热泵式车辆用空调系统以及其除霜方法
热泵式车辆用空调系统以及其除霜方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于电动汽车和混合动力车等的空调装置的热栗式车辆用空调系统以及其除霜方法。
【背景技术】
[0002]在车辆用空调系统中，电动汽车(EV)不能利用引擎排热来暖气。即便在混合动力车(HEV，PHEV)中，由于人们推进的节约燃料费化，将极力控制引擎令其停止，因此人们研究采用由使用制冷剂的热栗暖气系统或将冷却剂作为媒介的电暖器构成的暖气系统。特别是暖气运行的电力消费很大，因此人们希望采用一种能够实现高COP暖气的热栗系统，其中，电暖器的情况下为COPg I。
[0003]另一方面，在热栗系统的情况下，当于较低的外界气温下开着暖气驾车时，车室外热交换器即蒸发器上会出现结霜，导致从外界大气中的吸热量减少，结果会出现暖气效能下降的问题。因此，需要对车室外热交换器即蒸发器进行除霜(defrosting)，而如果使用适用于建筑物用热栗式空调装置的除霜方法，则无法继续进行暖气运行。在车辆用空调装置的情况下，会出现这样的问题:若停止暖气运行，则会导致窗户起雾，从而无法确保行车安全性，因此在车辆行驶过程中进行除霜操作很难。
[0004]在此，专利文献I提供了这样一种适用于EV车和HEV、PHEV车等的优质热栗式车辆用空调系统:共用现有的车辆用空调装置的冷气循环，通过追加最小限度的暖气用线路以及机器，从而能够以较低成本解决车室外蒸发器上的结霜问题。该系统为，对现有系统的冷气循环，连接设置于HVAC单元内的车室内蒸发器的下游一侧的车室内冷凝器，同时在车室外连接车室外蒸发器，从而构成暖气用热栗循环，在暖气运行时，若检测出车室外蒸发器的结霜，切断供应给车室外蒸发器的制冷剂，令制冷剂在车室内蒸发器一侧流通，切换为除湿暖气，得以让暖气继续运行。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本专利特开2012-158197号公报
【发明内容】
[0008]要解决的技术问题
[0009]在专利文献I的发明中，当暖气运行时，若出现车室外蒸发器结霜的情况，则在车室内蒸发器一侧令制冷剂流通，切换为除湿暖气，让暖气能够继续运行，而这段时间要么令车室外蒸发器自然除霜，要么在车辆停止之后，于无乘员的状态下且在车辆电池充电中或充电后进行除霜操作。
[0010]然而，在除霜操作时，因为没办法直接将热气体导入车室外蒸发器来进行除霜，因此采用利用车室内蒸发器吸热且利用车室内冷凝器散热，然后将暖风通风到车室外蒸发器的方法，所以当外界气温较低时，由于吸热量不足，不仅无法在短时间内有效地进行除霜操作，还会在外界气温低于o°c的情况下出现难以除霜等的问题。
[0011 ]本发明是鉴于这样的事实而制造出来的，其目的在于提供一种热栗式车辆用空调系统及其除霜方法，其在除霜操作时，同时给车室外冷凝器和车室外蒸发器双方流通热气体，从而即便外界气温较低，也能够在短时间内有效地除霜，并且可以直接共用现有的空调系统的冷气用循环。
[0012]技术方案
[0013]为了解决上述问题，本发明的热栗式车辆用空调系统及其除霜方法采用以下的方法。
[0014]S卩，本发明的一个形态所涉及的热栗式车辆用空调系统具备:冷气用冷冻循环，其依次连接有电动压缩机、车室外冷凝器、带有开闭阀功能的第一减压装置、设置在HVAC单元内的车室内蒸发器、蓄能器;车室内冷凝器，其配置在所述HVAC单元内的所述车室内蒸发器的下游一侧，且在借由制冷剂切换装置将制冷剂连接在电动压缩机的吐出线路上的同时，将制冷剂出口连接在所述车室外冷凝器出口一侧的液态制冷剂导管上;车室外蒸发器，其借助带有开闭阀功能的第二减压装置将制冷剂入口连接在所述车室外冷凝器的出口一侧，且制冷剂出口连接在所述蓄能器上，以及，旁路线路，其具有连接所述车室外冷凝器的出口一侧的制冷剂和所述蓄能器之间的带有开闭阀功能的第三减压装置，其中，可以由所述电动压缩机、所述制冷剂切换装置、所述车室内冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器来构成暖气用的热栗循环，同时在暖气运行时，若所述车室外蒸发器结霜，可构成为:第一除霜线路，其利用所述制冷剂切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外冷凝器进行除霜;第二除霜线路，其利用所述制冷剂切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外蒸发器进行除霜。
[0015]根据上述形态，对于由电动压缩机、车室外冷凝器、接收机、带有开闭阀功能的第一减压装置、车室内蒸发器以及蓄能器组成的冷气用循环，因为是借助制冷剂切换装置来连接设置于HVAC单元内的车室内蒸发器的下游一侧的车室内冷凝器，同时在车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管上，借助带有开闭阀功能的第二减压装置，连接设置于车室外的车室外蒸发器，还连接了在车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管和蓄能器之间具有带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路的结构，所以能够利用电动压缩机、制冷剂切换装置、车室内冷凝器、液态制冷剂导管、带有开闭阀功能的第二减压装置、车室外蒸发器、蓄能器构成暖气用热栗循环，同样也可以构成为以下两种除霜线路:在暖气运行时，若车室外蒸发器结霜，则利用制冷剂切换装置使来自电动压缩机的热气体制冷剂经由车室外冷凝器、液态制冷剂导管、具有带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路以及蓄能器来进行循环，从而对车室外冷凝器的雪、结冰等进行除霜的第一除霜线路;利用制冷剂切换装置使来自电动压缩机的热气体制冷剂经由车室外冷凝器、液态制冷剂导管、带有开闭阀功能的第二减压装置、车室外蒸发器、蓄能器来进行循环，从而对车室外蒸发器的霜进行除霜的第二除霜线路。由此，在外界气温较低的情况下进行暖气运行时，即便车室外蒸发器结霜，或者车室外冷凝器上附着了雪、结了冰等，借助第一除霜线路和第二除霜线路，也能够将从电动压缩机吐出的热气体制冷剂导入至车室外冷凝器和车室外蒸发器，分别进行除霜，从而即便在外界气温较低的情况下也能够短时间内有效地进行除霜。并且，因为能够几乎直接共用现有的空调系统的冷气用循环，因此通过追加最小限度的暖气用线路和机器，从而能够提供结构比较简单、低成本、并且搭载性能优越，能够良好地适用于EV车或HEV、PHEV车等的、信赖度高的高效率热栗式车辆用空调系统。
[0016]在上述的热栗式车辆用空调系统中，利用所述暖气用热栗循环来进行暖气运行时，若检测出所述车室外蒸发器结霜，也可以将由所述车室外冷凝器散热而冷凝的制冷剂，经由具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的所述旁路线路，导入至所述蓄能器，切换到被所述电动压缩机吸入的热气体循环，从而可以继续进行暖气运行。
[0017]根据上述形态，当利用暖气用热栗循环进行暖气运行时，若检测出车室外蒸发器结霜，将由车室外冷凝器散热而冷凝的制冷剂，经由具有带有开闭阀功能的第三减压装置的所述旁路线路导入至蓄能器，切换到被电动压缩机吸入的热气体循环，从而继续进行暖气运行，因此即便由于在外界气温较低的情况下进行暖气运行而导致车室外蒸发器结霜，当将外界大气作为热源的热栗暖气困难时，通过切换为热气体循环，能够继续令暖气运行。由此，能够避免暖气运行的中断以及窗户起雾等问题，确保暖气效果和安全性。
[0018]在上述的热栗式车辆用空调系统中，也可以在将接收机设置于所述车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管的同时，将所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀。
[0019]根据上述的形态，在将接收机设置于车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管的同时，将车室内蒸发器入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀，因此通过与接收机的组合，可以使用温度式自动膨胀阀，通过使车室内蒸发器7的蒸发性能变得稳定，可以确保其控制性和信赖性，提升冷气性能，同时可以实现设置带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的HVAC单元2周围的结构以及其控制系统变得简单。
[0020]在上述任意一个热栗式车辆用空调系统中，在令制冷剂于所述暖气用热栗循环中进行循环的状态下，也可以令所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置的开闭阀功能打开，且将所述车室内蒸发器和所述车室外蒸发器双方或者所述带有开闭阀功能的第二减压装置关闭，从而令制冷剂流通于所述车室内蒸发器，这么一来可以选择除湿模式。
[0021]根据上述形态，在令制冷剂于暖气用热栗循环中进行循环的状态下，令车室内蒸发器入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置的开闭阀功能打开，且将车室内蒸发器和车室外蒸发器双方或者带有开闭阀功能的第二减压装置关闭，从而令制冷剂流通于车室内蒸发器，这么一来可以选择除湿模式，因此在冷气或者暖气运行时，可以根据需要选择除湿模式，把车室内冷凝器切换为，将散热器、车室外蒸发器以及车室内蒸发器的双方或者单独车室内蒸发器作为蒸发器起作用的除湿操作，从而能够进行温度调节控制。由此，当冷气或暖气运行时，可以切换到适合的除湿模式来进行温度调节控制，从而能够执行舒适的除湿操作。该除湿操作时，通过同时使用车室内蒸发器和车室外蒸发器，能够提升温度线性特性即对设定温度的追踪性。
[0022]在上述任意一个热栗式车辆用空调系统中，所述车室外蒸发器的构成也可以为，在所述车室外冷凝器用的车室外风扇的通气道中，被配置在所述车室外冷凝器的下游一侦U，同时在使用所述第一除霜线路以及所述第二除霜线路进行除霜操作时，令所述车室外风扇处于停止状态。
[0023]根据上述形态，车室外蒸发器为，在车室外冷凝器用的车室外风扇的通气道中，被配置在车室外冷凝器的下游一侧，同时在使用第一除霜线路以及第二除霜线路进行除霜操作时，令车室外风扇处于静止状态的结构，因此通过将车室外风扇共用化为车室外冷凝器以及车室外蒸发器用，能够实现系统结构的简单化、低成本化的目的。此外，因为是让车室外冷凝器以及车室外蒸发器通过热气体制冷剂从内部加热来除霜的方法，因此在利用第一除霜线路以及第二除霜线路进行除霜操作时，能够停止车室外风扇而进行除霜，从而能够减少用于除霜操作的电力消耗。
[0024]在上述任意一个热栗式车辆用空调系统的除霜方法中，在所述车室外蒸发器结霜的情况下，也可以借助所述第一除霜线路，将附着于所述车室外冷凝器一侧的雪以及溅起来的水分形成的结冰等利用热气体制冷剂来进行除霜，之后切换为所述第二除霜线路，将所述车室外蒸发器的结霜利用热气体制冷剂来进行除霜。
[ 0025]根据上述形态、在除霜操作时，借助第一除霜线路，将附着于车室外冷凝器一侧的雪以及溅起来的水分形成的结冰等利用热气体制冷剂来进行除霜，之后切换为第二除霜线路，将车室外蒸发器的结霜利用热气体制冷剂来进行除霜，因此能够分别投入车室外冷凝器以及车室外蒸发器、集中投入热气体制冷剂，从而依次进行除霜。由此，即便外界气温较低，也能够短时间内有效地对车室外冷凝器以及车室外蒸发器进行除霜。
[0026]在上述的热栗式车辆用空调系统的除霜方法中，所述除霜操作也可以在车辆停下来之后，于车辆电池充电中或者充电后，在所述车室外风扇停止的状态下进行。
[0027]根据上述形态，除霜操作在车辆停下来之后，于车辆电池充电中或者充电后，在车室外风扇停止的状态下进行，因此可以避免除霜操作对车辆行驶距离造成的影响，同时可以在车辆电池充电时或者充电后电池容量充足的时候进行除霜操作。由此，可在不对乘员造成任何影响的状态下，减少电力消耗，同时有效并切实地进行车室外冷凝器以及车室外蒸发器的除霜。
[0028]有益效果
[0029]根据本发明的热栗式车辆用空调装置，在外界气温较低的情况下进行暖气运行时，即便车室外蒸发器结霜，或者车室外冷凝器上附着有雪、结冰等，借由第一除霜线路以及第二除霜线路，将从电动压缩机吐出的热气体制冷剂导入至车室外冷凝器以及车室外蒸发器，能够分别进行除霜，即便在外界气温较低的情况下也能短时间内有效地进行除霜。并且，因为几乎直接共用现有的空调系统的冷气用循环，因此能够提供通过追加最小限度的暖气用线路以及机器，结构比较简单且低成本，并且搭载性能优越，能够良好地适用于EV车和HEV、PHEV车等的、信赖度高的高效率热栗式车辆用空调系统。
[0030]根据本发明的热栗式车辆用空调装置的除霜方法，在除霜操作时，借助第一除霜线路，将附着于车室外冷凝器一侧的雪和溅起来的水分形成的结冰等利用热气体制冷剂来进行除霜后，切换为第二除霜线路，利用热气体制冷剂对车室外蒸发器的结霜进行除霜，能够分别投入车室外冷凝器以及车室外蒸发器单、集中投入热气体制冷剂，从而依次进行除霜，因此即便在外界气温较低的情况下，也能短时间内有效地对车室外冷凝器以及车室外蒸发器进行除霜。
【附图说明】
[0031]图1是本发明的一个实施方式所涉及的热栗式车辆用空调系统的制冷剂线路图。
[0032]图2是表示上述热栗式车辆用空调系统的冷气时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0033]图3是表示上述热栗式车辆用空调系统的暖气时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0034]图4是表示在检测到上述热栗式车辆用空调系统的暖气时的结霜后的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0035]图5A是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外冷凝器的除霜时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0036]图5B是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外冷凝器的除霜时的制冷剂流动的莫里尔线图。
[0037]图6A是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外蒸发器的除霜时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0038]图6B是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外蒸发器的除霜时的制冷剂流动的莫里尔线图。
[0039]图7是表示上述热栗式车辆用空调系统的除湿模式时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0040]图8是控制上述热栗式车辆用空调系统的控制装置的模块图。
[0041 ]图9是利用上述控制装置进行运行控制的流程图。
[0042]图10是利用上述控制装置进行冷气、除湿操作时的控制流程图。
[0043]图11是利用上述控制装置进行暖气运行时的控制流程图的一部分图。
[0044]图12是图11所示的暖气运行时的控制流程图剩余的一部分图。
[0045]图13是利用上述控制装置进行除霜操作时的控制流程图。
【具体实施方式】
[0046]以下，参照图1至图13，说明本发明所涉及的一实施方式。
[0047]图1表示本发明的一个实施方式涉及的热栗式车辆用空调系统的制冷剂线路图。
[0048]本实施方式所涉及的热栗式车辆用空调系统I具备:HVAC单元(HeatingVentilat1n and Air Condit1ning Unit)2，以及可以输出冷暖气的热栗循环3。
[0049]HVAC单元2具备:利用内外气体切换风门4，将来自车室内的内部气体或者外部气体切换导入，并压缩输送到下游一侧的鼓风机5;在同鼓风机5相连的空气通道6中，从上游一侧到下游一侧依次配置的车室内蒸发器7以及车室内冷凝器8。该HVAC单元2被设置在车室一侧的仪表盘内，将借助车室内蒸发器7以及车室内冷凝器8进行温度调节的空气吹进车室内，从而将车室内调整成设定温度，吹入空气的过程为从面向车室开口的多个除霜出风口 9、面部出风口 10、脚部出风口 11的任意一个，借助出风模式切换风门12、13、14进行选择性地切换出风模式，根据该出风模式吹入车室内。
[0050]参照图2，可冷暖气的热栗循环3具备密闭循环的冷气用冷冻循环23即制冷剂线路，其是利用制冷剂导管，依次连接压缩制冷剂的电动压缩机15、切换制冷剂流动方向的制冷剂切换装置16即三通切换阀、车室外冷凝器17、接收机18、带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀、车室内蒸发器7、单向阀20、蓄能器21而构成的。该冷气用冷冻循环23跟适用于引擎驱动形式的车辆的现有的车辆用空调装置大致相同。车室外冷凝器17附带设置有同外界大气通风的车室外风扇24。制冷剂切换装置16即三通切换阀也可以利用组合2个电磁阀的结构来代替。
[0051]冷暖气用的热栗循环3中，对于上述冷气用冷冻循环23，借助制冷剂切换装置16即三通切换阀，在来自电动压缩机15的吐出导管22A即吐出线路上连接设置在HVAC单元2内的车室内冷凝器8，且该制冷剂出口同车室外冷凝器17的出口一侧液态导管22B连接。在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B上，借助第二开闭阀25即电磁阀以及第二减压装置26即膨胀阀，以下，也将两者统称为带有开闭阀功能的第二减压装置26，连接车室外蒸发器27，该制冷剂出口借助单向阀28连接在接收机21上。
[0052]对于上述冷气用冷冻循环23，其结构为，在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B和蓄能器21之间，连接具备第三开闭阀29即电磁阀以及第三减压装置30即膨胀阀，以下也将两者统称为带有开闭阀功能的第三减压装置30，以及单向阀31的旁路线路32，从而使其将带有开闭阀功能的第二减压装置26以及车室外蒸发器27分支开来，带有开闭阀功能的第二减压装置26为第二开闭阀25即电磁阀以及第二减压装置26即膨胀阀。
[0053]这么一来，参照图3，可以构成借助制冷剂导管22，依次将电动压缩机15、制冷剂切换装置16即三通切换阀、车室内冷凝器8、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26即第二开闭阀25以及第二减压装置26、车室外蒸发器27、单向阀28、蓄能器21连接的密闭循环的暖气用热栗循环33即制冷剂线路。
[0054]利用该暖气用热栗循环33进行暖气运行时，参照图4，在检测出车室外蒸发器27结霜的时候，将带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25关闭，打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，将利用车室内冷凝器8冷凝的液态制冷剂经由旁路线路32、带有开闭阀功能的第三减压装置30、单向阀31而导入至蓄能器21，从而可以切换利用吸入到电动压缩机15的热气体循环33A而进行的暖气运行。
[0055]同样地，可以构成为:参照图5A和图5 B，使从电动压缩机15吐出的热气体借助制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、接收机18、液态制冷剂导管22B、旁路线路32、旁路线路32中的带有开闭阀功能的第三减压装置30即第三开闭阀29以及第三减压装置30和单向阀31、蓄能器21来进行循环，从而对车室外冷凝器17进行除霜的第一除霜线路34;以及，参照图6A以及图6B，使从电动压缩机15吐出的热气体借助制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、接收机18、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26即第二开闭阀25以及第二减压装置26、车室外蒸发器27、单向阀28、蓄能器21来进行循环，从而对车室外蒸发器27进行除霜的第二除霜线路35。
[0056]参照图7，将制冷剂线路作为暖气用热栗循环33即制冷剂线路，同时打开设置在车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的开闭阀功能，将车室外蒸发器27和车室内蒸发器7的双方或者第二开闭阀25关闭，令制冷剂流到车室内蒸发器7，从而可以选择利用除湿模式下的运行。
[0057]在上述热栗循环3中，构成暖气用热栗循环33的车室外蒸发器27，相对于构成冷气用冷冻循环23的车室外冷凝器17，在同外界大气通风的车室外风扇24的通气道的下游一侦U，跟车室外冷凝器17相互平行而设置，如此来共用化车室外风扇24。进一步，本实施方式构成为，在车室外冷凝器17的上部设置散热器36，该散热器36用于释放对车辆驱动用的引擎、马达、空调变换器以及电池等的发热体进行冷却的热媒体即冷却水等的热量，且可以利用车室外蒸发器27吸收该放出的热量。该散热器36可以配置在车室外冷凝器17和车室外蒸发器27之间。
[0058]接下来，使用图2和图7说明上述热栗式车辆用空调系统I运行时的制冷剂流动。在各图中，使用粗线表示运行时的制冷剂流动。
[0059]冷气运行
[0060]冷气运行时，如图2所示，用电动压缩机15压缩的制冷剂从吐出导管22A，借助制冷剂切换装置16循环到车室外冷凝器17，同利用车室外风扇24进行通风的外界大气进行热交换来冷凝。该液态制冷剂被贮存在接收机18内之后，经由液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第一减压装置19来进行减压，提供给HVAC单元2内的车室内蒸发器7。
[0061 ]提供给车室内蒸发器7的制冷剂，在此同从鼓风机5吹来的内部气体和外界大气进行热交换，从而蒸发，通过经由单向阀20、蓄能器21被吸入到电动压缩机15，而进行再压缩。以下重复同样的循环。该冷气用循环23可以大致共用引擎驱动方式的车辆所用的现有系统的冷气用循环。通过利用车室内蒸发器7同制冷剂进行热交换，而被冷却的内部气体或外界大气，根据利用出风模式切换风门12或者14进行切换的出风模式，从除霜出风口9、面部出风口 10、脚部出风口 11的任意一个吹入车室内，提供给车室内的冷气。
[0062]该冷气运行时，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置26以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第二开闭阀25 即电磁阀以及第三开闭阀29即电磁阀中的任意一个。
[0063][暖气运行]
[0064]暖气运行时，如图3所示，在车室外蒸发器27结霜为止的期间，由电动压缩机15压缩的制冷剂借助制冷剂切换装置16，从吐出导管22A被导入至车室内冷凝器8，在此，其同从鼓风机5送入的内部气体或外界大气进行热交换而进行散热。这样加热的空气根据出风模式，从除霜出风口 9、面部出风口 10以及脚部风口 11的任意一个吹入车室内，提供给车室内的暖气。通常的暖气运行为了防止车窗起雾，用外界大气导入模式进行。
[0065]利用车室内冷凝器8散热、冷凝液化的制冷剂，经由液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26来进行减压，且提供给车室外蒸发器27，这种情况下，第二开闭阀即电磁阀25为打开状态。该气液两相制冷剂，同在车室外蒸发器27利用车室外风扇24进行通风的外界大气进行热交换，从外界大气吸热蒸发之后，经由单向阀28、蓄能器21被吸入到电动压缩机15，进行再压缩。以下，重复同样的循环。利用该暖气用热栗循环33，运行热栗暖Ho
[0066]如上所述，利用现有的冷气用循环23，对该吐出导管22A即吐出线路，借助制冷剂切换装置16连接暖气用的车室内冷凝器8，同时借助带有开闭阀功能的第二减压装置26即第二开闭阀(电磁阀)25和第二减压装置(膨胀阀)26，从而连接暖气用的车室外蒸发器27，这么一来一部分的线路部分以及机器类可以共用化，构成暖气用的热栗循环33。
[0067]该暖气运行时，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第二开闭阀即电磁阀29的任意一个。
[0068]暖气运行时，若外部气温较低，则车室外蒸发器27的表面结霜，若继续运行的话，暖气效能会下降。在此，如图4所示，在检测到车室外蒸发器27结霜的情况下，继续进行暖气运行时，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置的第二开闭阀即电磁阀25、打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，利用制冷剂切换装置16将来自电动压缩机15的热气体制冷剂导入至车室内冷凝器8，在此散热并提供给暖气之后，将该液态制冷剂经由旁路线路32、第三减压装置30、单向阀31，导入至蓄能器21，利用切换吸入至电动压缩机15的热气体循环33A，从而能够继续进行暖气运行。
[0069][除湿操作]
[0070]在维持上述的暖气用热栗循环33的同时，如图7所示，打开带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀，将一部分液态制冷剂导入至车室内蒸发器7，将鼓风机5送来的空气利用车室内蒸发器7进行冷却除湿之后，利用下游一侧的车室内冷凝器8进行加热，并吹入车室内，从而能够进行除湿操作。这种情况下，由车室内蒸发器7以及车室外蒸发器27的双方蒸发的制冷剂，利用蓄能器21汇合之后，被吸入到电动压缩机15，从而进行再压缩。这种除湿操作中，即便关闭带有开闭阀功能的第二减压装置的第二开闭阀25，仅仅让制冷剂在车室内蒸发器7中流通，也能够进行运行。
[0071]上述的除湿操作时，利用带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的开闭阀功能，通过控制该开闭阀即电磁阀进行适当地开闭，从而控制车室内蒸发器7的冷却量，也可以控制利用车室内冷凝器8加热而吹入车室内的空气的温度，根据此，也可以确保温度线性特性，即对设定温度的追踪性。
[0072][除霜操作]
[0073]如上所述，在令车室外蒸发器27发挥作用，从而进行暖气运行的时候，即便在检测出车室外蒸发器27结霜的情况下，也不会立刻进行除霜操作，而是通过切换为利用车室内冷凝器8的热气体循环，可继续暖气运行。因此，在车辆行驶即使用的期间，不会进行强制性的除霜，而是在外界大气下等待自然除霜。然而，若外部气温持续处于较低状态，则可以预想，不进行除霜令车室外蒸发器27上继续附着有霜，或车室外冷凝器17上继续附着有在行驶中落下的雪和溅起的水分的结冰等。
[0074]在此，在车辆停止即停车，没有乘员的状态下，最好是在车辆电池充电时或者充电后电池容量充足的时候，操作空调系统I进行除霜。该除霜操作的构成为，如图4以及图5A以及图5B所示，依次对车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27进行除霜，因此以除霜操作I以及除霜操作2的两个步骤来进行的同时，在车室外风扇24停止的状态下进行。
[0075][除霜操作I]
[0076]除霜操作I用来进行车室外冷凝器17的除霜，如图5A以及图5B所示，利用第一除霜线路34来进行。在这种情况下，来自电动压缩机15的热气体制冷剂，利用制冷剂切换装置16被导入至车室外冷凝器17，并在此散热，从而融化附着在车室外冷凝器17上的雪和结冰等，从而对车室外冷凝器17进行除霜(defrosting)。被提供给车室外冷凝器17的除霜作用而冷凝液化的制冷剂，经由接收机18、液态制冷剂导管22B、旁路线路32、带有开闭阀功能的第三减压装置30以及单向阀31而来到蓄能器21，且循环被吸入到电动压缩机15的第一除霜线路34。
[0077]这种情况下，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀即电磁阀25。
[0078]由此一来，可以直接将热气体制冷剂导入至车室外冷凝器17，从而进行除霜。图5B中，将此时的第一除霜线路34的莫里尔线图同冷冻循环的莫里尔线图进行对比图示。
[0079][除霜操作2]
[0080]在车室外冷凝器17的除霜结束之后，如图6A以及图6B所示，打开带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，关闭带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，形成第二除霜线路35，进行车室外蒸发器27的除霜操作2。除霜操作2中，来自电动压缩机15的热气体制冷剂，利用制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、接收机18、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26，从而导入至车室外蒸发器27。
[0081]这时候，过热气体利用第二减压装置26进行绝热膨胀，被导入至车室外蒸发器27，通过加热车室外蒸发器27来融化表面的霜。提供给车室外蒸发器27除霜用的制冷剂，经由单向阀28、蓄能器21而被吸入至电动压缩机15，从而在第二除霜线路35内循环。。在这种情况下，带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀肯定是关闭的。由此一来，可以直接将热气体制冷剂导入至车室外蒸发器27，从而进行除霜。图6B中，将此时的第二除霜线路35的莫里尔线图同冷冻循环的莫里尔线图进行对比图示。
[0082]结束除霜操作的构成为，利用第二除霜线路35来进行车室外蒸发器27的除霜操作，利用结霜检测方法来确认到没有结霜，这时结束操作，结霜检测方法是通过下述的车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48和外界大气温度传感器(Tamb)45之间的温度差是否在指定值a以上来判断。也就是说，通过结霜检测方法不再运作来确认除霜完成，从而能够确保车室外蒸发器27上没有残留的霜。
[0083]以上的运行是利用图8所示的控制装置40来进行控制的。该控制装置40的结构为，连接在车辆一侧的主控制装置41上，从车辆一侧输入信息，同时具备控制面板42，基于来自以下传感器群的检测信号和来自主控制装置41以及控制面板42的输入信息，进行空调系统I的运行控制。
[0084]控制装置40中，除了输入来自设置在车室内的车内温度传感器(Tr)43、外界大气温度传感器(Tamb)44、日照传感器(Ts)45、车速传感器46的检测信号之外，还输入来自设置在空调系统I 一侧的车室内蒸发器7上的出风空气温度传感器(FS)47、设置在车室外蒸发器27上的车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48、设置在吐出导管22A上的高压传感器(HP)
49、设置在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22Β上的车室外冷凝器制冷剂温度传感器(Τ2)50等的检测信号。
[0085]控制装置40基于来自上述传感器群的检测信号、来自控制面板42以及车辆一侧的主控制装置41的输入信息，根据预先设定的程序来进行所需的演算、处理等，且控制出风模式切换风门12或14用的执行器51、内外气体切换风门4用的执行器52、鼓风机5用的马达53、车室外风扇24用的马达54、电动压缩机15用的马达55、制冷剂切换装置16即三通切换阀用的電磁线圈56、带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀以及第二开闭阀25即电磁阀、第三开闭阀29即电磁阀用的各电磁线圈57、58、59等，如上所述，承担控制空调系统I的运行之功能。
[0086]以下，参照图9至图13所示的流程图，对利用控制装置40进行的空调系统I的运行控制进行说明。
[0087]图9为空调系统I的主控制流程图，开始控制后，首先在步骤SI中，读取控制面板42的设定，然后在步骤S2中，读取来自各种传感器群43至50的检测值。基于这些设定值以及检测值，步骤S3计算目标出风温度Ttar，移动到步骤S4。在此，判断是否进行除湿操作，若为YES，则移动到步骤S5，进入“冷气/除湿操作控制”，若为NO，则移动到步骤S6，进入“暖气运行控制”，之后在步骤S7中，输出各种传感器的检测值，返回起始点。
[0088]在步骤S5中，若进入“冷气/除湿操作控制”，并选择冷气运行，则执行图10所示的冷气运行控制。该冷气运行控制中，首先在SlO中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换为将电动压缩机15吐出的制冷剂在车室外冷凝器17—侧循环的线路。接下来，在步骤Sll中，确定开闭阀即电磁阀的开闭，打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。由此，设定图2所示的冷气用循环23。
[0089]进一步，依次确定步骤S12中的电动压缩机20的旋转数、步骤S13中的利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式、步骤SI 4中的利用出风模式切换风门12至14而启动的出风模式、步骤S15中的鼓风机5的驱动电压、步骤S16中的车室外风扇24的驱动电压等，且驱动马达以及执行器51至55，从而执行冷气运行，令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，继续冷气运行。
[0090]在步骤S5中选择了除湿操作控制时，在步骤SlO中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换为使来自电动压缩机15的吐出制冷剂在车室内冷凝器8中循环的线路。接下来，在步骤Sll中，确定开闭阀即电磁阀的开闭，打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，关闭带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。由此， 如图7所示，能够进行除湿操作，该除湿操作是通过将用车室内蒸发器7冷却、除湿的空气在车室内冷凝器8加热，而进行温度调节。
[0091 ]接下来，依次确定步骤S12中的电动压缩机20的旋转数、步骤S13中的利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式、步骤SI 4中的利用出风模式切换风门12至14而启动的出风模式、步骤S15中的鼓风机5的驱动电压、步骤S16中的车室外风扇24的驱动电压等，且驱动马达以及执行器51至55，从而执行除湿操作，令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，继续除湿操作。
[0092]该除湿操作可以打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，仅仅让车室内蒸发器7流通制冷剂而进行，也可以适当控制带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀的开闭，一边对车室内蒸发器7的冷却量进行控制一边进行。
[0093]另一方面，在步骤S6中，若进入“暖气运行控制”，则移动到图11以及图12所示的暖气运行控制。暖气运行控制中，在步骤S20中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换成制冷剂在车室内冷凝器8—侧流动的线路。接下来，在步骤S21中，确定电磁阀的开闭，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，打开带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25。由此，设定图3所示的暖气用热栗循环33。
[0094]之后，移动到步骤S22，在此判断车室外蒸发器27上是否有结霜。该结霜判定SI，通过车室外蒸发器制冷剂温度传感器48的检测值Tl，同外界大气温度传感器44的检测值Tamb的差，是否大于设定值a(Tl_Tamb 2 a)来进行判定，若为是即有结霜的情况下，移动到步骤S23，若为否即没有结霜的情况下，移动到步骤S24。在没有结霜的情况下，使车室外蒸发器27作为蒸发器起作用，利用暖气用热栗循环33来执行暖气运行。
[0095]在执行暖气运行之际，步骤S24中，内外气体切换风门4确定为外界大气导入模式，进一步依次确定步骤S25中的电动压缩机15的旋转数、步骤S26中的利用出风模式切换风门12至14的切换来启用的出风模式、步骤S27中的鼓风机5的驱动电压、步骤S28中的车室外风扇24的驱动电压等，且驱动马达以及执行器51至55，从而执行暖气运行，令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，继续暖气运行。
[0096]在步骤S22判断为有结霜、从而移动到步骤S23时，进一步判定车辆电源是否为开(Key ON)，为否的情况下，参照图12移动到步骤S29，在是的情况下，移动到步骤S30。步骤S30中，将内外气体切换风门4切换为外界大气导入模式或内部气体混合模式，并且移动到步骤S31，确定电磁阀的开闭。
[0097]这种情况下，步骤S31中，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。因此，通过在车室内冷凝器8散热而提供给暖气的制冷剂，在车室内冷凝器8中冷凝之后，经由旁路线路32、第三减压装置30、单向阀31而被导入至蓄能器21，切换为被吸入电动压缩机15的热气体循环33A。如上所述，在检测出车室外蒸发器27有结霜的时候，能够利用图4所示的热气体循环33A，继续暖气运行。
[0098]若在步骤S31确定电磁阀的开闭，切换到利用热气体循环33A的暖气运行的话，则依次确定步骤S32中的电动压缩机15的旋转数、步骤S33中的利用出风模式切换风门12至14的切换来启用的出风模式、步骤S34中的鼓风机5的驱动电压、步骤S35中的车室外风扇24的驱动电压等，驱动马达以及执行器51至55，从而执行暖气运行，进而令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，尽管车室外蒸发器27仍有结霜，但可以继续暖气运行。
[0099]在步骤S23中，判定为否即车辆电源为关，参照图12，移动到步骤S29的情况下，判定步骤S29中的车辆电源即电池是否在充电中或者充电完毕。在此，判断为否的话，则判断为电池的充电量不充分且未在充电中，或者乘员还在车上，从而移动到步骤S36，进行暂时停止除霜操作的处理。之后，移动到SI即步骤S7，重复同样的操作。
[0100]另一方面，在步骤S29中判断为是的话，则判断车辆在停止中即停车中时没有乘员在上面，并且车辆电源即电池在充电中或者充电完毕，从而移动到步骤S37，执行对车室外冷凝器17进行除霜的“除霜操作控制I”。车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27的霜，虽然也有可能在结霜后的行驶中自然除霜，但在判断结霜后车辆电源为关时，则必须执行“除霜操作控制I，2”。
[0101]除霜操作控制I如图13所示，在步骤S50中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换为将来自电动压缩机15的热气体制冷剂流动在车室外冷凝器17—侧的线路。接下来，在步骤S51中，确定电磁阀的开闭，打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25。由此，设定如图5A以及图5B所示的第一除霜线路34。
[0102]之后，移动到步骤S52，依次确定步骤S52中的电动压缩机15的旋转数、步骤S53中的利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式即内部气体循环模式、步骤S54中的出风模式切换风门12至14的切换而启动的出风模式、步骤S55中的鼓风机5的驱动电压、步骤S56中的车室外风扇24的驱动电压等，从而驱动马达以及执行器51至55。由此，制冷剂在第一除霜线路34中循环，热气体被导入至车室外冷凝器17，从而执行车室外冷凝器17的除霜操作。该除霜操作时，停止车室外风扇24。
[0103]车室外冷凝器17在利用“除霜操作控制I”进行除霜期间，在步骤S38中执行结霜判定S2。该结霜判定S2是通过车室外冷凝器制冷剂温度传感器(T2)50的检测值T2是否超过设定值b(T2 Sb)来判断除霜是否完成。即其结构为，在检测值Τ2为设定值b以下的情况下，判断霜尚未融化还有残留，即判断为是，从而继续除霜操作，若检测值T2超过设定值b，则判断霜融化除霜结束，移动到下一个步骤S39。
[0104]在步骤S39中，为了给车室外蒸发器27除霜，执行“除霜操作控制2”。如图13所示，“除霜操作控制2”通过依次确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流动道路、电磁阀的开闭、电动压缩机15的旋转数、利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式即内部气体循环模式、利用出风模式切换风门12至14的切换而启动的出风模式、鼓风机5的驱动电压、车室外风扇24的驱动电压等，从而驱动马达以及执行器51至55，确定电磁阀的开闭，这种情况下，打开带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。
[0105]由此，如图6A和图6B所示，制冷剂在第二除霜线路35中循环，通过将热气体制冷剂导入至车室外蒸发器27，从而执行车室外蒸发器27的除霜操作。车室外蒸发器27在利用“除霜操作控制2”进行除霜期间，由步骤S40来进行结霜判定。该结霜判定S3是通过车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48的检测值Tl是否超过了设定值c(Tl < c)来判断是否除霜完毕。即其结构为，在检测值Tl为设定值c以下的情况下，判断霜尚未融化还有残留，即判断为是，从而继续除霜操作，若检测值Tl超过设定值C，则判断霜融化除霜结束，移动到下一个步骤S41，结束除霜操作。在该除霜操作时，车室外风扇24也处于停止状态。
[0106]在“除霜操作控制I”以及“除霜操作控制2”中，如图13所示，为每次步骤S50至步骤S56的“除霜操作控制”结束后，在S2以及S3即步骤S38以及步骤S40中，执行结霜判定的结构，利用“除霜操作控制I”以及“除霜操作控制2”，在车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27的除霜全部结束后，移动到步骤S41，从而结束除霜操作。
[0107]这么一来，根据本实施方式，可起到以下的作用效果。
[0108]本实施方式的热栗式车辆用空调系统I，其结构为:借助制冷剂切换装置16，对由众所周知的电动压缩机15、车室外冷凝器17、接收机18、带有开闭阀功能的第一减压装置
19、车室内蒸发器7以及蓄能器21所组成的冷气用冷冻循环，连接设置在HVAC单元2内的车室内蒸发器7下游的车室内冷凝器8，同时，借助带有开闭阀功能的第二减压装置26，在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B上，连接设置在车室外的车室外蒸发器27，并且在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22A和蓄能器21之间连接具有带有开闭阀功能的第三减压装置30的旁路线路32。
[0109]由此，能够借助电动压缩机15、制冷剂切换装置16、车室内冷凝器8、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26、车室外蒸发器27、蓄能器21来构成暖气用热栗循环33，同样，在暖气运行时，车室外蒸发器27结霜时，可构成两个除霜线路:将来自电动压缩机15的热气体制冷剂利用制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、液态制冷剂导管22B、具有带有开闭阀功能的第三减压装置30的旁路线路32、蓄能器21而进行循环，从而除去车室外冷凝器17的雪、结冰等的第一除霜线路34;以及，将来自电动压缩机15的热气体制冷剂利用制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26、车室外蒸发器27以及蓄能器21而进行循环，从而除去车室外蒸发器27的霜的第二除霜线路35。
[0110]因此，利用在外界气温较低的情况下的暖气运行，从而即便车室外蒸发器27结霜，或者车室外冷凝器17上附着了雪、结冰等，在车辆停止中即停车中没有乘员，并且车辆电源即电池在充电中或者充电结束的时候，借助第一除霜线路34以及第二除霜线路35，将电动压缩机15吐出的热气体制冷剂导入至车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27，从而能够分别进行除霜，即便在外界气温较低的情况下也能够短时间内有效地进行除霜。
[0111]并且，由于适用于引擎驱动方式的车辆的现有的车辆用空调系统的冷气用制冷剂线路和构成机器类几乎能够直接共用，因此通过最小限度地追加暖气用线路以及机器，就能够提供结构比较简单、低成本并且搭载性能优越，可良好地适用于EV车和HEV、PHEV车等的信赖性较高的高效率热栗式车辆用空调系统I。
[0112]通过在外界气温较低的情况 下的暖气运行，即便车室外蒸发器27结霜，也可切换成热气体暖气，该热气体暖气为将来自电动压缩机15的热气体制冷剂流动到车室内冷凝器8，利用在此散热、液化的制冷剂经由旁路线路32、第三减压装置30、单向阀31、蓄能器21，吸入至电动压缩机15的热气体循环33A来进行供暖，因此可以继续暖气运行。由此，通过在暖气运行中切换除霜操作，从而消除了暖气运行中断和消费电力损耗的问题，同时避免由于暖气运行的中断导致的车窗水汽，能够确保暖气效果和安全性。
[0113]除霜操作在车辆停止后，于没有乘员的状态下，并且车辆电池在充电中或者充电后进行，因此能够避免除霜操作对车辆行驶距离的产生影响，同时能够在车辆电池充电时或充电后的电池容量充裕时进行除霜操作。由此，可以在对乘员不构成任何影响的状态下，有效切实地对车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27进行除霜。
[0114]在本实施方式中，在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B设置接收机18的同时，将设置在车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀，由此通过与接收机的组合，从而能够使用温度式自动膨胀阀，令车室内蒸发器7的蒸发性稳定，从而能够确保其控制性以及信赖性，提升冷气性能，同时能够实现设置带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的HVAC单元2周围的结构以及其控制系统的简单化。
[0115]本实施方式中，在令制冷剂于暖气用热栗循环33循环的状态下，打开车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19的开闭阀功能，关闭车室内蒸发器7以及车室外蒸发器27双方或者带有开闭阀功能的第二减压装置26，从而仅仅让制冷剂流通在车室内蒸发器7，从而可以选择除湿模式，因此在冷气或暖气运行时，根据需要选择除湿模式，将车室内冷凝器8切换为，使散热器、车室外蒸发器27以及车室内蒸发器7的双方或仅仅车室内蒸发器7作为蒸发器起作用的除湿操作，从而能够进行温度调节控制。
[0116]这么一来，在冷气或者暖气运行时，可以适当切换为除湿模式来进行温度调节控制，从而执行快捷的除湿操作。该除湿操作时，通过同时使用车室内蒸发器7以及车室外蒸发器27双方，能够提升温度线性特性即对设定温度的追踪性。
[0117]在本实施方式中，在将车室外蒸发器27于车室外冷凝器17用的车室外风扇24的通气道中，配置于车室外冷凝器17的下游一侧的同时，在进行使用第一除霜线路34以及第二除霜线路35的除霜操作时，由于令车室外风扇24处于停滞状态，因此可以将车室外风扇24共用化为车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27用，实现系统结构的简单化、低成本化的目的。由于是利用热气体制冷剂将车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27从内部加热的除霜方式，因此利用第一除霜线路34以及第二除霜线路35进行除霜操作时，能够停止车室外风扇24来除霜，从而减少用于除霜操作的电力消耗。
[0118]在除霜操作时，利用第一除霜线路34，在通过热气体制冷剂对车室外冷凝器17—侧附着的雪和溅起水分的结冰等进行除霜之后，切换为第二除霜线路35，通过热气体制冷剂对车室外蒸发器27的结霜进行除霜，因此能够分别投入车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27、集中投入热气体制冷剂，从而依次进行除霜。由此，即便在外界气温较低的情况下，也能够短时间内有效地对车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27进行除霜。
[0119]本发明并不局限于上述实施方式所涉及的发明，只要在不超脱其要旨的范畴内，可以进行适当变形。例如，在上述实施方式中，当热栗暖气运行时，即便车室外蒸发器27上结霜，也不会在车辆行行驶中进行除霜操作，而也可以在车辆行驶中霜自然融化的情况下，恢复使用车室外蒸发器27的热栗暖气运行。在上述实施方式的结构为，将车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19，作为可令车室内蒸发器7的性能保持稳定的控制性良好的温度式自动膨胀阀，从而确保其控制性，因此在车室外冷凝器17的出口设置了接收机18，不过在使用温度式自动膨胀阀以外的减压方式的情况下，也可以省略接收机18。
[0120]在上述实施方式中，将带有开闭阀功能的第一减压装置19作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀，不过也可以是分别将电磁阀和温度式自动膨胀阀串联起来的结构。关于带有开闭阀功能的第二减压装置26以及带有开闭阀功能的第三减压装置30，分别在第二减压装置26即膨胀阀以及第三减压装置30即膨胀阀的入口一侧设置了第二开闭阀25即电磁阀以及第三开闭阀29即电磁阀，不过毫无疑问，也可以将其用具备开闭阀功能的电子膨胀阀替代，本发明为包含了这些形态。
[0121]附图标记说明
[0122]I热栗式车辆用空调系统
[0123]2 HVAC单元
[0124]7车室内蒸发器
[0125]8车室内冷凝器
[0126]15电动压缩机
[0127]16制冷剂切换装置(三通切换阀)
[0128]17车室外冷凝器
[0129]18接收机
[0130]19带有开闭阀功能的第一减压装置(带有电磁阀的温度式自动膨胀阀)
[0131]21蓄能器
[0132]22A吐出导管(吐出线路)
[0133]22B液态制冷剂导管
[0134]23冷气用冷冻循环(制冷剂线路)
[0135]24车室外风扇
[0136]26带有开闭阀功能的第二减压装置(开闭阀25以及膨胀阀26)
[0137]30带有开闭阀功能的第三减压装置(开闭阀29以及膨胀阀30)
[0138]32旁路线路
[0139]33暖气用热栗循环(制冷剂线路)
[0140]33A热气体循环
[0141]34第一除霜线路
[0142]35第二除霜线路
【主权项】
1.一种热栗式车辆用空调系统，其具备:冷气用冷冻循环，其依次连接了电动压缩机、车室外冷凝器、带有开闭阀功能的第一减压装置、设置在HVAC单元内的车室内蒸发器、蓄能器； 车室内冷凝器，其配置在所述HVAC单元内的所述车室内蒸发器的下游一侧，且在借由切换装置将制冷剂入口连接在所述电动压缩机的吐出线路上的同时，将制冷剂出口连接在所述车室外冷凝器出口 一侧的液态制冷剂导管上； 车室外蒸发器，其借助带有开闭阀功能的第二减压装置将制冷剂入口连接在所述车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管上，制冷剂出口连接在所述蓄能器上，以及， 旁路线路，其具有连接所述车室外冷凝器的出口 一侧液态制冷剂导管和所述蓄能器之间的带有开闭阀功能的第三减压装置，其中， 利用所述电动压缩机、所述切换装置、所述车室内冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器，可以构成暖气用的热栗循环， 同时在暖气运行时，若所述车室外蒸发器结霜，可构成为:第一除霜线路，其利用所述切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外冷凝器进行除霜;第二除霜线路，其利用所述切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外蒸发器进行除霜。2.根据权利要求1所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，在利用所述暖气用热栗循环进行暖气运行时，若检测出所述车室外蒸发器结霜，将由所述车室外冷凝器散热而冷凝的制冷剂，经由具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的所述旁路线路，导入至所述蓄能器，切换到被所述电动压缩机吸入的热气体循环，从而可以继续进行暖气运行。3.根据权利要求1或2所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，在将接收机设置于所述车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管的同时，将所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，在令制冷剂于所述暖气用热栗循环中进行循环的状态下，令所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置的开闭阀功能打开，且将所述车室内蒸发器和所述车室外蒸发器的双方或者所述带有开闭阀功能的第二减压装置关闭，从而令制冷剂流通于所述车室内蒸发器，由此可以选择除湿模式。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，所述车室外蒸发器的构成为，在所述车室外冷凝器用的车室外风扇的通气道中，被配置在所述车室外冷凝器的下游一侧，同时在使用所述第一除霜线路以及所述第二除霜线路进行除霜操作时，令所述车室外风扇处于停止状态。6.—种热栗式车辆用空调系统的除霜方法，其特征在于，在如权利要求1至5中任一项所述的热栗式车辆用空调系统的除霜方法中， 在所述车室外蒸发器结霜的情况下，借助所述第一除霜线路，通过热气体制冷剂将附着于所述车室外冷凝器一侧的雪和溅起的水分的结冰等进行除霜之后，切换为所述第二除霜线路，利用热气体制冷剂对所述车室外蒸发器的结霜进行除霜。7.根据权利要求6所述的热栗式车辆用空调系统的除霜方法，其特征在于，所述除霜操作在车辆停下来之后，且于车辆电池充电中或者充电后，在所述车室外风扇停止的状态下进行。
【专利摘要】本发明提供一种热泵式车辆用空调系统，其在除霜操作时，在车室外冷凝器以及车室外蒸发器双方流通热气体，即便在外界气温较低的情况下，也能够在短时间内有效地除霜，并且可直接共用现有系统的冷气用循环。一种热泵式车辆用空调系统(1)，其对由电动压缩机(15)、车室外冷凝器(17)、带有开闭阀功能的第一减压装置(19)、车室内蒸发器(7)、蓄能器(21)组成的冷气用循环(23)，借助制冷剂切换装置(16)连接设置在HVAC单元(2)内的车室内蒸发器(7)下游的车室内冷凝器(8)，同时在车室外冷凝器(17)的出口一侧液态制冷剂导管(22B)处借助带有开闭阀功能的第二减压装置(26)连接设置在车室外的车室外蒸发器(27)，进一步连接在车室外冷凝器(17)的出口一侧液态制冷剂导管(22B)和蓄能器(21)之间具有带有开闭阀功能的第三减压装置(30)的旁路线路(32)。
【IPC分类】F25B47/02, F25B1/00, B60H1/22
【公开号】CN105555564
【申请号】CN201480025814
【发明人】森下昌俊, 石田寿幸
【申请人】三菱重工汽车空调系统株式会社
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年4月15日
【公告号】DE112014003184T5, US20160075212, WO2015004967A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于电动汽车和混合动力车等的空调装置的热栗式车辆用空调系统以及其除霜方法。
【背景技术】
[0002]在车辆用空调系统中，电动汽车(EV)不能利用引擎排热来暖气。即便在混合动力车(HEV，PHEV)中，由于人们推进的节约燃料费化，将极力控制引擎令其停止，因此人们研究采用由使用制冷剂的热栗暖气系统或将冷却剂作为媒介的电暖器构成的暖气系统。特别是暖气运行的电力消费很大，因此人们希望采用一种能够实现高COP暖气的热栗系统，其中，电暖器的情况下为COPg I。
[0003]另一方面，在热栗系统的情况下，当于较低的外界气温下开着暖气驾车时，车室外热交换器即蒸发器上会出现结霜，导致从外界大气中的吸热量减少，结果会出现暖气效能下降的问题。因此，需要对车室外热交换器即蒸发器进行除霜(defrosting)，而如果使用适用于建筑物用热栗式空调装置的除霜方法，则无法继续进行暖气运行。在车辆用空调装置的情况下，会出现这样的问题:若停止暖气运行，则会导致窗户起雾，从而无法确保行车安全性，因此在车辆行驶过程中进行除霜操作很难。
[0004]在此，专利文献I提供了这样一种适用于EV车和HEV、PHEV车等的优质热栗式车辆用空调系统:共用现有的车辆用空调装置的冷气循环，通过追加最小限度的暖气用线路以及机器，从而能够以较低成本解决车室外蒸发器上的结霜问题。该系统为，对现有系统的冷气循环，连接设置于HVAC单元内的车室内蒸发器的下游一侧的车室内冷凝器，同时在车室外连接车室外蒸发器，从而构成暖气用热栗循环，在暖气运行时，若检测出车室外蒸发器的结霜，切断供应给车室外蒸发器的制冷剂，令制冷剂在车室内蒸发器一侧流通，切换为除湿暖气，得以让暖气继续运行。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本专利特开2012-158197号公报
【发明内容】
[0008]要解决的技术问题
[0009]在专利文献I的发明中，当暖气运行时，若出现车室外蒸发器结霜的情况，则在车室内蒸发器一侧令制冷剂流通，切换为除湿暖气，让暖气能够继续运行，而这段时间要么令车室外蒸发器自然除霜，要么在车辆停止之后，于无乘员的状态下且在车辆电池充电中或充电后进行除霜操作。
[0010]然而，在除霜操作时，因为没办法直接将热气体导入车室外蒸发器来进行除霜，因此采用利用车室内蒸发器吸热且利用车室内冷凝器散热，然后将暖风通风到车室外蒸发器的方法，所以当外界气温较低时，由于吸热量不足，不仅无法在短时间内有效地进行除霜操作，还会在外界气温低于o°c的情况下出现难以除霜等的问题。
[0011 ]本发明是鉴于这样的事实而制造出来的，其目的在于提供一种热栗式车辆用空调系统及其除霜方法，其在除霜操作时，同时给车室外冷凝器和车室外蒸发器双方流通热气体，从而即便外界气温较低，也能够在短时间内有效地除霜，并且可以直接共用现有的空调系统的冷气用循环。
[0012]技术方案
[0013]为了解决上述问题，本发明的热栗式车辆用空调系统及其除霜方法采用以下的方法。
[0014]S卩，本发明的一个形态所涉及的热栗式车辆用空调系统具备:冷气用冷冻循环，其依次连接有电动压缩机、车室外冷凝器、带有开闭阀功能的第一减压装置、设置在HVAC单元内的车室内蒸发器、蓄能器;车室内冷凝器，其配置在所述HVAC单元内的所述车室内蒸发器的下游一侧，且在借由制冷剂切换装置将制冷剂连接在电动压缩机的吐出线路上的同时，将制冷剂出口连接在所述车室外冷凝器出口一侧的液态制冷剂导管上;车室外蒸发器，其借助带有开闭阀功能的第二减压装置将制冷剂入口连接在所述车室外冷凝器的出口一侧，且制冷剂出口连接在所述蓄能器上，以及，旁路线路，其具有连接所述车室外冷凝器的出口一侧的制冷剂和所述蓄能器之间的带有开闭阀功能的第三减压装置，其中，可以由所述电动压缩机、所述制冷剂切换装置、所述车室内冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器来构成暖气用的热栗循环，同时在暖气运行时，若所述车室外蒸发器结霜，可构成为:第一除霜线路，其利用所述制冷剂切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外冷凝器进行除霜;第二除霜线路，其利用所述制冷剂切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外蒸发器进行除霜。
[0015]根据上述形态，对于由电动压缩机、车室外冷凝器、接收机、带有开闭阀功能的第一减压装置、车室内蒸发器以及蓄能器组成的冷气用循环，因为是借助制冷剂切换装置来连接设置于HVAC单元内的车室内蒸发器的下游一侧的车室内冷凝器，同时在车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管上，借助带有开闭阀功能的第二减压装置，连接设置于车室外的车室外蒸发器，还连接了在车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管和蓄能器之间具有带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路的结构，所以能够利用电动压缩机、制冷剂切换装置、车室内冷凝器、液态制冷剂导管、带有开闭阀功能的第二减压装置、车室外蒸发器、蓄能器构成暖气用热栗循环，同样也可以构成为以下两种除霜线路:在暖气运行时，若车室外蒸发器结霜，则利用制冷剂切换装置使来自电动压缩机的热气体制冷剂经由车室外冷凝器、液态制冷剂导管、具有带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路以及蓄能器来进行循环，从而对车室外冷凝器的雪、结冰等进行除霜的第一除霜线路;利用制冷剂切换装置使来自电动压缩机的热气体制冷剂经由车室外冷凝器、液态制冷剂导管、带有开闭阀功能的第二减压装置、车室外蒸发器、蓄能器来进行循环，从而对车室外蒸发器的霜进行除霜的第二除霜线路。由此，在外界气温较低的情况下进行暖气运行时，即便车室外蒸发器结霜，或者车室外冷凝器上附着了雪、结了冰等，借助第一除霜线路和第二除霜线路，也能够将从电动压缩机吐出的热气体制冷剂导入至车室外冷凝器和车室外蒸发器，分别进行除霜，从而即便在外界气温较低的情况下也能够短时间内有效地进行除霜。并且，因为能够几乎直接共用现有的空调系统的冷气用循环，因此通过追加最小限度的暖气用线路和机器，从而能够提供结构比较简单、低成本、并且搭载性能优越，能够良好地适用于EV车或HEV、PHEV车等的、信赖度高的高效率热栗式车辆用空调系统。
[0016]在上述的热栗式车辆用空调系统中，利用所述暖气用热栗循环来进行暖气运行时，若检测出所述车室外蒸发器结霜，也可以将由所述车室外冷凝器散热而冷凝的制冷剂，经由具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的所述旁路线路，导入至所述蓄能器，切换到被所述电动压缩机吸入的热气体循环，从而可以继续进行暖气运行。
[0017]根据上述形态，当利用暖气用热栗循环进行暖气运行时，若检测出车室外蒸发器结霜，将由车室外冷凝器散热而冷凝的制冷剂，经由具有带有开闭阀功能的第三减压装置的所述旁路线路导入至蓄能器，切换到被电动压缩机吸入的热气体循环，从而继续进行暖气运行，因此即便由于在外界气温较低的情况下进行暖气运行而导致车室外蒸发器结霜，当将外界大气作为热源的热栗暖气困难时，通过切换为热气体循环，能够继续令暖气运行。由此，能够避免暖气运行的中断以及窗户起雾等问题，确保暖气效果和安全性。
[0018]在上述的热栗式车辆用空调系统中，也可以在将接收机设置于所述车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管的同时，将所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀。
[0019]根据上述的形态，在将接收机设置于车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管的同时，将车室内蒸发器入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀，因此通过与接收机的组合，可以使用温度式自动膨胀阀，通过使车室内蒸发器7的蒸发性能变得稳定，可以确保其控制性和信赖性，提升冷气性能，同时可以实现设置带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的HVAC单元2周围的结构以及其控制系统变得简单。
[0020]在上述任意一个热栗式车辆用空调系统中，在令制冷剂于所述暖气用热栗循环中进行循环的状态下，也可以令所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置的开闭阀功能打开，且将所述车室内蒸发器和所述车室外蒸发器双方或者所述带有开闭阀功能的第二减压装置关闭，从而令制冷剂流通于所述车室内蒸发器，这么一来可以选择除湿模式。
[0021]根据上述形态，在令制冷剂于暖气用热栗循环中进行循环的状态下，令车室内蒸发器入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置的开闭阀功能打开，且将车室内蒸发器和车室外蒸发器双方或者带有开闭阀功能的第二减压装置关闭，从而令制冷剂流通于车室内蒸发器，这么一来可以选择除湿模式，因此在冷气或者暖气运行时，可以根据需要选择除湿模式，把车室内冷凝器切换为，将散热器、车室外蒸发器以及车室内蒸发器的双方或者单独车室内蒸发器作为蒸发器起作用的除湿操作，从而能够进行温度调节控制。由此，当冷气或暖气运行时，可以切换到适合的除湿模式来进行温度调节控制，从而能够执行舒适的除湿操作。该除湿操作时，通过同时使用车室内蒸发器和车室外蒸发器，能够提升温度线性特性即对设定温度的追踪性。
[0022]在上述任意一个热栗式车辆用空调系统中，所述车室外蒸发器的构成也可以为，在所述车室外冷凝器用的车室外风扇的通气道中，被配置在所述车室外冷凝器的下游一侦U，同时在使用所述第一除霜线路以及所述第二除霜线路进行除霜操作时，令所述车室外风扇处于停止状态。
[0023]根据上述形态，车室外蒸发器为，在车室外冷凝器用的车室外风扇的通气道中，被配置在车室外冷凝器的下游一侧，同时在使用第一除霜线路以及第二除霜线路进行除霜操作时，令车室外风扇处于静止状态的结构，因此通过将车室外风扇共用化为车室外冷凝器以及车室外蒸发器用，能够实现系统结构的简单化、低成本化的目的。此外，因为是让车室外冷凝器以及车室外蒸发器通过热气体制冷剂从内部加热来除霜的方法，因此在利用第一除霜线路以及第二除霜线路进行除霜操作时，能够停止车室外风扇而进行除霜，从而能够减少用于除霜操作的电力消耗。
[0024]在上述任意一个热栗式车辆用空调系统的除霜方法中，在所述车室外蒸发器结霜的情况下，也可以借助所述第一除霜线路，将附着于所述车室外冷凝器一侧的雪以及溅起来的水分形成的结冰等利用热气体制冷剂来进行除霜，之后切换为所述第二除霜线路，将所述车室外蒸发器的结霜利用热气体制冷剂来进行除霜。
[ 0025]根据上述形态、在除霜操作时，借助第一除霜线路，将附着于车室外冷凝器一侧的雪以及溅起来的水分形成的结冰等利用热气体制冷剂来进行除霜，之后切换为第二除霜线路，将车室外蒸发器的结霜利用热气体制冷剂来进行除霜，因此能够分别投入车室外冷凝器以及车室外蒸发器、集中投入热气体制冷剂，从而依次进行除霜。由此，即便外界气温较低，也能够短时间内有效地对车室外冷凝器以及车室外蒸发器进行除霜。
[0026]在上述的热栗式车辆用空调系统的除霜方法中，所述除霜操作也可以在车辆停下来之后，于车辆电池充电中或者充电后，在所述车室外风扇停止的状态下进行。
[0027]根据上述形态，除霜操作在车辆停下来之后，于车辆电池充电中或者充电后，在车室外风扇停止的状态下进行，因此可以避免除霜操作对车辆行驶距离造成的影响，同时可以在车辆电池充电时或者充电后电池容量充足的时候进行除霜操作。由此，可在不对乘员造成任何影响的状态下，减少电力消耗，同时有效并切实地进行车室外冷凝器以及车室外蒸发器的除霜。
[0028]有益效果
[0029]根据本发明的热栗式车辆用空调装置，在外界气温较低的情况下进行暖气运行时，即便车室外蒸发器结霜，或者车室外冷凝器上附着有雪、结冰等，借由第一除霜线路以及第二除霜线路，将从电动压缩机吐出的热气体制冷剂导入至车室外冷凝器以及车室外蒸发器，能够分别进行除霜，即便在外界气温较低的情况下也能短时间内有效地进行除霜。并且，因为几乎直接共用现有的空调系统的冷气用循环，因此能够提供通过追加最小限度的暖气用线路以及机器，结构比较简单且低成本，并且搭载性能优越，能够良好地适用于EV车和HEV、PHEV车等的、信赖度高的高效率热栗式车辆用空调系统。
[0030]根据本发明的热栗式车辆用空调装置的除霜方法，在除霜操作时，借助第一除霜线路，将附着于车室外冷凝器一侧的雪和溅起来的水分形成的结冰等利用热气体制冷剂来进行除霜后，切换为第二除霜线路，利用热气体制冷剂对车室外蒸发器的结霜进行除霜，能够分别投入车室外冷凝器以及车室外蒸发器单、集中投入热气体制冷剂，从而依次进行除霜，因此即便在外界气温较低的情况下，也能短时间内有效地对车室外冷凝器以及车室外蒸发器进行除霜。
【附图说明】
[0031]图1是本发明的一个实施方式所涉及的热栗式车辆用空调系统的制冷剂线路图。
[0032]图2是表示上述热栗式车辆用空调系统的冷气时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0033]图3是表示上述热栗式车辆用空调系统的暖气时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0034]图4是表示在检测到上述热栗式车辆用空调系统的暖气时的结霜后的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0035]图5A是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外冷凝器的除霜时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0036]图5B是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外冷凝器的除霜时的制冷剂流动的莫里尔线图。
[0037]图6A是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外蒸发器的除霜时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0038]图6B是表示上述热栗式车辆用空调系统的车室外蒸发器的除霜时的制冷剂流动的莫里尔线图。
[0039]图7是表示上述热栗式车辆用空调系统的除湿模式时的制冷剂流动的制冷剂线路图。
[0040]图8是控制上述热栗式车辆用空调系统的控制装置的模块图。
[0041 ]图9是利用上述控制装置进行运行控制的流程图。
[0042]图10是利用上述控制装置进行冷气、除湿操作时的控制流程图。
[0043]图11是利用上述控制装置进行暖气运行时的控制流程图的一部分图。
[0044]图12是图11所示的暖气运行时的控制流程图剩余的一部分图。
[0045]图13是利用上述控制装置进行除霜操作时的控制流程图。
【具体实施方式】
[0046]以下，参照图1至图13，说明本发明所涉及的一实施方式。
[0047]图1表示本发明的一个实施方式涉及的热栗式车辆用空调系统的制冷剂线路图。
[0048]本实施方式所涉及的热栗式车辆用空调系统I具备:HVAC单元(HeatingVentilat1n and Air Condit1ning Unit)2，以及可以输出冷暖气的热栗循环3。
[0049]HVAC单元2具备:利用内外气体切换风门4，将来自车室内的内部气体或者外部气体切换导入，并压缩输送到下游一侧的鼓风机5;在同鼓风机5相连的空气通道6中，从上游一侧到下游一侧依次配置的车室内蒸发器7以及车室内冷凝器8。该HVAC单元2被设置在车室一侧的仪表盘内，将借助车室内蒸发器7以及车室内冷凝器8进行温度调节的空气吹进车室内，从而将车室内调整成设定温度，吹入空气的过程为从面向车室开口的多个除霜出风口 9、面部出风口 10、脚部出风口 11的任意一个，借助出风模式切换风门12、13、14进行选择性地切换出风模式，根据该出风模式吹入车室内。
[0050]参照图2，可冷暖气的热栗循环3具备密闭循环的冷气用冷冻循环23即制冷剂线路，其是利用制冷剂导管，依次连接压缩制冷剂的电动压缩机15、切换制冷剂流动方向的制冷剂切换装置16即三通切换阀、车室外冷凝器17、接收机18、带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀、车室内蒸发器7、单向阀20、蓄能器21而构成的。该冷气用冷冻循环23跟适用于引擎驱动形式的车辆的现有的车辆用空调装置大致相同。车室外冷凝器17附带设置有同外界大气通风的车室外风扇24。制冷剂切换装置16即三通切换阀也可以利用组合2个电磁阀的结构来代替。
[0051]冷暖气用的热栗循环3中，对于上述冷气用冷冻循环23，借助制冷剂切换装置16即三通切换阀，在来自电动压缩机15的吐出导管22A即吐出线路上连接设置在HVAC单元2内的车室内冷凝器8，且该制冷剂出口同车室外冷凝器17的出口一侧液态导管22B连接。在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B上，借助第二开闭阀25即电磁阀以及第二减压装置26即膨胀阀，以下，也将两者统称为带有开闭阀功能的第二减压装置26，连接车室外蒸发器27，该制冷剂出口借助单向阀28连接在接收机21上。
[0052]对于上述冷气用冷冻循环23，其结构为，在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B和蓄能器21之间，连接具备第三开闭阀29即电磁阀以及第三减压装置30即膨胀阀，以下也将两者统称为带有开闭阀功能的第三减压装置30，以及单向阀31的旁路线路32，从而使其将带有开闭阀功能的第二减压装置26以及车室外蒸发器27分支开来，带有开闭阀功能的第二减压装置26为第二开闭阀25即电磁阀以及第二减压装置26即膨胀阀。
[0053]这么一来，参照图3，可以构成借助制冷剂导管22，依次将电动压缩机15、制冷剂切换装置16即三通切换阀、车室内冷凝器8、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26即第二开闭阀25以及第二减压装置26、车室外蒸发器27、单向阀28、蓄能器21连接的密闭循环的暖气用热栗循环33即制冷剂线路。
[0054]利用该暖气用热栗循环33进行暖气运行时，参照图4，在检测出车室外蒸发器27结霜的时候，将带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25关闭，打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，将利用车室内冷凝器8冷凝的液态制冷剂经由旁路线路32、带有开闭阀功能的第三减压装置30、单向阀31而导入至蓄能器21，从而可以切换利用吸入到电动压缩机15的热气体循环33A而进行的暖气运行。
[0055]同样地，可以构成为:参照图5A和图5 B，使从电动压缩机15吐出的热气体借助制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、接收机18、液态制冷剂导管22B、旁路线路32、旁路线路32中的带有开闭阀功能的第三减压装置30即第三开闭阀29以及第三减压装置30和单向阀31、蓄能器21来进行循环，从而对车室外冷凝器17进行除霜的第一除霜线路34;以及，参照图6A以及图6B，使从电动压缩机15吐出的热气体借助制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、接收机18、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26即第二开闭阀25以及第二减压装置26、车室外蒸发器27、单向阀28、蓄能器21来进行循环，从而对车室外蒸发器27进行除霜的第二除霜线路35。
[0056]参照图7，将制冷剂线路作为暖气用热栗循环33即制冷剂线路，同时打开设置在车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的开闭阀功能，将车室外蒸发器27和车室内蒸发器7的双方或者第二开闭阀25关闭，令制冷剂流到车室内蒸发器7，从而可以选择利用除湿模式下的运行。
[0057]在上述热栗循环3中，构成暖气用热栗循环33的车室外蒸发器27，相对于构成冷气用冷冻循环23的车室外冷凝器17，在同外界大气通风的车室外风扇24的通气道的下游一侦U，跟车室外冷凝器17相互平行而设置，如此来共用化车室外风扇24。进一步，本实施方式构成为，在车室外冷凝器17的上部设置散热器36，该散热器36用于释放对车辆驱动用的引擎、马达、空调变换器以及电池等的发热体进行冷却的热媒体即冷却水等的热量，且可以利用车室外蒸发器27吸收该放出的热量。该散热器36可以配置在车室外冷凝器17和车室外蒸发器27之间。
[0058]接下来，使用图2和图7说明上述热栗式车辆用空调系统I运行时的制冷剂流动。在各图中，使用粗线表示运行时的制冷剂流动。
[0059]冷气运行
[0060]冷气运行时，如图2所示，用电动压缩机15压缩的制冷剂从吐出导管22A，借助制冷剂切换装置16循环到车室外冷凝器17，同利用车室外风扇24进行通风的外界大气进行热交换来冷凝。该液态制冷剂被贮存在接收机18内之后，经由液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第一减压装置19来进行减压，提供给HVAC单元2内的车室内蒸发器7。
[0061 ]提供给车室内蒸发器7的制冷剂，在此同从鼓风机5吹来的内部气体和外界大气进行热交换，从而蒸发，通过经由单向阀20、蓄能器21被吸入到电动压缩机15，而进行再压缩。以下重复同样的循环。该冷气用循环23可以大致共用引擎驱动方式的车辆所用的现有系统的冷气用循环。通过利用车室内蒸发器7同制冷剂进行热交换，而被冷却的内部气体或外界大气，根据利用出风模式切换风门12或者14进行切换的出风模式，从除霜出风口9、面部出风口 10、脚部出风口 11的任意一个吹入车室内，提供给车室内的冷气。
[0062]该冷气运行时，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置26以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第二开闭阀25 即电磁阀以及第三开闭阀29即电磁阀中的任意一个。
[0063][暖气运行]
[0064]暖气运行时，如图3所示，在车室外蒸发器27结霜为止的期间，由电动压缩机15压缩的制冷剂借助制冷剂切换装置16，从吐出导管22A被导入至车室内冷凝器8，在此，其同从鼓风机5送入的内部气体或外界大气进行热交换而进行散热。这样加热的空气根据出风模式，从除霜出风口 9、面部出风口 10以及脚部风口 11的任意一个吹入车室内，提供给车室内的暖气。通常的暖气运行为了防止车窗起雾，用外界大气导入模式进行。
[0065]利用车室内冷凝器8散热、冷凝液化的制冷剂，经由液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26来进行减压，且提供给车室外蒸发器27，这种情况下，第二开闭阀即电磁阀25为打开状态。该气液两相制冷剂，同在车室外蒸发器27利用车室外风扇24进行通风的外界大气进行热交换，从外界大气吸热蒸发之后，经由单向阀28、蓄能器21被吸入到电动压缩机15，进行再压缩。以下，重复同样的循环。利用该暖气用热栗循环33，运行热栗暖Ho
[0066]如上所述，利用现有的冷气用循环23，对该吐出导管22A即吐出线路，借助制冷剂切换装置16连接暖气用的车室内冷凝器8，同时借助带有开闭阀功能的第二减压装置26即第二开闭阀(电磁阀)25和第二减压装置(膨胀阀)26，从而连接暖气用的车室外蒸发器27，这么一来一部分的线路部分以及机器类可以共用化，构成暖气用的热栗循环33。
[0067]该暖气运行时，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第二开闭阀即电磁阀29的任意一个。
[0068]暖气运行时，若外部气温较低，则车室外蒸发器27的表面结霜，若继续运行的话，暖气效能会下降。在此，如图4所示，在检测到车室外蒸发器27结霜的情况下，继续进行暖气运行时，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置的第二开闭阀即电磁阀25、打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，利用制冷剂切换装置16将来自电动压缩机15的热气体制冷剂导入至车室内冷凝器8，在此散热并提供给暖气之后，将该液态制冷剂经由旁路线路32、第三减压装置30、单向阀31，导入至蓄能器21，利用切换吸入至电动压缩机15的热气体循环33A，从而能够继续进行暖气运行。
[0069][除湿操作]
[0070]在维持上述的暖气用热栗循环33的同时，如图7所示，打开带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀，将一部分液态制冷剂导入至车室内蒸发器7，将鼓风机5送来的空气利用车室内蒸发器7进行冷却除湿之后，利用下游一侧的车室内冷凝器8进行加热，并吹入车室内，从而能够进行除湿操作。这种情况下，由车室内蒸发器7以及车室外蒸发器27的双方蒸发的制冷剂，利用蓄能器21汇合之后，被吸入到电动压缩机15，从而进行再压缩。这种除湿操作中，即便关闭带有开闭阀功能的第二减压装置的第二开闭阀25，仅仅让制冷剂在车室内蒸发器7中流通，也能够进行运行。
[0071]上述的除湿操作时，利用带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的开闭阀功能，通过控制该开闭阀即电磁阀进行适当地开闭，从而控制车室内蒸发器7的冷却量，也可以控制利用车室内冷凝器8加热而吹入车室内的空气的温度，根据此，也可以确保温度线性特性，即对设定温度的追踪性。
[0072][除霜操作]
[0073]如上所述，在令车室外蒸发器27发挥作用，从而进行暖气运行的时候，即便在检测出车室外蒸发器27结霜的情况下，也不会立刻进行除霜操作，而是通过切换为利用车室内冷凝器8的热气体循环，可继续暖气运行。因此，在车辆行驶即使用的期间，不会进行强制性的除霜，而是在外界大气下等待自然除霜。然而，若外部气温持续处于较低状态，则可以预想，不进行除霜令车室外蒸发器27上继续附着有霜，或车室外冷凝器17上继续附着有在行驶中落下的雪和溅起的水分的结冰等。
[0074]在此，在车辆停止即停车，没有乘员的状态下，最好是在车辆电池充电时或者充电后电池容量充足的时候，操作空调系统I进行除霜。该除霜操作的构成为，如图4以及图5A以及图5B所示，依次对车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27进行除霜，因此以除霜操作I以及除霜操作2的两个步骤来进行的同时，在车室外风扇24停止的状态下进行。
[0075][除霜操作I]
[0076]除霜操作I用来进行车室外冷凝器17的除霜，如图5A以及图5B所示，利用第一除霜线路34来进行。在这种情况下，来自电动压缩机15的热气体制冷剂，利用制冷剂切换装置16被导入至车室外冷凝器17，并在此散热，从而融化附着在车室外冷凝器17上的雪和结冰等，从而对车室外冷凝器17进行除霜(defrosting)。被提供给车室外冷凝器17的除霜作用而冷凝液化的制冷剂，经由接收机18、液态制冷剂导管22B、旁路线路32、带有开闭阀功能的第三减压装置30以及单向阀31而来到蓄能器21，且循环被吸入到电动压缩机15的第一除霜线路34。
[0077]这种情况下，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀即电磁阀25。
[0078]由此一来，可以直接将热气体制冷剂导入至车室外冷凝器17，从而进行除霜。图5B中，将此时的第一除霜线路34的莫里尔线图同冷冻循环的莫里尔线图进行对比图示。
[0079][除霜操作2]
[0080]在车室外冷凝器17的除霜结束之后，如图6A以及图6B所示，打开带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，关闭带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，形成第二除霜线路35，进行车室外蒸发器27的除霜操作2。除霜操作2中，来自电动压缩机15的热气体制冷剂，利用制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、接收机18、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26，从而导入至车室外蒸发器27。
[0081]这时候，过热气体利用第二减压装置26进行绝热膨胀，被导入至车室外蒸发器27，通过加热车室外蒸发器27来融化表面的霜。提供给车室外蒸发器27除霜用的制冷剂，经由单向阀28、蓄能器21而被吸入至电动压缩机15，从而在第二除霜线路35内循环。。在这种情况下，带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀肯定是关闭的。由此一来，可以直接将热气体制冷剂导入至车室外蒸发器27，从而进行除霜。图6B中，将此时的第二除霜线路35的莫里尔线图同冷冻循环的莫里尔线图进行对比图示。
[0082]结束除霜操作的构成为，利用第二除霜线路35来进行车室外蒸发器27的除霜操作，利用结霜检测方法来确认到没有结霜，这时结束操作，结霜检测方法是通过下述的车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48和外界大气温度传感器(Tamb)45之间的温度差是否在指定值a以上来判断。也就是说，通过结霜检测方法不再运作来确认除霜完成，从而能够确保车室外蒸发器27上没有残留的霜。
[0083]以上的运行是利用图8所示的控制装置40来进行控制的。该控制装置40的结构为，连接在车辆一侧的主控制装置41上，从车辆一侧输入信息，同时具备控制面板42，基于来自以下传感器群的检测信号和来自主控制装置41以及控制面板42的输入信息，进行空调系统I的运行控制。
[0084]控制装置40中，除了输入来自设置在车室内的车内温度传感器(Tr)43、外界大气温度传感器(Tamb)44、日照传感器(Ts)45、车速传感器46的检测信号之外，还输入来自设置在空调系统I 一侧的车室内蒸发器7上的出风空气温度传感器(FS)47、设置在车室外蒸发器27上的车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48、设置在吐出导管22A上的高压传感器(HP)
49、设置在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22Β上的车室外冷凝器制冷剂温度传感器(Τ2)50等的检测信号。
[0085]控制装置40基于来自上述传感器群的检测信号、来自控制面板42以及车辆一侧的主控制装置41的输入信息，根据预先设定的程序来进行所需的演算、处理等，且控制出风模式切换风门12或14用的执行器51、内外气体切换风门4用的执行器52、鼓风机5用的马达53、车室外风扇24用的马达54、电动压缩机15用的马达55、制冷剂切换装置16即三通切换阀用的電磁线圈56、带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀以及第二开闭阀25即电磁阀、第三开闭阀29即电磁阀用的各电磁线圈57、58、59等，如上所述，承担控制空调系统I的运行之功能。
[0086]以下，参照图9至图13所示的流程图，对利用控制装置40进行的空调系统I的运行控制进行说明。
[0087]图9为空调系统I的主控制流程图，开始控制后，首先在步骤SI中，读取控制面板42的设定，然后在步骤S2中，读取来自各种传感器群43至50的检测值。基于这些设定值以及检测值，步骤S3计算目标出风温度Ttar，移动到步骤S4。在此，判断是否进行除湿操作，若为YES，则移动到步骤S5，进入“冷气/除湿操作控制”，若为NO，则移动到步骤S6，进入“暖气运行控制”，之后在步骤S7中，输出各种传感器的检测值，返回起始点。
[0088]在步骤S5中，若进入“冷气/除湿操作控制”，并选择冷气运行，则执行图10所示的冷气运行控制。该冷气运行控制中，首先在SlO中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换为将电动压缩机15吐出的制冷剂在车室外冷凝器17—侧循环的线路。接下来，在步骤Sll中，确定开闭阀即电磁阀的开闭，打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。由此，设定图2所示的冷气用循环23。
[0089]进一步，依次确定步骤S12中的电动压缩机20的旋转数、步骤S13中的利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式、步骤SI 4中的利用出风模式切换风门12至14而启动的出风模式、步骤S15中的鼓风机5的驱动电压、步骤S16中的车室外风扇24的驱动电压等，且驱动马达以及执行器51至55，从而执行冷气运行，令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，继续冷气运行。
[0090]在步骤S5中选择了除湿操作控制时，在步骤SlO中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换为使来自电动压缩机15的吐出制冷剂在车室内冷凝器8中循环的线路。接下来，在步骤Sll中，确定开闭阀即电磁阀的开闭，打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，关闭带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。由此， 如图7所示，能够进行除湿操作，该除湿操作是通过将用车室内蒸发器7冷却、除湿的空气在车室内冷凝器8加热，而进行温度调节。
[0091 ]接下来，依次确定步骤S12中的电动压缩机20的旋转数、步骤S13中的利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式、步骤SI 4中的利用出风模式切换风门12至14而启动的出风模式、步骤S15中的鼓风机5的驱动电压、步骤S16中的车室外风扇24的驱动电压等，且驱动马达以及执行器51至55，从而执行除湿操作，令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，继续除湿操作。
[0092]该除湿操作可以打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀，关闭带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，仅仅让车室内蒸发器7流通制冷剂而进行，也可以适当控制带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀的开闭，一边对车室内蒸发器7的冷却量进行控制一边进行。
[0093]另一方面，在步骤S6中，若进入“暖气运行控制”，则移动到图11以及图12所示的暖气运行控制。暖气运行控制中，在步骤S20中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换成制冷剂在车室内冷凝器8—侧流动的线路。接下来，在步骤S21中，确定电磁阀的开闭，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，打开带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25。由此，设定图3所示的暖气用热栗循环33。
[0094]之后，移动到步骤S22，在此判断车室外蒸发器27上是否有结霜。该结霜判定SI，通过车室外蒸发器制冷剂温度传感器48的检测值Tl，同外界大气温度传感器44的检测值Tamb的差，是否大于设定值a(Tl_Tamb 2 a)来进行判定，若为是即有结霜的情况下，移动到步骤S23，若为否即没有结霜的情况下，移动到步骤S24。在没有结霜的情况下，使车室外蒸发器27作为蒸发器起作用，利用暖气用热栗循环33来执行暖气运行。
[0095]在执行暖气运行之际，步骤S24中，内外气体切换风门4确定为外界大气导入模式，进一步依次确定步骤S25中的电动压缩机15的旋转数、步骤S26中的利用出风模式切换风门12至14的切换来启用的出风模式、步骤S27中的鼓风机5的驱动电压、步骤S28中的车室外风扇24的驱动电压等，且驱动马达以及执行器51至55，从而执行暖气运行，令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，继续暖气运行。
[0096]在步骤S22判断为有结霜、从而移动到步骤S23时，进一步判定车辆电源是否为开(Key ON)，为否的情况下，参照图12移动到步骤S29，在是的情况下，移动到步骤S30。步骤S30中，将内外气体切换风门4切换为外界大气导入模式或内部气体混合模式，并且移动到步骤S31，确定电磁阀的开闭。
[0097]这种情况下，步骤S31中，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。因此，通过在车室内冷凝器8散热而提供给暖气的制冷剂，在车室内冷凝器8中冷凝之后，经由旁路线路32、第三减压装置30、单向阀31而被导入至蓄能器21，切换为被吸入电动压缩机15的热气体循环33A。如上所述，在检测出车室外蒸发器27有结霜的时候，能够利用图4所示的热气体循环33A，继续暖气运行。
[0098]若在步骤S31确定电磁阀的开闭，切换到利用热气体循环33A的暖气运行的话，则依次确定步骤S32中的电动压缩机15的旋转数、步骤S33中的利用出风模式切换风门12至14的切换来启用的出风模式、步骤S34中的鼓风机5的驱动电压、步骤S35中的车室外风扇24的驱动电压等，驱动马达以及执行器51至55，从而执行暖气运行，进而令车内温度达到设定温度。之后，移动到SI即步骤S7，尽管车室外蒸发器27仍有结霜，但可以继续暖气运行。
[0099]在步骤S23中，判定为否即车辆电源为关，参照图12，移动到步骤S29的情况下，判定步骤S29中的车辆电源即电池是否在充电中或者充电完毕。在此，判断为否的话，则判断为电池的充电量不充分且未在充电中，或者乘员还在车上，从而移动到步骤S36，进行暂时停止除霜操作的处理。之后，移动到SI即步骤S7，重复同样的操作。
[0100]另一方面，在步骤S29中判断为是的话，则判断车辆在停止中即停车中时没有乘员在上面，并且车辆电源即电池在充电中或者充电完毕，从而移动到步骤S37，执行对车室外冷凝器17进行除霜的“除霜操作控制I”。车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27的霜，虽然也有可能在结霜后的行驶中自然除霜，但在判断结霜后车辆电源为关时，则必须执行“除霜操作控制I，2”。
[0101]除霜操作控制I如图13所示，在步骤S50中，确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路，切换为将来自电动压缩机15的热气体制冷剂流动在车室外冷凝器17—侧的线路。接下来，在步骤S51中，确定电磁阀的开闭，打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25。由此，设定如图5A以及图5B所示的第一除霜线路34。
[0102]之后，移动到步骤S52，依次确定步骤S52中的电动压缩机15的旋转数、步骤S53中的利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式即内部气体循环模式、步骤S54中的出风模式切换风门12至14的切换而启动的出风模式、步骤S55中的鼓风机5的驱动电压、步骤S56中的车室外风扇24的驱动电压等，从而驱动马达以及执行器51至55。由此，制冷剂在第一除霜线路34中循环，热气体被导入至车室外冷凝器17，从而执行车室外冷凝器17的除霜操作。该除霜操作时，停止车室外风扇24。
[0103]车室外冷凝器17在利用“除霜操作控制I”进行除霜期间，在步骤S38中执行结霜判定S2。该结霜判定S2是通过车室外冷凝器制冷剂温度传感器(T2)50的检测值T2是否超过设定值b(T2 Sb)来判断除霜是否完成。即其结构为，在检测值Τ2为设定值b以下的情况下，判断霜尚未融化还有残留，即判断为是，从而继续除霜操作，若检测值T2超过设定值b，则判断霜融化除霜结束，移动到下一个步骤S39。
[0104]在步骤S39中，为了给车室外蒸发器27除霜，执行“除霜操作控制2”。如图13所示，“除霜操作控制2”通过依次确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流动道路、电磁阀的开闭、电动压缩机15的旋转数、利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式即内部气体循环模式、利用出风模式切换风门12至14的切换而启动的出风模式、鼓风机5的驱动电压、车室外风扇24的驱动电压等，从而驱动马达以及执行器51至55，确定电磁阀的开闭，这种情况下，打开带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25，关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。
[0105]由此，如图6A和图6B所示，制冷剂在第二除霜线路35中循环，通过将热气体制冷剂导入至车室外蒸发器27，从而执行车室外蒸发器27的除霜操作。车室外蒸发器27在利用“除霜操作控制2”进行除霜期间，由步骤S40来进行结霜判定。该结霜判定S3是通过车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48的检测值Tl是否超过了设定值c(Tl < c)来判断是否除霜完毕。即其结构为，在检测值Tl为设定值c以下的情况下，判断霜尚未融化还有残留，即判断为是，从而继续除霜操作，若检测值Tl超过设定值C，则判断霜融化除霜结束，移动到下一个步骤S41，结束除霜操作。在该除霜操作时，车室外风扇24也处于停止状态。
[0106]在“除霜操作控制I”以及“除霜操作控制2”中，如图13所示，为每次步骤S50至步骤S56的“除霜操作控制”结束后，在S2以及S3即步骤S38以及步骤S40中，执行结霜判定的结构，利用“除霜操作控制I”以及“除霜操作控制2”，在车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27的除霜全部结束后，移动到步骤S41，从而结束除霜操作。
[0107]这么一来，根据本实施方式，可起到以下的作用效果。
[0108]本实施方式的热栗式车辆用空调系统I，其结构为:借助制冷剂切换装置16，对由众所周知的电动压缩机15、车室外冷凝器17、接收机18、带有开闭阀功能的第一减压装置
19、车室内蒸发器7以及蓄能器21所组成的冷气用冷冻循环，连接设置在HVAC单元2内的车室内蒸发器7下游的车室内冷凝器8，同时，借助带有开闭阀功能的第二减压装置26，在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B上，连接设置在车室外的车室外蒸发器27，并且在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22A和蓄能器21之间连接具有带有开闭阀功能的第三减压装置30的旁路线路32。
[0109]由此，能够借助电动压缩机15、制冷剂切换装置16、车室内冷凝器8、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26、车室外蒸发器27、蓄能器21来构成暖气用热栗循环33，同样，在暖气运行时，车室外蒸发器27结霜时，可构成两个除霜线路:将来自电动压缩机15的热气体制冷剂利用制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、液态制冷剂导管22B、具有带有开闭阀功能的第三减压装置30的旁路线路32、蓄能器21而进行循环，从而除去车室外冷凝器17的雪、结冰等的第一除霜线路34;以及，将来自电动压缩机15的热气体制冷剂利用制冷剂切换装置16，经由车室外冷凝器17、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26、车室外蒸发器27以及蓄能器21而进行循环，从而除去车室外蒸发器27的霜的第二除霜线路35。
[0110]因此，利用在外界气温较低的情况下的暖气运行，从而即便车室外蒸发器27结霜，或者车室外冷凝器17上附着了雪、结冰等，在车辆停止中即停车中没有乘员，并且车辆电源即电池在充电中或者充电结束的时候，借助第一除霜线路34以及第二除霜线路35，将电动压缩机15吐出的热气体制冷剂导入至车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27，从而能够分别进行除霜，即便在外界气温较低的情况下也能够短时间内有效地进行除霜。
[0111]并且，由于适用于引擎驱动方式的车辆的现有的车辆用空调系统的冷气用制冷剂线路和构成机器类几乎能够直接共用，因此通过最小限度地追加暖气用线路以及机器，就能够提供结构比较简单、低成本并且搭载性能优越，可良好地适用于EV车和HEV、PHEV车等的信赖性较高的高效率热栗式车辆用空调系统I。
[0112]通过在外界气温较低的情况 下的暖气运行，即便车室外蒸发器27结霜，也可切换成热气体暖气，该热气体暖气为将来自电动压缩机15的热气体制冷剂流动到车室内冷凝器8，利用在此散热、液化的制冷剂经由旁路线路32、第三减压装置30、单向阀31、蓄能器21，吸入至电动压缩机15的热气体循环33A来进行供暖，因此可以继续暖气运行。由此，通过在暖气运行中切换除霜操作，从而消除了暖气运行中断和消费电力损耗的问题，同时避免由于暖气运行的中断导致的车窗水汽，能够确保暖气效果和安全性。
[0113]除霜操作在车辆停止后，于没有乘员的状态下，并且车辆电池在充电中或者充电后进行，因此能够避免除霜操作对车辆行驶距离的产生影响，同时能够在车辆电池充电时或充电后的电池容量充裕时进行除霜操作。由此，可以在对乘员不构成任何影响的状态下，有效切实地对车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27进行除霜。
[0114]在本实施方式中，在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22B设置接收机18的同时，将设置在车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀，由此通过与接收机的组合，从而能够使用温度式自动膨胀阀，令车室内蒸发器7的蒸发性稳定，从而能够确保其控制性以及信赖性，提升冷气性能，同时能够实现设置带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的HVAC单元2周围的结构以及其控制系统的简单化。
[0115]本实施方式中，在令制冷剂于暖气用热栗循环33循环的状态下，打开车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19的开闭阀功能，关闭车室内蒸发器7以及车室外蒸发器27双方或者带有开闭阀功能的第二减压装置26，从而仅仅让制冷剂流通在车室内蒸发器7，从而可以选择除湿模式，因此在冷气或暖气运行时，根据需要选择除湿模式，将车室内冷凝器8切换为，使散热器、车室外蒸发器27以及车室内蒸发器7的双方或仅仅车室内蒸发器7作为蒸发器起作用的除湿操作，从而能够进行温度调节控制。
[0116]这么一来，在冷气或者暖气运行时，可以适当切换为除湿模式来进行温度调节控制，从而执行快捷的除湿操作。该除湿操作时，通过同时使用车室内蒸发器7以及车室外蒸发器27双方，能够提升温度线性特性即对设定温度的追踪性。
[0117]在本实施方式中，在将车室外蒸发器27于车室外冷凝器17用的车室外风扇24的通气道中，配置于车室外冷凝器17的下游一侧的同时，在进行使用第一除霜线路34以及第二除霜线路35的除霜操作时，由于令车室外风扇24处于停滞状态，因此可以将车室外风扇24共用化为车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27用，实现系统结构的简单化、低成本化的目的。由于是利用热气体制冷剂将车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27从内部加热的除霜方式，因此利用第一除霜线路34以及第二除霜线路35进行除霜操作时，能够停止车室外风扇24来除霜，从而减少用于除霜操作的电力消耗。
[0118]在除霜操作时，利用第一除霜线路34，在通过热气体制冷剂对车室外冷凝器17—侧附着的雪和溅起水分的结冰等进行除霜之后，切换为第二除霜线路35，通过热气体制冷剂对车室外蒸发器27的结霜进行除霜，因此能够分别投入车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27、集中投入热气体制冷剂，从而依次进行除霜。由此，即便在外界气温较低的情况下，也能够短时间内有效地对车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27进行除霜。
[0119]本发明并不局限于上述实施方式所涉及的发明，只要在不超脱其要旨的范畴内，可以进行适当变形。例如，在上述实施方式中，当热栗暖气运行时，即便车室外蒸发器27上结霜，也不会在车辆行行驶中进行除霜操作，而也可以在车辆行驶中霜自然融化的情况下，恢复使用车室外蒸发器27的热栗暖气运行。在上述实施方式的结构为，将车室内蒸发器7的入口一侧的带有开闭阀功能的第一减压装置19，作为可令车室内蒸发器7的性能保持稳定的控制性良好的温度式自动膨胀阀，从而确保其控制性，因此在车室外冷凝器17的出口设置了接收机18，不过在使用温度式自动膨胀阀以外的减压方式的情况下，也可以省略接收机18。
[0120]在上述实施方式中，将带有开闭阀功能的第一减压装置19作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀，不过也可以是分别将电磁阀和温度式自动膨胀阀串联起来的结构。关于带有开闭阀功能的第二减压装置26以及带有开闭阀功能的第三减压装置30，分别在第二减压装置26即膨胀阀以及第三减压装置30即膨胀阀的入口一侧设置了第二开闭阀25即电磁阀以及第三开闭阀29即电磁阀，不过毫无疑问，也可以将其用具备开闭阀功能的电子膨胀阀替代，本发明为包含了这些形态。
[0121]附图标记说明
[0122]I热栗式车辆用空调系统
[0123]2 HVAC单元
[0124]7车室内蒸发器
[0125]8车室内冷凝器
[0126]15电动压缩机
[0127]16制冷剂切换装置(三通切换阀)
[0128]17车室外冷凝器
[0129]18接收机
[0130]19带有开闭阀功能的第一减压装置(带有电磁阀的温度式自动膨胀阀)
[0131]21蓄能器
[0132]22A吐出导管(吐出线路)
[0133]22B液态制冷剂导管
[0134]23冷气用冷冻循环(制冷剂线路)
[0135]24车室外风扇
[0136]26带有开闭阀功能的第二减压装置(开闭阀25以及膨胀阀26)
[0137]30带有开闭阀功能的第三减压装置(开闭阀29以及膨胀阀30)
[0138]32旁路线路
[0139]33暖气用热栗循环(制冷剂线路)
[0140]33A热气体循环
[0141]34第一除霜线路
[0142]35第二除霜线路
【主权项】
1.一种热栗式车辆用空调系统，其具备:冷气用冷冻循环，其依次连接了电动压缩机、车室外冷凝器、带有开闭阀功能的第一减压装置、设置在HVAC单元内的车室内蒸发器、蓄能器； 车室内冷凝器，其配置在所述HVAC单元内的所述车室内蒸发器的下游一侧，且在借由切换装置将制冷剂入口连接在所述电动压缩机的吐出线路上的同时，将制冷剂出口连接在所述车室外冷凝器出口 一侧的液态制冷剂导管上； 车室外蒸发器，其借助带有开闭阀功能的第二减压装置将制冷剂入口连接在所述车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管上，制冷剂出口连接在所述蓄能器上，以及， 旁路线路，其具有连接所述车室外冷凝器的出口 一侧液态制冷剂导管和所述蓄能器之间的带有开闭阀功能的第三减压装置，其中， 利用所述电动压缩机、所述切换装置、所述车室内冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器，可以构成暖气用的热栗循环， 同时在暖气运行时，若所述车室外蒸发器结霜，可构成为:第一除霜线路，其利用所述切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外冷凝器进行除霜;第二除霜线路，其利用所述切换装置使来自所述电动压缩机的热气体制冷剂经由所述车室外冷凝器、所述液态制冷剂导管、所述带有开闭阀功能的第二减压装置、所述车室外蒸发器、所述蓄能器来进行循环，从而对所述车室外蒸发器进行除霜。2.根据权利要求1所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，在利用所述暖气用热栗循环进行暖气运行时，若检测出所述车室外蒸发器结霜，将由所述车室外冷凝器散热而冷凝的制冷剂，经由具有所述带有开闭阀功能的第三减压装置的所述旁路线路，导入至所述蓄能器，切换到被所述电动压缩机吸入的热气体循环，从而可以继续进行暖气运行。3.根据权利要求1或2所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，在将接收机设置于所述车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管的同时，将所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置作为带有电磁阀的温度式自动膨胀阀。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，在令制冷剂于所述暖气用热栗循环中进行循环的状态下，令所述车室内蒸发器入口一侧的所述带有开闭阀功能的第一减压装置的开闭阀功能打开，且将所述车室内蒸发器和所述车室外蒸发器的双方或者所述带有开闭阀功能的第二减压装置关闭，从而令制冷剂流通于所述车室内蒸发器，由此可以选择除湿模式。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热栗式车辆用空调系统，其特征在于，所述车室外蒸发器的构成为，在所述车室外冷凝器用的车室外风扇的通气道中，被配置在所述车室外冷凝器的下游一侧，同时在使用所述第一除霜线路以及所述第二除霜线路进行除霜操作时，令所述车室外风扇处于停止状态。6.—种热栗式车辆用空调系统的除霜方法，其特征在于，在如权利要求1至5中任一项所述的热栗式车辆用空调系统的除霜方法中， 在所述车室外蒸发器结霜的情况下，借助所述第一除霜线路，通过热气体制冷剂将附着于所述车室外冷凝器一侧的雪和溅起的水分的结冰等进行除霜之后，切换为所述第二除霜线路，利用热气体制冷剂对所述车室外蒸发器的结霜进行除霜。7.根据权利要求6所述的热栗式车辆用空调系统的除霜方法，其特征在于，所述除霜操作在车辆停下来之后，且于车辆电池充电中或者充电后，在所述车室外风扇停止的状态下进行。
【专利摘要】本发明提供一种热泵式车辆用空调系统，其在除霜操作时，在车室外冷凝器以及车室外蒸发器双方流通热气体，即便在外界气温较低的情况下，也能够在短时间内有效地除霜，并且可直接共用现有系统的冷气用循环。一种热泵式车辆用空调系统(1)，其对由电动压缩机(15)、车室外冷凝器(17)、带有开闭阀功能的第一减压装置(19)、车室内蒸发器(7)、蓄能器(21)组成的冷气用循环(23)，借助制冷剂切换装置(16)连接设置在HVAC单元(2)内的车室内蒸发器(7)下游的车室内冷凝器(8)，同时在车室外冷凝器(17)的出口一侧液态制冷剂导管(22B)处借助带有开闭阀功能的第二减压装置(26)连接设置在车室外的车室外蒸发器(27)，进一步连接在车室外冷凝器(17)的出口一侧液态制冷剂导管(22B)和蓄能器(21)之间具有带有开闭阀功能的第三减压装置(30)的旁路线路(32)。
【IPC分类】F25B47/02, F25B1/00, B60H1/22
【公开号】CN105555564
【申请号】CN201480025814
【发明人】森下昌俊, 石田寿幸
【申请人】三菱重工汽车空调系统株式会社
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年4月15日
【公告号】DE112014003184T5, US20160075212, WO2015004967A1
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