車輛用空調裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對車輛的車廂內進行空氣調節的所謂熱栗型空調裝置，尤其涉及可適用于能夠從外部電源進行供電的混合動力汽車、電動汽車的空調裝置。
【背景技術】
[0002]由于近年來環境問題突顯，因此混合動力汽車、電動汽車已廣泛普及。于是，作為可適用于上述車輛的空調裝置，研發了以下空調裝置，該空調裝置包括:壓縮并噴出制冷劑的壓縮機、設置于車廂內側使制冷劑散熱的散熱器(冷凝器)、設置于車廂內側使制冷劑吸熱的吸熱器(蒸發器)、設置于車廂外側使制冷劑散熱或吸熱的室外熱交換器，該空調裝置能夠切換進行下述模式，即:制熱模式，該制熱模式是指在散熱器中使從壓縮機噴出的制冷劑散熱，并在室外熱交換器中使在該散熱器中進行了散熱后的制冷劑吸熱；除濕模式，該除濕模式是指在散熱器中使從壓縮機噴出的制冷劑散熱，并在吸熱器中使在散熱器中進行了散熱后的制冷劑吸熱；以及制冷模式，該制冷模式是指在室外熱交換器中使從壓縮機噴出的制冷劑散熱，并在吸熱器中使其吸熱(例如，參照專利文獻1)。
[0003]另外，電動汽車或部分的混合動力汽車被構成為，通過與設置于自家住宅或供電設備(供電點)的外部電源(充電器)相連接，能夠對電池進行充電(所謂的插入)。若通過所述插入來進行電池充電，則尤其能夠寄希望于改善混合動力汽車的燃油效率。
現有技術文獻專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利第3985384號公報
【發明內容】
發明所要解決的問題
[0005]然而，若在行駛中驅動壓縮機，則會消耗電池的電力。因而，若在與外部電源相連接的狀態(插入狀態)下，在行駛之前預先對車廂內進行制熱(預空氣調節)，則能夠延長之后的行駛距離。
[0006]然而，在上述制熱模式下，室外熱交換器起到制冷劑的蒸發器的作用。因此，在插入狀態下，若利用外部電源直接運轉壓縮機、或者經由電池來運轉壓縮機以執行制熱模式，則根據室外空氣的溫度/濕度的條件，會使室外空氣中的水分結霜，且附著并生長于室外熱交換器。當在制熱模式下在室外熱交換器上發生結霜時，由于霜成為絕熱材料，所以與室外空氣之間的熱交換性能明顯變差，難以從室外空氣中吸熱，導致無法得到所希望的制熱能力。
[0007]若在所述狀態下開始行駛，則行駛過程中用于制熱的壓縮機運轉時間會變長，導致電力消耗增大。另外，為了對制熱能力進行補足而不得不使用輔助的電熱器，所以無論如何都會發生電力消耗增大，且行駛距離縮短的問題。
[0008]本發明正是為了解決上述的現有技術問題而完成的，其目的在于，在所謂熱栗型空調裝置中，通過在插入狀態下預先對車廂內進行制熱時防止或抑制室外熱交換器上發生結霜，從而實現行駛過程中舒適的車廂內制熱，并且延長行駛距離。
用于解決問題的技術方案
[0009]本發明的車輛用空調裝置具有:壓縮機，用于壓縮制冷劑；空氣流通路，使供給車廂內的空氣流通;散熱器，使制冷劑散熱并對從空氣流通路供給至車廂內的空氣進行加熱；吸熱器，使制冷劑吸熱并對從空氣流通路供給至車廂內的空氣進行冷卻;室外熱交換器，設置于車廂外且使制冷劑散熱或吸熱；以及控制單元，該車輛用空調裝置，至少利用該控制單元來執行制熱模式，在該制熱模式中，利用散熱器使從壓縮機噴出的制冷劑散熱，在對散熱后的該制冷劑進行減壓之后，利用室外熱交換器來吸熱，其特征在于，具有注入回路，該注入回路用于對離開散熱器的制冷劑進行分流以使其返回壓縮機的壓縮途中，控制單元具有用于推定室外熱交換器是否發生結霜的結霜推定單元，在從外部電源對壓縮機、或者對為了驅動該壓縮機而進行供電的電池進行供電的狀態下，在執行制熱模式時，在根據結霜推定單元的推定而預測為室外熱交換器發生結霜的情況下，使注入回路進行動作，并執行使制冷劑返回壓縮機的壓縮途中的氣體注入。
[0010]本發明第二方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在上述發明的基礎上，控制單元在預測為室外熱交換器發生結霜的情況下，將壓縮機的轉速抑制成規定值以下，并且使利用注入回路所進行的氣體注入量增大。
[0011]本發明第三方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在上述發明的基礎上，控制單元在預測為室外熱交換器發生了結霜的情況下，使散熱器中制冷劑的過冷卻度上升，并且/或者使空氣流通路內的通風量減少。
[0012]本發明第四方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在各個發明的基礎上，控制單元在預測為室外熱交換器發生結霜的情況下，使室外熱交換器的通風量減少。
[0013]本發明第五方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在各個發明的基礎上，控制單元根據結霜狀態推定單元的推定而預測為室外熱交換器未發生結霜的情況下，對所要求的散熱器的制熱能力即要求制熱能力Qtgt、與散熱器能夠產生的制熱能力Qmaxhp進行比較，在該制熱能力Qmaxhp小于要求制熱能力Qtgt的情況下，執行注入回路所進行的氣體注入。
[0014]本發明第六方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在各個發明的基礎上，結霜推定單元計算出在室外熱交換器不發生結霜的范圍內散熱器能夠產生的最大制熱能力的目標值、即未結霜最大制熱能力預測值TGQhpNfst，在該未結霜最大制熱能力預測值TGQhpNfst小于所要求的散熱器的制熱能力即要求制熱能力Qtgt或者小于接近該要求制熱能力Qtgt的值的情況下，預測為室外熱交換器發生結霜。
[0015]本發明第七方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在上述發明的基礎上，結霜推定單元根據室外溫度，或者除了室外溫度以外還基于時刻、日照、降雨、位置、氣象條件，來計算出未結霜最大制熱能力預測值TGQhpNf s t。
[0016]本發明第八方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在第一方面至第五方面的發明的基礎上，結霜推定單元計算出在實現所要求的散熱器的制熱能力即要求制熱能力Qtgt時、室外熱交換器的制冷劑蒸發溫度即未結霜時要求制冷劑蒸發溫度TXObaseQtgt，在該未結霜時要求制冷劑蒸發溫度TXObaseQtgt低于霜點Tfrost或者小于接近該霜點Tfrost的溫度的情況下，預測為室外熱交換器發生結霜。
[0017]本發明第九方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在上述發明的基礎上，結霜推定單元根據室外氣體溫度和要求制熱能力Qtgt，來計算出未結霜時要求制冷劑蒸發溫度TXObaseQtgtο
[0018]本發明第十方面的車輛用空調裝置中，其特征在于，在各個發明的基礎上，注入回路具有減壓單元，以及使被該減壓單元減壓后的制冷劑與從壓縮機噴出且流入散熱器之前的制冷劑、或者離開該散熱器的制冷劑進行熱交換的熱交換器。
發明效果
[0019]根據本發明，由于具有:壓縮機，用于壓縮制冷劑;空氣流通路，使供給車廂內的空氣流通;散熱器，使制冷劑散熱并對從空氣流通路供給至車廂內的空氣進行加熱；吸熱器，使制冷劑吸熱并對從空氣流通路供給至車廂內的空氣進行冷卻；室外熱交換器，設置于車廂外且使制冷劑吸熱或散熱；以及控制單元，該車輛用空調裝置中，至少利用該控制單元來執行制熱模式，在該制熱模式中，利用散熱器使從壓縮機噴出的制冷劑散熱，在對散熱后的該制冷劑進行減壓之后，利用室外熱交換器來吸熱，具有注入回路，該注入回路用于對離開散熱器的制冷劑進行分流以使其返回壓縮機的壓縮途中，控制單元具有用于推定室外熱交換器是否發生結霜的結霜推定單元，在從外部電源對壓縮機、或者對為了驅動該壓縮機而進行供電的電池進行供電的狀態下，在執行制熱模式時，在根據結霜推定單元的推定而預測為室外熱交換器發生結霜的情況下，使注入回路動作，并執行使制冷劑返回壓縮機的壓縮途中的氣體注入，因此，在所謂的插入狀態下預先對車廂內進行制熱(預空氣調節)時，利用注入回路在壓縮機的壓縮途中來進行氣體注入，能夠抑制室外熱交換器上的吸熱，從而能夠防止或者抑制該室外熱交換器發生結霜，并且利用氣體注入來增大壓縮機的噴出制冷劑量從而確保散熱器所實現的車廂內的制熱能力，能夠減輕之后行駛中的負載。
[0020]由此，能夠使開始行駛后的車廂內維持為舒適的溫度，能夠延長電動汽車或混合動力汽車的行駛距離。
[0021]另外，根據第二方面的發明，在本發明的基礎上，控制單元在預測為室外熱交換器發生結霜的情況下，將壓縮機的轉速抑制在規定值以下，并且使利用注入回路所實現的氣體注入量增大，因此，能夠確實地抑制室外熱交換器中的吸熱量，并有效地防止或者抑制結霜。
[0022]在此情況下，如第三方面的發明那樣的控制單元在預測為室外熱交換器發生結霜的情況下，使散熱器中制冷劑的過冷卻度上升，并且/或者使空氣流通路內的通風量減少，從而能夠推進高壓側的壓力上升。由此，在壓縮機的轉速下降的狀態中能夠確保散熱器的制熱能力。
[0023]另外，如第四方面的發明那樣的控制單元在預測為室外熱交換器發生了結霜的情況下，若使室外熱交換器的通風量減少，則能夠抑制室外熱交換器的室外氣體量，能夠進一步有效地防止或者抑制因室外氣體中的水分凝結而導致室外熱交換器發生結霜的情況。
[0024]另外，如第五方面的發明那樣的控制單元在基于結霜推定單元的推定而預測為室外熱交換器未發生結霜的情況下，對所要求的散熱器的制熱能力即要求制熱能力Qtgt與散熱器能產生的制熱能力Qmaxhp進行比較，在該制熱能力Qmaxhp小于要求制熱能力Qtgt的情況下，通過執行利用注入回路的氣體注入，從而能夠適當地控制對壓縮機的氣體注入，如第十方面所述的那樣，能夠抑制在使從壓縮機噴出且流入散熱器之前的制冷劑與注入回路的制冷劑進行熱交換并使其蒸發時的效率的降低。
[0025]另外，如第六方面的發明那樣的結霜推定單元計算出在室外熱交換器不結霜的范圍內散熱器能夠產生的最大制熱能力的目標值、即未結霜最大制熱能力預測值TGQhpNfst，在該未結霜最大制熱能力預測值TGQhpNfst小于要求要求制熱能力Qtgt或小于接近該要求制熱能力Qtgt的值的情況下，通過預測為室外熱交換器發生結霜，從而即使在無法檢測出室外熱交換器發生結霜的所謂霜點的情況下，也能夠有效地防止或者抑制插入狀態下室外熱交換器發生結霜的情況。
[0026]在此情況下，如第七方面的發明那樣的結霜推定單元基于室外氣體溫度，或者在室外氣體溫度的基礎上附加時刻、日照、降雨、位置、氣象條件，來計算出未結霜最大制熱能力預測值TGQhpNfst，從而能夠準確地推定室外熱交換器未發生結霜的未結霜最大制熱能力預測值TGQhpNfst，即，其結果是能夠準確地推定霜點，能夠進一步有效地防止或者抑制插入狀態中室外熱交換器發生結霜的情況。
[0027]另一方面，如第八方面的發明那樣的結霜推定單元計算出實現要求制熱能力Qtgt時室外熱交換器的制冷劑蒸發溫度、即未結霜時要求制冷劑蒸發溫度TXObaseQtgt，在該未結霜時要求制冷劑蒸發溫度TXObaseQtgt低于霜點Tfrost或者低于接近該霜點Tfrost的溫度的情況下，通過預測為室外熱交換器發生結霜，從而能夠基于室外熱交換器發生結霜的霜點，有效地防止或者抑制插入狀態下室外熱交換器發生結霜的情況。
[0028]在此情況下，如第九方面的發明那樣的結霜推定單元根據室外氣體溫度和要求制熱能力Qtgt，計算出未結霜時要求制冷劑蒸發溫度TXObaseQtgt，因此，能夠準確地推定在室外熱交換器未結霜時用于實現要求制熱能力Qtgt的未結霜時要求制冷劑蒸發溫度TXObaseQtgt，從而能夠進一步有效地防止或者抑制插入狀態下室外熱交換器發生結霜的情況。
[0029]另外，若由減壓單元、以及熱交換器來構成如第十方面的發明那樣的注入回路，則在熱交換器中能夠使返回壓縮機的壓縮途中的制冷劑蒸發，上述熱交換器使被上述減壓單元減壓后的制冷劑與從壓縮機噴出且流入散熱器之前的制冷劑、或者離開該散熱器的制冷劑進行熱交換。尤其