DE102018105239A1

DE102018105239A1 - Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung

Info

Publication number: DE102018105239A1
Application number: DE102018105239.1A
Authority: DE
Inventors: Yoichi Onishi; Keisuke Shibata; Yoshikazu Shinpo; Kei Okamoto; Tomohiro Shinagawa; Hidefumi Aikawa; Masaki Suzuki; Nobuharu Kakehashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-10-18
Also published as: CN108688445A; JP2018177219A; US20180297445A1; JP6992659B2

Abstract

Eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung weist einen ersten Kreislaufbereich, einen zweiten Kreislaufbereich und einen Strömungsratenänderungsbereich auf. Der erste Kreislaufbereich ist an einem ersten Strömungsweg eines ersten Umwälzwegs vorgesehen und wälzt ein erstes Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg um, wobei der erste Strömungsweg einen ersten Wärmetauscher durchtritt, ein zweiter Strömungsweg ein erstes Expansionsventil und einen zweiten Wärmetauscher durchtritt, und ein dritter Strömungsweg ein zweites Expansionsventil und einen Wärmeaufnahmebereich durchtritt. Der zweite Kreislaufbereich wälzt ein zweites Wärmetauschermedium in einem zweiten Umwälzweg um, der durch einen vierten Strömungsweg, der einen Wärmeerzeugungskörper durchtritt, einen fünften Strömungsweg, der einen Kühler durchtritt, und einen sechsten Strömungsweg, der einen Wärmeableitungsbereich und den ersten Wärmetauscher durchtritt, gebildet ist. Der Strömungsratenänderungsbereich erhöht eine Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung.
Stand der Technik
Die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift (JP-A) Nr. 2013-244844 beschreibt ein Fahrzeugwärmepumpenklimaanlagensystem, das einen Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb ausführen kann. In diesem System tritt ein Kühlmedium, das von einem Verdichter abgegeben wird, der Reihe nach durch ein Dreiwegeumschaltventil, einen Fahrzeuginnenraumkondensator, der Wärme, die in das Fahrzeug geblasen wird, erwärmt, und einen Empfänger hindurch und verzweigt sich dann in zwei Wege. Der eine Weg ist ein Weg, der durch eine erste Dekomprimierungseinheit mit einer Ventilöffnungs-/Schließfunktionalität und einem Fahrzeuginnenraumverdampfer hindurchtritt, der Luft kühlt, die in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, bevor sie zu dem Verdichter rückgeführt wird. Der andere Weg ist ein Weg, der durch eine zweite Dekomprimierungseinheit mit einer Ventilöffnungs-/Schließfunktionalität und einem Fahrzeugaußenraum(außenseiten)verdampfer vor einem Rückführen zu dem Verdichter hindurchtritt. In der Technologie von JP-A-2013-244844 wird die Drehzahl des Verdichters erhöht/verringert, um die Umwälzströmungsrate des Kühlmediums derart zu steuern, dass die Temperatur der Luft, die in das Fahrzeug geblasen wird, einhergehend mit einer Änderung einer Einstelltemperatur geändert wird. Die erste Dekomprimierungseinheit wird dadurch gemäß der Temperatur der Luft, die von dem Fahrzeuginnenraumverdampfer geblasen wird, geöffnet und geschlossen.
Jedoch verringert sich in der Technologie von JP-A-2013-244844 , wenn die Drehzahl des Verdichters verringert wird, da sich die Temperatur der Luft, die in das Fahrzeug geblasen wird, der Einstelltemperatur annähert oder die Einstelltemperatur erreicht hat, ferner die Strömungsrate des Kühlmediums, das durch den Fahrzeuginnenraumverdampfer hindurchtritt, und kann daher eine Entfeuchtungsleistungsfähigkeit nicht aufrechterhalten werden. Somit tritt in der Technologie von JP-A-2013-244844 ein Problem auf, das eine Klimaanlagenkühlung nicht wie gewünscht in Fällen erhalten werden kann, in denen sich die Erwärmungsanforderung relativ zu der Entfeuchtungsanforderung bei einem Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb verringert.
Insbesondere erhöht sich in Fällen, in denen eine Entfeuchtung-Erwärmung in einem internen Luftumwälzmodus ausgeführt wird, wenn die Fahrzeugkabinentemperatur ansteigt und sich die Menge an gesättigtem Wasserdampf erhöht, der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb der Luft in der Fahrzeugkabine als ein Ergebnis des Wasserdampfs, der in dem Atem der Insassen, im Schweiß von den Insassen, einer Verdampfung einer Kondensation an den Fenstern, usw. beinhaltet ist. Somit kann sich, wenn die Fahrzeugkabinentemperatur bei einem Verstreichen der Zeit ansteigt, seitdem die Entfeuchtungs-Erwärmung in dem internen Luftumwälzmodus gestartet wird, die Entfeuchtungsanforderung erhöhen, wenn sich die Erwärmungsanforderung verringert. Demgemäß kann in dem Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb eine Verringerung der Erwärmungsanforderung relativ zu der Entfeuchtungsanforderung mit einer hohen Häufigkeit auftreten.
Es ist anzumerken, dass das vorstehend beschriebene Problem nicht auf den Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb einer Klimaanlagenvorrichtung beschränkt ist. Insbesondere kann in Fällen, in denen sich in einem Zustand, in dem eine Wärmeaufnahme durch eine Wärmeaufnahmeeinrichtung ausgeführt wird und eine Wärmeableitung durch eine Wärmeableitungseinrichtung innerhalb eines Fahrzeugs ausgeführt wird, eine Wärmeableitungsanforderung in der Wärmeableitungseinrichtung relativ zu einer Wärmeaufnahmeanforderung in der Wärmeaufnahmeeinrichtung verringert, die Technologie, die in JP-A-2013-244844 beschrieben ist, das angeforderte Wärmemanagement nicht erhalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Beschreibung realisiert ein Wärmemanagement gemäß einer Anforderung, wenn in einem Zustand, in dem eine Wärmeaufnahme in einem Wärmeaufnahmebereich innerhalb eines Fahrzeugs ausgeführt wird und eine Wärmeableitung in einem Wärmeableitungsbereich ausgeführt wird, sich die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat.
Eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines ersten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung weist einen ersten Kreislaufbereich, einen zweiten Kreislaufbereich und einen Strömungsratenänderungsbereich auf. Der erste Kreislaufbereich ist an einem ersten Strömungsweg eines ersten Umwälzwegs vorgesehen und wälzt ein erstes Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg um. Der erste Strömungsweg tritt durch eine primäre Seite eines ersten Wärmetauschers, der Wärme zwischen der primären Seite und einer sekundären Seite tauschen kann. Ein zweiter Strömungsweg tritt durch ein erstes Expansionsventil und einen zweiten Wärmetauscher, der an einem Kabinenaußenraum (einer Kabinenaußenseite) angeordnet ist, und ein dritter Strömungsweg tritt durch ein zweites Expansionsventil und einen Wärmeaufnahmebereich, der innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet ist. Der erste Strömungsweg ist parallel geschaltet zu dem zweiten Strömungsweg und dem dritten Strömungsweg (verbunden). Der zweite Umwälzbereich wälzt ein zweites Wärmetauschermedium in einem zweiten Umwälzweg um. Der zweite Umwälzweg ist durch einen vierten Strömungsweg, der durch einen Wärmeerzeugungskörper des Fahrzeugs tritt, einem fünften Strömungsweg, der durch einen Kühler tritt, und einen sechsten Strömungsweg gebildet, der durch einen Wärmeableitungsbereich, der innerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, und die sekundäre Seite des ersten Wärmetauschers tritt. Der vierte Strömungsweg, der fünfte Strömungsweg und der sechste Strömungsweg sind zueinander parallel geschaltet angeordnet (verbunden). Von einem ersten Zustand, in dem ein Wärmeaustausch in dem ersten Wärmetauscher ausgeführt wird, eine Wärmeableitung in dem zweiten Wärmetauscher und dem Wärmeaufnahmebereich ausgeführt wird, und eine Wärmeableitung in dem Wärmeableitungsbereich ausgeführt wird, erhöht in Fällen, in denen sich die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, der Strömungsratenänderungsbereich die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg des zweiten Umwälzwegs.
In dem ersten Gesichtspunkt wälzt der erste Kreislaufbereich das erste Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg um, in dem der zweite Strömungsweg und der dritte Strömungsweg parallel geschaltet zu dem ersten Strömungsweg (verbunden) sind. Der erste Strömungsweg des ersten Umwälzwegs tritt durch die primäre Seite des ersten Wärmetauschers, der Wärme zwischen der primären Seite und der sekundären Seite tauschen kann. Der zweite Strömungsweg tritt durch das erste Expansionsventil und den zweiten Wärmetauscher, der an der Kabinenaußenseite angeordnet ist, und der dritte Strömungsweg tritt durch das zweite Expansionsventil und den Wärmeaufnahmebereich innerhalb eines Fahrzeugs. Des Weiteren wälzt im ersten Gesichtspunkt der erste Kreislaufbereich das zweite Wärmetauschermedium in dem zweiten Umwälzweg um. Der zweite Umwälzweg ist durch den vierten Strömungsweg, den fünften Strömungsweg und den sechsten Strömungsweg gebildet, die parallel geschaltet (verbunden) zueinander sind. In dem zweiten Umwälzweg tritt der vierte Strömungsweg durch den Wärmeerzeugungskörper des Fahrzeugs, tritt der fünfte Strömungsweg durch den Kühler und tritt der sechste Strömungsweg durch den Wärmeableitungsbereich innerhalb des Fahrzeugs und die sekundäre Seite des ersten Wärmetauschers.
In der vorstehenden Gestaltung wird der Wärmeaufnahmebereich, der Wärme aufnimmt, und der Wärmeableitungsbereich, der Wärme ableitet (abgibt), in einem ersten Zustand realisiert, in dem der Wärmeaustausch in dem ersten Wärmetauscher ausgeführt wird, die Wärmeaufnahme in dem zweiten Wärmetauscher und dem Wärmeaufnahmebereich ausgeführt wird, und die Wärmeableitung in dem Wärmeableitungsbereich ausgeführt wird. Von diesem ersten Zustand erhöht in Fällen, in denen sich die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, der Strömungsratenänderungsbereich die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg des zweiten Umlaufwegs.
Während die Wärmeaufnahmemenge in dem Wärmeaufnahmebereich des ersten Umlaufwegs aufrechterhalten (beibehalten) wird, wird die Wärmeableitungsmenge in dem Wärmeableitungsbereich des zweiten Umwälzwegs durch Erhöhen des Verhältnisses der Wärme, die in dem Kühler an dem fünften Strömungsweg des zweiten Umlaufwegs abgeleitet wird, aus der Wärme, die von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem zweiten Wärmetauschermedium in dem ersten Wärmetauscher übertragen wird, verringert. Der erste Gesichtspunkt ermöglicht dadurch ein Wärmemanagement gemäß einer zu realisierenden Anforderung, wenn in einem Zustand, in dem eine Wärmeaufnahme in dem Wärmeaufnahmebereich innerhalb des Fahrzeugs ausgeführt wird und eine Wärmeableitung in dem Wärmeableitungsbereich ausgeführt wird, sich die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat.
Es ist anzumerken, dass in dem ersten Gesichtspunkt der Strömungsratenänderungsbereich zum Beispiel als eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines zweiten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung einen ersten Strömungsratenregelungsbereich, der die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg des zweiten Umwälzwegs regeln kann, und einen ersten Steuerungsbereich aufweisen kann. In Fällen, in denen von dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich sich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, steuert der erste Steuerungsbereich den ersten Strömungsratenregelungsbereich, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
In dem zweiten Gesichtspunkt kann zum Beispiel als in einer Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines dritten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung der erste Strömungsratenregelungsbereich ein Strömungsratenregelungsventil aufweisen, das an dem fünften Strömungsweg vorgesehen ist, wobei der erste Steuerungsbereich ein Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils erhöht, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
In dem zweiten Gesichtspunkt kann zum Beispiel als in einer Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines vierten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung der erste Strömungsratenregelungsbereich ein elektrisches Thermostat aufweisen, das an einem fünften Strömungsweg vorgesehen ist und das eine Ventilöffnungstemperatur ändern kann, wobei der erste Steuerungsbereich die Ventilöffnungstemperatur des elektrischen Thermostats verringert, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg des zweiten Umwälzwegs zu erhöhen.
In dem ersten Gesichtspunkt kann der Strömungsratenänderungsbereich zum Beispiel als in einer Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines fünften Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung ein mechanisches Thermostat aufweisen, das an dem fünften Strömungsweg vorgesehen ist.
Eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines sechsten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung gemäß einem von dem ersten bis fünften Gesichtspunkt weist des Weiteren einen zweiten Steuerungsbereich auf, der in Fällen, in denen sich in dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, das erste Expansionsventil steuert, um entweder eine Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg des ersten Umwälzwegs zu verringern oder ein Umwälzen des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg des ersten Umwälzwegs zu stoppen.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dem ersten Zustand der vorliegenden Beschreibung eine Wärmeaufnahme in dem zweiten Wärmetauscher und dem Wärmeaufnahmebereich des ersten Umwälzwegs ausgeführt, wird die Wärme von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem zweiten Wärmetauschermedium in dem ersten Wärmetauscher übertragen, und wird eine Wärmeableitung in dem Wärmeableitungsbereich des zweiten Umwälzwegs ausgeführt. In dem ersten Umwälzweg ist die Wärmemenge, die von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem zweiten Wärmetauschermedium in dem ersten Wärmetauscher übertragen wird, die Gesamtsumme der Wärmemenge, die in dem zweiten Wärmetauscher aufgenommen wird, der Wärmemenge, die in dem Wärmeaufnahmebereich aufgenommen wird, und der Arbeit, die durch den ersten Umwälzbereich durchgeführt wird. Somit kann die Wärmemenge, die in dem zweiten Wärmetauscher aufgenommen wird, durch Ändern der Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums, das durch den zweiten Wärmetauscher hindurchtritt, geregelt werden.
In dem sechsten Gesichtspunkt wird in Fällen, in denen in dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich sich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, das erste Expansionsventil gesteuert, um entweder die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg des ersten Umwälzwegs zu verringern oder um ein Umwälzen des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg des ersten Umwälzwegs zu stoppen. Demgemäß wird, während die Wärmeaufnahmemenge in dem Wärmeaufnahmebereich des ersten Umwälzwegs aufrechterhalten (beibehalten) wird, die Menge der Wärmeaufnahmemenge in dem zweiten Wärmetauscher verringert, wodurch eine einhergehende Verringerung der Wärmeübertragungsmenge von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem zweiten Wärmetauschermedium in dem ersten Wärmetauscher bewirkt wird, um dadurch eine Verringerung der Wärmeableitungsmenge in dem Wärmeableitungsbereich des zweiten Umwälzwegs zu ermöglichen. Der sechste Gesichtspunkt ermöglicht dadurch ein Wärmemanagement gemäß einer zuverlässig zu realisierenden Anforderung, wenn sich in einem Zustand, in dem eine Wärmeaufnahme in dem Wärmeaufnahmebereich innerhalb des Fahrzeugs ausgeführt wird und eine Wärmeableitung in dem Wärmeableitungsbereich ausgeführt wird, die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat.
Eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines siebten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung gemäß einem von dem zweiten bis vierten Gesichtspunkt weist des Weiteren einen zweiten Steuerungsbereich auf, der in Fällen, in denen sich in dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, das erste Expansionsventil steuert, um eine Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg des ersten Umwälzwegs zu verringern, bevor der erste Steuerungsbereich den ersten Strömungsratenregelungsbereich steuert, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
In dem siebten Gesichtspunkt wird in Fällen, in denen in dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich sich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, eine Steuerung ähnlich wie die des sechsten Gesichtspunkts ausgeführt, bevor der erste Strömungsratenregelungsbereich gesteuert wird, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen. Somit kann das Ausmaß der Arbeit, die durch den ersten Kreislaufbereich durchgeführt wird, gemindert werden, wodurch eine Energieverwendungseffizienz (Energieverwendungswirkungsgrad) verbessert wird, verglichen zu Fällen, in denen eine Steuerung ausgeführt wird, um die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg nach einem Steuern zu verringern, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
In einem von dem ersten bis siebten Gesichtspunkt kann zum Beispiel als in einer Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines achten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung der Wärmeerzeugungskörper eine Brennkraftmaschine aufweisen, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, und kann der zweite Umwälzweg einen Umgehungströmungsweg, der die Brennkraftmaschine umgeht, und einen zweiten Strömungsratenregelungsbereich aufweisen, der die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem vierten Strömungsweg regeln kann. In Fällen, in denen ein Brennkraftmaschinenwarmlaufen erforderlich ist, wird dadurch ein Abschluss des Warmlaufens der Brennkraftmaschine in einer kurzen Zeitdauer ermöglicht, indem der zweite Strömungsratenregelungsbereich die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem vierten Strömungsweg verringert und die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem Umgehungsströmungsweg erhöht.
In einem von dem ersten bis achten Gesichtspunkt kann zum Beispiel als in einer Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines neunten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung der Wärmeaufnahmebereich einen Verdampfer aufweisen, der gemeinsam mit dem Wärmeableitungsbereich in einem Kanal angeordnet ist, durch den eine Luftströmung, die in eine Fahrzeugkabine zugeführt wird, hindurchtritt. In derartigen Fällen kann der erste Zustand ein Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebszustand sein, in dem eine Luftströmung, die durch den Verdampfer entfeuchtet worden ist und durch den Wärmeableitungsbereich erwärmt worden ist, in die Fahrzeugkabine zugeführt wird.
In einem von dem ersten bis neunten Gesichtspunkt kann zum Beispiel als in einer Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung eines zehnten Gesichtspunkts der vorliegenden Beschreibung der Wärmeaufnahmebereich einen dritten Wärmetauscher zum Kühlen einer Batterie, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, aufweisen.
Figurenliste
Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Beschreibung sind nachstehend ausführlich in Bezug auf die nachstehenden Figuren beschrieben, in denen Folgendes gezeigt ist:

1 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel;
2 ist ein schematisches Blockschaubild von Abschnitten eines Fahrzeug-on-board-Systems, die sich auf ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel beziehen;
3 ist ein schematisches Schaubild, das die Strömung eines ersten Wärmetauschermediums und eines Kühlwassers in einem Erwärmungsbetrieb darstellt;
4 ist ein schematisches Schaubild, das die Strömung eines ersten Wärmetauschermediums in einem Kühlbetrieb darstellt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb darstellt, der gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel abläuft;
6 ist ein schematisches Schaubild, das die Strömung eines ersten Wärmetauschermediums und eines Kühlwassers in einem frühen Stadium des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs darstellt (einem Stadium bevor sich eine Erwärmungsanforderung verringert);
7 ist ein schematisches Schaubild, das die Strömung eines ersten Wärmetauschermediums und eines Kühlwassers in einem späten Stadium eines Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs darstellt (einem Stadium, nachdem sich eine Erwärmungsanforderung verringert hat);
8 ist ein p-h-Schaubild eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel;
9 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel;
10 ist ein schematisches Blockschaubild von Abschnitten eines Fahrzeug-on-board-Systems, die sich auf ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beziehen;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb darstellt, der gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel abläuft;
12 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel;
13 ist ein schematisches Blockschaubild von Abschnitten eines Fahrzeug-on-board-Systems, die sich auf ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel beziehen;
14 ist ein ist ein schematisches Gestaltungsschaubild eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel;
15 ist ein schematisches Blockschaubild von Abschnitten eines Fahrzeug-on-board-Systems, die sich auf ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel beziehen;
16 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetrieb darstellt, der gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel abläuft;
17 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild, eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einem Vergleichsbeispiel; und
18 ist ein p-h-Schaubild eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem Fall, in dem Wärme durch einen Kabinenaußenseitenwärmetauscher (externen Kabinenwärmetauscher) abgeleitet wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Zunächst folgt nachstehend eine Erläuterung bezüglich eines Vergleichsbeispiels der vorliegenden Beschreibung, bevor beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Beschreibung erläutert werden.
Vergleichsbeispiel
17 stellt ein Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. Das Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 weist eine Klimaanlagenvorrichtung, die ein Kühlmedium in einem Wärmetauschermediumumwälzweg 302 umwälzt, um einen Fahrzeugkabineninnenraum zu belüften, und eine Kühlwassermanagementvorrichtung auf, die ein Kühlwasser in einem Kühlwasserumwälzweg 350 umwälzt, um eine Brennkraftmaschine 364 des Fahrzeugs zu kühlen. Es ist anzumerken, dass in 17 der Wärmetauschermediumumwälzweg 302 durch gestrichelte Linien dargestellt ist und der Kühlwasserumwälzweg 350 durch durchgezogene Linien dargestellt ist.
Der Wärmetauschermediumumwälzweg 302 weist ein Rohr 304 auf. Ein Sammeltank 320, ein Verdichter 322, der das Kühlmedium verdichtet, und ein Lufterwärmungswärmetauscher 324 sind entlang des Rohrs 304 der Reihe nach von einer stromaufwärtigen Seite einer Umwälzrichtung des Kühlmediums vorgesehen. Ein anderes Ende des Rohrs 304 ist mit sowohl einem Ende eines Rohrs 306 als auch einem Ende eines Rohrs 308 verbunden, und das Kühlmedium, das von dem Verdichter 322 abgegeben wird, tritt durch den Lufterwärmungswärmetauscher 324 hindurch und strömt in die Rohre 306, 308.
Ein anderes Ende des Rohrs 306 ist mit einer Wärmetauschermediumeinströmungsseite eines Außenseitenwärmetauschers (externen Wärmetauschers) 330 verbunden, und ein elektrisches erstes Expansionsventil 326 und ein erstes Solenoidventil 328 sind der Reihe nach entlang des Rohrs 306 vorgesehen. Der Außenseitenwärmetauscher 330 ist an einer Fahrzeugvorderseite eines Kühlers 366 angeordnet. Des Weiteren ist ein Ende des Rohrs 310 mit einer Wärmetauschermediumausströmungsseite des Außenseitenwärmetauschers 330 verbunden, und ist das andere Ende des Rohrs 310 mit sowohl einem Ende eines Rohrs 312 als auch einem Ende eines Rohrs 314 verbunden. Das andere Ende des Rohrs 312 ist mit dem anderen Ende des Rohrs 304 verbunden, und ein drittes Solenoidventil 334 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 312 vorgesehen.
Andererseits ist das andere Ende des Rohrs 308 mit sowohl dem anderen Ende des Rohrs 314 als auch dem einen Ende eines Rohrs 316 verbunden. Ein zweites Solenoidventil 332 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 308 vorgesehen, und ein viertes Solenoidventil 336 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 314 vorgesehen. Das andere Ende des Rohrs 316 ist mit einer Wärmetauschermediumeinströmungsseite eines Verdampfers 340 verbunden, und ein elektrisches zweites Expansionsventil 338 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 316 vorgesehen. Ein Ende eines Rohrs 318 ist mit einer Wärmetauschermediumausströmungsseite des Verdampfers 340 vorgesehen, und das andere Ende des Rohrs 318 ist mit sowohl dem einen Ende des Rohrs 304 als auch dem anderen Ende des Rohrs 312 verbunden. Ein Druckregelungsventil 342 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 318 vorgesehen.
Der Kühlwasserumwälzweg 350 weist ein Rohr 352 auf. Eine Wasserpumpe 362 und die Fahrzeugbrennkraftmaschine 364 sind entlang des Rohrs 352 der Reihe nach von der stromaufwärtigen Seite in der Kühlwasserumwälzrichtung vorgesehen. Das Kühlwasser, das durch das Rohr 352 strömt, tritt durch die Innenseite eines Wasserkühlkörpers der Brennkraftmaschine 364 hindurch, nimmt die Wärme von der Brennkraftmaschine 364 auf und kühlt somit die Brennkraftmaschine 364.
Das eine Ende des Rohrs 352 ist sowohl mit dem einen Ende eines Rohrs 354 als auch dem einen Ende eines Rohrs 356 verbunden, und das andere Ende des Rohrs 352 ist mit sowohl dem einen Ende eines Rohrs 358 als auch dem einen Ende eines Rohrs 360 verbunden. Das andere Ende des Rohrs 364 ist mit einer Kühlwassereinströmungsseite des Kühlers 366 verbunden, und das andere Ende des Rohrs 358 ist mit einer Kühlerwasserausströmungsseite des Kühlers 366 verbunden. Ein mechanisches Thermostat 368 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 358 vorgesehen.
Des Weiteren ist das andere Ende des Rohrs 356 mit einer Kühlwassereinströmungsseite einer Heizvorrichtung 370 verbunden und strömt das Kühlwasser, das in das Rohr 356 geströmt ist, in die Heizvorrichtung 370 ein. Des Weiteren ist das andere Ende des Rohrs 360 mit einer Kühlwasserausströmungsseite der Heizvorrichtung 370 verbunden.
Die Pfeile X in 17 stellen ein Beispiel eines Umwälzwegs des Kühlmediums in dem Wärmetauschermediumumwälzweg 302 dar, und die Pfeile Y in 17 stellen ein Beispiel eines Umwälzwegs des Kühlwassers in dem Kühlwasserumwälzweg 350 dar, in Fällen, in denen die Fahrzeugkabineninnenseite (Fahrzeugkabineninnenraum) durch die Klimaanlagenvorrichtung des Fahrzeugwärmemanagementsystems 300 entfeuchtet und erwärmt wird. Das Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 kann den Außenseitenwärmetauscher 330 und den Verdampfer 340 miteinander entweder in Reihe oder parallel geschaltet verbinden, wenn eine Entfeuchtung und ein Erwärmen des Fahrzeugkabineninnenraums ausgeführt werden. Die Verbindungsart wird gemäß der Umgebungslufttemperatur oder dergleichen ausgewählt. Die Pfeile X in 17 stellen einen Umwälzweg des Kühlmediums in Fällen dar, in denen das zweite Solenoidventil 332 und das dritte Solenoidventil 334 geschlossen sind und der Außenseitenwärmetauscher 330 und der Verdampfer 340 in Reihe geschaltet (verbunden) sind.
Das Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 gemäß dem Vergleichsbeispiel steuert den Grad eines Überschusskühlens in dem Kühlmedium mittels des elektrischen ersten Expansionsventils 326 und steuert den Verdampfungsdruck in dem Außenseitenwärmetauscher 330 mittels des elektrischen zweiten Expansionsventils 338. Somit wird in Fällen, in denen die Erwärmungsanforderung (Erwärmungsanforderung) gering (niedrig) ist, Wärme durch den Außenseitenwärmetauscher 330 abgeleitet, wie in 18 dargestellt ist, und kann in Fällen, in denen die Erwärmungsanforderung hoch ist, der Betrieb des Außenseitenwärmetauschers 330 derart umgeschaltet werden, dass der Außenseitenwärmetauscher 330 Wärme aufnimmt. Jedoch tritt in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 gemäß dem Vergleichsbeispiel ein Problem auf, das das erste Expansionsventil 326 und das zweite Expansionsventil 338 jeweils durch ein teures elektrisches Expansionsventil ausgebildet sind, wodurch sich die Kosten erhöhen.
Des Weiteren ist ferner der Sammeltank 320 notwendig, da das Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 gemäß dem Vergleichsbeispiel die Strömungsrate des Kühlmediums, das durch den Verdampfer 340 hindurchtritt, mittels des Sammeltanks 320 steuert. Ein weiteres Problem tritt auf, dass die Größe des Sammeltanks 320 groß ist, wobei zum Beispiel dessen Durchmesser ungefähr 90 mm beträgt und dessen Höhe ungefähr 200 mm beträgt, und dass somit ein großer Raum erforderlich ist, um das Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 gemäß dem Vergleichsbeispiel einzubauen.
Erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
1 stellt ein Fahrzeugwärmemanagementsystem 10A gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel dar. Das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10A weist eine Klimaanlagenvorrichtung, die ein erstes Wärmetauschermedium in einem ersten Umwälzweg 12 zum Belüften und Entfeuchten eines Fahrzeugkabineninnenraums (Fahrzeugkabineninnenseite) umwälzt, und eine Kühlwassermanagementvorrichtung auf, die Kühlwasser in einem zweiten Umwälzweg 56 umwälzt, um einen Wärmeerzeugungskörper 70 eines Fahrzeugs zu kühlen. Es ist anzumerken, dass in 1 der erste Umwälzweg 12 durch gestrichelte Linien dargestellt ist und der zweite Umwälzweg 56 durch durchgezogene Linien dargestellt ist. In dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Kühlwasser ein Beispiel eines zweiten Wärmetauschermediums der vorliegenden Beschreibung und kann das zweite Wärmetauschermedium ein Medium sein, das unterschiedlich zu Kühlwasser ist.
Zunächst folgt eine Erläuterung bezüglich des ersten Umwälzwegs 12. Der erste Umwälzweg 12 weist einen Verdichter 30 auf, der ein erstes Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg 12 verdichtet. Der Verdichter 30 ist auf dem Weg entlang eines Rohrs 14 vorgesehen, wobei ein Ende des Verdichters 30 an einer Verbindungsstelle 12A positioniert ist und das andere Ende des Verdichters 30 an einer Verbindungsstelle 12B des ersten Umwälzwegs 12 positioniert ist. Entlang des Rohrs 14 ist ein erster Wärmetauscher 32 an einer Position korrespondierend zu einer stromabwärtigen Seite des Verdichters 30 vorgesehen, um einen Wärmeaustausch zwischen einer primären Seite und einer sekundären Seite ausführen zu können. Das erste Wärmetauschermedium, das von dem Verdichter 30 abgegeben wird, tritt durch die primäre Seite des ersten Wärmetauschers 32 hindurch. Es ist anzumerken, dass der erste Wärmetauscher 32 ein Beispiel des ersten Wärmetauschers der vorliegenden Beschreibung ist und der Verdichter 30 ein Beispiel des ersten Kreislaufbereichs der vorliegenden Beschreibung ist.
An der Verbindungsstelle 12B des ersten Umwälzwegs 12 ist das andere Ende des Rohrs 14 mit sowohl einem Ende eines Rohrs 16 als auch einem Ende eines Rohrs 18 verbunden. Das erste Wärmetauschermedium, das durch die primäre Seite des ersten Wärmetauschers 32 hindurchgetreten ist und die Verbindungsstelle 12B erreicht hat, verzweigt sich in ein erstes Wärmetauschermedium, das in das Rohr 16 strömt, und ein erstes Wärmetauschermedium, das in das Rohr 18 strömt.
Das andere Ende des Rohrs 16 ist mit einer Wärmetauschermediumeinströmungsseite eines Außenseitenwärmetauschers (externen Wärmetauschers) 38 verbunden, und ein erstes Expansionsventil 34 und ein erstes Solenoidventil 36 sind der Reihe nach entlang dem Rohr 16 vorgesehen. Der Außenseitenwärmetauscher 38 ist an einer Fahrzeugvorderseite eines Kühlers 74 angeordnet, was nachstehend beschrieben ist, und ein Umgebungslufttemperatursensor 52 ist an der Fahrzeugvorderseite des Außenseitenwärmetauschers 38 angeordnet. Des Weiteren ist ein Ende eines Rohrs 20 mit einer Wärmetauschermediumausströmungsseite des Außenseitenwärmetauschers 38 verbunden und ist an einer Verbindungsstelle 12C des ersten Umwälzwegs 12 das andere Ende des Rohrs 20 mit sowohl einem Ende eines Rohrs 22 als auch einem Ende eines Rohrs 24 verbunden. Das andere Ende des Rohrs 22 ist an der Verbindungsstelle 12A positioniert, und ein drittes Solenoidventil 42 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 22 vorgesehen.
Andererseits ist das andere Ende des Rohrs 18 mit sowohl dem anderen Ende des Rohrs 24 als auch einem Ende eines Rohrs 26 an einer Verbindungsstelle 12D verbunden. Ein zweites Solenoidventil 40 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 18 vorgesehen, und ein viertes Solenoidventil 44 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 24 vorgesehen. Das andere Ende des Rohrs 26 ist mit einer Wärmetauschermediumeinströmungsseite eines Verdampfers 48 verbunden, und ein zweites Expansionsventil 46 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 26 vorgesehen. Ein Ende eines Rohrs 28 ist mit einer Wärmetauschermediumausströmungsseite des Verdampfers 48 verbunden, und an der Verbindungsstelle 12A ist das andere Ende des Rohrs 28 mit sowohl dem einen Ende des Rohrs 24 als auch dem anderen Ende des Rohrs 22 verbunden. Ein Druckregelungsventil 50 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 28 vorgesehen.
Es ist anzumerken, dass der Verdampfer 48 ein Beispiel eines Wärmeaufnahmebereichs der vorliegenden Beschreibung ist. Wie vorstehend beschrieben ist, sind in dem ersten Umwälzweg 12 die Rohre 16, 20 und 22 und die Rohre 18, 26, 28 parallel geschaltet zu dem Rohr 14 (verbunden). Das Rohr 14 ist ein Beispiel eines ersten Strömungswegs, die Rohre 16, 20 und 22 sind ein Beispiel eines zweiten Strömungswegs, und die Rohre 18, 26 und 28 sind ein Beispiel eines dritten Strömungswegs.
Des Weiteren ist der Verdampfer 48 in einer Erwärmungs-, Ventilations- und Klimaanlageneinheit (HVAC) 80 angeordnet. Die HVAC-Einheit 80 ist mit einem ersten Lufteinlassanschluss, der Luft (Innenluft) von der Fahrzeugkabineninnenseite ansaugt, und einem zweiten Lufteinlassanschluss vorgesehen, der Luft (Umgebungsluft) von der Fahrzeugkabinenaußenseite ansaugt, vorgesehen und die HVAC-Einheit 80 ist ferner mit einer Innenseite-/Umgebungsluftumschalttür 82 vorgesehen, die zwischen Positionen, die entweder den ersten Lufteinlassanschluss oder den zweiten Lufteinlassanschluss schließen, bewegt werden kann. Die HVAC-Einheit 80 ist mit mehreren Entlüftungen 84 vorgesehen, die zu der Fahrzeugkabineninnenseite an einer Auslassseite an der entgegengesetzten Seite zu der Innenraum-/Umgebungsluftumschalttür 82 offen sind. In der HVAC-Einheit 80 ist ein Gebläse 86 zwischen der Innenseite-/Umgebungsluftumschalttür 82 und dem Verdampfer 48 vorgesehen. Das Gebläse 86 erzeugt eine Luftströmung durch Ansaugen von Luft durch den ersten Lufteinlassanschluss oder den zweiten Lufteinlassanschluss und durch Ausblasen der Luft durch die Entlüftungen 84.
Ein Lufttemperatursensor 88, eine Heizvorrichtung 78 und eine Luftmischtür 90 sind der Reihe nach zwischen dem Verdampfer 48 und den mehreren Entlüftungen 84 vorgesehen. Der Lufttemperatursensor 88 erfasst eine Temperatur Te der Luft, die durch den Verdampfer 48 hindurchtritt. Die Heizvorrichtung 48 ist mit dem zweiten Umwälzweg 56 verbunden und leitet Wärme ab, indem Kühlwasser durch die Innenseite der Heizvorrichtung 78 hindurchtritt. Die Heizvorrichtung 78 des vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiels ist ein Beispiel eines Wärmeableitungsbereichs der vorliegenden Beschreibung. Die Luftmischtür 90 kann zwischen einer Erwärmungsposition, die Luft, die durch die Heizvorrichtung 78 erwärmt wird, in Richtung der Entlüftungen 84 führt, und einer Nichterwärmungsposition, die Luft, die durch die Heizvorrichtung 78 erwärmt wird, isoliert, bewegt werden.
Nachstehend folgt eine Erläuterung bezüglich des zweiten Umwälzwegs 56. Der zweite Umwälzweg 56 weist ein Rohr 58 auf. Ein Ende des Rohrs 58 ist an einer Verbindungsstelle 56A positioniert und das andere Ende des Rohrs 58 ist an einer Verbindungsstelle 56B positioniert. Eine Wasserpumpe 68 (nachstehend als „WP“ bezeichnet), die ein Beispiel eines zweiten Kreislaufbereichs ist, und ein Wärmeerzeugungskörper 70 des Fahrzeugs und ein Temperatursensor 72 sind entlang des Rohrs 58 der Reihe nach von der Seite der Verbindungsstelle 56B vorgesehen. Ein Beispiel des Wärmeerzeugungskörpers 70 ist eine Fahrzeugbrennkraftmaschine; jedoch ist der Wärmeerzeugungskörper nicht darauf beschränkt. Der Wärmeerzeugungskörper kann ein Motor, eine Batterie, ein Inverter, ein Getriebe oder ein Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellenfahrzeugs beispielsweise sein. Die WP 68 kann eine mechanische WP sein, die mittels einer Brennkraftmaschine als eine Antriebsquelle betrieben wird, oder sie kann eine elektrische WP sein, die mittels eines Motors als eine Antriebsquelle betrieben wird. In dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Ausführungsbeispiel erläutert, in dem eine elektrische WP als die WP 68 des vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiels angewandt wird. Das Kühlwasser, das durch das Rohr 58 strömt, nimmt Wärme von dem Wärmeerzeugungskörper 70 auf, um dadurch den Wärmeerzeugungskörper 70 zu kühlen. Es ist anzumerken, dass das Rohr 58 ein Beispiel eines vierten Strömungswegs ist.
Sowohl ein Ende eines Rohrs 60 als auch ein Ende eines Rohrs 64 sind an der Verbindungsstelle 56A positioniert, und an der Verbindungsstelle 56A ist ein Ende des Rohrs 58 mit sowohl dem einen Ende des Rohrs 60 als auch dem einen Ende des Rohrs 64 verbunden. Des Weiteren ist sowohl ein Ende eines Rohrs 62 als auch ein Ende eines Rohrs 66 an der Verbindungsstelle 56B positioniert und ist an der Verbindungsstelle 56B das andere Ende des Rohrs 58 mit sowohl dem einen Ende des Rohrs 62 als auch dem einen Ende des Rohrs 66 verbunden. Das andere Ende des Rohrs 60 ist mit einer Kühlwassereinstellungsseite des Kühlers 74 verbunden, und das andere Ende des Rohrs 62 ist mit einer Kühlwasserausströmungsseite des Kühlers 74 verbunden. Ein Strömungsratenregelungsventil 76 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 62 vorgesehen. Des Weiteren ist ein elektrisches Gebläse 77, das eine Luftströmung erzeugt, die von der Seite des Außenseitenwärmetauschers 38 zu der Seite des Kühlers 74 strömt, an der entgegengesetzten Seite des Kühlers 74 zu dem Außenseitenwärmetauscher 38 vorgesehen. Die Rohre 60, 62 sind ein Beispiel eines fünften Strömungswegs, und das Strömungsratenregelungsventil 76 ist ein Beispiel eines ersten Strömungsratenregelungsbereichs und eines Strömungsratenregelungsventils.
Des Weiteren ist das andere Ende des Rohrs 64 mit der Kühlwassereinströmungsseite der Heizvorrichtung 78 verbunden und ist der erste Wärmetauscher 32 auf dem Weg entlang des Rohrs 64 vorgesehen. Das Kühlwasser, das von der Verbindungsstelle 56A in das Rohr 64 geströmt ist, strömt in die Heizvorrichtung 78 über die sekundäre Seite des ersten Wärmetauschers 32. Des Weiteren ist das andere Ende des Rohrs 66 mit einer Kühlwasserausströmungsseite der Heizvorrichtung 78 verbunden. Die Rohre 64, 66 sind Beispiele eines sechsten Strömungswegs.
2 stellt einen Bereich dar, der sich auf ein Fahrzeugwärmemanagementsystem eines Fahrzeug-on-board-Systems bezieht, das in dem Fahrzeug eingebaut ist.
Das Fahrzeug-on-board-System weist einen Bus 100 auf, und mehrere elektronische Steuerungseinheiten und verschiedene Vorrichtungen sind mit dem Bus 100 entsprechend verbunden. Jede elektronische Steuerungseinheit (ECU) ist eine Steuerungseinheit, die eine CPU, einen Speicher und einen nichtflüchtigen Speicherbereich aufweist, und wird nachstehend als eine ECU bezeichnet. Von den mehreren ECUs stellt 2 eine Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, die einen Teil der Klimaanlagenvorrichtung bildet, und eine Kühlwasseraussteuerungs-ECU 120 dar, die einen Teil der Kühlwassermanagementvorrichtung bildet. Des Weiteren stellt von den verschiedenen Vorrichtungen in 2 einen Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 dar, mit dem ein Insasse den Klimaanlagenstatus überprüft und Anweisungen zu der Klimaanlagenvorrichtung eingibt.
Der Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 weist einen Schalter zum Einstellen eines Betriebs der Klimaanlagenvorrichtung auf EIN oder AUS, einen Tastschalter zum Einstellen einer Fahrzeugkabineninnenraumsolltemperatur und Taster (z.B. einen Taster, der mit „A/C“ bezeichnet ist) auf, die verwendet werden, um eine Entfeuchtung und dergleichen anzuweisen. Der Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 weist einen Schalter zum Umschalten zwischen einem Umgebungslufteinbringungsmodus und einem Innenluftumwälzmodus auf.
Die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 weist eine CPU 104, eine Speicher 106 und einen nichtflüchtigen Speicherbereich 108 auf, der ein Klimaanlagensteuerungsprogramm 110 speichert. Die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 führt einen Klimaanlagensteuerungsprozess aus, der einen Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess aufweist, der nachstehend beschrieben ist, in dem das Klimaanlagensteuerungsprogramm 110 aus dem Speicherbereich 108 ausgelesen wird, das Klimaanlagensteuerungsprogramm 110 in dem Speicher 106 abgelegt wird und das Klimaanlagensteuerungsprogramm 110, das in dem Speicher 106 abgelegt ist, mittels der CPU 104 ausgeführt wird.
Die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 ist mit einem Verdichterantriebsbereich 112, einem Gebläseantriebsbereich 114, einem Türantriebsbereich 116, eine Ventilantriebsbereich 118, einem Lufttemperatursensor 88, einem Fahrzeugkabinentemperatursensor 92 und einem Umgebungslufttemperatursensor 52 verbunden.
Der Verdichterantriebsbereich 112 treibt den Verdichter 30 gemäß einer Anweisung von der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 an. Der Gebläseantriebsbereich 114 treibt das Gebläse 86 gemäß einer Anweisung von der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 an. Der Türantriebsbereich 116 schaltet die Position der Innenraum-/Umgebungsluftumschalttür 82 und die Position der Luftmischtür 90 gemäß einer Anweisung von der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 um.
Der Ventilantriebsbereich 118 öffnet und schließt das erste Expansionsventil 34, das zweite Expansionsventil 46, das erste Solenoidventil 36, das zweite Solenoidventil 40, das dritte Solenoidventil 42 und das vierte Solenoidventil 44 gemäß einer Anweisung von der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102. Der Lufttemperatursensor 88 erfasst die Temperatur Te der Luft, die durch den Verdampfer 48 hindurchgetreten ist, und gibt die Erfassungsergebnisse zu der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 aus. Der Fahrzeugkabinentemperatursensor 92 erfasst eine Temperatur Traum des Fahrzeugkabineninneraums und gibt die Erfassungsergebnisse zu der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 aus. Der Umgebungslufttemperatursensor 52 erfasst eine Umgebungslufttemperatur Tamb und gibt die Erfassungsergebnisse zu der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 aus.
Die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 weist eine CPU 122, eine Speichereinheit 124 und einen nichtflüchtigen Speicherbereich 126 auf, der ein Kühlwassersteuerungsprogramm 128 speichert. Die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 führt einen Kühlwassersteuerungsprozess durch Einlesen des Kühlwassersteuerungsprogramms 128 aus dem Speicherbereich 126, Ablegen des Kühlwassersteuerungsprogramms 128 in dem Speicher 124 und Ausführen des Kühlwassersteuerungsprogramms 128, das in dem Speicher 124 abgelegt ist, mittels der CPU 122 aus.
Durch Ausführen des Kühlwassersteuerungsprozesses arbeitet (funktioniert/wirkt) die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 gemeinsam mit der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, die den Klimaanlagensteuerungsprozess ausführt, als ein Beispiel eines ersten Steuerungsbereichs der vorliegenden Beschreibung. Des Weiteren arbeitet (wirkt, funktioniert) die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 als ein Beispiel eines zweiten Steuerungsbereichs der vorliegenden Beschreibung. Der Verdichter 30 wirkt gemeinsam mit der WP 68 und dem Strömungsratenregelungsventil 76 als eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung. Des Weiteren sind die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, die Kühlwassersteuerungs-ECU 120, ein Ventilantriebsbereich 134 und das Strömungsratenregelungsventil 76 des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels ein Beispiel eines Strömungsratenänderungsbereichs der vorliegenden Beschreibung.
Die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 ist mit einem WP-Antriebsbereich 130, einem elektrischen Gebläseantriebsbereich 132, einem Ventilantriebsbereich 134 und dem Wassertemperatursensor 72 verbunden. Der WP-Antriebsbereich 130 treibt die WP 68 gemäß einer Anweisung von der Kühlwassersteuerungs-ECU 120 an und der elektrische Gebläseantriebsbereich 132 treibt das elektrische Gebläse 77 gemäß einer Anweisung von der Kühlwassersteuerungs-ECU 120 an. Der Ventilantriebsbereich 134 ändert das Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils 76 gemäß einer Anweisung von der Kühlwassersteuerungs-ECU 120. Der Wassertemperatursensor 72 erfasst eine Wassertemperatur Tw des Kühlwassers in dem Rohr 58 (in dem vierten Strömungsweg) und gibt die Erfassungsergebnisse zu der Kühlwassersteuerungs-ECU 120 aus.
Nachstehend ist zunächst ein Betrieb des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels bezüglich einer Wirkung der Kühlwassermanagementvorrichtung erläutert.
Wirkung (Betrieb) der Kühlwassermanagementvorrichtung, wenn der Wärmeerzeugungskörper warmläuft
In Fällen, in denen zum Beispiel der Wärmeerzeugungskörper 70 eine Fahrzeugbrennkraftmaschine ist, wird, wenn der Wärmeerzeugungskörper 70 gestartet wird und die Kühlwassertemperatur, die durch den Wassertemperatursensor 72 erfasst wird, kleiner ist als eine vorbestimmte Temperatur, der Wärmeerzeugungskörper 70 warmgefahren (das heißt, er läuft warm). Wenn dies ausgeführt wird, schließt die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 das Strömungsratenregelungsventil 76 mittels des Ventilantriebsbereichs 134 und treibt die WP 68 mittels des WP-Antriebsbereichs 130 an.
Die angetriebene WP 68 saugt Kühlwasser an der stromaufwärtigen Seite des Rohrs 58 an und pumpt das Kühlwasser in Richtung der stromabwärtigen Seite des Rohrs 58. In Fällen, in denen das Strömungsratenregelungsventil 76 geschlossen ist, strömt das Kühlwasser, das durch die WP 68 gepumpt wird, der Reihe nach durch die Verbindungsstelle 56A, das Rohr 64, die Verbindungsstelle 56B, das Rohr 58 und die Verbindungsstelle 56A. Auf diese Weise ist das Strömungsratenregelungsventil 76 geschlossen und strömt das Kühlwasser nicht durch den Kühler 74 während des Warmlaufens des Wärmeerzeugungskörpers 70. Somit steigt die Kühlwassertemperatur auf die vorbestimmte Temperatur oder höher in einer kurzen Zeitdauer aufgrund der Abwärme von dem Wärmeerzeugungskörper 70 derart an, dass das Warmlaufen des Wärmeerzeugungskörpers 70 in einer kurzen Zeitdauer abgeschlossen ist.
Es ist anzumerken, dass während des Warmlaufens des Wärmeerzeugungskörpers 70 die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Verdichter 30 antreiben kann, um das erste Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg 12 umzuwälzen. Dadurch wird eine Wärmeübertragung von der primären Seite zu der sekundären Seite des ersten Wärmetauschers 32 bewirkt, um dadurch die Warmlaufzeit des Wärmeerzeugungskörpers 70 weiter zu verkürzen.
Wirkung (Betrieb) der Kühlwassermanagementvorrichtung nach dem Brennkraftmaschinenwarmlaufen
Wenn der Betrieb des Wärmeerzeugungskörpers 70 fortgesetzt wird und die Kühlwassertemperatur, die durch den Wassertemperatursensor 72 erfasst wird, die vorbestimmte Temperatur oder größer ist, geht die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 zu einer normalen Steuerung über. Insbesondere verwendet die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 den Ventilantriebsbereich 134, um das Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils 76 gemäß einer Abweichung der Kühlwassertemperatur von einer Sollwassertemperatur zu steuern, und treibt die WP 68 mittels des WP-Antriebsbereichs 130 an. Somit strömt das Kühlwasser durch den Kühler 74 und wird das Kühlwasser, dessen Temperatur durch die Abwärme von dem Wärmeerzeugungskörper 70 gestiegen ist, durch den Kühler 74 gekühlt. Des Weiteren dreht in Fällen, in denen die Kühlwassertemperatur einen Grenztemperaturwert überschreitet, die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 das elektrische Gebläse 77, um die Luftströmungsrate, die durch den Kühler 74 hindurchtritt, zu erhöhen, um die Wärmeableitungsmenge von dem Kühler 74 zu erhöhen.
Nachstehend ist eine Wirkung (Betrieb) der Klimaanlagenvorrichtung erläutert.
Erwärmungsbetrieb durch die Klimaanlagenvorrichtung
Wenn eine Anweisung zum Erwärmen des Fahrzeugkabineninnenraums durch einen Fahrzeuginsassen über den Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 abgegeben worden ist, legt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 das erste Expansionsventil 34 auf ein vorbestimmtes Öffnungsausmaß mittels des Ventilantriebsbereichs 118 fest, um den Druck des ersten Wärmetauschermediums zu reduzieren. Des Weiteren verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Ventilantriebsbereich 118, um das erste Solenoidventil 36 und das dritte Solenoidventil 42 zu öffnen und um das zweite Solenoidventil 40 und das vierte Solenoidventil 44 zu schließen. Des Weiteren verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Türantriebsbereich 116, um die Position der Innenraum-/Umgebungsluftumschalttür 82 gemäß dem Klimaanlagenmodus umzuschalten, der mittels des Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereichs 136 angewiesen worden ist, und um die Luftmischtür 90 zu der Erwärmungsposition umzuschalten, und verwendet den Gebläseantriebsbereich 114, um das Gebläse 86 anzutreiben. Die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 verwendet den Verdichterantriebsbereich 112, um den Verdichter 30 mit einer Drehzahl gemäß einer Abweichung ΔT1 der Fahrzeugkabineninnenraumtemperatur Traum, die durch den Fahrzeugkabinentemperatursensor 82 erfasst wird, in Bezug auf eine Fahrzeugkabineninnenraumsolltemperatur Tref, die mittels des Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereichs 116 festgelegt worden ist, anzutreiben.
Somit wälzt das erste Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg 12 entlang des Wegs um, der durch Pfeile A in 3 dargestellt ist. Insbesondere saugt der Verdichter 30 das erste Wärmetauschermedium an und verdichtet es und wird das mit hohem Druck verdichtete erste Wärmetauschermedium flüssig/verflüssigt (siehe „Wärmeableitung“ in 3), während Wärme abgeleitet wird, wenn es durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchtritt (wenn Kühlwasser an der sekundären Seite in dem ersten Wärmetauscher 32 erwärmt wird). Des Weiteren ist das zweite Solenoidventil 40 geschlossen und somit strömt das erste Wärmetauschermedium, das durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchgetreten ist, von der Verbindungsstelle 12B in das Rohr 16, wird mittels des ersten Expansionsventils 34 druckreduziert und wird zu dem Außenseitenwärmetauscher 38 in einem Niederdruckzustand zugeführt.
Das erste Wärmetauschermedium, das zu dem Außenseitenwärmetauscher 38 zugeführt wird, verdampft während es durch den Außenseitenwärmetauscher 38 hindurchtritt, um dadurch Wärme von der Luft in der Nähe (Umgebung) des Außenseitenwärmetauschers 38 aufzunehmen (siehe „Wärmeaufnahme“ in 3). Das vierte Solenoidventil 44 ist geschlossen und somit strömt das erste Wärmetauschermedium, das durch den Außenseitenwärmetauscher 38 hindurchgetreten ist und in das Rohr 20 geströmt ist, von der Verbindungsstelle 12C in das Rohr 22 und wird wieder in den Verdichter 30 über die Rohre 22, 14 angesaugt.
Des Weiteren weist in dem Erwärmungsbetrieb die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 an, um das Strömungsratenregelungsventil 76 zu schließen, und somit schließt die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 das Strömungsratenregelungsventil 76 mittels des Ventilantriebsbereichs 134. Demgemäß wälzt das Kühlwasser in dem zweiten Umwälzweg 56 entlang des Wegs um, der durch Pfeile B in 3 dargestellt ist.
Insbesondere strömt das Kühlwasser, das von der WP 68 abgegeben wird, von der Verbindungsstelle 56A in das Rohr 64 und wird erwärmt, während es durch die sekundäre Seite des ersten Wärmetauschers 32 hindurchtritt. Das Kühlwasser, das durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchgetreten ist, erwärmt Luft in der Nähe (Umgebung) der Heizvorrichtung 78 innerhalb der HVAC-Einheit 80, während es durch die Heizvorrichtung 78 hindurchtritt. Wenn dies ausgeführt wird, ist die Luftmischtür 90 in der Erwärmungsposition positioniert und wird das Gebläse 86 angetrieben, derart, dass der Fahrzeugkabineninnenraum als ein Ergebnis der Zufuhr der erwärmten Luft durch die Entlüftungen 84 in den Fahrzeugkabineninnenraum erwärmt wird.
Es ist anzumerken, dass, wenn sich die Erwärmungsanforderung aufgrund einer Änderung der Abweichung ΔT1 der Fahrzeugkabineninnenraumtemperatur Traum in Bezug auf die Fahrzeugkabineninnenraumsolltemperatur Tref ändert, die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Drehzahl des Verdichters 30 gemäß der geänderten Erwärmungsanforderung ändert und die Wärmeübertragungsmenge in dem ersten Wärmetauscher 32 ändert. Andererseits weist die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 nicht an, um das Strömungsratenregelungsventil 76 zu öffnen, selbst wenn sich die Erwärmungsanforderung ändert. Somit wird die Strömungsrate des Kühlwassers innerhalb des Kühlers 74 in dem Erwärmungsbetrieb auf 0 gehalten.
Kühlbetrieb durch die Klimaanlagenvorrichtung
Wenn eine Anweisung zum Kühlen des Fahrzeugkabineninnenraums durch einen Fahrzeuginsassen über den Klimaanlagenbetrieb-/Anzeigebereich 136 abgegeben worden ist, verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Ventilantriebsbereich 118, um das erste Expansionsventil 34 vollständig zu öffnen, um das erste Solenoidventil 36 und das vierte Solenoidventil 44 zu öffnen, und um das zweite Solenoidventil 40 und das dritte Solenoidventil 42 zu schließen.
Des Weiteren verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Türantriebsbereich 116, um die Position der Innenraum-/Umgebungsluftumschalttür 82 gemäß dem Klimaanlagenmodus umzuschalten, der mittels des Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereichs 136 angewiesen wird, und um die Luftmischtür 90 zu der Nichterwärmungsposition umzuschalten, und verwendet den Gebläseantriebsbereich 114, um das Gebläse 86 anzutreiben. Die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 verwendet den Verdichterantriebsbereich 112, um den Verdichter 30 mit einer Drehzahl gemäß einer Abweichung ΔT1 der Fahrzeugkabineninnenraumtemperatur Traum, die durch den Fahrzeugkabinentemperatursensor 92 erfasst wird, von der Fahrzeugkabineninnenraumsolltemperatur Tref, die mittels des Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereichs 136 festgelegt worden ist, anzutreiben.
Das erste Wärmetauschermedium wälzt demgemäß in dem ersten Umwälzweg 12 entlang des Wegs um, der durch Pfeile C in 4 dargestellt ist. Insbesondere saugt der Verdichter 30 das erste Wärmetauschermedium an und verdichtet es und leitet das mit hohem Druck verdichtete Wärmetauschermedium eine Wärme ab (Erwärmen des Kühlwassers an der sekundären Seite in dem ersten Wärmetauscher 32), während es durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchtritt (siehe „Wärmeableitung“ in 4). Des Weiteren ist das zweite Solenoidventil 40 geschlossen und somit strömt das erste Wärmetauschermedium, das durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchgetreten ist, von der Verbindungsstelle 12B in das Rohr 16, tritt durch das vollständig geöffnete erste Expansionsventil 34 hindurch und wird zu dem Außenseitenwärmetauscher 38 zugeführt, während es immer einen hohen Druck aufweist.
Das erste Wärmetauschermedium, das zu dem Außenseitenwärmetauscher 38 zugeführt wird, wird flüssig (verflüssigt), während Wärme abgeleitet wird, wenn es durch den Außenseitenwärmetauscher 38 hindurchtritt (siehe „Wärmeableitung“ in 4). Des Weiteren ist das dritte Solenoidventil 42 geschlossen und somit strömt das erste Wärmetauschermedium, das durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchgetreten ist, von der Verbindungsstelle 12C in das Rohr 24 und strömt, da das zweite Solenoidventil 40 geschlossen ist, von der Verbindungsstelle 12D in das Rohr 26. Der Druck des ersten Wärmetauschermediums, das in das Rohr 26 geströmt ist, wird auf einen niedrigen Druck durch das zweite Expansionsventil 46 reduziert und das erste Wärmetauschermedium verdampft, während es durch den Verdampfer 48 hindurchtritt, und kühlt die Luft in der Nähe (Umgebung) des Verdampfers 48 (siehe „Wärmeaufnahme“ in 4).
Wenn dies ausgeführt wird, ist die Luftmischtür 90 in der Nichterwärmungsposition positioniert und wird das Gebläse 86 angetrieben, derart, dass die gekühlte Luft zu dem Fahrzeugkabineninnenraum durch die Entlüftungen 84 zugeführt wird, ohne dass sie durch die Heizvorrichtung 78 erwärmt wird, um somit den Fahrzeugkabineninnenraum zu kühlen. Das erste Wärmetauschermedium, das durch den Verdampfer 48 hindurchgetreten ist, wird dann wieder in dem Verdichter 30 angesaugt.
Es ist anzumerken, dass, wenn sich die Kühlanforderung aufgrund einer Änderung der Abweichung ΔT1 der Fahrzeugkabineninnenraumtemperatur Traum von der Fahrzeugkabineninnenraumsolltemperatur Tref ändert, die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Drehzahl des Verdichters 30 gemäß der geänderten Kühlanforderung ändert und die Kühlmenge durch den Verdampfer 48 ändert.
Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb durch die Klimaanlagenvorrichtung Wenn eine Anweisung zum Entfeuchten und Erwärmen des Fahrzeugkabineninnenraums durch den Fahrzeuginsassen über den Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 abgegeben worden ist, führt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess aus, der in 5 dargestellt ist.
Insbesondere liegt in einem Schritt 200 des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozesses die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 das erste Expansionsventil 34 mit einem vorbestimmten Öffnungsausmaß mittels des Ventilantriebsbereichs 118 fest, um den Druck des ersten Wärmetauschermediums zu reduzieren. Des Weiteren verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Ventilantriebsbereich 118, um das erste Solenoidventil 36, das zweite Solenoidventil 40 und das dritte Solenoidventil 42 zu öffnen, und um das vierte Solenoidventil 44 zu schließen. In einem Schritt 202 verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Türantriebsbereich 116, um die Position der Innenraum-/Umgebungsluftumschalttür 82 gemäß dem Klimaanlagenmodus umzuschalten, der über den Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 angewiesen ist/wird. Das Weiteren verwendet in einem Schritt 204 die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Türantriebsbereich 116, um die Luftmischtür 90 zu der Erwärmungsposition umzuschalten.
In dem nächsten Schritt 206 weist die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 an, um das Strömungsratenregelungsventil 76 zu schließen. Die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 schließt demgemäß das Strömungsratenregelungsventil 76 mittels des Ventilantriebsbereichs 134 und das Kühlwasser wälzt in dem zweiten Umwälzweg 56 entlang des Weg um, der durch die Pfeile B in 6 dargestellt ist. Es ist anzumerken, dass der Schritt 206 weggelassen werden kann, da er für das Strömungsratenregelungsventil 76 nicht erforderlich ist, um bei einem frühen Stadium während des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs geschlossen zu werden (ein Stadium, bevor sich eine Erwärmungsanforderung verringert). Jedoch erhöht das Schließen des Strömungsratenregelungsventils 76 die Wärmemenge, die durch die Heizvorrichtung 78 abgeleitet wird, wodurch sich eine Erwärmungsleistungsfähigkeit verbessert. In dem nächsten Schritt 208 verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Gebläseantriebsbereich 114, um das Gebläse 86 anzutreiben.
In einem Schritt 209 ermittelt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Wassertemperatur Tw, die durch den Wassertemperatursensor 82 erfasst worden ist, von dem Wassertemperatursensor 72. In einem Schritt 210 legt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Abweichung ΔT1 der Wassertemperatur Tw, die von einer Erwärmungsanforderungswassertemperatur Tw_tgt subtrahiert wird, die eine Sollwassertemperatur ist, als die Erwärmungsanforderung fest und berechnet eine Drehzahl Nh des Verdichters 30 gemäß dieser Erwärmungsanforderung (Abweichung ΔT1 = Tw_tgt - Tw).
In einem Schritt 212 ermittelt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Lufttemperatur Te, die durch den Lufttemperatursensor 88 erfasst worden ist, von dem Lufttemperatursensor 88. In einem Schritt 213 legt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 eine Abweichung ΔT2 einer vorbestimmten Temperatur T1 (zum Beispiel 0°C), die von der Lufttemperatur Te subtrahiert wird, als die Entfeuchtungsanforderung fest und berechnet eine Drehzahl Nj des Verdichters 30 korrespondierend zu dieser Entfeuchtungsanforderung (Abweichung ΔT2 = Te - T1).
In dem nächsten Schritt 214 wählt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den höheren Wert aus der Drehzahl Nh des Verdichters 30, der die in dem Schritt 210 berechnet wird und zu der Erwärmungsanforderung korrespondiert, und der Drehzahl Nj des Verdichters 30 aus, die in dem Schritt 213 berechnet wird und zu der Entfeuchtungsanforderung korrespondiert. Dann verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Verdichterantriebsbereich 112, um den Verdichter 30 mit der höheren Drehzahl aus den Drehzahlen Nh, Nj anzutreiben.
In einem Schritt 215 bestimmt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, ob eine Anweisung durch den Fahrzeuginsassen über den Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 zum Beenden des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs in dem Fahrzeugkabineninnenraum abgegeben worden ist oder nicht. In Fällen, in denen eine Bestimmung in dem Schritt 215 positiv ist, wird der Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess beendet. Andererseits geht der Prozess zu einem Schritt 216 in Fällen über, in denen die Bestimmung in dem Schritt 215 negativ ist, und bestimmt in dem Schritt 216 die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, ob die Erwärmungsanweisung (Abweichung ΔT1 = Tw_tgt - Tw) sich unter einen vorbestimmten Wert verringert hat oder nicht.
In Fällen, in denen der Klimaanlagenmodus ein Umgebungslufteinbringungsmodus ist, ist die Entfeuchtungsanweisung normalerweise konstant, wo hingegen in Fällen, in denen der Klimaanlagenmodus ein Innenluftumwälzmodus ist, kann sich die Entfeuchtungsanforderung erhöhen, wenn die Fahrzeugkabineninnenraumtemperatur Traum ansteigt. Somit ist die Bestimmung in dem Schritt 216 ein Beispiel einer Bestimmung, ob der Begriff „von einem ersten Zustand sich eine Wärmeableitungsanforderung relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung verringert hat“ der vorliegenden Beschreibung vorliegt oder nicht. Anstelle einer Bestimmung einer Verringerung der Erwärmungsanforderung (Abweichung ΔT1) kann diese Bestimmung durch eine Bestimmung angewandt werden, die die Änderungsrate der Erwärmungsanforderung (Abweichung ΔT1) oder dergleichen gegenüber der Änderungsrate der Entfeuchtungsanforderung (Abweichung ΔT2) oder dergleichen vergleicht.
In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 216 negativ ist, kehrt der Prozess zu dem Schritt 209 zurück und werden die Schritte 209 bis 216 wiederholt, bis die Bestimmung in entweder dem Schritt 215 oder dem Schritt 216 positiv ist. Somit wälzt das erste Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg 12 entlang des Wegs um, der durch Pfeile D in 6 dargestellt ist, während eines Anfangsstadiums des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs (das Stadium, bevor sich die Erwärmungsanforderung verringert). Insbesondere saugt der Verdichter 30 das erste Wärmetauschermedium an und verdichtet es und wird das mit hohem Druck verdichtete erste Wärmetauschermedium flüssig (verflüssigt), während Wärme abgeleitet wird (Erwärmung des Kühlwassers an der sekundären Seite in dem ersten Wärmetauscher 32), wenn es durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchtritt (siehe „Wärmeableitung“ in 6). Des Weiteren verzweigt sich das erste Wärmetauschermedium, das durch den erste Wärmetauscher 32 hindurchgetreten ist, und strömt von der Verbindungsstelle 12B in die Rohre 16, 18.
Der Druck des ersten Wärmetauschermediums, das in das Rohr 16 geströmt ist, wird durch das erste Expansionsventil 34 verringert und wird zu dem Außenseitenwärmetauscher 38 in einem Niedrigdruckzustand zugeführt. Das erste Wärmetauschermedium, das zu dem Außenseitenwärmetauscher 38 zugeführt worden ist, verdampft und nimmt Wärme von einer Luft in der Nähe (Umgebung) des Außenseitenwärmetauschers 38 auf, während es durch den Außenseitenwärmetauscher 38 hindurchtritt (siehe „Wärmeaufnahme“ in 6). Das vierte Solenoidventil 44 ist geschlossen und somit strömt das erste Wärmetauschermedium, das durch den Außenseitenwärmetauscher 38 hindurchgetreten ist und in das Rohr 20 geströmt ist, von der Verbindungsstelle 12C in das Rohr 22 und wird wieder in den Verdichter 30 über die Rohre 22, 14 angesaugt.
Des Weiteren strömt das erste Wärmetauschermedium, das in das Rohr 18 geströmt ist, von der Verbindungsstelle 12D in das Rohr 26 und wird auf einen niedrigen Druck durch das zweite Expansionsventil 46 verringert. Dann verdampft das erste Wärmetauschermedium und kühlt die Luft in der Nähe (Umgebung) des Verdichters 48, während es durch den Verdichter 48 hindurchtritt (siehe „Wärmeaufnahme“ in 6), derart, dass die Luft in der Nähe des Verdampfers 48 entfeuchtet wird. Das erste Wärmetauschermedium, das durch den Verdampfer 48 hindurchgetreten ist, vermischt sich mit dem ersten Wärmetauschermedium, das durch das Rohr 22 geströmt ist, an der Verbindungsstelle 12A und wird wieder in den Verdichter 30 angesaugt.
Während des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs ist die Luftmischtür 90 in der Erwärmungsposition positioniert und wird das Gebläse 86 angetrieben, derart, dass Luft, die durch den Verdampfer 48 gekühlt und entfeuchtet wird, durch die Heizvorrichtung 78 erwärmt wird und zu dem Fahrzeugkabineninnenraum durch die Entlüftungen 84 zugeführt wird. Somit wird in dem frühen Stadium des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs (dem Stadium, bevor sich die Erwärmungsanforderung verringert) der Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb in dem Betriebszustand ausgeführt, der in 6 dargestellt ist.
Es ist anzumerken, dass insbesondere in Fällen, in denen das Entfeuchten-Erwärmen in dem Innenluftumwälzmodus ausgeführt wird, wenn die Fahrzeugkabineninnenraumtemperatur Traum derart ansteigt, dass die Menge an gesättigtem Wasserdampf sich erhöht, sich der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb der Luft in dem Fahrzeugkabineninnenraum als ein Ergebnis eines Wasserdampfs, der in dem Atem der Insassen, dem Schweiß von den Insassen, der Verdampfung einer Kondensation an den Fenstern usw. beinhaltet ist, erhöht. Somit kann sich, wenn die Fahrzeugkabinentemperatur Traum beim Verstreichen der Zeit ansteigt, seit der das Entfeuchten-Erwärmen in dem Innenluftumwälzmodus gestartet worden ist, die Erwärmungsanforderung verringern, während sich die Entfeuchtungsanforderung erhöhen kann.
Wenn die Erwärmungsanforderung (Abweichung ΔT1) relativ zu der Entfeuchtungsanforderung (Abweichung ΔT2) klein (gering) ist, ist die Bestimmung in dem Schritt 216 positiv und geht der Prozess zu einem Schritt 222 über. Es ist anzumerken, dass sich hier die Entfeuchtungsanforderung nicht verringert und somit die Drehzahl des Verdichters 30 in Übereinstimmung mit der Verringerung der Erwärmungsanforderung nicht verringert werden kann. Somit bestimmt in dem Schritt 222 die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, ob das erste Expansionsventil 34 in einem minimalen Ausmaß geöffnet ist oder nicht. In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 222 negativ ist, geht der Prozess zu einem Schritt 224 über. In dem Schritt 224 verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Ventilantriebsbereich 118, um das Öffnungsausmaß des ersten Expansionsventils um ein vorbestimmtes Ausmaß in der Schließrichtung zu ändern, und kehrt der Prozess zu dem Schritt 209 zurück.
Somit verringert sich die Wärmeaufnahmemenge in dem Außenseitenwärmetauscher 38, da sich die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums, das durch den Außenseitenwärmetauscher 38 hindurchtritt verringert. In dem ersten Umwälzweg 12 ist die Wärmemenge, die von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem Kühlwasser in dem ersten Wärmetauscher 32 übertragen wird, die Gesamtsumme der Wärmemenge, die in dem Außenseitenwärmetauscher 38 aufgenommen wird, der Wärmemenge, die in dem Verdampfer 48 aufgenommen wird, und der Arbeit, die durch den Verdichter 30 durchgeführt wird.
Wie in 8 dargestellt ist, bezeichnet zum Beispiel Gr [kg/s] die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem ersten Wärmetauscher 32 und bezeichnet i [kJ/kg] die Enthalpie der Wärmeübertragung (Wärmeableitung) in dem ersten Wärmetauscher 32. Des Weiteren bezeichnet Gro [kg/s] die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 38 und bezeichnet io [kJ/kg] die Enthalpie der Wärmeaufnahme in dem Außenseitenwärmetauscher 38. Des Weiteren bezeichnet Gre [kg/s] die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem Verdampfer 48, bezeichnet ie [kJ/kg] die Enthalpie der Wärmeaufnahme in dem Verdampfer 48 und bezeichnet ic [kJ/kg] die Enthalpie der Verdichtung des ersten Wärmetauschermediums durch den Verdichter 30. Dann ist die Gleichung (1), die nachstehend beschrieben ist, erfüllt. Es ist anzumerken, dass die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem Verdichter 30 gleich wie die Strömungsrate Gr des ersten Wärmetauschermediums in dem ersten Wärmetauscher 32 ist. $Gr \cdot i=Gro \cdot io+Gre \cdot ie+Gr \cdot ic$
Demgemäß verringert sich die Strömungsrate Gro des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 38 derart, dass die linke Seite der Gleichung (1), insbesondere die Wärmeübertragungsmenge von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem Kühlwasser in dem ersten Wärmetauscher 32 sich verringert, wodurch eine Verringerung der Wärmemenge, die durch die Heizvorrichtung 78 abgeleitet wird, ermöglicht wird.
Des Weiteren wird jedes Mal, wenn die Bestimmung in dem Schritt 222 negativ ist, das Öffnungsausmaß des ersten Expansionsventils 34 in dem Schritt 224 derart geändert, dass die Strömungsrate Gro des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 38 sich allmählich verringert. Jedoch ist in Fällen, in denen sich eine Verringerung der Erwärmungsanforderung fortsetzt, obwohl das erste Expansionsventil 34 das minimale Öffnungsausmaß erreicht hat, eine Bestimmung in dem Schritt 222 positiv und geht der Prozess zu einem Schritt 226 über.
In dem Schritt 226 bestimmt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, ob das Solenoidventil 36 geschlossen ist oder nicht. In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 226 negativ ist, geht der Prozess zu einem Schritt 228 über. In dem Schritt 228 verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Ventilantriebsbereich 118, um das erste Solenoidventil 36 zu schließen. Die Steuerungsrate Gro des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 38 wird somit 0 und somit wird der erste Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (1), insbesondere die Wärmeaufnahmemenge in dem Außenseitenwärmetauscher 38, 0. Der Prozess kehrt zu dem Schritt 209 nach dem Prozess des Schritts 228 zurück.
Somit wälzt während dem späten Stadium des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs, nachdem sich die Erwärmungsanforderung verringert hat, das erste Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg 12 entlang des Wegs um, der durch Pfeile E in 7 dargestellt ist. Insbesondere saugt der Verdichter 30 das erste Wärmetauschermedium an und verdichtet es und wird das mit hohem Druck verdichtete erste Wärmetauschermedium flüssig, während Wärme abgeleitet wird (Erwärmung des Kühlwassers an der sekundären Seite in dem ersten Wärmetauscher 32), wenn es durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchtritt (siehe „Wärmeableitung“ in 7). Des Weiteren ist das erste Solenoidventil 36 geschlossen und somit strömt das erste Wärmetauschermedium, das durch den ersten Wärmetauscher 32 hindurchgetreten ist, von der Verbindungsstelle 12B in das Rohr 18.
Das erste Wärmetauschermedium, das in das Rohr 18 geströmt ist, strömt von der Verbindungsstelle 12D in das Rohr 26 und wird auf einen niedrigen Druck durch das zweite Expansionsventil 46 reduziert. Dann verdampft das erste Wärmetauschermedium und kühlt Luft in der Nähe (Umgebung) des Verdampfers 48, wenn das erste Wärmetauschermedium durch den Verdampfer 48 hindurchtritt (siehe „Wärmeaufnahme“ in 7), um dadurch die Luft in der Nähe des Verdampfers 48 zu entfeuchten. Das erste Wärmetauschermedium, das durch den Verdampfer 48 hindurchgetreten ist, wird wieder in den Verdichter 30 über das Rohr 28 angesaugt.
Des Weiteren ist in Fällen, in denen sich eine Verringerung der Erwärmungsanforderung fortsetzt, selbst nachdem das erste Solenoidventil 36 geschlossen ist, eine Bestimmung in dem Schritt 226 positiv und geht der Prozess zu einem Schritt 230 über. In dem Schritt 230 weist die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 an, um das Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils 76 zu erhöhen, und kehrt der Prozess zu dem Schritt 209 zurück.
Es ist anzumerken, dass eine Anweisung zu der Kühlwassersteuerungs-ECU 120 in dem Schritt 230 ein Änderungsausmaß des Öffnungsausmaßes des Strömungsratenregelungsventils 76 anweisen kann oder ein Sollöffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils 76 anweisen kann oder das Änderungsausmaß des Öffnungsausmaßes durch die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 bestimmt werden kann. In Fällen, in denen die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 mit einem Änderungsausmaß des Öffnungsausmaßes des Strömungsratenregelungsventils 76 angewiesen wird, kann das Änderungsausmaß des Öffnungsausmaßes auf einen festgelegten Wert bei Bedarf geändert werden oder kann sich ändern. Des Weiteren kann eine Anweisung zu der Kühlwassersteuerungs-ECU 120 jedes Mal ausgegeben werden, wenn die Bestimmung in dem Schritt 226 positiv ist, oder können Instruktionen zu der Kühlwassersteuerungs-ECU 120 in festgelegten Intervallen ausgegeben werden, während eine Bestimmung in dem Schritt 226 positiv ist.
Wenn die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 eine Anweisung von der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 erhält, verwendet die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 den Ventilantriebsbereich 134, um das Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils 76 zu erhöhen. Das Kühlwasser wird dadurch in dem zweiten Umwälzweg 56 entlang des Wegs umgewälzt, der durch Pfeile F in 7 dargestellt ist.
Insbesondere verzweigt sich das Kühlwasser, das von der WP 68 abgegeben wird, an der Verbindungsstelle 56A und strömt in die Rohre 60, 64. Das Kühlwasser, das in das Rohr 60 geströmt ist, leitet Wärme durch ein Hindurchtreten durch den Kühler 74 ab und strömt dann in das Rohr 62. Es ist anzumerken, dass die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Kühler 74 hindurchtritt, sich erhöht, wenn sich das Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils 76 erhöht, und sich die Wärmemenge, die durch den Kühler 74 abgeleitet wird, einhergehend mit dieser Erhöhung erhöht. Das Kühlwasser, das in das Rohr 64 geströmt ist, wird erwärmt, während es durch die sekundäre Seite des ersten Wärmetauschers 32 hindurchtritt. Wenn das Kühlwasser durch die Heizvorrichtung 78 hindurchtritt, erwärmt das Kühlwasser die Luft in der Nähe (Umgebung) der Heizvorrichtung 8 in der HVAC-Einheit 80 und strömt dann in das Rohr 66. Das Kühlwasser, das in die Rohre 62, 66 geströmt ist, verzweigt sich an der Verbindungsstelle 56B, strömt in das Rohr 58 und wird in die WP 68 angesaugt.
Demgemäß wird während des späten Stadiums des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs ein Teil der Wärme, die von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem Kühlwasser in dem ersten Wärmetauscher 32 übertragen wurde, in den Kühler 74 abgeleitet. Demgemäß wird die Wärmemenge, die durch die Heizvorrichtung 78 abgeleitet wird, gemäß der verringerten Erwärmungsanforderung verringert und wird verhindert, dass sich die Temperatur des Kühlwassers in dem zweiten Umwälzweg 76 außerordentlich erhöht, wodurch eine geeignete Temperatur (eine Temperatur in einem Bereich von zum Beispiel 50°C bis 80°C) aufrechterhalten werden kann und das Arbeitsausmaß in dem ersten Kreislaufbereich gemindert werden kann, wodurch sich der Energieverwendungswirkungsgrad verbessert.
Ein Gleichgewicht von Wärmeaufnahme und Ableitung in dem geschlossenen Kreislauf des Wärmetauschermediumumwälzwegs 302 ermöglicht mit dem Fahrzeugwärmemanagementsystem 300 gemäß dem Vergleichsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, eine frühe Einrichtung eines Kältekreislaufs selbst in Fällen, in denen sich die Erwärmungsanforderung in Bezug auf die Entfeuchtungsanforderung während des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs verringert. Jedoch erfordert in dem Vergleichsbeispiel ein Einrichten eines Kältekreislaufs in einem geschlossenen Kreislauf elektrische Expansionsventile, die für das erste Expansionsventil 326 und das zweite Expansionsventil 338, die vor und nach dem Außenseitenwärmetauscher 330 angeordnet sind, angewandt werden, und erfordert ferner den Sammeltank 320, der ein großes Ausmaß an Raum einnimmt.
Andererseits sind in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem 10A gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Außenseitenwärmetauscher 38 und der Verdampfer 48 parallel geschaltet (verbunden) und wird die Strömungsrate des Kühlmediums, das durch den Verdampfer 48 hindurchtritt, durch das zweite Expansionsventil 46 während eines Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs gesteuert. Dadurch wird eine Anwendung eines mechanischen Expansionsventils als das zweite Expansionsventil 46 ermöglicht und wird eine Reduktion der Kosten und des Raums, der zum Einbau erforderlich ist, ermöglicht, da der Sammeltank nicht mehr notwendig ist.
Des Weiteren erhöht in Fällen, in denen sich die Erwärmungsanforderung relativ zu der Entfeuchtungsanforderung während eines Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs verringert, das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10A das Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils 76, um die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Kühler 74 in dem zweiten Umwälzweg 56 hindurchtritt, zu erhöhen. Somit wird eine Überschusswärme in dem ersten Umwälzweg 12 zu der Seite des zweiten Umwälzwegs 56 durch den ersten Wärmetauscher 32 übertragen und wird Wärme durch den Kühler 74 abgeleitet, wodurch verhindert wird, dass das erste Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg 12 überhitzt.
Des Weiteren verringert in Fällen, in denen die Erwärmungsanforderung relativ zu der Entfeuchtungsanforderung während eines Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs verringert ist, das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10A die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 38, bevor sich die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Kühler 74 hindurchtritt, erhöht. Somit verringert sich die Wärmeaufnahmemenge in dem Außenseitenwärmetauscher 38 wodurch sich die Arbeitsmenge, die durch den Verdichter 30 durchgeführt wird, verringert und sich die Wärmeübertragungsmenge (Wärmeableitung) in dem ersten Wärmetauscher 32 verringert, um eine Verbesserung des Energieverwendungswirkungsgrads zu ermöglichen.
Demgemäß ermöglicht in Fällen, in denen die Erwärmungsanforderung relativ zu der Entfeuchtungsanforderung während eines Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs verringert ist, das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10A eine Anwendung eines Wärmemanagements, das bei Bedarf ausgeführt wird, in einer Gestaltung, deren Kosten niedrig sind und die Platz spart.
Zweites beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend folgt eine Erläuterung eines zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Beschreibung. Es ist anzumerken, dass Abschnitte, die gleich sind wie jene in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und dass deren Erläuterung weggelassen wird, und dass nachstehend nur Abschnitte erläutert sind, die sich von jenen des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels unterscheiden.
Wie in 9 dargestellt ist, ist in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem 10B gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel ein vollständig schließbares elektrisches Expansionsventil 150 auf dem Weg entlang des Rohrs 16 des ersten Umwälzwegs 12 anstelle des ersten Expansionsventils 34 und des ersten Solenoidventils 36 vorgesehen. Ein Solenoidventil 152 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 58 des zweiten Umwälzwegs 56 an einer Position zwischen dem Wärmeerzeugungskörper 70 und dem Wassertemperatursensor 72 vorgesehen. Ein Ende eines Umgehungsrohrs 154 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 58 an einer Position zwischen der WP 68 und dem Wärmeerzeugungskörper 70 verbunden. Das andere Ende des Umgehungsrohrs 154 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 58 an einer Position zwischen dem Solenoidventil 152 und dem Wassertemperatursensor 72 verbunden. Des Weiteren ist auf dem Weg entlang des Rohrs 62 anstelle des Strömungsratenregelungsventils 76 ein elektrisches Thermostat 156 mit einer Ventilöffnungstemperatur, die durch die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 geändert werden kann, vorgesehen.
Wie in 10 dargestellt ist, ist das vollständig schließbare elektrische Expansionsventil 150 mit dem Ventilantriebsbereich 118 verbunden, ist das Solenoidventil 152 mit dem Ventilantriebsbereich 134 verbunden und ist das elektrische Thermostat 156 mit der Kühlwassersteuerungs-ECU 120 verbunden. Es ist anzumerken, dass in dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 und das elektrische Thermostat 156 ein Beispiel eines Strömungsratenänderungsbereichs der vorliegenden Beschreibung sind.
Wie in 11 dargestellt ist, wird verglichen zu dem Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel (5) in dem Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Schritt 201 anstelle des Schritts 200 ausgeführt, ist der Schritt 206 weggelassen und werden Schritte 232 bis 236 anstelle der Schritte 222 bis 230 ausgeführt. Insbesondere liegt in dem Schritt 201 die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 das vollständig schließbare elektrische Expansionsventil 150 auf ein vorbestimmtes Öffnungsausmaß mittels des Ventilantriebsbereichs 118 fest, um den Druck des ersten Wärmetauschermediums zu reduzieren. Des Weiteren verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Ventilantriebsbereich 118, um das erste Solenoidventil 36, das zweite Solenoidventil 40 und das dritte Solenoidventil 42 zu öffnen und um das vierte Solenoidventil 44 zu schließen.
Wenn sich die Erwärmungsanforderung relativ zur der Entfeuchtungsanforderung während des Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebs verringert, ist eine Bestimmung in dem Schritt 216 positiv und geht der Prozess zu dem Schritt 232 über. In dem Schritt 232 bestimmt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, ob das vollständig schließbare elektrische Expansionsventil 150 vollständig geschlossen ist oder nicht. In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 232 negativ ist, schreitet der Prozess zu einem Schritt 234 voran. In dem Schritt 234 verwendet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Ventilantriebsbereich 118, um das Öffnungsausmaß des vollständig schließbaren elektrischen Expansionsventils 150 mit einem vorbestimmten Ausmaß in der Schließrichtung zu ändern, und kehrt der Prozess zu dem Schritt 209 zurück. Somit verringert sich die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 32 und verringert sich die Wärmeübertragungsmenge von dem ersten Wärmetauschermedium zu dem Kühlwasser in dem ersten Wärmetauscher 32, wodurch sich die Wärmemenge, die durch die Heizvorrichtung 78 abgeleitet wird, verringert.
Jedes Mal, wenn die Bestimmung in dem Schritt 232 negativ ist, wird das Ausmaß des vollständig schließbaren elektrischen Expansionsventils 150 in einem Schritt 234 geändert. Jedoch ist in Fällen, in denen sich eine Verringerung der Erwärmungsanforderung fortsetzt, selbst nachdem das vollständig schließbare elektrische Expansionsventil 150 vollständig geschlossen ist, die Bestimmung in dem Schritt 232 positiv und geht der Prozess zu einem Schritt 236 über. In dem Schritt 236 weist die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 an, um die Ventilöffnungstemperatur des elektrischen Thermostats 156 zu verringern, und kehrt der Prozess zu dem Schritt 209 zurück.
Wenn eine Anweisung durch die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 erfolgt, verringert die Kühlwassersteuerungs-ECU 120 die Ventilöffnungstemperatur des elektrischen Thermostats 156. Somit öffnet das elektrische Thermostat 156 in einem früheren Stadium als in den Fällen, in denen die Ventilöffnungstemperatur des elektrischen Thermostats nicht geändert wird, und wird Wärme durch das Kühlwasser, das durch den Kühler 74 des zweiten Umwälzwegs 56 hindurchtritt, abgeleitet.
Das Weiteren ist die Kühlwassermanagementvorrichtung des Fahrzeugwärmemanagementsystems 10B mit dem Solenoidventil 152 und dem Umgehungsrohr 154 in dem zweiten Umwälzweg 56 vorgesehen. Somit schließt das Solenoidventil 152 während eines Warmlaufens des Wärmeerzeugungskörpers 70, um somit die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Wärmeerzeugungskörper 70 hindurchtritt, mit 0 festzulegen. Das Warmlaufen des Wärmeerzeugungskörpers 70 wird dadurch in einer kurzen Zeitdauer verglichen zu Fällen abgeschlossen, in denen das Kühlwasser durch den Wärmeerzeugungskörper 70 hindurchtritt.
Drittes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend folgt eine Erläuterung eines dritten beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Beschreibung. Es ist anzumerken, dass Abschnitte, die gleich sind wie jene in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und dass deren Erläuterung weggelassen wird, und dass nachstehend nur Abschnitte erläutert sind, die sich von jenen des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels unterscheiden.
Wie in 12 dargestellt ist, ist ein Fahrzeugwärmemanagementsystem 10C gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel mit einem Solenoidventil 152 auf dem Weg entlang des Rohrs 58 des zweiten Umwälzwegs 56 vorgesehen. Ein Ende eines Umgehungsrohrs 158 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 64 an einer Position zwischen der Verbindungsstelle 56A und dem ersten Wärmetauscher 32 verbunden. Das andere Ende des Umgehungsrohrs 158 ist mit einem Dreiwegeventil 160 verbunden, das auf dem Weg entlang des Rohrs 66 vorgesehen ist. Der Wassertemperatursensor 72 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 64 zwischen der Verbindungsstelle zwischen dem Rohr 64 und dem Umgehungsrohr 158 und dem ersten Wärmetauscher 32 vorgesehen.
Das Dreiwegeventil 160 verbindet wahlweise das Rohr des Rohrs 66 an der Seite der Heizvorrichtung 78 des Dreiwegeventils 160 mit entweder dem Rohr des Rohrs 66 an der entgegengesetzten Seite des Dreiwegeventils 160 mit der Heizvorrichtung 78 oder mit dem Umgehungsrohr 158. Eine zweite WP 162 ist auf dem Weg entlang des Umgehungsrohrs 158 vorgesehen. Ein mechanisches Thermostat 164 ist auf dem Weg entlang des Rohrs 62 anstelle des Strömungsratenregelungsventils 76 vorgesehen. In dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das mechanische Thermostat 164 ein Beispiel eines Strömungsratenänderungsbereichs der vorliegenden Beschreibung.
Wie in 13 dargestellt ist, ist die zweite WP 162 mit dem WP-Antriebsbereich 130 verbunden und sind das Solenoidventil 152 und das Dreiwegeventil 160 jeweils mit dem Ventilantriebsbereich 134 verbunden. Während eines Warmlaufens des Wärmeerzeugungskörpers 70 schaltet das Dreiwegeventil 160 zwischen einer Verbindung des Rohrs des Rohrs 66 an der Seite der Heizvorrichtung 78 des Dreiwegeventils 160 mit dem Umgehungsrohr 158 und einer Verbindung des Rohrs 66, wo das Rohr 66 an der entgegengesetzten Seite des Dreiwegeventils 160 zu der Heizvorrichtung 78 liegt, mit dem Umgehungsrohr 158 um, nachdem das Warmlaufen abgeschlossen worden ist. Das Warmlaufen des Wärmeerzeugungskörpers 70 wird dadurch in einer kurzen Zeitdauer verglichen zu Fällen abgeschlossen, in denen das Kühlwasser durch den Wärmeerzeugungskörper 70 hindurchtritt.
Der Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess, der in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel erläutert ist (1), nur in dem Punkt, dass die Schritte 206, 230 weggelassen sind und somit der Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebsprozess gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. In dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel führt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 insbesondere keinen Prozess in Fällen aus, in denen sich eine Verringerung der Erwärmungsanforderung fortsetzt, selbst nachdem das erste Solenoidventil 36 geschlossen ist. Somit erhöhen sich in Fällen, in denen das mechanische Thermostat 164 geschlossen ist, jeweils die Temperatur des ersten Wärmetauschermediums, das in dem ersten Umwälzweg 12 umwälzt, und die Temperatur des Kühlwassers, das in dem zweiten Umwälzweg 56 umwälzt.
Jedoch öffnet, wenn die Temperatur des Kühlwassers die Ventilöffnungstemperatur des mechanischen Thermostats 164 erreicht, das mechanische Thermostat 164 und wird Wärme als ein Ergebnis des Kühlens des Wassers abgeleitet, das durch den Kühler 74 des zweiten Umwälzwegs 56 hindurchtritt. Der Temperatur des ersten Wärmetauschermediums, das in dem ersten Umwälzweg 12 umwälzt, und die Temperatur des Kühlwassers, das in dem Umwälzweg 56 umwälzt, verringern sich demgemäß. In dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel wird das mechanische Thermostat 164 als der Strömungsratenänderungsbereich angewandt, wodurch eine Vereinfachung der Gestaltung des Fahrzeugwärmemanagementsystems 10C realisiert werden kann.
Es ist anzumerken, dass in dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel in Fällen, in denen sich eine Verringerung der Erwärmungsanforderung fortsetzt, selbst nachdem das erste Solenoidventil 36 geschlossen ist, die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 einen Prozess zum Ändern der Position der Luftmischtür 90 ausführen kann, um die Temperatur der Luft, die zu dem Fahrzeugkabineninnenraum zugeführt wird, zu verringern.
Viertes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend folgt eine Erläuterung eines vierten beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Beschreibung. Es ist anzumerken, dass Abschnitte, die gleich sind wie jene in dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und dass deren Erläuterung weggelassen wird, und dass nachstehend nur Abschnitte erläutert sind, die sich von jenen des zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels unterscheiden.
Wie in 14 dargestellt ist, weist ein Fahrzeugwärmemanagementsystem 10D gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel ein fünftes Solenoidventil 170, das auf dem Weg entlang des Rohrs 26 vorgesehen ist, an einer Position zwischen der Verbindungsstelle 12D und dem zweiten Expansionsventil 46 auf. Des Weiteren zusätzlich zu den Enden der Rohre 18, 24 und 26 ein Ende eines Rohrs 172 auch mit der Verbindungsstelle 12D des ersten Umwälzwegs 12 verbunden. Das andere Ende des Rohrs 172 ist mit einer Wärmetauschermediumeinströmungsseite eines dritten Wärmetauschers 178 verbunden. Ein sechstes Solenoidventil 174 und ein zweites Expansionsventil 176 sind der Reihe nach entlang des Rohrs 172 vorgesehen.
Der dritte Wärmetauscher 178 ist benachbart zu einer Batterie (nicht dargestellt in den Zeichnungen), die in dem Fahrzeug eingebaut ist, angeordnet und in Fällen, in denen die Temperatur der Batterie ein vorbestimmter Wert oder größer ist, nimmt der dritte Wärmetauscher 178 Wärme von der Batterie auf, um die Batterie zu kühlen. Der dritte Wärmetauscher 178 ist ein Beispiel eines Wärmeaufnahmebereichs der vorliegenden Beschreibung. Ein Ende eines Rohrs 180 ist mit einer Wärmetauschermediumausströmungsseite des dritten Wärmetauschers 178 verbunden. Das andere Ende des Rohrs 180 ist mit dem Rohr 28 an einer Verbindungsstelle 12E verbunden, die auf dem Weg entlang des Rohrs 28 vorliegt.
Wie in 15 dargestellt ist, sind das fünfte Solenoidventil 170, das sechste Solenoidventil 174 und das zweite Expansionsventil 176 jeweils mit dem Ventilantriebsbereich 118 verbunden. Des Weiteren ist eine Batteriemanagement-ECU 182 mit dem Bus 100 verbunden. Ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Batterie ist mit der Batteriemanagement-ECU 182 verbunden und in Fällen, in denen die Temperatur der Batterie, die durch den Temperatursensor erfasst wird, der vorbestimmte Wert oder größer ist, gibt der Temperatursensor eine Batteriekühlanforderung zu der Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 aus.
Die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel erwärmt den Fahrzeugkabineninnenraum gemäß einer Anweisung über den Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 und führt den Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetriebsprozess, der in 16 dargestellt ist, in Fällen aus, in denen zumindest ein Entfeuchten des Fahrzeugkabineninnenraums oder ein Kühlen der Batterie ausgeführt werden soll. Der Zustand zum Erwärmen des Fahrzeugkabineninnenraums und das Ausführen von zumindest der Entfeuchtung des Fahrzeugkabineninnenraums oder des Kühlens der Batterie ist nachstehend als ein Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetrieb bezeichnet.
In dem Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetriebsprozess führt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den Prozess in dem Schritt 201 aus, wobei darauffolgend in einem Schritt 240 bestimmt wird, ob eine Entfeuchtung des Fahrzeugkabineninnenraums über den Klimaanlagenbetriebs-/Anzeigebereich 136 angefordert wird/ist oder nicht. In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 240 positiv ist, geht der Prozess zu einem Schritt 242 über und öffnet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 das fünfte Solenoidventil 170 mittels des Ventilantriebsbereichs 118. Wenn dies ausgeführt wird, strömt das erste Wärmetauschermedium von der Verbindungsstelle 12D in das Rohr 26 und wird eine Wärmeaufnahme (Entfeuchtung) in dem Verdampfer 48 ausgeführt. In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 242 negativ ist, geht der Prozess zu einem Schritt 244 über und schließt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 das fünfte Solenoidventil 170 mittels des Ventilantriebsbereichs 188. Wenn dies ausgeführt wird, wird keine Wärmeaufnahme in dem Verdampfer 48 ausgeführt.
In einem Schritt 246 bestimmt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, ob die Batteriemanagement-ECU 182 eine Kühlung für die Batterie anfordert oder nicht. In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 246 positiv ist, geht der Prozess zu einem Schritt 248 über und öffnet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 das sechste Solenoidventil 174 mittels des Ventilantriebsbereichs 118. Wenn dies ausgeführt wird, strömt das erste Wärmetauschermedium von der Verbindungsstelle 12D in das Rohr 172 und wird eine Wärmeaufnahme von der Batterie (ein Batteriekühlen) durch den dritten Wärmetauscher 178 ausgeführt. In Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 246 negativ ist, geht der Prozess zu einem Schritt 250 über und schließt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 das sechste Solenoidventil 174 mittels des Ventilantriebsbereichs 118. Wenn dies ausgeführt wird, wird eine Wärmeaufnahme von der Batterie durch den dritten Wärmetauscher 178 nicht ausgeführt. Es ist anzumerken, dass in dem Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetriebsprozess in 16 die Bestimmung von zumindest einem der Schritte 240, 246 positiv ist.
Nach dem Ausführen des Prozesses des Schritts 208 berechnet in einem Schritt 252 die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Drehzahl Nh des Verdichters 30 gemäß der Erwärmungsanforderung (Abweichung ΔT1 = Tw_tgt - Tw) gleich wie in den Schritten 209, 210, die in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel beschrieben sind. In dem nächsten Schritt 253 berechnet die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 die Drehzahl Nj des Verdichters 30 gemäß der Entfeuchtungsanforderung (Abweichung ΔT2 = Te - T1) gleich wie in den Schritten 212, 213, die in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel beschrieben sind. In einem Schritt 254 liegt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 eine Abweichung ΔT3 einer Batterieeinstellungstemperatur, die von der erfassten Batterietemperatur subtrahiert wird, als die Batteriekühlungsanforderung fest und berechnet eine Drehzahl Nc des Verdichters 30 gemäß der Batteriekühlungsanforderung (Abweichung ΔT3).
In dem nächsten Schritt 255 wählt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 den maximalen Wert aus der Drehzahl Nh, die in dem Schritt 252 berechnet wird, der Drehzahl Nj, die in dem Schritt 253 berechnet wird, und der Drehzahl Nc aus, die in dem Schritt 254 berechnet wird. Die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102 verwendet dann den Verdichterantriebsbereich 112 um den Verdichter 30 mit der Drehzahl korrespondierend zu dem maximalen Wert aus den Drehzahlen Nh, Nj und Nc anzutreiben. Ein Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetrieb wird dadurch gestartet.
In einem Schritt 256 bestimmt die Klimaanlagensteuerungs-ECU 102, ob der Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetrieb abgeschlossen worden ist oder nicht. In Fällen, in denen das Erwärmen des Fahrzeugkabineninnenraums abgeschlossen worden ist oder die Wärmeaufnahme durch den Verdampfer 48 und den dritten Wärmetauscher 178 abgeschlossen worden ist, ist die Bestimmung in dem Schritt 156 positiv, und in derartigen Fällen wird der Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetriebsprozess abgeschlossen (beendet). Des Weiteren geht in Fällen, in denen die Bestimmung in dem Schritt 256 negativ ist, der Prozess zu dem Schritt 216 über und wird der Prozess von dem Schritt 216 weiter ausgeführt gleich wie in dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
Es ist anzumerken, dass die Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung nicht auf die Gestaltungen, die in den ersten bis vierten beispielhaften Ausführungsbeispielen beschrieben sind, beschränkt ist. Zum Beispiel können das dritte Solenoidventil 42 und das vierte Solenoidventil 44 durch ein einzelnes Dreiwegeventil, das in der Verbindungsstelle 12C angeordnet ist, ersetzt werden. Des Weiteren können zum Beispiel das zweite Solenoidventil 40 und das zweite Expansionsventil 46 des ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispiels, das fünfte Solenoidventil und das zweite Expansionsventil 46 des vierten beispielhaften Ausführungsbeispiels, und das sechste Solenoidventil 174 und das zweite Expansionsventil 176 des vierten beispielhaften Ausführungsbeispiels durch ein einzelnes, vollständig schließbares elektrisches Expansionsventil ersetzt werden. Die verschiedenen Ventile, die in den Gestaltungen, die in dem ersten bis vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel beschrieben sind, umfasst sind, können mit anderen Ventilen, die dieselbe Funktionalität haben, ersetzt werden.
Des Weiteren sind Ausführungsbeispiele erläutert worden, in denen in Fällen, in denen die Erwärmungsanforderung in einem Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb oder einem Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetrieb verringert wird, die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 38 verringert wird und dann die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem Kühler 74 erhöht wird. Jedoch umfasst der Schutzumfang der vorliegenden Beschreibung Ausführungsbeispiele, in denen in Fällen, in denen die Erwärmungsanforderung in einem Entfeuchtungs-Erwärmungsbetrieb oder einem Wärmeaufnahme-Erwärmungsbetrieb verringert wird, die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem Kühler 74 erhöht wird und dann die Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem Außenseitenwärmetauscher 38 verringert wird.
Eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung weist einen ersten Kreislaufbereich, einen zweiten Kreislaufbereich und einen Strömungsratenänderungsbereich auf. Der erste Kreislaufbereich ist an einem ersten Strömungsweg eines ersten Umwälzwegs vorgesehen und wälzt ein erstes Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg um, wobei der erste Strömungsweg einen ersten Wärmetauscher durchtritt, ein zweiter Strömungsweg ein erstes Expansionsventil und einen zweiten Wärmetauscher durchtritt, und ein dritter Strömungsweg ein zweites Expansionsventil und einen Wärmeaufnahmebereich durchtritt. Der zweite Kreislaufbereich wälzt ein zweites Wärmetauschermedium in einem zweiten Umwälzweg um, der durch einen vierten Strömungsweg, der einen Wärmeerzeugungskörper durchtritt, einen fünften Strömungsweg, der einen Kühler durchtritt, und einen sechsten Strömungsweg, der einen Wärmeableitungsbereich und den ersten Wärmetauscher durchtritt, gebildet ist. Der Strömungsratenänderungsbereich erhöht eine Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013244844 A [0002, 0003, 0005]

Claims

Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein erster Kreislaufbereich, der an einem ersten Strömungsweg eines ersten Umwälzwegs vorgesehen ist und der ein erstes Wärmetauschermedium in dem ersten Umwälzweg umwälzt, wobei der erste Strömungsweg eine primäre Seite eines ersten Wärmetauschers durchtritt, der Wärme zwischen der primären Seite und einer sekundären Seite tauschen kann, und der parallel geschaltet zu einem zweiten Strömungsweg, der ein erstes Expansionsventil und einen zweiten Wärmetauscher, der an einer Kabinenaußenseite angeordnet ist, durchtritt, und zu einem dritten Strömungsweg ist, der ein zweites Expansionsventil und einen Wärmeaufnahmebereich, der innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet ist, durchtritt; einen zweiten Kreislaufbereich, der ein zweites Wärmetauschermedium in einem zweiten Umwälzweg umwälzt, der durch einen vierten Strömungsweg, der einen Wärmeerzeugungskörper des Fahrzeugs durchtritt, einen fünften Strömungsweg, der einen Kühler durchtritt, und einen sechsten Strömungsweg, der einen Wärmeableitungsbereich, der innerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, und die sekundäre Seite des ersten Wärmetauschers durchtritt, gebildet ist, wobei der vierte Strömungsweg, der fünfte Strömungsweg und der sechste Strömungsweg parallel geschaltet zueinander sind; und einen Strömungsratenänderungsbereich, der in Fällen, in denen sich von einem ersten Zustand, in dem ein Wärmeaustausch in dem ersten Wärmetauscher ausgeführt wird, eine Wärmeaufnahme in dem zweiten Wärmetauscher und dem Wärmeaufnahmebereich ausgeführt wird, und eine Wärmeableitung in dem Wärmeableitungsbereich ausgeführt wird, eine Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu einer Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, eine Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg des zweiten Umwälzwegs erhöht.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Strömungsratenänderungsbereich Folgendes aufweist: einen ersten Strömungsratenregelungsbereich, der die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg des zweiten Umwälzwegs regeln kann; und einen ersten Steuerungsbereich, der in Fällen, in denen sich von dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, den ersten Strömungsratenregelungsbereich steuert, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: der erste Strömungsratenregelungsbereich ein Strömungsratenregelungsventil aufweist, das an dem fünften Strömungsweg vorgesehen ist; und der erste Steuerungsbereich ein Öffnungsausmaß des Strömungsratenregelungsventils erhöht, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: der erste Strömungsratenregelungsbereich ein elektrisches Thermostat aufweist, das an dem fünften Strömungsweg vorgesehen ist und das eine Ventilöffnungstemperatur ändern kann; und der erste Steuerungsbereich die Ventilöffnungstemperatur des elektrischen Thermostats verringert, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Strömungsratenänderungsbereich ein mechanisches Thermostat aufweist, das an dem fünften Strömungsweg vorgesehen ist.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die des Weiteren einen zweiten Steuerungsbereich aufweist, der in Fällen, in denen sich in dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, das erste Expansionsventil steuert, um entweder eine Strömungsrate oder ein Umwälzen des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg des ersten Umwälzwegs zu verringern bzw. zu stoppen.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, die des Weiteren einen zweiten Steuerungsbereich aufweist, der in Fällen, in denen sich in dem ersten Zustand die Wärmeableitungsanforderung in dem Wärmeableitungsbereich relativ zu der Wärmeaufnahmeanforderung in dem Wärmeaufnahmebereich verringert hat, das erste Expansionsventil steuert, um eine Strömungsrate des ersten Wärmetauschermediums in dem zweiten Strömungsweg des ersten Umwälzwegs zu verringern, bevor der erste Steuerungsbereich den ersten Strömungsratenregelungsbereich steuert, um die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem fünften Strömungsweg zu erhöhen.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: der Wärmeerzeugungskörper eine Brennkraftmaschine umfasst, die in dem Fahrzeug eingebaut ist; und der zweite Umwälzweg einen Umgehungsströmungsweg, der die Brennkraftmaschine umgeht, und einen zweiten Strömungsratenregelungsbereich aufweist, der die Strömungsrate des zweiten Wärmetauschermediums in dem vierten Strömungsweg regeln kann.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der Wärmeaufnahmebereich einen Verdampfer aufweist, der gemeinsam mit dem Wärmeableitungsbereich in einem Kanal angeordnet ist, durch den eine Luftströmung, die in eine Fahrzeugkabine zugeführt wird, hindurchtritt; und der erste Zustand einen Entfeuchtungs-Erwärmungsbetriebszustand aufweist, in dem eine Luftströmung, die durch den Verdampfer entfeuchtet worden ist und durch den Wärmeableitungsbereich erwärmt worden ist, in die Fahrzeugkabine zugeführt wird.
Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Wärmeableitungsbereich einen dritten Wärmetauscher zum Kühlen einer Batterie, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, aufweist.