CN109642762A - 车用空调装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种车用空调装置，能在尽可能早的阶段对伴随历时的制冷剂泄漏等而引起的制冷剂不足进行检测，并能对压缩机进行保护。包括压缩机(2)、散热器(4)、室外膨胀阀(6)和吸热器(9)。对表示在制冷剂回路(R)中填充有足够量的制冷剂的压缩机的吸入制冷剂温度(Ts)与排出制冷剂温度(Td)之间的关系的正常时数据进行保存。根据正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度(Ts)计算出正常时的排出制冷剂温度估算值(Tdst)，并与当前的排出制冷剂温度(Td)进行比较，以对制冷剂回路的制冷剂不足进行判断。

Description

车用空调装置
技术领域
本发明涉及能对车辆的车室内进行空气调节的热泵式的空调装置，尤其涉及能适用于混合动力汽车、电动汽车的空调装置。
背景技术
因近年来的环境问题显现，以致混合动力汽车、电动汽车普及。此外，作为能适用于上述车辆的空调装置，开发出如下的空调装置，包括：压缩机，上述压缩机对制冷剂进行压缩并排出；散热器，上述散热器设于车室内侧并使制冷剂散热；吸热器，上述吸热器设于车室内侧并使制冷剂吸热；室外热交换器，上述室外热交换器设于车室外侧并使制冷剂散热或吸热；以及第一膨胀阀和第二膨胀阀，上述空调装置切换并执行制热运转、除湿制热运转及除湿制冷运转、制冷运转，其中，在上述制热运转中，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并通过第一膨胀阀使在上述散热器中散热后的制冷剂减压，随后在室外热交换器中吸热，在上述除湿制热运转及除湿制冷运转中，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并使在散热器中散热后的制冷剂在吸热器中吸热，在上述制冷运转中，使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热，并通过第二膨胀阀进行减压，随后在吸热器中吸热。
此外，在压缩机的制冷剂吸入侧设有储罐，通过将制冷剂暂时储存于上述储罐来使气液分离，使气体制冷剂吸入于压缩机，由此防止或抑制向压缩机的液体逆流(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2012－228945号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在此，随着时间的经过，制冷剂会从车用空调装置的制冷剂回路缓慢泄漏，在现有技术中，来自回路基本全部制冷剂都消失，因此除了对压缩机进行停止保护之外别无他法。此外，在维修时等封入的制冷剂的量较少的情况下亦是如此。
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调装置，能在尽早的阶段判断出伴随着历时的制冷剂泄漏等引起的制冷剂不足，并能对压缩机进行保护。
解决技术问题所采用的技术方案
技术方案1的发明的车用空调装置包括具有压缩机、散热器、减压装置和吸热器的制冷剂回路，并对车室内进行空气调节，其中，所述压缩机对制冷剂进行压缩，所述散热器使制冷剂散热，所述吸热器使制冷剂吸热，其特征是，上述车用空调装置包括控制装置，上述控制装置对压缩机进行控制，上述控制装置保存正常时数据，上述正常时数据表示在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机的吸入制冷剂温度(Ts)与排出制冷剂温度(Td)之间的关系，根据上述正常时数据，基于当前的上述吸入制冷剂温度(Ts)计算出正常时的排出制冷剂温度(Td)的估算值、即排出制冷剂温度估算值(Tdst)，通过对上述排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的上述排出制冷剂温度(Td)进行比较，从而对制冷剂回路的制冷剂不足进行判断。
技术方案2的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，正常时数据是表示在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的吸入制冷剂温度(Ts)及压缩机的排出制冷剂压力(Pd)与排出制冷剂温度(Td)之间的关系的数据。
技术方案3的发明的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，正常时数据是以排出制冷剂温度估算值(Tdst)为因变量、以吸入制冷剂温度(Ts)及压缩机的排出制冷剂压力(Pd)为自变量的多元回归式。
技术方案4的发明的车用空调装置包括具有压缩机、散热器、减压装置和吸热器的制冷剂回路，并对车室内进行空气调节，其中，上述压缩机对制冷剂进行压缩，上述散热器使制冷剂散热，上述吸热器使制冷剂吸热，其特征是，上述车用空调装置包括控制装置，上述控制装置对上述压缩机进行控制，上述控制装置保存正常时数据，上述正常时数据表示在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机的吸入制冷剂温度(Ts)与排出制冷剂压力(Pd)之间的关系，根据上述正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度(Ts)计算出正常时的排出制冷剂压力(Pd)的估算值、即排出制冷剂压力估算值(Pdst)，通过对上述排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的排出制冷剂压力(Pd)进行比较，从而对制冷剂回路的制冷剂不足进行判断。
技术方案5的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，正常时数据是表示在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的上述吸入制冷剂温度(Ts)及压缩机的排出制冷剂温度(Td)与排出制冷剂压力(Pd)之间的关系的数据。
技术方案6的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，上述正常时数据是以排出制冷剂压力估算值(Pdst)为因变量、以吸入制冷剂温度(Ts)及压缩机的排出制冷剂温度(Td)为自变量的多元回归式。
技术方案7的发明的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，在控制装置判断为存在制冷剂回路疑似制冷剂不足的情况下，使压缩机的能力下降。
技术方案8的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置在使压缩机的能力下降之后，以使排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的排出制冷剂温度(Td)之差、或是排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的上述排出制冷剂压力(Pd)之差更大为条件，对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定。
技术方案9的发明的车用空调装置在技术方案1至技术方案6的发明的基础上，其特征是，在控制装置判断为存在制冷剂回路疑似制冷剂不足的情况下，缩小压缩机的转速(NC)的使用带域，并在该状态下再次对排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的排出制冷剂温度(Td)、或是排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的排出制冷剂压力(Pd)进行比较，以对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定。
技术方案10的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，在缩小压缩机的转速NC的使用带域的状态下，控制装置在排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的排出制冷剂温度(Td)之差、或是排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的排出制冷剂压力(Pd)之差更小的时候，便对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定。
技术方案11的发明的车用空调装置在技术方案8至技术方案10的发明中，其特征是，在控制装置确定了制冷剂回路发生制冷剂不足的情况下，执行规定的报告动作。
技术方案12的发明的车用空调装置在技术方案8至技术方案11中的发明的基础上，其特征是，在控制装置确定了制冷剂回路发生制冷剂不足的情况下，使压缩机的转速NC下降、或是使压缩机停止。
发明效果
在包括对制冷剂进行压缩的压缩机、使制冷剂散热的散热器、减压装置和使制冷剂吸热的吸热器的制冷剂回路，并对车室内进行空气调节的车用空调装置中，例如，制冷剂从制冷剂回路慢慢泄漏，其结果是，当制冷剂回路内的制冷剂的量减少时，压缩机的吸入制冷剂压力Ps下降。当压缩机的吸入制冷剂压力Ps下降时，吸入压缩机的制冷剂达到过热度SH。
若吸入压缩机的制冷剂达到过热度SH，则即使在相同的吸入制冷剂温度Ts和压缩机的相同的排出制冷剂压力Pd下，压缩机的排出制冷剂温度Td也会朝变高的方向变化，即使在相同的吸入制冷剂温度Ts和相同的排出制冷剂温度Td下，排出制冷剂压力Pd也会朝下降的方向变化。
因而，在技术方案1的发明中，控制器32保存表示在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机的吸入制冷剂温度Ts与排出制冷剂温度Td之间的关系的正常时数据，根据上述正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度Ts计算出正常时的排出制冷剂温度Td的估算值、即排出制冷剂温度估算值Tdst，并通过对上述排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td进行比较，以对制冷剂回路R的制冷剂不足进行判断，因此，在制冷剂从制冷剂回路慢慢泄漏的情况或是在维修时等封入至制冷剂回路的制冷剂的量较少的情况下，能早期检测出发生制冷剂不足。
此时，通过如技术方案2的发明那样将正常时数据设为在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的吸入制冷剂温度Ts及压缩机的排出制冷剂压力Pd与排出制冷剂温度Td之间的关系的数据，从而能恰当地计算出排出制冷剂温度估算值Tdst。
尤其，若如技术方案3那样将正常时数据设为以排出制冷剂温度估算值Tdst为因变量、以吸入制冷剂温度Ts和压缩机的排出制冷剂压力Pd为自变量的多元回归式，并从当前的吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂压力Pd通过多元回归式求出排出制冷剂温度估算值Tdst，则能更准确地计算出排出制冷剂温度估算值Tdst。
此外，在技术方案4的发明中，控制器保存表示在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机的吸入制冷剂温度Ts与排出制冷剂压力Pd之间的关系的正常时数据，根据上述正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度Ts计算出正常时的排出制冷剂压力Pd的估算值、即排出制冷剂压力估算值Pdst，并通过对上述排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd进行比较，以对制冷剂回路的制冷剂不足进行判断，因此，同样在制冷剂从制冷剂回路慢慢泄漏的情况或是在维修时等封入至制冷剂回路的制冷剂的量较少的情况下，能早期地检测出发生制冷剂不足。
此时，通过如技术方案5的发明那样将正常时数据设为在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的吸入制冷剂温度Ts及压缩机的排出制冷剂温度Td与排出制冷剂压力Pd之间的关系的数据，从而能恰当地计算出排出制冷剂压力估算值Pdst。
尤其，若如技术方案6的发明那样将正常时数据设为以排出制冷剂压力估算值Pdst为因变量、以吸入制冷剂温度Ts和压缩机的排出制冷剂温度Td为自变量的多元回归式，并从当前的吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂温度Td通过多元回归式求出排出制冷剂压力估算值Pdst，则同样能更准确地计算出排出制冷剂压力估算值Pdst。
此外，在如技术方案7的发明那样控制装置判断为存在制冷剂回路疑似制冷剂不足的情况下，若使压缩机的能力下降，则在压缩机突然进入到可能发生故障的区域之前实施保护，从而能一边将对压缩机产生极大的损害的不良情况防范于未然，一边让使用者也注意到存在疑似制冷剂不足。
此时，若如技术方案8那样控制装置在使压缩机的能力下降之后，以使排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td之差、或使排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd之差更大为条件，对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定，则能通过两个阶段的判断，从而高精度地对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行检测。
此外，在如技术方案9的发明那样控制装置判断为存在制冷剂回路疑似制冷剂不足的情况下，缩小压缩机的转速NC的使用带域，并在压缩机突然进入到可能发生故障的区域之前实施保护，从而能一边对压缩机产生极大的损害的不良情况防范于未然，一边让使用者也注意到存在疑似制冷剂不足的风险。
尤其，若在缩小压缩机的转速NC的使用带域的状态下再次对排出制冷剂温度估算值Tdst和当前的排出制冷剂温度Td、或是排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd进行比较，以对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定，而且，如技术方案10的发明那样，在排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td之差、或是排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd之差更小的时候，便对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定，则能通过两个阶段的判断高精度且迅速地对制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行检测。
此外，在如技术方案11的发明那样控制装置确定了制冷剂回路发生制冷剂不足的情况下，通过执行规定的报告动作，从而能警告使用者发生了制冷剂不足并督促采取迅速的措施。
此外，若在如技术方案12的发明那样在控制装置确定了制冷剂回路发生制冷剂不足的情况下，使压缩机的转速NC下降、或是使压缩机停止，则能将伴随制冷剂回路的制冷剂不足的发生而对压缩机产生损害的不良情况防范于未然，以对压缩机进行保护。
附图说明
图1是适用本发明的一实施例的车用空调装置的结构图(制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式以及制冷模式。实施例1)。
图2是图1的车用空调装置的控制器的电路的框图。
图3是图1的车用空调装置的MAX制冷模式(最大制冷模式)时的结构图。
图4是图1的车用空调装置的储罐的示意剖视图。
图5是图1的车用空调装置的制热模式下的P-h线图。
图6是表示制热模式下的多元回归估算的估算值和多元回归误差的图。
图7是表示制热模式之外的多元回归估算的估算值和多元回归误差的图。
图8表示本发明的另一实施例的车用空调装置的结构图(实施例2)。
具体实施方式
下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式。
(实施例1)
图1是表示本发明的一实施例的车用空调装置1的结构图。适用本发明的实施例的车辆是未装设发动机(内燃机)的电动汽车(EV)，其通过充电在蓄电池中的电力驱动行驶用的电动马达来进行行驶(均未图示)，本发明的车用空调装置1也是由蓄电池的电力驱动的装置。即，实施例的车用空调装置1在无法实现利用发动机废热进行制热的电动汽车中，通过使用了制冷剂回路的热泵运转来进行制热模式，而且，选择性地执行除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式和MAX制冷模式(最大制冷模式)的各运转模式。
另外，作为车辆并不局限于电动汽车，本发明在并用发动机和行驶用的电动马达的所谓混合动力汽车中也是有效的，另外在通过发动机行驶的通常的汽车中也能适用，这一点是自不必言的。
实施例的车用空调装置1是进行电动汽车的车室内的空气调节(制热、制冷、除湿以及换气)的装置，电动式的压缩机2、散热器4、作为减压装置的室外膨胀阀6、室外热交换器7、作为减压装置的室内膨胀阀8、吸热器9和储罐12等通过制冷剂配管13依次连接，以构成制冷剂回路R，其中：上述压缩机2对制冷剂进行压缩；上述散热器4设置在供车室内空气通气循环的HVAC单元10的空气流通路径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流入上述散热器4，并且散热器4使上述制冷剂在车室内散热；上述室外膨胀阀6由在制热时使制冷剂减压膨胀的电动阀构成；上述室外热交换器7设于车室外，并在制冷剂与外部气体之间进行热交换，以在制冷时起到散热器的作用，在制热时起到蒸发器(吸热器)的作用；上述室内膨胀阀8由使制冷剂减压膨胀的电动阀构成；上述吸热器9设于空气流通路径3内，并在制冷时和除湿时使制冷剂从车室内外吸热。
此外，在上述制冷剂回路R中填充有规定量的制冷剂和润滑用的油。另外，在室外热交换器7中设有室外送风机15。上述室外送风机15构成为通过强制性地将外部气体通风至室外热交换器7以使外部气体与制冷剂进行热交换，由此，即使在停车时(即、车速为0km/h)，外部气体也通风至室外热交换器7。
此外，室外热交换器7在制冷剂下游侧依次具有接收干燥部14和过冷却部16，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A经由在除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式以及MAX制冷模下打开的制冷用的电磁阀17而连接于接收干燥部14，过冷却部16的出口侧的制冷剂配管13B经由室内膨胀阀8而连接于吸热器9的入口侧。另外，接收干燥部14和过冷却部16在结构上构成室外热交换器7的一部分。
此外，过冷却部16和室内膨胀阀8间的制冷剂配管13B设置成与吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C具有热交换关系，由两者构成内部热交换器19。由此，设置成经由制冷剂配管13B流入室内膨胀阀8的制冷剂被从吸热器9流出的低温的制冷剂所冷却(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分岔出制冷剂配管13D，上述分岔后的制冷剂配管13D经由在制热模式下打开的制热用的电磁阀21而与内部热交换器19下游侧的制冷剂配管13C连通连接。上述制冷剂配管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，散热器4的出口侧的制冷剂配管13E经由室外膨胀阀6而与室外热交换器7的入口侧连接。
此外，在压缩机2的排出侧和散热器4的入口侧之间的制冷剂配管13G中，夹设有再加热用的电磁阀30，所述再加热用的电磁阀30在制热模式、除湿制冷模式以及制冷模式下打开，在除湿制热模式和MAX制冷模式下关闭。此时，制冷剂配管13G在电磁阀30的上游侧分岔出旁通配管35，上述旁通配管35经由旁通用的电磁阀40而与室外膨胀阀6下游侧的制冷剂配管13E连通连接，上述旁通用的电磁阀40在除湿制热模式和MAX制冷模式下打开，在制热模式、除湿制冷模式以及制冷模式下关闭。通过上述旁通配管35、电磁阀30和电磁阀40，构成旁通装置45。
通过由上述旁通配管35、电磁阀30和电磁阀40构成旁通装置45，从而如后文所述能顺利地进行除湿制热模式及MAX制冷模式与制热模式、除湿制冷模式及制冷模式间的切换，其中，在除湿制热模式及MAX制冷模式下，使从压缩机2排出的制冷剂直接流入室外热交换器7，在制热模式、除湿制冷模式及制冷模式下，使从压缩机2排出的制冷剂流入散热器4。
此外，在吸热器9的空气上游侧的空气流通路径3形成有外部气体吸入口和内部气体吸入口的各吸入口(在图1中以吸入口25为代表进行表示)，在上述吸入口25设有吸入切换挡板26，上述吸入切换挡板26将导入至空气流通路径3内的空气切换为车室内的空气、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)。此外，在上述吸入切换挡板26的空气下游侧设有室内送风机(鼓风扇)27，上述室内送风机27将导入的内部气体或外部气体送至空气流通路径3。
此外，在图1中，符号23是设于实施例的车用空调装置1的、作为辅助加热装置的辅助加热器。实施例的辅助加热器23由作为电加热器的PTC加热器构成，相对于空气流通路径3的空气的流动，设置在作为散热器4的空气上游侧的空气流通路径3内。此外，当辅助加热器23被通电而发热时，经由吸热器9流入散热器4的空气流通路径3内的空气被加热。即，上述辅助加热器23成为所谓的加热器芯部，进行车室内的制热或是对上述制热进行补充。
此外，在辅助加热器23的空气上游侧的空气流通路径3内设有空气混合挡板28，上述空气混合挡板28对流入上述空气流通路径3内并流过吸热器9后的空气流通路径3内的空气(内部气体或外部气体)通风至辅助加热器23和散热器4的比例进行调节。此外，在散热器4的空气下游侧的空气流通路径3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中用吹出口29为代表表示)，在上述吹出口29设有吹出口切换挡板31，上述吹出口切换挡板31对空气从各上述吹出口的吹出进行切换控制。
接着，在图2中，符号32是由包括处理器的计算机的一例即微型计算机构成的作为控制装置的控制器(ECU)，在上述控制器32的输入连接有外部气体温度传感器33、外部气体湿度传感器34、HAVC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、吸入温度传感器55、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(空气调节)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，其中：上述外部气体温度传感器33对车辆的外部气体温度(Tam)进行检测；上述外部气体湿度传感器34对外部气体湿度进行检测；上述HVAC吸入温度传感器36对从吸入口25吸入至空气流通通路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Pd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Td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Ps进行检测；上述吸入温度传感器55对从储罐12流出并被吸入至压缩机2的制冷剂的温度、即吸入制冷剂温度Ts进行检测；上述散热器温度传感器46对散热器4的温度(经过散热器4的空气的温度或是散热器4自身的温度：散热器温度TH)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内或是刚从散热器4流出的制冷剂的压力：散热器压力PCI)进行检测；上述吸热器温度传感器48对吸热器9的温度(经过吸热器9的空气的温度或是吸热器9自身的温度：吸热器温度Te)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内或是刚从吸热器9流出的制冷剂的压力)进行检测；上述日照传感器51用于对向车室内的日照量进行检测；上述车速传感器52对车辆的移动速度(车速)进行检测；上述空调(空气调节)操作部53用于对设定温度、运转模式的切换进行设定；上述室外热交换器温度传感器54对室外热交换器7的温度(刚从室外热交换器7流出的制冷剂的温度(后述的制热模式时流入储罐12的制冷剂的温度：室外热交换器温度TXO))进行检测；上述室外热交换器压力传感器56对室外热交换器7的制冷剂压力(室外热交换器7内或是刚从室外热交换器7流出的制冷剂的压力：室外热交换器压力PXO)进行检测。此外，在控制器32的输入还连接有辅助加热器温度传感器50的输出，上述辅助加热器温度传感器50对辅助加热器23的温度(刚被辅助加热器23加热后的空气的温度或是辅助加热器23自身的温度：辅助加热器温度Tptc)进行检测。
另一方面，在控制器32的输出连接有上述压缩机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、吹出口切换挡板31、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、辅助加热器23、电磁阀30(再加热用)、电磁阀17(制冷用)、电磁阀21(制热用)、电磁阀40(旁通用)的各电磁阀。此外，控制器32根据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。
基于以上结构，接着对实施例的车用空调装置1的动作进行说明。控制器32在实施例中切换并执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式以及MAX制冷模式的各运转模式。首先，对各运转模式下的制冷剂的流动和控制的概要进行说明。
(1)制热模式
当通过控制器32(自动模式)或对空调操作部53的手动操作(人动模式)选择制热模式时，控制器32将电磁阀21(制热用)打开，并将电磁阀17(制冷用)关闭。此外，将电磁阀30(再加热用)打开，并将电磁阀40(旁通用)关闭。
接着，使压缩机2以及各送风机15、27运转，空气混合挡板28如图1中的虚线所示设为将从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的空气全部通风至辅助加热器23和散热器4的状态。由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过电磁阀30而从制冷剂配管13G流入散热器4。在散热器4流动有空气流通路径3内的空气，因此，空气流通路径3内的空气被散热器4内的高温制冷剂(辅助加热器23工作时上述辅助加热器23和散热器4)加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却，并冷凝液化。
散热器4内液化的制冷剂在流出上述散热器4之后，经过制冷剂配管13E流至室外膨胀阀6。流入室外膨胀阀6的制冷剂在其中被减压后流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂蒸发，然后通过行驶或是从由室外送风机15送来的外部气体中吸取热量。即，制冷剂回路R为热泵。此外，从室外热交换器7流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而从制冷剂配管13C进入储罐12，并在其中被气液分离后，气体制冷剂被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。
在此，图4表示上述储罐12的剖视图。储罐12是用于使经由制冷剂配管13C流入的液体制冷剂与气体制冷剂分离的所谓气液分离器，由箱57、阻隔板58、出口配管61构成，其中，上述箱57具有上下的规定尺寸并在内部具有规定容量，上述阻隔板58配置于上述箱57内的上部，并与箱57的侧壁和上壁分开设置，上述出口配管61从箱57的上壁进入到内部，并贯穿阻隔板58而在一度下降至箱57内的底部后上升，上升的前端在阻隔板58的下侧隔开间隔地开口。
上述出口配管61的最下部以隔开些许间隔的方式位于箱57的底壁正上方，在上述最下部形成有由小孔形成的回油孔62。此外，出口配管61的上端从箱57的上壁伸出而与压缩机2的吸入侧连接。此外，制冷剂配管13C从箱57的上壁进入内部，并在阻隔板58的上侧开口。
在室外热交换器7中蒸发的气体制冷剂和未蒸发的液体制冷剂如前文所述经由制冷剂配管13A、电磁阀21以及制冷剂配管13D而从制冷剂配管13C如图4中的箭头所示那样进入到储罐12的箱57内。流入箱57内的气液混合状态的制冷剂首先与阻隔板58发生碰撞而向外侧扩展，并如箭头所示那样穿过阻隔板58的外边缘与箱57之间而向箱57的下部流下。
液体制冷剂储存在上述箱57内的下部，气体制冷剂以及液体制冷剂在储罐12内发生蒸发后的气体制冷剂如箭头所示那样经过出口配管61的前端与阻隔板58之间，并从出口配管61的前端的开口进入上述出口配管61内，在流下之后，随后再次上升并从储罐12逸出。此外，在箱57内与制冷剂一起还储存有在制冷剂回路R内循环的油(压缩机2的润滑用)。上述油和液体制冷剂的一部分从形成于出口配管61的最下部的回油孔62进入出口配管61内而上升，并从储罐12流出。
从储罐12流出的上述制冷剂和油中的液体制冷剂在到达压缩机2的过程中从外部吸热并蒸发，因此，在压缩机2中成为仅吸入气体制冷剂和油的形态。上述吸入温度传感器55对上述制冷剂的温度(吸入制冷剂温度Ts)进行检测。
被散热器4(辅助加热器23工作时上述辅助加热器23和散热器4)加热后的空气从吹出口29吹出，由此进行车室内的制热。此时，控制器32根据从后述的目标吹出温度TAO计算得到的目标散热器温度TCO(散热器温度TH的目标值)，计算出目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)，并根据上述目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47检测到的散热器4的制冷剂压力(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。
此外，控制器32根据散热器温度传感器46检测到的散热器4的温度(散热器温度TH)和散热器压力传感器47检测到的散热器压力PCI，对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，并将散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度SC(从散热器温度TH和散热器压力PCI计算得到)控制为作为其目标值的规定的目标过冷却度TGSC。上述目标散热器温度TCO基本上设为TCO＝TAO，但设有控制方面的规定限制。
此外，控制器32在上述制热模式下，在由散热器4进行的制热能力相对于车室内空调所要求的制热能力有所不足的情况下，对辅助加热器23的通电进行控制，以通过辅助加热器23的发热对制热能力不足的量进行补充。由此，实现舒适的车室内制热，并且还抑制室外热交换器7的结霜。此时，辅助加热器23配置于散热器4的空气上游侧，因此，在空气流通路径3中流通的空气在通风到散热器4之前被通风至辅助加热器23。
在此，若辅助加热器23配置于散热器4的空气下游侧，则在如实施例那样通过PTC加热器构成辅助加热器23的情况下，流入辅助加热器23的空气的温度因散热器4而上升，因此，PTC加热器的阻值变大，电流值也变低，使得发热量下降，但通过将辅助加热器23配置于散热器4的空气上游侧，从而如实施例那样能充分地发挥由PTC加热器构成的辅助加热器23的能力。
(2)除湿制热模式
接着，在除湿制热模式下，控制器32将电磁阀17打开，将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀30关闭，并将电磁阀40打开，并且室外膨胀阀6的阀开度设为全闭。接着，使压缩机2以及各送风机15、27运转，空气混合挡板28如图1中的虚线所示设为将从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的空气全部通风至辅助加热器23和散热器4的状态。
由此，从压缩机2排出至制冷剂配管13G的高温高压的气体制冷剂不朝向散热器4流动，而是流入至旁通配管35，并经过电磁阀40流至室外膨胀阀6下游侧的制冷剂配管13E。此时，室外膨胀阀6设为全闭，因此，制冷剂流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂然后通过行驶，或是利用由室外送风机15送来的外部气体进行空气冷却，并冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13A经过电磁阀17依次流入接收干燥部14、过冷却部16。在此，制冷剂被过冷却。
从室外热交换器7的过冷却部16流出的制冷剂进入制冷剂配管13B，并经过内部热交换器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。在此时的吸热作用下从室内送风机27吹出的空气被冷却，且上述空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气流通路径3内的空气被冷却且被除湿。在吸热器9中蒸发的制冷剂经过内部热交换器19并经由制冷剂配管13C到达储罐12，并如前文所述被气液分离而被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。
此时，室外膨胀阀6的阀开度设为全闭，因此，能抑制或防止从压缩机2排出的制冷剂从室外膨胀阀6倒流入散热器4的不良情况。由此，能抑制或消除制冷剂循环量的下降以确保空调能力。此外，在上述除湿制热模式下，控制器32使辅助加热器23通电并使其发热。由此，被吸热器9冷却且除湿后的空气在经过辅助加热器23的过程中被进一步加热而使温度上升，因此，进行车室内的除湿制热。
控制器32根据吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度Te)以及作为其目标值的目标吸热器温度TEO，对压缩机2的转速进行控制，并且根据辅助加热器温度传感器50检测到的辅助加热器温度Tptc和前述的目标散热器温度TCO，对辅助加热器23的通电(发热)进行控制，从而在恰当地进行吸热器9内的空气的冷却和除湿的同时，通过由辅助加热器23进行的加热可靠地防止从吹出口29吹出至车室内的空气温度的降低。
由此，能一边对吹出至车室内的空气进行除湿，一边将该空气的温度控制为恰当的制热温度，以能实现车室内的舒适且高效的除湿制热。此外，如前文所述在除湿制热模式下，空气混合挡板28设为将空气流通路径3内的空气全部通风至辅助加热器23和散热器4的状态，因此，能通过辅助加热器23高效地对经过吸热器9的空气进行加热而节省能量，并且还能提高除湿制热空调的控制性。
另外，辅助加热器23配置于散热器4的空气上游侧，因此，被辅助加热器23加热后的空气经过散热器4，但在上述除湿制热模式下制冷剂未流过散热器4，因此，散热器4从被辅助加热器23加热后的空气中吸热的不良情况也得到消除。即，使因散热器4而吹出至车室内的空气的温度降低的情况得到抑制，并使COP也得到提高。
(3)除湿制冷模式
接着，在除湿制冷模式下，控制器32将电磁阀17打开，并将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀30打开，将电磁阀40关闭。此外，使压缩机2和各送风机15、27运转，空气混合挡板28如图1中的虚线所示那样设为将从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的空气全部通风至辅助加热器23和散热器4的状态。由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过电磁阀30而从制冷剂配管13G流入散热器4。由于在散热器4中通风有空气流通路径3内的空气，因此，空气流通路径3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却并冷凝液化。
从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E直至室外膨胀阀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由室外送风机15通风的外部气体进行空气冷却，并冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13A经过电磁阀17依次流入接收干燥部14、过冷却部16。在此，制冷剂被过冷却。
从室外热交换器7的过冷却部16流出的制冷剂进入制冷剂配管13B，并经由内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下从室内送风机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内部热交换器19后经由制冷剂配管13C流至储罐12，并如前文所述被气液分离并被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在上述除湿制冷模式下，控制器32并未对辅助加热器23通电，因此，在吸热器9中冷却并被除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热(再加热。散热能力比制热时低)。由此，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检测到的吸热器9的温度(吸热器温度Te)对压缩机2的转速进行控制，并且基于上述制冷剂回路R的高压压力对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，以对散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI)进行控制。
(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的阀开度设为全开。另外，控制器32对空气混合挡板28进行控制，并如图1中实线所示那样，对从室内送风机27吹出并经过吸热器9后的空气流通路径3内的空气被通风至辅助加热器23和散热器4的比例进行调节。此外，控制器32不对辅助加热器23通电。
由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过电磁阀30并从制冷剂配管13G流入散热器4，并且从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6。此时，室外膨胀阀6为全开，因此，制冷剂经过室外膨胀阀6并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通风的外部气体进行空气冷却，并冷凝液化。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13A经过电磁阀17依次流入接收干燥部14、过冷却部16。在此，制冷剂被过冷却。
从室外热交换器7的过冷却部16流出的制冷剂进入制冷剂配管13B，并经由内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机吹出的空气被冷却。此外，空气中的水分凝结并附着于吸热器9。
在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过内部热交换器19后经由制冷剂配管13C流至储罐12，并如前文所述被气液分离，随后被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中冷却、除湿后的空气从吹出口29吹出到车室内(一部分经过散热器4进行热交换)，由此进行车室内的制冷。此外，在上述制冷模式下，控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度Te)和作为其目标值的目标吸热器温度TEO，对压缩机2的转速进行控制。
(5)MAX制冷模式(最大制冷模式)
接着，在作为最大制冷模式的MAX制冷模式下，控制器32将电磁阀17打开，并将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀30关闭，将电磁阀40打开，并且将室外膨胀阀6的阀开度设为全闭。此外，使压缩机2和各送风机15、27运转，空气混合挡板28如图3所示那样设为不使空气流通路径3内的空气通风至辅助加热器23和散热器4的状态。但是，即使略微通风亦无妨。此外，控制器32不对辅助加热器23通电。
由此，从压缩机2排出到制冷剂配管13G的高温高压的气体制冷剂不朝向散热器4流动，而是流入到旁通配管35，并经由电磁阀40到达室外膨胀阀6的下游侧的制冷剂配管13E。此时，室外膨胀阀6设为全闭，因此制冷剂流入到室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂然后通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体进行空气冷却，并冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13A经过电磁阀17依次流入接收干燥部14、过冷却部16。在此，制冷剂被过冷却。
从室外热交换器7的过冷却部16流出的制冷剂进入制冷剂配管13B，并经由内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气被冷却。此外，空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气流通路径3内的空气被除湿。在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过内部热交换器19后，经由制冷剂配管13C流至储罐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。此时，由于室外膨胀阀6设为全闭，因此，同样能抑制或防止从压缩机2排出的制冷剂从室外膨胀阀6倒流入散热器4的不良情况。由此，能抑制或消除制冷剂循环量的下降以确保空调能力。
在此，在上述制冷模式下，高温的制冷剂在散热器4中流动，因此，产生大量从散热器4向HVAC单元10的直接热传导，但在上述MAX制冷模式下制冷剂并未在散热器4中流动，因此来自吸热器9的空气流通路径3内的空气不会被从散热器4传递至HVAC单元10的热加热。因此，对车室内进行强力的制冷，尤其在外部气体温度Tam较高的环境下，能迅速地对车室内进行制冷从而实现舒适的车室内空调。此外，在上述MAX制冷模式下，控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度Te)和作为其目标值的目标吸热器温度TEO，对压缩机2的转速进行控制。
(6)各运转模式的切换
在空气流通路径3内流通的空气在上述各运转模式下接受来自吸热器9的冷却及来自散热器4(及辅助加热器23)的加热作用(通过空气混合挡板28调节)后，从吹出口29被吹出到车室内。控制器32基于外部温度传感器33检测到的外部气体温度Tam、内部气体温度传感器37检测到的车室内的温度、上述鼓风机电压、日照传感器51检测到的日照量等以及通过空调操作部53设定的车室内的目标车室内温度(设定温度)，对目标吹出温度TAO进行计算，并对各运转模式进行切换，以将从吹出口29吹出的空气的温度控制为上述目标吹出温度TAO。
此时，控制器32基于外部气体温度Tam、车室内的湿度、目标吹出温度TAO、散热器温度TH、目标散热器温度TCO、吸热器温度Te、目标吸热器温度TEO、车室内的除湿要求的有无等参数对各运转模式进行切换，并根据环境条件或是否需要除湿来准确地切换制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式以及MAX制冷模式，以实现舒适且高效的车室内空调。
(7)控制器32对制冷剂不足的判断(其一)
接着，参照图5至图7，对控制器32对制冷剂回路R的制冷剂不足的判断控制进行说明。尤其，与通常的空调装置相比，在振动较多的环境下使用的车用空调装置1中，存在因历时使用而使制冷剂从制冷剂回路R中慢慢泄漏的问题。此外，在维修时，封入制冷剂回路R内的制冷剂的量有时也会不足。若制冷剂回路R内的制冷剂的量减少并不足，则会给压缩机2带来极大的损害，因此，早期判断制冷剂不足的产生在设备的保护方面极为重要。
在此，在储罐12中储存有吸入至压缩机2的制冷剂，但例如在制冷剂从制冷剂回路R慢慢泄漏，最终导致在制冷剂回路R内的制冷剂的量减少的情况下，或是因在维修时等被封入的制冷剂的量变少使得制冷剂回路R内的制冷剂不足的情况下，压缩机2的吸入制冷剂压力Ps会下降，储罐12内的储存制冷剂的量也减少。若压缩机2的吸入制冷剂压力Ps下降且储罐12内的制冷剂的量也减少，则吸入至压缩机2的制冷剂会达到过热度SH。若吸入至压缩机2的制冷剂达到过热度SH，则即使在相同的吸入制冷剂温度Ts和相同的排出制冷剂压力Pd下，排出制冷剂温度Td也会朝变高的方向变化，即使在相同的吸入制冷剂温度Ts和相同的排出制冷剂温度Td下，排出制冷剂压力Pd也会朝下降的方向变化。
接着，使用图5对上述情况进行说明。图5是例如前述的制热模式下的制冷剂回路R的P-h线图。此外，在图5中，用L1表示的线是制冷剂回路R内的制冷剂量充分的情况，用L2表示的线是制冷剂的量不足的情况。此外，L3是饱和蒸汽线。
从上述图中清楚可知，储罐12内的制冷剂的温度为室外热交换器温度TXO(在本例中为－5℃)，制冷剂的量充分的情况下，在从储罐12流出的时间点(在图5中用TXO表示)到吸入至压缩机2的时间点(用图5中的Ts表示)为止的过程中，此时温度会大致沿饱和蒸汽线L3下降，吸入制冷剂温度Ts为－10℃(图5中的线L1的Ts)。此外，在压缩机2中压缩后的排出制冷剂温度Td为大约+90℃左右(在图5中用Tdst表示)。
另一方面，若例如制冷剂从制冷剂回路R慢慢泄漏而使得制冷剂的量变得不足，则储存于储罐12内的液体制冷剂的量也减少，因此，从上述储罐12流出的液体制冷剂也变少，或是几乎不会流出。因此，在来自周围的热的影响下吸入至压缩机2的制冷剂中达到过热度SH，即使在相同的吸入制冷剂温度Ts(图5中的线L2的Ts＝－10℃)下，排出制冷剂温度Td也会升高至大约+105℃左右(在图5中用Td表示)。
因而，在本例中，控制器32保存表示在制冷剂回路R中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机2的吸入制冷剂温度Ts与排出制冷剂温度Td之间的关系的正常时数据，并根据上述正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度Ts计算出正常时的排出制冷剂温度Td的估算值、即排出制冷剂温度估算值Tdst(图5中表示的Tdst)，控制器32通过对上述排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td(图5中表示的Td)进行比较，判断出制冷剂回路R的制冷剂不足。
(7-1)正常时数据
上述正常时数据在实施例中设定为以上述排出制冷剂温度估算值Tdst为因变量，以吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂压力Pd为自变量的多元回归式。通过下述数学式(I)表示本实施例的多元回归式。
Tdst＝A×Pd+B×Ts+C…(I)
另外，A、B是偏回归系数，C是常数。控制器32通过将当前的吸入制冷剂温度Ts和当前的排出制冷剂压力Pd代入数学式(I)，从而计算出正常时的排出制冷剂温度Td的估算值、即排出制冷剂温度估算值Tdst。
图6是表示在将以上述方式计算出的排出制冷剂温度估算值Tdst(多元回归估算的估算值)为纵轴，以实际的排出制冷剂温度Td(排出制冷剂温度的实际值)为横轴时的、作为两者的误差的排出制冷剂温度估算误差(多元回归误差)的图。在图6中，在多元回归估算的估算值位于倾斜的直线上时是误差为零的情况，虽然计算得到的多元回归估算的估算值稍稍偏离上述倾斜的直线，但两者的误差(多元回归误差)在规定的允许值以内，能判断为可充分地使用。此外，图7表示上述制热条件之外的制冷类条件(制热模式之外的运转模式)的情况，由图7可知，在上述情况下多元回归误差在规定的允许值以内，可充分地使用。
(7-2)疑似制冷剂不足的判断
控制器32对如上所述那样计算得到的排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td进行比较，例如在当前的排出制冷剂温度Td比排出制冷剂温度估算值Tdst+α(例如，10K等)高的情况下，即在(Tdst+α)＜Td的情况下，判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足(设定疑似制冷剂不足标记)。
(7-3)制冷剂不足的发生的确定(其一)
控制器32在如上所述那样判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足的情况下，在实施例中通过使压缩机2的转速NC的上限值降低(例如，从通常的8000rpm下降至3000rpm等)，从而使压缩机2的能力下降。在上述状态下，重新对排出制冷剂温度估算值Tdst进行计算，然后，对当前的排出制冷剂温度Td是否大于差值比上面更大的排出制冷剂温度估算值Tdst+β(例如，15K等)进行判断(α＜β)。此外，在(Tdst+β)＜Td的情况下，控制器32确定制冷剂回路R发生制冷剂不足。控制器32在确定了发生制冷剂不足的情况下，使压缩机2的转速NC下降至例如控制方面的最低转速或是使压缩机2停止，并且通过空调操作部53表示制冷剂不足的发生，并报告给使用者(报告动作)。由此，一边对压缩机2进行保护，一边警告使用者发生制冷剂不足并督促采取迅速的措施。另外，在使压缩机2的能力下降之后，例如在规定时间以内未变为(Tdst+β)＜Td的情况下，控制器32解除疑似制冷剂不足(重置疑似制冷剂不足标记)。
如此，控制器32保存表示在制冷剂回路R中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机2的吸入制冷剂温度Ts与排出制冷剂温度Td之间的关系的正常时数据，控制器32根据上述正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度Ts计算出正常时的排出制冷剂温度Td的估算值、即排出制冷剂温度估算值Tdst，并通过对上述排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td进行比较，对制冷剂回路R的制冷剂不足进行判断，因此，在制冷剂从制冷剂回路R慢慢泄漏的情况、或是在维修时等封入制冷剂回路R的制冷剂的量较少的情况下，能早期地检测出发生制冷剂不足。
此时，将正常时数据设作以排出制冷剂温度估算值Tdst为因变量、以吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂压力Pd为自变量的多元回归式，并基于当前的吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂压力Pd通过多元回归式求出排出制冷剂温度估算值Tdst，因此，能准确地计算出排出制冷剂温度估算值Tdst。
此外，在控制器32判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足的情况下，使压缩机2的转速NC的上限值降低以使压缩机2的能力下降，因此，在压缩机2突然进入到可能发生故障的区域之前实施保护，从而能一边将对压缩机2产生极大损害的不良情况防范于未然，一边能让使用者也注意到存在疑似制冷剂不足。
此外，控制器32在使压缩机2的能力下降之后，以排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td之差更大为条件(将差值α扩大至差值β)，对制冷剂回路R的制冷剂不足的发生进行确定，因此，能通过两个阶段的判断来高精度地检测制冷剂回路R的制冷剂不足的发生。
(7-4)制冷剂不足的发生的确定(其二)
在此，对由控制器32实现制冷剂回路R的制冷剂不足发生的确定动作的其它例子进行说明。在本例的情况下，在控制器32判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足的情况下，缩小压缩机2的转速NC的使用带域。例如，将压缩机2的转速NC设为较低的恒定值(3000rpm等)。由此，在压缩机2突然进入到可能发生故障的区域之前进行保护，从而能一边将对压缩机2产生极大的损害的不良情况防范于未然，一边让使用者也注意到存在疑似制冷剂不足。
接着，在将压缩机2的转速NC的使用带域缩小的状态(在实施例中转速恒定)下，再次对排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td进行比较，以确定制冷剂回路R的制冷剂不足的发生。此时，控制器32在排出制冷剂温度估算值Tdst与当前的排出制冷剂温度Td的差更小(差值为例如5K等的γ：(Tdst+γ)＜Td)的时候，便对制冷剂回路R发生制冷剂不足进行确定(γ＜α)。即，在这种情况下也进行两个阶段的判断，并且缩小压缩机2的转速NC的使用带域，且差值也变小(γ)，从而能高精度且迅速地以高灵敏度检测出制冷剂回路R的制冷剂不足的发生。此外，同样使压缩机2的转速NC下降至例如控制方面的最低转速或是使压缩机2停止，并且通过空调操作部53表示制冷剂不足的发生，并报告给使用者(报告动作)。
(8)由控制器32实现的制冷剂不足的判定(其二)
在上述(7)的制冷剂不足的判断(其一)中，对压缩机2的排出制冷剂温度Td与正常时的排出制冷剂温度Td的估算值、即排出制冷剂温度估算值Tdst进行比较，以判断出制冷剂回路R的制冷剂不足，但并不局限于此，也可以如图5中虚线所示那样，若在相同的排出制冷剂温度Td下，由于排出制冷剂压力Pd下降，因此，对上述压缩机2的排出制冷剂压力Pd与正常时的排出制冷剂压力估算值Pdst进行比较来进行判断。即，这是由于若在相同的吸入制冷剂温度Ts和相同的排出制冷剂温度Td下制冷剂也发生不足，则排出制冷剂压力Pd会朝下降的方向变化。
因此，在本例的情况下，控制器32保存表示在制冷剂回路R中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机2的吸入制冷剂温度Ts与排出制冷剂压力Pd之间的关系的正常时数据，并根据上述正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度Ts计算出正常时的排出制冷剂压力Pd的估算值、即排出制冷剂压力估算值Pdst(图5中表示的Pdst)，控制器32通过对上述排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd(图5中表示的Pd)进行比较，来对制冷剂回路R的制冷剂不足进行判断。
(8-1)正常时数据
此时的正常时数据在实施例中设作以上述排出制冷剂压力估算值Pdst为因变量、以吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂温度Td为自变量的多元回归式。通过下述数学式(II)表示本实施例的多元回归式。
Pdst＝D×Td+E×Ts+F…(II)
另外，D、E是偏回归系数，F是常数。控制器32通过将当前的吸入制冷剂温度Ts和当前的排出制冷剂温度Td代入数学式(II)从而计算出正常时的排出制冷剂压力Pd的估算值、即排出制冷剂压力估算值Pdst。
(8-2)疑似制冷剂不足的判断
控制器32对如上所述那样计算出的排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd进行比较，例如在当前的排出制冷剂压力Pd比排出制冷剂压力估算值Pdst－α低的情况下，即在(Pdst－α)＞Pd的情况下，判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足(设定疑似制冷剂不足标记)。
(8-3)制冷剂不足的发生的确定(其一)
控制器32在如上所述那样判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足的情况下，例如通过使压缩机2的转速NC的上限值降低(例如，从通常的8000rpm下降至3000rpm等)，从而使压缩机2的能力下降。在上述状态下，再次对排出制冷剂压力估算值Pdst进行计算，然后，对当前的排出制冷剂压力Pd是否低于差值比上面更大的(α＜β)的排出制冷剂压力估算值(Pdst－β)进行判断。此外，在(Pdst－β)＞Pd的情况下，控制器32确定制冷剂回路R发生制冷剂不足。控制器32在确定了发生制冷剂不足的情况下，使压缩机2的转速NC下降至例如控制方面的最低转速或是使压缩机2停止，并且通过空调操作部53表示制冷剂不足的发生，并报告给使用者(报告动作)。由此，一边对压缩机2进行保护，一边警告使用者发生制冷剂不足并督促采取迅速的措施。另外，在使压缩机2的能力下降之后，例如在规定时间以内(Pdst－β)＞Pd不成立的情况下，控制器32解除疑似制冷剂不足(重置疑似制冷剂不足标记)。
如此，控制器32保存表示在制冷剂回路R中填充有足够量的制冷剂的正常时的压缩机2的吸入制冷剂温度Ts与排出制冷剂压力Pd之间的关系的正常时数据，并根据上述正常时数据，基于当前的吸入制冷剂温度Ts计算出正常时的排出制冷剂压力Pd的估算值、即排出制冷剂压力估算值Pdst，并通过对上述排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd进行比较，来对制冷剂回路R的制冷剂不足进行判断，因此，同样在制冷剂从制冷剂回路R慢慢泄漏的情况或是在维修时等封入至制冷剂回路R的制冷剂的量较少的情况下，能早期检测到发生制冷剂不足。
此时，将正常时数据设作以排出制冷剂压力估算值Pdst为因变量、以吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂温度Td为自变量的多元回归式，并从当前的吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂温度Td通过多元回归式求出排出制冷剂压力估算值Pdst，因此，能准确地计算出排出制冷剂压力估算值Pdst。
此外，在控制器32判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足的情况下，使压缩机2的转速NC的上限值降低以使压缩机2的能力下降，因此，在压缩机2突然进入到可能发生故障的区域之前实施保护，从而能一边将对压缩机2产生极大损害的不良情况防范于未然，一边能让使用者也注意到存在疑似制冷剂不足。
此外，控制器32在使压缩机2的能力下降之后，以排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd之差更大为条件(将差值α扩大至差值β)，来对制冷剂回路R的制冷剂不足的发生进行确定，因此，同样能通过两个阶段的判断来高精度地对制冷剂回路R的制冷剂不足的发生进行检测。
(8-4)制冷剂不足的发生的确定(其二)
此时，同样也可以在控制器32判断为存在制冷剂回路R疑似制冷剂不足的情况下，缩小压缩机2的转速NC的使用带域。此外，也可以在将压缩机2的转速NC的使用带域缩小的状态(在实施例中转速恒定)下，再次对排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd进行比较，来确定制冷剂回路R发生制冷剂不足。此外，此时控制器32在排出制冷剂压力估算值Pdst与当前的排出制冷剂压力Pd之差更小(差值γ：(Pdst－γ)＞Pd)的时候，便对制冷剂回路R的制冷剂不足的发生进行确定(γ＜α)。即，在上述情况下也进行两个阶段的判断，并且缩小压缩机2的转速NC的使用带域，且差值也变小，从而能高精度且迅速地以高灵敏度对制冷剂回路R的制冷剂不足的发生进行检测。此外，同样使压缩机2的转速NC下降至例如控制方面的最低转速或是使压缩机2停止，并且通过空调操作部53表示制冷剂不足的发生，并报告给使用者(报告动作)。
(实施例2)
接着，图8示出了适用本发明的另一实施例的车用空调装置1的结构图。另外，在图8中，用与图1或图3相同的符号示出的构件起到相同或同样的功能。在本实施例的情况下，过冷却部16的出口连接于止回阀82，上述止回阀82的出口连接于制冷剂配管13B。另外，止回阀82将制冷剂配管13B(室内膨胀阀8)一侧设为顺时针方向。
此外，散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6近前发生分岔，上述分岔后的制冷剂配管(以下，称作第二旁通配管)83经由电磁阀80(除湿用)和止回阀81而与止回阀82的下游侧的制冷剂配管13B连通连接。另外，上述止回阀82将制冷剂配管13B一侧设为顺时针方向。此外，电磁阀80也连接于控制器32的输出。其它与前述的实施例的图1或图3相同，因此省略说明。
根据以上结构，对本实施例的车用空调装置1的动作进行说明。控制器32在本实施例中也切换执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式和MAX制冷模式(最大制冷模式)的各运转模式。另外，选择制热模式、除湿制冷模式、制冷模式以及MAX制冷模式时的动作以及制冷剂的流动与前述的实施例(实施例1)的情况相同，因此省略说明。但是，在本实施例(实施例2)中，上述制热模式、除湿制冷模式、制冷模式以及MAX制冷模式中，将电磁阀80关闭。
(9)图8的车用空调装置1的除湿制热模式
另一方面，在选择除湿制热模式的情况下，在本实施例(实施例2)中，控制器32将电磁阀21(制热用)打开，将电磁阀17(制冷用)关闭。此外，将电磁阀30(除湿用)打开，将电磁阀40(除湿用)关闭。而且，控制器32将电磁阀80(除湿用)打开。此外，使压缩机2和各送风机15、27运转，空气混合挡板28设为使从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的空气通风至辅助加热器23和散热器4的状态。
由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过电磁阀30而从制冷剂配管13G流入散热器4。由于在散热器4中通风有空气流通路径3内的空气，因此，空气流通路径3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却并冷凝液化。
在散热器4内液化后的制冷剂在从上述散热器4流出后，经过制冷剂配管13E流至室外膨胀阀6。流入室外膨胀阀6的制冷剂在其中被减压后，流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂发生蒸发，并通过行驶或是从由室外送风机15通风的外部空气中吸取热量。即，制冷剂回路R成为热泵。此外，从室外热交换器7流出的低温的制冷剂经过制冷剂配管13A、电磁阀21和制冷剂配管13D，而从制冷剂配管13C流入储罐12，并在其中被气液分离后，气体制冷剂被吸入压缩机2，并且反复进行上述循环。
此外，经过散热器4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80、止回阀81并从第二旁通配管83和制冷剂配管13B经过内部热交换器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而蒸发。在此时的吸热作用下从室内送风机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内部热交换器19并在制冷剂配管13C中与来自制冷剂配管13D的制冷剂汇流之后，经过储罐12而被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热，由此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检测到的制冷剂回路R的高压压力，对压缩机2的转速进行控制，并且基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度,对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
在本实施例这样的车用空调装置1中，也通过控制器32执行前述(7)～(8)的疑似制冷剂不足的判断和制冷剂不足发生的确定动作，从而在制冷剂从制冷剂回路R慢慢泄漏的情况或是在维修时等封入至制冷剂回路R的制冷剂的量较少的情况下，能早期检测出发生制冷剂不足。
另外，在实施例中，根据排出制冷剂温度估算值Tdst与排出制冷剂温度Td之差或是排出制冷剂压力估算值Pdst与排出制冷剂压力Pd之差，进行两者的比较，但并不局限于此，也可以通过两者的比率进行比较，例如在Tdst/Td变小的情况下，或是因Pdst/Pd变大，从而判断为发生了制冷剂回路R的制冷剂不足。
此外，在实施例中，将正常时数据设作以排出制冷剂温度估算值Tdst为因变量，以吸入制冷剂温度Td和排出制冷剂压力Pd为自变量的多元回归式，或是设作以排出制冷剂压力估算值Pdst为因变量，以吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂温度Td为自变量的多元回归式，但并不局限于此，即使是在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的、表示吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂压力Pd与排出制冷剂温度Td之间的关系的数学式或映射的数据，或是在制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的、表示吸入制冷剂温度Ts和排出制冷剂温度Td与排出制冷剂压力Pd之间的关系的数学式或映射的数据，也能准确地计算出排出制冷剂温度估算值Tdst和排出制冷剂压力估算值Pdst。但是，如实施例那样通过使用多元回归式，从而能更准确地计算出排出制冷剂温度估算值Tdst和排出制冷剂压力估算值Pdst。
此外，在实施例中，通过对制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、MAX制冷模式的各运转模式进行切换的示例对本发明进行了说明，但并不局限于此，本发明在执行仅其中任意的运转模式或是这些运转模式的组合的车用空调装置中亦是有效的。
此外，实施例中示出的各运转模式的切换控制并不局限于此，也可以根据车用空调装置的能力和使用环境，并采用外部气体温度Tam、车室内的湿度、目标吹出温度TAO、散热器温度TH、目标散热器温度TCO、吸热器温度Te、目标吸热器温度TEO、车室内有无除湿要求等参数中的任意或是这些参数的组合、全部这些参数来设定适当的条件。
此外，辅助加热装置并不局限于实施例中示出的辅助加热器23，也可以利用使被加热器加热后的热介质循环以对空气流通路径内的空气进行加热的热介质循环回路，或是使被发动机加热后的放热器水(日文：ラジエター水)循环的加热器芯部等。此外，在各实施例中说明的制冷剂回路R的结构并不限定于此，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 车用空调装置；
2 压缩机；
3 空气流通路径；
4 散热器；
6 室外膨胀阀(减压装置)；
7 室外热交换器(散热器、吸热器)；
8 室内膨胀阀(减压装置)；
9 吸热器；
17、21、30、40 电磁阀；
23 辅助加热器(辅助加热装置)；
27 室内送风机(鼓风扇)；
28 空气混合挡板；
32 控制器(控制装置)；
35 旁通配管；
44 吸入压力传感器；
54 室外热交换器温度传感器；
55 吸入温度传感器；
R 制冷剂回路。

Claims (12)

1.一种车用空调装置，包括具有压缩机、散热器、减压装置和吸热器的制冷剂回路，并对车室内进行空气调节，其中，所述压缩机对制冷剂进行压缩，所述散热器使制冷剂散热，所述吸热器使制冷剂吸热，
其特征在于，
所述车用空调装置包括控制装置，所述控制装置对所述压缩机进行控制，
所述控制装置保存正常时数据，所述正常时数据表示在所述制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的所述压缩机的吸入制冷剂温度(Ts)与排出制冷剂温度(Td)之间的关系，
根据所述正常时数据，基于当前的所述吸入制冷剂温度(Ts)计算出正常时的所述排出制冷剂温度(Td)的估算值、即排出制冷剂温度估算值(Tdst)，
通过对所述排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的所述排出制冷剂温度(Td)进行比较，从而对所述制冷剂回路的制冷剂不足进行判断。
2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，
所述正常时数据是表示在所述制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的所述吸入制冷剂温度(Ts)及所述压缩机的排出制冷剂压力(Pd)与所述排出制冷剂温度(Td)之间的关系的数据。
3.如权利要求1或2所述的车用空调装置，其特征在于，
所述正常时数据是以所述排出制冷剂温度估算值(Tdst)为因变量、以所述吸入制冷剂温度(Ts)及所述压缩机的排出制冷剂压力(Pd)为自变量的多元回归式。
4.一种车用空调装置，包括具有压缩机、散热器、减压装置和吸热器的制冷剂回路，并对车室内进行空气调节，其中，所述压缩机对制冷剂进行压缩，所述散热器使制冷剂散热，所述吸热器使制冷剂吸热，
其特征在于，
所述车用空调装置包括控制装置，所述控制装置对所述压缩机进行控制，
所述控制装置保存正常时数据，所述正常时数据表示在所述制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的所述压缩机的吸入制冷剂温度(Ts)与排出制冷剂压力(Pd)之间的关系，
从所述正常时数据，基于当前的所述吸入制冷剂温度(Ts)计算出正常时的所述排出制冷剂压力(Pd)的估算值、即排出制冷剂压力估算值(Pdst)，
通过对所述排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的所述排出制冷剂压力(Pd)进行比较，从而对所述制冷剂回路的制冷剂不足进行判断。
5.如权利要求4所述的车用空调装置，其特征在于，
所述正常时数据是表示在所述制冷剂回路中填充有足够量的制冷剂的正常时的所述吸入制冷剂温度(Ts)及所述压缩机的排出制冷剂温度(Td)与所述排出制冷剂压力(Pd)之间的关系的数据。
6.如权利要求4或5所述的车用空调装置，其特征在于，
所述正常时数据是以所述排出制冷剂压力估算值(Pdst)为因变量、以所述吸入制冷剂温度(Ts)及所述压缩机的排出制冷剂温度(Td)为自变量的多元回归式。
7.如权利要求1至6中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
在所述控制装置判断为存在所述制冷剂回路疑似制冷剂不足的情况下，使所述压缩机的能力下降。
8.如权利要求7所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置在使所述压缩机的能力下降之后，以使所述排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的所述排出制冷剂温度(Td)之差、或是使所述排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的所述排出制冷剂压力(Pd)之差更大为条件，对所述制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定。
9.如权利要求1至6中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
在所述控制装置判断为存在所述制冷剂回路疑似制冷剂不足的情况下，缩小所述压缩机的转速(NC)的使用带域，并在该状态下再次对所述排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的所述排出制冷剂温度(Td)、或是再次对所述排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的所述排出制冷剂压力(Pd)进行比较，以对所述制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定。
10.如权利要求9所述的车用空调装置，其特征在于，
在缩小所述压缩机的转速(NC)的使用带域的状态下，所述控制装置在所述排出制冷剂温度估算值(Tdst)与当前的所述排出制冷剂温度(Td)之差、或是所述排出制冷剂压力估算值(Pdst)与当前的所述排出制冷剂压力(Pd)之差更小的时候，便对所述制冷剂回路的制冷剂不足的发生进行确定。
11.如权利要求8至10中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
在所述控制装置确定了所述制冷剂回路发生制冷剂不足的情况下，执行规定的报告动作。
12.如权利要求8至11中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
在所述控制装置确定了所述制冷剂回路发生制冷剂不足的情况下，使所述压缩机的转速NC下降、或是使所述压缩机停止。
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