DE102010026353B4

DE102010026353B4 - Fahrzeugklimatisierungssystem

Info

Publication number: DE102010026353B4
Application number: DE102010026353.2A
Authority: DE
Inventors: Takuya Tanihata; Hirotaka Egami; Shun Kurata; Yoshinori Ichishi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2021-10-28
Anticipated expiration: 2030-07-08
Also published as: DE102010026353A1; US20110005255A1; JP5663849B2; JP2011016446A

Abstract

Eine Fahrzeugklimatisierungssystem, das mit einer Dampfkompressionskältemaschine mit verbesserter Anwendbarkeit versehen ist, die mit einem Dampfkompressionskältekreislauf 10 versehen ist, der aufweist: einen Kompressor 11, der ein Kältemittel komprimiert und ausstößt, und einen Außenwärmetauscher 16, der Wärme mit der Luft außerhalb des Fahrgastraums und dem Kältemittel austauscht und konstruiert ist, um fähig zu sein, zwischen einem Kühlerkreislauf, der in den Fahrgastraum geblasene gekühlte Luft kühlt, und einem Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft heizt, umzuschalten, eine Heizeinrichtung 36 zum Verwenden von Kühlwasser einer Brennkraftmaschine EG als eine Wärmequelle zum Heizen der Lüftungsluft, einen Lüftungsbetriebsartschalter 60c, der eine Antibeschlagsbetriebsart festlegt, die durch die Bedienung durch einen Fahrgast Lüftungsluft in Richtung des Fahrzeugfensterglases ausbläst, und eine Steuereinrichtung 50, die das Umschalten zwischen dem Kühlerkreislauf und dem Wärmepumpenkreislauf steuert, wobei die Steuereinrichtung 50 den Kühlerkreislauf auswählt und ein Betriebsanforderungssignal an die Brennkraftmaschine EG ausgibt, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter 60c verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugklimatisierungssystem, das mit einer Dampfkompressionskältemaschine versehen ist, die einen Wärmepumpenkreislauf bildet.
Hinterarundtechnik
In der Vergangenheit gab es in dieser Art von Fahrzeugklimatisierungssystem das Problem, dass, wenn zur Zeit einer niedrigen Außenlufttemperatur die Heizung durch den Wärmepumpenkreislauf durchgeführt wird, sich auf einem Außenwärmetauscher Frost bildet, was zu einem Abfall in dem Wärmeaustauschwirkungsgrad des Außenwärmetauschers führt.
Wenn daher in der Literatur 1 des bisherigen Stands der Technik sich Frost auf dem Außenwärmetauscher bildet, wird der Kühlerkreislauf derart geschaltet, dass er Hochtemperaturkältemittel durch den Außenwärmetauscher laufen lässt, um den Frost von dem Außenwärmetauscher zu entfernen.
Selbst wenn ferner in diesem bisherigen Stand der Technik sich Frost auf dem Außenwärmetauscher bildet, wenn die DEF-Betriebsart (Entfrosterbetriebsart) ausgewählt ist, um warme Luft auf die Oberfläche des Fahrzeugfensterglases auf der Fahrzeugraumseite zu blasen, wird der Wärmepumpenkreislauf fortgesetzt, ohne auf den Kühlerkreislauf zu schalten.
Das heißt, wenn in der DEF-Betriebsart auf den Kühlerkreislauf geschaltet wird, wird kalte Luft zu dem Fahrzeugfensterglas ausgeblasen, so dass der Wärmepumpenkreislauf zur Zeit der DEF-Betriebsart fortgesetzt wird, so dass warme Luft zu dem Fensterglas ausgeblasen wird.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentveröffentlichung JP H08- 268 033 A
DE 602 11 839 T2 beschreibt eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einem Heißgas-Heizkreis, in dem ein Innenwärmetauscher durch Einleiten eines Heißgas-Kältemittels von einem Kompressor direkt in den Innenwärmetauscher als ein Wärmestrahler betrieben wird.
US 5 598 887 A beschreibt eine Klimaanlage für Fahrzeuge zum Kühlen und Heizen einer Passagierkabine eines Fahrzeugs und insbesondere eine Klimaanlage, die in Elektroautos und dergleichen nützlich ist.
JP 2003 159 930 A beschreibt einen Innenraumwärmetauscher, der als Kühler eines Gaskältemittels verwendet wird, indem ein Verdichterauslassgaskältemittel (heißes Gas) direkt in einen Innenraumwärmetauscher während des Erhitzens eingeleitet wird.
beschreibt eine weitere Klimaanlage.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Allerdings gibt es in dem vorstehenden bisherigen Stand der Technik vielfältige Probleme in der Anwendbarkeit. Zum Beispiel hat der Wärmepumpenkreislauf keine Trocknungsfähigkeit, folglich wird in dem vorstehenden bisherigen Stand der Technik, der zur Zeit der DEF-Betriebsart den Wärmepumpenkreislauf auswählte, ungetrocknete feuchte Luft zu dem Fahrzeugfensterglas ausgeblasen, somit kann keine ausreichende Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases sichergestellt werden.
Ferner wird in dem vorstehenden bisherigen Stand der Technik zum Beispiel zur Zeit der DEF-Betriebsart eher der Verhinderung des Beschlagens des Fensterglases als der Entfernung von Frost von dem Außenwärmetauscher Priorität gegeben, so wird aufgrund der Bildung von Frost ein Abfall in dem Wärmeaustauschwirkungsgrad heraufbeschwört, und schließlich wird wiederum ein Abfall in der Temperatur der belüfteten Luft (Warmluft) heraufbeschwört. Aus diesem Grund wird nicht nur ein Abfall in der Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases heraufbeschwört, sondern schließlich wird auch das Wärmegefühl der Fahrgäste beeinträchtigt.
Die vorliegende Erfindung hat angesichts der vorstehenden Punkte als ihre erste Aufgabe die Verbesserung der Anwendbarkeit eines Fahrzeugklimatisierungssystems, das mit einer Dampfkompressionskältemaschine versehen ist, die einen Wärmepumpenkreislauf bildet.
Ferner hat die vorliegende Erfindung als ihre zweite Aufgabe die Verbesserung der Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases und die Verhinderung der Frostbildung auf einem Außenwärmetauscher.
Lösung des Problems
Um die vorstehenden Probleme zu lösen, wird in dem Aspekt der Erfindung, der in Anspruch 1 beschrieben ist, ein Fahrzeugklimatisierungssystem bereitgestellt, das versehen ist mit
einem Dampfkompressionskältekreislauf (10) mit einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und ausstößt, und einem Außenwärmetauscher (16), der Wärme zwischen Luft außerhalb eines Fahrzeugraums und einem Kältemittel austauscht und der fähig ist, zwischen einem Kühlerkreislauf, der Lüftungsluft, die ins Innere dem Fahrzeugraum geblasen werden soll, kühlt, und einem Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft heizt, umzuschalten,
Heizeinrichtungen (36, 37) zum Verwenden einer anderen Wärmequelle als dem Kältemittel, um die Lüftungsluft zu heizen,
einem Lüftungsbetriebsartschalter (60c), der durch die Bedienung durch einen Fahrgast eine Antibeschlagsbetriebsart zum Blasen von Lüftungsluft in Richtung des Fahrzeugfensterglases festlegt, und
einer Steuereinrichtung (50) zum Steuern des Umschaltens zwischen dem Kühlerkreislauf und dem Wärmepumpenkreislauf,
wobei das Fahrzeugklimatisierungssystem einen RHW-Sensor (45) umfasst, der eine relative Feuchtigkeit (RHW) einer Fensterglassoberfläche erfasst,
wobei die Steuereinrichtung (50) den Kühlerkreislauf auswählt und die Heizfähigkeit der Heizeinrichtungen (36, 37) erhöht, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, und basierend auf der relativen Feuchtigkeit (RHW) entschieden wird, dass eine hohe Möglichkeit des Beschlagens von Fenstern besteht, und die Steuereinrichtung (50) auch den Wärmepumpenkreislauf auswählt, falls auf der Grundlage der relativen Feuchte (RHW) beurteilt wird, dass eine geringe Möglichkeit eines Beschlagens von Fenstern besteht, selbst wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.
Wenn dementsprechend der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, wird der Kühlerkreislauf ausgewählt und die Heizfähigkeit der Heizeinrichtungen (36, 37) wird erhöht, so ist es möglich die Lüftungsluft in dem Kühlerkreislauf zu trocknen und die Belüftung mit Niedertemperaturluft zur Zeit der Antibeschlagsbetriebsart zu unterdrücken.
Ferner ist es durch Auswählen des Kühlerkreislaufs möglich, die Bildung von Frost auf dem Außenwärmetauscher (16) zu verhindern. Aufgrund des Vorstehenden ist es möglich, die Anwendbarkeit zu verbessern.
Beachten Sie, dass als spezifische Beispiele der Heizeinrichtung ein Heizungskern (36), der Kühlwasser der Brennkraftmaschine (EG) als eine Wärmequelle verwendet, um die Lüftungsluft zu heizen, eine elektrische Heizeinrichtung (37), die mit Strom gespeist wird, um Wärme zu erzeugen, etc. erwähnt werden kann.
Ferner wird ein Fahrzeugklimatisierungssystem offenbart, das versehen ist mit:

einem Dampfkompressionskältekreislauf (10) mit einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und ausstößt, und einem Außenwärmetauscher (16), der Wärme zwischen Luft außerhalb eines Fahrzeugraums und einem Kältemittel austauscht und der fähig ist, zwischen einem Kühlerkreislauf, der Lüftungsluft, die ins Innere des Fahrzeugraums geblasen werden soll, kühlt, und einem Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft heizt, umzuschalten,
einer Fensterglasheizeinrichtung (47) zum Heizen des Fahrzeugfensterglases,
einem Lüftungsbetriebsartschalter (60c), der durch die Bedienung durch einen Fahrgast eine Antibeschlagsbetriebsart zum Blasen von Lüftungsluft in Richtung des Fahrzeugfensterglases festlegt, und
einer Steuereinrichtung (50) zum Steuern des Umschaltens zwischen dem Kühlerkreislauf und dem Wärmepumpenkreislauf,
wobei die Steuereinrichtung (50) den Kühlerkreislauf auswählt und die Fensterglasheizeinrichtung (47) betreibt, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.

Wenn dementsprechend der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, wird der Kühlerkreislauf ausgewählt, und die Fensterglasheizeinrichtung (47) wird betrieben, so ist es möglich, die Lüftungsluft an dem Kühlerkreislauf zu trocken, und möglich, das Fahrzeugfensterglas durch die Fensterglasheizeinrichtung (47) zu heizen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases zu verbessern.
Ferner ist es durch Auswählen des Kühlerkreislaufs möglich, die Bildung von Frost an dem Außenwärmetauscher (16) zu verhindern. Aufgrund des Vorstehenden kann die Anwendbarkeit verbessert werden.
Ferner wird ein Fahrzeugklimatisierungssystem offenbart, das versehen ist mit:

einem Dampfkompressionskältekreislauf (10) mit einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und ausstößt, und einem Außenwärmetauscher (16), der Wärme zwischen Luft außerhalb eines Fahrzeugraums und einem Kältemittel austauscht und der fähig ist, zwischen einem Kühlerkreislauf, der Lüftungsluft, die ins Innere des Fahrzeugraums geblasen werden soll, kühlt, und einem Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft heizt, umzuschalten,
einer Sitzheizvorrichtung (48) die an einem Sitz angeordnet ist,
einem Lüftungsbetriebsartschalter (60c), der durch die Bedienung durch einen Fahrgast eine Antibeschlagsbetriebsart zum Blasen von Lüftungsluft in Richtung des Fahrzeugfensterglases festlegt, und
einer Steuereinrichtung (50) zum Steuern des Umschaltens zwischen dem Kühlerkreislauf und dem Wärmepumpenkreislauf,
wobei die Steuereinrichtung (50) den Kühlerkreislauf auswählt und die Sitzheizvorrichtung (48) betreibt, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.

Wenn dementsprechend der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, wird der Kühlerkreislauf ausgewählt, und die Sitzheizvorrichtung (48) wird betrieben, so ist es möglich, die Lüftungsluft an dem Kühlerkreislauf zu trocken, und möglich, einen Fahrgast durch die Sitzheizvorrichtung (48) wirksam zu wärmen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases zu verbessern und das Wärmegefühl der Fahrgäste sicherzustellen.
Ferner ist es durch Auswählen des Kühlerkreislaufs möglich, die Frostbildung an dem Außenwärmetauscher (16) zu verhindern. Aufgrund des Vorstehenden kann die Anwendbarkeit verbessert werden.
Ferner wird ein Fahrzeugklimatisierungssystem offenbart, das versehen ist mit:

einem Dampfkompressionskältekreislauf (10) mit einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und ausstößt, und einem Außenwärmetauscher (16), der Wärme zwischen Luft außerhalb eines Fahrzeugraums und einem Kältemittel austauscht und fähig ist, zwischen einem Kühlerkreislauf, der Lüftungsluft, die ins Innere des Fahrzeugraums geblasen werden soll, und einem Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft heizt, umzuschalten,
einer Heizeinrichtung (36), um Kühlwasser einer Brennkraftmaschine (EG) als eine Wärmequelle zu verwenden, um die Lüftungsluft zu heizen,
einem Lüftungsbetriebsartschalter (60c), der durch die Bedienung durch einen Fahrgast eine Antibeschlagsbetriebsart zum Blasen von Lüftungsluft in Richtung des Fensterglases festlegt, und
einer Steuereinrichtung (50) zum Steuern des Umschaltens zwischen dem Kühlerkreislauf und dem Wärmepumpenkreislauf,
wobei die Steuereinrichtung (50) den Kühlerkreislauf auswählt und ein Betriebsanforderungssignal an die Brennkraftmaschine (EG) ausgibt, selbst wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.

Wenn demgemäß der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, wird der Kühlerkreislauf ausgewählt, und ein Signal, das den Betrieb anfordert, wird an die Brennkraftmaschine (EG) ausgegeben, so kann die Lüftungsluft von dem Kühlerkreislauf getrocknet werden, und die Lüftungsluft kann von der Heizeinrichtung (36) unter Verwendung des Kühlwassers der Brennkraftmaschine (EG) als eine Wärmequelle geheizt werden. Aus diesem Grund kann die Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases verbessert werden.
Ferner ist es durch Auswahl des Kühlerkreislaufs möglich, die Bildung von Frost an dem Außenwärmetauscher (16) zu verhindern. Aufgrund des Vorstehenden kann die Anwendbarkeit verbessert werden.
Ferner wird ein Fahrzeugklimatisierungssystem offenbart, wobei die Steuereinrichtung (50) anstelle des Kühlerkreislaufs den Wärmepumpenkreislauf auswählt, auch wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagbetriebsart festzulegen, wenn die Temperatur des Kühlwassers niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist.
Dementsprechend wird der Wärmepumpenkreislauf ausgewählt, wenn die Temperatur des Kühlwassers niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist, so kann das Belüften mit Niedertemperaturluft zur Zeit der Antibeschlagsbetriebsart unterdrückt werden. Aus diesem Grund ist es möglich, einen Abfall in dem Wärmegefühl der Fahrgäste zur Zeit der Antibeschlagsbetriebsart zu unterdrücken.
Ferner wird ein Fahrzeugklimatisierungssystem offenbart, wobei die Steuereinrichtung (50) ein Signal, das den Betrieb anfordert, an die Brennkraftmaschine (EG) ausgibt, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, und beurteilt wird, dass die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe hoch ist.
Wenn dementsprechend beurteilt wird, dass die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe gering ist, ist es möglich, zu verhindern, dass ein Signal an die Brennkraftmaschine (EG) ausgegeben wird, das den Betrieb anfordert, so kann die Häufigkeit des Betriebs der Brennkraftmaschine (EG) verringert werden, und die Brennstoffwirtschaftlichkeit kann wiederum verbessert werden und Abgasemissionen können gesenkt werden.
Ferner wird ein Fahrzeugklimatisierungssystem offenbart, wobei die Steuereinrichtung (50) den Kühlerkreislauf auswählt, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen und beurteilt wird, dass die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters hoch ist.
Wenn demgemäß beurteilt wird, dass die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters gering ist, ist es möglich, die Auswahl des Kühlerkreislaufs zu verhindern, so ist es zur Zeit der Antibeschlagsbetriebsart möglich, die Belüftung mit Niedertemperaturluft zu unterdrücken. Aus diesem Grund kann zur Zeit der Antibeschlagsbetriebsart ein Abfall in dem Wärmegefühl der Fahrgäste unterdrückt werden.
Ferner wird ein Fahrzeugklimatisierungssystem offenbart, das versehen ist mit:

einem Dampfkompressionskältekreislauf (10) mit einem Kompressor (11), der konstruiert ist, um fähig zu sein, zwischen einem nicht trocknenden Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft heizt, die in einen Fahrzeugraum geblasen wird, ohne sie zu trocknen, und einem trocknenden Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft trocknet und heizt, umzuschalten,
einem Lüftungsbetriebsartschalter (60c), der durch die Bedienung durch einen Fahrgast eine Antibeschlagsbetriebsart zum Blasen von Lüftungsluft in Richtung des Fahrzeugfensterglases festlegt, und
einer Steuereinrichtung (50) zum Steuern des Umschaltens zwischen dem nicht trocknenden Wärmepumpenkreislauf und dem trocknenden Wärmepumpenkreislauf,
wobei die Steuereinrichtung (50) den Betrieb durch den trocknenden Wärmepumpenkreislauf erlaubt, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.

In dieser Hinsicht hat der Kühlerkreislauf eine Trocknungsfähigkeit, hat aber keine Heizfähigkeit, wenn so zur Zeit der Antibeschlagsbetriebsart der Kühlerkreislauf ausgewählt wird, gibt es das praktische Problem, dass andere Heizeinrichtungen notwendig würden, um das Wärmegefühl der Fahrgäste sicherzustellen.
Wenn im Gegensatz dazu der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, ist der Betrieb durch den trocknenden Wärmepumpenkreislauf erlaubt, so können zur Zeit der Antibeschlagsbetriebsart sowohl die Heizfähigkeit als auch die Trocknungsfähigkeit gezeigt werden. Aus diesem Grund kann das Wärmegefühl der Fahrgäste sichergestellt werden, eine Antibeschlagsfähigkeit kann sichergestellt werden, und die Anwendbarkeit kann wiederum verbessert werden.
Beachten Sie, dass die Nummern in Klammern nach den vorstehenden Einrichtungen, die in diesem Abschnitt und in den Patentansprüchen beschrieben sind, die Entsprechung mit spezifischen Einrichtungen zeigen, die in den später beschriebenen Ausführungen beschrieben sind.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Fahrzeugklimatisierungssystems in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt die Zeit einer Kühlbetriebsart.
2 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Fahrzeugklimatisierungssystems in einer ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt die Zeit einer Heizbetriebsart.
3 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Fahrzeugklimatisierungssystems in einer ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt die Zeit einer ersten Trocknungsbetriebsart.
4 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Fahrzeugklimatisierungssystems in einer ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt die Zeit einer zweiten Trocknungsbetriebsart.
5 ist eine Ansicht des Aufbaus einer elektrischen Steuerung des Fahrzeugklimatisierungssystems der ersten Ausführungsform.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerprozedur des Fahrzeugklimatisierungssystems der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das Details von Schritt S14 von 6 zeigt.
8 ist eine Tabelle, die eine Trocknungsfähigkeit und Heizfähigkeit in verschiedenen Betriebsarten des Fahrzeugklimatisierungssystems der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das die Hauptteile der Steuerverarbeitung einer ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das die Hauptteile der Steuerverarbeitung einer zweiten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Hauptteile der Steuerverarbeitung einer dritten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, das die Hauptteile der Steuerverarbeitung einer vierten Ausführungsform zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das die Hauptteile der Steuerverarbeitung einer fünften Ausführungsform zeigt.

Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Erste Ausführungsform
1 bis 9 werden verwendet, um eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Fahrzeugklimatisierungssystem der vorliegenden Erfindung auf ein sogenanntes Hybridfahrzeug angewendet, das die Antriebsleistung für den Fahrzeugbetrieb von einer Brennkraftmaschine (Motor) EG und einem Elektromotor für die Antriebsverwendung erhält. 1 bis 4 sind Gesamtansichten des Aufbaus des Fahrzeugklimatisierungssystems 1.
Dieses Fahrzeugklimatisierungssystem ist mit einem Dampfkompressionskältekreislauf 10 versehen, der aufgebaut ist, um fähig zu sein, zwischen Kältemittelkreisen einer Kühlbetriebsart, die ein Inneres eines Fahrzeugraums kühlt (KALT-Kreislauf), einer Heizbetriebsart, die das Innere des Fahrzeugraums heizt (HEISS-Kreislauf), einer ersten Trocknungsbetriebsart, die das Innere des Fahrzeugraums trocknet (DRY_EVA-Kreislauf) und einer zweiten Trocknungsbetriebsart (DRY_ALL-Kreislauf) umzuschalten. 1 bis 4 zeigen die Kältemittelflüsse zur Zeit der Kühlbetriebsart, Heizbetriebsart und der ersten und zweiten Trocknungsbetriebsarten durch durchgezogene Pfeile.
Beachten Sie, dass die Kühlbetriebsart die Betriebsart ist, die den Kältekreislauf 10 als einen Kühlerkreislauf verwendet und eine Kühlfähigkeit und eine Trocknungsfähigkeit hat. Daher kann die Kühlbetriebsart auch als eine „Kühl- und Trocknungsbetriebsart“ ausgedrückt werden.
Ferner sind die Heizbetriebsart und die ersten und zweiten Trocknungsbetriebsarten Betriebsarten, die den Kältekreislauf 10 als einen Wärmepumpenkreislauf betreiben. Die Heizbetriebsart aus den drei Betriebsarten dieses Wärmepumpenkreislaufs hat eine hohe Heizfähigkeit, hat aber keine Trocknungsfähigkeit. Daher kann die Heizbetriebsart auch als „nicht trocknender Wärmepumpenkreisiauf“ ausgedrückt werden.
Die ersten und zweiten Trocknungsbetriebsarten aus den drei Betriebsarten dieses Wärmepumpenkreislaufs haben Trocknungsfähigkeiten, haben aber Heizfähigkeiten, die der Heizbetriebsart unterlegen sind. Daher können die ersten und zweiten Trocknungsbetriebsarten auch als ein Trocknungswärmepumpenkreislauf ausgedrückt werden.
Insbesondere ist die erste Trocknungsbetriebsart eine Trocknungsbetriebsart, die der Trocknungsfähigkeit Priorität gegenüber der Heizfähigkeit gibt, während die zweite Trocknungsbetriebsart eine Trocknungsbetriebsart ist, die der Heizfähigkeit Priorität gegenüber der Trocknungsfähigkeit gibt. Daher kann die erste Trocknungsbetriebsart auch als eine „Niedertemperatur-Trocknungsbetriebsart“ oder einfach „Trocknungsbetriebsart“ ausgedrückt werden, während die zweite Trocknungsbetriebsart auch als eine „Hochtemperatur-Trocknungsbetriebsart“ oder „Trocknungsheizbetriebsart“ ausgedrückt werden kann.
Im Übrigen vergleicht die Tabelle von 8 die Trocknungsfähigkeiten und Heizfähigkeiten der Kühlbetriebsart, der Heizbetriebsart und der ersten und zweiten Trocknungsbetriebsarten. Das heißt, die Kühlbetriebsart hat die größte Trocknungsfähigkeit, hat aber keine Heizfähigkeit. Daher wird zur Zeit des Heizens, wenn die Kühlbetriebsart ausgewählt wird, eine andere Heizeinrichtung als der Kältekreislauf 10 (in diesem Beispiel ein Heizungskern 36 oder die PTC-Heizungen 37) gekoppelt verwendet.
Die Heizbetriebsart hat keine Trocknungsfähigkeit, hat aber die größte Heizfähigkeit. Die erste Trocknungsbetriebsart hat ein Zwischenmaß der Trocknungsfähigkeit, aber eine kleine Heizfähigkeit. Die zweite Trocknungsbetriebsart hat eine kleine Trocknungsfähigkeit, aber ein Zwischenmaß der Heizfähigkeit.
Der Kältekreislauf 10 ist mit einem Kompressor 11, einem Innenwärmetauscher, der durch einen Innenkondensator 12 und einen Innenverdampfer 26 gebildet wird, einer Druckminderungseinrichtung zum Verringern des Drucks und Expandieren des Kältemittels, die durch ein Expansionsventil 27 vom Temperaturtyp und einen festen Lufttrichter 14 gebildet wird, und einer Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung, die durch mehrere (in dieser Ausführungsform fünf) Magnetventile 13, 17, 20, 21, 24, etc. gebildet wird, aufgebaut.
Ferner verwendet dieser Kältekreislauf 10 als ein Kältemittel ein gewöhnliches CFC-basiertes Kältemittel und bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem der hochdruckseitige Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Außerdem hat dieses Kältemittel in es gemischtes Kältemaschinenöl zum Schmieren des Kompressors 11. Dieses Kältemaschinenöl zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel durch den Kreislauf.
Der Kompressor 11 ist in dem Motorraum angeordnet und saugt das Kältemittel in dem Kältekreislauf 10 ein, komprimiert es und stößt es aus, so ist er als ein elektrischer Kompressor ausgebildet, wobei ein Festkapazitäts-Kompressionsmechanismus 11a mit einer festen Ausstoßkapazität von einem Elektromotor 11b angetrieben wird. Als der Festkapazitäts-Kompressionsmechanismus 11a können insbesondere ein Spiralkompressionsmechanismus, Flügelzellenkompressormechanismus oder verschiedene andere Arten von Kompressionsmechanismen verwendet werden.
Der Elektromotor 11b ist ein Wechselstrommotor, dessen Betrieb (Drehzahl) durch eine von einem Inverter 61 ausgegebene Wechselspannung gesteuert wird. Ferner gibt der Inverter 61 eine Wechselspannung mit einer Frequenz gemäß einem Steuersignal aus, das von einer später erwähnten Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegeben wird. Ferner wird aufgrund dieser Drehzahlsteuerung das Kältemittelausstoßvermögen des Kompressors 11 geändert. Daher weist der Elektromotor 11b eine Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung des Kompressors 11 auf.
Mit der Ausstoßseite des Kompressors 11 ist die Kältemitteleinlassseite des Innenkondensators 12 verbunden. Der Innenkondensator 12 ist ein Heizanwendungswärmetauscher, der in einem Gehäuse 31 angeordnet ist, das einen Luftdurchgang für Lüftungsluft bildet, die in einer Innenklimatisierungseinheit 30 des Fahrzeugklimatisierungssystems in den Fahrzeugraum geblasen wird, und der Lüftungsluft durch den Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel, das in seinem Inneren strömt, und Lüftungsluft nach dem Durchlaufen eines später erklärten Innenverdampfers 26 heizt. Beachten Sie, dass Details der Innenklimatisierungseinheit 30 später beschrieben werden.
Mit der Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 ist ein elektrisches Dreiwegeventil 13 verbunden. Dieses elektrische Dreiwegeventil 13 ist eine Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung, deren Betrieb durch die Steuerspannungsausgabe von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gesteuert wird.
Insbesondere schaltet das elektrische Dreiwegeventil 13 im aktivierten Zustand, in dem Strom eingespeist wird, auf den Kältemittelkreis, der die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und die Kältemitteleinlassseite des festen Lufttrichters 14 verbindet, während es in dem deaktivierten Zustand, in dem die Stromeinspeisung ausgeschaltet ist, auf den Kältemittelkreis schaltet, der die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und einen Kältemittelströmungseinlass/Auslass der ersten Dreiwegekopplung 15 verbindet.
Der feste Lufttrichter 14 ist eine Druckminderungseinrichtung für die Heiz- und Trocknungsverwendung, die zur Zeit der Heizbetriebsart und der ersten und zweiten Trocknungsbetriebsarten den Druck verringert und das Kältemittel, das aus dem elektrischen Dreiwegeventil 13 strömt, expandiert. Als dieser feste Lufttrichter 14 kann ein Kapillarrohr, eine Mündung, etc. verwendet werden. Natürlich ist es auch möglich, als die Druckminderungseinrichtung für die Heiz- und Trocknungsanwendung einen variablen elektrischen Lufttrichtermechanismus zu verwenden, in dem ein von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebenes Steuersignal verwendet wird, um die Lufttrichterdurchgangsfläche einzustellen. Mit der Kältemittelauslassseite des festen Lufttrichters 14 ist ein Kältemittelströmungseinlass/Auslass der später erwähnten Dreiwegekopplung 23 verbunden.
Die erste Dreiwegekopplung 15 hat drei Kältemittelströmungseinlass/Auslässe und wirkt als ein Verzweigungsteil zum Verzweigen des Kältemittelströmungswegs. Eine derartige Dreiwegekopplung kann durch Verbinden von Kältemittelrohrleitungen ausgebildet werden oder kann gebildet werden, indem ein Metallblock oder Kunststoffblock mit einer Vielzahl von Kältemitteldurchgängen versehen wird. Ferner ist ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass der ersten Dreiwegekopplung 15 mit einem Kältemittelströmungseinlass/Auslass des Außenwärmetauschers 16 verbunden. Noch ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass ist mit der Kältemitteleinlassseite des Niederdruckmagnetventils 17 verbunden.
Das Niederdruckmagnetventil 17 ist eine Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung mit einem Ventilelement, das einen Kältemittelströmungsweg öffnet und schließt, und einer Magnetspule (Spule), die das Ventilelement antreibt und deren Betrieb durch eine von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebene Steuerspannung gesteuert wird. Insbesondere ist das Niederdruckmagnetventil 17 als ein sogenannter „normalerweise geschlossener Typ“ des Ein-/Aus-Ventils definiert, das sich öffnet, wenn es aktiviert ist, und schließt, wenn es deaktiviert ist.
Auf der Kältemittelauslassseite des Niederdruckmagnetventils 17 ist ein Kältemittelströmungseinlass/Auslass der später erklärten fünften Dreiwegekopplung 28 durch ein erstes Rückschlagventil 18 verbunden. Dieses erste Rückschlagventil 18 erlaubt nur den Fluss von Kältemittel von der Seite des Niederdruckmagnetventils 17 zu der Seite der fünften Dreiwegekopplung 28.
Der Außenwärmetauscher 16 ist im Inneren des Motorraums angeordnet und tauscht Wärme zwischen Kältemittel, das in seinem Inneren strömt, und Luft, die von dem Gebläseventilator 16a von außerhalb des Fahrzeugraums geblasen wird (Außenluft) aus. Der Gebläseventilator 16a ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (Lüftungsluftrate) durch eine von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebene Steuerspannung gesteuert wird.
Außerdem bläst der Gebläseventilator 16a der vorliegenden Ausführungsform nicht nur Außenluft zu dem Außenwärmetauscher 16, sondern auch dem (nicht gezeigten) Strahler, der Wärme aus dem Kühlwasser des Motors EG abstrahlt. Insbesondere strömt Luft außerhalb des Fahrzeugraums, die von dem Gebläseventilator 16a geblasen wird, in der Reihenfolge von dem Außenwärmetauscher 16 -> Strahler.
Ferner ist der Kühlwasserkreis, der in 1 bis 4 durch gestrichelte Linien gezeigt ist, mit einer nicht gezeigten Kühlwasserpumpe zum Zirkulieren von Kühlwasser versehen. Diese Kühlwasserpumpe ist eine elektrische Wasserpumpe, deren Drehzahl (Kühlwasserzirkulationsrate) durch die von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebene Steuerspannung gesteuert wird.
Ein anderer Kältemittelströmungseinlass-/Auslass des Außenwärmetauschers 16 ist mit einem Kältemittelströmungseinlass-/Auslass der zweiten Dreiwegekopplung 19 verbunden. Der grundlegende Aufbau dieser zweiten Dreiwegekopplung 19 ist ähnlich dem der ersten Dreiwegekopplung 15. Ferner ist ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass der zweiten Dreiwegekopplung 19 mit der Kältemitteleinlassseite des Hochdruckmagnetventils 20 verbunden, während noch ein anderer Kältemitteleinlass/Auslass mit einem Kältemitteleinlass/Auslass des Wärmetauscherabschaltmagnetventils 21 verbunden ist.
Das Hochdruckmagnetventil 20 und das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 sind Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen, deren Betrieb durch die von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebene Steuerspannung gesteuert wird. Ihre grundlegenden Aufbauten sind ähnlich der des Niederdruckmagnetventils 17. Jedoch sind das Hochdruckmagnetventil 20 und das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 als sogenannte „normalerweise offene Typen“ der Ein-/Aus-Ventile aufgebaut, die sich schließen, wenn sie aktiviert sind, und öffnen, wenn sie deaktiviert sind.
Die Kältemittelauslassseite des Hochdruckmagnetventils 20 ist durch ein zweites Rückschlagventil 22 mit einer Lufttrichtermechanismuseinlassseite des später erwähnten Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp verbunden. Dieses zweite Rückschlagventil 22 erlaubt nur die Strömung des Kältemittels von der Seite des Hochdruckmagnetventils 20 zu der Seite des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp.
Der andere Kältemittelströmungseinlass/Auslass des Wärmetauscherabschaltmagnetventils 21 ist mit einem Kältemittelströmungseinlass/Auslass der dritten Dreiwegekopplung 23 verbunden. Der grundlegende Aufbau dieser dritten Dreiwegekopplung 23 ist ähnlich dem der ersten Dreiwegekopplung 15. Ferner ist, wie früher beschrieben, ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass der dritten Dreiwegekopplung 23 mit der Kältemittelauslassseite des festen Lufttrichters 14 verbunden. Noch ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass ist mit der Kältemitteleinlassseite des Trocknungsmagnetventils 24 verbunden.
Das Trocknungsmagnetventil 24 ist eine Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung, die im Betrieb durch die von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebene Steuerspannung gesteuert wird. Sein grundlegender Aufbau ist ähnlich dem des Niederdruckmagnetventils 17. Außerdem ist das Trocknungsmagnetventil 24 auch als ein „normalerweise geschlossenes“ Ein-/Ausventil aufgebaut. Ferner ist die Kältemittelkreis-Umschalteinrichtung der vorliegenden Ausführungsform durch das elektrische Dreiwegeventil 13, das Niederdruckmagnetventil 17, das Hochdruckmagnetventil 20, das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 und das Trocknungsmagnetventil 24, das heißt, eine Vielzahl von (fünf) Magnetventilen, aufgebaut.
Die Kältemittelauslassseite des Trocknungsmagnetventils 24 ist mit einem Kältemittelströmungseinlass/Auslass der vierten Dreiwegekopplung 25 verbunden. Der grundlegende Aufbau dieser vierten Dreiwegekopplung 25 ist ähnlich dem der ersten Dreiwegekopplung 15. Ferner ist ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass der vierten Dreiwegekopplung 25 mit der Lufttrichtermechanismusauslassseite des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp verbunden, während noch ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass mit der Kältemitteleinlassseite des Innenverdampfers 26 verbunden ist.
Der Innenverdampfer 26 ist ein Kühlanwendungswärmetauscher, der im Inneren des Gehäuses 31 der Innenklimatisierungseinheit 30 entlang der Strömung der Lüftungsluft auf der stromaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 angeordnet ist und Wärme zwischen dem Kältemittel, das in seinem Inneren strömt, und der Lüftungsluft austauscht, um die Lüftungsluft zu kühlen.
Die Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 26 ist mit einer Messfühlerkolbeneinlassseite des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp verbunden. Das Expansionsventil 27 vom Temperaturtyp ist eine Druckminderungseinrichtung für die Kühlverwendung, die den Druck des in ihren Inneren strömenden Kältemittels von dem Lufttrichtermechanismuseinlass verringert und es von dem Lufttrichtermechanismusauslass nach außen ausstößt.
Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform als das Expansionsventil 27 vom Temperaturtyp ein Expansionsventil vom gleichmäßigen Innendrucktyp verwendet, das in einem einzelnen Gehäuse einen Messfühlerkolben 27a, der einen Überhitzungsgrad von Kältemittel auf einer Auslassseite des Innenverdampfers 26 basierend auf der Temperatur und dem Druck des Kältemittels auf der Auslassseite des Innenverdampfers 26 erfasst, und einen variablen Lufttrichtermechanismus 27b, der die Lufttrichterdurchgangsfläche (Kältemitteldurchsatz) entsprechend der Verschiebung des Messfühlerkolbens 27a einstellt, so dass der Überhitzungsgrad von Kältemittel auf einer Auslassseite des Innenverdampfers 26 innerhalb einen voreingestellten vorgegebenen Bereich kommt, aufnimmt.
Die Messfühlerkolbenauslassseite des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp ist mit einem Kältemittelströmungseinlass/Auslass der fünften Dreiwegekopplung 28 verbunden. Der grundlegende Aufbau dieser fünften Dreiwegekopplung 28 ist ähnlich dem der ersten Dreiwegekopplung 15. Ferner ist ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass der fünften Dreiwegekopplung 28, wie vorstehend erwähnt, mit der Kältemittelauslassseite des ersten Rückschlagventils 18 verbunden, während noch ein anderer Kältemittelströmungseinlass/Auslass mit der Kältemitteleinlassseite des Akkumulators 29 verbunden ist.
Der Akkumulator 29 ist ein niederdruckseitiger Gas-/Kältemittelabscheider, der das von der fünften Dreiwegekopplung 28 in sein Inneres strömende Kältemittel in Gas und Flüssigkeit abscheidet und das überschüssige Kältemittel lagert. Außerdem ist der gasphasige Kältemittelauslass des Akkumulators 29 mit der Kältemittelsaugöffnung des Kompressors 11 verbunden.
Als nächstes wird die Innenklimatisierungseinheit 30 erklärt. Die Innenklimatisierungseinheit 30 ist im Inneren der Instrumententafel an dem vordersten Teil des Fahrzeugraums angeordnet und weist eine Außenschale auf, die durch ein Gehäuse 31 gebildet wird, in dessen Innerem ein Gebläse 32, der vorstehend erwähnte Innenverdampfer 26, der Innenkondensator 12, der Heizungskern 36, die PTC-Heizungen 37, etc. untergebracht sind.
Das Gehäuse 31 bildet einen Luftdurchgang für Lüftungsluft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird, und ist aus einem Harz mit einem gewissen Elastizitätsgrad und ebenso überlegener Festigkeit (zum Beispiel Polypropylen) geformt. Auf der entlang der Strömung von Lüftungsluft stromaufwärtigsten Seite in dem Gehäuse 31 ist ein Innen-/Außenluft-Umschaltkasten 40, der zwischen der Einleitung von Innenluft (Luft im Inneren des Fahrzeugraums) und Außenluft (Luft außerhalb des Fahrzeugraums) umschaltet, angeordnet.
Insbesondere ist der Innen-/Außenluft-Umschaltkasten 40 mit einer Innenlufteinleitungsöffnung 40a zum Einleiten von Innenluft in das Innere des Gehäuses 31 und einer Außenlufteinleitungsöffnung 40b zum Einleiten von Außenluft ausgebildet. Außerdem ist im Inneren des Innen-/Außenluft-Umschaltkastens 40 eine Innen-/Außenluft-Umschaltklappe 40c angeordnet, um die Öffnungsfläche der Innenlufteinleitungsöffnung 40a und der Außenlufteinleitungsöffnung 40b kontinuierlich einzustellen, um das Verhältnis des Durchsatzes der Innenluft und des Durchsatzes der Außenluft zu ändern.
Daher bildet die Innen-/Außenluft-Umschaltklappe 40c eine Durchsatzänderungseinrichtung zum Umschalten von Ansaugöffnungsbetriebsarten zum Ändern des Durchsatzverhältnisses des Innenluftdurchsatzes und des Außenluftdurchsatzes, die in das Gehäuse 31 eingeleitet werden. Insbesondere wird die Innen-/Außenluft-Umschaltklappe 40c von einem elektrischen Aktuator 62 für die Innen-/Außenluft-Umschaltklappe 40c angetrieben, während dieser elektrische Aktuator 62 im Betrieb durch ein von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebenes Steuersignal gesteuert wird.
Ferner gibt es als die Ansaugöffnungsbetriebsarten eine Innenluftbetriebsart, welche die Innenlufteinleitungsöffnung 40a weit öffnet und die Außenlufteinleitungsöffnung 40b ganz schließt, um Innenluft in das Gehäuse 31 einzuleiten, eine Außenluftbetriebsart, welche die Innenlufteinleitungsöffnung 40a ganz schließt und die Außenlufteinleitungsöffnung 40b weit öffnet, um Außenluft in das Gehäuse 31 einzuleiten, und eine Innen-/Außenluftmischbetriebsart, welche die Öffnungsflächen der Innenlufteinleitungsöffnung 40a und der Außenlufteinleitungsöffnung 40b zwischen der Innenluftbetriebsart und der Außenluftbetriebsart kontinuierlich einstellt, um das Einleitungsverhältnis der Innenluft und der Außenluft kontinuierlich zu ändern.
Auf der entlang der Luftströmung stromabwärtigen Seite des Innen-/Außenluft-Umschaltkastens 40 ist ein Gebläse 32 angeordnet, das Luft bläst, die durch den Innen-/Außenluft-Umschaltkasten 40 in Richtung des Inneren des Fahrzeugraums geblasen wird. Dieses Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Vielflügel-Zentrifugalventilator (Sirocco-Ventilator) durch einen Motor antreibt, dessen Drehzahl (Blasrate) durch die von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebene Steuerspannung gesteuert wird.
Auf der entlang der Luftströmung stromabwärtigen Seite des Gebläses 32 ist der vorstehend erwähnte Innenverdampfer 26 angeordnet. Außerdem sind entlang der Luftströmung auf der stromabwärtigen Seite des Innenverdampfers 26 Luftdurchgänge, wie etwa ein Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 für die Strömung von Luft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 und ein Kühlluftumleitungsdurchgang 34 und ein Mischraum 35 zum Vermischen der Luft, die aus dem Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 und dem Kühlluftumleitungsdurchgang 34 strömt, ausgebildet.
Der Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 hat als Heizeinrichtung einen Heizungskern 36, den Innenkondensator 12 und PTC-Heizungen 37 in Richtung der Strömungsrichtung der Lüftungsluft in dieser Reihenfolge in sich angeordnet, um die Luft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 zu heizen. Der Heizungskern 36 und die PTC-Heizungen 37 sind Heizeinrichtungen, die andere Wärmequellen als das Kältemittel verwenden, um die Lüftungsluft zu heizen.
Der Heizungskern 36 ist ein Heizanwendungswärmetauscher, der Wärme zwischen Kühlwasser des Motors EG, der Antriebsleistung zum Antreiben des Fahrzeugs ausgibt, und Luft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 austauscht, um die Luft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 zu heizen.
Ferner ist jede PTC-Heizung 37 eine elektrische Heizung, die eine PTC-Vorrichtung (Thermistor mit positiver Charakteristik) hat, die mit Strom versorgt wird, um Wärme zu erzeugen, und Luft nach dem Durchlaufen des Innenkondensators 12 heizt. Beachten Sie, dass in der vorliegenden Ausführungsform mehrere PTC-Heizungen 37 (insbesondere drei) bereitgestellt sind. Die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ändert die Anzahl von aktivierten PTC-Heizungen 37, um die Heizfähigkeit der mehreren PTC-Heizungen 37 als Ganzes zu steuern.
Andererseits ist der Kühlluftumleitungsdurchgang 34 ein Luftdurchgang, um Luft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 in den Mischraum 35 zu leiten, ohne den Heizungskern 36, den Innenkondensator 12 und die PTC-Heizungen 37 zu durchlaufen. Daher ändert sich die Temperatur der in dem Mischraum 35 vermischten Lüftungsluft durch das Verhältnis der Durchsätze der Luft, die den Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 durchläuft, und der Luft, die den Kühlluftumleitungsdurchgang 34 durchläuft.
Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform auf der entlang der Luftströmung stromabwärtigen Seite des Innenverdampfers 26 und der Einlassseite des Heizanwendungskühlluftdurchgangs 33 und des Kühlluftumleitungsdurchgangs 34 eine Luftmischklappe 38 angeordnet, um das Durchsatzverhältnis der Kühlluft, die in den Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 und den Kühlluftumleitungsdurchgang 34 strömt, kontinuierlich zu ändern.
Daher bildet die Luftmischklappe 38 ein Temperatureinstellungsmittel zum Einstellen der Lufttemperatur im Inneren des Mischraums 35 (Temperatur von Lüftungsluft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird). Insbesondere wird die Luftmischklappe 38 von einem elektrischen Aktuator 63 für die Luftmischklappe angetrieben. Dieser elektrische Aktuator 63 wird von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 angetrieben.
Außerdem sind an dem stromabwärtigsten Teil der Strömung von Lüftungsluft in dem Gehäuse 31 Luftöffnungen 41 bis 43 zum Blasen von Luft, deren Temperatur eingestellt ist, von dem Mischraum 35 zu dem gekühlten Raum, das heißt, zu dem Fahrzeugraum, angeordnet. Als die Luftöffnungen 41 bis 43 sind insbesondere Gesichtsluftöffnungen 41 zum Blasen von klimatisierter Luft in Richtung der Oberkörper der Fahrgäste in dem Fahrzeugraum, Fußluftöffnungen 42 zum Blasen von klimatisierter Luft in Richtung der Füße der Fahrgäste und Entfrosterluftöffnungen 43 zum Blasen klimatisierter Luft in Richtung der Innenoberfläche des Fahrzeugfrontfensterglases bereitgestellt.
Ferner sind auf den stromaufwärtigen Seiten in den Luftströmungen der Gesichtsluftöffnungen 41, Fußluftöffnungen 42 und Entfrosterluftöffnungen 43 Gesichtsklappen 41a zum Einstellen der Öffnungsflächen der Gesichtsluftöffnungen 41, Fußklappen 42a zum Einstellen der Öffnungsflächen der Fußluftöffnungen 42, und Entfrosterklappen 43a zum Einstellen der Öffnungsflächen der Entfrosterluftöffnungen 43 angeordnet.
Diese Gesichtsklappen 41a, Fußklappen 42a und Entfrosterklappen 43a bauen die Lüftungsbetriebsart-Umschalteinrichtungen zum Umschalten der Lüftungsbetriebsart auf und werden betrieben, um durch einen nicht gezeigten Verbindungsmechanismus verriegelnd gedreht zu werden, indem dieser mit einem elektrischen Aktuator 64 für die Lüftungsbetriebsartklappen-Antriebsverwendung gekoppelt ist. Beachten Sie, dass dieser elektrische Aktuator 64 im Betrieb auch durch ein von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebenes Steuersignal gesteuert wird.
Ferner gibt es als Lüftungsbetriebsarten eine Gesichtsbetriebsart, welche die Gesichtsluftöffnungen 41 weit öffnet und Luft aus den Gesichtsluftöffnungen 41 in Richtung der Oberkörper der Fahrgäste in dem Fahrzeugraum bläst, eine Zweihöhenbetriebsart, die sowohl die Gesichtsluftöffnungen 41 als auch die Fußluftöffnungen 42 öffnet und Luft in Richtung der Oberkörper und der Füße der Fahrgäste in dem Fahrzeugraum bläst, eine Fußbetriebsart, welche die Fußluftöffnungen 42 weit öffnet und die Entfrosterluftöffnungen nur um einen kleinen Winkel öffnet, um Luft hauptsächlich aus den Fußluftöffnungen 42 zu blasen, und eine Fuß- und Entfrosterbetriebsart, 43 welche die Fußluftöffnungen 42 und die Entfrosterluftöffnungen 43 in dem gleichen Maß öffnet und Luft sowohl aus den Fußluftöffnungen 42 als auch den Entfrosterluftöffnungen 43 bläst.
Außerdem kann ein Fahrgast einen Lüftungsbetriebsartschalter 60c eines später erklärten Bedienfelds 60 manuell bedienen, um eine Entfrosterbetriebsart festzulegen, welche die Entfrosterluftöffnungen 43 weit öffnet und Luft aus den Entfrosterluftöffnungen 43 zu der Innenoberfläche des Fahrzeugfrontfensterglases bläst.
Kurz gesagt, wenn die Fußbetriebsart als die Lüftungsbetriebsart ausgewählt ist, wird wenigstens Luft aus den Fußluftöffnungen 42 geblasen, während, wenn die Fuß- und Entfrosterbetriebsart und die Entfrosterbetriebsart ausgewählt sind, der Anteil des Durchsatzes der aus den Entfrosterluftöffnungen 43 ausgeblasenen Luft größer der in der Fußbetriebsart ist, um das Beschlagen des Fensters zu verhindern. Folglich können die Fuß- und Entfrosterbetriebsart und die Entfrosterbetriebsart auch als die „Antibeschlagsbetriebsarten“ ausgedrückt werden.
Beachten Sie, dass das Hybridfahrzeug, auf welches das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, getrennt von dem Fahrzeugklimatisierungssystem mit einer elektrischen Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 und Sitzheizvorrichtungen 48 versehen ist. Die „elektrische Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47“ ist eine Fensterglasheizeinrichtung, die aus elektrischen Heizdrähten besteht, die im Inneren oder auf der Oberfläche des Fensterglases in dem Fahrzeugraum angeordnet sind, und die das Fensterglas heizt, um das Beschlagen des Fensterglases zu verhindern oder es aufzuklären.
Die Sitzheizvorrichtungen 48 sind Heizvorrichtungen, die im Inneren oder an den Oberflächen von Sitzen angeordnet sind und die Körper von Fahrgästen direkt wärmen, um das Wärmegefühl der Fahrgäste direkt zu heben. In der vorliegenden Ausführungsform werden als die Sitzheizvorrichtungen 48 elektrische Heizdrähte verwendet, die Wärme durch Strom erzeugen.
Diese elektrische Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 und Sitzheizvorrichtungen 48 können ebenfalls im Betrieb durch von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 ausgegebene Steuersignale gesteuert werden.
Als nächstes wird unter Verwendung von 5 der elektrische Steuerteil der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 besteht aus einem bekannten Mikrocomputer einschließlich einer CPU, eines ROM, RAM, etc. und seiner Peripherieschaltungen. Sie führt basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Klimatisierungssteuerungsprogramm verschiedene Arten von Berechnungen und Verarbeitungen durch und steuert die Arbeitsgänge des Inverters 61 für den Elektromotor 11b des Kompressors 11, der mit der Ausgangsseite verbunden ist, der Kältemittelkreis-Umschalteinrichtungen, die durch die Magnetventile 13, 17, 20, 21 und 24 aufgebaut sind, des Gebläseventilators 16a, des Gebläses 32, verschiedener Arten von elektrischen Aktuatoren 62, 63, 64, etc.
Beachten Sie, dass die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 aus Steuereinrichtungen zum Steuern der vorstehend erwähnten verschiedenen Arten von Vorrichtungen, die alle miteinander kombiniert sind, besteht. Zum Beispiel bildet die Klimatisierungssteuerrungsvorrichtung 50 die Steuereinrichtung zum Steuern des Umschaltens zwischen der vorstehend erwähnten Kühlbetriebsart, Heizbetriebsart und ersten und zweiten Trocknungsbetriebsarten.
In der vorliegenden Ausführungsform wird insbesondere der Aufbau (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs der Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung des Kompressors 11; das heißt, des Elektromotors 11b (Kältemittelausstoßvermögen), zu der Ausstoßvermögensteuerungseinrichtung 50a gemacht. Natürlich kann die Ausstoßvermögensteuerungseinrichtung 50a auch getrennt von der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 aufgebaut sein.
Ferner werden auf der Eingangsseite der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 von einem Innenluftsensor 51, der die Fahrzeugraumtemperatur Tr erfasst, einem Außenluftsensor 52, der die Außenlufttemperatur Tam erfasst (Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung), einem Sonnenlichtsensor 53, der eine Menge des Sonnenlichts Ts in dem Fahrzeugraum erfasst, einem Ausstoßtemperatursensor 54, der eine Ausstoßkältemitteltemperatur Td des Kompressors 11 erfasst (Ausstoßtemperaturerfassungseinrichtung), einem Ausstoßdrucksensor 55, der einen Ausstoßkältemitteldruck Pd des Kompressors 11 erfasst (Ausstoßdruckerfassungseinrichtung), einem Verdampfertemperatursensor 56, der eine Verdampfertemperatur TE von Luft, die von dem Innenverdampfer 26 (Verdampfertemperatur) geblasen wird, erfasst (Verdampfertemperaturerfassungseinrichtung), einem Ansaugtemperatursensor 57, der eine Temperatur Tsi eines Kältemittels, das zwischen der Dreiwegekopplung 15 und dem Niederdruckmagnetventil 17 strömt, einem Kühlwassertemperatursensor, der eine Motorkühlwassertemperatur Tw erfasst, einem RHW-Sensor 45, der Erfassungswerte erfasst, die zur Berechnung der relativen Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche notwendig sind (Erfassungseinrichtung für die relative Feuchtigkeit des Fensterglases), und anderen Sensoren Erfassungssignale eingegeben. Hier ist die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche die relative Feuchtigkeit der Innenseitenoberfläche des Fensterglases.
Beachten Sie, dass der Verdampfertemperatursensor 56 der vorliegenden Ausführungsform insbesondere die Wärmeaustauschlamellentemperatur des Innenverdampfers 26 erfasst. Natürlich ist es auch möglich, als den Verdampfertemperatursensor 56 eine Temperaturerfassungseinrichtung zu verwenden, welche die Temperatur der anderen Teile in dem Innenverdampfer 26 erfasst, oder möglich, eine Temperaturerfassungseinrichtung zum direkten Erfassen der Temperatur des Kältemittels selbst, das durch den Innenverdampfer 26 strömt, zu verwenden.
Ferner besteht der RHW-Sensor 45 der vorliegenden Ausführungsform insbesondere aus den drei Sensoren eines Feuchtigkeitssensors, der eine relative Feuchtigkeit der Fahrzeugraumluft nahe des Fensterglases in dem Fahrzeugraum erfasst, einem Temperatursensor in der Nähe des Fensterglases, der die Temperatur der Fahrzeugraumluft nahe dem Fensterglas erfasst, und einem Fensterglas-Oberflächentemperatursensor, der die Fensterglasoberflächentemperatur erfasst.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der RHW-Sensor 45 auf der Oberfläche des Fahrzeugfensterglases im Inneren des Fahrzeugraums (zum Beispiel rechts neben dem Rückspiegel in der Mitte ganz oben von dem Fahrzeugfrontfensterglas) angeordnet.
Außerdem werden auf der Eingangsseite der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 Bediensignale von den verschiedenen Arten von Klimatisierungsbedienschaltern, die an dem Bedienfeld 60 bereitgestellt sind, welches nahe der Instrumententafel auf der Vorderseite des Fahrzeugraums angeordnet ist, eingegeben. Als die verschiedenen Typen der Klimatisierungsbedienschalter, die an dem Bedienfeld 60 bereitgestellt sind, sind insbesondere ein (nicht gezeigter) Bedienschalter des Fahrzeugklimatisierungssystems 1, ein Klimaanlagenschalter 60a zum Ein- und Ausschalten der Klimaanlage (insbesondere ein und aus des Kompressors 11), ein (nicht gezeigter) Automatikschalter zum Festlegen und Lösen der Automatiksteuerung des Fahrzeugklimatisierungssystems 1, ein (nicht gezeigter) Betriebsartschalter, ein Ansaugöffnungsbetriebsartschalter 60b zum Umschalten der Ansaugöffnungsbetriebsart, ein Lüftungsbetriebsartschalter 60c zum Umschalten der Lüftungsbetriebsart, ein (nicht gezeigter) Durchsatzfestlegungsschalter des Gebläses 32, ein (nicht gezeigter) Fahrzeugraumtemperaturfestlegungsschalter, ein (nicht gezeigter) Sparschalter, der einen Befehl ausgibt, um dem Energiesparen in dem Kältekreislauf Priorität zu geben, etc. bereitgestellt.
Als nächstes wird unter Verwendung von 6 der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform mit dem vorstehenden Aufbau erklärt. 6 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerverarbeitung eines Fahrzeugklimatisierungssystems 1 der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Diese Steuerverarbeitung wird mit Leistung ausgeführt, die von der Batterie an die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 geliefert wird, auch wenn das Fahrzeugsystem im Stillstand ist.
Zuerst wird bei Schritt S1 beurteilt, ob ein Anlassschalter der Vorklimatisierung oder ein Bedienschalter des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 des Bedienfelds 60 „ein“ geschaltet ist. Wenn der Anlassschalter der Vorklimatisierung oder der Bedienschalter des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 „ein“ geschaltet ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt S2.
Beachten Sie, dass „Vorklimatisierung“ die Klimatisierungssteuerung zum Starten der Klimatisierung in dem Fahrgastraum ist, bevor ein Fahrgast in das Fahrzeug einsteigt. Der Anlasserschalter der Vorklimatisierung ist an einem drahtlosen Endgerät (Fernbedienung) bereitgestellt, die von dem Fahrgast mitgeführt wird. Daher kann der Fahrgast das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 von einer von dem Fahrzeug getrennten Stelle starten.
Außerdem ist es in dem Hybridfahrzeug, auf welches das Fahrzeugklimatisierungssystems 1 der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, möglich, die Batterie zu laden, indem von einer handelsüblichen Leistungsquelle (externe Stromversorgung) Leistung an die Batterie geliefert wird. Daher kann die Vorklimatisierung genau eine vorgegebene Zeit lang durchgeführt werden (zum Beispiel 30 Minuten), wenn das Fahrzeug mit einer äußeren Leistungsquelle verbunden ist, und kann durchgeführt werden, bis die restliche Batterielebensdauer auf einen vorgegebenen Pegel oder weniger fällt, wenn es nicht mit einer äußeren Leistungsquelle verbunden ist.
Bei Schritt S2 werden die Markierungen, Zeitschalter, etc. initialisiert, und der Schrittmotor, der den vorstehend erwähnten elektrischen Aktuator bildet, wird auf die Anfangsposition festgelegt. Bei dem nächsten Schritt S3 werden die Bediensignale des Bedienfelds 60 gelesen und die Prozedur geht weiter zu Schritt S4. Als spezifische Bediensignale gibt es die von dem Fahrzeugraumtemperaturfestlegungsschalter festgelegte Fahrzeugraumsolltemperatur Tsoll, das Lüftungsbetriebsartauswahlsignal, das Ansaugöffnungsbetriebsartauswahlsignal, das Festlegungssignal für den Durchsatz des Gebläses 32, etc.
Bei Schritt S4 werden die Signale der Fahrzeugumgebungsbedingungen, die für die Klimatisierungssteuerung verwendet werden, das heißt, die Erfassungssignale der vorstehend erwähnten Sensorgruppe 51 bis 57 gelesen, und dann geht die Prozedur weiter zu Schritt S5. Bei Schritt S5 wird die Zielblastemperatur TAO der Fahrzeugraumlüftungsluft berechnet. Außerdem wird in der Heizbetriebsart die Heizanwendungswärmetauschertemperatur berechnet. Die Zielblastemperatur TAO wird durch die folgende Formel F1 berechnet: $TAO=Ksoll \times Tsoll - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times Ts+C$

wobei Tsoll die Fahrzeugraumtemperatureinstellung ist, die von einem Fahrzeugraumtemperaturfestlegungsschalter festgelegt wird, Tr eine Fahrzeugraumtemperatur (Innenlufttemperatur) ist, die von dem Innenluftsensor 51 erfasst wird, Tam eine Außenlufttemperatur ist, die von dem Außenluftsensor 52 erfasst wird, und Ts eine Menge des von einem Sonnenlichtsensor 53 erfassten Sonnenlichts ist. Ksoll, Kr, Kam und Ks sind Steuerverstärkungen, während C eine Konstante zur Korrekturanwendung ist.
Ferner wird die Heizanwendungswärmetauscherzieltemperatur im Wesentlichen der Wert, der durch die vorstehend erwähnte Formel F1 berechnet wird, wird aber, um den Stromverbrauch niedrig zu halten, manchmal auf einen niedrigeren Wert als die von der Formel F1 berechnete TAO korrigiert.
Bei den nächsten Schritten S6 bis S16 werden die Steuerzustände der verschiedenen Arten von Vorrichtungen, die mit der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 verbunden sind, bestimmt. Zuerst werden bei Schritt S6 entsprechend dem Zustand der klimatisierten Umgebung die Kühlbetriebsart, die Heizbetriebsart, die erste Trocknungsbetriebsart und die zweite Trocknungsbetriebsart ausgewählt, und die Aktivierung der PTC-Heizungen 37 wird bestimmt. Der detailliertere Inhalt von Schritt S6 der vorliegenden Ausführungsform wird später erklärt.
Bei Schritt S7 wird der Zielblasdurchsatz der von dem Gebläse 32 geblasenen Luft bestimmt. Insbesondere wird die an den Elektromotor angelegte Gebläsemotorspannung basierend auf der TAO bestimmt, die bei S4 unter Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt wird, das im Voraus in der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gespeichert wird.
Insbesondere wird die Gebläsemotorspannung in der vorliegenden Ausführungsform in dem extrem niedrigen Temperaturbereich (maximaler Kühlbereich) und dem extrem hohen Temperaturbereich (maximaler Heizbereich) der TAO zu einer hohen Spannung nahe dem Maximalwert gemacht, um den Durchsatz des Gebläses 32 nahe an den maximalen Durchsatz zu steuern. Wenn ferner die TAO von dem extrem niedrigen Temperaturbereich in Richtung des Zwischentemperaturbereichs steigt, wird die Gebläsemotorspannung verringert, um den Durchsatz des Gebläses 32 entsprechend dem Anstieg der TAO zu verringern.
Wenn außerdem die TAO von dem extrem hohen Temperaturbereich auf den Zwischentemperaturbereich fällt, wird die Gebläsemotorspannung verringert, um den Durchsatz des Gebläses 32 entsprechend dem Abfall der TAO zu verringern. Wenn die TAO ferner in die vorgegebene Zwischentemperatur eintritt, wird die Gebläsemotorspannung auf den Minimalwert gebracht, um den Durchsatz des Gebläses 32 zu dem Minimalwert zu machen.
Bei Schritt S8 wird die Ansaugbetriebsart, das heißt, der Schaltungszustand des Innen-/Außenluft-Umschaltkastens 40, bestimmt. Diese Ansaugöffnungsbetriebsart wird auch basierend auf der TAO unter Bezug auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gespeichert wird, bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform wird im Grund der Außenluftbetriebsart zum Einleiten von Außenluft Priorität gegeben, aber wenn die TAO in einem extrem niedrigen Temperaturbereich ist und erwünscht ist, dass eine hohe Kühlleistung erzielt wird, etc., wird die Innenluftbetriebsart zum Einleiten von Innenluft ausgewählt. Außerdem ist es auch möglich, eine Abgaskonzentrationserfassungseinrichtung zum Erfassen der Abgaskonzentration der Außenluft bereitzustellen und die Innenluftbetriebsart auszuwählen, wenn die Abgaskonzentration einen vorgegebenen Referenzwert oder mehr hat.
Bei Schritt S9 wird die Lüftungsbetriebsart bestimmt. Diese Lüftungsbetriebsart wird auch basierend auf der TAO unter Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gespeichert wird. Wenn die TAO in der vorliegenden Ausführungsform von dem Niedertemperaturbereich zu dem Hochtemperaturbereich steigt, wird die Lüftungsbetriebsart nacheinander von der Fußbetriebsart -> Zweihöhenbetriebsart -> Gesichtsbetriebsart geschaltet.
Daher wird im Sommer hauptsächlich die Gesichtsbetriebsart ausgewählt, im Frühling und Herbst wird hauptsächlich die Zweihöhenbetriebsart ausgewählt, und im Winter wird hauptsächlich die Fußbetriebsart ausgewählt. Wenn außerdem nach dem Erfassungswert des Feuchtigkeitssensors eine hohe Möglichkeit für das Beschlagen des Fensterglases besteht, können die Fuß- und Entfrosterbetriebsart oder die Entfrosterbetriebsart ausgewählt werden.
Bei Schritt S10 wird der Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe basierend auf der vorstehenden TAO, der Temperatur TE von Luft, die von dem Innenverdampfer 26 geblasen wird, die von dem Verdampfertemperatursensor 56 erfasst wird, und der Heizungstemperatur berechnet.
Hier ist die „Heizungstemperatur“ ein Wert, der entsprechend der Heizfähigkeit der Heizeinrichtung, die in dem Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 angeordnet ist (Heizungskern 36, Innenkondensator 12 und PTC-Heizung 37), bestimmt. Insbesondere kann die Motorkühlwassertemperatur Tw verwendet werden. Daher wird der Zielöffnungsgrad SW durch die folgende Formel F2 berechnet: $SW= [(TAO - TE) / (Tw - TE) 9 \times 100 (%)$

wobei SW = 0 (%) die maximale Kühlposition der Luftmischklappe 38 ist. Der Kühlluftumleitungsdurchgang 34 ist weit geöffnet, und der Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 ist vollständig geschlossen. Im Gegensatz dazu ist SW = 100 (%) die maximale Heizposition der Luftmischklappe 38. Der Kühlluftumleitungsdurchgang 34 ist vollständig geschlossen, und der Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 ist weit geöffnet.
Bei Schritt S11 wird das Kältemittelausstoßvermögen des Kompressors 11 (insbesondere die Drehzahl) bestimmt. Das grundlegende Bestimmungsverfahren der Drehzahl des Kompressors 11 der vorliegenden Ausführungsform ist wie folgt. Zum Beispiel wird in der Kühlbetriebsart die Zielblastemperatur TEO der Temperatur TE von Luft, die von dem Innenverdampfer 26 geblasen wird, basierend auf der bei Schritt S4 etc. bestimmten TAO unter Bezug auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gespeichert wird, bestimmt.
Ferner wird ein Fehler En (TEO - TE) dieser Zielblastemperatur TEO und der Blaslufttemperatur TE berechnet. Dieser Fehler En und eine Änderungsrate des Fehlers Epunkt (En - (En-1)), die erhalten wird, indem von dem aktuell berechneten Fehler En der vorher berechnete Fehler En-1 subtrahiert wird, werden verwendet, um die Drehzahländerung ΔfC in Bezug auf die vorhergehende Kompressordrehzahl fCn-1 basierend auf Fuzzy-Logik basierend auf einer Mitgliedsfunktion und Regeln zu berechnen, die im Voraus in der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gespeichert werden.
Ferner wird in der Heizbetriebsart der Zielhochdruck PDO des Ausstoßkältemitteldrucks Pd basierend auf der Heizanwendungswärmetauscherzieltemperatur, die in Schritt S4 etc. bestimmt wird, unter Verwendung des Steuerkennfelds bestimmt, das im Voraus in der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gespeichert wird. Der Fehler Pn (PDO - Pd) dieses Zielhochdrucks PDO und des Ausstoßkältemitteldrucks Pd wird berechnet. Außerdem werden dieser Fehler Pn und die Änderungsrate des Fehlers Ppunkt (Pn - (Pn-1)) in Bezug auf den vorher berechneten Fehler Pn-1 verwendet, um die Drehzahländerung ΔfH gegenüber der vorhergehenden Kompressordrehzahl fHn-1 basierend auf Fuzzy-Logik zu berechnen.
Bei Schritt S12 wird die Betriebsrate des Gebläseventilators 16a, der Außenluft in Richtung des Außenwärmetauschers 16 bläst, bestimmt. Das grundlegende Verfahren zur Bestimmung der Betriebsrate des Gebläseventilators 16a in der vorliegenden Ausführungsform ist wie folgt: Das heißt, eine erste provisorische Betriebsrate wird bestimmt, so dass die Betriebsrate des Gebläseventilators 16a zusammen mit einer Zunahme der Ausstoßkältemitteltemperatur Td des Kompressors 11 steigt, dann wird eine zweite provisorische Betriebsrate bestimmt, so dass die Betriebsrate des Gebläseventilators 16a zusammen mit einem Anstieg der Motorkühlwassertemperatur Tw steigt.
Außerdem wird die größere der ersten und zweiten provisorischen Betriebsraten ausgewählt, die ausgewählte Betriebsrate wird korrigiert, wobei die Verringerung des Rauschens des Gebläseventilators 16a und der Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert wird, und der korrigierte Wert wird als die Betriebsrate des Gebläseventilators 16a bestimmt. Der detailliertere Inhalt von Schritt S12 der vorliegenden Ausführungsform wird später beschrieben.
Bei Schritt S13 wird die Anzahl von betriebenen PTC-Heizungen 37 bestimmt, und der Betriebszustand der elektrischen Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 wird bestimmt. Die Anzahl von betriebenen PTC-Heizungen 37 kann entsprechend der Differenz zwischen der Innenlufttemperatur Tr und der Heizanwendungswärmetauscherzieltemperatur bestimmt werden, wenn die Heizanwendungswärmetauscherzieltemperatur nicht erzielt werden kann, selbst wenn der Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 38 zur Zeit der Heizbetriebsart 100% wird, wenn zum Beispiel bei Schritt S6 die Aktivierung der PTC-Heizungen 37 für notwendig erachtet wird.
Wenn ferner aufgrund der Feuchtigkeit und Temperatur in dem Fahrgastraum eine hohe Möglichkeit des Beschlagens des Fensterglases besteht oder wenn das Fensterglas beschlagen ist, wird die elektrische Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 betrieben.
Als nächstes werden bei Schritt S14 entsprechend der bei dem vorstehend erwähnten Schritt S6 bestimmten Betriebsart die Betriebszustände der Kpitemittelkreis-Umschalteinrichtungen, welche durch die Magnetventile 13, 17, 20, 21 und 24 gebildet werden, bestimmt. Um zu dieser Zeit in der vorliegenden Erfindung einen Kältemittelkreis entsprechend dem Kreislauf zu realisieren, werden die Magnetventile derart gesteuert, dass im Grunde der Kältemittelströmungsweg, über den das Kältemittel strömt, geöffnet wird. Für Kältemittelströmungswege, wo aufgrund der Relativdrücke des Kältemitteldrucks kein Kältemittel strömt, werden die Magnetventile deaktiviert, um den Stromverbrauch niedrig zu halten.
Details von Schritt S14 werden unter Verwendung von 7 erklärt. Zuerst wird bei Schritt S141 die bei Schritt S6 bestimmte Betriebsart in den Speicher KREISLAUF_VENTIL eingelesen. Als nächstes wird bei S142 beurteilt, ob das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 ausgeschaltet ist, das heißt, ob das Innere des Fahrgastraums nicht klimatisiert werden soll.
Wenn bei Schritt S142 beurteilt wird, dass das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 ausgeschaltet ist, wird bei Schritt S143 der Speicher KREISLAUF_VENTIL in die Kühlbetriebsart (KALT-Kreislauf) festgelegt, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S144. Wenn bei Schritt S143 beurteilt wird, dass das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 nicht ausgeschaltet ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt S144.
Bei Schritt S144 werden die Betriebszustände der Magnetventile 13, 17, 20, 21 und 24 bestimmt. Insbesondere, wenn der Speicher KREISLAUF_VENTIL auf die Kühlbetriebsart (KALT-Kreislauf) festgelegt wird, werden alle Magnetventile deaktiviert. Wenn ferner der Speicher KREISLAUF_VENTIL auf die Kühlbetriebsart (HEISS-Kreislauf) festgelegt wird, werden das elektrische Dreiwegeventil 13, das Hochdruckmagnetventil 20 und das Niederdruckmagnetventil 17 aktiviert, und die restlichen Magnetventile 21 und 24 werden deaktiviert. Wenn ferner der Speicher KREISLAUF_Ventil auf die erste Trocknungsbetriebsart (DRY_EVA-Kreislauf) festgelegt wird, werden das elektrische Dreiwegeventil 13, das Niederdruckmagnetventil 17, das Trocknungsmagnetventil 24, und das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 aktiviert, und das Hochdruckmagnetventil 20 wird deaktiviert. Wenn ferner der Speicher KREISLAUF_VENTIL auf die zweite Trocknungsbetriebsart (DRY_ALL) festgelegt wird, werden das elektrische Dreiwegeventil 13, das Niederdruckmagnetventil 17 und das Trocknungsmagnetventil 24 aktiviert, und die restlichen Magnetventile 20 und 21 werden deaktiviert.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird, gleichgültig, auf welche Betriebsart der Kältemittelkreis geschaltet ist, die Stromzufuhr an wenigstens ein Magnetventil aus den Magnetventilen 13, 17, 20, 21 und 24 ausgeschaltet.
Bei Schritt S15 wird das Vorhandensein einer Anforderung für den Betrieb des Motors EG bestimmt. Hier läuft der Motor EG in einem normalen Fahrzeug zum Erhalten von Antriebskraft zum Betreiben des Fahrzeugs nur von dem Motor EG dauernd, somit erhält das Motorkühlwasser auch dauernd eine hohe Temperatur. Daher kann das Motorkühlwasser in einem normalen Fahrzeug durch den Heizungskern 36 laufen gelassen werden, um eine ausreichende Heizleistung zu erhalten.
Wenn im Gegensatz dazu in einem Hybridfahrzeug wie der vorliegenden Ausführungsform eine ausreichende Spanne in der Batterierestlebensdauer ist, ist es möglich, die Antriebskraft einfach von dem Elektromotor für die Antriebsanwendung zu erhalten. Selbst wenn eine hohe Heizleistung erforderlich ist, wird aus diesem Grund, wenn der Motor EG ausgeschaltet wird, die Motorkühlwassertemperatur nur auf 40°C ansteigen, und daher ist der Heizungskern 36 nicht länger fähig, eine ausreichende Heizleistung aufzuweisen.
Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform die Heizung von dem Wärmepumpenkreislauf durchgeführt, um zu ermöglichen, dass die zum Heizen erforderliche Wärmequelle sichergestellt werden kann, auch wenn die Motorkühlwassertemperatur niedrig ist. Jedoch bringt das Durchführen der Heizung durch einen Wärmepumpenkreislauf in einem Fahrzeugklimatisierungssystem in der Praxis verschiedene Probleme mit sich.
Zum Beispiel gibt es das Problem, dass schließlich der Wirkungsgrad des Wärmepumpenkreislaufs fällt, wenn die Außenlufttemperatur deutlich niedrig ist. Da ferner in einem Kältekreislauf 10, der wie in der vorliegenden Ausführungsform konstruiert ist, um das Trocknen durch den Wärmepumpenkreislauf zu ermöglichen, die Trocknungsfähigkeit des Wärmepumpenkreislaufs der Trocknungsfähigkeit des Kühlerkreislaufs unterlegen ist, besteht das Problem, dass die Antibeschlagsfähigkeit ebenfalls unterlegen ist.
Wenn aufgrund derartiger praktischer Probleme der Wärmepumpenkreislauf ausgewählt wird und Probleme entstehen, wird in der gleichen Weise wie bei einem normalen Fahrzeug die Heizung durch den Heizungskern 36 oder die Trocknungsheizung durch den Kühlerkreislauf und den Heizungskern 36 zusammen notwendig.
Um daher die Wärmequelle, die zum Heizen durch den Heizungskern 36 erforderlich ist, selbst dann sicherzustellen, wenn eine hohe Heizleistung erforderlich ist, gibt die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50, wenn die Motorkühlwassertemperatur Tw niedriger als eine vorgegebene Referenzkühlwassertemperatur ist, ein Signal an die Motorsteuervorrichtung aus, die verwendet wird, um den (nicht gezeigten) Motor EG zu steuern, das den Betrieb des Motors EG anfordert.
Aufgrund dessen wird die Motorkühlwassertemperatur Tw erhöht, um eine hohe Heizleistung zu erzielen. Beachten Sie, dass diese Betriebsanforderung an den Motor EG bewirkt, dass der Motor EG arbeitet, auch wenn es nicht notwendig ist, den Motor als eine Antriebsleistungsquelle zu betreiben, und so ein Grund für eine schlechtere Fahrzeugbrennstoffwirtschaftlichkeit wird. Aus diesem Grund wird die Häufigkeit der Ausgabe dieses EG-Betriebsanforderderungssignals vorzugsweise so gering wie möglich gehalten.
Wenn sich bei Schritt S16 Frost auf dem Außenwärmetauscher 16 bildet, wird die Steuerung durchgeführt, um den Frost von dem Außenwärmetauscher 16 zu entfernen. Hier ist bekannt, dass, wenn Kältemittel wie bei dem Kältemittelkreis der Heizbetriebsart dazu gebracht wird, eine wärmeabsorbierende Funktion an dem Außenwärmetauscher 16 durchzuführen, sich Frost auf dem Außenwärmetauscher 16 bildet, wenn die Kältemittelverdampfungstemperatur an dem Außenwärmetauscher 16 auf -12°C oder so fällt.
Wenn sich derartiger Frost bildet, strömt Fahrzeugraumaußenluft nicht länger in den Außenwärmetauscher 16, und der Außenwärmetauscher 16 ist nicht länger fähig, den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und Fahrzeugraumaußenluft durchzuführen. Wenn sich aus diesem Grund Frost auf dem Außenwärmetauscher 16 bildet, wird die Steuerverarbeitung durchgeführt, um zwangsweise auf die Kühlbetriebsart umzuschalten. Wie später erklärt, gibt das Kältemittel in dem Kältemittelkreis der Kühlbetriebsart Wärme in dem Außenwärmetauscher 16 ab, so kann an dem Außenwärmetauscher 16 gebildeter Frost geschmolzen werden.
Bei Schritt S17 gibt die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 Steuersignale und Steuerspannungen an die verschiedenen Typen von Vorrichtungen 61, 13, 17, 20, 21, 24, 16a, 32, 62, 63 und 64 aus, so dass die bei den vorstehend erwähnten Schritten S6 bis S16 bestimmten Steuerzustände erhalten werden. Zum Beispiel wird ein Steuersignal an den Inverter 61 des Elektromotors 11b des Kompressors 11 ausgegeben, so dass die Drehzahl des Kompressors 11 eine bei Schritt S11 bestimmte Drehzahl wird.
Bei dem nächsten Schritt S18 wartet das System eine Steuerperiode τ lang. Wenn beurteilt wird, dass die Steuerperiode τ vergangen ist, kehrt die Prozedur zu Schritt S3 zurück. Beachten Sie, dass die Steuerperiode τ in der vorliegenden Ausführungsform zu 250 ms gemacht wird. Dies liegt daran, dass in der Klimatisierungssteuerung in dem Fahrzeugraum selbst eine Steuerperiode später als die Motorsteuerung etc. keine nachteilige Wirkung auf die Steuercharakteristiken haben wird. Außerdem ist es möglich, die Menge der Kommunikation für die Klimatisierungssteuerung in dem Fahrzeug niedrig zu halten und die Kommunikationsmenge des Steuersystems, die für die Hochgeschwindigkeitssteuerung, wie etwa die Motorsteuerung, erforderlich ist, sicherzustellen.
Als nächstes wird der detailliertere Inhalt des vorstehend erwähnten Schritts S6 erklärt. 9(a) ist ein Flussdiagramm, das die Hauptteile von Schritt S6 zeigt. Die Steuerverarbeitung des Flussdiagramms von 9(a) wird ausgeführt, wenn der Klimaanlagenschalter 60a und der Automatikschalter „ein“ geschaltet werden, etc.
In dem Flussdiagramm von 9(a) wird die Trocknungsfähigkeit verbessert und die Lüftungslufttemperatur wird erhöht, um die Antibeschlagsfähigkeit zu verbessern (Schritte S33 und S35).
Zuerst wird bei Schritt S30 beurteilt, ob der Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) ausgewählt wurde. Wenn beurteilt wird, dass die Betriebsart eine andere als der Kühlerkreislauf ist (Fall der NEIN-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S31, in dem beurteilt wird, ob die Lüftungsbetriebsart die DEF oder manuelle F/D ist, das heißt, ob der Lüftungsbetriebsartschalter 60c manuell bedient wurde (von einem Fahrgast bedient), um die Entfrosterbetriebsart oder die Fuß- und Entfrosterbetriebsart (Antibeschlagsbetriebsart) festzulegen.
Wenn bei Schritt S31 beurteilt wird, dass die Betriebsart DEF und manuelle F/D ist (Fall der JA-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S32, in dem beurteilt wird, ob eine Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 90 (RHW > 90) ist, wird beurteilt, dass die Möglichkeit des Beschlagens der Fensterscheibe besteht.
Hier wird die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche unter Verwendung der relativen Feuchtigkeit der Fahrzeugraumluft in der Nähe des Fensterglases, der Temperatur der Fahrzeugraumluft in der Nähe des Fensterglases, der Fensterglasoberflächentemperatur (Temperatur der Fensterglasinnenseitenoberfläche) und einer Feuchtluftkurve, die im Voraus in der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 gespeichert wird, berechnet. In dieser Ausführungsform wird die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche basierend auf den Erfassungswerten des RHW-Sensors 45 berechnet, der an der Fensterglasoberfläche angeordnet ist.
Wenn bei Schritt S32 beurteilt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 90 (Fall der JA-Entscheidung) ist, wird beurteilt, dass die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S33, in dem entschieden wird, den Betrieb des Motors EG anzufordern (EIN-Anforderung), um die Motorkühlwassertemperatur Tw zu erhöhen.
Als nächstes wird bei Schritt S34 beurteilt, ob die Lüftungsluft mit der Zielblastemperatur durch das Motorkühlwasser hergestellt werden kann, mit anderen Worten, ob die Motorkühlwassertemperatur Tw höher als eine vorgegebene Temperatur ist.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Motorkühlwassertemperatur Tw höher als eine Innenkondensatorzieltemperatur ist (Motorkühlwassertemperatur > Innenkondensatorzieltemperatur) wird beurteilt, dass die Lüftungsluft der Zielblastemperatur TAO durch das Motorkühlwasser hergestellt werden kann. Im Übrigen ist die Innenkondensatorzieltemperatur im Wesentlichen die gleiche wie die vorstehend erwähnte Heizwärmetauscherzieltemperatur, aber manchmal wird die Zieltemperatur des Heizanwendungswärmetauschers etwas korrigiert.
Wenn die Motorkühlwassertemperatur Tw höher als die Innenkondensatorzieltemperatur (Innenkondensatorzieltemperatur) ist (Fall der JA-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S35, in dem der Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) ausgewählt wird. Aufgrund dessen wird in dem Kühlerkreislauf ein starker Trocknungsbetrieb durchgeführt, und die Heizung wird durch den Heizungskern 36 durchgeführt. Beachten Sie, dass, wenn der Trocknung gegenüber dem Wärmegefühl der Fahrgäste Priorität gegeben wird, die Verarbeitung von Schritt S34 auch weggelassen werden kann.
Wenn die Motorkühlwassertemperatur Tw bei Schritt S34 die Innenkondensatorzieltemperatur (Innenkondensatorzieltemperatur) oder weniger ist (Fall der NEIN-Entscheidung), wird beurteilt, dass die Lüftungsluft der Zielblastemperatur TAO durch das Motorkühlwasser nicht hergestellt werden kann, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S36, in dem der Wärmepumpenkreislauf ausgewählt wird.
Wenn bei Schritt S32 die relative Feuchtigkeit RHW des Fensterglases 90 oder weniger ist (Fall der NEIN-Entscheidung), geht die Prozedur für die Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs weiter zu Schritt S36. Das heißt, in diesem Fall hat der Fahrgast ungeachtet dessen, dass keine Möglichkeit für das Beschlagen des Fensters besteht, die DEF und manuelle F/D festgelegt, folglich wird beurteilt, dass der DEF und manuelle F/D-Betrieb durch den Fahrgast ein Fehler ist, und ein Betrieb zur Verhinderung des Beschlagens, somit wird der Wärmepumpenkreislauf, in dem die Trocknungsfähigkeit der des Kühlerkreislaufs unterlegen ist, ausgewählt.
Wenn die Betriebsart ferner bei Schritt S31 eine andere als die DEF und manuelle F/D ist (Fall der NEIN-Entscheidung), geht die Prozedur für die Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs weiter zu Schritt S36. Das heißt, bei einer anderen als der DEF und manuellen F/D wird beurteilt, dass eine geringe Dringlichkeit für die Beschlagsverhinderung besteht, und der Wärmepumpenkreislauf, in dem die Trocknungsfähigkeit der des Kühlerkreislaufs unterlegen ist, wird ausgewählt.
Bei Schritt S36 wird beurteilt, ob eine hohe Möglichkeit für das Beschlagen des Fensters besteht. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 100 (RHW > 100) ist, wird beurteilt, dass eine hohe Möglichkeit für das Beschlagen des Fensters besteht.
Wenn die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 100 ist (Fall der JA-Entscheidung), wird beurteilt, dass eine hohe Möglichkeit für das Beschlagen des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S37, in dem der Trocknungsbedarf (Grad des Trocknungsbedarfs) basierend auf der Verdampfertemperatur TE bestimmt wird. Insbesondere wird der Trocknungsbedarf umso höher beurteilt, je höher die Verdampfertemperatur TE ist, während der Trocknungsbedarf umso niedriger beurteilt wird, je niedriger die Verdampfertemperatur TE ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Trocknungsbedarf basierend auf dem Kennfeld von 9(b) beurteilt. Um die Verdampfertemperatur TE auf etwa 2°C zu steuern, ist in dem Kennfeld von 9(b) die Abszisse des Kennfelds von 9(b) zu 2-TE gemacht, und der Grad des Trocknungsbedarfs wird entsprechend dem Wert von 2-TE beurteilt. Im Übrigen wird die Hysterese in dem Kennfeld von 9(b) festgelegt, um Steuerpendeln zu verhindern.
Wenn beurteilt wird, dass Trocknen notwendig ist (Bedarf ist hoch), geht die Prozedur weiter zu Schritt S38, in dem der DRY EVA-Kreislauf (erste Trocknungsbetriebsart) mit der höchsten Trocknungsfähigkeit in dem Wärmepumpenkreislauf ausgewählt wird.
Wenn ferner beurteilt wird, dass der Trocknungsbedarf klein ist, geht die Routine weiter zu Schritt S39, in dem der DRY_ALL-Kreislauf (zweite Trocknungsbetriebsart) ausgewählt wird, in der die Trocknungsfähigkeit dem DRY_EVA-Kreislauf unterlegen ist, aber die hohe Heizfähigkeit ausgewählt wird.
Wenn ferner beurteilt wird, dass kein Trocknungsbedarf besteht, geht die Prozedur weiter zu Schritt S40, in dem der HEISS-Kreislauf (Heizbetriebsart) ausgewählt wird, in dem es keine Trocknungsfähigkeit gibt, in dem aber die Heizfähigkeit am höchsten ist.
Aufgrund der Verarbeitung der Schritte S37 bis S40 wird die Trocknungsfähigkeit des Wärmepumpenkreislaufs entsprechend dem Grad des Trocknungsbedarfs eingestellt.
Wenn andererseits bei Schritt S36 die relative Feuchtigkeit RHW 100 oder weniger ist (Fall der NEIN-Entscheidung), wird beurteilt, dass eine geringe Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S40, in dem der HEISS-Kreislauf (Heizbetriebsart) ausgewählt wird, in dem es keine Trocknungsfähigkeit gibt, aber die Heizfähigkeit am höchsten ist.
Beachten Sie, dass der vorstehend erwähnte Schritt S32 nicht notwendigerweise erforderlich ist. Der Schritt S32 kann weggelassen werden. Das heißt, wenn bei Schritt S31 beurteilt wird, dass die Betriebsart die DEF und manuelle F/D ist, ist es auch möglich, ungeachtet der Möglichkeit des Beschlagens des Fensterglases, weiter zu Schritt S33, in dem entschieden wird, den Betrieb des Motors EG anzufordern (EIN-Anforderung), und weiter zu Schritt S35, in dem der Kühlerkreislauf ausgewählt wird, zu gehen.
Das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform wird, wie vorstehend erklärt, gesteuert und arbeitet so entsprechend der bei dem Steuerschritt S6 ausgewählten Betriebsart wie folgt.
(a) Kühlbetriebsart (KALT-Kreislauf: siehe Fig. 1)
In der Kühlbetriebsart deaktiviert die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 alle Magnetventile, folglich verbindet das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und einen Kältemittelströmungseinlass/Auslass der ersten Dreiwegekopplung 15, das Niederdruckmagnetventil 17 schließt sich, das Hochdruckmagnetventil 20 öffnet sich, das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 öffnet sich und das Trocknungsmagnetventil 24 schließt sich.
Aufgrund dessen wird, wie durch den Pfeil von 1 gezeigt, ein Dampfkompressionskältekreislauf ausgebildet, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge Kompressor 11 -> Innenkondensator 12 -> elektrisches Dreiwegeventil 13 -> erste Dreiwegekopplung 15 -> Außenwärmetauscher 16 -> zweite Dreiwegekopplung 19 -> Hochdruckmagnetventil 20 -> zweites Rückschlagventil 22 -> variabler Lufttrichtermechanismus 27b des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp -> vierte Dreiwegekopplung 25 -> Innenverdampfer 26 -> Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp -> fünfte Dreiwegekopplung 28 -> Akkumulator 29 -> Kompressor 11 zirkuliert.
In dem Kältemittelkreis dieser Kühlbetriebsart wird Kältemittel, das von dem elektrischen Dreiwegeventil 13 zu der ersten Dreiwegekopplung 15 strömt, nie zu der Seite des Niederdruckmagnetventils 17 strömen, da das Niederdruckmagnetventil 17 geschlossen ist. Ferner wird das von dem Außenwärmetauscher 16 zu der zweiten Dreiwegekopplung 19 strömende Kältemittel nie zu der Seite des Wärmetauscherabschaltmagnetventils 21 ausströmen, weil das Trocknungsmagnetventil 24 geschlossen ist. Ferner wird das aus dem variablen Lufttrichtermechanismus 27b ausströmende Kältemittel des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp nie zu der Seite des Trocknungsmagnetventils 24 ausströmen, da das Trocknungsmagnetventil 24 geschlossen ist. Außerdem wird das Kältemittel, das von dem Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp zu der Dreiwegekopplung 28 ausströmt, aufgrund der Wirkung des zweiten Rückschlagventils 22 nie zu der Seite des zweiten Rückschlagventils 22 ausströmen.
Daher wird das an dem Kompressor 11 komprimierte Kältemittel an dem Innenkondensator 12 durch Wärmeaustausch mit der Lüftungsluft (Kühlluft) nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 gekühlt, wird durch den Wärmeaustausch mit der Außenluft an dem Außenwärmetauscher 16 weiter gekühlt und sein Druck wird durch das Expansionsventil 27 vom Temperaturtyp verringert und es wird von diesem expandiert. Das Niederdruckkältemittel, dessen Druck von dem Expansionsventil 27 vom Temperaturtyp verringert wird, strömt in den Innenverdampfer 26 und verdampft durch Absorbieren von Wärme aus der Lüftungsluft, die von dem Gebläse 32 geblasen wird. Aufgrund dessen wird die Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 26 durchläuft, gekühlt.
Zu dieser Zeit wird, wie vorstehend erklärt, der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 38 eingestellt, so strömt ein Teil (oder alles) der Lüftungsluft, die an dem Innenverdampfer 26 gekühlt wird, von dem Kühlluftumleitungsdurchgang 34 zu dem Mischraum 35, während ein Teil (oder alles) der Lüftungsluft, die an dem Innenverdampfer 26 gekühlt wird, in den Heizanwendungskühlluftdurchgang 33 strömt, durchläuft den Heizungskern 36, den Innenkondensator 12 und den Heizungskern 36, wobei es währenddessen wieder geheizt wird, und strömt in den Mischraum 35.
Aufgrund dessen wird die Temperatur der Lüftungsluft, die in den Mischraum 35 gemischt ist und in den Fahrzeugraum ausgeblasen wird, auf die gewünschte Temperatur eingestellt, um dadurch zu ermöglichen, dass das Innere des Fahrzeugraums gekühlt wird. Beachten Sie, dass in der Kühlbetriebsart die Trocknungsfähigkeit der Lüftungsluft ebenfalls hoch ist, aber fast keine Heizfähigkeit gezeigt wird.
Ferner strömt das aus dem Innenverdampfer 26 strömende Kältemittel über den Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp zu dem Akkumulator 29. Das gasphasige Kältemittel, das an dem Akkumulator 29 abgeschieden wird, wird in den Kompressor 11 eingesaugt und erneut komprimiert.
(b) Heizbetriebsart (HEISS-Kreislauf: siehe Fig. 2)
In der Heizbetriebsart aktiviert die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 das elektrische Dreiwegeventil 13, das Hochdruckmagnetventil 20 und das Niederdruckmagnetventil 17 und deaktiviert die restlichen Magnetventile 21 und 24, so verbindet das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und die Kältemitteleinlassseite des festen Lufttrichters 14, das Niederdruckmagnetventil 17 öffnet sich, das Hochdruckmagnetventil 20 schließt sich, das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 öffnet sich, und das Trocknungsmagnetventil 24 schließt sich.
Aufgrund dessen wird, wie durch den Pfeil von 2 gezeigt, ein Dampfkompressionskältekreislauf ausgebildet, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge Kompressor 11 -> Innenkondensator 12 -> elektrisches Dreiwegeventil 13 -> fester Lufttrichter 14 -> dritte Dreiwegekopplung 23 -> Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 -> zweite Dreiwegekopplung 19 -> Außenwärmetauscher 16 -> erste Dreiwegekopplung 15 -> Niederdruckmagnetventil 17 -> erstes Rückschlagventil 18 -> fünfte Dreiwegekopplung 28 -> Akkumulator 29 -> Kompressor 11 zirkuliert.
In dem Kältemittelkreislauf dieser Heizbetriebsart strömt das Kältemittel, das von dem festen Lufttrichter 14 zu der dritten Dreiwegekopplung einströmt, nie zu der Seite des Trocknungsmagnetventils 24 aus, da das Trocknungsmagnetventil 24 geschlossen ist. Ferner strömt das Kältemittel, das von dem Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 zu der zweiten Dreiwegekopplung 19 strömt, nie zu der Seite des Hochdruckmagnetventils 20 aus, da das Hochdruckmagnetventil 20 geschlossen ist. Ferner strömt das Kältemittel, das von dem Außenwärmetauscher 16 zu der ersten Dreiwegekopplung 15 strömt, nie zu der Seite des elektrischen Dreiwegeventils 13 aus, da das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und die Kältemitteleinlassseite des festen Lufttrichters 14 verbindet. Das Kältemittel, das von dem ersten Rückschlagventil 18 zu der fünften Dreiwegekopplung 28 strömt, strömt nie zu der Seite des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp aus, weil das Trocknungsmagnetventil 24 geschlossen ist.
Daher wird das an dem Kompressor 11 komprimierte Kältemittel an dem Innenkondensator 12 durch den Wärmeaustausch mit der Lüftungsluft, die von dem Gebläse 32 geblasen wird, gekühlt. Aufgrund dessen wird die Lüftungsluft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, geheizt. Zu dieser Zeit wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 38 eingestellt, und in der gleichen Weise wie in der Kühlbetriebsart wird die Temperatur der Lüftungsluft, die in dem Mischraum 35 gemischt wird und in den Fahrzeugraum ausgeblasen wird, auf die gewünschte Temperatur eingestellt, folglich kann das Innere des Fahrzeugraums gekühlt werden. Beachten Sie, dass sich in der Heizbetriebsart die Trocknungsfähigkeit der Lüftungsluft nicht zeigt.
Ferner wird der Druck des Kältemittels, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, an dem festen Lufttrichter 14 verringert, und es strömt in den Außenwärmetauscher 16. Das in den Außenwärmetauscher 16 strömende Kältemittel verdampft durch Aufnehmen von Wärme aus der Fahrzeugraumaußenluft, die von dem Gebläseventilator 16a geblasen wird. Das von dem Außenwärmetauscher 16 ausströmende Kältemittel strömt durch das Niederdruckmagnetventil 17, das erste Rückschlagventil 18, etc. in den Akkumulator 29. Das gasphasige Kältemittel, das an dem Akkumulator 29 abgeschieden wird, wird in den Kompressor 11 eingesaugt und erneut komprimiert.
(c) Erste Trocknungsbetriebsart (DRY_EVA-Kreislauf: siehe Fig. 3)
In der ersten Trocknungsbetriebsart aktiviert die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 das elektrische Dreiwegeventil 13, das Niederdruckmagnetventil 17, das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 und das Trocknungsmagnetventil 24 und deaktiviert das Hochdruckmagnetventil 20, so verbindet das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und die Kältemitteleinlassseite des festen Lufttrichters 14, das Niederdruckmagnetventil 17 öffnet sich, das Hochdruckmagnetventil 20 öffnet sich, das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 schließt sich und das Trocknungsmagnetventil 24 öffnet sich.
Aufgrund dessen wird, wie durch den Pfeil von 3 gezeigt, ein Dampfkompressionskältekreislauf ausgebildet, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge Kompressor 11 -> Innenkondensator 12 -> elektrisches Dreiwegeventil 13 -> fester Lufttrichter 14 -> dritte Dreiwegekopplung 23 -> Trocknungsmagnetventil 24 -> vierte Dreiwegekopplung 25 -> Innenverdampfer 26 -> Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp -> fünfte Dreiwegekopplung 28 -> Akkumulator 29 -> Kompressor 11 zirkuliert.
In dem Kältemittelkreis dieser ersten Trocknungsbetriebsart strömt das Kältemittel, das von dem ersten festen Lufttrichter 14 zu der dritten Dreiwegekopplung 23 einströmt, nie zu der Seite des Wärmetauscherabschaltmagnetventils 21 aus, da das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 geschlossen ist. Ferner strömt das von dem Trocknungsmagnetventil 24 zu der vierten Dreiwegekopplung 25 einströmende Kältemittel aufgrund der Wirkung des zweiten Rückschlagventils 22 nie zu der Seite des variablen Lufttrichtermechanismus 27b des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp aus. Ferner strömt das Kältemittel, das von dem Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp zu der fünften Dreiwegekopplung 28 ausströmt, aufgrund der Wirkung des ersten Rückschlagventils 18 nie zu der Seite des ersten Rückschlagventils 18 aus.
Daher wird das an dem Kompressor 11 komprimierte Kältemittel durch den Wärmeaustausch mit der Lüftungsluft (Kühlluft), nachdem es den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, an dem Innenkondensator 12 gekühlt. Aufgrund dessen wird die Lüftungsluft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, geheizt. Der Druck des von dem Innenkondensator 12 ausströmenden Kältemittels wird an dem festen Lufttrichter 14 verringert und strömt in den Innenverdampfer 26.
Das Niederdruckkältemittel, das in den Innenverdampfer 26 strömt, absorbiert Wärme aus der Lüftungsluft, die von dem Gebläse 32 geblasen wird, und erzeugt Wärme. Aufgrund dessen wird die Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 26 durchläuft, gekühlt und getrocknet. Daher wird an dem Innenverdampfer 26 gekühlte und getrocknete Lüftungsluft erneut geheizt, wenn sie den Heizungskern 36, den Innenkondensator 12 und den Heizungskern 36 durchläuft, und wird von dem Mischraum 35 in den Fahrzeugraum ausgeblasen. Das heißt, in dem Fahrzeugraum kann ein Trocknungsbetrieb ausgeführt werden. Beachten Sie, dass in der ersten Trocknungsbetriebsart eine Trocknungsfähigkeit der Lüftungsluft gezeigt werden kann, aber die Heizfähigkeit klein ist.
Ferner strömt das aus dem Innenverdampfer 26 strömende Kältemittel über den Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp in den Akkumulator 29. Das an dem Akkumulator 29 abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird in den Kompressor 11 eingesaugt, wo es erneut komprimiert wird.
(d) Zweite Trocknungsbetriebsart (DRY_ALL-Kreislauf: siehe Fig. 4)
In der zweiten Trocknungsbetriebsart aktiviert die Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 das elektrische Dreiwegeventil 13, das Niederdruckmagnetventil 17 und das Trocknungsmagnetventil 24 und deaktiviert die restlichen Magnetventile 20 und 21, so verbindet das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und die Kältemitteleinlassseite des festen Lufttrichters 14, das Niederdruckmagnetventil 17 öffnet sich, das Hochdruckmagnetventil 20 öffnet sich, das Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 öffnet sich, und das Trocknungsmagnetventil 24 öffnet sich.
Aufgrund dessen wird ein Dampfkompressionskältekreislauf ausgebildet, in dem, wie durch den Pfeil in 4 gezeigt, Kältemittel in der Reihenfolge Kompressor 11 -> Innenkondensator 12 -> elektrisches Dreiwegeventil 13 -> fester Lufttrichter 14 -> dritte Dreiwegekopplung 23 -> Wärmetauscherabschaltmagnetventil 21 -> zweite Dreiwegekopplung 19 -> Außenwärmetauscher 16 -> erste Dreiwegekopplung 15 -> Niederdruckmagnetventil 17 -> erstes Rückschlagventil 18 -> fünfites Dreiwegekopplung 28 -> Akkumulator 29 -> Kompressor 11 zirkuliert, und wobei das Kältemittel in der Reihenfolge Kompressor 11 -> Innenkondensator 12 -> elektrisches Dreiwegeventil 13 -> fester Lufttrichter 14 -> dritte Dreiwegekopplung 23 -> Trocknungsmagnetventil 24 -> vierte Dreiwegekopplung 25 -> Innenverdampfer 26 -> Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp -> fünfte Dreiwegekopplung 28 -> Akkumulator 29 -> Kompressor 11 zirkuliert.
Das heißt, in der zweiten Trocknungsbetriebsart strömt das Kältemittel, das von dem festen Lufttrichter 14 zu der dritten Dreiwegekopplung 23 einströmt, sowohl zu der Seite des Wärmetauscherabschaltmagnetventils 21 als auch zu der Seite des Trocknungsmagnetventils 24 aus. Sowohl das Kältemittel, das von dem ersten Rückschlagventil 18 zu der dritten Dreiwegekopplung 28 als auch das Kältemittel, das von dem Messfühlerkolben 27a des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp zu der fünften Dreiwegekopplung 28 einströmt, vermischen sich an der fünften Dreiwegekopplung 28 und strömen zu der Seite des Akkumulators 29 aus.
Beachten Sie, dass in dem Kältemittelkreis dieser zweiten Trocknungsbetriebsart das von dem Außenwärmetauscher 16 zu der ersten Dreiwegekopplung 15 einströmende Kältemittel nie zu der Seite des elektrischen Dreiwegeventils 13 ausströmt, da das elektrische Dreiwegeventil 13 die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 und die Kältemitteleinlassseite des festen Lufttrichters 14 verbindet. Ferner strömt das Kältemittel, das von dem Trocknungsmagnetventil 24 zu der vierten Dreiwegekopplung 25 einströmt, aufgrund der Wirkung des zweiten Rückschlagventils 22 nie zu der Seite des variablen Lufttrichtermechanismus 27b des Expansionsventils 27 vom Temperaturtyp aus.
Daher wird das an dem Kompressor 11 komprimierte Kältemittel an dem Innenkondensator 12 gekühlt, indem es nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 mit der Lüftungsluft (Kühlluft) Wärme austauscht. Aufgrund dessen wird die Lüftungsluft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, geheizt. Der Druck des aus dem Innenkondensator 12 ausströmenden Kältemittels wird an dem festen Lufttrichter 14 verringert, wird dann an der dritten Dreiwegekopplung 23 verzweigt und strömt in den Außenwärmetauscher 16 und den Innenverdampfer 26.
Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 16 strömt, verdampft, während es Wärme aus der Luft außerhalb des Fahrgastraums, die von dem Gebläseventilator 16a geblasen wird, absorbiert. Das aus dem Außenwärmetauscher 16 strömende Kältemittel strömt durch das Niederdruckmagnetventil 17, das erste Rückschlagventil 18, etc. zu der fünften Dreiwegekopplung 28. Das Niederdruckkältemittel, das in den Innenverdampfer 26 strömt, verdampft, während es Wärme aus der von dem Gebläse 32 geblasenen Lüftungsluft absorbiert. Aufgrund dessen wird die Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 26 durchläuft, gekühlt und getrocknet.
Daher wird die an dem Innenverdampfer 26 gekühlte und getrocknete Lüftungsluft wieder geheizt, während sie den Heizungskern 36, den Innenkondensator 12 und die PTC-Heizungen 37 durchläuft, und wird von dem Mischraum 35 ins Innere des Fahrgastraums ausgeblasen. Zu dieser Zeit kann in der zweiten Trocknungsbetriebsart die Menge der von dem Außenwärmetauscher 16 absorbierten Wärme für die erste Trocknungsbetriebsart von dem Innenkondensator 12 freigegeben werden, so kann die Lüftungsluft auf eine höhere Temperatur als in der ersten Trocknungsbetriebsart geheizt werden. Das heißt, in der zweiten Trocknungsbetriebsart kann die Trocknungsheizung durchgeführt werden, wobei eine hohe Heizfähigkeit gezeigt wird, während auch eine Trocknungsfähigkeit gezeigt wird.
Ferner strömt das aus dem Innenverdampfer 26 strömende Kältemittel in die fünfte Dreiwegekopplung 28, in der es sich mit dem Kältemittel vermischt, das von dem Außenwärmetauscher 16 ausströmt, und strömt in den Akkumulator 29. Das gasphasige Kältemittel, das an dem Akkumulator 29 abgeschieden wird, wird in den Kompressor 11 eingesaugt, in dem es erneut komprimiert wird.
Wie vorstehend erwähnt, ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Anwendbarkeit des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 zu verbessern. Insbesondere, wenn wie in den Schritten S31 und S33 die Betriebsart DEF und manuelle F/D ist, wird der Motor EG betrieben, um den Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) festzulegen, so ist es möglich, die Trocknungsfähigkeit zu verbessern, und die Lüftungslufttemperatur zu erhöhen und wiederum die Antibeschlagsfähigkeit zu verbessern. Ferner ist es durch Auswählen des Kühlerkreislaufs möglich, die Bildung von Frost auf dem Außenwärmetauscher 16 zu verhindern, so wird die Bildung von Frost schließlich nicht zu einem Abfall der Antibeschlagsfähigkeit wie mit dem Trocknungswärmepumpenkreislauf führen.
Ferner wird der Wärmepumpenkreislauf, wie in Schritt S34 gezeigt, fortgesetzt, bis die Motorkühlwassertemperatur Tw ausreichend höher wird, so kann, wenn die Betriebsart DEF und manuelle F/D ist, mit Niedertemperaturluft belüftet werden und das Abfallen des Wärmegefühls der Fahrgäste kann verhindert werden.
Wenn ferner, wie in den Schritten S32 und S33 gezeigt, eine (hohe) Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, wird der Motor EG betrieben, also kann der Betrieb des Motors EG verhindert werden, wenn keine (eine geringe) Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht. Aus diesem Grund ist es möglich, die Häufigkeit des Betriebs der Brennkraftmaschine (EG) zu verringern, so ist es möglich, die Fahrzeugbrennstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern und Abgasemissionen zu senken.
Wenn ferner, wie in den Schritten S32 und S35 gezeigt, eine (hohe) Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, wird der Kühlerkreislauf ausgewählt, also kann die Auswahl des Kühlerkreislaufs verhindert werden, wenn keine (eine geringe) Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht. Aus diesem Grund kann zur Zeit der DEF und manuellen F/D Niedertemperaturluft, mit der belüftet wird, und das Abfallen des Wärmegefühls der Fahrgäste besser verhindert werden.
Zweite Ausführungsform
10 ist ein Flussdiagramm, das Hauptteile von Schritt S6 in der vorliegenden zweiten Ausführungsform zeigt. Die Steuerverarbeitung des Flussdiagramms von 10 wird ausgeführt, wenn der Klimaanlagenschalter 60a und der Automatikschalter ein (EIN) sind, etc.
Zuerst wird bei Schritt S60 beurteilt, ob die Zeit die für die Vorklimatisierung ist. Wenn beurteilt wird, dass die Zeit die für die Vorklimatisierung ist (Fall der JA-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S61, in dem beurteilt wird, ob die Außenlufttemperatur niedriger als ein vorgegebener Schwellwert ist (-3°C in dem Beispiel von 10).
Wenn beurteilt wird, dass die Außenlufttemperatur niedriger als ein vorgegebener Schwellwert ist (Fall der JA-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S62, in dem entschieden wird, die PTC-Heizungen 37 zu aktivieren. Das heißt, zur Zeit der Vorklimatisierung ist der Zustand des Leistungsschalters des Hybridsystems des Fahrzeugs aus (AUS), somit kann der Motor EG nicht gestartet werden. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, die Kühlwassertemperatur zu erhöhen, somit ist es nicht möglich, den Heizungskern 36 zum Heizen zu verwenden.
Wenn ferner die Außenlufttemperatur beträchtlich niedrig ist, ist der Wirkungsgrad des Wärmepumpenkreislaufs schlecht und ebenso bildet sich leicht Frost auf dem Außenwärmetauscher 16. Aus den vorstehenden Gründen werden bei Schritt S62 die PTC-Heizungen 37 als die Heizeinrichtungen ausgewählt.
Wenn bei Schritt S61 beurteilt wird, dass die Außenlufttemperatur ein vorgegebener Schwellwert oder mehr ist (Fall der NEIN-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S63, in dem beurteilt wird, ob die automatische Lüftung für das Gesicht (GESICHT) ist, das heißt, ob die Bestimmung der Lüftungsbetriebsart basierend auf der TAO (siehe Schritt S9) zu der Gesichtsbetriebsart geführt hat.
Wenn beurteilt wird, dass die automatische Lüftung für das Gesicht ist (Fall der JA-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S64, in dem der Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) ausgewählt wird. Das heißt, wie bei Schritt S9 erklärt, wird die Lüftungsbetriebsart als die Gesichtsbetriebsart bestimmt, wenn TAO ein Niedertemperaturbereich ist, somit wird in diesem Fall beurteilt, dass das Heizen durch den Wärmepumpenkreislauf nicht notwendig ist, und das Kühlen durch den Kühlerkreislauf (Vorklimatisierung) wird ausgewählt.
Wenn bei Schritt S63 beurteilt wird, dass die automatische Lüftung nicht für das Gesicht ist (Fall der NEIN-Entscheidung), geht die Prozedur für die Auswahl der Wärmepumpe weiter zu Schritt S65.
Wenn andererseits bei Schritt S60 beurteilt wird, dass der Betrieb ein anderer als die Vorklimatisierung ist, das heißt, zur Zeit der normalen Klimatisierung, geht die Prozedur weiter zu Schritt S66, in dem beurteilt wird, ob die Außenlufttemperatur niedriger als ein vorgegebener Schwellwert ist (-3°C in dem Beispiel von 10).
Wenn beurteilt wird, dass die Außenlufttemperatur niedriger als ein vorgegebener Schwellwert ist (Fall der JA-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S67, in dem der Kühlerkreislauf ausgewählt wird, und es wird entschieden, den Betrieb des Motors EG anzufordern (EIN-Anforderung).
Das heißt, zur Zeit der normalen Klimatisierung ist der Zustand des Leistungsschalters des Hybridsystems des Fahrzeugs im „Ein“-Zustand, somit kann der Motor EG betrieben werden. Daher wird der Motor EG betrieben, um das Motorkühlwasser auf eine hohe Temperatur zu bringen und die Heizung (Trocknungsheizung) durch eine Kombination des Kühlerkreislaufs und des Heizungskerns 36 auszuwählen.
Wenn bei Schritt S66 beurteilt wird, dass die Außenlufttemperatur der vorgegebene Schwellwert oder mehr ist (Fall der NEIN-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S68, in dem beurteilt wird, ob die automatische Lüftungsbetriebsart für das Gesicht (GESICHT) ist.
Wenn beurteilt wird, dass die automatische Lüftung für das Gesicht ist (Fall der JA-Entscheidung), geht die Prozedur weiter zu Schritt S69, in dem das Kühlen durch den Kühlerkreislauf ausgewählt wird. Der Grund ist ähnlich dem von Schritt S64.
Wenn bei Schritt S68 beurteilt wird, dass die automatische Lüftung nicht für das Gesicht ist (Fall der NEIN-Entscheidung), geht die Prozedur für die Auswahl des Wärmepumpenkreislaufs weiter zu Schritt S65.
Bei Schritt S65 wird beurteilt, ob eine hohe Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 100 (RHW > 100) ist, wird beurteilt, dass eine hohe Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht.
Wenn beurteilt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 100 ist (Fall der JA-Entscheidung), wird beurteilt, dass eine hohe Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S70, in dem der Trocknungsbedarf basierend auf der Verdampfertemperatur TE beurteilt wird.
Der Schritt S70 ist der gleiche wie der Schritt S37 von 9. Entsprechend dem Trocknungsbedarf werden der DRY_EVA-Kreislauf (Schritt S71), der DRY_ALL-Kreislauf (Schritt S72) und der HEISS-Kreislauf (Schritt S73) ausgewählt. Aufgrund dessen wird die Trocknungsfähigkeit des Wärmepumpenkreislaufs entsprechend dem Trocknungsbedarf eingestellt.
Wenn bei Schritt S65 beurteilt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche 100 oder weniger ist (Fall der NEIN-Entscheidung) wird beurteilt, dass eine hohe Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S74, in dem beurteilt wird, ob die Belüftungsbetriebsart DEF oder manuelle F/D ist.
Wenn beurteilt wird, dass die Lüftungsbetriebsart DEF und manuelle F/D ist (Fall der JA-Entscheidung), wird beurteilt, dass eine hohe Dringlichkeit für die Beschlagsverhinderung besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S70, in dem entsprechend dem Trocknungsbedarf der DRY_EVA-Kreislauf (Schritt S71), der DRY_ALL-Kreislauf (Schritt S72) und der HEISS-Kreislauf (Schritt S73) ausgewählt werden.
Wenn bei Schritt S74 beurteilt wird, dass die Lüftungsbetriebsart weder DEF noch manuelle F/D ist (Fall der NEIN-Entscheidung), wird beurteilt, dass eine geringe Dringlichkeit für die Beschlagsverhinderung besteht, und bei Schritt S73 wird der HEISS-Kreislauf ausgewählt. Aufgrund dessen zeigt sich die höchste Heizfähigkeit.
Beachten Sie, dass Schritt S70 nicht notwendigerweise erforderlich ist. Der Schritt S70 kann auch weggelassen werden. Das heißt, wenn bei Schritt S74 beurteilt wird, dass die Betriebsart DEF und manuelle F/D ist, ist es auch möglich, den Trocknungswärmepumpenkreislauf (DRY_EVA-Kreislauf und DRY_ALL-Kreislauf) bedingungslos auszuwählen, ohne den Trocknungsbedarf zu beurteilen.
Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in Schritt S74, S71 und S72 gezeigt, die Betriebsart DEF und manuelle F/D (Antibeschlagsbetriebsart) ist, wird der Betrieb durch den DRY_EVA-Kreislauf und den DRY_ALL-Kreislauf (Trocknungswärmepumpenkreislauf) erlaubt, somit können zur Zeit der DEF und manuellen F/D (Antibeschlagsbetriebsart) sowohl eine Heizfähigkeit als auch eine Trocknungsfähigkeit gezeigt werden. Aus diesem Grund kann das Wärmegefühl der Fahrgäste sichergestellt werden, die Antibeschlagsfähigkeit kann sichergestellt werden, und die Anwendbarkeit kann wiederum verbessert werden.
Dritte Ausführungsform
Wenn in der vorstehenden ersten Ausführungsform die Betriebsart die DEF und manuelle F/D ist und der Kühlerkreislauf ausgewählt ist, wird die Wärmequelle zum Heizen durch das Motorkühlwasser sichergestellt, aber wenn die Betriebsart in der vorliegenden dritten Ausführungsform die DEF und manuelle F/D ist und der Kühlerkreislauf ausgewählt ist, wird die Wärmequelle, die zum Heizen erforderlich ist, durch die PTC-Heizungen 37 sichergestellt.
Das Flussdiagramm von 11 ändert die Schritte S33 und S34 des Flussdiagramms von 9 in Schritt S83, ist aber ansonsten das gleiche wie das Flussdiagramm von 9.
Wenn bei Schritt S82 beurteilt wird (entspricht Schritt S32 von 9), dass die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 90 ist (Fall der JA-Entscheidung), wird beurteilt, dass die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S83, in dem die Anzahl von betriebenen PTC-Heizungen 37 erhöht wird, um die zum Heizen erforderlichen Wärmequellen sicherzustellen.
In dieser Ausführungsform wird die Anzahl betriebener PTC-Heizungen 37 (mit Strom versorgte Anzahl) um 2 erhöht (Anzahl der PTC-Heizungen + 2). Jedoch ist es nicht möglich, die Anzahl der betriebenen PTC-Heizungen 37 über die installierte Anzahl zu erhöhen. In dieser Ausführungsform sind drei PTC-Heizungen 37 bereitgestellt, somit wird die betriebene Anzahl nach der Erhöhung ein Maximum von 3.
Als nächstes geht die Prozedur weiter zu Schritt S84 (entspricht S35 von 9), in dem der Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) ausgewählt wird. Aufgrund dessen wird in dem Kühlerkreislauf ein starker Trocknungsbetrieb durchgeführt, und die PTC-Heizungen 37 werden zum Heizen verwendet.
Beachten Sie, dass der Schritt S82 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform nicht notwendigerweise erforderlich ist. Der Schritt S82 kann auch weggelassen werden. Das heißt, wenn bei Schritt S81 beurteilt wird, dass die Betriebsart DEF und manuelle F/D ist, ist es auch möglich, die Prozedur weiter zu Schritt S83 gehen zu lassen, in dem die Anzahl der betriebenen PTC-Heizungen 37 bedingungslos erhöht wird, ohne die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters zu beurteilen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können vorteilhafte Ergebnisse ähnlich denen der vorstehenden ersten Ausführungsform erzielt werden.
Vierte Ausführungsform
Wenn die Betriebsart in der vorstehenden dritten Ausführungsform die DEF und manuelle F/D ist und der Kühlerkreislauf ausgewählt wird, erhöhen die PTC-Heizungen 37 die Lüftungslufttemperatur, um die Antibeschlagsfähigkeit zu verbessern, aber wenn die Betriebsart in der vorliegenden vierten Ausführungsform, wie in 12 gezeigt, die DEF und manuelle F/D ist und der Kühlerkreislauf ausgewählt wird, heizt die elektrische Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 das Fensterglas, um die Antibeschlagsfähigkeit zu verbessern.
Das Flussdiagramm von 12 ändert den Schritt S83 von dem Flussdiagramm von 11 in Schritt S93, ist aber ansonsten das gleiche wie das Flussdiagramm von 11.
Wenn bei Schritt S92 (entspricht Schritt S82 von 11) beurteilt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 90 ist (Fall der JA-Entscheidung) wird beurteilt, dass die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S93, in dem bestimmt wird, den Betrieb der elektrischen Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 anzufordern (EIN-Anforderung), um das Fensterglas zu heizen.
Als nächstes geht die Prozedur weiter zu Schritt S94 (entspricht Schritt S84 von 11), in dem der Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) ausgewählt wird. Aufgrund dessen wird in dem Kühlerkreislauf ein starker Trocknungsbetrieb durchgeführt, und das Fensterglas wird von der elektrischen Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 geheizt, somit kann die Antibeschlagsfähigkeit verbessert werden.
Ferner ist es durch Auswählen des Kühlerkreislaufs möglich, die Bildung von Frost an dem Außenwärmetauscher 16 zu verhindern, somit wird die Antibeschlagsfähigkeit schließlich nicht aufgrund der Bildung von Frost wie zur Zeit des Trocknungswärmepumpenkreislaufs abfallen.
Aus dem Vorstehenden ist es möglich, die Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases zu verbessern, und möglich, die Bildung von Frost an dem Außenwärmetauscher 16 zu verhindern, somit ist es möglich, die Anwendbarkeit des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 zu verbessern.
Beachten Sie, dass der Schritt S92 in der gleichen Weise wie in der dritten Ausführungsform nicht notwendigerweise erforderlich ist. Der Schritt S92 kann auch weggelassen werden. Das heißt, wenn bei Schritt S91 beurteilt wird, dass die Betriebsart die DEF und manuelle F/D ist, ist es auch möglich, die Prozedur weiter zu Schritt S93 gehen zu lassen, in dem entschieden wird, den Betrieb der elektrischen Heizungs-Antibeschlageinrichtung 47 bedingungslos anzufordern, ohne die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters zu beurteilen.
Fünfte Ausführungsform
Wenn die Betriebsart in der vorstehenden ersten Ausführungsform die DEF und manuelle F/D ist und der Kühlerkreislauf ausgewählt wird, wird der Heizungskern 36 zum Heizen verwendet, während, wenn die Betriebsart in der vorstehenden dritten Ausführungsform die DEF und die manuelle F/D ist und der Kühlerkreislauf ausgewählt ist, die PTC-Heizungen 37 zum Heizen verwendet werden, aber wenn die Betriebsart in der vorliegenden fünften Ausführungsform, wie in 13 gezeigt, die DEF und manuelle F/D ist und der Kühlerkreislauf ausgewählt wird, werden die Sitzheizungsvorrichtungen 48 zum Heizen verwendet.
Das Flussdiagramm von 13 ändert den Schritt S83 von dem Flussdiagramm von 11 in Schritt S103, ist aber ansonsten das gleiche wie das Flussdiagramm von 11.
Wenn bei Schritt S102 (entspricht Schritt S82 von 11) beurteilt wird, dass die relative Feuchtigkeit RHW der Fensterglasoberfläche höher als 90 ist (im Fall der JA-Entscheidung) wird beurteilt, dass die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters besteht, und die Prozedur geht weiter zu Schritt S103, in dem bestimmt wird, den Betrieb der Sitzheizungsvorrichtungen 48 anzufordern (EIN-Anforderung), um ein Wärmegefühl der Fahrgäste sicherzustellen.
Als nächstes geht die Prozedur weiter zu Schritt S104 (entspricht Schritt S84 von 11), in dem der Kühlerkreislauf (Kühlbetriebsart) ausgewählt wird.
Beachten Sie, dass der Schritt S102 in der gleichen Weise wie in den vorstehenden dritten und vierten Ausführungsformen nicht notwendigerweise erforderlich ist. Der Schritt S102 kann auch weggelassen werden. Das heißt, wenn bei Schritt S101 beurteilt wird, dass die Betriebsart die DEF und manuelle F/D ist, ist es auch möglich, die Prozedur weiter zu Schritt S103 gehen zu lassen, in dem über eine Betriebsanforderung für die Sitzheizungsvorrichtungen 48 bedingungslos entschieden wird, ohne die Möglichkeit des Beschlagens des Fensters zu beurteilen.
Gemäß dieser Ausführungsform wird zur Zeit der DEF und manuellen F/D in dem Kühlerkreislauf ein starker Trocknungsbetrieb durchgeführt, und die Sitzheizvorrichtungen 48 werden verwendet, so dass die Fahrgäste wirkungsvoll gewärmt werden, somit kann die Antibeschlagsfähigkeit des Fensterglases verbessert werden, und das Wärmegefühl der Fahrgäste kann sichergestellt werden.
Ferner ist es durch Auswählen des Kühlerkreislaufs möglich, die Frostbildung an dem Außenwärmetauscher 16 zu verhindern, somit wird die Antibeschlagsfähigkeit schließlich nicht so wie zur Zeit eines Trocknungswärmepumpenkreislaufs aufgrund der Forstbildung abfallen.
Aufgrund des Vorstehenden kann die Anwendbarkeit des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 verbessert werden.
Andere Ausführungsformen
Beachten Sie, dass die ersten bis fünften Ausführungsformen nur spezifische Beispiele der Steuerverarbeitung eines Fahrzeugklimatisierungssystems in der vorliegenden Erfindung erklären. Die Erfindung ist nicht auf dieses beschränkt. Verschiedene Modifikationen sind möglich.
Zum Beispiel können die Beurteilungskriterien der Möglichkeit des Beschlagens des Fensters in den ersten bis fünften Ausführungsformen und die Beurteilungskriterien eines Notwendigkeitsgrads zum Trocknen geeignet geändert werden.
Zum Beispiel ist es möglich, den vorgegebenen Schwellwert der Außenlufttemperatur bei den Schritten S61 und S66 der vorstehenden zweiten Ausführungsform geeignet zu ändern.
Ferner wird in den vorstehenden ersten bis fünften Ausführungsformen die Antibeschlagsfähigkeit verbessert, wenn die Lüftungsbetriebsart DEF und manuelle F/D ist, das heißt, wenn ein Fahrgast einen Betrieb durchführt, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, aber es ist auch möglich, die Antibeschlagsfähigkeit zu verbessern, wenn die automatische Steuerung der Klimatisierungssteuerungsvorrichtung 50 verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.
Ferner können die vorstehenden Ausführungsformen auch in dem Arbeitsbereich kombiniert werden.
Ferner wurde in den vorstehenden Ausführungsformen das Beispiel der Anwendung des Fahrzeugklimatisierungssystems der vorliegenden Erfindung auf ein Hybridfahrzeug erklärt, aber die Reichweite der vorliegenden Erfindung ist nicht auf ein Hybridfahrzeug beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auch auf Fahrzeuge, die konstruiert sind, um den Brennstoffverbrauch durch Ausschalten des Motors zu senken, und vielfältige andere Vorrichtungen angewendet werden.
Bezugszeichenliste

10: Dampfkompressionskältekreislauf (Kältekreislauf)
11: Kompressor
11a: Kompressionsmechanismus
11b: Elektromotor
12: Innenkondensator
13: Dreiwegekopplung
14: Lufttrichter
15: Dreiwegekopplung
16: Außenwärmetauscher
16a: Gebläseventilator
17: Niederdruckmagnetventil
18: Rückschlagventil
19: Dreiwegekopplung
20: Hochdruckmagnetventil
21: Wärmetauscherabschaltmagnetventil
22: Rückschlagventil
23: Dreiwegekupplung
24: Trocknungsmagnetventil
25: Dreiwegekopplung
26: Innenverdampfer
27: Expansionsventil
27a: Messfühlerkolben
27b: Lufttrichtermechanismus
28: Dreiwegekopplung
29: Akkumulator
30: Innenklimatisierungseinheit
31: Gehäuse
32: Gebläse
33: Heizanwendungskühlluftdurchgang
34: Kühlluftumleitungsdurchgang
35: Mischraum
36: Heizungskern (Heizeinrichtung)
37: PTC-Heizung (Heizeinrichtung)
38: Luftmischklappe
40: Innen-/Außenluft-Umschaltkasten
40a: Innenlufteinleitungsöffnung
40b: Außenlufteinleitungsöffnung
40c: Innen-/Außenluft-Umschaltklappe
41: Gesichtsluftöffnungen
41a: Gesichtsklappen
42: Fußluftöffnungen
42a: Fußklappen
43: Entfrosterluftöffnungen
43a: Entfrosterklappen
45: RHW-Sensor
47: Elektrische Heizungs-Antibeschlageinrichtung (Fensterglasheizeinrichtung)
48: Sitzheizungsvorrichtungen
50: Klimatisierungssteuerungsvorrichtung (Steuereinrichtung)
50a: Ausstoßvermögensteuerungseinrichtung
51: Innenluftsensor
52: Außenluftsensor
53: Sonnenlichtsensor
54: Ausstoßtemperatursensor
55: Ausstoßdrucksensor
56: Verdampfertemperatursensor
57: Ansaugtemperatursensor
60: Bedienfeld
60a: Klimaanlagenschalter
60b: Ansaugöffnungsbetriebsartschalter
60c: Lüftungsbetriebsartschalter
61: Inverter
62: Aktuator
63: Aktuator
64: Aktuator
EG: Motor (Brennkraftmaschine)

Claims

Fahrzeugklimatisierungssystem, das versehen ist mit: einem Dampfkompressionskältekreislauf (10) mit einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und ausstößt, und einem Außenwärmetauscher (16), der Wärme zwischen Luft außerhalb eines Fahrzeugraums und einem Kältemittel austauscht und der fähig ist, zwischen einem Kühlerkreislauf, der Lüftungsluft, die ins Innere des Fahrzeugraums geblasen werden soll, kühlt, und einem Wärmepumpenkreislauf, der die Lüftungsluft heizt, umzuschalten, Heizeinrichtungen (36, 37) zum Verwenden einer anderen Wärmequelle als dem Kältemittel, um die Lüftungsluft zu heizen, einem Lüftungsbetriebsartschalter (60c), der durch die Bedienung durch einen Fahrgast eine Antibeschlagsbetriebsart zum Blasen von Lüftungsluft in Richtung eines Fahrzeugfensterglases festlegt, und einer Steuereinrichtung (50) zum Steuern des Umschaltens zwischen dem Kühlerkreislauf und dem Wärmepumpenkreislauf, wobei das Fahrzeugklimatisierungssystem einen RHW-Sensor (45) umfasst, der eine relative Feuchtigkeit (RHW) einer Fensterglasoberfläche erfasst, und wobei die Steuereinrichtung (50) den Kühlerkreislauf auswählt und die Heizfähigkeit der Heizeinrichtungen (36, 37) erhöht, wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen, und basierend auf der relativen Feuchtigkeit (RHW) beurteilt wird, dass eine hohe Möglichkeit des Beschlagens von Fenstern besteht, und die Steuereinrichtung (50) auch den Wärmepumpenkreislauf auswählt, falls auf der Grundlage der relativen Feuchtigkeit (RHW) beurteilt wird, dass eine geringe Möglichkeit eines Beschlagens von Fenstern besteht, selbst wenn der Lüftungsbetriebsartschalter (60c) verwendet wird, um die Antibeschlagsbetriebsart festzulegen.