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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugkältemittelsysteme und insbesondere auf das Steuern einer Wärmeausgabe von korrespondierenden Kondensatoren.
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HINTERGRUND
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Die Hintergrundbeschreibung, die nachstehend vorgesehen ist, dient zum Zweck des allgemeinen Darstellens des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der genannten Erfinder in dem Ausmaß, in dem es in diesem Hintergrundbereich beschrieben ist, sowie die Gesichtspunkte der Beschreibung, die nicht anderweitig als Stand der Technik zum Einreichzeitpunkt zu qualifizieren sind, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung anzuerkennen.
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Für Elektrofahrzeuge ist es erforderlich, dass Kältemittelsysteme (insbesondere Wärmepumpensysteme) eine Kabinenklimasteuerung und ein Antriebsstrangkühlen (z.B. das Kühlen eines Batteriepakets, von Leistungselektroniken und/oder anderen elektronischen Komponenten) vorzusehen. Im Winter (oder während kalten Temperaturbedingungen) kann ein Kabinenkondensator erforderlich sein, um ein Kältemittel bei zumindest 40°C zu kondensieren, um ausreichend warme Luft zum Erwärmen (Heizen) der Kabine zuzuführen. Wenn die Temperatur des Kältemittels kleiner ist als 40°C, kann der Kabinenkondensator nicht genügend Wärme ausgeben (abgeben), um Kabinenerwärmungsanforderungen zu erfüllen. Wenn es, während der Kabinenkondensator verwendet wird, um warme Luft zuzuführen, erforderlich ist, einen Außenkondensator zum Zweck des Antriebsstrangkühlens zu verwenden, wird nahezu die gesamte Wärmekapazität des Kältemittelsystems an dem Außenkondensator vorgesehen. Dies ist deswegen so, da der Außenkondensator viel größer ist als der Kabinenkondensator. Ferner ist eine Luftströmungsrate durch den Außenkondensator viel höher als eine Luftströmungsrate durch den Kabinenkondensator. Als Ergebnis kann das Kältemittelsystem nicht in der Lage sein, einen Kabinenkomfort bereitzustellen (z.B. eine Lufttemperatur in der Kabine auf eine festgelegte Temperatur einzustellen), während das Antriebsstrangkühlen vorgesehen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Kältemittelsystem für ein Fahrzeug ist vorgesehen. Das Kältemittelsystem weist einen Innenkondensatorkreislauf, einen Außenkondensatorkreislauf und ein Steuerungsgerät auf. Der Innenkondensatorkreislauf weist ein erstes Einlassventil, das gestaltet ist, um einen ersten Teil (Anteil) eines Kältemittels aus einem Verdichter zu erhalten, und einen Kabinenkondensator auf, der gestaltet ist, um den ersten Teil des Kältemittels von dem ersten Einlassventil zu erhalten und um den ersten Teil des Kältemittels zu kondensieren, während ein Innenraum einer Kabine des Fahrzeugs erwärmt (geheizt, beheizt) wird. Der Außenkondensatorkreislauf weist Folgendes auf: ein zweites Einlassventil, das gestaltet ist, um einen zweiten Teil (Anteil) des Kältemittels aus dem Verdichter zu erhalten; einen Außenkondensator, der gestaltet ist, um den zweiten Teil des Kältemittels von dem zweiten Einlassventil zu erhalten und um den zweiten Teil des Kältemittels zu verdichten; ein Reservoir stromabwärtig von dem Kabinenkondensator und dem Außenkondensator, das gestaltet ist, um den ersten Teil des Kältemittels und den zweiten Teil des Kältemittels zu erhalten; einen Außennebenkühlungswärmetauscher stromabwärtig von dem Reservoir; und ein Bypassventil, das parallelgeschaltet mit dem Außennebenkühlungswärmetauscher verbunden ist. Der Außennebenkühlungswärmetauscher und das Bypassventil erhalten jeweilige Teile (Anteile) des Kältemittels von dem Reservoir. Das Steuerungsmodul ist gestaltet, um Positionen des ersten Einlassventils, des zweiten Einlassventils und des Bypassventils zu steuern.
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In weiteren Merkmalen ist ein Außenkondensatorkreislauf für ein Fahrzeug vorgesehen. Der Außenkondensatorkreislauf weist Folgendes auf: einen Außenkondensator, der gestaltet ist, um einen ersten Teil (Anteil) eines Kältemittels in einem Kältemittelsystem von einem Außenkondensatoreinlassventil zu erhalten; ein Reservoir, das gestaltet ist, um den ersten Teil des Kältemittels von dem Außenkondensator und einen zweiten Teil (Anteil) des Kältemittels in dem Kältemittelsystem von einem Kabinenkondensator zu erhalten; einen Außennebenkühlungswärmetauscher, der gestaltet ist, um einen dritten Teil (Anteil) des Kältemittels von dem Reservoir zu erhalten und um den dritten Teil des Kältemittels zu einem oder mehreren Expansionsventilen auszugeben (abzugeben); und ein Bypassventil, wobei eine Position des Bypassventils zu (i) einer Kältemittelmenge, die von dem Reservoir ausgegeben (abgegeben) wird und den Außennebenkühlungswärmetauscher umgeht, und (ii) einer Kabinenerwärmungsmenge (Kabinenwärmemenge, Kabinenheizmenge) in dem Fahrzeug korrespondiert.
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In anderen Merkmalen ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelsystems für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Verfahren weist Folgendes auf: Erfassen von Ausgaben von Sensoren; Bestimmen auf der Grundlage der Ausgaben der Sensoren, ob eine Kabine des Fahrzeugs zu erwärmen (heizen, beheizen) ist, und Bestimmen einer Kühlmenge für einen Antriebsstrang des Fahrzeugs; und, während die Kabine erwärmt (geheizt, beheizt) wird, Öffnen und Einstellen eines Kabinenkondensatoreinlassventils auf der Grundlage der Ausgaben der Sensoren. Das Verfahren weist des Weiteren Folgendes auf: Schließen, während eine erste Kühlmenge an dem Antriebsstrang vorgesehen wird, die kleiner ist als eine vorbestimmte Menge, eines Außenkondensatoreinlassventils eines Außenkondensators und Einstellen einer Position eines Bypassventils, wobei eine Position des Bypassventils zu einer Kältemittelmenge korrespondiert, die einen Außennebenkühlungswärmetauscher umgeht und von einem Reservoir zu dem Bypassventil hindurchtritt. Der Außennebenkühlungswärmetauscher ist stromabwärtig von dem Außenkondensator angeordnet. Das Verfahren weist des Weiteren Folgendes auf: Öffnen, während eine zweite Kühlmenge an dem Leistungsstrang vorgesehen wird, die größer ist als oder gleich ist wie die vorbestimmte Menge, des Außenkondensatoreinlassventils und Schließen des Bypassventils.
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Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich zur beispielhaften Darstellung und sie sind nicht beabsichtigt, um den Schutzumfang der Offenbarung einzuschränken.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung ist aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständig entnehmbar, in denen Folgendes gezeigt ist:
- 1 ist ein Funktionsblockschaubild eines Beispiels eines Fahrzeugs mit einem Kältemittelsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Funktionsblockschaubild eines Beispiels des Kältemittelsystems von 1;
- 3 ist ein Funktionsblockschaubild eines Außenkondensatorkreislaufs mit einem Bypasskreislauf jenseits eines Außennebenkühlungswärmetauschers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist ein Funktionsblockschaubild eines Außenkondensatorkreislaufs mit einem Bypasskreislauf jenseits eines Außennebenkühlungswärmetauschers und eines Reservoirs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 5 ist ein Funktionsblockschaubild eines Außenkondensatorkreislaufs mit einem Bypassventil, das in einem Reservoir aufgenommen (angeordnet) ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
- 6 stellt ein Verfahren zum Betreiben des Kältemittelsystems von 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung dar.
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In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu bezeichnen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es gibt Wärmepumpensysteme, die eine Wärmekapazität (Erwärmungskapazität, Heizkapazität) bei sowohl einem Kabinenkondensator als auch einen Außenkondensator genau steuern können. Die Wärmepumpensysteme verwenden zwei elektrische Expansionsventile, stellen einen Sammlerkreis (-kreislauf) bereit, weisen komplizierte Steuerungslogiken auf und haben eine höhere Kältemittelabgabemenge als üblich. Als Ergebnis sind die Wärmepumpensysteme teuer. Der Sammelkreis dient zum Sammeln von Kältemittel in einem Reservoir zwischen einem Verdampfer und einem Verdichter. Der Sammelkreis weist eine schlechtere Klimaanlagenleistung (A/C-Leistung) im Sommer (oder bei hohen Temperaturbedingungen) auf als ein Erhaltungskreis (-kreislauf), der Kältemittel aus Kondensatoren in einem Reservoir als aus einem Verdampfer sammeln kann.
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Die Beispiele, die nachstehend beschrieben sind, umfassen Kältemittelsysteme (z.B. Wärmepumpensysteme), die betreibbar sind, um ein Kabinenerwärmen (Kabinenheizen) vorzusehen, während ein Antriebsstrangkühlen (Kühlen eines Antriebsstrangs) vorgesehen wird. Die Beispiele steuern genau die Wärmekapazitäten (Erwärmungskapazitäten, Heizkapazitäten) einer Kabine und von Außenkondensatoren, um sowohl einen Kabinenkomfort als auch ein angefordertes Antriebsstrangkühlen zu erzielen. Eine genaue Wärmekapazitätssteuerung bei sowohl dem Kabinenkondensator als auch dem Außenkondensator ist insbesondere während niedrigen Umgebungstemperaturbedingungen vorgesehen. Ferner wird ein Erhaltungskreis (-kreislauf) derart verwendet, dass eine A/C-Leistung während heißen Umgebungstemperaturbedingungen nicht beeinträchtigt wird.
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Die offenbarten Beispiele ermöglichen ferner Kältemittelabgabemengen, die kleiner sind als in früheren Kältemittelsystemtechniken. Dies ist deswegen so, da die vorgesehenen Beispiele einen Außenkondensator während kalten Betriebsbedingungen nicht verwenden. Ein Außenkondensator kann viel größer sein als ein Kabinenkondensator und kann somit mehr Kältemittel halten (aufnehmen). Eine Kältemittelmenge, die in einem Kältemittelsystem gefüllt ist, basiert üblicherweise auf einem „Worst Case“-Szenario. Ein „Worst Case“-Szenario kann während kalten Betriebsbedingungen auftreten, wenn ein Antriebsstrangkühlen angefordert wird und auch eine maximale Wärmeausgaberate eines Kabinenkondensators angefordert wird. Somit kann, wenn der Außenkondensator während der kalten Betriebsbedingungen nicht erforderlich ist, das Kältemittel mit einer kleineren (geringeren) Kältemittelmenge gefüllt sein (werden).
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Die Beispiele umfassen einzelne Kältemittelsystemgestaltungen, die die vorstehend beschriebene genaue Steuerung einer Kabinenerwärmung, eine Abfuhr von übermäßiger Wärme über einen Außennebenkühlungswärmetauscher und/oder einen Außenkondensator und ein Antriebsstrangkühlen erreichen. Mehrere Komponenten können in einem Außenkondensator und/oder einem korrespondierenden Kondensatorkreislauf integriert sein.
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Die Beispiele können bei Elektrofahrzeugen angewandt werden (sind jedoch nicht darauf beschränkt) und weisen zwei Kondensatoren auf; einer ist ein Kabinenkondensator, der verwendet wird, um eine Wärme in einer Kabine bereitzustellen, und der andere ist ein Außenkondensator, der eine überschüssige Wärme zu Umgebungen eines Fahrzeugs abführt (abgibt). Die Beispiele steuern genau eine Wärmemenge, die in einer Kabine vorgesehen wird, um einen Komfort für einen Menschen zu erreichen, während zusätzliche Wärmemengen zu den Umgebungen über den Außenkondensator freigegeben werden.
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1 zeigt ein Fahrzeug 100, das eine Kabine 102, ein Kältemittelsystem 104 und einen Antriebsstrang 106 aufweist. Eine Wärmeventilations- und Klimaanlagenbaugruppe (HVAC-Baugruppe) 108 kann in der Kabine 102 angeordnet sein. Die HVAC-Baugruppe 108 kann eine oder mehrere Türen 110 (d.h. HVAC-Türen bzw. Klappen), die durch Stellglieder 112 (z.B. Motoren, Luftpumpen etc.) betrieben (betätigt) werden, einen ersten Verdampfer (oder Kabinenverdampfer) 114, ein erstes Gebläse (einen ersten Lüfter) 116 und einen Kabinenkondensator 118 aufweisen. Die Stellglieder 112 und das erste Gebläse 116 werden durch ein Steuerungsmodul 120 auf der Grundlage von Signalen von Sensoren 122 und einer Eingabevorrichtung 123 gesteuert. In einem Ausführungsbeispiel ist eine der Türen (Klappen) 110 zwischen dem ersten Gebläse 116 und dem ersten Verdampfer 114 angeordnet und wird verwendet, um eine Luftmenge zu steuern, die durch den ersten Verdampfer 114 und/oder den Kabinenkondensator 118 hindurchtritt. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist eine der Türen 110 zwischen dem ersten Verdampfer 114 und dem Kabinenkondensator 118 angeordnet und wird verwendet, um eine Luftmenge einzustellen, die von einem ersten Verdampfer 114 zu dem Kabinenkondensator 118 hindurchtritt.
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Die Sensoren 122 können Folgendes aufweisen: Temperatursensoren, wie z.B. Umgebungstemperatursensoren, Kabinentemperatursensoren, Kältemittelsystemkältemitteltemperatursensoren, Lufttemperatursensoren, Antriebsquellentemperatursensoren, etc.; und weitere Sensoren wie z.B. einem Feuchtigkeitssensor. Die Eingabevorrichtung 123 kann ein Display, eine Tastatur, eine Wählscheibe, einen Schalter und/oder eine andere Eingabevorrichtung sein. Als ein Beispiel kann die Eingabevorrichtung 123 verwendet werden, um eine Entfeuchtung der Kabine 102 manuell anzufordern. Die Sensoren 122 können intern oder extern an der Kabine 102 angeordnet sein.
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Das Kältemittelsystem 104 weist die Elemente 110, 112, 114, 116, 118, 120 auf und kann ferner einen Verdichter 130, einen Außenkondensator 132, ein zweites Gebläse (einen zweiten Lüfter) 134, einen Außennebenkühlungswärmetauscher 136, Ventile 138 (z.B. ein Kondensatoreinlassventil, ein Außenkondensatoreinlassventil, Rückschlagventile, ein Bypassventil, Expansionsventile, etc.), ein Reservoir (z.B. eine Erhaltungsflasche), ein drittes Gebläse (einen dritten Lüfter) 142 und einen zweiten Verdampfer 144 aufweisen. Der erste Verdampfer 114 wird verwendet, um die Kabine 102 zu entfeuchten. Der Kabinenkondensator 118 ist innerhalb der HVAC-Baugruppe 108 angeordnet, kann einen regulären Heizkern ersetzen und wird verwendet, um die Kabine 102 zu erwärmen (heizen, beheizen). Der Außenkondensator 132 und der Außennebenkühlungswärmekühler 136 werden verwendet, um übermäßige Wärme von einem Kältemittel, das zwischen den Elementen des Kältemittelsystems 104 zirkuliert, zu entfernen (abzuleiten). Der Kabinenkondensator 118 und der Außennebenkühlungswärmetauscher 136 können kleiner sein als der Außenkondensator 132. Eine Luftströmungsrate durch den Kabinenkondensator 118 kann kleiner sein als Luftströmungsraten durch den Außenkondensator 132 und den Außennebenkühlungswärmetauscher 136.
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Der Antriebsstrang 106 kann eine Antriebsquelle 150 und ein oder mehrere Elektromotoren 152 umfassen. Die Antriebsquelle 150 kann Batterien, eine oder mehrere Batteriepakete, eine Hybridmaschine, eine Brennkraftmaschine, etc. aufweisen. Der zweite Verdampfer 144 wird verwendet, um die Antriebsquelle 150 zu kühlen. Ein Kühlen der Antriebsquelle 150 kann auf der Grundlage von erfassten Temperaturen der Antriebsquelle 150 erfolgen, wie sie durch eine oder mehrere der Sensoren 120 erfasst werden.
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Das erste Gebläse 116 kann Luft durch den ersten Verdampfer 114 und den Kabinenkondensator 118 übertragen. Das erste Gebläse 134 kann Luft durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 136 und den Außenkondensator 132 übertragen. Das dritte Gebläse 142 kann Luft jenseits der Antriebsquelle 150 und durch den zweiten Verdampfer 144 übertragen. Die Gebläseeinheit 134, 142, der Verdichter 130 und die Positionen der Ventile 138 können durch das Steuerungsmodul 120 auf der Grundlage von Signalen von den Sensoren 122 und der Eingabevorrichtung 123 gesteuert werden.
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Obwohl das dritte Gebläse 142 und der zweite Verdampfer 144 als Luftkühlung für die Antriebsquelle 150 ohne die Verwendung von Kanälen gezeigt sind, kann die Antriebsquelle 150 luftgekühlt und/oder flüssigkeitsgekühlt werden. Als Ergebnis kann die Antriebsquelle 150 Kanäle aufweisen, durch die Luft und/oder Flüssigkeit zirkulieren/zirkuliert. Die Antriebsquelle 150 kann stromaufwärtig oder stromabwärtig von dem zweiten Verdampfer 144 angeordnet sein. Das Kältemittel, das aus dem zweiten Verdampfer 144 hindurchtritt, kann durch die Antriebsquelle 150 hindurchtreten. Eine Pumpe kann das Kältemittel zirkulieren, das durch die Antriebsquelle 150 hindurchtritt.
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Ein Betrieb des Kältemittelsystems 104 ist des Weiteren nachstehend in Bezug auf die Ausführungsbeispiele von 2 bis 6 beschrieben.
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2 zeigt zumindest einen Abschnitt des Kältemittelsystems 104 von 1. Das Kältemittelsystem 104 weist einen Innenkondensatorkreislauf 200, einen Außenkondensatorkreislauf 202, das Steuerungsmodul 120, Expansionsventile 204, 206, die Verdampfer 114, 144 und den Verdichter 130 auf.
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Der Innenkondensatorkreislauf 200 kann ein Kabinenkondensatoreinlassventil 210, den Kabinenkondensator 118, ein erstes Rückschlagventil 212, einen Fluidtemperatursensor 214 und/oder einen Lufttemperatursensor 216 aufweisen. Das Kabinenkondensatoreinlassventil 210 wird verwendet, um eine Menge und/oder eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Kabinenkondensator 118 hindurchtritt, einzustellen. Das Kabinenkondensatoreinlassventil 210 korrespondiert zu dem ersten Einlassventil der vorliegenden Offenbarung. Das erste Rückschlagventil 212 verhindert, dass das Kältemittel zu dem Kabinenkondensator 118 zurückströmt, nachdem es durch das erste Rückschlagventil 212 hindurchgetreten ist. Der Fluidtemperatursensor 214 erfasst eine Temperatur des Kältemittels aus dem Kabinenkondensator 118. Der Lufttemperatursensor 216 erfasst eine Temperatur der Luft aus dem Kabinenkondensator 118.
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Der Außenkondensatorkreislauf 202 kann ein Außenkondensatoreinlassventil 220, den Außenkondensator 132, ein zweites Rückschlagventil 222, das Reservoir 140, den Außennebenkühlungswärmetauscher 136 und/oder ein Bypassventil 224 aufweisen. Das Außenkondensatoreinlassventil 220 wird verwendet, um eine Menge und/oder eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Außenkondensator 132 hindurchtritt, einzustellen. Das Außenkondensatoreinlassventil 220 korrespondiert zu einem zweiten Einlassventil der vorliegenden Offenbarung. Das zweite Rückschlagventil 222 verhindert, dass das Kältemittel zu dem Außenkondensator 132 zurückströmt, nachdem es durch das zweite Rückschlagventil 222 hindurchgetreten ist. Das Kältemittel aus den Rückschlagventilen 212, 222 wird zu dem Reservoir 140 geleitet. Das Außenkondensatoreinlassventil 220, der Außenkondensator 132 und das zweite Rückschlagventil 222 sind parallelgeschaltet zu dem Kabinenkondensatoreinlassventil 210 (oder dem Innenkondensatoreinlassventil), dem Kabinenkondensator 118 und dem ersten Rückschlagventil 212 verbunden. Das Kältemittel aus dem Reservoir 140 wird zu dem Außennebenkühlungswärmetauscher 136 und dem Bypassventil 224 geleitet.
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Das Bypassventil 224 ist entlang eines Bypasskanals 226 angeordnet. Das Bypassventil 224 und der Bypasskanal 226 sind parallelgeschaltet zu dem Außennebenkühlungswärmetauscher 136 verbunden. Das Bypassventil 224 wird verwendet, um eine Menge und/oder eine Strömungsrate des Kältemittels durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 136 einzustellen und um ferner die Wärmeausgabemenge des Kabinenkondensators 118 einzustellen. In einem Ausführungsbeispiel basiert das Kühlen, das durch den zweiten Verdampfer 144 vorgesehen wird, auf einer Leistungsausgabe und den Temperaturne der Antriebsquelle 150 von 1. Die Leistung, die zu dem Verdichter 130 von 1 zugeführt wird, hängt von der Wärmerate ab, die durch den ersten Verdampfer 114 und den zweiten Verdampfer 144 aufgenommen wird. Als Ergebnis basiert die Wärmeausgaberate durch den Kabinenkondensator 118 auf der Grundlage einer Position des Bypassventils 224, die eine Wärmeausgaberate des Außennebenkühlungswärmetauschers 136 einstellt. Die Position des Bypassventils 224 kann eingestellt werden, um eine oder mehrere Soll-Temperaturen (z.B. eine Temperatur des Kältemittels aus dem Kabinenkondensator 118, eine Temperatur der Luft aus dem Kabinenkondensator 118, eine Temperatur in der Kabine 102 von 1, etc.) zu erfüllen.
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Das Bypassventil 224 kann durch das Steuerungsmodul 120 auf der Grundlage von Signalen (d.h. Ausgaben, Ausgängen) von Sensoren (z.B. einem oder mehreren der Sensoren 122 von 1 und/oder den Sensoren 214, 216) gesteuert werden.
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Die Ventile 204, 206, 210, 220, 224 sind Absperrventile, variable Positionsventile, lineare Steuerungsventile und/oder andere geeignete Arten von Ventilen und können durch das Steuerungsmodul 120 auf der Grundlage von Signalen (d.h. Ausgaben, Ausgängen) von Sensoren (z.B. von einem oder mehreren der Sensoren 122 von 1 und/oder der Sensoren 214, 216) gesteuert werden und können auf der Grundlage der Ausgabe der Eingabevorrichtung 123 von 1 gesteuert werden. In einem Ausführungsbeispiel sind die Ventile 204, 206, 210, 220, 224 kontinuierlich variable Positionsventile und sind die Ventile 204, 206, 220 magnetische EIN/AUS-Ventile. Die Ventile 204, 206 werden verwendet, um Mengen und/oder Strömungsraten eines Kältemittels, das durch die Verdampfer 114, 144 hindurchtritt, zu steuern. Das Kältemittel aus den Verdampfern 114, 144 wird zu dem Verdichter 130 von 1 geleitet.
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BETRIEBSMODI
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Das Steuerungsmodul 120 kann in mehreren verschiedenen Modi, wie z.B. (i) einem Kabinenerwärmungs- und niedrig bis mittleren Antriebsquellenkühlungsmodus (nachstehend vereinfacht als der „erste Betriebsmodus“ bezeichnet), (ii) einem Kabinenerwärmungs-, Entfeuchtungs- und niedrig bis mittleren Antriebsquellenkühlungsmodus (nachstehend vereinfacht als der „zweite Betriebsmodus“ bezeichnet), (iii) einem Kabinenerwärmungs-, Entfeuchtungs- und hohen Antriebsquellenkühlungsmodus (nachstehend vereinfacht als der „dritte Betriebsmodus“ bezeichnet), (iv) einem Kabinenerwärmungs- und hohen Antriebsquellenkühlungsmodus (nachstehend vereinfacht als der „vierte Betriebsmodus“ bezeichnet) und (v) einem Kabinenkühlungs- und Antriebsquellenkühlungsmodus (nachstehend vereinfacht als der „fünfte Betriebsmodus“ bezeichnet), betrieben werden.
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Während in dem ersten Betriebsmodus das Außenkondensatoreinlassventil 220 geschlossen ist, ist das Kabinenkondensatoreinlassventil 210 vollständig offen (geöffnet). Flüssiges Kältemittel strömt aus dem Kabinenkondensator 118 und in das Reservoir 140. Das Kältemittel strömt aus dem Reservoir 140 und zu entweder dem Außennebenkühlungswärmetauscher 136 oder dem Bypasskanal 226 und durch das Bypassventil 224. Ein Verhältnis der Kältemittelmenge aus dem Reservoir 140 zu dem Außennebenkühlungswärmetauscher 136 relativ zu einer Kältemittelmenge aus dem Reservoir 140 zu dem Bypassventil 224 wird durch das Steuerungsmodul 120 gesteuert. Das Steuerungsmodul 120 stellt dieses Verhältnis durch Einstellen einer Position des Ventils 224 ein. Je höher das Verhältnis ist (d.h. je mehr das Bypassventil 224 geschlossen wird), desto mehr Kältemittel strömt durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 136 und desto mehr Wärme wird von dem Kältemittel und aus dem Nebenkühlungsaußenwärmetauscher 136 übertragen. Dadurch reduziert sich die Wärmeleistung (oder die Erwärmungsleistung) des Kabinenkondensators 118. Andererseits strömt, je mehr das Bypassventil 224 geöffnet wird, weniger Kältemittel durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 136 und wird weniger Wärme zu dem Außennebenkühlungswärmetauscher 136 ausgegeben (abgegeben). Dadurch erhöht sich die Wärmeleistung des Kabinenkondensators 118. Das Kältemittel strömt von dem Außennebenkühlungswärmetauscher 136 und/oder dem Bypassventil 224 zu den Expansionsventilen 204, 206.
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Während des ersten Betriebsmodus wird das erste Expansionsventil 204 geschlossen und wird das zweite Expansionsventil 206 geöffnet. Dadurch wird es ermöglicht, dass das Kältemittel durch den zweiten Verdampfer 144 strömt, um eine Wärmeaufnahme vorzusehen und um die Antriebsquelle 150 von 1 zu kühlen.
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Durch Schließen des Außenkondensatoreinlassventils 220 und Steuern der Kältemittelströmung durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 136 wird ein geeignetes Niveau einer Wärmeleistung in dem Kabinenkondensator 118 vorgesehen. Diese Wärmeleistung würde nicht vorgesehen sein, wenn stattdessen das Außenkondensatoreinlassventil 220 geöffnet wäre, da in diesem Fall nicht ausreichend Wärmeleistung in dem Kabinenkondensator 118 vorliegen würde. Dies ist deswegen so, da der Außenkondensator 132 zu viel Wärme zu der Umgebungsumwelt abgeben (freigeben) würde.
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Während des zweiten Betriebsmodus ist das Außenkondensatoreinlassventil 220 geschlossen, ist das Kabinenkondensatoreinlassventil 210 vollständig offen (geöffnet) und wird das Verhältnis durch das Steuerungsmodul 120 gesteuert. Der zweite Betriebsmodus ist ähnlich wie der erste Betriebsmodus mit der Ausnahme, dass das erste Expansionsventil 204 offen ist, um eine Strömung des Kältemittels durch den ersten Verdampfer 114 zuzulassen. Dadurch wird eine Entfeuchtung in der Kabine 102 von 1 vorgesehen.
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Während des dritten Betriebsmodus ist das Außenkondensatoreinlassventil 220 offen (geöffnet) und wird die Position des Kabinenkondensatoreinlassventils 220 durch das Steuerungsmodul 120 gesteuert. Das Steuerungsmodul 120 kann eine Nebenkühlungstemperatur an dem Auslass des Kabinenkondensators 118 und/oder eine Wärmeaufnahmerate (z.B. 5 KW) anpeilen und kann die Position des Kabinenkondensatoreinlassventils 210 einstellen, um die Soll-Nebenkühlungstemperatur und/oder Wärmeaufnahmemenge bereitzustellen. Die Nebenkühlungstemperatur bezieht sich auf eine Temperatur unterhalb eines normalen Siedepunkts des Kältemittels. Die Temperatur an dem Auslass des Kabinenkondensators 118 kann als eine Temperatur des Kältemittels aus dem Kabinenkondensator 118 bezeichnet werden, die durch den Fluidtemperatursensor 214 erfasst wird. Somit kann die Position des Kabinenkondensatoreinlassventils 210 auf der Grundlage der Soll-Nebenkühlungstemperatur und der Temperatur eingestellt werden, die durch den Fluidtemperatursensor 114 erfasst wird. Das Steuerungsmodul 120 kann ferner eine Position von einer oder mehreren der Türen 110 einstellen, um eine Luftströmungsrate an dem Kabinenkondensator 118 zu regeln, um eine Wärmeleistung des Kabinenkondensators 118 zu steuern.
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Das Steuerungsmodul 120 kann die Position des Kabinenkondensatoreinlassventils 210 auf der Grundlage einer Luftauslasstemperatur steuern, die durch den Lufttemperatursensor 216 erfasst wird. Das Steuerungsmodul 120 kann eine festgelegte Temperatur für die Luft aus dem Kabinenkondensator 118 anpeilen und kann auf der Grundlage der Luftauslasstemperatur, die durch den Lufttemperatursensor 216 erfasst wird, die Position des Kabinenkondensatoreinlassventils 210 einstellen. Je mehr das Kabinenkondensatoreinlassventil 210 geöffnet wird/ist, desto höher ist die Luftauslasstemperatur. In einem Ausführungsbeispiel sind, wenn die Luftauslasstemperatur auf diese Weise eingestellt wird, eine oder mehrere der Türen 110 nicht in der HVAC-Baugruppe 108 umfasst und/oder wären in einem vollständig offenen (geöffneten) Zustand gehalten.
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Das Steuerungsmodul 120 kann eine Position von einer oder mehreren Türen (Klappen) 110 über die Stellglieder 112 und einen Betrieb des ersten Gebläses 116 steuern, um eine Luftströmungsrate durch oder jenseits des Kabinenkondensators 118 zu regeln. Dies kann auch auf Grundlage der Temperatur, die durch den Fluidtemperatursensor 214 erfasst wird, und/oder eine Lufttemperatur, die durch den Lufttemperatursensor 216 erfasst wird, erfolgen.
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Während des dritten Betriebsmodus strömt das Kältemittel aus dem Kabinenkondensator 118 und dem Außenkondensator 132 in das Reservoir 140. Das Kältemittel aus dem Reservoir 140 strömt durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 136 und nicht durch das Bypassventil 224, da das Bypassventil 224 geschlossen ist. Das Kältemittel strömt dann von dem Außennebenkühlungswärmetauscher 136 zu den Expansionsventilen 204, 206, die offen sind. Da beide Expansionsventile 204, 206 offen sind, strömt das Kältemittel durch sowohl den ersten Verdampfer 114 als auch den zweiten Verdampfer 144. Dadurch wird eine Entfeuchtung der Kabine 102 und ein Kühlen der Antriebsquelle 150 von 1 vorgesehen.
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Während des vierten Betriebsmodus ist das Außenkondensatoreinlassventil 220 offen (geöffnet) und wird die Position des Kabinenkondensatoreinlassventils 210 durch das Steuerungsmodul 120 gesteuert. Das Bypassventil 224 ist in einem geschlossenen Zustand. Der vierte Betriebsmodus ist gleich wie der dritte Betriebsmodus mit der Ausnahme, dass das erste Expansionsventil 204 geschlossen und es keine Kältemittelströmung durch den ersten Verdampfer 114 gibt. Eine Entfeuchtung der Kabine 102 von 1 ist während des vierten Betriebsmodus nicht vorgesehen.
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Während des vierten Betriebsmodus kann das Steuerungsmodul 120 eine Kabinenkondensatorauslassnebenkühlungstemperatur anpeilen und eine Position von einer oder mehreren der Türen 110 einstellen, um eine Luftströmungsrate in dem Kabinenkondensator 118 zu regeln, um eine Wärmeleistung des Kabinenkondensators 118 zu steuern. In einem anderen Ausführungsbeispiel peilt das Steuerungsmodul 120 eine Kabinenkondensatorluftausgabetemperatur an und stellt eine Position von einer der Türen 110 nicht ein. In diesem Ausführungsbeispiel kann/können die eine/mehreren Türen 110 nicht umfasst sein und/oder in einem offenen (geöffneten) Zustand gelassen werden.
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Obwohl 1 und 2 zwei Verdampfer, die parallelgeschaltet verbunden sind, zeigen, kann eine beliebige Anzahl von Verdampfern umfasst sein und können sie in unterschiedlichen Anordnungen verbunden sein. Zum Beispiel kann der erste Verdampfer 114 oder der zweite Verdampfer 144 nicht umfasst sein. Als ein weiteres Beispiel kann ein dritter Verdampfer umfasst sein, um ein Kühlen der anderen Fahrzeugkomponenten vorzusehen. Ein drittes Expansionsventil kann für den dritten Verdampfer vorgesehen sein oder der dritte Verdampfer kann stromabwärtig von dem zweiten Expansionsventil 206 und parallelgeschaltet oder in Reihe geschaltet mit dem zweiten Verdampfer 144 verbunden sein.
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Der Betrieb des Steuerungsmoduls 120 und der Elemente des Kältemittelsystems 104 in den genannten Zuständen ist nachstehend des Weiteren in Bezug auf das Verfahren von 6 beschrieben.
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3 zeigt einen Außenkondensatorkreislauf 300, der einen Außenkondensator 302, einen Außennebenkühlungswärmetauscher 304, ein Reservoir 306 und einen Bypasskreislauf 308 aufweist, der jenseits des Außennebenkühlungswärmetauschers 304 verbunden ist. Der Außenkondensatorkreislauf 300 kann einen Abschnitt des Außenkondensatorkreislaufs 302 von 2 ersetzen. Der Außenkondensator 302 erhält ein Kältemittel von dem Außenkondensatoreinlassventil 220 über einen ersten Kanal 310 und führt das Kältemittel zu dem Reservoir 306 über einen zweiten Kanal 312 zu. Der zweite Kanal 312 weist ein Rückschlagventil 314 auf, das ein Zurückströmen des Kältemittels in den Außenkondensator 302 verhindert.
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Das Reservoir 306 erhält ein Kältemittel von dem Außenkondensator 302 und von dem Kabinenkondensator 118 von 2 über einen dritten Kanal 318. Das Reservoir 306 gibt Kältemittel zu dem Außennebenkühlungswärmetauscher 304 über einen vierten Kanal 320 aus (ab). Der Bypasskreislauf 308 weist einen Bypasskanal 322 auf, der sich von dem vierten Kanal 320 zu einem fünften Kanal 324 an einem Ausgang des Außennebenkühlungswärmetauschers 304 erstreckt. Der Bypasskreislauf 308 weist des Weiteren ein Bypassventil 326 auf. Das Bypassventil 326 ermöglicht, dass das Kältemittel den Außennebenkühlungswärmetauscher 304 umgeht, und wird das Steuerungsmodul 120 von 2 gesteuert. Das Bypassventil 326 kann gleich wie das Bypassventil 224 von 2 gesteuert werden. Der fünfte Kanal 324 führt Kältemittel von dem Außennebenkühlungswärmetauscher 304 und dem Bypasskanal 322 zu den Expansionsventilen 204, 206 von 2 zu.
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Der Außennebenkühlungswärmetauscher 304 kann mit dem Außenkondensator 302 integriert sein, derart, dass der Außennebenkühlungswärmetauscher 304 an dem Außenkondensator 302 anliegt, wie gezeigt ist, und/oder einstückig mit dem Außenkondensator 302 als eine einzelne Vorrichtung ausgebildet ist. Wie gezeigt ist, kann Luft durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 304 und den Außenkondensator 302 strömen. Der Außennebenkühlungswärmetauscher 304 kann kleiner sein als der Außenkondensator 302. In einem Ausführungsbeispiel ist der Außennebenkühlungswärmetauscher 304 vor dem Außenkondensator 302 angeordnet, derart, dass (i) ein gewisser Anteil der Luft durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 304 und durch den Außenkondensator 302 strömt und (ii) die restliche Luft durch den Außenkondensator 302 strömt, ohne dass sie durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 304 hindurchtritt.
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4 zeigt einen Außenkondensatorkreislauf 400, der einen Außenkondensator 402, einen Außennebenkühlungswärmetauscher 404, ein Reservoir 406 und einen Bypasskreislauf 408 aufweist. Der Außenkondensatorkreislauf 400 kann einen Abschnitt des Außenkondensatorkreislaufs 202 von 2 ersetzen. Der Außenkondensator 402 erhält ein Kältemittel von dem Außenkondensatoreinlassventil 220 über einen ersten Kanal 410 und leitet das Kältemittel zu dem Reservoir 406 über einen zweiten Kanal 412, der ein Rückschlagventil 414 aufweist. Das Reservoir 406 erhält das Kältemittel von einem Außenkondensator 402 über den zweiten Kanal 412 und dem Kabinenkondensator 118 über einen dritten Kanal 416. Das Reservoir 406 erhält ferner ein Kältemittel von dem Außennebenkühlungswärmetauscher 404 über den Bypasskreislauf 408.
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Der Bypasskreislauf 408 weist einen Bypasskanal 420 und ein Bypassventil 422 auf. Das Bypassventil 422 ermöglicht, dass das Kältemittel den Außennebenkühlungswärmetauscher 404 umgeht. Das Bypassventil 422 kann durch das Steuerungsmodul 120 von 2 und gleich wie das Bypassventil 224 von 2 gesteuert werden. Der Bypassventil 420 erstreckt sich von einem Auslass des Außennebenkühlungswärmetauscher 404 zu einem Auslass des Reservoirs 406. Der Bypasskanal 420 leitet ferner ein Kältemittel zu den Expansionsventilen 204, 206 von 2. Das Reservoir 406 gibt das Kältemittel über einen vierten Kanal 424 zu dem Außennebenkühlungswärmetauscher 404 ab (aus).
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Der Außennebenkühlungswärmetauscher 404 kann mit dem Außenkondensator 402 integriert sein, derart, dass der Außennebenkühlungswärmetauscher 404 an dem Außenkondensator 402 anliegt, wie gezeigt ist, und/oder einstückig mit dem Außenkondensator 402 als eine einzelne Vorrichtung ausgebildet ist. Wie gezeigt ist, kann Luft durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 404 und den Außenkondensator 402 strömen. Der Außennebenkühlungswärmetauscher 404 kann kleiner sein als der Außenkondensator 402. In einem Ausführungsbeispiel ist der Außennebenkühlungswärmetauscher 404 vor dem Außenkondensator 402 angeordnet, derart, dass (i) ein gewisser Teil der Luft durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 404 und durch den Außenkondensator 402 strömt, und (ii) die restliche Luft durch den Außenkondensator 402 strömt, ohne dass sie durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 404 hindurchtritt.
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5 zeigt einen Außenkondensatorkreislauf 500, der einen Außenkondensator 502, einen Außennebenkühlungswärmetauscher 504 und ein Reservoir 506 mit einem Bypassventil 508 aufweist, das in dem Reservoir 506 aufgenommen (angeordnet) ist. Der Außenkondensatorkreislauf 500 kann einen Abschnitt des Außenkondensators 202 von 2 ersetzen. Der Außenkondensator 502 erhält ein Kältemittel von einem Außenkondensatoreinlassventil 120 über einen ersten Kanal 510 und gibt das Kältemittel zu dem Reservoir 506 über einen zweiten Kanal 512 aus (ab). Ein Rückschlagventil 514 kann mit einem Ende des zweiten Kanals 512 verbunden sein und kann in dem Reservoir 506 aufgenommen (angeordnet) sein.
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Das Reservoir 506 erhält ein Kältemittel von dem zweiten Kanal 512, dem Kabinenkondensator 118 von 2 über einen dritten Kanal 516 und dem Außennebenkühlungswärmetauscher 504 über einen vierten Kanal 518. Das Reservoir 506 gibt Kältemittel zu dem Außennebenkühlungswärmetauscher 504 über einen fünften Kanal 520 und zu den Expansionsventilen 204, 206 von 2 über einen sechsten Kanal 522 aus (ab). Das Reservoir 506 ist in einem ersten Abschnitt 524 und einem zweiten Abschnitt 526 durch ein Teilungsbauteil/Trennbauteil (z.B. eine Platte) 528 geteilt (unterteilt). Das Bypassventil 508 ermöglicht, dass Kältemittel den Außennebenkühlungswärmetauscher 504 umgeht. Das Bypassventil 508 wird durch das Steuerungsmodul 120 von 2 gesteuert und ermöglicht, dass das Kältemittel von dem ersten Abschnitt 524 zu dem zweiten Abschnitt 526 hindurchtritt. Das Bypassventil 508 kann gleich wie das Bypassventil 224 von 2 gesteuert werden.
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Der Außennebenkühlungswärmetauscher 504 weist einen ersten Abschnitt 530 als eine erste Hälfte und einen zweiten Abschnitt 532 als eine zweite Hälfte auf. Das Kältemittel strömt von dem Kanal 520 an einem ersten Ende des Außennebenkühlungswärmetauscher 504 in den ersten Abschnitt 530; durch den ersten Abschnitt 530 zu einem zweiten Ende des Außennebenkühlungswärmetauscher 504 und zu dem zweiten Abschnitt 532 an dem zweiten Ende; und durch den zweiten Abschnitt 532 zu dem Kanal 518.
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Der Außennebenkühlungswärmetauscher 504 kann mit dem Außenkondensator 502 integriert sein, derart, dass der Außennebenkühlungswärmetauscher 504 an dem Außenkondensator 502 anliegt, wie gezeigt ist, und/oder einstückig mit dem Außenkondensator 502 als eine einzelne Vorrichtung ausgebildet ist. Wie gezeigt ist, kann Luft durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 504 und den Außenkondensator 502 strömen. Der Außennebenkühlungswärmetauscher 504 kann kleiner sein als der Außenkondensator 502. In einem Ausführungsbeispiel ist der Außennebenkühlungswärmetauscher 504 vor dem Außenkondensator 502 angeordnet, derart, dass (i) ein gewisser Anteil an Luft durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 504 und durch den Außenkondensator 502 strömt, und (ii) die restliche Luft durch den Außenkondensator 502 strömt, ohne dass sie zunächst durch den Außennebenkühlungswärmetauscher 504 hindurchtritt.
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In einem Ausführungsbeispiel ist das Reservoir 506 einstückig mit dem Außenkondensator 502 und dem Außennebenkühlungswärmetauscher 504 als eine einzelne einheitliche Vorrichtung einstückig ausgebildet. Dadurch können die Kanäle 512, 520 und 518 weggelassen/entfernt werden. Das Reservoir 506 kann an dem Außenkondensator 502 und dem Außennebenkühlungswärmetauscher 504 anliegen.
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Die Systeme, die vorstehend offenbart sind, können mittels zahlreichen Verfahren betrieben werden, wobei ein beispielhaftes Verfahren in 6 dargestellt ist. In 6 ist ein Verfahren zum Betreiben des Kältemittelsystems 104 gezeigt. Obwohl die nachstehenden Betriebe primär in Bezug auf die Anwendungen von 1 und 2 beschrieben sind, können die Betriebe auch einfach modifiziert werden, um bei den weiteren Anwendungen der vorliegenden Offenbarung wie z.B. den Anwendungen von 3 bis 5 angewandt zu werden. Die Betriebe können wiederholt ausgeführt werden. Die Betriebe 606, 612, 616 können dem ersten Betriebsmodus zugeordnet werden. Die Betriebe 606, 610, 616 können dem zweiten Betriebsmodus zugeordnet werden. Die Betriebe 606, 610 und 620 können dem dritten Betriebsmodus zugeordnet werden. Die Betriebe 606, 612 und 620 können dem vierten Betriebsmodus zugeordnet werden. Der Betrieb 604 gemeinsam mit einem der Betriebe 616 und 620 ist dem fünften Betriebsmodus zugeordnet. Einer der Betriebe 610 und 612 kann während des fünften Betriebsmodus ausgeführt werden.
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Das Verfahren beginnt bei 600. Bei 602 können Sensordaten durch das Steuerungsmodul 120 gesammelt werden. Die Sensordaten können aus den Sensoren 122, 214, 216 und/oder anderen Sensoren erhalten werden. Bei 602 bestimmt das Steuerungsmodul 120, ob ein Kabinenerwärmen (Kabinenheizen) angefordert wird. Dies kann ein Bestimmen umfassen, ob eine oder mehrere Temperaturen in der Kabine 120 geringer ist/sind als festgelegte und/oder vorbestimmte Temperaturen. Die Temperaturen können eine Temperatur eines Kältemittels aus dem Kabinenkondensator 118, eine Temperatur von Luft aus dem Kabinenkondensator 118, eine Temperatur innerhalb der Kabine 102, etc. aufweisen. Wenn ein Kabinenerwärmen angefordert und/oder benötigt wird, wird der Betrieb 606 ausgeführt, ansonsten kann der Betrieb 604 ausgeführt werden.
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Bei 604 wird das Kabinenkondensatoreinlassventil 210 geschlossen. Bei 606 wird das Kabinenkondensatoreinlassventil 210 geöffnet und kann das Steuerungsmodul 120 eine Position des Kabinenkondensatoreinlassventils 210 auf der Grundlage von einer oder mehreren der erfassten Temperaturen einstellen, um zu den festgelegten und/oder vorbestimmten Temperaturen zu korrespondieren.
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Bei 608 kann das Steuerungsmodul 120 bestimmen, ob eine Entfeuchtung der Kabine 102 ausgeführt werden soll. Dies kann ein Vergleichen mit einer Ausgabe eines Feuchtigkeitssensors mit einem vorbestimmten Feuchtigkeitsniveau und/oder -bereich umfassen, und wenn die Ausgabe des Feuchtigkeitssensors größer ist als das vorbestimmte Feuchtigkeitsniveau und/oder außerhalb des Feuchtigkeitsbereichs liegt, wird eine Entfeuchtung ausgeführt. Der Feuchtigkeitssensor korrespondiert zu einem Entfeuchtungssensor der vorliegenden Offenbarung. Als eine Alternative kann das Steuerungsmodul 120 eine Ausgabe der Eingabevorrichtung 123 überwachen und führt, wenn die Ausgabe einer Anforderung zur Entfeuchtung anzeigt, dann eine Entfeuchtung aus. Wenn eine Entfeuchtung ausgeführt werden soll, kann der Betrieb 610 ausgeführt werden, andererseits kann der Betrieb 612 ausgeführt werden. Bei 610 wird das erste Expansionsventil 204 geöffnet. Bei 612 wird das erste Expansionsventil 204 geschlossen.
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Bei 614 bestimmt das Steuerungsmodul 120, ob ein niedriges bis mittleres Kühlen angefordert wird, wie z.B. ein niedriges bis mittleres Antriebsstrangkühlen (oder eine niedrige bis mittlere Wärmeaufnahme). Ein niedriges bis mittleres Kühlen kann als eine erste Kühlmenge (oder Kühlrate) bezeichnet werden, die kleiner ist als eine vorbestimmte Menge (oder Rate). Wenn ein niedriges bis mittleres Kühlen angefordert wird, kann der Betrieb 616 ausgeführt werden, andererseits kann der Betrieb 618 ausgeführt werden. Zum Beispiel kann, wenn der Antriebsstrang 106 ein Leistungsausmaß ausgibt, das kleiner ist als ein vorbestimmtes Leistungsniveau und/oder Temperaturen der Antriebsquelle 150 größer sind als eine erste vorbestimmte Temperatur und kleiner sind als eine zweite vorbestimmte Temperatur (d.h. innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen), dann der Betrieb 616 ausgeführt werden, andererseits kann der Betrieb 618 ausgeführt werden.
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Bei 616 schließt das Steuerungsmodul 120 das Außenkondensatoreinlassventil 220, öffnet das zweite Expansionsventil 206 und stellt das Bypassverhältnis (Umgehungsverhältnis) durch Steuern einer Position eines Bypassventils (z.B. des Bypassventils 224) ein. Die Position des Bypassventils kann auf der Grundlage der erfassten Temperaturen und der korrespondierenden festgelegten und vorbestimmten Temperaturen eingestellt werden.
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Bei 618 bestimmt das Steuerungsmodul 120, ob ein starkes Kühlen (oder eine hohe Wärmeaufnahme) angefordert wird, wie zum Beispiel ein hohes Antriebsstrangkühlen. Ein starkes Kühlen kann als eine zweite Kühlmenge (oder Kühlrate) bezeichnet werden, die größer ist als oder gleich ist wie eine erste vorbestimmte Kühlmenge (oder Kühlrate). Wenn ein starkes Kühlen angefordert wird, kann der Betrieb 620 ausgeführt werden, andererseits kann der Betrieb 622 ausgeführt werden. Zum Beispiel kann, wenn der Antriebsstrang 106 ein Leistungsausmaß ausgibt, das größer ist als das vorbestimmte Leistungsniveau und/oder Temperaturen der Antriebsquelle 150 größer sind als eine zweite vorbestimmte Temperatur, dann der Betrieb 620 ausgeführt werden, andererseits kann der Betrieb 622 ausgeführt werden, wie gezeigt ist, oder kann der Betrieb 616 ausgeführt werden. Bei 620 öffnet das Steuerungsmodul 120 das Außenkondensatoreinlassventil 220 und das zweite Expansionsventil 206 und schließt das Bypassventil.
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Die Betriebe 618 und 620 können ausgeführt werden, während der Betrieb 606 ausgeführt wird und/oder während einer der Betriebe 610 und 612 ausgeführt wird. Die Betriebe 618 und 620 können ausgeführt werden, während der Betrieb 606 ausgeführt wird, zum Beispiel während Winterbedingungen und/oder kalten Temperaturbedingungen. Wenn sowohl ein Kabinenkühlen als auch ein Antriebsstrangkühlen vorgesehen werden sollen, kann der Betrieb 604 ausgeführt werden, während der Betrieb 616 oder der Betrieb 620 ausgeführt wird.
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Bei 622 kann das Steuerungsmodul 120 das Außenkondensatoreinlassventil 220 schließen und kann das Bypassventil 224 öffnen (oder vollständig öffnen). In einem Ausführungsbeispiel schließt das Steuerungsmodul 120 das zweite Expansionsventil 206 und umgeht den zweiten Verdampfer 144. Obwohl es in 2 nicht gezeigt ist, kann das Kältemittelsystem 104 einen Bypasskanal und ein zweites Bypassventil aufweisen, um den zweiten Verdampfer 144 zu umgehen. Das zweite Bypassventil kann für den Betrieb 622 geöffnet werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird der Betrieb 622 nicht ausgeführt und wird der Betrieb 616 anstelle des Betriebs 622 ausgeführt.
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Der Betrieb 601 kann nachfolgend der Betriebe 616, 620 und 622 ausgeführt werden.
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Die vorstehenden Betriebe sind als beispielhafte Beispiele anzusehen. Die Betriebe können sequentiell, synchron, gleichzeitig, kontinuierlich, während überlappender Zeiträume oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge abhängig von der Anwendung ausgeführt werden. Ferner kann ein beliebiger Betrieb der Betriebe abhängig von der Anwendung und/oder Abfolge der Fälle nicht ausgeführt oder übersprungen werden.
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Die vorstehende Beschreibung ist grundsätzlich lediglich beispielhaft und es ist in keiner Weise beabsichtigt, die Offenbarung, deren Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen angewandt werden. Daher sollte, während diese Offenbarung besondere Ausführungsbeispiele umfasst, der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt werden, da weitere Modifikationen aus einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachstehenden Ansprüche ersichtlich werden. Es sollte angemerkt werden, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer unterschiedlichen Reihenfolge (oder gegenseitig) ausgeführt werden können, ohne von den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Des Weiteren kann/können, obwohl jedes der Ausführungsbeispiele mit gewissen Merkmalen vorstehend beschrieben ist, eines oder mehrere dieser Merkmale, die in Bezug auf jedes Ausführungsbeispiel für die Offenbarung beschrieben sind, angewandt werden und/oder mit den Merkmalen eines weiteren der anderen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, selbst wenn deren Kombination nicht explizit beschrieben ist. In anderen Worten schließen sich die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht gegenseitig aus und können Abwandlungen von einem oder mehreren Ausführungsbeispielen mit einem anderen innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung liegen.
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Spezielle und funktionelle Verhältnisse zwischen Elementen (z.B. zwischen Modulen, Kreislaufelementen, Halbleiterschichten, etc.) sind mittels verschiedenen Begriffen beschrieben einschließlich der Begriffe „verbunden“, „in Eingriff“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oberhalb“, „oben“, „unterhalb“ und „angeordnet“. Es sei denn es ist anders dargelegt, ist der Begriff „direkt“ so auszulegen, wenn ein Verhältnis zwischen ersten und zweiten Elementen neben der vorstehenden Offenbarung beschrieben ist, dass das Verhältnis ein direktes Verhältnis sein kann, in dem keine dazwischenliegende Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorgesehen sind, jedoch kann es auch ein indirektes Verhältnis umfassen, in dem ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorliegt/vorliegen (entweder räumlich oder funktionell). Wie vorstehend beschrieben ist, sollte der Ausdruck zumindest einer von A, B und C derart auszulegen sein, dass sie eine Logik (A ODER B ODER C) unter Verwendung einer nicht ausschließenden Logik ODER ist, und sollte er nicht derart ausgelegt werden, dass es „zumindest einer von A, zumindest einer von B und zumindest einer von C“ bedeutet.
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In den Figuren zeigt im Allgemeinen die Richtung eines Pfeils, wie durch die Pfeilspitze angezeigt ist, den Fluss einer Information (wie z.B. von der Art der Anweisung), der dargestellt und beschrieben ist. Zum Beispiel kann, wenn ein Element A oder ein Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, die durch eine Information, die von dem Element A zu dem Element B übertragen wird, zur Darstellung relevant ist, der Pfeil von dem Element A zu dem Element B zeigen. Dieser unidirektionale Pfeil bedeutet nicht, dass keine andere Information von dem Element B zu dem Element A übertragen wird. Des Weiteren kann für eine Information, die von dem Element A zu dem Element B gesandt wird, das Element B Anforderungen für oder einen Erhalt einer Annahme der Information zu dem Element A senden.
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In dieser Anmeldung kann einschließlich der nachstehenden Definitionen der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerungsgerät“ mit dem Begriff „Kreislauf“ ersetzt werden. Der Ausdruck „Modul“ kann ein Teil von den nachstehenden Elementen bezeichnen oder kann sie umfassen: einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen digitalen, analogen oder kombinierten analogen/digitalen diskreten Schaltkreis; einen digitalen, analogen oder kombinierten analogen/digitalen integrierten Schaltkreis; einen kombinierten Logikschaltkreis; einen feldprogrammierbaren Gate-Array (FBGA); einen Prozessorschaltkreis (gemeinsamen, bestimmten oder Gruppenschaltkreis), der einen Code ausführt; einen Speicherschaltkreis (gemeinsamen, bestimmten oder Gruppenschaltkreis), der einen Code speichert, der durch den Prozessorschaltkreis ausgeführt wird; oder andere geeignete Hardware-Komponenten, die die vorgeschriebene Funktionalität vorsehen; oder eine Kombination von einigen oder allen der vorstehend genannten Elemente, wie z.B. in einem Ein-Chip-System.
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Das Modul kann andere oder mehrere Schnittstellenschaltkreise aufweisen. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltkreise verdrahtete oder kabellose Schnittstellen aufweisen, die mit einem Local Area Network (LAN), dem Internet, einem Wide Area Network (WAN) oder Kombinationen daraus verbunden sind. Die Funktionalität jedes gegebenen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann mit verschiedenen Modulen zugeteilt werden, die über Schnittstellenschaltkreise verbunden sind. Zum Beispiel können mehrere Module ein Ausgleichen der Last (Rechenlast) ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Servermodul (auch bekannt als ein Remote- oder Cloudmodul) einige Funktionalitäten unter Berücksichtigung eines Client-Moduls erreichen.
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Der Begriff Code, wie es vorstehend verwendet wird, kann eine Software, Firmware und/oder Microcode umfassen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff „gemeinsamer Prozessorschaltkreis“ umfasst einen einzelnen Prozessorschaltkreis, der einige oder alle Codes aus mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „Gruppenprozessorschaltkreis“ umfasst einen Prozessorschaltkreis, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltkreisen einige oder alle Codes von einem oder mehreren Modulen ausführt. Referenzen auf mehrere Prozessorschaltkreise umfassen mehrere Prozessorschaltkreise bei diskreten Formen, multiplen Prozessorschaltkreisen an einer einzelnen Form, multiple Kerne eines einzelnen Prozessorschaltkreises, multiple Threads eines einzelnen Prozessorschaltkreises oder eine Kombination der vorstehend Genannten. Der Begriff „gemeinsamer Speicherschaltkreis“ umfasst einen einzelnen Speicherschaltkreis, der einige oder alle Codes von mehreren Modulen speichert. Der Begriff „Gruppenspeicherschaltkreis“ umfasst einen Speicherschaltkreis, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einige oder alle Codes von einen oder mehreren Modulen speichert.
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Der Begriff „Speicherschaltkreis“ ist ein Unterbegriff des Begriffs „computerlesbares Medium“. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie nachstehend und vorstehend verwendet, umfasst keine transistorischen elektrischen oder elektromagnetischen Signale, die durch ein Medium (wie z.B. eine Trägerwelle) propagiert werden; der Begriff „computerlesbares Medium“ kann daher als konkret und nicht transistorisch bezeichnet werden. Nicht einschränkende Beispiele eines nicht transistorischen, konkreten computerlesbaren Mediums sind nicht volatile Speicherschaltkreise (wie z.B. ein Flash-Speicherschaltkreis, ein löschbarer programmierbarer Festspeicherschaltkreis oder ein Maskenfestspeicherschaltkreis), volatile Speicherschaltkreise (wie z.B. statische Random-Access-Memory-Schaltkreise oder dynamische Random-Access-Memory-Schaltkreise), magnetische Speichermedien (wie z.B. analoge oder digitale Magnetbänder oder eine Festplatte), und optische Speichermedien (wie z.B. eine CD, eine DVD oder eine Blu-ray Disc.
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Die Geräte und Verfahren, die in dieser Anmeldung beschrieben sind, können teilweise oder vollständig durch spezielle Computer ausgeführt werden, die durch Gestalten eines allgemeinen Computers gebildet werden, um eine oder mehrere besondere Funktionen auszuführen, die in den Computerprogrammen ausgeführt sind. Die funktionellen Blöcke, Ablaufschaubildkomponenten und weitere Elemente, die vorstehend beschrieben sind, dienen als Software-Spezifikationen, die in die Computerprogramme durch die Routinearbeit eines geübten Technikers oder Programmierers übersetzt werden können.
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Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die in zumindest einem nicht transistorischen, konkreten computerlesbaren Medium gespeichert werden. Die Computerprogramme können ferner gespeicherte Daten umfassen oder auf diese zugreifen. Die Computerprogramme können ein Eingabe-/Ausgabebasissystem (BIOS), das mit einer Hardware des speziehen Computers interagiert, Vorrichtungstreibern, die mit besonderen Vorrichtungen des speziellen Computers interagieren, ein oder mehrere Betriebssysteme, Anwenderanwendungen, Hintergrundserviceanwendungen, Hintergrundanwendungen, etc. umfassen.
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Die Computerprogramme können Folgendes aufweisen: (i) beschreibenden Text, der zu analysieren ist, wie z.B. HTML (Hypertext-Markup-Language), XML (Extensible Markup Language), oder JSON (Javascript Object Notation), (ii) Baugruppencode, (iii) Objektcode, der aus einem Source-Code durch einen Compiler erzeugt wird, (iv) Source-Code zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Source-Code zur Kompilierung und Ausführung durch einen Just-in-Time-Kompilierer, etc. Nur als Beispiel kann ein Source-Code mittels der Syntax aus folgenden Sprachen geschrieben werden/sein: C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5th revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK, und Python®.
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Keines der Elemente, die in den Ansprüchen wiedergegeben sind, ist als ein „means plus function“-Element innerhalb der Auslegung von 35 U.S.C. §112(f) beabsichtigt, es sei denn, dass ein Element ausdrücklich mittels des Ausdrucks „Mittel/Einrichtung für“ bezeichnet ist, oder dass in einem Fall eines Verfahrensanspruchs, die Bezeichnungen „Betrieb für/zum“ oder „Schritt für/zum“ bezeichnet verwendet werden.
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Ein Kältemittelsystem (104) für ein Fahrzeug (100) ist vorgesehen und weist Innen- und Außenkondensatorkreisläufe auf. Der Innenkondensatorkreislauf (200) weist ein erstes Ventil, das einen ersten Teil eines Kältemittels aus einem Verdichter (130) erhält, und einen Kabinenkondensator (118) auf, der den ersten Teil von dem ersten Ventil erhält und kondensiert, während ein Innenraum einer Kabine (102) erwärmt wird. Der Außenkondensatorkreislauf (202, 300, 400, 500) weist Folgendes auf: ein zweites Ventil, das einen zweiten Teil des Kältemittels aus dem Verdichter (130) erhält; einen Außenkondensator (132, 302, 402, 502), der den zweiten Teil von dem zweiten Ventil erhält und verdichtet; ein Reservoir (140, 306, 406, 506) stromabwärtig von dem Kabinen-Kondensator (118) und dem Außenkondensator (132, 302, 402, 502), das die ersten und zweiten Teile erhält; einen Wärmetauscher stromabwärtig von dem Reservoir (140, 306, 406, 506); und ein Bypassventil (224, 326, 422, 508), das parallelgeschaltet zu dem Wärmetauscher verbunden ist. Der Wärmetauscher und das Bypassventil (224, 326, 422, 508) erhalten Teile des Kältemittels von dem Reservoir (140, 306, 406, 506). Ein Steuerungsmodul (120) steuert Positionen des ersten Ventils, des zweiten Ventils und des Bypassventils.
