CN113412397B - 车用空调装置 - Google Patents

Abstract

提供一种车用空调装置，上述车用空调装置能够在除湿制热模式下，在对压缩机的消耗电力的增大进行抑制的同时实现设为目标的吹出温度。包括压缩机(2)、散热器(4)、室内膨胀阀(8)以及吸热器(9)，控制装置执行除湿制热模式，在上述除湿制热模式下，使从压缩机(2)排出的制冷剂在散热器(4)中散热，并使散热后的该制冷剂通过室内膨胀阀(8)进行减压，之后，使制冷剂在吸热器(9)中吸热，并且基于散热器(4)的制热能力及其目标值来对压缩机(2)的转速进行控制。在除湿制热模式下，在散热器(4)的制热能力低于目标值的情况下，控制装置使室内膨胀阀(8)的阀开度缩小。

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，作为能应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，该散热器设置于车室内侧并使制冷剂散热；吸热器，该吸热器设置于车室内侧并使制冷剂吸热；以及室外热交换器，该室外热交换器设置于车室外侧并使制冷剂散热或吸热，上述空调装置能切换制热模式、除湿制热模式、制冷模式以及除湿制冷模式，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；在上述除湿制热模式下，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吸热器及室外热交换器中吸热；在上述制冷模式下，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；在上述除湿制冷模式下，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。

在这种情况下，在室外热交换器的入口设置有室外膨胀阀，在上述的制热模式和除湿制热模式下，通过该室外膨胀阀对流入室外热交换器的制冷剂进行减压。并且，在除湿制热模式下，将从散热器流出的制冷剂分流，并且用室内膨胀阀对一方进行减压而使其流入吸热器，从而在吸热器中使制冷剂吸热，并且用室外膨胀阀对另一方进行减压而使其流入室外热交换器，从而使制冷剂吸热(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-94673号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在此，在上述除湿制热模式下，例如，作为表示压缩机的制热能力的指标，采用散热器压力Pci，并且对压缩机的转速NC进行控制，以将该散热器压力Pci设为目标散热器压力PCO(散热器压力Pci的目标值)。因此，以往，例如，如图12的时刻t11所示，在散热器压力Pci低于目标散热器压力PCO的情况下，使压缩机的转速NC上升，并且在时刻t12处，在散热器压力Pci低于目标散热器压力PCO的情况下(在图12中，上述差由ΔP示出)，进一步使压缩机的转速NC上升，从而将散热器压力Pci控制到目标散热器压力PCO。

另外，以往，室内膨胀的阀度不会发生变化。如上所述，在以往的除湿制热模式下，由于通过压缩机的转速将散热器压力Pci设为目标散热器压力PCO来实现以吹出到车室内的空气温度为目标的吹出温度，因此，为了将散热器压力Pci设为目标散热器压力PCO，压缩机的转速会变高，相应地产生了消耗电力增大的问题。

本发明是为了解决现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种能够在除湿制热模式下，在对压缩机的消耗电力的增大进行抑制的同时实现设为目标的吹出温度的车用空调装置。

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，上述压缩机对制冷剂进行压缩；散热器，上述散热器用于使制冷剂散热来对供给至车室内的空气进行加热；吸热器，上述吸热器用于使制冷剂吸热来对供给至车室内的空气进行冷却；室内膨胀阀，上述室内膨胀阀用于对流入该吸热器的制冷剂进行减压；以及控制装置，通过该控制装置至少执行除湿制热模式，在上述除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并且将散热后的该制冷剂通过室内膨胀阀进行减压之后，使制冷剂在吸热器中吸热，并且基于散热器的制热能力及其目标值来对压缩机的转速进行控制，其特征是，在除湿制热模式下，在散热器的制热能力低于目标值的情况下，控制装置使室内膨胀阀的阀开度缩小。

技术方案2的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，包括：设置于车室外的室外热交换器；以及用于对流入该室外热交换器的制冷剂进行减压的室外膨胀阀，控制装置在除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并且使散热后的该制冷剂分流，利用室内膨胀阀对一方的制冷剂进行减压之后，使上述一方的制冷剂在吸热器中吸热，利用室外膨胀阀对另一方的制冷剂进行减压之后，使上述另一方的制冷剂在室外热交换器中吸热。

技术方案3的发明的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置在控制上的最小值以上的范围内使室内膨胀阀的阀开度缩小。

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，控制装置在即使使室内膨胀阀的阀开度缩小，也不能将散热器的制热能力设为目标值、或根据该目标值容许的规定误差范围内的情况下，使压缩机的转速上升来将散热器的制热能力控制为目标值。

技术方案5的发明的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置在将散热器的制热能力控制为目标值、或根据该目标值容许的规定误差范围内的状态下，执行使压缩机的转速下降规定转速且使室内膨胀阀的阀开度缩小规定值的转速下降调节控制。

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，控制装置在压缩机的转速高于控制上的下限转速且室内膨胀阀的阀开度大于控制上的最小值的情况下，执行转速下降调节控制。

技术方案7的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置反复执行转速下降调节控制，直到压缩机的转速下降至控制上的下限转速为止、或者直到室内膨胀阀的阀开度缩小至控制上的最小值为止。

发明效果

根据本发明的车用空调装置包括：压缩机，上述压缩机对制冷剂进行压缩；散热器，上述散热器用于使制冷剂散热来对供给至车室内的空气进行加热；吸热器，上述吸热器用于使制冷剂吸热来对供给至车室内的空气进行冷却；室内膨胀阀，上述室内膨胀阀用于对流入该吸热器的制冷剂进行减压；以及控制装置，通过该控制装置至少执行除湿制热模式，在上述除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并且将散热后的该制冷剂通过室内膨胀阀进行减压之后，使制冷剂在吸热器中吸热，并且基于散热器的制热能力及其目标值来执行对压缩机的转速进行控制，其中，在除湿制热模式下，在散热器的制热能力低于目标值的情况下，控制装置使室内膨胀阀的阀开度缩小，因此，能够在不提高压缩机的转速的情况下使散热器的制冷剂压力上升。

由此，能够以较低的压缩机转速使散热器的制热能力增大，并且在对压缩机的消耗电力的增大进行抑制的同时实现目标的吹出温度。

上述效果例如在如技术方案2的发明所述的情况下特别地有效：包括：设置于车室外的室外热交换器；以及用于对流入该室外热交换器的制冷剂进行减压的室外膨胀阀，控制装置在除湿制热模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并且使散热后的该制冷剂分流，利用室内膨胀阀对一方的制冷剂进行减压之后，使上述一方的制冷剂在吸热器中吸热，利用室外膨胀阀对另一方的制冷剂进行减压之后，使上述另一方的制冷剂在室外热交换器中吸热。

另外，如技术方案3的发明所述，若控制装置在控制上的最小值以上的范围内使室内膨胀阀的阀开度缩小，则能够在无障碍地对室内膨胀阀的阀开度进行控制的同时，对压缩机的消耗电力的增大进行抑制。

进而，在上述各发明中，在即使使室内膨胀阀的阀开度缩小也不能将散热器的制热能力设为目标值、或根据该目标值容许的规定误差范围内的情况下，如技术方案4的发明所述，若控制装置使压缩机的转速上升而将散热器的制热能力控制为目标值，则在室内膨胀阀的阀开度控制中，在不能将散热器的制热能力设为目标值的情况下，能够通过压缩机的转速来实现目标的吹出温度。

此外，在散热器的制热能力被控制为目标值、或根据该目标值容许的规定误差范围内的状态下，如技术方案5的发明所述，若控制装置执行使压缩机的转速下降规定转速且使室内膨胀阀的阀开度缩小规定值的转速下降调节控制，则在散热器的制热能力稳定于目标值附近的状态下，通过对室内膨胀阀的阀开度进行调节，能够尽可能地下降压缩机的转速，并且抑制消耗电力。

在这种情况下，如技术方案6的发明所述，控制装置在压缩机的转速高于控制上的下限转速且室内膨胀的阀开度大于控制上的最小值的情况下，能够通过执行转速下降调节控制来顺畅且无障碍地实现压缩机的转速下降。

而且，如技术方案7的发明所述，控制装置反复执行转速下降调节控制，直到压缩机的转速下降至控制上的下限转速为止、或者直到室内膨胀阀的阀开度缩小至控制上的最小值为止，由此能够在将散热器的制热能力维持于目标值附近的同时尽可能地下降压缩机的转速，从而削减消耗电力。

附图说明

图1是应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电路的框图。

图3是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的制热模式进行说明的车用空调装置的结构图。

图4是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的除湿制热模式进行说明的车用空调装置的结构图。

图5是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的除湿制冷模式和制冷模式进行说明的车用空调装置的结构图。

图6是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的空调(优先)+电池冷却模式和电池冷却(优先)+空调模式进行说明的车用空调装置的结构图。

图7是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的电池冷却(单独)模式进行说明的车用空调装置的结构图。

图8是与图2的控制装置的热泵控制器的压缩机控制相关的控制框图。

图9是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的除湿制热模式下的室外膨胀阀的控制进行说明的框图。

图10是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的除湿制热模式下的压缩机的转速控制和室内膨胀阀的控制进行说明的图。

图11是对由图2的控制装置的热泵控制器实施的除湿制热模式下的压缩机转速下降调节控制进行说明的图。

图12是对以往的除湿制热模式下的压缩机的转速控制进行说明的图。

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是表示本发明一实施方式的车用空调装置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)，其通过将充电至装设于车辆的电池55的电力供给至行驶用马达(电动马达，未图示)来进行驱动以进行行驶，本发明的车用空调装置1的后述的压缩机2也通过从电池55供给的电力而被驱动。

即，实施例的车用空调装置1通过在无法利用发动机废热来制热的电动汽车中，利用使用了制冷剂回路R的热泵运转来切换执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、空调(优先)+电池冷却模式、电池冷却(优先)+空调模式和电池冷却(单独)模式的各运转模式，以进行车室内的空气调节及电池55的调温。

另外，作为车辆并不局限于电动汽车，本发明在共用发动机和行驶用马达的所谓混合动力汽车中也是有效的。此外，应用实施例的车用空调装置1的车辆能从外部的充电器(快速充电器、普通充电器等)对电池55进行充电。另外，前述的电池55、行驶用马达和对该行驶用马达进行控制的逆变器等是装设于车辆的被调温对象，但在以下的实施例中，采用电池55为例进行说明。

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、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压缩制冷剂，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，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，并使该制冷剂在车室内散热(释放制冷剂的热量)，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(电子膨胀阀)构成，上述室外热交换器7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(使热量吸收到制冷剂)的蒸发器发挥功能，上述室内膨胀阀8由使制冷剂减压膨胀的电动阀(电子膨胀阀)构成，上述吸热器9设置在空气流通路径3内，并且在制冷时和除湿时作为使制冷剂从车室内外吸热(蒸发)的蒸发器。

此外，室外膨胀阀6使从散热器4流出并流入室外热交换器7的制冷剂减压膨胀，并且还能设为全闭。另外，室内膨胀阀8也使流入吸热器9的制冷剂减压膨胀，并且也能设为全闭。

另外，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。

另外，室外热交换器7的制冷剂出口侧的制冷剂配管13A与连接有在制冷剂流向吸热器9时打开的作为开闭阀的电磁阀17(制冷用)的制冷剂配管13B连接，该制冷剂配管13B依次经由止回阀18、室内膨胀阀8连接到吸热器9的制冷剂入口侧。此外，止回阀18朝室内膨胀阀8的方向为顺方向。

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作为开闭阀的电磁阀21(制热用)而与吸热器9的制冷剂出口侧的制冷剂配管13C连通连接。然后，上述制冷剂配管13C经由止回阀35与储罐12的入口侧连接，储罐12的出口侧与压缩机2的制冷剂吸入侧的制冷剂配管13K连接。另外，止回阀35将储罐12的方向设为顺方向，制冷剂配管13D利用该止回阀35与制冷剂上游侧的制冷剂配管13C连接。

另外，散热器4的制冷剂出口侧的制冷剂配管13E连接有滤网19，另外，上述制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的近前(制冷剂上游侧)处分岔为制冷剂配管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经由除湿时打开的作为开闭阀的电磁阀22(除湿用)而与位于止回阀18的制冷剂下游侧且室内膨胀阀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和止回阀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和止回阀18的旁通回路。

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内的空气切换至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，在实施例中，在散热器4的下风侧(空气下游侧)的空气流通路径3内设置有由PTC加热器(电加热器)构成的作为辅助加热装置的辅助加热器23，能对经由散热器4供给至车室内的空气进行加热。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对流入到上述空气流通路径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)、通风(日文：ベント)、前挡风除雾(日文：デフ)的各吹出口(在图1中用吹出口29为代表表示)，在上述吹出口29设置有吹出口切换挡板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用于使热介质在电池55(被调温对象)中循环而对上述电池55的温度进行调节。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用于使热介质循环至电池55；作为被调温对象用热交换器的制冷剂-热介质热交换器64；以及作为加热装置的热介质加热器63，它们和电池55通过热介质配管66而被连接成环状。

在实施例的情况下，在循环泵62的排出侧连接有热介质加热器63的入口，在该热介质加热器63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。上述制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A的出口与电池55的入口连接，电池55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，例如能采用水、HFO-1234yf这样的制冷剂、冷却液等液体、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63由PTC加热器等电加热器构成。另外，在电池55的周围实施例如热介质以能与上述电池55进行热交换的关系流通的套结构。

然后，在循环泵62运转时，从循环泵62排出的热介质流至热介质加热器63，并在该热介质加热器63发热的情况下在此处被加热之后，流入制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A。从上述制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A流出的热介质流至电池55，热介质在此处与电池55进行热交换。接着，上述与电池55进行了热交换的热介质通过被吸入至循环泵62，以在热介质配管66内循环。

另一方面，在制冷剂回路R的制冷剂配管13F的电磁阀22的制冷剂下游侧，连接有作为分岔电路的分岔配管72的一端。在实施例中，在上述分岔配管67设置有由电动阀(电子膨胀阀)构成的辅助膨胀阀68。辅助膨胀阀68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67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71的一端，制冷剂配管71的另一端与位于止回阀35的制冷剂下游侧的、储罐12的制冷剂上游侧的制冷剂配管13C连接。此外，这些辅助膨胀阀68、制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B等也构成制冷剂回路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68打开的情况下，从室外热交换器7流出的制冷剂(一部分或全部的制冷剂)流入分岔配管67，并在辅助膨胀阀68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，之后经过制冷剂配管71、制冷剂配管13C、储罐12从制冷剂配管13K被吸入至压缩机2。

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45和热泵控制器32构成，上述空调控制器45和热泵控制器32均由作为包括处理器的计算机的一例的微型计算机构成，并且上述空调控制器45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65连接。此外，压缩机2、辅助加热器23、循环泵62、热介质加热器63也与车辆通信总线65连接，上述空调控制器45、热泵控制器32、压缩机2、辅助加热器23、循环泵62和热介质加热器63构成为经由车辆通信总线65进行数据的接收、发送。

另外，在车辆通信总线65连接有车辆控制器72(ECU)、电池控制器(BMS：BatteryManagement System：电池管理系统)73和GPS导航装置74，上述车辆控制器72负责包括行驶的车辆整体的控制，上述电池控制器73负责电池55的充放电的控制。车辆控制器72、电池控制器73、GPS导航装置74也由包括作为处理器的计算机的一例的微型计算机构成，构成控制装置11的空调控制器45和热泵控制器32构成为经由车辆通信总线65而与上述车辆控制器72、电池控制器73和GPS导航装置74之间进行信息(数据)的接收和发送。

空调控制器45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45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、例如光电传感式的日照传感器51、车速传感器52的各输出以及空调操作部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吸入至空气流通路径3且流入吸热器9的空气的温度进行检测，上述内部气体温度传感器37对车室内的空气温度(内部气体温度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用于对车辆的移动速度(车速VSP)进行检测，上述空调操作部53用于进行车室内的设定温度和运转模式的切换等车室内的空调设定操作和信息的显示。另外，图中，符号53A是设置于上述空调操作部53的作为显示输出装置的显示屏。

此外，在空调控制器45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、吹出口切换挡板31，并通过空调控制器45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的输入连接有散热器入口温度传感器43、散热器出口温度传感器44、吸入温度传感器46、散热器压力传感器47、吸热器温度传感器48、室外热交换器温度传感器49和辅助加热器温度传感器50A(驾驶座一侧)、50B(副驾驶座一侧)的各输出，其中，上述散热器入口温度传感器43对散热器4的制冷剂入口温度Tcxin(压缩机2的排出制冷剂温度)进行检测，上述散热器出口温度传感器44对散热器4的制冷剂出口温度Tci进行检测，上述吸入温度传感器46对压缩机2的吸入制冷剂温度Ts进行检测，上述散热器压力传感器47对散热器4的制冷剂出口侧的制冷剂压力(散热器4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(吸热器9的制冷剂温度：吸热器温度Te)进行检测，上述室外热交换器温度传感器49对室外热交换器7的出口的制冷剂温度(室外热交换器7的制冷剂蒸发温度：室外热交换器温度TXO)进行检测，上述辅助加热器温度传感器50A、50B对辅助加热器23的温度进行检测。

此外，在热泵控制器32的输出连接有室外膨胀阀6、电磁阀22(除湿用)、电磁阀17(制冷用)、电磁阀21(制热用)、室内膨胀阀8以及辅助膨胀阀68，上述各部件通过热泵控制器32控制。另外，压缩机2、辅助加热器23、循环泵62和热介质加热器63分别内置控制器，在实施例中，压缩机2、辅助加热器23、循环泵62、热介质加热器63的控制器经由车辆通信总线65而与热泵控制器32之间进行数据的接收和发送，并通过上述热泵控制器32进行控制。

另外，构成设备温度调节装置61的循环泵62、热介质加热器63也可以通过电池控制器73而被控制。另外，在上述电池控制器73连接有热介质温度传感器76和电池温度传感器77的输出，上述热介质温度传感器76对设备温度调节装置61的制冷剂－热介质热交换器64的热介质流路64A的入口侧的热介质的温度(热介质温度Tw)进行检测，上述电池温度传感器77对电池55的温度(电池55自身的温度：电池温度Tcell)进行检测。此外，在实施例中，与电池55的剩余量(蓄电量)、电池55的充电相关的信息(处于充电中的信息、充电结束时间、剩余充电时间等)、热介质温度Tw、电池温度Tcell、电池55的发热量(根据通电量等由电池控制器73计算出)等从电池控制器73经由车辆通信总线65发送至空调控制器45、车辆控制器72。与电池55的充电时的充电结束时间、剩余充电时间相关的信息是从快速充电器等外部的充电器供给的信息。另外，从车辆控制器72向热泵控制器32、空调控制器45发送行驶用马达的输出Mpower。

热泵控制器32与空调控制器45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，在这种情况下的实施例中，构成为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、日照传感器51、车速传感器52、流入至空气流通路径3并在该空气流通路径3内流通的空气的风量Ga(空调控制器45计算出的)、由空气混合挡板28实现的风量比例SW(空调控制器45计算出的)、室内送风机27的电压(BLV)、来自前述的电池控制器73的信息、来自GPS导航装置74的信息和空调操作部53的输出从空调控制器45经由车辆通信总线65发送给热泵控制器32，以供由热泵控制器32实施的控制。

此外，与制冷剂回路R的控制相关的数据(信息)还从热泵控制器32经由车辆通信总线65发送给空调控制器45。另外，由前述的空气混合挡板28实现的风量比例SW是空调控制器45在0≤SW≤1的范围内计算出的。此外，在SW＝1时，通过空气混合挡板28使流过吸热器9的空气全部通风至散热器4和辅助加热器23。

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45、热泵控制器32)切换执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式以及空调(优先)+电池冷却模式的各空调运转、电池冷却(优先)+空调模式、电池冷却(单独)模式的各电池冷却运转。

其中，在实施例中不对电池55进行充电，在将车辆的点火装置(IGN)接通、空调操作部53的空调开关接通的情况下能够执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、空调(优先)+电池冷却模式的各空调运转。然而，远程运转时(预空气调节等)，在点火装置断开的情况下也能执行。此外，在电池55处于充电过程中也没有电池冷却要求，且空调开关接通时能够执行。

另一方面，电池冷却(优先)+空调模式、电池冷却(单独)模式的各电池冷却运转在例如将快速充电器(外部电源)的插头连接，并给电池55充电时能够执行。然而，电池冷却(单独)模式除了在电池55的充电过程中以外，在空调开关断开且存在电池冷却要求的情况(在高外部气体温度下行驶等时)也能执行。

此外，在实施例中，在点火装置接通时、或是即使点火装置断开但电池55仍在充电过程中时，热泵控制器32使设备温度调节装置61的循环泵62运转，并如图3～图7中的虚线所示那样使热介质在热介质配管66内循环。另外，实施例的热泵控制器32还执行电池加热模式，在上述电池加热模式下，通过使设备温度调节装置61的热介质加热器63发热以对电池55进行加热。

(1)制热模式

首先，参照图3对制热模式进行说明。另外，各设备的控制是通过热泵控制器32和空调控制器45的协作来执行的，但在以下的说明中，以热泵控制器32为控制主体进行简化说明。图3表示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)。在通过热泵控制器32(自动模式)或针对空调控制器45的空调操作部53的手动的空调设定操作(手动模式)来选择制热模式时，热泵控制器32将电磁阀21打开，将电磁阀17、电磁阀22关闭。另外，将室外膨胀阀6打开，并且将室内膨胀阀8及辅助膨胀阀68设为全闭，然后使压缩机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。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内的空气与散热器4内的高温制冷剂进行热交换而被加热。另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却，冷凝并液化。

在散热器4内液化后的制冷剂在从该散热器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，并从由行驶或利用室外送风机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。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、制冷剂配管13D和电磁阀21流至制冷剂配管13C，并经过上述制冷剂配管13C进入到储罐12，在该储罐12中被气液分离后，气体制冷剂从制冷剂配管13K被吸入压缩机2，并且反复进行上述循环。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。

热泵控制器32根据由作为吹出至车室内的空气的目标温度(吹出至车室内的空气的温度的目标值)的后述的目标吹出温度TAO计算出的目标加热器温度TCO(后述的散热器温度Thp的目标值)来计算目标散热器压力PCO，基于上述目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47检测到的散热器压力Pci(制冷剂回路R的高压压力)来控制压缩机2的转速，并且基于散热器出口温度传感器44检测到的散热器4的制冷剂出口温度Tci和散热器压力传感器47检测到的散热器压力Pci来控制室外膨胀阀6的阀开度，从而对散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度进行控制。

在此，上述散热器压力Pci是能够对本发明中的吹出到车室内的空气的温度进行把握的指标，但是与后述同样地，作为该指标，也可以采用加热器温度Thp或吹出温度传感器41检测到的向车室内吹出的吹出温度、散热器出口温度传感器44检测到的散热器4的制冷剂出口温度Tci。

此外，在散热器4实现的制热能力(加热能力)相对于所需制热能力不足的情况下，热泵控制器32通过辅助加热器23的发热来补偿该不足的量。由此，即使在低外部气体温度时等也可无障碍地对车室内进行制热。

(2)除湿制热模式

接着，参照图4对除湿制热模式进行说明。图4表示除湿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)。在除湿制热模式下，热泵控制器32将电磁阀21、电磁阀22打开，将电磁阀17关闭。另外，将室外膨胀阀6、室内膨胀阀8打开，将辅助膨胀阀68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。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内的空气与散热器4内的高温制冷剂进行热交换而被加热。另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却，冷凝并液化。

在散热器4内液化后的制冷剂在从散热器4流出后，经过制冷剂配管13E后，一部分流入制冷剂配管13J，并流至室外膨胀阀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，并从由行驶或利用室外送风机15通风的外部气体中汲取热量(吸热)。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、制冷剂配管13D和电磁阀21流至制冷剂配管13C，并经过上述制冷剂配管13C进入到储罐12，在该储罐12中被气液分离后，气体制冷剂从制冷剂配管13K被吸入压缩机2，并且反复进行上述循环。

另一方面，经过散热器4并在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂的剩余部分被分流，该分流的制冷剂流入制冷剂配管13F，并经过电磁阀22流至制冷剂配管13B。接着，制冷剂流至室内膨胀阀8，在该室内膨胀阀8中减压后流入至吸热器9而蒸发。此时，在由吸热器9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。

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，经过储罐12并从制冷剂配管13K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、辅助加热器23(在发热的情况下)的过程中被再次加热，由此进行车室内的除湿制热。

在实施例中，热泵控制器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检测到的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)来对压缩机2的转速NC进行控制。另外，基于吸热器温度Te来对室外膨胀阀6和室内膨胀阀8的阀开度进行控制，但是以下将详细描述除湿制热模式下的压缩机2的转速控制和室外膨胀阀6及室内膨胀阀8的控制。

此外，在上述除湿制热模式下，在由散热器4实现的制热能力(加热能力)相对于后述的压缩机2和室内膨胀阀8的控制所需的制热能力不足的情况下，热泵控制器32也能通过辅助加热器23的发热来补偿上述不足的量。由此，在低外部气体温度时等也可无障碍地对车室内进行除湿制热。

(3)除湿制冷模式

接着，参照图5对除湿制冷模式进行说明。图5表示除湿制冷模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。在除湿制冷模式下，热泵控制器32将电磁阀17打开，将电磁阀20、电磁阀21关闭。另外，将室外膨胀阀6和室内膨胀阀8打开，将辅助膨胀阀68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。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内的空气与散热器4内的高温制冷剂进行热交换而被加热。另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却，冷凝并液化。

从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E、13J流至室外膨胀阀6，并与制热模式、除湿制热模式相比以稍许打开的方式(较大的阀开度的区域)控制的室外膨胀阀6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中通过行驶或是利用由室外送风机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流入制冷剂配管13B，并且依次经过电磁阀17、止回阀18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流至储罐12，经过储罐12从制冷剂配管13K被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中冷却且除湿后的空气在经过散热器4、辅助加热器23(在发热的情况下)的过程中被再次加热(加热能力比除湿制热时低)，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)和作为吸热器9的目标温度(吸热器温度Te的目标值)的目标吸热器温度TEO，对压缩机2的转速进行控制，以使吸热器温度Te变为目标吸热器温度TEO，并且基于散热器压力传感器47检测到的散热器压力Pci(制冷剂回路R的高压压力)和目标散热器压力PCO(散热器压力Pci的目标值)，对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，以使散热器压力Pci变为目标散热器压力PCO，从而获得由散热器4实现的所需的再次加热量(再加热量)。

此外，在上述除湿制冷模式下，在散热器4实现的制热能力(再加热能力)相对于所需的制热能力不足的情况下，热泵控制器32通过辅助加热器23的发热来补偿该不足的量。由此，能在防止车室内的温度过度下降的情况下进行除湿制冷。

(4)制冷模式

接着，对制冷模式进行说明。该制冷模式下的制冷剂的流动方式与图5相同。即，即使在该制冷模式下，热泵控制器32也将电磁阀17打开，将电磁阀21、电磁阀22关闭。此外，将室外膨胀阀6设为全闭，将室内膨胀阀8打开，将辅助膨胀阀设为全闭。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。另外，辅助加热器23并未通电。

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(再加热))，因此，几乎仅经过该散热器4，从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流至制冷剂配管13J。制冷剂经过设为全开的室外膨胀阀6并就这样流过并流入室外热交换器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流出的制冷剂经过制冷剂配管13A流入制冷剂配管13B，并且依次经过电磁阀17、止回阀18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吹出并与吸热器9进行热交换的空气被冷却。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过制冷剂配管13C流至储罐12，并从该储罐12经过制冷剂配管13K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)对压缩机2的转速NC进行控制。

(5)空调(优先)+电池冷却模式

接着，参照图6对空调(优先)+电池冷却模式进行说明。图6示出了空调(优先)+电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。在空调(优先)+电池冷却模式下，热泵控制器32将电磁阀17打开，将电磁阀21和电磁阀22关闭。另外，将室外膨胀阀设为全开，将室内膨胀阀8和辅助膨胀阀68打开。

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。另外，在上述运转模式下，辅助加热器23并未通电。此外，热介质加热器63也未通电。

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(再加热))，因此，几乎仅经过该散热器4，从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流至制冷剂配管13J。此时，由于室外膨胀阀6被设为全开，因此，制冷剂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流出的制冷剂经过制冷剂配管13A流入制冷剂配管13B，并且在经过电磁阀17、止回阀18之后分流，一方直接流过制冷剂配管13B并到达室内膨胀阀8。流入该室内膨胀阀8的制冷剂在该室外膨胀阀6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吹出并与吸热器9进行热交换的空气被冷却。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过制冷剂配管13C流至储罐12，并从该储罐12经过制冷剂配管13K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。

另一方面，经过止回阀18的制冷剂的剩余部分被分流，并流入分岔配管67并流至辅助膨胀阀68。在此，制冷剂被减压之后，流入制冷剂－热介质热交换器64的制冷剂流路64B，并在该制冷剂流路64B中蒸发。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71、制冷剂配管13C和储罐12并从制冷剂配管13K被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环(在图6中用实线箭头表示)。

另一方面，循环泵62运转，因此，从上述循环泵62排出的热介质通过热介质加热器64并在热介质配管66内流至制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，并在该热介质流路64A中与在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂进行热交换，热介质被吸热而被冷却。从上述制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A流出的热介质流至电池55，并与该电池55进行热交换。由此，电池55被冷却，并且对电池55进行冷却之后的热介质被吸入至循环泵62，并且反复进行上述循环(在图6中用虚线箭头表示)。

在上述空调(优先)+电池冷却模式下，热泵控制器32维持将室内电磁阀8打开的状态，并基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度Te)对压缩机2的转速NC进行控制。此外，在实施例中，基于热介质温度传感器76检测到的热介质的温度(热介质温度Tw：从电池控制器73发送的)对辅助电磁阀68进行开闭控制。另外，作为表示实施例中的被温调对象即电池55的温度的指标，也可以采用热介质温度Tw(下同)。

在这种情况下，热泵控制器32在例如作为热介质温度Tw的目标值的规定的目标热介质温度TWO的上下具有规定的温度差并设定上限值TUL和下限值TLL。此外，在从将辅助电磁阀68关闭的状态通过电池55的发热等而使热介质温度Tw变高并上升至上限值TUL的情况(大于上限值TUL的情况、或为上限值TUL以上的情况。下同)下，将辅助电磁阀68打开。由此，制冷剂流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B而蒸发，以对流过热介质流路64A的热介质进行冷却，因此，电池55被上述冷却后的热介质冷却。

随后，在热介质温度Tw下降至下限值TLL的情况(小于下限值TLL的情况、或是为下限值TLL以下的情况。下同)下，将辅助电磁阀68打开。随后，反复进行上述这种辅助电磁阀68的开闭，一边优先车室内的制冷，一边将热介质温度Tw控制为目标热介质温度TWO，从而进行电池55的冷却。

(6)空调运转的切换

热泵控制器32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)

在此，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检测到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检测到的日照量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，热泵控制器32在启动时基于外部气体温度传感器33检测到的外部气体温度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和热介质温度Tw、电池温度Tcell等运转条件及环境条件、设定条件的变化、来自电池控制器73的电池冷却要求(模式转换要求)来选择上述各空调运转，并进行切换。

(7)电池冷却(优先)+空调模式

接着，对电池55的充电过程中的动作进行说明。例如，在连接有快速充电器(外部电源)的充电用的插头而对电池55进行充电时(上述信息从电池控制器73发送)，无论车辆的点火装置(IGN)接通还是断开，只要在存在电池冷却要求且空调操作部53的空调开关接通的情况下，热泵控制器32均执行电池冷却(优先)+空调模式。上述电池冷却(优先)+空调模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式与图6所示的空调(优先)+电池冷却模式下的情况相同。

然而，在上述电池冷却(优先)+空调模式的情况下，在实施例中，热泵控制器32维持将辅助电磁阀68打开的状态，并基于热介质温度传感器76(从电池控制器73发送的)检测到的热介质温度Tw对压缩机2的转速NC进行控制。此外，在实施例中，基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器9的温度(吸热器温度Te)对室内电磁阀8进行开闭控制。

在这种情况下，例如，热泵控制器32在作为吸热器温度Te的目标值的规定的目标吸热器温度TEO的上下具有规定的温度差并设定上限值TeUL和下限值TeLL。此外，在吸热器温度Te从将室内电磁阀8设为全闭的状态开始变高并上升至上限值TeUL的情况(大于上限值TeUL的情况、或是为上限值TeUL以上的情况。下同)下，将室内电磁阀8打开。由此，制冷剂流入吸热器9而蒸发，以对在空气流通路径3中流通的空气进行冷却。

随后，在吸热器温度Te下降至下限值TLL的情况(小于下限值TeLL的情况、或是为下限值TeLL以下的情况。下同)下，将室内电磁阀8设为全闭。之后，反复进行上述这种室内电磁阀8的开闭，一边优先电池55的冷却，一边将吸热器温度Te控制为目标吸热器温度TEO，从而进行车室内的制冷。

(8)电池冷却(单独)模式

接着，无论点火装置接通还是断开，只要在空调操作部53的空调开关断开的状态下，在与快速充电器的充电用的插头连接而对电池55进行充电时存在电池冷却要求的情况下，热泵控制器32执行电池冷却(单独)模式。然而，除了电池55的充电过程中以外，在空调开关断开且存在电池冷却要求的情况(在高外部气体温度下行驶时等)下也执行。图7示出了上述电池冷却(单独)模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动方式(实线箭头)。在电池冷却(单独)模式下，热泵控制器32将电磁阀17打开，将电磁阀21、电磁阀22关闭。另外，将辅助膨胀阀68打开，将室内膨胀阀8设为全闭。

接着，使压缩机2和室外送风机15运转。另外，室内送风机27不运转，辅助加热器23也不通电。此外，在上述运转模式下，热介质加热器63也不通电。

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。由于空气流通路径3内的空气未通风至散热器4，因此，仅经过此处，并从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E到达制冷剂配管13J。此时，由于将电磁阀6设为全开，因此，制冷剂直接流入室外热交换器7，然后在该室外热交换器7中通过利用室外送风机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流出的制冷剂经过制冷剂配管13A流入制冷剂配管13B，并且在依次经过电磁阀17、止回阀18之后，全部流入分岔配管67并流至辅助膨胀阀68。在此，在制冷剂被减压之后，流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B，并在该制冷剂流路64B中蒸发。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71、制冷剂配管13C和储罐12并从制冷剂配管13K被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环(在图7中用实线箭头表示)。

另一方面，由于循环泵62运转，因此，从上述循环泵62排出的热介质通过热介质加热器63在热介质配管66内流至制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，并在此处被在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热，从而热介质被冷却。从上述制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A流出的热介质流至电池55，并与该电池55进行热交换。由此，电池55被冷却，并且对电池55进行冷却之后的热介质被吸入至循环泵62，并且反复进行上述循环(在图7中用虚线箭头表示)。

在上述电池冷却(单独)模式下，热泵控制器32也通过基于热介质温度传感器76检测到的热介质温度Tw对压缩机2的转速NC进行控制，以对电池55进行冷却。

(9)电池加热模式

此外，在执行空调运转时或者在对电池55进行充电时，热泵控制器32执行电池加热模式。在上述电池加热模式下，热泵控制器32使循环泵62运转，并使热介质加热器63通电。此外，将辅助膨胀阀68设为全闭。

由此，从循环泵62排出的热介质在热介质配管66内流至热介质加热器63。此时，热介质加热器63发热，因此，热介质在通过热介质加热器63被加热而温度上升之后，流至制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，并通过该热介质流路64A而到达电池55，与该电池55进行热交换。由此，电池55被加热，并且对电池55进行加热之后的热介质被吸入至循环泵62，并且反复进行上述循环。

在上述电池加热模式下，热泵控制器32通过基于热介质温度传感器76检测到的热介质温度Tw来对热介质加热器63的通电进行控制，以将热介质温度Tw调节为规定的目标热介质温度TWO，从而对电池55进行加热。

(10)制热模式和除湿制热模式下的压缩机2的控制

此外，热泵控制器32在制热模式和除湿制热模式下基于散热器压力Pci，根据图8的控制框图来对压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCh进行计算。图8是基于散热器压力Pci对压缩机2的目标转速(压缩机目标转速)TGNCh进行计算的热泵控制器32的控制框图。热泵控制器32的F/F(前馈)操作量运算部78基于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)/(Thp－Te)获得的由空气混合挡板28确定的风量比例SW、作为散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度SC的目标值的目标过冷却度TGSC、作为加热器温度Thp的目标值的前述的目标加热器温度TCO和作为散热器4的压力的目标值的目标散热器压力PCO，对压缩机目标转速的F/F操作量TGNChff进行计算。

另外，加热器温度Thp是散热器4的下风侧的空气温度(推断值)，并基于散热器压力传感器47检测到的散热器压力Pci和散热器出口温度传感器44检测到的制冷剂出口温度Tci计算(推断)出。此外，过冷却度SC是基于散热器入口温度传感器43和散热器出口温度传感器44检测到的散热器4的制冷剂入口温度Tcxin和制冷剂出口温度Tci计算出的。

目标值运算部79基于上述目标过冷度TGSC和目标加热器温度TCO对上述目标散热器压力PCO进行计算。另外，F/B(反馈)操作量运算部81通过基于上述目标散热器压力PCO和散热器压力Pci的PID运算或是PI运算来对压缩机目标转速的F/B操作量TGNChfb进行计算。此外，F/F操作量运算部78计算出的F/F操作量TGNChff和F/B操作量运算部81计算出的F/B操作量TGNChfb通过加法器82相加，并作为TGNCh00输入至极限设定部83。

在极限设定部83中给控制上的下限转速ECNpdLimLo和上限转速ECNpdLimHi设置极限并作为TGNCh0之后，经过压缩机断开控制部84确定为压缩机目标转速TGNCh。在通常模式下，热泵控制器32根据基于该散热器压力Pci计算出的压缩机目标转速TGNCh对压缩机2的运转(转速NC)进行控制。

另外，在压缩机目标转速TGNCh为上述的下限转速ECNpdLimLo，散热器压力Pci上升至设定于目标散热器压力PCO的上下的规定的上限值PUL和下限值PLL中的上限值PUL的状态(大于上限值PUL的状态、或为上限值PUL以上的状态。下同)持续规定时间th1的情况下，压缩机断开控制部84进入使压缩机2停止并对压缩机2进行接通-断开控制的接通-断开模式。

在上述的压缩机2的接通-断开模式下，在散热器压力Pci下降至下限值PLL的情况下(小于下限值PLL的情况、或为下限值PLL以下的情况。下同)，启动压缩机2并将压缩机目标转速TGNCh作为下限转速ECNpdLimLo运转，在该状态下散热器压力Pci上升至上限值PUL的情况下，再次使压缩机2停止。即，反复进行下限转速ECNpdLimLo下的压缩机2的运转(接通)和停止(断开)。此外，在散热器压力Pci下降至下限值PUL，启动压缩机2之后，在散热器压力Pci不高于下限值PUL的状态持续规定时间th2的情况下，结束压缩机2的接通-断开模式，并恢复至通常模式。

在此，在实施例中，采用上述散热器压力Pci作为表示散热器4的制热能力的指标，并且通过将该散热器压力Pci控制为上述目标散热器压力PCO(制热能力的目标值)来控制成上述目标吹出温度TAO，但是不限于此，也可以采用上述加热器温度Thp作为表示散热器4的制热能力的指标，并通过该加热器温度Thp和目标加热器温度TCO进行控制、或者采用吹出温度传感器41检测到的吹出到车室内的空气的温度作为表示散热器4的制热能力的指标，并通过吹出到该车室内的空气的温度和目标吹出温度TAO进行控制。此外，例如，也可以将散热器出口温度传感器44检测到的散热器4的制冷剂出口温度Tci设为表示散热器4的制热能力的指标即散热器温度，并且通过该制冷剂出口温度Tci和目标加热器温度TCO(另行设定制冷剂出口温度Tci的目标值)进行控制。

(11)除湿制热模式下的压缩机2、室外膨胀阀6和室内膨胀阀8的控制

接着，参照图9～图11对由除湿制热模式下的热泵控制器32实施的压缩机2、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8的控制的一例进行详细说明。如上所述，热泵控制器32在除湿制热模式下基本上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检测到的散热器压力Pci(制冷剂回路R的高压压力)来控制压缩机2的转速NC(图8)，但是对于室外膨胀阀6，基于吸热器温度Te来控制阀开度。

(11-1)除湿制热模式下的室外膨胀阀6的控制

首先，参照图9，对在由热泵控制器32实施的除湿制热模式时的室外膨胀阀6的控制的实施例进行说明。图9示出了除湿制热模式下的室外膨胀阀6的阀开度的转变。在实施例中，热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测到的吸热器温度Te的变化使室外膨胀阀6的阀开度以三个阶段变化。首先，在室外膨胀阀6从全闭状态变为吸热器温度Te低于目标吸热器温度TEO-A的情况下，将室外膨胀阀6打开，并且将其阀开度设为规定的阀开度1。另外，上述A是规定的正值。另外，阀开度1是比后述的全开小的规定的开度。

另外，在将室外膨胀阀6的阀开度设为阀开度1的状态下，在吸热器温度Te进一步下降并低于目标吸热器温度TEO-B的情况下，将室外膨胀阀6的阀开度设为全开。这是除湿制热模式下的室外膨胀阀6的控制上的最大值。另外，上述B是A＜B的关系。即，随着吸热器温度Te从目标吸热器温度TEO下降，热泵控制器32扩大室外膨胀阀6的阀开度。

随着室外膨胀阀6的阀开度的扩大，分流至室内膨胀阀8的制冷剂量减少，因此，向吸热器9流入的制冷剂的流入量减少。并且，在室外膨胀阀6的阀开度为全开的状态下，吸热器温度Te上升，并且在变得比目标吸热器温度TEO+C高的情况下，热泵控制器32将室外膨胀阀6的阀开度缩小为上述的阀开度1。另外，上述C也是规定的正值。

另外，在将室外膨胀阀6的阀开度设为阀开度1的状态下，在吸热器温度Te进一步上升并变得比目标吸热器温度TEO+D高的情况下，将室外膨胀阀6设为全闭。另外，上述D是C<D的关系。即，热泵控制器32随着吸热器温度Te从目标吸热器温度TEO上升而将室外膨胀阀6的阀开度缩小，因此，分流至室内膨胀阀8的制冷剂量增加，并且向吸热器9流入的制冷剂的流入量也增加。

这样，在除湿制热模式下，热泵控制器32基本上通过对室外膨胀阀6的阀开度进行调节来将吸热器温度Te控制为目标吸热器温度TEO附近。这被称为室外膨胀阀6的通常控制。

(11-2)除湿制热模式下的压缩机2和室内膨胀阀8的控制

接着，参照图10和图11，对在由热泵控制器32实施的除湿制热模式时的压缩机2和室内膨胀阀8的控制的详细情况(一例)进行说明。首先，热泵控制器32默认将室内膨胀阀8的阀开度固定为规定的阀开度3。另外，该开度3是比作为室内膨胀阀8的控制上的最小值的规定的阀开度2大的值。

现在，假设在图10的时刻t1处为散热器压力Pci比目标散热器压力PCO低规定值以上的状态(散热器4的制热能力不足的状态)。在这种情况下，热泵控制器32在将室内膨胀阀8的阀开度维持为上述的阀开度3的情况下，使上述目标压缩机转速TGNCh上升至规定的目标压缩机转速TGNCh1。该目标压缩机转速TGNCh1例如是由压缩机2的运转所产生的噪声最少的值、或者是压缩机2的运转效率最好的值。

在这样使目标压缩机转速TGNCh上升，并且压缩机2的转速NC在时刻t2处上升至上述的目标压缩机转速TGNCh1的情况下，热泵控制器32随后维持压缩机2的转速NC(目标压缩机转速TGNCh)。而且，即使在该时刻t2的时间点处，在散热器压力Pci低于目标散热器压力PCO的情况下，热泵控制器32也使室内膨胀阀8的阀开度缩小规定值。由于室内膨胀阀8的阀开度缩小而使流入吸热器9的制冷剂量减少，因此，散热器压力Pci上升。

然而，在该时刻t3的时间点处，在散热器压力Pci依然低于目标散热器压力PCO的情况下，热泵控制器32进一步使室内膨胀阀8的阀开度缩小规定值。由此，基于相同的理由，散热器压力Pci会上升。然后，在时刻t4处，在散热器压力Pci上升至根据目标散热器压力PCO或目标散热器压力PCO容许的规定误差范围内的情况下，热泵控制器32随后维持室内膨胀阀8的阀开度不变。

之后，若由于某种原因引起散热器压力Pci下降，并且在时刻t5处变得比目标散热器压力PCO低规定值(规定值是大于上述误差范围的值)的情况下，热泵控制器32将室内膨胀阀8的阀开度缩小规定值。由此，散热器压力Pci转为上升，但是在此后的时刻t6的时间点处，在散热器压力Pci依然低于目标散热器压力PCO的情况下，热泵控制器32进一步使室内膨胀阀8的阀开度缩小规定值。

由于这样阶段性地使阀开度缩小，在室内膨胀阀8的阀开度下降至上述的控制上的最小值即阀开度2的情况下，热泵控制器32随后将室内膨胀阀8的阀开度维持为阀开度2。即，在散热器压力Pci低于目标散热器压力PCO的情况下，热泵控制器32在控制上的最小值(阀开度2)以上的范围内使室内膨胀阀8的阀开度缩小。

而且，在即使这样使室内膨胀阀8的阀开度为控制上的最小值(阀开度2)，散热器压力Pci依然低于目标散热器压力PCO的情况下，热泵控制器32这次在时刻t7的时间点处将压缩机2的转速NC朝上升的方向控制。之后的控制如图8所示。另外，当通过压缩机2的转速控制而使散热器压力Pci上升至目标散热器压力PCO时，热泵控制器32在规定条件下使室内膨胀阀8的阀开度返回至默认值。

这样，在除湿制热模式下，在散热器压力Pci低于目标散热器压力PCO的情况下、即在散热器4的制热能力低于目标值的情况下，热泵控制器32使室内膨胀阀8的阀开度缩小，因此，能够在不提高压缩机2的转速NC的情况下使散热器4的制冷剂压力上升。由此，能够以较低的压缩机2的转速NC使散热器4的制热能力增大，并且在对压缩机2的消耗电力的增大进行抑制的同时实现目标的吹出温度。

特别地，如实施例所示，在如下的情况下是有效的：在除湿制热模式下，使从压缩机2排出的制冷剂在散热器4中散热，并且将散热后的该制冷剂分流，通过室内膨胀阀8对一方进行减压，之后，使其在吸热器9中吸热，通过室外膨胀阀6对另一方进行减压，之后，使其在室外热交换器7中吸热。

另外，在实施例中，由于热泵控制器32在控制上的最小值(阀开度2)以上的范围内使室内膨胀阀8的开度缩小，因此，能够在无障碍地对室内膨胀阀8的开度进行控制的同时，对压缩机2的消耗电力的增大进行抑制。

进而，在即使使室内膨胀阀8的阀开度缩小，热泵控制器32也不能将散热器压力Pci设为目标散热器压力PCO、或根据该目标散热器压力PCO容许的规定误差范围内的情况下、即不能将散热器4的制热能力设为目标值、或根据该目标值容许的规定误差范围内的情况下，使压缩机2的转速NC上升而将散热器压力Pci控制为目标散热器压力PCO，因此，在室内膨胀阀8的阀开度控制中，在不能将散热器4的制热能力(散热器压力Pci)设为目标值(目标散热器压力PCO)的情况下，能够通过压缩机2的转速来实现目标的吹出温度。

(11-3)除湿制热模式下的压缩机2的转速下降调节控制

接着，基于图11对由热泵控制器32执行的压缩机2的转速下降调节控制进行说明。假设在图11的时刻t8处，散热器压力Pci稳定在目标散热器压力PCO、或目标散热器压力PCO容许的规定误差范围内。在这样的稳定状态下，在压缩机2的转速NC比上述的下限转速ECNpdLimLo高且室内膨胀阀8的阀开度大于上述的控制上的最小值即阀开度2的情况下，在时刻t9处，热泵控制器32使目标压缩机转速TGNCh下降规定转速。

在时刻t10处，若压缩机2的转速NC下降至下降了该规定转速的目标压缩机转速TGNCh，则散热器压力Pci也低于目标散热器压力PCO。因此，热泵控制器32将室内膨胀阀8的阀开度缩小规定值。这被称为转速下降调节控制。通过该转速下降调节控制，在压缩机2的转速NC下降的情况下，散热器压力Pci转为上升，并且再次变为目标散热器压力PCO、或处于根据目标散热器压力PCO容许的规定误差范围内。

在通过使室内膨胀阀8的阀开度缩小而恢复至目标散热器压力PCO、或根据目标散热器压力PCO容许的规定误差范围内的情况下，热泵控制器32使压缩机2的转速NC高于下限转速ECNpdLimLo，并且以室内膨胀阀8的阀开度大于阀开度2为条件，使目标压缩机转速TGNCh再次下降规定转速。由此，由于散热器压力Pci也低于目标散热器压力PCO，因此，热泵控制器32再次执行使室内膨胀阀8的阀开度缩小规定值的转速下降调节控制。

之后，热泵控制器32通过反复进行这样的转速下降调节控制，将散热器压力Pci设为目标散热器压力PCO、或根据目标散热器压力PCO容许的规定误差范围内，并且使压缩机2的转速NC下降。然后，在压缩机2的目标转速TGNCh下降至上述下限转速ECNpdLimLo的情况下、或者室内膨胀阀8的阀开度下降至上述的控制上的最小值即阀开度2的情况下，不执行热泵控制器32的转速下降调节控制。

这样，在将散热器压力Pci(散热器4的制热能力)控制为目标散热器压力PCO(目标值)、或根据目标散热器压力PCO(目标值)容许的规定误差范围内的状态下，热泵控制器32执行使压缩机2的转速NC下降规定转速且使室内膨胀阀8的阀开度缩小规定值的转速下降调节控制，由此在散热器压力Pci(散热器4的制热能力)稳定于目标散热器压力PCO(目标值)附近的状态下，通过对室内膨胀阀8的阀开度进行调节，能够尽可能地下降压缩机2的转速NC，并且抑制消耗电力。

在这种情况下，在压缩机2的转速NC高于控制上的下限转速ECNpdLimLo且室内膨胀阀8的阀开度比控制上的最小值即阀开度2以上大的情况下，热泵控制器32执行转速下降调节控制，从而能够顺畅且无障碍地实现压缩机2的转速下降。

并且，热泵控制器32反复执行转速下降调节控制，直到压缩机3的转速NC下降至控制上的下限转速ECNpdLimLo为止、或者直到室内膨胀阀8的阀开度缩小至控制上的最小值即阀开度2为止，因此，能够在将散热器压力Pci(散热器4的制热能力)维持于目标散热器压力PCO(目标值)附近的同时尽可能地下降压缩机2的转速NC，从而削减消耗电力。

此外，实施例中说明的制冷剂回路R的结构或数值、与压缩机2或室外膨胀阀6、室内膨胀阀8的控制相关的条件并不限定于此，能在不脱离本发明的主旨的范围内进行改变，这是自不必言的。此外，在实施例中，通过具有制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式、制冷模式、空调(优先)+电池冷却模式等各运转模式的车用空调装置1对本发明进行了说明，但是并不限于此，本发明例如在能执行除湿制热模式的车用空调装置中也是有效的。

(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

11 控制装置

32 热泵控制器

45 空调控制器

R 制冷剂回路。

Claims (7)

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；以及

散热器，所述散热器用于使制冷剂散热来对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供给至所述车室内的空气进行冷却；

室内膨胀阀，所述室内膨胀阀用于对流入所述吸热器的制冷剂进行减压；以及

控制装置，

通过所述控制装置至少执行除湿制热模式，在所述除湿制热模式下，

使从所述压缩机排出的制冷剂在所述散热器中散热，并且将散热后的所述制冷剂通过所述室内膨胀阀进行减压之后，使所述制冷剂在所述吸热器中吸热，并且基于所述散热器的制热能力及其目标值来对所述压缩机的转速进行控制，其特征在于，

在所述除湿制热模式下，在所述散热器的制热能力低于所述目标值的情况下，所述控制装置使所述室内膨胀阀的阀开度缩小，

所述控制装置在将所述散热器的制热能力控制为所述目标值、或根据所述目标值容许的规定误差范围内的状态下，执行使所述压缩机的转速下降规定转速且使所述室内膨胀阀的阀开度缩小规定值的转速下降调节控制。

2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，包括：

室外热交换器，所述室外热交换器设置于车室外；以及

室外膨胀阀，所述室外膨胀阀用于对流入所述室外热交换器的制冷剂进行减压，

所述控制装置在所述除湿制热模式下，使从所述压缩机排出的制冷剂在所述散热器中散热，并且使散热后的所述制冷剂分流，利用所述室内膨胀阀对一方的制冷剂进行减压，之后，使所述一方的制冷剂在所述吸热器中吸热，利用所述室外膨胀阀对另一方的制冷剂进行减压，之后，使所述另一方的制冷剂在所述室外热交换器中吸热。

3.如权利要求1或2所述的车用空调装置，其特征在于，

所述控制装置在控制上的最小值以上的范围内使所述室内膨胀阀的阀开度缩小。

4.如权利要求1或2所述的车用空调装置，其特征在于，

所述控制装置在即使使所述室内膨胀阀的阀开度缩小，也不能将所述散热器的制热能力设为所述目标值、或根据所述目标值容许的规定误差范围内的情况下，使所述压缩机的转速上升来将所述散热器的制热能力控制为所述目标值。

5.如权利要求3所述的车用空调装置，其特征在于，

所述控制装置在即使使所述室内膨胀阀的阀开度缩小，也不能将所述散热器的制热能力设为所述目标值、或根据所述目标值容许的规定误差范围内的情况下，使所述压缩机的转速上升来将所述散热器的制热能力控制为所述目标值。

6.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，

所述控制装置在所述压缩机的转速高于控制上的下限转速且所述室内膨胀阀的阀开度大于控制上的最小值的情况下，执行所述转速下降调节控制。

7.如权利要求6所述的车用空调装置，其特征在于，

所述控制装置反复执行所述转速下降调节控制，直到所述压缩机的转速下降至控制上的下限转速为止、或者直到所述室内膨胀阀的阀开度缩小至控制上的最小值为止。

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