CN112867616A - 车用空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供一种车用空调装置，能一边将被调温对象的热量有效地利用于车室内的制热，一边消除循环制冷剂量的减少。车用空调装置(1)在制热运转中具有外部气体吸热制热模式和被调温对象吸热制热模式，并切换执行它们，其中，在所述外部气体吸热制热模式下，通过使从压缩机(2)排出的制冷剂在散热器(4)中散热，并在减压之后在室外热交换器(7)中吸热，以对车室内进行制热，在所述被调温对象吸热制热模式下，通过使制冷剂在制冷剂‑热介质热交换器(64)中吸热，以对车室内进行制热。在制热运转中的启动时，以外部气体吸热制热模式启动。

Description

车用空调装置

技术领域

本发明涉及热泵式的车用空调装置，尤其涉及能从装设于车辆的蓄电池等被调温对象吸热而对车室内进行制热的车用空调装置。

背景技术

因近年来的环境问题显现，以致利用从蓄电池供给的电力对行驶用马达进行驱动的混合动力汽车、电动汽车普及。此外，作为能够适用于这种车辆的空调装置，开发出一种空调装置，包括制冷剂回路，所述制冷剂回路连接有压缩机、散热器(室内热交换器)和室外热交换器，其中，上述压缩机将制冷剂压缩并排出，上述散热器(室内热交换器)设置于车室内侧并使制冷剂散热，上述室外热交换器设置于车室外侧并供外部气体通风，并且使制冷剂吸热或散热，所述空调装置执行制热模式(制热运转)，在所述制热模式(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(例如，参照专利文献1)。

另一方面，装设于车辆的蓄电池在充电中或放电中的自身发热而变成高温。若在这种状态下进行充放电，则存在劣化会加重，并最终引起工作不良而发生破损的危险。因而，开发出一种装置，能通过使被在制冷剂回路中循环的制冷剂冷却后的空气(热介质)循环至蓄电池，以对充电电池(蓄电池)的温度进行调节(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-213765号公报

专利文献2：日本专利特开2016-90201号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在此，若将使用制冷剂对蓄电池等装设于车辆的被调温对象进行冷却的被调温对象用热交换器设置于制冷剂回路，并通过该被调温对象用热交换器使制冷剂间接地(经由热介质)或直接地从被调温对象(蓄电池等)中吸热，并将该热量运送到散热器，从而能对车室内进行制热，则能抑制室外热交换器的结霜以延长制热运转时间。

然而，在进行仅通过被调温对象用热交换器使制冷剂吸热的运转的情况下，制冷剂不会流至室外热交换器，而流至仅被调温对象用热交换器。此外，在这种情况下，在被调温对象的温度影响下，压缩机的吸入压力变得高于外部气体饱和压力。

即，在由于包括室外热交换器内的制冷剂回路的区域的压力变得低于仅通过被调温对象用热交换器使制冷剂吸热的运转中的压缩机的吸入压力(高于外部气体饱和压力)，因此，在制冷剂积存于包括室外热交换器内的制冷剂回路的区域的情况下，无法将上述积存的制冷剂回收到包括压缩机的制冷剂回路的制冷剂循环区域，从而会发生循环制冷剂量减少而无法发挥充分的制热性能的问题。

本发明为了解决上述现有技术的技术问题而作的，其目的在于提供一种车用空调装置，能一边将被调温对象的热量有效地利用于车室内的制热中，一边还能消除循环制冷剂量的减少。

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压缩机、室内热交换器、室外热交换器和控制装置，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，所述室内热交换器用于使供给至车室内的空气与制冷剂进行热交换，所述室外热交换器设置于车室外，其特征是，包括被调温对象用热交换器，所述被调温对象用热交换器用于使用制冷剂对装设于车辆的被调温对象的温度进行调节，具有使用室内热交换器对车室内进行制热的制热运转，在所述制热运转中具有外部气体吸热制热模式和被调温对象吸热制热模式，控制装置切换并执行所述外部气体吸热制热模式和所述被调温对象吸热制热模式，其中，在所述外部气体吸热制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在室外热交换器中吸热，以对车室内进行制热，在所述被调温对象吸热制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，并且所述控制装置在制热运转中的启动时，以外部气体吸热制热模式启动。

技术方案2的发明的车用空调装置是在上述发明的基础上，其特征是，在制热运转中还具有组合制热模式，在所述组合制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后，在室外热交换器和被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，所述控制装置切换并执行外部气体吸热制热模式、组合制热模式和被调温对象吸热制热模式，并且在制热运转中的启动时，以外部气体吸热制热模式或组合制热模式启动。

技术方案3的发明的车用空调装置包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器和控制装置，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，所述室内热交换器用于使供给至车室内的空气与制冷剂进行热交换，所述室外热交换器设置于车室外，其特征是，包括被调温对象用热交换器，所述被调温对象用热交换器用于使用制冷剂对装设于车辆的被调温对象的温度进行调节，具有使用室内热交换器对车室内进行制热的制热运转，在所述制热运转中具有被调温对象吸热制热模式和组合制热模式，控制装置切换并执行所述被调温对象吸热制热模式和所述组合制热模式，其中，在所述被调温对象吸热制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，在所述组合制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在室外热交换器和被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，并且控制装置在制热运转中的启动时，以组合制热模式启动。

技术方案4的发明的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置基于被调温对象用热交换器所要求的要求被调温对象冷却能力来切换执行各个模式。

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，在以外部吸热制热模式、或是以所述外部气吸热制热模式或组合制热模式、抑或是以所述组合制热模式下启动之后，当规定的启动条件成立了的情况下，控制装置执行基于要求被调温对象冷却能力选择的任一个模式。

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，启动条件是从启动开始经过了规定时间、压缩机的吸入制冷剂压力下降至规定值以下且经过了规定时间、压缩机的吸入制冷剂温度下降至规定值以下且经过了规定时间中的任一个，或是它们的组合，抑或是它们的全部。

发明效果

根据技术方案1的发明，由于车用空调装置包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器和控制装置，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，所述室内热交换器用于使供给至车室内的空气与制冷剂进行热交换，所述室外热交换器设置于车室外，包括被调温对象用热交换器，所述被调温对象用热交换器用于使用制冷剂对装设于车辆的被调温对象的温度进行调节，具有使用室内热交换器对车室内进行制热的制热运转，在所述制热运转中具有外部气体吸热制热模式和被调温对象吸热制热模式，控制装置切换并执行所述外部气体吸热制热模式和所述被调温对象吸热制热模式，其中，在所述外部气体吸热制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在室外热交换器中吸热，以对车室内进行制热，在所述被调温对象吸热制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，因此，通常通过外部气体吸热制热模式从外部气体吸取热量以对车室内进行制热,例如在需要对被调温对象进行冷却、通过被调温对象的热量来供给车室内的制热的情况下，作为被调温对象吸热制热模式，能一边从被调温对象吸取热量来对所述被调温对象进行冷却，一边对车室内进行制热。由此，能有效地利用被调温对象的热量高效地进行车室内的制热，并能一边抑制室外热交换器的结霜，一边适当地进行被调温对象的冷却。

尤其，在制热运转中的启动时，控制装置以外部气体吸热制热模式启动，因此，即使在制冷剂积存于室外热交换器等内的情况下，也能在启动时执行外部气体吸热制热模式并对所述积存的制冷剂进行回收。由此，能消除制冷剂积存于室外热交换器等内、执行被调温对象吸热制热模式时的循环制冷剂量减少而使得制热能力下降的不良情况，从而扩大低外部气体温度环境下的运转范围。

根据技术方案2的发明，在上述发明的基础上，由于控制装置在制热运转中还具有组合制热模式，在所述组合制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后，在室外热交换器和被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，所述控制装置切换并执行外部气体吸热制热模式、组合制热模式和被调温对象吸热制热模式，因此，例如，在被调温对象的发热量相对较小时，能一边通过组合制热模式来从外部气体和被调温对象吸取热量来对被调温对象进行冷却，一边无障碍地进行车室内的制热。

此外，在这种情况下，在制热运转中的启动时，控制装置以外部气体吸热制热模式或组合制热模式启动，因此，能在启动时无障碍地回收积存于室外热交换器等内的制冷剂。

根据技术方案3的发明，由于车用空调装置包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器和控制装置，并对车室内进行空气调节，所述压缩机对制冷剂进行压缩，所述室内热交换器用于使供给至车室内的空气与制冷剂进行热交换，所述室外热交换器设置于车室外，其中，包括被调温对象用热交换器，所述被调温对象用热交换器用于使用制冷剂对装设于车辆的被调温对象的温度进行调节，具有使用室内热交换器对车室内进行制热的制热运转，在所述制热运转中具有被调温对象吸热制热模式和组合制热模式，控制装置切换并执行所述被调温对象吸热制热模式和所述组合制热模式，其中，在所述被调温对象吸热制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，在所述组合制热模式下，通过使从压缩机排出的制冷剂在室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在室外热交换器和被调温对象用热交换器中吸热，以对车室内进行制热，因此，例如在通过被调温对象的热量来供给车室内的制热的情况下，作为被调温对象吸热制热模式，能一边从被调温对象吸取热量来对所述被调温对象进行冷却，一边对车室内进行制热，例如，在被调温对象的发热量相对较小时，一边通过组合制热模式来从外部气体和被调温对象吸取热量而对被调温对象进行冷却，一边无障碍地进行车室内的制热。由此，能有效地利用被调温对象的热量高效地进行车室内的制热，一边抑制室外热交换器的结霜，一边适当地进行被调温对象的冷却。

尤其，在制热运转中的启动时，控制装置以组合制热模式启动，因此，即使在制冷剂积存于室外热交换器等内的情况下，也能在启动时执行组合制热模式以对所述积存的制冷剂进行回收。由此，能消除制冷剂积存于室外热交换器等内、执行被调温对象吸热制热模式时的循环制冷剂量减少而使得制热能力下降的不良情况，从而扩大低外部气体温度环境下的运转范围。

此外，如技术方案4的发明那样，控制装置通过基于被调温对象用热交换器所要求的要求被调温对象冷却能力切换并执行各个模式，能适当地兼顾车室内的制热和被调温对象的冷却。

此外，如技术方案5的发明那样，通过以外部气体吸热制热模式或是组合制热模式启动之后，当规定的启动条件成立了的情况下，控制装置执行基于要求被调温对象冷却能力选择的任一个模式，从而能在启动时无障碍地回收积存于室外热交换器等内的制冷剂之后，顺利地转换至基于要求被调温对象冷却能力选择的适当的模式。

例如，若如技术方案6的发明那样，将上述发明的启动条件设为从启动开始经过了规定时间、压缩机的吸入制冷剂压力下降至规定值以下且经过了规定时间、压缩机的吸入制冷剂温度下降至规定值以下且经过了规定时间，则能在可靠地回收积存于室外热交换器等内的制冷剂之后转换至适当的模式。

附图说明

图1是应用本发明的车用空调装置的一实施例的结构图。

图2是作为图1的车用空调装置的控制装置的空调控制器的框图。

图3是对由图2的空调控制器实现的制热运转(外部气体吸热制热模式)进行说明的图。

图4是对由图2的空调控制器实现的除湿制热运转进行说明的图。

图5是对由图2的空调控制器实现的内部循环运转进行说明的图。

图6是对由图2的空调控制器实现的除湿制冷运转/制冷运转进行说明的图。

图7是对由图2的空调控制器实现的制热运转中的组合制热模式进行说明的图。

图8是对由图2的空调控制器实现的制热运转中的被调温对象吸热制热模式进行说明的图。

图9是对由图2的空调控制器实现的制冷/被调温对象调温模式进行说明的图。

图10是对由图2的空调控制器实现的制热运转中的启动时的控制进行说明的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示应用本发明的一实施例的车用空调装置1的结构图。应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)，在车辆装设有蓄电池55(例如，锂电池)，通过将从快速充电器等外部电源充电到蓄电池55的电力供给至行驶用马达(电动马达)以进行驱动，从而进行行驶。此外，车用空调装置1也从蓄电池55被供电而被驱动。

即，车用空调装置1在无法进行由发动机废热实现的制热的电动汽车中，通过使用了制冷剂回路R的热泵运转进行制热运转，并且通过选择性地执行除湿制热运转、内部循环运转、除湿制冷运转、制冷运转的各空调运转，以对车室内进行空气调节。此外，作为车辆并不局限于上述电动汽车，还能应用于共用发动机和行驶用电动马达的所谓混合动力汽车中，这一点是自不必言的。

实施例的车用空调装置1是对电动汽车的车室内进行空气调节(制热、制冷、除湿和换气)的装置，电动式的压缩机(电动压缩机)2、作为室内热交换器的散热器4、室外膨胀阀6、室外热交换器7、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，并且用于使从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13G流入，并使该制冷剂散热(从制冷剂中释放热量)以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用于在制冷剂与外部气体之间进行热交换，以在制冷时作为使制冷剂散热的散热器发挥功能，在制热时作为使制冷剂吸热(使制冷剂吸收热量)的蒸发器发挥功能，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从车室内外吸热(使制冷剂吸收热量)而对供给至车室内的空气进行冷却。

另外，室外膨胀阀6、室内膨胀阀8使制冷剂减压膨胀，并且能设为全开或全闭。此外，在室外热交换器7设置有室外送风机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，即使在停车中(即、车速为0km/h)，外部气体也会通风至室外热交换器7。

此外，连接到室外热交换器7的制冷剂出口侧的制冷剂配管13A经由止回阀18连接于制冷剂配管13B。另外，止回阀18的制冷剂配管13B一侧为流通方向，上述制冷剂配管13B与室内膨胀阀8连接。

此外，从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A分岔，上述分岔后的制冷剂配管13D经由在制热时开放的作为开闭阀的电磁阀21而与位于吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C连通连接。此外，在比上述制冷剂配管13D的连接点更靠下游侧的制冷剂配管13C连接有止回阀20，比上述止回阀20更靠下游侧的制冷剂配管13C连接于储罐12，储罐12连接于压缩机2的制冷剂吸入侧。另外，止回阀20的储罐12一侧设为流通方向。

另外，散热器4的制冷剂出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的近前(制冷剂上游侧)分岔为制冷剂配管13J和制冷剂配管13F，分岔出的一个制冷剂配管13J经由室外膨胀阀6而与室外热交换器7的制冷剂入口侧连接。此外，分岔出的另一个制冷剂配管13F经由除湿时开放的电磁阀22而与位于止回阀18的制冷剂下游侧且位于室内膨胀阀8的制冷剂上游侧的制冷剂配管13B连通连接。

由此，制冷剂配管13F变成与室外膨胀阀6、室外热交换器7以及止回阀18的串联回路并联连接的形态，并成为绕过室外膨胀阀6、室外热交换器7以及止回阀18的回路。

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设置有吸入切换挡板26，上述吸入切换挡板26将导入至空气流通路径3内的空气切换为作为车室内的空气的内部气体(内部气体循环)和作为车室外的空气的外部气体(外部气体导入)。此外，在上述吸入切换挡板26的空气下游侧设置有室内送风机(鼓风扇)27，上述室内送风机27用于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”是作为辅助加热装置的辅助加热器。在实施例中，上述辅助加热器23由PTC加热器(电加热器)构成，并且相对于空气流通路径3的空气的流动，设置在处于散热器4的空气下游侧的空气流通路径3内。此外，构成为，若辅助加热器23被通电而发热，则它便成为所谓的加热器芯部，进行车室内的制热辅助。

此外，在散热器4的空气上游侧的空气流通路径3内设置有空气混合挡板28，上述空气混合挡板28对流入上述空气流通路径3内并穿过吸热器9后的空气流通路径3内的空气(内部气体或外部气体)通风至散热器4和辅助加热器23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中代表性地用吹出口29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。

此外，车用空调装置1包括设备温度调节装置61，上述设备温度调节装置61用于使热介质在蓄电池55(被调温对象)中循环而对蓄电池55的温度进行调节。即，在实施例中，蓄电池55为装设于车辆的被调温对象。另外，被调温对象并不局限于实施例的蓄电池55，其概念还包括行驶用马达、用于驱动该行驶用马达的逆变器回路等发热设备。

实施例的设备温度调节装置61包括：作为循环装置的循环泵62，上述循环泵62用于使热介质在蓄电池55中循环；作为加热装置的热介质加热器66；以及作为被调温对象用热交换器的制冷剂-热介质热交换器64，它们和蓄电池55通过热介质配管68而被连接。

在本实施例的情况下，在循环泵62的排出侧连接有蓄电池55的入口，在该蓄电池55的出口连接有制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A的入口。上述热介质流路64A的出口与热介质加热器66的入口连接，热介质加热器66的出口与循环泵62的吸入侧连接。

作为在上述设备温度调节装置61中使用的热介质，能采用例如水、冷却剂等液体、HFO-1234yf这样的制冷剂、空气等气体。另外，在实施例中，采用水作为热介质。此外，热介质加热器66由PTC加热器等电加热器构成。另外，在蓄电池55的周围实现如下的套结构，例如热介质以能与上述蓄电池55进行热交换的关系流通。

接着，当循环泵62运转时，从循环泵62排出的热介质流至蓄电池55，热介质在此与蓄电池55进行热交换。与蓄电池55进行热交换之后的热介质接着流入制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A。从该制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A流出的热介质通过流至热介质加热器66，并在上述热介质加热器66发热的情况下在其中被加热之后，被吸入到循环泵62，以在热介质配管68内循环。

另一方面，在位于制冷剂回路R的制冷剂配管13F与制冷剂配管13B的连接部的制冷剂下游侧且位于室内膨胀阀8的制冷剂上游侧的制冷剂配管13B处，连接有作为分岔回路的分岔配管72的一端。在上述分岔配管72设置有由电动阀构成的辅助膨胀阀73。上述辅助膨胀阀73使流入制冷剂-热介质热交换器64的后述制冷剂流路64B的制冷剂减压膨胀，并且也能设为全闭。

此外，分岔配管72的另一端与制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B连接，在上述制冷剂流路64B的出口连接有制冷剂配管74的一端，制冷剂配管74的另一端与位于止回阀20的制冷剂下游侧的、储罐12近前(制冷剂上游侧)的制冷剂配管13C连接。此外，这些辅助膨胀阀73等还构成制冷剂回路R的一部分，同时还构成设备温度调节装置61的一部分。

在辅助膨胀阀73打开的情况下，从制冷剂配管13F、室外热交换器7流出的制冷剂(一部分或全部的制冷剂)流入分岔配管27，并在辅助膨胀阀73中减压之后，流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B，并在制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在制冷剂流路64B中流动的过程中从在热介质流路64A中流动的热介质中吸热，之后经过储罐12并被吸入至压缩机2。

接着，在图2中，符号“32”是负责车用空调装置1的控制的、作为控制装置的空调控制器32。上述控制器32由作为包括处理器的计算机的一例的微型计算机构成。

空调控制器32(控制装置)的输入与外部气体温度传感器33、外部气体湿度传感器34、HVAC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、吸入温度传感器44、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、例如光电传感器式的日照传感器51、车速传感器52、空调操作部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的各输出连接，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(Ham)进行检测，上述HVAC吸入温度传感器36对从吸入口25吸入到空气流通路径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(排出压力Pd)进行检测，上述排出温度传感器43对压缩机2的排出制冷剂温度进行检测，上述吸入温度传感器44对压缩机2的吸入制冷剂温度进行检测，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的空气的温度或散热器4自身的温度：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4内或刚从散热器4流出后的制冷剂的压力：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用于对照向车室内的日照量进行检测，上述车速传感器52用于对车辆的移动速度(车速)进行检测，上述空调操作部53用于对设定温度、空调运转的切换进行设定，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或室外热交换器7自身的温度：室外热交换器温度TXO。在室外热交换器7作为蒸发器发挥作用时，室外热交换器温度TXO为室外热交换器7中的制冷剂的蒸发温度)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内或刚从室外热交换器7流出的制冷剂的压力)进行检测。

此外，在空调控制器32的输入还连接有热介质温度传感器76和热介质加热器温度传感器77的各输出，其中，上述热介质温度传感器76对从制冷剂－热介质热交换器64的热介质流路64A中流出的热介质的温度进行检测，上述热介质加热器温度传感器77对热介质加热器66的温度进行检测。在此，热介质温度传感器76所检测的热介质的温度变成表示蓄电池55(被调温对象)的温度的指标，因此，在实施例中，将上述热介质的温度作为蓄电池55的温度(蓄电池温度Tb)来对待。

另一方面，空调控制器32的输出与上述压缩机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、电磁阀22(除湿)及电磁阀21(制热)的各电磁阀、辅助加热器23、循环泵62、热介质加热器66和辅助膨胀阀73连接。此外，空调控制器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。空调控制器32(控制装置)在实施例中切换执行制热运转、除湿制热运转、内部循环运转、除湿制冷运转和制冷运转的各空调运转，并且将蓄电池55(被调温对象)的温度调节在规定的适当温度范围内。另外，空调控制器32在运转中使设备温度调节装置61的循环泵62运转，并如各图中虚线所示那样使热介质在热介质配管68内循环。

(1)制热运转(外部气体吸热制热模式)

最初，对制热运转进行说明。实施例的空调控制器32在上述制热运转中能执行外部气体吸热制热模式、组合制热模式和被调温对象吸热制热模式这三个模式。其中，外部气体吸热制热模式是通过在室外热交换器7中从外部气体吸热的通常的制热运转。另一方面，组合制热模式和被调温对象吸热制热模式是一边进行蓄电池5的温度调节一边从上述蓄电池55(被调温对象)吸热、以供制热的模式，因此，将在后文中详细叙述，在此，先使用图3对制热运转中的外部气体吸热制热模式进行说明。

图3示出了上述外部气体吸热制热模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。通过空调控制器32(自动模式)或通过对空调操作部53的手动操作(手动模式)选择制热运转，在空调控制器32执行外部气体吸热制热模式的情况下，将电磁阀21(制热用)开放，将室内膨胀阀8设为全闭。此外，将辅助膨胀阀73设为全闭，将电磁阀22(除湿用)也关闭。

接着，使压缩机2及各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成对从室内送风机27吹出的空气通风至散热器4和辅助加热器23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散热器4流出之后，经过制冷剂配管13E、13J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中减压之后，流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂蒸发，并从因行驶而流入的外部气体、或是由室外送风机15通风的外部气体中汲取热量(吸热)。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、制冷剂配管13D和电磁阀21进入制冷剂配管13C，并经由止回阀20进入储罐12。制冷剂在该储罐12中被气液分离之后，气体制冷剂被吸入至压缩机2，并重复以上循环。由于在散热器4中加热后的空气从吹出口29吹出，因此，进行车室内的制热。

空调控制器32根据从后述的目标吹出温度TAO计算出的目标加热器温度TCO(散热器4的下风侧的空气温度的目标值)对目标散热器压力PCO(散热器4的压力PCI的目标值)进行计算，并且基于上述目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47所检测出的散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI。制冷剂回路R的高压压力)来对压缩机2的转速进行控制，并且基于散热器温度传感器46所检测出的散热器4的温度(散热器温度TCI)以及散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI来对室外膨胀阀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度进行控制。上述目标加热器温度TCO基本上设为TCO＝TAO，但设有控制方面的规定限制。此外，在散热器4的制热能力不足的情况下，对辅助加热器23通电使其发热，从而对制热能力进行辅助(补足)。

(2)除湿制热运转

接着，参照图4对作为除湿运转的一个的除湿制热运转进行说明。图4表示除湿制热运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。在除湿制热运转中，空调控制器32设为在上述制热运转的外部气体吸热制热模式的状态下将电磁阀22开放，并将室内膨胀阀8打开以使制冷剂减压膨胀的状态。由此，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，上述分流后的制冷剂经过电磁阀22流入制冷剂配管13F，并从制冷剂配管13B流至室内膨胀阀8，剩余的制冷剂流至室外膨胀阀6。即，分流后的一部分制冷剂在室内膨胀阀8中减压之后，流入吸热器9而蒸发。

空调控制器32以将吸热器9的出口处的制冷剂的过热度(SH)维持为规定值的方式对室内膨胀阀8的阀开度进行控制，但此时吸热器9中产生的制冷剂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。分流后流入制冷剂配管13J的剩余的制冷剂在室外膨胀阀6中减压之后，在室外热交换器7中蒸发。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在从制冷剂配管13C流出并与来自制冷剂配管13D的制冷剂(来自室外热交换器7的制冷剂)汇流之后，依次经过止回阀20和储罐12并被吸入至压缩机2，并且重复上述循环。在吸热器9中被除湿后的空气在穿过散热器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32基于根据目标加热器温度TCO计算出的目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)来对压缩机2的转速进行控制，并且基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。

(3)内部循环运转

接着，参照图5对作为除湿运转的一个的内部循环运转进行说明。图5表示内部循环运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。在内部循环运转中，空调控制器32在上述除湿制热运转的状态下将室外膨胀阀6设为全闭(全闭位置)。但是，电磁阀21维持打开的状态，预先使室外热交换器7的制冷剂出口与压缩机2的制冷剂吸入侧连通。即，上述内部循环运转为在除湿制热运转中的室外膨胀阀6的控制下将上述室外膨胀阀6设为全闭的状态，因此，上述内部循环运转还能视为除湿制热运转的一部分。

但是，由于通过将室外膨胀阀6关闭使得制冷剂向室外交换器7的流入受到阻止，因此，经过散热器4并在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂经过电磁阀22全部流到制冷剂配管13F。接着，在制冷剂配管13F中流动的制冷剂经由制冷剂配管13B流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压之后，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制冷剂配管13C中流动，并经过止回阀20和储罐12被吸入至压缩机2，并且重复上述循环。由于在吸热器9中除湿后的空气在穿过散热器4的过程中被再次加热，由此，虽然进行车室内的除湿制热，但由于在上述内部循环运转下，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，不从外部气体中汲取热量，而是发挥与压缩机2的消耗动力量相当的制热能力。由于制冷剂全部在发挥除湿作用的吸热器9中流动，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。

此外，虽然室外膨胀阀6关闭，但电磁阀21打开，室外热交换器7的制冷剂出口与压缩机2的制冷剂吸入侧连通，因此，室外热交换器7内的液体制冷剂经过制冷剂配管13A、制冷剂配管13D及电磁阀21流出至制冷剂配管13C，并回收到储罐12，使得室外热交换器7内变成气体制冷剂的状态。由此，与将电磁阀21关闭时相比，在制冷剂回路R内循环的制冷剂量增加，从而能提高散热器4中的制热能力和吸热器9中的除湿能力。

空调控制器32基于吸热器9的温度(吸热器温度Te)或前述的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)来对压缩机2的转速进行控制。此时，空调控制器32选择根据吸热器温度Te和根据散热器压力PCI中的任一个运算获得的压缩机目标转速中较低的一方，来对压缩机2进行控制。

(4)除湿制冷运转

接着，参照图6对作为上述除湿运转的一个的除湿制冷运转进行说明。图6表示除湿制冷运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。在除湿制冷运转中，空调控制器32设为将室内膨胀阀8打开而使制冷剂减压膨胀的状态，并将电磁阀21和电磁阀22关闭。此外，辅助膨胀阀73设为全闭。接着，使压缩机2及各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成对从室内送风机27吹出的空气通风至散热器4和辅助加热器23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流至室外膨胀阀6，经过以稍许打开的方式(以比制热运转等更大的阀开度)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的制冷剂在该室外热交换器7中通过因行驶而流入的外部气体、或是由室外送风机15通风的外部气体而被空气冷却，从而冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂经过制冷剂配管13A、止回阀18进入制冷剂配管13B，并流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压之后，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制冷剂配管13C和止回阀20流至储罐12，经过储罐12并被吸入至压缩机2，并且重复上述循环。在吸热器9中冷却且除湿后的空气在穿过散热器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。

空调控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)及作为其目标值的目标吸热器温度TEO，以使吸热器温度Te变为目标吸热器温度TEO的方式对压缩机2的转速进行控制，并且基于散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)和根据目标加热器温度TCO计算出的目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)，以使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的方式对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，以获得由散热器4实现的必要的再次加热量。

(5)制冷运转

接着，对制冷运转进行说明。制冷剂回路R的流动方式与图6的除湿制冷运转相同。在制冷运转中，空调控制器32在上述除湿制冷运转的状态下将室外膨胀阀6的阀开度设为全开。另外，空气混合挡板28设置成对空气通风至散热器4和辅助加热器23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流入散热器4。虽然，空气流通路径3内的空气被通风至散热器4，但由于上述比例小(仅用于制冷时的再次加热)，因此，此处几乎仅是穿过，从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流至室外膨胀阀6。此时，由于室外膨胀阀6设为全开，因此，制冷剂就此经过室外膨胀阀6并穿过制冷剂配管13J流入室外热交换器7，在室外热交换器7中通过因行驶而流入的外部气体、或是由室外送风机15通风的外部气体而被空气冷却，并冷凝液化。从室外热交换器7流出的制冷剂经过制冷剂配管13A、止回阀18进入制冷剂配管13B，并流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压之后，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。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过制冷剂配管13C和止回阀20流至储罐12，经过储罐12并被吸入至压缩机2，并且重复上述循环。在吸热器9中冷却、除湿后的空气从吹出口29吹出至车室内，由此进行车室内的制冷。在上述制冷运转中，空调控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)来对压缩机2的转速进行控制。

(6)空调运转的切换

空调控制器32根据下述式(I)对前述的目标吹出温度TAO进行计算。上述目标吹出温度TAO是从吹出口29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所检测出的车室内空气的温度，K是系数，Tbal是基于设定温度Tset、日照传感器51所检测出的日照量SUN、外部气体温度传感器33所检测出的外部气体温度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，并且上述目标吹出温度TAO随着外部气体温度Tam上升而下降。

此外，空调控制器32在启动时基于外部气体温度传感器33所检测出的外部气体温度Tam和目标吹出温度TAO选择上述各空调运转中的任一个空调运转。此外，启动后，根据外部气体温度Tam、目标吹出温度TAO、蓄电池温度Tb等环境、设定、运转条件的变化，来选择上述各空调运转，并进行切换。

(7)制热运转中的蓄电池55(被调温对象)的温度调节

接着，参照图7至图9，对由空调控制器32实现的蓄电池55(被调温对象)的温度调节控制进行说明。如前所述，若蓄电池55在温度因自身发热等而变高的状态下进行充放电，则劣化会加重。因而，实施例的车用空调装置1的空调控制器32一边执行上述那样的空调运转一边通过设备温度调节装置61将蓄电池55(被调温对象)的温度冷却至适当温度范围内。上述蓄电池55的适当温度范围一般来说设为+25℃以上且+45℃以下，因此，在实施例中，在上述适当温度范围内设定蓄电池55的温度(蓄电池温度Tb)的目标值、即目标蓄电池温度TBO(例如+35℃)。

首先，空调控制器32在制热运转中，使用例如下述式(II)、(III)对散热器4所要求的车室内的制热能力、即要求制热能力Qtgt和散热器4能产生的制热能力Qhp进行计算。

Qtgt＝(TCO-Te)×Cpa×ρ×Qair…(II)

Qhp＝f(Tam、NC、BLV、VSP、FANVout、Te)…(III)

在此，Te是吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度，Cpa是流入散热器4的空气的比热(kj/kg·K)，ρ是流入散热器4的空气的密度(比体积)(kg/m³)，Qair是经过散热器4的风量(m³/h)(根据室内送风机27的鼓风电压BLV等推定)，VSP是从车速传感器52获得的车速，FANVout是室外送风机15的电压。

此外，空调控制器32基于热介质温度传感器76所检测出的蓄电池温度Tb(作为蓄电池55的温度指标的热介质的温度)和上述的目标蓄电池温度TBO，使用例如下述式(IV)对设备温度调节装置61的制冷剂－热介质热交换器64(被调温对象用热交换器)所要求的蓄电池(被调温对象)55的冷却能力、即要求被调温对象冷却能力Qbat进行计算。

Qbat＝(Tb－TBO)×k1×k2…(IV)

在此，k1是在设备温度调节装置61内循环的热介质的比热(kj/kg·K)，k2是热介质的流量[m³/h]。另外，计算要求被调温对象冷却能力Qbat的式子并不局限于此上述式子，也可以加入上述以外的与蓄电池冷却相关的其他因素进行计算。

在蓄电池温度Tb比目标蓄电池温度TBO低(Tb＜TBO)的情况下，根据上述式(IV)计算出的要求被调温对象冷却能力Qbat为负，因此，在实施例中，空调控制器32将辅助膨胀阀73设为全闭，并执行前述的制热运转中的外部气体吸热制热模式(图3)。

另一方面，在因充放电等使蓄电池温度Tb上升变得比目标蓄电池温度TBO更高的情况(TBO＜Tb)、即需要对蓄电池55进行冷却的情况下，根据式(IV)计算出的要求被调温对象冷却能力Qbat转为正，因此，在实施例中，空调控制器32将辅助膨胀阀73打开，而开始由设备温度调节装置61实现的蓄电池55的冷却。

即，实施例的控制控制器32在要求被调温对象冷却能力Qbat为负的情况下执行前述的外部气体吸热制热模式。另一方面，在要求被调温对象冷却能力Qbat为正的情况下，切换至执行以下说明的组合制热模式和被调温对象吸热制热模式的状态，并对要求制热能力Qtgt和要求被调温对象冷却能力Qbat进行比较，而对组合制热模式和被调温对象吸热制热模式进行切换。因此，空调控制器32根据在制热运转中基于蓄电池温度Tb求得的要求被调温对象冷却能力Qbat来切换执行外部气体吸热制热模式、组合制热模式、被调温对象吸热制热模式。

(7-1)组合制热模式

首先，在车室内的制热负荷大(例如内部气体的温度低)且蓄电池55的发热量相对较小(冷却负荷小)的状况下，在要求制热能力Qtgt大于要求被调温对象冷却能力Qbat(Qtgt＞Qbat)的情况下，空调控制器32执行组合制热模式。图7表示上述组合制热模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。

在上述组合制热模式下，空调控制器32设为在图3所示的制冷剂回路R的制热运转中的外部气体吸热制热模式的状态下，进一步打开电磁阀22，还打开辅助膨胀阀73，并对其阀开度进行控制。由此，从散热器4流出的制冷剂的一部分在室外膨胀阀6的制冷剂上游侧分流，并经过制冷剂配管13F流入制冷剂配管13B。制冷剂接着进入分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中减压后，经过分岔配管72并流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B而蒸发。此时，发挥吸热作用。在上述制冷剂流路64B中蒸发后的制冷剂依次经过制冷剂配管74进入止回阀20的下游侧的制冷剂配管13C，并经过储罐12而被吸入至压缩机2，并且重复上述循环。

另一方面，从循环泵62向热介质配管68排出的热介质流至蓄电池55，并在其中与蓄电池55进行热交换之后，流至制冷剂－热介质热交换器64的热介质流路64A，随后被制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热，制冷剂被冷却。在制冷剂的吸热作用下被冷却的热介质从制冷剂-热介质热交换器64流出并流至热介质加热器66，并在随后与热介质加热器66进行热交换之后被吸入至循环泵62，并且重复上述循环(在图7中用虚线箭头表示)。

如此，在组合制热模式下，变成室外热交换器7和制冷剂－热介质热交换器64相对于制冷剂回路R的制冷剂的流动并联连接的形态，制冷剂在室外热交换器7和制冷剂－热介质热交换器64中流动并分别蒸发，从外部气体吸热，并且还从设备温度调节装置61的热介质(蓄电池55)吸热。由此，能一边经由热介质从蓄电池55(被调温对象)吸取热量而对蓄电池55进行冷却，一边将吸取到的热量运送至散热器4，并在车室内的制热中加以利用。

在上述组合制热模式下，在即使如上所述通过来自外部气体的吸热以及从蓄电池55(被调温对象)的吸热也无法使前述的散热器4的制热能力Qhp实现要求制热能力Qtgt(Qtgt＞Qhp)的情况下，空调控制器32使热介质加热器66发热(通电)。

当热介质加热器66发热时，被吸入至设备温度调节装置61的循环泵62的热介质在被热介质加热器66加热之后从循环泵62依次流入蓄电池55和制冷剂－热介质热交换器64的热介质流路64A。由此，热介质加热器66的热量也被制冷剂流路64B中蒸发的制冷剂吸取，由散热器4实现的制热能力Qhp增大，从而能实现要求制热能力Qtgt。另外，空调控制器32在制热能力Qhp能实现要求制热能力Qtgt的时刻停止热介质加热器66的发热(非通电)。

(7-2)被调温对象吸热制热模式

接着，在车室内的制热负荷与蓄电池55的冷却负荷大致相同并通过蓄电池55的热量来供给车室内的制热的情况，即要求制热能力Qtgt与要求被调温对象冷却能力Qbat相等或近似的情况(Qtgt≈Qbat)下，通过蓄电池55的热量来供给车室内的制热。此外，在车室内的制热负荷小(例如内部气体的温度相对较高)且蓄电池55的发热量大(冷却负荷大)的情况，即在要求蓄电池冷却能力Qbat大于要求制热能力Qtgt(Qtgt＜Qbat)的情况下，也通过蓄电池55的热量来供给车室内的制热。在这种情况下，空调控制器32执行被调温对象吸热制热模式。图8表示上述被调温对象吸热制热模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。

在上述被调温对象制热模式下，空调控制器32变成如下的状态：将电磁阀21关闭(因存在止回阀20，所以也可以打开)，将室外膨胀阀6和室内膨胀阀8设为全闭，将电磁阀22打开，将辅助膨胀阀73也打开并对其阀开度进行控制的状态。接着，使压缩机2和室内送风机27运转(热介质加热器66非通电)。由此，从散热器4流出的所有制冷剂流至电磁阀22，并经过制冷剂配管13F流入制冷剂配管13B。制冷剂接着进入分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中减压后，经过分岔配管72并流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B而蒸发。此时，发挥吸热作用。在上述制冷剂流路64B中蒸发后的制冷剂依次经过制冷剂配管74流入止回阀20的下游侧的制冷剂配管13C，并经过储罐12而被吸入至压缩机2，并且重复上述循环。

另一方面，从循环泵62向热介质配管68排出的热介质流至蓄电池55，并在随后与蓄电池55进行热交换之后，流至制冷剂－热介质热交换器64的热介质流路64A，随后被制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热，制冷剂被冷却。在制冷剂的吸热作用下被冷却的热介质从制冷剂-热介质热交换器64流出并流至热介质加热器66，并经过该热介质加热器66而被吸入至循环泵62，并且重复上述循环(在图8中用虚线箭头表示)。

如此，在被调温对象吸热制热模式下，制冷剂回路R的制冷剂在制冷剂-热介质热交换器64中蒸发，并从设备温度调节装置61的仅热介质(蓄电池55)吸热。即，制冷剂并未流入室外热交换器7而蒸发，而是制冷剂经由热介质从仅蓄电池55吸取热量，因此，能一边消除室外热交换器7的结霜问题，一边对蓄电池55进行冷却，并将从上述蓄电池55(被调温对象)吸取到的热量运送至散热器4，从而对车室内进行制热。

(7-3)制热运转中的启动时的控制

在此，在图8的被调温对象吸热制热模式下，室外膨胀阀6被关闭，因此，制冷剂不会流至室外热交换器7，制冷剂仅流至设备温度调节装置61的制冷剂－热介质热交换器64。此外，在被调温对象吸热制热模式下，在热介质的温度(蓄电池温度Tb)的影响下，压缩机2的吸入压力高于外部气体饱和压力。

在这种情况下，在制冷剂积存于从室外膨胀阀6至止回阀20的区域(室外膨胀阀6－制冷剂配管13J－室外热交换器7－制冷剂配管13A－制冷剂配管13D－电磁阀21－制冷剂配管13C－止回阀20的区域)内的情况下，该区域的压力在被调温对象吸热制热模式下低于压缩机2的吸入压力，因此，无法将上述积存的制冷剂回收到包括压缩机2的制冷剂回路R的制冷剂循环区域，被调温对象吸热制热模式下的循环制冷剂量减少，从而无法发挥充分的制热性能。

因此，空调控制器32在启动时选择制热运转，在制热运转中启动压缩机2时，以前述的外部气体吸热制热模式(图3)和组合制热模式(图7)中的任一个模式启动。以下，参照图10的流程图对由空调控制器32实现的制热运转中的启动时的控制进行说明。

空调控制器32在图10的步骤S1中开始运转(启动)，并如前所述那样选择任一个空调运转。接着，在步骤S2中判断是否选择了制热运转，在选择了制热运转以外的空调运转的情况下进入步骤S9，开始该空调运转。

另一方面，在步骤S2中选择了制热运转的情况下，空调控制器32进入步骤S3，并以前述的外部气体吸热制热模式(图3)和组合制热模式(图7)中的任一个模式启动压缩机2。通过如上所述以外部气体吸热制热模式或组合制热模式启动，从而在启动时制冷剂必定会流至室外热交换器7。由此，压缩机2的吸入压力变得低于外部气体饱和压力，因此，积存于室外热交换器7等内的制冷剂被回收到压缩机2。

在以上述方式启动制热运转之后，空调控制器32在步骤S4中判断规定的启动条件是否成立。实施例的启动条件如下所述。

(a)从制热运转的启动开始经过了规定时间。

(b)压缩机2的吸入制冷剂压力下降至规定值以下，且该状态经过了规定时间。

(c)压缩机2的吸入制冷剂温度下降至规定值以下，且该状态经过了规定时间。

另外，上述吸入制冷剂温度是吸入温度传感器44所检测出的温度，吸入制冷剂压力是基于吸入制冷剂温度计算出的压力。此外，作为启动条件，既可以是上述a～c中的任一个，或是它们的组合，抑或是它们的全部。

在上述这种启动条件成立了的情况下，能判断为能将积存于室外热交换器7等内的制冷剂回收到压缩机2。空调控制器32在步骤S4中等待启动条件成立，并在启动条件成立了的情况下进入步骤S5，并如前所述基于要求被调温对象冷却能力Qbat来选择并执行外部气体吸热制热模式、组合制热模式、被调温对象吸热制热模式中的任一个。

即，在本实施例中，在步骤S5中，在要求被调温对象冷却能力Qbat为负的情况下，进入步骤S8，并执行外部气体吸热制热模式，在要求被调温对象冷却能力Qbat为正且Qtgt＞Qbat的情况下进入步骤S7，并执行组合制热模式。此外，在要求被调温对象冷却能力Qbat为正且Qtgt≈Qbat或Qtgt＜Qbat的情况下，进入步骤S6，并执行被调温对象吸热制热模式。

在此，在上述实施例中，在制热运转中能执行外部气体吸热制热模式、组合制热模式和被调温对象吸热制热模式这三个模式，但在能执行仅外部气体吸热制热模式和被调温对象吸热制热模式的车用空调装置的情况下，在制热运转中的启动时，进入图10的步骤S3，并以外部气体吸热制热模式启动。另外，在能执行仅组合制热模式和被调温对象吸热制热模式的车用空调装置的情况下，在制热运转中的启动时，在图10的步骤S3中，以组合制热模式启动。

(7-4)模式选择的另一个例子

另外，在步骤S5的模式选择中，关于在要求被调温对象冷却能力Qbat转为正之后，选择被调温对象吸热制热模式和组合制热模式中的哪一个并不局限于前述的例子，例如，也可以在以下的条件(d)～(g)中的任一个成立时选择被调温对象吸热制热模式，除此以外的情况则选择组合制热模式。

(d)要求被调温对象冷却能力Qbat为规定值Qbat1以上且外部气体温度Tam为规定值Tam1以下。

或是

(e)在条件(d)的基础上，蓄电池温度Tb(热介质的温度)为规定值Tb1以上。

(f)外部气体温度Tam是规定值Tam1以下。

(g)室外热交换器温度TXO为规定值TXO1以上。

其理由是因为在要求被调温对象冷却能力Qbat大时或是蓄电池温度Tb高时，能想到通过蓄电池55的热量来供给车室内的制热，并且因为在外部气体温度Tam低时或是室外热交换器温度TXO高时，难以从外部气体中吸热，反而担心室外热交换器7会结霜。

(8)其它空调运转中的蓄电池55(被调温对象)的温度调节

在此，即使在制热运转以外的空调运转中因充放电等使蓄电池温度Tb上升而变得高于目标蓄电池温度TBO的情况(TBO＜Tb)下，空调控制器32也将辅助膨胀阀73打开，而通过设备温度调节装置61对蓄电池55进行冷却。作为一例，例如示出了在制冷运转中对蓄电池55进行冷却的制冷/被调温对象调温模式。

在上述制冷/被调温对象调温模式下，车辆控制器32变为如下的状态：在前述的图6的制冷运转(与除湿制冷运转相同)的制冷剂回路R的状态下，将辅助膨胀阀73打开并对该辅助膨胀阀73的阀开度进行控制，在制冷剂-热介质热交换器64中使制冷剂与热介质进行热交换。另外，热介质加热器66并未通电。图9表示上述制冷/被调温对象调温模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。

由此，从压缩机2排出的高温的制冷剂依次经过散热器4、室外膨胀阀6流入室外热交换器7，并在该室外热交换器7中与通过因行驶而流入的外部气体、由室外送风机15通风的外部气体进行热交换而散热，并冷凝。在室外热交换器7中冷凝后的制冷剂的一部分从制冷剂配管13B流至室内膨胀阀8，并在该室内膨胀阀8中减压后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下，空气流通路径3内的空气被冷却，因此，车室内被冷却。

在室外热交换器7中冷凝并流入制冷剂配管13B的制冷剂的剩余部分被分流至分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中被减压后，在制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在此处从在设备温度调节装置61内进行循环的热介质中吸热，因此，蓄电池55与前述同样地被冷却。另外，从吸热器9流出的制冷剂经过制冷剂配管13C、止回阀20、储罐12并被吸入至压缩机2，从制冷剂-热介质热交换器64流出的制冷剂也经过制冷剂配管74、制冷剂配管13C和储罐12并被吸入至压缩机2。

如以上详细叙述的那样，在制热运转中设置外部气体吸热制热模式、被调温对象吸热制热模式和组合制热模式，并切换执行这些模式，其中，在上述外部气体吸热制热模式下，通过在室外热交换器7中使制冷剂吸热以对车室内进行制热，在上述被调温对象吸热制热模式下，通过使制冷剂在制冷剂-热介质热交换器64中吸热以对车室内进行制热，在上述组合制热模式下，通过使制冷剂在室外热交换器7和制冷剂-热介质热交换器64中吸热以对车室内进行制热，因此，通常通过外部气体吸热制热模式从外部气体吸取热量以对车室内进行制热，例如，在需要对蓄电池55进行冷却并通过蓄电池55的热量来供给车室内的制热的情况下，作为被调温对象吸热制热模式，能一边从蓄电池55吸取热量而对该蓄电池55进行冷却，一边对车室内进行制热。此外，例如，在蓄电池55的发热量相对较小时，能一边通过组合制热模式来从外部气体和蓄电池55吸取热量而对蓄电池55进行冷却，一边无障碍地进行车室内的制热。由此，能有效地利用蓄电池55的热量高效地进行车室内的制热，一边抑制室外热交换器7的结霜，一边适当地进行蓄电池55的冷却。

尤其，在制热运转中的启动时，空调控制器32在外部气体吸热制热模式或组合制热模式下启动，因此，即使在制冷剂积存于室外热交换器7等内的情况下，也能在启动时执行外部气体吸热制热模式或组合制热模式并对上述积存的制冷剂进行回收。由此，能消除制冷剂积存于室外热交换器7等内，执行被调温对象吸热制热模式时的循环制冷剂量减少使得制热能力下降的不良情况，从而扩大低外部气体温度环境下的运转范围。

此外，在实施例中，空调控制器32基于制冷剂－热介质热交换器64所要求的要求被调温对象冷却能力Qbat切换执行各个模式，因此，能适当地兼顾车室内的制热和蓄电池55的冷却。

此外，在实施例中，以外部气体吸热制热模式或组合制热模式启动之后，在规定的启动条件成立了的情况下，空调控制器32执行基于要求被调温对象冷却能力Qbat选择出的任一个模式，以在启动时无障碍地回收积存于室外热交换器7等内的制冷剂之后，顺利地转换至基于要求被调温对象冷却能力Qbat选择的适当的模式。

特别地，在实施例中，将启动条件设为从启动开始经过了规定时间，或是压缩机2的吸入制冷剂压力下降至规定值以下且经过了规定时间，或是压缩机2的吸入制冷剂温度下降至规定值以下且经过了规定时间，因此，能在可靠地回收了积存于室外热交换器7等内的制冷剂之后转换至适当的模式。

另外，在实施例中，提出了能执行外部气体吸热制热模式、组合制热模式和被调温对象吸热制热模式这三个模式的车用空调装置1来进行了说明，但技术方案1的发明在能执行外部气体吸热制热模式和被调温对象吸热制热模式这两个模式的车用空调装置中也是有效的，技术方案3的发明在能执行组合制热模式和被调温对象吸热制热模式这两个模式的车用空调装置中也是有效的。

此外，实施例中说明的空调控制器32的结构、车用空调装置1的制冷剂回路R的结构并不局限于此，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行改变，这一点是自不必言的。特别是，在实施例中，提出蓄电池55作为装设于车辆的被调温对象进行了说明，但并不局限于此，也可以将行驶用马达等设为被调温对象。

此外，在实施例中，通过使用制冷剂－热介质热交换器64并利用制冷剂对热介质进行冷却、并使该热介质循环至作为被调温对象的蓄电池55的设备温度调节装置61对本发明进行了说明，但并不局限于此，也可以通过制冷剂直接对被调温对象(蓄电池55等)进行冷却。在这种情况下，设置对被调温对象(在实施例中为蓄电池55)的温度进行检测的温度传感器而直接对被调温对象的温度进行检测。

(符号说明)

1 车用空调装置；

2 压缩机；

4 散热器(室内热交换器)；

6 室外膨胀阀；

7 室外热交换器；

8 室内膨胀阀；

9 吸热器；

32 空调控制器(控制装置)；

55 蓄电池(被调温对象)；

61 设备温度调节装置；

62 循环泵；

64 制冷剂-热介质热交换器(被调温对象用热交换器)；

73 辅助膨胀阀。

Claims (6)

1.一种车用空调装置，包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器和控制装置，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，

所述室内热交换器用于使供给至所述车室内的空气与所述制冷剂进行热交换，

所述室外热交换器设置于车室外，

其特征在于，

包括被调温对象用热交换器，所述被调温对象用热交换器用于使用所述制冷剂对装设于车辆的被调温对象的温度进行调节，

具有使用所述室内热交换器对所述车室内进行制热的制热运转，

在所述制热运转中具有外部气体吸热制热模式和被调温对象吸热制热模式，所述控制装置切换并执行所述外部气体吸热制热模式和所述被调温对象吸热制热模式，其中，

在所述外部气体吸热制热模式下，通过使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在所述室外热交换器中吸热，以对所述车室内进行制热，

在所述被调温对象吸热制热模式下，通过使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在所述被调温对象用热交换器中吸热，以对所述车室内进行制热，

并且所述控制装置在所述制热运转中的启动时，以所述外部气体吸热制热模式启动。

2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，

在所述制热运转中还具有组合制热模式，

在所述组合制热模式下，通过使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后，在所述室外热交换器和所述被调温对象用热交换器中吸热，以对所述车室内进行制热，

所述控制装置切换并执行所述外部气体吸热制热模式、所述组合制热模式和所述被调温对象吸热制热模式，

并且在所述制热运转中的启动时，以所述外部气体吸热制热模式或所述组合制热模式启动。

3.一种车用空调装置，包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器和控制装置，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，

所述室内热交换器用于使供给至所述车室内的空气与所述制冷剂进行热交换，

所述室外热交换器设置于车室外，

其特征在于，

包括被调温对象用热交换器，所述被调温对象用热交换器用于使用所述制冷剂对装设于车辆的被调温对象的温度进行调节，

具有使用所述室内热交换器对所述车室内进行制热的制热运转，

在所述制热运转中具有被调温对象吸热制热模式和组合制热模式，所述控制装置切换并执行所述被调温对象吸热制热模式和所述组合制热模式，其中，

在所述被调温对象吸热制热模式下，通过使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在所述被调温对象用热交换器中吸热，以对所述车室内进行制热，

在所述组合制热模式下，通过使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述室内热交换器中散热，并在使散热后的所述制冷剂减压之后在所述室外热交换器和所述被调温对象用热交换器中吸热，以对所述车室内进行制热，

并且所述控制装置在所述制热运转中的启动时，以所述组合制热模式启动。

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被调温对象用热交换器所要求的要求被调温对象冷却能力来切换执行各个所述模式。

5.如权利要求4所述的车用空调装置，其特征在于，

在以所述外部吸热制热模式，或是以所述外部气吸热制热模式或所述组合制热模式，抑或是以所述组合制热模式启动之后，当规定的启动条件成立了的情况下，所述控制装置执行基于所述要求被调温对象冷却能力选择的前面的任一个模式。

6.如权利要求5所述的车用空调装置，其特征在于，

所述启动条件是从启动开始经过了规定时间、所述压缩机的吸入制冷剂压力下降至规定值以下且经过了规定时间、所述压缩机的吸入制冷剂温度下降至规定值以下且经过了规定时间中的任一个，或是它们的组合，抑或是它们的全部。

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