DE102010025779A1

DE102010025779A1 - Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeug und Verfahren zu deren Steuerung

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Publication number: DE102010025779A1
Application number: DE102010025779A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Kariya Ichishi; Yukihiko Kariya Takeda; Mitsuyo Kariya Oomura; Takuya Kariya Tanihata; Hiroyuki Kariya Hayashi; Fumihiro Kariya Kuzuhara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2011-01-13

Abstract

Eine Steuerung (8) einer Klimatisierungsvorrichtung (10) steuert ein Gebläse (26), einen Kompressor (20), einen Schaltabschnitt (31, 32, 33) und eine elektrische Heizung (52), um eine Vorklimatisierung durch einen Betrieb durchzuführen, der von außerhalb des Fahrzeugs angegeben wird. Der Schaltabschnitt ändert einen Kältemitteldurchgang, so dass ein Kältekreislauf (100) in einem Kühlkreislauf oder einem Heizkreislauf betreibbar ist. Die Steuerung bewirkt, dass das Gebläse entsprechend einer Wärmequelle der Vorklimatisierung, die aus dem Kühlkreislauf, dem Heizkreislauf und der elektrischen Heizung ausgewählt wird, einen vorgegebenen Leistungsgrad hat, wenn eine Menge elektrischer Leistung, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, begrenzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern der Klimatisierungsvorrichtung.
JP-A-2006-298262 offenbart eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Wenn ein Fahrgastraum des Fahrzeugs während einer Vorklimatisierung eine große Temperaturdifferenz zwischen einem tatsächlichen Wert und einem Zielwert hat, wird ein Energieverbrauch der Klimatisierungsvorrichtung verringert, indem eine Drehzahl eines Kompressors und eine von einem Gebläse geschickte Luftmenge verringert werden.
Jedoch ist die maximale Drehzahl des Kompressors auf eine niedrige begrenzt, während das Fahrzeug parkt. Wenn daher die maximale Leistung der Klimatisierungsvorrichtung nicht erlangt wird, kann die Vorklimatisierung unzureichend sein.
JP-A-H09-142139 offenbart eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Wenn ein einlassseitiger Druck eines Kompressors der Klimatisierungsvorrichtung verringert ist, wird eine Menge an Luft, die von außen eingeleitet wird, verringert, oder eine Menge der Innenluftzirkulation wird erhöht. Das heißt, die Frostbildungsmenge wird verringert, indem ein Innenluftverhältnis erhöht wird.
Insbesondere, wenn auf einem Innenwärmetauscher Frost gebildet wird, wird ein Heizbetrieb unter Verwendung einer Wärmepumpe fortgesetzt. Der Innenwärmetauscher wird zu dieser Zeit als ein Kondensator betrieben, und ein Außenwärmetauscher wird als ein Verdampfer betrieben. Der Heizbetrieb kann fortgesetzt werden, indem eine Frostbildungsgeschwindigkeit des Außenwärmetauschers verringert wird.
Wenn bestimmt wird, dass der Außenwärmetauscher eine vorgegebene Frostmenge hat, wird die Lüftungsluftmenge verringert, während der Heizbetrieb fortgesetzt wird. Die Lüftungsluftmenge wird durch eine Außenluftmenge definiert, die in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs geblasen wird.
Die Frostbildungsgeschwindigkeit des Außenwärmetauschers wird durch Verringern der Lüftungsluftmenge verringert. Ferner wird eine Frostbildungsgrenzmenge durch Verringern der Lüftungsluftmenge erhöht. Dadurch wird verzögert, dass die Frostbildungsmenge die Frostbildungsgrenzmenge erreicht. Folglich kann der Heizbetrieb für eine lange Zeit fortgesetzt werden.
Jedoch kann durch die Verringerung der Lüftungsluftmenge eine Beschlagsbildung erzeugt werden. Ferner kann die Lüftungsluftmenge nicht geändert werden, wenn eine klimatisierte Luftmenge manuell festgelegt wird. Ferner kann das Innenluftverhältnis nicht erhöht werden, wenn eine Lufteinlassbetriebsart manuell festgelegt ist.
Angesichts der vorangehenden und anderer Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern der Klimatisierungsvorrichtung bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimatisierungsvorrichtung (10) einen Kanal (9), ein Gebläse (26), einen Kältekreislauf (100), eine elektrische Heizung (52) und eine Steuerung (8), um eine Vorklimatisierung eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs durch einen Betrieb durchzuführen, der von außerhalb des Fahrzeugs angegeben wird, während das Fahrzeug parkt. Der Kanal (9) definiert einen Durchgang mit Luft, die in einer Luftströmungsrichtung in Richtung des Fahrgastraums strömt. Das Gebläse (6) befindet sich in dem Kanal, um Luft in Richtung des Fahrgastraums zu schicken. Der Kältekreislauf (100) hat einen Kompressor (20), um Kältemittel zu komprimieren und das komprimierte Kältemittel auszustoßen, einen ersten Innenwärmetauscher (61), der in dem Kanal angeordnet ist, um Luft in dem Kanal durch Kondensieren von Kältemittel, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird, zu heizen, einen Dekompressor (22, 24), um ein aus dem ersten Innenwärmetauscher (61) strömendes Kältemittel zu dekomprimieren, einen Außenwärmetauscher (23), der sich außerhalb des Kanals befindet, um Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher (61) strömt, durch Austauschen von Wärme mit Luft außerhalb des Kanals zu verdampfen, einen zweiten Innenwärmetauscher (62), der sich in der Luftströmungsrichtung stromaufwärtig von dem ersten Innenwärmetauscher (61) befindet, um Luft in dem Kanal durch Verdampfen von Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher (61) strömt, zu kühlen, und einen Schaltabschnitt (31, 32, 33), um einen Durchgang von Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher (62) strömt, zwischen dem Außenwärmetauscher (23) und dem zweiten Innenwärmetauscher (62) zu wechseln, so dass der Kältekreislauf in einem Kühlkreislauf oder Heizkreislauf betreibbar ist. Die elektrische Heizung (52) befindet sich in der Luftströmungsrichtung stromabwärtig von dem ersten Innenwärmetauscher (61), um Luft in dem Kanal unter Verwendung von elektrischer Leistung zu heizen. Die Steuerung (8) steuert wenigstens das Gebläse, den Kompressor, den Schaltabschnitt und die elektrische Heizung. Die Steuerung bewirkt, dass das Gebläse entsprechend einer Wärmequelle der Vorklimatisierung, die aus dem Kühlkreislauf, dem Heizkreislauf und der elektrischen Heizung ausgewählt wird, einen vorgegebenen Leistungsgrad hat, wenn eine Menge an elektrischer Leistung, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, begrenzt ist.
Folglich kann die Vorklimatisierung effizient durchgeführt werden. Wenn gemäß einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung eine Klimatisierungsvorrichtung einen Innenwärmetauscher (218, 219), einen Außenwärmetauscher (215) und einen Kompressor (214) hat, um Kältemittel zwischen dem Innenwärmetauscher und dem Außenwärmetauscher zu zirkulieren, um basierend auf einer Zieltemperatur einen Heizbetrieb unter Verwendung eines Wärmepumpenkreislaufs durchzuführen, hat ein Verfahren zum Steuern der Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug ungehindert durch eine manuelle Betriebsart eine Lastverringerung des Heizbetriebs gemäß einer Temperatursenkung des Außenwärmetauschers. Das Verringern der Last wird durch das Steuern einer Drehzahl des Kompressors (S101c, S104d, S104e, S105d, S105e, S106d, S106e, S107e) und/oder das Steuern der Zieltemperatur (S108b) und/oder das Steuern einer Heizvorrichtung zur Unterstützung des Heizbetriebs (S102c, S108c) und/oder das Steuern eines Leistungsgrads eines Außenventilators zum Schicken von Luft an den Außenwärmetauscher (S103c) durchgeführt.
Folglich kann die Frostbildung verringert werden, so dass der Heizbetrieb lange Zeit fortgesetzt werden kann.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Ausführungsform werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, deutlicher, wobei in den Zeichnungen:
1 ein Blockdiagramm ist, das ein Steuerungssystem eines Hybridautos mit einer Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 eine schematische Ansicht ist, die die Klimatisierungsvorrichtung darstellt;
3 ein Blockdiagramm ist, das ein Steuerungssystem der Klimatisierungsvorrichtung darstellt;
4 ein Flussdiagramm ist, das eine Hauptprozedur eines Klimatisierungs-ESG der Klimatisierungsvorrichtung darstellt;
5 ein Flussdiagramm ist, das eine TAO-Berechnung der Hauptprozedur darstellt;
6 ein Flussdiagramm ist, das eine Wärmequellenauswahl der Hauptprozedur darstellt;
7 ein Flussdiagramm ist, das eine Gebläsespannungsbestimmung der Hauptprozedur darstellt;
8(a) ein Diagramm ist, das eine Gebläsespannungsbestimmung darstellt, wenn ein Kühlkreislauf als eine Wärmequelle ausgewählt ist, 8(b) ein Diagramm ist, das eine Gebläsespannungsbestimmung darstellt, wenn ein Heizkreislauf als eine Wärmequelle ausgewählt ist, 8(c) ein Diagramm ist, das eine Gebläsespannungsbestimmung darstellt, wenn eine elektrische Heizung als eine Wärmequelle ausgewählt ist;
9 ein Flussdiagramm ist, das eine Lufteinlassbetriebsartbestimmung der Hauptprozedur darstellt;
10 ein Flussdiagramm ist, das eine Luftauslassbetriebsartbestimmung der Hauptprozedur darstellt;
11 ein Flussdiagramm ist, das eine Heizungsbetriebsanzahlbestimmung der Hauptprozedur darstellt;
12 ein Flussdiagramm ist, das eine TAO-Berechnung einer Hauptprozedur eines Klimatisierungs-ESG einer Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
13 ein Flussdiagramm ist, das eine Gebläsespannungsbestimmung einer Hauptprozedur eines Klimatisierungs-ESG einer Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
14 ein Schemadiagramm ist, das eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform mit einem KALT-Kreislauf darstellt;
15 ein Schemadiagramm ist, das die Klimatisierungsvorrichtung mit einem HEISS-Kreislauf darstellt;
16 ein Schemadiagramm ist, das die Klimatisierungsvorrichtung mit einem DRY_EVA-Kreislauf darstellt;
17 ein Schemadiagramm ist, das die Klimatisierungsvorrichtung mit einem DRY_ALL-Kreislauf darstellt;
18 eine Magnetventilbetriebstabelle in Bezug auf einen Kreislauf der Klimatisierungsvorrichtung ist;
19 ein Blockdiagramm ist, das die Klimatisierungsvorrichtung darstellt;
20 ein Flussdiagramm ist, das ein Klimatisierungssteuerungsverfahren der Klimatisierungsvorrichtung darstellt;
21 ein Flussdiagramm ist, das eine Kreislauf- und PTC-Auswahl darstellt;
22 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung darstellt;
23 ein Kennfeld ist, das eine Beziehung zwischen einer Druckabweichung und einem Abweichungsänderungsverhältnis darstellt;
24 ein Flussdiagramm ist, das eine Frostbildungsbestimmung ein Entfrostungssteuerung darstellt;
25 ein Diagramm ist, das einen Frostbildungsgrad eines Außenwärmetauschers darstellt;
26 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt;
27 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt;
28 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt;
29 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung gemäß einer achten Ausführungsform darstellt;
30 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung gemäß einer neunten Ausführungsform darstellt;
31 ein Diagramm ist, das eine Feuchtigkeitsdifferenz zwischen einem sonnigen Tag und einem regnerischen Tag darstellt;
32 ein Diagramm ist, das eine Feuchtigkeitsvariation eines Tags in Bezug auf den sonnigen und den regnerischen Tag darstellt;
33 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung gemäß einer zehnten Ausführungsform darstellt; und
34 ein Flussdiagramm ist, das eine Kompressordrehzahlbestimmung gemäß einer elften Ausführungsform darstellt.
(Erste Ausführungsform)
Eine Klimatisierungsvorrichtung 10 einer ersten Ausführungsform wird unter Bezug auf 1–11 beschrieben. 1–4 werden nicht nur auf die erste Ausführungsform, sondern auch auf die folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen angewendet.
Die Klimatisierungsvorrichtung 10 ist in einem Hybridauto montiert. Wie in 1 gezeigt, hat das Hybridauto einen Motor 1, einen Motorgenerator 2, ein Motor-ESG 3, ein Klimatisierungs-ESG 8, eine Batterie 4 und ein Hybrid-ESG 6. Der Motor 1 erzeugt Leistung zum Antreiben des Hybridautos durch Explosion und Verbrennung von Flüssigbrennstoff, wie etwa Benzin. Der Motorgenerator 2 arbeitet als ein Motor und ein Generator zum Unterstützen des Antriebs des Hybridautos. Das Motor-ESG 3 steuert zum Beispiel die Brennstoffmenge und die Warmlaufzeit des Motors 1. Das Klimatisierungs-ESG 8 steuert eine Klimatisierung eines Fahrgastraums des Hybridautos. Die Batterie 4 liefert elektrische Leistung an den Motor-Generator 2, das Motor-ESG 3, Inneneinheiten und Komponenten eines Kältekreislaufs 100 von 2. Das Hybrid-ESG 6 steuert den Motorgenerator 2, einen (nicht gezeigten) Direktantriebsmechanismus und eine elektromagnetische Kupplung 7 und gibt ein Steuersignal an das Motor-ESG 3 aus.
Das Hybrid-ESG 6 ändert eine Antriebskraftquelle für Räder des Hybridautos zwischen dem Motor 1 und dem Motorgenerator 2. Ferner steuert das Hybrid-ESG 6 das Laden und Entladen der Batterie 4.
Insbesondere überträgt das Hybrid-ESG 6, abgesehen von einer Bremszeit, während das Fahrzeug fährt, eine Antriebskraft des Motors 1 an die Räder. Während der Bremszeit wird der Motor 1 vorübergehend abgekoppelt, und von dem Motorgenerator 2 erzeugte Leistung lädt die Batterie 4.
Eine Antriebslast ist zur Zeit des Startens oder der Beschleunigung hoch. Zu dieser Zeit werden sowohl die Antriebskraft des Motors 1 als auch die Antriebskraft des Motorgenerators 2 an die Räder übertragen.
Wenn eine Ladungsmenge der Batterie 4 geringer als ein Zielwert wird, während der Motor 1 betrieben wird, wird die Antriebskraft des Motors 1 an den Motorgenerator 2 übertragen, und die von dem Motorgenerator 2 erzeugte Leistung lädt die Batterie 4 durch einen Inverter 5.
Wenn die Ladungsmenge der Batterie 4 niedriger als der Zielwert ist, während das Auto angehalten ist, wird der Motor 1 von dem Motor-ESG 3 aktiviert, und die Antriebskraft des Motors 1 wird an den Motorgenerator 2 übertragen.
Die Batterie 4 hat eine Ladeeinheit zum Laden von Leistung, wenn durch die Klimatisierung und das Fahren elektrische Leistung verbraucht wird. Die Batterie 4 besteht zum Beispiel aus einer Nickelhydridspeicherbatterie. Die Ladeeinheit hat eine Steckdose, die mit einer Elektrizitätsversorgungsquelle, wie etwa einem Elektrizitätswerk oder einer Leistungsquelle eines Stromversorgungsunternehmens, verbunden werden soll. Die Batterie 4 wird geladen, indem die elektrische Leistungsquelle mit der Steckdose der Ladeeinheit verbunden wird.
Wie in 2 gezeigt, hat die Klimatisierungsvorrichtung 10 einen Kanal 9, ein Gebläse 26 und das Klimatisierungs-ESG 8. Luft wird durch den Kanal 9 an den Fahrgastraum geschickt. Das Zentrifugalgebläse 26 erzeugt eine Luftströmung in dem Kanal 9. Das Klimatisierungs-ESG 8 wird betrieben, wenn Leistung von dem Dampfkompressionskältekreislauf 100 und der Batterie 4 geliefert wird. Das Klimatisierungs-ESG 8 entspricht einer Klimatisierungssteuervorrichtung, um die automatische Steuerung durchzuführen.
Der Kanal 9 ist an einer Vorderseite des Fahrgastraums des Hybridautos angeordnet. Ein Innen-/Außenluftumschaltkasten mit Einlässen 17, 18 befindet sich an einer stromaufwärtigsten und windwärtigsten Seite des Kanals 9. Luft im Inneren des Fahrgastraums wird durch den Einlass 17 angesaugt, und Luft außerhalb des Fahrgastraums wird durch den Einlass 18 eingesaugt.
Eine Einstelllappe 19 ist drehbar an den Innenseiten der Einlässe 17, 18 gelagert. Die Klappe 19 wird von einem (nicht gezeigten) Aktuator, wie etwa einem Servomotor, angetrieben. Die Klappe 19 ändert die Lufteinlassbetriebsart zwischen der Innenluftzirkulationsbetriebsart, der Außenlufteinleitungsbetriebsart und der Innen- und Außenlufteinleitungsbetriebsart.
Während der Innenluftzirkulationsbetriebsart ist der Einlass 17 ganz geöffnet, und der Einlass 18 ist ganz geschlossen. Während der Außenlufteinleitungsbetriebsart ist der Einlass 17 ganz geschlossen, und der Einlass 18 ist ganz geöffnet. Während der Innen- und Außenlufteinleitungsbetriebsart ist der Einlass 17 halb geöffnet, und der Einlass 18 ist halb geöffnet. Die Klappe 19 kann zusammen mit dem Innen-/Außenluftumschaltkasten und dem Aktuator einem Innen- und Außenlufteinstellabschnitt entsprechen.
Ein Luftauslassumschaltkasten ist an einer stromabwärtigsten oder leewärtigsten Seite des Kanals 9 angeordnet. Der Kasten hat einen Entfrosterauslass 11, der hauptsächlich warme Luft gegen eine Innenseite einer vorderen Windschutzscheibe des Hybridautos bläst, einen Gesichtsauslass 12, der hauptsächlich gekühlte Luft in Richtung des Kopfs oder des Brustteils des Insassen bläst, und einen Fußauslass 13, der hauptsächlich warme Luft in Richtung des Fußes des Insassen bläst.
Eine Entfrosterklappe 14, eine Gesichtsklappe 15 und eine Fußklappe 16 sind jeweils als eine Betriebsartumschaltklappe drehbar auf Innenseiten der Auslässe 11, 12, 13 gelagert. Die Klappe 14, 15, 16 wird von einem (nicht gezeigten) Aktuator, wie etwa einem Servomotor, angetrieben und ändert die Luftauslassbetriebsart zwischen der Gesichtbetriebsart, der Zweihöhenbetriebsart, der Fußbetriebsart, der Fuß-Entfrosterbetriebsart und der Entfrosterbetriebsart.
Während der Gesichtsbetriebsart ist nur der Gesichtsauslass 12 geöffnet. Während der Zweihöhenbetriebsart sind der Gesichtsauslass 12 und der Fußauslass 13 geöffnet. Während der Fußbetriebsart ist nur der Fußauslass 13 geöffnet. Während der Fuß-Enffrosterbetriebsart sind der Entfrosterauslass 11 und der Fußauslass 13 geöffnet. Während der Entfrosterbetriebsart ist nur der Entfrosterauslass 11 geöffnet. Die Klappe 14, 15, 16 kann zusammen mit dem Auslass 11, 12, 13 und dem Aktuator einem Auslassbetriebsartumschaltabschnitt entsprechen.
Das Gebläse 26 hat einen Zentrifugal-Mehrflügelventilator 27 und einen Gebläsemotor 28. Der Ventilator 27 ist drehbar in einem Spiralgehäuse aufgenommen, das integral mit dem Kanal 9 hergestellt ist. Der Motor 28 treibt den Ventilator 27 an. Eine Gebläsespannung wird durch eine (nicht gezeigte) Motorantriebsschaltung an den Motor 28 angelegt. Die Luftmenge wird basierend auf der Spannung gesteuert. Das heißt, eine Drehzahl des Motors 28 wird basierend auf der Spannung gesteuert.
Der Kältekreislauf 100 hat einen Kühlkreislauf und einen Heizkreislauf und ist aufgebaut durch: einen Kältemittelkompressor 20, einen ersten Innenwärmetauscher 61, einen ersten Dekompressor 22, einen Außenwärmetauscher 23, einen zweiten Dekompressor 24, einen zweiten Innenwärmetauscher 62, einen Akkumulator 25, einen Kältemitteldurchgangsumschaltabschnitt und eine Rohrleitung, um die vorstehenden Komponenten in einer Ringform zu verbinden.
Eine Strömungsrichtung des Kältemittels wird basierend auf einer Klimatisierungsbetriebsart geändert. Die Klimatisierungsbetriebsart wird festgelegt, indem eine Kühlbetriebsart, eine Heizbetriebsart und eine Entfeuchtungsbetriebsart ausgewählt werden.
Der Kompressor 20 hat einen Kompressionsabschnitt und einen (nicht gezeigten) Elektromotor. Der Kompressionsabschnitt komprimiert Gaskältemittel, das durch einen Einlass eingesaugt wird, und stößt das komprimierte Hochtemperatur-Hochdruckgaskältemittel durch einen Auslass aus. Der Elektromotor treibt den Kompressionsabschnitt an.
Der Kompressor 20 hat einen Inverter 30, um eine Drehzahl des Kompressors 20 basierend auf einem von dem Klimatisierungs-ESG 8 ausgegebenen Signal zu steuern. Der Inverter 30 kann einem Drehzahlsteuerungsabschnitt entsprechen.
Aufgrund des Inverters 30 ist von der Batterie 4 an den Elektromotor angelegte Leistung kontinuierlich oder schrittweise variabel. Die Drehzahl des Elektromotors des Kompressors 20 wird durch die angelegte Leistungsänderung geändert. Folglich wird die Kältemittelausstoßmenge geändert. Das heißt, die Menge an in dem Kältekreislauf 100 zirkulierendem Kältemittel wird von dem Inverter 30 gesteuert, so dass die Heizkapazität des ersten Innenwärmetauschers 61 und die Kühlkapazität des zweiten Innenwärmetauschers 62 gesteuert werden.
Der erste Innenwärmetauscher 61 wird immer als ein Kältemittelkondensator betrieben, und der zweite Innenwärmetauscher 62 wird immer als ein Kältemittelverdampfer betrieben. Der Außenwärmetauscher 23 wird während der Kühlbetriebsart und der kühlungsseitigen Entfeuchtungsbetriebsart als ein Kältemittelkondensator betrieben. Der Außenwärmetauscher 23 wird während der Heizbetriebsart und der heizungsseitigen Entfeuchtungsbetriebsart als ein Kältemittelverdampfer betrieben.
Der erste Dekompressor 22 ist ein Kapillarrohr, um Kältemittel, das während der Heizbetriebsart und der Entfrostungs-Heizbetriebsart aus dem ersten Innenwärmetauscher 61 strömt, zu dekomprimieren. Der erste Dekompressor 22 kann ein Temperaturexpansionsventil, ein elektromotorisches Expansionsventil oder eine Mündung sein. Zum Beispiel kann der erste Dekompressor 22 eine feste Drossel, wie etwa ein Kapillarrohr oder eine Mündung, sein, weil die feste Drossel kostengünstig und störungsfrei ist.
Der Außenwärmetauscher 23 ist außerhalb des Fahrgastraums angeordnet. Zum Beispiel ist der Außenwärmetauscher 23 an einem Platz angeordnet, an dem es leicht ist, Fahrtwind aufzunehmen. Wärme wird zwischen Kältemittel, das im Inneren des Außenwärmetauschers 23 strömt, und Außenluft, die von einem Ventilator 29 geschickt wird, ausgetauscht.
Der Außenwärmetauscher 23 arbeitet während der Heizbetriebsart und der Entfeuchtungsbetriebsart als ein Kältemittelverdampfer. Von dem ersten Dekompressor 22 dekomprimiertes Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel wird durch den Wärmeaustausch mit Außenluft verdampft.
Der Außenwärmetauscher 23 arbeitet während der Kühlbetriebsart als ein Kältemittelkondensator. Kältemittel das aus dem ersten Innenwärmetauscher 61 strömt, wird durch den Wärmeaustausch mit Außenluft kondensiert.
Der zweite Dekompressor 24 ist ein Kapillarrohr, um Kältemittel, das während der Kühlbetriebsart aus dem Außenwärmetauscher 23 strömt, zu dekomprimieren. Der zweite Dekompressor 24 kann ein Temperaturexpansionsventil, ein elektromotorisches Expansionsventil oder eine Mündung sein. Zum Beispiel kann der erste Dekompressor 22 eine feste Drossel, wie etwa ein Kapillarrohr oder eine Mündung sein, weil die feste Drossel kostengünstig und störungsfrei ist.
Der zweite Innenwärmetauscher 62 ist in dem Kanal 9 angeordnet und arbeitet während der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsbetriebsart als ein Kältemittelverdampfer. Von dem zweiten Dekompressor 24 und dem ersten Dekompressor 22 dekomprimiertes Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel wird durch den Wärmeaustausch mit Luft in dem Kanal 9 verdampft. Kältemittel, das durch das Innere des zweiten Innenwärmetauschers 62 strömt, wird verdampft und absorbiert latente Wärme aus Luft, die den zweiten Innenwärmetauscher 62 durchläuft. Auf diese Weise wird Luft, die den zweiten Innenwärmetauscher 62 durchläuft, gekühlt und entfeuchtet.
Der Akkumulator 25 trennt Kältemittel in flüssiges Kältemittel und Gaskältemittel. Der Akkumulator 25 entspricht einem Gas-/Flüssigkeitsabscheider. Der Akkumulator 25 lagert flüssiges Kältemittel und liefert nur Gaskältemittel an den Kompressor 20. Alternativ kann ein Sammler als der Gas-/Flüssigkeitsabscheider verwendet werden. Der Sammler ist zwischen dem ersten Innenwärmetauscher 61 und dem ersten Dekompressor 22 befestigt oder ist zwischen dem Außenwärmetauscher 23 und dem zweiten Dekompressor 24 befestigt.
Eine Luftmischklappe 63 ist ohne Verwendung eines Vierwegeventils drehbar an einem Lufteinlassteil des ersten Innenwärmetauschers 61 montiert. Folglich kann die Wärmeabfuhr von dem ersten Innenwärmetauscher 61 beschränkt werden.
Die Luftmischklappe 63 schließt den ersten Innenwärmetauscher 61 während der Kühlbetriebsart und öffnet den ersten Innenwärmetauscher 61 während der Heizbetriebsart und der Entfeuchtungsbetriebsart, so dass der erste Innenwärmetauscher 61 als ein Kältemittelkondensator arbeitet. Die Luftmischklappe 63 wird von einem (nicht gezeigten) Aktuator, wie etwa einem Schrittmotor oder einem Servomotor, angetrieben. Ein Öffnen der Klappe 63 wird von dem Klimatisierungs-ESG 8 gesteuert.
Eine Heißwasserheizung 51 ist zwischen dem ersten Innenwärmetauscher 61 und der Luftmischklappe 63 angeordnet. Die Heizung 51 heizt Luft in dem Kanal 9 unter Verwendung von Kühlwasser für den Motor 1 als eine Wärmequelle. Eine (nicht gezeigte) elektrische Pumpe ist in einem Heißwasserkreis zwischen dem Motor 1 und der Heizung 51 angeordnet. Die elektrische Pumpe lässt das Kühlwasser zu der Heizung 51 zirkulieren. Die elektrische Pumpe wird basierend auf einem Signal gesteuert, das von dem Klimatisierungs-ESG 8 ausgegeben wird. Eine Zirkulationsmenge des Kühlwassers wird durch Steuern einer Drehzahl der Pumpe gesteuert.
Eine elektrische Heizung 52 ist zwischen dem ersten Innenwärmetauscher 61 und dem Auslassumschaltkasten angeordnet. Die Heizung 52 heizt Luft in dem Kanal 9 unter Verwendung von elektrischer Leistung, die von der Batterie 4 geliefert wird. Die elektrische Heizung 52 hat mehrere Leitungen. Elektrizität wird durch eine (nicht gezeigte) Heizungsantriebsschaltung geliefert. Die Anzahl der Leitungen, die Elektrizität aufnehmen, wird basierend auf einem von dem Klimatisierungs-ESG 8 ausgegebenen Signal gesteuert.
Ein elektromagnetisches Ventil 31, 32, 33 entspricht einem Schaltabschnitt des Kältemitteldurchgangs. Der Schaltabschnitt ändert eine Strömungsrichtung von Kältemittel, das durch den Kältekreislauf 100 zirkuliert. Ein Kältemittelweg des Kühlbetriebs ist durch einen Pfeil C von 2 definiert. Ein Kältemittelweg des Heizbetriebs ist durch einen Pfeil H von 2 definiert. Ein Kältemittelweg des Entfeuchtungsbetriebs ist durch einen Pfeil D von 2 definiert. Ein Kältemittelweg des Entfeuchtungs- und Heizbetriebs ist durch den Pfeil D·H von 2 definiert. Ein Kältemittelweg des Entfeuchtungs- und Kühlbetriebs ist durch den Pfeil D·C von 2 definiert. Ein Kältemittelweg des Entfrostungsbetriebs ist in 2 nicht gezeigt. Das Ventil 31, 32, 33 wird geöffnet, wenn Elektrizität zugeführt wird. Das Ventil 31, 32, 33 ist geschlossen, wenn die Elektrizitätszufuhr ausgeschaltet ist.
Das erste Ventil 31 öffnet oder schließt einen ersten Kältemitteldurchgang X. Während der Heizbetriebsart und der Heizungs-Entfeuchtungsbetriebsart strömt Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher 61 strömt, in dieser Reihenfolge durch den ersten Dekompressor 22, den Außenwärmetauscher 23 und den Akkumulator 25. Das erste Ventil befindet sich an einem Kältemitteldurchgang 41 zum Heizen. Der Durchgang 41 verbindet einen Verzweigungsteil stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 23 und einen Zusammenflussteil stromaufwärtig von dem Akkumulator 25.
Das zweite Ventil öffnet oder schließt einen zweiten Kältemitteldurchgang Y. Während der Kühlungs-Entfeuchtungsbetriebsart strömt Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher 61 strömt, in dieser Reihenfolge durch den ersten Dekompressor 22, den zweiten Innenwärmetauscher 62 und den Akkumulator 25. Das zweite Ventil 32 befindet sich an einem Kältemittelumleitungsdurchgang 42 zur kühlenden Entfeuchtung. Der Durchgang 42 verbindet einen Verzweigungsteil stromaufwärtig von dem zweiten Dekompressor 24 und einen Zusammenflussteil stromabwärtig von dem zweiten Dekompressor 24, um den zweiten Kompressor 24 zu umgehen.
Das dritte Ventil 33 öffnet oder schließt einen dritten Kältemitteldurchgang Z. Während der Kühlbetriebsart und der Kühlungs-Entfeuchtungsbetriebsart strömt aus dem ersten Innenwärmetauscher 61 strömendes Kältemittel durch den Außenwärmetauscher 23, den zweiten Dekompressor 24, den zweiten Innenwärmetauscher 62 und den Akkumulator 25 in dieser Reihenfolge. Das dritte Ventil 33 befindet sich an einem Kältemittelumleitungsdurchgang 43 zum Kühlen. Der Durchgang 43 verbindet eine stromabwärtige Seite des ersten Innenwärmetauschers 61 und eine stromaufwärtige Seite des Innenwärmetauschers 23, um den ersten Dekompressor 22 zu umgehen.
Der erste Kältemitteldurchgang X verbindet während der Heizungs-Entfeuchtungsbetriebsart einen Verzweigungsteil 45 stromabwärtig von dem ersten Dekompressor 22 und einen Zusammenflussteil 46 stromaufwärtig von dem Akkumulator 25. Aufgrund des ersten Kältemitteldurchgangs X kann Kältemittel durch den Außenwärmetauscher 23, der dem Kältemittelverdampfer entspricht, strömen.
Der zweite Kältemitteldurchgang Y verbindet während der Kühlungs-Entfeuchtungsbetriebsart den Verzweigungsteil 45 stromabwärtig von dem ersten Dekompressor 22 und einen Zusammenflussteil 46 stromaufwärtig von dem Akkumulator 25. Aufgrund des zweiten Kältemitteldurchgangs Y kann Kältemittel unter Umgehung des zweiten Dekompressors 24 durch den zweiten Innenwärmetauscher 62, der dem Kältemittelverdampfer entspricht, strömen.
Aufgrund des dritten Kältemitteldurchgangs Z strömt Kältemittel während der Kühlbetriebsart und der Kühlungs-Entfeuchtungsbetriebsart unter Umgehung des ersten Dekompressors 22 durch den Außenwärmetauscher 23, der dem Kältemittelkondensator entspricht. Ferner strömt Kältemittel durch den zweiten Dekompressor 24 durch den zweiten Innenwärmetauscher 62, der dem Kältemittelverdampfer entspricht.
Ein Steuerungssystem der Klimatisierungsvorrichtung 10 wird unter Bezug auf 3 beschrieben. Das Klimatisierungs-ESG 8 hat einen Mikrocomputer 8a, eine Eingangsschaltung 8b und eine Ausgangsschaltung 8c. Signale werden von einer Vielfalt an Schaltern eines Bedienfelds 40, das sich auf einer Vorderseite des Fahrgastraums befindet, in die Eingangsschaltung 8c eingegeben. Sensorsignale werden von den Sensoren 111–116 in die Eingangsschaltung 8b eingegeben. Ein Vorklimatisierungsbefehlssignal wird von einem persönlichen digitalen Endgerät 50, das nachstehend beschrieben werden soll, gesendet und wird in die Eingangsschaltung 8b eingegeben. Die Ausgangsschaltung 8c sendet Signale an die Aktuatoren M1–M6.
Der Mikrocomputer 8a hat einen Speicher, wie etwa einen ROM oder RAM und eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), etc. Eine Vielfalt an Programmen ist in dem Mikrocomputer 8a gespeichert und wird verwendet, um basierend auf einem von dem Bedienfeld 40 eingegebenen Signal Berechnungen durchzuführen.
Das Bedienfeld 40 hat einen Klimatisierungsschalter, einen Lufteinlassbetriebsartänderungsschalter, einen Temperaturfestlegungsschalter, eine Luftmengenänderungsschalter und einen Luftauslassbetriebsartänderungsschalter. Der Klimatisierungsschalter wird verwendet, um den Kompressor 20 zu betätigen oder auszuschalten. Der Lufteinlassbetriebsartänderungsschalter wird verwendet, um die Lufteinlassbetriebsart zu ändern. Der Temperaturfestlegungsschalter wird verwendet, um eine Temperatur des Fahrgastraums festzulegen. Der Luftmengenänderungsschalter wird verwendet, um die Menge an Luft, die durch das Gebläse 26 an den Fahrgastraum geschickt wird, zu ändern. Der Luftauslassbetriebsartänderungsschalter wird verwendet, um die Luftauslassbetriebsart zu ändern.
Der Innenlufttemperatursensor 111 erfasst eine Temperatur von Luft im Inneren des Fahrgastraums. Der Außenlufttemperatursensor 112 erfasst eine Temperatur von Luft außerhalb des Fahrgastraums. Der Sonnenstrahlungssensor 113 erfasst eine Menge der Sonnenstrahlung, die in den Fahrgastraum gestrahlt wird. Der Verdampferauslasstemperatursensor 114 erfasst eine Temperatur von Luft direkt nach dem Durchlaufen des zweiten Innenwärmetauschers 62, der dem Kältemittelverdampfer des Kältekreislaufs 100 entspricht. Der Wassertemperatursensor 115 erfasst eine Temperatur des an die Heißwasserheizung 51 zugeführten Kühlwassers. Der Sitzsensor 116 erfasst, ob ein Insasse auf einem Sitz in dem Fahrgastraum sitzt.
Das von dem Mikrocomputer 8a ausgegebene Signal hat aufgrund der Ausgangsschaltung 8c eine D/A-Wandlung und Verstärkung. Das Signal wird als ein Antriebssignal an den Aktuator M1–M6 ausgegeben, um jede der Klappen 14–16, 19, 63, das Gebläse 26, den Kompressor 20 und die elektrische Heizung 52 anzutreiben.
Eine Person hat das persönliche digitale Endgerät 50, das bedient werden soll, wenn die Vorklimatisierung des Fahrgastraums durchgeführt werden soll, bevor die Person in das Auto einsteigt. Wenn das Klimatisierungs-ESG 8 von dem persönlichen digitalen Endgerät 50 ein Signal empfängt, das die Vorklimatisierung anzeigt, führt ein vorgegebenes Programm eine Rechnung durch, so dass die Vorklimatisierung begonnen wird.
Die Person bedient das persönliche digitale Endgerät 50 und sendet über ein Kommunikationszentrum eine Anweisung für die Vorklimatisierung an die Klimatisierungsvorrichtung 10. Folglich kann der Fahrgastraum angenehm gemacht werden, bevor die Person in das Auto einsteigt.
Ein Steuerungsverfahren der Vorklimatisierung, das von dem Klimatisierungs-ESG 8 durchgeführt wird, wird unter Bezug auf 4–11 beschrieben. Das Klimatisierungs-ESG 8 startet den Betrieb gemäß einer in 4 gezeigten Hauptprozedur, wenn das Befehlssignal für die Vorklimatisierung von dem persönlichen digitalen Endgerät 50 empfangen wird oder wenn ein Zündschalter des Autos eingeschaltet wird.
Bei S1 wird das in dem Speicher, wie etwa dem ROM und RAM, gespeicherte Steuerprogramm gestartet und in dem RAM gespeicherte Daten werden initialisiert.
Bei Schritt S2 wird beurteilt, um eine Klimatisierung, die durchgeführt werden soll, eine Vorklimatisierung oder normale Klimatisierung während der Fahrtzeit ist. Die Vorklimatisierung kann nur durchgeführt werden, wenn der Zündschalter des Autos AUS ist, oder nur, wenn kein Signal an das Klimatisierungs-ESG 8 geendet wird, das die Anwesenheit eines Menschen anzeigt. Die Beurteilung von S2 wird durch einen Zustand des Zündschalters oder des Sitzsensors 116 durchgeführt.
Wenn der Zündschalter EIN ist oder wenn von dem Sitzsensor 116 ein Insasse erfasst wird, bestimmt das Klimatisierungs-ESG 8, dass eine normale Klimatisierung zu Fahrtzeit durchgeführt werden soll.
Wenn der Zündschalter AUS ist oder wenn von dem Sitzsensor 116 kein Insasse erfasst wird, bestimmt das Klimatisierungs-ESG 8, dass eine Vorklimatisierung durchgeführt werden soll.
Bei S3 wird ein von dem Schalter des Bedienfelds 40 ausgegebenes Signal gelesen. Bei S4 wird ein von dem Sensor 111, 112, 113, 114, 115 ausgegebenes Signal gelesen.
Bei S5 wird ein in 5 gezeigtes Programm als eine Berechnung einer Zielauslasslufttemperatur TAO ausgeführt. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Berechnung von TAO zeigt.
Bei S21 wird die Zielauslasslufttemperatur TAO unter Verwendung eines in dem ROM gespeicherten Ausdrucks 1 berechnet. Die Zieltemperatur TAO wird als eine Grundtemperatur für Luft, die in Richtung des Fahrgastraums ausgeblasen wird, verwendet.
(Ausdruck 1) TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × Ts + C
Ein Wert von Tsoll ist eine Temperatur, die von dem Insassen in dem Fahrgastraum festgelegt wird. Ein Wert von Tr ist eine Innenlufttemperatur, die von dem Innenlufttemperatursensor 111 erfasst wird. Ein Wert von Tam ist eine Außenlufttemperatur, die von dem Außenlufttemperatursensor 112 erfasst wird. Ein Wert von Ts ist eine Sonnenstrahlungsmenge, die von dem Sonnenstrahlungssensor 113 erfasst wird.
Ein Wert von Ksoll wird als eine Temperaturverstärkung festgelegt. Ein Wert von Kr stellt eine Verstärkung für die Innenlufttemperatur dar. Ein Wert von Kam stellt eine Verstärkung für die Außenlufttemperatur das. Ein Wert von Ks stellt eine Verstärkung für die Sonnenstrahlungsmenge dar. Ein Wert von C stellt eine Korrekturkonstante in Bezug auf den gesamten Ausdruck 1 dar.
Bei S22 wird beurteilt, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Vorklimatisierung ist oder nicht. Wenn eine normale Klimatisierung zur Fahrtzeit durchgeführt wird (Nein bei S22), wird S23 durchgeführt.
Bei S23 wird während der normalen Klimatisierung der bei S21 berechnete Wert von TAO als eine Basiszielauslasslufttemperatur angewendet. Wenn eine Vorklimatisierung durchgeführt werden soll, (Ja bei Schritt S22) wird S24 durchgeführt.
Bei S24 wird eine Klimatisierungslast beurteilt. Insbesondere wird eine Differenz zwischen der von dem Sensor 111 erfassten Innenlufttemperatur und der bei S21 berechneten Zieltemperatur TAO als kleiner als ein vorgegebener Wert, wie etwa 5°C, bestimmt. Wenn die Differenz gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist (Nein bei Schritt S24), wird die Klimatisierungslast als hoch bestimmt, und S23 wird durchgeführt.
Wenn die Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist (Ja bei Schritt S24) ist, wird die Klimatisierungslast als klein bestimmt, und S25 wird durchgeführt.
Bei S25 wird ein Korrekturbetrag der Zieltemperatur TAO berechnet, um den Insassen die Vorklimatisierung sicher führen zu lassen. Zum Beispiel wird der Korrekturbetrag berechnet, indem die Einstelltemperatur von der Zieltemperatur TAO subtrahiert wird und indem das Subtraktionsergebnis durch drei geteilt wird.
Bei S26 wird der bei S25 berechnete Korrekturbetrag zu dem bei S21 berechneten TAO-Wert addiert. Ferner wird der korrigierte TAO-Wert mit 1°C verglichen. Wenn der korrigierte TAO-Wert größer als 1°C ist, wird der korrigierte TAO-Wert in dem folgenden Berieb verwendet. Wenn der korrigierte TAO-Wert kleiner als 1°C ist, wird der TAO-Wert in dem folgenden Betrieb als 1°C festgelegt.
Wenn der TAO-Wert während eines Kühlbetriebs niedriger als 1°C festgelegt wird, kann der zweite Innenwärmetauscher 62, der dem Verdampfer entspricht, einen Frost haben. Aufgrund von S26 kann das Einfrieren des zweiten Innenwärmetauschers 62 beschränkt werden.
Wenn die Korrektur nicht durchgeführt wird, ist es für den Insassen schwierig, die Vorklimatisierung zu fühlen, wenn die Klimatisierungslast zum Kühlen oder Heizen klein ist. In diesem Fall wird die Zieltemperatur TAO der Vorklimatisierung im Vergleich zur Klimatisierung zur Zeit des normalen Fahrens auf eine starke Seite korrigiert. Daher kann der Insasse die Vorklimatisierung sicher spüren. Ferner kann der Energieverbrauch für die Klimatisierung zur normalen Fahrzeit reduziert werden, so dass die Kilometerleistung der Batterie 4 größer gemacht werden kann.
Bei S6 von 4 führt das Klimatisierungs-ESG 8 ein in 6 gezeigtes Programm als eine Klimatisierungswärmequellenauswahl aus. 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Klimatisierungswärmequellenauswahl zeigt.
Bei S31 von 6 bestimmt das Klimatisierungs-ESG 8 basierend auf der von dem Sensor 112 erfassten Außenlufttemperatur, ob ein starker Heizbetrieb erforderlich ist oder nicht. Wenn die Außenlufttemperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur, wie etwa –3°C ist (Ja bei Schritt S31), wird bestimmt, dass der starke Heizbetrieb erforderlich ist, und S32 wird durchgeführt.
Bei S32 wird beurteilt, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Vorklimatisierung ist. Wenn das Beurteilungsergebnis von S32 Ja ist, wird bei S33 eine Vorklimatisierung durchführt.
Bei S33 wird ein Heizbetrieb als die Vorklimatisierung durch die elektrische Heizung 52 unter Verwendung der elektrischen Leistung der Batterie 4 durchgeführt. Wenn das Beurteilungsergebnis von S32 Nein ist, wird bei S34 eine normale Klimatisierung zur Fahrtzeit durchgeführt.
Bei S34 wird durch die Heißwasserheizung 51 unter Verwendung des Kühlwassers des Motors 1 als eine Wärmequelle ein Heizbetrieb durchgeführt. Der Wirkungsgrad eines Heizbetriebs unter Verwendung eines Wärmepumpenkreislaufs ist niedrig. Ferner kann der Außenwärmetauscher 23 in dem Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs leicht eine Frostbildung haben.
Wenn die Außenlufttemperatur gleich oder höher als die vorgegebene Temperatur, wie etwa –3°C ist (Nein bei S31), wird eine Luftauslassbetriebsart unter Verwendung eines in S35 gezeigten Diagramms ausgewählt, während eine automatische Betriebsart festgelegt ist. Dieses Diagramm wird für eine normale automatische Klimatisierungssteuerung verwendet und drückt eine Beziehung zwischen der bei S21 berechneten Zieltemperatur TAO und der Luftauslassbetriebsart aus. Aufgrund des Diagramms kann die Luftauslassbetriebsart in Bezug auf die Zieltemperatur TAO bestimmt werden. Insbesondere wählt das Klimatisierungs-ESG 8 automatisch die Gesichtsbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart oder die Fußbetriebsart aus, wenn die Zieltemperatur TAO geändert wird.
Bei S36 wird die bei S35 festgelegte Luftauslassbetriebsart als die Gesichtsbetriebsart bestimmt oder nicht. Wenn die Gesichtsbetriebsart festgelegt ist (Ja bei S36), wird bei S37 ein Kühlkreislauf durchgeführt. Zu dieser Zeit wird ein Heizkreislauf als nicht notwendig bestimmt.
Wenn die Fußbetriebsart oder die Zweihöhenbetriebsart festgelegt ist (Nein bei S36), wird bei S38 unter Verwendung eines Heizkreislaufs ein Heizbetrieb oder Entfeuchtungsbetrieb durchgeführt.
Bei S7 von 4 führt das Klimatisierungs-ESG 8 ein in 7 gezeigtes Programm als eine Gebläsespannungsbestimmung aus. 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Gebläsespannungsbestimmung zeigt.
Bei S41 beurteilt das Klimatisierungs-ESG 8, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Vorklimatisierung ist. Wenn eine normale Fahrzeit-Klimatisierung durchgeführt wird (Nein bei S41), wird S42 durchgeführt.
Bei S42 wird eine Betriebsart des Gebläses 26 als automatisch oder manuell beurteilt. Diese Beurteilung wird basierend auf einem (nicht gezeigten) Automatik-Klimatisierungsschalter des Bedienfelds 40 durchgeführt. Wenn der Schalter nicht EIN ist (Nein bei S42), wird S43 durchgeführt.
Bei S43 wird durch einen (nicht gezeigten) Schalter des Bedienfelds 40 ein Pegel der geschickten Luft aus sechs Stufen, zum Beispiel AUS, Lo, M1, M2, M3 und Hi für die manuelle Betriebsart festgelegt. Das Klimatisierungs-ESG 8 ändert die Gebläsespannung jeweils entsprechend dem Pegel der geschickten Luft zum Beispiel zwischen 0 V, 4 V, 6 V, 8 V, 10 V und 12 V.
Wenn der Schalter EIN ist (Ja bei S42), berechnet das Klimatisierungs-ESG 8 die Gebläsespannung entsprechend der Klimatisierungslast für die Automatikbetriebsart unter Verwendung eines in S44 gezeigten Diagramms. Dieses Diagramm wird für eine normale automatische Klimatisierungssteuerung verwendet und drückt eine Beziehung zwischen der bei S5 berechneten Zieltemperatur TAO und der Gebläsespannung aus. Aufgrund des Diagramms kann die Gebläsespannung in Bezug auf die Zieltemperatur TAO bestimmt werden.
Wenn keine Vorklimatisierung durchgeführt werden muss (Ja bei S41), wird bei S45 beurteilt, ob die bei S6 ausgewählte Wärmequelle der Kühlkreislauf ist oder nicht. Wenn der Kühlkreislauf als die Klimatisierungswärmequelle ausgewählt wird (Ja bei S45), wird die Gebläsespannung bei S46 auf 8 V als ein Leistungsgrad für das Gebläse 26 festgelegt.
Wenn der Kühlkreislauf nicht ausgewählt wird (Nein bei S45), wird bei S47 beurteilt, ob die bei S6 ausgewählte Wärmequelle der Heizkreislauf ist oder nicht. Wenn der Heizkreislauf als die Klimatisierungswärmequelle ausgewählt wird (Ja bei S47), wird die Gebläsespannung auf 10 V als ein Leistungsgrad des Gebläses 26 festgelegt.
Wenn der Heizkreislauf nicht ausgewählt wird (Nein bei S47), wird die elektrische Heizung 52 als die Wärmequelle ausgewählt, und die Gebläsespannung wird bei S49 auf 12 V als ein Leistungsgrad festgelegt.
Die Gebläsespannung wird während der Vorklimatisierung entsprechend der Wärmequelle geändert. Diese Änderung wird von einer Einstellung des Bedienfelds 40 nicht beeinträchtigt. Wenn die Vorklimatisierung auf eine normale Klimatisierung umgeschaltet wird, wird die normale Klimatisierung gemäß einem normalen Klimatisierungsprogramm durchgeführt.
8 wird verwendet, um die Bestimmung der Gebläsespannung entsprechend der Klimatisierungswärmequelle zu erklären. 8(a) zeigt ein Beispiel für die Bestimmung für den Kühlkreislauf. 8(b) zeigt ein Beispiel für die Bestimmung für den Heizkreislauf. 8(c) zeigt ein Beispiel für die Bestimmung für die elektrische Heizung.
Die Vorklimatisierung wird unter Verwendung der elektrischen Leistung durchgeführt, die von der Batterie 4 oder der (nicht gezeigten) Haushaltsanwendungsleistungsquelle geliefert wird. Daher ist die elektrische Leistung, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, begrenzt.
Im Gegensatz dazu basiert der Energieverbrauch für eine Klimatisierung hauptsächlich auf dem Kompressor und dem Gebläse oder basiert hauptsächlich auf der elektrischen Heizung und dem Gebläse. Daher kann die Leistung, die für den Kompressor oder die elektrische Heizung verwendet werden kann, erhöht werden, wenn die für das Gebläse verwendete Leistung verringert wird.
Im Allgemeinen kann die Temperatur des Fahrgastraums in einer kurzen Zeit gesenkt werden, wenn die klimatisierte Luftmenge groß ist und wenn die klimatisierte Lufttemperatur niedrig ist.
Wie jedoch in 8(a) gezeigt, wird die klimatisierte Luft verringert, wenn die klimatisierte Luftmenge verringert wird, weil die Kompressorspannung erhöht wird, wenn die Gebläsespannung verringert wird. Hier stellt eine x-Achse von 8(a) die Gebläsespannung dar, und eine y-Achse von 8(a) stellt eine Raumtemperatur des Fahrgastraums dar, wenn 15 Minuten vergangen sind, nachdem die Vorklimatisierung begonnen wurde. Die der Auslasslufttemperatur entsprechende klimatisierte Lufttemperatur wird auf 20°C festgelegt.
In diesem Fall ist es schwierig, die Temperatur des Fahrgastraums zu senken, weil die klimatisierte Luftmenge klein ist.
Im Gegensatz dazu wird die klimatisierte Lufttemperatur erhöht, wenn die klimatisierte Luftmenge erhöht wird, weil die Kompressorspannung verringert wird, wenn die Gebläsespannung erhöht wird.
In diesem Fall ist es schwierig, die Temperatur des Fahrgastraums zu senken, weil die klimatisierte Lufttemperatur hoch ist.
Wenn daher die elektrische Leistungsmenge, die für die Klimatisierung verwendet werden kann, begrenzt ist, kann die Gebläsespannung durch Experimente in einer Weise berechnet werden, dass die Temperatur des Fahrgastraums unter Verwendung des Kühlkreislaufs am niedrigsten wird.
Ähnlich kann die Temperatur des Fahrgastraums in einer kurzen Zeit erhöht werden, wenn die klimatisierte Luftmenge groß ist und wenn die klimatisierte Lufttemperatur hoch ist.
Wie jedoch in 8(b) gezeigt, wird die klimatisierte Lufttemperatur erhöht, wenn die klimatisierte Luftmenge verringert wird, weil die Kompressorspannung erhöht wird, wenn die Gebläsespannung verringert wird. Zu dieser Zeit wird die klimatisierte Lufttemperatur, die einer Auslasslufttemperatur entspricht, auf 30°C festgelegt.
In diesem Fall ist es schwierig, die Temperatur des Fahrgastraums zu erhöhen, weil die klimatisierte Luftmenge klein ist.
Im Gegensatz dazu wird die klimatisierte Lufttemperatur verringert, wenn die klimatisierte Luftmenge erhöht wird, weil die Kompressorspannung verringert wird, wenn die Gebläsespannung erhöht wird.
In diesem Fall ist es schwierig, die Temperatur des Fahrgastraums zu erhöhen, weil die klimatisierte Temperatur niedrig ist.
Wenn daher die elektrische Leistungsmenge, die für der Klimatisierung verwendet werden kann, begrenzt ist, kann die Gebläsespannung durch Experimente in einer Weise berechnet werden, dass die Temperatur des Fahrgastraums unter Verwendung des Heizkreislaufs am höchsten wird.
Der Energieverbrauch der elektrischen Heizung ist konstant, weil es schwierig ist, den Energieverbrauch der elektrischen Heizung kontinuierlich zu steuern. Wie in 8(c) gezeigt, wird eine Heizleistung der elektrischen Heizung erhöht, wenn die Gebläsespannung erhöht wird. Zu dieser Zeit wird die klimatisierte Lufttemperatur, die einer Auslasslufttemperatur entspricht, auf 20°C erhöht. In diesem Fall wird die Gebläsespannung im Vergleich zu einem Fall, in dem der Kühlkreislauf oder der Heizkreislauf verwendet wird, hoch.
Wenn ein Kühlbetrieb unter Verwendung des Kühlkreislaufs durchgeführt wird, wird die Gesichtsbetriebsart ausgewählt, und die klimatisierte Luft wird aus dem Gesichtsauslass 12 geblasen.
Wenn ein Heizbetrieb unter Verwendung des Heizkreislaufs oder der elektrischen Heizung durchgeführt wird, wird die Fußbetriebsart ausgewählt, und die klimatisierte Luft wird aus dem Fußauslass 13 geblasen.
Ein Druckabfall der Gesichtsbetriebsart ist niedriger als der der Fußbetriebsart. Daher ist die in der Gesichtsbetriebsart ausgeblasene Luftmenge größer als die in der Fußbetriebsart. Das heißt, eine optimale Gebläsespannung des Kühlkreislaufs ist niedriger als die des Heizkreislaufs.
Folglich wird die optimale Gebläsespannung gesteuert, so dass sie eine Beziehung Kühlkreislauf < Heizkreislauf < elektrische Heizung erfüllt, wenn die elektrische Leistungsmenge, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, begrenzt ist. Auf diese Weise kann die Klimatisierung in jeder der Betriebsarten effizient durchgeführt werden. Das heißt, die Gebläsespannung wird geändert, so dass sie dem Kühlkreislauf, dem Heizkreislauf und der elektrischen Heizung entspricht. Folglich kann die Vorklimatisierung richtig und schnell durchgeführt werden.
Bei S8 von 4 führt das Klimatisierungs-ESG 8 ein Programm als eine Lufteinlassbetriebsartbestimmung aus, das in 9 gezeigt ist. 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Lufteinlassbetriebsartbestimmung zeigt.
Bei S51 wird beurteilt, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Vorklimatisierung ist. Wenn das Beurteilungsergebnis von S51 Ja ist, wird bei S52 eine Vorklimatisierung durchgeführt.
Bei S52 wird beurteilt, ob die Vorklimatisierung ein Heizbetrieb ist. Wenn der Heizbetrieb durchgeführt werden soll (Ja bei Schritt S52), wird die Lufteinlassbetriebsart durch Betätigen der Klappe 19 bei S53 zu der Innenluftzirkulationsbetriebsart gemacht. Wenn während einer normalen Fahrzeit-Klimatisierung der Heizbetrieb mit der Innenluftzirkulationsbetriebsart durchgeführt wird, kann auf einer Windschutzscheibe des Autos ein Beschlagen erzeugt werden.
Wenn jedoch der Heizbetrieb mit der Innenluftzirkulationsbetriebsart durchgeführt wird, während das Auto parkt, kann der Lüftungsverlust verringert werden. Daher kann die Vorklimatisierung effizient abgeschlossen werden, und auch eine Kosteneinsparungswirkung kann erreicht werden.
Wenn der Heizbetrieb nicht durchgeführt werden soll (Nein bei S52), wird die Lufteinlassbetriebsart aufrecht erhalten, so dass die Klappe 19 nicht betrieben wird.
Wenn eine normale Fahrzeit-Klimatisierung durchgeführt wird (Nein bei S51), wird bei S54 beurteilt, ob eine Betriebsart der Klappe 19 automatisch oder manuell ist. Diese Beurteilung wird durchgeführt, je nachdem ob der (nicht gezeigte) Automatikklimatisierungsschalter des Bedienfelds 40 eingeschaltet ist oder nicht.
Wenn der Schalter nicht eingeschaltet ist (Nein bei S54), wird S55 durchgeführt.
Bei S55 legt das Klimatisierungs-ESG 8 basierend auf einer Einstellung des (nicht gezeigten) Lufteinlassbetriebsartänderungsschalters des Bedienfelds 40 die Innenluftzirkulationsbetriebsart oder die Außenlufteinleitungsbetriebsart fest, weil die Betriebsart der Klappe 19 auf manuell festgelegt wird.
Wenn der Schalter eingeschaltet ist (Ja bei S54), wird S56 durchgeführt.
Bei S56 legt das Klimatisierungs-ESG 8 die Lufteinlassbetriebsart unter Verwendung eines in S56 gezeigten Diagramms entsprechend der Klimatisierungslast fest, weil die Betriebsart der Klappe 19 auf automatisch festgelegt ist. Das Diagramm wird für eine normale Automatikklimatisierungssteuerung verwendet und drückt eine Beziehung zwischen der bei S5 berechneten Zieltemperatur TAO und der Lufteinlassbetriebsart aus. Aufgrund des Diagramms kann die Lufteinlassbetriebsart in Bezug auf die Zieltemperatur TAO als die Innenluftzirkulationsbetriebsart (IC), die Innen- und Außenlufteinleitungsbetriebsart (IOI) und die Außenlufteinleitungsbetriebsart (OI) bestimmt werden.
Die Lufteinlassbetriebsart wird in die Innenluftzirkulationsbetriebsart geändert, während der Heizbetrieb als die Vorklimatisierung durchgeführt wird. Diese Änderung wird durch eine Festlegung des Bedienfelds 40 nicht beeinträchtigt. Wenn die Vorklimatisierung auf eine normale Fahrzeit-Klimatisierung umgeschaltet wird, wird die normale Klimatisierung gemäß einem normalen Klimatisierungsprogramm durchgeführt.
Bei S9 von 4 führt das Klimatisierungs-ESG 8 ein in 10 gezeigtes Programm als eine Luftauslassbetriebsartbestimmung aus. 10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Luftauslassbetriebsartbestimmung zeigt.
Bei S61 beurteilt das Klimatisierungs-ESG 8, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Vorklimatisierung ist. Wenn eine Vorklimatisierung durchgeführt wird (Ja bei S61), wird S62 durchgeführt.
Bei S62 betätigt das Klimatisierungs-ESG 8 die Betriebsartumschaltklappen 14–16. Folglich wird die Luftauslassbetriebsart als die Gesichtsbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart oder die Fußbetriebsart festgelegt. Wenn während der normalen Fahrzeit-Klimatisierung in einem Zustand, in dem der Entfrosterauslass 11 geschlossen ist, ein Heizbetrieb durchgeführt wird, kann auf einer Windschutzscheibe des Autos ein Beschlag erzeugt werden. Wenn ein Heizbetrieb jedoch als die Vorklimatisierung, während das Auto parkt, durchgeführt wird, kann die von der Windschutzscheibe abgestrahlte Wärmeabstrahlungsmenge durch Schließen des Entfrosterauslasses 11 verringert werden. Folglich kann die Vorklimatisierung innerhalb der begrenzten elektrischen Leistung richtig und schnell durchgeführt werden.
Wenn die normale Fahrzeit-Klimatisierung durchgeführt wird (Nein bei S61), wird S63 durchgeführt.
Bei S63 wird beurteilt, ob die Betriebsart der Klappe 14–16 automatisch oder manuell ist. Diese Beurteilung wird durchgeführt, je nachdem, ob der Automatikklimatisierungsschalter des Bedienfelds 40 eingeschaltet ist.
Wenn der Schalter nicht EIN ist (Nein bei S63), legt das Klimatisierungs-ESG 8 basierend auf einer Festlegung des (nicht gezeigten) Auslassbetriebsartänderungsschalters des Bedienfelds 40 bei S64 die Gesichtsbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart, die Fußbetriebsart, die Fuß-Entfrosterbetriebsart oder die Entfrosterbetriebsart fest.
Wenn der Schalter EIN ist (Ja bei S63), legt das Klimatisierungs-ESG 8 die Luftauslassbetriebsart unter Verwendung eines in S65 gezeigten Diagramms gemäß der Klimatisierungslast fest. Das Diagramm wird für eine Automatikklimatisierungssteuerung verwendet und drückt eine Beziehung zwischen der bei S5 berechneten Zieltemperatur TAO und der Luftauslassbetriebsart aus. Aufgrund des Diagramms kann die Luftauslassbetriebsart in Bezug auf die Zieltemperatur TAO als die Gesichtsbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart oder die Fußbetriebsart bestimmt werden.
Das Klimatisierungs-ESG 8 ändert die Luftauslassbetriebsart automatisch in der Reihenfolge der Gesichtsbetriebsart, der Zweihöhenbetriebsart und der Fußbetriebsart, wenn die Zieltemperatur TAO erhöht wird. In der Gesichtsbetriebsart wird die klimatisierte Luft nur aus dem Gesichtsauslass 12 ausgeblasen. In der Zweihöhebetriebsart wird die klimatisierte Luft aus dem Gesichtsauslass 12 und dem Fußauslass 13 ausgeblasen. In der Fußbetriebsart wird die klimatisierte Luft nur aus dem Fußauslass 13 ausgeblasen.
Der Entfrosterauslass 11 ist während der Vorklimatisierung nicht geöffnet. Dies wird durch eine Festlegung des Bedienfelds 40 nicht beeinflusst. Wenn die Vorklimatisierung auf eine normale Fahrzeit-Klimatisierung umgeschaltet wird, wird die normale Klimatisierung gemäß einem normalen Klimatisierungsprogramm durchgeführt.
Bei S10 von 4 berechnet das Klimatisierungs-ESG 8 eine Zielöffnung der Luftmischklappe 63. Wenn die Vorklimatisierung ein Kühlbetrieb ist, wird die Klappe 63 in einer Weise gesteuert, dass der Luftdurchgang, der durch den ersten Innenwärmetauscher 61 und die elektrische Heizung 52 geht, ganz geschlossen ist. Wenn die Vorklimatisierung ein Heizbetrieb ist, wird die Klappe 63 in einer Weise gesteuert, dass der Luftdurchgang, der durch den ersten Innenwärmetauscher 61 und die elektrische Heizung 52 geht, ganz geöffnet ist.
Während der normalen Fahrzeit-Klimatisierung wird eine Öffnung OP der Luftmischklappe 63 unter Verwendung eines in dem ROM gespeicherten Ausdrucks 2 berechnet. In dem Ausdruck 2 wird die Zieltemperatur TAO bei S5 berechnet. Ferner stellt TE eine Temperatur von Luft dar, die den Verdampfer durchläuft, und wird von dem Verdampferauslass-Lufttemperatursensor 114erfasst. Ferner stellt TW eine Temperatur des Kühlwassers dar und wird von dem Sensor 115 erfasst.
(Ausdruck 2) OP = ((TAO – TE)/(TW – TE)) × 100(%)
Bei S11 von 4 bestimmt das Klimatisierungs-ESG 8 eine Drehzahl des Kompressors 20 basierend auf einem (nicht gezeigten) Flussdiagramm, das in dem ROM oder RAM gespeichert ist.
Bei S12 wird ein in 11 gezeigtes Programm als eine elektrische Heizungsbetriebsanzahlbestimmung ausgeführt. 11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der elektrischen Heizungsbetriebsanzahlbestimmung zeigt.
Bei S71 beurteilt das Klimatisierungs-ESG 8, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Vorklimatisierung ist. Wenn eine normale Fahrzeit-Klimatisierung durchgeführt wird (Nein bei S71), wird S72 durchgeführt.
Bei S72 wird während der normalen Klimatisierung die Betriebsanzahl der elektrischen Heizung 52 unter Verwendung eines in S72 gezeigten Diagramms entsprechend der Klimatisierungslast festgelegt. Die Betriebsanzahl ist in dieser Ausführungsform maximal drei.
Das Diagramm wird für eine normale Automatikklimatisierungssteuerung verwendet und drückt eine Beziehung zwischen der von dem Sensor 112 erfassten Außenlufttemperatur und der Betriebsanzahl der elektrischen Heizung 52 aus. Aufgrund des Diagramms kann die Betriebsanzahl der elektrischen Heizung 52 bestimmt werden. Das Klimatisierungs-ESG 8 erhöht automatisch die Betriebsanzahl der elektrischen Heizung 52, wenn die Außenlufttemperatur niedrig wird.
Wenn eine Vorklimatisierung durchgeführt werden soll (Ja bei S71), wird bei S73 beurteilt, ob die elektrische Heizung 52 für die Vorklimatisierung betrieben wird oder nicht. Wenn es unnötig ist, ist die elektrische Heizung 52 zu betätigen (Ja bei S73), wird S12 beendet. Wenn die elektrische Heizung 52 betätigt wird (Ja bei S73), wird S74 durchgeführt.
Bei S74 wird eine maximale Betriebsanzahl der elektrischen Heizung 52 zum Beispiel als drei festgelegt, und die Gebläsespannung wird, wie bei S7, der dem Flussdiagramm von 7 entspricht, als 12 V festgelegt.
Bei S75 wird beurteilt, ob eine elektrische Leistung, die als von der elektrischen Heizung und dem Gebläse verbraucht berechnet wird, kleiner als eine elektrische Leistung ist, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann. Wenn die verbrauchte Leistung gleich oder kleiner als die verwendbare Leistung für die Vorklimatisierung ist (Nein bei S75), wird S76 durchgeführt.
Bei S76 wird die Betriebsanzahl der elektrischen Heizung 52 von der aktuellen Anzahl um eins verringert, und S75 wird erneut durchgeführt. Wenn die berechnete verbrauchte Energie höher als die verwendbare Energie für die Vorklimatisierung ist (Ja bei S75), wird S77 durchgeführt.
Bei S77 wird beurteilt, ob eine tatsächliche elektrische Leistung, die von der elektrischen Heizung, dem Gebläse und anderen verbraucht wird, kleiner als die elektrische Leistung ist, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann.
Wenn die tatsächliche verbrauchte Leistung kleiner als die verwendbare Leistung ist (Ja bei S77), wird S78 durchgeführt.
Bei S78 wird eine an die elektrische Heizung 52 zugeführte Leistung durch Subtrahieren einer Leistung, die für das Gebläse benötigt wird, von der verwendbaren Leistung definiert. In diesem Fall kann die Vorklimatisierung richtig und schnell durchgeführt werden.
Wenn die tatsächlich verbrauchte Leistung gleich oder höher als die verwendbare Leistung ist (Nein bei S77), wird S79 durchgeführt.
Bei S79 wird beurteilt, ob die elektrische Heizung 52 innerhalb einer vorgegebenen Zeit, wie etwa nach 30 Sekunden, eingeschaltet wird. Wenn sie es in der vorgegebenen Zeit wird (Ja bei S79), wird S80 durchgeführt.
Bei S80 wird die gesamte verwendbare Leistung an die elektrische Heizung zugeführt.
Wenn die elektrische Heizung 52 eingeschaltet wird, wird ein Einschaltstrom erzeugt, so dass es eine vorgegebene Zeit dauert, bis eine an die elektrische Heizung zugeführte Leistung stabil wird. Die gesamte verwendbare Leistung wird nur während der vorgegebenen Zeit an die elektrische Heizung 52 geliefert. Somit können Ein-/Aus-Überschwingungen, wenn die elektrische Heizung 52 betätigt wird, verhindert werden.
Wenn die tatsächliche verbrauchte Leistung gleich oder höher als die verwendbare Leistung ist, nachdem die vorgegebene Zeit vergangen ist (Nein bei S79), wird S81 durchgeführt.
Bei S81 werden die elektrische Heizung 52 und das Gebläse 26 ausgeschaltet, weil der Heizbetrieb unter Verwendung der elektrischen Heizung 52 nicht innerhalb der verwendbaren Leistung aufrecht erhalten werden kann.
Bei S13 von 4 gibt das Klimatisierungs-ESG 8 ein Steuersignal an den Aktuator M1–M6 und das Hybrid-ESG 6 aus, so dass jeder Steuerzustand, der bei S5–S12 berechnet oder bestimmt wird, erfasst werden kann.
Bei S14 wird bestimmt, ob eine vorgegebene Zeit vergangen ist oder nicht. Wenn die vorgegebene Zeit vergeht (Ja bei S14), kehrt das Klimatisierungs-ESG 8 zu S2 zurück und wiederholt S2–S14. Aufgrund der Wiederholung kann die Klimatisierung für den Insassen des Autos angenehmer gemacht werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform bewirkt das Klimatisierungs-ESG 8, dass das Gebläse 26 entsprechend der Klimatisierungswärmequelle aus dem Kühlkreislauf, dem Heizkreislauf und der elektrischen Heizung 52 einen vorgegebenen Leistungsgrad hat, wenn eine Menge an elektrischer Leistung, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, begrenzt ist. Folglich kann die Vorklimatisierung richtig und schnell durchgeführt werden.
Der vorgegebene Leistungsgrad der Gebläsespannung, der für den Heizkreislauf festgelegt ist, ist höher als der, der für den Kühlkreislauf festgelegt wird. Daher kann für den Heizkreislauf eine ausreichende Wärme zugeführt werden, während ein Druckabfall für den Heizkreislauf höher als der für den Kühlkreislauf ist.
Die Klimatisierungsvorrichtung 10 hat den Innenlufttemperatursensor 111. Wenn die Differenz zwischen der von dem Sensor 111 erfassten Temperatur des Fahrgastraums und der berechneten Zieltemperatur TAO kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird die Klimatisierungslast als klein bestimmt. Zu dieser Zeit korrigiert das Klimatisierungs-ESG 8 den TAO-Wert, um den Insassen die Vorklimatisierung sicher spüren zu lassen.
Wenn die Klimatisierungslast klein ist, wird in einem Vergleichsbeispiel nur eine schwache Vorklimatisierung durchgeführt. In diesem Fall ist es schwierig, dass der Insasse die Vorklimatisierung fühlt. Jedoch wird gemäß der ersten Ausführungsform die Zieltemperatur TAO der Vorklimatisierung im Vergleich zu einer normalen Fahrzeit-Klimatisierung auf eine starke Seite korrigiert. Daher kann der Insasse die Vorklimatisierung sicher spüren.
Wenn unter Verwendung der elektrischen Heizung 25 und des Gebläses 26 ein Heizbetrieb als die Vorklimatisierung durchgeführt wird, ist die Leistung, die für den Heizbetrieb verwendet werden kann, begrenzt. Jedoch kann die verwendbare Leistung während der vorgegebenen Zeitspanne, nachdem die elektrische Heizung 52 betätigt wurde, für die elektrische Heizung verwendet werden. Daher können die Ein-/Aus-Überschwingungen, die durch den Einschaltstrom zum Betätigen der elektrischen Heizung 52 erzeugt werden, verringert werden. Ferner kann die Vorklimatisierung durch die begrenzte verwendbare Leistung richtig und schnell durchgeführt werden, nachdem die vorgegeben Zeit vergangen ist.
Das Klimatisierungs-ESG 8 steuert die Betriebsartumschaltklappen 14–16 während der Vorklimatisierung. Die Luftauslassbetriebsart wird auf die Gesichtsbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart oder die Fußbetriebsart festgelegt. Zu dieser Zeit ist der Entfrosterauslass 11 nicht geöffnet. Daher kann die Menge der Wärmeabfuhr von der Windschutzscheibe des Autos verringert werden, so dass die Vorklimatisierung richtig und schnell abgeschlossen werden kann.
Das Klimatisierungs-ESG 8 steuert die Klappe 19 während eines Heizbetriebs, der der Vorklimatisierung entspricht, so dass die Lufteinlassbetriebsart als die Innenluftzirkulationsbetriebsart festgelegt wird. Aufgrund der Innenluftzirkulationsbetriebsart kann die Vorklimatisierung wirksam abgeschlossen werden, während das Auto parkt.
Während der Vorklimatisierung gibt das Klimatisierungs-ESG 8 der Steuerung des Gebläses 26 und der Klappen 14–16, 19 Priorität gegenüber der manuellen Festlegung der Schalter. Während das Auto parkt, hat die Steuerung der Vorklimatisierung Priorität gegenüber der manuellen Einstellung. Daher kann die Vorklimatisierung wirksam durchgeführt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Wenn eine Klimatisierungslast für eine Vorklimatisierung klein ist, ist es schwierig für einen Insassen eines Fahrzeugs, die Vorklimatisierung zu spüren.
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen einer Zielluftauslasstemperatur TAO gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. 12 ist ein Modifikationsbeispiel des Flussdiagramms von 5, das S5 der ersten Ausführungsform entspricht.
Bei S21 wird die Zieltemperatur TAO unter Verwendung eines in dem ROM gespeicherten Ausdrucks 1 berechnet. Die Zieltemperatur TAO wird als eine Basistemperatur der Luft, die in Richtung des Fahrgastraums ausgeblasen wird, verwendet.
(Ausdruck 1) TAO = Ksoll x Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × Ts + C
Ein Wert von Tsoll ist eine von dem Insassen in dem Fahrgastraum festgelegte Temperatur. Ein Wert von Tr ist eine Innenlufttemperatur, die von dem Innenlufttemperatursensor 111 erfasst wird. Ein Wert von Tam ist eine Außenlufttemperatur, die von dem Außenlufttemperatursensor 112 erfasst wird. Ein Wert von Ts ist eine Sonnenstrahlungsmenge, die von dem Sonnenstrahlungssensor 113 erfasst wird.
Ein Wert von Ksoll ist als eine Temperaturverstärkung festgelegt. Ein Wert von Kr stellt eine Verstärkung für die Innenlufttemperatur dar. Ein Wert von Kam stellt eine Verstärkung für die Außenlufttemperatur dar. Ein Wert von Ks stellt eine Verstärkung für die Sonnenstrahlungsmenge dar. Ein Wert von C stellt eine Korrekturkonstante in Bezug auf den gesamten Ausdruck 1 dar.
Bei S221 wird beurteilt, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Kühlvorklimatisierung ist oder nicht. Wenn eine normale Fahrzeit-Klimatisierung oder eine Heizvorklimatisierung durchgeführt wird (Nein bei S221), wird S23 durchgeführt.
Bei S23 wird der bei S21 berechnete Wert von TAO als eine Basiszielauslasslufttemperatur verwendet. Wenn eine Kühlvorklimatisierung durchgeführt werden soll (Ja bei S221), wird S24 durchgeführt.
Bei S24 wird eine Klimatisierungslast beurteilt. Insbesondere wird eine Differenz zwischen der von dem Sensor 111 erfassten Innenlufttemperatur und der bei S21 berechneten Zieltemperatur TAO als kleiner bestimmt als ein vorgegebener Wert, wie etwa 5°C. Wenn die Differenz gleich oder höher als der vorgegebene Wert ist (Nein bei S24), wird die Klimatisierungslast als hoch bestimmt, und S23 wird durchgeführt.
Bei S23 wird der bei S21 berechnete Wert von TAO als eine Basiszielauslasslufttemperatur angewendet.
Wenn die Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist (Ja bis S24) wird die Klimatisierungslast als klein bestimmt, und S251 wird durchgeführt.
Bei S251 wird ein Korrekturbetrag der Zieltemperatur TAO berechnet, um den Insassen die Vorklimatisierung sicher fühlen zu lassen. Zum Beispiel wird ein Korrekturbetrag 1 berechnet, indem die Zieltemperatur TAO von der von dem Sensor 112 erfassten Temperatur von Außenluft subtrahiert wird und indem das Subtraktionsergebnis mit drei multipliziert wird.
Ferner wird ein Korrekturbetrag 2 berechnet, indem die Sonnenstrahlungsmenge W durch 60 geteilt wird und indem das Teilungsergebnis mit drei multipliziert wird (Korrekturbetrag 2 = 3 × (W/60)). Die Teilung stellt eine Verstärkung für die Korrektur dar.
Bei S261 werden die bei S251 berechneten Korrekturbeträge 1 und 2 zu dem bei S21 berechneten TAO-Wert addiert. Ferner wird ein korrigierter TAO-Wert mit 1°C verglichen. Wenn der korrigierte TAO-Wert größer als 1°C ist, wird der korrigierte TAO-Wert in dem folgenden Betrieb verwendet. Wenn der korrigierte TAO-Wert kleiner als 1°C ist, wird der TAO-Wert in dem folgenden Betrieb als 1°C festgelegt.
Wenn der TAO-Wert während eines Kühlbetriebs als niedriger als 1°C festgelegt ist, kann der zweite Innenwärmetauscher 62, der dem Verdampfer entspricht, einfrieren. Aufgrund von S261 kann der zweite Innenwärmetauscher 62 davon abgehalten werden, einzufrieren.
Das Klimatisierungs-ESG 8 korrigiert die Zieltemperatur TAO auf eine untere Seite, wenn die von dem Sensor 112 erfasste Außenlufttemperatur höher ist. Das Klimatisierungs-ESG 8 korrigiert die Zieltemperatur TAO auf eine untere Seite, wenn die von dem Sensor 113 erfasste Sonnenstrahlungsmenge größer ist.
In diesem Fall wird die Zieltemperatur TAO für eine Vorkühlung auf die im Vergleich zu einem normalen Kühlbetrieb niedrigere Seite korrigiert. Daher kann der Insasse die Vorkühlung sicher spüren.
Ferner kann aufgrund der Korrektur der Energieverbrauch für eine normale Fahrzeit-Klimatisierung verringert werden, so dass die Kilometerleistung der Batterie 4 größer gemacht werden kann.
(Dritte Ausführungsform)
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren einer Gebläsespannungsbestimmung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. 13 ist ein Modifikationsbeispiel des Flussdiagramms von 7, das S7 der ersten Ausführungsform entspricht.
Bei S41 beurteilt das Klimatisierungs-ESG 8, ob das Ergebnis der bei S2 durchgeführten Beurteilung eine Vorklimatisierung ist. Wenn eine normale Fahrzeit-Klimatisierung durchgeführt wird (Nein bei S41), wird S42 durchgeführt.
Bei S42 wird eine Betriebsart des Gebläses 26 als automatisch oder manuell beurteilt. Diese Beurteilung wird basierend auf einem (nicht gezeigten) Automatikklimatisierungsschalter des Bedienfelds 40 beurteilt. Wenn der Schalter nicht EIN ist (Nein bei S42), wird S43 durchgeführt.
Bei S43 wird durch einen (nicht gezeigten) Schalter des Bedienfelds 40 ein Pegel der geschickten Luft aus sechs Stufen, zum Beispiel AUS, Lo, M1, M2, M3 und Hi für die manuelle Betriebsart festgelegt. Das Klimatisierungs-ESG 8 ändert die Gebläsespannung jeweils entsprechend dem Pegel der geschickten Luft zum Beispiel zwischen 0 V, 4 V, 6 V, 8 V, 10 V und 12 V.
Wenn der Schalter EIN ist (Ja bei S42), berechnet das Klimatisierungs-ESG 8 die Gebläsespannung entsprechend der Klimatisierungslast für die Automatikbetriebsart unter Verwendung eines in S44 gezeigten Diagramms. Dieses Diagramm wird für eine normale automatische Klimatisierungssteuerung verwendet und drückt eine Beziehung zwischen der bei S5 berechneten Zieltemperatur TAO und der Gebläsespannung aus. Aufgrund des Diagramms kann die Gebläsespannung in Bezug auf die Zieltemperatur TAO bestimmt werden.
Wenn keine Vorklimatisierung durchgeführt werden muss (Ja bei S41), wird bei S45 beurteilt, ob die bei S6 ausgewählte Wärmequelle der Kühlkreislauf ist oder nicht. Wenn der Kühlkreislauf als die Klimatisierungswärmequelle ausgewählt wird (Ja bei S45), wird die Gebläsespannung bei S461 auf 8 V als ein Leistungsgrad für das Gebläse 26 festgelegt. Der Leistungsverbrauch, der dem Leistungsgrad entspricht, wird als eine minimale Leistung definiert, und die minimale Leistung ist zum Beispiel 140 W.
Wenn der Kühlkreislauf nicht ausgewählt wird (Nein bei S45), wird bei S47 beurteilt, ob die bei S6 ausgewählte Wärmequelle der Heizkreislauf ist oder nicht. Wenn der Heizkreislauf als die Klimatisierungswärmequelle ausgewählt wird (Ja bei S47), wird die Gebläsespannung bei S481 auf 10 V als ein Leistungsgrad des Gebläses 26 festgelegt. Der Leistungsverbrauch, der dem Leistungsgrad entspricht, wird als eine minimale Leistung definiert, und die minimale Leistung ist zum Beispiel 220 W.
Wenn der Heizkreislauf nicht ausgewählt wird (Nein bei S47), wird die elektrische Heizung 52 als die Klimatisierungswärmequelle ausgewählt, und die Gebläsespannung wird bei S491 auf 12 V als ein Leistungsgrad festgelegt. Der Leistungsverbrauch, der dem Leistungsgrad entspricht, wird als eine minimale Leistung definiert, und die minimale Leistung ist zum Beispiel 300 W.
Bei S50 wird die bei S461, S481 oder S491 bestimmte minimale Leistung des Gebläses mit einer elektrischen Leistung verglichen, die berechnet wird, indem die Leistungen des Kompressors 20 und des Ventilators 29 von einer elektrischen Leistung subtrahiert werden, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann.
Wenn die minimale Leistung höher als das Subtraktionsergebnis ist, wird in der folgenden Vorklimatisierung die minimale Leistung für das Gebläse 26 verwendet. Wenn das Subtraktionsergebnis größer als die minimale Leistung ist, wird das Subtraktionsergebnis in der folgenden Klimatisierung für das Gebläse 26 verwendet.
Das heißt, wenn die für den Kompressor 20 notwendige Leistung verringert wird, wird die verringerte Leistung für das Gebläse 26 verwendet. Folglich kann die Menge der an den Fahrgastraum zugeführten Wärme erhöht werden, so dass die Wirkung der Vorklimatisierung verbessert werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform wird unter Bezug auf 14–25 beschrieben. Eine Dampfkompressionskältemaschine wird in der ersten Ausführungsform auf eine Klimatisierungsvorrichtung 201 für ein Hybridauto angewendet.
Das Hybridauto hat einen Motor, einen antriebsunterstützenden Motorgenerator, ein Motor-ESG, eine Batterie und ein Hybrid-ESG. Die Batterie liefert Elektrizität an den Motorgenerator und das Motor-ESG. Das Hybrid-ESG steuert den Motorgenerator, ein Getriebe und eine elektromagnetische Kupplung und gibt ein Steuersignal an das Motor-ESG aus.
Das Hybrid-ESG wählt den Motor oder den Motorgenerator aus, um eine Antriebskraft an ein Antriebsrad des Autos zu übertragen. Ferner steuert das Hybrid-ESG das Laden und Entladen der Batterie.
Insbesondere wird der Motor gestoppt, während das Fahrzeug parkt. Die von dem Motor erzeugte Antriebskraft wird, abgesehen von einer Bremszeit, an das Antriebsrad übertragen, während das Fahrzeug fährt. Der Motor wird zur Bremszeit vorübergehend abgekoppelt, und von dem Motorgenerator erzeugte Leistung lädt die Batterie. Das Auto hat zur Zeit des Startens, der Beschleunigung, des Hochfahrens auf einen Hügel oder des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit eine hohe Last. Zu dieser Zeit werden die von dem Motorgenerator und dem Motor erzeugten Antriebskräfte an das Antriebsrad übertragen. Wenn eine Ladungsmenge der Batterie niedriger als ein Zielwert wird, wird die Antriebskraft des Motors an den Motorgenerator übertragen, und die von dem Motorgenerator erzeugte Leistung lädt die Batterie. Wenn die Ladungsmenge der Batterie niedriger als der Zielwert wird, während das Fahrzeug parkt, wird der Motor von einem Signal betätigt, das in das Motor-ESG eingegeben wird, und die Antriebskraft des Motors wird an den Motorgenerator übertragen.
14 ist ein Schemadiagramm, das die Klimatisierungsvorrichtung 201 der vierten Ausführungsform darstellt, und die Klimatisierungsvorrichtung 201 hat einen KALT-Kreislauf. Die Klimatisierungsvorrichtung 201, die einen Akkumulatorkältekreislauf verwendet, hat einen Kanal 202, ein Gebläse 203 und eine Klimatisierungssteuervorrichtung 205, die in 19 gezeigt sind. Der Kanal 202 leitet Luft in einen Fahrgastraum des Hybridautos ein. Das Gebläse 203 leitet Luft in den Kanal 202 ein. Die Steuervorrichtung 205 ist mit dem Motor-ESG verbunden.
Das Gebläse 203 hat ein (nicht gezeigtes) Gebläsegehäuse, einen Zentrifugalventilator 203b und einen Gebläsemotor 203c. Eine Drehzahl des Gebläsemotors 203c wird entsprechend einer an den Gebläsemotor 203c angelegten Spannung bestimmt. Die an den Gebläsemotor 203c angelegte Spannung wird basierend auf einem Steuersignal gesteuert, das von der Steuervorrichtung 205 ausgegeben wird.
Das Gebläsegehäuse hat einen Innenlufteinlass zum Einleiten von Luft innerhalb des Fahrgastraums und einen Außenlufteinlass zum Einleiten von Luft außerhalb des Fahrgastraums. Das Gebläsegehäuse hat eine Klappe, um die Öffnungsverhältnisse des Innenlufteinlasses und des Außenlufteinlasses zu steuern.
Ein stromabwärtige Ende des Kanals 202 hat einen Entfrosterauslass zum Ausblasen von Luft in Richtung einer Windschutzscheibe des Hybridautos, einen Gesichtsauslass zum Ausblasen von Luft in Richtung eines Oberkörpers eines Insassen des Hybridautos und einen Fußauslass zum Ausblasen von Luft in Richtung eines Fußes des Insassen.
Der Kältekreislauf hat einen Kompressor 214, einen Außenwärmetauscher 215, einen Kühldekompressor 216, einen Heizdekompressor 217, einen Kühlwärmetauscher 218, der einem Verdampfer entspricht, einen Heizwärmetauscher 219, eine PTC-Heizung 220 mit einem PTC-Element, einen Akkumulator 221 und einen Durchgangsumschaltabschnitt, der nachstehend beschrieben werden soll.
Der Kompressor 214 wird von einem Elektromoor 214a angetrieben. Eine Drehzahl des Kompressors 214a wird entsprechend einer Frequenz bestimmt, und die Frequenz wird von einem (nicht gezeigten) Inverter gesteuert. Daher wird eine Menge an Kältemittel, die aus dem Kompressor 214 strömt, gemäß der Drehzahl des Elektromotors 214a geändert.
Der Außenwärmetauscher 215 ist außerhalb des Fahrgastraums angeordnet, um den Wärmeaustausch zwischen Außenluft und Kältemittel durchzuführen. Der Außenwärmetauscher 215 nimmt Luft von einem Außenventilator 224 auf. Der Außenwärmetauscher 215 wird für einen Heizbetrieb als ein Verdampfer betrieben und wird für einen Kühlbetrieb als ein Kondensator betrieben.
Flüssiges Kältemittel zum Kühlen wird in den Kühldekompressor 216, der einem temperaturempfindlichen Expansionsventil entspricht, eingeleitet. Das eingeleitete Kältemittel hat schnell eine Dekompression und Expansion und hat eine Nebelform mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck. Das Nebelkältemittel wird an den Kühlwärmetauscher 218 geliefert.
Im Gegensatz dazu dekomprimiert und expandiert der Heizdekompressor 217, der einer Drossel entspricht, Kältemittel, das an den Außenwärmetauscher 215 geliefert wird.
Der Kühlwärmetauscher 218 wird als ein Verdampfer betrieben und ist in dem Kanal 202 angeordnet. Der Wärmetauscher 218 kühlt Luft, die den Wärmetauscher 218 durchläuft, durch Austauschen von Wärme mit dem Niedertemperatur-Niederdruckkältemittel, das von dem Dekompressor 216 expandiert wird.
Der Heizwärmetauscher 219 ist in dem Kanal 202 angeordnet und befindet sich in der Luftströmungsrichtung stromabwärtig von dem Kühlwärmetauscher 218. Der Wärmetauscher 219 heizt Luft, die den Wärmetauscher 219 durchläuft, durch Austauschen von Wärme mit Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 214 komprimiert wird.
Eine Wasserpumpe 231 liefert warmes Wasser, das Motorkühlwasser entspricht, an einen Warmwasserwärmetauscher 232, der einem Heizungskern entspricht. Der Warmwasserwärmetauscher 232 wird zusammen mit dem Heizwärmetauscher 219 als eine Heizung betrieben.
Eine Luftmischklappe 238 steuert ein Mischverhältnis zwischen gekühlter Luft, die aus dem Kühlwärmetauscher 218 strömt, und geheizter Luft, die aus dem Heizwärmetauscher 219 strömt.
Der Akkumulator 221 lagert zusätzliches Kältemittel des Kältekreislaufs vorübergehend, und liefert nur Gaskältemittel, um zu verhindern, dass der Kompressor 214 flüssiges Kältemittel ansaugt.
Der Durchgangsumschaltabschnitt hat ein Heizungsdreiwegeventil (HTMV) 225a, ein normalerweise offenes Hochdruckmagnetventil (HPMV) 225b, ein normalerweise geschlossenes Niederdruckmagnetventil (LPMV) 225c, ein normalerweise geschlossenes Entfeuchtungsmagnetventil (DHMV) 225d, ein normalerweise geschlossenes Wärmetauschabsperrventil (HSMV) 225e, ein erstes Rückschlagventil 227 und ein zweites Rückschlagventil 228.
Der Durchgangsumschaltabschnitt ändert eine Strömungsrichtung des Kältemittels zwischen dem KALT-Kreislauf, HEISS-Kreislauf, DRY_EVA-Kreislauf und DRY_ALL-Kreislauf. Von einem Motor 230 abgegebenes warmes Wasser wird von der Wasserpumpe 231 an den Warmwasserwärmetauscher 232 geliefert. Pfeilrichtungen 240, 241, 242, 243 und 244 von 14 stellen die Strömungsrichtung von Kältemittel in dem KALT-Kreislauf dar.
Ein Kältemitteldrucksensor 250PRE erfasst einen Hochdruck PRE des Kältemittels stromaufwärtig von dem Heizwärmetauscher 219. Der Hochdruck PRE entspricht einem Ausstoßdruck des Kompressors 214.
Ein Kältemittelansaugtemperatursensor 235 befindet sich in der Kältemittelströmung stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 215 und erfasst eine Kältemittelansaugtemperatur T35.
Die Wärmetauscher 218, 219 definieren einen Innenwärmetauscher in Bezug auf den Außenwärmetauscher 215.
(KALT-Kreislauf)
Der KALT-Kreislauf hat eine Entfeuchtungsleistung mit hohem Pegel. Ein Heizbetrieb kann durch den KALT-Kreislauf nicht durchgeführt werden. Wie in 14 gezeigt, strömt von dem Kompressor 214 ausgestoßenes Kältemittel in dieser Reihenfolge von dem Heizwärmetauscher 219, dem Dreiwegeventil 225a, dem Außenwärmetauscher 215, dem Hochdruckmagnetventil 225b, dem ersten Rückschlagventil 227, dem Dekompressor 216, dem Kühlwärmetauscher 218, dem Akkumulator 221 und dem Kompressor 214. Diese folgende Reihenfolge wird durch den Durchgangsumschaltabschnitt definiert.
Als ein Ergebnis wird Wärme von dem Außenwärmetauscher 215, der dem Kondensator entspricht, nach außerhalb emittiert, und Wärme wird von dem Kühlwärmetauscher 218, der dem Verdampfer entspricht, absorbiert. Zu dieser Zeit emittiert der Heizwärmetauscher 219 ebenfalls Wärme. Jedoch kann die mit Luft in dem Fahrgastraum ausgetauschte Wärmemenge durch die Luftmischklappe 238 verringert werden.
(HEISS-Kreislauf)
15 ist ein Schemadiagramm, das die Klimatisierungsvorrichtung 201 mit einem HEISS-Kreislauf darstellt. Der HEISS-Kreislauf hat eine Heizleistung mit hohem Pegel. Ein Entfeuchtungsbetrieb kann von dem HEISS-Kreislauf nicht durchgeführt werden. Wie in 15 gezeigt, strömt von dem Kompressor 214 ausgestoßenes Kältemittel in dieser Reihenfolge von dem Heizwärmetauscher 219, dem Dreiwegeventil 225a, dem Heizdekompressor 217, dem Wärmetauschabsperrventil 225e, dem Außenwärmetauscher 215, dem Niederdruckmagnetventil 225c, dem zweiten Rückschlagventil 228, dem Akkumulator 221 und dem Kompressor 214. Diese Strömungsrichtung des Kältemittels für den HEISS-Kreislauf ist durch die Pfeilrichtungen 240, 241, 245, 242a, 246 und 247 angezeigt.
Wenn die Außenlufttemperatur sehr niedrig ist, hat der Heizbetrieb, der unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs durchgeführt wird, einen geringen Wirkungsgrad. Daher wird zu dieser Zeit der Motor 230 mit dem KALT-Kreislauf von 14 betrieben. Das heißt, die Temperatur des Motorkühlwassers wird erhöht, und der Fahrgastraum wird unter Verwendung von Wärme, die von dem Warmwasserwärmetauscher 232 emittiert wird, erhöht.
(DRY_EVA-Kreislauf)
16 ist ein Schemadiagramm, das die Klimatisierungsvorrichtung 201 mit einem DRY_EVA-Kreislauf darstellt. Der DRY_EVA-Kreislauf wird durch eine Bedienung eines (nicht gezeigten) manuellen Schalters ausgewählt und durchgeführt, wenn ein mittlerer Pegel des Entfeuchtungsbetriebs mit einem niedrigen Pegel des Heizbetriebs benötigt wird.
Wie in 16 gezeigt, strömt das von dem Kompressor 214 ausgestoßene Kältemittel in der Reihenfolge des Heizwärmetauschers 219, des Dreiwegeventils 225a, des Heizdekompressors 217, des Entfeuchtungsmagnetventils 225d, des Kühlwärmetauschers 218, des Akkumulators 221 und des Kompressors 214.
Diese folgende Richtung von Kältemittel für den DRY_EVA-Kreislauf ist durch Pfeilrichtungen 240, 241, 245, 247 und 248 angezeigt. Der Kühlwärmetauscher 218, der dem Verdampfer entspricht, wird für den DRY_EVA-Kreislauf verwendet. Der Außenwärmetauscher 215 wird nicht für den DRY_EVA-Kreislauf verwendet. Die Klimatisierung, die unter Verwendung des DRY_EVA-Kreislaufs durchgeführt wird, hat eine Heizleistung mit niedrigem Pegel und eine Entfeuchtungsleistung mit mittlerem Pegel.
(DRY_ALL-Kreislauf)
17 ist ein Schemadiagramm, das die Klimatisierungsvorrichtung 201 mit einem DRY_ALL-Kreislauf darstellt. Der DRY_ALL-Kreislauf wird durch einen Betrieb eines (nicht gezeigten) manuellen Schalters ausgewählt und durchgeführt, wenn ein Entfeuchtungsbetrieb mit niedrigem Pegel mit einem Heizbetrieb mit mittlerem Pegel benötigt wird.
Der Kühlwärmetauscher 218, der dem Verdampfer entspricht, und der Außenwärmetauscher 215 werden für den DRY_ALL-Kreislauf verwendet. Die Klimatisierung, die unter Verwendung des DRY_ALL-Kreislaufs durchgeführt wird, hat eine Heizleistung mit mittlerem Pegel und eine Entfeuchtungsleistung mit niedrigem Pegel.
Wie in 17 gezeigt, strömt das von dem Kompressor 214 ausgestoßene Kältemittel in der Reihenfolge des Heizwärmetauschers 219, des Dreiwegeventils 225a, des Heizdekompressors 217, des Wärmetauschabsperrventils 225e, des Außenwärmetauschers 215, des Niederdruckmagnetventils 225c, des zweiten Rückschlagventils 228, des Akkumulators 221 und des Kompressors 214.
Gleichzeitig strömt das Kältemittel in der Reihenfolge des Heizdekompressors 217, des Entfeuchtungsmagnetventils 225d, des Kühlwärmetauschers 218, des Akkumulators 221 und des Kompressors 214. Diese Strömungsrichtung von Kältemittel für den DRY_ALL-Kreislauf ist durch Pfeilrichtungen 240, 241, 245, 242a, 246, 247, 249 und 248 angezeigt.
Die (in 14–17 nicht gezeigte) Klimatisierungsvorrichtung 205 hat einen (nicht gezeigten) Mikrocomputer. 18 ist eine Magnetventilbetriebstabelle, die Steuerungen der Magnetventile 225a–225e zeigt, die von der Steuervorrichtung 205 in Bezug auf jeden Kreislauf durchgeführt werden.
19 ist ein Blockdiagramm, das eine Verbindungsbeziehung zwischen der Steuervorrichtung 205 und einer Vielfalt an Sensoren zeigt. Ein Innensensor 250Tr erfasst eine Raumtemperatur Tr des Fahrgastraums. Ein Außensensor 250Tam erfasst eine Außenlufttemperatur Tam. Ein Sonnenstrahlungsmengensensor 250Ts erfasst eine Sonnenstrahlungsmenge Ts. Ein Einlasssensor 250Tin erfasst eine Temperatur Tin von Luft auf der Ansaugseite des Heizwärmetauschers 219. Ein Kältemitteldrucksensor 250PRE erfasst einen Hochdruck PRE von Kältemittel stromaufwärtig von dem Heizwärmetauscher 219. Der Hochdruck PRE entspricht einem Ausstoßdruck des Kompressors 214. Ein Kältemittelansaugsensor 235 befindet sich stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 215 in dem Kältemittelstrom und erfasst eine Kältemittelansaugtemperatur T35.
Signale werden von einem Klimaanlagenkonsolenfeld 251 und den vorstehenden Sensoren in die Steuervorrichtung 205 eingegeben. Die Steuervorrichtung 205 liefert Elektrizität an das Gebläse 203, den Inverter 252 zum Antreiben des Kompressors 214, des Außenventilators 224, des Heizdreiwegeventils 225a, des Magnetventils 225b–225e, der Einlassumschaltklappe 253, der Auslassumschaltklappe 254 und der PTC-Heizung 220.
Ein Aktuator der Klappe 253, 254 wird von der Steuervorrichtung 205 betätigt. Die Steuervorrichtung 205 ist fähig, mit dem Hybrid-ESG und dem Motor-ESG zu kommunizieren. Zum Beispiel wird die Kommunikation durch Datenkommunikation durchgeführt, die auf einem vorgegebenen Protokoll basiert. Ein (nicht gezeigtes) Signal wird von dem Hybrid-ESG in die Steuervorrichtung 205 eingegeben.
Das Konsolenfeld 251 hat einen (nicht gezeigten) manuellen Schalter, um einen Betriebszustand des Kältekreislaufs manuell auf den KALT-Kreislauf, den HEISS-Kreislauf, den DRY_EVA-Kreislauf oder den DRY_ALL-Kreislauf zu ändern. Der manuelle Schalter gibt ein Signal in die Steuervorrichtung 205 ein.
Das Konsolenfeld 251 hat einen Klimatisierungsschalter, einen Einlassschalter, einen Temperaturfestlegungsschalter, einen Luftmengenschalter und einen Auslassschalter. Der Klimatisierungsschalter wird verwendet, um den Elektromotor 214a des Kompressors 214 zu starten oder zu stoppen. Die Lufteinlassbetriebsart wird von dem Einlassschalter manuell geändert. Die Zieltemperatur Tsoll des Fahrgastraums wird durch den Temperaturfestlegungsschalter festgelegt. Die Luftmenge des Gebläses 203 wird durch den Luftmengenschalter manuell geändert. Die Luftauslassbetriebsart wird von dem Auslassschalter manuell geändert.
20 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerungsverfahren zeigt, das von der Steuerungsvorrichtung 205 durchgeführt wird. Wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, wird Elektrizität an die Steuerungsvorrichtung 205 zugeführt, so dass das Steuerungsverfahren gestartet wird.
(Vorklimatisierungsbestimmung)
Die Steuerungsvorrichtung 205 führt eine Klimatisierung des Fahrgastraums basierend auf einem von dem Sensor, dem Schalter des Felds 251 und einer (nicht gezeigten) Fernbedienungsvorrichtung ausgegebenen Signal durch. Während das Auto parkt und während kein Insasse in dem Auto ist, überwacht die Steuerungsvorrichtung 205 einen Bedarf an Vorklimatisierung, der von der Fernbedienungsvorrichtung gesendet wird.
Wenn bei S201 von 20 von der Fernbedienungsvorrichtung ein Bedarf für eine Vorklimatisierung gesendet wird, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 205, dass das Auto in einem angehaltenen Zustand ist und bestimmt, dass eine von einer Leistungsquelle gelieferte Leistung höher als eine für die Vorklimatisierung notwendige Leistung ist. Wenn das Auto in dem angehaltenen Zustand ist und wenn die gelieferte Leistung höher als die notwendige Leistung ist, wird eine Markierung für die Vorklimatisierung stehen gelassen, um die Vorklimatisierung zu erlauben.
(Initialisierung)
Bei S202 wird jeder der Parameter in der Steuerungsvorrichtung 205 initialisiert.
(Lesen des Schaltsignals)
Bei S203 wird ein von dem Konsolenfeld ausgegebenes Signal gelesen.
(Lesen des Sensorsignals)
Bei S204 wird ein von dem Sensor ausgegebenes Schaltsignal gelesen.
(Grundsteuerung der TAO-Berechnung)
Bei S205 wird eine Zieltemperatur TAO von Luft, die in Richtung des Fahrgastraums ausgeblasen wird, basierend auf dem folgenden in einem ROM gespeicherten Ausdruck 1 berechnet.
(Ausdruck 1) TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × Ts + C
Ein Wert von Tsoll ist eine Temperatur, die durch den Temperaturfestlegungsschalter festgelegt wird. Ein Wert von Tr ist eine Innenlufttemperatur, die von dem Innenlufttemperatursensor 250Tr erfasst wird. Ein Wert von Tam ist eine Außenlufttemperatur, die von dem Außenlufttemperatursensor 250Tam erfasst wird. Ein Wert von Ts ist eine Sonnenstrahlungsmenge, die von dem Sonnenstrahlungssensor 250Ts erfasst wird. Die Werte von Ksoll, Kr, Kam und Ks sind Verstärkungen, und ein Wert von C ist eine Korrekturkonstante.
Ein Aktuator der Luftmischklappe 238 und eine Drehzahl der Wasserpumpe 231 werden unter Verwendung des TAO-Werts und des von dem Sensor ausgegebenen Signals berechnet.
(Kreislauf- und PTC-Auswahl)
Bei S206 wird ein Kreislauf, der betrieben werden soll, ausgewählt, und eine Betriebsanzahl der PTC-Heizung 220 wird ausgewählt. Insbesondere wird S206 basierend auf 21 durchgeführt. 21 ist ein Flussdiagramm, das Details der Kreislauf- und PTC-Auswahl von S206 zeigt.
Bei S230 von 21 wird bestimmt, ob die Vorklimatisierungsmarkierung von S201 stehen soll oder nicht. Wenn die Vorklimatisierungsmarkierung steht, wird die Außenlufttemperatur bei S231 als niedriger als –3°C oder nicht bestimmt.
Wenn die Außenlufttemperatur niedriger als –3°C ist, wird der Wirkungsgrad des von dem Wärmepumpenkreislauf durchgeführten Heizbetriebs schlechter, und an dem Außenwärmetauscher 215 wird leicht Frost erzeugt. Daher wird bei S232 Elektrizität für die Vorklimatisierung an die PTC-Heizung 220 geliefert.
Wenn die Außenlufttemperatur gleich oder höher als –3°C ist, wird die Luftauslassbetriebsart bei S233 für einen automatischen Betrieb als die Gesichtsbetriebsart oder nicht bestimmt. Wenn die Gesichtsbetriebsart festgelegt wird, wird ein Heizbetrieb unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs als unnötig bestimmt, und bei S234 wird die Vorklimatisierung unter Verwendung des KALT-Kreislaufs durchgeführt.
Wenn die Gesichtsbetriebart nicht festgelegt ist, wird bei S235 eine Vorklimatisierung unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs durchgeführt. Zu dieser Zeit kann die Vorklimatisierung unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs durchgeführt werden, indem der DRY_ALL-Kreislauf oder der DRY_EVA-Kreislauf durchgeführt wird.
Wenn die Vorklimatisierungsmarkierung nicht steht, wird die Außenlufttemperatur bei S236 als niedriger als –3°C bestimmt.
Wenn die Außenlufttemperatur niedriger als –3°C ist, wird der Wirkungsgrad des Heizbetriebs unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs schlechter, und an dem Außenwärmetauscher 215 wird leicht Frost erzeugt. Daher wird bei S237 eine Klimatisierung unter Verwendung des KALT-Kreislaufs durchgeführt. Zu dieser Zeit wird der Motor 230 betätigt, so dass die Temperatur des warmen Wassers und die Temperatur des Warmwasserwärmetauschers 232 erhöht werden.
Wenn die Außenlufttemperatur gleich oder höher als –3°C ist, wird die Luftauslassbetriebsart für einen Automatikbetrieb bei S238 als die Gesichtsbetriebsart oder nicht bestimmt.
Wenn die Gesichtsbetriebsart festgelegt ist, wird ein Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs als unnötig bestimmt, und bei S239 wird eine Klimatisierung unter Verwendung des KALT-Kreislaufs durchgeführt.
Wenn die Gesichtsbetriebsart nicht festegelegt ist, wird ein Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs als notwendig bestimmt, und bei S240 wird eine Klimatisierung unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs durchgeführt.
Der DRY_EVA-Kreislauf und der DRY_ALL-Kreislauf werden nur in einer manuellen Betriebsart betrieben. Alternativ können der DRY_EVA-Kreislauf oder der DRY_ALL-Kreislauf bei S235 und S240 automatisch entsprechend den erforderlichen Heizgraden des Heiz- und Entfeuchtungsbetriebs ausgewählt werden.
(Gebläsespannungsbestimmung)
Bei S207 von 20 wird eine Gebläsespannung, die der Zieltemperatur TAO entspricht, basierend auf einem in dem ROM gespeicherten (nicht gezeigten) Kennfeld bestimmt. Das heißt, eine an den Gebläsemotor 203c angelegte Spannung wird bestimmt.
(Einlassbetriebsartbestimmung)
Bei S208 wird eine Einlassbetriebsart, die der Zieltemperatur TAO entspricht, basierend auf einem in dem ROM gespeicherten (nicht gezeigten) Kennfeld bestimmt. Insbesondere wird die Innenluftzirkulationsbetriebsart ausgewählt, wenn die Zieltemperatur TAO hoch ist, und die Außenlufteinleitungsbetriebsart wird ausgewählt, wenn die Zieltemperatur TAO niedrig ist.
Wenn der Motor 214a des Kompressors 214 oder eine (nicht gezeigte) Steuerschaltung des Motors 214a eine Störung in der Klimatisierung haben, wird die Außenlufteinleitungsbetriebsart obligatorisch anstelle der Innenluftzirkulationsbetriebsart festgelegt, um ein Beschlagen zu verhindern.
(Auslassbetriebsartbestimmung)
Bei S209 wird eine Luftauslassbetriebsart, die der Zieltemperatur TAO entspricht, basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Kennfeld bestimmt. Insbesondere wird die Fußbetriebsart ausgewählt, wenn die Zieltemperatur TAO hoch ist. Wenn die Zieltemperatur TAO verringert ist, wird die Luftauslassbetriebsart in der Reihenfolge der Zweihöhenbetriebsart und der Gesichtsbetriebsart ausgewählt.
(Kompressordrehzahlbestimmung)
Bei S210 wird eine Kompressordrehzahl bestimmt. Ferner wird die folgende Steuerung insbesondere durchgeführt, wenn ein Heizbetrieb unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs durchgeführt wird.
Gemäß der folgenden Steuerung kann die Frostbildung des Außenwärmetauschers 215 verzögert werden, während die Luftmenge und die Einlassbetriebsart in der manuellen Betriebsart gesteuert werden. Folglich kann der Heizbetrieb unter Verwendung der Wärmepumpe fortgesetzt werden.
22 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 erklärt. 22 zeigt nur eine Bestimmung der Kompressordrehzahl während eines Heizbetriebs unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs und eine Bestimmung des Korrekturbetrags des Innenluftverhältnisses. Eine Bestimmung der Kompressordrehzahl während eines Kühlbetriebs unter Verwendung anderer Kreisläufe wird weggelassen.
Als eine erste Steuerung von 22 wird ein Frostbildungszustand erfasst, und die maximale Drehzahl des Kompressors 214 wird entsprechend dem erfassten Frostbildungszustand festgelegt. Das heißt, die Drehzahl des Kompressors 214 wird begrenzt.
Als eine zweite Steuerung wird das Innenluftverhältnis entsprechend dem erfassten Frostbildungszustand erhöht. Das Innenluftverhältnis ist durch ein Verhältnis von Innenzirkulationsluft zu der gesamten Luftmenge, die in den Fahrgastraum ausgeblasen wird, definiert. Folglich wird eine Klimatisierungslast für den Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs verringert. Der Kältemitteldrucksensor 250PRE ist an einer Kältemittelrohrleitung 255 befestigt, die den Kompressor 214 und den Heizwärmetauscher 219 verbindet.
Für die erste Steuerung wird ein Änderungsbetrag der Kompressordrehzahl unter Verwendung eines Zieldrucks PDO, eines von dem Kältemitteldrucksensor 250PRE gemessenen Hochdrucks PRE, einer Abweichung Pn (Pn = PDO – PRE) und eines Abweichungsänderungsverhältnisses Ppunkt (Ppunkt = Pn – P(n – 1)), die nachstehend beschrieben werden sollen, berechnet. Eine Abweichung P(n – 1) stellt einen letztmaligen Abweichungswert vor der Abweichung Pn dar, und n ist eine natürliche Zahl.
Für den Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs wird bei S101a von 22 die bei S205 berechnete Zieltemperatur in den Zieldruck PDO von Kältemittel, das durch die Kältemittelrohrleitung 255 strömt, die sich auf einer Hochdruckseite des Kältekreislaufs 209 befindet, umgewandelt (siehe 15). Diese Umwandlung kann unter Verwendung eines wohlbekannten Verfahrens, wie etwa eines Kennfelds durchgeführt werden.
Alternativ wird, wie in dem japanischen Patent Nr. 3307466 gezeigt, eine gesättigte Kältemitteltemperatur Tc unter Verwendung der Zieltemperatur TAO, eines Temperaturwirkungsgrads φ, der durch eine Luftmenge V des Gebläses 203 variiert wird, und einer ansaugseitigen Lufttemperatur Tin des Heizwärmetauschers 219 berechnet. Ein Sättigungsdruck Pc, welcher der gesättigten Kältemitteltemperatur Tc entspricht, wird basierend auf einer Beziehung zwischen der gesättigten Kältemitteltemperatur Tc und dem Sättigungsdruck Pc berechnet. Der Sättigungsdruck Pc kann einem Kondensationsdruck des Heizwärmetauschers 219 entsprechen. Der Sättigungsdruck Pc kann als der Zieldruck PDO festgelegt werden.
Die Druckabweichung Pn wird basierend auf dem folgenden Ausdruck 2 unter Verwendung des Zieldrucks PDO und des von dem Sensor 250PRE erfassten Hochdrucks PRE berechnet.
(Ausdruck 2) Pn = PDO – PRE
Die Abweichungsänderung Ppunkt wird basierend auf dem folgenden Ausdruck 3 berechnet.
(Ausdruck 3) Ppunkt = Pn – P(n – 1)
Wie vorstehend erwähnt, stellt die Abweichung P(n – 1) den letztmaligen Abweichungswert vor der Abweichung Pn dar.
23 zeigt ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen der Druckabweichung Pn, dem Abweichungsänderungsverhältnis Ppunkt und einer Drehzahländerung ΔfH darstellt. Die Drehzahländerung ΔfH wird basierend auf dem in einem ROM der Steuerungsvorrichtung 205 gespeicherten Kennfeld von 23 unter Verwendung von Pn und Ppunkt in Bezug auf die Kompressordrehzahl f(n – 1) vor 1 Sekunde berechnet.
Alternativ kann die Drehzahländerung ΔfH durch eine Fuzzy-Steuerung basierend auf einer in dem ROM gespeicherten vorgegebenen Mitgliedsfunktion oder Regel berechnet werden.
Bei S101b von 22 wird die berechnete Drehzahländerung ΔfH zu der letzten Kompressordrehzahl addiert. Auf diese Weise wird eine temporäre Kompressordrehzahl für die aktuelle Zeit festgelegt.
Bei S101c wird die maximale Drehzahl des Kompressors 214 gemäß der von dem Sensor 235 erfassten Kältemittelansaugtemperatur T35 bestimmt. Der Sensor 235 ist in der Kältemittelströmung stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 215 angeordnet.
Bei S101d wird das Innenluftverhältnis entsprechend der von dem Sensor 35 erfassten Kältemittelansaugtemperatur T35 korrigiert. Zu dieser Zeit ist das Innenluftverhältnis entsprechend dem Frostbildungszustand erhöht. Folglich kann die Klimatisierungslast für den Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs verringert werden.
Die bei S208 bestimmte Einlassbetriebsart wird basierend auf der berechneten Korrekturmenge korrigiert. Die Einlassbetriebsartumschaltklappe wird in einer Weise gesteuert, dass das Innenluftverhältnis vergrößert wird, wenn die Kältemittelansaugtemperatur T35 verringert wird. Daher wird die Klimatisierungslast verringert, so dass die Verringerung der Temperatur des Außenwärmetauschers 215 beschränkt werden kann. Folglich kann die Frostbildung beschränkt werden.
Bei S101e wird die bei S101b berechnete temporäre Drehzahl mit der bei S101c berechneten maximalen Drehzahl verglichen. Durch Auswählen der kleineren des Vergleichsergebnisses kann die Drehzahl des Kompressors 214 verringert werden, während die Forstbildung voranschreitet. Daher kann die Verringerung der Temperatur des Außenwärmetauchers 215 beschränkt werden, so dass die Frostbildung beschränkt werden kann. Auf diese Weise kann der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs fortgesetzt werden.
Der Sensor 235 kann in dem Außenwärmetauscher 215 angeordnet werden. Alternativ wird ein Parameter, wie etwa ein Niederdruckkältemitteldruck erfasst, und eine Temperaturumwandlung wird in Bezug auf den erfassten Parameter durchgeführt. In diesem Fall wird ein Vorhersagewert der Kältemittelansaugtemperatur berechnet, und dieses berechnete Ergebnis kann anstelle der Kältemittelansaugtemperatur T35 berechnet werden. Das heißt, die Kältemittelansaugtemperatur T35 kann einfach ein Wert sein, welcher den Frostbildungszustand des Außenwärmetauschers 215 überwachen kann.
Wenn der Kältemittelansaugsensor 235 verwendet wird, um die Temperatur T35 zu erfassen, kann der Außenwärmetauscher 215 gewöhnlich in herkömmlichen Fahrzeugen verwendet werden. Ferner kann ein System im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Druckerfassungselement zum Erfassen des Niederdruckkältemitteldrucks verwendet wird, zu niedrigen Kosten aufgebaut werden. Der Sensor 35 kann in der Kältemittelrohrleitung angeordnet werden, da der Messfehler kleiner wird.
Die Kältemittelansaugtemperatur T35 wird verringert, wenn die Frostbildung fortschreitet. Wenn die Temperatur T35 zum Beispiel –10°C oder –10,5°C erreicht, kann die Frostbildung erzeugt werden. In diesem Fall wird die maximale Drehzahl des Kompressors 214 proportional verringert.
Bei S101c wird die maximale Drehzahl von 5100 U/min auf 2500 U/min verringert, wenn die Kältemittelansaugtemperatur T35 –12,5°C erreicht.
Folglich wird das Fortschreiten der Frostbildung langsam, und die Verringerung der von dem Sensor 235 gemessene Kältemittelansaugtemperatur T35 wird beschränkt. Daher kann der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs für eine längere Zeit fortgesetzt werden.
(Ventil-Ein-/Aus-Bestimmung)
Bei S212 von 20 wird ein Betrieb des Magnetventils zwischen EIN und AUS in einer Weise bestimmt, dass ein vorgegebener Kreislauf durchgeführt werden kann. Ein Signal zum Ein-/Aus-Schalten des Magnetventils wird entsprechend einer Änderung des Kreislaufs von 18 erzeugt.
(Frostbestimmungs- und Entfrostungssteuerung)
Bei S213 wird eine Frostbestimmung durchgeführt, und eine Entfrostungssteuerung wird durchgeführt, wenn eine Frostbildung erkannt wird. 24 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Frostbildung und der Entfrostungssteuerung zeigt.
Bei S120 von 24 wird bestimmt, ob eine Heizvorklimatisierung unter Verwendung der Wärmepumpe durchgeführt wird oder nicht. Wenn die Heizvorklimatisierung unter Verwendung der Wärmepumpe durchgeführt wird, wird bei S121 beurteilt, ob die Kältemittelansaugtemperatur kleiner als –9,5°C ist oder nicht.
Wenn die Kältemittelansaugtemperatur kleiner als –9,5°C ist, wird die Heizvorklimatisierung unter Verwendung der Wärmepumpe bei S123 obligatorisch ausgeschaltet. Das heißt, eine Maßnahme gegen die Frostbildung wird früher als gewöhnlich durchgeführt.
In diesem Fall kann die Wärmepumpe früher ausgeschaltet werden als in einem normalen Betrieb, der nicht der Vorklimatisierung entspricht. Selbst wenn ein Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs direkt, nachdem die Heizvorklimatisierung abgeschlossen ist, begonnen wird, kann die Wärmepumpe ohne eine sofortige Entfrostungsbeurteilung arbeiten. Ferner kann eine Betriebszeitspanne der Wärmepumpe verlängert werden.
Wenn die Kältemittelansaugtemperatur T35 bei S121 nicht niedriger als –9,5°C ist, wird bei S124 eine normale Heizvorklimatisierung fortgesetzt.
Wenn bei S120 die Heizvorklimatisierung unter Verwendung der Wärmepumpe nicht durchgeführt wird, wird bei S122 beurteilt, ob die Kältemittelansaugtemperatur niedriger als –10,5°C ist oder nicht. Wenn die Kältemittelansaugtemperatur niedriger als –10,5°C ist, wird bei S126 obligatorisch ein Entfrostungsbetrieb unter Verwendung des KALT-Kreislaufs durchgeführt.
Wenn die Kältemittelansaugtemperatur bei S122 nicht niedriger als –10,5°C ist, wird bei S125 ein normaler Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs fortgesetzt, weil keine Möglichkeit der Frostbildung besteht.
(Steuersignalausgabe)
Bei S214 von 20 wird ein Steuersignal an das Motor-ESG, die Aktuatoren und die Magnetventile 225a–225e ausgegeben, so dass jeder Steuerzustand, der bei S201–S213 berechnet oder bestimmt wird, erfasst wird.
Wenn bei S215 eine vorgegebene Zeit T vergangen ist, wird S203 neu gestartet.
(Vorteile der ersten Ausführungsform)
Der Kältemittelansaugtemperatursensor 235 ist stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 215 in der Kältemittelströmung angeordnet. Der Grad der Frostbildung kann für den Außenwärmetauscher basierend auf der von dem Sensor 235 erfassten Kältemittelansaugtemperatur T35 überwacht werden.
25 zeigt ein Diagramm, das den Grad der Frostbildung des Außenwärmetauschers 215 anzeigt. Eine horizontale Achse des Diagramms stellt eine vergangene Zeit dar, und eine vertikale Achse des Diagramms stellt den Grad der Frostbildung dar.
Eine gekrümmte Linie RT1 stellt eine Änderung der Temperatur T35 dar, wenn die maximale Drehzahl des Kompressors beschränkt ist. Eine gekrümmte Linie RT2 stellt ein Vergleichsbeispiel dar, das eine Änderung der Temperatur T35 anzeigt, wenn die maximale Drehzahl des Kompressors nicht beschränkt ist.
Wie in einem unausgefüllten Pfeil von 25 gezeigt, kann der Heizbetrieb aufgrund der Beschränkung der maximalen Drehzahl im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel etwa 1,5 mal länger fortgesetzt werden.
(Fünfte Ausführungsform)
26 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 in einer fünften Ausführungsform erklärt. Da S102a, S102b, S102d uns S102e von 26 die gleichen wie in der vierten Ausführungsform sind, werden ihre Erklärungen weggelassen.
Bei S102c wird die Betriebsanzahl der PTC-Heizung 220 entsprechend der von dem Sensor 235 erfassten Kältemittelansaugtemperatur T35 bestimmt. Der Sensor 253 ist in der Kältemittelströmung stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 215 angeordnet.
Die Kältemittelansaugtemperatur T35 ist verringert, wenn die Frostbildung fortgeschritten ist. Es wird durch ein Experiment im Voraus bestimmt, dass die Frostbildung bei einer vorgegebenen Temperatur stattfindet. Wenn die Temperatur T35 zum Beispiel –10,5°C erreicht, wird die PTC-Heizung 220 eingeschaltet. Wenn die Temperatur T35 weiter verringert wird, wird die Betriebsanzahl der PTC-Heizung 220 erhöht.
Daher kann die Temperatur von Luft, die aus dem Kanal 202 in den Fahrgastraum ausgeblasen wird, erhöht werden, und die Innenlufttemperatur Tr des Fahrgastraums kann erhöht werden. Folglich werden die Zieltemperatur TAO und der Zieldruck PDO von Kältemittel, das durch die Hochdruckseite des Kältekreislaufs strömt, verringert.
Aufgrund der Verringerung des Zieldrucks PDO wird die Last des Kältekreislaufs verringert, und die Verringerung der Kältemitteltemperatur T35 wird beschränkt. Daher wird das Fortschreiten der Frostbildung langsam. Folglich kann der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs für lange Zeit fortgesetzt werden.
(Sechste Ausführungsform)
27 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 in einer sechsten Ausführungsform erklärt.
Da S103a, S103b, S103d und S103e von 27 die gleichen wie in der vierten Ausführungsform sind, werden ihre Erklärungen weggelassen.
Bei S103c wird der minimale Leistungsgrad des Außenventilators 224 entsprechend der durch den Sensor 235 erfassten Kältemittelansaugtemperatur T35 bestimmt. Der Sensor 253 ist in dem Kältemittelstrom stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 215 angeordnet.
Die Kältemittelansaugtemperatur T35 wird gesenkt, wenn die Frostbildung voranschreitet. Es wird durch ein Experiment im Voraus bestimmt, dass die Frostbildung bei einer vorgegebenen Temperatur stattfindet. Wenn die Temperatur T35 zum Beispiel –10,5°C erreicht, wird der minimale Leistungsgrad des Außenventilators 224 von AUS Auf Lo geändert.
Der minimale Luftmengenpegel wird zum Beispiel entsprechend einer Verringerung der Kältemitteltemperatur T35 in die Größenordnung von Hi und Ex-Hi erhöht. Der minimale Luftmengenpegel wird durch eine an den Außenventilator 224 angelegte Spannung festgelegt. Eine Spannung von 6 V wird bei dem Lo-Pegel an den Außenventilator 224 angelegt. Eine Spannung von 12 V wird bei dem Hi-Pegel an den Außenventilator 224 angelegt. Eine Spannung von 14 V wird bei dem Ex-Hi-Pegel an den Außenventilator 224 angelegt.
Folglich wird der Wärmeaustauschwirkungsgrad des Außenwärmetauschers 215 erhöht, so dass die Last des Kältekreislaufs verringert wird. Aufgrund der Verringerung der Last des Kältekreislaufs wird die Verringerung der Kältemitteltemperatur T35 beschränkt. Daher wird das Fortschreiten der Frostbildung langsam, so dass der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs für eine längere Zeit fortgesetzt werden kann.
Der Leistungsgrad des Außenventilators 224 kann zwischen S210 und S212 von 20 festgelegt werden. Zum Beispiel offenbart JP-A-5-263641 eine Bestimmung des Ventilatorleistungsgrads.
(Siebte Ausführungsform)
28 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 erklärt. Da S104a, S104b und S104f von 28 die gleichen wie in der vierten Ausführungsform sind, werden ihre Erklärungen weggelassen.
Bei S104c von 28 wird beurteilt, ob eine Vorklimatisierung durchgeführt wird oder nicht. Wenn keine Vorklimatisierung durchgeführt wird, wird S104d durchgeführt.
Bei S104d wird die maximale Drehzahl des Kompressors 214 bei S100 U/min festgelegt, wenn die Frostbildung nicht fortgeschritten ist, um die normale Maximalkapazität zu erreichen.
Wenn eine Vorklimatisierung durchgeführt wird, wird der Schritt S104e durchgeführt.
Bei S104e wird die maximale Drehzahl des Kompressors 214 zum Beispiel bei 4100 U/min festgelegt, was niedriger als 5100 U/min von S104d ist, wenn die Frostbildung nicht fortgeschritten ist.
Folglich kann die Verringerung der Kältemitteltemperatur T35 beschränkt werden, so dass das Fortschreiten der Frostbildung langsam wird. Eine Möglichkeit der Frostbildung wird in der Heizvorklimatisierung geringer. Daher wird eine Temperatursenkung des Fahrgastraums, die durch den Entfrostungsbetrieb erzeugt wird, verringert. Auf diese Weise kann die Bequemlichkeit des Fahrgastraums aufrechterhalten werden. Außerdem können Rauschgeräusche der Klimatisierung einschließlich des Kompressors in der Vorklimatisierung verringert werden.
Bei S104g wird bestimmt, dass die Raumtemperatur, die der von dem Sensor 250Tr gemessenen Innenlufttemperatur Tr entspricht, ungefähr die Temperatur Tsoll erreicht, die über den Temperaturfestlegungsschalter des Konsolenfelds 251 eingestellt wird.
Insbesondere, wenn eine Differenz zwischen der Raumtemperatur Tr und der voreingestellten Temperatur Tsoll bei S104g kleiner als 5°C wird, wird die Vorklimatisierung bei S104i beendet. Dadurch kann das Voranschreiten der Frostbildung beschränkt werden.
Wenn die Differenz zwischen der Raumtemperatur Tr und der voreingestellten Temperatur Tsoll bei S104g gleich oder größer als 5°C wird, wird bei S104h die Vorklimatisierung unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs fortgesetzt.
(Achte Ausführungsform)
29 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 erklärt.
Da S105a, S105b, S105c, S105d, S105e und S105f von 29 gleich wie in der siebten Ausführungsform von 28 sind, werden ihre Erklärungen weggelassen. Wenn eine Differenz zwischen der Raumtemperatur Tr und der voreingestellten Temperatur Tsoll bei S105g kleiner als 5°C wird, wird die Vorklimatisierung bei S105i ausgesetzt. Daher kann das Voranschreiten der Frostbildung beschränkt werden.
Wenn die Temperatur des Außenwärmetauschers 215 sich der Außenlufttemperatur nähert, wird auf dem Außenwärmetauscher 215 erzeugter Frost verringert. Zu dieser Zeit kann der Außenventilator 224 betrieben werden, um das Entfrosten zu fördern.
Wenn die Differenz zwischen der Raumtemperatur Tr und der voreingestellten Temperatur Tsoll bei S105g gleich oder größer als 5°C wird, wird die Heizvorklimatisierung bei S105h fortgesetzt.
Nachdem die Heizvorklimatisierung bei S105i ausgesetzt wurde, nähert sich die Raumtemperatur Tr des Fahrgastraums der Außenlufttemperatur.
Wenn die Raumtemperatur Tr bei S105j eine vorgegebene Temperatur, wie etwa Tsoll +10°C oder Tsoll –10°C erreicht, wird bei S105k eine Vorklimatisierung erneut eingeschaltet.
Das Aussetzen der Vorklimatisierung wird bei S105m aufrechterhalten, bevor die Temperatur Tr die voreingestellte Temperatur erreicht. Daher schreitet das Entfrosten des Außenwärmetauschers 215 voran.
(Neunte Ausführungsform)
30 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 erklärt. Da S106a, S106b, S106d, S106e und S106f von 30 die gleichen wie in der achten Ausführungsform sind, werden ihre Erklärungen weggelassen.
Bei S106c wird beurteilt, ob eine Feuchtigkeit um den Außenwärmetauscher 215 herum hoch ist oder nicht. Insbesondere, wenn ein Windschutzscheibenwischer des Hybridautos betrieben wird, wird bestimmt, dass die Feuchtigkeit hoch ist, da es regnet oder schneit.
Da die Feuchtigkeit ferner am frühen Morgen oder in der Nacht hoch ist, wird bestimmt, dass die Feuchtigkeit hoch ist, wenn die aktuelle Zeit zwischen 20:00 und 9:00 ist.
Wenn außerdem die Sonnenstrahlungsmenge Ts kleiner als ein vorgegebener Betrag, wie etwa 10 W/m² ist, wird die Feuchtigkeit als hoch bestimmt. Wenn wenigstens eine Bedingung aus dem Wischer, der aktuellen Zeit und der Sonnenstrahlungsmenge erfüllt ist, wird bestimmt, dass die Feuchtigkeit hoch ist, und S106e wird durchgeführt.
Wenn im Gegensatz dazu bei S106c der Wischer nicht betrieben wird, wenn die aktuelle Zeit nicht zwischen 20:00 und 9:00 ist und wenn die Sonnenstrahlungsmenge gleich oder größer als 10 W/m² ist, wird die Feuchtigkeit als niedrig bestimmt. In diesem Fall ist die Frostbildung nicht vorangeschritten. Daher wird die maximale Drehzahl des Kompressors 214 bei S106d auf 5100 U/min festgelegt, um die normale maximale Kapazität zu erreichen.
In einem Fall, in dem die Feuchtigkeit als hoch bestimmt wird, wird die maximale Drehzahl des Kompressors 214 bei S106e zum Beispiel auf 4100 U/min festgelegt, was niedriger als 5100 U/min von S106d ist, während die Frostbildung nicht voranschreitet.
Daher wird das Voranschreiten der Frostbildung langsam, während die Feuchtigkeit hoch ist. Folglich wird die Verringerung der Kältemittelansaugtemperatur T35 beschränkt.
Folglich kann der Heizbetrieb unter Verwendung des HEISS-Kreislaufs eine längere Zeit lang fortgesetzt werden, weil das Voranschreiten der Frostbilddung langsam gemacht wird. Ferner wird durch den Klimatisierungsbetrieb erzeugtes Rauschen nachts oder am frühen Morgen klein, indem die Drehzahl des Kompressors 214 zwischen 20:00 und 9:00 niedrig festgelegt wird, so dass das Rauschen um das Auto herum verringert wird.
31 ist ein Diagramm, das eine Feuchtigkeitsdifferenz zwischen einem sonnigen Tag und einem regnerischen Tag darstellt. Wie in 31 gezeigt, ist die Feuchtigkeit an dem regnerischen Tag hoch. 32 ist ein Diagramm, das eine Feuchtigkeitsänderung eines Tags für den sonnigen Tag und den regnerischen Tag zeigt. Wie in 32 gezeigt, ist es an dem sonnigen Tag von 20:00 bis 9:00 relativ feucht.
(Zehnte Ausführungsform)
33 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 erklärt. Da S107a, S107b und S107f von 33 die gleichen wie in der neunten Ausführungsform sind, werden ihre Erklärungen weggelassen.
Bei S107c von 33 wird jeder Koeffizient, der aus der Funktion(Kompressor), der Funktion(Außen) und der Funktion(Gebläse) besteht, entsprechend einer Bedingung berechnet, in der die Frostbildung leicht erzeugt wird. Die Funktion (Kompressor) wird erhöht, wenn die Drehzahl des Kompressors 214 hoch wird.
Die Funktion(Außen) wird erhöht, wenn die von dem Sensor 250Tam gemessene Außenlufttemperatur Tam niedrig wird. Die Funktion(Gebläse) wird erhöht, wenn die Gebläsespannung des Gebläses 203 hoch wird.
Folglich wird jeder Koeffizient in einer Annahme festgelegt, dass die Frostbildung leicht voranschreitet, wenn die Kompressordrehzahl hoch wird, wenn die Außenlufttemperatur niedrig wird, wenn die Gebläsespannung hoch wird.
Bei S107d wird ein vorhergesagter Frostbildungsgrad des Außenwärmetauschers 215 als ein Wärmepumpenarbeitspunkt berechnet.
Der berechnete Frostbildungsgrad wird in der Berechnung des Wärmepumpenarbeitspunkts im Wesentlichen hoch, wenn die Betriebszeit der Wärmepumpe lang wird. Der Wärmepumpenarbeitspunkt, welcher dem vorhergesagten Frostbildungsgrad entspricht, kann durch eine Korrektur, die den Koeffizienten von S107c verwendet, genauer berechnet werden.
Bei S107e wird die maximale Drehzahl des Kompressors 214 auf einen niedrigen Wert reguliert, wenn der bei S107d berechnete Wärmepumpenarbeitspunkt hoch wird. Daher kann die Temperatur des Außenwärmetauschers 215 erhöht werden, und das Voranschreiten der Frostbildung kann beschränkt werden.
Bei S107f wird die bei S107b berechnete temporäre Drehzahl mit der bei S107e berechneten maximalen Drehzahl verglichen. Die kleinere des Vergleichsergebnisses wird als die aktuelle Kompressordrehzahl ausgewählt.
Folglich kann die Kompressordrehzahl beschränkt werden, während die Frostbildung voranschreitet. Daher kann die Verringerung der Temperatur des Außenwärmetauschers 215 beschränkt werden, und das Voranschreiten der Frostbildung kann beschränkt werden. Folglich kann der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs eine längere Zeit lang fortgesetzt werden.
(Elfte Ausführungsform)
34 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Kompressordrehzahlbestimmung von S210 erklärt.
Bei S108a wird eine Zieltemperatur des Heizwärmetauschers 219, die einem Innenkondensator entspricht, berechnet. Die Drehzahl des Kompressors 214 wird in einer Weise gesteuert, dass ein Messtemperaturwert des Wärmetauschers 219 nahe der Zieltemperatur wird.
Die Zieltemperatur kann einfach gleich der Zieltemperatur TAO gemacht werden.
Bei S108b wird ein Korrekturbetrag der Zieltemperatur des Heizwärmetauschers entsprechend der von dem Sensor 235 erfassten Kältemittelansaugtemperatur T35 bestimmt. Der Sensor 253 ist in dem Kältemittelstrom stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher 215 angeordnet.
Die Kältemittelansaugtemperatur T35 wird verringert, wenn die Frostbildung fortschreitet. Es wird durch ein Experiment im Voraus bestimmt, dass die Frostbildung bei einer vorgegebenen Temperatur stattfindet. Wenn die Temperatur T35 zum Beispiel –10,5°C erreicht, wird der Korrekturbetrag bestimmt, um die Zieltemperatur zu senken.
Folglich wird die Last des Kältekreislaufs verringert, und das Voranschreiten der Frostbildung wird langsam. Daher kann die Verringerung der Kältemitteltemperatur T35 beschränkt werden. Folglich kann der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs eine längere Zeit lang fortgesetzt werden.
Bei S108c wird die Betriebsanzahl der PTC-Heizung 220 erhöht, während die Kältemittelansaugtemperatur T35 verringert ist, weil die Frostbildung fortschreitet. Es wird durch ein Experiment im Voraus bestimmt, dass die Frostbildung bei einer vorgegebenen Temperatur stattfindet. Wenn zum Beispiel die Temperatur T35 –10,5°C erreicht, wird die PTC-Heizung 220 eingeschaltet. Wenn die Temperatur T35 weiter verringert wird, wird die Betriebsanzahl der PTC-Heizung 220 erhöht.
Daher kann die Temperatur von Luft, die aus dem Kanal 202 in den Fahrgastraum ausgeblasen wird, erhöht werden, und die Innenlufttemperatur Tr des Fahrgastraums kann erhöht werden. Folglich kann die Zieltemperatur des Heizwärmetauschers 219 verringert werden.
Aufgrund der Verringerung der Zieltemperatur wird die Last des Kältekreislaufs verringert, und die Verringerung der Kältemitteltemperatur T35 wird beschränkt. Daher wird das Voranschreiten der Frostbildung langsam. Folglich kann der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs eine längere Zeit lang fortgesetzt werden. Die Zieltemperatur kann unter Verwendung der Zieltemperatur TAO oder anderer Faktoren, wie etwa einer Luftmenge, berechnet werden.
(Andere Ausführungsform)
In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Last entsprechend der Senkung der Kältemittelansaugtemperatur verringert. Alternativ kann die Last entsprechend einer Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers verringert werden. Zum Beispiel wird die maximale Drehzahl des Kompressors verringert, wenn die Betriebszeit des Heizbetriebs unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs länger wird, nachdem die Kältemittelansaugtemperatur auf einen vorgegebenen Wert gesenkt ist.
In diesem Fall wird bei S101c von 22 anstelle von –10,5°C und –12,5°C eine Betriebszeit t1, t2 festgelegt.
Die Temperatur des Außenwärmetauschers wird verringert, wenn die Frostbildung voranschreitet. Die Temperatur wird mit der Betriebszeit t1, t2 des Heizbetriebs unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs als verringert vorhergesagt. Wenn die Betriebszeit t1, t2 lang wird, wird beurteilt, dass die Frostbildung erhöht wird.
Die Frostbildung kann beschränkt werden, indem die Last verringet wird, so dass der Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs eine längere Zeit lang fortgesetzt werden kann. In diesem Fall kann die Last durch jedes in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Verfahren verringert werden.
Anstelle der Begrenzung der maximalen Drehzahl des Kompressors kann die Drehzahl des Kompressors korrigiert werden.
Der Leistungsgrad der PTC-Heizung 220 wird entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers 215 bei S102c und S108c vergrößert.
Der Leistungsgrad der PTC-Heizung 220 kann in anderen Ausführungsformen geändert werden. Die PTC-Heizung 220 kann eine andere elektrische Heizung oder eine mechanische Heizung sein. In diesem Fall kann die Last des Heizbetriebs unter Verwendung des Wärmepumpenkreislaufs entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmtauschers 215 zusammen mit den anderen Einrichtungen verringert werden.
Der Leistungsgrad des Außenventilators 224 wird bei S103c vergrößert. Der Leistungsgrad des Außenventilators 224 kann in anderen Ausführungsformen geändert werden. Ähnlich kann das Innenluftverhältnis in anderen Ausführungsformen geändert werden.
Ein Verfahren zur Verringerung der Last kann durch Untereinander-Kombinieren der vorstehenden Ausführungsformen definiert werden.
Die Feuchtigkeit um den Außenwärmetauscher 215 herum wird zum Beispiel bei S106 gemessen oder vorhergesagt. In diesem Fall wird die Last des Heizbetriebs durch Ändern der maximalen Drehzahl des Kompressors 214 verringert.
Alternativ können das Innenluftverhältnis, die Betriebsanzahl der PTC-Heizung, der minimale Leistungsgrad des Außenventilators oder die Zieltemperatur geändert werden, um die Last des Heizbetriebs zu verringern.
Folglich kann die Last des Heizbetriebs unter Verwendung der Wärmepumpe weiter verringert werden, wenn die Feuchtigkeit hoch ist. Folglich kann die Frostbildung richtig verringert werden. Alternativ kann die Feuchtigkeit um den Außenwärmetauscher 215 herum direkt gemessen werden. Die Feuchtigkeit kann leicht vorhergesagt werden, indem wenigstens die Wischerbetriebserfassung, die aktuelle Zeiterfassung oder die Sonnenstrahlungsmengenerfassung durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass derartige Änderungen und Modifikationen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Patentansprüche definiert, liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2006-298262 A [0002]
- JP 09-142139 A [0004]
- JP 3307466 [0299]
- JP 5-263641 A [0340]

Claims

Klimatisierungsvorrichtung (10) zum Durchführen einer Vorklimatisierung eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs durch einen Betrieb, der von außerhalb des Fahrzeugs angegeben wird, während das Fahrzeug parkt, wobei die Klimatisierungsvorrichtung umfasst: einen Kanal (9), der einen Durchgang mit Luft, die in einer Luftströmungsrichtung in Richtung des Fahrgastraums strömt, umfasst; ein Gebläse (6), das sich in dem Kanal befindet, um Luft in Richtung des Fahrgastraums zu schicken; einen Kältekreislauf (100), der hat: einen Kompressor (20), um Kältemittel zu komprimieren und das komprimierte Kältemittel auszustoßen, einen ersten Innenwärmetauscher (61), der in dem Kanal angeordnet ist, um Luft in dem Kanal durch Kondensieren von Kältemittel, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird, zu heizen, einen Dekompressor (22, 24), um ein aus dem ersten Innenwärmetauscher (61) strömendes Kältemittel zu dekomprimieren, einen Außenwärmetauscher (23), der sich außerhalb des Kanals befindet, um Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher (61) strömt, durch Austauschen von Wärme mit Luft außerhalb des Kanals zu verdampfen, einen zweiten Innenwärmetauscher (62), der sich in der Luftströmungsrichtung stromaufwärtig von dem ersten Innenwärmetauscher (61) befindet, um Luft in dem Kanal durch Verdampfen von Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher (61) strömt, zu kühlen, und einen Schaltabschnitt (31, 32, 33), um einen Durchgang von Kältemittel, das aus dem ersten Innenwärmetauscher (62) strömt, zu ändern, so dass der Kältekreislauf in einem Kühlkreislauf oder Heizkreislauf betreibbar ist; eine elektrische Heizung (52), die sich in der Luftströmungsrichtung stromabwärtig von dem ersten Innenwärmetauscher (61) befindet, um Luft in dem Kanal unter Verwendung von elektrischer Leistung zu heizen; und eine Steuerung (8), um wenigstens das Gebläse, den Kompressor, den Schaltabschnitt und die elektrische Heizung zu steuern, wobei die Steuerung bewirkt, dass das Gebläse entsprechend einer Wärmequelle der Vorklimatisierung, die aus dem Kühlkreislauf, dem Heizkreislauf und der elektrischen Heizung ausgewählt wird, einen vorgegebenen Leistungsgrad hat, wenn eine Menge an elektrischer Leistung, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, begrenzt ist.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der vorgegebene Leistungsgrad des Gebläses (26), der für den Heizkreislauf festgelegt ist, höher als der für den Kühlkreislauf festgelegte ist.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner umfasst: einen elektrischen Ventilator (29), um Außenluft zu dem Außenwärmetauscher (23) zu schicken, wobei die Steuerung entsprechend dem vorgegebenen Leistungsgrad des Gebläses eine minimale elektrische Leistung definiert, die für das Gebläse verbraucht wird, die Steuerung eine Subtraktion durch Subtrahieren elektrischer Leistungen, die für den Kompressor und den elektrischen Ventilator verbraucht werden, von der elektrischen Leistung, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, berechnet, das Gebläse mit der minimalen elektrischen Leistung betrieben wird, wenn die minimale elektrische Leistung höher als die berechnete Subtraktionsleistung ist, und das Gebläse mit der berechneten Subtraktionsleistung betrieben wird, wenn die berechnete Subtraktionsleistung höher als die minimale elektrische Leistung ist.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner umfasst: einen Innenlufttemperaturdetektor (111), um eine Temperatur von Luft innerhalb des Fahrgastraums zu erfassen, wobei die Steuerung eine Last der Vorklimatisierung als klein bestimmt, wenn eine Differenz zwischen der erfassten Temperatur und einer Zieltemperatur (TAO) kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und die Steuerung die Zieltemperatur derart korrigiert, dass ein Pegel der Vorklimatisierung auf eine starke Seite geändert wird, wenn die Last der Vorklimatisierung als klein bestimmt wird.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–4, die ferner umfasst eine Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung (112), um eine Temperatur von Luft außerhalb des Fahrgastraums zu erfassen und/oder eine Sonnenstrahlungsmengenerfassungseinrichtung (113), um eine Menge an Sonnenstrahlung zu erfassen, die in den Fahrgastraum abgestrahlt wird, wobei die Steuerung eine Zieltemperatur (TAO) bevor ein Kühlbetrieb, der der Vorklimatisierung entspricht, gestartet wird, auf eine niedrige Seite korrigiert, wenn die erfasste Außentemperatur höher ist oder wenn die erfasste Sonnenstrahlungsmenge größer ist.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerung die elektrische Heizung und das Gebläse steuert, um einen Heizbetrieb, der der Vorklimatisierung entspricht, mit der begrenzten elektrischen Leistungsmenge durchzuführen, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann, und die Steuerung die elektrische Heizung steuert, um sie in einer vorgegebenen Zeitspanne, die vergeht, nachdem die elektrische Heizung betätigt wurde, mit der elektrischen Leistung zu betreiben, die für die Vorklimatisierung verwendet werden kann.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kanal hat einen Entfrosterauslass (11), um klimatisierte Luft in Richtung einer Innenseite einer Fensterscheibe des Fahrzeugs zu blasen, einen Gesichtsauslass (12), um klimatisierte Luft in Richtung eines Kopfs und einer Brust eines Insassen des Fahrzeugs auszublasen, einen Fußauslass (13), um klimatisierte Luft in Richtung eines Fußes des Insassen auszublasen, und einen Luftauslassumschaltabschnitt (14, 15, 16), um den Entfrosterauslass, den Gesichtsauslass und den Fußauslass zu steuern, um eine Luftauslassbetriebsart auszuwählen, wobei der Entfrosterauslass, der Gesichtsauslass und der Fußauslass sich in der Luftströmungsrichtung an einem stromabwärtigen Ende des Kanals befinden, die Steuerung den Luftauslassumschaltabschnitt derart steuert, dass eine Gesichtsbetriebsart, eine Zweihöhenbetriebsart oder eine Fußbetriebsart ausgewählt wird, und der Entfrosterauslass während der Vorklimatisierung nicht geöffnet werden kann.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner umfasst: einen Lufteinlassumschaltabschnitt (19), der in der Luftströmungsrichtung an einem stromaufwärtigen Ende des Kanals angeordnet ist, um ein Verhältnis der Innenluft zu der Außenluft, die in den Kanal eingeleitet werden, zu steuern, wobei die Steuerung den Lufteinlassumschaltabschnitt steuert, um eine Innenluftzirkulationsbetriebsart zu haben, wenn ein Heizbetrieb als die Vorklimatisierung durchgeführt wird.
Klimatisierungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1, 2, 3, 7 und 8, die ferner umfasst: einen manuellen Schalter, um eine Menge an Luft, die von dem Gebläse in den Fahrgastraum geschickt wird, um ändern, einen manuellen Schalter, um eine Luftauslassbetriebsart zu ändern, oder einen manuellen Schalter, um eine Lufteinlassbetriebsart zu ändern, wobei die Steuerung das Gebläse, den Luftauslassumschaltabschnitt, den Lufteinlassumschaltabschnitt vor einer Festlegung des manuellen Schalters während der Vorklimatisierung steuert.
Klimatisierungsvorrichtung (10) zum Durchführen einer Vorklimatisierung eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs durch einen Betrieb, der von außerhalb des Fahrzeugs angegeben wird, während das Fahrzeug parkt, wobei die Klimatisierungsvorrichtung umfasst: einen Kanal (9), der einen Durchgang mit Luft, die in einer Luftströmungsrichtung in Richtung des Fahrgastraums strömt, definiert; ein Gebläse (6), das sich in dem Kanal befindet, um Luft in Richtung des Fahrgastraums zu schicken; einen Kältekreislauf (100), der hat: einen Kompressor (20), um Kältemittel zu komprimieren und das komprimierte Kältemittel auszustoßen, einen Außenwärmetauscher (23), er sich außerhalb des Kanals befindet, um das aus dem Kompressor strömende Kältemittel durch Austauschen von Wärme mit Luft außerhalb des Kanals zu kondensieren, einen Dekompressor (24), um aus dem Außenwärmetauscher (23) strömendes Kältemittel zu dekomprimieren, und einen Innenwärmetauscher (62), der in dem Kanal angeordnet ist, um Luft in dem Kanal durch Verdampfen von Kältemittel, das aus dem Kompressor strömt, zu kühlen, so dass der Kältekreislauf in einem Kühlkreislauf betreibbar ist; eine Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung (112), um eine Temperatur von Luft außerhalb des Fahrgastraums zu erfassen, und/oder eine Sonnenstrahlungsmengenerfassungseinrichtung (113), um eine Menge an Sonnenstrahlung zu erfassen, die in den Fahrgastraum abgestrahlt wird; und eine Steuerung (8), um wenigstens das Gebläse und den Kompressor zu steuern, wobei die Steuerung eine Zieltemperatur (TAO) auf ein niedrige Seite korrigiert, bevor ein Kühlbetrieb, welcher der Vorklimatisierung entspricht, gestartet wird, wenn die erfasste Außenlufttemperatur höher ist oder wenn die erfasste Sonnenstrahlungsmenge größer ist.
Verfahren zur Steuerung einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Klimatisierungsvorrichtung einen Innenwärmetauscher (218, 219), einen Außenwärmetauscher (215) und einen Kompressor (214) hat, um Kältemittel zwischen dem Innenwärmetauscher und dem Außenwärmetauscher zu zirkulieren, wobei die Klimatisierungsvorrichtung einen Heizbetrieb unter Verwendung eines Wärmepumpenkreislaufs basierend auf einer Zieltemperatur durchführt, wobei das Steuerungsverfahren umfasst: Verringern einer Last des Heizbetriebs entsprechend einer Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers ohne eine manuelle Betriebsart, wobei die Verringerung der Last durchgeführt wird durch Steuern einer Drehzahl des Kompressors (S101c, S104d, S104e, S105d, S105e, S106d, S106e, S107e) und/oder Steuern der Zieltemperatur (S108b) und/oder Steuern einer Heizvorrichtung zum Unterstützen des Heizbetriebs (S102c, S108c), und/oder Steuern eines Leistungsgrads eines Außenventilators zum Schicken von Luft an den Außenwärmetauscher (S103c).
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Drehzahl des Kompressors entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers verringert wird (S101c, S104d, S104e, S105d, S105e, S106d, S106e, S107e), um die Last des Heizbetriebs zu verringern.
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Verringerung der Drehzahl des Kompressors durchgeführt wird, indem eine maximale Drehzahl des Kompressors begrenzt wird (S101c, S104d, S104e, S105d, S105e, S106d, S106e, S107e), wenn eine Temperatur des Außenwärmetauschers niedriger als ein vorgegebener Wert wird.
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Innenwärmtauscher (218, 219) einen Heizwärmetauscher (219) hat, der Heizwärmetauscher eine Heizwärmetauscherzieltemperatur als die Zieltemperatur hat, und die Heizwärmetauscherzieltemperatur entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers verringert wird (S108b), um die Last des Heizbetriebs zu verringern.
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–14, wobei die Klimatisierungsvorrichtung ferner eine Wärmequelle (220) zum Unterstützen eines Heizbetriebs hat, der von dem Heizwärmetauscher (219) durchgeführt wird, und die Verringerung der Last durchgeführt wird, indem ein Leistungsgrad der Wärmequelle (S102c, S108c) entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers durchgeführt wird (S102c, S108c).
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–15, wobei die Klimatisierungsvorrichtung ferner einen Außenventilator (224) hat, um Luft in Richtung des Außenwärmetauschers zu schicken, wobei das Verringern der Last durchgeführt wird, indem ein Leistungsgrad des Außenventilators (S103c) entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers (S103c) erhöht wird.
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–16, das ferner umfasst: Festlegen einer Lufteinlassbetriebsart (S208), um ein Verhältnis zwischen Innenluft im Inneren des Fahrgastraums und Außenluft außerhalb des Fahrgastraums zu steuern, während der Innenwärmetauscher Wärme mit der Innenluft und der Außenluft austauscht, wobei die Last des Heizbetriebs ferner verringert wird, indem ein Verhältnis der Innenluft (S101d, S102d, S103) entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers weiter verringert wird.
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–17, das ferner umfasst: Bestimmen eines Verringerungsgrads der Last durch Messen oder Schätzen einer Feuchtigkeit um den Außenwärmetauscher herum; und Erhöhen des Grads, wenn die Feuchtigkeit höher als ein vorgegebener Wert ist (S106c).
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 18, wobei die Feuchtigkeit durch einen Wischerbetrieb und/oder eine aktuelle Zeit und/oder eine Sonnenstrahlungsmenge geschätzt wird (S106c).
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–19, wobei die Last des Heizbetriebs verringert wird, wenn eine Betriebszeit des Heizbetriebs lang wird, nachdem eine Temperatur des Außenwärmetauschers auf einen vorgegeben Wert verringert wurde (S101c).
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–20, wobei die Klimatisierungsvorrichtung ferner einen Kältemittelansaugtemperatursensor (235) hat, der Kältemittelansaugtemperatursensor eine Kältemittelansaugtemperatur (T35) erfasst, der Kältemittelansaugtemperatursensor in einer Kältemittelströmung stromabwärtig von dem Außenwärmetauscher angeordnet ist, und der Kältemittelansaugtemperatursensor auf einer Ansaugseite des Kompressors angeordnet ist.
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–21, wobei die Klimatisierungsvorrichtung den Heizbetrieb durchführt als eine Vorklimatisierung, bevor ein Insasse in das Fahrzeug einsteigt, oder eine normale Klimatisierung, nachdem der Insasse in das Fahrzeug einsteigt, und die Last des Heizbetriebs in der Vorklimatisierung im Vergleich zu der normalen Klimatisierung weiter verringert wird (S104e, S105e).
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 22, wobei eine maximale Drehzahl des Kompressors in der Vorklimatisierung im Vergleich zu der normalen Klimatisierung (S104e, S105e) verringert wird, während die Drehzahl des Kompressors entsprechend der Temperaturabnahme des Außenwärmetauschers verringert wird.
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei die Vorklimatisierung ausgesetzt oder beendet wird, wenn eine Differenz zwischen einer für den Fahrgastraum festgelegten Solltemperatur (Tsoll) und einer Raumtemperatur (Tr) des Fahrgastraums kleiner als ein vorgegebener Wert wird (S104i, S105i).
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Vorklimatisierung wieder eingeschaltet wird, wenn die Differenz größer als ein vorgegebener Wert wird (S105k).
Steuerungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 22–25, das ferner umfasst: Bestimmen, dass der Außenwärmetauscher Frost hat, basierend auf einer Temperatur des Außenwärmetauschers; Durchführen der normalen Klimatisierung, wenn bestimmt wird, dass der Außenwärmetauscher keinen Frost hat; Durchführen eines Entfrostungsbetriebs oder Ausschalten des Heizbetriebs, wenn bestimmt wird, dass der Außenwärmetauscher Frost hat, wobei die Last des Heizbetriebs durch den Entfrostungsbetrieb oder das Ausschalten des Heizbetriebs verringert wird (S123, S126), und wobei ein Schwellwert für die Frostbestimmung in der Vorklimatisierung verringert wird (S121, S122).
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 26, wobei die Frostbestimmung basierend auf einer ersten Temperatur in Bezug auf eine normale Klimatisierung durchgeführt wird (S122), die Frostbestimmung basierend auf einer zweiten Temperatur in Bezug auf die Vorklimatisierung durchgeführt wird (S121), und die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur festgelegt ist.