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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein
Fahrzeug, die mit einem Dampfkompressionskältekreislauf
versehen ist.
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Herkömmlicherweise
wird in Klimaanlagen, die für normale Fahrzeuge verwendet
werden, nur von einer Brennkraftmaschine (einem Verbrennungsmotor)
eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs erhalten. In einem Entnebelungsbetrieb
zum Verhindern des Beschlagens einer Fensterscheibe sind die Klimaanlagen
im Allgemeinen konstruiert, um kalte Luft, die an einem Verdampfer
gekühlt und entfeuchtet wird, durch einen Heizungskern
unter Verwendung von Motorkühlmittel als eine Wärmequelle
wieder zu heizen.
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Im
Gegensatz dazu erhalten Hybridautos eine Antriebskraft zum Fahren
des Fahrzeugs von einer Brennkraftmaschine (einem Verbrennungsmotor) und
einem Elektromotor zum Fahren. Die Hybridautos sind derart aufgebaut,
dass sie fähig sind, durch Erhalten der Antriebskraft zum
Fahren lediglich von dem Elektromotor zu fahren, solange ein Restbatteriepegel
gewährt wird.
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Das
Hybridauto benötigt häufig ein Hochtemperatur-Motorkühlmittel,
um zu erlauben, dass der Heizungskern die kühle Luft, die
von dem Verdampfer gekühlt und entfeuchtet wird, in dem
Entnebelungsbetrieb wieder zu heizen. Wenn in einem derartigen Fall
der Verbrennungsmotor ausgeschaltet wird, erreicht die Temperatur
des Motorkühlmittels nur etwa 40°C, so dass die
kühle Luft von dem Heizungskern nicht wieder ausreichend
geheizt werden kann.
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Ab
diesem Punkt offenbart
JP-A-7-32871 eine
Klimaanlage für ein Fahrzeug, die das Entfeuchten und Heizen
nur unter Verwendung eines Dampfkompressionskältekreislaufs
durchführen kann. In dieser verwandten Technik kann ein
Kältemittelkreis des Dampfkompressionskältekreislaufs
zwischen vier Betriebsarten, nämlich einer Kühlbetriebsart,
einer Heizbetriebsart, einer Hochtemperatur-Entfeuchtungsbetriebsart
und einer Niedertemperatur-Entfeuchtungsbetriebsart, umgeschaltet
werden. In diesem Fall kann die Klimaanlage die gekühlte
und entfeuchtete kühle Luft wieder heizen, selbst wenn
die Motorkühlmitteltemperatur niedrig ist.
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Ferner
offenbart
JP-A-7-32871 auch,
dass die Möglichkeit des Beschlagens einer Fensterscheibe
basierend auf einer Außenlufttemperatur und einer Zielauslasslufttemperatur
TAO geschätzt wird und die Betriebsart entsprechend der
geschätzten Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe umgeschaltet
wird, um dadurch eine Entfeuchtungskapazität einzustellen.
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Jedoch
hat die Klimaanlage für ein Fahrzeug zum Entfeuchten unter
Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs in der verwandten
Technik, wie etwa in
JP-A-7-32871 ,
verschiedene Probleme in der praktischen Anwendung.
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Zum
Beispiel absorbiert ein Innenverdampfer beim Entfeuchten unter Verwendung
des Wärmepumpenkreislaufs Wärme aus Luft, und
dadurch führt dies zu einer verringerten Wärmeabsorptionskapazität
eines Außenwärmetauschers, was zu einer verringerten
Wärmekapazität führt. Die Verringerung
der Heizkapazität erhöht die Leistung des Dampfkompressionskältekreislaufs,
was ferner zur Verschlechterung des Brennstoffwirkungsgrads des
Fahrzeugs führt. Folglich hat das Hybridauto, das hohen
Wert auf den Fahrzeugbrennstoffwirkungsgrad legt, große Probleme
in der praktischen Anwendung.
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In
der in
JP-A-7-32871 offenbarten
verwandten Technik wird die Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe basierend auf der Außenlufttemperatur
und der Zielauslasslufttemperatur TAO bewertet, wodurch der Brennstoffwirkungsgrad
weiter verschlechtert wird.
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Das
heißt, die Neigung zum Beschlagen der Fensterscheibe wird
erheblich durch das Klima, die Anzahl von Fahrgästen, die
Fahrzeuggeschwindigkeit und ähnliches beeinflusst. Der
Weg, um die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
wie in der in
JP-A-7-32871 offenbarten
verwandten Technik auf der Basis der Außenlufttemperatur
und der TAO zu bestimmen, hat eine geringe Genauigkeit für
die Bestimmung der Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe.
Das Entfeuchten und Heizen kann unnötig durchgeführt
werden, und daher verschlechtert dies den Brennstoffwirkungsgrad
weiter.
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Andererseits
wird in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug unter Verwendung
eines Wärmpumpenkreislaufs die Menge der geblasenen Luft
höher festgelegt, wenn die notwenige Wärmemenge
größer wird, wie zum Beispiel in
JP-A-7-1953 offenbart.
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Wenn
in der in
JP-A-7-1953 offenbarten
Klimaanlage für ein Fahrzeug die Temperatur eines Fahrzeuginneren
niedrig ist und wenn ein Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs
durchgeführt wird, ist die Ansaugtemperatur des Innenkondensators
niedrig und eine erforderliche Auslasslufttemperatur ist hoch. Folglich
führt dies nachteiligerweise zu einer Zunahme der benötigten
Wärmemenge und auch zu einer Menge an von einem Gebläse
geblasener Luft, was folglich während der Warmlaufzeit
zu viel mehr Leistungsverbrauch führt. Wenn folglich die
Klimaanlage für ein Fahrzeug in einem Hybridauto montiert
ist, würden die folgenden Probleme verursacht. Das heißt,
der Stromverbrauch einer Batterie würde hoch werden, aber
die durch die Batterie verfügbare Fahrdistanz würde
verkürzt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorangehenden Bedingungen
gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Nutzen
einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, die konzipiert ist,
um das Entfeuchten unter Verwendung eines Wärmepumpenkreislaufs
durchzuführen, zu verbessern.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energieeinsparung
eines Dampfkompressionskältekreislaufs in einer Klimaanlage
für ein Fahrzeug zu erreichen.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug bereitzustellen, die den Leitungsverbrauch
während einer Warmlaufzeit in einem Heizbetrieb unter Verwendung eines
Wärmepumpenkreislaufs senken kann.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage für
ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10),
der auf einen Wärmepumpenkreislauf ohne Entfeuchtung, um
Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden soll, zu
heizen, ohne die Luft zu entfeuchten, und auf einen anderen Wärmepumpenkreislauf
mit Entfeuchtung zum Entfeuchten und Heizen der Luft umschaltbar
ist; eine relative Feuchtigkeitserfassungseinrichtung (45)
der Fensterscheibenoberfläche zum Erfassen eines Erfassungswerts,
der benötigt wird, um eine relative Feuchtigkeit einer
Oberfläche einer Fensterscheibe des Fahrzeugs zu berechnen;
und eine Steuereinrichtung (50), die geeignet ist, das
Umschalten zwischen dem Wärmepumpenkreislauf ohne die Entfeuchtung
und dem Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung zu steuern. Wenn
die relative Feuchtigkeit der Oberfläche der Fensterscheibe
niedriger als ein vorgegebener Schwellwert ist, wählt die
Steuereinrichtung (50) in der Klimaanlage den Wärmepumpenkreislauf
ohne die Entfeuchtung aus. Wenn im Gegensatz dazu die relative Feuchtigkeit
der Oberfläche der Fensterscheibe höher als der
vorgegebene Schwellwert ist, wählt die Steuereinrichtung
(50) den Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung
aus.
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In
der Klimaanlage kann das Umschalten zwischen dem Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung und dem Wärmepumpenkreislauf ohne Entfeuchtung
basierend auf der relativen Feuchtigkeit der Oberfläche
der Fensterscheibe durchgeführt werden, wobei es eine hervorragende
Genauigkeit als einen Index für die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe hat. Auf diese Weise wird verhindert,
dass die Entfeuchtung unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs
mit der Entfeuchtung durchgeführt wird, wenn dies nicht
notwendig ist.
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Folglich
kann die Energieeinsparung des Dampfkompressionskältekreislaufs
(10) erreicht werden, wodurch der Brennstoffwirkungsgrad
des Fahrzeugs verbessert wird und ferner der Nutzen der Klimaanlage
verbessert wird.
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Zum
Beispiel kann die Steuereinrichtung (50) in einem Energiesparbetrieb,
der das Energiesparen des Dampfkompressionskältekreislaufs
(10) hoch priorisiert, den vorgegebenen Schwellwert im Vergleich
zu einem Normalbetrieb, der eine Entfeuchtungskapazität
des Dampfkompressionskältekreislauf (10) hoch
priorisiert, erhöhen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10),
der auf einen Wärmepumpenkreislauf ohne Entfeuchtung, um
Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden soll, zu
heizen, ohne die Luft zu entfeuchten, und auf einen anderen Wärmepumpenkreislauf
mit Entfeuchtung zum Entfeuchten und Heizen der Luft umschaltbar
ist; ein Gehäuse (31), das einen Luftdurchgang
bildet, durch den die Luft strömt; einen Innen-/Außenluftumschaltkasten
(40), der mit einer Innenlufteinleitungsöffnung
(40a) zum Einleiten von Innenluft in das Gehäuse
(31) und einer Außenlufteinleitungsöffnung
(40b) zum Einleiten von Außenluft in das Gehäuse
(31) versehen ist; eine Innen-/Außenluftumschaltklappe
(40c) zum Öffnen und Schließen der Innenlufteinleitungsöffnung
(40a) und der Außenlufteinleitungsöffnung
(40b); einen Ansaugöffnungsbetriebsartschalter
(60b) zum Festlegen einer Innenluftbetriebsart durch eine
Fahrgastbedienung; und eine Steuereinrichtung (50), die
geeignet ist, das Umschalten zwischen dem Wärmepumpenkreislauf
ohne die Entfeuchtung und dem Wärmepumpenkreislauf mit
der Entfeuchtung zu steuern. Die Innenluftbetriebsart ist geeignet,
zuzulassen, dass die Innen-/Außenluftumschaltklappe (40c)
die Innenlufteinleitungsöffnung (40a) vollständig öffnet
und die Außenlufteinleitungsöffnung (40b) vollständig
schließt. Wenn durch den Ansaugöffnungsbetriebsartschalter
(60b) die Innenluftbetriebsart festgelegt ist, wählt
die Steuereinrichtung (50) den Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung aus. Daher kann die Entfeuchtung verbessert
werden, während der Nutzen der Klimaanlage verbessert wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10)
mit einem Kompressor (11) zum Komprimieren und Ausstoßen
von Kältemittel, wobei der Dampfkompressionskältekreislauf
(10) geeignet ist, zwischen einem Wärmepumpenkreislauf
ohne Entfeuchtung zum Heizen von Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs
geblasen werden soll, ohne die Luft zu entfeuchten, und einem anderen
Wärmepumpenkreislauf mit Entfeuchtung zum Entfeuchten und
Heizen der Luft umschaltbar zu sein; eine Heizeinrichtung (36)
zum Heizen der Luft unter Verwendung eines Kühlmittels
einer Brennkraftmaschine (EG) als eine Wärmequelle; und
eine Steuereinrichtung (50) zum Bestimmen der Drehzahl
des Kompressors (11), während das Umschalten zwischen
dem Wärmepumpenkreislauf ohne die Entfeuchtung und dem Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung gesteuert wird. Wenn in der Klimaanlage der
Wärmepumpenkreislauf ohne die Entfeuchtung ausgewählt ist
und eine Temperatur des Kühlmittels höher als eine
vorgegebene Temperatur ist, verringert und korrigiert die Steuereinrichtung
(50) die Drehzahl des Kompressors (11). In diesem
Fall ist es möglich, den Energieverbrauch in dem Dampfkompressionskältekreislauf
(10) wirksam zu senken.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10)
mit einem Innenverdampfer (26) zum Kühlen der Luft,
die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden soll, durch ein
Kältemittel, einen Innenkondensator (12) zum Heizen
der Luft unter Verwendung des Kältemittels und einen Außenwärmetauscher
(16) zum Austauschen von Wärme zwischen Luft außerhalb
eines Fahrzeugraums und dem Kältemittel, wobei der Dampfkompressionskältekreislauf
(10) auf einen Kühlerkreislauf zum Kühlen
der Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, und auf
einen Wärmepumpenkreislauf mit Entfeuchtung zum Entfeuchten
und Heizen der Luft umschaltbar ist; eine Heizeinrichtung (36)
zum Heizen der Luft unter Verwendung einer anderen Wärmequelle
als das Kältemittel; und eine Steuereinrichtung (50)
zum Steuern des Umschaltens zwischen dem Kühlerkreislauf
und dem Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung. Wenn
in der Klimaanlage bestimmt wird, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator (12) durch die Wärmeabfuhr
von der Heizeinrichtung (36) gestört ist, während
der Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung ausgewählt
ist, schaltet die Steuereinrichtung (50) von dem Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung auf den Kühlerkreislauf. In diesem Fall
ist es möglich, eine Entfeuchtungskapazität unter Verwendung
des Kühlerkreislaufs zu erhalten.
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Auch
wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass die Wärmeabfuhr von
dem Innenkondensator (12) durch die Wärmeabfuhr
von der Heizeinrichtung (36) gestört ist, wenn
der Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung ausgewählt
ist, setzt die Steuereinrichtung (50) den Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung fort, ohne auf den Kühlerkreislauf
umzuschalten, wenn die Möglichkeit des Beschlagens einer
Fensterscheibe als gering bestimmt wird.
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Wenn
außerdem bestimmt wird, dass beim Auswählen des
Wärmepumpenkreislaufs mit der Entfeuchtung die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator (12) möglicherweise durch
die Wärmeabfuhr von der Heizeinrichtung (36) gestört
wird, senkt die Steuereinrichtung (50) eine Menge der von
der Heizeinrichtung (36) abgeführten Wärme.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10)
mit einem Innenverdampfer (26) zum Kühlen von Luft,
die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden soll, durch ein
Kältemittel, und einen Innenkondensator (12) zum
Heizen der Luft unter Verwendung des Kältemittels, wobei
der Dampfkompressionskältekreislauf (10) aufgebaut
ist, um einen Wärmepumpenkreislauf mit Entfeuchtung zum
Entfeuchten und Heizen der Luft einzurichten; eine Heizeinrichtung (36)
zum Heizen der Luft unter Verwendung einer anderen Wärmequelle
als das Kältemittel; und eine Steuereinrichtung (50)
zum Steuern einer Temperatur der Heizeinrichtung (36).
Wenn in der Klimaanlage bestimmt wird, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator (12) durch die Wärmeabfuhr
von der Heizeinrichtung (36) gestört ist, senkt
die Steuereinrichtung (50) die Temperatur der Heizeinrichtung (36).
Daher ist es möglich, die Häufigkeit der Senkung
der Temperatur der Heizeinrichtung (36) zu verringern.
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Auch
wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass die Wärmeabfuhr von
dem Innenkondensator (12) durch die Wärmeabfuhr
von der Heizeinrichtung (36) gestört ist, hält
die Steuereinrichtung (50) eine Temperatur der Heizeinrichtung
(36) aufrecht, ohne deren Temperatur zu senken, wenn die
Möglichkeit des Beschlagens einer Fensterscheibe als gering
bestimmt wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10)
mit einem Kompressor (11) zum Komprimieren und Ausstoßen
eines Kältemittels, einem Innenverdampfer (26)
zum Kühlen der Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen
werden soll, unter Verwendung des Kältemittels und einem Innenkondensator (12)
zum Heizen der Luft unter Verwendung des Kältemittels,
wobei der Dampfkompressionskältekreislauf (10)
aufgebaut ist, um einen Wärmepumpenkreislauf mit Entfeuchtung
zum Entfeuchten und Heizen der Luft einzurichten; eine Heizeinrichtung
(36) zum Heizen der Luft unter Verwendung einer anderen
Wärmequelle als das Kältemittel; und eine Steuereinrichtung
(50) zum Bestimmen einer Drehzahl des Kompressors (11).
Wenn in der Klimaanlage bestimmt wird, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator (12) durch die Wärmeabfuhr
von der Heizeinrichtung (36) gestört ist, erhöht
und korrigiert die Steuereinrichtung (50) die Drehzahl
des Kompressors (11). Daher kann in diesem Fall die Temperatur
des Innenkondensators (12) erhöht werden. Folglich
kann verhindert werden, dass die Wärmeabfuhr des Innenkondensators
(12) durch die Wärmeabfuhr der Heizeinrichtung
(36) beeinträchtigt wird, wodurch der Nutzen erhöht
wird.
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Bevorzugt
kann die Klimaanlage ferner mit einer Temperatureinstelleinrichtung
(38) zum Einstellen einer Temperatur der Luft, die in das
Fahrzeuginnere geblasen werden soll, durch Einstellen eines Verhältnisses
der Menge an kühler Luft, die von dem Innenverdampfer (26)
gekühlt wird, zu der von warmer Luft, die von dem Innenkondensator
(12) geheizt wird, versehen sein. In diesem Fall steuert
die Steuereinrichtung (50) die Temperatureinstelleinrichtung (38)
derart, dass die Temperatur der Luft, die in das Fahrzeuginnere
geblasen werden soll, eine Zielauslasslufttemperatur wird. Wenn
außerdem die Anzahl der Umdrehungen des Kompressors (11)
erhöht und korrigiert wird, steuert die Steuereinrichtung
(50) die Temperatureinstelleinrichtung (38) derart,
dass das Verhältnis der Menge der kühlen Luft
zu der der warmen Luft im Vergleich dazu, wenn die Drehzahl des Kompressors
(11) nicht erhöht und nicht korrigiert wird, erhöht
wird. Folglich kann verhindert werden, dass die Temperatur von Luft,
die in das Fahrzeuginnere geblasen wird, übermäßig
erhöht wird, wodurch die Zielauslasslufttemperatur geeignet
erreicht wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10)
mit einem Innenverdampfer (26) zum Kühlen der Luft,
die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden soll, unter Verwendung
des Kältemittels, und Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen
(13, 17, 20, 21, 24)
zum Umschalten eines Kältemittelstroms; ein Gehäuse
(31), das einen Luftdurchgang bildet, durch den die Luft
strömt; eine Luftmengenverhältnis-Änderungseinrichtung
(40c) zum Einstellen eines Verhältnisses der Menge
an Außenluft zu der der Innenluft, das in das Gehäuse
(31) eingeleitet werden soll; und eine Steuereinrichtung
(50) zum Steuern der Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen,
während das Verhältnis der Menge der Außenluft
zu der der Innenluft bestimmt wird. Wenn in der Klimaanlage bestimmt wird,
dass die Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung gestört
ist, führt die Steuereinrichtung (50) die Steuerung
derart durch, dass das Verhältnis der Menge der Außenluft
zu der der Innenluft gleich oder höher als ein vorgegebenes
Verhältnis wird. Auf diese Weise kann die Entfeuchtungsleistung
verbessert werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: ein Gehäuse (31), das
einen Luftdurchgang bildet, durch den Luft in ein Inneres des Fahrzeugs
strömt; einen Innen-/Außenluftumschaltkasten (40),
der mit einer Innenlufteinleitungsöffnung (40a) zum
Einleiten von Innenluft in das Gehäuse (31) und einer
Außenlufteinleitungsöffnung (40b) zum
Einleiten von Außenluft in das Gehäuse 31 versehen
ist; eine Innen-/Außenluftumschaltklappe (40c)
zum Öffnen und Schließen der Innenlufteinleitungsöffnung (40a)
und der Außenlufteinleitungsöffnung (40b);
einen Ansaugöffnungsbetriebsartschalter (60b)
zum Festlegen einer Innenluftbetriebsart durch eine Fahrgastbedienung,
wobei die Innenluftbetriebsart geeignet ist, zuzulassen, dass die
Innen-/Außenluft-Umschaltklappe (40c) die Innenlufteinleitungsöffnung (40a)
vollständig öffnet und die Außenlufteinleitungsöffnung
(40b) vollständig schließt; einen Fußauslass (42),
der in dem Gehäuse (31) bereitgestellt ist, um die
Luft in Richtung eines Fußbereichs des Fahrgasts zu blasen;
einen Entfrosterluftauslass (43), der in dem Gehäuse
(31) bereitgestellt ist, um die Luft in Richtung einer
Fensterscheibe des Fahrzeugs zu blasen; Luftauslassbetriebsart-Umschalteinrichtungen
(42a, 43a) zum Einstellen eines Öffnungsbereichs
des Fußluftauslasses (42), und eines Öffnungsbereichs
des Entfrosterluftauslasses (43); und eine Steuereinrichtung
(50) zum Steuern der Luftauslassbetriebsart-Umschalteinrichtungen
(42a, 43a), um dadurch zwischen den Luftauslassbetriebsarten umzuschalten.
Die Luftauslassbetriebsart umfasst eine Fußbetriebsart
zum Blasen der Luft wenigstens aus dem Fußluftauslass (42)
und eine Entnebelungsbetriebsart, um einen Durchsatz der aus dem
Entfosterluftauslass (43) geblasenen Luft höher
als in der Fußbetriebsart zu machen. Wenn in der Klimaanlage eine
Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe höher
als ein vorgegebener Schwellwert ist, schaltet die Steuereinrichtung
(50) von der Fußbetriebsart auf die Entnebelungsbetriebsart
um. Wenn außerdem von dem Ansaugöffnungsbetriebsartschalter (60b)
die Innenluftbetriebsart festgelegt ist, legt die Steuereinrichtung
(50) den vorgegebenen Schwellwert im Vergleich dazu, wenn
die Innenluftbetriebsart nicht festgelegt ist, niedrig fest. Folglich
wird die Fensterscheibe schwer beschlagen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10)
mit einem Kompressor (11) zum Komprimieren und Ausstoßen
eines Kältemittels und einem Innenverdampfer (26)
zum Kühlen von Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen
werden soll, unter Verwendung des Kältemittels; einen Klimaanlagenschalter
(60a) zum Festlegen des Betriebs und Ausschaltens des Kompressors
(11) durch eine Fahrgastbedienung; einen Luftauslassbetriebsartschalter
(60c) zum Festlegen einer Entnebelungsbetriebsart zum Blasen
einer klimatisierten Luft, die den Innenverdampfer (26)
durchläuft, in Richtung einer Fensterscheibe des Fahrzeugs
durch eine Fahrgastbedienung; und eine Steuereinrichtung (50)
zum Ausgeben eines Steuersignals an den Kompressor (11), während
sie Bedieneingabesignale von dem Klimaanlagenschalter (60a)
und dem Luftauslassbetriebsartschalter (60c) empfängt.
Folglich betreibt die Steuereinrichtung (50) in einem Fall,
in dem die Entnebelungsbetriebsart durch den Luftauslassbetriebsartschalter
(60c) festgelegt ist, wobei das Ausschalten des Kompressors
(11) durch den Klimaanlagenschalter (60a) festgelegt
ist, den Kompressor (11), wenn eine Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe hoch ist, und lässt
den Kompressor (11) weiterhin ausgeschaltet, wenn eine Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe gering ist. Auf diese Weise kann
der Betrieb des Kompressors (11) geeignet gesteuert werden,
während der Energieverbrauch des Dampfkompressionskältekreislaufs
gesenkt werden kann.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: ein Gehäuse (31), das
einen Luftdurchgang bildet, durch den Luft strömt; eine
Luftmengenverhältnis-Änderungseinrichtung (40c)
zum Einstellen eines Verhältnisses der Menge an Außenluft
zu der von Innenluft, das in das Gehäuse (31)
eingeleitet werden soll; einen Luftauslassbetriebsartschalter (60c)
zum Festlegen einer Entnebelungsbetriebsart zum Blasen der Luft
in Richtung einer Fensterscheibe des Fahrzeugs durch eine Fahrgastbedienung; und
eine Steuereinrichtung (50) zum Ausgeben eines Steuersignals
an die Luftmengenverhältnis-Änderungseinrichtung
(40c) durch Bestimmen des Verhältnisses der Menge
der Außenluft zu der der Innenluft, während sie
die Eingabe eines Bediensignals von dem Luftauslassbetriebsartschalter
(60c) empfängt. Wenn in der Klimaanlage in einem
Fall, in dem wenigstens Innenluft in das Gehäuse (31)
eingeleitet wird, durch den Luftauslassbetriebsartschalter (60c) die
Entnebelungsbetriebsart festgelegt ist, erhöht die Steuereinrichtung
(50 einen Einleitungsanteil der Außenluft. Wenn
außerdem eine Möglichkeit des Beschlagens der
Fensterscheibe gering ist, verringert die Steuereinrichtung (50)
eine Erhöhungsmenge des Einleitungsanteils der Außenluft
im Vergleich dazu, wenn die Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe hoch ist. Folglich kann der Energieverbrauch
beschränkt werden, während das Befinden eines
Fahrgasts verbessert werden kann.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10)
mit einem Kompressor (11) zum Komprimieren und Ausstoßen
eines Kältemittels und Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen
(13, 17, 20, 21, 24)
zum Umschalten zwischen einem Kühlerkreislauf zum Kühlen
von Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden soll,
und einem Wärmepumpenkreislauf zum Heizen der Luft; Fensterscheibenheizeinrichtungen
(37, 47) zum Heizen einer Fensterscheibe des Fahrzeugs
unter Verwendung einer anderen Wärmequelle als das Kältemittel;
und eine Steuereinrichtung (50) zum Steuern des Kompressors
(11), der Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen
und der Fensterscheibenheizeinrichtungen (37, 47).
Wenn die Steuereinrichtung (50) in der Klimaanlage die
Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen steuert, um von dem
Wärmepumpenkreislauf auf den Kühlerkreislauf umzuschalten,
betreibt die Steuereinrichtung (50) die Fensterscheibenheizeinrichtungen
(37, 47), während sie den Kompressor
(11) vorübergehend ausschaltet. Selbst wenn folglich
der Kompressor (11) vorübergehend ausgeschaltet
wird, kann das Entfeuchten durch die Fensterscheibenheizeinrichtungen
(37, 47) durchgeführt werden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage für
ein Fahrzeug: einen Dampfkompressionskältekreislauf (10),
der auf einen Wärmepumpenkreislauf ohne Entfeuchtung zum
Heizen von Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden
soll, ohne die Luft zu entfeuchten, und auf einen Wärmepumpenkreislauf
mit Entfeuchtung zum Entfeuchten und Heizender Luft schaltbar ist;
und eine Steuereinrichtung (50) zum Auswählen
des Wärmepumpenkreislaufs ohne die Entfeuchtung oder des
Wärmepumpenkreislaufs mit der Entfeuchtung basierend auf
einer vorgegebenen Bedingung. Wenn die Steuereinrichtung (50)
in der Klimaanlage eine Klimatisierung vor der Fahrt durchführt,
die eine Klimatisierung des Fahrzeuginneren ist, die früher
durchgeführt wird, bevor ein Fahrgast mit dem Fahrzeug
fährt, erleichtert die Steuereinrichtung (50)
eine Bedingung für das Auswählen des Wärmepumpenkreislaufs
ohne die Entfeuchtung im Vergleich zur normalen Klimatisierung außer
der Klimatisierung vor der Fahrt. Folglich kann der Brennstoffverbrauch
des Dampfkompressionskältekreislaufs (10) verbessert
werden.
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Wenn
die Steuereinrichtung (50) zum Beispiel die Klimatisierung
vor der Fahrt durchführt, kann die Steuereinrichtung (50)
ungeachtet anderer Bedingungen den Wärmepumpenkreislauf
ohne die Entfeuchtung auswählen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Kanal (109), der einen
Luftdurchgang bildet, durch den Luft in Richtung eines Fahrzeuginneren
strömt; ein Gebläse (126) zum Blasen der
Luft in dem Kanal (109) in das Fahrzeuginnere; und einen Wärmepumpenkreislauf
(200). Der Wärmepumpenkreislauf (200)
umfasst einen Kompressor (120) zum Komprimieren und Ausstoßen
eines Kältemittels, einen in dem Kanal (109) angeordneten
Innenwärmetauscher (161) zum Kondensieren des
von dem Kompressor (120) ausgestoßenen Kältemittels, um
dadurch die Luft in dem Kanal (109) durch dessen Kondensationswärme
zu heizen, Dekompressionseinrichtungen (122, 124)
zum Dekomprimieren des Kältemittels, das aus dem Innenwärmetauscher (161)
strömt, und einen außerhalb des Kanals (109) angeordneten
Außenwärmetauscher (123) zum Austauschen
von Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem
Innenwärmetauscher (161) strömt, und
Luft außerhalb des Kanals (109), um dadurch das
Kältemittel zu verdampfen. Die Klimaanlage umfasst ferner
eine Innenlufttemperatur-Erfassungseinrichtung (211) zum
Erfassen einer Temperatur von Luft des Fahrzeuginneren, und eine
Steuereinrichtung (108) zum Steuern wenigstens eines Leistungsgrads
des Gebläses (126). Wenn das Fahrzeuginnere unter Verwendung
des Wärmepumpenkreislaufs (200) geheizt werden
soll, beschränkt die Steuereinrichtung (108) einen
maximalen Leistungsgrad des Gebläses (126) auf
einen niedrigen Pegel, wenn die von der Innenlufttemperatur-Erfassungseinrichtung
(211) erfasste Temperatur des Fahrzeuginneren niedriger wird.
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Wenn
die Temperatur des Fahrzeuginneren niedriger wird, wird der maximale
Leistungsgrad des Gebläses (126) in der automatischen
Steuerung auf einen niedrigen Pegel beschränkt, um die
Menge der geblasenen Luft zu verringern, so dass der Energieverbrauch
zur Warmlaufzeit beschränkt werden kann, während
die erforderliche Auslasslufttemperatur auch mit einem niedrigen
Energieverbrauch erfüllt werden kann.
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Am
Anfang der Warmlaufzeit wird angenommen, dass ein Bediener bei oder
nahe seinem Zuhause ist. Da die Drehzahl des Kompressors (120) und
das Einschaltverhältnis des elektrischen Ventilators (129)
des Außenwärmetauschers (123) verringert
werden können, kann die Klimaanlage Geräusche
für die Nachbarschaft unterdrücken.
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Wenn
die Wärmepumpenleistung in dem Anfangsstadium des Warmlaufens
erheblich wir, schreitet die Frostbildung auf dem Außenwärmetauscher (123)
fort. Folglich würde es dies unmöglich machen, das
Heizen unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs fortzusetzen.
Durch Erfüllen der erforderlichen Luftauslasstemperatur
wird die Drehzahl des Kompressors (120) jedoch verringert,
um das Fortschreiten der Frostbildung zu verzögern, und
dadurch wird es leichter, das Heizen unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs
fortzusetzen.
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Zum
Beispiel kann die Innen-Außenlufteinstellungseinrichtung
(119) an einem Ende einer luftstromaufwärtigen
Seite des Kanals (109) angeordnet sein, um ein Verhältnis
der Außenluft zu der Innenluft, das in den Kanal (109)
eingeleitet werden soll, einzustellen, und die Feuchtigkeitserfassungseinrichtung (216)
kann bereitgestellt werden, um wenigstens eine Feuchtigkeit des
Fahrzeuginneren zu erfassen und die Neigung zum Beschlagen einer
Frontfensterscheibe des Fahrzeugs entsprechend der erfassten Feuchtigkeit
zu bestimmen. Wenn in diesem Fall ein von der Feuchtigkeitserfassungseinrichtung
(216) berechneter Bestimmungswert für das Beschlagen der
Fensterscheibe niedrig wird, steuert die Steuereinrichtung (108)
die Innen-/Außenlufteinstelleinrichtung (119),
um das Innenlufteinleitungsverhältnis zu erhöhen.
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Die
Klimaanlage kann ferner eine Temperaturfestlegungseinrichtung (140)
zum Festlegen einer von einem Fahrgast des Fahrzeugs gewünschten Temperatur
des Fahrzeuginneren umfassen. Wenn in diesem Fall die von der Temperaturfestlegungseinrichtung
(140) festgelegte Temperatur gleich oder höher
als eine vorgegebene Temperatur ist, legt die Steuereinrichtung
(108) eine Grenze eines maximalen Leistungsgrads des Gebläses
(126) im Vergleich dazu, wenn die Solltemperatur unter
der vorgegebenen Temperatur ist, hoch fest.
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Außerdem/Alternativ
kann der Kanal (109) mehrere Luftauslässe (111 bis 113)
an einem Ende einer luftstromabwärtigen Seite und Luftauslassumschalteinrichtungen
(114–116) zum Umschalten zwischen dem Öffnen
und Schließen der Luftauslässe (111–113)
umfassen, und mehrere Luftauslassbetriebsarten können unter
der Steuerung der Luftauslassumschalteinrichtungen (114 bis 116)
auswählbar sein. Außerdem umfasst der Wärmepumpenkreislauf (200)
den Innenwärmetauscher (161) als einen ersten
Innenwärmetauscher (161), einen zweiten Innenwärmetauscher
(162), der in Bezug auf den ersten Innenwärmetauscher
(161) auf einer luftstromaufwärtigen Seite des
Kanals (109) angeordnet ist und geeignet ist, Kältemittel,
das aus dem ersten Innenwärmetauscher (161) strömt,
zu verdampfen und Luft in dem Kanal (109) durch Verdampfungswärme
zu kühlen, und Umschalteinrichtungen (131 bis 133)
zum Umschalten des aus dem ersten Innenwärmetauscher (161)
strömenden Kältemittels auf einen Strömungsweg
zu dem Außenwärmetauscher (123) oder auf
einen Strömungsweg zu dem zweiten Innenwärmetauscher
(162). Der Kältekreislauf (200) ist fähig, das
Innere des Fahrzeugs durch Umschalten zwischen den Strömungswegen
durch die Schalteinrichtungen (131 bis 133) zu
kühlen, und die Steuereinrichtung (108) umfasst
einen Betriebsartauswahlplan zum Auswählen der Luftauslassbetriebsart
entsprechend einer berechneten Zielauslasslufttemperatur (TAO).
Wenn durch den Betriebsartauswahlplan eine Gesichtsbetriebsart zum
Blasen von Luft zu einer Oberseite eines Fahrgasts ausgewählt
wird, schaltet die Steuereinrichtung (108) den Kältekreislauf
(200) auf eine Kühlbetriebsart. Wenn im Gegensatz
dazu eine andere Betriebsart als die Gesichtsbetriebsart ausgewählt
wird, schaltet die Steuereinrichtung (108) den Kältekreislauf
(200) auf eine Heizbetriebsart.
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Außerdem/Alternativ
kann ein Heißwasserwärmetauscher (151)
auf einer in Bezug auf den Innenwärmetauscher (161)
luftstromaufwärtigen Seite des Kanals (109) angeordnet
sein, um Luft in dem Kanal (109) unter Verwendung eines
Kühlmittels zum Kühlen des Motors (101)
zum Fahren des Fahrzeugs als eine Wärmequelle zu heizen,
eine elektrische Pumpe (152) zum Zirkulieren des Kühlmittels
durch den Heißwasserwärmetauscher (151)
kann bereitgestellt werden, und eine Wassertemperaturerfassungseinrichtung
(215) kann bereitgestellt sein, um eine Temperatur des
zirkulierenden Kühlmittels zu erfassen. Wenn in diesem
Fall die von der Wassertemperaturerfassungseinrichtung (215)
erfasste Kühlmitteltemperatur unter einer vorgegebenen
Temperatur ist, senkt die Steuereinrichtung (108) einen
Leistungsgrad der elektrischen Pumpe (152) im Vergleich dazu,
wenn die Kühlmitteltemperatur gleich oder höher
als die vorgegebene Temperatur ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Kanal (109), der einen
Luftdurchgang bildet, durch den Luft in Richtung eines Inneren des
Fahrzeugs, strömt, und ein Gebläse (126)
zum Blasen von Luft in dem Kanal (109) in das Fahrzeuginnere.
Der Kanal (109) umfasst mehrere Luftauslässe (111 bis 113)
an einem Ende einer luftstromabwärtigen Seite und Luftauslassumschalteinrichtungen
(114 bis 116) zum Umschalten des Öffnens
und Schließens der Luftauslässe (111 bis 113),
um eine der mehreren Luftauslassbetriebsarten festzulegen. Die Klimaanlage
ist mit einem Kältekreislauf (200) versehen, der
umfasst: einen Kompressor (120) zum Komprimieren und Ausstoßen
eines Kältemittels; einen in dem Kanal (109) angeordneten
ersten Innenwärmetauscher (161) zum Kühlen
und Kondensieren des aus dem Kompressor (120) ausgestoßenen
Kältemittels, um dadurch Luft in dem Kanal (109)
durch dessen Kondensationswärme zu heizen; Dekompressionseinrichtungen
(122, 124) zum Dekomprimieren des aus dem ersten
Innenwärmetauscher (161) strömenden Kältemittels;
einen Außenwärmetauscher (123), der außerhalb
des Kanals (109) angeordnet ist, um Wärme zwischen
dem Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher
(161) strömt, und Luft außerhalb des
Kanals (109) auszutauschen, um dadurch das Kältemittel
zu verdampfen; einen zweiten Innenwärmetauscher (162),
der in Bezug auf den ersten Innenwärmetauscher (161)
auf einer luftstromaufwärtigen Seite des Kanals (109)
angeordnet ist, zum Verdampfen des aus dem ersten Innenwärmetauscher
(161) strömenden Kältemittels, um dadurch
Luft in dem Kanal (109) durch Verdampfungswärme
zu kühlen; und Umschalteinrichtungen (131 bis 133)
zum Umschalten des aus dem ersten Innenwärmetauscher (161)
strömenden Kältemittels auf einen Strömungsweg
zu dem Außenwärmetauscher (123) oder
auf einen Strömungsweg zu dem zweiten Innenwärmetauscher
(162). Der Kältekreislauf (200) ist durch
Umschalten zwischen den Strömungswegen durch die Umschalteinrichtungen
(131 bis 133) in einem Kühlerkreislauf
oder einem Heizungskreislauf betreibbar, und die Steuereinrichtung
(108) ist bereitgestellt, um wenigstens einen Betrieb der
Umschalteinrichtungen (131 bis 133) zu steuern.
Die Steuereinrichtung (108) umfasst einen Betriebsartauswahlplan
zum Auswählen der Luftauslassbetriebsart entsprechend einer
berechneten Zielauslasslufttemperatur (TAO). Wenn basierend auf
dem Betriebsartauswahlplan eine Gesichtsbetriebsart zum Blasen von
Luft zu einer Oberseite eines Fahrgasts ausgewählt wird,
schaltet die Steuereinrichtung (108) den Kältekreislauf
(200) auf den Kühlerkreislauf. Wenn im Gegensatz
dazu eine andere Betriebsart als die Gesichtsbetriebsart ausgewählt
wird, schaltet die Steuereinrichtung (108) den Kältekreislauf
(200) auf den Heizungskreislauf um. Auf diese Weise wird
das Heizen, das viel Energieverbrauch erfordert, in der Gesichtsbetriebsart,
in der nicht notwendigerweise warme Luft benötigt wird,
nicht ausgewählt, um dadurch einen Energiesparbetrieb zu
ermöglichen. Ferner können in der Gesichtsbetriebsart
Schwankungen in der Auslasslufttemperatur unterdrückt werden,
welche bei der Verwendung des Heizungskreislaufs durch wiederholtes
Betätigen und Ausschalten des Kompressors (120)
verursacht werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug: einen Kanal (109), der einen
Durchgang bildet, durch den Luft in Richtung eines Inneren des Fahrzeugs
strömt; ein Gebläse (126) zum Blasen
von Luft in dem Kanal (109) in das Fahrzeuginnere; und einen
Wärmepumpenkreislauf (200). Der Wärmepumpenkreislauf
(200) umfasst einen Kompressor (120) zum Komprimieren
und Ausstoßen eines Kältemittels, einen in dem
Kanal (109) angeordneten Innenwärmetauscher (161)
zum Kühlen und Kondensieren des aus dem Kompressor (120)
ausgestoßenen Kältemittels, um dadurch Luft in
dem Kanal (109) durch seine Kondensationswärme
zu heizen; Dekompressionseinrichtungen (122, 124)
zum Dekomprimieren des aus dem Innenwärmetauscher (161) strömenden
Kältemittels und einen Außenwärmetauscher
(123), der außerhalb des Kanals (109)
angeordnet ist, zum Austauschen von Wärme zwischen dem
aus den Innenwärmetauscher (161) strömenden Kältemittel
und Luft außerhalb des Kanals (109), um dadurch
das Kältemittel zu verdampfen. In der Klimaanlage ist ein
Heißwasserwärmetauscher (151) auf einer
in Bezug auf den Innenwärmetauscher (161) luftstromaufwärtigen
Seite des Kanals (109) angeordnet, um Luft in dem Kanal
(109) unter Verwendung eines Kühlmittels zum Kühlen
eines Motors (101) zum Fahren des Fahrzeugs als eine Wärmequelle
zu heizen, eine elektrische Pumpe (152) zum Zirkulieren
des Kühlmittels durch den Heißwasserwärmetauscher
(151) ist bereitgestellt, eine Wassertemperaturerfassungseinrichtung
(215) zum Erfassen einer Temperatur des zirkulierenden
Kühlmittels ist bereitgestellt, und eine Steuereinrichtung
(108) zum Steuern eines Leistungsgrads wenigstens der elektrischen
Pumpe (152) ist bereitgestellt. Wenn in diesem Fall beim
Heizen des Fahrzeuginneren unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs
(200) die von der Wassertemperaturerfassungseinrichtung (215)
erfasste Kühlmitteltemperatur unter einer vorgegebenen
Temperatur ist, senkt die Steuereinrichtung (108) einen
Leistungsgrad der elektrischen Pumpe (152) im Vergleich
dazu, wenn die Kühlmitteltemperatur gleich oder höher
als die vorgegebene Temperatur ist. Folglich kann in einem Heizbetrieb unter
Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs der Energieverbrauch
während einer Warmlaufzeit gesenkt werden.
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
leichter deutlich, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen
genommen werden, wobei:
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1 ein
Gesamtaufbaudiagramm ist, das eine Klimaanlage für ein
Fahrzeug mit einem Kältemittelkreis in einer Kühlbetriebsart
gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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2 ein
Gesamtaufbaudiagramm ist, das die Klimaanlage für ein Fahrzeug
mit einem Kältemittelkreis in einer Heizbetriebsart gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt;
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3 ein
Gesamtaufbaudiagramm ist, das die Klimaanlage für ein Fahrzeug
mit einem Kältemittelkreis in einer ersten Entfeuchtungsbetriebsart
gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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4 ein
Gesamtaufbaudiagramm ist, das die Klimaanlage für ein Fahrzeug
mit einem Kältemittelkreis in einer zweiten Entfeuchtungsbetriebsart
gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm ist, das eine elektrische Steuerung der Klimaanlage
für ein Fahrzeug in der ersten Ausführungsform
zeigt;
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6 ein
Flussdiagramm ist, das die Steuerung zeigt, die von der Klimaanlage
für ein Fahrzeug in der ersten Ausführungsform
durchgeführt wird;
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7 ein
Flussdiagramm ist, das eine Detailsteuerung bei Schritt S14 von 6 zeigt;
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8 ein
Diagramm ist, das die Entfeuchtungskapazität und die Heizkapazität
in jeweiligen Betriebsarten der Klimaanlage für ein Fahrzeug
in der ersten Ausführungsform zeigt;
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9 ein
Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung zeigt, der von der
Klimaanlage für ein Fahrzeug in der ersten Ausführungsform
durchgeführt wird;
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10 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung
zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird;
-
11A ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der
Steuerung zeigt, der von einer Klimaanlage gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird, und 11B ein Diagramm zum Bestimmen
eines Änderungsbetrags ΔfH ist;
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12 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung
zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
vierten Ausführungsform durchgeführt wird;
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13 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung
zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
fünften Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird;
-
14 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung
zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
sechsten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird;
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15A ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der
Steuerung zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug
gemäß der sechsten Ausführungsform der
Erfindung durchgeführt wird, und 15B ein
Diagramm zum Berechnen einer korrigierten Verdampfertemperatur f1
ist;
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16A ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der
Steuerung zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug
gemäß einer siebten Ausführungsform der
Erfindung durchgeführt wird; und 16B ein
Diagramm zum Bestimmen eines Außenlufteinleitungsverhältnisses
SWIA ist;
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17A ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der
Steuerung zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug
gemäß einer achten Ausführungsform der
Erfindung durchgeführt wird; und 17B ein
Diagramm zum Bestimmen einer Luftauslassbetriebsart ist;
-
18A ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der
Steuerung zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug
gemäß einer neunten Ausführungsform der
Erfindung durchgeführt wird; und 18B und 18C Diagramme zum Bestimmen von Änderungsbeträgen ΔfC
und ΔfH sind;
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19 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung
zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
zehnten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird;
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20 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung
zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
elften Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird;
-
21 ein Zeitdiagramm ist, das eine Steuerung zeigt,
die basierend auf dem Flussdiagramm von 20 durchgeführt
wird;
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22 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerung
zeigt, der von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
zwölften Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird;
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23 ein Blockdiagramm ist, das ein Steuersystem
eines Hybridautos in den folgenden dreizehnten bis fünfzehnten
Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
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24 ein Schemadiagramm ist, das eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug in den folgenden dreizehnten bis fünfzehnten
Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
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25 ein Blockdiagramm ist, das ein Steuersystem
der Klimaanlage für ein Fahrzeug in den folgenden dreizehnten
bis fünfzehnten Ausführungsformen der Erfindung
zeigt;
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26 ein Flussdiagramm ist, das eine Steuerung einer
Klimaanlage in den folgenden dreizehnten bis fünfzehnten
Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
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27 ein Flussdiagramm ist, das ein Steuerverfahren
zum Bestimmen einer Gebläsespannung gemäß der
dreizehnten Ausführungsform zeigt;
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28 ein Flussdiagramm ist, das ein Steuerverfahren
zum Bestimmen einer Ansaugbetriebsart gemäß der
dreizehnten Ausführungsform zeigt;
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29 ein Flussdiagramm ist, das ein Steuerverfahren
zum Bestimmen einer Betriebsart gemäß der vierzehnten
Ausführungsform zeigt; und
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30 ein Flussdiagramm ist, das ein Steuerverfahren
zum Bestimmen des EIN-/AUS-Betriebs gemäß der
fünfzehnten Ausführungsform zeigt.
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Ausführungsformen
zum Ausführen der vorliegenden Erfindung werden hier nachstehend
unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen
kann ein Teil, der einem in einer vorhergehenden Ausführungsform
beschriebenen Gegenstand entspricht, die gleiche Bezugsnummer zugeordnet
haben, und die redundante Erklärung für den Teil
kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform
nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben ist, kann eine andere vorhergehende
Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden.
Die Teile können kombiniert werden, auch wenn nicht ausdrücklich
beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können.
Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert
werden, auch wenn nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass
die Ausführungsformen kombiniert werden können,
vorausgesetzt, es besteht kein Nachteil in der Kombination.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
erste Ausführungsform wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 9 beschrieben. In
der vorliegenden Ausführungsform wird eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug der Erfindung auf das sogenannte Hybridauto
angewendet, das eine Antriebskraft für das Fahren des Fahrzeugs
von einer Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) EG und einem Elektromotor
zum Fahren erhält. 1 bis 4 zeigen
ein Gesamtaufbaudiagramm einer Klimaanlage 1 für
ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform
und der folgenden später beschriebenen Ausführungsformen.
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Die
Klimaanlage für ein Fahrzeug umfasst einen Dampfkompressionskältekreislauf 10,
der zwischen Kältemittelkreisen in einer Kühlbetriebsart (KALT-Kreislauf)
zum Kühlen des Fahrzeuginneren, in einer Heizbetriebsart
(HEISS-Kreislauf) zum Heizen des Fahrzeuginneren und in einer ersten Enteuchtungsbetriebsart
(DRY_EVA-Kreislauf) und in einer zweiten Entfeuchtungsbetriebsart (DRY_ALL-Kreislauf)
zum Entfeuchten des Fahrzeuginneren umschalten kann. 1 bis 4 zeigen Kältemittelströmungen
in der Kühlbetriebsart, der Heizbetriebsart, der ersten
Entfeuchtungsbetriebsart und der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart
durch jeweilige durchgezogene Linien an.
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Die
Kühlbetriebsart ist eine Betriebsart, die bewirkt, dass
der Kältekreislauf 10 in dem KALT-Kreislauf ist,
um eine Kühlkapazität und eine Entfeuchtungskapazität
zu haben. Somit kann die Kühlbetriebsart als eine Kühlentfeuchtungsbetriebsart
dargestellt werden.
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Die
Heizbetriebsart und die ersten und zweiten Entfeuchtungsbetriebsarten
sind Betriebsarten, in denen der Kältekreislauf 10 als
ein Wärmepumpenkreislauf betrieben wird. In den drei Betriebsarten,
die den Wärmepumpenkreislauf verwenden, hat die Heizbetriebsart
eine hohe Heizkapazität, hat aber keine Entfeuchtungskapazität.
Folglich wird die Heizbetriebsart in einem Wärmepumpenkreislauf
ohne Entfeuchten verwendet.
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In
den drei Betriebsarten, die den Wärmepumpenkreislauf verwenden,
haben die ersten und zweiten Entfeuchtungsbetriebsarten die Entfeuchtungskapazität,
aber haben die Heizkapazität, die niedriger als in der
Heizbetriebsart ist. Folglich werden die ersten und zweiten Entfeuchtungsbetriebsarten
als ein Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtungskapazität
verwendet.
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Die
erste Entfeuchtungsbetriebsart ist eine Entfeuchtungsbetriebsart,
die einer Entfeuchtungskapazität eine höhere Priorität
als einer Heizkapazität gibt. Die zweite Entfeuchtungsbetriebsart
ist eine Entfeuchtungsbetriebsart, die einer Heizkapazität eine
höhere Priorität als der Entfeuchtungskapazität gibt.
Daher kann die erste Entfeuchtungsbetriebsart durch eine Niedertemperaturentfeuchtungsbetriebsart
oder eine einfache Entfeuchtungsbetriebsart dargestellt werden,
und die zweite Entfeuchtungsbetriebsart kann durch eine Hochtemperaturentfeuchtungsbetriebsart
oder eine Entfeuchtungsheizbetriebsart dargestellt werden.
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8 zeigt
die Entfeuchtungskapazität und die Heizkapazität
in der Kühlbetriebsart, der Heizbetriebsart, den ersten
und zweiten Entfeuchtungsbetriebsarten. Das heißt, in der
Kühlbetriebsart ist die Entfeuchtungskapazität
hoch, aber es gibt keine Heizkapazität. Wenn folglich bei
der Heizung die Kühlbetriebsart ausgewählt wird,
wird eine andere Heizeinrichtung (z. B. ein Heizungskern 36,
eine PTC-Heizung 37, die später beschrieben werden)
als der Kältekreislauf 10 kombiniert, um betrieben
zu werden.
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In
der Heizbetriebsart ist die Heizkapazität hoch, aber es
gibt keine Entfeuchtungskapazität. In der ersten Entfeuchtungsbetriebsart
ist die Entfeuchtungskapazität mittelgroß, aber
die Heizkapazität ist klein. In der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart
ist die Entfeuchtungskapazität klein, aber die Heizkapazität ist
mittelgroß.
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Der
Kältekreislauf 10 umfasst einen Kompressor 11,
einen Innenkondensator 12 und einen Innenverdampfer 26,
der als ein Innenwärmetauscher dient, ein thermisches Expansionsventil 27 und
eine feste Drossel 14, die als eine Dekompressionseinrichtung
zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel dient,
und mehrere (in der vorliegenden Ausführungsform fünf)
elektromagnetische Ventile 13, 17, 20, 21, 24 und ähnliche,
die als Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen dienen.
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Der
Kältekreislauf 10 verwendet ein normales Flon-basiertes
Kältemittel als das Kältemittel und bildet folglich
einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem der hochdruckseitige
Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels
nicht übersteigt. Ferner ist ein Kältemaschinenöl
zum Schmieren des Kompressors 11 mit dem Kältemittel
vermischt. Das Kältemaschinenöl zirkuliert zusammen
mit dem Kältemittel durch den Kreislauf.
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Der
Kompressor 11 ist in einem Motorraum angeordnet und dient
zum Ansaugen, Komprimieren und Ausstoßen des Kältemittels
in dem Kältekreislauf 10. Der Kompressor ist ein
elektrischer Kompressor, der einen Kompressormechanismus 11a mit
fester Verdrängung mit einer festen Ausstoßkapazität
unter Verwendung eines Elektromotors 11b antreibt. Insbesondere
können verschiedene Arten von Kompressormechanismen, wie
etwa ein Spiralkompressor oder ein Flügelzellenkompressormechanismus
als der Kompressormechanismus 11a mit fester Verdrängung
verwendet werden.
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Der
Elektromotor 11b ist ein Wechselstrommotor, dessen Betrieb
(Drehzahl) durch eine Wechselspannung gesteuert wird, die von einem
Inverter 61 ausgegeben wird. Der Inverter 61 gibt
eine Wechselspannung mit einer Frequenz aus, die einem Steuersignal
entspricht, das von einer Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben
wird, welche später beschrieben werden soll. Die Steuerung
der Drehzahl ändert eine Kältemittelausstoßkapazität
des Kompressors 11. Auf diese Weise dient der Elektromotor 11b als
eine Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung des
Kompressors 11.
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Die
Kältemittelausstoßseite des Kompressors 11 ist
mit der Kältemitteleinlassseite des Innenkondensators 12 verbunden.
Der Innenkondensator 12 ist in einem Gehäuse 31 angeordnet,
das einen Luftdurchgang bildet, durch den Luft in einer Innenklimatisierungseinheit 30 der
Klimaanlage für ein Fahrzeug in das Fahrzeuginnere strömt.
Der Innenkondensator 12 ist ein Wärmetauscher
zum Heizen der Luft durch Austauschen von Wärme zwischen
dem durch ihn strömenden Kältemittel und der Luft,
die einen Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, der später beschrieben
werden soll. Die Details der Innenklimatisierungseinheit 30 werden
später beschrieben.
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Die
Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 ist
mit einem elektrischen Dreiwegeventil 13 verbunden. Das
elektrische Dreiwegeventil 13 ist eine Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung,
sein Betrieb wird durch eine Steuerspannung gesteuert, die von der
Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird.
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Insbesondere
in einem Energieversorgungszustand, in dem Strom zugeführt
wird, führt das elektrische Dreiwegeventil 13 das
Umschalten auf einen Kältemittelkreis durch, der zwischen
der Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und
der Kältemitteleinlassseite der festen Drossel 14 verbindet. In
einem Nichtenergieversorgungszustand, in dem kein Strom zugeführt
wird, führt das Dreiwegeventil 13 das Umschalten
auf einen Kältemittelkreis durch, der zwischen der Kältemittelauslassseite
des Innenkondensators 12 und einer der Kältemitteleinlass- und
Auslassöffnungen einer ersten Dreiwegeverbindung 15 verbindet.
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Die
feste Drossel 14 ist eine Dekompressionseinrichtung zum
Heizen und Entfeuchten und ist geeignet, das aus dem elektrischen
Dreiwegeventil 13 in der Heizbetriebsart und den ersten
und zweiten Entfeuchtungsbetriebsarten strömende Kältemittel zu
dekomprimieren und zu expandieren. Zum Beispiel kann ein Kapillarrohr,
eine Mündung oder ähnliches als die feste Drossel 14 geeignet
sein. Alternativ kann die Dekompressionseinrichtung zum Heizen und
Entfeuchten einen elektrischen variablen Drosselmechanismus verwenden,
dessen Drosseldurchgangsfläche durch ein Steuersignal eingestellt
wird, das von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben
wird. Die Kältemittelauslassseite der festen Drossel 14 ist
mit einer der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
einer Dreiwegeverbindung 23 verbunden, die später
beschrieben werden soll.
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Die
erste Dreiwegeverbindung 15 umfasst drei Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
und dient als ein Verzweigungsabschnitt zum Verzweigen eines Kältemittelströmungswegs.
Eine derartige Dreiwegeverbindung kann durch Verbinden von Kältemittelrohrleitungen
oder durch Bilden mehrerer Kältemitteldurchgänge
in einem Metallblock oder Harzblock bereitgestellt werden. Eine
andere Kältemitteleinlass-/Auslassöffnung der
ersten Dreiwegeverbindung 15 ist mit einer der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
des Außenwärmetauschers 16 verbunden,
und eine weitere Kältemitteleinlass-/Auslassöffnung
der Dreiwegeverbindung 15 ist mit der Kältemitteleinlassseite
des elektromagnetischen Niederspannungsventils 17 verbunden.
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Das
elektromagnetische Niederspannungsventil 17 umfasst einen
Ventilkörper zum Öffnen und Schließen
eines Kältemittelströmungswegs und eine Magnetspule
(Spule) zum Antreiben des Ventilkörpers. Das elektromagnetische
Ventil 17 ist eine Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung,
deren Betrieb von einer Steuerspannung gesteuert wird, die von der
Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird. Insbesondere
ist das elektromagnetische Niederspannungsventil 17 das
sogenannte normalerweise geschlossene Öffnungs- und Schließventil,
das bei Energieversorgung geöffnet et ist und bei Nichtenergieversorgung
geschlossen ist.
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Die
Kältemittelauslassseite des elektromagnetischen Niederspannungsventils 17 ist über
ein erstes Rückschlagventil 18 mit einer der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
einer fünften Dreiwegeverbindung 28 verbunden,
die später beschrieben werden soll. Das erste Rückschlagventil 18 lässt
nur zu, dass das Kältemittel von dem elektromagnetischen
Niederspannungsventil 17 zu der dritten Dreiwegeverbindung 28 strömt.
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Der
Außenwärmetauscher 16 ist in dem Motorraum
angeordnet und soll Wärme zwischen dem durch ihn strömenden
Kältemittel und Luft (Außenluft) außerhalb
eines Fahrzeugraums, die von einem Gebläseventilator 16a geblasen
wird, austauschen. Der Gebläseventilator 16a ist
ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (Luftmenge) durch
eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben
wird.
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Der
Gebläseventilator 16a der vorliegenden Ausführungsform
bläst die Außenluft nicht nur zu dem Außenwärmetauscher 16,
sondern auch zu einem (nicht gezeigten) Strahler zum Abstrahlen
von Wärme von dem Kühlmittel des Motors EG. Insbesondere
strömt die von dem Gebläseventilator 16a geblasene
Luft außerhalb des Fahrzeugraums in dieser Reihenfolge
durch den Außenwärmetauscher 16 und den
Strahler.
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In
Kühlmittelkreisen, die durch in 1 bis 4 gezeigte
gestrichelte Linien angezeigt sind, ist eine (nicht gezeigte) Kühlmittelpumpe
bereitgestellt, um ein Kühlmittel durch sie hindurch zirkulieren
zu lassen. Die Kühlmittelpumpe ist eine elektrische Wasserpumpe,
deren Drehzahl (Menge an zirkulierendem Kühlmittel) durch
eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimatisierungssteuerung ausgegeben 50 wird.
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Die
andere der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
des Außenwärmetauschers 16 ist mit einer der
Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen der zweiten Dreiwegeverbindung 19 verbunden.
Die grundlegende Struktur der zweiten Dreiwegeverbindung 19 ist die
gleiche wie die der ersten Dreiwegeverbindung 15. Eine
andere der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
der zweiten Dreiwegeverbindung 19 ist mit der Kältemitteleinlassseite
des elektromagnetischen Hochspannungsventils 20 verbunden,
und eine andere der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
ist mit einer der Kältemitteleinlass- und Auslassöffnungen des
elektromagnetischen Ventils 21 für die Abschaltung
des Wärmetauschers verbunden.
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Das
elektromagnetische Hochspannungsventil 20 und das elektromagnetische
Wärmetauscher-Abschaltventil 21 sind Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen,
deren Betrieb von einer Steuerspannung gesteuert wird, die von der
Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird. Die grundlegende
Struktur der Ventile 20 und 21 ist die gleiche wie
die des elektromagnetischen Niederspannungsventils 17.
Das elektromagnetische Hochspannungsventil 20 und das elektromagnetische
Wärmetauscher-Abschaltventil 21 sind als das sogenannte
normalerweise geöffnete Öffnungs- und Schließventil ausgebildet,
die konstruiert sind, um bei Energieversorgung geschlossen zu sein
und bei Nichtenergieversorgung geöffnet zu sein.
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Die
Kältemittelauslassseite des elektromagnetischen Hochspannungsventils 20 ist über
ein zweites Rückschlagventil 22 mit einem Einlass
eines Drosselmechanismus eines thermischen Expansionsventils 27 verbunden,
das später beschrieben werden soll. Das zweite Rückschlagventil 22 lässt
nur zu, dass das Kältemittel von dem elektromagnetischen
Hochspannungsventil 20 zu dem thermischen Expansionsventil 27 strömt.
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Die
andere der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
des elektromagnetischen Wärmetauscher-Abschaltventils 21 ist
mit einer der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
der dritten Dreiwegeverbindung 23verbunden. Die grundlegende
Struktur der dritten Dreiwegeverbindung 23 ist die gleiche
wie die der ersten Dreiwegeverbindung 15. Eine andere der
Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen der dritten Dreiwegeverbindung 23 ist,
wie vorstehend erwähnt, mit der Kältemittelauslassseite
der festen Drossel 14 verbunden. Eine weitere der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
der Verbindung 23 ist mit der Kältemitteleinlassseite
des elektromagnetischen Entfeuchtungsventils 24 verbunden.
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Das
elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 ist die Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung,
deren Betrieb durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von
der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird. Die grundlegende
Struktur des Ventils 24 ist die gleiche wie die des elektromagnetischen
Niederspannungsventils 17. Das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 dient
auch als ein normalerweise geschlossenes Öffnungs und Schließventil. Die
Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung der vorliegenden Ausführungsform
besteht aus (z. B. fünf) elektromagnetischen Ventilen,
die geeignet sind, in einen vorgegebenen geöffneten oder
geschlossenen Zustand gebracht zu werden, wenn die Stromversorgung
ausgeschaltet wird. Die elektromagnetischen Ventile umfassen das
elektrische Dreiwegeventil 13, das elektromagnetische Niederspannungsventil 17, das
elektromagnetische Hochspannungsventil 20, das elektromagnetische
Wärmetauscher-Abschaltventil 21 und das elektromagnetische
Entfeuchtungsventil 24.
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Die
Kältemittelauslassseite des elektromagnetischen Entfeuchtungsventils 24 ist
mit einer der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen
einer vierten Dreiwegeverbindung 25 verbunden. Die grundlegende
Struktur der vierten Dreiwegeverbindung 25 ist die gleiche
wie die der ersten Dreiwegeverbindung 15. Eine andere der
Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen der vierten
Dreiwegeverbindung 25 ist mit der Auslassseite des Drosselmechanismus
des thermischen Expansionsventils 27 verbunden, und eine weitere
der Kältemitteleinlass-/Auslassöffnungen ist mit
der Kältemitteleinlassseite des Innenverdampfers 26 verbunden.
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Der
Innenverdampfer 26 ist auf der stromaufwärtigen
Seite der Luftströmung des Innenkondensators 12 in
einem Gehäuse 31 der Innenklimatisierungseinheit 30 angeordnet.
Der Innenwärmetauscher 26 ist ein Wärmetauscher
zum Kühlen von Luft durch Austauschen von Wärme
zwischen der Luft und dem durch ihn strömenden Kältemittel.
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Die
Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 26 ist
mit der Einlassseite eines Temperaturabtastabschnitts des thermischen
Expansionsventils 27 verbunden. Das thermische Expansionsventil 27 ist
eine Dekompressionseinrichtung zum Kühlen, die das aus
dem Einlass des Drosselmechanismus in es strömendes Kältemittel
dekomprimiert und expandiert, um das Kältemittel von dem
Auslass des Drosselmechanismus auswärts strömen
zu lassen.
-
Insbesondere
ist das in der vorliegenden Ausführungsform verwendete
thermische Expansionsventil 27 ein Innendruckausgleichs-Expansionsventil,
das in einem Gehäuse einen Temperaturabtastabschnitt 27a und
einen variablen Drosselmechanismus 27b unterbringt. Der
Temperaturabtastabschnitt 27a ist bereitgestellt, um den Überhitzungsgrad
des Kältemittels auf der Auslassseite des Innenverdampfers 26 basierend
auf der Temperatur und dem Druck des Kältemittels auf der
Auslassseite des Innenverdampfers 26 zu erfassen. Der variable
Drosselmechanismus 27b ist bereitgestellt, um eine Drosseldurchgangsfläche
(einen Kältemitteldurchsatz) gemäß einer
Verdrängung des Temperaturabtastabschnitts 27a derart
einzustellen, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels
auf der Auslassseite des Verdampfers 26 in einem vorgegebenen
Bereich ist.
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Die
Auslassseite des Temperaturabtastabschnitts des thermischen Expansionsventils 27 ist
mit einer der Kältemitteleinlass- und Auslassöffnungen der
fünften Dreiwegeverbindung 28 verbunden. Die grundlegende
Struktur der fünften Dreiwegeverbindung 28 ist
die gleiche wie die der ersten Dreiwegeverbindung 15. Wie
vorstehend erwähnt, ist eine andere der Kältemitteleinlass-
und Auslassöffnungen der fünften Dreiwegeverbindung 28 mit
der Kältemittelauslassseite des fünften Rückschlagventils 18 verbunden,
und eine weitere der Kältemitteleinlass- und Auslassöffnungen
ist mit der Kältemitteleinlassseite eines Akkumulators 29 verbunden.
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Der
Akkumulator 29 ist ein niederdruckseitiger Dampf-Flüssigkeitsabscheider,
der geeignet ist, um das aus der fünften Dreiwegeverbindung 28 in
ihn strömende Kältemittel abzuscheiden und das überschüssige
Kältemittel zu lagern. Der Auslass für gasphasiges
Kältemittel des Akkumulators 29 ist mit einer
Kältemittelansaugöffnung des Kompressors 11 verbunden.
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Nun
wird die Innenklimatisierungseinheit 30
nachstehend beschrieben.
Die Innenklimatisierungseinheit 30 ist im Inneren eines
Anzeigenbretts (Instrumententafel) an dem vordersten Teil des Inneren
des Fahrzeugs angeordnet. Die Einheit 30 bringt in dem Gehäuse 31,
das als eine Außenhülle dient, ein Gebläse 32,
den vorstehend erwähnten Innenverdampfer 26, den
Innenkondensator 12, einen Heizungskern 36, eine
PTC-Heizung 37 und ähnliches unter.
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Das
Gehäuse 31 bildet einen Luftdurchgang für
Luft, die ins Fahrzeuginnere geblasen wird. Das Gehäuse 31 ist
aus Harz (zum Beispiel Polypropylen) mit einem gewissen Grad an
Elastizität und exzellenter Festigkeit ausgebildet. Ein
(nicht gezeigter) Innen-/Außenluftumschaltkasten 40 zum
Umschalten zwischen Innenluft (d. h. Luft im Inneren des Fahrzeugraums)
und Außenluft (d. h. Luft außerhalb des Fahrzeugraums)
zum Einleiten der ausgewählten Luft ist auf der stromaufwärtigsten
Seite der Luftströmung in dem Gehäuse 31 angeordnet.
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Insbesondere
ist der Innen-/Außenluftumschaltkasten 40 mit
einem Innenlufteinlass 40a zum Einleiten der Innenluft
in das Gehäuse 31 und einem Außenlufteinlass 40b zum
Einleiten der Außenluft in es versehen. Der Innen-/Außenluftumschaltkasten 40 hat
darin eine Innen-/Außenluftumschaltklappe 40 zum Ändern
des Mengenverhältnisses der Innenluft zu der Außenluft
durch kontinuierliches Einstellen von Öffnungsflächen
des Innenlufteinlasses 40a und des Außenlufteinlasses 40b.
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Die
Innen-/Außenluftumschaltklappe 40c dient als eine
Luftmengenverhältnis-Änderungseinrichtung zum
Umschalten zwischen Ansaugöffnungsbetriebsarten, um das
Verhältnis der Innenluftmenge zu der Außenluftmenge,
die in das Gehäuse 31 eingeleitet werden, zu ändern. Insbesondere
wird die Innen-/Außenluftumschaltklappe 40c von
einem elektrischen Aktuator 62 für die Innen-/Außenluftumschaltklappe 40c angetrieben.
Der Betrieb des elektrischen Aktuators 62 wird durch ein
Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben
wird.
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Die
Ansaugöffnungsbetriebsarten umfassen eine Innenluftbetriebsart,
eine Außenluftbetriebsart und eine Innen- und Außenluftmischbetriebsart.
In der Innenluftbetriebsart wird die Innenluft in das Gehäuse 31 eingeleitet,
indem der Innenlufteinlass 40a ganz geöffnet wird,
während der Außenlufteinlass 40b ganz
geschlossen ist. In der Außenluftbetriebsart wird die Außenluft
in das Gehäuse 31 eingeleitet, indem der Innenlufteinlass 40a ganz
geschlossen wird, während der Außenlufteinlass 40b vollständig geöffnet
ist. In der Innen- und Außenluftmischbetriebsart wird das
Verhältnis einer eingeleiteten Menge der Innenluft zu einer
Menge der eingeleiteten Außenluft kontinuierlich geändert,
indem die Öffnungsflächen des Innenlufteinlasses 40a und
des Außenlufteinlasses 40b in einer kontinuierlichen
Weise zwischen der Innenluftbetriebsart und der Außenluftbetriebsart
geändert werden.
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Das
Gebläse 32 zum Blasen von Luft, die über
den Innen-/Außenluftumschaltkasten 40 in das Fahrzeuginnere
gesaugt wird, ist auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung
des Innen-/Außenluftumschaltkastens 40 angeordnet.
Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse,
das einen von einem Elektromotor angetriebenen Vielflügel-Zentrifugalventilator
(z. B. Sirocco-Ventilator) umfasst, dessen Drehzahl (Luftmenge)
durch die Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben
wird, wodurch die Luftblasmenge gesteuert wird.
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Der
Innenverdampfer 26 ist auf der stromabwärtigen
Seite der Luftströmung des Gebläses 32 angeordnet.
Ferner sind ein Heizluftdurchgang 33, um Luft durch den
Innenverdampfer 26 strömen zu lassen, ein Luftdurchgang
einschließlich eines Kühlluftumleitungsdurchgangs 34 und
ein Mischraum 35 zum Vermischen von Luft aus dem Heizluftdurchgang 33 und
dem Kühlluftumleitungsdurchgang 34 auf der stromabwärtigen
Seite der Luftströmung des Innenverdampfers 26 angeordnet.
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In
dem Heizluftdurchgang 33 sind der Heizungskern 36,
der Innenkondensator 12 und die PTC-Heizung 37 in
dieser Reihenfolge entlang der Richtung der Luftströmung
angeordnet, um als Heizeinrichtung zum Heizen von Luft, die den
Innenverdampfer 26 durchläuft, zu dienen. Der
Heizungskern 36 und die PTC-Heizung 37 können
als eine Heizeinrichtung zum Heizen von Luft unter Verwendung einer
anderen Wärmequelle als dem Kältemittel geeignet
sein.
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Der
Heizungskern 36 ist ein Wärmetauscher zum Heizen
von Luft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, durch
Austauschen von Wärme zwischen Kühlmittel des
Motors EG zum Ausgeben einer Antriebskraft für das Fahren
des Fahrzeugs und Luft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen
hat.
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Die
PTC-Heizung 37 ist eine elektrische Heizung mit einem PTC-Element
(Thermistor mit positiver Charakteristik), das Wärme erzeugt,
indem es mit Strom versorgt wird, wodurch Luft, die den Innenkondensator 12 durchlaufen
hat, geheizt werden soll. Die Klimaanlage ist mit mehreren (insbesondere
drei) PTC-Heizungen 37 versehen. Die Klimatisierungssteuerung 50 steuert
die Heizkapazität der gesamten PTC-Heizungen 37 durch Ändern
der Anzahl der PTC-Heizungen 37, die mit Energie versorgt
werden.
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Andererseits
ist der Kühlluftumleitungsdurchgang 34 ein Luftdurchgang,
um zuzulassen, dass die Luft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen
hat, in den Mischraum 35 eingeleitet wird, ohne den Heizungskern 36,
den Innenkondensator 12 und die PTC-Heizung 37 zu
durchlaufen. Auf diese Weise wird die Temperatur der in dem Mischraum 35 vermischten
Luft durch das Verhältnis der Menge an Luft, die den Heizluftdurchgang 33 durchläuft,
zu der Menge an Luft, die den Kühlluftumleitungsdurchgang 34 durchläuft,
geändert.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist eine Luftmischklappe 38 bereitgestellt,
um das Verhältnis der Menge an kühler Luft, die
in den Heizluftdurchgang 33 strömt, zu der an
kühler Luft, die in den Kühlluftumleitungsdurchgang 34 strömt,
auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung
des Innenverdampfers 26 und auf den Einlassseiten des Heizluftdurchgangs 33 und
des Kühlluftumleitungsdurchgangs 34 kontinuierlich
zu ändern.
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Auf
diese Weise dient die Luftmischklappe 38 als Temperatureinstelleinrichtung
zum Einstellen der Temperatur von Luft in dem Mischraum 35,
wodurch die Temperatur von Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen
wird, eingestellt wird. Insbesondere wird die Luftmischklappe 38 von
einem elektrischen Aktuator 63 für die Luftmischklappe
angetrieben. Der Betrieb des elektrischen Aktuators 63 wird
durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben
wird.
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Luftauslässe 41–43 zum
Blasen der Luft, deren Temperatur eingestellt wird, aus dem Mischraum 35 in
das Fahrzeuginnere als ein Raum, der gekühlt werden soll,
sind auf der stromabwärtigsten Seite der Luftströmung
in dem Gehäuse 31 angeordnet. Die Luftauslässe 41–43 umfassen
insbesondere einen Gesichtsluftauslass 41, aus dem klimatisierte
Luft in Richtung eines Oberkörpers eines Fahrgasts in dem Fahrzeugraum
geblasen wird, einen Fußluftauslass 42, aus dem
klimatisierte Luft in Richtung eines Fußes des Fahrgasts
geblasen wird, und einen Entfrosterauslass 43, aus dem
klimatisierte Luft in Richtung der Innenseite einer vorderen Fensterscheibe
des Fahrzeugs geblasen wird.
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Eine
Gesichtsklappe 41a zum Einstellen der Fläche einer Öffnung
des Gesichtsluftauslasses 41 ist auf der stromaufwärtigen
Seite der Luftströmung des Gesichtsluftauslasses positioniert.
Eine Fußklappe 42a zum Einstellen der Fläche
einer Öffnung des Fußluftauslasses 42 ist
auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung
des Fußluftauslasses 42 angeordnet. Eine Entfrosterklappe 43a zum
Einstellen der Fläche einer Öffnung des Entfrosterluftauslasses 43 ist
auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung des
Entfrosterluftauslasses 43 angeordnet.
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Die
Gesichtsklappe 41a, die Fußklappe 42a und
die Entfrosterklappe 43a dienen als Luftauslassbetriebsart-Umschalteinrichtungen
zum Umschalten zwischen Luftauslassbetriebsarten und werden in Verbindung
und Zusammenwirkung mit dem elektrischen Aktuator 64 zum
Antreiben der Luftauslassbetriebsartklappe über einen (nicht
gezeigten) Verbindungsmechanismus drehbar betätigt. Der
Betrieb des elektrischen Aktuators 64 wird ebenfalls durch das
Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungseinheit 50 ausgegeben
wird.
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Die
Luftauslassbetriebsarten umfassen eine Gesichtsbetriebsart, eine
Zweihöhenbetriebsart, eine Fußbetriebsart und
eine Fuß-/Entfrosterbetriebsart. In der Gesichtsbetriebsart
wird Luft aus dem Gesichtsluftauslass 41 in Richtung des
Oberkörpers des Fahrgasts in dem Fahrzeugraum geblasen,
indem der Gesichtsluftauslass 41 ganz geöffnet
wird. In der Zweihöhenbetriebsart wird Luft in Richtung
des Oberkörpers und des Fußes des Fahrgasts in
dem Fahrzeugraum geblasen, indem sowohl der Gesichtsluftauslass 41 als
auch der Fußluftauslass 42 ganz geöffnet
werden. In der Fußbetriebsart wird Luft hauptsächlich
aus dem Fußluftauslass 42 geblasen, indem der
Fußluftauslass 42 ganz geöffnet wird, während
der Entfrosterluftauslass 43 mit einem kleinen Öffnungsgrad
geöffnet wird. In der Fuß-/Entfrosterbetriebsart
wird Luft sowohl aus dem Fußluftauslass 42 als
auch dem Entfrosterluftauslass 43 geblasen, indem der Fußluftauslass 42 und
der Entfrosterluftauslass 43 in dem gleichen Grad geöffnet
werden.
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Ein
Luftauslassbetriebsartschalter 60c eines Bedienfelds 60,
das später beschrieben werden soll, wird von dem Fahrgast
manuell betätigt, so dass der Entfrosterluftauslass 43 ganz
geöffnet wird, um dadurch die Festlegung einer Entfrosterbetriebsart
zum Blasen von Luft aus dem Entfrosterluftauslass 43 in Richtung
der Innenseite der vorderen Fensterscheibe des Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Ein
Hybridauto, auf das die Klimaanlage 1 für ein
Fahrzeug der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird,
umfasst neben der Klimaanlage für ein Fahrzeug eine (nicht
gezeigte) elektrische Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47.
Die elektrische Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 ist
ein Heizdraht, der im Inneren oder auf der Oberfläche der
Innenseite der Fensterscheibe in dem Fahrzeugraum angeordnet ist
und dient dazu, durch Heizen der Fensterscheibe ein Beschlagen zu
verhindern oder einen Beschlag zu entfernen. Auch der Betrieb der elektrischen
Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 kann durch ein Steuersignal
gesteuert werden, das von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird.
Der Betrieb der elektrischen Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 kann
durch Steuersignale gesteuert werden, die von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben
werden.
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Nun
wird nachstehend eine elektrische Steuerung der vorliegenden Ausführungsform
unter Bezug auf 5 beschrieben. Die Klimatisierungssteuerung 50 ist
durch einen bekannten Mikrocomputer, einschließlich CPU,
ROM und RAM und deren periphere Schaltung aufgebaut. Die Steuerung 50 führt basierend
auf in dem ROM gespeicherten Klimatisierungssteuerprogrammen verschiedene
Arten von Berechnungen und Verarbeitungen durch, um dadurch die
Arbeitsgänge des Inverters 61 für den
Elektromotor 11b des Kompressors 11, der mit der
Ausgangsseite verbunden ist, der jeweiligen elektromagnetischen
Ventile 13, 17, 20, 21 und 24,
die als die Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen dienen,
des Gebläseventilators 16a, des Gebläses 32 und
verschiedener Arten von elektrischen Aktuatoren 62, 63, 64 oder ähnlichen
zu steuern.
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Die
Klimatisierungssteuerung 50 hat die Steuereinrichtungen
zum Steuern der vorstehenden verschiedenen Komponenten damit integriert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Klimatisierungssteuerung 50 insbesondere
aufgebaut, um eine Schaltsteuerung der Kühlbetriebsart,
der Heizbetriebsart und der ersten und zweiten Entfeuchtungsbetriebsarten
durchzuführen.
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In
der vorliegenden Erfindung umfasst die Klimatisierungssteuerung 50 darin
eine Ausstoßkapazitätssteuereinrichtung 50a,
die geeignet ist, den Betrieb des Elektromotors 11b, der
eine Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung
des Kompressors 11 ist, zu steuern. Die Ausstoßkapazitätssteuereinrichtung 50a kann
getrennt von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgebildet
sein.
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Erfassungssignale
von einer Gruppe von Sensoren werden in die Eingangsseite der Klimatisierungssteuerung 50 eingegeben.
Die Sensoren umfassen einen Innenluftsensor 51 zum Erfassen
einer Temperatur Tr des Inneren des Fahrzeugs, einen Außenluftsensor 52 (Außenlufttemperatur-Erfassungseinrichtung)
zum Erfassen einer Außenlufttemperatur Tam und einen Sonnenstrahlungssensor 53 zum
Erfassen einer Menge an Sonnenstrahlung Ts in dem Fahrzeuginneren.
Und die Sensoren umfassen auch einen Ausstoßtemperatursensor 54 (Ausstoßtemperatur-Erfassungseinrichtung)
zum Erfassen einer ausgestoßenen Kältemitteltemperatur
Td des Kompressors 11 und einen Ausstoßdrucksensor 55 (Ausstoßdruckerfassungseinrichtung)
zum Erfassen eines Kältemitteldrucks Pd auf der Ausstoßseite (hochdruckseitiger
Kältemitteldruck) des Kompressors 11. Ferner umfassen
die Sensoren einen Verdampfertemperatursensor 56 (Verdampfertemperatur-Erfassungseinrichtung)
zum Erfassen einer Temperatur von geblasener Luft (Verdampfertemperatur) Te
der Luft von dem Innenverdampfer 26 und einen Ansaugtemperatursensor 57 zum
Erfassen einer Temperatur Tsi des Kältemittels, das zwischen
der ersten Dreiwegeverbindung 15 und dem elektromagnetischen
Niederdruckventil 17 hindurch strömt. Außerdem
umfassen die Sensoren einen Kühlmitteltemperatursensor
zum Erfassen einer Motorkühlmitteltemperatur Tw, einen
RHW-Sensor zum Erfassen einer relativen Feuchtigkeit RHW von Luft
in dem Fahrzeuginneren nahe der Fensterscheibe darin oder auf der
Fensterscheibe.
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Insbesondere
erfasst der Verdampfertemperatursensor 56 die Temperatur
einer Wärmeaustauschlamelle des Innenverdampfers 26.
Die Temperaturerfassungseinrichtungen zum Erfassen der Temperatur
anderer Teile des Innenverdampfers 26 können als
der Verdampfertemperatursensor 56 verwendet werden. Alternativ
können Temperaturerfassungseinrichtungen zum direkten Erfassen
der Temperatur von durch den Innenverdampfer 26 strömendem
Kältemittel selbst als der Verdampfertemperatursensor 56 verwendet
werden.
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Der
RHW-Sensor 45 ist durch drei Sensoren, wie etwa einen Feuchtigkeitssensor
zum Erfassen einer relativen Feuchtigkeit RHW von Luft in dem Fahrzeugraum
nahe der Fensterscheibe des Fahrzeugs, einen Temperatursensor nahe
der Fensterscheibe zum Erfassen einer Lufttemperatur in dem Fahrzeugraum
nahe der Fensterscheibe und einen Fensterscheibenoberflächen-Temperatursensor
zum Erfassen einer Oberflächentemperatur der Fensterscheibe,
aufgebaut.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist der RHW-Sensor 45 zum
Beispiel auf der Oberfläche der Fensterscheibe des Fahrzeugs,
an einer Seitenposition des Rückspiegels, der sich in dem
mittleren oberen Abschnitt der Fensterscheibe des Fahrzeugs befindet,
angeordnet.
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Die
Eingangsseite der Klimatisierungssteuerung 50 empfängt
die Eingabe eines Bediensignals von jedem von verschiedenen Arten
von Klimatisierungsbedienschaltern, die in dem Bedienfeld 60 bereitgestellt
sind, das nahe der Instrumententafel auf der Vorderseite des Fahrzeugraums
angeordnet ist. Verschiedene Arten von Klimatisierungsbedienschaltern,
die in dem Bedienfeld 60 bereitgestellt sind, umfassen
insbesondere einen (nicht gezeigten) Bedienschalter für
die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug, einen Klimatisierungsschalter 60a zum
Ein-/Ausschalten des Kompressors 11, um dadurch die Klimatisierung ein-/auszuschalten,
einen (nicht gezeigten) Automatikschalter zum Einstellen und Ausschalten
einer automatischen Steuerung der Klimaanlage 1, einen Auswahlschalter
für eine Betriebsart, einen Ansaugbetriebsartschalter 60b zum
selektiven Umschalten einer Luftansaugbetriebsart, den Luftauslassbetriebsartschalter 60c zum
Auswählen einer Luftauslassbetriebsart, einen Luftmengenfestlegungsschalter
für das Gebläse 32, einen Festlegungsschalter
für die Fahrzeuginnentemperatur, einen Sparschalter, um
einen Befehl auszugeben, um der Energieeinsparung des Kältekreislaufs
eine höhere Priorität zu geben, oder ähnliche.
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Als
nächstes wird nachstehend der Betrieb der vorliegenden
Ausführungsform mit der vorstehend erwähnten Anordnung
unter Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist
ein Flussdiagramm, das die Steuerverarbeitung zeigt, die von der
Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug in der vorliegenden
Ausführungsform durchgeführt wird. Die Steuerverarbeitung
wird auch, wenn ein Fahrzeugsystem ausgeschaltet ist, durch die
Zuführung von Strom von einer Batterie an die Klimatisierungssteuerung 50 durchgeführt.
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Zuerst
wird in Schritt S1 bestimmt, ob ein Startschalter für die
Vorklimatisierung oder ein Bedienschalter für die Klimaanlage 1 für
ein Fahrzeug auf dem Bedienfeld 60 eingeschaltet ist. Wenn
der Startschalter für die Vorklimatisierung oder der Bedienschalter
für die Klimaanlage für ein Fahrzeug eingeschaltet
ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S2.
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Die
Vorklimatisierung ist die Steuerung der Klimatisierung, welche die
Klimatisierung in dem Fahrzeugraum beginnt, bevor der Fahrgast mit
dem Fahrzeug fährt. Der Startschalter für die
Vorklimatisierung ist in einem drahtlosen Endgerät (Fernbedienung)
bereitgestellt, das von dem Fahrgast mitgeführt wird. Auf
diese Weise kann der Fahrgast die Klimaanlage 1 für
ein Fahrzeug von einem Ort, der von dem Fahrzeug weg ist, einschalten.
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Ferner
kann das Hybridauto, auf das die Klimaanlage für ein Fahrzeug
der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, Strom
von einer handelsüblichen Stromquelle (d. h. externe Stromquelle) an
eine Batterie zuführen, um dadurch die Batterie zu Faden.
Wenn das Fahrzeug mit der externen Stromquelle verbunden ist, wird
die Vorklimatisierung nur eine vorgegebene Zeit lang (zum Beispiel
30 Minuten) durchgeführt. Wenn das Fahrzeug im Gegensatz dazu
nicht mit der externen Stromquelle verbunden ist, wird die Vorklimatisierung
durchgeführt, bis ein restlicher Batteriepegel ein vorgegebener
Wert oder weniger wird.
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In
Schritt S2, werden eine Markierung, ein Zeitschalter, eine Steuervariable
und ähnliche initialisiert (Initialisierung). Und die anfängliche
Ausrichtung eines in dem vorstehenden elektrischen Aktuator enthaltenen
Schrittmotors und ähnliches werden durchgeführt.
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Im
nächsten Schritt S3 wird ein Bediensignal von dem Bedienfeld 60 gelesen,
und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S4. Insbesondere umfassen die
Bediensignale eine voreingestellte Fahrzeuginnentemperatur Tsoll,
die von einem Festlegungsschalter für die Fahrzeuginnentemperatur
festgelegt wird, ein Auswahlsignal für die Luftauslassbetriebsart,
ein Auswahlsignal für die Ansaugöffnungsbetriebsart,
ein Festlegungssignal für die Menge der von dem Gebläse 32 geblasenen
Luft und ähnliches.
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In
Schritt S4 werden Signale in Bezug auf die Bedingungen des für
die Klimatisierungssteuerung verwendeten Fahrzeugs, das heißt,
Erfassungssignale von der vorstehenden Gruppe von Sensoren 51 bis 57 gelesen,
und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S5. In Schritt S5 wird
eine Zielauslasslufttemperatur TAO von in das Fahrzeuginnere geblasener Luft
berechnet. Ferner wird in der Heizbetriebsart eine Zielwärmetauschertemperatur
zum Heizen berechnet. Die Zielauslasslufttemperatur TAO wird durch
die folgende Gleichung F1 berechnet: TAO
= Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × Ts +
C (F1) wobei
Tsoll eine vorher festgelegte Fahrzeuginnentemperatur ist, die von
dem Festlegungsschalter für die Fahrzeuginnentemperatur
festgelegt wird, Tr eine von dem Innenluftsensor 51 erfasste
Innenlufttemperatur ist, Tam eine von dem Außenluftsensor 52 erfasste
Außenlufttemperatur ist und Ts eine Menge der von dem Sonnenstrahlungssensor 53 erfassten Sonnenstrahlung
ist. Ksoll, Kr, Kam und Ks sind Steuerverstärkungen, und
C ist eine Korrekturkonstante.
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Die
Zielwärmetauschertemperatur zum Heizen ist ein Wert, der
grundsätzlich durch die vorstehende Formel F1 berechnet
wird. In manchen Fällen wird die Zieltemperatur häufig
korrigiert, um auf einen niedrigeren Wert als die von der Formel
F1 berechnete TAO festgelegt zu werden, um den Energieverbrauch
zu beschränken.
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In
den anschließenden Schritten S6 bis S16 werden die Steuerzustände
verschiedener mit der Klimatisierungssteuerung 50 verbundener
Vorrichtungen bestimmt. In Schritt S6 wird eine Betriebsart aus
der Kühlbetriebsart, der Heizbetriebsart, der ersten Entfeuchtungsbetriebsart
und der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart ausgewählt, und
das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Energieversorgung
der PTC-Heizung 37 wird entsprechend dem Klimatisierungsumgebungszustand
bestimmt. Die Details von Schritt S6 werden später beschrieben.
-
In
Schritt S7 von 6 wird die von dem Gebläse 32 geblasene
Zielluftmenge bestimmt. Insbesondere wird eine Gebläsemotorspannung,
die an den Elektromotor angelegt werden soll, unter Bezug auf ein
Steuerkennfeld, das vorher in der Klimatisierungssteuerung 60 gespeichert
wurde, basierend auf der in Schritt S4 bestimmten TAO bestimmt.
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Detaillierter
ist in der vorliegenden Ausführungsform die Gebläsemotorspannung
in einem extrem niedrigen Temperaturbereich (d. h. maximalen Kühlbereich)
und einem extrem hohen Temperaturbereich (d. h. maximalen Heizbereich)
der TAO auf eine hohe Spannung nahe ihres Maximalwerts eingestellt,
so dass die Luftmenge von dem Gebläse 32 auf einen
Pegel nahe ihrer Maximalmenge gesteuert wird. Wenn die TAO von dem
extrem tiefen Temperaturbereich in Richtung des Zwischentemperaturbereichs
steigt, wird die Gebläsemotorspannung mit steigender TAO
verringert, was zu einer Abnahme der Luftmenge von dem Gebläse 32 führt.
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Wenn
die TAO ferner von dem extrem hohen Temperaturbereich in den Zwischentemperaturbereich
sinkt, wird die Gebläsemotorspannung basierend auf einer
Abnahme der TAO verringert, was zu einer Verringerung der Luftmenge
von dem Gebläse 32 führt. Wenn die TAO
innerhalb eines vorgegebenen Zwischentemperaturbereichs positioniert
ist, wird die Gebläsemotorspannung minimiert, und folglich
wird auch die Luftmenge von dem Gebläse 32 minimiert.
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In
Schritt S8 wird eine Ansaugöffnungsbetriebsart, das heißt,
ein Schaltzustand des Innen-/Außenluftumschaltkastens bestimmt.
Die Ansaugöffnungsbetriebsart wird auch basierend auf der
TAO unter Bezug auf ein Kennfeld, das früher in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeichert
wurde, bestimmt. Die vorliegende Erfindung gibt der Außenluftbetriebsart
zum Einleiten der Außenluft im Grunde ein höhere Priorität,
wählt aber die Innenluftbetriebsart zum Einleiten der Innenluft
aus, wenn die TAO in dem extrem niedrigen Temperaturbereich liegt
und das Erzielen einer hohen Kühlkapazität erforderlich
ist. Eine Abgaskonzentrationserfassungseinrichtung ist bereitgestellt,
um eine Abgaskonzentration der Außenluft zu erfassen. Wenn
eine Abgaskonzentration gleich oder höher als eine vorgegebene
Referenzkonzentration ist, kann die Innenluftbetriebsart ausgewählt
werden.
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In
Schritt S9 wird eine Luftauslassbetriebsart bestimmt. Die Luftauslassbetriebsart
wird auch basierend auf der TAO unter. Bezug auf ein früher
in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeichertes Kennfeld bestimmt.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die TAO von dem
niedrigen Temperaturbereich zu dem hohen Temperaturbereich steigt,
wird die Luftauslassbetriebsart nacheinander von der Fußbetriebsart
auf die Zweihöhenbetriebsart und dann auf die Gesichtsbetriebsart
geschaltet.
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Auf
diese Weise wird die Gesichtsbetriebsart hauptsächlich
im Sommer ausgewählt, die Zweihöhenbetriebsart
wird sowohl im Frühling als auch im Herbst hauptsächlich
ausgewählt, und die Fußbetriebsart wird hauptsächlich
im Winter ausgewählt. Wenn die Möglichkeit des
Beschlagens der Fensterscheibe basierend auf einer relativen Feuchtigkeit RHW
der Oberfläche der Fensterscheibe, die von dem Feuchtigkeitssensor
oder ähnlichem erfasst wird, als hoch bestimmt wird, kann
die Fuß-/Entfrosterbetriebsart oder die Entfrosterbetriebsart
ausgewählt werden.
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In
Schritt S10 wird ein Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 38 basierend
auf der TAO, einer Verdampferauslasstemperatur Te der Luft von dem Innenverdampfer 26,
die von dem Verdampfertemperatursensor 56 erfasst wird,
und einer Heizungstemperatur Th berechnet.
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Die
Heizungstemperatur Th ist ein Wert, der basierend auf der Heizkapazität
der Heizeinrichtung (z. B. Heizungskern 36, Innenkondensator 12 und PTC-Heizung 37),
die in einem Heizluftdurchgang 33 angeordnet ist, bestimmt
wird. Eine Motorkühlmitteltemperatur Tw kann im Allgemeinen
als die Heizungstemperatur Th verwendet werden. Folglich kann der
Zielöffnungsgrad SW durch die folgende Formel F2 berechnet
werden: SW = [(TAO – Te)/(Tw – Te)] × 100(%) (F2)
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Der
Fall von SW = 0(%) gibt die maximale Kühlposition der Luftmischklappe 38 an,
in welcher der Kühlluftumleitungsdurchgang 34 ganz
geöffnet ist und der Heizluftdurchgang 33 ganz
geschlossen ist. Im Gegensatz dazu gibt der Fall von SW = 100% die
maximale Heizposition der Luftmischklappe 38 an, in welcher
der Kühlluftumleitungsdurchgang 34 ganz geschlossen
ist und der Heizluftdurchgang 33 ganz geöffnet
ist.
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In
Schritt S11 wird eine Kältemittelausstoßkapazität
(insbesondere die Drehzahl) des Kompressors 11 bestimmt.
Die Art, die Basisdrehzahl des Kompressors 11 zu bestimmen,
wird nachstehend beschrieben. Zum Beispiel wird in der Kühlbetriebsart
eine Zielverdampferblaslufttemperatur TEO der Verdampferblaslufttemperatur
Te der Luft von dem Innenverdampfer 26 basierend auf der
TAO oder ähnlichem, die in Schritt S4 bestimmt wurde, unter Bezug
auf das früher in die Klimatisierungssteuerung 50 gespeicherte
Kennfeld bestimmt.
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Eine
Abweichung En(TEO – Te) zwischen der Zielverdampferblaslufttemperatur
TEO und der Verdampferblaslufttemperatur Te wird berechnet. Die früher
berechnete Abweichung En – 1 wird von der aktuell berechneten
Abweichung En subtrahiert, um dadurch die Änderungsrate
der Abweichung Epunkt(En – (En – 1)) zu bestimmen.
Eine derartige Abweichung En und Abweichungsänderungsrate Epunkt
werden verwendet, um einen Änderungsbetrag in der Drehzahl ΔfC
des Kompressors in Bezug auf die frühere Drehzahl fCn – 1
des Kompressors gemäß der Fuzzy-Interferenz basierend
auf einer Mitgliedsfunktion und Regel, die früher von der
Klimatisierungssteuerung 50 gespeichert wurden, zu bestimmen.
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In
der Heizbetriebsart wird ein Zielhochdruck PDO eines ausstoßseitigen
Kältemitteldrucks (hochdruckseitiger Kältemitteldruck)
Pd basierend auf der Zielwärmetauschertemperatur zum Heizen
oder ähnlichem, die in Schritt S4 bestimmt wurde, unter
Bezug auf ein früher in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeichertes
Kennfeld bestimmt. Eine Abweichung Pn(PDO – Pd) zwischen
dem Zielhochdruck PDO und dem ausstoßseitigen Kältemitteldruck
Pd wird berechnet. Die Verwendung der Abweichung Pn und einer Änderungsrate
der Abweichung Ppunkt(Pn – (Pn – 1)) in Bezug
auf die vorher berechnete Abweichung Pn – 1 bestimmt einen Änderungsbetrag
der Drehzahl ΔfH in Bezug auf die vorhergehende Drehzahl
fHn – 1 des Kompressors basierend auf der Fuzzy-Interferenz.
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In
dem in 6 gezeigten Schritt S12 wird ein
Leistungsgrad (Drehzahl) des Gebläseventilators 16a zum
Blasen von Außenluft in Richtung des Außenwärmetauschers 16 in
dem in 6 gezeigten Schritt S12 bestimmt.
Ein Bestimmungsverfahren für den Leistungsgrad (Drehzahl)
des grundlegenden Gebläseventilators 16a der vorliegenden
Ausführungsform ist wie folgt. Das heißt, ein
erster temporärer Leistungsgrad (Drehzahl) des Gebläseventilators 16a wird
in einer derartigen Weise bestimmt, dass der Leistungsgrad (Drehzahl)
des Gebläseventilators 16a mit steigender Ausstoßkältemitteltemperatur
Td des Kompressors 11 zunimmt. Ein zweiter temporärer
Leistungsgrad (Drehzahl) des Gebläseventilators 16a wird
in einer derartigen Weise bestimmt, dass der Leistungsgrad (Drehzahl)
des Gebläseventilators 16a mit zunehmender Motorkühlmitteltemperatur
Tw steigt.
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Ein
höherer der ersten und zweiten temporären Leistungsgrade
(Drehzahlen) wird ausgewählt. Der ausgewählte
Leistungsgrad (Drehzahl) wird korrigiert, wobei die Verringerung
des Rauschens des Gebläseventilators 16a und die
Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt werden, und der
korrigierte Wert wird als der Leistungsgrad (Drehzahl) des Gebläseventilators 16a bestimmt.
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In
Schritt S13 wird die Anzahl der betriebenen PTC-Heizungen bestimmt,
und der Betriebszustand der elektrischen Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung
wird ebenfalls bestimmt. Zum Beispiel kann in manchen Fällen
die Zielwärmetauschertemperatur zum Heizen selbst bei dem
Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 38 von
100% in der Heizbetriebsart nicht erzielt werden, wenn die Energieversorgung
der PTC-Heizungen 37 in Schritt S6 als notwendig bestimmt
wird. In derartigen Fällen kann die Anzahl der betriebenen
PTC-Heizungen ebenfalls basierend auf einer Differenz zwischen der
Innenlufttemperatur Tr und der Zielwärmetauschertemperatur
zum Heizen bestimmt werden.
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Wenn
aufgrund der Feuchtigkeit und der Temperatur des Fahrzeuginneren
eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Bildung eines Beschlags
der Fensterscheibe besteht oder wenn das Beschlagen der Fensterscheibe
stattfindet, wird die elektrische Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung
betätigt.
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Dann
werden in Schritt S14 die Betriebszustände der jeweiligen
elektromagnetischen Ventile 13, 17, 20, 21, 24,
die als Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen dienen,
entsprechend der in dem vorstehenden Schritt S6 bestimmten Betriebsart
bestimmt. Zu dieser Zeit erzielt die vorliegende Ausführungsform
den der Betriebsart entsprechenden Kältemittelkreis. Einige
elektromagnetische Ventile werden gesteuert, um die Kältemittelströmungswege
zu öffnen, durch die Kältemittel strömt,
und die anderen elektromagnetischen Ventile werden abhängig
von dem Kältemitteldruckpegel in einen Nichtenergieversorgungszustand
für die Kältemittelströmungswege, durch
die das Kältemittel nicht strömt, gebracht, wodurch
der Energieverbrauch gesenkt wird.
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Die
Details des Verfahrens in Schritt S14 werden nachstehend unter Verwendung
des Flussdiagramms von 7 beschrieben. In Schritt S141 wird
zuerst die in Schritt S6 bestimmte Betriebsart in einen Speicher
KREISLAUF_VENTIL eingelesen. Dann wird in Schritt S142 bestimmt,
ob die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug ausgeschaltet
ist oder nicht, das heißt, ob die Klimatisierung in dem
Fahrzeuginneren durchgeführt wird oder nicht.
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Wenn
in Schritt S142 bestimmt wird, dass die Klimaanlage 1 für
ein Fahrzeug ausgeschaltet ist, wird der Speicher KREISLAUF_VENTIL
in Schritt S143 in die Kühlbetriebsart (KALT-Kreislauf)
versetzt. Dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S144. Wenn in
Schritt S142 bestimmt wird, dass die Klimaanlage 1 für
ein Fahrzeug nicht ausgeschaltet ist, geht der Betrieb weiter zu
Schritt S144.
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Der
Ausdruck „die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug
ist ausgeschaltet”, der in Schritt S142 bestimmt wird,
bedeutet nicht nur, dass der Bedienschalter für die Klimaanlage 1 für
ein Fahrzeug auf dem Bedienfeld 60 AUS-geschaltet ist,
sondern auch, dass die Luftmenge von dem Gebläse 32 durch einen
Luftmengenfestlegungsschalter auf dem Bedienfeld 60 auf
0 festgelegt ist, das heißt, dass das Fahrzeugsystem selbst
ausgeschaltet ist.
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In
Schritt S144 werden die Betriebszustände der jeweiligen
elektromagnetischen Ventile 13, 17, 20, 21, 24 bestimmt.
Insbesondere, wenn der Speicher KREISLAUF_VENTIL in die Kühlbetriebsart (KALT-Kreislauf)
versetzt ist, werden alle elektromagnetischen Ventile in den nichtleitenden
Zustand gebracht. Wenn der Speicher KREISLAUF_VENTIL in die Heizbetriebsart
(HEISS-Kreislauf) versetzt ist, werden das elektrische Dreiwegeventil 13,
das elektromagnetische Hochdruckventil 20 und das elektromagnetische
Niederdruckventil 17 in den Energieversorgungszustand gebracht,
und die restlichen elektromagnetischen Ventile 21 und 24 werden
in den Nichtenergieversorgungszustand gebracht. Wenn der Speicher
KREISLAUF_VENTIL in die erste Entfeuchtungsbetriebsart (DRY_EVA-Kreislauf)
versetzt ist, werden das elektrische Dreiwegeventil 13,
das elektromagnetische Niederdruckventil 17, das elektromagnetische
Entfeuchtungsventil 24 und das elektromagnetische Wärmetauscher-Abschaltventil 21 in den
Energieversorgungszustand gebracht, und das elektromagnetische Hochdruckventil 20 wird
in den Nichtenergieversorgungszustand gebracht. Wenn der Speicher
KREISLAUF_VENTIL in die zweite Entfeuchtungsbetriebsart (DRY_ALL-Kreislauf)
versetzt wird, werden das elektrische Dreiwegeventil 13,
das elektromagnetische Niederdruckventil 17 und das elektromagnetische
Entfeuchtungsventil 24 in den Energieversorgungszustand
gebracht, und die restlichen elektromagnetischen Ventile 20 und 21 werden in
den Nichtenergieversorgungszustand gebracht.
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Das
heißt, selbst wenn in der vorliegenden Ausführungsform
auf den Kältemittelkreis einer der Betriebsarten umgeschaltet
wird, wird die Zuführung von Strom an wenigstens eines
der elektromagnetischen Ventile 13, 17, 20, 21, 24 beendet.
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In
Schritt S15 wird das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer
Betriebsanforderung des Motors EG bestimmt. Da ein normales Fahrzeug,
das konstruiert ist, um eine Antriebskraft für das Fahren des
Fahrzeugs nur von dem Motor EG zu erhalten, den Motor beständig
betreibt, ist das Motorkühlmittel ständig auf
hoher Temperatur. Auf diese Weise kann eine normale Klimaanlage
für das Fahrzeug die ausreichende Heizkapazität
zeigen, indem sie zulässt, dass das Motorkühlmittel
durch den Heizungskern 36 strömt.
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Im
Gegensatz dazu kann das Hybridauto wie das, auf das die Ausführungsform
der Erfindung angewendet wird, durch die Antriebskraft fahren, die
nur von dem Elektromotor zum Fahren erhalten wird, solange der restliche
Batteriepegel ausreichend ist. Wenn folglich der Motor EG ausgeschaltet
wird, wird die Temperatur des Motorkühlmittels nur auf
etwa 40°C erhöht, wenn die hohe Heizkapazität
benötigt wird. Folglich kann der Heizungskern 36 keine
ausreichende Heizkapazität aufweisen.
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Um
in der vorliegenden Ausführungsform die für die
Heizung benötigte Wärmequelle unter Verwendung
des Heizungskerns 36 sicherzustellen, wird von der Klimatisierungssteuerung 50 ein
Anforderungssignal zum Betätigen des Motors EG an eine (nicht
gezeigte) Motorsteuerung ausgegeben, das zur Steuerung des Motors
EG auf die Motorkühlmitteltemperatur Tw unter einer vorgegebenen
Referenzkühlmitteltemperatur verwendet werden soll, auch
wenn die hohe Heizkapazität benötigt wird.
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Folglich
wird die Motorkühlmitteltemperatur Tw erhöht,
um dadurch die hohe Heizkapazität bereitzustellen. Ein
derartiges Betriebsanforderungssignal des Motors EG bewirkt, dass
der Motor EG betätigt wird, auch wenn der Motor EG nicht
als eine Antriebsquelle für das Fahren des Fahrzeugs betrieben werden
muss, wodurch der Brennstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs verschlechtert
wird. Folglich ist es wünschenswert, dass eine Häufigkeit
des Ausgebens des Betriebsanforderungssignals für den Motor EG
so weit wie möglich verringert wird.
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Wenn
an dem Außenwärmetauscher 16 Frost gebildet
wird, wird in Schritt S16 die Steuerung des Entfrostens des Außenwärmetauschers 16 durchgeführt.
Es ist bekannt, dass, wenn der Außenwärmetauscher 16 wie
in dem Kältemittelkreis in der Heizbetriebsart Wärme
aus dem Kältemittel absorbiert, eine Verringerung der Kältemittelverdampfungstemperatur
an dem Außenwärmetauscher 16 bis hinunter
auf etwa –12°C Frost an dem Außenwärmetauscher 16 bildet.
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Eine
derartige Frostbildung macht es für die Luft außerhalb
des Fahrzeugraums schwierig, durch den Außenwärmetauscher 16 zu
strömen, so dass der Außenwärmetauscher 16 keine
Wärme zwischen dem Kältemittel und der Luft außerhalb
des Fahrzeugraums austauschen kann. Wenn folglich Frost an dem Außenwärmetauscher 16 gebildet
wird, wird ein Steuerverfahren zum zwangsweisen Bringen des Kältemittelkreises
in die Kühlbetriebsart durchgeführt. Da das Hochdruckkältemittel,
wie später beschrieben, Wärme an dem Außenwärmetauscher 16 dissipiert,
kann der an dem Außenwärmetauscher 16 gebildete
Frost in der Kühlbetriebsart an dem Kühlmittelkreis
geschmolzen werden.
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In
Schritt S17 werden von der Klimatisierungssteuerung 50 Steuersignale
und Steuerspannungen an verschiedene Arten von Komponenten 61, 13, 17, 20, 21, 24, 16a, 32, 62, 63 und 64 ausgegeben.
Zum Beispiel wird ein Steuersignal an einen Inverter 61 für
den Elektromotor 11b des Kompressors 11 ausgegeben,
so dass die Drehzahl des Kompressors 11b die Anzahl der
in Schritt S11 bestimmten Umdrehungen wird.
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In
dem in 6 gezeigten Schritt S18 wird der
Betrieb während eines Steuerzyklus τ angehalten.
Wenn bestimmt wird, dass der Steuerzyklus τ vergangen ist,
kehrt der Betrieb zurück zu Schritt S3. In der vorliegenden
Ausführungsform ist der Steuerzyklus τ auf 250
ms festgelegt. Dies liegt daran, dass die Klimatisierungssteuerbarkeit
des Fahrzeuginneren selbst aufgrund eines im Vergleich zu der Motorsteuerung
oder ähnlichem langen Steuerzyklus nicht nachteilig beeinflusst
wird. Ferner ist die Menge der Kommunikation für die Klimatisierungssteuerung
in dem Fahrzeuginneren beschränkt, und folglich kann die
Kommunikationsmenge in einem Steuersystem, das die Hochgeschwindigkeitssteuerung
durchführen muss, wie in der Motorsteuerung oder ähnlichem
hinreichend sichergestellt werden.
-
Nun
wird das vorstehend beschriebene Verfahren in Schritt S6 nachstehend
detaillierter beschrieben. 9 ist
ein Flussdiagramm, das einen Teil des Verfahrens in Schritt S6 zeigt.
Das in dem Flussdiagramm von 9 gezeigte
Steuerverfahren wird ausgeführt, wenn der Klimaanlagenschalter 60a und
der Automatikschalter eingeschaltet werden oder ähnliches.
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Wie
in dem Flussdiagramm von 9 gezeigt,
wird das Steuerverfahren durchgeführt, um die Energieeinsparung
des Dampfkompressionskältekreislaufs, das heißt,
die Verbesserung des Brennstoffwirkungsgrads des Fahrzeugs, zu erreichen.
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Das
heißt, wie in 8 gezeigt, hat der Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung im Vergleich zu dem Wärmepumpenkreislauf
ohne die Entfeuchtung eine schlechte Heizkapazität. Folglich
hat die Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs mit der Entfeuchtung
Probleme in der praktischen Verwendung, einschließlich
einer Zunahme der Leistung des Dampfkompressionskältekreislaufs
und der Verschlechterung des Brennstoffwirkungsgrads des Fahrzeugs.
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Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, wird die Steuerung, wie
in dem Flussdiagramm von 9 gezeigt,
durchgeführt, um die mehr als notwendige Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs
mit der Entfeuchtung zu verhindern. Insbesondere wird zuerst die
Bestimmung der Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
basierend auf der relativen Feuchtigkeit RHW der Oberfläche
der Fensterscheibe mit hoher Genauigkeit durchgeführt (in
Schritt S38).
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Zweitens
wird, wenn ein Sparschalter eingeschaltet ist, das heißt,
wenn der Fahrgast vorhat, dem Brennstoffwirkungsgrad eine höhere
Priorität als der Annehmlichkeit der Klimatisierung zu
geben, die Häufigkeit der Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs mit
der Entfeuchtung im Vergleich dazu, wenn der Sparschalter ausgeschaltet
ist, verringert, um dadurch einen Energiesparbetrieb durchzuführen
(in den Schritten S35 bis S37).
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Drittens
wird die Entfeuchtungskapazität des Wärmepumpenkreislaufs
entsprechend Notwendigkeit der Entfeuchtung eingestellt. Insbesondere
wird die Auswahl zwischen der Heizbetriebsart und den ersten und
zweiten Entfeuchtungsbetriebsarten entsprechend Notwendigkeit der
Entfeuchtung geeignet durchgeführt (S39 bis S42).
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Zuerst
wird, wie in dem Flussdiagramm von 9 gezeigt,
die Auswahl der Heizeinrichtung situationsabhängig geeignet
gesteuert (in den Schritten S30 bis S32 und S43 und S44). Insbesondere
wird in Schritt S30 bestimmt, ob die Vorklimatisierung durchgeführt
wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Vorklimatisierung
durchgeführt werden soll (wenn JA), geht der Betrieb weiter
zu Schritt S31, wo bestimmt wird, ob eine Außenlufttemperatur
Tam niedriger als ein vorgegebener Schwellwert (z. B. –3°C
in einer in 9 gezeigten Ausführungsform)
ist oder nicht.
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Wenn
die Außenlufttemperatur Tam als niedriger als der vorgegebene
Schwellwert bestimmt wird (wenn JA), geht das Verfahren weiter zu
Schritt S32, in dem bestimmt wird, dass die PTC-Heizung 37 mit Energie
versorgt werden soll. Das heißt, in der Vorklimatisierung
ist der Leistungsschalter eines Hybridsystems in einem Aus-Zustand,
so dass der Verbrennungsmotor EG nicht betätigt werden
kann. Da die Kühlmitteltemperatur nicht hoch werden kann,
kann somit die Heizung unter Verwendung des Heizungskerns 36 nicht
ausgeführt werden.
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Wenn
die Außenlufttemperatur Tam als relativ niedrig bestimmt
wird, wird der Wirkungsgrad des Wärmepumpenkreislaufs verschlechtert,
und ferner wird leicht Frost auf dem Außenwärmetauscher 16 gebildet.
Aus diesem Grund wird in Schritt S32 die PTC-Heizung 37 als
die Heizeinrichtung ausgewählt.
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Wenn
die Außenlufttemperatur Tam in Schritt S31 als gleich oder
höher als der vorgegebene Schwellwert bestimmt wird (wenn
NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S33, in dem bestimmt wird, ob
der automatische Luftauslass für das Gesicht (GESICHT)
ist, das heißt, ob die Luftauslassbetriebsart, die auf
der TAO basierend bestimmt wird (siehe Schritt S9), die Gesichtsbetriebsart
ist.
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Wenn
der automatische Luftauslass als für das Gesicht bestimmt
wird (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S34, in dem der
Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) ausgewählt
wird. Das heißt, wie in dem Abschnitt über Schritt
S9 beschrieben, wird die Luftauslassbetriebsart als die Gesichtsbetriebsart bestimmt,
wenn die TAO in einem Niedertemperaturbereich ist. In diesem Fall
wird bestimmt, dass das Heizen durch den Wärmepumpenkreislauf
unnötig ist, und dann wird das Kühlen in dem Kühlerkreislauf (Vorklimatisierung)
ausgewählt.
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Wenn
der automatische Luftauslass in Schritt S33 nicht als für
das Gesicht bestimmt wird (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu
Schritt S35, um den Wärmepumpenkreislauf auszuwählen.
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Wenn
im Gegensatz dazu in Schritt S30 bestimmt wird, dass irgend eine
andere Klimatisierung als die Vorklimatisierung (normale Klimatisierung) durchgeführt
werden soll (Wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S43,
in dem bestimmt wird, ob die Außenlufttemperatur Tam niedriger
als ein vorgegebener Schwellwert (–3°C in der
in 9 gezeigten Ausführungsform) ist.
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Wenn
bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur Tam niedriger
als der vorgegebene Schwellwert ist (wenn JA), geht der Betrieb
weiter zu Schritt S44, in dem der Kühlerkreislauf ausgewählt
wird, während die Anforderung zum Betreiben des Verbrennungsmotors
EG (EIN-Anforderung) bestimmt wird.
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Das
heißt, während der Vorklimatisierung (normale
Klimatisierung) ist der Leistungsschalter des Hybridsystems in dem
Ein-Zustand, so dass der Verbrennungsmotor EG betätigt
werden kann. Folglich wird die Kühlmitteltemperatur durch
den Betrieb des Motors EG hoch, und das Heizen unter Verwendung
einer Kombination des Kühlerkreislaufs und des Heizungskerns 36 wird
ausgewählt.
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Wenn
in Schritt S43 bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur
Tam gleich oder höher als der vorgegebene Schwellwert ist
(wenn NEIN), geht das Verfahren weiter zu Schritt S45, in dem bestimmt wird,
ob der automatische Luftauslass für das Gesicht (GESICHT)
ist oder nicht
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Wenn
bestimmt wird, dass der automatische Luftauslass für das
Gesicht ist (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S46, in
dem das Kühlen unter Verwendung des Kühlerkreislaufs
ausgewählt wird. Der Grund dafür ist der gleiche
wie der in Schritt S34.
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Wenn
bestimmt wird, dass der automatische Luftauslass nicht für
das Gesicht ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S35, um den Wärmepumpenkreislauf auszuwählen.
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In
Schritt S35 wird bestimmt, ob der Sparschalter (Öko-Schalter)
eingeschaltet ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Sparschalter
ausgeschaltet ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S36, indem ein Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert auf einen
vorgegebenen Wert (z. B. 100 in der Ausführungsform von 9)
festgelegt wird. Der Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert ist
ein Schwellwert zum Bestimmen, ob die Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe hoch ist oder nicht.
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Wenn
bestimmt wird, dass der Sparschalter eingeschaltet ist (wenn JA),
geht der Betrieb weiter zu Schritt S37, in dem ein Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert
(z. B. 110 in der in 9 gezeigten Ausführungsform)
auf einen höheren Wert festgelegt wird als in Schritt S36.
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Auf
diese Weise wird die Häufigkeit der Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs
mit der Entfeuchtung in dem Energiesparbetrieb, in dem der Sparschalter
eingeschaltet ist, im Vergleich zu dem Normalbetrieb, in dem der
Sparschalter ausgeschaltet ist, verringert (siehe Schritte S38 bis
S42).
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Dann
wird in dem Schritt S38 bestimmt, ob die relative Feuchtigkeit RHW
der Oberfläche der Fensterscheibe höher als der
in Schritt S36 oder S37 festgelegte Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert
ist. Die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche der Fensterscheibe
wird unter Verwendung der relativen Feuchtigkeit von Luft des Fahrzeuginneren
nahe der Fensterscheibe, der Temperatur von Luft des Fahrzeuginneren
nahe der Fensterscheibe, der Temperatur der Oberfläche
der Fensterscheibe (d. h. der Oberflächentemperatur der
Innenseite der Fensterscheibe) und einem früher in der
Klimatisierungssteuerung 50 gespeicherten Feuchtluftdiagramm
berechnet.
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In
der Ausführungsform wird die relative Feuchtigkeit RHW
der Oberfläche der Fensterscheibe basierend auf einem Erfassungswert
des RHW-Sensors 45, der auf der Oberfläche der
Fensterscheibe angeordnet ist, berechnet.
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Wenn
bestimmt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche
der Fensterscheibe gleich oder niedriger als der Fensterscheiben
Beschlagsbestimmungswert ist (wenn NEIN), wird die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe als niedrig bestimmt, und dann
wird der HEISS-Kreislauf (Heizbetriebsart) ohne die Entfeuchtungskapazität ausgewählt
(in Schritt S42).
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Wenn
in Schritt S38 bestimmt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW
der Oberfläche der Fensterscheibe höher als der
Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert ist (wenn JA), wird die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe als hoch bestimmt, und dann geht
der Betrieb weiter zu Schritt S39, in dem die Notwendigkeit zur
Entfeuchtung basierend auf der Verdampferauslasslufttemperatur Te
bestimmt wird. Insbesondere wird die Notwendigkeit zur Entfeuchtung
umso höher bestimmt, je höher die Verdampferauslasslufttemperatur
Te ist. Je niedriger die Verdampferauslasslufttemperatur Te ist,
desto niedriger wird die Notwendigkeit zu Entfeuchtung bestimmt.
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In
der Ausführungsform wird für „2 – Te” gleich
oder niedriger als 1 (2 – Te ≤ 1) die Notwendigkeit
der Entfeuchtung als hoch bestimmt, und der DRY_EVA-Kreislauf (erste
Entfeuchtungsbetriebsart) mit der höchsten Entfeuchtungskapazität
wird aus dem Wärmepumpenkreislauf ausgewählt (in
Schritt S40).
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Für „2 – Te” von
mehr als 1 und gleich oder weniger als 2 (1 < 2 – Te ≤ 2) wird
die Notwendigkeit der Entfeuchtung als niedrig bestimmt, und dann
wird der DRY_ALL-Kreislauf (zweite Enfeuchtungsbetriebsart) mit
der schlechten Entfeuchtungskapazität, aber im Vergleich
zu dem DRY_EVA-Kreislauf hohen Heizkapazität ausgewählt
(in Schritt S41).
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Für „2 – Te” von
mehr als 2 (2 < 2 – Te)
wird die Entfeuchtung als unnötig bestimmt, und dann wird
der HEISS-Kreislauf (Heizbetriebsart) ohne die Entfeuchtungskapazität
mit der höchsten Heizkapazität ausgewählt
(in Schritt S42).
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Auf
diese Weise wird die Entfeuchtungskapazität des Wärmepumpenkreislaufs
entsprechend Notwendigkeit der Entfeuchtung eingestellt.
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Das
Verfahren in Schritt S39 ist nicht zwangsweise erforderlich und
kann weggelassen werden. Das heißt, wenn in Schritt S38
bestimmt wird, dass der Luftauslass manuell für Innenluft
betätigt wurde, das heißt vom manuellen Innenlufttyp
ist, kann der Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung
bedingungslos ausgewählt werden, ohne die Notwendigkeit
der Entfeuchtung zu bestimmen.
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Wenn
der Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert in Schritt S37, das
heißt, der Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert bei
eingeschaltetem Sparschalter, zu hoch ist, wird selbst beim Auftreten
des Beschlagens der Fensterscheibe, das beim Fahren stören
könnte, der HEISS-Kreislauf (Wärmepumpenkreislauf
ohne Entfeuchtung) ohne Entfeuchtungskapazität ausgewählt.
Als ein Ergebnis können die Antibeschlagseigenschaften
nicht gezeigt werden, und dies ist angesichts der Sicherheit nicht wünschenswert.
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Daher
ist es notwendig, den Fensterscheiben-Beschlagsbestimmungswert in
Schritt S37 auf einen derartigen Wert festzulegen, der das Beschlagen
der Fensterscheibe unterdrückt, ohne das Fahren zu unterbrechen,
wobei eine Toleranz oder ähnliches berücksichtigt
wird Als nächstes wird die in Schritt S6 ausgewählte
Betriebsart der Fahrzeugklimaanlage 1 beschrieben.
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(a) Kühlbetriebsart (KALT-Kreislauf:
siehe Fig. 1)
-
In
der Kühlbetriebsart versetzt die Klimatisierungssteuerung 50 alle
elektromagnetischen Ventile in den Nichtenergieversorgungszustand
Folglich verbindet das elektrische Dreiwegeventil 13 die
Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 mit
einer der Kältemitteleinlass- und Auslassöffnungen
der ersten Dreiwegeverbindung 15, so dass das elektromagnetische
Niederdruckventil 17 geschlossen ist, das elektromagnetische
Hochdruckventil 20 geöffnet ist, das elektromagnetische
Wärmetauscher-Abschaltventil 21 geöffnet
ist, und das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 geschlossen
ist.
-
Folglich
wird, wie durch die Pfeile in 1 dargestellt,
der Dampfkompressionskältekreislauf aufgebaut, in dem Kältemittel
in dieser Reihenfolge durch den Kompressor 11, den Innenkondensator 12, das
elektrische Dreiwegeventil 13, die erste Dreiwegeverbindung 15,
den Außenwärmetauscher 16, die zweite
Dreiwegeverbindung 19, das elektromagnetische Hochdruckventil 20,
das zweite Rückschlagventil 22, den variablen
Drosselmechanismus 27b des thermischen Expansionsventils 27,
die vierte Dreiwegeverbindung 25, den Innenverdampfer 26,
den Temperaturabtastabschnitt 27a des thermischen Expansionsventils 27,
die fünfte Dreiwegeverbindung 28, den Akkumulator 29 und
den Kompressor 11 zirkuliert.
-
In
dem Kältemittelkreis in der Kühlbetriebsart strömt
das von dem elektrischen Dreiwegeventil 13 zu der ersten
Dreiwegeverbindung 15 strömende Kältemittel
nicht zu der Seite des elektromagnetischen Niederdruckventils 17 aus,
weil das elektromagnetische Niederdruckventil 17 geschlossen
ist. Das von dem Außenwärmetauscher 16 in
die zweite Dreiwegeverbindung 19 strömende Kältemittel
strömt nicht zu dem elektromagnetischen Wärmetauscher-Abschaltventil 21 aus,
weil das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 geschlossen
ist. Das aus dem variablen Drosselmechanismus 27b des thermischen
Expansionsventils 27 strömende Kältemittel
strömt nicht zu der Seite des elektromagnetischen Entfeuchtungsventils 24 aus,
weil das Ventil 24 geschlossen ist. Das aus dem Temperaturabtastabschnitt 27a des
thermischen Expansionsventils 27 in die fünfte
Dreiwegeverbindung 28 strömende Kältemittel
strömt durch die Wirkung des zweiten Rückschlagventils 22 nicht
zu dem zweiten Rückschlagventil 22 aus.
-
Folglich
wird das von dem Kompressor 11 komprimierte Kältemittel
durch Austauschen von Wärme mit der Luft (Kühlluft),
die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, in dem Innenkondensator 12 gekühlt.
Ferner wird das Kältemittel durch Austauschen von Wärme
mit der Außenluft in dem Außenverdampfer 16 gekühlt
und dann durch das thermische Expansionsventil 27 dekomprimiert
und expandiert. Das von dem thermischen Expansionsventil 27 dekomprimierte
Niederdruckkältemittel strömt in den Innenverdampfer 26 und
absorbiert Wärme aus der von dem Gebläse 32 geblasenen
Luft, wobei es sich selbst verdampft. Auf diese Weise wird die Luft,
die den Innenverdampfer 26 durchläuft, gekühlt.
-
Da
zu dieser Zeit der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 38,
wie vorstehend erwähnt, eingestellt wird, strömt
ein Teil (oder alles) der von dem Innenverdampfer 26 gekühlten
Luft von dem Kühlluftumleitungsdurchgang 34 in
den Mischraum 35. Und ein Teil (oder alles) der von dem
Innenverdampfer 26 gekühlten Luft strömt
in den Heizluftdurchgang 33 und wird dann erneut geheizt,
während sie den Heizungskern 36, den Innenkondensator 12 und
die PTC-Heizung 37 durchläuft, um in den Mischraum 35 zu
strömen.
-
Auf
diese Weise werden die Lüfte in dem Mischraum 35 vermischt,
um dadurch die Temperatur der in das Fahrzeuginnere ausgeblasenen
Luft auf eine gewünschte Temperatur einzustellen, so dass der
Kühlbetrieb in dem Fahrzeugraum durchgeführt werden
kann. In der Kühlbetriebsart hat die Klimaanlage die höhere
Entfeuchtungskapazität der Luft, weist aber kaum die Heizkapazität
auf.
-
Das
aus dem Innenverdampfer 26 strömende Kältemittel
strömt über den Temperaturabtastabschnitt 27a des
thermischen Expansionsventils 27 in den Akkumulator 29.
Das Kältemittel wird von dem Akkumulator 29 in
dampfförmige und flüssige Phasen abgeschieden,
und das Kältemittel in der Dampfphase wird in den Kompressor 11 eingesaugt
und von diesem erneut komprimiert.
-
(b) Heizbetriebsart (HEISS-Kreislauf:
siehe Fig. 2)
-
In
der Heizbetriebsart versetzt die Klimatisierungssteuerung 50 das
elektrische Dreiwegeventil 13, das elektromagnetische Hochdruckventil 20 und das
elektromagnetische Niederdruckventil 17 in den Energieversorgungszustand
und andere elektromagnetische Ventile 21 und 24 in
den Nichtenergieversorgungszustand. Auf diese Weise verbindet das
elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des
Innenkondensators 12 mit der Kältemitteleinlassseite
der festen Drossel 14, so dass das elektromagnetische Niederdruckventil 17 geöffnet
ist, das elektromagnetische Hochdruckventil 20 geschlossen
ist, das elektromagnetische Wärmetauscher-Abschaltventil 21 geöffnet
ist und das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 geschlossen
ist.
-
Auf
diese Weise wird, wie durch die Pfeile in 2 gezeigt,
der Dampfkompressionskältekreislauf aufgebaut, in dem Kältemittel
in dieser Reihenfolge durch den Kompressor 11, den Innenkondensator 12, das
elektrische Dreiwegeventil 13, die feste Drossel 14,
die dritte Dreiwegeverbindung 23, das elektromagnetische
Wärmetauscher-Abschaltventil 21, die zweite Dreiwegeverbindung 19,
den Außenwärmetauscher 16, die erste
Dreiwegeverbindung 15, das elektromagnetische Niederdruckventil 17,
das erste Rückschlagventil 18, die fünfte
Dreiwegeverbindung 28, den Akkumulator 29 und
den Kompressor 11 zirkuliert.
-
In
dem Kältemittelkreis in der Heizbetriebsart strömt
das aus der festen Drossel 14 zu der dritten Dreiwegeverbindung 23 strömende
Kältemittel nicht zu der Seite des elektromagnetischen
Entfeuchtungsventils 24 aus, weil das Ventil 24 geschlossen ist.
Das aus dem elektromagnetischen Wärmetauscher-Abschaltventil 21 in
die zweite Dreiwegeverbindung 19 strömende Kältemittel
strömt nicht zu dem elektromagnetischen Hochdruckventil 20 aus, weil
das Ventil 20 geschlossen ist. Das aus dem Außenwärmetauscher 16 in
die erste Dreiwegeverbindung 15 strömende Kältemittel
strömt nicht zu dem elektrischen Dreiwegeventil 13 aus,
weil das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des
Innenkondensators 12 mit der Kältemitteleinlassseite
der festen Drossel 14 verbindet. Das von dem ersten Rückschlagventil 18 in
die fünfte Dreiwegeverbindung 28 strömende
Kältemittel strömt nicht zu dem thermischen Expansionsventil 27 aus,
weil das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 geschlossen
ist.
-
Das
von dem Kompressor 11 komprimierte Kältemittel
wird durch Austauschen von Wärme mit der von dem Gebläse 32 geblasenen
Luft in dem Innenkondensator 12 gekühlt. Auf diese
Weise wird die Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft,
geheizt. Zu dieser Zeit wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 38 eingestellt,
so dass die Temperatur der in dem Mischraum 35 vermischten
und in das Fahrzeuginnere geblasenen Luft in der gleichen Weise
wie in der Kühlbetriebsart auf eine vorgegebene Temperatur
eingestellt wird, wodurch der Heizbetrieb in dem Fahrzeuginneren
ermöglicht werden soll. In der Heizbetriebsart weist die
Klimaanlage die Entfeuchtungskapazität der Luft nicht auf.
-
Das
aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel
wird von der festen Drossel 14 dekomprimiert, um in den
Außenwärmetauscher 16 zu strömen.
Das in den Außenwärmetauscher 16 strömende
Kältemittel absorbiert Wärme aus der Luft außerhalb
des Fahrzeugraums, die von dem Gebläseventilator 16 geblasen
wird, um sich selbst zu verdampfen. Das aus dem Außenwärmetauscher 16 strömende
Kältemittel strömt über das elektromagnetische Niederdruckventil 17,
das erste Rückschlagventil 18 und ähnliche
in den Akkumulator 29. Das Kältemittel wird von
dem Akkumulator 29 in dampfförmige und flüssige
Phasen abgeschieden, und das Kältemittel in der Dampfphase
wird in den Kompressor 11 eingesaugt und von diesem erneut
komprimiert.
-
(c) Erste Entfeuchtungsbetriebsart (DRY_EVA-Kreislauf:
siehe Fig. 3)
-
In
der ersten Entfeuchtungsbetriebsart versetzt die Klimatisierungssteuerung 50 das
elektrische Dreiwegeventil 13, das elektromagnetische Niederdruckventil 17,
das elektromagnetische Wärmetauscher-Abschaltventil 21 und
das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 in den Energieversorgungszustand
und das elektromagnetische Hochdruckventil 20 in den Nichtenergieversorgungszustand.
Auf diese Weise verbindet das elektrische Dreiwegeventil 13 die
Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 mit
der der Kältemitteleinlassseite der festen Drossel 14,
so dass das elektromagnetische Niederdruckventil 17 geöffnet
ist, das elektromagnetische Hochdruckventil 20 geöffnet
ist, das elektromagnetische Wärmetauscher-Abschaltventil 21 geschlossen ist
und das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 geöffnet
ist.
-
Auf
diese Weise wird, wie durch die Pfeile in 3 gezeigt,
der Dampfkompressionskältekreislauf aufgebaut, in dem Kältemittel
in dieser Reihenfolge durch den Kompressor 11, den Innenkondensator 12, das
elektrische Dreiwegeventil 13, die feste Drossel 14,
die dritte Dreiwegeverbindung 23, das elektromagnetische
Entfeuchtungsventil 24, die vierte Dreiwegeverbindung 25,
den Innenverdampfer 26, den Temperaturabtastabschnitt 27a des
thermischen Expansionsventils 27, die fünfte Dreiwegeverbindung 28, den
Akkumulator 29 und den Kompressor 11 zirkuliert.
-
In
dem Kältemittelkreis in der ersten Entfeuchtungsbetriebsart
strömt das von der festen Drossel 14 zu der Dreiwegeverbindung 23 strömende
Kältemittel nicht zu dem elektromagnetischen Wärmetauscher-Abschaltventil 21 aus,
weil das Ventil 21 geschlossen ist. Das von dem elektromagnetischen
Entfeuchtungsventil 24 in die vierte Dreiwegeverbindung 25 strömende
Kältemittel strömt durch die Wirkung des zweiten
Rückschlagventils 22 nicht zu dem variablen Drosselmechanismus 27b des thermischen
Expansionsventils 27 aus. Das von dem Temperaturabtastabschnitt 27a des
thermischen Expansionsventils 27 zu der dritten Dreiwegeverbindung 28 strömende
Kältemittel strömt durch die Wirkung des ersten
Rückschlagventils 18 nicht zu dem ersten Rückschlagventil 28 aus.
-
Auf
diese Weise wird das von dem Kompressor 11 gekühlte
Kältemittel durch Austauschen von Wärme mit Luft
(Kühlluft), die den Innenverdampfer 26 durchlaufen
hat, in dem Innenkondensator 12 gekühlt. Auf diese
Weise wird die Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft,
geheizt. Das aus dem Innenkondensator 12 strömende
Kältemittel wird von der festen Drossel 14 dekomprimiert,
um in den Innenverdampfer 26 zu strömen.
-
Das
Niederdruckkältemittel, das in den Innenverdampfer 26 strömt,
absorbiert Wärme aus der von dem Gebläse 32 geblasenen
Luft, um sich selbst zu verdampfen. Dann wird die Luft, die den
Innenverdampfer 26 durchläuft, gekühlt
und entfeuchtet. Auf diese Weise wird die von dem Innenverdampfer 26 gekühlte
und entfeuchtete Luft erneut geheizt, wenn sie den Heizungskern 36,
den Innenkondensator 12 und die PTC-Heizung 37 durchläuft,
um von dem Mischraum 35 in das Fahrzeuginnere geblasen
zu werden. Das heißt, die Entfeuchtung des Fahrzeuginneren
kann durchgeführt werden. In der ersten Entfeuchtungsbetriebsart
kann die Klimaanlage die angemessene Entfeuchtungskapazität
der Luft aufweisen, hat aber die kleine Heizkapazität.
-
Das
Kältemittel, das aus dem Innenverdampfer 26 strömt,
strömt über den Temperaturabtastabschnitt 27a des
thermischen Expansionsventils 27 in den Akkumulator 29.
Das Kältemittel wird von dem Akkumulator 29 in
dampfförmige und flüssige Phasen abgeschieden,
und das Kältemittel in der Dampfphase wird in den Kompressor 11 eingesaugt und
von diesem erneut komprimiert.
-
(d) Zweite Enffeuchtungsbetriebsart (DRY_ALL-Kreislauf:
siehe Fig. 4)
-
In
der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart versetzt die Klimatisierungssteuerung 50 das
elektrische Dreiwegeventil 13, das elektromagnetische Niederdruckventil 17 und
das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 14 in den Energieversorgungszustand und
die anderen elektromagnetischen Ventile 20 und 21 in
den Nichtenergieversorgungszustand. Auf diese Weise verbindet das
elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite
des Innenkondensators 12 mit der Kältemitteleinlassseite
der festen Drossel 14, so dass das elektromagnetische Niederdruckventil 17 geöffnet
ist, das elektromagnetische Hochdruckventil 20 geöffnet
ist, das elektromagnetische Wärmetauscher-Abschaltventil 21 geöffnet
ist und das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 geöffnet
ist.
-
Folglich
wird der Dampfkompressionskältekreislauf, wie durch die
Pfeile in 4 dargestellt, in der folgenden
Weise aufgebaut. Das Kältemittel zirkuliert in dieser Reihenfolge
durch den Kompressor 11, den Innenkondensator 12,
das elektrische Dreiwegeventil 13, die feste Drossel 14,
die dritte Dreiwegeverbindung 23, das elektromagnetische
Wärmetauscher-Abschaltventil 21, die zweite Dreiwegeverbindung 19,
den Außenwärmetauscher 16, die erste Dreiwegeverbindung 15,
das elektromagnetische Niederdruckventil 17, das erste
Rückschlagventil 18, die fünfte Dreiwegeverbindung 28,
den Akkumulator 29 und den Kompressor 11. Ferner
zirkuliert das Kältemittel in dieser Reihenfolge durch
den Kompressor 11, den Innenkondensator 12, das
elektrische Dreiwegeventil 13, die feste Drossel 14,
die dritte Dreiwegeverbindung 23, das elektromagnetische
Entfeuchtungsventil 24, die vierte Dreiwegeverbindung 25, den
Innenverdampfer 26, den Temperaturabtastabschnitt 27a des
thermischen Expansionsventils 27, die fünfte Dreiwegeverbindung 28,
den Akkumulator 29 und den Kompressor 11.
-
Das
heißt, in der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart strömt
das von der festen Drossel 14 in die dritte Dreiwegeverbindung 23 strömende
Kältemittel sowohl in Richtung des elektromagnetischen
Wärmetauscher-Abschaltventils 21als auch des
elektromagnetischen Entfeuchtungsventils 24 aus. Sowohl das
von dem ersten Rückschlagventil 18 in die fünfte Dreiwegeverbindung 28 strömende
Kältemittel als auch das von dem Temperaturabtastabschnitt 27a des
thermischen Expansionsventils 27 in die fünfte Dreiwegeverbindung 28 strömende
Kältemittel werden an der fünften Dreiwegeverbindung 28 zu
einer Strömung zusammengeführt, die dann zu dem
Akkumulator 29 ausströmt.
-
In
dem Kältemittelkreis in der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart
strömt das aus dem Außenwärmetauscher 16 in
die erste Dreiwegeverbindung 15 strömende Kältemittel
nicht in Richtung des elektrischen Dreiwegeventils 13 aus,
weil das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite
des Innenkondensators 12 mit der Kältemitteleinlassseite der
festen Drossel 14 verbindet. Das von dem elektromagnetischen
Entfeuchtungsventil 24 in die vierte Dreiwegeverbindung 25 strömende
Kältemittel strömt durch die Wirkung des zweiten
Rückschlagventils 22 nicht in Richtung des variablen
Drosselmechanismus 27b des thermischen Expansionsventils 27 aus.
-
Auf
diese Weise tauscht das von dem Kompressor 11 komprimierte
Kältemittel in dem Innenkondensator 12 Wärme
mit der Luft (Kühlluft), die den Innenverdampfer 26 durchlaufen
hat, aus. Folglich wird die Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft,
geheizt. Das aus dem Innenkondensator 12 strömende
Kältemittel wird von der festen Drossel 14 dekomprimiert
und dann von der dritten Dreiwegeverbindung 23 aufgeteilt,
um in den Außenwärmetauscher 16 und den
Innenverdampfer 26 zu strömen.
-
Das
in den Außenwärmetauscher 16 strömende
Kältemittel absorbiert Wärme aus der Luft außerhalb
des Fahrzeugraums, die von dem Gebläseventilator 16a geblasen
wird, um sich selbst zu verdampfen. Das aus dem Außenwärmetauscher 16 strömende
Kältemittel strömt über das elektromagnetische
Niederdruckventil 17, das erste Rückschlagventil 18 und ähnliche
in die fünfte Dreiwegeverbindung 28. Das in den
Innenverdampfer 26 strömende Niederdruckkältemittel
absorbiert Wärme aus der von dem Gebläse 32 geblasenen
Luft, um sich selbst zu verdampfen. Auf diese Weise wird die Luft,
die den Innenverdampfer 26 durchläuft, gekühlt
und entfeuchtet.
-
Die
von dem Innenverdampfer 26 gekühlte und entfeuchtete
Luft wird erneut geheizt, während sie den Heizungskern 36,
den Innenkondensator 12 und die PTC-Heizung 37 durchläuft,
und wird von dem Mischraum 35 in das Fahrzeuginnere geblasen. Zu
dieser Zeit kann in der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart Wärme,
die von dem Außenwärmetauscher 16 absorbiert
wird, im Vergleich zu der ersten Entfeuchtungsbetriebsart an dem
Innenkondensator 12 dissipiert werden, so dass die Luft
auf eine höhere Temperatur geheizt werden kann als in der
ersten Entfeuchtungsbetriebsart. Das heißt, in der zweiten Entfeuchtungsbetriebsart
können die Entfeuchtung und die Heizung durchgeführt
werden, während die hohe Heizkapazität und die
Entfeuchtungskapazität an den Tag gelegt werden.
-
Das
aus dem Innenverdampfer 26 strömende Kältemittel
strömt in die fünfte Dreiwegeverbindung 28,
um mit dem aus dem Außenwärmetauscher 16 strömenden
Kältemittel vereinigt zu werden und dann in den Akkumulator 29 zu
strömen. Das Kältemittel wird von dem Akkumulator 29 in
dampfförmige und flüssige Phasen abgeschieden.
Das dampfphasige Kältemittel wird in den Kompressor 11 eingesaugt
und von diesem erneut komprimiert.
-
Wie
vorstehend erwähnt, kann die Ausführungsform den
Nutzen der Klimaanlage für ein Fahrzeug, die konstruiert
ist, um unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs zu entfeuchten,
verbessern.
-
Insbesondere
da in Schritt S38 die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
basierend auf der relativen Feuchtigkeit RHW der Oberfläche der
Fensterscheibe bestimmt wird, kann die Möglichkeit des
Beschlagens der Fensterscheibe im Vergleich zu dem Fall, in dem
die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe basierend
auf der Außenlufttemperatur Tam und TAO geschätzt
wird, mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
-
Aus
diesem Grund kann verhindert werden, dass der Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung mehr als notwendig ausgewählt wird.
Folglich kann die Ausführungsform die Erhöhung
in der Leistung des Dampfkompressionskältekreislaufs unterdrücken,
wodurch die Verschlechterung des Brennstoffwirkungsgrads des Fahrzeugs
weiter verhindert wird.
-
Wenn
wie in den Schritten S35 bis S37 der Sparschalter eingeschaltet
wird, das heißt, wenn der Fahrgast vorhat, dem Brennstoffwirkungsgrad
eine höhere Priorität als dem Klimatisierungskomfort
zu geben, wird die Häufigkeit der Auswahl des Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung im Vergleich dazu, wenn der Sparschalter ausgeschaltet
ist, verringert. Daher kann ferner die Leistungszunahme des Dampfkompressionskältekreislaufs
verhindert werden, wodurch ferner die Verschlechterung des Brennstoffwirkungsgrads
des Fahrzeugs verhindert wird.
-
Wie
in den Schritten S39 bis S42 wird die Entfeuchtungskapazität
des Wärmepumpenkreislaufs entsprechend der Notwendigkeit
der Entfeuchtung eingestellt, um zu verhindern, dass sie einem übermäßigen
Grad aufgewiesen wird. Folglich kann die Ausführungsform
die Zunahme der Leistung des Dampfkompressionskältekreislaufs
weiter unterdrücken, wodurch die Verschlechterung des Brennstoffwirkungsgrads
des Fahrzeugs verhindert wird.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Wenn
in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche der Fensterscheibe
höher als der vorgegebene Schwellwert ist, wird die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe als hoch bestimmt. Wenn jedoch,
wie in 10 gezeigt, in einer zweiten Ausführungsform
ein Ansaugöffnungsbetriebsartschalter 60b von
dem Fahrgast im einer Innenluftbetriebsart betätigt wird,
wird die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
als hoch bestimmt.
-
Das
heißt, wenn die Innenluftbetriebsart als die Ansaugluftbetriebsart
festgelegt wird, wird die Temperatur des Fahrzeuginneren eine kurze
Zeit lang erhöht, und dadurch wird leicht das Beschlagen der
Fensterscheibe bewirkt. Insbesondere, da die Fensterscheibe durch
ein Lüftchen, das von dem Fahrzeug beim Fahren mit hoher
Geschwindigkeit durchschnitten wird, gekühlt wird, wird
die Möglichkeit eines schnellen Beschlagens der Fensterscheibe hoch,
so dass das Fahren des Fahrzeugs gestört wird, was in der
praktischen Verwendung ein Problem ist.
-
Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, wird die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe als hoch bestimmt, wenn von dem
Fahrgast die Innenluftbetriebsart festgelegt ist, und die Entfeuchtung
wird durchgeführt.
-
10 zeigt das Flussdiagram, das erhalten wird,
wenn die Schritte S35 bis S38 des in 9 gezeigten
Flussdiagramms in den Schritt S65 geändert werden und andere
Schritte S60 bis S64 und S66 bis S73, die 10 gezeigt
sind, jeweils ähnlich den Schritten S30 bis S34 und S39
bis S46 in 9 sind.
-
Wenn
in Schritt S63 (entspricht Schritt S33 in 9) bestimmt
wird, dass der automatische Luftauslass nicht für das Gesicht
(GESICHT) ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S65,
um den Wärmepumpenkreislauf auszuwählen. In Schritt
S65 wird bestimmt, ob die Ansaugöffnung für eine
manuelle Innenluft ist (manuelle REC), das heißt, ob der Ansaugöffnungsbetriebsartschalter 60b in
eine Innenluftbetriebsart betätigt ist.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Ansaugöffnung nicht für
die manuelle Innenluft sein soll (wenn NEIN), wird die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe als niedrig bestimmt, und der HEISS-Kreislauf
ohne die Entfeuchtungskapazität wird ausgewählt.
(in Schritt S69).
-
Wenn
in Schritt S65 bestimmt wird, dass die Ansaugöffnung für
die manuelle Innenluft sein soll (wenn JA), wird bestimmt, dass
die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe hoch
ist, und das Verfahren geht weiter zu Schritt S66 (entspricht S39 in 9).
In Schritt S66 wird die Notwendigkeit der Entfeuchtung basierend
auf der Verdampferauslasstemperatur Te bestimmt, und ein Kreislauf
wird entsprechend der Notwendigkeit der Entfeuchtung aus dem DRY_EVA
(in Schritt S67), dem DRY_ALL (in Schritt S68) und dem HEISS-Kreislauf
(in Schritt S69) ausgewählt.
-
Wenn
folglich die Entfeuchtung benötigt wird, wird der DRY_EVA-Kreislauf
oder DRY_ALL-Kreislauf ausgewählt, um die Entfeuchtung
durchzuführen, so dass die Antibeschlagseigenschaften sichergestellt
werden können.
-
Das
Verfahren in Schritt S66 ist nicht zwangsweise erforderlich, und
kann folglich weggelassen werden. Das heißt, wenn in Schritt
S65 bestimmt wird, dass die Ansaugöffnung für
die manuelle Innenluft sein soll, kann der Wärmepumpenkreislauf mit
der Entfeuchtung bedingungslos festgelegt werden, ohne die Notwendigkeit
der Entfeuchtung zu bestimmen.
-
Wenn
gemäß der Ausführungsform eine andere
Betriebsart als die Innenluftbetriebsart festgelegt wird und das
Verhältnis einer Innenluftmenge zu einer Außenluftmenge
gering ist, wird bestimmt, dass das Beschlagen der Fensterscheibe
nicht leicht bewirkt wird, und dann wird der Wärmepumpenkreislauf ohne
die Entfeuchtung (HEISS-Kreislauf) ausgewählt. Wenn eine
andere Betriebsart als die Innenluftbetriebsart festgelegt ist und
der Innenluftdurchsatz hoch ist, weil bestimmt wird, dass das Beschlagen
der Fensterscheibe leicht bewirkt wird und dann der Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung (DRY_EVA- oder DRY_ALL-Kreislauf) ausgewählt wird,
kann verhindert werden, dass der Wärmepumpenkreislauf mit
der Entfeuchtung in einem Zustand, in dem das Beschlagen der Fensterscheibe
kaum bewirkt wird, mehr als notwendig ausgewählt wird.
-
Folglich
kann die Ausführungsform die Leistungszunahme des Dampfkompressionskältekreislaufs
unterdrücken, wobei die Verschlechterung des Brennstoffwirkungsgrads
des Fahrzeugs verhindert wird und der Nutzen der Klimaanlage für
ein Fahrzeug zum Entfeuchten unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs
weiter verbessert wird.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
Eine
dritte Ausführungsform der Erfindung betrifft die detaillierten
Inhalte des Verfahrens in Schritt S11, das heißt, die Art,
wie die Drehzahl des Kompressors 11 bestimmt wird.
-
11A ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des
Verfahrens in Schritt S11 zeigt. Das in 11A gezeigte
Steuerverfahren wird ausgeführt, wenn der Klimaanlagenschalter 60a eingeschaltet wird.
-
Wie
in dem Flussdiagramm von 11A gezeigt,
wird das Steuerverfahren durchgeführt, um die Energieeinsparung
des Dampfkompressionskältekreislaufs, das heißt,
die Verbesserung des Brennstoffwirkungsgrads, zu erzielen. Insbesondere
kann die zum Heizen benötigte die Wärmequelle
durch das Motorkühlmittel sichergestellt werden. Wenn die
Entfeuchtung nicht notwendig ist, wird der Kompressor 11ausgeschaltet,
um dadurch die Energieeinsparung zu erzielen (in den Schritten S84
und S86).
-
In
Schritt S80 wird bestimmt, ob der Kühlerkreislauf ausgewählt
wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Kühlerkreislauf
ausgewählt wird (wenn JA), wird ein Änderungsbetrag
der Drehzahl ΔfC des Kompressors in dem Kühlerkreislauf
(Kühlbetriebsart) unter Verwendung des vorstehenden grundlegenden
Bestimmungsverfahrens bestimmt, um eine allgemeine Steuerung durchzuführen.
-
Wenn
bestimmt wird, dass der Kühlerkreislauf nicht ausgewählt
ist, das heißt, wenn bestimmt wird, dass der Wärmepumpenkreislauf
ausgewählt wird (wenn NEIN), geht das Verfahren weiter
zu Schritt S81, in dem der Änderungsbetrag der Drehzahl ΔfH
des Kompressors in dem Wärmepumpenkreislauf (Heizbetriebsart)
unter Verwendung des vorstehenden grundlegenden Bestimmungsverfahrens
bestimmt wird. 11B zeigt ein Beispiel für eine
Regel der Fuzzy-Theorie zur Bestimmung des Änderungsbetrags
der Drehzahl ΔfH des Kompressors basierend auf einer Druckabweichung
Pn und einem Änderungsverhältnis Ppunkt.
-
Dann
wird in Schritt S82 der in Schritt S81 bestimmte Änderungsbetrag
der Drehzahl ΔfH des Kompressors für den Änderungsbetrag
der Drehzahl Δf des Kompressors substituiert. Wenn ferner
in Schritt S80 bestimmt wird, dass der Kühlerkreislauf ausgewählt
werden soll (wenn JA), wird der Änderungsbetrag der Drehzahl ΔfH
des Kompressors in dem Kühlerkreis für den Änderungsbetrag
der Drehzahl Δf des Kompressors substituiert.
-
Dann
wird in Schritt S83 die aktuelle temporäre Drehzahl des
Kompressors bestimmt. Die aktuelle temporäre Drehzahl des
Kompressors wird erhalten, indem der in Schritt S81 bestimmte Änderungsbetrag
der Drehzahl Δf des Kompressors zu der vorhergehenden Drehzahl
des Kompressors addiert wird.
-
Dann
wird in Schritt S84 die provisorische Drehzahl des Kompressors basierend
auf der aktuellen temporären Drehzahl des Kompressors bestimmt.
Die provisorische Drehzahl des Kompressors ist die Drehzahl des
Kompressors, die gleich oder größer als seine
minimale Drehzahl ist, die eine Ölrückführung sicherstellen
kann (die vorher festgelegte Drehzahl). Insbesondere wird durch
Vergleich zwischen ihnen die größere (MAX) der
aktuellen temporären Drehzahl des Kompressors und seiner
minimalen Drehzahl (in der Ausführungsform z. B. 1000 U/min)
als die provisorische Drehzahl ausgewählt.
-
Dann
wird in Schritt S85 bestimmt, ob die geblasene Luft mit der Zielauslasslufttemperatur
TAO unter Verwendung eines Motorkühlmittels erzeugt werden
kann, das heißt, ob die Motorkühlmitteltemperatur
Tw höher als eine vorgegebene Temperatur ist oder nicht.
-
Wenn
in der Ausführungsform eine Differenz zwischen einer Zieltemperatur
des Innenkondensators (Zielinnenkondensatortemperatur TICT) und
der Motorkühlmitteltemperatur Tw in S85 geringer als ein vorgegebener
Schwellwert (z. B. 2°C in 11)
ist, wird bestimmt, dass die geblasene Luft mit der Zielauslasslufttemperatur
TAO unter Verwendung des Motorkühlmittels erzeugt werden
kann. Ferner ist die Zielinnenkondensatortemperatur TICT im Wesentlichen
die gleiche wie die vorstehende Zielwärmetauschertemperatur
zum Heizen, kann aber ein Wert sein, der erhalten wird, indem die
Zielwärmetauschertemperatur zum Heizen ein wenig geändert wird.
-
Wenn
eine Differenz zwischen einer Zielinnenkondensatortemperatur TICT
und der Motorkühlmitteltemperatur Tw gleich oder höher
als der vorgegebene Schwellwert ist (wenn NEIN), wird bestimmt, dass
die Blasluft mit der Zielauslasslufttemperatur TAO nicht unter Verwendung
des Motorkühlmittels erzeugt werden kann. Dann geht der
Betrieb weiter zu Schritt S86, in dem der Wärmepumpenkreislauf fortgesetzt
wird. Insbesondere wird in Schritt S86 die in Schritt S84 bestimmte
provisorische Drehzahl des Kompressors als die aktuelle Drehzahl
des Kompressors festgelegt, so dass die Heizung unter Verwendung
des Wärmepumpenkreislaufs durchgeführt wird.
-
Wenn
im Gegensatz dazu eine Differenz zwischen einer Zieltemperatur des
Innenkondensators (Zielinnenkondensatortemperatur TICT) und der
Motorkühlmitteltemperatur Tw in Schritt S85 als geringer als
der vorgegebene Schwellwert bestimmt wird (wenn JA), wird bestimmt,
dass die Blasluft mit der Zielauslasslufttemperatur TAO unter Verwendung des
Motorkühlmittels erzeugt werden kann. Dann geht das Verfahren
weiter zu Schritt S87, in dem bestimmt wird, ob der aktuelle Zustand
die Entfeuchtungskapazität erfordert oder nicht.
-
Wenn
in der Ausführungsform der Entfeuchtungsheizungskreislauf
(Wärmepumpenkreislauf mit Entfeuchtung = DRY_EVA-Kreislauf
oder DRY_ALL-Kreislauf) ausgewählt wird, wird bestimmt, dass
der aktuelle Zustand die Entfeuchtungskapazität erfordert.
-
Wenn
in Schritt S87 bestimmt wird, dass der Entfeuchtungsheizungskreislauf
nicht ausgewählt werden soll (wenn NEIN), wird bestimmt,
dass der aktuelle Zustand die Entfeuchtungskapazität nicht
erfordert, und dann geht das Verfahren weiter zu Schritt S88, in
dem die Drehzahl des Kompressors fHn auf 0 (U/min) festgelegt wird.
-
Folglich
wird der Kompressor 11 ausgeschaltet, und die Entfeuchtungskapazität
zeigt sich nicht. Auf diese Weise erreicht das Ausschalten des Kompressors 11 die
Energieeinsparung.
-
Da
ferner der Kompressor 11 ausgeschaltet wird, zeigt sich
die Heizkapazität des Wärmepumpenkreislaufs (HEISS-Kreislauf)
nicht. Da in diesem Fall die Motorkühlmitteltemperatur
Tw ausreichend hoch wird, kann die Wärmequelle, die zum
Heizen benötigt wird, durch das Motorkühlmittel
sichergestellt werden, so dass das Heizen des Fahrzeuginneren ohne
Problem durchgeführt werden kann.
-
Wenn
in Schritt S87 bestimmt wird, dass der Entfeuchtungsheizungskreislauf
ausgewählt ist (wenn JA), wird bestimmt, dass der aktuelle
Zustand die Entfeuchtungskapazität erfordert, und dann
geht das Verfahren weiter zu dem vorstehend beschriebenen Schritt
S86. In Schritt S86 werden das Entfeuchten und Heizen durch den
Entfeuchtungsheizungskreislauf durchgeführt, ohne den Kompressor 11 auszuschalten.
-
Wenn
gemäß der Ausführungsform wie in den
Schritten S85, S87 und S88 in dieser Reihenfolge der Wärmepumpenkreislauf
ohne Entfeuchtung ausgewählt wird und die Motorkühlmitteltemperatur Tw
höher als die vorgegebene Temperatur ist, wird die Drehzahl
des Kompressors 11 verringert und korrigiert. Zum Beispiel
wird in der Ausführungsform die Drehzahl des Kompressors 11 auf
0 (U/min) verringert. Selbst wenn die Drehzahl des Kompressors 11 verringert
wird und die Heizkapazität des Wärmepumpenkreislaufs
ohne Entfeuchtung verringert wird, kann der Heizungskern 36,
der das Kühlmittel als eine Wärmequelle verwendet,
die Heizkapazität kompensieren.
-
Folglich
kann die Ausführungsform die Energieeinsparung des Dampfkompressionskältekreislaufs 10 erzielen,
während die Verringerung der Heizkapazität unterdrückt
wird, was ihren Nutzen weiter verbessert.
-
Wenn
wie in den Schritten S85, S87 und S86 in dieser Reihenfolge der
Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung ausgewählt
wird, wird die Drehzahl des Kompressors 11 selbst bei der
Motorkühlmitteltemperatur Tw, die höher als die
vorgegebene Temperatur ist, nicht gesenkt und nicht korrigiert.
Daher ist es möglich, die erforderliche Entfeuchtungskapazität
sicherzustellen, indem der Wärmepumpenkreislauf mit der
Entfeuchtung ausgewählt wird, wobei auf diese Weise die
Antibeschlagseigenschaften sichergestellt werden.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
Wenn
in der vorstehenden ersten Ausführungsform der automatische
Luftauslass für einen anderen Teil als das Gesicht ist,
wird der Wärmepumpenkreislauf ausgewählt, ohne
den Kühlerkreislauf auszuwählen. In einer vierten
Ausführungsform wird, wie in 12 gezeigt,
selbst wenn der automatische Luftauslass für den anderen
Teil als das Gesicht ist, der Kühlerkreislauf ausgewählt,
wenn die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird.
-
Das
heißt, wenn die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 bei Auswahl
des Wärmepumpenkreislaufs mit der Entfeuchtung gestört
wird, wird der Kältemitteldurchsatz verringert, um die
Entfeuchtungskapazität zu verringern, und auf diese Weise können
die Antibeschlagseigenschaften nicht sichergestellt werden, was
in der praktischen Verwendung problematisch ist.
-
Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, wenn die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr
von dem Heizungskern 36 bei Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs
mit der Entfeuchtung gestört wird, wird das Umschalten
auf den Kühlerkreislauf durchgeführt, um die Entfeuchtungskapazität
und Antibeschlagseigenschaften sicherzustellen, was den Nutzen verbessert.
-
Das
in dem Flussdiagramm von 12 gezeigte
Steuerverfahren wird ausgeführt, wenn der Klimaanlagenschalter 60a und
der Automatikschalter eingeschaltet sind oder ähnliches.
-
Zuerst
wird in Schritt S90 bestimmt, ob die Außenlufttemperatur
Tam niedriger als ein vorgegebener Schwellwert (in der Ausführungsform –3°C)
ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur
Tam niedriger als der vorgegebene Schwellwert ist (wenn JA), kann
der Wärmepumpenkreislauf keine ausreichende Leistung zeigen,
und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S91, in dem der Kühlerkreislauf
(KALT-Kreislauf) ausgewählt wird.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur Tam gleich
oder höher als der vorgegebene Schwellwert ist (wenn NEIN),
geht der Betrieb weiter zu Schritt S92, in dem bestimmt wird, ob
der automatische Luftauslass für das Gesicht (GESICHT)
ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der automatische Luftauslass
für das Gesicht ist (wenn JA), wird die Heizung als unnötig
bestimmt, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S91, in dem
der Kühlerkreislauf ausgewählt wird.
-
Wenn
in Schritt S92 bestimmt wird, dass der automatische Luftauslass
für einen anderen Teil als das Gesicht ist (wenn NEIN),
wird die Heizung als notwendig bestimmt, und dann geht der Betrieb
weiter zu Schritt S93, um den Wärmepumpenkreislauf auszuwählen.
-
In
Schritt S93 wird bestimmt, ob die Entfeuchtung notwendig ist oder
nicht. In der Ausführungsform wird basierend darauf, ob
die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche der Fensterscheibe
mehr als 100 ist oder nicht, bestimmt, ob die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe besteht oder nicht. Und es wird
basierend auf dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Möglichkeit des
Beschlagens der Fensterscheibe bestimmt, ob die Entfeuchtung notwendig
ist oder nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche
der Fensterscheibe gleich oder geringer als 100 ist und keine Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe besteht (wenn NEIN), wird die Entfeuchtung
als unnötig bestimmt. Dann geht das Verfahren weiter zu
Schritt S94, in dem der HEISS-Kreislauf mit dem höchsten Heizwirkungsgrad
ohne die Entfeuchtungskapazität ausgewählt wird.
-
Wenn
in Schritt S93 bestimmt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW
der Oberfläche der Fensterscheibe höher als 100
ist und eine Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
besteht (wenn JA), geht das Verfahren weiter zu Schritt S95, in
dem bestimmt wird, ob die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 möglicherweise
durch die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Zieltemperatur des Innenkondensators (Zielinnenkondensatortemperatur
TICT) nahe der Motorkühlmitteltemperatur Tw ist, wenn zum
Beispiel die Differenz zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw mehr als –3°C
und weniger als 3°C ist, wird, wie in 12 gezeigt, bestimmt, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 möglicherweise durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
ist.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Differenz zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw mehr als –3°C
und weniger als 3°C ist (wenn JA), wird bestimmt, dass die
Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 möglicherweise
durch die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S96. In Schritt
S96 wird bestimmt, dass eine Anforderung (Motor-HOCH-Anforderung)
gestellt wird, um die Drehzahl des Motors EG nur um eine vorgegebene
Drehzahl (in der Ausführungsform z. B. 500 U/min) in Bezug
die Zieldrehzahl zu erhöhen. Die Zieldrehzahl des Motors
EG wird basierend auf einem restlichen Batteriepegel oder ähnlichem
berechnet.
-
Der
Grund für das Stellen der HOCH-Anforderung zum Erhöhen
der Drehzahl des Motors EG ist, dass die Verringerung der Blaslufttemperatur
verhindert werden soll, wenn von dem Wärmepumpenkreislauf
auf den Kühlerkreislauf geschaltet wird. Das heißt,
vor dem Umschalten auf den Kühlerkreislauf oder wenn auf
diesen geschaltet wird, wird die Drehzahl des Motors EG erhöht,
um dadurch die Kühlmitteltemperatur Tw zu erhöhen.
Folglich wird die Blaslufttemperatur beim Schalten auf den Kühlerkreislauf erhöht.
-
Dann
wird in Schritt S97 bestimmt, ob die Wärmeabfuhr von dem
Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr von
dem Heizungskern 36 gestört wird. Wenn in der
Ausführungsform eine Differenz zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw niedriger als 1°C
ist (wenn JA), wird bestimmt, dass die Wärmeabfuhr von
dem Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr
von dem Heizungskern 36 gestört wird.
-
Wenn
bestimmt wird, dass eine Differenz zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw gleich oder mehr
als 1°C ist (wenn NEIN), wird bestimmt, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 nicht durch die Wärmeabfuhr
von dem Heizungskern 36 gestört wird, und dann
geht der Betrieb weiter zu Schritt S98. Das Verfahren in Schritt
S98 entspricht dem in Schritt S39 von 9. In
Schritt S98 wird die Notwendigkeit der Entfeuchtung bestimmt, und
die Entfeuchtungskapazität des Wärmepumpenkreislauf wird
entsprechend der Notwendigkeit der Entfeuchtung geeignet ausgewählt
(in den Schritten S99, S100 und S94). Die Schritte S98, S99, S100
und S94 von 12 entsprechen jeweils den
Schritten S39, S40, S41 und S42 von 9.
-
Wenn
im Gegensatz dazu in Schritt S97 bestimmt wird, dass eine Differenz
zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur TICT und der Motorkühlmitteltemperatur
Tw weniger als 1°C ist (wenn JA), wird bestimmt, dass die
Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S101, in dem bestimmt
wird, ob die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe hoch
ist oder nicht.
-
Wenn
in der Ausführungsform die relative Feuchtigkeit RHW der
Oberfläche der Fensterscheibe höher als 110 ist,
wird bestimmt, dass die Möglichkeit des Beschlagens der
Fensterscheibe hoch ist. Wenn die relative Feuchtigkeit RHW der
Oberfläche der Fensterscheibe höher als 110 ist
und die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
als hoch bestimmt wird (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S91, in dem der Kühlerkreislauf mit der höchsten
Entfeuchtungskapazität ausgewählt wird, um die Antibeschlagseigenschaften
sicherzustellen.
-
Wenn
in Schritt S101 die relative Feuchtigkeit der Oberfläche
der Fensterscheibe gleich oder weniger als 110 ist und die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe als nicht zu hoch bestimmt wird
(wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S98, in dem die
Entfeuchtungskapazität des Wärmepumpenkreislaufs
entsprechend der Notwendigkeit der Entfeuchtung geeignet ausgewählt
wird.
-
Schritt
S101 ist nicht notwendigerweise erforderlich und kann weggelassen
werden. Das heißt, wenn in Schritt S97 bestimmt wird, dass
die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird, kann der Betrieb bedingungslos weiter zu Schritt S91 gehen,
ohne die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
zu bestimmen, wobei der Kühlerkreislauf ausgewählt
werden kann.
-
Wenn
gemäß der Ausführungsform wie in den
Schritten S97 und S91 bestimmt wird, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr
von dem Heizungskern 36 gestört wird, wird das
Umschalten von dem Wärmepumpenkreislauf auf den Kühlerkreislauf
durchgeführt, um die Entfeuchtungskapazität sicherzustellen.
Folglich ist es möglich, die Antibeschlagseigenschaften
sicherzustellen, wodurch der Nutzen weiter verbessert wird.
-
Das
Umschalten von dem Wärmepumpenkreislauf auf den Kühlerkreislauf
bewirkt Unannehmlichkeiten, einschließlich von Betriebsrauschen,
das von den elektromagnetischen Ventilen 13, 17, 20, 21 und 24,
die als Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen dienen,
verursacht wird, ebenso wie eine drastische Änderung der
Blaslufttemperatur.
-
Wenn
man diesen Punkt in der Ausführungsform berücksichtigt,
wenn die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
hoch ist, das heißt, wenn die Entfeuchtungskapazität
benötigt wird, wird wie in dem Schritt S101 das Umschalten
von dem Wärmepumpenkreislauf auf den Kühlerkreislauf durchgeführt.
Das heißt, wenn die Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe niedrig ist, das heißt, wenn die Entfeuchtungskapazität
nicht benötigt wird, kann das Umschalten von dem Wärmepumpenkreislauf
auf den Kühlerkreislauf verhindert werden. Folglich kann
das Auftreten der vorstehenden Schwierigkeiten unterdrückt
werden.
-
Wenn
in der Ausführungsform wie in Schritt S96 die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 möglicherweise durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird, wird die Drehzahl des Motors EG nur um die vorgegebene Drehzahl
in Bezug auf die Zieldrehzahl erhöht. Folglich kann die
Motorkühlmitteltemperatur Tw vor oder nach dem Umschalten
von dem Wärmepumpenkreislauf auf den Kühlerkreislauf
erhöht werden. Es kann verhindert werden, dass die Blaslufttemperatur
nach dem Umschalten von dem Wärmepumpenkreislauf auf den Kühlerkreislauf
verringert wird.
-
(Fünfte Ausführungsform)
-
In
der vorstehenden vierten Ausführungsform wird die Entfeuchtungskapazität
in einem Fall, in dem die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 in dem
Wärmepumpenkreislauf gestört wird, sichergestellt,
indem auf den Kühlerkreislauf geschaltet wird. Wenn in
einer fünften Ausführungsform, wie in 13 gezeigt, die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 in dem
Wärmepumpenkreislauf gestört wird, wird die Menge
der von dem Heizungskern 36 dissipierten Wärme
verringert, so dass die Wärme von dem Innenkondensator 12 dissipiert
werden kann. Auf diese Weise kann der Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung die Entfeuchtungskapazität ohne Umschalten
auf den Kühlerkreislauf sicherstellen.
-
Die
in dem Flussdiagramm von 13 gezeigte
Steuerverarbeitung wird ausgeführt, wenn der Klimaanlagenschalter 60a und
der Automatikschalter eingeschaltet sind.
-
Zuerst
wird in Schritt S110 bestimmt, ob die Außenlufttemperatur
Tam niedriger als ein vorgegebener Schwellwert (in der Ausführungsform
z. B. –3°C) ist oder nicht. Wenn bestimmt wird,
dass die Außenlufttemperatur Tam niedriger als der vorgegebene
Schwellwert ist (wenn JA), zeigt der Wärmepumpenkreislauf keine
ausreichende Leistung, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt
S111, in dem der Kühlerkreislauf (KALT-Kreislauf) ausgewählt wird.
-
Wenn
in Schritt S110 bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur
Tam höher als der vorgegebene Schwellwert ist (wenn NEIN),
geht der Betrieb weiter zu Schritt S112, in dem bestimmt wird, ob
die Luftauslassbetriebsart die Gesichtsbetriebsart ist oder nicht. Wenn
die Luftauslassbetriebsart als die Gesichtsbetriebsart bestimmt
wird (wenn JA), wird bestimmt dass die Heizung unnötig
ist, und der Betrieb geht weiter zu Schritt S111, in dem der Kühlerkreislauf ausgewählt
wird.
-
Wenn
die Luftauslassbetriebsart eine andere als die Gesichtsbetriebsart
ist (wenn NEIN), wird die Heizung als unnötig bestimmt,
und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S113, um den Wärmepumpenkreislauf
auszuwählen.
-
In
Schritt S113 wird bestimmt, ob die Entfeuchtung notwendig ist oder
nicht. In der Ausführungsform wird das Vorhandensein oder
Nichtvorhandensein der Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
basierend darauf bestimmt, ob die relative Feuchtigkeit RHW der
Oberfläche der Fensterscheibe mehr als 100 ist oder nicht.
Es wird basierend auf dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein
der Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe bestimmt,
ob die Entfeuchtung notwendig ist oder nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche
der Fensterscheibe gleich oder weniger als 100 ist und keine Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe besteht (wenn NEIN), wird die
Entfeuchtung als unnötig bestimmt. Dann geht der Betrieb
weiter zu Schritt S114, in dem der HEISS-Kreislauf mit dem höchsten Heizwirkungsgrad
ohne die Entfeuchtungskapazität ausgewählt wird.
-
Wenn
in Schritt S113 bestimmt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW
der Oberfläche der Fensterscheibe mehr als 100 ist und
eine Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe besteht
(wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S115, in dem bestimmt
wird, ob die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 112 möglicherweise
durch die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird oder nicht.
-
Wenn
in der Ausführungsform die Zieltemperatur des Innenkondensators
(Zielinnenkondensatortemperatur TICT) nahe an der Motorkühlmitteltemperatur
Tw ist, wenn zum Beispiel eine Differenz zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw weniger als 5°C ist,
wird, wie in 12 gezeigt, bestimmt, dass
die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 möglicherweise
durch die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Differenz zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw gleich oder mehr als
5°C ist (wenn NEIN), wird bestimmt, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 nicht möglicherweise
durch die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird, und der Betrieb geht weiter zu Schritt S116.` Schritt S116
entspricht dem in 12 gezeigten Schritt S98 und
bestimmt die Notwendigkeit der Entfeuchtung. Die Entfeuchtungskapazität
des Wärmepumpenkreislaufs wird entsprechend der Notwendigkeit
der Entfeuchtung geeignet ausgewählt (in den Schritten
S117, S118 und S114). Die Schritte S116, S117, S118 und S114 von 13 entsprechen jeweils den Schritten S39, S40,
S41 und S42 von 9.
-
Wenn
in Schritt S115 bestimmt wird, dass eine Differenz zwischen der
Zielinnenkondensatortemperatur TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw
weniger als 5°C ist (wenn JA), wird bestimmt, dass die
Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 möglicherweise
durch die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
ist, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S119, in dem bestimmt
wird, ob die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe hoch
ist oder nicht. Wenn in der Ausführungsform die relative
Feuchtigkeit RHW der Oberfläche mehr als 110 ist, wird
die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe als
hoch bestimmt.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche
der Fensterscheibe mehr als 110 ist und die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe hoch ist (wenn JA), geht der Betrieb
weiter zu Schritt S120, in dem bestimmt wird, dass ein Anforderungssignal
zum Ausschalten einer Wasserpumpe (Kühlmittelpumpe) ausgegeben
werden soll. Dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S116, in dem
die Entfeuchtungskapazität des Wärmepumpenkreislaufs
entsprechend der Notwendigkeit der Entfeuchtung geeignet ausgewählt
wird.
-
Durch
Ausschalten der Wasserpumpe wird die Motorkühlmitteltemperatur
Tw verringert, um dadurch die Menge der von dem Heizungskern 36 abgeführten
Wärme zu verringern. Da somit die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 nicht durch die Wärmeabfuhr
von dem Heizungskern 36 gestört wird, wird der
Kältemitteldurchsatz in dem Wärmepumpenkreislauf
nicht verringert, so dass der Wärmepumpenkreislauf mit
der Entfeuchtung die Entfeuchtungskapazität sicherstellen
kann.
-
Wenn
im Gegensatz dazu in Schritt S119 bestimmt wird, dass die relative
Feuchtigkeit RHW der Oberfläche der Fensterscheibe gleich
oder weniger als 110 ist und die Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe nicht hoch ist (wenn NEIN), geht der Betrieb
weiter zu Schritt S116, in dem die Entfeuchtungskapazität
des Wärmepumpenkreislaufs entsprechend der Notwendigkeit
der Entfeuchtung geeignet ausgewählt wird.
-
Da
in einem derartigen Fall die Motorkühlmitteltemperatur
Tw aufrecht erhalten wird, ohne verringert zu werden, wird die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 möglicherweise durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört,
so dass die Entfeuchtungskapazität und die Heizkapazität verringert
werden. Da in diesem Fall jedoch die Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe nicht hoch ist, hat die Ausführungsform
kein Problem, selbst wenn die Entfeuchtungskapazität verringert wird.
Die Heizkapazität kann durch die Wärmeabfuhr von
dem Heizungskern 36 sichergestellt werden.
-
Das
Verfahren in Schritt S119 ist nicht zwangsweise erforderlich und
kann weggelassen werden. Das heißt, wenn in Schritt S115
bestimmt wird, dass die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört
wird, kann der Betrieb bedingungslos weiter zu Schritt S120 gehen,
ohne die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
zu bestimmen, wobei ein Anforderungssignal zum Ausschalten der Wasserpumpe
ausgegeben werden kann.
-
Alternativ
kann die Struktur einschließlich der Kühlmittelventile,
die in Kühlmittelkreisen angeordnet sind, die durch gestrichelte
Linien in 1 bis 4 angezeigt
sind, verwendet werden, indem in Schritt S116 das Kühlmittelventil
geschlossen wird, anstatt die Wasserpumpe auszuschalten.
-
(Sechste Ausführungsform)
-
Wenn
in der vorstehenden vierten Ausführungsform die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr
von dem Heizungskern 36 in dem Wärmepumpenkreislauf
gestört wird, kann der Innenkondensator 12 Wärme
durch Verringern der Menge der von dem Heizungskern 36 dissipierten
Wärme dissipieren. Wenn in einer sechsten Ausführungsform,
wie in 14 gezeigt, die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr
von dem Heizungskern 36 in dem Wärmepumpenkreislauf
gestört wird, kann der Innenkondensator Wärme
durch Erhöhen der Temperatur des Innenkondensators 12 dissipieren.
-
14 zeigt das Flussdiagramm, das durch Ändern
der Schritte S96 und S97 des in 12 gezeigten
Flussdiagramms in die Schritte S136 und S137 erhalten wird, und
andere in 14 gezeigte Schritte sind ähnlich
denen in 12. Insbesondere entsprechen
die Schritte S130, S131, S132, S133, S134, S135 in 14 den Schritten S90, S92, S93, S91, S94, S95
in 12, und die Schritte S137 bis S141 in 14 entsprechen jeweils den Schritten S97 bis S101.
-
Wenn
in Schritt S135 (entspricht dem Schritt S95 in 12) bestimmt wird, dass die Zielinnenkondensatortemperatur
TICT nahe der Motorkühlmitteltemperatur Tw ist, wenn zum
Beispiel bestimmt wird, dass die Differenz zwischen der Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw in 14 mehr als –3°C und weniger
als 3°C ist (wenn JA), wird bestimmt, dass die Wärmeabfuhr von
dem Innenkondensator 12 möglicherweise durch die
Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört wird.
Dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S136, in dem die Zielinnenkondensatortemperatur
um eine vorgegebene Temperatur (in der Ausführungsform
z. B. 5°C) erhöht und korrigiert wird. Das heißt,
die korrigierte Zielinnenkondensatortemperatur = Zielinnenkondensatortemperatur
TICT + 5°C.
-
Wenn
die Zielinnenkondensatortemperatur TICT auf diese Weise erhöht
wird, wird der Zielhochdruck PDO des Ausstoßkältemitteldrucks
PDO erhöht, und die Drehzahl des Kompressors 11 wird
in dem vorstehenden Schritt S4 ebenfalls erhöht. Somit wird
die Temperatur des Innenkondensators 12 erhöht.
-
Dann
wird in Schritt S137 bestimmt, ob die Wärmeabfuhr von dem
Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr von
dem Heizungskern 36 gestört wird. Wenn in der
Ausführungsform in Schritt S137 bestimmt wird, dass eine
Differenz zwischen der korrigierten Zielinnenkondensatortemperatur
TICT und der Motorkühlmitteltemperatur Tw geringer als
1°C ist (wenn JA), wird bestimmt, dass die Wärmeabfuhr
von dem Innenkondensator 12 durch die Wärmeabfuhr von
dem Heizungskern 36 gestört wird. Dann geht der
Betrieb weiter zu Schritt S141 (entspricht S101 in 12), in dem bestimmt wird, ob die Möglichkeit des
Beschlagens der Fensterscheibe hoch ist oder nicht.
-
Wenn
in Schritt S135 bestimmt wird, dass die Zielinnenkondensatortemperatur
TICT nicht nahe an der Motorkühlmitteltemperatur Tw ist
(wenn NEIN), wird bestimmt, dass die Wärmeabfuhr von dem
Innenkondensator 12 nicht möglicherweise durch
die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 gestört wird,
und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S137, ohne die Zielinnenkondensatortemperatur
(d. h. die korrigierte Zielinnenkondensatortemperatur = Zielinnenkondensatortemperatur)
zu erhöhen und zu korrigieren.
-
Wenn
die Wärmeabfuhr von dem Innenkondensator 12 folglich
durch die die Wärmeabfuhr von dem Heizungskern 36 in
dem Wärmepumpenkreislauf gestört wird, kann der
Innenkondensator 12 Wärme durch Erhöhen
der Temperatur des Innenkondensators 12 dissipieren, so
dass der Wärmepumpenkreislauf mit der Entfeuchtung die
Entfeuchtungskapazität sicherstellen kann.
-
Die
Temperaturerhöhung des Innenkondensators 12 macht
die Blaslufttemperatur höher als die Zielauslasslufttemperatur
TAO, was in der praktischen Verwendung problematisch ist. Wenn in
der Ausführungsform die Temperatur des Innenkondensators 12 erhöht
wird, wird, wie in 15A gezeigt, der Zielöffnungsgrad
SW der Luftmischklappe 38 als klein berechnet, um dadurch
die Blaslufttemperatur zu verringern. Folglich kann verhindert werden,
dass die Blaslufttemperatur die Zielauslasslufttemperatur TAO übersteigt.
-
15A ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des
Verfahrens in Schritt S10 der Ausführungsform zeigt. Zuerst
wird in Schritt S150 eine Steuerwassertemperatur TW, die in einer
mathematischen Formel in Schritt S152 verwendet werden soll, die später
beschrieben werden soll, bestimmt. In der Ausführungsform
wird eine höhere der Motorkühlmitteltemperatur
Tw oder der in Schritt S136 korrigierten Zielinnenkondensatortemperatur
TICT als die Steuerwassertemperatur TW definiert.
-
In
Schritt S151 wird eine korrigierte Temperatur f1 des Verdampfers
(korrigierte Verdampfertemperatur f1), die in der mathematischen
Formel in Schritt S152 verwendet werden soll, berechnet. In der
Ausführungsform wird eine korrigierte Verdampfertemperatur
f1 basierend auf der Verdampferauslasslufttemperatur Te (Verdampfertemperatur)
und dem in 15B gezeigten Kennfeld berechnet.
-
In
Schritt S152 wird eine Heizungstemperatur, die in einer mathematischen
Formel in Schritt S153 verwendet werden soll, bestimmt. In der Ausführungsform
wird die Heizungstemperatur Th durch die mathematische Formel [Th
= (TW × 0,8) + f1] in Schritt S52 berechnet. Die Formel
in Schritt S152 wird durch ein Experiment erzielt.
-
In
Schritt S153 wird der Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 38 basierend
auf der TAO, der Verdampferauslasslufttemperatur Te und der Heizungstemperatur
Th berechnet.
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In
der Ausführungsform wird in der mathematischen Formel in
Schritt S153 „2” zu der Verdampferauslasslufttemperatur
Te addiert, um einen Wert von (Te + 2) zu erhalten. Ein Wert, der
zu der Verdampferauslasslufttemperatur Te addiert werden soll, kann
geeignet geändert werden. Alternativ ist es nicht zwangsweise
notwendig, dass ein numerischer Wert zu der Verdampferauslasslufttemperatur
Te addiert wird.
-
In
der Ausführungsform wird der Zähler der mathematischen
Formel in Schritt S153 nicht kleiner als 10 festgelegt. Dies liegt
daran, dass verhindert wird, dass der Zielöffnungsgrad
SW aufgrund des sehr kleinen Zählers zu groß gemacht
wird.
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Wenn
die Zielinnenkondensatortemperatur TICT in Schritt S136 gemäß der
Formel erhöht und korrigiert wird, wird der Zähler
der Formel in Schritt S153 groß, wodurch sich ein sehr
kleiner Zielöffnungsgrad SW ergibt. Folglich wird der Öffnungsgrad des
Umleitungsdurchgangs 34 groß, was zu einer Zunahme
des Durchsatzes von kalter Luft, die den Kühlluftumleitungsdurchgang 34 durchläuft,
führt, so dass die Temperatur von Luft in einem Mischraum 35 (Temperatur
von Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll), geeignet
verringert werden kann. Als ein Ergebnis kann verhindert werden,
dass die Blaslufttemperatur die Zielauslasslufttemperatur TAO übersteigt,
und dadurch kann der Nutzen der Klimaanlage weiter verbessert werden.
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(Siebte Ausführungsform)
-
Eine
siebte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Steuerung
beim Störfall verschiedener Arten von Komponenten des Kältekreislaufs 10.
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Wenn
in dem Dampfkompressionskältekreislauf 10 wenigstens
eines der elektromagnetischen Ventile 13, 17, 20, 21 und 24,
die als Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen dienen,
oder der Kältemittelansaugtemperatursensor 57 gestört
ist, wird der Durchsatz des Kältemittels in den Innenverdampfer 26 verringert,
was zur Verringerung der Entfeuchtungskapazität und der
Antibeschlagseigenschaften führt. Dies ist in der praktischen
Verwendung problematisch.
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Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, wenn in der Ausführungsform,
wie in 16 gezeigt, bestimmt wird,
dass wenigstens eines der elektromagnetischen Ventile 13, 17, 20, 21 oder 24 der
Kältemittelansaugtemperatursensor 57 gestört
ist, wird eine Außenluftbetriebsart ausgewählt.
Auf diese Weise wird eine Außenluft eingeleitet, auch wenn
die Entfeuchtungskapazität des Kältekreislaufs 10 nicht sichergestellt
werden kann, so dass die Ausführungsform die Antibeschlagseigenschaften
zeigt.
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16A ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des
Verfahrens in Schritt S8 zeigt. Zuerst wird in Schritt S180 ein
Außenlufteinleitungsverhältnis SWIA der automatischen
Innen-/Außenluftsteuerung bestimmt. Das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWIA der automatischen Innen-Außenluftsteuerung ist ein
temporärer Wert des Außenlufteinleitungsverhältnisses. In
den Schritten S184 bis S186, die später beschrieben werden
sollen, wird das Außenlufteinleitungsverhältnis
abschließend bestimmt. In der Ausführungsform
wird das Außenlufteinleitungsverhältnis SWIA der
automatischen Innen-/Außenluftsteuerung basierend auf der
TAO und dem in 16B gezeigten Kennfeld bestimmt.
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In
Schritt S181 wird bestimmt, ob wenigstens eines der elektromagnetischen
Ventile 13, 17, 20, 21 und 24 oder
der Kältemittelansaugtemperatursensor 57 gestört
ist. Wenn irgendeine Komponente als gestört bestimmt wird,
wird eine Störungsmarkierung auf 1 gesetzt. Wenn jede Komponente
als nicht gestört bestimmt wird, wird eine Störungsmarkierung auf
0 gesetzt. In der Ausführungsform wird die Bestimmung der
Störung des elektromagnetischen Ventils basierend darauf
durchgeführt, ob der Widerstand einer Spule des elektromagnetischen
Ventils nahe 0 (kurz) oder nahe unendlich (offen) ist.
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In
Schritt S182 wird bestimmt, ob die Störungsmarkierung 1
ist oder nicht. Wenn die Störungsmarkierung als 1 bestimmt
wird (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S186, in dem
das Außenlufteinleitungsverhältnis SWI, das als
der abschließend bestimmte Wert des Außenlufteinleitungsverhältnisses
dient, auf 100% festgelegt wird. somit wird vollständig
Außenluft eingeleitet. Selbst wenn das elektromagnetische
Ventil gestört ist und nicht fähig ist, die Entfeuchtungskapazität
des Kältekreislaufs 10 sicherzustellen, kann das
Beschlagen der Fensterscheibe verhindert werden.
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Wenn
in Schritt S182 bestimmt wird, dass die Störungsmarkierung
ein anderer Wert als 1 ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter
zu Schritt S183, in dem eine ausgewählte Ansaugbetriebsart
bestimmt wird.
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Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart eine manuelle Außenluftbetriebsart
(manuelle FRS) ist, das heißt, wenn eine Außenluftbetriebart
durch eine Bedienung des Ansaugöffnungsbetriebsartschalters 60b festgelegt
wird, geht der Betrieb weiter zu Schritt S186, in dem das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWI auf 100% festgelegt wird (SWI = 100).
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Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart eine manuelle Innenluftbetriebsart
ist (manuelle REC), das heißt, wenn durch die Bedienung
des Ansaugöffnungsbetriebsartschalters 60b eine
Innenluftbetriebsart festgelegt wird, geht der Betrieb weiter zu Schritt
S185, in dem das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWI auf 0% festgelegt wird (SWI = 0).
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Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart eine automatische Betriebsart
ist, das heißt, wenn durch die automatische Steuerung die
Ansaugöffnungsbetriebsart festgelegt ist, geht der Betrieb
weiter zu Schritt S184, in dem das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWI auf den gleichen Wert wie das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWIA der automatischen Innen-/Außenluftsteuerung festgelegt
wird (SWI = SWIA).
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Wenn
gemäß der Ausführungsform, wie in den
Schritten S181, S182 und S186 wenigstens eines der elektromagnetischen
Ventile 13, 17, 20, 21 und 24 oder
der Kältemittelansaugtemperatursensor 57 als gestört
bestimmt wird, wird das Mengenverhältnis von Außenluft
zu der von Innenluft gleich oder höher als ein vorgegebenes
Verhältnis festgelegt (wobei das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWI in der Ausführungsform auf 100% festgelegt ist), so
dass die Feuchtigkeit des Fahrzeuginneren durch Einleiten von viel
trockener Außenluft auf einen niedrigen Pegel unterdrückt
werden kann.
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Folglich
kann die Ausführungsform die Verringerung von Antibeschlagseigenschaften
aufgrund der Störung wenigstens eines der elektromagnetischen
Ventile 13, 17, 20, 21 und 24 oder
des Kältemittelansaugtemperatursensors 57 unterdrücken
und kann ferner den Nutzen verbessern.
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(Achte Ausführungsform)
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Eine
achte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Art, wie
in Schritt 9 die Luftauslassbetriebsart bestimmt wird.
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Wenn
die Luftauslassbetriebsart durch eine manuelle Betätigung
eines Fahrgasts auf eine Innenluftbetriebsart festgelegt wird (auf
manuelle REC), neigt die Feuchtigkeit des Fahrzeuginneren dazu,
erhöht zu sein, um leicht das Beschlagen der Fensterscheibe
zu bewirkten, was in der praktischen Verwendung problematisch ist.
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Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, neigt die Fuß-/Entfrosterbetriebsart
in der Ausführungsform, wie in 17A gezeigt,
dazu, in der manuellen REC im Vergleich zu einer anderen Zeit als
der manuellen REC leicht verwendet zu werden, so dass die Temperatur
der Fensterscheibe erhöht wird, um die Antibeschlagseigenschaften
sicherzustellen.
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17A ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des
Verfahrens in Schritt S9 zeigt. Zuerst wird in Schritt S190 eine
automatische Luftauslassbetriebsart bestimmt. Die automatische Luftauslassbetriebsart
ist eine Luftauslassbetriebsart, die von der automatischen Steuerung
ausgewählt wird und temporär bestimmt wird. Im
Gegensatz dazu wird die abschließende Bestimmung der Luftauslassbetriebsart
in den Schritten S195 und S197 durchgeführt, die später
beschrieben werden sollen. In der Ausführungsform wird
die automatische Luftauslassbetriebsart basierend auf der TAO und
dem in 17B gezeigten Kennfeld bestimmt.
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Dann
wird in Schritt S191 bestimmt, ob die automatische Luftauslassbetriebsart
die Fußbetriebsart (FUSS) oder die Zweihöhen-(B/L-)Betriebsart
ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die automatische Luftauslassbetriebsart
nicht die Fußbetriebsart oder die Zweihöhenbetriebsart
ist, das heißt, wenn bestimmt wird, dass die automatische
Luftauslassbetriebsart die Gesichtsbetriebsart ist (wenn NEIN),
geht der Betrieb weiter zu Schritt S195, in dem die automatische
Luftauslassbetriebsart wie sie ist als die abschließend
bestimmte Luftauslassbetriebsart definiert wird (Luftauslassbetriebsart
= automatische Luftauslassbetriebsart).
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Das
heißt, wenn die TAO in einem Niedertemperaturbereich (hauptsächlich
im Sommer) ist, wird, wie in dem Abschnitt über das Verfahren
in Schritt S9 beschrieben, wird die Gesichtsbetriebsart als die
Luftauslassbetriebsart ausgewählt. Selbst wenn in diesem
Fall die Luftauslassbetriebsart die Innenluftbetriebsart ist, wird
die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe als
niedrig bestimmt, so dass die automatische Luftauslassbetriebsart
wie sie ist als die abschließend bestimmte Luftauslassbetriebsart
definiert wird.
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Wenn
die automatische Luftauslassbetriebsart in Schritt S191 als die
Fußbetriebsart oder die Zweihöhenbetriebsart bestimmt
wird (wenn JA), geht das Verfahren zu Schritt S192, in dem bestimmt
wird, ob die Ansaugöffnungsbetriebsart die manuelle REC ist
oder nicht.
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Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart eine andere als die manuelle
REC ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S194, in
dem bestimmt wird, ob eine automatische F/D (Fuß-/Entfrosterbetriebsart
unter der automatischen Steuerung) als die Ansaugöffnungsbetriebsart
ausgewählt ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die
automatische F/D ausgewählt ist, wird die automatische
F/D-Bestimmungsmarkierung auf 1 gesetzt. In der Ausführungsform wird
die Auswahl der automatischen F/D basierend auf der relativen Feuchtigkeit
RHW der Oberfläche der Fensterscheibe und des in 17B gezeigten Kennfelds bestimmt.
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Dann
wird in Schritt S196 bestimmt, ob die automatische F/D-Markierung
1 ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die automatische F/D-Markierung
ein anderer Wert als 1 ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter
zu Schritt S195, in dem die automatische Luftauslassbetriebsart
(temporäre Luftauslassbetriebsart) in Schritt S190 wie
sie ist als die abschließend bestimmte Luftauslassbetriebsart
definiert wird (Luftauslassbetriebsart = automatische Luftauslassbetriebsart).
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Wenn
in Schritt S196 bestimmt wird, dass die automatische F/D-Bestimmungsmarkierung
1 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S197, in dem die abschließend
bestimmte Luftauslassbetriebsart auf die F/D-Betriebsart (Fuß-/Entfrosterbetriebsart)
(Luftauslassbetriebsart = F/D-Betriebsart) festgelegt wird.
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Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart in Schritt S192 als die manuelle
REC bestimmt wird (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S193. In Schritt S193 wird basierend auf dem Kennfeld, das sich
von dem in Schritt S196 unterscheidet, bestimmt, ob die automatische
F/D ausgewählt wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass
die automatische F/D ausgewählt werden soll, wird die automatische
F/D-Bestimmungsmarkierung auf 1 gesetzt.
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Wie
durch den Vergleich zwischen dem Kennfeld in Schritt S193 und dem
Kennfeld in S94 zu erkennen ist, ist der Wert der RHW, der als ein Schwellwert
für die Auswahl der automatischen F/D dient, im Vergleich
dazu, wenn die Ansaugöffnungsbetriebsart eine andere als
die manuelle REC ist, klein, wenn die Ansaugöffnungsbetriebsart
die manuelle REC ist.
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Kurzum
wird in der manuellen REC, selbst wenn die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe im Vergleich zu der anderen Zeit
als der Zeit der manuellen REC gering ist, in einem frühen
Stadium die automatische F/D ausgewählt. Folglich können
in der manuellen REC-Innenluftbetriebsart, die dazu neigt, das Beschlagen
der Fensterscheibe zu bewirken, die Antibeschlagseigenschaften sichergestellt
werden, indem die Temperatur der Fensterscheibe erhöht
wird.
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Die
Antibeschlagseigenschaften in dem Wärmepumpenkreislauf
ohne Entfeuchtung können verbessert werden, indem in einem
frühen Stadium die automatische F/D ausgewählt
wird. Das heißt, die warme Luft wird in Richtung der Fensterscheibe
geblasen und kann somit die Temperatur der Fensterscheibe erhöhen,
so dass das Beschlagen der Fensterscheibe in gewissem Maß verhindert
werden kann, auch wenn die geblasene Luft nicht entfeuchtet ist.
-
Folglich
kann die Häufigkeit des Betriebs des Wärmepumpenkreislaufs
mit der Entfeuchtung, der eine schlechtere Heizkapazität
als die des Wärmepumpenkreislaufs ohne die Entfeuchtung
hat, verringert werden, um den Heizwirkungsgrad zu verbessern, und
dadurch kann die Leistungserhöhung des Dampfkompressionskältekreislaufs
weiter unterdrückt werden. Als ein Ergebnis kann die Ausführungsform
die Verschlechterung des Brennstoffwirkungsgrads des Fahrzeugs verhindern
und kann den Nutzen weiter verbessern.
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(Neunte Ausführungsform)
-
Eine
neunte Ausführungsform der Erfindung betrifft die detaillierten
Inhalte des Verfahrens in Schritt S11, das heißt, die Art,
wie die Drehzahl des Kompressors 11 bestimmt wird.
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Wenn
die Fußbetriebsart, wie vorstehend erwähnt, als
die Luftauslassbetriebsart ausgewählt wird, wird Luft wenigstens
aus dem Fußauslass 42 geblasen. Wenn die Fuß-/Entfrosterbetriebsart
oder die Entfrosterbetriebsart ausgewählt ist, wird die Menge
der aus dem Entfrosterauslass 43 geblasenen Luft größer
als die in der Fußbetriebsart gemacht, und dadurch kann
das Beschlagen der Fensterscheibe verhindert werden. Folglich wird
auf die Fuß-/Entfrosterbetriebsart und die Entfrosterbetriebsart
hier nachstehend als eine „Entnebelungsbetriebsart” Bezug
genommen.
-
Wenn
der Luftauslassbetriebsartschalter 60c in der Entnebelungsbetriebsart
betätigt wird, sollte die Entfeuchtung durch den Kältekreislauf 10 normal durchgeführt
werden. Jedoch wählen manche Fahrgäste die Entnebelungsbetriebsart
aus, ohne den Betrieb gut zu kennen, oder wählen die Entnebelungsbetriebsart
aus, um einen Bereich um das Gesicht des Fahrgasts herum zu heizen.
Ferner wählen andere Fahrgäste nur zu dem Zweck
die Entnebelungsbetriebsart aus, um das Beschlagen der Fensterscheibe
zu verhindern.
-
Wenn
folglich der Kältekreislauf 10 direkt nach der
einfachen Auswahl der Entnebelungsbetriebsart durch den Fahrgast
betätigt wird, kann die Klimatisierungssteuerung sehr unbequem
für den Fahrgast werden, der dem Brennstoffwirkungsgrad eine
hohe Priorität gibt, was in der praktischen Verwendung
problematisch ist.
-
Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, wird in der Ausführungsform,
wie in 18A gezeigt, die Möglichkeit
des Betriebs des Kompressors 11 entsprechend der Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe bestimmt, so dass die Häufigkeit
des Betriebs des Kompressors 11 verringert wird, um die Energieeinsparung
zu erreichen, wobei der Brennstoffwirkungsgrad weiter verbessert
wird.
-
18A ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des
Verfahrens in Schritt S11 zeigt. Das in dem Flussdiagramm von 18A gezeigte Steuerverfahren wird ausgeführt,
wenn ein Automatikschalter (EIN) eingeschaltet wird oder ähnliches.
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In
Schritt S200 wird unter Verwendung einer grundlegenden Bestimmungsweise
in dem vorstehenden Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart)
ein Änderungsbetrag der Drehzahl ΔfC in Bezug
auf die vorhergehende Drehzahl des Kompressors fCn – 1
bestimmt. 18B zeigt ein Beispiel für
die Regel der Fuzzy-Theorie, um den Änderungsbetrag der
Drehzahl ΔfC zu bestimmen.
-
In
Schritt S201 wird unter Verwendung einer grundlegenden Bestimmungsweise
in dem vorstehenden Wärmepumpenkreislauf (Heizbetriebsart)
ein Änderungsbetrag der Drehzahl ΔfH in Bezug
auf die vorhergehende Drehzahl des Kompressors fHn – 1 bestimmt. 18C zeigt ein Beispiel für die Regel der
Fuzzy-Theorie, um den Änderungsbetrag der Drehzahl ΔfH
zu bestimmen.
-
In
Schritt S202 wird bestimmt, ob der Kühlerkreislauf ausgewählt
wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Kühlerkreislauf
ausgewählt wird (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S203, in dem der Änderungsbetrag der Drehzahl ΔfH
in der Kühlbetriebsart für den Änderungsbetrag
der Drehzahl Δf substituiert wird.
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Wenn
in Schritt S202 bestimmt wird, dass der Kühlerkreislauf
nicht ausgewählt wird, das heißt, wenn bestimmt
wird, dass der Wärmepumpenkreislauf ausgewählt
wird (wenn NEIN), wird der Änderungsbetrag der Drehzahl ΔfC
in der Heizbetriebsart für den Änderungsbetrag
der Drehzahl Δf substituiert.
-
Dann
wird in Schritt S205 unter Verwendung der vorhergehenden Drehzahl
des Kompressors und des Änderungsbetrags der Drehzahl Δf
(d. h. aktuelle temporäre Drehzahl des Kompressors = vorhergehenden
Drehzahl des Kompressors + Änderungsbetrag der Drehzahl Δf)
die aktuelle temporäre Drehzahl des Kompressors bestimmt.
-
Dann
wird in Schritt S206 bestimmt, ob der HEISS-Kreislauf ausgewählt
wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der HEISS-Kreislauf ausgewählt wird
(wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S207, in dem die maximale
Drehzahl des Kompressors auf eine vorgegebene Drehzahl (in der Ausführungsform
10000 (U/min)) festgelegt wird, um den Betrieb des Kompressors 11 zuzulassen.
-
Dann
wird in Schritt S212 die aktuelle Drehzahl des Kompressors abschließend
bestimmt. In der Ausführungsform wird eine kleinere der
in Schritt S205 bestimmten gegenwärtigen Drehzahl des Kompressors
und der in Schritt S207 bestimmten maximalen Drehzahl des Kompressors
(gegenwärtige Drehzahl des Kompressors = MIN (gegenwärtige temporäre
Drehzahl des Kompressors, maximale Drehzahl des Kompressors) als
die aktuelle Drehzahl des Kompressors bestimmt.
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Wenn
in Schritt S206 bestimmt wird, dass ein anderer Kreislauf als der
HEISS-Kreislauf ausgewählt wird (wenn NEIN), geht der Betrieb
weiter zu Schritt S208, in dem bestimmt wird, ob der Klimaanlagenschalter 60a eingeschaltet
ist (EIN) oder nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass der Klimaanlagenschalter 60a eingeschaltet
ist (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S207, in dem der
Betrieb des Kompressors 11 zugelassen wird.
-
Wenn
bestimmt wird, dass der Klimaanlagenschalter 60a nicht
eingeschaltet ist, das heißt, wenn bestimmt wird, dass
der Klimaanlagenschalter 60a ausgeschaltet ist (wenn NEIN),
geht der Betrieb weiter zu Schritt S209, in dem bestimmt wird, ob
die Luftauslassbetriebsart die DEF oder manuelle F/D ist, das heißt,
ob die Entnebelungsbetriebsart (Entfrosterbetriebsart oder Fuß-/Entfrosterbetriebsart) durch
eine manuelle Betätigung (Betätigung durch einen
Fahrgast) des Luftauslassbetriebsartschalters 60c festgelegt
ist.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Luftauslassbetriebsart nicht die DEF oder
manuelle F/D ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S211, in dem die maximale Drehzahl des Kompressors auf 0 (U/min)
festgelegt wird, um den Betrieb des Kompressors 11 zu unterbinden.
Folglich wird der Kompressor 11, das heißt, der
Kältekreislauf 10 (Klimaanlage) in Zusammenwirkung
mit dem Ausschalten des Klimaanlagenschalters 60a ausgeschaltet.
-
Dann
wird in Schritt S212 die aktuelle Drehzahl des Kompressors abschließend
bestimmt. Daher wird der Kompressor 11 durch Festlegen
der aktuellen Drehzahl des Kompressors auf 0 (U/min) ausgeschaltet.
-
Wenn
im Gegensatz dazu in Schritt S209 bestimmt wird, dass die Luftauslassbetriebsart
DEF oder die manuelle F/D ist (wenn JA), geht der Betrieb zu Schritt
S210, in dem bestimmt wird, ob eine Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe besteht. Wenn in der Ausführungsform
die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche der Fensterscheibe
mehr als 100 ist (RHW > 100),
wird bestimmt, dass eine Möglichkeit des Beschlagens der
Fensterscheibe besteht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass eine Möglichkeit des Beschlagens der
Fensterscheibe besteht (Wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S207, in dem der Betrieb des Kompressors 11 zugelassen
wird. Selbst wenn folglich der Klimaanlagenschalter 60a ausgeschaltet
ist, zeigt der Kältekreislauf (Klimaanlage) 10 die
Entfeuchtungskapazität, um dadurch das Beschlagen der Fensterscheibe
zu verhindern.
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Wenn
keine Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe besteht
(wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S211, in dem der
Betrieb des Kompressors 11 unterbunden wird. Folglich kann
der Kompressor 11, das heißt, der Kältekreislauf 10 (Klimaanlage)
in der Luftauslassbetriebsart DEF oder der manuellen F/D gestoppt
werden, ohne betrieben zu werden, wenn das Entnebeln nicht notwendig
ist. Als ein Ergebnis kann die Häufigkeit des Betriebs
des Kompressors 11 verringert werden, um dadurch die Energieeinsparung
zu erzielen.
-
Auf
diese Weise wird die Häufigkeit des Betriebs des Kompressors 11 verringert,
um dadurch die Energieeinsparung zu erzielen. Folglich kann der Brennstoffwirkungsgrad
des Fahrzeugs und somit der Nutzen der Klimaanlage verbessert werden.
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(Zehnte Ausführungsform)
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Eine
zehnte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Art,
wie die Luftauslassbetriebsart in Schritt S9 bestimmt werden soll.
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Wenn
der Luftauslassbetriebsartschalter 60c in der Entnebelungsbetriebsart
betätigt wird, sollte die Feuchtigkeit des Fahrzeuginneren
normalerweise in der Außenlufteinleitungsbetriebsart verringert
werden. Jedoch wählen manche Fahrgäste die Entnebelungsbetriebsart
aus, ohne den die Bedienung des Schalters gut zu verstehen, oder
wählen die Entnebelungsbetriebsart aus, um einen Bereich
um das Gesicht herum zu heizen. Ferner wählen andere Fahrgäste
die Entnebelungsbetriebsart lediglich aus, um das Beschlagen der
Fensterscheibe zu verhindern.
-
Wenn
folglich direkt nach der einfachen Auswahl der Entnebelungsbetriebsart
durch den Fahrgast auf die Außenlufteinleitungsbetriebsart
geschaltet wird, kann die Klimatisierungssteuerung sehr unangenehm
für den Fahrgast werden, der dem Brennstoffwirkungsgrad
oder Geruch eine hohe Priorität gibt, was in der praktischen
Verwendung problematisch ist.
-
Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, wird in der Ausführungsform,
wie in 19 gezeigt, die Verfügbarkeit
der Einleitung von Außenluft entsprechend der Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe bestimmt, um die Einleitung der
Außenluft zu unterdrücken. Folglich wird der Verlust
an Belüftung verringert und eine weitere Energieeinsparung
wird erzielt, um dadurch den Brennstoffwirkungsgrad zu verbessern.
Es wird verhindert, dass der Geruch von Außenluft in das
Fahrzeuginnere eindringt, indem die Einleitung der Außenluft
unterdrückt wird.
-
19 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des Verfahrens
in Schritt S9 zeigt. Zuerst wird in Schritt S220 ein Außenlufteinleitungsverhältnis
SWIA der automatischen Innen-/Außenluft bestimmt. Das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWIA der automatischen Innen-/Außenluft ist ein temporärer
Wert des Außenlufteinleitungsverhältnisses. Die
abschließende Bestimmung des Außenlufteinleitungsverhältnisses
wird in den Schritten S224 bis S226 durchgeführt, die später
beschrieben werden sollen. In der Ausführungsform wird
das Außenlufteinleitungsverhältnis SWIA der automatischen
Innen-/Außenluft basierend auf der TAO und dem in 16B gezeigten Kennfeld bestimmt.
-
In
Schritt S221 wird bestimmt, ob die Luftauslassbetriebsart die DEF
oder manuelle F/D (Entnebelungsbetriebsart) ist. Wenn die Luftauslassbetriebsart
die DEF oder manuelle F/D ist (wenn JA), geht der Betrieb weiter
zu Schritt S222, in dem die Möglichkeit des Beschlagens
der Fensterscheibe bestimmt wird. Wenn in der Ausführungsform
die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche der Fensterscheibe
größer als 100 (RHW > 100) ist, wird bestimmt, dass eine Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe besteht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass eine Möglichkeit des Beschlagens der
Fensterscheibe besteht (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt
S226, in dem das Außenlufteinleitungsverhältnis
schließlich auf 100% (SWI = 100) festgelegt wird.
-
Wenn
in Schritt S222 bestimmt wird, dass keine Möglichkeit des
Beschlagens der Fensterscheibe besteht, geht der Betrieb weiter
zu Schritt S223, in dem die ausgewählte Ansaugöffnungsbetriebsart
bestimmt wird.
-
Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart die automatische Betriebsart
ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S224, in dem das abschließend
bestimmte Außenlufteinleitungsverhältnis SWI auf
das gleiche wie das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWIA der automatischen Innen-/Außenluft (SWI = SWIA) festgelegt
wird.
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Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart die manuelle REC (manuelle
Innenluftbetriebsart) ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S225,
in dem das Außenlufteinleitungsverhältnis SWI
auf 0% (SWI = 0) festgelegt wird. Auf diese Weise kann die Einleitung von
Außenluft unterdrückt werden.
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Wenn
die Ansaugöffnungsbetriebsart die manuelle FRS (manuelle
Außenluftbetriebsart) ist, das heißt, wenn die
Außenluftbetriebsart durch eine Betätigung des
Ansaugöffnungsbetriebsartschalters 60b festgelegt
wird, geht der Betrieb weiter zu Schritt S226, in dem das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWI auf 100% (SWI = 100) festgelegt wird.
-
Wenn
in Schritt S221 bestimmt wird, dass die Luftauslassbetriebsart nicht
die DEF oder manuelle F/D ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter
zu Schritt S223, ohne die Möglichkeit des Beschlagens der
Fensterscheibe zu bestimmen. In Schritt S223 wird die ausgewählte
Ansaugöffnungsbetriebsart bestimmt, und dann wird das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWI entsprechend der ausgewählten Ansaugöffnungsbetriebsart
bestimmt (in den Schritten S224 bis S226).
-
Wie
in den Schritten S221 und S226 wird in der Ausführungsform
in einem Fall, in dem wenigstens Innenluft in das Gehäuse 31 eingeleitet
wird, der Einleitungsanteil von Außenluft im Wesentlichen
erhöht (das Außenlufteinleitungsverhältnis
SWI wird in der Ausführungsform auf 100% festgelegt), wenn durch
den Luftauslassbetriebsartschalter 60c (in der DEF oder
manuellen F/D in der Ausführungsform) die Entnebelungsbetriebsart
festgelegt wird, und dadurch kann die Feuchtigkeit des Fahrzeuginneren verringert
werden.
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Wenn
in der Ausführungsform, wie in den Schritten S222, S224
und S225 die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
gering (oder null) ist, wird die Zunahmemenge beim Einleitungsanteil der
Außenluft im Vergleich dazu, wenn die Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe hoch ist (oder in gewissem Maße
vorhanden ist) verringert (in der Ausführungsform wird
die Zunahmemenge des Einleitungsanteils der Außenluft auf
null festgelegt). Wenn die Feuchtigkeit des Fahrzeuginneren nicht notwendigerweise
verringert wird, wird die Einleitung der Außenluft unterdrückt,
und dadurch kann die Abnahme des Wirkungsgrads der Klimatisierung
durch Belüftung (Belüftungsverluste) oder das
Eintreten von Geruch der Außenluft unterdrückt
werden.
-
Das
heißt, da verhindert werden kann, dass die Außenluft
mehr als notwendig eintritt, kann die Ausführungsform den
Belüftungsverlust verringern und die Energieeinsparung
des Dampfkompressionskältekreislaufs 10 erzielen,
während das Eintreten von Geruch von Außenluft
unterdrückt wird, um dadurch das unangenehme Gefühl
des Fahrgasts zu unterdrücken, wobei ferner der Nutzen
verbessert wird.
-
(Elfte Ausführungsform)
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Eine
elfte Ausführungsform der Erfindung betrifft das Umschalten
der Steuerung zwischen den Kreisläufen (Betriebsarten)
in dem Kältekreislauf 10.
-
Wenn
der Kältekreislauf 10 von dem Wärmepumpenkreislauf
auf den Kühlerkreislauf umgeschaltet wird, während
der Kompressor 11 betrieben wird, werden die elektromagnetischen
Ventile 13, 17, 20, 21 und 24,
die als Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen dienen,
umgeschaltet, während sie hohem Duck ausgesetzt sind, und
als ein Ergebnis möglicherweise gestört werden.
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Wenn
der Kompressor 11 beim Umschalten von dem Wärmepumpenkreislauf
auf den Kühlerkreislauf vorübergehend ausgeschaltet
wird, kann der an das elektromagnetische Ventil angelegte Druck
nach dem Umschalten zwischen den elektromagnetischen Ventilen verringert
werden, und dadurch kann die Störung des elektromagnetischen Ventils
verhindert werden.
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Da
der Kältekreislauf 10 jedoch, während
der Kompressor 11 vorübergehend ausgeschaltet
ist, nicht die Entfeuchtungskapazität aufweisen kann, können
die Antibeschlagseigenschaften nicht sichergestellt werden, was
in der praktischen Verwendung problematisch ist.
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Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, schaltet die Ausführungsform,
wie in 20 gezeigt, den Kompressor 11 vorübergehend
aus, während die elektrische Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 und
die PTC-Heizung 37, die als Heizeinrichtungen für
die Fensterscheibe dienen, betrieben werden, wenn von dem Wärmepumpenkreislauf
auf den Kühlerkreislauf umgeschaltet wird. Somit kann die
Ausführungsform die Antibeschlagseigenschaften unter Verwendung
der elektrischen Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 und
der PTC-Heizung 37 sicherstellen, selbst wenn der Kompressor 11 vorübergehend
ausgeschaltet wird.
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20 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des Verfahrens
in Schritt S16 zeigt. 21 ist ein Zeitdiagramm, das
ein Beispiel eines Steuerergebnisses zeigt, das von dem Flussdiagramm
von 20 bereitgestellt wird.
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In
Schritt S230 wird bestimmt, ob eine Anforderung zum Umschalten zwischen
den Kreisläufen gestellt wird oder nicht. Wenn keine Anforderung
zum Umschalten zwischen den Kreisläufen gestellt wird (wenn
NEIN), wird das in dem Flussdiagramm von 20 gezeigte
Verfahren (Verfahren zum Umschalten zwischen den elektromagnetischen
Ventilen) beendet.
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Wenn
bestimmt wird, dass die Anforderung zum Umschalten zwischen den
Kreisläufen gestellt werden soll (wenn JA), geht der Betrieb
weiter zu Schritt S231, in dem bestimmt wird, ob die Betriebsartumschaltung
von einem anderen Kreislauf als dem KALT-Kreislauf, das heißt,
von dem Wärmepumpenkreislauf auf den KALT-Kreislauf (Kühler-Kreislauf) durchgeführt
wird oder nicht. Wenn das Umschalten auf den KALT-Kreislauf nicht
bestimmt wird (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S232,
in dem das Umschalten zwischen den vorgegebenen elektromagnetischen
Ventilen durchgeführt wird.
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Das
heißt, in diesem Fall wird das Umschalten zwischen den
Wärmepumpenkreisläufen durchgeführt.
Da eine Druckdifferenz vor und nach dem elektromagnetischen Ventil
klein ist, kann das elektromagnetische Ventil nicht gestört
sein, selbst wenn das Umschalten zwischen den elektromagnetischen Ventilen
durchgeführt wird, während der Kompressor 11 betrieben
wird.
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Wenn
in Schritt S231 bestimmt wird, dass das Umschalten auf den KALT-Kreislauf
durchgeführt wird (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu
Schritt S233, in dem der Kompressor 11 vorübergehend ausgeschaltet
wird, und die elektrische Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 und
die PTC-Heizung 37 werden betrieben (eingeschaltet). Folglich
kann die Ausführungsform die Antibeschlagseigenschaften, selbst
während der Kompressor 11 vorübergehend ausgeschaltet
ist, sicherstellen.
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Dann
wartet der Betrieb in Schritt S234, bis 20 Sekunden seit dem vorübergehenden
Ausschalten des Kompressors 11 vergangen sind. Auf diese Weise
wird der Kältemitteldruck in dem Kältekreislauf 10 in
gewissem Maß verringert. In der Entfrosterbetriebsart oder
manuellen Fuß-/Entfrosterbetriebsart kann die Wartezeit
in Schritt S234 auf 0 festgelegt werden.
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Dann
wird in Schritt S235 ein Druck f(TAMdisp), der Rauschen verringern
kann, das durch das Umschalten zwischen den elektromagnetischen
Ventilen verursacht werden kann, bestimmt. Experimente haben herausgefunden,
dass der Druck f(TAMdisp), der das elektromagnetische Ventilschaltrauschen verringern
kann, bevorzugt ein Druck ist, der durch Addieren von etwa 0,2 MPa
zu einem Sättigungsdruck (das heißt, Sättigungsdruck
+ 0,2 MPa) erhalten wird. Folglich wird in der Ausführungsform
der Druck f(TAMdisp), der das elektromagnetische Ventilschaltrauschen
verringern kann, basierend auf einer Umgebungstemperatur TAMdisp
um die elektromagnetischen Ventile herum und dem in Schritt S235
gezeigten Kennfeld bestimmt.
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Dann
wird in Schritt S236 bestimmt, ob der Kältemitteldruck
in dem Kältekreislauf 10 niedriger als der in
Schritt S235 bestimmte Druck f(TAMdisp), der das elektromagnetische
Ventilschaltrauschen verringern kann, ist oder nicht. Wenn bestimmt
wird, dass der Kältemitteldruck niedriger als der Druck
f ist (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S238. Wenn bestimmt
wird, dass der Kältemitteldruck nicht niedriger als der
Druck f ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S237.
In Schritt S237 wartet der Betrieb 100 Sekunden lang und senkt den
Kältemitteldruck. Danach geht der Betrieb weiter zu Schritt S238.
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Das
heißt, eine frühere der Zeiten, wenn der Kältemitteldruck
in dem Kältekreislauf 10 in Schritt S236 niedriger
als der vorstehende Druck f(TAMdisp) wird, und der Zeit, wenn in
Schritt S237 100 Sekunden vergangen sind, löst das Verfahren
in dem nächsten Schritt S238 aus (Betrieb des elektromagnetischen
Ventils).
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Die
Wartezeit in Schritt S237 kann in der Entfrosterbetriebsart oder
der manuellen Fuß-/Entfrosterbetriebsart auf null (0) festgelegt
werden.
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In
Schritt S238 wird ein elektromagnetisches Ventil mit wenig Schaltrauschen,
das heißt, ein elektromagnetisches Ventil, das unter einer
Niederdruckatmosphäre verwendet werden soll, in den anderen
Zustand geschaltet. In der Ausführungsform werden das elektromagnetische
Niederdruckventil 17, das elektromagnetische Hochdruckventil 20,
das elektromagnetische Wärmetauscher-Abschaltventil 21 und
das elektromagnetische Entfeuchtungsventil 24 jeweils in
die anderen Zustände geschaltet.
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In
Schritt S239 wartet der Betrieb, bis 10 Sekunden seit dem Umschalten
zwischen den elektromagnetischen Ventilen mit ein wenig Schaltrauschen vergangen
sind. Folglich wird der Kältemitteldruck in dem Kältekreislauf 10 weiter
verringert.
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Dann
wird in Schritt S240 ein elektromagnetisches Ventil mit viel Schaltrauschen,
das heißt, ein elektromagnetisches Ventil, das unter einer
Hochdruckatmosphäre verwendet werden soll, in den anderen
Zustand umgeschaltet. In der Ausführungsform wird das elektrische
Dreiwegeventil 123 umgeschaltet.
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In
Schritt S241 wird der Kompressor 11 erneut betätigt,
und die elektrische Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 und
die PTC-Heizung 37 werden ausgeschaltet (AUS-geschaltet).
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Wenn
in der Ausführungsform wie in Schritt S233 zwischen den
Kreisläufen umgeschaltet wird, wird der Kompressor 11 vorübergehend
ausgeschaltet, während die Fensterscheibenheizeinrichtung
einschließlich der elektrischen Heizungs-Antibeschlagsvorrichtung 47 und
der PTC-Heizung betrieben werden (EIN-geschaltet sind). Auf diese
Weise kann die Ausführungsform die Störung des
elektromagnetischen Ventils verhindern und die Antibeschlagseigenschaften
nach dem Umschalten zwischen den Kreisläufen sicherstellen,
wodurch der Nutzen weiter verbessert wird.
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(Zwölfte Ausführungsform)
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Eine
zwölfte Ausführungsform der Erfindung betrifft
die Art, wie eine Betriebsart in der Vorklimatisierung ausgewählt
wird.
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Wenn
in der Vorklimatisierung (Klimatisierung vor dem Fahren), in welcher
der Fahrgast noch nicht in dem Fahrzeug fährt, der Wärmepumpenkreislauf
mit der Entfeuchtung ausgewählt wird, wird die Entfeuchtung
in dem Wärmepumpenkreislauf durchgeführt, obwohl
keine Notwendigkeit besteht, das Beschlagen der Fensterscheibe zu
verhindern. Folglich wird die Häufigkeit der Verwendung
des Kältekreislaufs 10 erhöht, um den
Brennstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs weiter zu verschlechtern, was
in der praktischen Verwendung problematisch ist.
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Wenn
man diesen Punkt berücksichtigt, lockert die Ausführungsform,
wie in 22 gezeigt, die Bedingungen
zum Auswählen des Wärmepumpenkreislaufs (HEISS-Kreislauf)
ohne die Entfeuchtung nach dem Heizen in der Vorklimatisierung.
Folglich wird verhindert, dass die Entfeuchtung unter Verwendung
des Wärmepumpenkreislaufs mit der Entfeuchtung durchgeführt
wird, wenn dies nicht notwendig ist, und dadurch kann die Energieeinsparung
des Kältekreislaufs 10 erreicht werden.
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22 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des Verfahrens
in Schritt S6 zeigt. Das in dem Flussdiagramm von 22 gezeigte Steuerverfahren wird ausgeführt,
wenn der Klimaanlagenschalter 60a und der Automatikschalter
eingeschaltet sind oder ähnliches.
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22 entspricht einem Flussdiagramm, das durch Hinzufügen
des Schritts S262 zwischen den in dem Flussdiagramm von 14 gezeigten Schritten S131 und S132 erhalten
wird. Andere in 22 gezeigte Schritte als S262
sind ähnlich den in 14 gezeigten.
Insbesondere entsprechen S250, S251, S252 von 22 jeweils S130, S131, S132 von 14. S253 von 22 entspricht
S135 von 14, S254 von 22 entspricht S136 von 14,
S255 von 22 entspricht S137 von 14, S256 von 22 entspricht
S141 von 14, S257 von 22 entspricht S138 von 14,
S258 von 22entspricht S133 von 14, S259 von 22 entspricht
S139 von 14, S260 von 22 entspricht S140 von 14,
S261 von 22 entspricht S134 von 14.
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Wenn
in Schritt S251 (entspricht Schritt S131 in 14)
bestimmt wird, dass ein automatischer Luftauslass ein anderer als
der Luftauslass für das Gesicht, nämlich GESICHT
ist (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S262, in dem
bestimmt wird, ob die Vorklimatisierung durchgeführt wird
oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Vorklimatisierung nicht durchgeführt
wird (wenn NEIN), geht der Betrieb weiter zu Schritt S252 (entspricht
S132 in 14), in dem bestimmt wird,
ob eine Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe
besteht oder nicht.
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Wenn
in Schritt S262 bestimmt wird, dass die Vorklimatisierung durchgeführt
wird (wenn JA), geht der Betrieb weiter zu Schritt S261 (entspricht
Schritt S134 in 14), in dem der HEISS-Kreislauf
ausgewählt wird. Somit wird in der Vorklimatisierung die Auswahl
des Wärmepumpenkreislaufs mit Entfeuchtung mit einer schlechteren
Wärmekapazität vermieden, und der Wärmepumpenkreislauf
ohne die Entfeuchtung mit einer hohen Heizkapazität (HEISS-Kreislauf)
wird ausgewählt, wodurch der Heizwirkungsgrad in der Vorklimatisierung
verbessert wird.
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Somit
lockert die Ausführungsform die Bedingungen für
die Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs ohne die Entfeuchtung
(das heißt, wählt in der Ausführungsform
bedingungslos den Wärmepumpenkreislauf ohne die Entfeuchtung
aus) in der Vorklimatisierung (Klimatisierung vor dem Fahren) wie
in den Schritten S262 und S261 im Vergleich zu der normalen Klimatisierung
außer der Vorklimatisierung (Klimatisierung vor dem Fahren).
Es kann verhindert werden, dass die Entfeuchtung unter Verwendung des
Wärmepumpenkreislaufs mit der Entfeuchtung durchgeführt
wird, wenn dies nicht notwendig ist. Folglich kann die Ausführungsform
die Energieeinsparung des Kältekreislaufs 10 erzielen,
und kann folglich den Brennstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs und ferner
den Nutzen verbessern.
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(Andere Ausführungsformen)
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In
den vorstehenden jeweiligen Ausführungsformen dienen der
Feuchtigkeitssensor, der Temperatursensor in der Nachbarschaft der
Fensterscheibe und der Fensterscheibenoberflächen-Temperatursensor
als Erfassungseinrichtungen zum Erfassen von Erfassungswerten, die
benötigt werden, um die relative Feuchtigkeit RHW der Oberfläche
der Fensterscheibe zu bestimmen, und sind auf der Oberfläche
der Fensterscheibe eingerichtet, aber nicht notwendigerweise auf
der Oberfläche der Fensterscheibe angeordnet. Diese Sensoren
sind an Positionen angeordnet (zum Beispiel auf einer Instrumententafel),
die von der Fensterscheibenoberfläche beabstandet sind.
Die Erfassungswerte von diesen Sensoren können geeignet
korrigiert werden.
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Die
Beschreibung der vorstehenden ersten bis zwölften Ausführungsformen
ist nur zum Zwecke der Veranschaulichung des von der Klimaanlage
für ein Fahrzeug in der Erfindung durchgeführten
Steuerverfahrens gedacht und sollte in keinen einschränkenden
Sinne ausgelegt werden. Vielfältige Modifikationen können
an den hier offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden.
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Zum
Beispiel kann das Kriterium zum Bestimmen der Möglichkeit
des Beschlagens der Fensterscheibe oder das Kriterium zum Bestimmen
der Notwendigkeit der Entfeuchtung in den vorstehenden Ausführungsformen
geeignet modifiziert werden.
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Zum
Beispiel kann der vorgegebene Schwellwert für die Außenlufttemperatur
Tam in den Schritten S31 und S43 der ersten Ausführungsform oder ähnlicher
geeignet modifiziert werden.
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In
Schritt S209 der neunten Ausführungsform und in Schritt
S221 der zehnten Ausführungsform wird bestimmt, ob die
Luftauslassbetriebsart die DEF oder manuelle F/D ist oder nicht,
das heißt, ob durch die Bedienung des Fahrgasts die Entnebelungsbetriebsart
festgelegt ist oder nicht. Alternativ kann in den Schritten S209
und S221 ungeachtet dessen, ob die Einstellung der Entnebelungsbetriebsart
durch die Bedienung des Fahrgasts oder durch die automatische Steuerung
der Klimatisierungssteuerung 50 festgelegt ist, bestimmt
werden, ob die Entnebelungsbetriebsart festgelegt ist oder nicht.
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Die
vorstehenden jeweiligen Ausführungsformen der Erfindung
können in einem praktikablen Bereich miteinander kombiniert
werden.
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(Dreizehnte Ausführungsform)
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Eine
Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer
dreizehnten Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend
unter Bezug auf 23 bis 28 beschrieben.
Die in 23 bis 26 gezeigten
Inhalte werden nicht nur auf die Ausführungsform, sondern
auch auf die vierzehnten und fünfzehnten Ausführungsformen,
die später beschrieben werden sollen, angewendet.
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Eine
Klimaanlage 110 für ein Fahrzeug in der Erfindung
wird in ein Hybridauto montiert. Wie in 23 gezeigt,
umfasst das Hybridauto einen Verbrennungsmotor 101 zum
Fahren zum Explodieren und Verbrennen von flüssigem Brennstoff,
wie etwa Benzin, um Leistung zu erzeugen, einen Motor-Generator 102 mit
einer Elektromotorfunktion zum hilfsweisen Fahren und einer Elektrizitätserzeugungsfunktion,
ein Motor-ESG 103 zum Steuern der Zuführungsmenge
des Brennstoffs oder des Anlaufzeitablaufs des Verbrennungsmotors 101 oder ähnliches und
ein Klimatisierungs-ESG 108 zur Klimatisierungssteuerung
des Fahrzeuginneren. Das Hybridauto umfasst auch eine Batterie 104 zum
Liefern von Leistung an den elektrischen Generator 102,
das Motor-ESG 103, alle Teile einer Inneneinheit und Komponenten
eines Kältekreislaufs 200 und ein Hybrid-ESG 106 zum
Steuern des elektrischen Generators 102, eines (nicht gezeigten)
stufenlosen Getriebes, einer elektromagnetischen Kupplung 107 oder ähnlicher,
während ein Steuersignal an das Motor-ESG 103 ausgegeben
wird.
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Das
Hybrid-ESG 106 hat eine Funktion zum Steuerndes Umschaltens
zwischen einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors 101 und
einer anderen Antriebskraft des elektrischen Generators 102, die
an eine Antriebswelle übertragen werden sollen, und eine
Funktion zum Steuern des Ladens und Entladens der Batterie 104.
Insbesondere führt das Hybrid-ESG 106 den folgenden
Steuerbetrieb durch. Während der Fahrzeit des Fahrzeugs
außer der Zeit der Verlangsamung, wird die Antriebskraft
des Verbrennungsmotors 101 an die Antriebswelle übertragen.
Im Gegensatz dazu wird der Verbrennungsmotor 101 während
der Verlangsamung gestoppt, und die Batterie 104 wird mit Elektrizität,
die von dem elektrischen Generator 102 erzeugt wird, geladen. Bei
einer hohen Fahrlast, wie etwa dem Starten oder der Beschleunigung,
wird neben der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 101 die
Antriebskraft des elektrischen Generators 102 an die Antriebswelle übertragen.
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Wenn
die Ladungsmenge der Batterie 104 beim Betrieb des Verbrennungsmotors 101 gleich oder
weniger als ein Zielladungsanfangswert ist, wird die Leistung des
Verbrennungsmotors 101 an den elektrischen Generator 102 übertragen.
Die Batterie 104 wird über einen Inverter 105 mit
der von dem elektrischen Generator 102 erzeugten elektrischen Leistung
geladen. Wenn im Gegensatz dazu die Ladungsmenge der Batterie 104 beim
Anhalten des Fahrzeugs gleich oder weniger als der Zielladungsstartwert
ist, wird ein Befehl zum Starten des Verbrennungsmotors 101 an
das Motor-ESG 103 gesendet, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors 101 an
den elektrischen Generator 102 übertragen wird.
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Die
Batterie 104 umfasst ein Ladegerät zum Laden der
Batterie, um die elektrische Leistung zu kompensieren, die bei der
Klimatisierung des Fahrzeuginneren oder beim Fahren des Fahrzeugs
verbraucht wird. Zum Beispiel wird eine Nickel-Wasserstoff-Speicherzelle
oder ähnliches als die Batterie 104 verwendet.
Das Ladegerät umfasst eine Buchse als eine elektrische
Stromversorgungsquelle, die mit einer Tischlampe oder einer Stromquelle
für die gewerbliche Verwendung verbunden werden soll. Die Batterie 104 wird
geladen, indem die Buchse mit der Stromquelle verbunden wird.
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Die
Klimaanlage 110 der Ausführungsform wird als die
sogenannte automatische Klimaanlage verwendet. Wie in 24 gezeigt, umfasst die Klimaanlage 110 einen
Kanal 109 zum Schicken von Luft an das Fahrzeuginnere,
ein Zentrifugalgebläse 126 zum Erzeugen eines
Luftstroms in dem Kanal 109, einen Kältekreislauf 200 vom
Dampfkompressionstyp und ein Klimatisierungs-ESG (Steuereinrichtung
in der vorliegenden Ausführungsform) 108, das
geeignet ist, betrieben zu werden, indem es den elektrischen Strom
von der Batterie 104 empfängt, und das als eine
automatische Klimatisierungssteuerung zum automatischen Steuern
des Betriebs der jeweiligen Klimatisierungskomponenten dient.
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Der
Kanal 109 ist auf der Vorderseite des Fahrzeuginneren des
Hybridautos angeordnet. Die stromaufwärtigste Seite (windwärtige
Seite) des Kanals 109 bildet einen Innen-/Außenluftumschaltkasten,
der eine Innenluftansaugöffnung 117 zum Einsaugen
einer Luft aus dem Fahrzeuginneren (auf die hier nachstehend als „Innenluft” Bezug
genommen wird) und eine Außenluftansaugöffnung 118 zum
Einsaugen von Luft außerhalb des Fahrzeuginneren (auf die
hier nachstehend als „Außenluft Bezug genommen
wird) umfasst. Ferner ist eine Innen-/Außenluftumschaltklappe 119 drehbar
im Inneren der Innenluftansaugöffnung 117 und
der Außenluftansaugöffnung 118 gelagert.
Die Innen-/Außenluftumschaltklappe 119 wird von
einem (nicht gezeigten) Aktuator, wie etwa einem Servomotor, angetrieben
und schaltet eine Ansaugöffnungsbetriebsart auf eine Innenluftzirkulationsbetriebsart,
eine Außenlufteinleitungsbetriebsart oder eine Innen-/Außenlufteinleitungsbetriebsart.
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Die
Innenluftzirkulationsbetriebsart ist eine Ansaugöffnungsbetriebsart
zum vollständigen Öffnen der Innenluftansaugöffnung
und vollständigen Schließen der Außenluftansaugöffnung 118.
Die Außenlufteinleitungsbetriebsart ist eine Ansaugbetriebsart
zum vollständigen Schließen der Innenluftansaugöffnung 117 und
vollständigen Öffnen der Außenluftansaugöffnung 118.
Die Innen-/Außenlufteinleitungsbetriebsart ist eine Ansaugbetriebsart
zum Halböffnen der Innenluftansaugöffnung 117 und
Halböffnen der Außenluftansaugöffnung 118.
Die Innen-/Außenluftumschaltklappe 119 dient zusammen mit
dem Innen-/Außenluftumschaltkasten und dem Aktuator als
Innen-/Außenlufteinstellungseinrichtung der Erfindung.
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Die
stromabwärtigste Seite (leewärtige Seite) des
Kanals 109 bildet einen Auslassluft-Umschaltkasten und
umfasst einen Entfrosterluftauslass 111 zum hauptsächlichen
Blasen von warmer Luft in Richtung einer inneren Oberfläche
einer vorderen Fensterscheibe des Hybridautos, einen Gesichtsluftauslass 112 zum
hauptsächlichen Blasen von kühler Luft in Richtung
des Kopfs und der Brust eines Fahrgasts und einen Fußluftauslass 113 zum
hauptsächlichen Blasen von warmer Luft in Richtung des
Fußes des Fahrgasts.
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In
der Ausführungsform sind eine Entfrosterklappe 114,
eine Gesichtsklappe 115 und eine Fußklappe 116 als
eine Betriebsartumschaltklappe drehbar im Inneren der jeweiligen
Luftauslässe 111 bis 113 gelagert. Die
Betriebsartumschaltklappen 114 bis 116 werden
von einem (nicht gezeigten) Aktuator, wie etwa einem Servomotor,
angetrieben und sind geeignet, die Luftauslassbetriebsart auf die
Gesichtsbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart, die Fußbetriebsart,
die Fuß-/Entfrosterbetriebsart und die Entfrosterbetriebsart
zu schalten.
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Die
Gesichtsbetriebsart ist die Luftauslassbetriebsart zum Öffnen
nur des Gesichtsluftauslasses 112. Die Zweihöhenbetriebsart
ist die Luftauslassbetriebsart zum Öffnen des Gesichtsluftauslasses 112 und
des Fußluftauslasses 113. Die Fußbetriebsart
ist eine Luftauslassbetriebsart zum Öffnen nur des Fußluftauslasses 113.
Die Fuß-/Entfrosterbetriebsart ist die Luftauslassbetriebsart
zum Öffnen des Entfrosterluftauslasses 111 und
des Fußluftauslasses 113. Die Entfrosterbetriebsart
ist die Luftauslassbetriebsart zum Öffnen nur des Entfrosterluftauslasses 111.
Die Betriebsartumschaltklappen 114 bis 116 dienen
in der Erfindung zusammen mit den jeweiligen Luftauslässen 111 bis 113 und
dem Aktuator als die Luftauslassumschalteinrichtungen.
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Ein
Gebläse 126 umfasst einen Zentrifugal-Vielflügelventilator 127,
der drehbar in einem Spiralgehäuse aufgenommen ist, das
integral mit dem Kanal 109 ausgebildet ist, und einen Gebläsemotor 128 zum
Antreiben des Zentrifugal-Vielflügelventilators 127.
Die Luftmenge des Gebläses 126 (Drehzahl des Gebläsemotors 128)
wird basierend auf einer über eine (nicht gezeigte) Motorantriebsschaltung daran
angelegte Anschlussspannung (Gebläsespannung) des Gebläsemotors 128 gesteuert.
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Der
Kältekreislauf 200 kann auf den Kühlerkreislauf
oder Heizungskreislauf geschaltet werden. Der Kältekreislauf 200 umfasst
einen Kompressor 120 für ein Kältemittel,
einen ersten Innenwärmetauscher (Innenwärmetauscher) 161,
einen ersten Dekompressor 122, einen Außenwärmetauscher 123, einen
zweiten Dekompressor 124, einen zweiten Innenwärmetauscher 162,
einen Akkumulator 125, Umschalteinrichtungen für
Kältemittelströmungswege, die später
beschrieben werden sollen, und eine Kältemittelrohrleitung,
die diese Komponenten in einem Kreislauf verbindet. In dem Kältekreislauf 200 wird
die Strömungsrichtung des Kältemittels basierend
auf der Klimatisierungsbetriebsart geändert. Die in der
Ausführungsform festgelegten Klimatisierungsbetriebsarten
umfassen eine Kühlbetriebsart (Kühlerkreislauf)
zum Durchführen eines Kühlbetriebs, eine Heizbetriebsart
(Heizungskreislauf) zum Durchführen eines Heizbetriebs
und eine Entfeuchtungsbetriebsart (Entfeuchtungskreislauf) zum Durchführen eines
Entfeuchtungsbetriebs.
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Der
Kompressor 120, der ein elektrischer Kompressor ist, umfasst
einen Kompressionsabschnitt (Kompressor) zum Komprimieren von Gaskältemittel,
das von einer Ansaugöffnung in ihn eingesaugt wird, und
zum Ausstoßen von Hochtemperatur- und Hochdruckgaskältemittel
aus einer Ausstoßöffnung, und einen (nicht gezeigten)
Elektromotor, der als ein Antrieb zum Antreiben des Kompressionsabschnitts
dient. Der Kompressor 120 umfasst einen Inverter 130 für
die Klimaanlage, der als eine Drehzahlsteuerungseinrichtung zum
Steuern der Drehzahl des Kompressors 120 basierend auf
dem Ausgangssignal von dem Klimatisierungs-ESG 108 dient.
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An
den Elektromotor wird eine Spannung von der Batterie 104 angelegt
und von dem Inverter 130 für die Klimaanlage variabel
kontinuierlich oder in Stufen gesteuert. Auf diese Weise ändert
der Kompressor 120 die Kältemittelausstoßkapazität
durch Ändern der Drehzahl des Elektromotors abhängig von
einer Änderung der angelegten Spannung, wobei, auf diese
Weise der Durchsatz von Kältemittel eingestellt wird, das
durch den Kältekreislauf 200 zirkuliert, um dadurch
die Heizkapazität des ersten Innenwärmetauschers 161 und
die Kühlkapazität des zweiten Innenwärmetauschers 162 zu
steuern.
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Der
erste Innenwärmetauscher 161 wird ständig
als ein Kältemittelkondensator betrieben, und der zweite
Innenwärmetauscher 162 wird ständig als ein
Kältemittelverdampfer betrieben. Der Außenwärmetauscher 123 wird
in der Kühlbetriebsart und in der Halbkühl-Entfeuchtungsbetriebsart
als der Kältemittelkondensator und in der Heizbetriebsart
und in der Halbheiz-Entfeuchtungsbetriebsart als der Kältemittelverdampfer
betrieben.
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Der
erste Dekompressor 122 dient als die Dekompressionseinrichtung
der Erfindung und ist ein Kapillarrohr zum Dekomprimieren des Kältemittels, das in
der Heizbetriebsart und in der Entfrostungs- und Heizbetriebsart
von dem ersten Innenwärmetauscher 161 in es strömt.
Als der erste Dekompressor 122 kann jede Dekompressionseinrichtung,
wie etwa ein thermisches oder elektrisches Expansionsventil oder
eine Mündung, verwendet werden. Insbesondere kann bevorzugt
eine feste Drossel, wie etwa ein Kapillarrohr oder eine Mündung,
die nicht teuer ist und kaum bricht, verwendet werden.
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Der
Außenwärmetauscher 123 ist außerhalb der
Fahrzeugkabine (zum Beispiel in einer Position, wo der Wärmetauscher
geeignet ist, um Luft, die durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugt
wird, aufzunehmen) angeordnet und ist geeignet, Wärme zwischen
dem darin strömenden Kältemittel und der von dem
elektrischen Ventilator 129 geblasenen Außenluft
auszutauschen. Der Außenwärmetauscher 123 arbeitet
in der Heizbetriebsart und in der Entfeuchtungsbetriebsart als ein
Kältemittelverdampfer zum Verdampfen und Vergasen des von
dem ersten Dekompressor 122 dekomprimierten Niedertemperatur-
und Niederdruckkältemittels durch Austauschen von Wärme
mit der Außenluft. Der Außenwärmetauscher 123 arbeitet
in der Kühlbetriebsart als ein Kältemittelkondensator
zum Kühlen und Kondensieren des Kältemittels,
das von dem ersten Innenwärmetauscher 161 in ihn
strömt, durch Austauschen von Wärme mit der Außenluft.
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Der
zweite Dekompressor 124 dient in der Kühlbetriebsart
als eine Dekompressionseinrichtung der Erfindung und ist ein Kapillarrohr
zum Dekomprimieren des Kältemittels, das von dem Außenwärmetauscher 123 in
es strömt. Als der zweite Dekompressor 124 kann
jede Dekompressionseinrichtung, wie etwa ein thermisches oder elektrisches
Expansionsventil oder eine Mündung, verwendet werden. Insbesondere
kann bevorzugt eine feste Drossel, wie etwa ein Kapillarrohr oder
eine Mündung, die nicht teuer ist und kaum zerbricht, verwendet
werden.
-
Der
zweite Innenwärmetauscher 162 ist im Inneren des
Kanals 109 angeordnet und arbeitet in der Kühlbetriebsart
und in der Entfeuchtungsbetriebsart als ein Kältemittelverdampfer
zum Verdampfen und Vergasen des Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittels,
das von dem ersten Dekompressor 122 und dem zweiten Dekompressor 124 dekomprimiert wird,
durch Austauschen von Wärme mit der Luft in dem Kanal 109.
Folglich absorbiert das in dem zweiten Innenwärmetauscher 162 strömende
Kältemittel latente Verdampfungswärme aus Luft,
die den zweiten Innenwärmetauscher 162 durchläuft,
um sich selbst zu verdampfen, so dass die Luft, die den zweiten
Innenwärmetauscher 162 durchläuft, gekühlt und
entfeuchtet wird.
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Der
Akkumulator 125 wirkt als ein Gas-/Flüssigkeitsabscheider,
der das in ihn strömende Kältemittel in flüssiges
Kältemittel und Gaskältemittel abscheidet und
nur das Gaskältemittel an den Kompressor zuführt,
während er das flüssige Kältemittel darin
lagert. Als der Gas-/Flüssigkeitsabscheider kann ein Sammler
(Flüssigkeitssammler) verwendet werden. Der Sammler ist
zwischen den ersten Innenwärmetauscher 161 und
den ersten Dekompressor 122 oder zwischen den Außenwärmetauscher 123 und
den zweiten Dekompressor 124 geschaltet.
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In
der Ausführungsform ist eine Luftmischklappe 163 drehbar
an einem Lufteinlass des ersten Innenwärmetauschers 161 angebracht,
um die Wärmeabfuhr von dem ersten Innenwärmetauscher 161 ohne
Verwendung eines Vierwegeventils zu verhindern. Die Luftmischklappe 163 schließt
in der Kühlbetriebsart den ersten Innenwärmetauscher 161 und öffnet
den ersten Innenwärmetauscher 161 in der Heizbetriebsart
und in der Entfeuchtungsbetriebsart, um den ersten Wärmetauscher 161 als
den Kältemittelkondensator zu betreiben. Die Luftmischklappe 163 wird
von einem (nicht gezeigten) Aktuator, wie etwa einem Schrittmotor
oder einem Servomotor, angetrieben, und ihr Öffnungsgrad
wird von dem Klimatisierungs-ESG 108 gesteuert.
-
In
der Ausführungsform ist eine Heißwasserheizung
(Heißwasserwärmetauscher) 151 zwischen dem
ersten Innenwärmetauscher 161 und der Luftmischklappe 163 in
dem Kanal 109 zum Heizen von Luft in dem Kanal 109 unter
Verwendung eines Kühlmittels zum Kühlen des Verbrennungsmotors 101 zum
Fahren als eine Wärmequelle bereitgestellt. Die elektrische
Pumpe 152 zum Zirkulieren des Kühlmittels in der
Heißwasserheizung 151 ist in einem Heißwasserkreis
zwischen dem Verbrennungsmotor 101 und der Heißwasserheizung 151 angeordnet.
Der Betrieb und das Ausschalten und die Pumpendrehzahl (Kältemittelzirkulationsmenge)
der elektrischen Pumpe 152 werden basierend auf einem Ausgangssignal
von dem Klimatisierungs-ESG 108 gesteuert.
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Die
Umschalteinrichtung zwischen den Kältemittelkreisen schaltet
die Strömungsrichtung des durch den Kältekreislauf 200 zirkulierenden
Kältemittels auf einen Kühlbetriebsweg (Weg, der
in 24 durch den Pfeil C angezeigt ist), einen Heizbetriebsweg
(Weg, der in 24 durch den Pfeil H angezeigt ist),
einen Entfeuchtungsbetriebsweg (Weg, der in 24 durch
den Pfeil D angezeigt ist), einen Entfeuchtungs- und Heizbetriebsweg
(Weg, der in 24 durch den Pfeil D·H
angezeigt ist), einen Entfeuchtungs- und Kühlbetriebsweg
(Weg, der in
-
24 durch den Pfeil D·C angezeigt ist) und
einen (nicht gezeigten) Entfrostungsbetriebsweg um. Die Schalteinrichtung
besteht aus drei ersten bis dritten elektromagnetischen Ventilen
(elektromagnetischen Öffnungs- und Schließventilen) 131 bis 133, die
konstruiert sind, um geöffnet zu werden, wenn sie mit Energie
versorgt (eingeschaltet) werden, und um geschlossen zu sein, wenn
sie nicht mit Energie versorgt (ausgeschaltet) werden.
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Das
erste elektromagnetische Ventil 131 ist ein Öffnungs-
und Schließventil zum Öffnen und Schließen
eines ersten Kältemittelströmungswegs X, um das
Kältemittel in der Heizbetriebsart und in der Halbheiz-/Entfeuchtungsbetriebsart
von dem ersten Innenwärmetauscher 123 durch den
ersten Dekompressor 122, den Außenwärmetauscher 123 und
den Akkumulator 125 in dieser Reihenfolge strömen
zu lassen. Insbesondere ist das erste elektromagnetische Ventil 131 in
einem Kältemittelströmungsweg 141 zum
Heizen angeordnet, welcher einen Verzweigungsabschnitt auf der stromabwärtigen
Seite des Außenwärmetauschers 123 und
einen Vereinigungsabschnitt auf der stromaufwärtigen Seite
des Akkumulators 125 verbindet.
-
Das
zweite elektromagnetische Ventil 132 ist ein Öffnungs-
und Schließventil zum Öffnen und Schließen
eines zweiten Kältemittelströmungswegs Y, um zuzulassen,
dass das aus dem ersten Innenwärmetauscher 161 strömende
Kältemittel in der Halbkühlungs-/Entfeuchtungsbetriebsart
den ersten Dekompressor 122, den zweiten Innenwärmetauscher 162 und
den Akkumulator 125 in dieser Reihenfolge durchläuft.
Insbesondere ist das zweite elektromagnetische Ventil 132 in
einem Kältemittelströmungsweg (Umleitungsweg) 142 zum
Entfeuchten und Kühlen angeordnet, welcher einen Verzweigungsabschnitt
auf der stromaufwärtigen Seite des zweiten Kompressors 124 und
einen Vereinigungsabschnitt auf der stromabwärtigen Seite
des zweiten Dekompressors 124 verbindet, während
der zweite Dekompressor 124 umgangen wird.
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Das
dritte elektromagnetische Ventil 133 ist ein Öffnungs-
und Schließventil zum Öffnen und Schließen
eines dritten Kältemittelströmungswegs Z, um zuzulassen,
dass das aus dem ersten Innenwärmetauscher 161 strömende
Kältemittel in der Kühlbetriebsart und in der
Halbkühl-/Entfeuchtungsbetriebsart den Außenwärmetauscher 123,
den zweiten Dekompressor 124, den zweiten Innenwärmetauscher 162 und
den Akkumulator 125 in dieser Reihenfolge durchläuft.
Insbesondere ist das dritte elektromagnetische Ventil 133 in
einem Kältemittelströmungsweg (Umleitungsweg) 143 zum
Kühlen angeordnet, der die stromabwärtige Seite
des ersten Innenwärmetauschers 161 und die stromaufwärtige
Seite des Außenwärmetauschers 123 verbindet,
während der erste Dekompressor 122 umgangen wird.
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Der
erste Kältemittelströmungsweg X ist ein Strömungsweg,
der in der Halbheiz-/Entfeuchtungsbetriebsart den Verzweigungsabschnitt 145 auf
der stromabwärtigen Seite des ersten Dekompressors 122 und
den Vereinigungsabschnitt 146 auf der stromaufwärtigen
Seite des Akkumulators verbindet und zulässt, dass das
Kältemittel durch den Außenwärmetauscher 123,
der als ein Kältemittelverdampfer dient, strömt.
Der zweite Strömungsweg Y ist ein Strömungsweg,
der in der Halbkühlungs-/Entfeuchtungsbetriebsart den Verzweigungsabschnitt 145 auf der
stromabwärtigen Seite des ersten Dekompressors 122 und
den Vereinigungsabschnitt 146 auf der stromaufwärtigen
Seite des Akkumulators 125 verbindet und zulässt,
dass das Kältemittel zu dem zweiten Innenwärmetauscher 162,
der als ein Kältemittelverdampfer dient, strömt,
während der zweite Dekompressor 124 umgangen wird.
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Der
dritte Kältemittelströmungsweg Z ist ein Strömungsweg,
der zulässt, dass das Kältemittel in der Kühlbetriebsart
und in der Halbkühlungs-/Entfeuchtungsbetriebsart zu dem
Außenwärmetauscher 123, der als der Kältemittelkondensator
dient, strömt, während der erste Dekompressor 122 umgangen wird,
und ferner zulässt, dass das Kältemittel über den
zweiten Dekompressor 124 zu dem zweiten Innenwärmetauscher 162,
der als ein Kältemittelverdampfer dient, strömt.
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Als
nächstes wird hauptsächlich unter Verwendung von 25 ein Steuersystem der Klimaanlage 110 für
ein Fahrzeug beschrieben. Ein Klimatisierungs-ESG 108 umfasst
einen Mikrocomputer 108a, eine Eingangsschaltung 108b zum
Empfangen von Eingangssignalen von verschiedenen Arten von Schaltern
auf einem Bedienfeld 140, das auf der vorderen Oberfläche
des Fahrzeuginneren bereitgestellt ist, Sensorsignalen von verschiedenen
Arten von Sensoren 211 bis 216 und Kommunikationssignalen, die
von dem Hybrid-ESG 106 ausgegeben werden, und eine Ausgangsschaltung 108c zum
Zuführen jeweiliger Ausgangssignale an verschiedene Arten
von Aktuatoren M1 bis M6.
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Der
Mikrocomputer 108a umfasst einen Speicher, wie etwa einen
ROM (Nur-Lese-Speicher) oder einen RAM (Direktzugriffsspeicher)
und eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit). Der Mikrocomputer 108a hat
verschiedene Arten von Programmen, die basierend auf einem Bedienbefehl
von dem Bedienfeld 140 oder ähnlichem zur Berechnung
verwendet werden sollen.
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Das
Bedienfeld 140 ist mit einem Klimaanlagenschalter, um Befehle
zum Betätigen und Ausschalten des Kompressors 120 zu
geben, einem Ansaugöffnungsauswahlschalter zum Umschalten
zwischen den Ansaugöffnungsbetriebsarten, einem Temperaturfestlegungsschalter
(Umgebungstemperatur-Festlegungseinrichtung in der Erfindung) zum Festlegen
der Temperatur des Fahrzeuginneren, einem Luftmengenauswahlschalter
zum Umschalten zwischen Luftmengen, die von dem Gebläse 126 in das
Fahrzeuginnere geblasen werden sollen, und einem Luftauslassauswahlschalter
zum Umschalten zwischen den Luftauslassbetriebsarten versehen.
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Verschiedene
Sensoren umfassen einen Innenlufttemperatursensor (Innenlufttemperaturerfassungseinrichtung) 211 zum
Erfassen der Temperatur von Luft im Fahrzeuginneren, einen Außenlufttemperatursensor 212 zum Erfassen
der Temperatur von Außenluft außerhalb des Fahrzeugraums
und einen Sonnenstrahlungssensor 213 zum Erfassen der Menge
an Sonnenstrahlung, die auf das Fahrzeuginnere angewendet wird.
Ferner umfassen die Sensoren einen Verdampferauslasslufttemperatursensor 214 zum
Erfassen der Temperatur von Luft direkt nach dem Durchlaufen des
zweiten Innenwärmetauschers 162, der einen Kältemittelverdampfer
des Kältekreislaufs 200 bildet, und einen Wassertemperatursensor
(Wassertemperaturerfassungseinrichtung) 215 zum Erfassen
der Temperatur von Kühlmittel, das an die Heißwasserheizung 151 zugeführt
werden soll. Außerdem umfassen die Sensoren einen Feuchtigkeitssensor
(Feuchtigkeitserfassungseinrichtung) 216 zum Erfassen der
Feuchtigkeit des Fahrzeuginneren auf der Innenseite der vorderen
Fensterscheibe des Fahrzeugs und ähnliches.
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Das
von dem Mikrocomputer 108a ausgegebene Signal wird D/A-gewandelt
und/oder von einer Ausgangsschaltung 108c verstärkt
und wird dann als ein Antriebssignal an jeden der verschiedenen
Aktuatoren M1 bis M6 zum Antreiben der Auslassbetriebsartumschaltklappen 114 bis 116,
der Innen-/Außenluftumschaltklappe 119, der Luftmischklappe 168,
des Gebläses 126, des Kompressors 120 und der
elektrischen Pumpe 152 ausgegeben.
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Nun
wird das Klimatisierungssteuerungsverfahren das von dem Klimatisierungs-ESG 108 durchgeführt
wird, nachstehend unter Verwendung von 26 bis 28 beschrieben.
Wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird,
wird die Ausführung des Klimatisierungsverfahrens gemäß einer
in 26 gezeigten Hauptroutine, einem in dem Speicher,
wie etwa einem ROM oder RAM, gespeicherten Steuerprogramm, gestartet,
und dann werden die in dem RAM gespeicherten Daten initialisiert
(Schritt S301).
-
Dann
liest das Klimatisierungs-ESG 108 in Schritt S302 Signale
für verschiedene Arten von Schaltern des Bedienfelds 140 und
liest in Schritt S303 ferner Signale von dem Innenlufttemperatursensor 211,
dem Außenlufttemperatursensor 212, dem Sonnenstrahlungssensor 213,
dem Verdampferauslasslufttemperatursensor 214, dem Wassertemperatursensor 215,
dem Feuchtigkeitssensor 216 und ähnlichen. Das
Klimatisierungs-ESG 108 berechnet in Schritt S304 eine
Zielauslasslufttemperatur TAO von Luft, die in das Fahrzeuginnere
geblasen wird, unter Verwendung einer mathematischen Formel 1, die
in dem ROM gespeichert ist.
-
(Mathematische Formel 1)
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- TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × Ts +
C wobei Tsoll eine vorher festgelegte Temperatur ist, Tr eine
von dem Innenlufttemperatursensor 211 erfasste Innenlufttemperatur
ist, Tam eine von dem Außenlufttemperatursensor 212 erfasste
Außenlufttemperatur ist und Ts eine Menge der von dem Sonnenstrahlungssensor 213 erfassten
Sonnenstrahlung ist. Ksoll ist eine Verstärkung der vorher
festgelegten Temperatur, Kr ist eine Verstärkung der Innenlufttemperatur,
KAM ist eine Verstärkung der Außenlufttemperatur,
Ks ist eine Verstärkung der Sonnenstrahlung und C ist eine
mit den ganzen Faktoren in Beziehung stehende Korrekturkonstante
ist.
-
Anschließend
wählt das Klimatisierungs-ESG 108 in Schritt S305
einen Kreislauf aus der Heißwasserheizung, dem Kühlerkreislauf
und dem Heizungskreislauf als eine Wärmequelle für
die Klimatisierung aus. Wenn in der Ausführungsform die Betriebsart,
die als die als die Auto-(automatische)Klimatisierungsbetriebsart
ausgewählt ist, die Heizbetriebsart ist, wird die Heißwasserheizung
ausgewählt. Wenn die ausgewählte Betriebsart die
Kühlbetriebsart ist, wird der Kühlerkreislauf
ausgewählt. Wenn die ausgewählte Betriebsart die
Entfeuchtungsbetriebsart ist, wird der Heizungskreislauf ausgewählt.
-
In
dem nächsten Schritt S306 wird eine Spannung zum Betreiben
des Gebläses 126, das von elektrischer Leistung
der Batterie 104 angetrieben wird, bestimmt. Das Bestimmungsverfahren
der Gebläsespannung wird basierend auf dem in 27 gezeigten Flussdiagramm berechnet. Dann bestimmt das
Klimatisierungs-ESG 108 in Schritt S307 eine Ansaugöffnungsbetriebsart,
die der in Schritt S304 berechneten Zielauslasslufttemperatur TAO
entspricht. Das Bestimmungsverfahren der Ansaugöffnungsbetriebsart
wird basierend auf dem in 28 gezeigten
Flussdiagramm berechnet.
-
Dann
bestimmt das Klimatisierungs-ESG 108 in Schritt S308 gemäß dem
in dem ROM, RAM oder ähnlichem gespeicherten (nicht gezeigten) Charakteristikdiagramm
zum Bestimmen der Luftauslassbetriebsart eine Luftauslassbetriebsart,
die der in Schritt S304 berechneten Zielauslasslufttemperatur TAO
entspricht. Das Klimatisierungs-ESG 108 führt die
Steuerung derart durch, dass die Luftauslassbetriebsart in dem Klimatisierungsbereich
in dieser Reihenfolge automatisch auf die Gesichtsbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart
und die Fußbetriebsart umgeschaltet wir, wenn die Zielauslasslufttemperatur
TAO zunimmt.
-
Die
Gesichtsbetriebsart ist die Betriebsart zum Blasen der klimatisierten
Luft nur aus dem Gesichtsluftauslass 112. Die Zweihöhenbetriebsart
ist die Betriebsart zum Blasen der klimatisierten Luft aus dem Gesichtsluftauslass 112 und
dem Fußluftauslass 113. Die Fußbetriebsart
ist die Betriebsart zum Blasen der klimatisierten Luft nur aus dem
Fußauslass 113.
-
Dann
berechnet das Klimatisierungs-ESG 108 in Schritt S309 einen
Zielöffnungsgrad der Luftmischklappe 163. Der Öffnungsgrad
der Luftmischklappe 163 wird berechnet, indem die Berechnung
für die in Schritt S304 berechnete Zielauslasslufttemperatur
TAO, die von dem Nachverdampferauslasslufttemperatursensor 214 erfasste
Nachverdampfertemperatur und die von dem Wassertemperatursensor 215 erfasste
Kühlmitteltemperatur unter Verwendung der folgenden in
dem ROM gespeicherten mathematischen Formel 2 durchgeführt
wird.
-
(Mathematische Formel 2)
-
- Öffnungsgrad = ((TAO – Te)/(Tw – Te)) × 100(%) wobei
Te eine Nachverdampferlufttemperatur ist und Tw eine Kühlmitteltemperatur
ist.
-
Dann
bestimmt das Klimatisierungs-ESG 108 in Schritt S310 die
Drehzahl des Kompressors 120 basierend auf dem (nicht gezeigten)
in dem ROM, RAM und ähnlichen gespeicherten Flussdiagramm,
wodurch die Ausstoßkapazität des Kompressors 120 bestimmt
wird. Wenn die in Schritt S305 ausgewählte Klimatisierungswärmequelle
die Heißwasserheizung ist, wird in Schritt S311 bestimmt, dass
die elektrische Pumpe 152 eingeschaltet ist (betrieben
wird). Wenn der Kühlerkreislauf oder Heizungskreislauf
ausgewählt wird, wird bestimmt, dass die elektrische Pumpe 152 ausgeschaltet
(gestoppt) ist.
-
In
Schritt S312 werden Steuersignale an die Aktuatoren M1 bis M6 und
das Hybrid-ESG 106 ausgegeben, um die jeweiligen Steuerzustände
zu erhalten, die in den Schritten S304 bis S311 berechnet oder bestimmt
werden. Wenn in Schritt S313 eine vorgegebene Zeit vergangen ist,
kehrt das Klimatisierungs-ESG 103 zu dem Verfahren in Schritt
S302 zurück, und dann werden die vorstehenden Steuerverfahren
(in den Schritten S302 bis S313) wiederholt. Eine derartige Wiederholung
dieser Verfahren macht die Klimatisierung in dem Klimatisierungsbereich
angenehmer.
-
Nun
werden die charakteristischen Arbeitsgänge der Ausführungsform
nachstehend unter Bezug auf die in 27 und 28 gezeigten
Flussdiagramme in dieser Reihenfolge beschrieben. Zuerst ist 27 das Flussdiagramm, das einen Verfahrensablauf
zum Bestimmen einer Gebläsespannung in der Ausführungsform
zeigt. In Schritt S331 bestimmt das Klimatisierungs-ESG 108,
ob die Betriebsart des Gebläses 126 automatisch
ist oder nicht. Die Bestimmung wird basierend darauf vorgenommen,
ob ein (nicht gezeigter) Klimaanlagenschalter des Bedienfelds 140 eingeschaltet
ist oder nicht.
-
Wenn
das Bestimmungsergebnis NEIN ist und der automatische Klimaanlagenschalter
nicht eingeschaltet ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S332.
In Schritt S332 wird das Klimatisierungs-ESG 108 abhängig
von einer der vorher festgelegten Gebläsespannungen (in
der Ausführungsform 0 V, 4 V, 6 V, 8 V, 10 V und 12 V),
die den Gebläsestufen (sechs Stufen, nämlich AUS,
Lo, M1, M2, M3 und Hi in der Ausführungsform) entsprechen,
die von einem (nicht gezeigten) Luftmengenauswahlschalter des Bedienfelds 140 festgelegt
werden, in der manuellen Betriebsart betrieben.
-
Wenn
das Bestimmungsergebnis in Schritt S331 JA ist und der automatische
Klimatisierungsschalter eingeschaltet ist, geht der Betrieb weiter
zu Schritt S333, in dem das Klimatisierungs-ESG 108 in der
automatischen Betriebsart betrieben wird, in der eine temporäre
Gebläsespannung, die einer Klimatisierungslast entspricht,
zuerst unter Verwendung des in dem Verfahren von Schritt S333 gezeigten
Charakteristikdiagramms berechnet wird. Das Charakteristikdiagramm
wird für die normale automatische Klimatisierungssteuerung
verwendet und stellt die Beziehung zwischen der Gebläsespannung
(V) und der in Schritt S304 berechneten Zielauslasslufttemperatur
TAO (°C) dar. Die temporäre Gebläsespannung (V)
kann unter Verwendung des Charakteristikdiagramms in Bezug auf die
Zielauslasslufttemperatur TAO (°C) bestimmt werden.
-
Dann
wird in Schritt S334 bestimmt, welches die Wärmequelle
für die in Schritt S305 ausgewählte Klimatisierung
ist. Wenn das Bestimmungsergebnis der Kühlerkreislauf ist,
geht der Betrieb weiter zu Schritt S335, in dem die in Schritt S333
berechnete temporäre Gebläsespannung als die Gebläsespannung
definiert wird (temporäre Gebläsespannung = Gebläsespannung).
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S334 der Heizungskreislauf
ist, geht er Betrieb weiter zu Schritt S336, in dem die maximale (MAX)
Luftmenge (= MAX Gebläsespannung) in der Heizung durch
die Wärmepumpe unter Verwendung des in dem Verfahren von
Schritt S336 gezeigten Charakteristikdiagramms berechnet wird.
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Das
Charakteristikdiagramm zeigt die Beziehung zwischen der Innenlufttemperatur
Tr (°C), die von dem Innenlufttemperatursensor 211 erfasst
wird, und der MAX Gebläsespannung (V). Die MAX Luftmenge
bei der Innenlufttemperatur Tr (°C) kann durch das Charakteristikdiagramm
bestimmt werden. Wenn der Kältekreislauf 200,
wie in dem Charakteristikdiagramm gezeigt, auf den Heizungskreislauf
geschaltet wird, um das Innere des Fahrzeugs zu heizen, beschränkt
das Klimatisierungs-ESG 108 den maximalen Leistungsgrad
(= MAX Luftmenge = MAX Spannung) des Gebläses 126 mit
abnehmender Temperatur des Fahrzeuginneren, die von dem Innenlufttemperatursensor 211 erfasst
wird, auf einen niedrigeren Pegel.
-
Insbesondere
wird die MAX Gebläsespannung in der Ausführungsform
bei der Innenlufttemperatur Tr von 25°C oder mehr auf 12
(V) festgelegt. Wenn die Innenlufttemperatur Tr unter 25°C
wird, wird die MAX Gebläsespannung derart festgelegt, dass
sie nacheinander verringert wird. Die MAX Gebläsespannung
bei der Innenlufttemperatur Tr von 10°C oder weniger wird
auf 5 (V) festgelegt. Die vorstehend erwähnten Werte der
Innenlufttemperatur Tr und die MAX Gebläsespannung sind
veranschaulichend. In dem nächsten Schritt S337 wird bestimmt, ob
die von dem (nicht gezeigten) Temperaturfestlegungsschalter des
Bedienfelds 140 vorher festgelegte Temperatur gleich oder
mehr als eine vorgegebene Temperatur (in der Ausführungsform
28°C) ist.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis NEIN ist und die vorher festgelegte Temperatur
weniger als 28°C ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt
S338 und die in Schritt S336 berechnete MAX Gebläsespannung
wird zur Zeit, zu der die Wärmepumpe verwendet wird, wie
sie ist als eine korrigierte MAX Gebläsespannung definiert.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S337 JA ist und die vorher
festgelegte Temperatur 28°C oder mehr ist, kann bestimmt
werden, dass der Fahrgast die starke Heizung wünscht. Dann geht
der Betrieb weiter zu Schritt S339, in dem 1 (V) zu der in Schritt
S336 berechneten MAX Gebläsespannung addiert wird, um dadurch
eine korrigierte MAX Gebläsespannung in der Wärmepumpe
zu erhalten. Wenn folglich die vorher festgelegte Temperatur gleich
oder höher als die vorgegebene Temperatur ist, kann auch
bestimmt werden, dass der Fahrgast die starke Heizung wünscht.
Durch Vornehmen einer Korrektur, um die Grenze für den
maximalen Leistungsgrad des Gebläses 126 ein wenig
zu erhöhen, können Vorlieben des Fahrgasts ausgeglichen werden.
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Dann
wird in Schritt S340 durch Vergleichen der in Schritt S333 berechneten
temporären Gebläsespannung mit der in Schritt
S338 oder S339 berechneten MAX Spannung eine niedrigere der beiden als
die abschließende Gebläsespannung definiert. Folglich
wird in der Auto-(automatischen)Steuerung, wenn die Temperatur des
Fahrzeuginneren niedrig wird, die MAX Spannung des Gebläses 126,
das heißt sein maximaler Leistungsgrad, auf einen niedrigeren
Pegel beschränkt, um dadurch die Menge an geblasener Luft
zu verringern. Daher kann der Energieverbrauch beim Warmlaufen unterdrückt
werden, während die erforderliche Auslasslufttemperatur selbst
bei einem niedrigen Energieverbrauch erfüllt ist.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis in Schritt S334 die Heißwasserheizung
ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S341, in dem die MAX Luftmenge
in der Heißwasserheizung (= MAX Gebläsespannung) unter
Verwendung des in dem Verfahren von Schritt S341 gezeigten Charakteristikdiagramms
berechnet wird. Das Charakteristikdiagramm stellt die Beziehung
zwischen der von dem Wassertemperatursensor 215 erfassten
Kühlmitteltemperatur Tw (°C) und der MAX Gebläsespannung
(V) dar. Die MAX Luftmenge kann durch das Charakteristikdiagramm
in Bezug auf die Kühlmitteltemperatur Tw (°C)
bestimmt werden. Wenn das Heizen des Fahrzeuginneren unter Verwendung
der Heißwasserheizung 151 durchgeführt
wird, beschränkt das Klimatisierungs-ESG 108 den
maximalen Leistungsgrad des Gebläses 126 (= MAX
Luftmenge = MAX Spannung), wie in dem Charakteristikdiagramm gezeigt,
auf einen niedrigeren Pegel, wenn die von dem Wassertemperatursensor 215 erfasste
Temperatur von Kühlmittel niedrig wird.
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Insbesondere
zeigt die Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur Tw
und der MAX Gebläsespannung in der Ausführungsform
eine Hysterese. Wenn die Kühlmitteltemperatur Tw 40°C
erreicht, wird die MAX Gebläsespannung von 0 (V) auf 4
(V) erhöht. Wenn die Kühlmitteltemperatur Tw danach
ab 40°C hoch wird, wird die MAX Gebläsespannung nacheinander
erhöht, um einen hohen Pegel von 12 (V) zu erhalten, der
als eine Obergrenze bei der Kühlmitteltemperatur Tw von
60°C festgelegt ist. Dann bleibt die MAX Gebläsespannung
bei der Kühlmitteltemperatur von 60°C oder mehr
bei 12 (V). Wenn die Kühlmitteltemperatur Tw im Gegensatz
dazu unter 55°C sinkt, wird die MAX Gebläsespannung
derart festgelegt, dass sie nacheinander von 12 (V) verringert wird,
um als eine Untergrenze bei der Kühlmitteltemperatur Tw
von 35°C zu 4 (V) zu werden. Dann bleibt die MAX Gebläsespannung
bei der Kühlmitteltemperatur von 35°C oder weniger
0 (V). Die vorstehende Kühlmitteltemperatur Tw und die
MAX Gebläsespannung sind veranschaulichend.
-
Dann
wird in Schritt S342 durch Vergleichen der in Schritt S333 berechneten
temporären Gebläsespannung mit der MAX Gebläsespannung
der in Schritt S341 berechneten Heißwasserheizung eine kleinere
von ihnen als die abschließende Gebläsespannung
definiert.
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Nun
wird das in dem Flussdiagramm von 28 gezeigte
Verfahren nachstehend beschrieben. 28 ist
das Flussdiagramm, das den Verfahrensablauf zum Bestimmen der Ansaugöffnungsbetriebsart
in der Ausführungsform zeigt. Das Klimatisierungs-ESG 108 bestimmt
in Schritt S351, ob die Ansaugöffnungsbetriebsart eine
Auto-(automatische)Betriebsart ist oder nicht. Die Bestimmung wird basierend
darauf vorgenommen, ob der (nicht gezeigte) automatische Klimaanlagenschalter
des Bedienfelds 140 eingeschaltet ist oder nicht.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis NEIN ist und der automatische Klimaanlagenschalter
nicht eingeschaltet ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S352,
in dem das Klimsatisierungs-ESG 108 ansprechend auf die
Ansaugöffnungsbetriebsart (in der Ausführungsform
entweder REC oder FRS), die von einem (nicht gezeigten) Ansaugöffnungsauswahlschalter
des Bedienfelds 140 festgelegt wird, die alleinige Innenluftzirkulation
(REC) oder die alleinige Außenlufteinleitung (FRS) als
den Betrieb in der manuellen Betriebsart bestimmt.
-
Wenn
das Bestimmungsergebnis in Schritt S351 JA ist und der automatische
Klimaanlagenschalter eingeschaltet ist, geht der Betrieb weiter
zu Schritt S353, in dem das Klimatisierungs-ESG 108 in der
automatischen Betriebsart zuerst unter Verwendung des in dem Verfahren
von Schritt S353 gezeigten Charakteristikdiagramms ein Außenlufteinleitungsverhältnis
als eine Basis berechnet. Das Charakteristikdiagramm ist eines,
das für die normale automatische Klimatisierungssteuerung
verwendet werden soll, und zeigt die Beziehung zwischen der in Schritt
S304 berechneten Zielauslasslufttemperatur TAO (°C) und
dem Außenlufteinleitungsverhältnis (%). Die Verwendung
des Charakteristikdiagramms kann das Außenlufteinleitungsverhältnis
(%) als eine Basis in Bezug auf die Zielauslasslufttemperatur TAO (°C)
bestimmen.
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Insbesondere
wählt das Klimatisierungs-ESG 108 eine Außenlufteinleitungsbetriebsart (Außenlufteinleitungsverhältnis
= 100%) aus, wenn die Zielauslasslufttemperatur TAO höher
als die vorgegebene Zielauslasslufttemperatur ist, und wählt eine
Innenluftzirkulationsbetriebsart (Außenlufteinleitungsverhältnis
= 0%) aus, wenn die TAO gleich oder niedriger als die vorgegebene
Zielauslasslufttemperatur ist. Ferner wählt das ESG 108 eine
Innen-/Außenlufteinleitungsbetriebsart (Außenlufteinleitungsverhältnis
= 50%) aus, wenn die TAO dazwischen liegt.
-
Dann
wird in Schritt S354 unter Verwendung des in dem Verfahren von Schritt
S354 gezeigten Charakteristikdiagramms das Außenlufteinleitungsverhältnis
abhängig von der Neigung zum Beschlagen der Fensterscheibe
berechnet. Das Charakteristikdiagramm stellt die Beziehung zwischen
dem Außenlufteinleitungsverhältnis (%) und der
von dem Feuchtigkeitssensor 216 berechneten relativen Feuchtigkeit
RHW der Oberfläche der Fensterscheibe als einen Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert
dar. Die Verwendung des Charakteristikdiagramms kann das Außenlufteinleitungsverhältnis (%)
in Bezug auf den Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert RHW bestimmen.
-
Insbesondere
wählt das Klimatisierungs-ESG 108 die Außenlufteinleitungsbetriebsart (Außenlufteinleitungsverhältnis
= 100%) aus, wenn der Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert höher
als ein vorgegebener Wert ist, und wählt die Innenluftzirkulationsbetriebsart
(Außenlufteinleitungsverhältnis = 0%) aus, wenn
der Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert gleich oder weniger
als der vorgegebene Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert ist.
Ferner wählt das Klimatisierungs-ESG 108 die Innen-/Außenlufteinleitungsbetriebsart
(Außenlufteinleitungsverhältnis = 50%) aus, wenn
der Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert dazwischen liegt.
-
Dann
wird in Schritt S355 durch Vergleichen des als eine Basis in Schritt
S353 berechneten Außenlufteinleitungsverhältnisses
mit dem in Schritt S354 abhängig von der Neigung zum Beschlagen
der Fensterscheibe berechneten Außenlufteinleitungsverhältnis
ein kleineres von ihnen als das abschließende Außenlufteinleitungsverhältnis
bestimmt. Wenn der von dem Feuchtigkeitssensor 216 berechnete
Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert niedrig wird, steuert das
Klimatisierungs-ESG 108 auf diese Weise die Innen-/Außenluftumschaltklappe 119,
um das Innenlufteinleitungsverhältnis zu erhöhen.
Folglich kann das Erhöhen des Innenlufteinleitungsverhältnisses
unter einer Bedingung, die selten das Beschlagen der Fensterscheibe
bewirkt, die Ansaugtemperatur des ersten Innenwärmetauschers 161 erhöhen,
um dadurch die Energieeinsparung zu ermöglichen.
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Nun
werden die Merkmale und Ergebnisse der Ausführungsform
nachstehend beschrieben. Wenn die durch den Innenlufttemperatursensor 211erfasste
Temperatur des Fahrzeuginneren niedrig wird, beschränkt
das Klimatisierungs-ESG 108 zuerst den maximalen Leistungsgrad
des Gebläses 126 auf einen niedrigeren Pegel,
wenn das Innere des Fahrzeugs unter Verwendung des Kältekreislaufs 200 geheizt
wird. Wenn die Temperatur des Fahrzeuginneren niedrig ist, wird
die Ansaugtemperatur des ersten Innenwärmetauschers 161 niedrig,
und dies macht die erforderliche Auslasslufttemperatur höher, was
normalerweise zu viel Energieverbrauch des Kältekreislaufs 200 führt.
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Wenn
mit dieser Anordnung in der Auto (automatischen Steuerung) die Temperatur
des Fahrzeuginneren niedrig wird, wird der maximale Leistungsgrad
des Gebläses 126 auf einen niedrigeren Pegel beschränkt,
und die Menge der geblasenen Luft wird verringert, woraus sich ein
verringerter Wärmeaustauschbetrag an dem Kältekreislauf 200 ergibt,
so dass die Drehzahl des Kompressors 120 verringert wird.
Somit kann die Ausführungsform den Energiesparbetrieb erreichen,
der den Leistungsverbrauch sowohl des Kompressors 120 als
auch des Gebläses 126 zur Warmlaufzeit verringert,
und ferner selbst mit dem niedrigen Leistungsverbrauch die erforderliche
Auslasslufttemperatur erfüllen.
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Der
Bediener oder Fahrgast ist zur Warmlaufzeit häufig Zuhause
oder nahe Zuhause. Diese Ausführungsform kann die Drehzahl
des Kompressors 120 und den Leistungsgrad des elektrischen Ventilators 129 des
Außenwärmetauschers 123 verringern, um
dadurch Rauschen für die Umgebung zu unterdrücken.
Wenn die Wärmepumpenleistung in dem Anfangsstadium des
Warmlaufens erheblich wird, schreitet die Frostbildung auf einem
Außenwärmetauscher 123 fort, was es unmöglich
machen würde, die Heizung unter Verwendung der Wärmepumpe fortzusetzen.
In diesem Fall ist die erforderliche Auslasslufttemperatur erfüllt,
so dass dadurch die Drehzahl des Kompressors 120 verringert
wird, um das Fortschreiten der Frostbildung zu verzögern.
Folglich ist es möglich, das Heizen unter Verwendung der Wärmepumpe
leicht fortzusetzen.
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Die
Innen-/Außenluftumschaltklappe 119 ist an dem
Ende auf der luftstromaufwärtigen Seite in dem Kanal 109 angeordnet,
um das Mengenverhältnis an Außenluft zu der von
Innenluft, die in den Kanal 109eingeleitet werden sollen,
einzustellen. Der Feuchtigkeitssensor 216 ist bereitgestellt,
um die Neigung zum Beschlagen der vorderen Fensterscheibe des Fahrzeugs
entsprechend der erfassten Feuchtigkeit wenigstens des Fahrzeuginneren
zu bestimmen. Das Klimatisierungs-ESG 108 steuert die Innen/Außenluftumschaltklappe 119 derart,
dass das Innenlufteinleitungsverhältnis umso höher
wird, je niedriger der von dem Feuchtigkeitssensor 116 berechnete
Fensterscheibenbeschlagsbestimmungswert wird. Wenn auf diese Weise
die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe selbst
im Winter niedrig ist, kann die Ansaugtemperatur des ersten Innenwärmetauschers 161 verbessert
werden, indem das Innenlufteinleitungsverhältnis erhöht
wird, was den Energiesparbetrieb ermöglicht.
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Ein
(nicht gezeigter) Temperaturfestlegungsschalter ist bereitgestellt,
um die von dem Fahrgast des Fahrzeugs gewünschte Temperatur
des Fahrzeuginneren festzulegen. Wenn die durch den Temperaturfestlegungsschalter
festgelegte voreingestellte Temperatur gleich oder höher
als eine vorgegebene Temperatur ist, macht das Klimatisierungs-ESG 108 die
Grenze des maximalen Leistungsgrads des Gebläses 126 höher
als wenn die voreingestellte Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur
ist. Wenn folglich die voreingestellte Temperatur höher als
die vorgegebene Temperatur ist, kann bestimmt werden, dass der Fahrgast
die starke Heizung wünscht. Die Ausführungsform
gibt dem Heizgefühl des Fahrgasts eine höhere
Priorität als dem Energieverbrauch, und die Grenze für
das maximale Einschaltverhältnis des Gebläses 126 wird
korrigiert, so dass ein ein wenig erhöht wird (in der Ausführungsform
wird die MAX Gebläsespannung, um korrigiert zu werden,
um 1 (V) erhöht), was die Vorlieben des Fahrgasts kompensieren
kann.
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(Vierzehnte Ausführungsform)
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Nun
wird nachstehend eine vierzehnte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben. Die vorstehende Referenz, nämlich
JP-A-7-1953 offenbart
die Klimaanlage für ein Fahrzeug, in der die Klimatisierungsbetriebsart,
wie etwa das Kühlen oder Heizen, basierend auf der von
dem Klimatisierungs-ESG
108 berechneten Zielauslasslufttemperatur
TAO bestimmt wird. In einer derartigen verwandten Technik wird jedoch
in der Gesichtslauslassbetriebsart, die nicht immer warme Luft benötigt,
häufig der Heizungskreislauf mit viel Energieverbrauch
ausgewählt, was zu einem hohen Energieverbrauch der Klimatisierung
führen würde. Wenn folglich die Klimaanlage für
ein Fahrzeug in einem Hybridfahrzeug montiert ist, wird der Energieverbrauch
der Batterie hoch und die Fahrdistanz mit der Batterie wird nachteiligerweise
verkürzt. Der Energieverbrauch der Klimatisierung kann
soweit wie möglich niedrig gehalten werden.
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29 ist ein Flussdiagramm, das den Verfahrensablauf
der Auswahl von Wärmequellen für die Klimatisierung
in der vierzehnten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In Schritt S321 bestimmt das Klimatisierungs-ESG 108, ob
die von dem Außenlufttemperatursensor 212 erfasste
Außenlufttemperatur Tam niedriger als eine vorgegebene
Temperatur (in der Ausführungsform z. B. –3°C)
ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis JA ist und die Außenlufttemperatur
Tam niedriger als 3°C ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt
S322, in dem die Heizung unter Verwendung der Heißwasserheizung 151 ausgewählt wird,
während der Verbrennungsmotor 101 betrieben wird.
Dies liegt daran, dass der Heizungswirkungsgrad unter Verwendung
des Wärmepumpenkreislaufs sich verschlechtert hat und leicht
Frost auf dem Außenwärmetauscher 123 gebildet
wird, so dass das Heizen unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs
nicht fortgesetzt werden kann.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis in Schritt S321 NEIN ist und die Außenlufttemperatur
Tam höher als –3°C ist, geht der Betrieb
weiter zu Schritt S323, in dem die Luftauslassbetriebsart in der
Auto-(automatischen)Betriebsart unter Verwendung des in dem Verfahren
von Schritt S323 gezeigten Charakteristikdiagramms berechnet wird.
Das Charakteristikdiagramm wird für die normale automatische
Klimatisierungssteuerung verwendet und zeigt die Beziehung zwischen
der in Schritt S304 berechneten Zielauslasslufttemperatur TAO und
der Luftauslassbetriebsart. Die Verwendung des Charakteristikdiagramms
kann die Luftauslassbetriebsart in Bezug auf die Zielauslasslufttemperatur
TAO bestimmen.
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Insbesondere
wählt das Klimatisierungs-ESG 108 die Gesichtsbetriebsart,
die Zweihöhenbetriebsart und die Fußbetriebsart
in dieser Reihenfolge automatisch aus, wenn die Zielauslasslufttemperatur
TAO von einer geringen Höhe auf eine höhere Höhe
steigt.
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Dann
wird in Schritt S324 bestimmt, ob die in Schritt S323 berechnete
Luftauslassbetriebsart in der automatischen Steuerung die Gesichtsbetriebsart
ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis JA ist und die Gesichtsbetriebsart
zur Zeit der Automatik ausgewählt ist, geht der Betrieb
weiter zu Schritt S325, in dem der Heizungskreislauf als nicht notwendig
bestimmt wird und die Verwendung des Kühlerkreislaufs bestimmt
wird. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S324 NEIN ist und
in der automatischen Steuerung außer der Gesichtsbetriebsart
die Fußbetriebsart oder Zweihöhenbetriebsart ausgewählt
sind, geht das Verfahren weiter zu Schritt S326, in dem die Verwendung
des Heizungskreislaufs bestimmt wird.
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Auf
diese Weise umfasst das Klimatisierungs-ESG 108 einen Betriebsartsauswahlplan
zum Auswählen der Luftauslassbetriebsart entsprechend der
Zielauslasslufttemperatur TAO. Die Verwendung des Betriebsartsauswahlplans
schaltet den Kältekreislauf 200 auf den Kühlerkreislauf,
wenn die Gesichtsbetriebsart zum Blasen von Luft in Richtung des
Kopfs und der Brust des Fahrgasts ausgewählt ist, und schaltet
den Kältekreislauf 200 auf den Heizungskreislauf,
wenn eine andere Betriebsart als die Gesichtsbetriebsart ausgewählt
ist.
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In
der Gesichtsbetriebsart, die nicht notwendigerweise die warme Luft
erfordert, kann der Energieverbrauch der Klimaanlage niedrig gehalten
werden, indem die Auswahl des Heizungskreislaufs, der viel Energieverbrauch
erfordert, vermieden wird. Ferner können die Schwankungen
der Temperatur von geblasener Luft aufgrund der wiederholten Betätigung
und des Ausschaltens des Kompressors 120 durch die Verwendung
des Heizungskreislaufs in der Gesichtsbetriebsart unterdrückt
werden.
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(Fünfzehnte Ausführungsform)
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Nun
wird nachstehend eine fünfzehnte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Wenn in der in der vorstehenden Referenz,
nämlich
JP-A-7-1953 ,
offenbarten Klimaanlage für ein Fahrzeug die Temperatur
des Fahrzeuginneren beim Durchführen des Heizbetriebs unter
Verwendung der Wärmepumpe niedrig wird, wird die Ansaugtemperatur
des Innenkondensators niedrig, und die erforderliche Auslasslufttemperatur
wird erhöht, wodurch eine große Wärmemenge
benötigt wird, was zu viel Energieverbrauch während
des Warmlaufens führt. Wenn folglich die Klimaanlage für
ein Fahrzeug in dem Hybridfahrzeug montiert ist, wird der Energieverbrauch
der Batterie hoch, und die Fahrdistanz mit der Batterie wird verkürzt.
Ferner kann der Energieverbrauch während des Warmlaufens
beim Durchführen des Heizbetriebs unter Verwendung des
Wärmepumpenkreislaufs so weit wie möglich niedrig
gehalten werden.
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30 ist ein Flussdiagramm, das den Verfahrensablauf
zum Bestimmen des EIN/AUS der Pumpe in der fünfzehnten
Ausführungsform der Erfindung zeigt. In Schritt S361 bestimmt
das Klimatisierungs-ESG 108, ob der in Schritt S309 berechnete Öffnungsgrad
der Luftmischklappe 163 größer als ein vorgegebener
Wert (in der Ausführungsform z. B. 10%) ist oder nicht.
Wenn das Bestimmungsergebnis NEIN ist und der Öffnungsgrad
der Luftmischklappe 163 kleiner als 10% ist, geht der Betrieb
weiter zu Schritt S362. In Schritt S362 trägt die Verwendung der
Heißwasserheizung 151 wenig zu der Erhöhung der
Ansaugtemperatur bei, so dass die elektrische Pumpe 152 ausgeschaltet
wird, um die Energieeinsparung zu erreichen.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis in Schritt S361 JA ist und der Öffnungsgrad
der Luftmischklappe 163 größer als 10%
ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S363, in dem bestimmt wird,
ob die von dem Wassertemperatursensor 215 erfasste Kühlmitteltemperatur
Tw höher als ein vorgegebener Wert (in der Ausführungsform
z. B. 25°C) ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis
NEIN ist und die Kühlmitteltemperatur niedriger als 25°C
ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S362, in dem die elektrische
Pumpe 152 ausgeschaltet wird, um die Energieeinsparung zu
erreichen. Dies liegt daran, dass selbst die Verwendung der Heißwasserheizung 151 die
Atmosphärentemperatur des ersten Innenwärmetauschers 161 aufgrund
der niedrigen durch ihn strömenden Kühlmitteltemperatur
verringert, was mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Zunahmemenge
des Wärmeaustauschs des ersten Innenwärmetauschers 161 und
einer Zunahme des Energieverbrauchs führt.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis in Schritt S363 JA ist und die Kühlmitteltemperatur
höher als 25°C ist, geht der Betrieb weiter zu
Schritt S364, in dem die elektrische Pumpe 152 eingeschaltet
wird und die Heißwasserheizung 151 verwendet wird,
um die Atmosphärentemperatur des ersten Innenwärmetauschers 161 zu
erhöhen. Wenn somit die von dem Wassertemperatursensor 215 erfasste
Kühlmitteltemperatur Tw unter einer vorgegebenen Temperatur ist,
verringert das Klimatisierungs-ESG 108 den Leistungsgrad
der elektrischen Pumpe 152 im Vergleich zu dem Fall, in
dem die Kühlmitteltemperatur gleich oder höher
als die vorgegebene Temperatur ist.
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Wenn
die Kühlmitteltemperatur Tw mit dieser Anordnung unter
der vorgegebenen Temperatur ist, kann verhindert werden, dass die
Atmosphärentemperatur des ersten Innenwärmetauschers 161 in
der Wärmepumpenheizung aufgrund des Einflusses durch die
Heißwasserheizung 151, an die das Niedertemperaturkühlmittel
geliefert wird, sinkt. Ferner wird der Leistungsgrad der elektrischen
Pumpe 152 verringert, um den Energieverbrauch in der Warmlaufzeit
niedrig zu halten.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend offenbarten Ausführungsformen
beschränkt und kann in der folgenden Weise modifiziert oder
erweitert werden. Obwohl die Erfindung in den vorstehenden dreizehnten
bis fünfzehnten Ausführungsformen zum Beispiel
auf die Klimaanlage für das Hybridauto angewendet wird,
kann die Erfindung auf jede andere Klimaanlage für ein
Fahrzeug mit einem darauf montierten wassergekühlten Verbrennungsmotor
angewendet werden.
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Es
versteht sich, dass derartige Änderungen und Modifikationen
innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen, wie er
durch die beigefügten Patentansprüche definiert
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 7-32871
A [0005, 0006, 0007, 0009, 0010]
- - JP 7-1953 A [0011, 0012, 0491, 0498]