DE102012205322A1 - Klimaanlage für ein Fahrzeug - Google Patents

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DE102012205322A1
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DE102012205322A
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Yoshiki Katoh
Satoshi Itoh
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Denso Corp
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Abstract

Ein Verbundwärmetauscher (13) umfasst einen ersten Wärmetauscher (131), welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen zugeführter Luft und einem Kältemittel, und einen zweiten Wärmetauscher (132), welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Luft und einem Motorkühlmittel. Der Verbundwärmetauscher (13) ist derart integriert, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, welches durch den ersten Wärmetauscher (131) strömt, und dem Kühlmittel, welches durch den zweiten Wärmetauscher (132) strömt, zu ermöglichen. Der Verbundwärmetauscher ist des Weiteren ausgebildet für ein Ändern einer Menge der ausgetauschten Wärme zwischen der zugeführten Luft, dem Auslasskältemittel und dem Kühlmittel in dem Verbundwärmetauscher (13) durch ein Ändern von mindestens einem von einem Volumen der zugeführten Luft, einer Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus (11a) und einer Einströmmenge des Heizmediums.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, welche einen Verbundwärmetauscher umfasst, der fähig ist zum Austauschen von Wärme zwischen mehreren Arten von Fluiden.
  • Herkömmlicherweise sind Klimaanlagen für Fahrzeuge mit einem Verbundwärmetauscher, die fähig sind zum Austauschen von Wärme zwischen mehreren Arten von Fluiden, offenbart (vgl. zum Beispiel die Patentdokumente 1 und 2).
  • Noch genauer offenbart das Patentdokument 1 ( JP 3275415 B2 ) eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Verbundwärmetauscher. Der Verbundwärmetauscher umfasst die Kombination eines Wärmetauschers für ein Heizen und eines Heizkerns. Der Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen einem Kältemittel, das von einem Kompressor ausgelassen wird (Hochdruckkältemittel), und zugeführter Luft, die in ein Fahrzeuginneres geblasen wird (hier im Folgenden bezeichnet als eine ins Fahrzeuginnere zugeführte Luft), aus, um dadurch die ins Fahrzeuginnere zugeführte Luft aufzuheizen. Der Heizkern tauscht Wärme zwischen einem Frostschutzmittel (Heizmedium), das durch einen Verbrennungsheißwasserheizer aufgeheizt wird, und der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft aus, um dadurch die zugeführte Luft aufzuheizen.
  • Das Patentdokument 2 ( US 2004/0060316 A1 , welches der JP 431115 B2 entspricht) offenbart eine andere Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Verbundwärmetauscher. Der Verbundwärmetauscher umfasst die Kombination des gleichen Wärmetauschers für ein Heizen wie desjenigen, der in dem Patentdokument 1 offenbart ist, und eines Heizkerns, welcher Wärme zwischen einem Motorkühlmittel (Heizmedium) zum Kühlen eines Motors und der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft austauscht, um dadurch die zugeführte Luft aufzuheizen.
  • Jedoch offenbaren beide Patentdokumente 1 und 2 lediglich die Klimaanlage für ein Fahrzeug, welche die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft durch eine Verlustwärme des Hochdruckkältemittels oder des Heizmediums aufheizt, welches eine höhere Temperatur als diejenige des Fahrzeuginneren aufweist, mittels des Verbundwärmetauschers. Das heißt, die Klimaanlage für das Fahrzeug, welche in jedem der Patentdokumente 1 und 2 offenbart ist, ist lediglich mit dem Verbundwärmetauscher versehen für ein Heizen der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft mit der Wärme, welche in dem Hochdruckkältemittel oder in dem Heizmedium enthalten ist, und nicht für den Zweck eines richtigen Austauschens von Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Heizmedium. Die offenbarte Klimaanlage kann nicht effektiv die Wärme verwenden, welche in den jeweiligen Fluiden enthalten ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorangegangenen Sachverhalte gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche die Wärme, welche in mehreren Arten von Fluiden enthalten ist, effektiv nutzen kann durch ein Erreichen des geeigneten Wärmeaustauschs zwischen den Fluiden in einem Verbundwärmetauscher.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage für ein Fahrzeug: ein Gebläse, welches Luft in ein Inneres des Fahrzeugs bläst, ein Gehäuse, welches einen Luftdurchlass bildet, durch welchen zugeführte Luft, welche durch das Gebläse geblasen wird, strömt, einen Verbundwärmetauscher, welcher in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Verbundwärmetauscher einen ersten Wärmetauscher umfasst, welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Luft und einem Auslasskältemittel, das von einem Kompressionsmechanismus zum Komprimieren eines Kältemittels in einem Kältekreislauf ausgelassen wird, und einen zweiten Wärmetauscher, welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Luft und einem Heizmedium zum Einstellen einer Temperatur einer externen Wärmequelleneinrichtung, welche im Betrieb Wärme erzeugt, einen Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft, welcher angeordnet ist zum Einstellen eines Volumens der zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher geblasen wird, einen Auslasskapazitätsänderungsabschnitt, welcher ausgebildet ist zum Ändern einer Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus, einen Druckzuführabschnitt für ein Heizmedium, welcher das Heizmedium unter Druck zuführt, und einen Durchsatzeinstellabschnitt für ein Heizmedium, welcher eine Einströmmenge des Heizmediums einstellt, welches in den zweiten Wärmetauscher strömt. Der Verbundwärmetauscher umfasst des Weiteren eine integrierte Kombinationsstruktur des ersten Wärmetauschers und des zweiten Wärmetauschers, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, welches durch den ersten Wärmetauscher strömt, und dem Heizmedium, welches durch den zweiten Wärmetauscher strömt, zu ermöglichen. Der Verbundwärmetauscher ist des Weiteren ausgebildet zum Ändern einer Menge der Wärme, welche ausgetauscht wird unter der zugeführten Luft, dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher, durch ein Einstellen von mindestens einem von dem Volumen der zugeführten Luft, der Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus und der Einströmmenge des Heizmediums.
  • Demgemäß ist es möglich, die Wärmeaustauschmenge zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium einzustellen, zusätzlich zu der Menge der Wärme, welche ausgetauscht wird unter der zugeführten Luft, dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher. Es ist daher möglich, die Wärme in wirksamer Weise zu nutzen, welche in mehreren Arten von Fluiden enthalten ist, durch Erreichen des geeigneten Wärmeaustauschs zwischen den Fluiden in dem Verbundwärmetauscher.
  • Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher offenbar werden durch ein Beschreiben im Detail der unten gegebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Aussehens eines Verbundwärmetauschers bei der ersten Ausführungsform ist;
  • 3 eine perspektivische Explosionsansicht des Verbundwärmetauschers bei der ersten Ausführungsform ist;
  • 4 eine schematische Perspektivansicht ist, welche exemplarisch die Ströme des Kältemittels und des Kühlmittels in dem Verbundwärmetauscher der ersten Ausführungsform erläutert;
  • 5 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuerung eines Servomotors einer Luftmischklappe bei der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 6 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuerung eines elektrischen Motors einer Kühlmittelpumpe bei der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 7 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuerung eines Servomotors einer Luftmischklappe bei einer zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 8 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuerung eines elektrischen Motors eines Kompressors bei einer dritten Ausführungsform zeigt; und
  • 9 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuerung eines elektrischen Motors einer Kühlmittelpumpe bei einer vierten Ausführungsform zeigt.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Bei den nachfolgenden Ausführungsformen werden die gleichen oder äquivalenten Teile durch die gleichen Bezugszeichen in den Figuren bezeichnet.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine erste Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird unten auf Basis der 1 bis 6 beschrieben werden. Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung auf ein sogenanntes Hybridfahrzeug angewendet, welches eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs von sowohl einem Verbrennungsmotor (vereinfacht: Motor) EG als auch einem elektrischen Motor zum Fahren erhält.
  • Das Hybridfahrzeug kann zwischen einem Fahrzustand zum Erhalten der Antriebskraft von sowohl dem Motor als auch dem elektrischen Motor zum Fahren beim Fahren durch ein Betreiben oder Anhalten des Motors gemäß den Fahrlasten des Fahrzeugs oder ähnlichem und einem anderen Fahrzustand zum Erhalten der Antriebskraft lediglich von dem elektrischen Motor zum Fahren durch ein Anhalten des Motors schalten. Das Hybridfahrzeug kann somit die Fahrzeugtreibstoffeffizienz im Vergleich zu einem normalen Fahrzeug, welches die Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs lediglich von einem Motor erhält, verbessern.
  • Eine Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug dieser Ausführungsform umfasst einen Wärmepumpenkreislauf 10, welcher ein Dampf-Kompressions-Kältekreislauf ist, eine Innenklimaanlageneinheit 30 und einen Kühlmittelzirkulationskreislauf (Heizmediumzirkulationskreislauf) 40 für ein Zirkulierenlassen eines Kühlmittels (Heizmediums) zum Kühlen des Motors EG als eine externe Wärmequelleneinrichtung.
  • Der Wärmepumpenkreislauf 10 dieser Ausführungsform in der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug dient zum Heizen oder Kühlen der zugeführten Luft, welche in das betroffene Fahrzeuginnere zu blasen ist, das in dem Fahrzeug zu klimatisieren ist. Das heißt, der Wärmepumpenkreislauf 10 kann zwischen Kältemittelströmungspfaden zum Ausführen eines Heizbetriebs zum Heizen eines Inneren des Fahrzeugs durch ein Aufheizen der zugeführten Luft (hier im Folgenden bezeichnet als eine „zugeführte Luft des Fahrzeuginneren”), welche in das Innere des Fahrzeugs zu blasen ist, oder eines Kühlbetriebs zum Kühlen des Fahrzeuginneren durch ein Kühlen der zugeführten Luft in dem Fahrzeug schalten.
  • Der Wärmepumpenkreislauf 10 dieser Ausführungsform bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, welcher ein normales chlorfluorkarbon-(freon-)basiertes Kältemittel als das Kältemittel in solch einer Art und Weise verwendet, dass der Druck des Hochdruckkältemittels nicht den kritischen Druck des Kältemittels überschreitet. Ein Kältemaschinenöl, welches durch einen Kompressor 11 zirkuliert, der später zu beschreiben ist, ist in das Kältemittel gemischt, und ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel durch den Kreislauf.
  • Der Kompressor 11 ist in einem Motorraum (nicht gezeigt) positioniert und ist vorgesehen zum Ansaugen, Komprimieren und Auslassen des Kältemittels in den Wärmepumpenkreislauf 10. Der Kompressor ist ein elektrischer Kompressor, welcher einen Kompressionsmechanismus 11a mit festgelegtem Hub unter Verwendung eines elektrischen Motors 11b antreibt, welcher eine feste Auslasskapazität aufweist. Noch genauer können verschiedene Arten von Kompressionsmechanismen, wie zum Beispiel ein Kompressionsmechanismus vom Spiraltyp oder ein Kompressionsmechanismus vom Flügelzellentyp, als der Kompressionsmechanismus 11a eingesetzt werden.
  • Der elektrische Motor 11b ist einer, dessen Betrieb (Drehzahl) durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt), welche später zu beschreiben ist, ausgegeben wird. Der Motor 11b kann entweder einen Wechselstrommotor oder einen Gleichstrommotor verwenden. Die Steuerung der Drehzahl ändert eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus 11a. Bei dieser Ausführungsform dient somit der elektrische Motor 11b als das Auslasskapazitätsänderungsmittel des Kompressionsmechanismus 11a.
  • Die Auslassseite des Kompressors 11 ist mit der Einlassseite von einem ersten Wärmetauscher 131 eines Verbundwärmetauschers 13 gekoppelt. Der Verbundwärmetauscher 13 ist in einem Gehäuse 31 der Innenklimaanlageneinheit 30, welche später zu beschreiben ist, angeordnet. Der Verbundwärmetauscher 13 ist ein Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Innenluft und einem Fluid (Kältemittel oder Kühlmittel), welches dort hindurch strömt.
  • Der Verbundwärmetauscher 13 umfasst den ersten Wärmetauscher 131 zum Austauschen von Wärme zwischen einem Auslasskältemittel (Hochdruckkältemittel), welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, und der zugeführten Innenluft sowie einen zweiten Wärmetauscher 132 zum Austauschen von Wärme zwischen einem Kühlmittel und der zugeführten Innenluft. Die detaillierte Struktur des Verbundwärmetauschers 13 wird später beschrieben werden.
  • Eine erste feste Drossel 15 ist mit der Auslassseite des ersten Wärmetauschers 131 in dem Verbundwärmetauscher 13 gekoppelt. Die erste feste Drossel 15 dient als ein erster Dekompressor zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels, welches von dem ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 im Heizbetrieb strömt. Die erste feste Drossel 15 kann eine Öffnnung oder ein kapillares Rohr verwenden. Die Auslassseite der ersten festen Drossel 15 ist mit der Einlassseite eines später zu beschreibenden Außenwärmetauschers 19 gekoppelt.
  • Ein Bypassdurchlass 17 für die feste Drossel ist mit der Auslassseite des ersten Wärmetauschers 131 in dem Verbundwärmetauscher 13 gekoppelt. Der Bypassdurchlass 17 bringt ein Kältemittel, welches von dem ersten Wärmetauscher 131 strömt, dazu, die erste feste Drossel 15 zu umgehen, und leitet das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 19.
  • Ein Öffnungs-/Schließventil 18 zum Öffnen und Schließen des Bypassdurchlasses 17 für die feste Drossel ist in dem Bypassdurchlass 17 für die feste Drossel angeordnet. Das Öffnungs-/Schließventil 18 ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnungsbetrieb und Schließbetrieb durch ein Steuersignal (Steuerspannung) gesteuert werden, das von der später zu beschreibenden Steuereinheit ausgegeben wird.
  • Der Verlust an Druck, welcher verursacht wird, wenn das Kältemittel durch das Öffnungs-/Schließventil 18 hindurchgeht, ist äußerst gering im Vergleich zu dem Verlust an Druck, welcher verursacht wird, wenn das Kältemittel durch die erste feste Drossel 15 hindurchgeht. Wenn das Öffnungs-/Schließventil 18 geöffnet ist, strömt somit das Kältemittel, welches aus dem ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 herausströmt, in die Einlassseite des Außenwärmetauschers 19 über den Bypassdurchlass 17 für die feste Drossel. Im Gegensatz dazu strömt, wenn das Öffnungs-/Schließventil 18 geschlossen ist, das Kältemittel in die Einlassseite des Außenwärmetauschers 19 über die erste feste Drossel 15.
  • Das Öffnungs-/Schließventil 18 kann somit zwischen den Kältemittelströmungspfaden des Wärmepumpenkreislaufs 10 schalten. Das Öffnungs-/Schließventil 18 dieser Ausführungsform dient als ein Kältemittelströmungspfadschalter. Anstatt des Öffnungs-/Schließventils 18 kann alternativ ein elektrisches Drei-Wege-Ventil oder ähnliches zum Schalten zwischen einem Kältemittelströmungspfad für ein Koppeln der Auslassseite des ersten Wärmetauschers 131 des Verbundwärmetauschers 13 mit der Einlassseite der ersten festen Drossel 15 und einem anderen Kältemittelströmungspfad für ein Koppeln der Auslassseite des Verbundwärmetauschers 13 und der Einlassseite des Bypassdurchlasses 17 für die feste Drossel vorgesehen sein.
  • Der Außenwärmetauscher 19 ist vorgesehen zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel, welches dort hindurch strömt, und einer Außenluft, welche von einem Gebläselüfter 20 geblasen wird. Der Außenwärmetauscher 19 ist ein Wärmetauscher, welcher in einem Motorraum angeordnet ist und welcher als ein Verdampfer zum Verdampfen eines Kältemittels von niedrigem Druck zum Ausführen eines Wärmeabsorptionseffekts in dem Heizbetrieb dient und auch als eine Wärmesenke zum Ableiten von Wärme von dem Hochdruckkältemittel in dem Kühlbetrieb dient.
  • Der Gebläselüfter 20 ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (Volumen von zugeführter Außenluft) durch ein Steuersignal (Steuerspannung) gesteuert wird, das von der später zu beschreibenden Steuereinheit ausgegeben wird. Der Gebläselüfter 20 dient als ein Außenluftgebläse zum Herausströmenlassen der Außenluft in Richtung zu dem Außenwärmetauscher 19.
  • Die Auslassseite des Außenwärmetauschers 19 ist mit einem elektrischen Drei-Wege-Ventil 21 gekoppelt. Das Drei-Wege-Ventil 21 ist in seinem Betrieb durch ein Steuersignal (Steuerspannung) gesteuert, das von der später zu beschreibenden Steuereinheit ausgegeben wird.
  • Noch genauer führt in dem Heizbetrieb das Drei-Wege-Ventil 21 ein Schalten zu dem Kältemittelströmungspfad zum Koppeln der Auslassseite des Außenwärmetauschers 19 mit der Einlassseite einer später zu beschreibenden zweiten festen Drossel 22 aus. Im Gegensatz dazu führt in dem Kühlbetrieb und bei der Entfeuchtung und in dem Heizbetrieb das Drei-Wege-Ventil 21 ein Schalten zu dem Kältemittelströmungspfad zum Koppeln der Auslassseite des Außenwärmetauschers 19 mit einem später zu beschreibenden Sammler 24 aus. Das Drei-Wege-Ventil 21 dient zusammen mit dem obigen Öffnungs-/Schließventil 18 als ein Kältemittelströmungspfadschalter.
  • Die zweite feste Drossel 22 ist ein zweiter Dekompressor für ein Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels, welches von dem Außenwärmetauscher 19 in dem Betrieb eines Strömenlassens des Kältemittels strömt. Die zweite feste Drossel 22 weist eine grundsätzliche Struktur wie diejenige der obigen ersten festen Drossel 15 auf. Die Auslassseite der zweiten festen Drossel 22 ist mit der Einlassseite eines Innenverdampfers 23 gekoppelt.
  • Der Innenverdampfer 23 ist in dem Gehäuse 31 der Innenklimaanlageneinheit 30 angeordnet. Der Innenverdampfer 23 ist ein Wärmetauscher zum Kühlen, welcher Wärme zwischen der zugeführten Fahrzeuginnenluft und dem Kältemittel von niedrigem Druck austauscht, das durch die zweite feste Drossel 22 dekomprimiert und expandiert wird, um das Kältemittel von niedrigem Druck zu verdampfen, wobei dadurch die zugeführte Luft gekühlt wird. Die Auslassseite des Innenverdampfers 23 ist mit der Einlassseite des Sammlers 24 gekoppelt.
  • Der Sammler 24 ist ein Gas-flüssig-Separator zum Trennen des Kältemittels, welches dort hinein strömt, in eine flüssige Phase und eine Gasphase und zum Speichern darin des überschüssigen Kältemittels des Kreislaufs. Ein Gasphasenkältemittelauslass des Sammlers 24 ist mit einer Kältemittelsaugseite des Kompressors 11 gekoppelt. Der Sammler 24 dient somit zum Unterbinden des Ansaugens von Kältemittel einer Flüssigphase in den Kompressor 11, um dadurch die Komprimierung der Flüssigkeit in dem Kompressor 11 zu verhindern.
  • Als nächstes wird unten die Innenklimaanlageneinheit 30 beschrieben werden. Die Innenklimaanlageneinheit 30 ist im Inneren eines Anzeigenbretts (Instrumentenbretts) an der vorderen Front der Fahrgastzelle angeordnet. Die Einheit 30 nimmt in dem Gehäuse 31, das als eine äußere Hülle dient, ein Gebläse 32, den oben erwähnten Verbundwärmetauscher 13 und den Innenverdampfer 23 auf.
  • Das Gehäuse 31 bildet einen Luftdurchlass der in das Innere des Fahrzeugs zugeführten Luft. Das Gehäuse 31 ist aus einem Harz (z. B. Polypropylen) geformt, welches einen gewissen Grad einer Elastizität und eine exzellente Festigkeit aufweist. Ein Innen-/Außenluftschalter 33 zum Schalten zwischen der Luft (Innenluft) im Fahrzeuginneren und der Außenluft zum Einführen der ausgewählten Luft ist an der am weitesten stromaufwärts gelegenen Seite des zugeführten Luftstroms in dem Gehäuse 31 angeordnet.
  • Der Innen-/Außenluftschalter 33 ist mit einem Innenlufteinlass zum Einführen der Innenluft in das Gehäuse 31 und einem Außenlufteinlass zum Einführen der Außenluft dort hinein versehen. Der Innen-/Außenluftschalter 33 weist darin des Weiteren eine Innen-/Außenluftschaltklappe zum Ändern des Verhältnisses des Volumens der Innenluft zu demjenigen der Außenluft durch ein kontinuierliches Einstellen von Öffnungsbereichen des Innenlufteinlasses und des Außenlufteinlasses auf.
  • Das Gebläse 32 zum Blasen der eingeführten Luft zu dem Fahrzeuginneren über den Innen-/Außenluftschalter 33 ist auf der stromabwärtigen Seite des Luftstroms des Innen-/Außenluftschalters 33 angeordnet. Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, welches einen zentrifugalen Mehrfachflügellüfter (Sirocco-Lüfter) 32a umfasst, der durch einen elektrischen Motor angetrieben wird, und dessen Drehzahl (Volumen von zugeführter Luft) durch ein Steuersignal (Steuerspannung) gesteuert wird, das von einer später zu beschreibenden Steuereinheit ausgegeben wird. Der zentrifugale Mehrfachflügellüfter 32a dient als ein Gebläse zum Blasen der Luft ins Innere des Fahrzeugs.
  • Der Innenverdampfer 23 und der Verbundwärmetauscher 13 sind auf der stromabwärtigen Seite des Luftstroms des Gebläses 32 in dieser Reihenfolge mit Bezug auf den Strom der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft angeordnet. Kurz gesagt, ist der Innenverdampfer 23 auf der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft mit Bezug auf den Verbundwärmetauscher 13 angeordnet.
  • Ein Bypassdurchlass 34 ist in dem Gehäuse 31 gebildet, um es der Luft, welche durch den Innenverdampfer 23 hindurchgeht, zu ermöglichen, den Verbundwärmetauscher 13 zu umgehen.
  • Eine Luftmischklappe 35 ist an der stromabwärtigen Seite des Luftstroms von dem Innenverdampfer 23 und an der stromaufwärtigen Seite des Luftstroms von dem Verbundwärmetauscher 13 angeordnet. Die Luftmischklappe 35 stellt die Volumenmenge der Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, auf diejenige der Luft, welche durch den Bypassdurchlass 34 hindurchgeht, ein unter der Luft, welche durch den Innenverdampfer 23 hindurchgegangen ist. Ein Mischraum zum Mischen der Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, mit der Luft, welche durch den Bypassdurchlass 34 hindurchgeht, ist auf der stromabwärtigen Seite des Luftstroms des Verbundwärmetauschers 13 und der stromabwärtigen Seite des Luftstroms des Bypassdurchlasses 34 vorgesehen.
  • Ein Luftauslass (nicht gezeigt) zum Blasen der klimatisierten Luft, welche in dem Mischraum gemischt wird, ins Fahrzeuginnere als den Raum von Interesse, welcher zu klimatisieren ist, ist auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite des Stroms der zugeführten Luft in dem Gehäuse 31 angeordnet. Noch genauer umfassen die Luftauslässe einen Frontluftauslass, von welchem die klimatisierte Luft in Richtung zu einem Oberkörper eines Insassen in der Fahrgastzelle geblasen wird, einen Fußluftauslass, von welchem die klimatisierte Luft in Richtung zu den Füßen des Insassen geblasen wird, und einen Defrosterluftauslass, von welchem die klimatisierte Luft in Richtung zu der Innenseite einer Frontscheibe des Fahrzeugs geblasen wird.
  • Die Luftmischklappe 35 stellt die Volumenmenge der Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, auf diejenige der Luft, welche durch den Bypassdurchlass 34 hindurchgeht, ein, um dadurch die Temperatur der klimatisierten Luft, die in dem Mischraum gemischt wird, einzustellen, wobei dadurch die Temperatur der klimatisierten Luft, die von jedem Luftauslass geblasen wird, gesteuert wird. Das heißt, die Luftmischklappe 35 dient als ein Volumeneinstellmittel der zugeführten Luft zum Einstellen des Volumens der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 zu blasen ist, und als ein Temperatureinstellmittel zum Einstellen der Temperatur der klimatisierten Luft, welche in das Fahrzeuginnere geblasen wird. Die Luftmischklappe 35 wird durch einen Servomotor (nicht gezeigt) angetrieben, der basierend auf dem Steuersignal betrieben wird, das von der Steuereinheit ausgegeben wird.
  • Der Frontluftauslass, der Fußluftauslass und der Defrosterluftauslass weisen an den jeweiligen stromaufwärtigen Seiten des Luftstroms von ihnen eine Frontklappe (nicht gezeigt) zum Einstellen eines Öffnungsbereichs des Frontluftauslasses, eine Fußklappe (nicht gezeigt) zum Einstellen eines Öffnungsbereichs des Fußluftauslasses und eine Defrosterklappe (nicht gezeigt) zum Einstellen eines Öffnungsbereichs des Defrosterluftauslasses jeweils auf.
  • Die Frontklappe, die Fußklappe und die Defrosterklappe dienen als ein Luftauslassmodusschaltabschnitt zum Schalten unter den Luftauslassmodi und werden über einen Verbindungsmechanismus oder ähnliches durch einen Servomotor (nicht gezeigt) angetrieben, dessen Betrieb durch ein von der später zu beschreibenden Steuereinheit ausgegebenes Steuersignal gesteuert wird.
  • Als nächstes wird unten der Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 beschrieben werden. Der Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 ist ein Heizmediumzirkulationskreislauf, um es dem Kühlmittel (z. B. eine wässrige Lösung aus Ethylenglykol) als einem Heizmedium zu erlauben, durch einen Kühlmitteldurchlass, der in dem Motor EG als eine auf dem Fahrzeug montierte Einrichtung, die Wärme im Betrieb erzeugt, gebildet ist, zu strömen, um dadurch den Motor EG zu kühlen.
  • Der Kältemittelzirkulationskreislauf 40 dieser Ausführungsform ist mit einer Kühlmittelpumpe 41, einem Öffnungs-/Schließventil 42, einem Kühler 43 und einem zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 versehen.
  • Die Kühlmittelpumpe 41 ist eine elektrische Wasserpumpe, die aus einem Druckzuführmechanismus 41a, der als ein Heizmediumdruckzuführabschnitt für ein Zuführen unter Druck des Kühlmittels in einen Kühlmitteldurchlass dient, der innerhalb eines Motors EG in dem Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 gebildet ist, und einem elektrischen Motor 41b zum Antreiben des Druckzuführmechanismus 41a zusammengesetzt ist. Der elektrische Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 kann seine Drehzahl erhöhen, um dadurch die Einströmmenge von Kühlmittel zu erhöhen, das in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt.
  • Der elektrische Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 dieser Ausführungsform dient somit als Durchsatzeinstellabschnitt für das Heizmedium. Die Drehzahl des elektrischen Motors 41b der Kühlmittelpumpe 41 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuereinheit ausgegeben wird.
  • Die Auslassseite der Kühlmittelpumpe 41 ist mit der Einlassseite des Kühlers 43 und der Einlassseite des zweiten Wärmetauschers 132 des Verbundwärmetauschers 13 gekoppelt. In einem Heizmediumströmungspfad von der Kühlmittelpumpe 41 zu dem zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 ist das Öffnungs-/Schließventil 42 für ein Öffnen und Schließen des Heizmediumströmungspfads vorgesehen. Das Öffnungs-/Schließventil 42 ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnungsbetrieb und Schließbetrieb durch ein Steuersignal (Steuerspannung) gesteuert werden, das von der Steuereinheit ausgegeben wird.
  • Im geöffneten Zustand des Öffnungs-/Schließventils 42 weist das durch die Kühlmittelpumpe 41 gepresste und zugeführte Kühlmittel eine durch den Motor EG erhöhte Temperatur auf und strömt sowohl in die Einlassseite des Kühlers 43 als auch in die Einlassseite des zweiten Wärmetauschers 132 des Verbundwärmetauschers 13. Im geschlossenen Zustand des Ventils 42 weist das durch die Kühlmittelpumpe 41 gepresste und zugeführte Kühlmittel eine durch den Motor EG erhöhte Temperatur auf und strömt in die Einlassseite des Kühlers 43.
  • Das heißt, der Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 dieser Ausführungsform kann einen Heizmediumkreislauf schalten, um es dem Kühlmittel zu ermöglichen, durch die Kühlmittelpumpe 41, den Motor EG, den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 und den Kühler 43 und die Kühlmittelpumpe 41 in dieser Reihenfolge zu zirkulieren, und einen Heizmediumkreislauf, um es dem Kühlmittel zu ermöglichen, durch die Kühlmittelpumpe 41, den Motor EG, den Kühler 43 und die Kühlmittelpumpe 41 in dieser Reihenfolge zu zirkulieren.
  • Auf diese Weise kann das Öffnungs-/Schließventil 42 zwischen den Heizmediumströmungspfaden des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 schalten. Das Öffnungs-/Schließventil 42 dieser Ausführungsform dient somit als der Heizmediumströmungspfadschalter.
  • Im geschlossenen Zustand des Öffnungs-/Schließventils 42 strömt das Kühlmittel nicht in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13. Das heißt, die Einströmmenge des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, kann verringert werden. Das Öffnungs-/Schließventil 42 dieser Ausführungsform dient somit als ein Durchsatzeinstellabschnitt des Heizmediums, zusammen mit dem elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41. Statt des Öffnungs-/Schließventils 42 kann ein elektrisches Drei-Wege-Ventil oder ähnliches zum Schalten zwischen dem Heizmediumströmungspfad für ein Koppeln der Auslassseite des Kühlmitteldurchlasses, der in dem Motor EG gebildet ist, und der Einlassseite des zweiten Wärmetauschers 132 des Verbundwärmetauschers 13 und einem anderen Heizmediumströmungspfad für ein Koppeln der Auslassseite des Kühlmitteldurchlasses, der in dem Motor EG gebildet ist, und der Einlassseite des Kühlers 43 vorgesehen werden.
  • Der Kühler 43 ist in einem Motorraum angeordnet und tauscht Wärme zwischen dem Kühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchlass, der in dem Motor EG gebildet ist, strömt, und der Außenluft, welche von einem Gebläselüfter (nicht gezeigt) geblasen wird, aus, um dadurch Wärme von dem Kühlmittel an die Außenluft abzuführen. Der Betrieb des Gebläselüfters des Kühlers 43 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuereinheit ausgegeben wird.
  • Es wird nun die detaillierte Struktur des Verbundwärmetauschers 13 unten mit Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben werden. Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aussehens des Verbundwärmetauschers 13 gemäß dieser Ausführungsform. Die 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Verbundwärmetauschers 13 bei dieser Ausführungsform. Die 4 zeigt eine beispielhafte perspektivische Ansicht zum Erläutern der Strömungen des Kältemittels und des Kühlmittels in dem Verbundwärmetauscher 13 dieser Ausführungsform.
  • Der Verbundwärmetauscher 13 dieser Ausführungsform umfasst eine Kombination des ersten Wärmetauschers 131 und des zweiten Wärmetauschers 132 derart, dass die ins Fahrzeuginnere zugeführte Luft Wärme mit sowohl dem Kältemittel austauschen kann, das von dem Kompressionsmechanismus 11a ausgelassen wird, als auch mit dem Kühlmittel, das als das Heizmedium dient.
  • Jeder von dem ersten Wärmetauscher 131 und dem zweiten Wärmetauscher 132 ist der sogenannte Wärmetauscher vom Typ Tank und Rohr, welcher eine Mehrzahl von Rohren 131a und 132a umfasst, um es dem Fluid zu erlauben, dort hindurch zu strömen, und ein Paar von Tanks 131b und 132b, welche an beiden Enden der Rohre 131a und 132a zum Sammeln und Verteilen der Fluide angeordnet sind.
  • Noch genauer umfasst der erste Wärmetauscher 131 eine Mehrzahl von Rohren 131a für das Kältemittel, um es dem Kältemittel zu erlauben, dort hindurch zu strömen, und einen Sammlertank (Tank für das Kältemittel) 131b, der sich in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Rohres 131a für das Kältemittel erstreckt, zum Sammeln oder Verteilen des Hochdruckkältemittels, welches durch die Rohre 131a für das Kältemittel strömt. Der erste Wärmetauscher 131 ist ein Wärmetauscher, welcher Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch die Rohre 131a für das Kältemittel strömt, und der dem Fahrzeuginneren zugeführten Luft, die um die Rohre 131a für das Kältemittel herum strömt, austauscht.
  • Der zweite Wärmetauscher 132 umfasst eine Mehrzahl von Rohren 132a für das Heizmedium, um es dem Kühlmittel als das Heizmedium zu erlauben, dort hindurch zu strömen, und einen Sammlertank (Tank für das Heizmedium) 132b, der sich in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Rohres 132a für das Heizmedium erstreckt, zum Sammeln oder Verteilen des Kältemittels von niedrigem Druck, das durch die Rohre 132a für das Heizmedium strömt. Der zweite Wärmetauscher 132 ist ein Wärmetauscher, welcher Wärme zwischen dem Kältemittel von niedrigem Druck, das durch die Rohre 132a für das Heizmedium strömt, und der dem Fahrzeuginneren zugeführten Luft, welche um die Rohre 132a für das Heizmedium herum strömt, austauscht.
  • Jedes der Rohre 131a für das Kältemittel und der Rohre 132a für das Heizmedium ist aus einem flachen Rohr zusammengesetzt, dessen Querschnitt eine flache Form in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung davon aufweist, und ist aus Metall mit einer exzellenten Wärmeleitfähigkeit (z. B. eine Aluminiumlegierung oder ähnliches) gebildet.
  • Die Rohre 131a für das Kältemittel und die Rohre 132a für das Heizmedium bei dieser Ausführungsform sind jeweils in zwei Linien entlang der Strömungsrichtung X der von dem Gebläse 32 zugeführten Luft angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Rohre 131a für das Kältemittel und die Rohre 132a für das Heizmedium abwechselnd angeordnet, so dass sie um einen vorherbestimmten Abstand derart voneinander beabstandet sind, dass die jeweiligen flachen äußeren Oberflächen parallel zueinander angeordnet sind. Das heißt, die Rohre 131a für das Kältemittel sind zwischen den Rohren 132a für das Heizmedium positioniert, und umgekehrt sind die Rohre 132a für das Heizmedium zwischen den Rohren 131a für das Kältemittel positioniert.
  • Ein Raum, welcher zwischen den Rohren 131a für das Kältemittel und den Rohren 132a für das Heizmedium gebildet ist, bildet einen Durchlass 133 für zugeführte Luft, durch welchen die zugeführte Luft in das Fahrzeuginnere strömt. Das heißt, die Durchlässe 133 für zugeführte Luft, die es der zugeführten Luft ermöglichen, dort hindurch in das Fahrzeuginnere zu strömen, sind an der äußeren Peripherie der Rohre 131a für das Kältemittel und der äußeren Peripherie der Rohre 132a für das Heizmedium gebildet.
  • Der Durchlass 133 für zugeführte Luft ist mit äußeren Rippen 134 versehen, welche als ein Wärmeleitförderabschnitt dienen für ein Fördern des Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel in dem ersten Wärmetauscher 131 und der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft und des Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel in dem zweiten Wärmetauscher 132 und der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft sowie des Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel, welches durch die Rohre 131a für das Kältemittel strömt, und dem Kühlmittel, welches durch die Rohre 132a für das Heizmedium strömt. Jede äußere Rippe 134 ist in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Rohres 131a für das Kältemittel und des Rohres 132a für das Heizmedium angeordnet, welche zueinander gegenüberliegend sind.
  • Die Rohre 131a für das Kältemittel und die Rohre 132a für das Heizmedium sind zwischen dem Sammlertank 131b für das Kältemittel und dem Sammlertank 132b für das Heizmedium angeordnet. Noch genauer ist der Sammlertank 131b für das Kältemittel auf einer Endseite des Rohres 131a für das Kältemittel und des Rohres 132a für das Heizmedium in der longitudinalen Richtung angeordnet, und der Sammlertank 132b für das Heizmedium ist auf der anderen Endseite des Rohres 131a für das Kältemittel und des Rohres 132a für das Heizmedium in der longitudinalen Richtung angeordnet.
  • Wie es in der 3 gezeigt ist, umfasst der Sammlertank 131b für das Kältemittel eine Verbindungsplatte 131c für das Kältemittel, welche mit den jeweiligen Rohren 131a und 132a, welche in zwei Linien angeordnet sind, gekoppelt ist, eine Zwischenplatte 131d für das Kältemittel, welche an der Verbindungsplatte 131c für das Kältemittel befestigt ist, und ein Tankformungselement 131e für das Kältemittel.
  • Die Zwischenplatte 131d für das Kältemittel ist an der Verbindungsplatte 131c für das Kältemittel befestigt und ist somit mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 131f versehen, welche eine Mehrzahl von Räumen für die Kommunikation der Rohre 132a für das Heizmedium in zwei Linien zueinander über die Verbindungsplatte 131c für das Kältemittel aufweisen.
  • Durchgangslöcher sind an Teilen von der Zwischenplatte 131d für das Kältemittel entsprechend zu den Rohren 131a für das Kältemittel gebildet, um so die Vorder- und Rückseite der Platte zu durchdringen. Die Rohre 131a für das Kältemittel sind in die Durchgangslöcher eingepasst. Was die Enden des Rohres 131a für das Kältemittel und des Rohres 132a für das Heizmedium an der Seite des Sammlertanks 131b betrifft, so ragt das Rohr 131a für das Kältemittel in Richtung zu dem Tankformungselement 131e für das Kältemittel im Vergleich zu dem Rohr 132a für das Heizmedium vor.
  • Das Tankformungselement 131e für das Kältemittel ist an der Verbindungsplatte 131c für das Kältemittel und der Zwischenplatte 131d für das Kältemittel befestigt, um dadurch einen Sammelraum 131g für den Tank zum Sammeln des Kältemittels darin zu bilden sowie einen Verteilraum 131h zum Verteilen der Kältemittel. Das Tankformungselement 131e für das Kältemittel ist noch genauer in einer doppelten Bergform (W-ähnliche Form), wenn es von der longitudinalen Richtung betrachtet wird, durch ein Pressen einer Metallplatte bzw. eines Metallblechs gebildet.
  • Der mittlere Teil der doppelten Bergform des Tankformungselements 131e für das Kältemittel gelangt mit der Zwischenplatte 131d für das Kältemittel in Kontakt, um einen Raum in den Sammelraum 131g und den Verteilraum 131h aufzuteilen. Bei dieser Ausführungsform ist der Sammelraum 131g an der Abwindseite in der Strömungsrichtung X der zugeführten Luft angeordnet, und der Verteilraum 131h ist auf der Windwärtsseite davon angeordnet.
  • Ein Ende des Tankformungselements 131e für das Kältemittel in der longitudinalen Richtung ist mit einem Einlassrohr (Kältemitteleinführabschnitt) 13a für das Kältemittel gekoppelt, um es dem Kältemittel zu erlauben, in den Verteilraum 131h zu strömen, und einem Auslassrohr (Kältemittelableitabschnitt) 13b für das Kältemittel, um es dem Kältemittel zu erlauben, aus dem Sammelraum 131g herauszuströmen. Das andere Ende des Tankformungselements 131e für das Kältemittel in der longitudinalen Richtung ist mit einem Schließelement verschlossen.
  • Der Sammlertankabschnitt 132b für das Heizmedium weist grundsätzlich die gleiche Struktur wie diejenige des Sammlertankabschnitts 131b für das Kältemittel auf und umfasst eine Verbindungsplatte 132c für das Heizmedium, welche mit den jeweiligen Rohren 131a und 132a gekoppelt ist, eine Zwischenplatte 132d für das Heizmedium, welche an der Verbindungsplatte 132c für das Heizmedium befestigt ist, und ein Tankformungselement 132e für das Heizmedium.
  • Die Zwischenplatte 132d für das Heizmedium ist an der Verbindungsplatte 132c für das Heizmedium befestigt und ist somit mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 132f versehen, die eine Mehrzahl von Räumen für die Kommunikation der Rohre 131a für das Kältemittel in zwei Linien zueinander über die Verbindungsplatte 132c für das Heizmedium aufweisen.
  • Durchgangslöcher sind an Teilen der Zwischenplatte 132d für das Heizmedium entsprechend zu den Rohren 132a für das Heizmedium derart gebildet, um die Vorder- und die Rückseite der Platte zu durchdringen. Die Rohre 132a für das Heizmedium sind in die Durchgangslöcher eingepasst. Was die Enden der Rohre 131a für das Kältemittel und der Rohre 132a für das Heizmedium an der Seite des Sammlertanks 132b betrifft, so ragen die Rohre 132a für das Kältemittel in Richtung zu dem Tankformungselement 132e für das Heizmedium im Vergleich zu dem Rohr 131a für das Kältemittel vor.
  • Das Tankformungselement 132e für das Heizmedium ist an der Verbindungsplatte 132c für das Heizmedium und der Zwischenplatte 132d für das Heizmedium befestigt, um dadurch einen Sammelraum 132g für ein Sammeln der Kühlmittel darin zu bilden und einen Verteilraum 132h für ein Verteilen der Kühlmittel zu bilden. Das Tankformungselement 132e für das Heizmedium ist noch genauer in einer doppelten Bergform (W-ähnliche Form), wenn es von der longitudinalen Richtung betrachtet wird, auf die gleiche Art und Weise wie diejenige des Tankformungselements 131e für das Kältemittel gebildet.
  • Der mittlere Teil der doppelten Bergform des Tankformungselements 132e für das Heizmedium gelangt mit der Zwischenplatte 132d für das Heizmedium in Kontakt, um einen Raum in den Sammelraum 132g und den Verteilraum 132h zu unterteilen. Bei dieser Ausführungsform ist der Sammelraum 132g auf der Windwärtsseite in der Strömungsrichtung X der zugeführten Luft angeordnet, und der Verteilraum 132h ist auf der Abwindseite davon angeordnet.
  • Die eine Endseite des Tankformungselements 132e für das Heizmedium in der longitudinalen Richtung ist mit einem Einlassrohr für das Heizmedium (Heizmediumeinführabschnitt) 13c gekoppelt, welches es dem Kühlmittel erlaubt, in den Verteilraum 132h zu strömen, und mit einem Auslassrohr für das Heizmedium (Heizmediumableitabschnitt) 13d, welches es dem Kühlmittel erlaubt, von dem Sammelraum 132g dort hinein zu strömen. Das andere Ende des Tankformungselements 132e in der longitudinalen Richtung ist des Weiteren mit einem Schließelement verschlossen.
  • Bei dem so aufgebauten Verbundwärmetauscher 13 dieser Ausführungsform strömt, wie es durch die durchgezogene Linie in der 4 angegeben ist, das Kältemittel, welches dort hinein von dem Verteilraum 131h des Sammlertanks 131b für das Kältemittel über das Einlassrohr 13a für das Kältemittel strömt, in die jeweiligen Rohre 13la für das Kältemittel, welche auf der Windwärtsseite in der Strömungsrichtung der Außenluft unter den Rohren 131a für das Kältemittel, welche in zwei Linien angeordnet sind, angeordnet sind.
  • Das Kältemittel, welches von den jeweiligen Rohren 131a auf der Windwärtsseite in der Strömungsrichtung der Außenluft strömt, strömt in die jeweiligen Rohre 131a für das Kältemittel, welche auf der Abwindseite in der Strömungsrichtung der Außenluft angeordnet sind, über einen Raum, der zwischen der Zwischenplatte 132d für das Heizmedium und der Verbindungsplatte 132c für das Heizmedium des Sammlertanks 132b für das Heizmedium gebildet ist.
  • Das Kältemittel, welches von den jeweiligen Rohren 131a für das Kältemittel, welche auf der Abwindseite in der Strömungsrichtung der Außenluft positioniert sind, strömt, wird durch den Sammelraum 131g des Sammlertanks 131b für das Kältemittel eingesammelt oder gesammelt, um von dem Auslassrohr 13b für das Kältemittel herauszuströmen. Das heißt, bei dem Verbundwärmetauscher 13 dieser Ausführungsform strömt das Kältemittel, welches von dem Einlassrohr 13a für das Kältemittel herausströmt, durch das Rohr 131a für das Kältemittel auf der Windwärtsseite, den Sammlertank 132b für das Heizmedium und das Rohr 131a für jedes Kältemittel, das auf der Abwindseite angeordnet ist, in dieser Reihenfolge, um dort herum umgedreht zu werden, und strömt dann heraus in Richtung zu dem Kältemittelauslassrohr 13b.
  • Auf ähnliche Weise strömt das Kühlmittel, welches in das Einlassrohr 13c für das Heizmedium strömt, durch das Rohr 132a für jedes Heizmedium auf der Abwindseite, den Sammlertank 131b für das Kältemittel und das Rohr 132a für jedes Heizmedium, das auf der Windwärtsseite angeordnet ist, in dieser Reihenfolge, um dort herum umgedreht zu werden, und strömt dann heraus in Richtung zu dem Auslassrohr 13d für das Heizmedium.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die Verwendung von solch einem Verbundwärmetauscher 13 Wärme unter einer Mehrzahl von Arten von Fluiden austauschen (Kältemittel, Kühlmittel und Luft).
  • Nun wird eine elektronische Steuereinheit dieser Ausführungsform unten beschrieben werden. Die Steuereinheit (nicht gezeigt) dieser Ausführungsform ist aus dem bekannten Mikrocomputer, welcher eine CPU, ein ROM und ein RAM umfasst, und einem peripheren Schaltkreis davon zusammengesetzt. Die Steuereinheit steuert den Betrieb von jeder Art von Steuereinrichtung, welche mit der Ausgabeseite gekoppelt ist, durch ein Ausführen von verschiedenen Arten von Berechnungen und Verarbeitungen basierend auf einem Steuerprogramm, das in dem ROM gespeichert ist.
  • Eine Gruppe von Sensoren ist mit der Eingangsseite der Steuereinheit gekoppelt. Die Sensoren umfassen einen Innenluftsensor (Innenlufttemperaturdetektor) für ein Erfassen einer Temperatur des Fahrzeuginneren, einen Außenluftsensor (Außenlufttemperaturdetektor) für ein Erfassen einer Temperatur der Außenluft, einen Sonnenstrahlungssensor (Sonnenstrahlungsdetektor) zum Erfassen einer Menge an Sonnenstrahlung im Fahrzeuginneren und einen Verdampfungstemperatursensor (Verdampfungstemperaturdetektor) zum Erfassen einer Temperatur von der von dem Innenverdampfer 23 (Verdampfertemperatur) geblasenen Luft. Und die Sensoren umfassen auch einen Temperatursensor der Hochdruckseite (Temperaturdetektor für Kältemittel der Hochdruckseite) zum Erfassen einer Temperatur des Hochdruckkältemittels (Kältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgelassen wird), das in den Verbundwärmetauscher 13 strömt, einen Drucksensor der Hochdruckseite (Kältemitteldruckdetektor der Hochdruckseite) zum Erfassen eines Drucks des Hochdruckkältemittels und einen Kühlmitteltemperatursensor (Heizmediumtemperaturdetektor) zum Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels, das in den Verbundwärmetauscher 13 strömt.
  • Ein Betriebsbrett (nicht gezeigt), welches nahe dem Anzeigebrett an der Vorderseite des Fahrzeuginneren angeordnet ist, ist mit der Eingangsseite der Steuereinheit gekoppelt. Betriebssignale von verschiedenen Arten von Bedienschaltern, welche an dem Betriebsbrett vorgesehen sind, werden eingegeben. Die Betriebsschalter, welche an dem Betriebsbrett vorgesehen sind, umfassen einen Betriebsschalter für die Fahrzeugklimaanlage, einen Fahrzeuginnentemperatureinstellschalter für ein Einstellen der Temperatur des Fahrzeuginneren, einen Betriebsmoduseinstellschalter und ähnliches.
  • Die Steuereinheit umfasst die Kombination von Steuereinheiten zum Steuern der jeweiligen Steuereinrichtungen und ist angepasst zum Steuern der Steuereinrichtungen. Bei dieser Ausführungsform dient die Komponente (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs von jeder Steuereinrichtung in der Steuereinheit als die Steuereinheit für jede Steuereinrichtung.
  • Zum Beispiel dient die Komponente zum Steuern des Betriebs des elektrischen Motors 11b des Kompressors 11 als eine Auslasskapazitätssteuereinheit, die Komponente zum Steuern des Betriebs der Kühlmittelpumpe 41 und des Öffnungs-/Schließventils 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 dient als eine Heizmediumdurchsatzsteuereinheit, und die Komponente zum Steuern des Betriebs des Servomotors der Luftmischklappe 35 dient als eine Volumensteuereinheit für zugeführte Luft.
  • Als nächstes wird unten der Betrieb dieser Ausführungsform, welche wie oben aufgebaut ist, beschrieben werden. Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug dieser Ausführungsform kann sowohl den Heizbetrieb für ein Heizen des Fahrzeuginneren als auch den Kühlbetrieb für ein Kühlen des Fahrzeuginneren ausführen. Welcher von dem Heizbetrieb und dem Kühlbetrieb auszuführen ist, wird basierend auf einem Betriebssignal des Betriebsmoduseinstellschalters von dem Betriebsbrett bestimmt.
  • (a) Kühlbetrieb
  • Der Kühlbetrieb wird gestartet, wenn ein Kühlbetriebsmodus durch den Betriebsmoduseinstellschalter an dem Betriebsbrett mit dem Betriebsschalter des Betriebsbretts angeschaltet ausgewählt ist.
  • Im Kühlbetrieb schaltet die Steuereinheit das Drei-Wege-Ventil 21 zu einem Kältemittelströmungspfad für ein Koppeln der Auslassanschlussseite des Kompressors 11 mit der zweiten festen Drossel 22 während eines Öffnens des Öffnungs-/Schließventils 18 des Wärmepumpenkreislaufs 10. Die Steuereinheit schließt des Weiteren das Öffnungs-/Schließventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40.
  • Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt somit das Auslasskältemittel (Hochdruckkältemittel), welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, wie es durch den Öffnungspfeil, der in der 1 gezeigt ist, angegeben ist. In dem Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 strömt das Kühlmittel, welches durch die Kühlmittelpumpe 41 gepresst und zugeführt wird, wie durch den Pfeil mit der durchgehenden Linie in der 1 angegeben.
  • Nach einem Schalten auf den Kältemittelströmungspfad und den Heizmediumströmungspfad für den Kühlbetrieb über das Öffnungs-/Schließventil 18, das Drei-Wege-Ventil 21 und das Öffnungs-/Schließventil 42 liest die Steuereinheit ein Erfassungssignal von der obigen Gruppe von Sensoren oder ein Betriebssignal von dem Betriebsbrett. Basierend auf dem Erfassungssignal oder dem Betriebssignal, das erfasst wird, wird eine Zielauslasslufttemperatur TAO berechnet, welches die Zieltemperatur von in das Fahrzeuginnere geblasener Luft ist. Die Betriebszustände von verschiedenen Arten von Steuereinrichtungen, welche mit der Ausgangsseite der Steuereinheit gekoppelt sind, werden basierend auf der berechneten Zielauslasslufttemperatur TAO, den Erfassungssignalen von der Sensorengruppe und den Betriebssignalen von dem Betriebsbrett bestimmt.
  • Zum Beispiel wird eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus 11a in dem Wärmepumpenkreislauf 10, d. h. das Steuersignal (Drehzahl), das von dem elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 ausgegeben wird, wie folgt bestimmt. Als erstes wird eine Zielverdampferauslasslufttemperatur TEO des Innenverdampfers 23 basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO mit Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld, welches zuvor in der Steuereinheit gespeichert worden ist, bestimmt.
  • Basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampferauslasslufttemperatur TEO und der Temperatur Te der geblasenen Luft von dem Innenverdampfer 23, welche durch den Verdampfertemperatursensor erfasst wird, wird das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, derart bestimmt, dass die Temperatur Te von geblasener Luft der Luft, welche von dem Innenverdampfer 23 geblasen wird, sich der Zielauslasslufttemperatur TEO unter Verwendung einer Feedback-Steuermethode annähert.
  • Das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, wird basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO und der Temperatur Te von geblasener Luft des Innenverdampfers 23 mit Bezugnahme auf ein zuvor in der Steuereinheit gespeichertes Steuerkennfeld derart bestimmt, dass die Temperatur von in das Fahrzeuginnere geblasener Luft eine gewünschte Temperatur wird, welche durch den Fahrzeuginnentemperatureinstellschalter eingestellt ist.
  • Das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor der Kühlmittelpumpe 41 auszugeben ist, wird entsprechend zu einem Erfassungswert von dem Kühlmitteltemperatursensor derart bestimmt, dass die Temperatur des Motors EG in einen vorherbestimmten Schutztemperaturbereich eingestellt wird.
  • Der Schutztemperaturbereich ist in einem Bereich von der unteren Grenzschutztemperatur TWl, welche für die Verringerung des Reibungsverlusts aufgrund einer Zunahme der Viskosität von Schmieröl, das in dem Motor EG eingeschlossen ist, eingestellt ist, zu der oberen Grenzschutztemperatur TWh, welche für ein Unterdrücken einer Überhitzung des Motors EG eingestellt ist, eingestellt.
  • Die Steuersignale oder ähnliches, welche durch die Zielauslasslufttemperatur TAO oder ähnliches bestimmt werden, werden an verschiedene jeweilige Steuereinrichtungen ausgegeben. Danach wird, bis das Anhalten des Betriebs der Fahrzeugklimaanlage 1 durch das Betriebsbrett angefordert wird, die nachfolgende Steuerroutine in jedem vorherbestimmten Steuerzyklus wiederholt. Die Steuerroutine schließt noch genauer ein Lesen des obigen Erfassungssignals und Betriebssignals, ein Berechnen der Zielauslasslufttemperatur TAO, ein Bestimmen des Betriebszustands der jeweiligen Steuereinrichtungen und ein Steuern der jeweiligen Steuereinrichtungen ein. Solch eine Steuerroutine wird grundsätzlich auf die gleiche Art und Weise ausgeführt, selbst wenn andere Betriebsmodi eingestellt sind.
  • Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt somit das Kältemittel, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, in den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13. Das Hochdruckkältemittel, welches in den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, tauscht Wärme mit der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft aus, welche von dem Gebläse 32 geblasen wird, um die Wärme davon abzuführen, so dass die ins Fahrzeuginnere zugeführte Luft aufgeheizt wird.
  • Das Hochdruckkältemittel, welches von dem ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, strömt in den Außenwärmetauscher 19 über das Öffnungs-/Schließventil 18. Das Kältemittel, welches in den Außenwärmetauscher 19 strömt, tauscht Wärme mit der Außenluft aus, welche von dem Gebläselüfter 20 geblasen wird, um die Wärme davon abzuführen.
  • Das Kältemittel, welches von dem Außenwärmetauscher 19 strömt, strömt in die zweite feste Drossel 22 und wird dekomprimiert und expandiert, bis es in ein Niedrigdruckkältemittel umgewandelt ist. Das Niedrigdruckkältemittel, welches durch die zweite feste Drossel 22 dekomprimiert wird, strömt in einen Innenverdampfer 23 und absorbiert Wärme von der von dem Gebläse 32 ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft, um sich selbst zu verdampfen. Die zugeführte Luft, welche in das Fahrzeuginnere geblasen wird, wird somit gekühlt.
  • Das Kältemittel, welches von dem Innenverdampfer 23 strömt, strömt in den Sammler 24 und wird dann in eine Flüssigphase und eine Gasphase durch den Sammler 24 getrennt. Das Kältemittel einer Gasphase, welches durch den Sammler 24 abgetrennt wird, wird durch den Kompressor 11 angesaugt und wieder komprimiert.
  • In dem Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 strömt das Kühlmittel, welches von der Kühlmittelpumpe 41 gepresst und zugeführt wird, durch einen Kühlmitteldurchlass, der in dem Motor EG gebildet ist, um mit der in dem Motor EG erzeugten Wärme aufgeheizt zu werden. Das Kühlmittel, welches von dem Kühlmitteldurchlass in dem Motor EG strömt, strömt sodann in den Kühler 43, um Wärme an die Außenluft abzuführen, und wird dann wieder in die Kühlmittelpumpe 41 eingesaugt.
  • Wie oben erwähnt, absorbiert im Kühlbetrieb das Niedrigdruckkältemittel Wärme von der ins Fahrzeuginnere zugeführten Luft an dem Innenverdampfer 23, so dass die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft gekühlt werden kann, um dadurch das Fahrzeuginnere zu kühlen.
  • (b) Heizbetrieb
  • Der Heizbetrieb wird gestartet, wenn ein Heizbetriebsmodus durch den Betriebsmoduseinstellschalter an dem Betriebsbrett mit dem Betriebsschalter auf dem Betriebsbrett angeschaltet ausgewählt wird.
  • Im Heizbetrieb schließt die Steuereinheit das Öffnungs-/Schließventil 18 des Wärmepumpenkreislaufs 10 und schaltet das Drei-Wege-Ventil 21 auf den Kältemittelströmungspfad für ein Koppeln der Auslassseite des Außenwärmetauschers 19 mit der Einlassseite des Sammlers 24. Die Steuereinheit öffnet des Weiteren das Öffnungs-/Schließventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40.
  • In dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt somit das Auslasskältemittel, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, wie durch den schwarzen Pfeil der 1 angegeben. In dem Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 strömt das Kühlmittel, welches durch die Kühlmittelpumpe 41 gepresst und zugeführt wird, wie durch den gestrichelten Pfeil der 1 angegeben.
  • Die Steuereinheit bestimmt sodann den Betriebszustand von jeder Steuereinrichtung, welche mit der Ausgangsseite der Steuereinheit gekoppelt ist, basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO, den Erfassungssignalen von der Gruppe von Sensoren und dem Betriebssignal von dem Betriebsbrett.
  • Das Steuersignal (Drehzahl), welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, wird zum Beispiel wie folgt bestimmt. Noch genauer wird die Zielwärmetauschertemperatur für den Verbundwärmetauscher 13 basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO unter Bezugnahme auf das zuvor in der Steuereinheit gespeicherte Steuerkennfeld berechnet. Das Steuersignal wird dann basierend auf der Abweichung zwischen der berechneten Zielwärmetauschertemperatur und der Temperatur eines Hochdruckkältemittels, welches in den ersten Wärmetauscher 131 strömt, die durch den Hochdrucktemperatursensor durch die Feedback-Steuermethode erfasst wird, derart bestimmt, dass sich die Temperatur der Luft, welche von dem Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, der Zielwärmetauschertemperatur annähert.
  • Das an den Servomotor der Luftmischklappe 35 im Heizbetrieb auszugebende Steuersignal wird derart bestimmt, dass ein Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 entweder ein erster Zielöffnungsgrad wird basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO und der Temperatur Te von geblasener Luft von dem Innenverdampfer 23 oder ein zweiter Zielöffnungsgrad, der vorgesehen ist durch ein Verringern eines Öffnungsgrads des Luftdurchlasses an der Seite des Verbundwärmetauschers 13 im Vergleich zu dem ersten Zielöffnungsgrad.
  • Zum Beispiel wird in Schritt S1 für die Steuereinheit, wie es in der 5 gezeigt ist, bestimmt, ob eine vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs des Motors EG abgelaufen ist oder nicht (oder ob die Klimaanlage auf der anfänglichen Stufe des Startens des Motors ist oder nicht). Wenn die Klimaanlage nicht auf der anfänglichen Stufe des Motorstarts ist, d. h. wenn die obige Referenzzeit seit dem Motorstart abgelaufen ist, wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 bestimmt, auf den ersten Zielöffnungsgrad in Schritt S2 eingestellt zu sein. Das an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugebende Steuersignal wird wie folgt bestimmt. Bevor die vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs des Motors EG als die externe Wärmequelleneinrichtung abgelaufen ist (d. h. an der anfänglichen Stufe des Starts), wird, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels bestimmt wird gleich zu sein oder geringer zu sein als eine erste Heizmedium-Referenztemperatur T1 in Schritt S3, der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 festgelegt, auf einen zweiten Zielöffnungsgrad in Schritt S4 eingestellt zu sein. Wenn in Schritt S3 die Temperatur des Kühlmittels bestimmt wird, höher als die erste Heizmedium-Referenztemperatur (T1) zu sein, wird in Schritt S2 festgelegt, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 der erste Zielöffnungsgrad ist.
  • Wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine Temperatur höher als die erste Heizmedium-Referenztemperatur (T1) bei der anfänglichen Stufe des Starts des Motors EG erhöht wird oder wenn die anfängliche Startstufe des Motors EG abgelaufen ist, wird das Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, derart festgelegt, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 der erste Zielöffnungsgrad wird. Die 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels der Steuerung des Servomotors für die Luftmischklappe 35 in der Steuereinheit.
  • Wenn das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem zweiten Zielöffnungsgrad wird, wird das Volumen von zugeführter Luft, die in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert im Vergleich dazu, wenn der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 festgelegt wird, zu dem ersten Zielöffnungsgrad zu werden. Wenn umgekehrt das Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem ersten Zielöffnungsgrad wird, wird das Volumen von zugeführter Luft, die in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, erhöht im Vergleich dazu, wenn der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 festgelegt wird, zu dem zweiten Zielöffnungsgrad zu werden.
  • Das an den elektrischen Motor 41b von der Kühlmittelpumpe 41 auszugebende Steuersignal in dem Heizbetrieb wird derart festgelegt, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 41b entweder zu der ersten Zieldrehzahl wird basierend auf dem Erfassungswert des Kühlmitteltemperatursensors oder zu der zweiten Zieldrehzahl höher als die erste Zieldrehzahl wird.
  • Wie es in der 6 gezeigt ist, wird zum Beispiel, wenn die Bedingung für ein Einstellen des Öffnungsgrads der Luftmischklappe 35 zu dem zweiten Zielöffnungsgrad erfüllt ist, das an den elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 auszugebende Steuersignal derart festgelegt, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 41b zu der zweiten Zieldrehzahl wird.
  • Im Gegensatz dazu wird, wenn die Bedingung für ein Einstellen des Öffnungsgrads der Luftmischklappe 35 zu dem ersten Zielöffnungsgrad erfüllt ist, das an den elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 auszugebende Steuersignal derart festgelegt, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 41b zu der ersten Zieldrehzahl wird. Die 6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel der Steuerung des elektrischen Motors 41b der Kühlmittelpumpe 41 in der Steuereinheit zeigt. Wie es in der 6 gezeigt ist, wird in Schritt S1 bestimmt, ob eine vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs des Motors EG abgelaufen ist oder nicht (oder ob die Klimaanlage in der anfänglichen Stufe eines Motorstarts ist oder nicht). Wenn die Klimaanlage nicht in der anfänglichen Stufe des Motorstarts ist, wird die Drehzahl des elektrischen Motors 41b festgelegt, zu der ersten Zieldrehzahl in Schritt S12 zu werden. Bevor die vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs des Motors EG als die externe Wärmequelleneinrichtung abgelaufen ist (d. h. beim Start der anfänglichen Stufe), wird, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels bestimmt wird, gleich zu sein oder geringer zu sein als die erste Heizmedium-Referenztemperatur T1 in Schritt S3, die Drehzahl des elektrischen Motors 41b festgelegt, zu der zweiten Zieldrehzahl in Schritt S14 zu werden. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Kühlmitteltemperatur TW höher ist als die Heizmedium-Referenztemperatur T1 in Schritt S3, die Drehzahl des elektrischen Motors 41b festgelegt, zu der ersten Zieldrehzahl in Schritt S12 zu werden.
  • Wenn somit das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 41b zu der zweiten Zieldrehzahl wird, wird die Einströmmenge des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, erhöht im Vergleich dazu, wenn die Drehzahl des Motors festgelegt wird, zu der ersten Zieldrehzahl zu werden. Wenn umgekehrt das Steuersignal, das an den elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 41b zu der ersten Zieldrehzahl wird, wird die Einströmmenge von Kühlmittel, das in den zweiten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, verringert im Vergleich dazu, wenn die Drehzahl des elektrischen Motors 41b festgelegt wird, zu der zweiten Zieldrehzahl zu werden.
  • Im Heizbetrieb gibt die Steuereinheit das Steuersignal an den Gebläselüfter derart aus, dass der Gebläselüfter zum Blasen der Luft zu dem Kühler 43 nicht betrieben wird.
  • Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt somit das Kältemittel, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, in den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13. Das Hochdruckkältemittel, welches in den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, tauscht Wärme mit der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft aus, die von dem Gebläse 32 geblasen wird, um die Wärme abzuleiten. Die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft wird somit aufgeheizt.
  • Das Hochdruckkältemittel, welches von dem ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, strömt in die erste feste Drossel 15 und wird in das Niedrigdruckkältemittel dekomprimiert und expandiert. Das Niedrigdruckkältemittel, welches durch die erste feste Drossel 15 dekomprimiert ist, strömt in den Außenwärmetauscher 19 und absorbiert Wärme von der Außenluft, welche von dem Gebläselüfter 20 geblasen wird, um sich selbst zu verdampfen. Das Niedrigdruckkältemittel tauscht somit Wärme aus, um die Wärme abzuleiten.
  • Das Kältemittel, welches von dem Außenwärmetauscher 19 strömt, strömt in den Sammler 23 und wird in eine Gasphase und eine Flüssigphase durch den Sammler 23 getrennt. Die durch den Sammler 23 getrennte Gasphase wird dann in den Kompressor 11 angesaugt und wiederum komprimiert.
  • In dem Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 strömt das Kühlmittel, welches von der Kühlmittelpumpe 41 gepresst und zugeführt wird, durch den Kühlmitteldurchlass, der in dem Motor EG gebildet ist, um Wärme zwischen dem Motor EG und dem Kühlmittel auszutauschen. Das Kühlmittel, welches von dem Kühlmitteldurchlass in dem Motor EG geströmt ist, strömt dann in sowohl den Kühler 43 als auch den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13.
  • Das Kühlmittel, welches in den Kühler 43 strömt, strömt wiederum in die Kühlmittelpumpe 41, ohne ein Austauschen von Wärme mit der Außenluft, da der Gebläselüfter angehalten ist. Das Kühlmittel, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, tauscht Wärme mit einem oder beiden von dem Auslasskältemittel und der zugeführten Luft aus und wird wieder in die Kühlmittelpumpe 41 angesaugt.
  • Im Heizbetrieb wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels gleich ist zu oder geringer ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur beim Start der anfänglichen Stufe des Motors EG als die externe Wärmequelleneinrichtung, das Volumen von zugeführter Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert, und die Einströmmenge von Kühlmittel, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, wird erhöht, was positiv den Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und dem Kühlmittel in dem Verbundwärmetauscher 13 fördern kann. Wenn die Temperatur des Auslasskältemittels höher ist als diejenige des Kühlmittels, kann die Wärme, welche in dem Auslasskältemittel enthalten ist, über die äußere Rippe 134 in das Kühlmittel abgeleitet werden, um dadurch das Kühlmittel aufzuheizen.
  • Im Heizbetrieb wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels bis zu der Temperatur höher als die erste Heizmedium-Referenztemperatur beim Start in der anfänglichen Stufe des Motors EG erhöht ist oder wenn die anfängliche Startstufe des Motors EG abgelaufen ist, die Wärme des Auslasskältemittels und des Kühlmittels in die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft in dem Verbundwärmetauscher 13 abgeleitet, was die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft auf eine gewünschte Temperatur aufheizen kann. Somit kann das Heizen des Fahrzeuginneren erreicht werden.
  • Gemäß dieser oben beschriebenen Ausführungsform kann die Menge von Wärme, welche zwischen dem Auslasskältemittel und dem Kühlmittel ausgetauscht wird, ebenfalls zusätzlich zu der Menge von Wärme, welche zwischen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft und dem Kältemittel, das von dem Kompressor 11a in dem Verbundwärmetauscher 13 ausgelassen wird, ausgetauscht wird, und der Menge von Wärme, welche zwischen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft und dem Kühlmittel ausgetauscht wird, geändert werden. Der geeignete Austausch von Wärme zwischen einer Mehrzahl von Arten von Fluiden (Auslasskältemittel, Kühlmittel und zugeführte Luft) kann somit erreicht werden, um auf wirksame Weise die Wärme der Fluide zu verwenden.
  • Bei dieser Ausführungsform wird im Heizbetrieb, wenn die Temperatur des Kühlmittels gleich ist zu oder geringer ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur in der anfänglichen Startstufe des Motors EG, die Einströmmenge von zugeführter Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert, während die Einströmmenge des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, erhöht wird, was den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Auslasskältemittel in dem Verbundwärmetauscher 13 positiv fördern kann.
  • Wenn die Temperatur des Hochdruckkältemittels höher ist als diejenige des Kühlmittels, wird somit die in dem Hochdruckkältemittel enthaltene Wärme über die äußere Rippe 134 in das Kühlmittel abgeleitet, was das Kühlmittel aufheizen kann und somit ein frühes Aufwärmen des Motors EG in der anfänglichen Startstufe des Motors EG erzielen kann. Der Reibungsverlust des Motors EG kann somit reduziert werden, um dadurch die Treibstoffeffizienz des Fahrzeugs oder ähnliches zu verbessern.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die äußeren Rippen 134 an den äußeren Oberflächen der Rohre 131a für das Kältemittel des ersten Wärmetauschers 131 und den äußeren Oberflächen der Rohre 132a für das Kältemittel des zweiten Wärmetauschers 132 angeschweißt, was eine sehr leichte Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, welches durch den ersten Wärmetauscher 131 strömt, und dem Kühlmittel, welches durch den zweiten Wärmetauscher 132 in dem Verbundwärmetauscher 13 strömt, ergibt.
  • Zweite Ausführungsform
  • Als nächstes wird unten eine zweite Ausführungsform der Erfindung basierend auf der 7 beschrieben werden. Die 7 zeigt ein Flussdiagramm des Grundzugs der Steuerung des Servomotors der Luftmischklappe 35 bei dieser Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform wird eine Beschreibung von den gleichen oder äquivalenten Komponenten wie denjenigen der ersten Ausführungsform unten weggelassen oder vereinfacht werden.
  • Bei der obigen ersten Ausführungsform wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur in der anfänglichen Startstufe des Motors EG, das Volumen von zugeführter Luft, die in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert durch ein Einstellen des Öffnungsgrads der Luftmischklappe 35.
  • Im Gegensatz dazu wird bei dieser Ausführungsform, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die vorherbestimmte zweite Heizmedium-Referenztemperatur T2, das Volumen von zugeführter Luft, die in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, erhöht durch ein Einstellen des Öffnungsgrads der Luftmischklappe 35. Wenn dann die Temperatur TA der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, auf eine Temperatur höher als die Referenztemperatur T0 der geblasenen Luft erhöht wird, wird das Volumen von zugeführter Luft, die in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, nach und nach durch ein Einstellen des Öffnungsgrads der Luftmischklappe 35 verringert. Die zweite Heizmedium-Referenztemperatur ist nicht auf den gleichen Wert wie die erste Heizmedium-Referenztemperatur bei der obigen Ausführungsform begrenzt und kann auf eine Temperatur eingestellt sein, die unterschiedlich von der ersten Heizmedium-Referenztemperatur ist.
  • Das im Heizbetrieb bei dieser Ausführungsform an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugebende Steuersignal wird noch genauer derart festgelegt, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 entweder auf den ersten Zielöffnungsgrad basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO und der Temperatur Te der geblasenen Luft von dem Innenverdampfer 23 oder auf den dritten Zielöffnungsgrad, welcher vorgesehen wird durch ein Erhöhen des Öffnungsgrads eines Luftdurchlasses an der Seite des Verbundwärmetauschers 13 im Vergleich zu dem ersten Zielöffnungsgrad, eingestellt ist.
  • Wenn zum Beispiel, wie es in der 7 gezeigt ist, festgestellt wird, dass die anfängliche Motorstartstufe abgelaufen ist, in Schritt S1 für die Steuereinheit, wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 auf den ersten Zielöffnungsgrad basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO und der Temperatur Te der geblasenen Luft von dem Innenverdampfer 23 eingestellt. Bevor die vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs des Motors EG als die externe Wärmequelleneinrichtung abgelaufen ist (d. h. in der anfänglichen Startphase), wird, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels festgelegt wird, höher zu sein als die zweite Heizmedium-Referenztemperatur T2 in Schritt S23, das an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugebende Steuersignal derart festgelegt, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem ersten Zielöffnungsgrad in Schritt S22 wird. Wenn die Temperatur des Kühlmittels festgelegt wird, gleich zu sein oder geringer zu sein als die zweite Heizmedium-Referenztemperatur T2 in Schritt S23, wird festgestellt, ob die Temperatur TA der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, höher ist als die Referenztemperatur T0 von geblasener Luft in Schritt S24 oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die Temperatur TA der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, höher ist als die Referenztemperatur T0 der geblasenen Luft in Schritt S24, wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 festgelegt, auf den ersten Zielöffnungsgrad in Schritt S22 eingestellt zu sein. Wenn festgestellt wird, dass die Temperatur TA der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, gleich ist zu oder geringer ist als die Referenztemperatur T0 der geblasenen Luft in Schritt S24, wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 festgelegt, auf den dritten Zielöffnungsgrad eingestellt zu sein. In der anfänglichen Startphase des Motors EG kann, wenn die Kühlmitteltemperatur TW gleich ist zu oder geringer ist als die zweite Heizmedium-Referenztemperatur T2, das an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugebende Steuersignal derart festgelegt werden, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem dritten Zielöffnungsgrad wird.
  • Wenn die Kühlmitteltemperatur TW auf eine Temperatur höher als die zweite Heizmedium-Referenztemperatur T2 bei der anfänglichen Startstufe des Motors EG erhöht ist oder wenn die anfängliche Startstufe des Motors EG abgelaufen ist, wird das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, derart festgelegt, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem ersten Zielöffnungsgrad wird.
  • Wenn die Temperatur TA der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, auf eine Temperatur erhöht wird, die höher ist als die Referenztemperatur T0 der geblasenen Luft, wird das Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, derart festgelegt, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem ersten Zielöffnungsgrad wird. Die 7 ist ein beispielhaftes Diagramm zum Erläutern des Ablaufs des Vorgangs zum Bestimmen des Zielöffnungsgrads der Luftmischklappe 35.
  • Wenn das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem dritten Zielöffnungsgrad wird, wird somit das Volumen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert im Vergleich dazu, wenn der Öffnungsgrad der Klappe festgelegt wird, zu dem ersten Zielöffnungsgrad zu werden. Umgekehrt wird, wenn das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 35 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 zu dem ersten Zielöffnungsgrad wird, das Volumen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert im Vergleich dazu, wenn der Öffnungsgrad der Klappe festgelegt wird, zu dem dritten Zielöffnungsgrad zu werden.
  • Wie oben erwähnt, kann bei dieser Ausführungsform im Heizbetrieb in der anfänglichen Startstufe des Motors EG, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die zweite Heizmedium-Referenztemperatur T2, das Volumen der zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, erhöht werden, um auf positive Art und Weise den Wärmeaustausch zwischen der zugeführten Luft in dem Verbundwärmetauscher 13 und dem Auslasskältemittel und dem Kühlmittel zu fördern.
  • Die Wärme, welche in dem Auslasskältemittel enthalten ist, wird somit in die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft abgeleitet, so dass die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft aufgeheizt werden kann, was das Fahrzeuginnere frühzeitig in der anfänglichen Startstufe des Motors EG heizen kann.
  • Bei dieser Ausführungsform kann, wenn die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, auf eine Temperatur erhöht ist, die höher ist als die Referenztemperatur der geblasenen Luft, das Volumen der zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert werden, um den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Auslasskältemittel in dem Verbundwärmetauscher 13 positiv zu fördern.
  • Wenn die Temperatur des Hochdruckkältemittels höher ist als diejenige des Kühlmittels, wird somit die im Hochdruckkältemittel enthaltene Wärme über die äußeren Rippen 134 in das Kühlmittel abgeleitet, so dass das Kühlmittel aufgeheizt werden kann, um das Aufwärmen des Motors EG auszuführen.
  • Wenn das Volumen der zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, gemäß der Kühlmitteltemperatur TW und der Temperatur TA der geblasenen Luft verringert wird, kann bei dieser Ausführungsform das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 ausgegeben wird, derart festgelegt werden, um die Einströmmenge des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, zu erhöhen. Der Wärmeaustausch zwischen der zugeführten Luft und dem Auslasskältemittel und dem Kühlmittel in dem Verbundwärmetauscher 13 kann somit positiv gefördert werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unten auf Basis der 8 beschrieben werden. Die 8 ist ein Flussdiagramm, welches den Grundzug der Steuerung des elektrischen Motors 11b des Kompressors 11 bei dieser Ausführungsform zeigt. Bei dieser Ausführungsform wird die Beschreibung von gleichen oder äquivalenten Teilen wie denjenigen der ersten oder zweiten Ausführungsform unten weggelassen oder vereinfacht werden.
  • Bei jeder der obigen Ausführungsformen wird zum Beispiel im Heizbetrieb das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, gemäß einer Zielwärmetauschertemperatur festgelegt, die basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO berechnet wird.
  • Bei dieser Ausführungsform wird im Gegensatz dazu, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, höher ist als eine Lufttemperatur TA1 der in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher 13 geblasenen Luft, eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus 11a derart geändert, dass die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, zu einer Zielwärmetauschertemperatur wird, welche basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO berechnet wird.
  • Beim Einführen der Außenluft in das Gehäuse 31 über die Innen-/Außenluftschalteinrichtung 33 wird die Temperatur der zugeführten Luft, welche in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, ein Erfassungswert (Außenluftemperatur) von dem Außenluftsensor. Beim Einführen der Innenluft in das Gehäuse 31 wird die Temperatur der zugeführten Luft ein Erfassungswert (Innenlufttemperatur) von dem Innenluftsensor.
  • Noch genauer wird das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 ausgegeben wird, festgelegt, entweder die erste Zieldrehzahl (erste Zielauslasskapazität) gemäß der Zielwärmetauschertemperatur, welche basierend auf der Zielluftauslasstemperatur berechnet wird, oder die zweite Zieldrehzahl (zweite Zielauslasskapazität), welche höher ist als die erste Zieldrehzahl, einzustellen.
  • Wie es in der 8 gezeigt ist, wird zum Beispiel, wenn festgestellt wurde, dass die anfängliche Startstufe des Motors abgelaufen ist, in Schritt S1 für die Steuereinheit, das an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugebende Steuersignal festgelegt, die erste Zieldrehzahl einzunehmen entsprechend der Zielwärmetauschertemperatur, welche basierend auf der Zielauslasslufttemperatur in S32 berechnet wird, und die Auslasskapazität des Kompressors 11 wird auf die erste Zielauslasskapazität gesteuert. Bei der anfänglichen Motorstartstufe, wenn in Schritt S33 festgestellt wird, dass die Kühlmitteltemperatur TW höher ist als die Temperatur TA1 der zugeführten Luft (Einströmtemperatur der zugeführten Luft), welche in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, wird das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, festgelegt, ein Signal entsprechend zu der ersten Zieldrehzahl zu sein. Im Gegensatz dazu wird, wenn in Schritt S33 festgestellt wird, dass die Kühlmitteltemperatur TW gleich ist zu oder geringer ist als die Einströmtemperatur TA1 der zugeführten Luft, das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, in Schritt S34 festgelegt, ein Signal entsprechend zu der zweiten Zieldrehzahl zu sein.
  • Wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, höher ist als die Temperatur TA1 der zugeführten Luft, welche in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, wird das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, derart festgelegt, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 11b des Kompressors 11 zu der ersten Zieldrehzahl (erste Zielauslasskapazität) wird.
  • Wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die Temperatur TA1 der zugeführten Luft, welche in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, wird im Gegensatz dazu das Steuersignal derart festgelegt, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 11b des Kompressors 11 zu der zweiten Zieldrehzahl (zweite Zielauslasskapazität) wird.
  • Wenn das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 11b zu der ersten Zieldrehzahl wird, kann die Wärme, welche in dem Auslasskältemittel enthalten ist, welches durch den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, in die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft abgeleitet werden, um dadurch die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft aufzuheizen. Des Weiteren kann die Wärme, welche in dem Kühlmittel enthalten ist, welches durch den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, in die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft abgeleitet werden, um dadurch die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft aufzuheizen. Das heißt, die in dem Auslasskältemittel enthaltene Wärme und die in dem Kühlmittel enthaltene Wärme können auf effektive Art und Weise verwendet werden, um die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft aufzuheizen.
  • Wenn das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, derart festgelegt wird, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 11b zu der zweiten Zieldrehzahl wird, kann die Wärme, welche in dem Auslasskältemittel enthalten ist, welches durch den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, in die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft abgeleitet werden, um dadurch die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft aufzuheizen. Des Weiteren kann die Wärme, welche in dem Auslasskältemittel enthalten ist, das durch den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, in das Kühlmittel abgeleitet werden, welches durch den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, um dadurch das Kühlmittel aufzuheizen. Das heißt, die in dem Auslasskältemittel enthaltene Wärme kann auf effektive Art und Weise verwendet werden, um die in das Fahrzeuginnere zugeführte Luft und das Kühlmittel aufzuheizen.
  • Vierte Ausführungsform
  • Als nächstes wird unten auf Basis der 9 eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Die 9 zeigt ein Flussdiagramm des Grundzugs der Steuerung des elektrischen Motors 11b in dem Kompressor 11 dieser Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform wird die Beschreibung von gleichen oder äquivalenten Teilen zu denjenigen von einer der ersten bis dritten Ausführungsform unten weggelassen oder vereinfacht werden.
  • Bei dieser Ausführungsform wird, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die vorherbestimmte dritte Heizmedium-Referenztemperatur T3, eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus 11a derart geändert, dass die Temperatur von geblasener Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher 13 hindurchgeht, zu der Zielwärmetauschertemperatur wird, welche basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO berechnet ist. Und zur gleichen Zeit wird die Einströmmenge des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, verringert. Die dritte Heizmedium-Referenztemperatur T3 ist nicht auf den gleichen Wert wie jede von den ersten und zweiten Heizmedium-Referenztemperaturen T1 und T2 in den obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf einen Wert eingestellt werden, der unterschiedlich von den ersten und zweiten Heizmedium-Referenztemperaturen T1 und T2 ist.
  • Noch genauer wird das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11 auszugeben ist, festgelegt, die Zieldrehzahl entsprechend zu der Zielwärmetauschertemperatur einzunehmen, welche basierend auf der Zielauslasslufttemperatur berechnet ist.
  • Das an den elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 ausgegebene Signal wird derart festgelegt, dass die Drehzahl des elektrischen Motors 41b entweder zu der ersten Zieldrehzahl entsprechend zu dem Erfassungswert von dem Kühlmitteltemperatursensor oder zu der dritten Zieldrehzahl, welche niedriger als die erste Zieldrehzahl ist, wird.
  • Zum Beispiel wird, wie es in der 9 gezeigt ist, wenn in Schritt S1 für die Steuereinheit festgestellt wurde, dass die anfängliche Motorstartstufe abgelaufen ist, die Drehzahl des elektrischen Motors 41b festgelegt, zu der ersten Zieldrehzahl in Schritt S42 zu werden. Wenn in Schritt S1 für die Steuereinheit festgestellt wird, dass die Klimaanlage gegenwärtig in der anfänglichen Startphase des Motors ist, wird in Schritt S43 die Festlegung ausgeführt. Wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, in Schritt S43 festgelegt wird, gleich zu sein oder geringer zu sein als die dritte Heizmedium-Referenztemperatur T3, wird die Drehzahl des elektrischen Motors 41b der Kühlmittelpumpe 41 in Schritt S44 festgelegt, zu der dritten Zieldrehzahl zu werden. Wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, in Schritt S43 höher ist als die dritte Heizmedium-Referenztemperatur T3, wird die Drehzahl des elektrischen Motors 41 in Schritt S42 festgelegt, zu der ersten Zieldrehzahl zu werden.
  • Wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die dritte Heizmedium-Referenztemperatur T3, wird die Einströmmenge des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, verringert, und die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus 11 wird entsprechend zu der Zielauslasslufttemperatur eingestellt. Der Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und der zugeführten Luft kann somit positiv durch den Verbundwärmetauscher 13 gefördert werden, um die in das Fahrzeuginnere geblasene Luft auf eine gewünschte Temperatur einzustellen.
  • Bei dieser Ausführungsform wird, wenn die Temperatur TW des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die dritte Heizmedium-Referenztemperatur T3, das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor 41b der Kühlmittelpumpe 41 auszugeben ist, derart festgelegt, dass die Einströmmenge des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, verringert wird. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Wenn die Temperatur des Kühlmittels, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt, gleich ist zu oder geringer ist als die dritte Heizmedium-Referenztemperatur, kann zum Beispiel das Öffnungs-/Schließventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 geschlossen werden, um dadurch die Einströmmenge des Kühlmittels zu verringern, welches in den zweiten Wärmetauscher 132 strömt.
  • Andere Ausführungsformen
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen nicht auf die Begriffe beschränkt sind, wie sie in den Ansprüchen verwendet werden, und den Bereich abdecken können, der leicht durch den verständigen Fachmann des Gebiets geändert werden kann, und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen der Ausführungsformen basierend auf dem allgemeinen Wissen des Fachmanns des Gebiets gemacht werden können, ohne vom Geist und von der Reichweite der Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel können die nachfolgenden Modifikationen gemacht werden.
    • (1) Ähnlich zu dem Wärmepumpenkreislauf 10, welcher in den obigen jeweiligen Ausführungsformen beschrieben ist, kann in einer Kältekreislaufvorrichtung zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 19 in dem Heizbetrieb, um dadurch das Kältemittel zu verdampfen, Frost in dem Außenwärmetauscher 19 gebildet werden, wenn die Kältemittelverdampfungstemperatur des Außenwärmetauschers 19 gleich ist zu oder geringer ist als die Frostbildungstemperatur (noch genauer 0°C). Die Bildung von Frost verschließt einen Außenluftdurchlass zum Strömenlassen von Außenluft durch den Außenwärmetauscher 19, was in einer Abnahme der Wärmeaustauschkapazität des Außenwärmetauschers 19 resultieren würde.
  • Demgemäß wird zum Beispiel die Einströmmenge des Auslasskältemittels von dem Kompressor 11 in den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 begrenzt, wodurch die Temperatur des Kältemittels, welches durch den Außenwärmetauscher 19 strömt, eingestellt wird, gleich zu sein oder höher zu sein als die Frostbildungstemperatur.
  • Auf ähnliche Weise zu dem Verbundwärmetauscher 13, welcher in den obigen Ausführungsformen beschrieben ist, wird der Außenwärmetauscher 19 ausgebildet durch nicht lediglich den Wärmeaustauschabschnitt zum Austauschen der Wärme zwischen dem Kältemittel und der Außenluft, sondern ebenso einen Wärmeaustauschabschnitt zum Austauschen der Wärme zwischen zumindest einem von der Außenluft und dem Kältemittel und einem Heizmedium zum Kühlen einer anderen Wärmequelleneinrichtung (auf einem Fahrzeug montierte Batterie oder ähnliches), die eine andere ist als der Motor EG. Die Einströmmenge des Kältemittels, welches in den Außenwärmetauscher 19 strömt, ist somit beschränkt, während die Einströmmenge des Heizmediums von einer anderen Wärmequelleneinrichtung in den Außenwärmetauscher 19 erhöht ist, so dass die Temperatur des Außenwärmetauschers 19 gleich ist zu oder höher ist als die Frostbildungstemperatur.
  • Beim Entfrosten des Außenwärmetauschers 19 ist in jedem Fall die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus 11a des Kompressors 11 beschränkt, wodurch das Kältemittel mit der gewünschten Menge von Wärme nicht durch den ersten Wärmetauscher 131 des Verbundwärmetauschers 13 strömen kann. In diesem Fall wird eine andere Heizquelle, wie zum Beispiel ein elektrischer Heizer, zum Einstellen der Temperatur der zugeführten Luft im Fahrzeuginneren vorgesehen, was die Kosten aufgrund einer Zunahme der Anzahl von Teilen der Klimaanlage für das Fahrzeug erhöhen würde.
  • Bei der Klimaanlage für ein Fahrzeug dieser Ausführungsform ist, wenn die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus 11a in den Außenwärmetauscher 19 beschränkt ist, zum Beispiel im Zeitpunkt eines Entfrostens, die Einströmmenge des Kühlmittels in den zweiten Wärmetauscher 132 erhöht. Die Menge von Wärme, welche zwischen der zugeführten Luft und dem Kühlmittel in dem Verbundwärmetauscher 13 ausgetauscht wird, kann somit erhöht werden, um dadurch auf positive Art und Weise den Wärmeaustausch zwischen der zugeführten Luft und dem Kühlmittel in dem Wärmetauscher 13 zu fördern, was die Temperatur der in das Fahrzeuginnere eingeblasenen Luft einstellen kann. Das heißt, die Wärme, welche in dem Kühlmittel enthalten ist, kann auf effektive Art und Weise zum Heizen der zugeführten Luft, welche in das Fahrzeuginnere geblasen wird, verwendet werden.
  • Die Steuerung für das Erhöhen der Einströmmenge des Kühlmittels in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 kann nicht nur im Zeitpunkt des Entfrostens des Außenwärmetauschers 19 ausgeführt werden, sondern auch im Zeitpunkt, wenn das Kältemittel mit der gewünschten Menge von Wärme nicht durch den ersten Wärmetauscher 131 des Wärmetauschers 13 strömen kann.
    • (2) Obwohl bei den obigen jeweiligen Ausführungsformen der Motor EG als die externe Wärmequelleneinrichtung im Wege eines Beispiels erläutert worden ist, ist die externe Wärmequelleneinrichtung nicht auf den Motor EG beschränkt. Ein elektrischer Motor zum Fahren oder eine auf einem Fahrzeug montierte Batterie, welche Wärme im Betrieb erzeugt, können zum Beispiel als die externe Wärmequelleneinrichtung verwendet werden.
  • Wenn die auf dem Fahrzeug montierte Batterie zum Beispiel als die externe Wärmequelleneinrichtung verwendet wird, erzeugt die auf dem Fahrzeug montierte Batterie beim Laden Wärme. Die Wärme, welche beim Laden der auf dem Fahrzeug montierten Batterie erzeugt wird, kann die Temperatur des Heizmediums erhöhen, das in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 strömt, was die Einströmmenge des Heizmediums, dessen Temperatur erhöht ist, in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 erhöhen kann. In diesem Fall kann die Wärme, welche beim Laden der auf dem Fahrzeug montierten Batterie erzeugt wird, effektiv zum Einstellen der Temperatur der zugeführten Luft verwendet werden.
    • (3) Bei den obigen jeweiligen Ausführungsformen wird das Steuersignal f jede Steuereinrichtung bei der anfänglichen Startstufe des Motors EG gemäß der Temperatur des Kühlmittels oder ähnlichem bestimmt. Die oben erwähnte Bestimmung des Steuersignals kann jedoch nicht nur bei der anfänglichen Startstufe des Motors EG ausgeführt werden, sondern ebenso, nachdem die anfängliche Startstufe des Motors EG abgelaufen ist.
    • (4) Bei der obigen ersten Ausführungsform wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels bei der anfänglichen Startphase des Motors EG als die externe Wärmequelleneinrichtung in dem Heizbetrieb gleich ist zu oder geringer ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur, das Volumen von in das Fahrzeuginnere zugeführter Luft, welche in den Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert, während die Einströmmenge des Kühlmittels in den zweiten Wärmetauscher 132 des Wärmetauschers 13 erhöht wird, im Wege eines Beispiels. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Wenn die Kühlmitteltemperatur bei der anfänglichen Startphase des Motors EG niedriger ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur selbst im Kühlbetrieb, kann zum Beispiel das Volumen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft in den Verbundwärmetauscher 13 verringert werden, während die Einströmmenge des Kühlmittels in den zweiten Wärmetauscher 132 des Verbundwärmetauschers 13 durch ein Öffnen des Öffnungs-/Schließventils 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 erhöht werden kann.
  • Wenn die Kühlmitteltemperatur bei der anfänglichen Startphase des Motors EG niedriger ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur, kann das Volumen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft, die in Richtung zu zumindest dem Verbundwärmetauscher 13 geblasen wird, verringert werden. Der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Auslasskältemittel in dem Verbundwärmetauscher 13 kann somit auf positive Weise gefördert werden.
  • Zusätzlich zu der anfänglichen Startphase des Motors EG als die externe Wärmequelleneinrichtung kann, wenn die Kühlmitteltemperatur gleich ist zu oder niedriger ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur, das Volumen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Luft in zumindest den Verbundwärmetauscher 13 verringert werden.
    • (5) Bei der Beschreibung der obigen jeweiligen Ausführungsformen dient die Luftmischklappe 35 als der Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft im Wege eines Beispiels. Alternativ kann der Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft aus dem elektrischen Motor 32b des Gebläses 32 zusammengesetzt sein.
    • (6) Bei den obigen jeweiligen Ausführungsformen sind die Rohre 131a für das Kältemittel und die Rohre 132a für das Heizmedium abwechselnd über dem Verbundwärmetauscher 13 angeordnet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Rohre 13la für das Kältemittel und die Rohre 132a für das Heizmedium sind abwechselnd über einem Teil des Verbundwärmetauschers 13 angeordnet. Zumindest ein Rohr unter einer von beiden Gruppen der Rohre 131a für das Kältemittel und der Rohre 132a für das Heizmedium kann zwischen anderen Rohren der anderen Gruppe angeordnet sein.
    • (7) Bei den obigen jeweiligen Ausführungsformen sind entweder die Rohre 131a oder die Rohre 132a in dem Verbundwärmetauscher 13 jeweils in zwei Linien in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und diese Rohre können auch in mehr als zwei Linien angeordnet sein.
    • (8) Bei den obigen jeweiligen Ausführungsformen wird ein normales chlorfluorkarbonbasiertes Kältemittel als das Kältemittel im Wege eines Beispiels verwendet, die Art des Kältemittels ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein natürliches Kältemittel, wie zum Beispiel Karbondioxid, oder ein Kohlenwasserstoffkältemittel und ähnliches verwendet werden.
    • (9) Die Klimaanlagen für das Fahrzeug, welche in den obigen jeweiligen Ausführungsformen beschrieben sind, können in so vielen wie möglichen Kombinationen verwendet werden.
  • Des Weiteren kann bei den Ausführungsformen, welche in den 5 bis 9 gezeigt sind, ein Teil des Bestimmungsschritts, wie zum Beispiel Schritt S1, weggelassen werden. Die Bestimmungsschritte, welche in den 5 bis 9 gezeigt sind, können in so vielen wie möglichen Kombinationen verwendet werden. Bei den obigen Ausführungsformen und den davon modifizierten Beispielen können die nachfolgenden technischen Formen und Merkmale eingesetzt werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage für ein Fahrzeug: ein Gebläse, welches Luft in ein Fahrzeuginneres bläst; ein Gehäuse, welches einen Luftdurchlass bildet, durch welchen zugeführte Luft, welche von dem Gebläse geblasen wird, strömt; einen Verbundwärmetauscher, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Verbundwärmetauscher einen ersten Wärmetauscher umfasst, welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Luft und einem Auslasskältemittel, welches von einem Kompressionsmechanismus zum Komprimieren eines Kältemittels in einem Kältekreislauf ausgelassen wird, und einen zweiten Wärmetauscher, welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Luft und einem Heizmedium zum Einstellen einer Temperatur einer externen Wärmequelleneinrichtung, welche im Betrieb Wärme erzeugt; einen Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft, der angeordnet ist, um ein Volumen der zugeführten Luft, die in den Verbundwärmetauscher geblasen wird, einzustellen; einen Auslasskapazitätsänderungsabschnitt, welcher ausgebildet ist zum Ändern einer Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus; einen Heizmediumdruckzuführabschnitt, welcher das Heizmedium unter Druck zuführt; und einen Durchsatzeinstellabschnitt für das Heizmedium, welcher eine Einströmmenge des Heizmediums, welches in den zweiten Wärmetauscher strömt, einstellt. Der Verbundwärmetauscher umfasst des Weiteren eine integrierte Kombinationsstruktur des ersten Wärmetauschers und des zweiten Wärmetauschers, um so eine Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, welches durch den ersten Wärmetauscher strömt, und dem Heizmedium, welches durch den zweiten Wärmetauscher strömt, zu ermöglichen. Der Verbundwärmetauscher ist zusätzlich ausgebildet, um eine Menge der Wärme, welche unter der zugeführten Luft, dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher ausgetauscht wird, zu ändern durch ein Einstellen von mindestens einem von dem Volumen der zugeführten Luft, der Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus und der Einströmmenge des Heizmediums.
  • Es ist somit möglich, nicht nur die Menge des Wärmeaustauschs zwischen der zugeführten Luft in dem Verbundwärmetauscher und dem Kältemittel, das von dem Kompressionsmechanismus ausgelassen wird, und die Menge des Wärmeaustauschs zwischen der zugeführten Luft und dem Heizmedium einzustellen, sondern ebenso die Menge des Wärmeaustauschs zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium, wobei dadurch der geeignete Wärmeaustausch zwischen mehreren Arten von Fluiden erreicht wird, um in wirksamer Weise die in jedem der Fluide enthaltene Wärme zu nutzen.
  • Der erste Wärmetauscher kann zum Beispiel eine Mehrzahl von Kältemittelrohren umfassen, durch welche das Auslasskältemittel strömt, und der zweite Wärmetauscher umfasst eine Mehrzahl von Heizmediumrohren, durch welche das Heizmedium strömt. Die Durchlässe für zugeführte Luft, um es der zugeführten Luft zu ermöglichen, dort hindurch zu strömen, sind an den äußeren Oberflächen der Kältemittelrohre und der Heizmediumrohre gebildet. Mindestens ein Rohr unter einer von beiden Gruppen der Kältemittelrohre und der Heizmediumrohre kann zwischen anderen Rohren der anderen Gruppe angeordnet sein, und die Kältemittelrohre und die Heizmediumrohre können in einem Abstand zueinander angeordnet sein. Und der Durchlass für zugeführte Luft kann zwischen dem Kältemittelrohr und dem Heizmediumrohr, die benachbart zueinander sind, gebildet sein.
  • Der Durchlass für zugeführte Luft, um es der zugeführten Luft zu ermöglichen, zwischen den Rohren für das Kältemittel und den Rohren für das Heizmedium hindurchzuströmen, wird gebildet, was speziell und leicht der Verbundwärmetauscher erreichen kann, der die Wärme zwischen der zugeführten Luft und jedem von dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium austauschen kann.
  • Äußere Rippen können an den äußeren Oberflächen der Rohre für das Kältemittel und den äußeren Oberflächen der Rohre für das Heizmedium angefügt bzw. angeschweißt sein. Die äußere Rippe ist angepasst, den Wärmeaustausch zwischen den Wärmeaustauschabschnitten von beiden Rohren zu fördern, während die Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, das durch die Rohre für das Kältemittel strömt, und dem Heizmedium, das durch die Rohre für das Heizmedium strömt, ermöglicht wird.
  • Die äußeren Rippen sind somit an den äußeren Oberflächen der Rohre für das Kältemittel und den äußeren Oberflächen der Rohre für das Heizmedium angeschweißt, was äußerst leicht die Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, das durch den ersten Wärmetauscher strömt, und dem Heizmedium, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, bereitstellen kann.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder niedriger ist als die vorherbestimmte erste Heizmedium-Referenztemperatur, kann der Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft das Volumen der zugeführten Luft verringern. Wenn die Temperatur des Heizmediums, welches in den zweiten Wärmetauscher des Verbundwärmetauschers strömt, gleich ist zu oder niedriger ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur, ist somit das Volumen der zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher geblasen wird, verringert, um dadurch die Menge der Wärme, welche zwischen der zugeführten Luft und dem Heizmedium und dem Auslasskältemittel ausgetauscht wird, zu verringern. Der Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher kann als ein Ergebnis auf positive Weise gefördert werden.
  • Wenn zum Beispiel die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur, bevor die vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs der externen Wärmequelleneinrichtung abgelaufen ist, wird das Volumen der zugeführten Luft verringert. Und wenn die Temperatur des Heizmediums auf eine Temperatur höher als die erste Heizmedium-Referenztemperatur erhöht wird, kann das Volumen der zugeführten Luft erhöht werden.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur in der anfänglichen Startphase des Betriebs der externen Wärmequelleneinrichtung, kann somit der Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher positiv gefördert werden. Wenn die Temperatur des Heizmediums bis zu einer Temperatur erhöht wird, die höher als die erste Heizmedium-Referenztemperatur ist, kann des Weiteren der Wärmeaustausch zwischen der zugeführten Luft und dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in geeigneter Weise in dem Verbundwärmetauscher ausgeführt werden.
  • In diesem Fall wird, wenn die Temperatur des Heizmediums bei der anfänglichen Startphase des Betriebs der externen Wärmequelleneinrichtung niedrig ist, dem Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher eine höhere Priorität gegeben als dem Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und der zugeführten Luft.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als die vorherbestimmte zweite Heizmedium-Referenztemperatur, bevor die vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs der externen Wärmequelleneinrichtung abgelaufen ist, kann der Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft das Volumen der zugeführten Luft erhöhen. Wenn die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher hindurchgeht, auf eine Temperatur erhöht wird, die höher ist als die vorherbestimmte Referenztemperatur der geblasenen Luft, kann der Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft das Volumen der zugeführten Luft verringern.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums bei der anfänglichen Stufe des Betriebsstarts der externen Wärmequelleneinrichtung gleich ist zu oder geringer ist als die zweite Heizmedium-Referenztemperatur, kann somit der Wärmeaustausch zwischen der zugeführten Luft und jedem von dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher auf positive Weise gefördert werden. Wenn die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher hindurchgeht, auf eine Temperatur erhöht wird, die höher als die Referenztemperatur der geblasenen Luft ist, kann des Weiteren der Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in geeigneter Weise in dem Verbundwärmetauscher ausgeführt werden.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums bei der anfänglichen Stufe des Betriebsstarts der externen Wärmequelleneinrichtung niedrig ist, wird in diesem Fall dem Wärmeaustausch zwischen der zugeführten Luft und jedem von dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher eine höhere Priorität gegeben als dem Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium.
  • Der Durchsatzeinstellabschnitt für das Heizmedium kann die Einströmmenge des Heizmediums erhöhen, wenn das Volumen der zugeführten Luft durch den Volumeneinstellabschnitt der zugeführten Luft gemäß der Temperatur des Heizmediums verringert wird.
  • Wenn das Volumen der zugeführten Luft, die in den Verbundwärmetauscher geblasen wird, gemäß der Temperatur des Heizmediums, welches in den zweiten Wärmetauscher des Verbundwärmetauschers strömt, verringert ist, wird die Einströmmenge des Heizmediums, welches in den zweiten Wärmetauscher strömt, erhöht, um dadurch die Menge von Wärme, welche zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium ausgetauscht wird, zu erhöhen. Der Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher kann als ein Ergebnis noch mehr positiv gefördert werden.
  • Noch genauer kann der Bypassdurchlass im Inneren des Gehäuses gebildet sein, um es der zugeführten Luft, welche von dem Gebläse geblasen wird, zu ermöglichen, den Verbundwärmetauscher zu umgehen, und der Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft kann aus der Luftmischklappe zum Ändern der Rate des Volumens der zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher strömt, zu derjenigen der zugeführten Luft, welche in den Bypassdurchlass strömt, zusammengesetzt sein.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums gleich wird zu oder größer wird als diejenige der zugeführten Luft, welche durch das Gebläse in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher geblasen wird, kann der Auslasskapazitätsänderungsabschnitt die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus derart andern, dass sich die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher hindurchgeht, der vorherbestimmten Zieltemperatur annähert.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums, welches in den zweiten Wärmetauscher des Verbundwärmetauschers strömt, gleich ist zu oder höher ist als diejenige der zugeführten Luft, welche in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher geblasen wird, kann somit die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus gemäß der Zieltemperatur eingestellt werden. Der Wärmeaustausch kann als ein Ergebnis in geeigneter Weise zwischen dem Auslasskältemittel und der zugeführten Luft in dem ersten Wärmetauscher ausgeführt werden, während der Wärmeaustausch auch in geeigneter Weise zwischen dem Heizmedium und der zugeführten Luft in dem zweiten Wärmetauscher ausgeführt werden kann. Das heißt, die in dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium enthaltene Wärme kann wirksam zum Heizen der zugeführten Luft, welche in das Fahrzeuginnere geblasen wird, verwendet werden.
  • Wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als die vorherbestimmte dritte Heizmedium-Referenztemperatur, ändert der Auslasskapazitätsänderungsabschnitt die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus derart, dass sich die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher hindurchgeht, der vorherbestimmten Zieltemperatur annähert. Der Durchsatzeinstellabschnitt für das Heizmedium kann die Einströmmenge des Heizmediums verringern, wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als die dritte Heizmedium-Referenztemperatur.
  • Der Wärmeaustausch zwischen dem Auslasskältemittel und der zugeführten Luft in dem Verbundwärmetauscher kann somit auf positive Weise gefördert werden, um dadurch die Luft, welche in das Fahrzeuginnere geblasen wird, auf die gewünschte Temperatur einzustellen.
  • Der Durchsatzeinstellabschnitt für das Heizmedium kann die Einströmmenge des Heizmediums erhöhen, wenn die Einstellung der Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus durch den Auslasskapazitätsänderungsabschnitt eingeschränkt ist.
  • Der Wärmeaustausch zwischen dem Heizmedium und der zugeführten Luft in dem Verbundwärmetauscher kann somit gefördert werden, um dadurch die Temperatur der in das Fahrzeuginnere geblasenen Luft einzustellen. Das heißt, wenn die zugeführte Luft nicht ausreichend mit der Wärme aufgeheizt werden kann, die in dem Auslasskältemittel enthalten ist, wird die Wärme, welche in dem Heizmedium enthalten ist, in die zugeführte Luft, welche in das Fahrzeuginnere zu blasen ist, abgeleitet, so dass die Wärme, welche in dem Heizmedium enthalten ist, wirksam genutzt werden kann.
  • Die externe Wärmequelleneinrichtung kann zum Beispiel eine auf einem Fahrzeug montierte Batterie sein, welche beim Laden Wärme erzeugt. Beim Laden der auf einem Fahrzeug montierten Batterie kann in diesem Fall der Durchsatzeinstellabschnitt für das Heizmedium die Einströmmenge des Heizmediums erhöhen. Die beim Laden der auf einem Fahrzeug montierten Batterie erzeugte Wärme kann somit wirksam zum Einstellen der Temperatur der zugeführten Luft genutzt werden.
  • Noch genauer ist ein Tank für das Kältemittel, welcher die Kältemittel, die durch die Rohre für das Kältemittel in dem ersten Wärmetauscher strömen, sammelt oder verteilt, an sowohl den Rohren für das Kältemittel als auch den Rohren für das Heizmedium an der einen Endseite in der longitudinalen Richtung von jedem von dem Rohr für das Kältemittel und dem Rohr für das Heizmedium befestigt. Des Weiteren ist ein anderer Tank für das Heizmedium, welcher das Heizmedium, welches durch die Rohre für das Heizmedium in dem zweiten Wärmetauscher strömt, sammelt oder verteilt, an sowohl den Rohren für das Kältemittel als auch den Rohren für das Heizmedium an der anderen Endseite in der longitudinalen Richtung von jedem von dem Rohr für das Kältemittel und dem Rohr für das Heizmedium befestigt.
  • Die Rohre für das Kältemittel und die Rohre für das Heizmedium können in Linien in der Strömungsrichtung der zugeführten Luft angeordnet sein, welche durch den Durchlass für zugeführte Luft strömt.
  • Ein Kältemitteleinführabschnitt und ein Kältemittelableitabschnitt für das Einführen des Kältemittels können an einer Endseite des Tanks für das Kältemittel in der longitudinalen Richtung gekoppelt sein. Ein Heizmediumeinführabschnitt und ein Heizmediumableitabschnitt für das Einführen des Heizmediums können an einer Endseite des Tanks für das Heizmedium in der longitudinalen Richtung gekoppelt sein.
  • Der Begriff „Verringern des Volumens der zugeführten Luft”, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht lediglich die Art und Weise des Änderns des Volumens von zugefünrter Luft auf ein geringeres Niveau als dasjenige der zugeführten Luft, welche momentan in den Verbundwärmetauscher geblasen wird, sondern auch die Art und Weise des Einstellens des Volumens von zugeführter Luft auf null.
  • Der Begriff „Verringern der Einströmmenge des Heizmediums” bedeutet nicht nur die Art und Weise des Änderns der Einströmmenge des Heizmediums auf ein geringeres Niveau als dasjenige des Heizmediums, welches in den zweiten Wärmetauscher des Verbundwärmetauschers strömt, sondern ebenso die Art und Weise des Einstellens der Einströmmenge des Heizmediums auf null.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (15)

  1. Klimaanlage für ein Fahrzeug, aufweisend: ein Gebläse (32a), welches Luft in ein Fahrzeuginneres bläst; ein Gehäuse (31), welches einen Luftdurchlass bildet, durch welchen zugeführte Luft, welche von dem Gebläse (32a) geblasen wird, strömt; einen Verbundwärmetauscher (13), welcher in dem Gehäuse (31) vorgesehen ist, wobei der Verbundwärmetauscher (13) einen ersten Wärmetauscher (131) umfasst, welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Luft und einem Auslasskältemittel, das von einem Kompressionsmechanismus (11a) zum Komprimieren eines Kältemittels in einem Kältekreislauf (10) ausgelassen wird, und einen zweiten Wärmetauscher (132), welcher ausgebildet ist zum Austauschen von Wärme zwischen der zugeführten Luft und einem Heizmedium zum Einstellen einer Temperatur einer externen Wärmequelleneinrichtung, welche im Betrieb Wärme erzeugt; einen Volumeneinstellabschnitt (35, 32b) für zugeführte Luft, welcher angeordnet ist zum Einstellen eines Volumens der zugeführten Luft, welche in den Verbundwärmetauscher (13) geblasen wird; einen Auslasskapazitätsänderungsabschnitt (11b), welcher ausgebildet ist zum Ändern einer Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus (11a); einen Druckzuführabschnitt (41a) für ein Heizmedium, welcher das Heizmedium unter Druck zuführt; und einen Durchsatzeinstellabschnitt (41b, 42) für ein Heizmedium, welcher eine Einströmmenge des Heizmediums, welches in den zweiten Wärmetauscher (132) strömt, einstellt, wobei der Verbundwärmetauscher (13) eine integrierte Kombinationsstruktur des ersten Wärmetauschers (131) und des zweiten Wärmetauschers (132) derart umfasst, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, welches durch den ersten Wärmetauscher (131) strömt, und dem Heizmedium, welches durch den zweiten Wärmetauscher (132) strömt, zu ermöglichen, und der Verbundwärmetauscher (13) ausgebildet ist, um eine Menge der Wärme zu ändern, welche ausgetauscht wird unter der zugeführten Luft, dem Auslasskältemittel und dem Heizmedium in dem Verbundwärmetauscher (13) durch ein Einstellen von zumindest einem von dem Volumen der zugeführten Luft, der Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus (11a) und der Einströmmenge des Heizmediums.
  2. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der erste Wärmetauscher (131) eine Mehrzahl von Kältemittelrohren (131a) umfasst, durch welche das Auslasskältemittel strömt, der zweite Wärmetauscher (132) eine Mehrzahl von Heizmediumrohren (132a) umfasst, durch welche das Heizmedium strömt, ein Zuführluftdurchlass (133), durch welchen die zugeführte Luft strömt, an einer äußeren Oberfläche der Kältemittelrohre (131a) und an einer äußeren Oberfläche der Heizmediumrohre (132a) vorgesehen ist, mindestens ein Rohr unter einer von beiden Gruppen der Kältemittelrohre (131a) und der Heizmediumrohre (132a) zwischen den anderen Rohren der anderen Gruppe angeordnet ist, die Kältemittelrohre (131a) und die Heizmediumrohre (132a) in einem Abstand voneinander vorgesehen sind und der Zuführluftdurchlass (133) zwischen dem Kältemittelrohr (131a) und dem Heizmediumrohr (132a) benachbart zueinander vorgesehen ist.
  3. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei eine äußere Rippe (134) mit einer äußeren Oberfläche des Kältemittelrohrs (131a) und einer äußeren Oberfläche des Heizmediumrohrs (132a) gekoppelt ist, wobei die äußere Rippe angepasst ist zum Begünstigen des Wärmeaustauschs zwischen den beiden Wärmetauschern (131, 132) und zum Ermöglichen der Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskältemittel, welches durch das Kältemittelrohr (131a) strömt, und dem Heizmedium, welches durch das Heizmediumrohr (132a) strömt.
  4. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Volumeneinstellabschnitt (35, 32b) für zugeführte Luft die Menge von zugeführter Luft verringert, wenn eine Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als eine vorherbestimmte erste Heizmedium-Referenztemperatur.
  5. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei, wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als die erste Heizmedium-Referenztemperatur, bevor eine vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start eines Betriebs der externen Wärmequelleneinrichtung abgelaufen ist, der Volumeneinstellabschnitt (35, 23b) für zugeführte Luft das Volumen der zugeführten Luft verringert und, wenn die Temperatur des Heizmediums auf eine Temperatur höher als die erste Heizmedium-Referenztemperatur erhöht ist, der Volumeneinstellabschnitt (35, 32b) für zugeführte Luft das Volumen der zugeführten Luft erhöht.
  6. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als eine zweite Heizmedium-Referenztemperatur, bevor eine vorherbestimmte Referenzzeit seit dem Start des Betriebs der externen Wärmequelleneinrichtung abgelaufen ist, der Volumeneinstellabschnitt (35, 32b) für zugeführte Luft das Volumen der zugeführten Luft erhöht und, wenn die Temperatur der zugeführten Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher (13) hindurchgeht, auf eine Temperatur höher als eine vorherbestimmte Referenztemperatur für zugeführte Luft angestiegen ist, der Volumeneinstellabschnitt (35, 32b) für zugeführte Luft das Volumen der zugeführten Luft verringert.
  7. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei, wenn das Volumen der zugeführten Luft durch den Volumeneinstellabschnitt (35, 32b) für zugeführte Luft basierend auf der Temperatur des Heizmediums verringert wird, der Durchsatzeinstellabschnitt (41b) für ein Heizmedium die Einströmmenge des Heizmediums erhöht.
  8. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Bypassdurchlass (34) in dem Gehäuse (31) vorgesehen ist, um es der zugeführten Luft, welche von dem Gebläse (32a) geblasen wird, zu erlauben, den Verbundwärmetauscher (13) zu umgehen, und der Volumeneinstellabschnitt für zugeführte Luft eine Luftmischklappe (35) für ein Ändern eines Verhältnisses von dem Volumen der zugeführten Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher (13) strömt, zu demjenigen der zugeführten Luft, welche durch den Bypassdurchlass (34) strömt, ist.
  9. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei, wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder höher ist als die Temperatur der zugeführten Luft, welche durch das Gebläse (32a) in Richtung zu dem Verbundwärmetauscher (13) geblasen wird, der Auslasskapazitätsänderungsabschnitt (11b) die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus (11a) derart ändert, dass die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher (13) hindurchgeht, sich an eine vorherbestimmte Zieltemperatur annähert.
  10. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei, wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als eine vorherbestimmte dritte Heizmedium-Referenztemperatur, der Auslasskapazitätsänderungsabschnitt (11b) die Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus (11a) derart ändert, dass die Temperatur der geblasenen Luft, welche durch den Verbundwärmetauscher (13) hindurchgeht, sich an eine vorherbestimmte Zieltemperatur annähert, und, wenn die Temperatur des Heizmediums gleich ist zu oder geringer ist als die dritte Heizmedium-Referenztemperatur, der Durchsatzeinstellabschnitt (41b, 42) für das Heizmedium die Einströmmenge des Heizmediums verringert.
  11. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei, wenn eine Einstellung der Kältemittelauslasskapazität des Kompressionsmechanismus (11a), die durch den Auslasskapazitätsänderungsabschnitt (11b) ausgeführt wird, eingeschränkt ist, der Durchsatzeinstellabschnitt (41b, 42) für das Heizmedium die Einströmmenge des Heizmediums erhöht.
  12. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die externe Wärmequelleneinrichtung eine auf einem Fahrzeug montierte Batterie ist, welche Wärme beim Laden erzeugt, und der Durchsatzeinstellabschnitt (41b, 42) für das Heizmedium die Einströmmenge des Heizmediums erhöht, wenn die auf einem Fahrzeug montierte Batterie geladen wird.
  13. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei der erste Wärmetauscher (131) einen Kältemitteltank (131b) umfasst, welcher das Kältemittel, welches durch die Kältemittelrohre (131a) strömt, sammelt oder verteilt, der zweite Wärmetauscher (132) einen Heizmediumtank (132b) umfasst, welcher das Heizmedium, welches durch die Heizmediumrohre (132a) strömt, sammelt oder verteilt, der Kältemitteltank (131b) an sowohl den Kältemittelrohren (131a) als auch den Heizmediumrohren (132a) an einer Endseite in einer longitudinalen Richtung der Kältemittelrohre (131a) und der Heizmediumrohre (132a) befestigt ist und der Heizmediumtank (132b) an sowohl den Kältemittelrohren (131a) als auch den Heizmediumrohren (132a) an der anderen Endseite in der longitudinalen Richtung der Kältemittelrohre (131a) und der Heizmediumrohre (132a) befestigt ist.
  14. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Kältemittelrohre (131a) und die Heizmediumrohre (132a) in Linien in einer Strömungsrichtung der zugeführten Luft, welche durch den Durchlass (133) für die zugeführte Luft strömt, angeordnet sind.
  15. Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Kältemitteltank (131b) mit einem Kältemitteleinführabschnitt (13a) und einem Kältemittelableitabschnitt (13b) gekoppelt ist für ein Einführen des Kältemittels in eine Endseite des Kältemitteltanks in der longitudinalen Richtung und der Heizmediumtank (132b) mit einem Heizmediumeinführabschnitt (13c) und einem Heizmediumableitabschnitt (13d) gekoppelt ist für ein Einführen des Heizmediums in die eine Endseite des Heizmediumtanks in der longitudinalen Richtung.
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