CN113199919B - 车辆空调 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种车辆空调。所述车辆空调包括热泵系统和控制所述热泵系统的空调ECU。所述热泵系统的运行模式包括风冷模式、风暖模式、串联除湿风暖模式、并联除湿风暖模式、电池单独冷却模式以及风冷电池冷却模式。空调ECU根据运行模式分别设定许可电池冷却的条件。

Description

车辆空调
技术领域
本发明涉及一种车辆空调。
背景技术
传统来说，已知一种能够在冷却模式和加热模式之间进行切换的车辆热泵系统(例如，参见日本未审专利申请公开第2017-171284号(JP 2017-171284A))。
JP 2017-171284A中的热泵系统被配置为冷却和加热乘员室，以及冷却电池。该热泵系统包括外部热交换器、内部热交换器、压缩机、中间热交换器和电池冷却器。在冷却模式下，由压缩机循环的制冷剂在外部热交换器中冷凝，并在内部热交换器和电池冷却器中汽化。然后，利用制冷剂的汽化热，对乘员室和电池进行冷却。在冷却模式下，乘员室和电池可以同时被冷却，并且可以被选择性地冷却。在加热模式下，由压缩机循环的制冷剂在中间热交换器中冷凝，并在外部热交换器中汽化。然后，利用制冷剂的冷凝热，对乘员室进行供暖。
发明内容
在以上传统的热泵系统中，不可能在冷却电池的同时对乘员室进行供暖。因此，在抑制电池的劣化的同时提高乘员室的空调舒适度方面存在改进的空间。例如，当用于许可电池冷却的条件不管热泵系统的运行模式如何均相同时，电池可能劣化，并且乘员室内的空调舒适度可能会降低。
为了解决上述问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种车辆空调，该车辆空调能够在抑制电池的劣化的同时，提高车厢内的空调舒适度。
根据本发明的车辆空调包括：配备在车辆中的热泵系统，以及控制所述热泵系统的控制装置。热泵系统的运行模式包括风冷模式、风暖模式和电池冷却模式。所述热泵系统包括外部热交换器、内部热交换器、压缩机、风暖热交换器和电池热交换器，所述热泵系统被配置为在所述风冷模式中利用由所述压缩机循环的制冷剂的汽化热来冷却车厢，所述汽化热在所述内部热交换器中产生，所述热泵系统被配置为在所述风暖模式中利用由所述压缩机循环的所述制冷剂的冷凝热来加热所述车厢，所述冷凝热在所述风暖热交换器中产生，所述热泵系统被配置为在所述电池冷却模式中利用由所述压缩机循环的所述制冷剂的汽化热来冷却电池，所述汽化热在所述电池热交换器中产生。所述控制装置被配置为分别设定许可从所述风冷模式切换到所述电池冷却模式的条件和许可从所述风暖模式切换到所述电池冷却模式的条件。
利用该配置，根据风冷模式在适当的定时许可切换到电池冷却模式，并且根据风暖模式在适当的定时许可切换到电池冷却模式。由此，可以在抑制电池的劣化的同时提高车厢内的空调舒适度。
在上述车辆空调中，控制装置可以被配置为：基于根据所述电池的温度而决定的电池冷却要求等级，来判定是否许可从所述风暖模式到所述电池冷却模式的所述切换。
在这种情况下，控制装置可以被配置为：在所述风暖模式下，当所述电池冷却要求等级为需要立即冷却所述电池的等级时，许可从所述风暖模式到所述电池冷却模式的所述切换。
在上述车辆空调中，控制装置可以被配置为：基于除霜器吹出口的开闭状态、风冷负荷、从车辆起动开始的风冷优先时间、所述车厢内的空气的温度、所述内部热交换器的温度和除湿能力中的至少一项，来判定是否许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
在上述判定从风冷模式到电池冷却模式的切换的车辆空调中，控制装置可以被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口为打开状态且所述除湿能力并非不足时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的转换。
在上述判定从风冷模式到电池冷却模式的切换的车辆空调中，控制装置可以被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷低、并且所述除湿能力并非不足时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
在上述判定从风冷模式到电池冷却模式的切换的车辆空调中，控制装置可以被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷高、并且已经过了所述风冷优先时间时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
在上述判定从风冷模式到电池冷却模式的切换的车辆空调中，控制装置可以被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷高、尚未经过所述风冷优先时间、并且所述车厢内的所述空气的所述温度低时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
在上述判定从风冷模式到电池冷却模式的切换的车辆空调中，控制装置可以被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷高、尚未经过所述风冷优先时间、所述车厢内的所述空气的所述温度高、并且所述内部热交换器的所述温度低时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
在上述判定从风冷模式到电池冷却模式的切换的车辆空调中，当根据所述电池的温度而决定的电池冷却要求等级高时，所述风冷优先时间可以被设定为短时间，并且，当所述车辆正在行驶时所述风冷优先时间被设定为比所述车辆停车时更短的时间。
在上述判定从风冷模式到电池冷却模式的切换的车辆空调中，控制装置可以被配置为：当根据所述电池的温度而决定的电池冷却要求等级为需要立即冷却所述电池的等级时，判定所述除湿能力并非不足并且已经过了所述风冷优先时间。
在上述车辆空调中，热泵系统可以包括冷却剂回路，冷却剂在所述冷却剂回路中循环，加热器芯和风暖热交换器可以被设置在冷却剂回路中，并且所述热泵系统可以被配置为：在所述风暖模式下，使得所述冷却剂在所述风暖热交换器中加热并且所述车厢由所述加热器芯加热。
利用本发明的车辆空调，可以在抑制电池的劣化的同时，提高车厢内的空调舒适度。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的标号表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据实施例的车辆空调的热泵系统的配置的图；
图2是示出根据实施例的车辆空调的空调ECU的框图；
图3是用于说明在图1中的热泵系统的风冷模式下制冷剂的流动的图；
图4是用于说明在图1中的热泵系统的风暖模式下制冷剂的流动的图；
图5是用于说明在图1中的热泵系统的串联除湿风暖模式下制冷剂的流动的图；
图6是用于说明在图1中的热泵系统的并联除湿风暖模式下制冷剂的流动的图；
图7是用于说明在图1中的热泵系统的电池单独冷却模式下制冷剂的流动的图；
图8是用于说明图1中的热泵系统的风冷电池冷却模式下的制冷剂的流动的图；
图9是用于说明实施例中的空调ECU的电池冷却许可判定的流程图；
图10是用于说明图9的步骤S3中的空调要件判定的流程图；
图11是用于说明在图10的步骤S15中的风冷模式下的判定的流程图；
图12是用于说明挡风玻璃可能起雾时的除湿能力判定的图；以及
图13是用于描述当挡风玻璃不太可能起雾时的除湿能力判定的图。
具体实施方式
在下文中，将描述本发明的实施例。
首先，将参照图1和图2描述根据本发明的实施例的车辆空调100的构造。
例如，车辆空调100被应用于插电式混合动力车辆，该插电式混合动力车辆包括内燃机110和电动机(未示出)作为车辆行驶的驱动力源。插入式混合动力车辆配备有电池组120，并且电池组120包含电池121。电池121是可以充电和放电的高压电池。电池121被配置为供应用于驱动用于车辆行驶的电动机的电力，并且存储由电动机产生的电力。如图1所示，车辆空调100包括热泵系统1、空调ECU 2(见图2)和内部空调单元3。
热泵系统
热泵系统1被配置为冷却和加热车厢并冷却电池121。热泵系统1的运行模式包括风冷模式、风暖模式、串联除湿风暖模式、并联除湿风暖模式、电池单独冷却模式、风冷电池冷却模式等。将详细描述运行模式的细节。热泵系统1包括作为传热介质的制冷剂在其中循环的制冷剂回路10和使作为传热介质的冷却剂在其中循环的冷却剂回路20。
制冷剂回路
制冷剂回路10设有制冷剂通道10a至10h、压缩机11、中间热交换器12、外部热交换器13、内部热交换器14、储液器15、电池热交换器16和膨胀阀17a至17c。制冷剂回路10的制冷剂包含用于润滑压缩机11的制冷机油。
压缩机11被配置为通过在高温和高压下以气态排放制冷剂来使制冷剂在制冷剂回路10中循环。压缩机11由电动机(未示出)驱动，并且电动机可以调节转速。压缩机11的排出口通过制冷剂通道10a连接到中间热交换器12的制冷剂入口。
中间热交换器12在风暖模式等中用作冷凝器，并且被设置为用于加热冷却剂回路20的冷却剂。中间热交换器12包括制冷剂流动部分和冷却剂流动部分，并配置为在流过制冷剂流动部分的制冷剂和流过冷却剂流动部分的冷却剂之间进行热交换。中间热交换器12是本发明中的“风暖热交换器”的示例。中间热交换器12的制冷剂出口通过制冷剂通道10b连接到外部热交换器13的制冷剂入口。制冷剂通道10b设置有膨胀阀17a。
例如，膨胀阀17a是允许通过电动致动器(未示出)调节开度的电子阀。在风暖模式等中，开度减小，从而使通过的制冷剂减压并膨胀。在风冷模式等中，膨胀阀17a完全打开，因此不发挥减压作用。
外部热交换器13设置在发动机室中，并且配置为在穿过发动机室内部的制冷剂与外部空气之间进行热交换。例如，外部热交换器13在风冷模式下用作冷凝器，并且在风暖模式下用作蒸发器。外部热交换器13的制冷剂出口通过制冷剂通道10c连接到内部热交换器14的制冷剂入口。制冷剂通道10c从制冷剂的流动方向的上游侧开始依次设置有单向阀18a、电磁阀19a和膨胀阀17b
单向阀18a被设置为用于防止制冷剂的逆流(流向外部热交换器13侧)。电磁阀19a被配置为打开和关闭制冷剂通道10c，并且被设置为用于切换制冷剂的循环路径。例如，膨胀阀17b是允许由电动致动器(未示出)调节开度的电子阀。在风冷模式等中，开度减小，从而使通过的制冷剂减压并膨胀。
内部热交换器14设置在内部空调单元3的壳体33中，并且被设置为用于对壳体33中的吹送空气进行冷却和除湿。内部热交换器14配置为在风冷模式等中用作蒸发器，并在通过内部热交换器14的内部的制冷剂与吹送空气之间进行热交换。内部热交换器14的制冷剂出口通过制冷剂通道10d连接到储液器15的制冷剂入口。制冷剂通道10d设置有汽化压力调节阀14a。汽化压力调节阀14a设置为用于调节内部热交换器14中的制冷剂的汽化压力。
储液器15被设置用于将制冷剂分离成气体和液体。储液器15的制冷剂出口通过制冷剂通道10e连接到压缩机11的吸入口。因此，压缩机11仅吸入气态的制冷剂。
制冷剂通道10f设置为绕过内部热交换器14。制冷剂通道10f的一端部(上游侧的端部)连接到外部热交换器13的制冷剂出口和单向阀18a之间的制冷剂通道10c，制冷剂通道10f的另一端部(下游侧的端部)连接到汽化压力调整阀14a与储液器15的制冷剂入口之间的制冷剂通道10d。制冷剂通道10f设置有电磁阀19b。电磁阀19b被配置为打开和关闭制冷剂通道10f，并且被设置为用于切换制冷剂的循环路径。
制冷剂通道10g被设置为绕过外部热交换器13。制冷剂通道10g的一端部(上游侧的端部)连接到中间热交换器12的制冷剂出口和膨胀阀17a之间的制冷剂通道10b，制冷剂通道10g的另一端部(下游侧的端部)连接到单向阀18a与电磁阀19a之间的制冷剂通道10c。制冷剂通道10g设置有电磁阀19c。电磁阀19c配置为打开和关闭制冷剂通道10g，并且被设置为用于切换制冷剂的循环路径。
制冷剂通道10h被设置为绕过内部热交换器14。制冷剂通道10h的一端部(上游侧的端部)连接到单向阀18a与电磁阀19a之间的制冷剂通道10c，制冷剂通道10h的另一端部(下游侧的端部)连接到汽化压力调整阀14a和储液器15的制冷剂入口之间的制冷剂通道10d。制冷剂通道10h从制冷剂的流动方向的上游侧起依次设有电磁阀19d、膨胀阀17c、电池热交换器16和单向阀18b。
电磁阀19d被配置为打开和关闭制冷剂通道10h，并且被设置为用于切换制冷剂的循环路径。例如，膨胀阀17c是允许通过电动致动器(未示出)调节开度的电子阀。在电池单独冷却模式和风冷电池冷却模式下，开度减小，从而使通过的制冷剂减压并膨胀。单向阀18b被设置为用于防止制冷剂的倒流(流向电池热交换器16侧)。
电池热交换器16设置在电池组120中，并且被设置为用于冷却容纳在电池组120中的电池121。在电池热交换器16内，设置有制冷剂流过的制冷剂流通部。电池热交换器16的制冷剂入口连接到膨胀阀17c，电池热交换器16的制冷剂出口连接到单向阀18b。电池热交换器16被配置在电池单独冷却模式和风冷电池冷却模式中用作蒸发器，并且利用汽化热来冷却电池121。例如，电池121被放置在电池热交换器16上，并且电池121被电池热交换器16直接冷却。
制冷剂回路10设置有温度传感器41至47和压力传感器48、49。温度传感器41被设置为用于检测从压缩机11排出的制冷剂的温度。温度传感器42和压力传感器48分别设置为用于检测已经通过中间热交换器12的制冷剂的温度和压力。温度传感器43被设置为用于检测已经通过外部热交换器13的制冷剂的温度，温度传感器45被设置为用于检测已经通过内部热交换器14的制冷剂的温度。温度传感器44被设置为用于检测内部热交换器14的温度(蒸发器的温度)。温度传感器46、47被设置为用于检测制冷剂通过电池热交换器16之前和之后的制冷剂的温度，并且压力传感器49被设置为用于检测已经通过电池热交换器16的制冷剂的压力。
冷却液回路
冷却剂回路20设置有冷却剂通道20a至20d、水泵21、中间热交换器12、三通阀22和加热器芯23。
水泵21配置为在内燃机110停止期间使冷却剂在冷却剂回路20中循环。水泵21由电动机(未示出)驱动，并且电动机可以调节转速。水泵21的排出口通过冷却剂通道20a连接到中间热交换器12的冷却剂入口。
中间热交换器12的冷却剂出口通过冷却剂通道20b连接到三通阀22的冷却剂入口。冷却剂通道20b设置有温度传感器40，温度传感器40检测已经通过中间热交换器12的冷却剂的温度。
三通阀22被设置为用于切换冷却剂的循环路径。三通阀22的冷却剂出口中的一个冷却剂出口通过冷却剂通道20c连接到加热器芯23的冷却剂入口。
加热器芯23设置在内部空调单元3的壳体33中，并且被设置为用于加热壳体33中的吹送空气。加热器芯23配置为在风暖模式等中在通过加热器芯23的内部的冷却剂和吹送空气之间进行热交换。加热器芯23的冷却剂出口通过冷却剂通道20d连接到水泵21的吸入口。
冷却剂回路20设置有冷却剂通道20e。冷却剂通道20e从冷却剂的流动方向的上游侧开始依次设置有水泵24、内燃机110的水套和转换阀25。冷却剂通道20e的一个端部(上游侧的端部)与冷却剂通道20d连接，冷却剂通道20e的另一端部(下游侧的端部)与冷却剂通道20c连接。水泵24的上游侧的冷却剂通道20e通过冷却剂通道20f连接到三通阀22的另一个冷却剂出口。
水泵24被配置为在内燃机110的运行期间使冷却剂在冷却剂回路20中循环。水套是形成在内燃机110中的冷却剂流动部分，并且被设置为用于使用流动的冷却剂吸收来自内燃机110的热量。即，流过水套的冷却剂由内燃机110加热。转换阀25为止流阀(FSV)，并且被设置为用于打开和关闭冷却剂通道20e。
冷却剂回路20设置有用于将冷却剂的热量散发到外部的散热器(未示出)等，但是为了简化省略了描述。
在冷却剂回路20中，在内燃机110的运行期间，转换阀25打开，并且三通阀22的冷却剂入口连接到三通阀22的另一个冷却剂出口。然后，在水泵24的驱动下，从水泵24排出的冷却剂在通过水套时被加热，加热后的冷却剂流入加热器芯23。已从加热器芯23流出的冷却剂通过中间热交换器12和三通阀22被吸入水泵24，并且在绕过中间热交换器12和三通阀22的同时被吸入水泵24。
在内燃机110的停止期间，转换阀25关闭，并且三通阀22的冷却剂入口连接到三通阀22的所述一个冷却剂出口。因此，在冷却剂回路20中，形成不包括内燃机110的冷却剂的循环路径。例如，在风暖模式下，通过水泵21的驱动，从水泵21排出的冷却剂在通过中间热交换器12时被加热。然后，加热后的冷却剂通过三通阀22流入加热器芯23，并且从加热器芯23流出的冷却剂被吸入水泵21。
内部空调单元
内部空调单元3被设置为用于将具有由热泵系统1调节的温度的空调风吹入车厢。内部空调单元3包括鼓风机31、内部热交换器14、加热器芯23、PTC加热器32，以及包含鼓风机31、内部热交换器14、加热器芯23和PTC加热器32的壳体33。
壳体33构成由鼓风机31产生的吹送空气的通道。在壳体33上，在吹送空气的流动方向的上游端部形成有外部空气导入口34a和内部空气导入口34b。外部空气导入口34a被设置为用于将外部空气(车厢外部的空气)导入到壳体33的内部，而内部空气导入口34b被设置为用于将内部空气(车厢内部的空气)导入到壳体33的内部。内部空气-外部空气切换门34和鼓风机31设置在外部空气导入口34a和内部空气导入口34b的附近。内部空气-外部空气切换门34被配置为：通过调节外部空气导入口34a的开口面积和内部空气导入口34b的开口面积，来调节导入到壳体33中的内部空气与外部空气之间的比例。鼓风机31由电动机(未示出)驱动，并且电动机可以调节转速。
内部热交换器14在吹送空气的流动方向上设置在鼓风机31的下游侧。空气混合门35和分隔壁36设置在壳体33中的内部热交换器14的下游侧。分隔壁36在壳体33中形成加热通道33a和旁通通道33b。
在加热通道33a上，布置有加热器芯23和PTC加热器32。因此，在加热器芯23的冷却剂的温度比吹送空气的温度高的情况下，通过加热通道33a的吹送空气被加热，在PTC加热器32正在运行的情况下被加热。旁路通道33b被设置为使得吹送空气能够绕过加热器芯23和PTC加热器32。空气混合门35被配置为：通过调节通过加热通道33a的空气量与通过旁通通道33b的空气量之比，来调节供应到车厢内的空调风的温度。
PTC加热器32在吹送空气的流动方向上设置在加热器芯23的下游侧，并且被设置为用于辅助加热器芯23对吹送空气的加热。PTC加热器32包括多个PTC元件，并且每个PTC元件是通过通电而产生热量的加热元件。因此，PTC加热器32可以通过调节被通电的PTC元件的数量来调节加热能力。
在壳体33中，吹出口37a至39a形成在吹送空气的流动方向上的下游端部处。吹出口37a是用于将空调风吹向车厢中的乘员的身体的上半部的面部吹出口，吹出口38a是用于将空调风吹向车厢中的乘员的足部的足部吹出口，而吹出口39a是用于将空调风吹向挡风玻璃(未图示)的内表面的除霜器吹出口。吹出口37a至39a分别设置有用于调节开口面积的门37至39。门37是打开和关闭吹出口37a的面部门，门38是打开和关闭吹出口38a的足部门，门39是打开和关闭吹出口39a的除霜器门。
作为吹出口模式，例如，设置了面部模式、双层模式、足部模式、除霜模式或足部除霜模式。在面部模式下，从吹出口37a吹出空调风。在双层模式下，从吹出口37a、38a吹出空调风。在足部模式下，从吹出口38a吹出空调风。在除霜模式下，从吹出口39a吹出空调风。在足部除霜模式下，从吹出口38a、39a吹出空调风。
空调ECU
空调ECU 2是包括CPU、ROM、RAM等的微型计算机，并且被配置为控制热泵系统1和内部空调单元3。空调ECU 2是本发明中的“控制装置”的例子。
如图2所示，空调ECU 2连接至温度传感器40至47、压力传感器48、49、内部空气温度传感器51、外部空气温度传感器52、日照传感器53和窗表面湿度传感器54，并接收传感器的检测结果。内部空气温度传感器51被设置为用于检测车厢内部的空气的温度(内部空气温度)，而外部空气温度传感器52被设置为用于检测车厢的外部的空气的温度(外部空气温度)。日照传感器53被设置为用于检测车厢内的日照量。窗表面湿度传感器54被设置为用于计算车厢内的挡风玻璃附近的空气的相对湿度。
此外，空调ECU 2连接到电池ECU 6。电池ECU 6是包括CPU、ROM、RAM等的微型计算机，并且被配置为管理电池121。
空调ECU 2被配置为基于来自传感器和电池ECU 6的输入等来控制热泵系统1和内部空调单元3。
例如，对于内部空调单元3，空调ECU 2通过控制内部空气-外部空气切换门34来调节导入到壳体33中的内部空气与外部空气之间的比例。空调ECU2调节鼓风机31的鼓风量，并控制PTC加热器32。空调ECU 2通过控制空气混合门35来调节通过加热通道33a的空气量。空调ECU 2根据吹出口模式控制门37至39以打开和关闭吹出口37a至39a。
空调ECU 2被配置为通过控制热泵系统1的各部件来根据运行模式致动热泵系统1。
热泵系统的运行方式
接下来，将参考图3至图8描述热泵系统1的运行模式。接下来，将描述内燃机110处于停止状态并且PTC加热器32处于非致动状态(非通电状态)的情况。将按照风冷模式、风暖模式、串联除湿风暖模式、并联除湿风暖模式、电池单独冷却模式和风冷电池冷却模式的顺序进行描述。
风冷模式
风冷模式是用于通过冷却吹送空气来冷却车厢的模式。如图3所示，在风冷模式下，利用空调ECU 2(见图2)，打开电磁阀19a，关闭电磁阀19b至19d，完全打开膨胀阀17a，驱动压缩机11，并且膨胀阀17b被控制在节流状态。膨胀阀17c可以关闭，或者可以打开。
由此，从压缩机11排出的制冷剂依次流过中间热交换器12、外部热交换器13、电磁阀19a、膨胀阀17b、内部热交换器14以及储液器15，并且返回到压缩机11。这时，外部热交换器13用作冷凝器，而内部热交换器14用作蒸发器。因此，通过内部热交换器14的吹送空气被内部热交换器14中的制冷剂的汽化热冷却。
风暖模式
风暖模式是用于通过加热吹送空气来加热车厢的模式。如图4所示，在风暖模式下，利用空调ECU 2(见图2)，关闭转换阀25，并且在三通阀22的冷却剂入口连接到三通阀22的冷却剂出口中的一个冷却剂出口的状态下，驱动水泵21。由此，从水泵21排出的冷却剂依次流过中间热交换器12、三通阀22和加热器芯23，并且返回到水泵21。
进一步地，利用空调ECU 2，打开电磁阀19b，关闭电磁阀19a、19c、19d，驱动压缩机11，并且膨胀阀17a被控制在节流状态。膨胀阀17b、17c可以被关闭，或者可以被打开。
由此，从压缩机11排出的制冷剂依次流过中间热交换器12、膨胀阀17a、外部热交换器13、电磁阀19b和储液器15，并返回到压缩机11。此时，中间热交换器12用作冷凝器，而外部热交换器13用作蒸发器。穿过中间热交换器12的冷却剂在中间热交换器12中被制冷剂的冷凝热加热。然后，在加热器芯23中，在冷却剂和吹送空气之间进行热交换，从而通过加热器芯23的吹送空气被加热。
串联除湿风暖模式
串联除湿风暖模式是用于通过冷却、除湿然后加热吹送空气来对车厢进行除湿和加热的模式。如图5所示，在串联除湿风暖模式下，利用空调ECU 2(参照图2)，关闭转换阀25，并且在三通阀22的冷却剂入口连接到三通阀22的冷却剂出口中的所述一个冷却剂出口的状态下，驱动水泵21。由此，从水泵21排出的冷却剂依次流过中间热交换器12、三通阀22和加热器芯23，并且返回水泵21。
进一步地，利用空调ECU 2，打开电磁阀19a，关闭电磁阀19b至19d，驱动压缩机11，并且膨胀阀17a、17b被控制在节流状态。膨胀阀17c可以被关闭，或者可以被打开。
由此，从压缩机11排出的制冷剂按此顺序流过中间热交换器12、膨胀阀17a、外部热交换器13、电磁阀19a、膨胀阀17b、内部热交换器14以及储液器15，并且返回到压缩机11。此时，中间热交换器12用作冷凝器，而内部热交换器14用作蒸发器。进一步地，在外部热交换器13中的制冷剂的饱和温度高于外部空气的温度的情况下，外部热交换器13用作冷凝器，并且在外部热交换器13中的制冷剂的饱和温度低于外部空气的温度时，外部热交换器13用作蒸发器。通过内部热交换器14的吹送空气利用内部热交换器14中的制冷剂的汽化热而被冷却和除湿。通过中间热交换器12的冷却剂利用中间热交换器12中的制冷剂的冷凝热而被加热。然后，在加热器芯23中，在冷却剂和吹送空气之间进行热交换，由此，在除湿之后，穿过加热器芯23的吹送空气被加热。
并联除湿风暖模式
并联除湿风暖模式是用于通过冷却、除湿然后加热吹送空气来对车厢除湿和加热的模式，并且是具有比串联除湿风暖模式更高的供暖能力的模式。如图6所示，在并联除湿风暖模式下，利用空调ECU 2(参照图2)，关闭转换阀25，并且在三通阀22的冷却剂入口连接到三通阀22的冷却剂出口中的所述一个冷却剂出口的状态下，驱动水泵21。由此，从水泵21排出的冷却剂按此顺序流过中间热交换器12、三通阀22和加热器芯23，并且返回到水泵21。
进一步地，利用空调ECU 2，打开电磁阀19a至19c，关闭电磁阀19d，驱动压缩机11，并且膨胀阀17a、17b被控制在节流状态。膨胀阀17c可以被关闭，或者可以被打开。
由此，从压缩机11排出的制冷剂依次流过中间热交换器12、膨胀阀17a、外部热交换器13、电磁阀19b和储液器15，并返回到压缩机11。此外，从压缩机11排出的制冷剂依次流过中间热交换器12、电磁阀19c、19a、膨胀阀17b、内部热交换器14和储液器15，并返回到压缩机11。即，已经通过中间热交换器12的制冷剂被分成制冷剂沿其通过膨胀阀17a和外部热交换器13返回到压缩机11的路径以及制冷剂沿其通过膨胀阀17b和内部热交换器14返回到压缩机11的路径。这时，中间热交换器12用作冷凝器，并且外部热交换器13和内部热交换器14用作蒸发器。通过内部热交换器14的吹送空气通过内部热交换器14中的制冷剂的汽化热而被冷却和除湿。通过中间热交换器12的冷却剂通过中间热交换器12中的制冷剂的冷凝热而被加热。然后，在加热器芯23中，在冷却剂和吹送空气之间进行热交换，由此，在除湿之后，通过加热器芯23的吹送空气变暖。
电池单独冷却模式
电池单独冷却模式是仅冷却电池121的模式。如图7所示，在电池单独冷却模式下，利用空调ECU 2(见图2)，打开电磁阀19d，关闭电磁阀19a至19c，完全打开膨胀阀17a，驱动压缩机11，并且将膨胀阀17c控制在节流状态。膨胀阀17b可以被关闭，或者可以被打开。
由此，从压缩机11排出的制冷剂依次流过中间热交换器12、外部热交换器13、电磁阀19d、膨胀阀17c、电池热交换器16和储液器15，并且返回到压缩机11。此时，外部热交换器13用作冷凝器，电池热交换器16用作蒸发器。由此，电池121利用电池热交换器16中的制冷剂的汽化热而被冷却。
风冷电池冷却模式
风冷电池冷却模式是在冷却吹送空气并冷却车厢的同时冷却电池121的模式。如图8所示，在风冷电池冷却模式下，利用空调ECU 2(见图2)，打开电磁阀19a、19d，关闭电磁阀19b、19c，完全打开膨胀阀17a，驱动压缩机11，并且将膨胀阀17b、17c控制在节流状态下。
由此，从压缩机11排出的制冷剂依次流过中间热交换器12、外部热交换器13、电磁阀19a、膨胀阀17b、内部热交换器14以及储液器15，并且返回压缩机11。进一步地，从压缩机11排出的制冷剂流经中间热交换器12、外部热交换器13、电磁阀19d、膨胀阀17c、电池热交换器16和储液器15，并且返回压缩机11。即，通过外部热交换器13的制冷剂被分成制冷剂沿其通过膨胀阀17b和内部热交换器14返回到压缩机11的路径和制冷剂沿其通过膨胀阀17c和电池热交换器16返回压缩机11的路径。此时，外部热交换器13用作冷凝器，而内部热交换器14和电池热交换器16用作蒸发器。通过内部热交换器14的吹送空气利用内部热交换器14中的制冷剂的汽化热而被冷却，并且电池121则利用电池热交换器16中的制冷剂的汽化热而被冷却。
电池冷却许可判定
在本实施例的空调ECU 2中，设定空调要件作为用于判定是否许可冷却电池121的条件。在空调要件中，根据热泵系统1的运行模式来设定是否许可电池冷却。即，根据当时的运行模式来设定用于将运行模式切换到电池单独冷却模式或风冷电池冷却模式的条件。
例如，分别设置在风冷模式下许可冷却电池121的条件和在风暖模式下许可冷却电池121的条件。在串联除湿风暖模式下许可电池121冷却的条件和在并联除湿风暖模式下许可电池121冷却的条件，与在风暖模式下许可电池121冷却的条件相同。由此，能够在抑制电池121的劣化的同时提高车厢内的空调舒适度。在风冷模式、风暖模式、串联除湿风暖模式和并联除湿风暖模式下，当内燃机110处于停止状态时，通过热泵系统1执行车厢内的空气调节。风冷模式是本发明中的“风冷模式”的示例，风暖模式、串联除湿风暖模式和并联除湿风暖模式中的每一个都是本发明中“风暖模式”的示例，以及电池单独冷却模式和风冷电池冷却模式中的每一个都是本发明中“电池冷却模式”的示例。
如图2所示，电池ECU 6连接至检测电池121的温度的电池温度传感器61，并接收电池温度传感器61的检测结果。电池ECU 6被配置为根据电池121的温度决定电池冷却要求等级，并且将确定的电池冷却要求等级输出到空调ECU 2。例如，作为电池冷却要求等级，设定了“0”至“7”的八个等级，并且电池121的温度越高，电池冷却要求等级越高。因此，当电池冷却要求等级为“0”时，电池121的温度低，并且不请求电池121的冷却。当电池冷却要求等级为“1”至“7”之一时，由于电池121的温度升高而请求对电池121进行冷却，并且该等级越高，要求的程度越高。当电池冷却要求等级为“6”以上时，必须立即冷却电池121。
空调ECU 2被配置为:在风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，基于从电池ECU 6输入的电池冷却要求等级来判定是否许可对电池121进行冷却。具体地，空调ECU 2被配置为:在风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，当电池冷却要求等级是需要立即冷却电池121的等级时许可电池121的冷却。即，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，空调ECU 2被设定为许可冷却电池121。
空调ECU 2被配置为:在风冷模式中，基于吹出口39a的打开-关闭状态、风冷负荷、从车辆起动开始的风冷优先时间、内部空气的温度、内部热交换器14的温度、挡风玻璃起雾的可能性、以及除湿能力,来判定是否许可电池121的冷却。
热泵系统1的运行模式包括除霜模式、我的房间模式、预先空调模式和空转模式。
在除霜模式中，附着在外部热交换器13上的霜被去除。在除霜模式下，例如，制冷剂回路10的制冷剂沿着与风冷模式下相同的路径循环，并且利用外部热交换器13中的冷凝热而融化霜。在除霜模式下，为了优先恢复热泵系统1的能力，禁止电池121的冷却。
在我的房间模式下，在外部电源(未示出)连接到插电式混合动力车辆的状态下，可以使用来自外部电源的电力来使用诸如车辆空调100的车载电力负荷。在预先空调模式中，在用户上车之前，启动车辆空调100，并且预先执行车厢的空气调节。在我的房间模式和预先空调模式下，电池121的冷却被禁止。
在空转模式下，内燃机110运行，并且热泵系统1停止。在内燃机110的运行期间，可以利用内燃机110的排热来加热车厢。因此，在空转模式下，许可电池121的冷却。
电池冷却许可判定流程
接下来，将参照图9至图11描述由实施例中的空调ECU 2进行的电池冷却许可判定。以下描述的步骤由空调ECU 2执行。
首先，在图9的步骤S1中，判定车辆空调100是否异常。在判定车辆空调100异常的情况下，处理转移到步骤S7。另一方面，在判定车辆空调100不是异常的情况下(在车辆空调100正常的情况下)，不管车辆空调100是已启动还是未启动，该处理都转移到步骤S2。
接下来，在步骤S2中，判定电池冷却要求等级是否为“0”。从电池ECU6输入电池冷却要求等级。电池ECU 6根据电池121的温度来决定电池冷却要求等级。在判定电池冷却要求等级为“0”的情况下，处理转移到步骤S7。另一方面，在判定电池冷却要求等级不是“0”的情况下(在电池冷却要求等级是“1”到“7”之一的情况下)，处理转移到步骤S3。
接下来，在步骤S3中，判定空调要件。稍后将描述空调要件的判定。作为判定结果，输出许可或禁止。
接下来，在步骤S4中，判定空调要件的判定结果是否为禁止。在空调要件的判定结果为禁止的情况下，处理转移到步骤S7。另一方面，在判定空调要件的判定结果不是禁止的情况下(在空调要件的判定结果是许可的情况下)，处理转移到步骤S5。
接下来，在步骤S5中，判定是否正在进行油回收。油回收用于暂时提高压缩机11的转速，并将冷凝机油返回到压缩机11，以解决压缩机11的润滑不足的情况。在判定正在进行油回收的情况下，处理转移到步骤S7。另一方面，在判定未在进行油回收的情况下，处理转移到步骤S6。
在步骤S6中，许可对电池121进行冷却。例如，将热泵系统1的运行模式切换到电池单独冷却模式或风冷电池冷却模式，并进行电池121的冷却。
在步骤S7中，禁止电池121的冷却。例如，不将热泵系统1的运行模式切换到电池单独冷却模式和风冷电池冷却模式，并且不进行电池121的冷却。
空调要件判定
在空调要件判定中，首先，在图10的步骤S11中，判定热泵系统1的运行模式是否为风冷模式。在判定运行模式为风冷模式的情况下，在步骤S15中进行风冷模式中的判定。稍后将描述风冷模式中的判定。另一方面，在判定运行模式不是风冷模式的情况下，处理转移到步骤S12。
接下来，在步骤S12中，判定热泵系统1的运行模式是风暖模式、串联除湿风暖模式、还是并联除湿风暖模式。在判定运行模式为风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，处理转移到步骤S16。另一方面，在判定运行模式不是风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，处理转移到步骤S13。
接下来，在步骤S16中，判定电池冷却要求等级是否为“6”以上。在判定电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，在步骤S17中输出许可作为判定结果。另一方面，在判定电池冷却要求等级并非“6”以上的情况下(在电池冷却要求等级为“5”以下的情况下)，在步骤S18中输出禁止作为判定结果。即，在风暖模式、串联除湿风暖模式和并联除湿风暖模式中的一种的情况下，当电池冷却要求等级为“6”以上时，在空调要件判定中许可电池的冷却，而在电池冷却要求等级为“5”以下时，在空调要件判定中禁止电池的冷却。
在步骤S13中，判定热泵系统1的运行模式是除霜模式、我的房间模式还是预先空调模式。在步骤S18中，在判定运行模式为除霜模式、我的房间模式或预先空调模式的情况下，输出禁止作为判定结果。另一方面，在判定运行模式不是除霜模式、我的房间模式或预先空调模式的情况下，处理转移到步骤S14。
接下来，在步骤S14中，判定热泵系统1的运行模式是否为空转模式。在判定运行模式为空转模式的情况下，在步骤S17中输出许可作为判定结果。另一方面，在判定运行模式不是空转模式的情况下，处理转移到步骤S11。
风冷模式中的判定
在风冷模式下的判定中，首先，在图11的步骤S21中，判定吹出口39a是否处于打开状态。例如，在吹出口模式为除霜模式或足部除霜模式的情况下，判定吹出口39a处于打开状态。在判定吹出口39a处于打开状态的情况下，处理转移到步骤S27。另一方面，在判定吹出口39a没有处于打开状态的情况下(在吹出口39a处于关闭状态的情况下)，处理转移到步骤S22。
接下来，在步骤S22中，判定风冷负荷是否高。稍后将描述风冷负荷判定的细节。在判定风冷负荷高的情况下，处理转移到步骤S23。另一方面，在判定风冷负荷不高的情况下(在风冷负荷低的情况下)，处理转移到步骤S26。
接下来，在步骤S23中，判定从车辆起动起经过的时间是否长于风冷优先时间。风冷优先时间经过判定的细节将在后面描述。在从车辆起动经过的时间长于风冷优先时间的情况下，在步骤S29中输出许可作为判定结果。另一方面，在判定从车辆起动经过的时间不长于风冷优先时间的情况下(在从车辆起动起经过的时间等于或短于风冷优先时间的情况下)，处理转移到步骤S24。
接下来，在步骤S24中，判定内部空气的温度是否高。稍后将描述内部空气温度判定的细节。在判定内部空气的温度高的情况下，处理转移到步骤S25。另一方面，在判定内部空气的温度不高的情况下(在内部空气的温度低的情况下)，在步骤S29中输出许可作为判定结果。
接下来，在步骤S25中，判定内部热交换器14的温度是否高。蒸发器温度判定的细节将在后面描述。在判定为内部热交换器14的温度高的情况下，在步骤S30中将禁止输出作为判定结果。另一方面，在判定内部热交换器14的温度不高的情况下(在内部热交换器14的温度低的情况下)，在步骤S29中输出许可作为判定结果。
此外，在步骤S26中，判定挡风玻璃是否可能起雾。稍后将描述起雾可能性判定的细节。在挡风玻璃可能起雾的情况下，处理转移到步骤S27。另一方面，在判定挡风玻璃不太可能起雾的情况下(在挡风玻璃不太可能起雾的情况下)，处理转移到步骤S28。
接下来，在步骤S27中，判定当前挡风玻璃可能起雾时的除湿能力。稍后将描述挡风玻璃可能会起雾时的除湿能力判定的细节。在判定除湿能力不足的情况下，在步骤S30中输出禁止作为判定结果。另一方面，在判定除湿能力并非不足的情况下(在除湿能力足够的情况下)，在步骤S29中输出许可作为判定结果。
此外，在步骤S28中，判定当挡风玻璃不太可能起雾时的除湿能力。稍后将描述挡风玻璃不太可能起雾时的除湿能力判定的细节。在判定除湿能力不足的情况下，在步骤S30中输出禁止作为判定结果。另一方面，在判定除湿能力并非不足的情况下(在除湿能力足够的情况下)，在步骤S29中输出许可作为判定结果。
风冷负荷判定
基于目标吹出温度TAO判定风冷负荷。目标吹出温度TAO是供应到车厢内的空调风的目标温度，并且对应于在车辆空调100中所要求的风冷负荷。使用下面描述的表达式(1)来计算目标吹出温度TAO。
TAO＝kset×Tset-kr×Tr-kam×Tam-ks×Ts+E...(1)
在表达式(1)中，Tset是由温度设定开关(未示出)设定的车厢内的设定温度，Tr是由内部空气温度传感器51检测到的内部空气的温度，Tam是由外部空气温度传感器52检测到的外部空气的温度，Ts是由日照传感器53检测到的日照量。此外，kset、kr、kam和ks是这些参数的增益，并且E是校正常数。
例如，在目标吹出温度TAO小于预定值的情况下，判定风冷负荷高，而在目标吹出温度TAO等于或大于预定值的情况下，判定风冷负荷低。在判定风冷负荷高的情况下，处理转移到关于车厢舒适度的判定，而在判定风冷负荷低的情况下，处理转移到关于除湿能力的判定。预定值是为判定风冷负荷是高还是低而预设的值。为了抑制判定结果的波动，可以设定滞后。
风冷优先时间经过判定
风冷优先时间Tp是在车辆起动后的优先进行车厢的冷却的时间(除湿允许时间)。风冷优先时间Tp在电池冷却要求等级高时被设定为短时间，而在车辆正在行驶时被设定为比在车辆停车时更短的时间。这是因为，当电池冷却要求等级低时，可以优先进行车厢内的冷却，并且当车辆正在行驶时电池121的负荷比在车辆停车时高。例如，使用下面描述的表1来设定风冷优先时间Tp。
[表1]
在表1中，t1到t3是预设时间，并且满足t1<t2<t3。例如，基于车速来判定车辆正在行驶还是停车。即，在车速等于或大于预定值的情况下，判定车辆正在行驶，而在车速小于预定值的情况下，判定车辆处于停车中。
例如，在电池冷却要求等级为“1”并且车辆处于停车中的情况下，风冷优先时间Tp被设定为t3。在电池冷却要求等级为“1”并且车辆正在行驶的情况下，风冷优先时间Tp被设定为比t3短的t2。在电池冷却要求等级为“5”并且车辆处于停车中的情况下，风冷优先时间Tp被设置为比t3短的t1。
也就是说，风冷优先时间Tp是基于电池冷却要求等级和行驶状态(停车或行驶)来设定的，并且判定是否经过了所设定的风冷优先时间Tp。然后，在从车辆起动起经过的时间长于风冷优先时间Tp的情况下，空调要件的判定结果为许可，并且优先进行电池121的冷却。
在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，风冷优先时间Tp被设置为“0”。因此，判定风冷优先时间Tp已经过去，从而空调要件的判定结果为许可。即，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，与从车辆起动起经过的时间无关，优先进行电池121的冷却。
内部空气温度判定
基于用于判定的内部空气温度Tsj进行内部空气温度的判定，该用于判定的内部空气温度Tsj是由内部空气的温度的校正而得到的。使用下面描述的表达式(2)来计算用于判定的内部空气温度Tsj。
Tsj＝Tr-A...(2)
在表达式(2)中，Tr是由内部空气温度传感器51检测到的内部空气的温度，A是校正值并且是基于电池冷却要求等级和行驶状态来设定的。例如，使用下面描述的表2来设定校正值A。
[表2]
在表2中，a1至a5是预设值，并且满足a1<<a2<a3<a4<a5。另外，a1是具有大的绝对值的负值，a2是零，a3至a5是正值。例如，以上述方式判定行驶状态。例如，在电池冷却要求等级为“1”且车辆处于停车中的情况下，将校正值A设定为a1。
例如，在用于判定的内部空气温度Tsj小于预定值的情况下，判定内部空气的温度低，而在用于判定的内部空气温度Tsj等于或大于预定值，则判定内部空气的温度高。在内部空气的温度高的情况下，期望冷却车厢。在内部空气的温度低的情况下，车厢内的温度处于稳定状态，并且未必需要冷却车厢。因此，空调要件的判定结果为许可，并且许可电池121的冷却。预定值是被预设用于判定内部空气的温度是高还是低的值。为了抑制判定结果的波动，可以设定滞后。
电池冷却要求等级越高，校正值A越大，因此，更有可能判定内部空气的温度低。即，在内部空气温度判定中，电池冷却要求等级越高，空调要件的判定结果越可能是许可。此外，在电池冷却要求等级为“1”并且车辆处于停车中的情况下，将校正值A设置为a1，并且由于a1为具有大的绝对值的负值而判定内部空气的温度高。即，在电池冷却要求等级为“1”且车辆处于停车中的情况下，优先进行车厢的冷却。
蒸发器温度判定
蒸发器温度判定是基于用于判定的蒸发器温度Tej来执行的。用于判定的蒸发器温度Tej是使用下面描述的表达式(3)来计算的。
Tej＝TE-(TEO+B)...(3)
在表达式(3)中，TE是由温度传感器44检测到的内部热交换器14的温度(蒸发器温度)。TEO是目标蒸发器温度，并且例如基于目标吹出温度TAO来设定。B是校正值，并且基于电池冷却要求等级来设定。即，用于判定的蒸发器温度Tej是通过根据电池冷却要求等级来校正实际蒸发器温度和目标蒸发器温度之间的差而得到的值。例如，使用下面描述的表3来设定校正值B。
[表3]
电池冷却要求等级 0 1 2 3 4 5 6 7
校正值B b1 b1 b1 b1 b1 b2 b3 b3
在表3中，b1至b3是预设值，并且满足b1<b2<<b3。此外，b3是比b2大得多的值。例如，在电池冷却要求等级为“1”的情况下，将校正值B设定为b1。
例如，在用于判定的蒸发器温度Tej等于或大于预定值的情况下，判定内部热交换器14的温度高，而在用于判定的蒸发器温度Tej小于预定值的情况下，则判定内部热交换器14的温度低。在内部热交换器14的温度高的情况下(在实际蒸发器温度与目标蒸发器温度之差大的情况下)，空调要件的判定结果为禁止，并且优先进行车厢的冷却。在内部热交换器14的温度低的情况下(在实际蒸发器温度与目标蒸发器温度之差小的情况下)，空调要件的判定结果为许可，并进行电池121的冷却。预定值是为判定蒸发器温度是高还是低而预设的值。为了抑制判定结果的波动，可以设定滞后。
电池冷却要求等级越高且校正值B越大，越有可能判定内部热交换器14的温度低。即，在蒸发器温度判定中，在电池冷却要求等级高的情况下，与电池冷却要求等级低的情况相比，空调要件的判定结果更可能为许可。此外，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，将校正值B设定为b3，并且由于b3为非常大的值，判定内部热交换器14的温度低。
起雾可能性判定
雾化的可能性是基于车厢内的挡风玻璃附近的空气的相对湿度(下文中称为“挡风玻璃表面相对湿度”)RHW来判定的。挡风玻璃表面相对湿度RHW是指示挡风玻璃起雾的可能性的指标，并且是基于窗表面湿度传感器54的检测结果来计算的。
例如，在挡风玻璃表面相对湿度RHW等于或大于预定值的情况下，判定挡风玻璃可能起雾，而在挡风玻璃表面相对湿度RHW小于预定值的情况下，则判定挡风玻璃不太可能起雾。预定值是预设用于判定挡风玻璃的起雾可能性是高还是低的值。为了抑制判定结果的波动，可以设置滞后。
挡风玻璃可能起雾时的除湿能力判定
挡风玻璃可能会起雾时的除湿能力判定是基于除湿能力Pa进行的。使用下面描述的表达式(4)来计算除湿能力Pa。
Pa＝TE-(TEO+C)...(4)
在表达式(4)中，TE和TEO与表达式(3)中的TE和TEO相同。即，利用实际蒸发器温度与目标蒸发器温度之间的差来计算除湿能力Pa。C是校正值，并且是基于电池冷却要求等级来设定的。
如图12所示，设定用于除湿能力判定的下限阈值Th1a和上限阈值Thua。下限阈值Th1a是小于上限阈值Thua的预设值。基于电池冷却要求等级来设定上限阈值Thua。
例如，使用下面描述的表4设定校正值C和上限阈值Thua。
[表4]
电池冷却要求等级 0 1 2 3 4 5 6 7
校正值C c1 c1 c1 c1 c1 c2 c3 c3
上限阈值Thua ct1 ct1 ct1 ct1 ct1 ct2 ct2 ct2
在表4中，c1至c3是预设值，并且满足c1<c2<<c3。另外，c3是比c2大得多的值。例如，在电池冷却要求等级为“1”的情况下，将校正值C设定为c1。此外，ct1和ct2是预设值，并且满足ct1＜ct2。例如，在电池冷却要求等级为“1”的情况下，将上限阈值Thua设定为ct1。
如图12所示，在除湿能力Pa变为等于或大于上限阈值Thua之后以及在除湿能力Pa变为等于或小于下限阈值Thla之前的时间段内，判定除湿能力不足；而在除湿能力Pa变为等于或小于下限阈值Th1a之后以及在除湿能力Pa变得等于或大于上限阈值Thua之前的时间段内，判定除湿能力并非不足。在除湿能力不足的情况下，空调要件的判定结果为禁止，因此优选确保除湿能力。在除湿能力并非不足的情况下，空调要件的判定结果为许可，并且许可电池121的冷却。
当电池冷却要求等级高并且校正值C大时，可能判定除湿能力并非不足。即，在除湿能力判定中，在电池冷却要求等级高的情况下，与电池冷却要求等级低的情况相比，空调要件的判定结果更可能为许可。此外，在电池冷却要求等级高的情况下，上限阈值Thua大，因此，不太可能从可能除湿的状态转移到不能除湿的状态。即，在电池冷却要求等级高的情况下，与电池冷却要求等级低的情况相比，空调要件的判定结果更不太可能从许可变为禁止。此外，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，将校正值C设定为c3，由于c3为非常大的值，判定除湿能力并非不足。即，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，无论实际的除湿能力如何，都强制判定除湿能力并非不足。然后，空调要件的判定结果为许可，并且优先进行电池121的冷却。
挡风玻璃不太可能起雾时的除湿能力判定
挡风玻璃不太可能起雾时的除湿能力判定是基于除湿能力Pb来执行的。使用下面描述的表达式(5)来计算除湿能力Pb。
Pb＝TE-(TEO+D)...(5)
在表达式(5)中，TE和TEO与表达式(3)中的TE和TEO相同。即，利用实际蒸发器温度与目标蒸发器温度之间的差来计算除湿能力Pb。D是校正值，并且基于电池冷却要求等级来设定。
如图13所示，设定用于除湿能力判定的下限阈值Thlb和上限阈值Thub。下限阈值Thlb是小于上限阈值Thub的预设值。上限阈值Thub是基于电池冷却要求等级来设定的。
例如，使用下面描述的表5来设置校正值D和上限阈值Thub。
[表5]
电池冷却要求等级 0 1 2 3 4 5 6 7
校正值D d1 d1 d1 d1 d1 d2 d3 d3
上限阈值Thub dt1 dt1 dt1 dt1 dt1 dt2 dt2 dt2
在表5中，d1至d3是预设值，并且满足d1<d2<<d3。此外，d3是比d2大得多的值。此外，满足d1＞c1，满足d2＞c2，并且，满足d3＝c3。例如，在电池冷却要求等级为“1”的情况下，将校正值D设定为d1。此外，dt1和dt2是预设值，并且，满足dt1＜dt2。此外，满足dt1＞ct1，并且，满足dt2＞ct2。例如，在电池冷却要求等级为“1”的情况下，将上限阈值Thub设定为dt1。
如图13所示，在除湿能力Pb变为等于或大于上限阈值Thub之后以及在除湿能力Pb变为等于或小于下限阈值Thlb之前的时间段内，判定除湿能力不足，而在除湿能力Pb变为等于或小于下限阈值Thlb之后以及在除湿能力Pb变为等于或大于上限阈值Thub之前的时间段内，判定除湿能力并非不足。在除湿能力不足的情况下，空调要件的判定结果为禁止，因此优选确保除湿能力。在除湿能力并非不足的情况下，空调要件的判定结果为许可，并且许可电池121的冷却。
当电池冷却要求等级高并且校正值D大时，可能判定除湿能力并非不足。即，在除湿能力判定中，在电池冷却要求等级高的情况下，与电池冷却要求等级低的情况相比，空调要件的判定结果更可能为许可。此外，在电池冷却要求等级高的情况下，上限阈值Thub大，因此，不可能从能够除湿的状态转换到不能除湿的状态。即，在电池冷却要求等级高的情况下，与在电池冷却要求等级低的情况下相比，空调要件的判定结果更不太可能从许可变为禁止。此外，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，将校正值D设定为d3，并且，由于d3为非常大的值，判定除湿能力并非不足。即，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，无论实际的除湿能力如何，都强制判定除湿能力并非不足。然后，空调要件的判定结果为许可，并且优先进行电池121的冷却。
此外，由于d1>c1且d2>c2，在挡风玻璃不太可能起雾的情况下，与挡风玻璃可能起雾的情况相比，更有可能判定除湿能力并非不足。此外，由于dt1＞ct1且dt2＞ct2，在挡风玻璃不太可能起雾的情况下，与挡风玻璃可能起雾的情况相比，更不可能从能够除湿的状态转换到不能除湿的状态。
效果
在实施例中，如上所述，根据热泵系统1的运行模式来设定许可电池121的冷却的条件。因此，根据运行模式在适当的时机许可对电池121进行冷却。从而能够在抑制电池121的劣化的同时，提高车厢内的空调舒适度。
具体地，在风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，基于电池冷却要求等级来判定是否许可电池的冷却。此外，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，许可电池121的冷却，在电池冷却要求等级为“5”以下的情况下，禁止电池的冷却。即，在风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，当电池冷却要求等级为需要立即冷却电池121的等级(“6”以上)时，许可对电池进行冷却。由此，进行在车厢内的加热或除湿加热，直到立即冷却电池121变得必要为止，从而可以提高车厢内的空调舒适度。当立即冷却电池121变得必要时，许可电池的冷却，从而可以抑制电池121的劣化。
此外，在风冷模式的情况下，基于吹出口39a的开闭状态、风冷负荷、从车辆起动时起的风冷优先时间、内部空气的温度、内部热交换器14的温度、挡风玻璃起雾的可能性、以及除湿能力，来判定是否许可电池的冷却。
例如，在风冷模式下，在吹出口39a处于打开状态的情况下，当除湿能力并非不足时，许可电池的冷却，而当除湿能力不足时，则禁止电池的冷却。此外，在风冷模式下，在吹出口39a处于关闭状态并且风冷负荷低的情况下，当除湿能力并非不足时，许可电池的冷却，而当除湿能力不足时，则禁止电池的冷却。从而，当能够进行除湿时，许可电池的冷却，而当不能进行除湿时，禁止电池的冷却，从而可以优先确保除湿能力。此外，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，无论实际的除湿能力如何，都强制判定除湿能力并非不足，从而许可电池的冷却，使得可以优先进行电池的冷却。通过根据起雾的可能性来判定除湿能力，可以提高除湿能力的判定精度。
在风冷模式下，在吹出口39a处于关闭状态、风冷负荷高、并且从车辆起动经过的时间比风冷优先时间长的情况下，许可电池的冷却，使得可以优先进行电池的冷却。另外，在电池冷却要求等级高的情况下，风冷优先时间被设定为短时间，而在车辆正在行驶的情况下，将风冷优先时间被设定为比在车辆停车的情况下更短的时间。由此，能够根据电池121的温度和负荷来设定适当的风冷优先时间。此外，在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，风冷优先时间被设定为“0”。从而，判定从车辆起动起经过的时间长于风冷优先时间，从而许可电池的冷却，使得能够优先执行电池的冷却。
在风冷模式中，在吹出口39a处于关闭状态，风冷负荷高，从车辆起动经过的时间不长于风冷优先时间，并且内部空气的温度低的情况下(在内部空气温度处于稳定状态且无需冷却车厢的情况下)，许可对电池进行冷却。即，在内部空气的温度低的情况下，由于车厢内的舒适度足够，所以许可电池的冷却。
在风冷模式中，在吹出口39a处于关闭状态，风冷负荷高，从车辆起动起经过的时间不长于风冷优先时间，内部空气的温度高，并且内部热交换器14的温度低的情况下(在实际蒸发器温度与目标蒸发器温度之间的差小的情况下)，许可电池的冷却。即，在内部热交换器14的温度低的情况下，由于制冷能力足够，因此进行电池的冷却。
在风冷模式下，在吹出口39a处于关闭状态，风冷负荷高，从车辆起动起经过的时间不长于风冷优先时间，内部空气的温度高并且内部热交换器14的温度高的情况下，禁止电池的冷却，从而可以优先提高车厢的舒适度。
因此，如上所述，在风冷模式的情况下，在适当的时机许可对电池进行冷却，从而可以在抑制电池121的恶化的同时提高车厢内的空调舒适度。在电池冷却要求等级为“6”以上的情况下，即使在风冷模式下也许可电池的冷却。
在除霜模式的情况下，禁止电池的冷却，从而可以优先恢复热泵系统1的能力。
在我的房间模式或预先空调模式的情况下，禁止电池的冷却，从而可以优先考虑车厢内的舒适度。
在空转模式下，可以利用内燃机110的排热来加热车厢，因此许可电池121的冷却。
其他实施例
本公开中的实施例在各个方面都是示例，并不引起解释的限制。因此，本发明的技术范围不仅仅基于上述实施例来解释，而是基于权利要求中的描述来指定。此外，本发明的技术范围包括在与权利要求等同的含义和范围内的所有变型。
例如，在上述实施例所示的示例中，本发明的车辆空调应用于插电式混合动力车辆，插电式混合动力车辆包括内燃机110和电动机(未图示)作为车辆行驶的驱动力源。然而，并不限于此，本发明中的车辆空调可以应用于仅包括电动机作为车辆行驶的驱动力源的电动车辆。
在上述实施例中示出的示例中，设置了中间热交换器12，并且中间热交换器12中的冷凝热通过冷却剂传递至吹送空气。然而，并不限于此，可以在内部空调单元的壳体中设置内部冷凝器，而不是中间热交换器，并且可以通过内部冷凝器中的冷凝热来加热吹送空气。在这种情况下，内部冷凝器是本发明中的“风暖热交换器”的示例。
在以上实施例中所示的示例中，利用电池热交换器16中的汽化热直接冷却电池121。然而，并不限于此，可以设置用于电池冷却的冷却剂回路，并且冷却剂回路的冷却剂可以由电池热交换器冷却。即，电池可以通过冷却剂间接冷却。
在上述实施例中示出的示例中，在串联除湿风暖模式和并联除湿风暖模式中许可电池冷却的条件与在风暖模式下许可电池冷却的条件相同。但是，不限于此，在风暖模式、串联除湿风暖模式和并联除湿风暖模式之间，许可电池冷却的条件可以不同。
在上述实施例中示出的示例中，在风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，基于电池冷却要求等级来判定是否许可电池的冷却。然而，并不限于此，在风暖模式、串联除湿风暖模式或并联除湿风暖模式的情况下，可以基于除电池冷却要求等级之外的条件来判定是否许可电池的冷却。
在以上实施例中所示的示例中，在风冷模式的情况下，基于除霜器吹出口的打开-关闭状态、风冷负荷、从车辆起动起的风冷优先时间、内部空气的温度、内部热交换器14的温度、挡风玻璃起雾的可能性以及除湿能力来判定是否许可电池的冷却。然而，不限于此，在风冷模式的情况下，可以基于除霜器吹出口的打开-关闭状态、风冷负荷、从车辆起动起的风冷优先时间、内部空气的温度、内部热交换器14的温度、挡风玻璃起雾的可能性以及除湿能力中的至少一项来判定是否许可电池的冷却。
本发明可用于车辆空调，该车辆空调包括：车辆中配备的热泵系统；以及控制该热泵系统的控制装置。

Claims (11)

1.一种车辆空调，其包括
热泵系统，其配备在车辆中，以及
控制装置，其控制所述热泵系统，其中：
所述热泵系统的运行模式包括风冷模式、风暖模式和电池冷却模式；
所述热泵系统包括外部热交换器、内部热交换器、压缩机、风暖热交换器和电池热交换器，所述热泵系统被配置为在所述风冷模式中利用由所述压缩机循环的制冷剂的汽化热来冷却车厢，所述汽化热在所述内部热交换器中产生，所述热泵系统被配置为在所述风暖模式中利用由所述压缩机循环的所述制冷剂的冷凝热来加热所述车厢，所述冷凝热在所述风暖热交换器中产生，所述热泵系统被配置为在所述电池冷却模式中利用由所述压缩机循环的所述制冷剂的汽化热来冷却电池，所述汽化热在所述电池热交换器中产生；以及
所述控制装置被配置为分别设定许可从所述风冷模式切换到所述电池冷却模式的条件和许可从所述风暖模式切换到所述电池冷却模式的条件；
其中，所述控制装置被配置为：基于除霜器吹出口的开闭状态、风冷负荷、从车辆起动开始的风冷优先时间、所述车厢内的空气的温度、所述内部热交换器的温度和除湿能力中的至少一项，来判定是否许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
2.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：基于根据所述电池的温度而决定的电池冷却要求等级，来判定是否许可从所述风暖模式到所述电池冷却模式的所述切换。
3.根据权利要求2所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：在所述风暖模式下，当所述电池冷却要求等级为需要立即冷却所述电池的等级时，许可从所述风暖模式到所述电池冷却模式的所述切换。
4.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口为打开状态且所述除湿能力并非不足时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
5.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷低、并且所述除湿能力并非不足时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
6.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷高、并且已经过了所述风冷优先时间时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
7.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷高、尚未经过所述风冷优先时间、并且所述车厢内的所述空气的所述温度低时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
8.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：在所述风冷模式下，当所述除霜器吹出口处于关闭状态、所述风冷负荷高、尚未经过所述风冷优先时间、所述车厢内的所述空气的所述温度高、并且所述内部热交换器的所述温度低时，许可从所述风冷模式到所述电池冷却模式的所述切换。
9.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，当根据所述电池的温度而决定的电池冷却要求等级高时，所述风冷优先时间被设定为短时间，并且，当所述车辆正在行驶时所述风冷优先时间被设定为比所述车辆停车时短的时间。
10.根据权利要求1所述的车辆空调，其中，所述控制装置被配置为：当根据所述电池的温度而决定的电池冷却要求等级为需要立即冷却所述电池的等级时，判定所述除湿能力并非不足并且已经过了所述风冷优先时间。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的车辆空调，其中：
所述热泵系统包括冷却剂回路，冷却剂在所述冷却剂回路中循环；
加热器芯和所述风暖热交换器被设置在所述冷却剂回路中；并且
所述热泵系统被配置为：在所述风暖模式下，使得所述冷却剂在所述风暖热交换器中加热并且所述车厢由所述加热器芯加热。
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