷模式下放热器4进行的再加热，能确保空气调节性能，从而能够扩大除湿制冷模式的有效范围，实现舒适的车厢内空气调节。在该情况下，控制器32在吸热器9中不结霜的范围内校正吸热器目标温度TEO使其降低，因此能够防止吸热器9的温度过度降低造成的结霜产生，从而也能够实现省能源。

另外，在所述放热器温度优先模式中，在目标放热器温度TCO-放热器温度TH处于例如5deg以上且该状态持续了规定时间以上的情况下、或者不能通过除湿制冷模式下流动的制冷剂回路R中放热器4的放热来实现目标放热器温度TCO(参照图9的除湿制冷模式最高放热器温度MAP)的情况下，如前文所述那样转换为内部循环模式。

再者，所述图8及图9的除湿制热模式最高放热器温度MAP及除湿制冷模式最高放热器温度MAP中，说明了对涉及放热器4的各风量Ga×SW和各外部空气温度Tam下的最高的放热器温度THmax的最高放热器温度数据进行测量的例子，但除此之外也可以附加与放热器温度TH相关的其他参数，例如流入放热器4的空气的温度、车厢内的空气的温度、或车速等，来测量能够通过除湿制热模式、除湿制冷模式下放热器4的放热来实现的最高的放热器温度THmax，生成除湿制热模式最高放热器温度MAP及除湿制冷模式最高放热器温度MAP。

另外，上述各实施例中说明的制冷剂回路R的结构不限于此，不言自明可在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更。

标号说明

1 车辆用空调装置

2 压缩机

3 空气流通路

4 放热器

6 室外膨胀阀

7 室外热交换器

8 室内膨胀阀

9 吸热器

26 吸入切换节气闸

27 室内送风机(鼓风机)

28 空气混合节气闸

31 吹出口切换节气闸

32 控制器(控制单元)

R 制冷剂回路

Claims (12)

1.一种车辆用空调装置，其特征在于，包括：

压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩；

空气流通路，该空气流通路使提供至车厢内的空气流通；

放热器，该放热器用于使制冷剂放热，并将从所述空气流通路提供至所述车厢内的空气加热；

吸热器，该吸热器用于使制冷剂吸热，并将从所述空气流通路提供至所述车厢内的空气冷却；

室外热交换器，该室外热交换器设置在所述车厢外，使制冷剂放热或吸热；以及

控制单元，

该控制单元至少具有以下各运行模式：

制热模式，该制热模式使从所述压缩机排出的制冷剂在所述放热器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在所述室外热交换器中吸热；

除湿制热模式，该除湿制热模式使从所述压缩机排出的制冷剂在所述放热器中放热，并在使已放热的该制冷剂减压后仅在所述吸热器或在该吸热器和所述室外热交换器中吸热；

除湿制冷模式，该除湿制冷模式使从所述压缩机排出的制冷剂在所述放热器及室外热交换器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在所述吸热器中吸热；以及

制冷模式，该制冷模式使从所述压缩机排出的制冷剂在所述室外热交换器中放热，并使已放热的该制冷剂减压后在所述吸热器中吸热，所述控制单元对这些运行模式进行选择并执行，

所述控制单元对能够通过所述放热器的放热来实现目标放热器温度的所述运行模式进行选择。

2.如权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述控制单元基于外部空气温度及目标吹出温度，选择所述各运行模式并启动，并且

在启动时选择的所述运行模式是所述除湿制热模式时，不能通过该除湿制热模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度的情况下，以所述制热模式启动。

3.如权利要求1或权利要求2所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述控制单元基于外部空气温度及目标吹出温度，选择所述各运行模式并启动，并且

在启动时选择的所述运行模式是所述除湿制冷模式时，不能通过该除湿制冷模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度的情况下，以所述除湿制热模式启动。

4.如权利要求1或2所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述控制单元基于外部空气温度及外部空气湿度、或者所述放热器的放热是过剩还是不足、又或者所述吸热器的吸热是过剩还是不足，来切换所述各运行模式，并且

当切换所述运行模式时，以能够在转换后的该运行模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度为条件，来许可所述运行模式的切换。

5.如权利要求4所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在所述制热模式中外部空气温度及外部空气湿度上升的情况下，所述控制单元以能够通过所述除湿制热模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度为条件，转换为该除湿制热模式。

6.如权利要求4所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在所述除湿制热模式中外部空气温度下降的情况下、或不能通过该除湿制热模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度的情况下，所述控制单元转换为所述制热模式。

7.如权利要求4所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在所述除湿制热模式中所述吸热器的吸热不足的情况下、或所述放热器的放热过剩的情况下，所述控制单元以能够通过所述除湿制冷模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度为条件，转换为该除湿制冷模式。

8.如权利要求7所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述控制单元在所述除湿制热模式下具有内部循环模式，该内部循环模式阻止制冷剂向所述室外热交换器流入，使制冷剂仅在所述吸热器中吸热，

在所述除湿制热模式中所述吸热器的吸热不足的情况下、或所述放热器的放热过剩的情况下，转换为所述内部循环模式，并且

在该内部循环模式中仍有所述吸热器的吸热不足的情况下、或仍有所述放热器的放热过剩的情况下，所述控制单元以能够通过所述除湿制冷模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度为条件，转换为该除湿制冷模式。

9.如权利要求4所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在所述除湿制冷模式中所述放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度的情况下，所述控制单元转换为所述除湿制热模式。

10.如权利要求9所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述控制单元在所述除湿制热模式中具有内部循环模式，该内部循环模式阻止制冷剂向所述室外热交换器流入，使制冷剂仅在所述吸热器中吸热，

在所述除湿制冷模式中所述放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度的情况下，转换为所述内部循环模式，并且

在该内部循环模式中所述放热器的放热不足的情况下、或所述吸热器的吸热过剩的情况下，转换为所述除湿制热模式。

11.如权利要求10所述的车辆用空调装置，其特征在于，

具有室外膨胀阀，该室外膨胀阀使流入所述室外热交换器的制冷剂减压，

所述控制单元至少在所述除湿制冷模式下基于所述吸热器的温度控制所述压缩机的能力，基于所述放热器的温度或压力控制所述室外膨胀阀的阀开度，并且

在该除湿制冷模式中所述放热器的放热不足的情况下，执行使所述压缩机的能力增大的放热温度优先模式，

在该放热器温度优先模式中所述放热器的放热不足的情况下、或不能通过该除湿制冷模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度的情况下，转换为所述内部循环模式。

12.如权利要求1或2所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述控制单元具有最高放热器温度数据，该最高放热器温度数据分别涉及所述除湿制热模式及除湿制冷模式下，至少在所述放热器的各风量和外部空气温度下能通过该放热器的放热实现的最高的放热器温度，

基于该最高放热器温度数据，来判定是否能够通过所述除湿制热模式及除湿制冷模式下所述放热器的放热来实现所述目标放热器温度。