专利名称：车辆空调系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种车辆空调系统。更具体地，本发明涉及一种可以在降低电力消耗的情况下进行制热和除湿的车辆空调系统。
背景技术：
车辆空调系统是本领域内已知的。传统的车辆空调系统可以在无需使用发动机冷却剂的情况下进行工作以调节车室内的空气。在这种系统以制热模式进行工作的情况下，·该系统通常使用已由电加热器或燃烧加热器加热后的热液体或加热空气。该系统还可以使用由热泵从车辆外部的空气所提取的热。由于电动车辆不具有内燃机，因此空调系统无法使用从内燃机排出的热。因而，电动车辆内的空调系统可以使用电加热器。由于电加热器所消耗的电力量影响车辆在没有对其电池进行再充电的情况下能够行驶的距离，因此在冬季以及电加热器的电力消耗大的其它时期，该距离通常下降。因此，日本专利3477868所述的系统被配置为在制热模式期间使用从制冷液热交换器排出的凝结热，从而降低电力消耗。
发明内容
日本专利3477868所述的车辆空调系统被配置为即使在车辆处于环境空气温度低的寒冷区域内的情况下，在制热模式期间也引入外部空气。然而，在车室内的暖空气并未被利用而是被排出至车室外部的情况下，制热模式效率差。此外，在通过使车室内空气循环来进行制热的情况下，由于车室内的湿度将会上升，因此可能需要对该空气进行除湿。此夕卜，除湿率的增加通常会导致电加热器所消耗的电力量增加。结果，电动车辆在没有对其电池进行再充电的情况下能够行驶的距离可能会下降。因此，本发明的目的是提供一种可以在降低电力消耗的情况下进行制热和除湿的车辆空调系统。考虑到已知技术的状态，一种车辆空调系统大体包括管、制冷剂蒸发器、空调用冷却流路、加热器芯、加热器热液体流路、热交换器、电加热器、电气组件用冷却流路、连通流路、液体温度传感器和流路选择阀。所述管被配置为向车室内部提供空气。所述制冷剂蒸发器配置在所述管内。所述空调用冷却流路被配置为向所述制冷剂蒸发器提供冷却后的制冷剂。所述加热器芯配置在所述管内的所述制冷剂蒸发器下游的位置处。所述加热器热液体流路被配置为向所述加热器芯提供热液体。所述热交换器被配置为在所述空调用冷却流路内流动的制冷剂和在所述加热器热液体流路内流动的热液体之间进行热交换。所述电加热器配置在沿着所述加热器热液体流路的所述热交换器下游的位置处，并且被配置为对在所述热交换器内经过了热交换的热液体进行进一步升温。所述电气组件用冷却流路被配置为通过使来自安装在车辆内的电气组件的热通过车室外热交换器来使所述电气组件冷却。所述连通流路被配置为使所述加热器热液体流路和所述电气组件用流路连接到一起，使得所述加热器热液体流路和所述电气组件并列配置。所述液体温度传感器被配置为检测在所述加热器热液体流路内流动的热液体的温度。所述流路选择阀配置在所述加热器热液体流路和所述连通流路之间的连接部分，并且被配置为在所述液体温度传感器所检测到的热液体的温度高于规定温度的情况下，允许在所述加热器热液体流路内流动的热液体流入所述电气组件用冷却流路。
现在参考构成该原始公开的一部分的附图图I是示出根据所公开实施例的车辆空调系统的示例的系统图；图2示出车辆空调系统中的热交换器的结构的示例； 图3A、3B和3C示出车辆空调系统中的流路选择阀的工作状态的示例；图4是示出环境空气温度与车辆空调系统中的加热器热液体流路和电气组件用冷却流路内的液体温度之间的关系的示例的图；图5是用于说明车辆空调系统可以进行的操作的示例的流程图；图6是示出车辆空调系统针对流路选择阀可以进行的开度设置处理的操作的示例的流程图；图7是示出车辆空调系统的流路选择阀的开度的示例的图；图8是示出在环境空气温度约为-10° C的情况下车辆空调系统的特征的状况的时序图；图9是示出在环境空气温度约为20° C的情况下车辆空调系统的特征的状况的时序图；以及图10是示出在环境空气温度为35° C的情况下车辆空调系统的特征的状况的时序图。
具体实施例方式现在将参考附图来说明优选实施例。显然，本领域技术人员根据本公开可知，以下对这些实施例的说明仅是示例性说明，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明。图I是示出根据所公开实施例的车辆空调系统I的示例的系统图。车辆空调系统I包括空气在被传送至车室内部之前流动所经由的管10。车辆空调系统I还包括用于调节空气的温度的制冷剂流动所经由的空调用冷却流路20。车辆空调系统I还包括热液体流动所经由的加热器热液体流路30。如进一步所示，车辆空调系统I包括冷却剂为了使安装在车辆内的电气组件冷却而流动所经由的电气组件用冷却流路40。另外，车辆空调系统I包括连通流路50，其中连通流路50用于使加热器热液体流路30和电气组件用冷却流路40连接到一起。此外，加热器控制器100被配置为控制在加热器热液体流路30内流动的热液体的温度。
如进一步所示，管10包括外部空气入口 Ila和内部空气入口 lib。管10还包括内部空气/外部空气选择节气闸12、鼓风机13、蒸发器25和空气混合节气闸14。管10还包括加热器芯33、模式选择节气闸15和排出口 16。外部空气入口 I Ia和内部空气入口 Ilb配置在管10的上游侧，并且内部空气/外部空气选择节气闸12进行工作以选择何种空气将被接收到管10内。节气闸12被配置为自由转动并且由伺服马达或其它致动器(未示出)所驱动。在本实施例中，内部空气被接收到管10内。因而，空气根据鼓风机13的转速而被吸引至管10的下游侧。鼓风机13配置在管10的蜗壳内并且鼓风机13的转速由鼓风机马达(未不出)所控制。蒸发器25安装在位于鼓风机13的下游的管10的中间部处的清洁单元壳体内。蒸发器25内的制冷剂与通过蒸发器25的空气进行热交换，并且该制冷剂随着其使空气冷却而蒸发。以下更详细地说明蒸发器25的操作。空气混合节气闸24配置在位于蒸发器25的下游的管10的中央部并且可以自由·转动。利用步进马达、伺服马达或其它类型的致动器(未示出)来驱动空气混合节气闸14。在蒸发器25使空气冷却之后，空气混合节气闸14调节通过加热器芯33的空气量和绕过加热器芯33的空气量的比率。紧挨在采用制热模式的工作开始之后，使空气混合节气闸14完全打开，使得由蒸发器25冷却后的空气通过加热器芯33。加热器芯33配置在位于空气混合节气闸14下游的位置处的管10的加热器单元壳体内。加热器芯33内的热液体由于空气混合节气闸14的调节而与通过加热器芯33的空气进行热交换，由此使空气变暖。以下更详细地说明加热器芯33的操作。在已调整了空气的温度之后，该空气流入配置于管10的更下游的排出口 16。排出口 16包括除霜排出口 16a、中央和侧面排出口 16b以及发动机罩排出口 16c。排出口16a 16c各自分别具有模式选择节气闸15a 15c。模式选择节气闸15a 15c可以自由转动并且调节流经排出口 16a 16c各自的空气量。模式选择节气闸15a 15c各自由伺服马达或其它类型的致动器(未示出)来驱动。空调用冷却流路20连接压缩机21、热交换器22、接收器23、减压阀24和蒸发器
25。在空调用冷却流路20内流动的制冷剂随着制冷剂在该流路的内部循环而改变状态。压缩机21对气体制冷剂(处于气态)进行压缩并将该制冷剂作为高温高压的制冷剂气体排出。利用电动马达(未示出)来驱动压缩机21。压缩机21包括用于控制该电动马达的转速的逆变器(未示出)。由于改变电动马达的速度使从压缩机21排出的制冷剂气体的量改变，因此可以通过调整马达速度来调节流经空调用冷却流路20的制冷剂的量。因而，基于压缩机21的转速来确定(后面所述的)热交换器22的加热率和蒸发器25的冷却率。热交换器22配置在压缩机21的下游。从压缩机21排出的高温高压的制冷剂气体流入热交换器22的制冷剂入口 22a。热交换器22使高温高压的制冷剂气体发生凝结和液化。制冷剂气体例如以等压方式冷却。制冷剂气体的热使流经加热器热液体流路30的热液体加热。基本上液化后的制冷剂从热交换器22的制冷剂出口 22b流向接收器23。如所示，接收器23配置在热交换器22的下游。接收器22从气体制冷剂分离出液体制冷剂，并且仅将液体制冷剂或基本上仅将液体制冷剂发送至减压阀24。气液分离器可以是累积器。该累积器可以配置在减压阀24和压缩机21之间。减压阀24配置在接收器23的下游。该示例中的减压阀可以是膨胀阀。通过进行减压，减压阀24使液体制冷剂气化并将该制冷剂喷射到蒸发器25内。结果，液体制冷剂改变为气液两相状态的低温低压制冷剂。如上所述，蒸发器25配置在管10内。通过蒸发器25周围的空气与蒸发器25内部的低温制冷剂进行热交换。该制冷剂接收来自空气的热并蒸发。同时，空气失去热并且空气的温度下降。空气中的水分凝结到已冷的蒸发器25的表面上并且形成液(例如，水)滴。结果，流经管10的空气由蒸发器25进行了除湿和冷却。使从蒸发器25排出的制冷剂返回至压缩机21并且再次进行压缩。加热器热液体流路30连接前述的热交换器22、电加热器31、液体温度传感器32、加热器芯33、储液器34、液体泵35和流路选择36。热液体流经加热器热液体流路30。随着热液体在该流路内循环，热液体的温度发生变化。该液体例如可以是水或例如乙二醇的水溶液或其它防冻溶液。 热交换器22使用来自流经空调用冷却流路20的制冷剂的热对流经加热器热液体流路30的热液体进行加热。经由热液体入口 22c流入热交换器22的热液体被加热并且从热液体出口 22d被排出。在热交换器22内对热液体进行加热使得利用压缩机21使制冷剂在空调用冷却流路20内循环。现在将参考图2来说明热交换器22的示例。热交换器22例如包括流路220，其连接至空调用冷却流路20 ;以及流路221，其连接至加热器热液体流路30。热交换器22是由铝合金或其它金属制成的板式热交换器。该板式热交换器可以包括通过加压形成的堆叠在一起的之间有填充物的金属板。流路220和流路221平行地配置在热交换器22的内部。流路220的冷却剂入口 22a与流路221的热液体出口 22d相邻，并且流路220的冷却剂出口 22b与流路221的热液体入口 22c相邻。在流路220内流动的制冷剂气体和在流路221内流动的热液体彼此逆向流动。制冷剂作为高温高压气体进入制冷剂入口 22a并且逐渐地对流经热交换器22的热液体进行加热。气体制冷剂凝结并且从制冷剂出口 22b流出。由于制冷剂和热液体彼此逆向流动，因此从热液体入口 22c进入的热液体在流经流路221时被加热。随着热液体接近热液体出口 22d，该热液体由已从制冷剂入口 22a进入的并且尚未失去大量热的高温制冷剂进一步加热。因而，通过将制冷剂配置成与要进行热交换的制冷剂逆向流动来提高热交换器的性能。返回图1，电加热器31配置在热交换器22的下游。电加热器31根据需要进一步对热交换器22加热后的热液体进行加热。供给至电加热器31的电流例如由加热器控制器(未示出)来控制。因而，电加热器31生成了对热液体进行加热的热。液体温度传感器32配置在电加热器31的下游侧附近。液体温度传感器32检测流经加热器热液体流路30的热液体的温度。液体温度传感器32可以配置在热交换器22、电加热器31和加热器芯33中的任一个附近，或者可以与这些组件中的任一个一体化。如上所述，加热器芯33配置在管10内的位于蒸发器25和空气混合节气闸14下游的位置处。被加热至高温的热液体流经加热器芯33的内部并且与在加热器芯33周围流动的空气进行热交换。从蒸发器25排出的空气已被冷却至低温,从而除去热液体的热。该空气的温度上升并且热液体的温度下降。利用空气混合节气闸14对加热后的空气进行调整以与没有通过加热器芯33的空气混合。混合后的空气经由排出口 16被送入车室内。在加热器芯33内进行了放热并且下降为低温之后，热液体离开加热器芯33并且向着储液器34流动。储液器34配置在加热器芯33和液体泵35之间。储液器34用作气液分离器并使已流入加热器热液体流路30的空气和液体分离。储液器34被设置成液面与加热器热液体流路30的最上部对齐或大致对齐。分离得到的空气收集于储液器34内，并且仅液体或基本上仅液体返回至加热器热液体流路30。液体泵35配置在储液器34的下游侧。液体泵35再次将从储液器34流入的热液体抽吸至热交换器22，使得该热液体在加热器热液体流路30内循环。液体泵35的内部配置有叶轮(未示出)并且该叶轮由马达所驱动。 流路选择阀36配置在液体泵35的下游。流路选择阀36例如是三向阀。流路选择阀36具有入口 36a，其中热液体从液体泵35经由加热器热液体流路30流入入口 36a。流路选择阀36还包括出口 36b和出口 36c，其中热液体从出口 36b流向加热器热液体流路30的下游部分，以及热液体从出口 36c流向如后面所述的连通流路50a。流路选择阀36例如由脉冲宽度调制(PWM)信号所驱动并且根据该PWM信号的占空比来设置开度。·现在将参考示出流路选择阀的示例工作状态的图3A 3C来说明流路选择阀36。图3A示出流路选择阀完全打开的状态。在这种状态下，来自加热器热液体流路30u的热液体没有流向下游的加热器热液体流路301。因而，进入流路选择阀36的所有或基本所有热液体都流向连通流路50a。然后，该热液体经由连通流路50a流向如后面所述的电气组件用冷却流路40。图3B示出流路选择阀完全关闭的状态。在这种状态下，来自加热器热液体流路30u的液体直接流向下游的加热器热液体流路301，并且该热液体没有或基本没有流向连通流路50a。因而，加热器热液体流路30和电气组件用冷却流路40成为独立的循环通路。图3C示出将流路选择阀打开为70%的开度的状态。在这种状态下，来自加热器热液体流路30u的热液体被分配至连通流路50a和下游的加热器热液体流路301。因而，通过打开和关闭流路选择阀36，可以调整从加热器热液体流路30流向电气组件用冷却流路40的热液体的量。以下将说明针对流路选择阀36所执行的开度控制。如图I进一步所示，电气组件用冷却流路40连接电气组件41、散热器42、液体温度传感器43、储液器44和液体泵45。冷却剂流经电气组件用流路40并且随着其在该流路内循环而发生温度变化。可以使用乙二醇的水溶液或其它防冻剂作为冷却剂。电气组件41例如可以是用于对车辆、逆变器、高电压电池、DC/DC转换器或充电器进行驱动的马达。电气组件41在通电的情况下发热。因而，可以利用冷却剂使电气组件41冷却，从而防止电气组件41由于热而发生故障或性能下降。散热器42配置在电气组件41的下游。如根据现有技术应理解，散热器42通常配置于在车辆向前移动的情况下容易暴露至行驶风(移动风)的位置。冷却剂将来自电气组件41的热传递至散热器42。使该热与通过散热器42的空气进行交换，其中该空气包括由于车辆运动而进入散热器的空气、以及由冷却扇42a经由散热器吹入的冷却空气。如所示，冷却扇42a附属于至散热器42。因而，冷却剂的温度由于从电子组件41发出的热而上升，并且该冷却剂在散热器42内被冷却为等于或低于规定温度的温度。尽管在车辆正在移动的情况下利用空气使散热器42冷却，但存在诸如交通堵塞期间等的、无法利用外部空气使散热器42充分冷却的情况。在这些情况下，利用马达(未示出)驱动冷却扇42以增加流经散热器42的空气量并使散热器42冷却。
液体传感器43配置在散热器42的出口侧上。液体温度传感器43检测从散热器 42流向电气组件41的冷却剂的温度。在制冷剂传感器43所检测到的冷却剂的温度等于或高于规定温度的情况下对冷却扇42a进行驱动。
储液器44配置在散热器42的下游。储液器44用作气液分离器并且使已流入电气组件用冷却流路40的空气和液体分离。储液器44被设置成液面与电气组件用冷却流路 40的最上部对齐或大致对齐。分离得到的空气收集于储液器44内，并且仅液体或基本上仅液体返回至电气组件用冷却流路40。此外，可以使储液器44与配置在加热器热液体流路 30内的储液器34形成为一体单元。
如进一步所示，液体泵45配置在储液器44的下游。液体泵45再次将从储液器44 流入的冷却剂抽吸至电气组件41，使得冷却剂在电气组件用冷却流路40内循环。液体泵 45的内部配置有叶轮(未示出)并且该叶轮由马达所驱动。
连通流路50配置在加热器热液体流路30和电气组件用冷却流路40之间并且用于将这两个流路连接到一起。该示例中的连通流路50包括流路50a和流路50b这两个流路。连通流路50的一端在流路选择阀36的出口 50c处连接至加热器热液体流路50。另一端连接至电气组件41和散热器42之间的电气组件用冷却流路40。连通流路50b的一端连接至流路选择阀36和热交换器22之间的加热器热液体流路50。连通流路50b的另一端连接至散热器42和储液器44之间的电气组件用冷却流路40。在使流路选择阀36向着连通流路50a打开的情况下，来自加热器热液体流路30的热液体流入连通流路50a。所流入的热液体与电气组件用冷却流路40内的冷却剂混合并且在经由连通流路50b返回至加热器热液体流路30之前通过散热器42。流经连通流路50b的热液体的温度与流经连通流路 50a的热液体相比变低。
加热器控制器100控制电加热器31和流路选择阀36以控制在加热器热液体流路 30内流动的热液体的温度。加热器控制器100例如包括微计算机，其中该微计算机具有中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和输入/输出接口(I/O接口)。加热器控制器100还可以包括多个微计算机。
现在将参考图4的图来说明车辆空调系统I的操作的示例。图4是示出环境空气温度与加热器热液体流路和电气组件用冷却流路内的液体温度之间的示例关系的图。
车辆空调系统I控制电加热器31和流路选择阀36，以使得将在加热器热液体流路 30内流动的热液体保持于约为基于排气温度所设置的目标温度。这样，车辆空调系统I在降低电加热器31所消耗的电力量的情况下实现了车室内的舒适环境。
图4中的图的横轴表示外部环境空气温度。该环境空气温度是由可以设置在散热器42前方的位置处的环境空气温度传感器(未示出)所检测到的温度值。纵轴表示在加热器热液体流路30内流动的热液体的温度(以下称为加热器液体温度)和在电气组件用冷却流路40内流动的冷却剂的温度(以下称为电气组件用冷却剂温度)。该加热器液体温度和该电气组件用冷却剂温度是由设置在这些流路内的液体温度传感器32和43分别所检测到的值。
紧挨在启动车辆之后或者在启动车辆之后不久，加热器液体温度与环境空气温度CN 102947113 A书明说7/16 页相同或大致相同。如由区域D的下边界线所示，环境空气温度和加热器液体温度相等或大致相等。加热器液体温度在区域A中由于电加热器31和热交换器32所产生的热而上升。 在紧挨在启动车辆之后或在启动车辆之后不久的时间段内，车辆没有以稳定方式行驶。因而，车室内的温度不稳定。在该时间段内，将加热器液体温度的目标温度设置为区域B内的值。将加热器液体温度的该目标温度设置为初始目标加热器液体温度并且利用图中的虚线示出该例子。在车室内的温度稳定之后，将目标加热器液体温度设置为区域C内的值。将加热器液体温度的该目标温度设置为稳定目标加热器液体温度，并且利用图中的虚线示出该例子。此外，电气组件用冷却剂温度紧挨在启动车辆之后或在启动车辆之后不久等于或大致等于环境空气温度。因此，将目标温度设置为区域D内的值。基于来自电气组件41的发热量和流经散热器42的空气的风速来控制电气组件用冷却剂温度，以使得该电气组件用冷却剂温度最终存在于区域D内。区域D具有从下边界线起(即，环境空气温度)为20 度或约为20度的最大宽度，并且没有超过表示使电气组件41冷却的冷却剂的容许温度的线。
在来自加热器芯33的放热量与来自热交换器22和电加热器31的发热量相等的情况下，加热器液体温度稳定。然后，可以将加热器热液体流路30和电气组件用冷却流路 40分离成独立的循环通路。在来自加热器芯33的放热量大于来自热交换器22和电加热器31的发热量 的情况下，使加热器热液体流路30和电气组件用冷却流路40彼此分离以调整来自电加热器31的发热量。然而，在压缩机31的转速增加并且来自热交换器22的发热量增加超过来自加热器芯33的放热量的情况下，加热器液体温度会继续上升。在这种情形下，使流路选择阀36打开，以使得加热器热液体流路30和电气组件用冷却流路40连接到一起。由于与加热器热液体相比温度较低的电气组件用冷却剂流入加热器热液体流路30， 因此可以使上升中的加热器液体温度下降。然而，如果允许大量的电气组件用冷却剂流入加热器热液体流路30，则加热器液体温度会下降得远低于目标液体温度。如果发生该情况，则车室内的舒适度可能下降，并且由于将对电加热器31进行驱动以输出热从而使加热器液体温度上升，因此电流消耗可能会增大。在环境空气温度低的情况下，由于加热器液体温度(区域B或C)和电气组件用冷却剂温度(区域D)之间的差大而导致该现象特别明显。因此，根据加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的温度差来设置流路选择阀 36的开度。
现在将参考图5所示的流程图来详细说明车辆空调系统I所进行的处理的示例。 车辆空调系统I每一小周期时间(例如，每10毫秒或其它适当时间段)重复执行该流程图的处理步骤一次。
在步骤SI中，加热器控制器100判断是否已发生加热器请求。加热器请求可视为乘客使风扇开关接通。在存在加热器请求的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S2。在不存在加热器请求的情况下，加热器控制器100结束如所示的控制序列。
在步骤S2中，加热器控制器100计算加热器液体温度的目标液体温度Twt。在该示例中，通过将量ATwl与目标排气温度To相加来计算该目标液体温度Twt。目标排气温度To是车辆内的空调排出口的目标温度。目标排气温度To是基于来自多个传感器(例如， 环境空气温度温度传感器、车室内温度传感器、蒸发器25的出口温度传感器和太阳福射传感器)的检测值以及乘客(例如，车辆的驾驶员或乘客)所设置的温度设置值来确定的。该9CN 102947113 A书明说8/16 页排气温度是通过使已通过蒸发器25的空气与已通过加热器芯33的空气混合来确定的。由于在加热器芯33内流动的热液体的温度比目标排气温度To高出量ATwl，因此实际排气温度变为目标排气温度To。在该例子中，优选将量ATwl设置为5° C或约为5° C。
在步骤S3中，加热器控制器100判断加热器液体温度的目标液体温度Twt是否高于规定温度Tx。该规定温度Tx是上限值并且固定。目标排气温度To是基于各种参数来计算的，由此有时被计算为异常高的值。优选规定温度Tx是约为6(T70° C的值，从而在降低电加热器所消耗的电力量的情况下维持车室内的舒适环境。在加热器液体温度的目标液体温度高于规定温度Tx的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S4。在加热器液体温度的目标液体温度等于或低于规定温度Tx的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S5。
在步骤S4中，加热器控制器100将加热器液体温度的目标液体温度Twt设置为规定值Tx。在步骤S5中，加热器控制器100判断加热器液体温度的目标液体温度Twt是否低于环境空气温度T并且低于实际加热器液体温度Tw。在这两个条件都满足的情况下，加热器控制器100进入步骤S6。在这两个条件都不满足的情况下，加热器控制器100进入步骤 S8。
在步骤S6中，加热器控制器100使电加热器31断开。在步骤S7中，加热器控制器100执行针对流路选择阀36的开度设置处理。后面将详细说明该设置处理。·
在步骤S5中判断为这两个条件都不满足的情况下发生的步骤S8中，加热器控制器100判断压缩机21是否接通(on)。在乘客已接通空调开关并且在车室内温度和排气温度之间存在差的情况下、或者在制热模式期间需要除湿的情况下，对压缩机21进行驱动。 在压缩机21接通的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S9。在压缩机21断开的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S10。
在步骤S9中，加热器控制器100将系数a设置为_7并将系数b设置为_2 ;并且这些系数用于设置加热器液体温度的容许范围。加热器液体温度的该容许范围包括用于基于目标液体温度Twt来接通和断开电加热器的阈值。电加热器31被控制成使加热器液体温度保持在容许范围内。然而，在步骤SlO中，加热器控制器100将系数a设置为-2并将系数b设置为3 (这些系数用于设置加热器液体温度的容许范围)。
在步骤SI I中，加热器控制器100设置将利用电加热器31来维持的加热器液体温度的范围。将加热器液体温度的下限温度设置为通过将系数a与目标液体温度Twt相加所获得的值。此外，将上限温度设置为通过将系数b与目标液体温度Twt相加所获得的值。 在加热器液体温度下降到下限温度Twt+a以下的情况下，电加热器31接通，并且在加热器液体温度上升到上限温度Twt+b以上的情况下，电加热器31断开。可以通过根据实验确定能够以稳定方式维持车室内温度所利用的加热器液体温度来计算系数a和b。在压缩机21 正在运行的情况下，由于在热交换器22以及电加热器31内发生加热，因此利用电加热器31 所维持的温度区域缩小。
在步骤S12中，加热器控制器100判断实际加热器液体温度是否高于上限温度 Il+b。在实际加热器液体温度高于上限温度的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S13。在实际加热器液体温度等于或低于上限温度的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S15。10
在步骤S13中，加热器控制器100使电加热器31断开。在步骤S14中，加热器控制器100执行针对流路选择阀36的开度设置处理。
另一方面，在步骤S15中，加热器控制器100判断实际加热器液体温度Tw是否高于下限温度Twt+a。在实际加热器液体温度高于下限温度的情况下，加热器控制器100进入步骤S16。在实际加热器液体温度等于或低于下限温度的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S19。
在步骤S16中，加热器控制器100判断加热器液体温度Tw是否正在下降。在加热器液体温度Tw正在下降的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S 17。在加热器液体温度Tw正在上升的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S19。此外，代替判断加热器液体温度Tw是否正在下降，该处理可以判断电加热器31是否断开。
在步骤S17中，加热器控制器100使电加热器31断开。在步骤S18中，加热器控制器100执行针对流路选择阀36的开度设置处理。
然而，在步骤S19中，加热器控制器100使电加热器31接通。在步骤S20中，电加热器31使流路选择阀36完全关闭。
现在将参考图6所示的流程图来说明步骤S7、S14和S18中针对流路选择阀36所执行的阀开度设置处理。
在步骤SlOO中，加热器控制器100设置加热器液体温度的阀容许范围。该加热器液体温度的阀容许范围包括与目标液体温度Twt相等的下限温度、以及与目标液体温度 Twt和量ΛΤ 2的总和相等的上限温度。该阀容许范围是利用流路选择阀36所维持的加热器液体温度的范围 。流路选择阀36在加热器液体温度超过上限温度Twt+ATw2的情况下打开，并且在加热器液体温度返回至下限温度Twt的情况下关闭。在该例子中，优选将量 ΛΤ 2设置为3° C或约为3° C。
在步骤SlOl中，加热器控制器100判断实际加热器液体温度Tw是否高于上限温度Twt+ Δ Tw20在实际加热器液体温度高于上限温度的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S102。在实际加热器液体温度等于或低于上限温度的情况下，加热器控制器100 使该处理进入步骤S103。
在步骤S102中，加热器控制器100基于映射来设置流路选择阀36的开度。后面将详细说明该步骤中所执行的处理。然而，在步骤S103中，加热器控制器100判断实际加热器液体温度Tw是否高于下限温度Twt。在实际加热器液体温度高于下限温度的情况下， 加热器控制器100使该处理进入步骤S104。在实际加热器液体温度等于或低于下限温度的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S107。
在步骤S104中，加热器控制器100判断加热器液体温度Tw是否正在下降。在加热器液体温度Tw正在下降的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S105。在加热器液体温度Tw正在上升的情况下，加热器控制器100使该处理进入步骤S106。此外，代替判断加热器液体温度Tw是否正在下降，该处理可以判断电加热器31是否断开。
在步骤S105中，加热器控制器100基于例如值的映射来设置流路选择阀36的开度。在步骤S106中，加热器控制器100将流路选择阀36的开度设置为O。在加热器热液体流路30内流动的热液体没有流向电气组件用冷却流路40。因此，加热器热液体流路30和电气组件用冷却流路40成为独立流路。在步骤S107中，加热器控制器100将流路选择阀36的开度设置为O。
现在将参考图7来说明步骤S102和S105中设置流路选择阀36的开度所使用的开度映射。横轴表示通过从加热器液体温度Tw减去电气组件用冷却液体温度Th所获得的液体温度差。纵轴表示流路选择阀36的占空比。认为在加热器热液体没有从加热器热液体流路30流向电气组件用冷却流路40、并且这两个流路彼此分离的情况下，流路选择阀36 的开度为O。流路选择阀36的占空比是允许从加热器热液体流路30流向电气组件用冷却流路40的加热器热液体的分配比，并且与阀开度相对应。
在加热器液体温度Tw和电气组件用冷却液体温度Th之间的液体温度差小的情况下，即使将阀开度设置为100%、并且允许电气组件用冷却剂流入加热器热液体流路30，加热器热液体的温度也不会急剧下降。在该液体温度差变大的情况下，可以通过将阀开度设置为较小的值并且允许电气组件用冷却剂更加缓和地流入加热器热液体流路30来防止加热器热液体的温度急剧下降。在该液体温度差等于或大于规定值H2的情况下将阀开度设置为0，并且在该液体温度差等于或小于规定值Hl的情况下将阀开度设置为100%。通过根据液体温度差来调整流路选择阀36的开度，可以避免加热器液体温度急剧下降并且必须利用电加热器31使该温度上升的情形，由此防止了电加热器的浪费使用。
现在将参考图8 10来说明在不同环境空气温度的情况下根据本实施例的车辆空调系统I所执行的控制。图8是示出在环境空气温度为-10° C的情况下所执行的控制的示例时序图。尽管利用特定数值来表示加热器液体温度的目标液体温度以及其它量，但这些温度和量可以具有任何适当的值。
在图8的时刻t0处，驾驶员发出制热请求(步骤SI中为“是”的情况)。此时，加热器液体温度和电气组件用冷却液体温度与-10° C的环境空气温度相同。将加热器液体温度的初始目标液体温度设置为70° C(步骤S2和S3)。由于目标液体温度高于环境空气温度(步骤S5中为“否”的情况)、并且压缩机21没有运行(图8的(C)部分、以及步骤S8 中为“否”的情况)，因此加热器液体温度的容许范围为68 73° C(图8的㈧部分、以及步骤SlO和Sll)。由于涡轮液体温度与-10° C的环境空气温度相同(图8的(A)部分、 以及步骤S12和S15中为“否”的情况)，因此电加热器31接通并对加热器液体流路30内的热液体进行加热(图8的(B)部分、以及步骤S19)。由于在电加热器31接通的情况下流路选择阀36被设置为关闭状态(图8的⑶部分、以及步骤S20)，因此加热器热液体流路30内的热液体的温度上升并且电气组件用冷却流路40内的冷却剂的温度基本没有出现温度上升(图8的(A)部分)。在时刻tl处，车辆空调系统I重复如上所述的步骤S1、S2、 S3、S5、S8、S10、Sll、S12、S15、S19 和 S20 的处理。
在时刻tl处，加热器液体温度超过容许范围的诸如68° C等的下限温度(图8的 (A)部分、步骤S12和S15、以及步骤S15中为“是”的情况)。由于加热器液体温度正在上升(图8的㈧部分、以及步骤S16中为“否”的情况)，因此电加热器31保持接通并对加热器热液体流路30内的热液体进行加热(图8的(B)和(D)部分、以及步骤S19和S20)。 在时刻t2处，车辆空调系统I重复如上所述的步骤31、52、53、55、58、510、511、512、515、 S16、S19和S20的处理。
在时刻t2处，加热器液体温度超过例如70° C的目标液体温度(图8的㈧部分、步骤S12和S15、以及步骤S15中为“是”的情况)。与时刻tl 时刻t2的时间段相同，电加热器31接通并且加热器液体温度正在上升(图8的(A)和(B)部分、步骤S15、S16和 S19)。使流路选择阀36关闭(步骤S20)。在时刻t3处，车辆空调系统I重复步骤S1、S2、S3、S5、S8、S10、Sll、S12、S15、S16、S19 和 S20 的处理。
在时刻t3处，加热器液体温度超过容许范围的上限温度73° C(图8的(A)部分、 以及步骤S12中为“是”的情况)。使电加热器31断开，由此停止针对加热器热液体流路30 内的热液体的加热(图8的⑶部分、以及步骤S13)。此外，对流路选择阀36的开度进行设置，从而使已变得过高的加热器液体温度下降。由于加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的液体温度差大，因此将流路选择阀36的开度设置为0%，由此使该阀完全关闭 (图8的(D)部分、以及步骤S14)。在时刻t4处，车辆空调系统I重复处理步骤序列SI、 S2、S3、S5、S8、S10、Sll、S12、S13、和 S14(步骤 S100、SlOl 和 S102)。
在图6中，在量ATw3为3° C的情况下，将加热器液体温度的阀容许范围设置为 70° (T73° C(图8的(A)部分、以及步骤S100)。由于加热器液体温度在时刻t3处超过 73° C(图8的㈧部分、以及步骤SlOl中为“是”的情况)，因此使用图7所示的映射来设置流路选择阀36的开度(步骤S102)。在图7中，液体温度差H2为50° C。如果在加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的差(液体温度差)等于或高于50° C的情况下使流路选择阀36打开，则加热器液体温度会快速下降。因此，在液体温度差等于或高于 50° C的情况下，流路选择阀36不工作并且保持处于关闭状态。·
在时刻tl处，加热器液体温度下降到容许范围的上限温度73° C以下(图8的 ⑷部分、步骤S12和S15、步骤S15中为“是”的情况、步骤SlOl和S103、以及步骤S103中为“是”的情况)。此时，电加热器31处于断开(0FF)，并且加热器液体温度逐渐下降、即正在下降(步骤S16中为“是”的情况)。由于电加热器31保持断开、液体温度差大、并且加热器液体温度正在下降，因此流路选择阀36继续被设置为关闭状态(图8的(B)和(D)部分、以及步骤S17和S18)。在时刻t5处，车辆空调系统I重复步骤S1、S2、S3、S5、S8、S10、S11、S12、S15、S16、S17 和 S18 (步骤 S100、S101、S103、S104 和 S105)的处理。
在时刻t5处，加热器液体温度下降到目标加热器液体温度、即下限温度70° C以下(图8的㈧部分、步骤SlOl和S103、以及步骤S3中为“否”的情况)。由于加热器液体温度已达到目标液体温度并且无需进一步下降，因此将流路选择阀36设置为关闭状态(图 8的(D)部分、以及步骤S107)。在时刻t6处，车辆空调系统I重复步骤S1、S2、S3、S5、S8、 S10、Sll、S12、S15、S16、S17 和 S18 (步骤 S100、SlOU S103 和 S107)的处理。
在时刻t6处，加热器液体温度下降到容许范围的下限温度68° C以下(图8的 (A)部分、步骤S12和S15、以及步骤S15中为“否”的情况)。因此，使电加热器31接通以使加热器液体温度上升(图8的(B)部分、以及步骤S19)。在使电加热器31接通的情况下，将流路选择阀36设置为关闭状态，这是因为打开流路选择阀36将会消减加热效果(图 8的(D)部分、以及步骤S20)。在时刻〖7处，车辆空调系统1重复步骤31、52、53、55、58、 S10、SlU S12、S15、S19 和 S20 的处理。
在时刻t7处，加热器液体温度超过容许范围的下限温度68° C(图8的㈧部分、 以及步骤S15中为“是”的情况)。在时刻t7处，存在与时刻t I处所存在的状态相同的状态。之后，加热器热液体的温度变化重复时刻tf时刻t7的时间段内所展现出的模式。
现在将说明在车辆内的温度已稳定的情况下所执行的控制。将加热器液体温度的稳定目标液体温度设置为65° C(步骤S2、S3和S5、以及步骤S5中为“否”的情况)。由于车室内的湿度已经因使内部空气再循环的制热模式下的操作而上升，因此进行除湿。因而，使压缩机21工作(图8的(C)部分、以及步骤S8中为“是”的情况)。在使压缩机21 工作的情况下，在热交换器22中利用在空调用冷却流路20内流动的高压高温的制冷剂气体的凝结热来对在加热器热液体流路30内流动的热液体进行加热。考虑到在热交换器22 中对加热器热液体进行加热的量来降低利用电加热器31维持的加热器液体温度的温度区域。将加热器液体温度的容许范围设置为58° (T63° C (图8的(A)部分、以及步骤S9和 Sll)。此外，将流路选择阀36的阀容许范围设置为68飞8° C(图8的(A)部分、步骤S100)。
在时刻tlO处，加热器液体温度下降到下限温度58° C以下(图8的㈧部分、步骤S12和S15、以及步骤S15中为“否”的情况)，并且使电加热器31接通(图8的⑶部分、以及步骤S19)。同时，使流路选择阀36关闭(图8的(D)部分、以及步骤S20)。在时刻til处，车辆空调系统I重复步骤S1、S2、S3、S5、S8、S9、S11、S12、S15、S19和S20的处理。
在时刻til处，加热器液体温度超过下限温度58° C(图8的(A)部分、步骤S12 和S15、以及步骤S15中为“是”的情况)。电加热器31接通并且加热器液体温度正在上升 (图8的㈧和⑶部分、以及步骤S16和S19，在步骤S16中为“否”的情况)。同时，使流路选择阀36 关闭(图8的(D)部分、以及步骤S20)。在时刻tl2处，车辆空调系统I重复步骤 SI、S2、S3、S5、S8、S9、Sll、S12、S15、S16、S19、S20 的处理。
在时刻tl2处，加热器液体温度超过上限温度63° C(图8的㈧部分、以及步骤 S12中为“是”的情况)，并且使电加热器31断开(图8的⑶部分、以及步骤S13)。加热器液体温度没有达到阀容许范围的下限温度65° C并且流路选择阀处于关闭状态(图8的 (D)部分、以及步骤S14、S101、S103和S107)。在时刻tl3处，车辆空调系统I重复步骤SI、S2、S3、S5、S8、S9、Sll、S12、S13、S14(步骤 S100、SlOU S103 和 S107)的处理。
在时刻tl3处，加热器液体温度上升超过目标液体温度(阀容许范围的下限温度)65° C(图8的(A)部分、以及步骤S12中为“是”的情况)。电加热器31保持断开并且流路选择阀36保持处于关闭状态(图8的(B)和(D)部分、以及步骤S13、S14、SlOU S103、S104和S106)。在时刻tl4处，车辆空调系统I重复步骤SI、S2、S3、S5、S8、S9、S11、S12、S13 和 S14 (步骤 S100、SlOU S103、S104 和 S106)的处理。
在时刻tl4处，加热器液体温度超过阀容许范围的上限温度68° C(图8的㈧部分、以及步骤S12中为“是”的情况)，并且电加热器31断开(图8的⑶部分、以及步骤 S13)。尽管使用映射来设置流路选择阀36的开度，但由于液体温度差、即加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的差大，因此流路选择阀36保持处于关闭状态(图8的⑶ 部分、以及步骤S14、SlOl和S102)。在时刻tl5处，车辆空调系统I重复步骤SI、S2、S3、 S5、S8、S9、Sll、S12、S13 和 S14(步骤 S100、SlOl 和 S102)的处理。
在时刻tl5处，加热器液体温度下降到阀容许范围的上限温度68° C以下(图8 的㈧部分、以及步骤S12中为“是”的情况)，并且电加热器31断开(图8的⑶部分、以及步骤S13)。尽管使用映射来设置流路选择阀36的开度，但由于液体温度差、即加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的差大，因此流路选择阀36保持处于关闭状态(图8 的(D)部分、以及步骤S14、S101、S103、S104和S105)。在时刻t 16处，车辆空调系统I重复步骤 SI、S2、S3、S5、S8、S9、SlU S12、S13 和 S14(步骤 S100、SlOU S103、S104 和 S105) 的处理。
在时刻tie处，加热器液体温度下降到目标液体温度(阀容许范围的下限温度)65° C以下(图8的㈧部分、以及步骤S12中为“是”的情况)，并且电加热器31断开(图8的⑶部分、以及步骤S13)。流路选择阀36处于关闭状态(图8的⑶部分、以及步骤S14、S101、S103和S107)。在时刻tl7处，车辆空调系统I重复步骤S1、S2、S3、S5、 S8、S9、S11、S12、S13 和 S14 (步骤 S100、S101、S103 和 S107)的处理。
在时刻t 17处，加热器液体温度下降到容许范围的上限温度63° C以下(图8 的(A)部分、步骤S12、S15和S16、以及步骤S16中为“是”的情况)，并且电加热器31断开 (图8的(B)部分、以及步骤S17)。尽管使用映射来设置流路选择阀36的开度，但由于液体温度差、即加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的差大，因此流路选择阀36保持处于关闭状态(图8的(D)部分、以及步骤518、5101、5103、5104和5105)。在时刻tl8 处，车辆空调系统I重复步骤SI、S2、S3、S5、S8、S9、SlU S12、S15、S16、S17和S18(步骤 S100、S101、S103、S104 和 S105)的处理。
在时刻tl8处，加热器液体温度再次超过63° C(图8的㈧部分、以及步骤S12 中为“是”的情况)，并且电加热器31断开(图8的⑶部分、以及步骤S13)。流路选择阀 36处于关闭状态(图8的(D)部分、以及步骤S14、S101、S103和S107)。在时刻tl8处，存在与时刻tl2处所存在的状态相同的状态。之后，加热器热液体的温度变化重复时刻tl2 时刻tl8的时间段内所展现出的模式。
在环境空气温度为-10° C的情况下，电气组件用冷却剂温度处于与加热器液体温度相比相当低的区域内。如上所述，由于液体温度差为50° C，因此阀开度设置处理(步骤S7、S14和S18)将流路选择阀36设置为关闭状态。然而，还可以通过将开度调整为小的值并且限制来自电气组件用冷却流路40的流量来使加热器液体温度下降。
图9是说明在环境空气温度为20° C的情况下所执行的控制的时序图。将加热器液体温度的初始目标液体温度设置为43° C并将稳定目标液体温度设置为30° C。目标液体温度与在环境空气温度为-10° C的情况相比有所不同，但在启动车辆之后的初始阶段控制流程相同。在液体温度波动时间段和稳定除湿时间段内，控制流程与在环境空气温度为-10。C的情况下的稳定除湿时间段相同。然而，在环境空气温度为20° C的情况下，针对流路选择阀36所执行的阀开度设置处理(步骤S7、S14和S18)使流路选择阀36打开以维持加热器液体温度(图9的(A)和(D)部分)。在液体温度波动时间段和稳定除湿时间段内压缩机21运行，并且在压缩机21的转速增加的情况下加热器液体温度上升(图9的 (C)部分)。
在液体温度波动时间段内的时刻tl处，加热器液体温度超过阀容许范围的上限温度46° C (图9的(A)部分)。当发生该情况时，车辆空调系统I执行步骤S1、S2、S3、S5、 S8、S9、S11、S12、S13和S14的处理以及阀开度设置处理中的步骤S100、SlOl和S102的处理。基于图7所示的映射来设置阀开度。在环境空气温度为20° C的情况下，电气组件用冷却液体温度从20° C开始上升并且在液体温度波动时间段内约为28° C(图9的(A)部分)。由于加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的差(液体温度差)不像环境空气温度为-10° C的情况那样大，因此将阀开度设置为20%。因而，允许来自电气组件用冷却流路40的冷却剂流入加热器热液体流路30并使加热器液体温度下降(图9的(D)部分)。 在时刻t2处，由于加热器液体温度达到目标液体温度、即阀容许范围的下限温度43° C，因此使阀开度返回至O (图9的㈧和⑶部分)。
在稳定除湿时间段内的时刻t3处，加热器液体温度超过阀容许范围的上限温度 33° C (图9的(A)部分)。当发生该情况时，与tl时刻相似，车辆空调系统I执行S1、S2、S3、S5、S8、S9、S11、S12、S13和S14的处理以及阀开度设置处理中的步骤S100、S101和S102 的处理。此时，液体温度差、即加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间的差甚至更小 (图9的㈧部分)。因此，将阀开度设置为40%，由此允许来自电气组件用冷却流路40的冷却剂流入加热器热液体流路30并使加热器液体温度下降(图9的(D)部分)。在时刻 t4处，由于加热器液体温度已达到目标液体温度、即阀容许范围的下限温度30° C，因此使阀开度返回至O (图9的(A)和⑶部分)。
图10是说明在环境空气温度为35° C的情况下所执行的控制的时序图。将加热器液体温度的初始目标液体温度设置为7° C并且将稳定目标液体温度设置为24° C。此时，初始目标液体温度和稳定目标液体温度这两者都低于环境空气温度35° C。由于加热器液体温度从与环境空气温度相同的35° C开始，因此初始目标液体温度和稳定目标液体温度这两者都低于加热器液体温度(图10的(A)部分、步骤SI、S2、S3和S5、以及步骤S5 中为“是”的情况)。因而，由于无需使加热器液体温度上升，因此使电加热器31断开(图 10的(B)部分、以及步骤S6)。该控制假定系统在例如18° C的低温度设置的制热模式下进行工作。因此，当初始启动压缩机21时，压缩机21以最大转速进行工作以使传送至车室内的空气冷却。在该温度稳定的情况下，压缩机21以最大转速的大致一半进行工作(图10 的(C)部分)。此外，由于加热器液体温度和电气组件用冷却剂温度之间几乎不存在差、并且需要使用散热器42来释放在热交换器22处施加至加热器热液体流路30内的加热器热液体的热，因此流路选择阀36恒定地保持完全打开(图10的(D)部分、以及步骤S7、S100、 SlOl 和 S102)。
在本实施例中，设置有液体冷却式热交换器(22)，其中该液体冷却式热交换器 (22)用于在空调用冷却流路(20)和加热器液体流路(30)之间进行热交换。在由于在使内部空气再循环的制热模式下工作而进行除湿的情况下，对空调用冷却流路(20)的压缩机(21)进行驱动，并且高压高温的制冷剂气体流经热交换器(22)并对加热器热液体流路(30)内的热液体进行加热。因而，不仅可以通过代替外部空气而使用内部空气、还可以通过利用在热交换器(22)处接收到的凝结热来降低加热器热液体流路(30)的电加热器(31) 所消耗的电力量。
对电加热器(31)进行控制，以考虑到热交换器(22)所实现的液体温度上升来为加热器热液体的温度上升提供可能的最小量。因而，使用热交换器(22)来进行热交换以进行除湿可以避免如下情形加热器热液体温度变得过高并且难以传递充足量的热，由此除湿率下降。作为代替，可以维持所需的除湿率并且可以在降低电力消耗的情况下实现加热。此外，由于在热交换器(22)中可以使在空调用制冷剂流路内流动的制冷剂保持于高凝结温度，因此充足量的制冷剂可以在该流路内循环。这样可以确保以下当环境空气温度低时，可以在无需使用燃烧加热器作为补充热源的情况下进行充分加热。
另外，在加热器液体温度高于所需温度的情况下，使流路选择阀(36)打开，由此来自电气组件用冷却流路(40)的冷却剂流入加热器热液体流路(30)并使加热器液体温度下降。根据这两个流路之间的液体温度差来调整流路选择阀(36)的开度，使得加热器液体温度没有急剧下降。这样可以防止在加热器液体温度已急剧下降之后、为了使该温度升高所进行的电加热器(31)的浪费使用。因此，由于可以使电加热器的使用为最低限度或至少有所减少，因此可以降低电加热器所消耗的电力量。
另外，电气组件用冷却流路50a中的电气组件被配置成与加热器热液体流路30并联。因此，在环境空气温度低的情况下，不会发生利用来自加热器热液体流路(30)的热使电气组件变暖、以及浪费的电力消耗增加的情形。可以使电加热器(31)所消耗的电力量保持为最低限度或至少有所减少。
此外，在热交换器(22)处所产生的热量大于来自加热器芯(33)的发热量、并且加热器液体温度变得过高的情况下，使流路选择阀(36)打开。在这种情况下，来自热交换器(22)的过剩热从电气组件用冷却流路40的散热器被排出。结果，无需在车室外设置单独的外部热交换器以进行冷却。结果，可以在车辆的前端部仅配置散热器，并且散热器的性能不会由于从其它的外部热交换器排出的热而劣化。
此外，在环境空气温度高的情况下，电气组件用冷却流路(40)内的冷却剂的温度有时高于加热器热液体流路(30)内的热液体的温度。当发生该情况时，使流路选择阀(36) 完全打开，由此在热交换器处产生的热可以从散热器(42)被排出。因此，通常考虑到由车载电气组件所产生的最大热量和在热交换器(22)处所产生的最大热量来设计散热器(42) 的容量。然而，在本实施例中，电气组件和加热器热液体流路(30)并联配置，并且与这两者串联配置的情况相比，电力消耗较小。在车辆以最大速度行驶的情况下，来自电气组件的发热量达到最大。同时，在环境空气温度高的情况下空调以完全制冷模式工作时，来自热交换器(22)的发热量达到最大；并且该发热在车辆开始移动之后的约两或三分钟时达到峰值。 结果，可以缩小散热器(42)的大小。
如通过上述可以理解，使用液体冷却式热交换器(22)在空调用冷却流路(20)内流动的制冷剂和加热器热液体流路(30)内流动的热液体之间进行热交换。结果，加热器热液体流路(30)内的电加热器(31)所消耗的电力可以减少了与从热交换器(22)内的制冷剂接收到的凝结热相对应的量。结果，在加热器热液体流路(30)内的热液体的温度高的情况下，流路选择阀(36)用于使温度下降。此外，由于可以使流入热交换器(22)的制冷剂的凝结温度保持高，因此可以增加在空调用冷却流路(20)内循环的制冷剂的量。因而，可以在确保存在充足的除湿率的情况下降低电加热器(31)所消耗的电力量，由此使得能够提高制热效率。
尽管仅选择优选实施例说明了本发明，但显然本领域技术人员通过本公开可知， 在不脱离所附权利要求书所定义的本发明的范围的情况下，这里可以进行各种改变和修改。例如，不仅可以通过调整流路选择阀的开度、还可以通过调整设置在各流路内的液体泵的流量来调整允许从加热器热液体流路流向电气组件用冷却流路的热液体的流量。由于利用电力来驱动流路选择阀和液体泵，因此可以通过调整各流量来进一步降低空调系统所消耗的电力量，由此使总电力消耗下降。此外，可以利用多个组件来进行上述由一个组件所进行的功能，并且反之亦然。此外，一个实施例的结构和功能可以用于另一实施例，并且在特定实施例中并非必需同时存在所有优点。还应当将相对于现有技术特有的每一特征单独或者与其它特征组合视为申请人的进一步发明的单独说明，包括通过这种特征所实现的结构和/或功能概念。因此，上述对根据本发明的实施例的说明仅是示例性说明，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明。
权利要求
1.一种车辆空调系统，包括 管，其向车室内部提供空气； 制冷剂蒸发器，其配置在所述管内； 空调用冷却流路，其向所述制冷剂蒸发器提供冷却后的制冷剂； 加热器芯，其配置在所述管内的所述制冷剂蒸发器下游的位置处； 加热器热液体流路，其向所述加热器芯提供热液体； 热交换器，其在所述空调用冷却流路内流动的制冷剂和所述加热器热液体流路内流动的热液体之间进行热交换； 电加热器，其配置在沿着所述加热器热液体流路的所述热交换器下游的位置处，并且对在所述热交换器内经过了热交换的热液体进行进一步升温； 电气组件用冷却流路，其通过使来自安装在车辆内的电气组件的热通过车室外热交换器来使所述电气组件冷却； 连通流路，其使所述加热器热液体流路和所述电气组件用流路连接到一起，使得所述加热器热液体流路和所述电气组件并列配置； 液体温度传感器，其检测在所述加热器热液体流路内流动的热液体的温度；以及流路选择阀，其配置在所述加热器热液体流路和所述连通流路之间的连接部分，并且在所述液体温度传感器所检测到的热液体的温度高于规定温度的情况下，允许在所述加热器热液体流路内流动的热液体流入所述电气组件用冷却流路。
2.根据权利要求I所述的车辆空调系统，其中， 所述流路选择阀还通过调整所述流路选择阀的开度来调整从所述加热器热液体流路流向所述电气组件用冷却流路的热液体的流量。
3.根据权利要求I或2所述的车辆空调系统，其中， 液体泵，所述液体泵配置在所述加热器热液体流路和所述电气组件用冷却流路各自中；以及 对从所述加热器热液体流路流向所述电气组件用冷却流路的热液体的流量进行调整，使得所述液体泵和所述流路选择阀的总电力消耗变小。
全文摘要
一种车辆空调系统，包括管(10)、制冷剂蒸发器(25)、空调用冷却流路(20)、加热器芯(33)、加热器热液体流路(30)、热交换器(22)、电加热器(31)、电气组件用冷却流路(40)、连通流路(50)、液体温度传感器(32)和流路选择阀(36)。管(10)向车室内部提供空气。冷却流路(40)向蒸发器(25)提供冷却后的制冷剂。热液体流路(30)向加热器芯(33)提供热液体。热交换器(22)在制冷剂和热液体之间进行热交换。加热器(31)使经过了热交换的热液体升温。冷却流路(20)使电气组件冷却。连通流路并列地连接热液体流路(30)和电气组件用冷却流路(40)。在热液体具有高温的情况下，阀(36)允许该热液体流入电气组件用冷却流路(40)。
文档编号B60H1/14GK102947113SQ201180029206
公开日2013年2月27日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年6月16日
发明者徳田正章, 沟口真一朗, 萩原智 申请人:日产自动车株式会社