CN107107709A - 车辆用空调装置 - Google Patents

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Abstract

车辆用空调装置为具备室外热交换器的热泵式的车辆用的空调装置，该室外热交换器在内部流动的制冷剂与外部空气之间进行热交换。在车辆用空调装置中，控制器作为计算室外热交换器的出口侧的制冷剂流路的制冷剂与外部空气之间的温度差ΔT的温度差计算部发挥功能，另外作为基于温度差ΔT成为室外热交换器可能发生结霜的结霜温度差以上的状态的经过时间tn来判定为室外热交换器发生了结霜的结霜判定部发挥功能。

Description

车辆用空调装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用空调装置。
背景技术
在JP2013-129353A中公开了一种车辆用空调装置，其具备结霜判定部，该结霜判定部判定车室外蒸发器是否发生了结霜。在JP2013-129353A的车辆用空调装置中，进行在外部空气温度传感器的检测值与车室外蒸发器制冷剂温度传感器的检测值之间的温度差即使有一瞬间变为规定值以上的情况下也判定为有结霜的结霜判定。
发明内容
然而，存在以下情况：例如车辆在隧道出入口等外部空气温度急剧变化的地方行驶的场景那样即使实际上没有发生结霜的情况下室外热交换器的出口侧制冷剂与外部空气之间的温度差也会暂时变大。因此，在温度差即使有一瞬间变为规定值以上的情况下也判定为有结霜的JP2013-129353A的车辆用空调装置中，存在以下顾虑：无法应对上述场景，虽然没有发生结霜却误判定为发生了结霜。
本发明是为了解决这样的问题而发明的，其目的是提供如下一种车辆用空调装置：即使在由于车辆的行驶场景的变化等而室外热交换器的出口侧制冷剂与外部空气之间的温度差暂时变大的情况下，也不会误判定而能够高精度地判定结霜的发生。
本发明的某一方式所涉及的热泵式的车辆用空调装置具备室外热交换器，该室外热交换器用于在内部流动的制冷剂与外部空气之间进行热交换。车辆用空调装置具备：温度差计算部，其计算室外热交换器的出口侧制冷剂与外部空气之间的温度差；以及结霜判定部，其基于制热时的温度差成为室外热交换器可能发生结霜的结霜温度差以上的状态的经过时间，来判定为室外热交换器发生了结霜。
根据这样的方式，基于由温度差计算部计算出的温度差成为结霜温度差以上的状态的经过时间来判定为发生了结霜。因而，即使在暂时成为结霜温度差以上的大的温度差的情况下，也不会误判定而能够高精度地判定结霜的发生。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的车辆用空调装置的系统结构图。
图2是本发明的第一实施方式所涉及的车辆用空调装置的控制器所执行的结霜判定控制的流程图。
图3是控制器所执行的结霜时间估计控制的流程图。
图4是控制器所参照的通过风速特性表。
图5是控制器所参照的结霜时间特性表。
图6是本发明的第二实施方式所涉及的车辆用空调装置的控制器所执行的结霜判定控制的流程图。
图7是本发明的第三实施方式所涉及的车辆用空调装置的控制器所执行的结霜判定控制的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式所涉及的车辆用空调装置100的系统结构图。
车辆用空调装置100包括热泵循环1、HVAC单元(Heating Ventilation and AirConditioning Unit：采暖通风和空调单元)70以及控制器90。
热泵循环1具备：制冷剂流路60，其供制冷剂流动；气液分离器(accumulator)10，其设置在制冷剂流路60上，使制冷剂气液分离；压缩机20，其对制冷剂进行压缩；冷凝器30，其使成为高压的制冷剂的热散出；室外热交换器40，其在制冷剂与外部空气之间进行热交换；以及蒸发器50，其使制冷剂吸收周围空气的热。在制冷剂中例如能够使用HFC-134a等。
气液分离器10将在制冷剂流路60中流动的制冷剂气液分离为气相制冷剂和液相制冷剂。气液分离器10只使分离出的气相制冷剂流向压缩机20。
压缩机20配置在气液分离器10的下游侧，吸引通过气液分离器10过来的气相制冷剂并进行压缩。气相制冷剂被压缩机20压缩从而温度变高。
冷凝器30配置在压缩机20的下游侧。冷凝器30使气相制冷剂的热散出到周围的空气中。被散出了热的制冷剂凝结而成为液相的制冷剂。向冷凝器30供给的气相制冷剂被压缩机20变为了高压，因此仅被冷却到与周围的空气同等程度的温度也容易地液化。
室外热交换器40在内部流动的制冷剂与外部空气之间进行热交换。通过车辆的行驶、电动风扇80的旋转，外部空气被导入到室外热交换器40。
蒸发器50使在内部流动的制冷剂吸收蒸发器50周围的空气的热。借助蒸发器50吸收了热的制冷剂流向气液分离器10。通过了蒸发器50的制冷剂由于吸收热而容易气化，因此气相制冷剂的比例变高。
在制冷剂流路60中，在冷凝器30与室外热交换器40之间并联配置有第一膨胀阀61和电磁阀62。另外，在制冷剂流路60中，在室外热交换器40与蒸发器50之间串联配置有三通阀63和第二膨胀阀64。
第一膨胀阀61使从冷凝器30流过来的制冷剂减压膨胀。被冷凝器30的上游的压缩机20压缩而成为高压的制冷剂从第一膨胀阀61中的小孔喷射出，由此减压膨胀而成为雾状的低温的制冷剂。
电磁阀62在制热运转时关闭，在制冷运转时或除湿制热运转时打开。在制热运转时电磁阀62被关闭，因此从冷凝器30流过来的制冷剂如上述那样通过第一膨胀阀61而成为减压膨胀后的雾状的制冷剂后流向室外热交换器40。在制冷运转时或除湿制热运转时，由于电磁阀62被打开，从冷凝器30流过来的制冷剂通过电磁阀62而仍然保持高压地流向室外热交换器40。
三通阀63配置为能够切换从室外热交换器40经由第二膨胀阀64流向蒸发器50的制冷剂的流动。在热泵循环1中，通过切换三通阀63来切换制冷剂流向第二膨胀阀64和蒸发器50的流路和制冷剂绕开第二膨胀阀64和蒸发器50而流向气液分离器10的流路。被三通阀63切换了流动的制冷剂绕过第二膨胀阀64和蒸发器50而流向气液分离器10。
第二膨胀阀64使从三通阀63流过来的制冷剂减压膨胀后流向蒸发器50。高压的制冷剂从第二膨胀阀64中的小孔喷射出，由此减压膨胀而成为雾状的低温的制冷剂。
HVAC单元70对要导入到车室内的空气进行制冷、制热或除湿制热，由此将车室内调整为设定温度。冷凝器30和蒸发器50被配置在HVAC单元70内，从而在被取入的空气与在冷凝器30和蒸发器50内流动的制冷剂之间进行热交换。HVAC单元70在不进行制热运转时利用空气混合门71来切断冷凝器30的上游侧的空气的流动，以使所取入的空气不与冷凝器30接触。此外，也可以在热泵循环1的制冷剂流路60设置绕过冷凝器30的分支通路。
控制器90由CPU、ROM、RAM等构成，通过由CPU读取ROM中所存储的程序，来使车辆用空调装置100发挥各种功能。
向控制器90输入来自外部空气温度传感器91的信号、来自出口侧制冷剂温度传感器92的信号、来自车速传感器93的信号以及电动风扇80的开启/关闭信号等。
外部空气温度传感器91为检测被取入到室外热交换器40之前的外部空气的温度来作为外部空气温度Ta的传感器。
出口侧制冷剂温度传感器92为检测在室外热交换器40的出口侧的制冷剂流路60中流动的制冷剂的温度来作为出口侧制冷剂温度Tr的传感器。此外，出口侧制冷剂温度传感器92既可以直接检测制冷剂流路60中的制冷剂的温度，也可以检测制冷剂流路60的配管表面温度来作为制冷剂的温度。另外，出口侧制冷剂温度传感器92也可以检测室外热交换器40主体的出口附近的制冷剂的温度。
车速传感器93例如为检测车轮的旋转速度的车轮速度传感器。根据由车速传感器93检测出的车轮的旋转速度求出车辆行驶的速度来作为车速V。此外，也可以通过检测车轴的转速来运算车轮的旋转速度从而求出车速V。另外，也可以另外设置检测车速V的传感器。
控制器90基于所输入的信号来控制电动风扇80、压缩机20、空气混合门71的工作，从而进行空调控制。另外，控制器90基于来自A/C开关(未图示)的信号等来开闭电磁阀62并控制三通阀63的流路方向。
在此，对车辆用空调装置100所执行的空调控制进行说明。在车辆用空调装置100中，控制器90基于来自A/C开关的信号等来判定车室内的制冷要求、制热要求或者除湿制热要求，并执行空调控制。
在进行制冷运转的情况下，控制器90打开电磁阀62并将三通阀63切换到第二膨胀阀64侧，并且使空气混合门71切断冷凝器30的上游侧的空气的流动。被压缩机20压缩而成为高温的制冷剂不进行热交换地通过冷凝器30，从打开的电磁阀62流向室外热交换器40，在室外热交换器40中与外部空气之间进行热交换从而被冷却。由于与外部空气进行热交换而被冷却的制冷剂通过三通阀63，并由第二膨胀阀64减压膨胀而变为更低温，在蒸发器50中与要导入到车室内的空气进行了热交换之后经由气液分离器10流向压缩机20。被取入到HVAC单元70内的要导入到车室内的空气借助蒸发器50与低温的制冷剂进行热交换从而被冷却，由此对车室内进行制冷。
在进行制热运转的情况下，控制器90关闭电磁阀62并将三通阀63切换到气液分离器10侧，并且打开空气混合门71使得空气在冷凝器30的上游侧流通。被压缩机20压缩而成为高温的制冷剂在冷凝器30中与要导入到车室内的空气进行热交换，由此被冷却。之后，制冷剂通过从第一膨胀阀61喷射出而减压膨胀，变成更低温后流向室外热交换器40。成为比外部空气温度低的制冷剂在室外热交换器40中与外部空气之间进行热交换而被加热之后，通过三通阀63和气液分离器10而流向压缩机20。被取入到HVAC单元70内的要导入到车室内的空气借助冷凝器30而被高温的制冷剂加热，由此对车室内进行制热。
在进行除湿制热运转的情况下，控制器90关闭电磁阀62并将三通阀63切换到第二膨胀阀64侧，并且打开空气混合门71使得空气在冷凝器30的上游侧流通。被压缩机20压缩而成为高温的制冷剂在冷凝器30中与要导入到车室内的空气进行热交换从而被冷却。之后，制冷剂通过从第一膨胀阀61喷射出而减压膨胀，变为更低温后流向室外热交换器40。在变为比外部空气温度低的制冷剂在室外热交换器40中与外部空气之间进行热交换而被加热之后，通过三通阀63并由第二膨胀阀64减压膨胀而被冷却。被冷却的制冷剂在蒸发器50中与要导入到车室内的空气进行了热交换之后经由气液分离器10流向压缩机20。被取入到HVAC单元70内的要导入到车室内的空气借助蒸发器50而被低温的制冷剂冷却、由此被冷却除湿之后，借助冷凝器30被再加热，由此成为干燥而温暖的空气来对车室内进行除湿制热。
这样，车辆用空调装置100根据车室内的制冷要求、制热要求或者除湿制热要求来执行空调控制。当利用室外热交换器40在外部空气与制冷剂之间正常地进行热交换时，室外热交换器40的出口侧制冷剂温度Tr接近外部空气温度Ta。
但是，在进行制热运转、除湿制热运转的情况下即在制热变为开启的情况下，比外部空气温度低的制冷剂在室外热交换器40内流动。室外热交换器40周围的外部空气中的水蒸汽被极低温的制冷剂冷却到露点温度以下，由此结露而附着于室外热交换器40。当结露水被极低温的制冷剂冷却到冰点以下时，存在发生冻结而室外热交换器40发生结霜的顾虑。当室外热交换器40发生结霜时，存在以下担忧：由于结霜而阻碍在室外热交换器40内流动的制冷剂与外部空气之间进行的热交换，从而借助冷凝器30进行的加热效率和再加热效率、即车辆用空调装置100的制热效率下降。
因此，制热时的车辆用空调装置100进行以下的结霜判定控制，来判定室外热交换器40的结霜的发生。图2是车辆用空调装置100的控制器90所执行的结霜判定控制的流程图。
在步骤S101中，控制器90判定制热是否为开启。在制热为开启的情况下，控制器90执行步骤S102的处理。在制热不为开启的情况下，控制器90继续执行步骤S101的处理。
在步骤S102中，控制器90执行结霜时间估计控制。在此，参照图3来说明控制器90所执行的结霜时间估计控制。图3是结霜时间估计控制的流程图。
在步骤S201中，控制器90基于所输入的来自外部空气温度传感器91的信号、来自出口侧制冷剂温度传感器92的信号以及来自车速传感器93的信号，来检测外部空气温度Ta、室外热交换器40的出口侧制冷剂温度Tr以及车速V。另外，控制器90基于电动风扇80的开启/关闭信号来检测电动风扇80是否在工作。
在步骤S202中，控制器90参照图4的通过风速特性表来设定通过风速Va。通过风速Va为通过室外热交换器40的外部空气的速度。在图4中，横轴为车速V，纵轴为通过风速Va。图4分别示出了电动风扇80为开启的情况和电动风扇80为关闭的情况下的通过风速特性。
如图4所示，通过风速Va与车速V的增加一起增大。另外，在电动风扇80不工作的关闭的情况下，通过风速Va随着车速V变小而减少，在电动风扇80工作的开启的情况下，通过旋转而取入外部空气，因此即使车速V变小，通过风速Va也保持固定的值。
在步骤S203中，控制器90基于所检测出的出口侧制冷剂温度Tr和外部空气温度Ta，来计算室外热交换器40的出口侧的制冷剂流路60的制冷剂与外部空气之间的温度差ΔT。在室外热交换器40未发生结霜的情况下，在制冷剂与外部空气之间正常地进行热交换，因此温度差ΔT小。另一方面，在室外热交换器40发生了结霜的情况下，在制冷剂与外部空气之间无法正常地进行热交换，从而制冷剂保持极低温的状态地通过室外热交换器40的出口，因此温度差ΔT变大为室外热交换器40可能发生结霜的结霜温度差以上。像这样，控制器90作为车辆用空调装置100的温度差计算部发挥功能。
此外，在本实施方式中，如上述那样使用出口侧制冷剂温度传感器92来检测出口侧制冷剂温度Tr，但是也可以取代此方式而基于压缩机20的喷出压力和转速、冷凝器30的散热量等来估计出口侧制冷剂温度Tr。
在步骤S204中，控制器90基于计算出的温度差ΔT和通过风速Va来估计结霜时间tf。结霜时间tf是室外热交换器40的周围的水蒸汽被冷却后冻结、由此结霜发展到对室外热交换器40的热交换性产生影响的程度的时间。例如在温度差ΔT持续为结霜温度差以上的状态的情况下，结霜时间tf为从其起点(温度差ΔT变为结霜温度差以上的时间点)到终点(成为通过室外热交换器40的风量减少的程度的大的结霜的时间点、或者室外热交换器40的热交换管、翅片的大部分发生冻结的时间点)为止的时间。
参照图5的结霜时间特性表来设定本实施方式中的结霜时间tf。在图5中，横轴为通过风速Va，纵轴为结霜时间tf。图5示出了根据温度差ΔT而变化的通过风速Va与结霜时间tf的关系。此外，在室外热交换器40的出口侧制冷剂温度Tr比0℃高的情况下，即使在室外热交换器40的表面发生结露，结露的水分也不会发生冻结，因此不设定结霜时间tf。
如图5所示，通过风速Va越增大，则包含水蒸汽的外部空气接连被导入到室外热交换器40周围，因此结霜时间tf越短。另外，温度差ΔT越大，则外部空气在室外热交换器40的出口附近越被冷却，因此结霜时间tf越短。
在此，在某个车辆的行驶场景中，在温度差ΔT为第一温度差ΔT1，通过风速Va为第一通过风速V1的情况下，控制器90参照图5的结霜时间特性表来确定点A，从而导出结霜时间tf为第一结霜时间tf1。
另外，在车辆的行驶场景发生变化、温度差ΔT成为比第一温度差ΔT1大的第二温度差ΔT2、通过风速Va成为比V1快的V2的情况下，控制器90参照图5的结霜时间特性表来确定点B，从而导出结霜时间tf为比第一结霜时间tf1短的第二结霜时间tf2。这样，控制器90在图3的步骤S204的处理中设定结霜时间tf，由此作为车辆用空调装置100的结霜时间估计部发挥功能。
如以上那样，控制器90在进行了结霜时间估计控制之后返回图2的结霜判定控制的流程图来执行步骤S103的处理。
在步骤S103中，控制器90开始经过时间tn的计时。经过时间tn为在外部空气与极低温的制冷剂之间的温度差ΔT成为可能在室外热交换器40发生结霜的结霜温度差以上的状态下持续的时间。
在步骤S104中，控制器90判定经过时间tn是否成为结霜时间tf以上。控制器90在经过时间tn小于结霜时间tf的情况下继续执行步骤S104的处理，在经过时间tn成为结霜时间tf以上的情况下执行步骤S105的处理。
在步骤S105中，控制器90判定为室外热交换器40发生了结霜。伴随判定出发生结霜，在车辆用空调装置100中，适当地进行除霜运转、使用了未图示的其它热源的制热运转等处理。像这样，控制器90作为车辆用空调装置100的结霜判定部发挥功能。
根据上述的第一实施方式所涉及的车辆用空调装置100，能够得到以下效果。
车辆用空调装置100为具备在内部流动的制冷剂与外部空气之间进行热交换的室外热交换器40的热泵式的车辆用的空调装置。在车辆用空调装置100中，控制器90作为计算室外热交换器40的出口侧的制冷剂流路60的制冷剂与外部空气之间的温度差ΔT的温度差计算部发挥功能，另外作为基于温度差ΔT成为室外热交换器40可能发生结霜的结霜温度差以上的状态的经过时间tn的长度来判定为室外热交换器40发生了结霜的结霜判定部发挥功能。
另外，在车辆用空调装置100中，控制器90作为对发生可能对室外热交换器40的热交换性产生影响的结霜的结霜时间tf进行估计的结霜时间估计部发挥功能。温度差ΔT越大，则作为结霜时间估计部的控制器90将结霜时间tf估计得越短。作为结霜判定部的控制器90在经过时间tn为结霜时间tf以上的情况下，判定为室外热交换器40发生了可能对热交换性产生影响的结霜(例如室外热交换器40的一面发生冻结从而其热交换性恶化的程度的结霜)。
根据这样的车辆用空调装置100，在经过时间tn为结霜时间tf以上的情况下判定为发生了结霜，因此即使在暂时成为结霜温度差以上的温度差ΔT的情况下，也不会误判定而能够高精度地判定结霜的发生。另外，越是温度差ΔT变大从而结霜容易更快发生时，越将结霜时间tf设定得短，因此能够在短时间内高精度地判定发生了结霜。另外，在温度差ΔT大的情况下，也存在已经发生结霜并对热交换产生了障碍的顾虑，但是由于将结霜时间tf设定得短，因此能够尽早判定发生了结霜。
在车辆用空调装置100中，作为结霜时间估计部的控制器90基于温度差ΔT和通过室外热交换器40的外部空气的通过风速Va来设定结霜时间tf。另外，通过室外热交换器40的外部空气的通过风速Va越快，则作为结霜时间估计部的控制器90将结霜时间tf设定得越短。
根据这样的车辆用空调装置100，越是通过风速Va变快从而结霜容易更快地发展时，越将结霜时间tf设定得短，因此能够在短时间内高精度地判定发生了结霜。
(第二实施方式)
参照图6来说明本发明的第二实施方式所涉及的车辆用空调装置200。图6是车辆用空调装置200的控制器90所执行的结霜判定控制的流程图。与第一实施方式的不同点在于，在第二实施方式的流程图中为以下方式：根据结霜时间tf估计结霜程度F，基于结霜程度F来执行结霜判定。此外，在下面的实施方式中，对实现与第一实施方式相同的功能的结构标注相同的标记，适当省略说明重复的记载。
在步骤S301至步骤S303中，控制器90进行与第一实施方式的步骤S101至步骤S103相同的处理。控制器90在步骤S301中判定为制热为开启的情况下，在步骤S302中执行图2的结霜时间估计控制，来设定结霜时间tf。控制器90在步骤S303中开始对在外部空气与极低温的制冷剂之间的温度差ΔT为结霜温度差以上的状态下持续的经过时间tn进行计时。
在步骤S304中，控制器90根据经过时间tn和结霜时间tf求出经过时间tn相对于结霜时间tf的比率来估计结霜程度F。结霜程度F表示室外热交换器40发生结霜的程度，例如是通过将经过时间tn除以结霜时间tf来求出的。像这样，控制器90作为车辆用空调装置200的结霜程度估计部发挥功能。
在步骤S305中，控制器90判定结霜程度F是否达到了可能发生对室外热交换器40的热交换性造成影响的程度的结霜的结霜阈值。结霜阈值例如设定为1。控制器90在结霜程度F小于1的情况下继续执行步骤S305的处理，在结霜程度F为1以上的情况下执行步骤S306的处理。
在步骤S306中，控制器90判定为室外热交换器40发生了结霜。伴随判定出发生结霜，在车辆用空调装置200中，适当地进行除霜运转、使用未图示的其它热源的制热运转等处理。像这样，控制器90作为车辆用空调装置200的结霜判定部发挥功能。
在此，对在某个车辆的行驶场景中第二实施方式的控制器90所执行的结霜判定控制进行说明。在温度差ΔT为第一温度差ΔT1、通过风速Va为第一通过风速V1的情况下，控制器90在图3的步骤S204中参照图5的结霜时间特性表来确定点A，从而导出结霜时间tf为第一结霜时间tf1。
例如，当设所导出的第一结霜时间tf1为5分钟、经过时间tn为1分钟时，控制器90在图6的步骤S304中估计为结霜程度F为0.2。之后，在步骤S305中，由于结霜程度F为0.2而不是1以上，因此控制器90继续执行步骤S305的处理。
另外，对车辆的行驶场景发生变化、温度差ΔT成为比第一温度差ΔT1大的第二温度差ΔT2、通过风速Va成为比V1快的V2的情况进行说明。控制器90在图3的步骤S204中参照图5的结霜时间特性表来确定点B，从而导出结霜时间tf为比第一结霜时间tf1短的第二结霜时间tf2。
例如，当设所导出的第二结霜时间tf2为1分钟、经过时间tn为1分钟时，控制器90在图6的步骤S304中估计为结霜程度F为1。之后，在步骤S305中，控制器90判定为结霜程度F为1从而是1以上，因此进入步骤S306的处理，判定为室外热交换器40发生了结霜。
根据上述的第二实施方式所涉及的车辆用空调装置200，能够得到以下效果。
在车辆用空调装置200中，控制器90作为对发生可能对室外热交换器40的热交换性产生影响的结霜的结霜时间进行估计的结霜时间估计部发挥功能，另外，作为基于经过时间tn相对于结霜时间tf的比率来估计室外热交换器40发生的结霜的结霜程度F的结霜程度估计部发挥功能。温度差ΔT越大，则作为结霜时间估计部发挥功能的控制器90将结霜时间tf估计得越短。
另外，在车辆用空调装置200中，作为结霜判定部的控制器90在结霜程度F为可能发生结霜的结霜阈值(例如1)以上的情况下判定为室外热交换器40发生了能够对室外热交换器40的热交换性产生影响的程度的结霜。
根据这样的车辆用空调装置200，使用基于经过时间tn相对于结霜时间tf的比率估计出的结霜程度F，因此即使在暂时成为结霜温度差以上的温度差ΔT的情况下，也不会误判定而能够高精度地判定结霜的发生。另外，根据结霜程度F成为可能发生结霜的结霜阈值的1以上而判定为发生了结霜，因此能够将结霜程度F直接设为百分率表示等来使用，从而能够简单地确认结霜发展到了什么程度。
例如，也可以是，在结霜程度F为可能发生结霜的结霜程度F为0.5的情况下，判定为室外热交换器40的半面发生了结霜。在这样的判定中，能够对根据结霜程度F的大小判定为发生了什么程度的结霜进行适当地变更。
而且，通过计算这样的结霜程度F，能够设定与该结霜程度F相应的除霜时间，由此能够估计除霜运转的消耗电力。
(第三实施方式)
参照图7来说明本发明的第三实施方式的车辆用空调装置300。图7是车辆用空调装置300的控制器90所执行的结霜判定控制的流程图。与第一实施方式和第二实施方式的不同点在于，在第三实施方式的流程图中为以下方式：根据所估计出的结霜程度F计算累积结霜程度S来执行结霜判定。
在步骤S401中，控制器90进行与第一实施方式的步骤S101相同的处理，在制热为开启的情况下执行步骤S402的处理。
在步骤S402中，控制器90从RAM调出初始累积结霜程度Sini。初始累积结霜程度Sini表示结霜程度F的累计值，因此调出RAM中所记录的最新的值。
在步骤S403中，控制器90判定除霜条件是否成立。除霜条件例如在进行了除霜运转的情况、启动时外部空气温度Ta为十分高的温度的情况、制冷运转持续了预定的时间的情况等下成立。在除霜条件成立的情况下，为室外热交换器40没有发生结霜的状态，控制器90执行步骤S410的处理。在除霜条件不成立的情况下，控制器90执行步骤S404的处理。
在步骤S404中，控制器90执行作为与第一实施方式的步骤S102、第二实施方式的步骤S302相同的处理的图3的结霜时间估计控制。控制器90在结霜时间估计控制中求出外部空气与制冷剂之间的温度差ΔT，并且设定结霜时间tf。
在步骤S405中，控制器90进行与第一实施方式的步骤S103、第二实施方式的步骤S303相同的处理，开始对在外部空气与极低温的制冷剂之间的温度差ΔT为结霜温度差以上的状态下持续的经过时间tn进行计时。
在步骤S406中，控制器90根据经过时间tn和结霜时间tf，基于经过时间tn相对于结霜时间tf的比率来估计室外热交换器40发生结霜的结霜程度F。结霜程度F例如是通过将经过时间tn除以结霜时间tf来求出的(F＝tn/tf)。像这样，控制器90作为车辆用空调装置300的结霜程度估计部发挥功能。
在步骤S407中，控制器90计算累积结霜程度S。累积结霜程度S为对通过由控制器90执行结霜判定控制而更新的结霜程度F进行累计所得到的值，是通过对初始累积结霜程度Sini加上结霜程度F来计算的，通过如下所示的式1计算。
S＝∑F＝Sini+F…式1
在步骤S408中，控制器90判定累积结霜程度S是否为结霜阈值以上。结霜阈值例如设定为1。控制器90在累积结霜程度S为1以上的情况下执行步骤S409的处理，在累积结霜程度S小于1的情况下执行S411的处理。
在步骤S409中，控制器90判定为室外热交换器40发生了结霜。伴随判定出发生结霜，在车辆用空调装置300中，适当地进行除霜运转、使用了未图示的其它热源的制热运转等处理。像这样，控制器90作为车辆用空调装置300的结霜判定部发挥功能。
在步骤S410中，由于在步骤S403的处理中除霜条件成立，因此控制器90将初始累积结霜程度Sini重置为0。之后，控制器90使处理进入步骤S408。
在步骤S411中，控制器90将在步骤S407中计算出的累积结霜程度S的值代入初始累积结霜程度Sini并记录到RAM。之后，控制器90使处理进入步骤S402。
在此，对在某个车辆的行驶场景中第三实施方式的控制器90所执行的结霜判定控制进行说明。
当在步骤S401中判定为制热正在工作时，在步骤S402中从RAM调出初始累积结霜程度Sini。初始累积结霜程度Sini为上次结束时的值，例如设为0。另外，设温度差ΔT为第一温度差ΔT1，通过风速Va为第一通过风速V1。控制器90执行步骤S404的结霜时间估计控制，在图3的步骤S204中参照图5的结霜时间特性表来确定点A，从而导出结霜时间tf为第一结霜时间tf1。
例如，在所导出的第一结霜时间tf1为5分钟、经过时间tn为1分钟的情况下，控制器90在步骤S406中估计为结霜程度F为0.2。之后，在步骤S407中控制器90计算累积结霜程度S。累积结霜程度S为对初始累积结霜程度Sini的0加上结霜程度F的0.2而得到的值即0.2。控制器90在步骤S408中判定为累积结霜程度S为0.2而不为1以上，从而进入步骤S411的处理。控制器90在步骤S411中将在步骤S407中计算出的累积结霜程度S的0.2代入初始累积结霜程度Sini并记录到RAM。
接着，对在步骤S407之后车辆的行驶场景进一步发生了变化的情况进行说明。处理进入步骤S402，控制器90从RAM调出上次所记录的初始累积结霜程度Sini的0.2。另外，设温度差ΔT成为比第一温度差ΔT1大的第二温度差ΔT2，通过风速Va成为比V1快的V2。控制器90执行步骤S404的结霜时间估计控制，在图3的步骤S204中参照图5的结霜时间特性表来确定点B，从而导出结霜时间tf为比第一结霜时间tf1短的第二结霜时间tf2。
例如，在所导出的第二结霜时间tf2为1分钟、经过时间tn进一步前进了1分钟的情况下，控制器90在步骤S405中重新计时为经过时间tn为1分钟，在步骤S406中估计为结霜程度F为1。之后，在步骤S407中，控制器90计算累积结霜程度S。累积结霜程度S为对初始累积结霜程度Sini的0.2加上结霜程度F的1之后的值即1.2。控制器90在步骤S408中判定为累积结霜程度S为1.2从而为1以上，从而进入步骤S409的处理。控制器90在步骤S409中判定为室外热交换器40发生了结霜。像这样，控制器90每当进入步骤S405的处理就重新对经过时间tn进行计时，并在步骤S406的处理中针对每个经过时间tn估计结霜程度F。
根据上述的第三实施方式所涉及的车辆用空调装置300，能够得到以下的效果。
在车辆用空调装置300中，作为结霜程度估计部的控制器90针对每个经过时间tn基于经过时间tn相对于结霜时间tf的比率来估计结霜程度F，作为结霜判定部的控制器90对针对每个经过时间tn估计出的结霜程度F进行累计来以累计值的形式计算累积结霜程度S，在累积结霜程度S为可能发生结霜的结霜阈值的1以上的情况下，判定为室外热交换器40发生了结霜。
根据这样的车辆用空调装置300，基于对针对每个经过时间tn估计出的结霜程度F进行累计而计算出的累积结霜程度S来进行结霜判定，因此能够将每个经过时间tn的结霜的发展状态全部考虑在内来进行结霜判定。因此，即使在每个经过时间tn根据车辆的行驶场景的变化而结霜时间tf都发生改变，也能够掌握结霜发展到了什么程度，从而能够高精度地判定结霜的发生。
在车辆用空调装置300中，作为结霜判定部的控制器90在结霜消失的除霜条件成立的情况下，将对针对每个经过时间tn估计出的结霜程度F进行累计而得到的累计值即初始累积结霜程度Sini重置。
根据这样的车辆用空调装置300，能够在除霜条件成立从而室外热交换器40没有发生结霜的情况下将初始累积结霜程度Sini重置，因此能够重新计算累积结霜程度S。因此，在没有发生结霜的情况下，不会使累积结霜程度S成为结霜阈值以上而误判定为发生了结霜，从而能够高精度地判定结霜的发生。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但是上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，并不意图将本发明的保护范围限定为上述实施方式的具体结构。
例如，也可以取代出口侧制冷剂温度传感器92而使用压力传感器来判断温度。能够基于制冷剂特性并根据制冷剂的压力来变换温度，因此能够像上述实施方式那样计算外部空气与制冷剂之间的温度差ΔT，从而能够判定是否发生了结霜。
本申请主张基于2014年12月24日向日本专利局申请的特愿2014-260763的优先权，该申请的全部内容通过参照而被引入到本说明书中。

Claims (10)

1.一种车辆用空调装置，是具备室外热交换器的热泵式的车辆用空调装置，所述室外热交换器用于在内部流动的制冷剂与外部空气之间进行热交换，所述车辆用空调装置具备：
温度差计算部，其计算所述室外热交换器的出口侧制冷剂与外部空气之间的温度差；以及
结霜判定部，其基于制热时的所述温度差成为所述室外热交换器可能发生结霜的结霜温度差以上的状态的经过时间，来判定为所述室外热交换器发生了结霜。
2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述车辆用空调装置还具备结霜时间估计部，该结霜时间估计部对发生可能对所述室外热交换器的热交换性产生影响的结霜的结霜时间进行估计，
所述结霜时间根据所述出口侧制冷剂与外部空气之间的温度差而变化。
3.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述车辆用空调装置还具备结霜时间估计部，该结霜时间估计部对发生可能对所述室外热交换器的热交换性产生影响的结霜的结霜时间进行估计，
所述结霜时间根据通过所述室外热交换器的外部空气的通过风速而变化。
4.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述车辆用空调装置还具备结霜时间估计部，该结霜时间估计部对发生可能对所述室外热交换器的热交换性产生影响的结霜的结霜时间进行估计，
所述结霜时间根据所述出口侧制冷剂与外部空气之间的温度差以及通过所述室外热交换器的外部空气的通过风速而变化。
5.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述车辆用空调装置还具备结霜时间估计部，该结霜时间估计部对发生可能对所述室外热交换器的热交换性产生影响的结霜的结霜时间进行估计，
所述温度差越大，则所述结霜时间被估计得越短，
所述结霜判定部在所述经过时间为所述结霜时间以上的情况下，判定为发生了可能对所述室外热交换器的热交换性产生影响的结霜。
6.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述车辆用空调装置还具备结霜时间估计部，该结霜时间估计部对发生可能对所述室外热交换器的热交换性产生影响的结霜的结霜时间进行估计，
所述温度差越大，则所述结霜时间被估计得越短，
所述车辆用空调装置还具备结霜程度估计部，该结霜程度估计部基于所述经过时间相对于所述结霜时间的比率，来估计发生在所述室外热交换器的结霜的结霜程度。
7.根据权利要求6所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述结霜判定部在所述结霜程度为结霜阈值以上的情况下，判定为所述室外热交换器发生了结霜。
8.根据权利要求6所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述结霜程度估计部针对每个所述经过时间，基于所述经过时间相对于所述结霜时间的比率来估计结霜程度，
所述结霜判定部对针对每个所述经过时间估计出的结霜程度进行累计来计算累计值，
所述结霜判定部在所述累计值为结霜阈值以上的情况下，判定为所述室外热交换器发生了结霜。
9.根据权利要求8所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述结霜判定部在结霜消失的除霜条件成立的情况下，将对针对每个所述经过时间估计出的结霜程度进行累计而得到的累计值重置。
10.根据权利要求3或4所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述通过风速越快，则所述结霜时间被估计得越短。
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