CN103974841B - 用于车辆的空气调节器 - Google Patents

Abstract

当在加热操作中内部蒸发器(17)的制冷剂蒸发温度不能被设定为低于流入内部蒸发器(17)的空气的露点温度时，制冷剂回路被切换至正常加热操作模式，在该正常加热操作模式中，通过允许制冷剂朝向旁路通道(19)流动，流入内部蒸发器(17)的制冷剂的流量被设定为零。在空气不能被内部蒸发器(17)除湿的情况中，内部蒸发器(17)中的空气与制冷剂之间的不必要的热交换能够被防止。因此，能够有效地防止浪费车辆空气调节器(1)的能量。

Description

用于车辆的空气调节器

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年12月9日递交的日本专利申请No.2011-270129，通过引用其全部内容结合到本文中。

技术领域

本公开涉及一种用于冷却在蒸汽压缩制冷循环中吹送到车辆内部中的空气的车辆空气调节器。

背景技术

专利文献1传统地公开了一种车辆空气调节器，该车辆空气调节器包括制冷循环的蒸发器，该蒸发器用作用于冷却将被吹送到车辆内部中的空气的热交换器。该车辆空气调节器适于防止从蒸发器处的空气中产生恶味。

产生这种恶味的原因在于：当空气冷却到露点温度或更低并且被蒸发器冷凝时，导致恶味的材料附接到蒸发器的外表面。所公知的是，空气的恶味很强烈，特别是当蒸发器的具有导致恶味的材料的外表面被干燥或变湿时。

专利文献1中公开的车辆空气调节器控制制冷循环的压缩机的制冷剂排放能力，使得蒸发器处的制冷剂蒸发温度仅比流入蒸发器的空气的露点温度高或低预定温度。因此，能够防止蒸发器的外表面反复地变干和变湿，因此，防止空气产生恶味。

现有技术列表

专利文献

专利文献1：WO/00/07836

发明内容

例如，当使用专利文献1公开的车辆空气调节器对车辆内部进行除湿和加热时，蒸发器处的制冷剂蒸发温度可以被设定成比流入蒸发器的空气的露点温度低，并且被蒸发器冷却的空气能够被加热器，例如加热器芯，加热到期望的温度。

然而，本申请的发明人通过研究发现，蒸发器处的制冷剂蒸发温度经常不能被设定成低于流入蒸发器的空气的露点温度。例如，在车辆空气调节器中，蒸发器的制冷剂蒸发温度具有下限温度(例如1℃)设置以防止蒸发器结霜。当由于流入蒸发器的空气的温度降低导致露点温度降低时，蒸发器处的制冷剂蒸发温度不能低于流入蒸发器的空气的露点温度。

当使用专利文献1公开的车辆空气调节器对车辆内部进行除湿和加热时，空气常常在刚被蒸发器冷却之后就被加热器加热。在该情况中，执行制冷循环可能浪费车辆空气调节器的能量。

鉴于前述问题，本公开的一个目的是抑制车辆空气调节器中的能量浪费，在该车辆空气调节器中，通过使用蒸汽压缩制冷循环来冷却将被吹送到车辆内部的空气。

根据本公开的第一方面，一种车辆空气调节器，通过使用具有用于蒸发制冷剂的蒸发器的制冷循环来冷却吹送到车辆内部中的空气。所述车辆空气调节器包括：制冷剂流量控制部，用于控制流入所述蒸发器的制冷剂的流量；露点温度检测部，用于检测流入所述蒸发器的空气的露点温度；和判断部，用于判断由露点温度检测部检测到的露点温度是否等于或小于预定的参考阈值。在所述车辆空气调节器中，当所述判断部判断由露点温度检测部检测到的露点温度等于或小于所述预定的参考阈值时，所述制冷剂流量控制部降低流入所述蒸发器的制冷剂的流量。

因此，当流入蒸发器的空气的露点温度等于或小于预定的参考阈值时，流入蒸发器的制冷剂的流量能够被降低，以便即使在空气不能被蒸发器除湿时，也能防止蒸发器处的空气和制冷剂之间的不必要的热交换。因此，能够有效地防止车辆空气调节器中消耗的能量被浪费。术语本公开中使用的制冷剂的流量的“降低”包括将制冷剂的流量设定为零。

根据本公开的第二方面，车辆空气调节器还可以包括蒸发器温度确定部，该蒸发器温度确定部用于确定在所述蒸发器处的目标制冷剂蒸发温度。在该情况中，所述预定的参考阈值是由所述蒸发器温度确定部确定的目标制冷剂蒸发温度。

因此，在蒸发器中的制冷剂蒸发温度不能低于流入蒸发器中的空气的露点温度的情况中，流入蒸发器的制冷剂的流量能够被降低，因此有效地防止蒸发器中的空气和制冷剂之间的不必要的热交换。

在本公开的第三方面中，所述蒸发器温度确定部可以至少基于与车辆内部的除湿负载相关的物理量来确定所述目标制冷剂蒸发温度。

在该情况中，蒸发器的目标制冷剂蒸发温度是根据车辆内部的除湿负载来确定的，使得吹入车辆内部中的空气能够在蒸发器处被合理地除湿。本文使用的术语“除湿负载”是指制冷循环的蒸发器需要产生的冷热量，以便将车辆内部的湿度设定为期望的湿度或防止窗户起雾。

当外部空气温度降低时，例如，车辆的前窗玻璃的温度降低时，因此容易使窗户起雾。为了防止窗户起雾，必须降低蒸发器的制冷剂蒸发温度。换言之，当外部空气温度降低时，为了防止窗户起雾，必须增加蒸发器产生的冷热量，因而增加除湿负载。

因此，在本公开的第四方面中，所述蒸发器温度确定部可以确定所述目标制冷剂蒸发温度，使得所述目标制冷剂蒸发温度根据外部空气温度的降低而降低。本公开中使用的术语“外部空气温度”可以指“与车辆内部的除湿负载相关的物理量”的一个示例。

由于乘客呼吸或出汗的影响，车辆内部容易具有更高的湿度。当引入到蒸发器中的内部空气与外部空气的量的比率增加时，为了从蒸发器处的空气中获得期望的除湿量，必须降低蒸发器的制冷剂蒸发温度。换言之，当引入蒸发器中的内部空气与外部空气的引入量的比率增加时，蒸发器产生的冷热量需要增加，以获得期望的车辆内部湿度，这导致除湿负载增加。

因此，在本公开的第五方面中，所述蒸发器温度确定部可以确定所述目标制冷剂蒸发温度，使得所述目标制冷剂蒸发温度根据引入到蒸发器中的内部空气与外部空气的引入量的比率的增加而降低。术语“内部空气与外部空气的引入量的比率”可以是“与车辆内部的除湿负载相关的物理量”的一个示例。

当目标制冷剂蒸发温度被设定成低于0℃的水平时，容易在蒸发器的表面上形成霜(结霜)。结霜可能会经常干扰蒸发器处的制冷剂和空气之间的热交换。

例如，在本公开的第六方面中，所述蒸发器温度确定部可以将所述目标制冷剂蒸发温度确定为等于或高于℃。

可替换地，根据本公开的第七方面，所述预定的参考阈值可以是预定的固定阈值。

根据本公开的第八方面，所述制冷循环可以包括旁路通道和制冷剂回路切换部，制冷剂在绕过所述蒸发器的同时流过所述旁路通道，所述制冷剂回路切换部在用于将制冷剂循环至蒸发器侧的制冷剂回路与用于将制冷剂循环至旁路通道侧的另一制冷剂回路之间进行切换。当所述判断部判断由所述露点温度检测部检测到的露点温度等于或小于所述预定的参考阈值时，所述制冷剂流量控制部可以控制制冷剂回路切换部的操作，以便允许制冷剂流到旁路通道。

在本公开的第九方面中，所述制冷循环还可以包括压缩和排放制冷剂的压缩机。在该情况中，当判断部判断由所述露点温度检测部检测到的露点温度等于或小于所述预定的参考阈值时，所述制冷剂流量控制部可以降低压缩机的制冷剂排放能力。

在本公开的第十方面中，所述车辆空气调节器还可以包括加热器，该加热器用于加热被所述蒸发器冷却和除湿的空气。

在该情况中，被蒸发器除湿和冷却的空气能够被加热器加热，以便执行车辆内部的除湿加热操作。

附图说明

图1是显示根据本公开的第一实施例的制冷循环的冷却操作模式中和除湿加热操作模式中的制冷剂回路的整体结构图。

图2是显示第一实施例的制冷循环的加热操作模式中的制冷剂回路的整体结构图。

图3是显示由第一实施例中的空气调节控制器执行的控制过程的流程图。

图4是显示由第一实施例中的空气调节控制器执行的控制过程的一部分的流程图。

图5是第一实施例中的限定外部空气温度和目标制冷剂蒸发温度之间的关系的控制特性图。

图6(a)和6(b)是用于说明内部蒸发器中的空气的除湿的可能性的说明图。

图7是显示第一实施例的制冷循环的冷却操作模式中的制冷剂的状态的摩尔图。

图8是显示第一实施例的制冷循环的正常加热操作模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

图9是显示第一实施例的制冷循环的第一除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

图10是显示第一实施例的制冷循环的第二除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

图11是显示第一实施例的制冷循环的第三除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

图12是显示第一实施例的制冷循环的第四除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

图13是根据本公开的第二实施例的车辆空气调节器的整体结构图。

图14是显示根据本公开的第三实施例的空气调节控制器执行的控制过程的一部分的流程图。

图15(a)和15(b)是显示根据其它实施例的限定外部空气温度和目标制冷剂蒸发温度之间的关系以及还限定目标出气口温度和目标制冷剂蒸发温度之间的关系的控制特性图。

具体实施方式

下面将参照附图说明本公开的优选实施例。下面的实施例中的相同或等同的部件在整个附图中用相同的标记表示。

(第一实施例)

下面将参照图1-12说明本公开的第一优选实施例。在该实施例中，本公开的车辆空气调节器1应用于电动车，该电动车从用于行驶的电动马达获得用于行驶的驱动力。

车辆空气调节器1包括作为主要部件的、用于冷却或加热吹入车辆内部的空气的蒸汽压缩制冷循环(下面简称为“制冷循环”)10、内部空气调节单元30和空气调节器控制器40。

制冷循环10能够在图1的整体结构图所示的用于通过冷却空气来冷却车辆内部的冷却操作模式或用于加热和除湿车辆内部的除湿加热操作模式中的制冷剂回路和图2的整体结构图所示的用于通过加热空气来加热车辆内部的加热操作模式中的另一制冷剂回路之间执行切换。

该实施例的制冷循环10采用普通的碳氟化合物制冷剂作为制冷剂，并且形成亚临界制冷循环，在该亚临界制冷循环中，高压侧制冷剂压力不超出制冷剂的临界压力。用于允许制冷剂循环通过压缩机11的制冷机油混合到制冷剂中，这将稍后说明，并且制冷机油的一部分与制冷剂一起循环通过该制冷循环。

制冷循环10的部件中的压缩机11定位在车辆的发动机罩中，并且在制冷循环10中吸入、压缩和排放制冷剂。压缩机11是电动压缩机，该电动压缩机通过使用电动马达驱动具有固定排放能力的固定排量压缩机构。具体地，各种类型的压缩机构，例如，涡旋式压缩机构、叶片式压缩机构、或旋转活塞式压缩机构，能够用作压缩机11的压缩机构。

通过从马达驱动部中包括的逆变器51供应的电力控制电动马达的操作(旋转次数)。器逆变器51响应于来自空气调节器控制器40的控制信号控制从电池52向电动马达的电力供应。通过器逆变器51控制电动马达的旋转次数，因而改变压缩机11的制冷剂排放能力。因此，在该实施例中，器逆变器51用作压缩机11的排放能力改变装置。

压缩机11的排放端口侧连接到内部冷凝器12的入口侧。内部冷凝器12设置在稍后将说明的内部空气调节单元30的壳体31中。内部冷凝器12是通过从压缩机11排放的制冷剂(高压制冷剂)发散的热量加热已经通过稍后将说明的内部蒸发器17的空气的加热器。

内部冷凝器12的出口侧连接到第一膨胀阀13的入口侧。第一膨胀阀13是电动可变节流机构，该电动可变节流机构包括阀体和电致动器，该阀体具有可变节流开口度，该电致动器由用于改变阀体的节流开口度的步进马达构成。

该实施例的第一膨胀阀13由具有全开功能的可变节流机构构成，该可变节流机构在全打开的节流开口处完全地打开制冷剂通道。即，第一膨胀阀13能够被控制成不呈现减压制冷剂的效果。通过从空气调节器控制器40输出的控制信号来控制第一膨胀阀13的操作。

第一膨胀阀13的制冷剂出口侧连接到外部热交换器14的制冷剂入口侧。外部热交换器14形成为用于在流通过外部热交换器14的制冷剂和从鼓风扇15吹来的外部空气之间进行热交换。外部热交换器14用作蒸发制冷剂的蒸发器，以便在加热操作模式中呈现吸热效应，并且外部热交换器14还用作散热器，用于在冷却操作模式中发散来自制冷剂的热量，这将在后面说明。

外部热交换器14的制冷剂出口侧连接到第二膨胀阀16的制冷剂入口侧。第二膨胀阀16是电动可变节流机构，该电动可变节流机构包括阀体和电致动器，该阀体具有可变节流开口度，该电致动器由用于改变阀体的节流开口度的步进马达构成。

该实施例的第二膨胀阀16由具有全开功能的可变节流机构构成，该可变节流机构在全打开的节流开口处完全地打开制冷剂通道，并且在全闭合的节流开口度处完全地关闭制冷剂通道。即，与第一膨胀阀13相似，第二膨胀阀16也能够被控制成不呈现减压制冷剂的效果。通过从空气调节器控制器40输出的控制信号来控制第二膨胀阀16的操作。

第二膨胀阀16的制冷剂出口侧连接到内部蒸发器17的制冷剂入口侧。内部蒸发器17设置在内部空气调节单元30的壳体31内的内部冷凝器12的空气流的上游侧。内部蒸发器17是用于在空气通过内部冷凝器12之前通过蒸发通过蒸发器的制冷剂来冷却和除湿空气的蒸发器，以便在冷却操作模式和除湿加热操作模式中呈现吸热效应。

内部蒸发器17的制冷剂出口侧连接到储能器18的制冷剂入口侧。储能器18是气液分离器，该气液分离器将流入其中的制冷剂分离成液相和气相以将制冷循环中过量的制冷剂存储在其中。储能器18的汽相制冷剂出口连接到压缩机11的吸入端口侧。因此，储能器18用于阻止液相制冷剂吸入到压缩机11中，因而防止在压缩机11处的液体压缩。

外部热交换器14的制冷剂出口侧连接到旁路通道19，旁路通道19用于允许制冷剂从外部热交换器14流出的制冷剂被引导储能器18的制冷剂入口，同时绕过第二膨胀阀16和内部蒸发器17。

旁路通道19设置有用于打开和闭合旁路通道19的旁路通道打开/闭合阀20。旁路通道打开/闭合阀20是用于打开和闭合旁路通道19的电磁阀，并且通过从空气调节器控制器40输出的控制信号来控制它的操作。

当旁路通道打开/闭合阀20被打开并且第二膨胀阀16被关闭时，从外部热交换器14流出的制冷剂经由旁路通道19流入储能器18。相反，当旁路通道打开/闭合阀20被关闭并且第二膨胀阀16被打开时，从外部热交换器14流出的制冷剂经由第二膨胀阀16流入内部蒸发器17。因此，该实施例的旁路通道打开/闭合阀20和第二膨胀阀16用作制冷剂回路切换部，该制冷剂回路切换部用于在用于使制冷剂流动到内部蒸发器侧的制冷剂回路和用于使制冷剂流动到旁路通道侧的另一制冷剂回路之间进行切换。

下面将说明内部空气调节单元30。内部空气调节单元30设置在车厢的最前部处的仪表盘(仪表板)的内侧。空气调节部30在形成外壳的壳体31中容纳有鼓风机32、前述内部冷凝器12、内部蒸发器17等。

壳体31形成用于空气流的空气通道。壳体31由具有弹性的树脂(例如，聚丙烯)形成，并且具有良好的强度。用于在车辆内部中的空气(内部空气)和外部空气之间进行切换的内部/外部空气切换器33设置在壳体31的空气流的最上游侧上。

内部/外部空气切换器33具有用于将内部空气引入到壳体31中的内部空气引入端口和用于将外部空气引入到壳体31中的外部空气引入端口。内部/外部空气切换门定位在内部/外部空气切换器33的内侧，以连续地调节内部空气引入端口和外部空气引入端口的开口面积，因而改变内部空气与外部空气之间的引入量比率。

在内部/外部空气切换器33的空气流的下游侧上设置鼓风机32，鼓风机32用于经由内部/外部空气切换器33将引入的空气吹送向车辆内部。鼓风机32是电动鼓风机，该电动鼓风机通过电动马达32b驱动离心多叶片风扇(西洛可风机)32a。通过从稍后将说明的空气调节器控制器40输出的控制信号(控制电压)来控制鼓风机32的旋转次数(即送风量)。鼓风机32用作用于向车辆内部吹送空气的鼓风装置。

内部蒸发器17和内部冷凝器12相对于空气流依此顺序设置在鼓风机32的空气流的下游侧上。换言之，内部蒸发器17相对于内部冷凝器12设置在空气的流动方向的上游侧上。

冷却空气旁路通道35设置在壳体31中，用于允许已经通过内部蒸发器17的空气在绕过内部冷凝器12的同时流动。空气混合门34设置在内部蒸发器17中的空气流的下游侧上并且在内部冷凝器12中的空气流的上游侧上。空气混合门34调节已经通过内部蒸发器17的空气中的通过内部冷凝器12的空气的体积与通过冷却空气旁路通道35的空气的体积的比率。混合空间设置在内部冷凝器12中的空气流的下游侧上并且在冷却空气旁路通道35中的空气流的下游侧上，以便使通过内部冷凝器12的空气与通过冷却空气旁路通道35的空气混合。

用于吹送在混合空间中被混合和调节的调节空气进入作为待调节的空间的车辆内部的出口37a-37c设置在壳体31的空气流的最下游侧上。具体地，出气口包括用于朝向车厢内的乘客的上身吹送调节空气的面部出气口37a、用于朝向乘客的脚部吹送调节空气的脚部出气口37b、和用于朝向车辆的前窗玻璃的内侧吹送调节空气的除霜出气口37c。

因此，空气混合门34调节通过内部冷凝器12的空气的体积与通过冷却空气旁路通道35的空气的体积的比率，因而调节在混合空间中混合的调节空气的温度，因此控制从每个出气口吹出的调节空气的温度。空气混合门34由伺服马达(未显示)驱动，通过从空气调节器控制器40输出的控制信号来操作该伺服马达。

用于调节面部出气口37a的开口面积的面部门38a定位在面部出气口37a的空气流的上游侧上。用于调节脚部出气口37b的开口面积的脚部门38b定位在脚部出气口37b的空气流的上游侧上。用于调节除霜出气口37c的开口面积的除霜门38c定位在除霜出气口37c的空气流的上游侧上。

面部门38a、脚部门38b和除霜门38c用作在多种出气口模式之间进行切换的出气口模式切换部，并且通过伺服马达(未图示)经由连杆机构等被驱动，前述伺服马达的操作由从稍后将说明的空气调节器控制器40输出的控制信号控制。

接下来，下面将说明本实施例的电控制器。空气调节控制器40包括公知的微处理器及其外围电路，该微处理器包括CPU、ROM和RAM。空气调节器控制器40基于存储在ROM中的控制程序执行各种计算和处理，以便控制连接到输出侧的各种控制装置的操作。

用于控制空气调节的一组多种传感器41连接到空气调节器控制器40的输入侧。这些传感器包括用于检测车辆内部的空气温度(内部空气温度)Tr的内部空气传感器、用于检测车辆外部的空气温度(外部空气温度)Tam的外部空气传感器、用于检测车辆内部的阳光照射量Ts的阳光照射传感器、和用于检测从内部蒸发器17吹来的空气的温度(制冷剂蒸发温度)的蒸发器温度传感器。这些传感器还包括用于检测从压缩机11排放出的制冷剂的温度的排放温度传感器和用于检测吹入车辆内部的空气的温度的吹送空气温度传感器。

本实施例的空气调节控制器40的输入侧连接到用于检测流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew的温度和湿度传感器42。该温度和湿度传感器42由分别用于检测流入内部蒸发器17的空气的温度和湿度的温度传感器和湿度传感器构成。

操作面板(未图示)设置在车厢前部的仪器盘的附近，并且连接到空气调节器控制器40的输入侧。从设置在操作面板上的各种类型的操作开关输入操作信号。设置在操作面板上的各种操作开关具体地包括用于设置冷却内部空气调节单元30中的空气的可能性的A/C开关(空气调节器开关)和用于设置车辆内部的预设温度Tset的温度设置开关。

空气调节器控制器40整体地形成有用于控制连接到控制器的输出侧的各种控制装置的操作的控制部。用于控制每个控制装置的操作的结构(软件和硬件)用作用于控制每个控制部件的操作的控制部。

例如，用于控制压缩机11和器逆变器51的结构用作排放能力控制部。用于控制第一膨胀阀13的结构用作第一节流控制部。用于控制第二膨胀阀16和旁路通道打开/闭合阀20的结构用作制冷剂回路切换控制部。空气调节器控制器40中的排放能力控制部和制冷剂回路切换控制部中的每一个的结构用作用于控制流入内部蒸发器17的制冷剂的流量的制冷剂流量控制部40a。通过使用从空气调节器控制器40中的温度和湿度传感器42输出的检测信号来计算露点温度Tdew的结构(露点温度计算器)与温度和湿度传感器42一起用作露点温度检测部40b。

接下来，将参照图3-12说明本实施例的具有前述配置的车辆空气调节器1的操作。图3实是显示由本实施例中的空气调节器控制器40执行的控制过程(主程序)流的流程图。一旦车辆空气调节器1的操作开关打开，则以预定的控制周期执行该控制过程。各个流程中的每个控制步骤起空气调节器控制器40中包括的各种功能部件中的每一个的作用。

在步骤S1中，首先，确定车辆空气调节器是否启动。当确定车辆空气调节器启动(如果在步骤S1中为是)时，操作进行到步骤S2。当确定车辆空气调节器没有启动(如果在步骤S1中为否)时，操作跳过步骤S2中的过程，并且进行到步骤S3。

在步骤S2中，执行包括各种类型的标志寄存器、计时器、前述各种类型的电致动器的初始位置的初始化的初始化过程(初始过程)，并且然后操作进行到步骤S3。

在步骤S3中，指示车辆的用于空气调节控制的环境状态的信号和操作面板开关的操作信号被读入，并且然后操作进行到步骤S4。在步骤S3中，来自前述用于空气调节控制的传感器组41以及温度和湿度传感器42的检测信号被读取为车辆环境状态信号。并且，基于由内部空气温度设置开关设置的车辆内部的预设温度Tset选择操作模式，并且A/C开关的0n/0ff状态被读取为操作面板的操作信号。

随后，在步骤S4中，计算经由各种出气口37a-37c吹入车辆内部的目标出气口温度TAO，并且然后操作进行到步骤S5。通过使用车辆内部的预设温度Tset、内部空气传感器检测到的内部空气温度Tr、外部空气传感器检测到的外部空气温度Tam和阳光照射传感器检测到的阳光照射量Ts来计算本实施例的目标出气口温度TAO。

在步骤S5中，确定鼓风机32的吹风能力(吹气量)，并且然后操作进行到步骤S6。具体地，在步骤S5中，基于步骤S4中计算的目标出气口温度TAO、参照预先存储在空气调节器控制器40中的控制图(控制特性)来确定施加到电动马达的且与来自鼓风机32的空气量或空气体积相对应的鼓风机马达电压。

更具体地，在本实施例中，鼓风机马达电压被设置成高电平，该高电平接近于目标出气口温度TAO的超低温度范围和超高温度范围中的最大值，因此来自鼓风机32的空气量被控制成大约在最大水平处。当目标出气口温度TAO从超低温度范围增加到中间温度范围时，鼓风机马达电压随目标出气口温度TAO的增加而降低，因而降低了来自鼓风机32的空气量。

当目标出气口温度TAO从超高温度范围降低到中间温度范围时，鼓风机马达电压随目标出气口温度TAO的降低而降低，因而降低了来自鼓风机32的空气量。当目标出气口温度TAO进入预定中间温度范围时，鼓风机马达电压被最小化，因而使来自鼓风机32的空气量最小化。

随后，在步骤S6中，确定出气口模式，并且然后操作进行到步骤S7。在步骤S6中，参照空气调节器控制器40中预先存储的控制图(控制特性)、基于目标出气口温度TAO来确定出气口模式。在本实施例中，当目标出气口温度TAO从低温范围增加到高温范围时，出气口模式依序从面部模式切换到两级模式(bi-levelmode)和脚部模式。

在步骤S7中，确定进气口模式，即，内部/外部空气切换器33的切换状态，并且然后操作进行到步骤S8。在步骤S7中，参照空气调节器控制器40中预先存储的控制图(控制特性)、基于目标出气口温度TAO来确定进气口模式。

在本实施例中，优选地选择用于引入车厢外部的空气(外部空气)的外部空气引入模式FRS。例如，当目标出气口温度TAO在超低温度范围等中时，外部空气引入模式被依序切换成用于分别引入外部空气和内部空气的内部/外部空气引入模式R/F和用于引入内部空气的内部空气循环模式REC。本实施例的步骤S7中的过程能够被看作用于确定引入到内部蒸发器17中的内部空气与外部空气的引入量的比率的过程。

在步骤S8中，基于目标出气口温度TAO和A/C开关的操作信号(开/关状态)来确定操作模式。例如，当目标出气口温度TAO等于或小于预定温度时，A/C开关打开，操作进行到步骤S9，在步骤S9中执行用于冷却操作模式的控制过程。稍后将说明用于冷却操作模式的控制过程。

相反地，当选择加热操作模式时，操作进行到步骤S10中，在步骤S10中，执行用于加热操作模式的控制过程。用于加热操作模式的控制过程包括：确定用于通过内部蒸发器17对空气除湿的除湿加热操作模式(带有除湿过程的加热操作模式)或不执行通过内部蒸发器17对空气除湿过程的正常加热操作模式(不带有除湿过程的加热操作模式)，并且然后执行用于所确定的操作模式的控制过程。在本实施例的正常加热操作模式(不带有除湿过程的加热操作模式)中，制冷循环10的旁路通道打开/闭合阀20被打开，并且第二膨胀阀16被关闭，以执行至不允许制冷剂流入内部蒸发器17的制冷剂回路的切换。

下面将参照图4说明步骤S10中的用于确定除湿加热操作模式或没有对空气除湿的正常加热操作模式的控制过程。图4是显示本实施例的空气调节器控制器40执行的控制过程的一部分(子程序)的流程图。

在步骤S100中，首先，使用在步骤S3中从温度和湿度传感器42读取的检测信号，即，使用流入内部蒸发器17的空气的温度和湿度，计算流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew，并且然后操作进行到步骤S110。

在步骤S110中，基于在步骤S3中读取的操作面板的操作信号确定A/C开关是否打开。结果，当确定A/C开关打开(如果步骤S110中为是)时，操作进行到步骤S120，在步骤S120中确定内部蒸发器17的目标制冷剂蒸发温度TEO，并且然后操作进行到步骤S130。

当外部空气温度Tam降低时，车辆的窗户，例如，前窗玻璃，容易起雾。为了防止窗户起雾，必须降低内部蒸发器17的制冷剂蒸发温度。在该情况中，内部蒸发器17中产生的冷热量增加，这导致除湿负载增加。

因此，在步骤S120中，参照空气调节器控制器40中预先存储的控制图(控制特性)、基于在步骤S3中从外部空气传感器读取的检测信号(外部空气温度)来确定加热操作模式中的目标制冷剂蒸发温度TEO。基本上，在本实施例中，目标制冷剂蒸发温度TEO被确定为随外部空气温度的降低而降低。在本实施例中，由空气调节器控制器40执行的步骤S120的过程起用于确定目标制冷剂蒸发温度TEO的蒸发器温度确定部的作用。

图5是限定本实施例中的外部空气温度Tam和目标制冷剂蒸发温度TEO之间的关系的控制特性图。如图5所示，在本实施例中，当外部空气温度Tam降低到预定基准外部空气温度或更低时，即，从中间温度范围降低到低温范围时，目标制冷剂蒸发温度TEO被确定成根据外部空气温度Tam的降低而降低。当外部空气温度Tam在超低温度范围中时，为了防止内部蒸发器17结霜，目标制冷剂蒸发温度TEO被确定为最小温度α(在本实施例中为1℃)，该最小温度α被设置在结霜温度(0℃)处或更高。

相反地，在本实施例中，当外部空气温度Tam高于基准外部空气温度时，目标制冷剂蒸发温度TEO被确定为中间温度范围中的最大值。当外部空气温度从中间温度范围增加到高温范围时，目标制冷剂蒸发温度TEO被确定成根据外部空气温度Tam的增加而降低。当选择加热操作模式时，外部空气温度Tam在许多情况中是低的。基本上，在加热操作模式中，图5的控制图中的外部空气温度Tam称作基准外部空气温度或更低的温度范围。

随后，在步骤S130中，基于在步骤S110中计算的露点温度Tdew和在步骤S120中确定的目标制冷剂蒸发温度TEO来确定用内部蒸发器17对空气进行除湿的可能性。具体地，在步骤S130中，判断露点温度Tdew是否高于作为参考阈值的目标制冷剂蒸发温度TEO。在本实施例中，由空气调节器控制器40执行的步骤S130中的过程起用于判断流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew是否等于或小于参考阈值的判断部的作用。

图6(a)和6(b)是用于说明对内部蒸发器17中的空气除湿的可能性的说明图。当露点温度Tdew高于目标制冷剂蒸发温度TEO时，如图所示，流入内部蒸发器17的空气被除湿和冷却到接近于不高于露点温度Tdew的目标制冷剂蒸发温度TEO，并且然后被内部冷凝器12加热到期望温度。参照图6(a)、6(b)，参考符号TE(ATR)是指内部蒸发器17的入口侧上的空气温度。

当露点温度Tdew等于或低于目标制冷剂蒸发温度TEO时，如图6(b)所示，流入内部蒸发器17的空气被冷却成接近于高于露点温度Tdew的目标制冷剂蒸发温度TEO，并且然后被内部冷凝器12加热到期望的温度。即，当露点温度Tdew等于或小于目标制冷剂蒸发温度TEO时，空气不能被内部蒸发器17除湿，并且被内部蒸发器17简单地加热，这可能浪费车辆空气调节器1的能量。

因此，当在步骤S130中确定露点温度Tdew高于目标制冷剂蒸发温度TEO(如果在步骤S130中为是)时，操作进行到步骤S140，在步骤S140中，执行用于除湿加热操作模式(带有除湿的加热操作模式)的控制过程。稍后将说明用于除湿加热操作模式的控制过程。

当在步骤S130中确定露点温度Tdew等于或小于目标制冷剂蒸发温度TEO(如果在步骤S130中为否)时，操作进行到步骤S150，在步骤S150中执行用于正常加热操作模式(不带有除湿的加热操作模式)的控制过程。

当在步骤S110中确定A/C开关断开(如果在步骤S110中为否)时，操作进行到步骤S150，在步骤S150中执行不允许制冷剂流入内部蒸发器17的正常加热操作模式(没有除湿的加热操作模式)的控制过程。

参照图3，在步骤S9和S10中确定操作模式之后，操作进行到步骤S11，在步骤S11中，控制信号和控制电压输出到连接到空气调节器控制器40的输出侧的各种控制装置，以便获得在前述步骤S5-S10中确定的控制状态。

如前所述，图3所示的主程序依序包括读取各种信号、计算目标出气口温度TAO、确定各种控制装置的控制状态和向各个控制装置输出控制信号和电压。

接下来，将详细地说明在步骤S9，S140和S150中执行的各个操作模式的过程。

(A)冷却操作模式

首先，下面将参照图7说明在图3所示的步骤S9中执行的冷却操作模式。图7是显示本实施例的制冷循环10的冷却操作模式中的制冷剂的状态的摩尔图。

在冷却操作模式中，空气调节器控制器40关闭旁路通道打开/闭合阀20，同时完全地打开第一膨胀阀13，并且使第二膨胀阀16进入呈现减压效果的节流状态。

因此，在图3的步骤S11中，当控制信号和控制电压被输出至各个控制装置时，制冷循环10执行至用于允许制冷剂如图1的粗箭头所示地流动的制冷剂回路的切换。在制冷剂回路的前述配置中，基于图3的步骤S4中计算的目标出气口温度TAO和来自传感器组41的检测信号，确定连接到空气调节器控制器40的输出侧的感兴趣的各个空气调节控制装置的操作状态。

例如，以下面的方式确定压缩机11的制冷剂排放能力，即，输出到器逆变器51的用于控制压缩机11的电动马达的控制信号。首先，参照预先存储在空气调节器控制器40中的控制图、基于目标出气口温度TAO来确定内部蒸发器17的目标制冷剂蒸发温度TEO。目标制冷剂蒸发温度TEO被确定为高于结霜温度(0℃)的预定温度(在本实施例中为1℃)或更高的温度，以防止在内部蒸发器17处结霜。

然后，基于目标制冷剂蒸发温度TEO与蒸发器温度传感器检测到的内部蒸发器17的制冷剂蒸发温度之间的偏差来确定压缩机11的制冷剂排放能力，从而通过反馈控制方法使来自内部蒸发器17的制冷剂的蒸发温度接近目标制冷剂蒸发温度TEO。

输出至第二膨胀阀16的控制信号被确定成使得流入第二膨胀阀16的制冷剂的过冷度接近之前确定的目标过冷度，以便使COP基本上接近于最大值。输出至空气混合门34的伺服马达的控制信号被确定成使得空气混合门34关闭内部冷凝器12的空气通道，并且使得已经通过内部蒸发器17的整个空气量能够通过冷却空气旁路通道35。

因此，如图7中的摩尔图所示，在冷却操作模式的制冷循环10中，从压缩机11排放的高压制冷剂(图7中的点“a1”所标示)流入内部冷凝器12。此时，空气混合门34关闭内部冷凝器12的空气通道，使得进入内部冷凝器12的制冷剂从内部冷凝器12流出，而不与空气进行热交换。

从内部冷凝器12流出的制冷剂流入第一膨胀阀13。此时，第一膨胀阀13完全地打开，使得从内部冷凝器12流出的制冷剂流入外部热交换器14中，而不会被第一膨胀阀13减压。流入外部热交换器14的制冷剂向外部热交换器14处的鼓风扇15吹送的外部空气中发散热量(从图7中的点“a1”到点“a2”)。

从外部热交换器14流出的制冷剂流入第二膨胀阀16，并且被第二膨胀阀16减压和膨胀成低压制冷剂(从图7中的点“a2”到点“a3”)。被第二膨胀阀16减压的低压制冷剂流入内部蒸发器17中，并且从鼓风机32吹送的空气中吸收热量以蒸发其自身。因此，空气被冷却(从图7中的点“a3”到点“a4”)。

从内部蒸发器17流出的制冷剂流入储能器18中，并且然后被储能器18分离成液相和气相。由储能器18分离的气相制冷剂被吸入压缩机11的吸入侧(在图7的点“a5”处)并且再次被压缩机11压缩(从图7的点“a5”到点“a1”)。由储能器18分离的液相制冷剂存储在储能器18中，作为循环不需要的过量制冷剂，以具有制冷能力。

图7中的点“a4”和点“a5”之间的差的原因是流过从储能器18通向压缩机11的吸入侧的制冷剂管的气相制冷剂会有压力损失。因此，在理想的循环中，点“a4”理想地与点“a5”相同。对于下面的摩尔图，情况相同。

如前所述，在冷却操作模式中，内部冷凝器12的空气通道被空气混合门34关闭，使得被内部蒸发器17冷却的空气能够被吹入车辆内部中。因此，车辆内部的冷却能够实现。

(B)正常加热操作模式(没有除湿的加热操作)

接下来，下面将参照图8说明在步骤S150中执行的正常加热操作模式。图8是显示本实施例的制冷循环10的正常加热操作模式中的制冷剂的状态的摩尔图。

在正常加热操作模式中，空气调节器控制器40打开旁路通道打开/闭合阀20，同时使第一膨胀阀13进入呈现减压效果的节流状态，并且关闭第二膨胀阀16。

因此，当在图3的步骤S11中控制信号和控制电压输出到各个控制装置时，制冷循环10执行至用于允许制冷剂如图2的粗箭头所示地流动的制冷剂回路的切换。在制冷剂回路的前述配置中，基于图3的步骤S4中计算的目标出气口温度TAO和来自传感器组41的检测信号来确定连接到空气调节器控制器40的输出侧的各个空气调节控制装置的操作状态。

例如，以下面的方式确定压缩机11的制冷剂排放能力。首先，参照空气调节器控制器40中预先存储的控制图、基于目标出气口温度TAO来确定内部冷凝器12的目标冷凝器温度TCO。

然后，压缩机11的制冷剂排放能力被确定成使得：基于目标冷凝器温度TCO和来自排放温度传感器的检测值之间的偏差、使用反馈控制方法使通过内部冷凝器12的空气的温度接近目标出气口温度TAO。

输出至第一膨胀阀13的控制信号被确定成使得流入第一膨胀阀13的制冷剂的过冷度接近之前确定的目标过冷度，以便使COP更接近最大值。

输出至空气混合门34的伺服马达的控制信号被确定成使得空气混合门34关闭冷却空气旁路通道35，并且使得已经通过内部蒸发器17的整个空气量能够通过内部冷凝器12的空气通道。

因此，在制冷循环10的正常加热操作模式中，从压缩机11排放出的高压制冷剂(如图8中的点“b1”所标示)流入内部冷凝器12中。流入内部冷凝器12中的制冷剂与从鼓风机32吹来的空气进行热交换，并且通过内部蒸发器17，因而从内部蒸发器17发散热量(从图8中的点“b1”到点“b2”)。因此，空气被加热。

从内部冷凝器12流出的制冷剂流入第一膨胀阀13，并且然后被第一膨胀阀13减压和膨胀成低压制冷剂(从图8中的点“b2”到点“b3”)。被第一膨胀阀13减压的低压制冷剂流入外部热交换器14中，并且从鼓风扇15吹送的外部空气吸收热量(从图中的点“b3”到点“b4”)。从外部热交换器14流出的制冷剂经由旁路通道19流入储能器18中，以便被分离成液相和气相。由储能器18分离的气相制冷剂被吸入到压缩机11的吸入侧(在图8的点“b5”)处并且再次被压缩机11压缩。

如前所述，在加热操作模式中，压缩机11排放的高压制冷剂中包含的热量发散到内部冷凝器12的空气中，使得被加热的空气能够被吹入车辆内部中。因此，能够执行车辆内部的加热。在正常加热操作模式中，旁路通道打开/闭合阀20打开，并且第二膨胀阀16被完全地关闭，这不允许制冷剂流入内部蒸发器17。因此，鼓风机32吹送的空气流入内部冷凝器12中，而没有被内部蒸发器17冷却。

(C)除湿加热操作模式(带有除湿的加热操作)

接下来，下面将参照图8-11说明步骤S140中执行的除湿加热操作模式。在除湿加热操作模式中，空气调节器控制器40关闭旁路通道打开/闭合阀20，同时使第一和第二膨胀阀13和16进入节流状态或完全打开状态。因此，制冷循环10执行至一制冷剂回路的切换，在该制冷剂回路中制冷剂如图1的粗箭头所示地流动，这与冷却操作模式中相似。在除湿加热操作模式中，外部热交换器14和内部蒸发器17关于制冷剂流串联地连接。

在制冷剂回路的前述配置中，空气调节器控制器40基于目标出气口温度TAO和来自传感器组的检测信号，确定连接到空气调节器控制器40的输出侧的各种空气调节控制装置(输出至各种空气调节控制装置的控制信号)的操作状态。

例如，压缩机11的制冷剂排放能力被以下面的方式确定。然后，基于图4的步骤S120中确定的目标蒸发器出口温度TEO和蒸发器温度传感器检测到的内部蒸发器17的制冷剂蒸发温度之间的偏差来确定压缩机11的制冷剂排放能力，从而通过使用反馈控制方法使内部蒸发器17的制冷剂蒸发温度接近于目标制冷剂蒸发温度TEO。

输出至空气混合门34的伺服马达的控制信号被确定成使得空气混合门34关闭冷却空气旁路通道35，并且使得已经流通过内部蒸发器17的整个空气量能够通过内部冷凝器12的空气通道。

根据目标出气口温度TAO改变第一膨胀阀13和第二膨胀阀16，前述目标出气口温度TAO是吹入车辆内部中的空气的目标温度。具体地，在增加目标出气口温度TAO的情况下，空气调节器控制器40曾加第一膨胀阀13的压力降，同时降低第二膨胀阀16的压力降。因此，在本实施例的除湿加热操作模式中，以四个阶段执行第一至第四除湿加热模式。

(C-1)第一除湿加热模式

首先，下面将使用图9说明第一除湿加热模式。图9是显示本实施例的制冷循环10的第一除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

在第一除湿加热模式中，第一膨胀阀13完全地打开，并且第二膨胀阀16进入节流状态。因此，循环结构(制冷剂回路)具有与冷却操作模式中相同的制冷剂回路，但是空气混合门34完全地打开内部冷凝器12侧的空气通道，使得循环通过循环回路的制冷剂的状态如图9的摩尔图所示地变化。

即，如图9所示，从压缩机11排放的高压制冷剂(如点“c1”所标示)流入内部冷凝器12中，与被内部蒸发器17冷却和除湿的空气进行热交换，因而从内部冷凝器12发散热量(从图9中的点“c1”到点“c2”)。因此，空气被加热。

从内部冷凝器12流出的制冷剂流入第一膨胀阀13。此时，第一膨胀阀13完全地打开，使得从内部冷凝器12流出的制冷剂流入外部热交换器14，而没有被第一膨胀阀13减压。流入外部热交换器14的制冷剂在交换器14处将热量发散到鼓风扇15吹送的外部空气中(从图9中的点“c2”到点“c3”)。

从外部热交换器14流出的制冷剂流入第二膨胀阀16，并且被第二膨胀阀16减压和膨胀成低压制冷剂(从图9中的点“c3”到点“c4”)。被第二膨胀阀16减压的低压制冷剂流入内部蒸发器17中，并且从鼓风机32吹送的空气吸收热量，以便蒸发其自身(从图9中的点“c4”到点“c5”)。因此，空气被除湿和冷却。从内部蒸发器17流出的制冷剂从储能器18流到压缩机11侧(在图9的点“c6”处)，并且然后再次被压缩机11压缩(从图9中的点“c6”到点“c1”)，这与冷却操作模式中相似。

如前所述，在第一除湿加热模式中，被内部蒸发器17冷却和除湿的空气能够被内部冷凝器12加热以便将被吹送到车辆内部中。因此，能够实现车辆内部的除湿和加热。

(C-2)第二除湿加热模式

随后，下面将使用图10说明第二除湿加热模式。图10是显示本实施例的制冷循环10的第二除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

当目标出气口温度TA0高于第一参考温度并且等于或小于之前确定的第二参考温度时，执行第二除湿加热模式。在第二除湿加热模式中，第一膨胀阀13进入节流状态，并且第二膨胀阀16也进入节流状态，同时第二膨胀阀16的节流开口度与第一除湿加热模式中的节流开口度相比被增加。因此，在第二除湿加热模式中，循环通过制冷循环的制冷剂的状态如图10的摩尔图所示地变化。

即，如图10所示，从压缩机11排放出的高压制冷剂(如点“d1”所标示)流入内部冷凝器12，以与被内部蒸发器17冷却和除湿的空气进行热交换，因而从内部冷凝器12发散热量(从图10中的点“d1”到点“d2”)。因此，空气被加热。

从内部冷凝器12流出的制冷剂流入第一膨胀阀13，并且然后被第一膨胀阀13减压成中间压力制冷剂(从图10中的点“d2”到点“d3”)。然后，被第一膨胀阀13减压的中间压力制冷剂流入外部热交换器14中，并且向鼓风扇15吹送的外部空气中发散热量(从图10中的点“d3”到点“d4”)。

从外部热交换器14流出的制冷剂流入第二膨胀阀16，并且被第二膨胀阀16减压和膨胀成低压制冷剂(从图10中的点“d4”到点“d5”)。被第二膨胀阀16减压的低压制冷剂流入内部蒸发器17中，并且从鼓风机32吹送的空气吸收热量，以便蒸发其自身(从图10中的点“d5”到点“d6”)。因此，空气被除湿和冷却。然后，从内部蒸发器17流出的制冷剂从储能器18流动到压缩机11的吸入侧(在图10的点“d7”处)，并且然后再次被压缩机11压缩(从图10中的点“d7”到点“d1”)，这与冷却操作模式中相似。

如前所述，在第二除湿加热模式中，被内部蒸发器17冷却和除湿的空气能够被内部冷凝器12加热，以便将被吹入车辆内部中，这与第一除湿加热模式中相似。因此，能够实现车辆内部的除湿和加热。

此时，在第二除湿加热模式中，第一膨胀阀13处于节流状态，使得流入外部热交换器14的制冷剂的温度与第一除湿加热模式中的相比能够被降低。因此，能够通过降低外部空气温度Tam和外部热交换器14中的制冷剂的温度之间的差来减少在外部热交换器14处从制冷剂发散的热量。

结果，从内部冷凝器12的制冷剂发散的热量能够被增加，这与第一模式中的相比增加了从内部冷凝器12吹送的空气的温度。

(C-3)第三除湿加热模式

随后，下面将使用图11说明第三除湿加热模式。图11是显示本实施例的制冷循环10的第三除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

当目标出气口温度TAO高于第二参考温度并且等于或小于之前确定的第三参考温度时，执行第三除湿加热模式。在第三除湿加热模式中，第一膨胀阀13进入节流状态，同时第一膨胀阀13的节流开口度与第二除湿加热模式中的节流开口度相比被降低，并且第二膨胀阀16处于节流状态，其中第二膨胀阀16的节流开口度与第二除湿加热模式中的节流开口度相比被增加。因此，在第三除湿加热模式中，循环通过制冷循环的制冷剂的状态如图11的摩尔图所示地变化。

即，如图11所示，从压缩机11排放出的高压制冷剂(如点“e1”所标示)流入内部冷凝器12，以与被内部蒸发器17冷却和除湿的空气进行热交换，因而从内部冷凝器12发散热量(从图11中的点“e1”到点“e2”)。因此，空气被加热。

从内部冷凝器12流出的制冷剂流入第一膨胀阀13，并且然后被第一膨胀阀13减压成温度低于外部空气温度的中间压力制冷剂(从图11中的点“e2”到点“e3”)。然后，被第一膨胀阀13减压的中间压力制冷剂流入外部热交换器14中，并且向鼓风扇15吹送的外部空气中发散热量(从图11中的点“e3”到点“e4”)。

从外部热交换器14流出的制冷剂流入第二膨胀阀16，并且被第二膨胀阀16减压和膨胀成低压制冷剂(从图11中的点“e4”到点“e5”)。被第二膨胀阀16减压的低压制冷剂流入内部蒸发器17中，并且从鼓风机32吹送的空气吸收热量，以便蒸发其自身(从图11中的点“e5”到点“e6”)。因此，空气被除湿和冷却。然后，从内部蒸发器17流出的制冷剂从储能器18流动到压缩机11的吸入侧(在图11的点“e7”处)，并且然后再次被压缩机11压缩(从图11中的点“e7”到点“e1”)，这与冷却操作模式中相似。

如前所述，在第三除湿加热模式中，与第一和第二除湿加热模式相似，被内部蒸发器17冷却和除湿的空气能够被内部冷凝器12加热，以便将被吹入车辆内部中。因此，能够实现车辆内部的除湿和加热。

此时，在第三除湿加热模式中，第一膨胀阀13的节流开口度被降低，使得外部热交换器14能够用作吸热器(蒸发器)。结果，从内部冷凝器12的制冷剂发散的热量能够被增加，这与第二除湿加热模式中的相比能够增加从内部冷凝器12吹送的空气的温度。

(C-4)第四除湿加热模式

随后，下面将使用图12说明第四除湿加热模式。图12是显示本实施例的制冷循环10的第四除湿加热模式中的制冷剂的状态的另一摩尔图。

当目标出气口温度TAO高于第三参考温度时，执行第四除湿加热模式。在第四除湿加热模式中，第一膨胀阀13进入节流状态，同时第一膨胀阀13的节流开口度与第三除湿加热模式中的节流开口度相比被降低，并且第二膨胀阀16被完全地打开。因此，在第四除湿加热模式中，循环通过制冷循环的制冷剂的状态如图12的摩尔图所示地变化。

即，如图12所示，从压缩机11排放出的高压制冷剂(如点“f1”所标示)流入内部冷凝器12，以与被内部蒸发器17冷却和除湿的空气进行热交换，因而从内部冷凝器12发散热量(从图12中的点“f1”到点“f2”)。因此，空气被加热。

从内部冷凝器12流出的制冷剂流入第一膨胀阀13，并且然后被第一膨胀阀13减压成低压制冷剂(从图12中的点“f2”到点“f3”)。被第一膨胀阀13减压的低压制冷剂流入外部热交换器14中，并且从鼓风扇15吹送的外部空气中吸收热量(从图12中的点“f3”到点“f4”)。

从外部热交换器14流出的制冷剂流入第二膨胀阀16。此时，第二膨胀阀16完全地打开，使得从外部热交换器14流出的制冷剂流入外部蒸发器17中，而没有被第二膨胀阀16减压。

流入内部蒸发器17的低压制冷剂从鼓风机32吹送的空气吸收热量，以便蒸发其自身(从图12中的点“f4”到点“f5”)。因此，空气被除湿和冷却。从内部蒸发器17流出的制冷剂从储能器18流动到压缩机11的吸入侧(在图12的点“f6”处)，并且然后再次被压缩机11压缩(从图12中的点“f6”到点“f1”)，这与冷却操作模式中相似。

如前所述，在第四除湿加热模式中，与第一至第三除湿加热模式相似，被内部蒸发器17冷却和除湿的空气能够被内部冷凝器12加热，以便将被吹入车辆内部中。因此，能够实现车辆内部的除湿和加热。

此时，在第四除湿加热模式中，与第三除湿加热模式相似，外部热交换器14能够用作吸热器(蒸发器)。在第四除湿加热模式中，第一膨胀阀13的节流开口度被降低成比第三除湿加热模式中的节流开口度更小的值，使得流入外部热交换器14的制冷剂的温度与第三除湿加热模式中的相比能够被降低。因此，制冷剂温度和外部热交换器14中的外部空气温度之间的差能够扩大，以增加由外部热交换器14在制冷剂中吸收的热量。

结果，从内部冷凝器12的制冷剂发散出的热量能够被增加，这与第三除湿加热模式中的相比能够增加从内部冷凝器12吹送的空气的温度。

因此，在除湿加热操作模式中，第一膨胀阀13和第二膨胀阀16的节流开口度根据目标出气口温度TAO变化，使得吹入车辆内部的空气的温度能够在从低温范围到高温范围的宽的范围中被调节。

在前述的本实施例中，当在执行加热操作时内部蒸发器17的制冷剂蒸发温度不能被设定成低于流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew时，执行至用于正常加热操作模式的制冷剂回路的切换，该正常加热操作模式通过允许制冷剂流向旁路通道19侧，将进入内部蒸发器17的制冷剂的流量设定成零。

当空气不能被内部蒸发器17除湿时，能够阻止空气和内部蒸发器17中的制冷剂之间不必要的热交换。因此，能够有效地防止车辆空气调节器1处的能量浪费。

在本实施例中，内部蒸发器17的目标制冷剂蒸发温度TEO根据外部空气温度Tam确定，该外部空气温度Tam是与车辆内部的除湿负载相关的物理量。当内部蒸发器17处的制冷剂蒸发温度能够被设定成低于流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew时，将被吹入车辆内部的空气能够被内部蒸发器17合理地除湿。

(第二实施例)

下面将参照图13说明本公开的第二实施例。如图13的整体结构图所示，与第一实施例相比，本实施例中的制冷循环10和内部空气调节单元30的结构被改变，这将在下面说明。图13显示本实施例的车辆空气调节器1的整体结构图。

首先，将说明第二实施例的制冷循环10。本实施例的制冷循环10取消了第一实施例中使用的内部冷凝器12、第一膨胀阀13、旁路通道19和旁路通道打开/闭合阀20。

具体地，在本实施例的制冷循环10中，压缩机11的排放端口侧连接到外部热交换器14的入口侧，同时外部热交换器14的出口侧连接到第二膨胀阀16的入口侧。此外，第二膨胀阀16的出口侧连接到内部蒸发器17，同时内部蒸发器17的出口侧经由储能器18连接到压缩机11的吸入侧。

随后，下面将说明内部空气调节单元30。在本实施例的内部空气调节单元30中，代替第一实施例的内部冷凝器12的加热器芯62设置在壳体31中，即，在内部蒸发器17的空气流的下游侧上。

加热器芯62是通过已经通过内部蒸发器17的空气和用于冷却作为外部热源的发动机(内燃机)61的发动机冷却剂之间的热交换来加热已经通过内部蒸发器17的空气的加热装置。加热器芯62连接到冷却剂循环回路60，发动机冷却剂循环通过该冷却剂循环回路60。加热器芯62被构造成通过设置在冷却剂循环回路60中的冷却剂泵63的操作允许发动机冷却剂流动。

接下来，下面将说明具有本实施例的前述配置的车辆空气调节器1的操作。在本实施例中，在空气调节器控制器40执行的控制过程中，用于图3的步骤S9和图4的步骤S140和S150中执行的各个操作模式的控制过程与第一实施例的控制过程不同。与主程序相关的控制过程与第一实施例相同，并且因此，下面将说明与第一实施例不同的用于各个操作模式的控制过程。

首先，下面将说明本实施例的冷却操作模式。在冷却操作模式中，空气调节器控制器40基于目标出气口温度TA0和来自传感器组41的检测信号，确定连接到空气调节器控制器40的输出侧的各个空气调节控制装置的操作状态。

例如，输出至空气混合门34的伺服马达的控制信号被确定成使得空气混合门34关闭加热器芯62的空气通道，并且使得已经通过内部蒸发器17的整个空气量能够通过冷却空气旁路通道35。压缩机11的制冷剂排放能力和输出至第二膨胀阀16的控制信号以与第一实施例的冷却操作模式中相同的方式被确定。

因此，在冷却操作模式的制冷循环10中，从压缩机11排放的高压制冷剂流入外部热交换器14中。流入外部热交换器14的制冷剂向外部热交换器14中的鼓风扇15吹送的外部空气中发散热量。从外部热交换器14流出的制冷剂流入第二膨胀阀16，并且被第二膨胀阀16减压和膨胀成低压制冷剂。

被第二膨胀阀16减压的低压制冷剂流入内部蒸发器17中，并且从鼓风机32吹送的空气中吸收热量以蒸发其自身。因此，空气被冷却。在冷却操作模式中，加热器芯62的空气通道被空气混合门34关闭，因此已经通过内部蒸发器17的空气被吹入车辆内部中，而没有被加热器芯62加热。

从内部蒸发器17流出的制冷剂流入储能器18，并且然后被储能器18分离成液相和气相。由储能器18分离的气相制冷剂被吸入压缩机11的吸入侧并且再次被压缩机11压缩。

如前所述，在冷却操作模式中，加热器芯62的空气通道被空气混合门34关闭，使得被内部蒸发器17冷却的空气能够吹入车辆内部中。因此，能够执行车辆内部的冷却。

随后，下面将说明本实施例的正常加热操作模式。在正常加热操作模式中，空气调节器控制器40基于目标出气口温度TAO和来自传感器组41的检测信号，确定连接到空气调节器控制器40的输出侧的各个空气调节控制装置的操作状态。

例如，压缩机11的制冷剂排放能力被确定为最小能力，即，停止压缩机11的操作。因此，随后停止制冷循环10的操作，这使流入内部蒸发器17的制冷剂的量减少到基本为零。

输出至空气混合门34的伺服马达的控制信号被确定成使得空气混合门34关闭冷却空气旁路通道35，并且使得已经通过内部蒸发器17的整个空气量能够通过加热器芯62的空气通道。因此，在正常加热操作模式中，从鼓风机32吹送的空气流入加热器芯62，并且被加热器芯62加热，而没有被内部蒸发器17冷却。

如前所述，在正常加热操作模式中，制冷循环10的操作被停止，并且冷却空气旁路通道35被空气混合门34关闭，使得鼓风机32吹送的空气能够被加热器芯62加热到期望的温度，并且被吹入车辆内部中，而没有被内部蒸发器17冷却。因此，能够执行车辆内部的加热。

随后，下面将说明本实施例的除湿加热操作模式。在除湿加热操作模式中，空气调节器控制器40基于目标出气口温度TAO和来自传感器组41的检测信号，确定连接到空气调节器控制器40的输出侧的各个空气调节控制装置的操作状态。

例如，输出至第二膨胀阀16的控制信号被确定成使得流入第二膨胀阀16的制冷剂的过冷度接近之前确定的目标过冷度，以便使COP基本上更加接近最大值。

输出至空气混合门34的伺服马达的控制信号被确定成使得空气混合门34关闭冷却空气旁路通道35，并且使得已经通过内部蒸发器17的整个空气量能够通过加热器芯62的空气通道。

因此，在除湿加热操作模式的制冷循环10中，从压缩机11排放的高压制冷剂流入外部热交换器14。流入外部热交换器14的制冷剂向外部热交换器14中的鼓风扇15吹送的外部空气发散热量，并且被第二膨胀阀16减压和膨胀成低压制冷剂。

被第二膨胀阀16减压的低压制冷剂流入内部蒸发器17，并且从鼓风机32吹送的空气中吸收热量以蒸发其自身。因此，空气被除湿和冷却。在除湿加热操作模式中，冷却空气旁路通道35被空气混合门34关闭，因此已经通过内部蒸发器17的空气流入加热器芯62，并且被加热器芯62加热以便被吹入车辆内部中。

从内部蒸发器17流出的制冷剂流入储能器18，并且然后被储能器18分离成液相和气相。由储能器18分离的气相制冷剂被吸入压缩机11的吸入侧并且再次被压缩机11压缩。

如前所述，在除湿加热操作模式中，冷却空气旁路通道35被空气混合门34关闭，并且已经通过内部蒸发器17的整个空气量通过加热器芯62的空气通道，使得被内部蒸发器17除湿和冷却的空气能够被加热器芯62加热，以便被吹入车辆内部中。因此，能够实现车辆内部的除湿和加热。

在前述的本实施例中，当在加热操作中内部蒸发器117的制冷剂蒸发温度不能被设定成低于流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew时，正常加热操作模式被确定，在该正常加热操作模式中，压缩机11的操作被停止，进入内部蒸发器17的制冷剂的流量基本上设定为零。

与第一实施例相似，当空气不能通过使用内部蒸发器17被除湿时，能够阻止制冷剂和内部蒸发器17中的空气之间的不必要的热交换，以便有效地减少车辆空气调节器1中的能量浪费。

在本实施例中，制冷循环10具有例如包括储能器18的循环结构(储能器循环)，但是本公开不局限于此。可替换地，例如，可以使用包括设置在外部热交换器14的出口侧上的用于将制冷剂分离成汽相和液相的接收器，而不使用储能器18的循环结构(接收器循环或子冷却循环)。

(第三实施例)

下面将参照图14说明本公开的第三实施例。图14显示根据本实施例的空气调节器控制器40执行的控制过程的一部分的流程图。

在第三实施例中，用于确定正常加热操作模式或加热操作模式中的除湿加热操作模式的控制过程相对于第一实施例变化，这将在下面通过示例来说明。在本实施例中，与第一和第二实施例相同或等同的部件的说明在下面将被忽略或简化。

在本实施例中，如图14所示，第一实施例中描述的图4的步骤S120和S130中的过程将变化为步骤S160中的过程。具体地，当在步骤S110中确定A/C开关被打开(如果步骤S110中为是)时，操作进行到步骤S160，在步骤S160中，基于在步骤S100中计算的露点温度Tdew和之前设定的为0℃或更高的固定阈值(参考阈值)，确定是否能够在内部蒸发器17中执行空气的除湿。具体地，在步骤S160中，判断露点温度Tdew是否高于作为参考阈值的固定阈值Th。在本实施例中，被空气调节器控制器40执行的步骤S160中的过程起判断部的作用，该判断部用于判断流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew是否等于或小于参考阈值。

基于试验或仿真，固定阈值Th被设定为使内部蒸发器17中的空气的除湿变困难的值。例如，固定阈值Th被设定为目标制冷剂蒸发温度TEO的最小温度(例如，1℃)，该目标制冷剂蒸发温度TEO被限定成防止内部蒸发器17结霜。

当在步骤S160中确定露点温度Tdew高于固定阈值Th(如果在步骤S160中为是)时，操作进行到步骤S140，在步骤S140中，执行用于除湿加热操作模式(带有除湿的加热操作模式)的控制过程。在用于除湿加热操作模式的控制过程中执行第一实施例中描述的步骤S120中的目标制冷剂蒸发温度TEO的确定。

因此，当在步骤S160中确定露点温度Tdew等于或小于固定阈值Th(如果在步骤S160中为否)时，操作进行到步骤S150，在步骤S150中，执行用于正常加热操作模式(没有除湿的加热操作模式)的控制过程。除湿加热操作模式和正常加热操作模式的控制过程的基本内容与第一和第二实施例相同，因此下面省略了它的说明。

与前述实施例相似，当即使基于预定的固定阈值Th和流入蒸发器17的空气的露点温度Tdew、通过使用用于确定由蒸发器17对空气除湿的可能性的结构，空气也不能被内部蒸发器17除湿时，能够阻止空气和蒸发器17中的制冷剂之间的不必要的热交换，以便有效地减少车辆空气调节器1中的能量浪费。

本实施例在步骤S160中执行包括比较露点温度Tdew和预定的固定阈值Th的确定过程，并且因此能够简化空气调节器控制器40的控制过程。

(其它实施例)

前面已经描述了本公开的优选实施例，但是本公开不局限于此。基于本领域的熟练技术人员所正常拥有的知识，在不脱离所附权利要求的保护范围的情况下，公开的实施例能够合理地变化，只要本领域的熟练技术人员能够容易地替换该实施例，而不限于权利要求中描述的术语。例如，能够对本公开的实施例进行下面的各种变化。

(1)在前述各个实施例中，通过示例，内部蒸发器17的目标制冷剂蒸发温度TEO的确定过程在步骤S120中被执行，使得目标制冷剂蒸发温度TEO根据外部空气温度Tam的降低而降低。然而，本发明不局限于此。可替换地，除了外部空气温度之外，可以基于车辆内部的空气调节的必须量和热负载确定目标制冷剂蒸发温度TEO。

例如，如图15(a)的控制特性图所示，除了外部空气温度Tam之外，可以根据引入到内部蒸发器17中的内部空气与外部空气的引入量的比率来确定目标制冷剂蒸发温度TEO。

在该情况中，在步骤S120中，当选择引入到内部蒸发器17中的内部空气与外部空气的引入量的比率为最高比率的内部空气循环模式REC作为吸入端口模式时，与选择内部/外部空气引入模式R/F或外部空气引入模式FRS时的情况相比，目标制冷剂蒸发温度TEO理想地被确定成较低。模式R/F或FRS使引入到内部蒸发器17中的内部空气与外部空气的引入量的比率比内部空气循环模式REC的比率低。

因此，根据车辆内部的除湿负载确定内部蒸发器17的目标制冷剂蒸发温度TEO，使得进入车辆内部的空气能够被内部蒸发器17合理地除湿。

理想地，根据车辆内部的除湿负载确定内部蒸发器17的目标制冷剂蒸发温度TEO。然而，如图15(b)的控制特性图所示，在步骤S120中，目标制冷剂蒸发温度TEO可以被确定成根据目标出气口温度TAO的降低而降低，目标出气口温度TAO是与车辆内部的空气调节热负载相关的物理量。

在步骤S120中，参照图15(a)的控制特性图计算的目标制冷剂蒸发温度TEO和参照图15(b)的控制特性图计算的目标制冷剂蒸发温度TEO中的较低的一个温度可以被选择作为目标制冷剂蒸发温度TEO。这样，能够根据除湿负载车辆内部的空气调节热负载来确定目标制冷剂蒸发温度TEO。

(2)在前述各个实施例中，通过示例，在图3所示的步骤S8中，基于目标出气口温度TAO和A/C开关的操作信号确定冷却操作模式或加热操作模式，但是本公开不局限于此。例如，当车辆内部的预设温度Tset低于外部空气温度Tam时，操作模式可以被确定为冷却操作模式。当车辆内部预设温度Tset高于外部空气温度Tam时，操作模式可以被确定为加热操作模式。

(3)在前述各个实施例中，通过示例，在冷却操作模式、正常加热操作模式和除湿加热操作模式中的每个操作模式中，空气调节器控制器40操作空气混合门34，以关闭冷却空气旁路通道35或内部冷凝器12或加热器芯62的空气通道。然而，空气混合门34的操作不局限于此。

例如，空气混合门34可以打开冷却空气旁路通道35和内部冷凝器12或加热器芯62的空气通道两者。通过调节通过冷却旁路通道35的空气的流量与通过内部冷凝器12或加热器芯62的空气通道的空气的流量的比率，来控制吹入车辆内部中的空气的温度。对于容易地精细调节空气的温度，这种温度控制是有效的。

(4)在前述第一实施例中，在除湿加热操作模式期间，操作模式随目标出气口温度TAO的增加逐步地从第一除湿加热模式切换至第四除湿加热模式，但是本公开不局限于此。例如，在除湿加热操作模式中，操作模式可以随目标出气口温度TAO的增加连续地从第一除湿加热模式切换至第四除湿加热模式。即，第一膨胀阀13的节流开口度可以随目标出气口温度TAO的增加逐渐地降低，使得第二膨胀阀16的节流开口度可以逐渐地增加。

(5)在前述第二实施例中，当内部蒸发器17的制冷剂蒸发温度不能设定成低于流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew时，理想地，通过将进入内部蒸发器17的制冷剂的流量基本上设定为零，压缩机11的操作被停止，但是本公开不局限于此。可替换地，例如，当内部蒸发器17的制冷剂蒸发温度不能被设定成低于流入内部蒸发器17的空气的露点温度Tdew时，压缩机11的制冷剂排放能力被降低，因而降低了进入内部蒸发器17的制冷剂的流量。

(6)在前述各个实施例中，通过示例，普通的碳氟化合物制冷剂被用作用于制冷循环10的制冷剂，但是制冷剂不局限于该类型。例如，可以使用碳氢化合物制冷剂或二氧化碳。此外，制冷循环10可以形成为超临界制冷循环，该超临界制冷循环的高压侧制冷剂压力超过制冷剂的临界压力。

Claims (10)

1.一种车辆空气调节器，通过使用具有用于蒸发制冷剂的蒸发器(17)的制冷循环(10)来冷却吹送到车辆内部中的空气，所述车辆空气调节器包括：

制冷剂流量控制部(40a)，用于控制流入所述蒸发器(17)的制冷剂的流量；

露点温度检测部(40b，42)，用于检测流入所述蒸发器(17)的空气的露点温度；和

判断部，用于判断由露点温度检测部(40b，42)检测到的露点温度是否等于或小于预定的参考阈值，其中

当所述判断部判断由露点温度检测部(40b，42)检测到的露点温度等于或小于所述预定的参考阈值时，所述制冷剂流量控制部(40a)降低流入所述蒸发器(17)的制冷剂的流量。

2.根据权利要求1所述的车辆空气调节器，还包括：

蒸发器温度确定部，用于确定在所述蒸发器(17)处的目标制冷剂蒸发温度，

其中所述预定的参考阈值是由所述蒸发器温度确定部确定的目标制冷剂蒸发温度。

3.根据权利要求2所述的车辆空气调节器，其中所述蒸发器温度确定部至少基于与车辆内部的除湿负载相关的物理量来确定所述目标制冷剂蒸发温度。

4.根据权利要求3所述的车辆空气调节器，其中所述蒸发器温度确定部将所述目标制冷剂蒸发温度确定为随外部空气温度的降低而变得更低。

5.根据权利要求3所述的车辆空气调节器，其中所述蒸发器温度确定部根据引入到蒸发器(17)中的内部空气与外部空气的引入量的比率的增加将所述目标制冷剂蒸发温度确定为变得更低。

6.根据权利要求2所述的车辆空气调节器，其中所述蒸发器温度确定部将所述目标制冷剂蒸发温度确定为等于或高于0℃。

7.根据权利要求1所述的车辆空气调节器，其中所述预定的参考阈值是预定的固定阈值。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的车辆空气调节器，其中所述制冷循环(10)包括旁路通道(19)和制冷剂回路切换部(16，20)，制冷剂在绕过所述蒸发器(17)的同时流过所述旁路通道(19)，所述制冷剂回路切换部(16，20)在用于将制冷剂循环至蒸发器(17)侧的制冷剂回路与用于将制冷剂循环至旁路通道(19)侧的另一制冷剂回路之间进行切换，

其中当所述判断部判断由所述露点温度检测部(40b，42)检测到的露点温度等于或小于所述预定的参考阈值时，所述制冷剂流量控制部(40a)控制制冷剂回路切换部(16，20)的操作，以便允许制冷剂流到旁路通道(19)侧。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的车辆空气调节器，其中所述制冷循环(10)还包括压缩和排放制冷剂的压缩机(11)，

其中当判断部判断由所述露点温度检测部(40b，42)检测到的露点温度等于或小于所述预定的参考阈值时，所述制冷剂流量控制部(40a)降低压缩机(11)的制冷剂排放能力。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的车辆空气调节器，还包括：加热器(12，62)，用于加热被所述蒸发器(17)冷却的空气。