CN109890635B - 车用空调装置 - Google Patents

Abstract

提供一种车用空调装置，即使在热泵装置或辅助加热装置陷入失控的情况下也能尽可能地持续车室内的制热。在通过利用热泵控制器使从压缩机(2)排出的制冷剂在散热器(4)中散热和/或使辅助加热器(23)发热而能对车室内进行制热的车用空调装置(1)中，热泵控制器在热泵装置(HP)和辅助加热器(23)中的任一方陷入失控的情况下使用另一方持续车室内的制热。

Description

车用空调装置

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式空调装置。

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。而且，作为能应用于上述这种车辆的的空调装置，开发出一种如下空调装置：包括具有压缩机、散热器和室外热交换器的热泵装置，其中，上述压缩机对制冷剂进行压缩并将其排出，上述散热器设于车室内侧并使制冷剂散热，上述室外热交换器设于车室外侧并使制冷剂吸热，通过使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热并使在该散热器中散热后的制冷剂在室外热交换器中吸热，从而对车室内进行制热，并且设置使用电加热器的辅助加热单元，以有助于车室内的制热(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

发明文献1：日本专利特开2014-213765号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在此，在上述车用空调装置中，在热泵装置中发生设备障碍而陷入失控的情况下，以往而言，使运转停止。因此，存在车室内的制热停止而使乘客产生不适感的问题。

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，即使在热泵装置或辅助加热装置陷入失控的情况下也能尽可能地持续车室内的制热。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的车用空调装置包括：空气流通路径，所述空气流通路径用于供向车室内供给的空气流通；热泵装置，所述热泵装置具有压缩机和散热器，其中，所述压缩机对制冷剂进行压缩，所述散热器用于使制冷剂散热而对从所述空气流通路径供给至所述车室内的空气进行加热；辅助加热装置，所述辅助加热装置用于对从所述空气流通路径供给至所述车室内的空气进行加热，以及控制装置，所述车用空调装置通过利用所述控制装置使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热和/或使辅助加热装置发热，从而能对车室内进行制热，所述车用空调装置的特征在于，在热泵装置和辅助加热装置中的任一方陷入失控的情况下，控制装置使用另一方持续车室内的制热。

在上述发明的基础上，技术方案二的车用空调装置的特征在于，

所述热泵装置还具有吸热器和室外热交换器，其中，所述吸热器用于使制冷剂吸热而对从空气流通路径供给至车室内的空气进行冷却，所述室外热交换器设于车室外，

控制装置切换地执行使制冷剂流至散热器的第一运转模式和使制冷剂不流至散热器的第二运转模式，并且在辅助加热装置陷入失控时正在执行第二运转模式的情况下切换为第一运转模式。

在上述发明的基础上，技术方案三的车用空调装置的特征在于，

作为第一运转模式，控制装置具有制热模式和除湿制冷模式，其中，在上述制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂流至散热器而使上述制冷剂散热，并且在将散热后的上述制冷剂减压之后，使上述制冷剂在室外热交换器中吸热，在除湿制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂从散热器流至室外热交换器并在上述散热器和室外热交换器中散热，并且在将散热后的上述制冷剂减压之后，使上述制冷剂在吸热器中吸热，在外部气体温度低的情况或无需对车室内进行除湿的情况下，执行制热模式，并且在外部气体温度高且需要对车室内进行除湿的情况下，执行除湿制冷模式。

在技术方案二或技术方案三的发明的基础上，技术方案四的车用空调装置的特征在于，

作为第二运转模式，控制装置具有除湿制热模式和最大制冷模式中的任一方或双方，其中，在除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而流至室外热交换器并使上述制冷剂散热，并且在将散热后的上述制冷剂减压之后，使上述制冷剂在吸热器中吸热，并使辅助加热装置发热，在最大制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而流至室外热交换器并使上述制冷剂散热，并且在将散热后的制冷剂减压之后，使上述制冷剂在吸热器中吸热。

在上述各发明的基础上，技术方案五的车用空调装置的特征在于，在热泵装置和辅助加热装置的双方陷入失控的情况下，控制装置使运转停止。

在上述各发明的基础上，技术方案六的车用空调装置的特征在于，控制装置在热泵装置和/或辅助加热装置发生设备的故障、传感器的故障和通信异常中的任一个的情况下判断为失控。

发明效果

根据本发明，车用空调装置包括：空气流通路径，上述空气流通路径用于供向车室内供给的空气流通；热泵装置，上述热泵装置具有压缩机和散热器，其中，上述压缩机对制冷剂进行压缩，上述散热器用于使制冷剂散热而对从上述空气流通路径供给至车室内的空气进行加热；辅助加热装置，上述辅助加热装置用于对从空气流通路径供给至车室内的空气进行加热，以及，控制装置，该车用空调装置通过利用控制装置使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热和/或使辅助加热装置发热，从而能对车室内进行制热，在热泵装置和辅助加热装置中的任一方陷入失控的情况下，控制装置使用另一方持续车室内的制热，因此，例如，如技术方案六的发明所述那样，在控制装置在热泵装置或辅助加热装置中的一方发生设备的故障、传感器的故障和通信异常中的任一个而判断为失控的情况下，也能通过另一方持续车室内的制热。由此，即使在热泵装置或辅助加热器中的任一方失控的异常时，仍能尽可能地进行车室内的制热而减轻乘客的不适感。

在此，热泵装置还具有吸热器和室外热交换器，其中，上述吸热器用于使制冷剂吸热而对从空气流通路径供给至车室内的空气进行冷却，上述室外热交换器设于车室外，

在控制装置切换地执行使制冷剂流至散热器的第一运转模式和使制冷剂不流至散热器的第二运转模式的情况下，通过在辅助加热装置陷入失控时正在执行第二运转模式的情况下切换为第一运转模式，从而即使在辅助加热装置的异常时也能利用来自散热器的散热无障碍地对车室内进行制热。

另外，控制装置所执行的第二运转模式如例如技术方案四的发明那样是除湿制热模式或最大制冷模式，其中，在上述除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而流至室外热交换器并使上述制冷剂散热，并且在将散热后的上述制冷剂减压之后使上述制冷剂在吸热器中吸热，并使辅助加热装置发热，在最大制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂不流至散热器而流至室外热交换器并使上述制冷剂散热，并且在将散热后的上述制冷剂减压之后，使上述制冷剂在吸热器中吸热。

此外，如技术方案三的发明那样，作为控制装置所执行的第一运转模式，具有制热模式和除湿制冷模式，其中，在上述制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂流至散热器而散热，并且在将散热后的上述制冷剂减压之后使上述制冷剂在室外热交换器中吸热，在除湿制冷模式下，使从压缩机排出的制冷剂从散热器流至室外热交换器并在上述散热器和上述室外热交换器中散热，并且在将散热后的上述制冷剂减压之后，使上述制冷剂在吸热器中吸热，此时，若在外部气体温度低的情况或无需对车室内进行除湿的情况下执行制热模式，并且在外部气体温度高且需要对车室内进行除湿的情况下执行除湿制冷模式，那么，即使在辅助加热装置的异常时，也能无障碍地进行车室内的制热和除湿。

此外，在热泵装置和辅助加热装置的双方陷入失控的情况下，如技术方案五的发明那样通过利用控制装置而使运转停止，从而能消除设备进一步产生损伤的危险。

附图说明

图1是应用本发明的一实施方式的车用空调装置的结构图(实施例一)。

图2是图1的车用空调装置的控制装置的框图。

图3是图1的车用空调装置的空气流通路径的示意图。

图4是与图2的热泵控制器的制热模式下的压缩机控制相关的控制框图。

图5是与图2的热泵控制器的除湿制热模式下的压缩机控制相关的控制框图。

图6是与图2的热泵控制器的除湿制热模式下的辅助加热器(辅助加热装置)控制相关的控制框图。

图7是对与图1的实施例的热泵装置相关的运转模式的切换控制进行说明的图。

图8是本发明的另一实施例的车用空调装置的结构图(实施例二)。

图9是对与图8的实施例的与热泵装置相关的运转模式的切换控制进行说明的图。

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。

(实施例一)

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余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、MAX制冷模式(最大制冷模式)以及辅助加热器单独模式的各运转模式。

另外，上述制热模式、除湿制冷模式、制冷模式是使制冷剂流至后述的散热器4的本发明的第一运转模式，除湿制热模式、MAX制冷模式、辅助加热器单独模式是制冷剂不流至散热器4的本发明的第二运转模式。此外，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适用，这一点是自不必言的。

实施例的车用空调装置1进行电动汽车的车室内的空气调节(制热、制冷、除湿和换气)，在该车用空调装置1中，电动式的压缩机2、散热器4、室外膨胀阀6(减压装置)、室外热交换器7、室内膨胀阀8(减压装置)、吸热器9和储罐12等通过制冷剂配管13依次连接而构成热泵装置HP的制冷剂回路，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，并且该散热器4作为加热器供从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13G流入，并用于使该制冷剂在车室内散热而对供给至车室内的空气进行加热，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设置于车室外并使制冷剂与外部气体之间进行热交换，以在制冷时作为散热器发挥功能，在制热时作为蒸发器发挥功能，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设置在空气流通路径3内，并用于在制冷时和除湿时使制冷剂吸热而对从车室内外吸入并供给至车室内的空气进行冷却。

此外，在上述热泵装置HP的制冷剂回路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而使外部气体与制冷剂进行热交换，由此，即使在停车过程中(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经由在制冷时打开的电磁阀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与室内膨胀阀8之间的制冷剂配管13B与吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C设置成热交换关系，在两者中构成有内部热交换器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经由在制热时打开的电磁阀21而与内部热交换器19下游侧的制冷剂配管13C连通并连接。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的排出侧与散热器4的入口侧之间的制冷剂配管13G夹设有在进行后述的除湿制热和MAX制冷时关闭的电磁阀30(构成流路切换装置)。在这种情况下，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经由在除湿制热和MAX制冷时打开的电磁阀40(其也构成流路切换装置)与室外膨胀阀6的下游侧的制冷剂配管13E连通并连接。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，从而如后文所述那样能够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之间的切换，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到室外热交换器7，在制热模式、除湿制冷模式及制冷模式下，使从压缩机2排出的制冷剂流入到散热器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将导入后的内部气体和外部气体进给至空气流通路径3。

此外，在图1中，符号23是作为设于实施例的车用空调装置1的辅助加热装置(另一加热器)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的空气流动，设置在作为散热器4的风上侧(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流入到散热器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。在本实施例中，前述的散热器4和上述辅助加热器23变成加热器。

在此，HVAC单元10的比吸热器9靠下风侧(空气下游侧)的空气流通路径3被分隔壁10A划分而形成制热用热交换通路3A和旁通于该制热用热交换通路3A的旁通通路3B，前述的散热器4和辅助加热器23配置于制热用热交换通路3A。

此外，在辅助加热器23的上风侧的空气流通路径3内设有空气混合挡板28，上述空气混合挡板28对流入到上述空气流通路径3内并通过吸热器9后的空气流通路径3内的空气(内部气体和外部气体)通风至配置有辅助加热器23和散热器4的制热用热交换通路3A的比例进行调节。

此外，在散热器4的下风侧的HVAC单元10形成有FOOT(脚部)吹出口29A(第一吹出口)、VENT(通风)吹出口29B(相对于FOOT吹出口29A的是第二吹出口、相对于DEF吹出口29C是第一吹出口)、DEF(除雾)吹出口29C(第二吹出口)的各吹出口。FOOT吹出口29A是用于将空气吹出到车室内的脚下的吹出口，其位于最低的位置。此外，VENT吹出口29B是用于将空气吹出到车室内的驾驶员的胸部和脸部附近的吹出口，其位于比FOOT吹出口29A靠上方的位置。而且，DEF吹出口29C是将空气吹出到车辆的前挡风玻璃内表面的吹出口，其与其他吹出口29A、29B相比位于最上方的位置。

而且，在FOOT吹出口29A、VENT吹出口29B以及DEF吹出口29C分别设有对空气的吹出量进行控制的FOOT吹出口挡板31A、VENT吹出口挡板31B和DEF吹出口挡板31C。

接着，图2示出了实施例的车用空调装置1的控制装置11的框图。控制装置11均由空调控制器20和热泵控制器32构成，上述空调控制器20和热泵控制器32均由作为包括处理器的计算机的微型计算机构成，并且上述空调控制器20和热泵控制器32与构成CAN(Controller Area NetWork：控制器局域网络)以及LIN(Local Interconnect Network：本地互联网)的车辆通信总线35连接。此外，压缩机和辅助加热器23也与车辆通信总线65连接，上述空调控制器20、热泵控制器32、压缩机2以及辅助加热器23构成为经由车辆通信总线65进行数据的接收、发送。

空调控制器20是负责车辆的车室内空调的控制的上级控制器，在上述空调控制器20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、例如光电传感式的日照传感器51、车速传感器52的各输出、空调(空气调节)操作部53，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且流入吸热器9的空气的温度(吸入空气温度Tas)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(室内温度Tin)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(排出压力Pd)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；上述空调操作部53用于对设定温度和运转模式的切换进行设定。

此外，在空调控制器20的输出连接有室外送风机15、室内送风机(鼓风扇)27、吸入切换挡板26、空气混合挡板28、各吹出口挡板31A～31C，并通过空调控制器20对上述部件进行控制。

热泵控制器32是主要负责热泵装置HP的控制的控制器，在上述热泵控制器32的输入连接有排出温度传感器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、辅助加热器温度传感器50、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，上述排出温度传感器43对压缩机2的排出制冷剂温度进行检测，上述吸入压力传感器44对压缩机2的吸入制冷剂压力进行检测，上述吸入温度传感器55对压缩机2的吸入制冷剂温度Ts进行检测，上述散热器温度传感器46对散热器4的制冷剂温度(散热器温度TCI)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(散热器压力PCI)进行检测，上述吸热器温度传感器48对吸热器9的制冷剂温度(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的制冷剂压力进行检测，上述辅助加热器温度传感器50对辅助加热器23的温度(辅助加热器温度Tptc)进行检测，上述室外热交换器温度传感器54对室外热交换器7的出口的制冷剂温度(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的出口的制冷剂压力(室外热交换器压力PXO)进行检测。此外，在热泵控制器32的输出连接有室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、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，上述各电磁阀通过热泵控制器32控制。另外，压缩机2和辅助加热器23分别内置有控制器，压缩机2和辅助加热器23的控制器经由车辆通信总线65与热泵控制器32进行数据的接收、发送，并通过上述热泵控制器32控制。

热泵控制器32与空调控制器20是经由车辆通信总线65相互进行数据的接收、发送并且基于各传感器的输出、通过空调操作部53输入的设定对各设备进行控制的控制器，在该情况的实施例中构成为：外部气体温度传感器33、排出压力传感器42、车速传感器52、流入到空气流通路径3的空气的体积风量Ga(空调控制器20所算出的)、空气混合挡板28实现的风量比例SW(空调控制器20所算出的)以及空调操作部53的输出从控制控制器20经由车辆通信总线65发送至热泵控制器32，从而提供基于热泵控制器32的控制。

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。在本实施例中，控制装置11(空调控制器20、热泵控制器32)切换地执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、MAX制冷模式(最大制冷模式)和辅助加热器单独模式的各运转模式。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

当通过热泵控制器32(自动模式)或通过对空调操作部53的手动操作(手动模式)而选择制热模式时，热泵控制器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运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，虽然空气混合挡板28基本上设置成将从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的全部空气通风至制热用热交换通路3A的辅助加热器23和散热器4的状态，但也可以对风量进行调节。

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(辅助加热器23工作时为上述辅助加热器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，从而冷凝、液化。

在散热器4内液化后的制冷剂从上述散热器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的制冷剂在该室外膨胀阀6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，并从由行驶或由室外送风机15而通风的外部空气中吸取热量。即，热泵装置HP的制冷剂回路成为热泵。接着，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，在该储罐12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。被散热器4(辅助加热器23工作时为上述辅助加热器23和散热器4)加热后的空气从各吹出口29A～29C吹出，由此进行车室内的制热。

热泵控制器32根据空调控制器20基于目标吹出温度TAO算出的目标加热器温度TCO(散热器温度TCI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检测出的散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI。热泵HP的制冷剂回路的高压压力)对压缩机2的转速NC进行控制，并对基于散热器4的加热进行控制。此外，热泵控制器32基于散热器温度传感器46检测出的散热器4的制冷剂温度(散热器温度TCI)和散热器压力传感器47检测出的散热器压力PCI对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，并对散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度SC进行控制。

此外，在上述制热模式下，在基于散热器4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，热泵控制器32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。即，通过执行热泵装置HP和辅助加热器23的协调运转，实现舒适的车室内制热且使室外热交换器7的结霜也得到抑制。此时，由于辅助加热器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，那么，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加热器的电阻值变大，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，从而能够如实施例那样充分地发挥由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，热泵控制器32将电磁阀17打开，将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀30关闭，将电磁阀40打开，并且将室外膨胀阀6的阀开度设为全闭。然后，使压缩机2运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，虽然空气混合挡板28基本上设置成将从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的全部空气通风至制热用热交换通路3A的辅助加热器23和散热器4的状态，但也对风量进行调节。

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流向散热器4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，由于室外膨胀阀6被设为全闭，因此制冷剂流入到室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂随后通过由行驶或由室外送风机15而通风的外部气体进行空气冷却，从而冷凝。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，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中蒸发后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，随后经过储罐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的阀开度被设为全闭，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而确保空调能力。此外，在上述除湿制热模式下，热泵控制器32对辅助加热器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。

热泵控制器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)以及空调控制器20算出的吸热器温度Te的目标值即目标吸热器温度TEO，对压缩机2的转速NC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和前述的目标加热器温度TCO(此时为辅助加热器温度Tptc的目标值)，对辅助加热器23的通电(发热所实现的加热)进行控制，从而一边恰当地进行吸热器9内的空气的冷却和除湿，一边通过基于辅助加热器23的加热来可靠地防止从各吹出口29A～29C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，从而能实现车室内的舒适且高效的除湿制热。

另外，由于辅助加热器23配置于散热器4的空气上游侧，因此，虽然被辅助加热器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动至散热器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，由于散热器4而使吹出至车室内的空气的温度降低的情况得到抑制，COP也得到提高。

(3)除湿制冷模式

接着，在除湿制冷模式下，热泵控制器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。然后，使压缩机2运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，虽然空气混合挡板28基本上设置成将从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的全部空气通风至制热用热交换通路3A的辅助加热器23和散热器4的状态，但也对风量进行调节。

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，从而冷凝、液化。

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，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的制冷剂随后通过由行驶或由室外送风机15而通风的外部气体进行空气冷却，从而冷凝。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于吸热器9，因此，空气被冷却且被除湿。

在吸热器9中蒸发后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，随后经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在上述除湿制冷模式下，由于热泵控制器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(散热能力比制热时低)。由此，进行车室内的除湿制冷。

热泵控制器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(发送自空调控制器20)，对压缩机2的转速NC进行控制。此外，热泵控制器32根据前述的目标加热器温度TCO对目标散热器压力PCO进行计算，并基于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。热泵装置HP的制冷剂回路的高压压力)对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，并对基于散热器4的加热进行控制。

(4)制冷模式

接着，在制冷模式下，热泵控制器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。然后，使压缩机2运转，并且不对辅助加热器23通电。空调控制器20使各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成对使从室内送风机27吹出并经过吸热器9的空气流通路径3内的空气通风至制热用热交换通路3A的辅助加热器23和散热器4的比例进行调节的状态。

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，由于室外膨胀阀6被设为全开，因此，制冷剂经过该室外膨胀阀6并就这样流入室外热交换器7，然后通过由行驶或由室外送风机15而通风的外部气体进行空气冷却，从而冷凝、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。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过内部热交换器19并经由制冷剂配管13C流至储罐12，随后经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中冷却、除湿后的空气从各吹出口29A～29C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，热泵控制器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)和作为其目标值的前述的目标吸热器温度TEO，对压缩机2的转速NC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，热泵控制器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。然后，使压缩机2运转，并且不对辅助加热器23通电。空调控制器20使各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成使空气流通路径3内的空气不通风至制热用热交换通路3A的辅助加热器23和散热器4的状态。不过，即使略微通风亦无妨。

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流向散热器4而是流入旁通配管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，由于室外膨胀阀6被设为全闭，因此制冷剂流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂随后通过由行驶或由室外送风机15而通风的外部气体进行空气冷却，从而冷凝。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，由于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中蒸发后的制冷剂经过内部热交换器19并经由制冷剂配管13C流至储罐12，随后经过储罐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被设为全闭，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而确保空调能力。

在此，在上述制冷模式下，由于在散热器4流动有高温的制冷剂，因此，虽然会大量产生从散热器4向HVAC单元10的直接热传导，但由于在上述MAX制冷模式下制冷剂并未流动至散热器4，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，在对车室内进行强力的制冷的情况下，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而实现舒适的车室内空调。此外，在上述MAX制冷模式下，热泵控制器32也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)和作为其目标值的前述的目标吸热器温度TEO，对压缩机2的转速NC进行控制。

(6)辅助加热器单独模式

另外，实施例的控制装置11具有辅助加热器单独模式，在上述辅助加热器单独模式下，在室外热交换器7上产生过度结霜等情况下，停止热泵装置HP的压缩机2和室外送风机15，并对辅助加热器23通电，从而仅通过上述辅助加热器23对车室内进行制热。在这种情况下，热泵控制器32基于辅助加热器温度传感器50检测到的辅助加热器温度Tptc和前述的目标加热器温度TCO对辅助加热器23的通电(发热)进行控制。

此外，空调控制器20使室内送风机27运转，空气混合挡板28设置成如下状态：将从室内送风机27吹出的空气流通路径3内的空气通风至制热用热交换通路3A的辅助加热器23，并对风量进行调节。在辅助加热器23中加热后的空气从各出口29A～29C吹出到车室内，由此进行车室内的制热。

(7)运转模式的切换

空调控制器20根据下述数学式(I)计算出前述的目标吹出温度TAO。上述目标吹出温度TAO是吹出到车室内的空气的温度的目标值。

TAO＝(Tset－Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))··(I)

此处，Tset是通过空调操作部53设定的车室内的设定温度，Tin是内部气体温度传感器37检测出的室内温度，K是系数，Tbal是基于设定温度Tset、日照传感器51检测出的日照量SUN、外部气体温度传感器33检测到的外部气体温度Tam算出的平衡值。而且，一般而言，外部气体温度Tam越低，则上述目标吹出温度TAO越高，并随着外部气体温度Tam上升而下降。

热泵控制器32在启动时基于从空调控制器20经由车辆通信总线65发送的外部气体温度Tam(外部气体温度传感器33检测到的)和目标吹出温度TAO来选择上述各运转模式中的任一个运转模式，并且经由车辆通信总线65将各运转模式发送给空调控制器20。此外，通过在启动后基于外部气体温度Tam、车室内的湿度、目标吹出温度TAO、后述的加热温度TH(散热器4下风侧的空气温度。估算值)、目标加热器温度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进行各运转模式的切换，从而根据环境条件和是否需要除湿来可靠地对制热模式、除湿制热模式、制冷模式、MAX制冷模式以及辅助加热器单独模式进行切换，进而将吹出到车室内的空气的温度控制为目标吹出温度TAO，从而实现舒适且高效的车室内空气调节。

图7是对基于上述热泵控制器32的、与热泵装置HP相关的运转模式的切换控制进行说明的图。在未发生辅助加热器23失控的异常的情况下，在没有除湿要求时，热泵装置HP的运转模式变成制热模式。另一方面，在辅助加热器23没有发生异常且存在除湿要求的情况下，选择上述除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、MAX制冷模式中的任一个。另外，除湿要求除了由热泵控制器32判断的情况以外，有时还基于对空调操作部53的手动操作而发送自空调控制器20。此外，在后文中将对辅助加热器23发生异常的情况进行详细叙述。

(8)基于热泵控制器32的制热模式下的压缩机2的控制

接着，使用图4对前述的制热模式下的压缩机2的控制进行详细叙述。图4是确定制热模式用的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCh的热泵控制器32的控制框图。热泵控制器32的F/F(前馈)操作量运算部58根据下述值对压缩机目标转速的F/F操作量TGNChff进行运算：外部气体温度传感器33获得的外部气体温度Tam；室内送风机27的鼓风机电压BLV；通过SW＝(TAO－Te)/(TH－Te)得出的基于空气混合挡板28的风量比例SW；散热器4的出口处的过冷却度SC的目标值即目标过冷却度TGSC；散热器4的温度的目标值即前述的目标加热器温度TCO(发送自空调控制器20)；散热器4的压力的目标值即目标散热器压力PCO。

此处，算出风量比例SW的上述TH为散热器4的下风侧的空气的温度(以下，称作加热温度)，由热泵控制器32根据下述的一阶滞后运算的数学式(II)估算出。

TH＝(INTL×TH0+Tau×THz)/(Tau+INTL)··(II)

此处，INTL是运转周期(常数)，Tau是一阶滞后的时间常数，TH0是一阶滞后运算前的恒定状态下的加热温度TH的恒定值，THz是加热温度TH的前次值。通过上述方式估算加热温度TH，从而无需设置专门的温度传感器。

另外，热泵控制器32通过根据前述的运转模式而改变上述时间常数Tau和恒定值TH0，从而根据运转模式将上述估算式(II)设为不同的估算式，进而对加热温度TH进行估算。然后，上述加热温度TH经由车辆通信总线65发送给空调控制器20。

上述目标散热器压力PCO是目标值运算部59基于上述目标过冷却度TGSC和目标加热器温度TCO运算出的。而且，F/B(反馈)操作量运算部60基于上述目标散热器压力PCO和散热器4的制冷剂压力即散热器压力PCI对压缩机目标转速的F/B操作量TGNChfb进行运算。接着，F/F操作量运算部58运算出的F/F操作量TGNCnff与F/B操作量运算部60运算出的TGNChfb通过加法器61相加，并在通过极限设定部62附加上控制上限值和控制下限值的极限之后，被确定为压缩机目标转速TGNCh。在上述制热模式下，热泵控制器32基于上述压缩机目标转速TGNCh对压缩机2的转速NC进行控制。

(9)在基于热泵控制器32的除湿制热模式下的压缩机2和辅助加热器23的控制

另一方面，图5是确定上述除湿制热模式用的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCc的的热泵控制器32的控制框图。热泵控制器32的F/F操作量运算部63基于下述值对压缩机目标转速的F/F操作量TGNCcff进行运算：外部气体温度Tam；流入空气流通路径3的空气的体积风量Ga；散热器4的压力(散热器压力PCI)的目标值即目标散热器压力PCO；吸热器9的温度(吸热器温度Te)的目标值即目标吸热器温度TEO。

此外，F/B操作量运算部64基于目标吸热器温度TEO(发送自空调控制器20)和吸热器温度Te对压缩机目标转速的F/B操作量TGNCcfb进行运算。接着，F/F操作量运算部63运算出的F/F操作量TGNCcff和F/B操作量运算部64运算出的F/B操作量TGNCcfb通过加法器66相加，并在通过极限设定部67附加上控制上限值和控制下限值的极限之后，被确定为压缩机目标转速TGNCc。在除湿制热模型下，热泵控制器32基于上述压缩机目标转速TGNCc对压缩机2的转速NC进行控制。

此外，图6是确定除湿制热模式下的辅助加热器23的辅助加热器要求能力TGQPTC的热泵控制器32的控制框图。在热泵控制器32的减法器73输入有目标加热器温度TCO和辅助加热器温度Tptc，并算出目标加热器温度TCO与辅助加热器温度Tptc的偏差(TCO-Tptc)。上述偏差(TCO-Tptc)被输入至F/B控制部74，上述F/B控制部74对辅助加热器要求能力F/B操作量进行运算以消除偏差(TCO-Tptc)而使辅助加热器温度Tptc成为目标加热器温度TCO。

在上述F/B控制部72中算出的辅助加热器要求能力F/B操作量在通过极限设定部76附加上控制上限值和控制下限值的极限之后，被确定为辅助加热器要求能力TGQPTC。在除湿制热模式下，控制器32通过基于上述辅助加热器要求能力TGQPTC对辅助加热器23的通电进行控制，从而控制辅助加热器23的发热(加热)以使辅助加热器温度Tptc成为目标加热器温度TCO。

如上所述，热泵控制器32通过在除湿制热模式下基于吸热器温度Te和目标吸热器温度TEO对压缩机的运转进行控制，并且基于目标加热器温度TCO对辅助加热器23的发热进行控制，从而对除湿制热模式下的基于吸热器9的冷却和除湿以及基于辅助加热器23的加热进行可靠控制。由此，能一边更恰当地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更准确的制热温度，从而能实现更进一步舒适且高效的车室内的除湿制热。

(10)空气混合挡板28的控制

接着，参照图3对基于空调控制器20的空气混合挡板28的控制进行说明。在图3中，Ga是流入到前述的空气流通路径3的空气的体积风量、Te是吸热器温度、TH是前述的加热温度(散热器4的下风侧的空气的温度)。

空调控制器20通过基于由如前所述的数学式(下述数学式(III))算出的、通风至制热用热交换通路3A的散热器4和辅助加热器23的风量比例SW以变成上述比例的风量的方式对空气混合挡板28进行控制，从而对流向散热器4(以及辅助加热器23)的通风量进行调节。

SW＝(TAO-Te)/(TH-Te)··(III)

即，通风至制热用热交换通路3A的散热器4和辅助加热器23的风量比例SW在0≤SW≤1的范围内变化，“0”为将空气流通路径3内的全部空气通风至旁通通路3B而不向制热用热交换通路3A通风的空气混合全闭状态，“1”为将空气流通路径3内的全部空气通风至制热用热交换通路3A的空气混合全开状态。即，流向散热器4的风量为Ga×SW。

(11)热泵装置HP、辅助加热器23失控时的故障安全防护控制

接着，对本发明的车用空调装置1的热泵装置HP与辅助加热器23陷入失控的情况下的故障安全防护控制进行说明。

(11-1)辅助加热器23失控时的故障安全防护控制

如前所述，在本实施例中，辅助加热器23在制热模式、除湿制热模式和辅助加热器单独模式下通电，但在发生辅助加热器23陷入失控的异常的情况下，热泵控制器32无法正常地控制辅助加热器23。因此，热泵控制器32在例如如下情况下判断为无法控制辅助加热器23：·辅助加热器23自身发生故障(断线、短路)的情况；或者·辅助加热器温度传感器50发生故障(断线、短路)的情况；或者·经由车辆通信总线65的与辅助加热器23的数据通信异常/中断的情况。另外，断线、短路是基于异常的电压值等进行检测的。

热泵控制器32在制热模式、除湿制热模式以及辅助加热器单独模式下如上所述那样对辅助加热器23的异常进行检测，并在判断为上述辅助加热器23陷入失控的情况下，停止辅助加热器23的通电控制。而且，在热泵装置HP没有异常、且当前正在执行制热模式(第一运转模式)的情况下，仅使热泵装置HP运转，并持续上述制热模式。

另一方面，在热泵装置HP没有异常、且当前正在执行除湿制热模式或辅助加热器单独模式(第二运转模式)的情况下，仅使热泵装置HP运转，并在外部气体温度Tam比规定值低的情况(外部气体温度较低时)或没有除湿要求的情况下，将热泵装置HP切换为制热模式(第一运转模式)，并利用来自散热器4的散热来持续车室内的制热。此外，在外部气体温度Tam高且存在除湿要求的情况下，切换为除湿制冷模式(第一运转模式)(均为图7)。由于即使在除湿制冷模式下，在散热器4也流动有制冷剂，因此，能根据与车室内的设定温度的关系实现一定程度的制热。

另外，在未对辅助加热器23通电的上述除湿制冷模式、制冷模式以及MAX制冷模式下检测到辅助加热器23的异常的情况下，热泵控制器32在上述运转模式下持续热泵装置HP的运转。

(11-2)热泵装置HP失控时的故障安全防护控制

另一方面，在发生热泵装置HP陷入失控的情况下，热泵控制器32将无法正常地控制热泵装置HP。因此，热泵控制器32在如下情况下判断为无法控制热泵装置HP：

·室外膨胀阀6发生故障(断线、短路、失调、室外膨胀阀6的控制器异常)的情况；或者

·各电磁阀发生故障(断线、短路)的情况；或者

·各温度传感器、压力传感器发生故障(断线、短路)的情况；或者

·经由车辆通信总线65的压缩机2、空调控制器20与热泵控制器32的数据通信异常/中途断绝的情况。

另外，断线和短路是基于异常的电压值等进行检测的。

热泵控制器32在使热泵装置HP运转的状态下如上所述那样对热泵装置HP的异常进行检测，并在判断为上述热泵装置HP陷入失控的情况下，停止热泵装置HP的运转。然后，切换为仅向辅助加热器23通电的辅助加热器单独模式。另外，实际上变成如下形式，即在当前为制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式时向辅助加热器23通电，并持续车室内的制热。

(11-3)热泵装置HP和辅助加热器23双方失控的情况

另外，在热泵装置HP和辅助加热器23双方陷入失控的情况下，热泵控制器32和空调控制器20停止车用空调装置1的运转，并防止设备进一步产生损伤的情况。而且，在上述任意异常的情况下均向空调操作部53进行规定的异常通知。

如上所述那样通过利用热泵控制器32使从压缩机2排出的制冷剂在散热器4中散热以及/或通过使辅助加热器23发热，从而在能对车室内进行制热的车用空调装置1中，由于热泵控制器32在热泵装置HP和辅助加热器23中的任一方陷入失控的情况下使用另一方持续车室内的制热，因此，即使在热泵装置HP或辅助加热器23中的一方发生设备的故障、传感器的故障、通信异常等而判断为失控的情况下，仍能通过另一方持续车室内的制热。由此，即使在热泵装置HP或辅助加热器23中的任一方变为失控的异常时，仍能尽可能地进行车室内的制热，从而减轻乘客的不适感。

而且，在辅助加热器23陷入失控时热泵装置HP正在执行制冷剂不流动至散热器4的除湿制热模式、MAX制冷模式、辅助加热器单独模式(第二运转模式)的情况下，切换为制冷剂流动至散热器4的制热模式或除湿制冷模式(第一运转模式)，因此即使在辅助加热器23异常时，仍能利用来自散热器4的散热无障碍地对车室内进行制热。

在这种情况下，热泵控制器32在外部气体温度Tam低或无需对车室内进行除湿的情况下执行制热模式，并且在外部气体温度Tam高且需要对车室内进行除湿的情况下执行除湿制冷模式，因此，即使在辅助加热器23异常时，也能无障碍地进行车室内的制热和除湿。

(实施例二)

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，在该图中，用与图1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18，上述止回阀18的出口连接于制冷剂配管13B。另外，止回阀18的制冷剂配管13B(室内膨胀阀8)一侧被设为正向。

此外，散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6跟前发生分岔，上述分岔后的制冷剂配管(以下，称作第二旁通配管)13F经由电磁阀22(除湿用)而与止回阀18的下游侧的制冷剂配管13B连通并连接。此外，电磁阀22还与热泵控制器32的输出连接。而且，未设有前述的实施例的图1中的由旁通配管35、电磁阀30和电磁阀40构成的旁通装置45。其他与图1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。在本实施例中，热泵控制器32切换地执行制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式、制冷模式和辅助加热器单独模式的各运转模式(MAX制冷模式在本实施例中并不存在)。另外，由于选择制热模式、除湿制冷模式、制冷模式时的动作以及制冷剂的流动、辅助加热器单独模式与前述的实施例(实施例一)的情况相同，因此省略说明。不过，在本实施例(实施例二)中，在上述制热模式、除湿制冷模式以及制冷模式中，将电磁阀22关闭。此外，在本实施例中，除辅助加热器单独模式以外均为本发明的第一运转模式。

(12)图8的车用空调装置1的除湿制热模式

另一方面，在选择了除湿制热模式的情况下，在本实施例(实施例二)中，热泵控制器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22(除湿用)打开。然后，使压缩机2运转。空调控制器20使各送风机15、27运转，空调混合挡板28基本上设置成如下状态：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内的全部空气通风至制热用热交换器通路3A的辅助加热器23和散热器4，但也对风量进行调节。

由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂从制冷剂配管13G流入散热器4。由于在散热器4中通风有流入空气流通路径3A的空气流通路径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，从而冷凝、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到达室外膨胀阀6。流入室外膨胀阀6的制冷剂在该室外膨胀阀6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，并从由行驶或由室外送风机15而通风的外部空气中吸取热量。即，热泵装置HP的制冷剂回路变成热泵。然后，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，在该储罐12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而在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂的一部分被分流，从而经过电磁阀22并从第二旁通配管13F以及制冷剂配管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于吸热器9，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而在制冷剂配管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。

空调控制器20将根据目标吹出温度TAO算出的目标加热器温度TCO(散热器出口温度TCI的目标值)发送给热泵控制器32。热泵控制器32根据上述目标加热器温度TCO算出目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)，并基于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(散热器要求PCI。热泵装置HP的制冷剂回路的高压压力)对压缩机2的转速NC进行控制，从而对基于散热器4的加热进行控制。此外，热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度Te和从空调控制器20发送的目标吸热器温度TEO对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。

(13)图8的车用空调装置1的内部循环模式

此外，在内部循环模式中，热泵控制器32在上述除湿制热模式的状态下将室外膨胀阀6设置为全闭(全闭位置)，并且将电磁阀21关闭。通过关闭上述室外膨胀阀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而在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂经过电磁阀22全部流至第二旁通配管13F。接着，在第二旁通配管13F中流动的制冷剂从制冷剂配管13B经由内部热交换器19而到达室内膨胀阀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于吸热器9，因此，空气被冷却且被除湿。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过内部热交换器19而在制冷剂配管13C中流动，并经由储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。由于在吸热器9中除湿后的空气在通过散热器4的过程中被再次加热，由此进行车室内的除湿制热，不过，由于在上述内部循环模式下，制冷剂在位于室内侧的空气流通路径3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)之间循环，因此，不从外部气体汲取热，而是发挥与压缩机2的消耗动力量相应的制热能力。由于在发挥除湿作用的吸热器9流动有全部制冷剂，因此，当与上述除湿制热模式进行比较时，除湿能力较高，但是制热能力较低。

空调控制器20将根据目标吹出温度TAO算出的目标加热器温度TCO(散热器出口温度TCI的目标值)发送给热泵控制器32。热泵控制器32根据发送而来的目标加热器温度TCO算出目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)，并基于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。热泵装置HP的制冷剂回路的高压压力)对压缩机2的转速NC进行控制，以对基于散热器4的加热进行控制。

而且，图9是对本实施例的情况下的基于热泵控制器32的与热泵装置HP相关的运转模式的切换控制进行说明的图。在未发生辅助加热器23变得失控的异常的情况下，在没有除湿要求时，热泵装置HP的运转模式变成制热模式。另一方面，在辅助加热器23无异常且存在除湿要求的情况下，选择上述除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式和制冷模式中的任一个。

(14)图8的实施例中的故障安全防护控制

此外，在发生热泵装置HP陷入失控的异常的情况下，与前述的(11-2)相同地执行基于辅助加热器23的故障安全防护。然而，在本实施例的情况下电磁阀22的故障也被追加为判断基础。此外，在热泵装置HP和辅助加热器23双方均异常的情况下也与前述的(11-3)相同。而且，在本实施例中，在辅助加热器23陷入失控的情况下，通过与前述的(11-2)相同的判断来执行制热模式或是除湿制冷模式，从而持续车室内的制热。

另外，各实施例中示出的数值等并不局限于此，理应根据所应用的装置进行适当设定。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而对空气流通路径3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。

(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；

7 室外热交换器；

8 室内膨胀阀；

9 吸热器；

10 HVAC单元

11 控制装置

20 空调控制器；

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 热泵控制器；

65 车辆通信总线；

HP 热泵装置。

Claims (5)

1.一种车用空调装置，包括：

空气流通路径，所述空气流通路径用于供向车室内供给的空气流通；

热泵装置；

辅助加热装置，所述辅助加热装置用于对从所述空气流通路径供给至所述车室内的空气进行加热；以及

控制装置，

所述热泵装置具有压缩机、散热器、吸热器和室外热交换器，其中，所述压缩机对制冷剂进行压缩，所述散热器用于使制冷剂散热而对从所述空气流通路径供给至所述车室内的空气进行加热，所述吸热器用于使制冷剂吸热而对从所述空气流通路径供给至所述车室内的空气进行冷却，所述室外热交换器设于车室外，

所述车用空调装置通过利用所述控制装置使从所述压缩机排出的制冷剂在所述散热器中散热和/或使所述辅助加热装置发热，从而能对车室内进行制热，并且在所述热泵装置和所述辅助加热装置中的任一方陷入失控的情况下，所述控制装置使用另一方持续所述车室内的制热，

所述控制装置切换地执行使制冷剂流至所述散热器的第一运转模式和使制冷剂不流至所述散热器的第二运转模式，并且在所述辅助加热装置陷入失控时正在执行所述第二运转模式的情况下切换为所述第一运转模式。

2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，

作为所述第一运转模式，所述控制装置具有制热模式和除湿制冷模式，其中，在所述制热模式下，使从所述压缩机排出的制冷剂流至所述散热器而使所述制冷剂散热，并且在将散热后的所述制冷剂减压之后，使所述制冷剂在所述室外热交换器中吸热，在所述除湿制冷模式下，使从所述压缩机排出的制冷剂从所述散热器流至所述室外热交换器并在所述散热器和室外热交换器中散热，并且在将散热后的所述制冷剂减压之后，使所述制冷剂在所述吸热器中吸热，

在外部气体温度低的情况或无需对所述车室内进行除湿的情况下，执行所述制热模式，并且，

在外部气体温度高且需要对所述车室内进行除湿的情况下，执行所述除湿制冷模式。

3.如权利要求1或2所述的车用空调装置，其特征在于，

作为所述第二运转模式，所述控制装置具有除湿制热模式和最大制冷模式中的任一方或双方，其中，在所述除湿制热模式下，使从所述压缩机排出的制冷剂不流至所述散热器而流至所述室外热交换器并使所述制冷剂散热，并且在将散热后的所述制冷剂减压之后，使所述制冷剂在所述吸热器中吸热，并使所述辅助加热装置发热，在所述最大制冷模式下，使从所述压缩机排出的制冷剂不流至所述散热器而流至所述室外热交换器并使所述制冷剂散热，并且在将散热后的所述制冷剂减压之后，使所述制冷剂在所述吸热器中吸热。

4.如权利要求1或2所述的车用空调装置，其特征在于，

在所述热泵装置和所述辅助加热装置的双方陷入失控的情况下，所述控制装置使运转停止。

5.如权利要求1或2所述的车用空调装置，其特征在于，

所述控制装置在所述热泵装置和/或所述辅助加热装置发生设备的故障、传感器的故障和通信异常中的任一个的情况下判断为失控。

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