CN107000544B - 车辆用空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用空调装置，在各运行模式中用于对制冷剂的流向进行切换的电磁阀发生故障时，能够继续进行车室内的空气调节。该车辆用空调装置包括用于切换车辆用空调装置(1)的各运行模式的制冷用电磁阀(17)、制热用电磁阀(21)、以及除湿用电磁阀(22)。控制器对制热模式、除湿模式、以及制冷模式的各运行模式进行切换并执行。控制器具有：规定的故障时空气调节模式；以及对电磁阀的故障进行检测的故障检测单元。在各运行模式中，故障检测单元检测到电磁阀发生故障时，选择通过该运行模式能够实现车室内空气调节的故障时空气调节模式，继续进行对车室内的空气调节。

Description

车辆用空调装置
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方式的空调装置。
背景技术
由于近年来环境问题变得显著，使混合动力汽车及电动汽车得到普及。而且，作为能够运用于这种车辆的空调装置开发出以下装置，该装置包括：电动式压缩机，该电动式压缩机对制冷剂进行压缩并排出；散热器(冷凝器)，该散热器(冷凝器)被设置在车室内侧，使制冷剂散热；吸热器(蒸发器)，该吸热器(蒸发器)被设置在车室内侧，使制冷剂吸热；以及室外热交换器，该室外热交换器被设置在车室外侧，使制冷剂散热或吸热，该装置对以下各运行模式进行切换并执行：制热模式，该制热模式使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，在室外热交换器中使在该散热器中散热后的制冷剂吸热；除湿模式，该除湿模式使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，在吸热器中使在散热器中散热后的制冷剂吸热；以及制冷模式等，所述制冷模式在室外热交换器中使由压缩机排出的制冷剂散热，在吸热器中使其吸热。
而且，该装置使用多个电磁阀，通过使各电磁阀的线圈通电或不通电，而在各自的运行模式中对开/闭状态进行切换，从而对各运行模式的制冷剂流向进行控制(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2014-51283号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，某个电磁阀的线圈发生断线、固着等故障时，无法对制冷剂流向进行控制。所述电磁阀的故障能够使用控制器进行检测，因此以往在控制器检测到所述故障的情况下，空调装置处于不能运行状态。
本发明是为解决所述现有技术问题开发而成，其目的在于提供一种车辆用空调装置，即使在各运行模式中用于切换制冷剂流向的电磁阀发生故障时，所述车辆用空调装置仍然能够继续进行车室内的空气调节。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的车辆用空调装置包括：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室内的空气流通；散热器，该散热器使制冷剂散热，用来对由空气流通路提供至车室内的空气进行加热；吸热器，该吸热器使制冷剂吸热，对由空气流通路提供至车室内的空气进行冷却；室外热交换器，该室外热交换器被设置在车室外，使制冷剂散热或吸热；多个电磁阀，该多个电磁阀用于对制冷剂回路的制冷剂流向进行切换；辅助加热单元，该辅助加热单元用于对由空气流通路提供至车室内的空气进行加热；以及控制单元，该控制单元对压缩机、电磁阀、以及辅助加热单元进行控制，所述车辆用空调装置通过该控制单元控制电磁阀，切换制冷剂的流向，从而执行以下各运行模式中的任意运行模式：制热模式，该制热模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用室外热交换器使其吸热；除湿模式，该除湿模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热；以及制冷模式，该制冷模式利用室外热交换器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热，其特征在于，控制单元具有规定的故障时空气调节模式和对电磁阀的故障进行检测的故障检测单元，在各运行模式中故障检测单元检测到电磁阀发生故障时，选择通过该运行模式能够实现车室内空气调节的故障时空气调节模式，继续对车室内进行空气调节。
本发明第2方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述发明中，除湿模式包含：除湿制热模式，该除湿制热模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器及室外热交换器使其吸热；以及除湿制冷模式，该除湿制冷模式利用散热器及室外热交换器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热，控制单元在除湿制热模式或除湿制冷模式中检测到电磁阀发生故障时，将制冷剂流向切换为能够对车室内进行除湿的其他运行模式作为故障时空气调节模式。
本发明第3方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述发明中，控制单元在除湿制热模式中检测到电磁阀发生故障的情况下，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂流向切换为能够对车室内进一步进行制冷的运行模式，并根据需要利用辅助加热单元进行加热。
本发明第4方面的车辆用空调装置，其特征在于，在本发明第2方面或第3方面中，包括制热用电磁阀，该制热用电磁阀在制热模式和除湿制热模式中被通电而打开，控制单元在除湿制热模式中检测到制热用电磁阀发生故障时，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂流向切换为除湿制冷模式，在利用散热器进行的散热不充分时，利用辅助加热单元进行加热。
本发明第5方面的车辆用空调装置，其特征在于，在本发明第2方面至第4方面中，包括除湿用电磁阀，该除湿用电磁阀与室外热交换器并联连接，在除湿制热模式中被通电而打开，控制单元在除湿制热模式中检测到除湿用电磁阀发生故障时，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂流向切换为除湿制冷模式，在利用散热器进行的散热不充分时，利用辅助加热单元进行加热。
本发明第6方面的车辆用空调装置，其特征在于，在本发明第2方面至第5方面中，除湿模式包含内部循环模式，该内部循环模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热，所述车辆用空调装置包括除湿用电磁阀，该除湿用电磁阀与室外热交换器并联连接，在内部循环模式中被通电而打开，控制单元在内部循环模式中检测到除湿用电磁阀发生故障时，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂流向切换为除湿制冷模式，在利用散热器进行的散热不充分时，利用辅助加热单元进行加热。
本发明第7方面的车辆用空调装置，其特征在于，在本发明第2方面至第6方面中，包括蒸发压力调节阀，该蒸发压力调节阀与吸热器的制冷剂出口侧连接，在除湿制热模式中被开闭，故障检测单元也对蒸发压力调节阀的故障进行检测，并且控制单元在除湿制热模式中检测到蒸发压力调节阀发生故障时，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂流向切换为除湿制冷模式，在利用散热器进行的散热不充分时，利用辅助加热单元进行加热。
本发明第8方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述各发明中，包括：空气混合节气阀，该空气混合节气阀对使通过了吸热器的空气流通路内的空气向散热器通风的比例进行调节；以及室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入室外热交换器的制冷剂，使其减压，除湿模式包含除湿制热模式，该除湿制热模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，对散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器及室外热交换器使其吸热，在该除湿制热模式中，控制单元通过室外膨胀阀的阀开度对吸热器的温度进行控制，通过压缩机的转速对经过了散热器的空气温度进行控制，并且故障检测单元也对室外膨胀阀的故障进行检测，控制单元在除湿制热模式中检测到室外膨胀阀发生故障时，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式不对制冷剂流向进行切换，而是通过压缩机对吸热器的温度进行控制，通过空气混合节气阀和辅助加热单元对吹出至车室内的空气温度进行控制。
本发明第9方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述各发明中，包括：空气混合节气阀，该空气混合节气阀对将通过了吸热器的空气流通路内的空气向散热器通风的比例进行调节；以及室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入室外热交换器的制冷剂，使其减压，除湿模式包含除湿制冷模式，该除湿制冷模式利用散热器及室外热交换器使从压缩机排出的制冷剂散热，对散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热，在该除湿制冷模式中，控制单元通过室外膨胀阀的阀开度对经过了散热器的空气温度进行控制，并且故障检测单元也对室外膨胀阀的故障进行检测，控制单元在除湿制冷模式中检测到室外膨胀阀发生故障时，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式不对制冷剂流向进行切换，而是通过空气混合节气阀和辅助加热单元对吹出至车室内的空气温度进行控制。
本发明第10方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述各发明中，包括制热用电磁阀，该制热用电磁阀在制热模式中被通电而被开放，控制单元在制热模式中检测到制热用电磁阀发生故障时，执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式停止压缩机的运行，通过辅助加热单元进行加热。
本发明第11方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述各发明中，包括：室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入室外热交换器的制冷剂，使其减压；以及蒸发压力调节阀，该蒸发压力调节阀与吸热器的制冷剂出口侧连接，在除湿制热模式中被开闭，故障检测单元也对室外膨胀阀和蒸发压力调节阀的故障进行检测，并且在各运行模式中检测到电磁阀、室外膨胀阀、以及蒸发压力调节阀中的任一个故障的情况下，在该运行模式中仍然能够实现车室内空气调节时，，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式不对制冷剂流向进行切换，仍然继续执行该运行模式。
本发明第12方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述各发明中，包括：室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入室外热交换器的制冷剂，使其减压；以及蒸发压力调节阀，该蒸发压力调节阀与吸热器的制冷剂出口侧连接，在除湿制热模式中被开闭，故障检测单元以电气方式、或者根据所述制冷剂回路的温度及/或压力的状况，对电磁阀、室外膨胀阀、以及蒸发压力调节阀的故障进行检测。
本发明第13方面的车辆用空调装置，其特征在于，在上述各发明中，包括制热剂循环回路，该制热剂循环回路具有制热剂-空气热交换器、电热器、以及循环单元，通过循环单元使通过电热器加热后的制热剂在制热剂-空气热交换器循环，利用制热剂-空气热交换器构成辅助加热单元。
本发明第14方面的车辆用空调装置，其特征在于，在本发明第1方面至第12方面中，由对从空气流通路提供至车室内的空气进行加热的电热器构成辅助加热单元。
发明效果
根据本发明，车辆用空调装置包括：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室内的空气流通；散热器，该散热器使制冷剂散热，对由空气流通路提供至车室内的空气进行加热；吸热器，该吸热器使制冷剂吸热，对由空气流通路提供至车室内的空气进行冷却；室外热交换器，该室外热交换器被设置在车室外，使制冷剂散热或吸热；多个电磁阀，该多个电磁阀用于切换制冷剂回路的制冷剂流向；辅助加热单元，该辅助加热单元用于对从空气流通路提供至车室内的空气进行加热；以及控制单元，该控制单元对压缩机、电磁阀、以及辅助加热单元进行控制，所述车辆用空调装置通过该控制单元对电磁阀进行控制，对制冷剂流向进行切换，从而执行以下各运行模式中的任一种运行模式：制热模式，该制热模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用室外热交换器使其吸热；除湿模式，该除湿模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热；以及制冷模式，该制冷模式利用室外热交换器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热，所述车辆用空调装置中，控制单元具有：规定的故障时空气调节模式；以及检测电磁阀的故障的故障检测单元，在各运行模式中故障检测单元检测到电磁阀发生故障时，选择通过该运行模式能够实现车室内空气调节的故障时空气调节模式，继续对车室内进行空气调节，因此在如本发明第12方面所示那样，以电气方式、或者根据制冷剂回路的温度及压力的状况，检测到制冷剂回路的电磁阀发生故障，陷入无法继续执行当前正在执行的运行模式的状况时，仍然以通过该运行模式能够实现车室内空气调节的故障时空气调节模式，继续对车室内进行空气调节，能防止或抑制车室内舒适性受到影响的问题。
例如，如本发明第2方面所示，除湿模式中包含：除湿制热模式，该除湿制热模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器及室外热交换器使其吸热；以及除湿制冷模式，该除湿制冷模式利用散热器及室外热交换器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，使用吸热器使其吸热，在除湿模式包含所述两种模式时，控制单元在除湿制热模式或除湿制冷模式中检测到电磁阀发生故障时，将制冷剂的流向切换为能够对车室内进行除湿的其他运行模式，作为故障时空气调节模式，从而保证对车室内进行除湿，使车辆的窗玻璃产生雾气等问题防患于未然，能确保安全行驶。
此时，如本发明第3方面所示，在除湿制热模式中检测到电磁阀发生故障时，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为能够对车室内进一步进行制冷的运行模式，根据需要通过辅助加热单元进行加热，从而保证对车室内进行除湿，并且也消除车室内温度降低的问题，能实现舒适的空气调节。
例如，如本发明第4方面所示，检测到在制热模式和除湿制热模式中被通电而打开的制热用电磁阀发生故障时，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为除湿制冷模式，在通过散热器进行的散热不充分时，通过辅助加热单元进行加热，由此能够避免制热用电磁阀的故障对压缩机带来损伤的问题，并且能够稳定地持续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
此外，例如，如本发明第5方面所示，在除湿制热模式中检测到与室外热交换器并联连接且在除湿制热模式中被通电而打开的除湿用电磁阀发生故障时，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为除湿制冷模式，在通过散热器进行的散热不充分时，通过辅助加热单元进行加热，由此同样能够稳定地持续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
此外，例如，如本发明第6方面所示，除湿模式中包含内部循环模式时，该内部循环模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热，在内部循环模式中检测到与室外热交换器并联连接且在内部循环模式中被通电而打开的除湿用电磁阀发生故障时，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为除湿制冷模式，在通过散热器进行的散热不充分时，通过辅助加热单元进行加热，由此同样能够避免除湿用电磁阀的故障对压缩机带来损伤的问题，并且能够稳定地持续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
此外，例如，如本发明第7方面所示，与吸热器的制冷剂出口侧连接且在除湿制热模式中被开闭的蒸发压力调节阀在除湿制热模式中发生故障时，故障检测单元也对该蒸发压力调节阀的故障进行检测，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为除湿制冷模式，在通过散热器进行的散热不充分时，通过辅助加热单元进行加热，由此避免吸热器冻结，并且能够稳定地持续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
此外，如本发明第8方面所示，包括：空气混合节气阀，该空气混合节气阀对将通过了吸热器的空气流通路内的空气向散热器通风的比例进行调节；以及室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入室外热交换器的制冷剂，使其减压，除湿模式包含除湿制热模式，该除湿制热模式利用散热器使从压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器及室外热交换器使其吸热，在该除湿制热模式中，控制单元通过室外膨胀阀的阀开度对吸热器的温度进行控制，通过压缩机的转速对经过了散热器的空气温度进行控制时，如果室外膨胀阀发生故障，则无法对吸热器的温度进行控制。
此时，故障检测单元在除湿制热模式中检测到室外膨胀阀发生故障时，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式不对制冷剂的流向进行切换，而是通过压缩机对吸热器的温度进行控制，通过空气混合节气阀和辅助加热单元对吹出至车室内的空气温度进行控制，由此能够继续顺畅地对吸热器的温度和吹出至车室内的空气温度双方进行控制，继续对车室内进行舒适的空气调节。
此外，如本发明第9方面所示，包括：空气混合节气阀，该空气混合节气阀对将通过了吸热器的空气流通路内的空气向散热器通风的比例进行调节；以及室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入室外热交换器的制冷剂，使其减压，除湿模式包含除湿制冷模式，该除湿制冷模式利用散热器及室外热交换器使从压缩机排出的制冷剂散热，对散热后的该制冷剂进行减压后，利用吸热器使其吸热，在该除湿制冷模式中，控制单元通过室外膨胀阀的阀开度对经过了散热器的空气温度进行控制时，如果室外膨胀阀发生故障，则无法控制吹出至车室内的空气温度。
此时，故障检测单元在除湿制冷模式中检测到室外膨胀阀发生故障时，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式不对制冷剂流向进行切换，而是通过空气混合节气阀和辅助加热单元对吹出至车室内的空气温度进行控制，由此能够继续顺畅地对吹出到车室内的空气温度进行控制，继续对车室内进行舒适的空气调节。
另外，如本发明第10方面所示，在制热模式中被通电而被开放的制热用电磁阀在制热模式中发生故障时，存在制冷剂回路无法成立的危险。此时，控制单元执行故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式停止压缩机的运行，通过辅助加热单元进行加热，从而能够避免制热用电磁阀的故障对压缩机带来损伤的问题，并且能够通过辅助加热单元继续对车室内进行制热。
此外，如本发明第11方面所示，在各运行模式中故障检测单元检测到电磁阀、室外膨胀阀、以及蒸发压力调节阀中的任一个故障的情况下，在该运行模式中仍然能够实现车室内空气调节时，控制单元可以执行故障时空气调节模式，，该故障时空气调节模式不对制冷剂流向进行切换，仍然继续执行该运行模式。
在上述内容中，如本发明第13方面所示，设置制热剂循环回路，所述制热剂循环回路具有制热剂-空气热交换器、电热器、以及循环单元，通过循环单元使通过电热器加热后的制热剂在制热剂-空气热交换器循环，由制热剂-空气热交换器构成辅助加热单元，从而能够以电气方式实现安全的车室内制热。
其中，辅助加热单元可以是如本发明第14方面所示那样对从空气流通路提供至车室内的空气进行加热的电热器。由此，能够通过比较简单的结构来构成辅助加热单元。
附图说明
图1是适用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电气回路的框图。
图3是对图1的车辆用空调装置的各运行模式的电磁阀及蒸发压力调节阀的开闭和通电状态、室外膨胀阀的状态进行说明的图。
图4是对本发明的电气故障检测方法的一例进行说明的图。
图5是对本发明的电气故障检测方法的另一例进行说明的图。
图6是对本发明的电气故障检测方法的再一例进行说明的图。
图7是对除湿制热模式中制热用电磁阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图8是对除湿制热模式中除湿用电磁阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图9是对内部循环模式中除湿用电磁阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图10是对除湿制热模式中蒸发压力调节阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图11是对除湿制热模式中室外膨胀阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图12是对除湿制冷模式中室外膨胀阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图13是对制热模式中制热用电磁阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图14是对制热模式中室外膨胀阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图15是对制热模式中制冷用电磁阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图16是对除湿制热模式中制冷用电磁阀断线时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图17是对基于制冷剂回路异常来检测故障的方法的一例进行说明的图。
图18是对除湿制热模式中制热用电磁阀固着时的图2的控制器的动作进行说明的图。
图19是适用本发明的其他实施方式的车辆用空调装置的结构图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1示出本发明的一个实施例的车辆用空调装置1的结构图。适用本发明的实施例的车辆是未搭载发动机(内燃机)的电动汽车(EV)，使用充电至电池的电力驱动行驶用的电动马达来行驶(均未图示)，本发明的车辆用空调装置1也由电池的电力进行驱动。即，实施例的车辆用空调装置1在无法利用发动机废热进行制热的电动汽车中，通过利用了制冷剂回路的热泵运行进行制热，进而，选择性地执行除湿制热、内部循环、除湿制冷、以及制冷的各运行模式。
另外，作为车辆并不限于电动汽车，本发明对共用发动机和行驶用电动马达的所谓混合动力汽车也有效，进而，当然也能够运用于利用发动机而行驶的普通汽车。
实施例的车辆用空调装置1对电动汽车的车室内进行空气调节(制热、制冷、除湿、以及换气)，利用制冷剂配管13将以下部件依次连接，构成制冷剂回路R：对制冷剂进行压缩的电动式压缩机2，散热器4，该散热器4设置于使车室内空气通气循环的HVAC单元10的空气流通路3内，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，使该制冷剂在车室内散热；室外膨胀阀6，该室外膨胀阀6由电动阀(电子膨胀阀)构成，在制热时减少制冷剂使其减压膨胀；室外热交换器7，该室外热交换器7为了在制冷时作为散热器发挥作用、在制热时作为蒸发器发挥作用，而在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由电动阀构成，减少制冷剂使其减压膨胀；吸热器9，该吸热器9被设置在空气流通路3内，在制冷时及除湿时从车室内外对制冷剂吸热；蒸发压力调节阀11，该蒸发压力调节阀11与吸热器9的制冷剂出口侧连接，对该吸热器9的蒸发压力进行调节；以及储罐12等。
另外，在室外热交换器7设有室外送风机15。该室外送风机15通过对外部空气向室外热交换器7强制通风，使外部空气与制冷剂进行热交换，从而构成为，在停车中(即车速0km/h)也使外部空气对室外热交换器7通风。
此外，室外热交换器7在制冷剂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经由制冷时被开放的电磁阀(制冷用电磁阀)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。另外，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将室内膨胀阀8侧作为顺方向。
此外，止回阀18与室内膨胀阀8之间的制冷剂配管13B被设为与位于吸热器9出口侧的蒸发压力调节阀11的上游侧的制冷剂配管13C呈热交换关系，由双方构成内部热交换器19。由此，构成为经过制冷剂配管13B流入室内膨胀阀8的制冷剂被流出吸热器9而流向蒸发压力调节阀11的低温的制冷剂冷却(过冷却)。
此外，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A分支，该分支的制冷剂配管13D经由制热时被开放的电磁阀(制热用电磁阀)21与蒸发压力调节阀11的下游侧的制冷剂配管13C连通连接。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。即，制热用电磁阀21位于室外热交换器7的出口(制热、除湿制热、内部循环模式时)与储罐12的入口之间。
进而，散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的前面分支，该分支的制冷剂配管13F经由除湿时被开放的电磁阀(除湿用电磁阀)22与止回阀18的下游侧的制冷剂配管13B连通连接。即，该除湿用电磁阀22与室外热交换器7(及室外膨胀阀6等)并联连接。另外，室外膨胀阀6与室外热交换器7之间的配管为13I。
此外，在吸热器9的空气上游侧的空气流通路3形成有外部空气吸入口和内部空气吸入口的各吸入口(图1中示出吸入口25为代表)，在该吸入口25设有吸入切换节气阀26，该吸入切换节气阀26将导入空气流通路3内的空气切换成作为车室内空气的内部空气(内部空气循环模式)或作为车室外空气的外部空气(外部空气导入模式)。进而，在该吸入切换节气阀26的空气下游侧设有室内送风机(鼓风机)27，该室内送风机(鼓风机)27用于将导入的内部空气或外部空气输送至空气流通路3。
此外，图1中23示出设置在实施例的车辆用空调装置1上的制热剂循环回路。该制热剂循环回路23包括：循环泵30，该循环泵30构成循环单元；制热剂加热电热器35；以及制热剂-空气热交换器40(本发明中的辅助加热单元)，该制热剂-空气热交换器40(本发明中的辅助加热单元)相对于空气流通路3的空气流向设置在作为散热器4的空气上游侧的空气流通路3内，这些部件通过制热剂配管23A依次连接为环状。另外，作为在该制热剂循环回路23内循环的制热剂，例如可采用水、HFO-1234yf这样的制冷剂、冷却剂等。
然后，构成为使循环泵30运行，对制热剂加热电热器35通电而使其发热后，通过该制热剂加热电热器35加热了的制热剂在制热剂-空气热交换器40循环。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，有助于车室内的制热。通过采用所述制热剂循环回路23，能够提高乘客的电气安全性。
此外，在制热剂-空气热交换器40的空气上游侧的空气流通路3内设有空气混合节气阀28，该空气混合节气阀28对内部空气或外部空气流通至散热器4的程度进行调节。进而，在散热器4的空气下游侧的空气流通路3形成有脚底(FOOT)、通风(VENT)、除雾(DEF)的各吹出口(图1中示出吹出口29为代表)，在该吹出口29设有吹出口切换节气阀31，该吹出口切换节气阀31对从上述各吹出口吹出空气进行切换控制。
接着，图2中32为由微型计算机构成的作为控制单元的控制器(ECU)，该控制器32的输入与以下部件的各输出连接：所述对车辆的外部空气温度进行检测的外部空气温度传感器33，对外部空气湿度进行检测的外部空气湿度传感器34，对由吸入口25吸入空气流通路3的空气的温度进行检测的HVAC吸入温度传感器36，所对车室内空气(内部空气)的温度进行检测的内部空气温度传感器37，对车室内空气的湿度进行检测的内部空气湿度传感器38，对车室内二氧化碳浓度进行检测的室内二氧化碳浓度传感器39，对由吹出口29吹出至车室内的空气的温度进行检测的吹出温度传感器41，对压缩机2的排出制冷剂压力Pd进行检测的排出压力传感器42，对压缩机2的排出制冷剂温度Td进行检测的排出温度传感器43，对压缩机2的吸入制冷剂压力进行检测的吸入压力传感器44，对压缩机2的吸入制冷剂温度进行检测的吸入温度传感器60，对散热器4的温度Tci(实施例中经过散热器4的空气的温度)进行检测的散热器温度传感器46，对散热器4的制冷剂压力Pci(散热器4内、或者刚排出散热器4的制冷剂的压力)进行检测的散热器压力传感器47，对吸热器9的温度Te(经过吸热器9的空气的温度、或者吸热器9本身的温度)进行检测的吸热器温度传感器48，对吸热器9的制冷剂压力(吸热器9内、或者刚出吸热器9的制冷剂的压力)进行检测的吸热器压力传感器49，对照射到车室内的日照量进行检测的，例如为光传感器式的日照传感器51，用于对车辆的移动速度(车速)进行检测的车速传感器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，对室外热交换器7的温度(刚排出室外热交换器7的制冷剂的温度、或者室外热交换器7本身的温度)进行检测的室外热交换器温度传感器54，以及对室外热交换器7的制冷剂压力(室外热交换器7内、或者刚排出室外热交换器7的制冷剂的压力)进行检测的室外热交换器压力传感器56。
此外，控制器32的输入进而还与以下部件的各输出连接：制热剂加热电热器温度传感器50，该制热剂加热电热器温度传感器50对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35的温度(刚由制热剂加热电热器35加热后的制热剂的温度、或者制热剂加热电热器35中内置的未图示的电热器本身的温度)进行检测；以及制热剂-空气热交换器温度传感器55，该制热剂-空气热交换器温度传感器55对制热剂-空气热交换器40的温度TH(经过了制热剂-空气热交换器40的空气的温度、或者制热剂-空气热交换器40本身的温度)进行检测。
另一方面，控制器32的输出与以下部件连接：压缩机2；室外送风机15；室内送风机(鼓风机)27；吸入切换节气阀26；空气混合节气阀28；吹出口切换节气阀31；室外膨胀阀6、室内膨胀阀8的各膨胀阀；电磁阀22(除湿用)、电磁阀17(制冷用)、电磁阀21(制热用)的各电磁阀；循环泵30；制热剂加热电热器35；以及蒸发压力调节阀11。然后，控制器32基于各传感器的输出和利用空调操作部53输入的设定对这些部件进行控制。另外，图中61为设置在该空调操作部53的显示器，除了作为与操作、运行相关的各种信息的显示单元外，还构成显示后文所述的断线/固着的故障等信息的警报单元。
此处，前文所述各电磁阀17、21、22均具有线圈，对该线圈通电来控制开闭，制冷用电磁阀17是线圈通电时关闭，不通电时开放的、所谓的常开型(NO)电磁阀，前文所述的制热用电磁阀21和除湿用电磁阀22是通电时开放，不通电时关闭的、所谓的常闭型(NC)电磁阀。
如此，如后面详细介绍所示，在电源断开的状态下，构成按以下方式连通的环状制冷剂回路(后文所述的制冷模式)：压缩机2(排出侧)-散热器4-室外膨胀阀6(全开)-室外热交换器7-电磁阀17(制冷用)-接收干燥器部14-过冷却部16-止回阀18-内部热交换器19-室内膨胀阀8-吸热器9-内部热交换器19-蒸发压力调节阀11-储罐12-压缩机2(吸入侧)。
此外，蒸发压力调节阀11进行不通电时被开放，通电时关闭的动作，构成为使通电时也有少许制冷剂流过，因此成为在不通电时该流路被扩大的形式。然后，该蒸发压力调节阀11利用控制器32在吸热器9的温度降低时被通电而关闭，在上升时不被通电。
接着，利用以上构成对实施例的车辆用空调装置1的动作进行说明。实施例中，控制器32具有制热模式、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，对这些运行模式进行切换并执行。此处，除湿制热模式、内部循环模式及除湿制冷模式均包含在本发明的除湿模式中，除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式及制冷模式均为能够对车室内进行除湿的运行模式。另外，控制器32除了这些运行模式外，还具有后文所述的多个种类的故障时空气调节模式。
首先，参照对各电磁阀17、21、22的开闭状态进行说明的图3，对各运行模式的制冷剂流向进行说明。
(1)制热模式的制冷剂流向
利用控制器32、或者对空调操作部53的手动操作选择制热模式后，控制器32对制热用电磁阀21通电而开放该电磁阀21，对制冷用电磁阀17通电而关闭该电磁阀17。此外，使除湿用电磁阀22不通电而关闭该电磁阀22。
然后，运行压缩机2、以及各送风机15、27，空气混合节气阀28处于将从室内送风机27吹出的空气向制热剂-空气热交换器40及散热器4通风的状态。如此，从压缩机2排出的高温高压气体制冷剂流入散热器4。使空气流通路3内的空气向散热器4通风，因此空气流通路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂所加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而冷却，并冷凝液化。
在散热器4内液化的制冷剂流出散热器4后，经过制冷剂配管13E抵达室外膨胀阀6。另外，后文对制热剂循环回路23的动作及作用进行叙述。流入室外膨胀阀6的制冷剂在此被减压后，流入室外热交换器7。流入了室外热交换器7的制冷剂蒸发，通过行驶、或者从利用室外送风机15进行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，流出了室外热交换器7的低温的制冷剂经过制冷剂配管13A、电磁阀21及制冷剂配管13D从制冷剂配管13C进入储罐12，在此进行气液分离后，气体制冷剂被吸入压缩机2，重复以上循环。被制热剂-空气热交换器40及散热器4进行加热后的空气从吹出口29吹出，从而对车室内进行制热。
控制器32基于排出压力传感器42或散热器压力传感器47检测的制冷剂回路R的高压侧压力，对压缩机2的转速进行控制，对经过了散热器4的空气的温度(被散热器4进行加热后的空气的温度)进行控制，并且基于散热器温度传感器46检测的散热器4的温度、以及散热器压力传感器47检测的散热器4的制冷剂压力，以小口径(阀开度：小)对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，控制散热器4的出口中制冷剂的过冷却度。
(1-1)制热用电磁阀21和除湿用电磁阀22为NC的效果
此处，如前文所述，制热用电磁阀21和除湿用电磁阀22是在不通电时关闭的常闭型电磁阀。由此，在该制热模式中车辆用空调装置1被停止时，电磁阀21关闭，因此经由制冷剂配管13A、13D、13C从室外热交换器7到达储罐12的制冷剂及油的移动被阻止。
此外，在制热模式中车辆用空调装置1即便停止，除湿用电磁阀22也不开放。该制热模式中，在电磁阀22的前后产生较大压力差，但由于电磁阀22关闭，因此也不产生开放时所产生的噪音。
(2)除湿制热模式的制冷剂的流向
接着，除湿制热模式中，控制器32在上述制热模式的状态下，对除湿用电磁阀22通电而开放该电磁阀22。由此，经过散热器4在制冷剂配管13E中流过的冷凝制冷剂的一部分被分流，经过电磁阀22，再通过制冷剂配管13F及13B经过内部热交换器19抵达室内膨胀阀8。利用室内膨胀阀8使制冷剂减压后，流入吸热器9而蒸发。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至吸热器9，因此空气被冷却且被除湿。
由吸热器9蒸发的制冷剂经过内部热交换器19、蒸发压力调节阀11，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被吸入压缩机2，重复以上循环。被吸热器9除湿后的空气在通过散热器4的过程中被再加热，从而进行车室内的除湿制热。
控制器32基于排出压力传感器42或散热器压力传感器47检测的制冷剂回路R的高压侧压力(压缩机2的排出制冷剂压力、散热器压力)对压缩机2的转速进行控制，对经过了散热器4的空气的温度(被散热器4加热后的空气的温度)进行控制，并且基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度，以小口径(阀开度：小)对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
即，该除湿制热模式中，控制器32通过室外膨胀阀6的阀开度对吸热器9的温度进行控制，通过压缩机2的转速对经过了散热器4的空气温度进行控制。此外，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，对蒸发压力调节阀11进行开(不通电)/闭(通电)，防止出现吸热器9的温度下降得过低而冻结的问题。
(3)内部循环模式的制冷剂的流向
接着，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设为全闭(全闭位置)，并且使制热用电磁阀21不通电而关闭该电磁阀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流过制冷剂配管13E的冷凝制冷剂经过除湿用电磁阀22全部流向制冷剂配管13F。
然后，流过制冷剂配管13F的制冷剂通过制冷剂配管13B经过内部热交换器19抵达室内膨胀阀8。制冷剂通过室内膨胀阀8进行减压后，流入吸热器9而蒸发。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，因此空气被冷却且被除湿。
利用吸热器9蒸发的制冷剂经过内部热交换器19、蒸发压力调节阀11(不通电而开)流过制冷剂配管13C，经过储罐12被吸入压缩机2，重复以上循环。被吸热器9除湿后的空气在通过散热器4的过程中被再加热，从而进行车室内的除湿制热，但由于在该内部循环模式中，在位于室内侧的空气流通路3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)之间使制冷剂进行循环，因此不从外部空气汲取热量，压缩机2中消耗动力部分的制热能力得到发挥。全部制冷剂流过发挥除湿作用的吸热器9，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、或者前文所述制冷剂回路R的高压侧压力，对压缩机2的转速进行控制。此时，控制器32选择根据吸热器9的温度或高压侧压力的任意一个进行运算而得到的压缩机目标转速中较低的一个来控制压缩机2。
(4)除湿制冷模式的制冷剂的流向
接着，除湿制冷模式中，控制器32使制冷用电磁阀17不通电来开放该电磁阀17，使制热用电磁阀21不通电来关闭该电磁阀21。此外，使除湿用电磁阀22不通电来关闭该电磁阀22。然后，运行压缩机2、以及各送风机15、27，空气混合节气阀28处于将从室内送风机27吹出的空气向制热剂-空气热交换器40及散热器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散热器4。使空气流通路3内的空气向散热器4通风，因此空气流通路3内的空气通过散热器4内的高温制冷剂被加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而冷却，并逐渐冷凝液化。
流出散热器4的制冷剂经过制冷剂配管13E抵达室外膨胀阀6，经过以大口径(阀开度：大)进行控制的室外膨胀阀6流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂于是通过行驶、或者通过利用室外送风机15进行通风的外部空气而空冷，进行冷凝。流出室外热交换器7的制冷剂从制冷剂配管13A经过制冷用电磁阀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。
流出室外热交换器7的过冷却部16的制冷剂经过止回阀18进入制冷剂配管13B，再经过内部热交换器19抵达室内膨胀阀8。制冷剂通过室内膨胀阀8减压后，流入吸热器9而蒸发。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至吸热器9，因此空气被冷却且被除湿。
使用吸热器9蒸发的制冷剂经过内部热交换器19、蒸发压力调节阀11(不通电而开)，经由制冷剂配管13C抵达储罐12，经过此处被吸入压缩机2，并重复以上循环。使用吸热器9进行冷却及除湿后的空气在通过散热器4的过程中被再加热(散热能力低于制热时)，从而对车室内进行除湿制冷。
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，对压缩机2的转速进行控制，并且基于前文所述的制冷剂回路R的高压侧压力，对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，对散热器4的制冷剂压力进行控制，从而对经过该散热器4的空气的温度进行控制。
(5)制冷模式的制冷剂的流向
接着，制冷模式中，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(将阀开度设为控制上限)。此外，空气混合节气阀28处于不使空气向制热剂-空气热交换器40及散热器4通风的状态。但是即便些许通风也不会有影响。即，该制冷模式中，使所有电磁阀17、21、22、蒸发压力调节阀11均不通电。
由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。不使空气流通路3内的空气向散热器4通风，因此只是通过这里，流出散热器4的制冷剂经过制冷剂配管13E抵达室外膨胀阀6。此时室外膨胀阀6被设为全开，因此制冷剂直接通过室外膨胀阀6流入室外热交换器7，于是通过行驶、或者通过利用室外送风机15进行通风的外部空气被风冷，并冷凝液化。流出室外热交换器7的制冷剂从制冷剂配管13A经过电磁阀17依次流入接收干燥器部14、过冷却部16。在此制冷剂进行过冷却。
流出室外热交换器7的过冷却部16的制冷剂经过止回阀18进入制冷剂配管13B，再经过内部热交换器19抵达室内膨胀阀8。制冷剂利用室内膨胀阀8被减压后，流入吸热器9而蒸发。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与吸热器9，因此空气被冷却。
由吸热器9蒸发的制冷剂经过内部热交换器19、蒸发压力调节阀11(不通电而开)，经由制冷剂配管13C抵达储罐12，经过此处被吸入压缩机2，并重复以上循环。利用吸热器9进行冷却及除湿后的空气不会通过散热器4，而从吹出口29吹出至车室内(即便稍许通过也不会有影响)，从而进行车室内的制冷。在该制冷模式中，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，控制压缩机2的转速。
(6)运行模式的切换
控制器32在启动时基于外部空气温度传感器33检测的外部空气温度Tam和目标吹出温度TAO，选择上述各运行模式中的任一种运行模式。此外，启动后根据外部空气温度Tam及目标吹出温度TAO等环境及设定条件的变化，选择所述各运行模式并进行切换。
(7)通过制热剂循环回路进行的辅助加热
此外，控制器32在所述制热模式及后文所述的电磁阀等的故障发生时，判断为散热器4的制热能力不充分的情况下，对制热剂加热电热器35通电而使其发热，运行循环泵30，从而执行通过制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40进行的加热。
运行制热剂循环回路23的循环泵30，对制热剂加热电热器35通电后，如前文所述，通过制热剂加热电热器35加热后的制热剂(高温制热剂)在制热剂空气热交换器40循环，因此对流入空气流通路3的散热器4的空气进行加热。由此，在散热器4能够产生的制热能力相对于所要求的制热能力不充分的情况下，利用制热剂循环回路23补足该不充分部分的制热能力。
(8)电磁阀17、21、22、蒸发压力调节阀11、以及室外膨胀阀6发生故障时的控制(故障时空气调节模式)
接着，对在构成制冷剂回路R的各电磁阀17、21、22、蒸发压力调节阀11、以及室外膨胀阀6中，线圈发生断线、固着等故障时的控制器32的动作进行说明。首先，控制器32以电气方式对各电磁阀17、21、22、蒸发压力调节阀11、以及室外膨胀阀6是否发生故障(线圈的断线、短路)始终进行监视。
(8-1)电气故障检测方法
图4～图6示出所述故障检测方法的示例。各图中用DV示出的是作为电磁阀17、21、22、蒸发压力调节阀11、以及室外膨胀阀6的阀，SW是控制器32进行开闭的开关，RS是电阻。这些部件在直流电源(12V)与接地之间串联连接，控制器32对电阻RS的端子电压进行监视。
如图4所示那样正常时，控制器32关闭开关SW时以阀DV的动作电流对出现在电阻RS的端子的端子电压进行检测。此外，打开开关SW时对电源电压(12V)进行检测。此处，如图5所示，在阀DV的线圈短路的情况下，关闭开关SW时检测电源电压(12V)，因此控制器32能够检测所述短路的发生。但是打开开关SW时无法检测(该情况下，在指定时刻短暂关闭开关SW来对故障进行检测即可)。另一方面，如图6所示，在阀DV的线圈断线的情况下，关闭开关SW时检测接地电位(GND)，打开开关SW时处于浮动状态，因此控制器32能够对阀DV的线圈断线进行检测。而且，这些功能成为控制器32的故障检测单元。
而且，检测到电磁阀17、21、22、蒸发压力调节阀11、以及室外膨胀阀6中的任一个线圈断线时(还包含如后文所述那样检测到固着的情况)，控制器32首先在空调操作部53的显示器61上显示表示发生所述故障的警报，催促使用者迅速进行修理。接着，根据当前正在执行的运行模式、或者所选择的运行模式，从前文所述的多种故障时空气调节模式中选择并执行如下述任一种故障时空气调节模式。
(8-2)除湿制热模式中制热用电磁阀21断线时的动作
图7示出前文所述的除湿制热模式中制热用电磁阀21的线圈断线的情况。在执行除湿制热模式时，制热用电磁阀21的线圈断线后，全部制冷剂流向吸热器9侧，因此吸热器9的温度逐渐降低。此外，电磁阀21不打开从而制冷剂逐渐积存在室外热交换器7内，因此压缩机2的吸入制冷剂压力降低，处于真空运行状态，对压缩机2带来损伤。
因此，在执行除湿制热模式时，控制器32检测到制热用电磁阀21的线圈发生断线故障的情况下，使所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11不通电而打开，切换为以大口径对室外膨胀阀6进行控制的前文所述的除湿制冷模式(与除湿制热模式相比能够进一步制冷的运行模式)的制冷剂流向。
进而，该除湿制冷模式的流向中，相对于所要求的制热能力，散热器4能够产生的制热能力(散热)不充分，因此执行如下故障时空气调节模式，即如前文所述那样，对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40执行加热，利用制热剂循环回路23补足该不充分部分的制热能力。
执行这种故障时空气调节模式，从而能够保证对车室内进行除湿，使车窗玻璃产生雾气等问题防患于未然，确保安全的行驶。此外，将制冷剂的流向切换为能够进一步进行制冷的除湿制冷模式，根据需要通过制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40进行加热，因此能够保证对车室内进行除湿，并且能够消除车室内温度降低的问题，实现舒适的空气调节。特别是还能够避免制热用电磁阀21断线导致压缩机2的损伤。此处，所述故障时可将制冷剂流向切换为前文所述的内部循环模式，但是如实施例所示切换为除湿制冷模式，从而能够更稳定地持续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
(8-3)除湿制热模式中除湿用电磁阀22断线时的动作
接着，图8示出除湿制热模式中除湿用电磁阀22的线圈断线的情况。在执行除湿制热模式时，除湿用电磁阀22的线圈断线后，制冷剂流向吸热器9侧，因此无法对车室内进行除湿，车窗玻璃可能起雾。
于是，在执行除湿制热模式时，控制器32检测到除湿用电磁阀22的线圈发生断线故障的情况下，同样使所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11不通电而打开，切换为以大口径对室外膨胀阀6进行控制的除湿制冷模式(与除湿制热模式相比能够进一步制冷的运行模式)的制冷剂流向。
同样在该除湿制冷模式的流向中，散热器4能够产生的制热能力(散热)相对于所要求的制热能力不充分，因此执行如下故障时空气调节模式，即如前文所述，对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40执行加热，通过制热剂循环回路23补足该不充分部分的制热能力。由此，同样能够稳定地继续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
(8-4)内部循环模式中除湿用电磁阀22断线时的动作
接着，图9示出前文所述的内部循环模式中除湿用电磁阀22的线圈断线的情况。在执行内部循环模式时，除湿用电磁阀22的线圈断线后，回路被切断，因此制冷剂回路R无法成立。因此，压缩机2的排出制冷剂压力及吸入制冷剂压力成为异常值，产生对压缩机2造成严重损伤的危险。
于是，在执行内部循环模式时，控制器32检测到除湿用电磁阀22的线圈发生断线故障的情况下，则使所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11不通电而打开，切换为以大口径对室外膨胀阀6进行控制的除湿制冷模式(与内部循环模式相比能够进一步制冷的运行模式)的制冷剂的流向。
而且，同样在该除湿制冷模式的流向中，散热器4能够产生的制热能力(散热)相对于所要求的制热能力不充分，因此执行如下故障时空气调节模式，即如前文所述，对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电而使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40执行加热，利用制热剂循环回路23补足该不充分部分的制热能力。由此，能够避免除湿用电磁阀22的故障对压缩机2带来损伤的问题，并且能够稳定地继续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
(8-5)除湿制热模式中蒸发压力调节阀11断线时的动作
接着，图10示出除湿制热模式中蒸发压力调节阀11的线圈断线的情况。在执行除湿制热模式时，蒸发压力调节阀11的线圈断线后，即便吸热器9的温度降低也无法关闭，因此存在吸热器9的温度降低而冻结的危险。
于是，在执行除湿制热模式时，控制器32检测到蒸发压力调节阀11的线圈发生断线故障的情况下，同样使所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11不通电而打开，切换为以大口径对室外膨胀阀6进行控制的除湿制冷模式(与除湿制热模式相比能够进一步制冷的运行模式)的制冷剂的流向。
此外，同样在该除湿制冷模式的流向中，散热器4能够产生的制热能力(散热)相对于所要求的制热能力不充分，因此执行如下故障时空气调节模式，即如前文所述，对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电而使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40执行加热，利用制热剂循环回路23补足该不充分部分的制热能力。由此，能够避免吸热器9的冻结，并且能够稳定地继续进行车室内舒适的除湿和温度控制。
(8-6)除湿制热模式中室外膨胀阀6断线时的动作
接着，图11示出除湿制热模式中室外膨胀阀6的线圈断线的情况。如前文所述的除湿制热模式中，控制器32利用室外膨胀阀6的阀开度对吸热器9的温度进行控制，因此在执行该除湿制热模式时，若室外膨胀阀6的线圈断线，则控制器32无法对吸热器9的温度进行控制。
于是，在执行除湿制热模式时，控制器32检测到室外膨胀阀6的线圈发生断线故障的情况下，所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11的状态保持不变，不对制冷剂的流向进行切换，基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度，对压缩机2的转速进行控制。即，处于利用压缩机2对吸热器9的温度进行控制的状态。
此时，经过散热器4的空气的温度随之变化，因此控制器32基于散热器温度传感器46检测的散热器4的温度Tci，在该散热器4的温度Tci(经过了散热器4的空气的温度)较高的情况下，使用空气混合节气阀28不通过制热剂-空气热交换器40及散热器4，而使吹出至车室内的空气量增加。相反，在散热器4的温度Tci较低时，执行如下故障时空气调节模式，即对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电而使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40执行加热，利用制热剂循环回路23补足散热器4的散热不充分部分的制热能力。
像这样，利用压缩机2对吸热器9的温度进行控制，并且吹出至车室内的空气的温度通过空气混合节气阀28、以及使用制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40来加热而进行控制，因此能够继续顺畅地对吸热器9的温度和吹出至车室内的空气温度的双方进行控制，继续对车室内进行舒适的空气调节。
(8-7)除湿制冷模式中室外膨胀阀6断线时的动作
接着，图12示出除湿制冷模式中室外膨胀阀6的线圈断线的情况。如前文所述的除湿制冷模式中，控制器32利用室外膨胀阀6的阀开度对经过了散热器4的空气的温度进行控制，因此在执行该除湿制冷模式时，若室外膨胀阀6的线圈断线，则控制器32无法对经过了散热器4的空气温度进行控制。
因此，在执行除湿制冷模式时，控制器32检测到室外膨胀阀6的线圈发生断线故障的情况下，所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11的状态保持不变，不对制冷剂流向进行切换，基于散热器温度传感器46检测的散热器4的温度Tci，在该散热器4的温度Tci(经过了散热器4的空气的温度)较低时，对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电而使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40执行加热，利用制热剂循环回路23补足散热器4的散热不充分部分的制热能力。相反，在散热器4的温度Tci较高时，执行如下故障时空气调节模式，即利用空气混合节气阀28不通过制热剂-空气热交换器40及散热器4，使吹出到车室内的空气量增加，降低吹出至车室内的空气温度。
像这样，通过利用制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40进行加热、以及空气混合节气阀28，将吹出至车室内的空气温度控制在最适宜，因此能够继续顺畅地对吹出至车室内的空气温度进行控制，继续对车室内进行舒适的空气调节。
(8-8)制热模式中制热用电磁阀21断线时的动作
接着，图13示出前文所述的制热模式中制热用电磁阀21的线圈断线的情况。如前文所述的制热模式中，制冷用电磁阀17及除湿用电磁阀22关闭，因此在执行该制热模式时，制热用电磁阀21的线圈断线而关闭后，回路被切断，制冷剂回路R无法成立。此外，压缩机2的吸入制冷剂压力变得异常，存在对压缩机2造成严重损伤的危险。然而，即便切换为其他运行模式，在任何情况下制冷剂均流向吸热器9，因此存在吸热器9冻结的问题。
于是，在执行制热模式时，控制器32检测到制热用电磁阀21的线圈发生断线故障的情况下，停止压缩机2的运行。但室内送风机27运行。而且，执行如下故障时空气调节模式，即根据所要求的制热能力，使制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40对空气流通路内的空气进行加热。从而，能够避免制热用电磁阀21的断线对压缩机2带来损伤的问题，并且能够继续通过制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40对车室内进行制热。
(8-9)制热模式中室外膨胀阀6断线时的动作
接着，图14示出前文所述的制热模式中室外膨胀阀6的线圈断线的情况。该制热模式中，如前文所述，通过室外膨胀阀6的阀开度对散热器4的出口的制冷剂的过冷却度进行控制，因此在执行该制热模式时，若室外膨胀阀6的线圈断线，则无法对散热器4的出口的制冷剂的过冷却度进行控制。
即，无法将散热器4的出口的制冷剂的过冷却度控制为最适宜值，制热效率降低，但能够实现对车室内的制热。此外，不是其他设备出现问题，而是即便切换为其他运行模式，在任何情况下制冷剂均流向吸热器9，因而存在吸热器9冻结的问题，因此控制器32使所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11的状态保持制热模式不变，不对制冷剂的流向进行切换，继续进行制热模式的运行。
(8-10)制热模式中制冷用电磁阀17断线时的动作
接着，图15示出制热模式中制冷用电磁阀17的线圈断线的情况。该制热模式中，如前文所述，制冷用电磁阀17关闭，因此在执行该制热模式时，若制冷用电磁阀17的线圈断线，则电磁阀17打开。
然而，即便电磁阀17打开，制冷剂也只有极少量流向接收干燥器部14方向，因此制冷剂的流向实质上不发生变化，能够实现对车室内的制热。此外，不是其他设备出现问题，而是即便切换为其他运行模式，同样在任何情况下制冷剂均流向吸热器9，因而存在吸热器9冻结的问题，因此控制器32使所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11的状态保持制热模式不变，不对制冷剂流向进行切换，继续进行制热模式的运行。
(8-11)除湿制热模式中制冷用电磁阀17断线时的动作
接着，图16示出除湿制热模式中制冷用电磁阀17的线圈断线的情况。该除湿制热模式中，如前文所述，制冷用电磁阀17仍然关闭，因此在执行该除湿制热模式时，制冷用电磁阀17的线圈断线后，电磁阀17打开。
然而，该情况下制冷剂也只有极少量从电磁阀17流向接收干燥器部14方向，因此制冷剂流向实质上不发生变化，能够实现对车室内的除湿制热。此外，由于不是其他设备出现问题，因此控制器32将所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11的状态保持除湿制热模式不变，不对制冷剂的流向进行切换，继续进行除湿制热模式的运行。
(8-12)基于制冷剂回路R异常的故障检测方法
接着，图17示出制冷剂回路R的各部分温度及压力的状态。该图中，Nc为压缩机2的转速，PCO为目标散热器压力(作为目标的散热器4的压力)，TCO为目标散热器温度(作为目标的散热器4的温度)，Td为排出温度传感器43检测的压缩机2的排出制冷剂温度，11A为蒸发压力调节阀11的开闭状态(上为闭，下为开)，TH为制热剂空气热交换器温度传感器55检测的经过了制热剂-空气热交换器40的空气的温度，Tci为散热器温度传感器46检测的经过了散热器4的空气温度，Tciav为其平均温度，Pd为排出压力传感器42检测的压缩机2的排出制冷剂压力，Pci为散热器压力传感器47检测的散热器压力，ECCV为室外膨胀阀6的阀开度(脉冲数)，TXO为室外热交换器温度传感器54检测的室外热交换器7的制冷剂蒸发温度，Te为吸热器温度传感器48检测的吸热器温度，SC为散热器4的制冷剂的过冷却度，SCO为其目标值(目标过冷却度)，Ts为吸入温度传感器60检测的压缩机2的吸入制冷剂温度，Ps为吸入压力传感器44检测的压缩机2的吸入制冷剂压力。
如前文所述，除湿制冷模式中，室外热交换器7及吸热器9作为蒸发器发挥作用，但如图18所示，在制热用电磁阀21因某种原因固着而保持关闭的情况下(即便通电也不打开)，制冷剂回路R处于接近闭回路的状态，因此压缩机2的吸入制冷剂压力Ps降低，处于真空运行的状态。此外，制冷剂逐渐积存在室外热交换器7内，因此散热器压力Pci不会上升。而且，这种制冷剂回路的状况只会在除湿制热模式中制热用电磁阀21固着的情况下发生。
(8-13)除湿制热模式中制热用电磁阀21固着时的动作
于是，在执行除湿制热模式时，控制器32根据所述制冷剂回路R的状况判断制热用电磁阀21固着的情况下(该功能成为故障检测单元)，则如图18箭头所示，使所有电磁阀17、21、22、以及蒸发压力调节阀11不通电而打开，切换为以大口径对室外膨胀阀6进行控制的前文所述的除湿制冷模式(与除湿制热模式相比能够进一步制冷的运行模式)的制冷剂的流向。
进而，该除湿制冷模式的流向中，相对于所要求的制热能力，散热器4能够产生的制热能力(散热)不充分，因此执行如下故障时空气调节模式，即如前文所述，对制热剂循环回路23的制热剂加热电热器35通电而使其发热，运行循环泵30，从而通过制热剂-空气热交换器40执行加热，使用制热剂循环回路23补足该不充分部分的制热能力。
通过执行这种故障时空气调节模式，从而能够保证对车室内进行除湿，使车窗玻璃起雾等问题防患于未然，确保安全行驶。此外，将制冷剂的流向切换为能够进一步进行制冷的除湿制冷模式，根据需要通过制热剂循环回路23的制热剂-空气热交换器40进行加热，因此能够保证车室内的除湿，并且能够消除车室内温度降低的问题，实现舒适的空气调节。特别是还能够避免制热用电磁阀21固着导致压缩机2的损伤。
(9)辅助加热单元的其他示例
另外，所述实施例中作为辅助加热单元采用了制热剂循环回路23，但还可使用普通电热器(例如，PTC加热器)62构成辅助加热单元。该情况下与图1对应的结构例为图19。该图中图1的制热剂循环回路23被替换为该情况下的电热器62。
像这样，也可使用电热器62对提供至车室内的空气进行加热，根据所述结构，与使用制热剂循环回路23的情况相比，具有简化结构的优点。
此外，上述各实施例中，使用各自独立的电磁阀构成电磁阀21和电磁阀17，但是也可使用一体化的三通阀构成。在该情况下，采用在不通电状态下使朝向接收干燥器部14的一侧被开放，朝向制冷剂配管13C的一侧被关闭的三通阀。
此外，虽然实施例中针对切换并执行制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式、制冷模式的各运行模式的车辆用空调装置1运用了本发明，但是本发明第1方面并不限定于此，对于仅将其任意一种或者两种模式的组合作为除湿模式执行的装置而言，本发明也有效。
进而，上述各实施例中说明的制冷剂回路R的结构并不限定于此，当然能够在不超出本发明要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 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 蒸发压力调节阀
17、21、22 电磁阀
23 制热剂循环回路
26 吸入切换节气阀
27 室内送风机(鼓风机)
28 空气混合节气阀
30 循环泵(循环单元)
32 控制器(控制单元)
35 制热剂加热电热器(电热器)
40 制热剂-空气热交换器(辅助加热单元)
62 电热器(辅助加热单元)
R 制冷剂回路

Claims (13)

1.一种车辆用空调装置，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室内的空气流通；
散热器，该散热器使制冷剂散热，用来对从所述空气流通路提供至所述车室内的空气进行加热；
吸热器，该吸热器使制冷剂吸热，对从所述空气流通路提供至所述车室内的空气进行冷却；
室外热交换器，该室外热交换器被设置在所述车室外，使制冷剂散热或吸热；
多个电磁阀，该多个电磁阀用于对制冷剂回路的制冷剂流向进行切换；
辅助加热单元，该辅助加热单元用于对从所述空气流通路提供至所述车室内的空气进行加热；以及
控制单元，该控制单元对所述压缩机、所述电磁阀、以及所述辅助加热单元进行控制，
该车辆用空调装置通过该控制单元对所述电磁阀进行控制，对制冷剂的流向进行切换，从而执行以下各运行模式中的任意运行模式：
制热模式，该制热模式利用所述散热器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述室外热交换器使其吸热；
除湿模式，该除湿模式利用所述散热器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述吸热器使其吸热；以及
制冷模式，该制冷模式利用所述室外热交换器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述吸热器使其吸热，
其特征在于，
所述除湿模式包含：
除湿制热模式，该除湿制热模式利用所述散热器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述吸热器及所述室外热交换器使其吸热；以及
除湿制冷模式，该除湿制冷模式利用所述散热器及所述室外热交换器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述吸热器使其吸热，
所述控制单元具有：规定的故障时空气调节模式；以及对所述电磁阀的故障进行检测的故障检测单元，在所述除湿制热模式或所述除湿制冷模式中所述故障检测单元检测到所述电磁阀发生故障时，将制冷剂的流向切换为能够对所述车室内进行除湿的其他所述运行模式，作为所述故障时空气调节模式，继续进行所述车室内的空气调节。
2.如权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述控制单元在所述除湿制热模式中检测到所述电磁阀发生故障时，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为能够对所述车室内进一步进行制冷的所述运行模式，根据需要通过所述辅助加热单元进行加热。
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，包括制热用电磁阀，该制热用电磁阀在所述制热模式和所述除湿制热模式中被通电而打开，
所述控制单元在所述除湿制热模式中检测到所述制热用电磁阀发生故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为所述除湿制冷模式，在通过所述散热器进行的散热不充分时，通过所述辅助加热单元进行加热。
4.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，包括除湿用电磁阀，该除湿用电磁阀与所述室外热交换器并联连接，在所述除湿制热模式中被通电而打开，
所述控制单元在所述除湿制热模式中检测到所述除湿用电磁阀发生故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂发热流向切换为所述除湿制冷模式，在通过所述散热器进行的散热不充分时，通过所述辅助加热单元进行加热。
5.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，
所述除湿模式包含内部循环模式，该内部循环模式利用所述散热器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述吸热器使其吸热，
所述车辆用空调装置包括除湿用电磁阀，该除湿用电磁阀与所述室外热交换器并联连接，在所述内部循环模式中被通电而打开，
所述控制单元在所述内部循环模式中检测到所述除湿用电磁阀发生故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为所述除湿制冷模式，在通过所述散热器进行的散热不充分时，通过所述辅助加热单元进行加热。
6.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，包括蒸发压力调节阀，该蒸发压力调节阀与所述吸热器的制冷剂出口侧连接，在所述除湿制热模式中被开闭，
所述故障检测单元也对所述蒸发压力调节阀的故障进行检测，
并且所述控制单元在所述除湿制热模式中检测到所述蒸发压力调节阀发生故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式将制冷剂的流向切换为所述除湿制冷模式，在通过所述散热器进行的散热不充分时，通过所述辅助加热单元进行加热。
7.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，包括：
空气混合节气阀，该空气混合节气阀用于对将通过了所述吸热器的所述空气流通路内的空气向所述散热器通风的比例进行调节；以及
室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入所述室外热交换器的制冷剂，使其减压，
所述除湿模式包含除湿制热模式，该除湿制热模式利用所述散热器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述吸热器及所述室外热交换器使其吸热，在该除湿制热模式中，所述控制单元通过所述室外膨胀阀的阀开度对所述吸热器的温度进行控制，通过所述压缩机的转速对经过了所述散热器的空气温度进行控制，
并且所述故障检测单元也对所述室外膨胀阀的故障进行检测，
所述控制单元在所述除湿制热模式中检测到所述室外膨胀阀发生故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式不对制冷剂的流向进行切换，通过所述压缩机对所述吸热器的温度进行控制，通过所述空气混合节气阀和所述辅助加热单元对吹出至所述车室内的空气温度进行控制。
8.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，包括：
空气混合节气阀，该空气混合节气阀用于对将通过了所述吸热器的所述空气流通路内的空气向所述散热器通风的比例进行调节；以及
室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入所述室外热交换器的制冷剂，使其减压，
所述除湿模式包含除湿制冷模式，该除湿制冷模式利用所述散热器及室外热交换器使从所述压缩机排出的制冷剂散热，使散热后的该制冷剂进行减压后，利用所述吸热器使其吸热，在该除湿制冷模式中，所述控制单元通过所述室外膨胀阀的阀开度对经过了所述散热器的空气温度进行控制，
并且所述故障检测单元也对所述室外膨胀阀的故障进行检测，
所述控制单元在所述除湿制冷模式中检测到所述室外膨胀阀发生故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式不对制冷剂流向进行切换，通过所述空气混合节气阀和所述辅助加热单元对吹出至所述车室内的空气温度进行控制。
9.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，包括制热用电磁阀，该制热用电磁阀在所述制热模式中被通电而被开放，
所述控制单元在所述制热模式中检测到所述制热用电磁阀发生故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式停止所述压缩机的运行，通过所述辅助加热单元进行加热。
10.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，包括：
室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入所述室外热交换器的制冷剂，使其减压；以及
蒸发压力调节阀，该蒸发压力调节阀与所述吸热器的制冷剂出口侧连接，在所述除湿制热模式中被开闭，
所述故障检测单元也对所述室外膨胀阀和所述蒸发压力调节阀的故障进行检测，
并且所述控制单元在所述各运行模式中检测到所述电磁阀、所述室外膨胀阀、以及所述蒸发压力调节阀中的任一个故障的情况下，执行所述故障时空气调节模式，该故障时空气调节模式在该运行模式中能够实现车室内空气调节时，不对制冷剂的流向进行切换，继续执行该运行模式。
11.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，包括：
室外膨胀阀，该室外膨胀阀减少流入所述室外热交换器的制冷剂，使其减压；以及
蒸发压力调节阀，该蒸发压力调节阀与所述吸热器的制冷剂出口侧连接，在所述除湿制热模式中被开闭，
所述故障检测单元以电气方式、或者根据所述制冷剂回路的温度及/或压力的状况，对所述电磁阀、所述室外膨胀阀、以及所述蒸发压力调节阀的故障进行检测。
12.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，
包括制热剂循环回路，该制热剂循环回路具有制热剂-空气热交换器、电热器、以及循环单元，通过所述循环单元使被所述电热器加热后的制热剂在所述制热剂-空气热交换器循环，由所述制热剂-空气热交换器构成所述辅助加热单元。
13.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，
由对从所述空气流通路提供至所述车室内的空气进行加热的电热器构成所述辅助加热单元。
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