CN110062708A - 车用空调装置 - Google Patents

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Abstract

抑制或消除除湿制冷模式下在吸热器上产生的温度分布(温度偏差)。执行除湿制冷模式，在所述除湿制冷模式下，使从压缩机(2)排出的制冷剂在散热器(4)及室外热交换器(7)中散热，并在通过室内膨胀阀(8)对散热后的所述制冷剂进行减压后，使制冷剂在吸热器(9)中吸热。控制装置基于吸热器的温度对压缩机的能力进行控制，并基于散热器的温度或压力对室外膨胀阀的阀开度进行控制。改变室外膨胀阀的最小阀开度，以在吸热器上不产生温度分布或是使温度分布变小。

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，作为能适用于这种车辆的空调装置，研发了如下空调装置，该空调装置包括：压缩机，该压缩机将制冷剂压缩后排出；散热器，该散热器设于车室内侧并使制冷剂散热；吸热器，该吸热器设于车室内侧并使制冷剂吸热；以及室外热交换器，该室外热交换器设于车室外侧并使制冷剂散热或吸热，上述空调装置能执行制热运转、除湿制热运转、除湿制冷运转及制冷运转，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，并使在上述散热器中散热后的制冷剂在室外热交换器中吸热；在上述除湿制热运转中，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并使在上述散热器中散热后的制冷剂仅在吸热器或是在该吸热器和室外热交换器中吸热；在上述除湿制冷运转中，使从压缩机排出的制冷剂在散热器及室外热交换器中散热，并使其在吸热器中吸热；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，并使其在吸热器中吸热(例如参照专利文献1)。
此外，在除湿制冷模式下，通过基于吸热器的温度对压缩机的转速进行控制，从而对吸热器的冷却(除湿)能力进行控制。此外，通过基于散热器的温度对使流入室外热交换器的制冷剂减压的室外膨胀阀的阀开度进行控制，以对散热器的加热能力进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014－205563号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
即，通过在除湿制冷模式下减小室外膨胀阀的阀开度，从而能使散热器的温度上升。然而，由于当室外膨胀阀的阀开度变小时吸热器的制冷剂循环量会减少，因此，存在如下的问题：吸热器的温度分布(因吸热器的部分使温度产生偏差的情况)会变大，从而除湿性能下降，并且目标吹出温度也难以达到。
本发明是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，通过将在除湿制冷模式下在吸热器上产生的温度分布(温度的偏差)消除或抑制，以提高车室内的空气调节性能。
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：压缩机，所述压缩机对制冷剂进行压缩；空气流通路径，所述空气流通路径供向车室内供给的空气流通；散热器，所述散热器用于使制冷剂散热来对从空气流通路径供给至车室内的空气进行加热；吸热器，所述吸热器用于使制冷剂吸热来对从空气流通路径供给至车室内的空气进行冷却；室外热交换器，所述室外热交换器设于车室外，并用于使制冷剂散热；室外膨胀阀，所述室外膨胀阀用于使流入所述室外热交换器的制冷剂减压；室内膨胀阀，所述室内膨胀阀用于使流入吸热器的制冷剂减压；以及控制装置，所述车用空调装置执行如下的除湿制冷模式：通过所述控制装置，使至少从压缩机排出的制冷剂在散热器以及室外热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂通过室内膨胀阀减压之后，在吸热器中吸热，所述车用空调装置的特征是，控制装置在除湿制冷模式下，基于吸热器的温度对压缩机的能力进行控制，并基于散热器的温度或压力对室外膨胀阀的阀开度进行控制，并且改变室外膨胀阀的最小阀开度，以在吸热器上不产生温度分布或是使温度分布变小。
技术方案2的车用空调装置在所述发明的基础上，其特征是，控制装置以吸热器的温度分布满足与所述吸热器的温度分布相关并被允许的规定阈值的方式改变室外膨胀阀的最小阀开度。
技术方案3的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，在空气流通路径内设有供空气流通的室内送风机，控制装置基于室内送风机朝向吸热器的通风量，以所述通风量越大则越大的方向改变室外膨胀阀的最小阀开度。
技术方案4的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置基于室内膨胀阀的阀开度以所述阀开度越大则越小的方向改变室外膨胀阀的最小阀开度。
技术方案5的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置在除湿制冷模式下，基于吸热器的温度和吸热器的目标温度对压缩机的能力进行控制，并且以吸热器的目标温度越低则越小的方向改变室外膨胀阀的最小阀开度。
技术方案6的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置在改变室外膨胀阀的最小阀开度的情况下具有规定的滞后。
发明效果
根据本发明，由于车用空调装置包括：压缩机，所述压缩机对制冷剂进行压缩；空气流通路径，所述空气流通路径供向车室内供给的空气流通；散热器，所述散热器用于使制冷剂散热来对从空气流通路径供给至车室内的空气进行加热；吸热器，所述吸热器用于使制冷剂吸热来对从空气流通路径供给至车室内的空气进行冷却；室外热交换器，所述室外热交换器设于车室外，并用于使制冷剂散热；室外膨胀阀，所述室外膨胀阀用于使流入所述室外热交换器的制冷剂减压；室内膨胀阀，所述室内膨胀阀用于使流入吸热器的制冷剂减压；以及控制装置，所述车用空调装置执行如下的除湿制冷模式：通过所述控制装置，使至少从压缩机排出的制冷剂在散热器及室外热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂通过室内膨胀阀减压之后，在吸热器中吸热，控制装置在除湿制冷模式下，基于吸热器的温度对压缩机的能力进行控制，并基于散热器的温度或压力对室外膨胀阀的阀开度进行控制，并且改变室外膨胀阀的最小阀开度以在吸热器上不产生温度分布或是使温度分布变小，因此，能消除如下的不良情况：室外膨胀阀的阀开度变小使得朝向吸热器的制冷剂循环量减少，从而在吸热器上产生温度分布或是使吸热器的温度分布变大。
由此，能一边维持除湿制冷模式下的吸热器的除湿性能，一边扩大散热器的温度能取的范围，因此，能有助于节省能源。此外，由于还能容易地实现供给至车室内的空气的目标吹出温度，因此，总体来说能提高车室内的空气调节性能，还能改善搭乘者的舒适性。
在这种情况下，若如技术方案2那样控制装置以吸热器的温度分布满足与所述吸热器的温度分布相关并被允许的规定的阈值的方式改变室外膨胀阀的最小阀开度，则能可靠地消除或抑制伴随着室外膨胀阀的阀开度的缩小而产生的吸热器的温度分布。
在此，在设有使空气在空调流通路径内流通的室内送风机，并通过所述室内送风机通风至吸热器时，通风量越大，则制冷剂越活跃地蒸发，因此，吸热器的温度分布也变大。因而，若像技术方案3那样控制装置基于室内送风机朝向吸热器的通风量，以所述通风量越大则越大的方向改变室外膨胀阀的最小阀开度，则能有效地消除或抑制伴随着室外膨胀阀的阀开度的缩小而产生的吸热器的温度分布。
此外，在使流入吸热器的制冷剂减压的室内膨胀阀的阀开度较大时，吸热器的制冷剂循环量变多，因此，吸热器的温度分布变小。因而，若像技术方案4那样控制装置基于室内膨胀阀的阀开度，以所述阀开度越大则越小的方向改变室外膨胀阀的最小阀开度，则能一边消除或抑制吸热器的温度分布，一边无障碍地使散热器的温度升高。
此外，控制装置在除湿制冷模式下基于吸热器的温度及其目标温度对压缩机进行控制，因此，吸热器的目标温度越低则压缩机的能力越增大，吸热器的制冷剂循环量也越多。因而，若像技术方案5那样控制装置以吸热器的目标温度越低则越小的方向改变室外膨胀阀的最小阀开度，则能一边消除或抑制吸热器的温度分布，一边无障碍地使散热器的温度升高。
此外，在像技术方案6那样通过控制装置在改变室外膨胀阀的最小阀开度的情况下保持规定的滞后，从而能将在改变室外膨胀阀的最小阀开度时发生振荡的不良情况防患于未然。
附图说明
图1是适用了本发明的一实施方式的车用空调装置的结构图。
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、除湿制冷模式、制冷模式、MAX制冷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是表示图1的车用空调装置的除湿制冷模式下的室外膨胀阀的阀开度与散热器的温度之间的关系的图。
图8是表示图1的车用空调装置的除湿制冷模式下的室外膨胀阀的阀开度与吸热器的温度分布之间的关系的图。
图9是表示图1的车用空调装置的除湿制冷模式下的吸热器的通风量发生变化时的室外膨胀阀的阀开度与吸热器的温度分布之间的关系的图。
图10是对在图1的车用空调装置的除湿制冷模式下通过吸热器的通风量改变室外膨胀阀的最小阀开度时的滞后进行说明的图。
图11是对在图1的车用空调装置的除湿制冷模式下通过室内膨胀阀的阀开度改变室外膨胀阀的最小阀开度时的控制进行说明的图。
图12是对在图1的车用空调装置的除湿制冷模式下降低吸热器的目标温度时的状况进行说明的时序图。
图13是对在图1的车用空调装置的除湿制冷模式下通过吸热器的目标温度改变室外膨胀阀的最小阀开度时的控制进行说明的图。
图14是本发明的另一实施例的车用空调装置的结构图。
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对行驶用的电动马达进行驱动而行驶(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，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，并且该散热器4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在制热时使制冷剂减压膨胀并由电动阀构成，上述室外热交换器7设置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使制冷剂减压膨胀并由电动阀构成，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和吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C设置成热交换关系，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。
由于通过上述旁通配管35、电磁阀30和电磁阀40构成旁通装置45，因此，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用于将导入后的内部气体和外部气体送至空气流通路径3，以通风至吸热器9。
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的空气流动，设置在作为散热器4的上风侧(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对流入上述空气流通路径3内并经过吸热器9后的空气流通路径3内的空气(内部气体及外部气体)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形成有足底(日文：フット)吹出口29A(第一吹出口)、通风(日文：ベント)吹出口29B(相对于足底吹出口29A是第二吹出口、相对于除雾吹出口29C是第一吹出口)、除雾(日文：デブ)吹出口29C(第二吹出口)的各吹出口。足底吹出口29A是用于将空气吹出到车室内的脚下的吹出口，位于最低的位置。此外，通风吹出口29B是用于将空气吹出到车室内的驾驶员的胸部及脸部附近的吹出口，其位于比足底吹出口29A靠上方的位置。此外，除雾吹出口29C是将空气吹出到车辆的前挡风玻璃内表面的吹出口，与其他吹出口29A、29B相比位于最上方的位置。
此外，在足底吹出口29A、通风吹出口29B以及除雾吹出口29C分别设有对空气的吹出量进行控制的足底吹出口挡板31A、通风吹出口挡板31B和除雾吹出口挡板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)及LIN(Local Interconnect Network：本地互联网)的车辆通信总线62连接。此外，压缩机2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气调节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是主要负责制冷剂回路R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及通过空调操作部53输入的设定对各设备进行控制的控制器，在这种情况下的实施例中，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、流入空气流通路径3的空气的体积风量Ga(空调控制器20计算出的)、空气混合挡板28实现的风量比例SW(空调控制器20计算出的)以及空调操作部53的输出从空调控制器20经由车辆通信总线65发送至热泵控制器32，以用于由热泵控制器32进行的控制。
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大致情况进行说明。
(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)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。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。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，并从由行驶或利用室外送风机15而通风的外部空气中汲取热量。即，制冷剂回路R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，气体制冷剂被吸入到压缩机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。
此时，热泵控制器32根据空调控制器20基于目标吹出温度TAO计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NC进行控制，并对由散热器4实现的加热进行控制。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，在由散热器4实现的制热能力相对于车室内空气调节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。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，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，则在像实施例那样由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，从而能够像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，空气混合挡板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，但还对风量进行调节。
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而是流入旁通配管35，并经由电磁阀40到达室外膨胀阀6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利用室外送风机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以确保空气调节能力。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，在吸热器9中冷却且被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计算出的吸热器温度Te的目标值(吸热器9的目标温度)、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，一边通过由辅助加热器23实现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，使得COP也提高。
(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，空气混合挡板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，但还对风量进行调节。
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利用室外送风机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(吸热器9的目标温度)的目标吸热器温度TEO(从空调控制器20发送)，对压缩机2的转速NC(压缩机2的能力)进行控制。即，在吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO高时使压缩机2的转速NC上升，在吸热器温度Te比目标吸热器温度TEO低时使转速NC下降。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。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，以对由散热器4实现的加热进行控制。
在此，在实施例中，热泵控制器32根据基于散热器温度TCI的目标值、即目标加热器温度TCO计算出的目标散热器压力PCO和散热器压力PCI，对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，但也可以根据散热器温度TCI和目标加热器温度TCO对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。无论如何，热泵控制器32在散热器4的压力(或温度)比目标值低时减小室外膨胀阀6的阀开度。当室外膨胀阀6的阀开度变小时散热器4中的制冷剂的过冷却度SC变大，因此，散热器4的温度上升，加热能力变大。另一方面，在比目标值高的情况下加大室外膨胀阀6的阀开度，使散热器4的温度下降，加热能力变小。
(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，然后通过由行驶或利用室外送风机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利用室外送风机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气调节能力。
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，虽然会产生不少从散热器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而实现舒适的车室内空气调节。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具有在室外热交换器7中发生过结霜等情况下停止制冷剂回路R的压缩机2和室外送风机15，并使辅助加热器23通电以通过仅上述辅助加热器23对车室内进行制热的辅助加热器单独模式。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计算出的平衡值。此外，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将各运转模式发送至空调控制器20。此外，在启动后，通过基于外部气体温度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的下风侧的空气温度。推断值)、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，以根据环境条件、是否需要除湿恰当地对制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、MAX制冷模式和辅助加热器单独模式进行切换，并将吹出到车室内的空气温度控制为目标吹出温度TAO，以实现舒适且高效的车室内空气调节。
(8)由热泵控制器32实现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：从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)得出的由空气混合挡板28确定的风量比例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(从空调控制器20发送)；以及散热器4的压力的目标值、即目标散热器压力PCO。
此处，计算出风量比例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式(II)估算出。
TH＝(INTL×TH0+Tau×THz)/(Tau+INTL)··(I I)
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发送至空调控制器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赋予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)由热泵控制器32实现的除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、MAX制冷模式下的压缩机2的控制
另一方面，图5是确定上述除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、MAX制冷模式用的压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCc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；以及吸热器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(从空调控制器20发送)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赋予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。在除湿制热模式下，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。
(10)由热泵控制器32实现的除湿制热模式下的辅助加热器23的控制
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，并计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74中计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赋予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，从而对辅助加热器23的发热(加热)进行控制，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由吸热器9实现的冷却和除湿以及由辅助加热器23实现的加热进行精确控制。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。
(11)空气混合挡板28的控制
接着，参照图3对由空调控制器20实现的空气混合挡板28的控制进行说明。在图3中，Ga是流入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通过如前所述基于由式(下述式(I II))计算出的、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，以成为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”为不进行向制热用热交换通路3A的通风，而将空气流通路径3内的全部空气通风至旁通通路3B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。
(12)由热泵控制器32实现的除湿制冷模式下的室外膨胀阀6的最小阀开度的改变控制(其一)
接着，使用图7至图10，对由热泵控制器32实现的除湿制冷模式下的室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin的改变控制的一例进行说明。如前文所述，在实施例中，热泵控制器32在除湿制冷模式下，基于目标散热器压力PCO和散热器压力PCI对室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc进行控制，但在这种情况下，热泵控制器32将室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc控制在规定的最大阀开度ECCVpcmax与最小阀开度ECCVpcmin之间。
此外，若减小上述室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc(减小室外膨胀阀6)，则如图7所示那样散热器4的温度(散热器温度TCI)变高，加热能力也增大。然而，若室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc变小，则吸热器9的制冷剂循环量也会相应地减少，因此，制冷剂在流入吸热器9的较早阶段便会蒸发完。因此，在吸热器9的部分处会产生温度低的部分和温度高的部分，从而会产生温度分布(温度偏差)，如图8所示那样，室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc越小，则上述温度分布越大。
当吸热器9产生温度分布且该温度分布变大时，除湿性能下降，并且根据部分不同很难对通风的空气进行冷却，从而很难满足目标吹出温度TAO，使得车室内的空气调节性能变差。
另一方面，由室内送风机27实现的向吸热器9的通风量与温度分布之间存在相关关系，通风量越多，则越容易产生温度分布(另外，由于从室内送风机27吹出的空气全部通风至吸热器9，因此，前述的体积风量Ga为朝向吸热器9的通风量)。上述情况示于图9。在实施例中，例如将朝向吸热器9的通风量分为三个阶段，图9中的L1表示通风量为高风量时的吸热器9的温度分布，L2表示中风量时的温度分布，L3表示低风量时的温度分布。例如，在室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc为B(图9)的情况下，朝向吸热器9的通风量越多，则吸热器9内的制冷剂越活跃地蒸发，因此，吸热器9的温度分布变大，高风量时的温度分布L1与中风量时的温度分布L2之差成为X1(图9)。
因此，在实施例中，设定与吸热器9的温度分布相关的规定的阈值X2。在实施例中，上述阈值X2设为吹出到车室内的驾驶席一侧的空气的温度与吹出到副驾驶席一侧的空气的温度之差为规定值(例如5度)时的温度分布，该阈值X2是预先通过实验求得的值。另外，并不局限于此，例如，也可以预先对吸热器9的多个部位的温度进行测量，并根据他们的差直接设定阈值X2。
如图9所示，若将吸热器9的通风量为高风量时吸热器9的温度分布L1增大至阈值X2的室外膨胀阀6的阀开度设为A，吸热器9的通风量为中风量时吸热器9的温度分布L2增大至阈值X2的室外膨胀阀6的阀开度设为B，吸热器9的通风量为低风量时吸热器9的温度分布L3增大至阈值X2的室外膨胀阀6的阀开度设为C，则热泵控制器32对室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin进行改变，以使在吸热器9的通风量为高风量时的吸热器9的温度分布L1为阈值X2的室外膨胀阀6的阀开度A(图9)设为上述室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin，使在吸热器9的通风量为中风量时的吸热器9的温度分布L2为阈值X2的室外膨胀阀6的阀开度B(图9)为上述室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin，并使在吸热器9的风量为低风量时的吸热器9的温度分布L3为阈值X2的室外膨胀阀6的阀开度C(图9)设为上述室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin。另外，根据图9可知，各阀开度(最小阀开度ECCVpcmin)的关系为A＞B＞C。此外，在实施例中，通过三个阶段判断通风量，但也可以通过两个阶段进行判断，还可以反过来通过更多个阶段(四个阶段以上)进行判断。
由此，在何种通风量下，室外膨胀阀6的阀开度均缩小至吸热器9的温度分布比阈值X2大的值。即，热泵控制阀32基于吸热器9的通风量(体积风量Ga)对室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin进行改变，以使吸热器9的温度分布满足阈值X2(温度分布为阈值X2以下)。然而，热泵控制器32在根据吸热器9的通风量对室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin进行改变时，如图10所示那样使通风量具有规定的滞后。另外，在图10中，将表示改变方向的箭头的线倾斜表示，但实际上沿垂直方向变化。
这样，热泵控制器32根据吸热器9的通风量，以通风量越多(高风量)则越大，通风量越少(低风量)则越小的方向改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin，因此，在吸热器9上不会产生温度分布，或是温度分布会变小。由此，能消除如下的不良情况：室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc变小而使朝向吸热器9的制冷剂循环量减少，从而在吸热器9上产生温度分布，或是吸热器9的温度分布变大。此外，能一边维持除湿制冷模式下的吸热器9的除湿性能，一边扩大散热器4的温度(散热器温度TCI)能取的范围，因此，能有助于节省能源。此外，由于还能容易地实现供给至车室内的空气的目标吹出温度TAO，因此，总体来说能提高车室内的空气调节性能，还能改善搭乘者的舒适性。
在这种情况下，在实施例中，热泵控制器32以吸热器9的温度分布满足与上述吸热器9的温度分布相关并允许的规定阈值X2的方式改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin，因此，能准确地消除或抑制伴随着室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc缩小而产生的吸热器9的温度分布。
此外，在本实施例中，热泵控制器32基于室内送风机6朝向吸热器9的通风量，以上述通风量越多则越大的方向改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin，因此，能有效地消除或抑制伴随着室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc缩小而产生的吸热器9的温度分布。
另外，在实施例中，热泵控制器32在改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin的情况下具有规定的滞后，因此，能将在改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpc时发生振荡的不良情况防患于未然。
(13)由热泵控制器32实现的除湿制冷模式下的室外膨胀阀6的最小阀开度的改变控制(其二)
此外，由于在使流入吸热器9的制冷剂减压的室内膨胀阀8的阀开度TXV较大时，吸热器9的制冷剂循环量变多，因此，吸热器9的温度分布变小。因而，热泵控制器32代替上述实施例(其一)或在上述实施例(其一)的基础上，基于室内膨胀阀8的阀开度TXV改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin。
图11是对在上述实施例(其一)的基础上，还根据室内膨胀阀8的阀开度TXV不同来改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin的控制的例子进行说明的图。在本实施例中，根据室内膨胀阀8的阀开度TXV是打开侧(阀开度较大)、基准侧、还是关闭侧(阀开度较小)来进一步改变前述的、基于朝向吸热器9的通风量(高风量、中风量、低风量)的最小阀开度ECCVpcmin，即阀开度A、B、C。
即，在室内膨胀阀8的阀开度TXV为打开侧(阀开度较大)的情况下，在朝向吸热器9的通风量为高风量时，将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为比前述的阀开度A小的A-α，在中风量时设为比前述的阀开度B小的B-β，在低风量时设为比前述的阀开度C小的C-γ(其中，α、β、γ为正数)。
此外，在室内膨胀阀8的阀开度TXV为基准值的情况下，将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为前述的、根据朝向吸热器9的通风量设定的阀开度A、B、C。
另一方面，在室内膨胀阀8的阀开度TXV为关闭侧(阀开度较小)的情况下，在朝向吸热器9的通风量为高风量时，将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为比前述的阀开度A大的A+δ，在中风量时设为比前述的阀开度B大的B+ε，在低风量时设为比前述的阀开度C大的C+ζ(其中，δ、ε、ζ为正数)。
如上所述，通过利用热泵控制器32，并基于室内膨胀阀8的阀开度TXV以上述阀开度TXV越大则越小的方向改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin，从而能一边消除或抑制吸热器9的温度分布，一边无障碍地使散热器4的温度升高。
另外，不局限于本实施例，还可以不进行基于朝向吸热器9的通风量的改变，而基于仅室内膨胀阀8的阀开度TXV来改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin。此时，例如以仅前述的阀开度B为基础，在室内膨胀阀8的阀开度TXV为打开侧时将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为B-β，在阀开度TXV为基准时将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为B，在阀开度TXV为关闭侧时将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为B+ε等。
(14)由热泵控制器32实现的除湿制冷模式下的室外膨胀阀6的最小阀开度的改变控制(其三)
此外，如前所述那样，热泵控制器32在除湿制冷模式下，基于吸热器9的温度(吸热器温度Te)及其目标温度、即目标吸热器温度TEO对压缩机2的转速NC进行控制，因此，如图12所示，当目标吸热器温度TEO(吸热器9的目标温度)变低时，压缩机2的转速NC变高，其能力增大而使得吸热器9的制冷剂循环量也变多。由此，吸热器9的温度分布变小(在图12中用X3表示的部分)、散热器4的温度(散热器温度TCI)也上升。
因此，即使减小室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin(在图12中用X4表示的部分。散热器温度TCI也上升)，吸热器9的温度分布也只会增大至目标吸热器温度TEO下降之前的状态(图12中用X5表示的部分)。
因此，热泵控制器32代替上述实施例(其一)、(其二)或是在上述实施例(其一)、(其二)的基础上，基于目标吸热器温度TEO改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin。
图13是对在上述实施例(其一)的基础上，还根据目标吸热器温度TEO不同来改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin的控制的例子进行说明的图。在本实施例中，根据目标吸热器温度TEO较低、中等程度、或是较高来改变前述的、基于朝向吸热器9的通风量(高风量、中风量、低风量)的最小阀开度ECCVpcmin，即阀开度A、B、C。另外，在图13中仅图示了高风量时的阀开度A，但关于中风量时的阀开度B、低风量时的阀开度C也同样地予以改变。
即，在目标吸热器温度TEO较低的情况下，在朝向吸热器9的通风量为高风量时，将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为比前述的阀开度A小的A-η。此外，在目标吸热器温度TEO为中等程度的情况下，将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为前述的、根据朝向吸热器9的高风量设定的阀开度A。另外，在目标吸热器温度TEO较高的情况下，在朝向吸热器9的通风量为高风量时，将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为比前述的阀开度A大的A+θ(其中，η、θ为正数)。
这样，热泵控制器32以吸热器9的目标温度(目标吸热器温度TEO)越低则越小的方向改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin，因此，能一边消除或抑制吸热器9的温度分布，一边无障碍地使散热器4的温度(散热器温度TCI)升高(图12)。
另外，在本实施例的情况也不局限于上面那样，还可以不进行基于朝向吸热器9的通风量的改变，而基于仅目标吸热器温度TEO来改变室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin。在这种情况下，例如，如图13那样以仅前述的阀开度A为基础，在目标吸热器温度T较低时将室外膨胀阀6的最小阀开度ECCVpcmin设为A-η，在目标吸热器温度T为中等程度时设为A，在目标吸热器温度T较高时设为A+θ等。
(实施例2)
接着，图14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)与止回阀18下游侧的制冷剂配管13B连通并连接。另外，在吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C上，在内部热交换器19的制冷剂下游侧的、比与制冷剂配管13D的汇流点更靠制冷剂上游侧的位置处连接有蒸发压力调节阀70。
此外，上述电磁阀22及蒸发压力调节阀70也与热泵控制器32的输出连接。另外，未设置前述的实施例的图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。其他结构与图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1)的情况相同，因此省略说明。不过，在本实施例(实施例2)中，在上述制热模式、除湿制冷模式以及制冷模式下，将电磁阀22关闭。
(15)图14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，空气混合挡板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，但还对风量进行调节。
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中通风有流入制热用热交换通路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，并从由行驶或利用室外送风机15而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，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依次经过内部热交换器19、蒸发压力调节阀70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中被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将基于目标吹出温度TAO计算出的目标加热器温度TCO(散热器出口温度TCI的目标值)发送至热泵控制器32。热泵控制器32根据上述目标加热器温度TCO对目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)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。制冷剂回路R的高压压力)对压缩机2的转速NC进行控制，以对由散热器4实现的加热进行控制。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。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，将蒸发压力调节阀70打开(扩大流路)/关闭(制冷剂少许流动)，以防止吸热器9的温度过于下降而发生冻结的不良情况。
(16)图14的车用空调装置1的内部循环模式
此外，在内部循环模式下，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中蒸发后的制冷剂依次经过内部热交换器19、蒸发压力调节阀70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量，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将基于目标吹出温度TAO计算出的目标加热器温度TCO(散热器出口温度TCI的目标值)发送至热泵控制器32。此外，热泵控制器32根据发送的目标加热器温度TCO对目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)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。制冷剂回路R的高压压力)对压缩机2的转速NC进行控制，以对由散热器4实现的加热进行控制。
实施例2的车用空调装置1的除湿制冷模式下的制冷剂的流动和控制与前述的实施例1的情况相同，因此，在本实施例的情况下，在除湿制冷模式下，热泵控制器32通过进行前述的(12)～(14)的室外膨胀阀6的最小阀开度的改变控制(其一)～(其三)，从而与前述同样地在吸热器9上不会产生温度分布，或是使温度分布变小。由此，同样能消除如下的不良情况：室外膨胀阀6的阀开度ECCVpc变小而使朝向吸热器9的制冷剂循环量减少，从而在吸热器9上产生温度分布或是使吸热器9的温度分布变大。
此外，同样在上述情况下也能一边维持除湿制冷模式下的吸热器9的除湿性能，一边扩大散热器4的温度(散热器温度TCI)能取的范围，因此，能有助于节省能源。此外，由于还能容易地实现供给至车室内的空气的目标吹出温度TAO，因此，总体来说能提高车室内的空气调节性能，还能改善搭乘者的舒适性。
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，也可以利用使在加热器中被加热后的热介质循环以对空气流通路径3内的空气进行加热的热介质循环回路，或是使在发动机中被加热后的水箱水(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；
27 室内送风机(鼓风扇)；
28 空气混合挡板；
32 热泵控制器；
41 吹出温度传感器；
65 车辆通信总线；
R 制冷剂回路。

Claims (6)

1.一种车用空调装置，包括：
压缩机，所述压缩机对制冷剂进行压缩；
空气流通路径，所述空气流通路径供向车室内供给的空气流通；
散热器，所述散热器用于使制冷剂散热来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；
吸热器，所述吸热器用于使制冷剂吸热来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；
室外热交换器，所述室外热交换器设于车室外，并用于使制冷剂散热；
室外膨胀阀，所述室外膨胀阀用于使流入所述室外热交换器的制冷剂减压；
室内膨胀阀，所述室内膨胀阀用于使流入所述吸热器的制冷剂减压；以及
控制装置，
所述车用空调装置执行如下的除湿制冷模式：通过所述控制装置，使至少从所述压缩机排出的制冷剂在所述散热器及所述室外热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂通过所述室内膨胀阀减压之后，在所述吸热器中吸热，
所述车用空调装置的特征在于，
所述控制装置在所述除湿制冷模式下，基于所述吸热器的温度对所述压缩机的能力进行控制，并基于所述散热器的温度或压力对所述室外膨胀阀的阀开度进行控制，
并且改变所述室外膨胀阀的最小阀开度，以在所述吸热器上不产生温度分布或是使温度分布变小。
2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置以所述吸热器的温度分布满足与所述吸热器的温度分布相关并被允许的规定阈值的方式改变所述室外膨胀阀的最小阀开度。
3.如权利要求1或2所述的车用空调装置，其特征在于，
在所述空气流通路径内设有供空气流通的室内送风机，
所述控制装置基于所述室内送风机朝向所述吸热器的通风量，以所述通风量越大则越大的方向改变所述室外膨胀阀的最小阀开度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置基于所述室内膨胀阀的阀开度，以所述阀开度越大则越小的方向改变所述室外膨胀阀的最小阀开度。
5.如权利要求1至4中任意所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置在所述除湿制冷模式下，基于所述吸热器的温度和所述吸热器的目标温度对所述压缩机的能力进行控制，
并且以所述吸热器的目标温度越低则越小的方向改变所述室外膨胀阀的最小阀开度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置在改变所述室外膨胀阀的最小阀开度的情况下具有规定的滞后。
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