DE102020203909A1

DE102020203909A1 - Fahrzeugseitige temperatursteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102020203909A1
Application number: DE102020203909.7A
Authority: DE
Inventors: Manabu Kitamura; Hidefumi Aikawa; Yuji Miyoshi; Masaki Suzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US20200317026A1; CN111791671A; JP7099392B2; US11364767B2; JP2020168950A; CN111791671B

Abstract

Die Erfindung sieht eine fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung vor, mit: einem ersten Wärmekreislauf 4, der einen Heizkern 43 zum Heizen und einen ersten Wärmetauscher 22 aufweist und so konfiguriert ist, dass ein erstes Heizmedium durch diesen zirkuliert; einem Kühlkreislauf 2, der den ersten Wärmetauscher, der das Kühlmedium kondensiert lässt, und einen Verdampfer umfasst, der das Kühlmedium verdampft, und so konfiguriert ist, dass ein Kühlzyklus realisiert wird; und einem Heizmediumflussweg eines Verbrennungsmotors 52, wobei der Heizmediumflussweg so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten Wärmekreislauf so verbunden ist, dass das erste Heizmedium durch diesen zirkuliert. Der erste Wärmekreislauf ist so konfiguriert, dass ein Auslass des Heizmediumflusswegs mit einem kernstromabwärtigen Teil, das stromabwärtig des Heizkerns und stromaufwärtig des ersten Wärmetauschers angeordnet ist, und einem kernstromaufwärtigen Teil verbunden ist, das stromabwärtig des ersten Wärmetauschers und stromaufwärtig des Heizkerns angeordnet ist, und ferner ein erstes Zirkuliermodussteuergerät umfasst, das zwischen wenigstens zwei Zuständen aus einem ersten Zustand, in dem der Auslass des Heizmediumflusswegs mit dem kernstromaufwärtigen Teil verbunden ist, und einem zweiten Zustand umschalten kann, in dem der Auslass des Heizmediumflusswegs mit dem kernstromabwärtigen Teil verbunden ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung.
HINTERGRUND
In der Vergangenheit wurde eine fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung mit einem Kühlkreislauf und einem Hochtemperaturkreislauf vorgestellt (z. B. in der PTL 1). Der Kühlkreislauf ist so konfiguriert, dass ein Kühlzyklus durch Zirkulieren eines Kühlmediums realisiert wird. Der Hochtemperaturkreislauf weist einen Heizkern auf, der zur Beheizung des Innenraums einer Fahrgastzelle dient. Bei dieser fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung teilen sich der Kühlkreislauf und der Hochtemperaturkreislauf einen einzigen Wärmetauscher. Dieser Wärmetauscher überträgt Wärme vom Kühlmedium auf das Kühlwasser des Hochtemperaturkreislaufs, um das Kühlmedium des Kühlkreislaufs kondensieren zu lassen.
Weiterhin ist bei der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung gemäß dem PTL 1 der Hochtemperaturkreislauf mit einem Kühlwasserflussweg eines Verbrennungsmotors verbunden. Somit ist der Hochtemperaturkreislauf so ausgelegt, dass das durch Wärmeaufnahme vom Verbrennungsmotor erwärmte Kühlwasser und das durch Wärmeaufnahme vom Kühlmedium am Wärmetauscher erwärmte Kühlwasser in den Heizkern einströmen können. Wenn der Innenraum der Fahrgastzelle erwärmt werden soll, wird bei Betrieb des Verbrennungsmotors das im Verbrennungsmotor erwärmte Kühlwasser dem Heizkern zugeführt, während bei Stillstand des Verbrennungsmotors das am Wärmetauscher erwärmte Kühlwasser dem Heizkern zugeführt wird.
[REFERENZLISTE]
[PATENTLITERATUR]

[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 2009 - 180 103 A

KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
[TECHNISCHES PROBLEM]
In dieser Hinsicht zirkuliert bei der in der PTL 1 beschriebenen fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung das am Verbrennungsmotor erwärmte Kühlwasser nicht durch den Kreislauf zwischen dem Wärmetauscher und dem Heizkern, wenn es dem Heizkern zum Heizen zugeführt wird. Daher nimmt zu diesem Zeitpunkt die Temperatur des Kühlwassers im Kreislauf zwischen dem Wärmetauscher und dem Heizkern ab.
Anschließend wird die Kühlwasserzufuhrquelle des Heizkerns vom Verbrennungsmotor zum Wärmetauscher gewechselt, wenn der Verbrennungsmotor still steht. Jedoch ist zu diesem Zeitpunkt die Temperatur des Kühlwassers im Kreislauf zwischen dem Wärmetauscher und dem Heizkern niedrig, so dass unmittelbar nach dem Wechsel der Kühlwasserzufuhrquelle zum Heizkern vorübergehend Kühlwasser mit niedriger Temperatur zum Heizkern fließt. Dies hat zur
Folge, dass innerhalb der Fahrgastzelle trotz angeforderter Heizung die Heizfunktion vorübergehend unterbrochen wird, nachdem der Verbrennungsmotor abgestellt wurde und kalte Luft in die Fahrgastzelle geleitet wird.
Um demgegenüber beim Zuführen von an einem Verbrennungsmotor erwärmten Kühlwasser zum Heizen an einen Heizkern solch eine Situation zu vermeiden, kann auch in Betracht gezogen werden, warmes Kühlwasser zum Wärmetauscher zu leiten. Jedoch fließt in diesem Fall warmes Kühlwasser zur Hochtemperaturkreislaufseite des Wärmetauschers, so dass es nicht möglich ist, dass das Kühlmedium ausreichend Wärme am Wärmetauscher abführt, auch wenn der Kühlzyklus im Kühlkreislauf betrieben wird. Daher ist es nicht möglich, den Kühlzyklus im Kühlkreislauf effektiv zu betreiben.
In Anbetracht des vorstehend genannten Problems ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine in einem Fahrzeug installierte bzw. (im Folgenden kurz:) fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, eine Heizfunktion daran zu hindern, während des Heizens vorübergehend zu unterbrechen, und im Bedarfsfall gleichzeitig einen Kühlzyklus im Kühlkreislauf wirksam zu betreiben.
[LÖSUNG DES PROBLEMS]
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um das vorstehende Problem zu lösen, und umfasst im Wesentlichen Folgendes.
(1) Eine fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung mit:

einem ersten Wärmekreislauf, der einen Heizkern zum Beheizen eines Innenraums einer Fahrgastzelle und einen ersten Wärmetauscher umfasst und so konfiguriert ist, dass ein erstes Heizmedium durch ihn zirkuliert,
einem Kühlkreislauf, der den ersten Wärmetauscher, der Wärme von einem Kühlmedium an das erste Heizmedium abgibt, um das Kühlmedium kondensieren zu lassen, und einen Verdampfer aufweist, durch den das Kühlmedium Wärme aufnimmt, um es verdampfen zu lassen, und so konfiguriert ist, dass ein Kühlzyklus realisiert wird, indem das Kühlmedium durch ihn hindurch zirkuliert, und
einem Heizmediumflussweg eines Verbrennungsmotors, wobei der Heizmediumflussweg so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten Wärmekreislauf so verbunden ist, dass das erste Heizmedium durch ihn hindurch zirkuliert, wobei der erste Wärmekreislauf so konfiguriert ist, dass ein Auslass des Heizmediumflusswegs mit einem kernstromabwärtigen Teil des ersten Wärmekreislaufs, der in einer Zirkulationsrichtung des ersten Heizmediums stromabwärtig des Heizkerns und stromaufwärtig des ersten Wärmetauschers liegt, und einem kernstromaufwärtigen Teil des ersten Wärmekreislaufs verbunden ist, der in Zirkulationsrichtung des ersten Heizmediums stromabwärtig des ersten Wärmetauschers und stromaufwärtig des Heizkerns liegt, und ferner ein erstes Zirkuliermodussteuergerät umfasst, das zwischen wenigstens zwei Zuständen aus einem ersten Zustand, in dem der Auslass des Heizmediumflusswegs mit dem kernstromaufwärtigen Teil verbunden ist, und einem zweiten Zustand umschalten kann, in dem der Auslass des Heizmediumflusswegs mit dem kernstromabwärtigen Teil verbunden ist.

(2) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach (1), wobei das erste Zirkuliermodussteuergerät basierend auf einem Vorliegen einer Heizanforderung des Inneren der Fahrgastzelle, einem Vorliegen des Betriebs des Verbrennungsmotors und einem Vorliegen einer Zirkulation von Kühlmedium im Kühlkreislauf gesteuert wird.
(3) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach (1) oder (2),
die ferner einen Temperatursensor umfasst, der eine Temperatur des in den ersten Wärmetauscher fließenden ersten Heizmediums erfasst,
wobei das erste Zirkuliermodussteuergerät basierend auf einer durch den Temperatursensor erfassten Temperatur des ersten Heizmediums gesteuert wird.
(4) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach (3), wobei beim Zirkulieren des ersten Heizmediums im ersten Wärmekreislauf durch den Heizmediumflussweg des Verbrennungsmotors das erste Zirkuliermodussteuergerät in den ersten Zustand versetzt wird, wenn die vom Temperatursensor erfasste Temperatur des ersten Heizmediums gleich groß wie oder größer als eine Referenztemperatur ist, und in den zweiten Zustand versetzt wird, wenn die vom Temperatursensor erfasste Temperatur des ersten Heizmediums kleiner als die Referenztemperatur ist.
(5) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem aus (1) bis (4), wobei beim Zirkulieren des ersten Heizmediums im ersten Wärmekreislauf durch den Heizmediumflussweg des Verbrennungsmotors das erste Zirkuliermodussteuergerät in den zweiten Zustand versetzt wird, wenn das Kühlmedium nicht im Kühlkreislauf zirkuliert.
(6) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem aus (1) bis (5), wobei der erste Wärmekreislauf ferner einen Radiator umfasst, der bezüglich des ersten Wärmetauschers parallel zum Heizkern vorgesehen ist, und ein zweites Zirkuliermodussteuergerät, das einen Zirkuliermodus des ersten Heizmediums vom ersten Wärmetauscher zum Heizkern und zum Radiator steuert.
(7) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach (6), wobei das zweite Zirkuliermodussteuergerät so gesteuert wird, dass eine Zirkulationsmenge des Kühlwassers vom ersten Wärmetauscher zum Heizkern kleiner wird als eine Zirkulationsmenge des Kühlwassers vom ersten Wärmetauscher zum Radiator, wenn das erste Zirkuliermodussteuergerät in den ersten Zustand versetzt wurde.
(8) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem aus (1) bis (7), wobei der erste Wärmekreislauf so konfiguriert ist, dass ein Einlass des Heizmediumflusswegs des Verbrennungsmotors mit dem kernstromabwärtigen Teil verbunden ist.
(9) Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem aus (1) bis (8), wobei
die Temperatursteuervorrichtung ferner einen zweiten Wärmekreislauf umfasst, der mit einem Heizungswärmetauscher versehen ist, der Wärme mit einem Wärmeerzeuger austauscht und so konfiguriert ist, dass ein zweites Heizmedium durch den Wärmeerzeuger zirkuliert, und
der Verdampfer Teil eines zweiten Wärmetauschers ist, der Wärme zwischen dem zweiten Heizmedium und dem Kühlmedium austauscht, so dass Wärme vom zweiten Heizmedium auf das Kühlmedium übertragen wird.
[VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG]
Nach der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist eine zeitweise Unterbrechung einer Heizfunktion beim Heizen zu verhindern, während bei Bedarf gleichzeitig im Kühlkreislauf einen Kühlzyklus effektiv betrieben wird.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung der Konfiguration, die schematisch eine fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung zeigt.
2 ist eine Darstellung der Konfiguration, die schematisch einen Luftkanal zur Klimatisierung eines Fahrzeugs mit fahrzeugseitiger Temperatursteuervorrichtung zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung des Fahrzeugs mit fahrzeugseitiger Temperatursteuervorrichtung.
4 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem weder Abkühlen noch Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird und Kühlen einer Batterie oder eines anderen Wärmeerzeugers notwendig ist (erster Stoppmodus).
5 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem weder Abkühlen noch Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird und schnelles Abkühlen eines Wärmeerzeugers notwendig ist (zweiter Stoppmodus).
6 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem Abkühlen der Fahrgastzelle angefordert wird und Kühlen eines Wärmeerzeugers notwendig ist (erster Kühlmodus).
7 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem Abkühlen der Fahrgastzelle angefordert wird und schnelles Abkühlen eines Wärmeerzeugers notwendig ist (zweiter Kühlmodus).
8 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird und der Verbrennungsmotor gestoppt ist (erster Heizmodus).
9 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird, der Verbrennungsmotor in Betrieb ist und Entfeuchten nicht angefordert wird (zweiter Heizmodus).
10 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird, der Verbrennungsmotor in Betrieb ist und Entfeuchten angefordert wird (dritter Heizmodus).
11 zeigt einen Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird, der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, Entfeuchten angefordert wird und die Temperatur des durch den Hochtemperaturkreislauf fließenden Kühlwassers hoch ist (vierter Heizmodus).
12 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerroutine zum Regeln eines dritten Dreiwegeventils, eines dritten Magnetregelventils und eines vierten Magnetregelventils zeigt.
13 ist ein Zeitablaufdiagramm eines EIN/AUS-Zustands etc. der Heizanforderung.

ERLÄUTERUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsformen im Detail erläutert. Zu beachten ist, dass in der folgenden Erläuterung ähnlichen Komponenten ähnliche Bezugszeichen zugeordnet sind.
Konfiguration von fahrzeugseitiger Temperatursteuervorrichtung
Anhand der 1 bis 3 wird die Konfiguration einer fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 nach einer ersten Ausführungsform erläutert. 1 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1. In der vorliegenden Ausführungsform ist die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 insbesondere an einem Hybridfahrzeug montiert, das von einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor angetrieben wird.
Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 umfasst einen Kühlkreislauf 2, einen Niedrigtemperaturkreislauf 3, einen Hochtemperaturkreislauf 4, einen Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 und ein Steuergerät 6.
Zunächst erfolgt eine Erläuterung des Kühlkreislaufs 2. Der Kühlkreislauf 2 umfasst einen Kompressor 21, eine Kühlmediumleitung 22a eines Kondensators 22, einen Speicher 23, ein erstes Entspannungsventil 24, ein zweites Entspannungsventil 25, einen Verdampfer 26, eine Kühlmediumleitung 27a des Kühlers 27, ein erstes Magnetregelventil 28 und ein zweites Magnetregelventil 29. Der Kühlkreislauf 2 ist so konfiguriert, dass ein Kühlzyklus durch Zirkulieren eines Kühlmediums durch diese Komponenten realisiert wird. Als Kühlmedium wird z. B. ein Fluorkohlenwasserstoff (z. B. HFKW-134a) oder ein anderer Stoff, der üblicherweise als Kühlmedium im Kühlkreislauf verwendet wird, verwendet.
Der Kühlkreislauf 2 ist in einen Kühlmediumbasisflussweg 2a, einen Verdampferflussweg 2b und einen Kühlerflussweg 2c unterteilt. Der Verdampferflussweg 2b und der Kühlerflussweg 2c sind parallel zueinander vorgesehen und jeweils mit dem Kühlmediumbasisflussweg 2a verbunden.
Am Kühlmediumbasisflussweg 2a sind in einer Zirkulationsrichtung des Kühlmediums nacheinander der Kompressor 21, die Kühlmediumleitung 22a des Kondensators 22 und der Speicher 23 vorgesehen. Am Verdampferflussweg 2b sind in einer Zirkulationsrichtung nacheinander des Kühlmediums das erste Magnetregelventil 28, das erste Entspannungsventil 24 und die Kühlmediumleitung 27a des Verdampfers 26 vorgesehen. Des Weiteren sind am Kühlerflussweg 2c nacheinander das zweite Magnetregelventil 29, das zweite Entspannungsventil 25 und der Kühler 27 vorgesehen.
Am Kühlmediumbasisflussweg 2a fließt das Kühlmedium unabhängig vom Öffnen/Schließen des ersten Magnetregelventils 28 und des zweiten Magnetregelventils 29. Fließt das Kühlmedium zum Kühlmediumbasisflussweg 2a, fließt das Kühlmedium nacheinander durch den Kompressor 21, die Kühlmediumleitung 22a des Kondensators 22 und den Speicher 23. Am Verdampferflussweg 2b fließt das Kühlmedium, wenn das erste Magnetregelventil 28 geöffnet ist. Fließt das Kühlmedium zum Verdampferflussweg 2b, fließt das Kühlmedium nacheinander durch das erste Magnetregelventil 28, das erste Entspannungsventil 24 und die Kühlmediumleitung 27a des Verdampfers 26. Das Kühlmedium fließt zum Kühlerflussweg 2c, wenn das zweite Magnetregelventil 29 geöffnet ist. Fließt das Kühlmedium zum Kühlerflussweg 2c, fließt das Kühlmedium nacheinander durch das zweite Magnetregelventil 29, das zweite Entspannungsventil 25 und den Kühler 27.
Der Kompressor 21 fungiert als ein Kompressor, der das Kühlmedium komprimiert, um es zu erwärmen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kompressor 21 ein elektrisch angetriebener Kompressor, der so konfiguriert ist, dass die Förderleistung durch Anpassen der dem Kompressor 21 zugeführten elektrischen Leistung stufenlos verändert werden kann. Im Kompressor 21 wird das aus dem Verdampfer 26 oder dem Kühler 27 ausströmende vorwiegend gasförmige Kühlmedium mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck adiabatisch verdichtet, wodurch es in ein vorwiegend gasförmiges Kühlmedium mit hoher Temperatur und hohem Druck überführt wird.
Der Kondensator 22 ist mit der Kühlmediumleitung 22a und der Kühlwasserleitung 22b versehen. Der Kondensator 22 fungiert als erster Wärmetauscher, um Wärme aus dem Kühlmedium an etwas anderes als das Kühlmedium und Kühlwasser des später erläuterten Niedrigtemperaturkreislaufs 3 abzugeben, um eine Kondensation des Kühlmediums zu bewirken. In der vorliegenden Ausführung tauscht der Kondensator 22 Wärme zwischen dem durch die Kühlmediumleitung 22a fließenden Kühlmedium und dem durch die später erläuterte Kühlwasserleitung 22b fließenden Kühlwasser aus und überträgt die Wärme des Kühlmediums auf dieses Kühlwasser. Die Kühlmediumleitung 22a des Kondensators 22 fungiert als Kondensator, durch den das Kühlmedium im Kühlzyklus kondensiert. Weiterhin wird in der Kühlmediumleitung 22a des Kondensators 22 das aus dem Kompressor 21 ausströmende, überwiegend gasförmige Kühlmedium mit hoher Temperatur und hohem Druck durch isobare Kühlung in überwiegend flüssige Kühlmedium mit hoher Temperatur und hohem Druck überführt.
Im Speicher 23 wird das durch die Kühlmediumleitung 22a des Kondensators 22 kondensierte Kühlmedium gespeichert. Da im Kondensator 22 nicht immer das gesamte Kühlmedium verflüssigt werden kann, ist der Speicher 23 so konfiguriert, dass Gas und Flüssigkeit getrennt werden. Aus dem Speicher 23 fließt nur flüssiges Kühlmedium ab, von dem das gasförmige Kühlmedium abgetrennt wurde. Zu beachten ist, dass der Kühlkreislauf 2 anstelle des Speichers 23 auch einen unterkühlten Kondensator mit einem Gas-Flüssigkeitsabscheider als Kondensator 22 verwenden kann.
Das erste Entspannungsventil 24 und das zweite Entspannungsventil 25 fungieren als Entspannungseinrichtung, um das Kühlmedium zu entspannen. Diese Entspannungsventile 24 und 25 sind mit Durchlässen mit kleinem Durchmesser versehen und versprühen aus diesen Kühlmedium, damit der Druck des Kühlmediums schnell abnimmt. Das erste Entspannungsventil 24 sprüht in den Verdampfer 26 einen Nebel von flüssigem Kühlmedium, das vom Speicher 23 zugeführt wird. In ähnlicher Weise sprüht das zweite Entspannungsventil 25 in die Kühlmediumleitung 27a des Verdampfers 27 einen Nebel von flüssigem Kühlmedium, das vom Speicher 23 zugeführt wird. An diesen Entspannungsventilen 24 und 25 wird das aus dem Speicher 23 ausströmende flüssige Kühlmedium mit hoher Temperatur und hohem Druck druckentspannt und teilweise verdampft, wodurch es in ein nebelartiges Kühlmedium mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck überführt wird. Zu beachten ist, dass die Entspannungsventile mechanische Entspannungsventile mit festen Überhitzungsgraden oder elektrische Entspannungsventile mit einstellbaren Überhitzungsgraden sein können. Ferner können Ejektoren oder andere Vorrichtungen als Entspannungsventil anstelle des ersten Entspannungsventils 24 und des zweiten Entspannungsventils 25 verwendet werden, sofern mit diesen das Kühlmedium zum Verringern des Drucks entspannt werden kann.
Der Verdampfer 26 fungiert als Verdampfer, der das Kühlmedium verdampft. Konkret bewirkt der Verdampfer 26, dass das Kühlmedium Wärme aus der den Verdampfer 26 umgebenden Luft aufnimmt, um das Kühlmedium verdampfen zu lassen. Daher wird im Verdampfer 26 das nebelartige Kühlmedium, das aus dem ersten Entspannungsventil 24 ausfließt, mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck durch Verdampfung in ein gasförmiges Kühlmedium mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck überführt. Dadurch können die den Verdampfer 26 umgebende Luft und die Fahrgastzelle gekühlt werden.
Der Kühler 27 ist mit der Kühlmediumleitung 27a und der Kühlwasserleitung 27b versehen. Der Kühler 27 fungiert als zweiter Wärmetauscher, durch den das Kühlmedium Wärme aus dem Kühlwasser des später erläuterten Niedrigtemperaturkreislaufs 3 aufnimmt, um das Kühlmedium verdampfen zu lassen. In der vorliegenden Ausführungsform tauscht der Kühler 27 Wärme zwischen dem durch die später erläuterte Kühlwasserleitung 27b und dem durch die Kühlmediumleitung 27a strömenden Kühlwasser aus und überträgt Wärme von diesem Kühlwasser auf das Kühlmedium. Die Kühlmediumleitung 27a des Kühlers 27 fungiert als Verdampfer, um das Kühlmedium verdampfen zu lassen. Weiterhin verdampft in der Kühlmediumleitung 27a des Kühlers 27 das nebelartige Kühlmedium mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das aus dem zweiten Entspannungsventil 25 ausfließt, wodurch es in ein gasförmiges Kühlmedium mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck überführt wird. Dadurch wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkreislaufs 3 abgekühlt.
Das erste Magnetregelventil 28 und das zweite Magnetregelventil 29 werden zum Ändern des Zirkuliermodus von Kühlmedium im Kühlkreislauf 2 verwendet. Die Menge des in den Verdampferflussweg 2b einfließenden Kühlmediums ist umso größer, je größer der Öffnungsgrad des ersten Magnetregelventils 28 ist. Dementsprechend nimmt die Menge des in den Verdampfer 26 fließenden Kühlmediums zu. Je größer der Öffnungsgrad des zweiten Magnetregelventils 29 ist, desto mehr Kühlmedium fließt in den Kühlerflussweg 2c und dementsprechend mehr Kühlmedium in den Verdampfer 27. Zu beachten ist, dass das Magnetregelventil 28 in der vorliegenden Ausführung als ein im Öffnungsgrad einstellbares Ventil konfiguriert ist, aber auch als ein Schaltventil konfiguriert sein kann, das zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand umschaltbar ist. Ferner ist es möglich, anstelle des ersten Magnetregelventils 28 und des zweiten Magnetregelventils 29 auch ein Dreiwegeventil vorzusehen, das in der Lage ist, das Kühlmedium aus dem Kühlmediumbasisflussweg 2a wahlweise nur in den Verdampferflussweg 2b, nur in den Kühlerflussweg 2c und/oder in beide zu leiten. Deshalb kann anstelle dieser Magnetregelventile 28 und 29 auch ein beliebiges Ventil vorgesehen sein, sofern ein Anpassen der Durchflussmenge vom Kühlmediumbasisflussweg 2a zum Verdampferflussweg 2b und zum Kühlerflussweg 2c möglich ist.
Als Nächstes wird der Niedrigtemperaturkreislauf 3 erläutert. Der Niedrigtemperaturkreislauf 3 umfasst eine erste Pumpe 31, die Kühlwasserleitung 27b des Kühlers 27, einen Niedertemperaturradiator 32, ein erstes Dreiwegeventil 33 und ein zweites Dreiwegeventil 34. Darüber hinaus umfasst der Niedrigtemperaturkreislauf 3 einen Batteriewärmetauscher 35, einen Motorgenerator-(MG-)Wärmetauscher 36 und einen Leistungssteuereinheit-(PCU-)Wärmetauscher 37. Beim Niedrigtemperaturkreislauf 3 zirkuliert das Kühlwasser durch diese Komponenten. Zu beachten ist, dass das Kühlwasser ein Beispiel für das zweite Heizmedium ist. Innerhalb des Niedrigtemperaturkreislaufs 3 kann anstelle des Kühlwassers jedes andere Heizmedium verwendet werden.
Der Niedrigtemperaturkreislauf 3 ist in einen Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a, einen Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b und einen Wärmeerzeugerflussweg 3c unterteilt. Der Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b und der Wärmeerzeugerflussweg 3c sind parallel zueinander vorgesehen und jeweils mit dem Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a verbunden.
Der Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a ist in einer Zirkulationsrichtung des Kühlwassers nacheinander mit der ersten Pumpe 31, der Kühlwasserleitung 27b des Kühlers 27 und dem Batteriewärmetauscher 35 versehen. Weiterhin ist am Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a ein Bypass- bzw. Überbrückungsflussweg 3d angeschlossen, um den Batteriewärmetauscher 35 zu umgehen. In der vorliegenden Ausführung ist der Überbrückungsflussweg 3d in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers an einem Ende zwischen dem Kühler 27 und dem Batteriewärmetauscher 35 und am anderen Ende an der stromabwärtigen Seite des Batteriewärmetauschers 35 angeschlossen. Am Anschlussteil zwischen dem Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a und dem Überbrückungsflussweg 3d ist das erste Dreiwegeventil 33 vorgesehen.
Weiterhin ist der Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b mit dem Niedrigtemperaturradiator 32 versehen. Am Wärmeerzeugerflussweg 3c sind in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers nacheinander der MG-Wärmetauscher 36 und der PCU-Wärmetauscher 37 vorgesehen. Der Wärmeerzeugerflussweg 3c kann auch mit einem Wärmetauscher versehen werden, der Wärme mit anderen Wärmeerzeugungsgeräten als dem MG oder der PCU austauscht. Zwischen dem Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a und dem Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b und dem Wärmeerzeugerflussweg 3c ist das zweite Dreiwegeventil 34 vorgesehen.
Die erste Pumpe 31 fördert das durch den Niedrigtemperaturbasisflusskreislauf 3 zirkulierende Kühlwasser. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Pumpe 31 eine elektrisch angetriebene Wasserpumpe und so konfiguriert, dass die Förderleistungen durch Anpassen der ihr zugeführten elektrischen Energie stufenlos verändert werden kann.
Der Niedrigtemperaturradiator 32 ist ein Wärmetauscher, der Wärme mit dem durch den Niedrigtemperaturkreislauf 3 zirkulierenden Kühlwasser und der Luft außerhalb des Fahrzeugs 100 (Außenluft) austauscht. Der Niedrigtemperaturradiator 32 ist so konfiguriert, dass er Wärme aus dem Kühlwasser an die Außenluft abgibt, wenn die Temperatur des Kühlwassers höher als die Temperatur der Außenluft ist, und Wärme von der Außenluft an das Kühlwasser überträgt, wenn die Temperatur des Kühlwassers niedriger als die Temperatur der Außenluft ist.
Das erste Dreiwegeventil 33 ist so ausgelegt, dass das aus der Kühlwasserleitung 27b des Kühlers 27 ausfließende Kühlwasser wahlweise in den Batteriewärmetauscher 35 oder den Überbrtickungsflussweg 3e fließt. Wenn im Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a das erste Dreiwegeventil 33 auf die Seite des Batteriewärmetauscher 35 eingestellt ist, fließt das Kühlwasser nacheinander durch die erste Pumpe 31, die Kühlwasserleitung 27b des Kühlers 27 und den Batteriewärmetauscher 35. Wird demgegenüber das erste Dreiwegeventil 33 auf die Seite des Überbrückungsflusswegs 3d eingestellt, zirkuliert das Kühlwasser nicht durch den Batteriewärmetauscher 35, sondern fließt nur durch die erste Pumpe 31 und den Kühler 27.
Das zweite Dreiwegeventil 34 ist so ausgelegt, dass das aus dem Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a abfließende Kühlmedium wahlweise zwischen dem Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b und dem Wärmeerzeugerflussweg 3c fließt. Wird das zweite Dreiwegeventil 34 auf den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b eingestellt, so durchfließt das aus dem Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a abfließende Kühlwasser den Niedrigtemperaturradiator 32. Wird hingegen das zweite Dreiwegeventil 34 auf den Wärmeerzeugerflussweg 3c eingestellt, so durchfließt das aus dem Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a abfließende Kühlwasser nacheinander den MG-Wärmetauscher 36 und PCU-Wärmetauscher 37. Wenn es ferner möglich ist, das zweite Dreiwegeventil 34 so einzustellen, dass das Kühlwasser zu beiden Seiten fließt, fließt ein Teil des aus dem Niedrigtemperaturbasisflussweg 3a abfließenden Kühlwassers durch den Niedertemperaturradiator 32, während der Rest nacheinander durch den MG-Wärmetauscher 36 und den PCU-Wärmetauscher 37 fließt.
Zu beachten ist, dass anstelle des ersten Dreiwegeventils 33 ein Einstellventil oder ein Schaltventil oder eine andere Einstellvorrichtung verwendet werden kann, sofern die Durchflussmenge des Kühlwassers, das zu dem Batteriewärmetauscher 35 und dem Überbrückungsflussweg 3d fließt, entsprechend eingestellt werden kann. Ebenso kann anstelle des zweiten Dreiwegeventils 34 ein Einstellventil oder ein Schaltventil oder eine andere Einstellvorrichtung verwendet werden, sofern die Durchflussmenge des in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b und den Wärmeerzeugerflussweg 3c fließenden Kühlwassers entsprechend eingestellt werden kann.
Der Batteriewärmetauscher 35 ist so konfiguriert, dass er Wärme mit der (nicht abgebildeten) Batterie des Fahrzeugs 100 austauscht. Konkret ist z. B. der Batteriewärmetauscher 35 mit einer um die Batterie herum angeordneten Rohrleitung versehen und so konfiguriert, dass ein Wärmeaustausch zwischen dem durch diese Rohrleitung fließenden Kühlwasser und der Batterie stattfindet.
Der MG-Wärmetauscher 36 ist so konfiguriert, dass er Wärme mit dem (nicht abgebildeten) Motorgenerator des Fahrzeugs 100 austauscht. Konkret ist der MG-Wärmetauscher 36 so konfiguriert, dass er Wärme zwischen Öl und Kühlwasser austauscht, die um den MG herum fließen. Ferner ist der PCU-Wärmetauscher 37 so konfiguriert, dass er Wärme mit der (nicht abgebildeten) Leistungssteuereinheit des Fahrzeugs 100 austauscht. Insbesondere ist der PCU-Wärmetauscher 37 mit einer um die PCU herum angeordneten Rohrleitung versehen und so konfiguriert, dass Wärme zwischen dem Kühlwasser, das durch diese Rohrleitung fließt, und der Batterie ausgetauscht wird.
Als Nächstes wird der Hochtemperaturkreislauf 4 erläutert. Der Hochtemperaturkreislauf 4 ist mit einer zweiten Pumpe 41 versehen, der Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22, einem Hochtemperaturradiator 42, einem Heizkern 43, einem dritten Dreiwegeventil 44, einem dritten Magnetregelventil 45 und einem vierten Magnetregelventil 46. Auch zirkuliert im Hochtemperaturkreislauf 4 das Kühlwasser durch diese Komponenten. Zu beachten ist, dass dieses Kühlwasser ein Beispiel für das erste Heizmedium ist. Im Hochtemperaturkreislauf 4 kann anstelle von Kühlwasser jedes andere Heizmedium verwendet werden.
Weiterhin ist der Hochtemperaturkreislauf 4 in einen Hochtemperaturbasisflussweg 4a, einen Hochtemperaturradiatorflussweg 4b, einen Heizungsflussweg 4c, einen Verbrennungsmotorzuflussweg 4d, einen Verbrennungsmotorabflussweg 4e, einen kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f und einen kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g unterteilt. Der Hochtemperaturradiatorflussweg 4b und der Heizungsflussweg 4c sind parallel zueinander vorgesehen und jeweils mit dem Hochtemperaturbasisflussweg 4a verbunden. Zu beachten ist, dass in dieser Beschreibung der Teil des Hochtemperaturkreislaufs 4 (Teil des Hochtemperaturbasisflusswegs 4a und des Heizungsflusswegs 4c), der in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers stromabwärtig des Kondensators 22 und stromaufwärtig des Heizkerns 43 liegt, als „kernstromaufwärtiger Teil“ bezeichnet wird. Ferner wird der Teil des Hochtemperaturkreislaufs 4 (der übrige Teil des Hochtemperaturbasisflusswegs 4a und Heizungsflussweg 4c), der in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers stromabwärtig des Heizkerns 43 und stromaufwärtig des Kondensators 22 liegt, als „kernstromabwärtiger Teil“ bezeichnet.
Der Verbrennungsmotorzuflussweg 4d ist mit dem Heizungsflussweg 4c in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers mit der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 43 und dem Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 verbunden. Insbesondere ist der Verbrennungsmotorzuflussweg 4d mit dem Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 an der Einlaufseite des Kühlwasserflusswegs des Verbrennungsmotors 52 in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers des Verbrennungsmotorkühlkreislaufs 5 verbunden. Somit ist der Hochtemperaturkreislauf 4 so konfiguriert, dass der am Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 vorgesehene Einlauf des Kühlwasserflusswegs des Verbrennungsmotors 52 mit dem kernstromabwärtigen Teil durch den Verbrennungsmotorzuflussweg 4d verbunden ist.
Der Verbrennungsmotorabflussweg 4e ist an einem Endteil mit dem Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 und am anderen Endteil mit dem kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f und dem kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g verbunden. Insbesondere ist der Verbrennungsmotorabflussweg 4e mit dem Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 an der Auslaufseite des Kühlwasserflusswegs des Verbrennungsmotors 52 in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 verbunden. Weiterhin ist der kernstromaufwärtige Verbindungsweg 4f mit dem Heizungsflussweg 4c an der stromaufwärtigen Seite des Heizkerns 43 in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers verbunden. Der kernstromabwärtige Verbindungsweg 4g hingegen ist mit dem Heizungsflussweg 4c an der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 43 in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers verbunden. Somit ist der Hochtemperaturkreislauf 4 so konfiguriert, dass der Auslauf des Kühlwasserflusswegs des Verbrennungsmotors 52 voneinander getrennt mit dem kernstromaufwärtigen Teil und dem kernstromabwärtigen Teil verbunden ist.
Der Hochtemperaturbasisflussweg 4a ist in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers nacheinander mit einer zweiten Pumpe 41 und der Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 versehen. Der Hochtemperaturradiatorflussweg 4b ist in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers nacheinander mit dem dritten Magnetregelventil 45 und dem Hochtemperaturradiator 42 versehen. Weiterhin ist der Heizungsflussweg 4c in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers nacheinander mit dem vierten Magnetregelventil 46 und dem Heizkern 43 versehen. Zu beachten ist, dass der Heizungsflussweg 4c auch mit einer elektrischen Heizung an der stromaufwärtigen Seite des Heizkerns 43 in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers versehen sein kann. Das dritte Dreiwegeventil 44 ist zwischen dem Verbrennungsmotorabflussweg 4e und dem kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f und dem kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g vorgesehen.
Die zweite Pumpe 41 fördert das durch den Hochtemperaturkreislauf 4 zirkulierende Kühlwasser. In der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Pumpe 41 wie die erste Pumpe 31 eine elektrisch angetriebene Wasserpumpe. Darüber hinaus ist der Hochtemperaturradiator 42 wie der Niedrigtemperaturradiator 32 ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem durch den Hochtemperaturkreislauf 4 zirkulierenden Kühlwasser und der Außenluft austauscht.
Der Heizkern 43 ist so konfiguriert, dass er Wärme zwischen dem Kühlwasser, das durch den Hochtemperaturkreislauf 4 zirkuliert, und der Außenluft um den Heizkern 43 austauscht, um diese zu erwärmen, wodurch das Innere der Fahrgastzelle beheizt wird. Konkret ist der Heizkern 43 so konfiguriert, dass die Wärme des Kühlwassers an die Luft um den Heizkern 43 abgegeben wird. Wenn also Kühlwasser mit hoher Temperatur zum Heizkern 43 fließt, sinkt die Temperatur des Kühlwassers und die Luft um den Heizkern 43 wird erwärmt.
Das dritte Dreiwegeventil 44 fungiert als ein erstes Zirkuliermodussteuergerät, das zwischen einem ersten Zustand, in dem der Verbrennungsmotorabflussweg 4e mit dem kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f verbunden ist, und einem zweiten Zustand umschalten kann, in dem der Verbrennungsmotorabflussweg 4e mit dem kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g verbunden ist. Wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den ersten Zustand versetzt, so fließt das aus dem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 austretende Kühlwasser durch den kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f zum Heizungsflussweg 4c auf der stromaufwärtigen Seite des Heizkerns 43. Wird hingegen das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt, so fließt das aus dem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 austretende Kühlwasser durch den kerngeschalteten Verbindungsweg 4g und in den Heizungsflussweg 4c auf der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 43. Zu beachten ist, dass zur entsprechenden Einstellung der Durchflussmenge des Kühlwassers, das vom Verbrennungsmotorabflussweg 4e in den kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f und den kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g fließt, anstelle des dritten Dreiwegeventils 44 auch ein Regelventil oder ein Schaltventil oder ein anderes Zirkuliermodussteuergerät verwendet werden kann.
Das dritte Magnetregelventil 45 und das vierte Magnetregelventil 46 werden als zweites Zirkuliermodussteuergerät zum Steuern des Zirkuliermodus des Kühlwassers im Hochtemperaturkreislauf 4 verwendet, insbesondere zum Steuern des Zirkuliermodus des Kühlwassers von der Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 zum Hochtemperatiirradiator 42 und Heizkern 43. Je größer der Öffnungsgrad des dritten Magnetregelventils 45 ist, desto größer ist der Kühlwasserzufluss in den Hochtemperaturradiatorflussweg 4b und dementsprechend größer ist der Kuhlwasserzufluss in den Hochtemperaturradiator 42. Je größer der Öffnungsgrad des vierten Magnetregelventils 46 ist, desto größer ist der Kühlwasserzufluss in den Heizungsflussweg 4c und dementsprechend größer ist der Kühlwasserzufluss in den Heizkern 43. Zu beachten ist, dass die Magnetregelventile 45 und 46 in der vorliegenden Ausführung als in ihren Öffnungsgraden einstellbare Ventile konfiguriert sind, aber auch als Schaltventile konfiguriert sein können, die zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand geschaltet werden. Ferner kann anstelle des dritten Magnetregelventils 45 und des vierten Magnetregelventils 46 ein Dreiwegeventil vorgesehen sein, das das Kühlwasser aus dem Hochtemperaturbasisflussweg 4a wahlweise nur dem Hochtemperaturradiatorflussweg 4b, nur dem Heizungsflussweg 4c und/oder beiden zuführen kann. Somit können anstelle dieser Magnetregelventile 45 und 46 beliebige Ventile als zweite Zirkuliermodussteuergeräte vorgesehen sein, sofern der Durchfluss vom Hochtemperaturbasisflussweg 4a zum Hochtemperaturradiatorflussweg 4b und Heizungsflussweg 4c einstellbar ist.
Als Nächstes wird der Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 erläutert. Der Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 ist mit einer dritten Pumpe 51 versehen, einem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52, einem Verbrennungsmotorradiator 53 und einem Thermostat 54. Im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 zirkuliert das Kühlwasser durch diese Komponenten. Zu beachten ist, dass dieses Kühlwasser ein Beispiel für das erste Heizmedium ist. Innerhalb des Verbrennungsmotorkühlkreislaufs 5 kann jedes andere Heizmedium verwendet werden, sofern es sich bei diesem Heizmedium um ein Heizmedium wie beim Hochtemperaturkreislauf 4 handelt.
Weiterhin ist der Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 in einen Verbrennungsmotorbasisflussweg 5a, einen Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b und einen Überbrückungsflussweg 5c unterteilt. Der Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b und der Überbrückungsflussweg 5c sind parallel zueinander vorgesehen und jeweils mit dem Verbrennungsmotorbasisflussweg 5a verbunden.
Der Verbrennungsmotorbasisflussweg 5a ist in Zirkulationsrichtung des Kühlwassers nacheinander mit der dritten Pumpe 51 und dem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 versehen. Der Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b ist mit einem Verbrennungsmotorradiator 53 versehen. Weiterhin sind der Verbrennungsmotorzuflussweg 4d und der Verbrennungsmotorabflussweg 4e mit dem Überbrückungsflussweg 5c verbunden. Insbesondere ist der Verbrennungsmotorzuflussweg 4d mit dem stromabwärtigen Teil des Überbriickungsflusswegs 5c verbunden. Somit ist der Verbrennungsmotorzuflussweg 4d mit der Umgebung des Einlasses des Kühlwasserflusswegs des Verbrennungsmotors 52 verbunden. Demgegenüber ist der Verbrennungsmotorabflussweg 4e mit dem stromaufwärtigen Teil des Überbrückungsflusswegs 5c verbunden. Demzufolge ist der Verbrennungsmotorzuflussweg 4d mit der Umgebung des Auslasses des Kühlwasserflusswegs des Verbrennungsmotors 52 verbunden. Somit ist der Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 so konfiguriert, dass er mit dem Hochtemperaturkreislauf 4 verbunden ist, so dass dessen Kühlwasser durch ihn zirkuliert. Zwischen dem Verbrennungsmotorbasisflussweg 5a und dem Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b und dem Überbrückungsflussweg 5c ist das Thermostat 54 vorgesehen.
Die dritte Pumpe 51 fördert durch den Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 zirkulierendes Kühlwasser. In der vorliegenden Ausführungsform ist die dritte Pumpe 51 eine elektrisch angetriebene Wasserpumpe vom gleichen Typ wie die erste Pumpe 31. Ferner ist der Verbrennungsmotorradiator 53, ähnlich wie der Niedertemperaturradiator 32, ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem durch den Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 zirkulierenden Kühlwasser und der Außenluft austauscht.
Der Verbrennungsmotor 52 ist so konfiguriert, dass er bei Zufuhr von Treibstoff den zugeführten Treibstoff verbrennt und kinetische Energie erzeugt. Der Verbrennungsmotor 52 wird beim Verbrennen des Treibstoffs stark erhitzt und bewirkt, dass das Kühlwasser durch den Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors zirkuliert, um damit einen zu hohen Temperaturanstieg des Verbrennungsmotors 52 zu verhindern.
Der Thermostat 54 ist ein Ventil, das zwischen einem geschlossenen Zustand, der den Kühlwasserfluss durch den Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b unterbricht, und einem geöffneten Zustand, der den Kühlwasserfluss durch den Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b ermöglicht, umgeschaltet wird. Wenn die Temperatur des durch den Überbrückungsflussweg 5c zirkulierenden Kühlwassers gleich groß wie oder größer als eine vorgegebene Temperatur ist, wird der Thermostat 54 geöffnet, damit Kühlwasser zum Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b fließen kann. Wenn demgegenüber die Temperatur des durch den Überbrückungsflussweg 5c zirkulierenden Kühlwassers kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist, wird der Thermostat 54 geschlossen, so dass kein Kühlwasser zum Verbrennungsmotorradiatorflussweg 5b fließt. Somit wird die Temperatur des durch den Verbrennungsmotor 52 zirkulierenden Kühlwassers im Wesentlichen konstant gehalten.
2 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Luftkanals 7 zur Klimatisierung des Fahrzeugs 100 mit der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1. Im Luftkanal 7 fließt die Luft in der durch die Pfeilmarkierungen in der Figur dargestellte Richtung. Der in 2 dargestellte Luftkanal 7 ist mit der Außenseite des Fahrzeugs 100 bzw. Lufteintrittsöffnungen der Fahrgastzelle verbunden. Die Außenluft oder die Luft innerhalb der Fahrgastzelle strömt einem Steuerzustand des Steuergerätes 6 entsprechend in den Luftkanal 7. Weiterhin ist der in 2 dargestellte Luftkanal 7 mit einer Vielzahl von Lüftungsöffnungen verbunden, die Luft in die Fahrgastzelle blasen. Einem Steuerzustand des Steuergeräts 6 entsprechend wird Luft vom Luftkanal 7 an eine beliebige Entlüftungsöffnung geleitet.
Wie in 2 dargestellt wird, sind am Luftkanal 7 zur Klimatisierung der vorliegenden Ausführungsform in Strömungsrichtung der Luft nacheinander ein Gebläse 71, ein Verdampfer 26, eine Luftmischklappe 72 und der Heizkern 43 vorgesehen.
Das Gebläse 71 ist mit einem Gebläsemotor 71a und einem Gebläselüfter 71b versehen. Das Gebläse 71 ist so konfiguriert, dass beim Antrieb des Gebläselüfters 71b durch den Gebläsemotor 71a die Außenluft bzw. die Luft im Inneren der Fahrgastzelle in den Luftkanal 7 eintritt und durch diesen fließt.
Die Luftmischklappe 72 regelt den Volumenstrom der durch den Heizkern 43 strömenden Luft in der durch den Luftkanal 7 strömenden Luft. Die Luftmischklappe 72 ist so konfiguriert, dass sie zwischen dem Zustand, in dem die gesamte durch den Luftkanal 7 strömende Luft durch den Heizkern 43 strömt, dem Zustand, in dem keine durch den Luftkanal 7 strömende Luft durch den Heizkern 43 strömt, und den Zuständen dazwischen eingestellt werden kann.
In dem so konfigurierten Luftkanal 7 wird bei Antrieb des Gebläses 71 die durch den Luftkanal 7 strömende Luft abgekühlt, wenn das Kühlmedium durch den Verdampfer 26 zirkuliert. Weiter wird beim Antrieb des Gebläses 71 die Luft erwärmt, die durch den Luftkanal 7 fließt, wenn das Kühlwasser zum Heizkern 43 zirkuliert und die Luftmischklappe 72 so gesteuert wird, dass die Luft durch den Heizkern 43 fließt.
3 ist eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 100 mit der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1. Wie in 3 dargestellt ist, sind an der Innenseite eines Kühlergrills des Fahrzeugs 100 der Niedertemperaturradiator 32, der Hochtemperaturradiator 42 und der Verbrennungsmotorradiator 53 angeordnet. Wenn das Fahrzeug 100 fährt, trifft daher der durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugte Wind auf diese Radiatoren 32, 42 und 53. Weiterhin ist neben diesen Radiatoren 32, 42 und 53 ein Lüfter 76 vorgesehen. Der Lüfter 76 ist so konfiguriert, dass die Luft auf die Radiatoren 32, 42 und 53 trifft, wenn er angetrieben wird. Somit ist es möglich, auch wenn das Fahrzeug 100 nicht fährt, durch Antreiben des Lüfters 76 die Luft auf die Radiatoren 32, 42 und 53 auftreffen zu lassen.
Gemäß 1 ist das Steuergerät 6 mit einem elektronischen Steuergerät (ECU) 61 versehen. Das Steuergerät 61 ist mit einem Prozessor zum Durchführen verschiedener Verarbeitungsarten, einem Speicher zum Speichern von Programmen und verschiedenen Arten von Daten und einer Schnittstelle versehen, die mit verschiedenen Aktoren und Sensoren verbunden ist.
Des Weiteren ist das Steuergerät 6 mit einem Batterietemperatursensor 62, der die Temperatur der Batterie erfasst, einem ersten Wassertemperatursensor 63, der die Temperatur des aus der Kühlwasserleitung 27b des Kühlers 27 ausströmenden Kühlwassers erfasst, und einem zweiten Wassertemperatursensor 64 versehen, der die Temperatur des in den Kondensator 22 einfließenden Kühlwassers erfasst. Die ECU 61 ist mit diesen Sensoren verbunden und die Auslasssignale dieser Sensoren werden in sie eingegeben.
Darüber hinaus ist die ECU 61 mit verschiedenen Arten von Aktoren der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 verbunden und steuert diese. Konkret ist die ECU 61 mit dem Kompressor 21, den Magnetregelventilen 28, 29, 45 und 46, den Pumpen 31, 41 und 51, den Dreiwegeventilen 33, 34 und 43, der elektrischen Heizung 44, dem Gebläsemotor 71a, der Luftmischklappe 72 und dem Lüfter 76 verbunden und steuert diese.
Betrieb von fahrzeugseitiger Temperatursteuervorrichtung
Im Anschluss werden anhand der 4 bis 11 typische Betriebszustände der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 erläutert. In 4 bis 11 ist ein Flussweg, durch den Kühlmedium oder Kühlwasser fließt, durch eine Volllinie dargestellt wird, während ein Flussweg, der nicht vom Kühlmedium oder Kühlwasser durchströmt wird, durch eine Strichlinie dargestellt wird. Weiterhin zeigen in den Figuren dünne Pfeilmarkierungen die Strömungsrichtungen von Kühlmedium oder Kühlwasser an und dicke Pfeilmarkierungen die Bewegungsrichtungen der Wärme.
4 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem weder Abkühlen noch Aufheizen der Fahrgastzelle angefordert wird und Abkühlen einer wärmeerzeugenden Einrichtung wie z. B. der Batterie notwendig ist (erster Stoppmodus).
Wie in 4 dargestellt wird, stehen im ersten Stoppmodus der Kompressor 21 und die zweite Pumpe 41 still. Im Kühlkreislauf 2 zirkuliert daher kein Kühlmedium. Weiterhin zirkuliert im Hochtemperaturkreislauf 4 kein Kühlwasser. Demgegenüber wird im ersten Stoppmodus die erste Pumpe 31 angetrieben. Innerhalb des Niedrigtemperaturkreislaufs 3 zirkuliert also Kühlwasser.
Weiterhin ist im ersten Stoppmodus das erste Dreiwegeventil 33 so eingestellt, dass Kühlwasser durch den Batteriewärmetauscher 35 zirkuliert. Weiterhin ist im Beispiel von 4 das zweite Dreiwegeventil 34 so eingestellt, dass das Kühlwasser sowohl in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b als auch in den Wärmeerzeugerflussweg 3c fließt. Jedoch kann das zweite Dreiwegeventil 34 auch so eingestellt werden, dass das Kühlwasser nur in den Niedertemperaturradiatorflussweg 3b fließt.
Demzufolge wird im ersten Stoppmodus bei dem Batteriewärmetauscher 35, MG-Wärmetauscher 36 und PCU-Wärmetauscher 37 (im Folgenden „Wärmetauscher des Wärmeerzeugers“ genannt) die Wärme von Batterie, MG bzw. PCU (Wärmeerzeuger) auf das Kühlwasser übertragen. Somit wird der Wärmeerzeuger gekühlt, und die Temperatur des Kühlwassers steigt auf die Temperatur der Außenluft oder darüber an. Anschließend wird das Kühlwasser am Niedertemperaturradiator 32 durch Wärmeaustausch mit der Außenluft abgekühlt und fließt wieder in die Wärmetauscher des Wärmeerzeugers. Daher wird im ersten Stoppmodus Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 abgegeben.
Zu beachten ist, dass zum Zeitpunkt des in 4 gezeigten Beispiels der Verbrennungsmotor 52 in Betrieb ist. Aus diesem Grund wird die dritte Pumpe 51 angetrieben und das Kühlwasser zirkuliert im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5. Ist die Temperatur des Kühlwassers im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 hoch, öffnet sich der Thermostat 54 und das Kühlwasser zirkuliert ebenfalls zum Verbrennungsmotorradiator 53. Weiterhin wird bei Stillstand des Verbrennungsmotors 52 der Betrieb der dritten Pumpe 51 gestoppt, wodurch Kühlwasser im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 nicht zirkuliert.
5 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem weder Abkühlen noch Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird und schnelles Abkühlen eines Wärmeerzeugers notwendig ist (zweiter Stoppmodus). Weiterhin ist in dem in 5 gezeigten Beispiel der Verbrennungsmotor 52 in Betrieb.
Wie in 5 dargestellt ist, werden im zweiten Stoppmodus der Kompressor 21, die erste Pumpe 31 und die zweite Pumpe 41 betrieben. Somit zirkuliert das Kühlmedium bzw. das Kühlwasser sowohl im Kühlkreislauf 2, Niedrigtemperaturkreislauf 3 bzw. Hochtemperaturkreislauf 4.
Weiterhin ist im zweiten Stoppmodus das erste Magnetregelventil 28 geschlossen und das zweite Magnetregelventil 29 geöffnet. Dadurch fließt Kühlmedium nicht zum Verdampfer 26, wohingegen Kühlmedium zum Kühler 27 fließt. Zusätzlich ist im zweiten Stoppmodus das erste Dreiwegeventil 33 so eingestellt, dass das Kühlwasser zum Batteriewärmetauscher 35 fließt. Ferner ist im Beispiel von 5 das zweite Dreiwegeventil 34 so eingestellt, dass das Kühlwasser sowohl in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b als auch in den Wärmeerzeugerflussweg 3c fließt. Somit fließt das Kühlwasser auch zu dem MG-Wärmetauscher 36 und dem PCU-Wärmetauscher 37, so dass MG und PCU gekühlt werden können. Das zweite Dreiwegeventil 34 kann aber auch so eingestellt werden, dass das Kühlwasser nur in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b fließt. Weiterhin ist im zweiten Stoppmodus das dritte Magnetregelventil 45 geöffnet und das vierte Magnetregelventil 46 geschlossen. Somit fließt das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 durch den Kondensator 22 und anschließend in den Hochtemperaturradiatorflussweg 4b.
Dadurch wird im zweiten Stoppmodus die Wärme des Kühlwassers im Niedrigtemperaturkreislauf 3 durch den Kühler 27 auf das Kühlmedium übertragen, woraufhin dieses Kühlwasser abgekühlt wird. Danach fließt dieses Niedertemperaturkühlwasser zum Batteriewärmetauscher 35 oder anderen Heizungswärmetauschern, woraufhin der Wärmeerzeuger gekühlt wird. Demgegenüber wird die Wärme des Kühlmediums durch den Kondensator 22 an den Hochtemperaturkreislauf 4 übertragen, woraufhin das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 erwärmt wird. Danach wird dieses Hochtemperaturkühlwasser am Hochtemperaturradiator 42 durch Wärmeaustausch mit der Außenluft abgekühlt und fließt wieder in den Kondensator 22. Im zweiten Stoppmodus wird also Wärme aus dem Wärmeerzeuger durch den Wärmetauscher des Wärmeerzeugers aufgenommen und diese Wärme am Hochtemperaturradiator 42 wieder abgegeben.
6 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem Abkühlen der Fahrgastzelle angefordert wird und ein Wärmeerzeuger gekühlt werden muss (erster Kühlmodus). Weiterhin ist in dem in 6 gezeigten Beispiel der Verbrennungsmotor 52 in Betrieb.
Wie in 6 dargestellt wird, werden im ersten Kühlmodus sowohl der Kompressor 21, die erste Pumpe 31 als auch die zweite Pumpe 41 betrieben. Weiter ist im ersten Kühlmodus das erste Magnetregelventil 28 geöffnet und das zweite Magnetregelventil 29 geschlossen. Ferner ist das dritte Magnetregelventil 45 geöffnet und das vierte Magnetregelventil 46 geschlossen. Des Weiteren ist im in 6 gezeigten Beispiel das zweite Dreiwegeventil 34 so eingestellt, dass das Kühlwasser sowohl in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b als auch in den Wärmeerzeugerflussweg 3c fließt. Das zweite Dreiwegeventil 34 kann aber auch so eingestellt werden, dass das Kühlwasser nur in den Niedertemperaturradiatorflussweg 3b fließt.
Demzufolge wird im ersten Kühlmodus am Verdampfer 26 die Wärme der Umgebungsluft auf das Kühlmedium übertragen, woraufhin die Umgebungsluft abgekühlt wird. Demgegenüber wird am Kondensator 22 die Wärme des Kühlmediums an den Hochtemperaturkreislauf 4 übertragen, woraufhin das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 erwärmt wird. Danach wird dieses Hochtemperaturkühlwasser am Hochtemperaturradiator 42 durch Wärmeaustausch mit der Außenluft abgekühlt und fließt wieder in den Kondensator 22. Im ersten Kühlmodus wird also am Verdampfer 26 Wärme aus der Umgebungsluft aufgenommen und diese Wärme am Hochtemperaturradiator 42 wieder abgegeben.
Weiterhin wird im ersten Kühlmodus am Wärmetauscher des Wärmeerzeugers dessen Wärme auf das Kühlwasser übertragen. Danach wird das Kühlwasser durch Wärmeaustausch mit der Außenluft am Niedertemperaturradiator 32 abgekühlt und fließt wieder in den Batteriewärmetauscher 35. Im ersten Kühlmodus wird also am Verdampfer 26 Wärme aus der Umgebungsluft aufgenommen und diese Wärme am Hochtemperaturradiator 42 wieder abgegeben. Am Wärmetauscher des Wärmeerzeugers wird Wärme vom Wärmeerzeuger aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 abgegeben.
7 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem Abkühlen der Fahrgastzelle angefordert und schnelles Abkühlen des Wärmeerzeugers notwendig ist (zweiter Kühlmodus).
Wie in 7 dargestellt ist, werden im zweiten Kühlmodus sowohl der Kompressor 21, die erste Pumpe 31 als auch die zweite Pumpe 41 betrieben. Weiterhin sind im zweiten Kühlmodus sowohl das erste Magnetregelventil 28 als auch das zweite Magnetregelventil 29 geöffnet. Entsprechend fließt Kühlmedium sowohl zum Verdampfer 26 als auch zum Kühler 27. Die Öffnungsgrade der Magnetregelventile 28 und 29 werden zu diesem Zeitpunkt entsprechend der Kühlleistung bzw. der Temperatur der Batterie eingestellt. Zusätzlich ist im zweiten Kühlmodus das erste Dreiwegeventil 33 so eingestellt, dass das Kühlwasser zum Batteriewärmetauscher 35 fließt. Weiterhin ist im in 7 gezeigten Beispiel das zweite Dreiwegeventil 34 so eingestellt, dass das Kühlwasser sowohl in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b als auch in den Wärmeerzeugerflussweg 3c fließt. Das zweite Dreiwegeventil 34 kann aber auch so eingestellt werden, dass das Kühlwasser nur in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b fließt. Zudem ist im zweiten Kühlmodus das dritte Magnetregelventil 45 geöffnet und das vierte Magnetregelventil 46 geschlossen.
Demzufolge wird im zweiten Kühlmodus am Kühler 27 die Wärme des Kühlwassers im Niedrigtemperaturkreislauf 3 an das Kühlmedium abgegeben, woraufhin dieses Kühlwasser abgekühlt wird. Danach fließt dieses Niedrigtemperaturkühlwasser zum Wärmetauscher des Wärmeerzeugers, woraufhin dieser gekühlt wird. Im zweiten Kühlmodus wird am Verdampfer 26 die Wärme der Umgebungsluft auf das Kühlmedium übertragen, woraufhin die Umgebungsluft abgekühlt wird. Am Kondensator 22 hingegen wird die Wärme des Kühlmediums auf den Hochtemperaturkreislauf 4 übertragen, woraufhin das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 erwärmt wird. Danach wird dieses Hochtemperaturkühlwasser am Hochtemperaturradiator 42 durch Wärmeaustausch mit der Außenluft abgekühlt und fließt wieder in den Kondensator 22. Im zweiten Kühlmodus wird somit Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen, Wärme am Verdampfer 26 aus der Umgebungsluft aufgenommen und die Wärme am Hochtemperaturradiator 42 wieder abgegeben.
8 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert und der Verbrennungsmotor abgestellt ist (erster Heizmodus).
Wie in 8 dargestellt wird, werden im ersten Heizmodus sowohl der Kompressor 21, die erste Pumpe 31 als auch die zweite Pumpe 41 betrieben. Weiterhin ist im ersten Heizmodus das erste Magnetregelventil 28 geschlossen und das zweite Magnetregelventil 29 geöffnet. Das Kühlmedium fließt somit nicht durch den Verdampfer 26, während es durch den Kühler 27 fließt. Zudem ist im ersten Heizmodus das erste Dreiwegeventil 33 so eingestellt, dass das Kühlwasser zum Batteriewärmetauscher 35 fließt. Ferner ist im in 8 gezeigten Beispiel das zweite Dreiwegeventil 34 so eingestellt, dass das Kühlwasser sowohl in den Niedrigtemperaturradiatorflussweg 3b als auch in den Wärmeerzeugerflussweg 3c fließt. Das zweite Dreiwegeventil 34 kann aber auch so eingestellt werden, dass das Kühlwasser nur in den Niedertemperaturradiatorflussweg 3b fließt. Zudem ist im ersten Heizmodus das dritte Magnetregelventil 45 geschlossen, während das vierte Magnetregelventil 46 geöffnet wird. Somit fließt das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 durch den Kondensator 22 und anschließend in den Heizungsflussweg 4c. Ferner ist der Verbrennungsmotor 52 abgestellt und dementsprechend auch die dritte Pumpe 51 gestoppt. Aus diesem Grund fließt das Kühlwasser nicht durch den Verbrennungsmotorzuflussweg 4d und den Verbrennungsmotorabflussweg 4e.
Dies hat zur Folge, dass im ersten Heizmodus am Kühler 27 die Wärme des Kühlwassers im Niedrigtemperaturkreislauf 3 auf das Kühlmedium übertragen wird, woraufhin dieses Kühlwasser abgekühlt wird. Wird, wie in 8 dargestellt ist, das erste Dreiwegeventil 33 so eingestellt, dass das Kühlwasser zum Batteriewärmetauscher 35 fließt, so fließt dieses Niedrigtemperaturkühlwasser zum Batteriewärmetauscher 35 und zum Niedrigtemperaturradiator 32, wo die Wärme der Batterie und der Außenluft vom Kühlwasser aufgenommen wird.
Weiterhin wird am Kondensator 22 die Wärme des Kühlmediums auf den Hochtemperaturkreislauf 4 übertragen, woraufhin das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 erwärmt wird. Danach wird dieses Hochtemperaturkühlwasser am Heizkern 43 durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft abgekühlt. Damit einhergehend wird die Umgebungsluft erwärmt. Somit wird im ersten Heizmodus am Niedertemperaturradiator 32 Wärme aus der Außenluft aufgenommen. Mitunter wird beim Batteriewärmetauscher 35 Wärme von der Batterie aufgenommen und diese Wärme beim Heizkern 43 wieder abgegeben.
9 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird, der Verbrennungsmotor in Betrieb ist und Entfeuchten nicht angefordert wird (zweiter Heizmodus).
Wie in 9 dargestellt wird, ist im zweiten Heizmodus der Kompressor 21 angehalten. Daher zirkuliert das Kühlmedium im Kühlkreislauf 2 nicht. Wie in 9 dargestellt wird, werden des Weiteren die erste Pumpe 31, die zweite Pumpe 41 und die dritte Pumpe 51 betrieben. Daher zirkuliert das Kühlwasser im Niedrigtemperaturkreislauf 3, Hochtemperaturkreislauf 4 und Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5.
Weiterhin ist im zweiten Heizmodus das dritte Magnetregelventil 45 geschlossen und das vierte Magnetregelventil 46 geöffnet. Das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 fließt somit durch den Kondensator 22 und anschließend in den Heizungsflussweg 4c.
Zusätzlich wird im zweiten Heizmodus die dritte Pumpe 51 des Verbrennungsmotorkühlkreislaufs 5 angetrieben und das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt. Somit ist der Verbrennungsmotorabflussweg 4e mit dem kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g verbunden. Somit fließt ein Teil des aus dem Heizkern 43 austretenden Kühlwassers über den Verbrennungsmotorzuflussweg 4d in den Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5. Ferner fließt ein Teil des Kühlwassers, das am Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 aus dem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 abfließt, durch den Verbrennungsmotorabflussweg 4e und den kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g und auf der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 43 in den Heizungsflussweg 4c. Das heißt dieser Teil des Kühlwassers fließt in den kernstromabwärtigen Teil. Somit fließt das im Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 erwärmte Kühlwasser nicht durch den kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4f und direkt in den Heizkern 43, sondern durch die Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 und dann in den Heizkern 43.
Darüber hinaus fließt das Kühlwasser im zweiten Heizmodus durch den Niedrigtemperaturkreislauf 3 auf die gleiche Weise wie im ersten Stoppmodus. Daher wird im zweiten Heizmodus Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 wieder abgegeben.
Demzufolge fließt im zweiten Heizmodus ein Teil des durch die Wärme des Verbrennungsmotors im Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 erwärmten Kühlwassers im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 durch den Verbrennungsmotorabflussweg 4e und in den Hochtemperaturkreislauf 4. Dieses Hochtemperaturkühlwasser fließt durch den kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g und die Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 und in den Heizkern 43. Das in den Heizkern 43 einfließende Kühlwasser wird im Heizkern 43 durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft abgekühlt. Gleichzeitig wird die Umgebungsluft erwärmt. Daher wird im zweiten Heizmodus am Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 Wärme vom Verbrennungsmotor aufgenommen und diese Wärme am Heizkern 43 wieder abgegeben. Darüber hinaus wird im zweiten Heizmodus Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 abgegeben.
10 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird, der Verbrennungsmotor in Betrieb ist und Entfeuchten angefordert wird (dritter Heizmodus). Der dritte Heizmodus wird insbesondere dann gewählt, wenn die Temperatur des durch den Hochtemperaturkreislauf 4 fließenden Kühlwassers nicht so hoch ist.
Wie in 10 dargestellt ist, werden im dritten Heizmodus der Kompressor 21, die erste Pumpe 31, die zweite Pumpe 41 und die dritte Pumpe 51 betrieben. Daher zirkuliert das Kühlmedium im Kühlkreislauf 2, im Niedrigtemperaturkreislauf 3, im Hochtemperaturkreislauf 4 und im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5.
Weiterhin ist im dritten Heizmodus, ähnlich wie im zweiten Heizmodus, das dritte Magnetregelventil 45 geschlossen, während das vierte Magnetregelventil 46 geöffnet ist. Somit fließt das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 durch den Kondensator 22 und anschließend in den Heizungsflussweg 4c.
Zusätzlich wird im dritten Heizmodus, ähnlich wie im zweiten Heizmodus, die dritte Pumpe 51 des Verbrennungsmotorkühlkreislaufs 5 angetrieben und das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt. Ein Teil des aus dem Heizkern 43 abfließenden Kühlwassers durchfließt daher den Verbrennungsmotorzuflussweg 4d und fließt in den Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5. Ferner fließt ein Teil des aus dem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 abfließenden Kühlwassers durch den Verbrennungsmotorabflussweg 4e und den kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g und auf der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 43 in den Heizungsflussweg 4c.
Ferner zirkuliert beim dritten Heizmodus das Kühlwasser im Niedrigtemperaturkreislauf 3 ähnlich wie beim ersten Stoppmodus. Daher wird im zweiten Heizmodus Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 wieder abgegeben.
Demzufolge fließt beim dritten Heizmodus im Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 ein Teil des durch die Wärme des Verbrennungsmotors erwärmten Kühlwassers im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 durch den Verbrennungsmotorabflussweg 4e und in den Hochtemperaturkreislauf 4. Dieses Hochtemperaturkühlwasser fließt durch den kernstromabwärtigen Verbindungsweg 4g und die Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 und in den Heizkern 43. Das in den Heizkern 43 einfließende Kühlwasser wird im Heizkern 43 durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft abgekühlt. Damit einhergehend wird die Umgebungsluft erwärmt.
Im dritten Heizmodus wird am Verdampfer 26 die Wärme der Umgebungsluft auf das Kühlmedium übertragen, woraufhin die Umgebungsluft abgekühlt wird. Demgegenüber wird am Kondensator 22 die Wärme des Kühlmediums auf den Hochtemperaturkreislauf 4 übertragen, woraufhin das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 erwärmt wird. Insbesondere im dritten Heizmodus ist die Temperatur des durch den Hochtemperaturkreislauf 4 fließenden Kühlwassers nicht so hoch, weshalb am Kondensator 22 die Wärme des Kühlmediums relativ effektiv auf das Kühlwasser des Hochtemperaturkreislaufs 4 übertragen wird. Somit wird beim dritten Heizmodus im Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 Wärme vom Verbrennungsmotor aufgenommen, beim Verdampfer 26 Wärme aus der Umgebungsluft aufgenommen und diese Wärme beim Heizkern 43 wieder abgegeben. Darüber hinaus wird im dritten Heizmodus Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 abgegeben.
Somit wird die Luft, die zuerst durch den Luftkanal 7 strömt, durch den Verdampfer 26 abgekühlt. Demzufolge nimmt die Menge an gesättigtem Wasserdampf in der Luft ab und kondensiert ein Teil des Wasserdampfes zu Wassertropfen. Anschließend wird die abgekühlte Luft durch den Heizkern 43 erwärmt. Als Folge davon strömt die entfeuchtete Luft mit geringer Feuchtigkeit aus den Lüftungsöffnungen in die Fahrgastzelle.
11 zeigt den Betriebszustand der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 in dem Fall, in dem Beheizen der Fahrgastzelle angefordert wird, der Verbrennungsmotor in Betrieb ist und Entfeuchten angefordert wird (vierter Heizmodus). Der vierte Heizmodus wird insbesondere dann gewählt, wenn die Temperatur des durch den Hochtemperaturkreislauf 4 fließenden Kühlwassers hoch ist.
Wie in 11 dargestellt ist, werden im vierten Heizmodus der Kompressor 21, die erste Pumpe 31, die zweite Pumpe 41 und die dritte Pumpe 51 betrieben. Daher zirkuliert das Kühlmedium im Kühlkreislauf 2 und das Kühlwasser im Niedrigtemperaturkreislauf 3, Hochtemperaturkreislauf 4 und Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5.
Weiterhin ist im vierten Heizmodus das dritte Magnetregelventil 45 auf einen großen Öffnungsgrad eingestellt und das vierte Magnetregelventil 46 auf einen kleinen Öffnungsgrad. Somit fließt das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 durch den Kondensator 22 und anschließend zu großen Teilen in den Hochtemperaturradiatorflussweg 4b und nur in kleinen Teilen in den Heizungsflussweg 4c. Zu beachten ist, dass in der vorliegenden Ausführungsform im vierten Heizmodus das dritte Magnetregelventil 45 vollständig geöffnet und das vierte Magnetregelventil 46 vollständig geschlossen sein kann.
Zusätzlich wird im vierten Heizmodus die dritte Pumpe 51 des Verbrennungsmotorkühlkreislaufs 5 angetrieben und das dritte Dreiwegeventil 44 in den ersten Zustand versetzt. Somit ist der Verbrennungsmotorabflussweg 4e mit dem kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f verbunden. Demzufolge fließt ein Teil des aus dem Heizkern 43 abfließenden Kühlwassers durch den Verbrennungsmotorzuflussweg 4d und in den Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5. Ferner fließt ein Teil des Kühlwassers, das aus dem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 am Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 abfließt, durch den Verbrennungsmotorabflussweg 4e und den kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f und auf der stromaufwärtigen Seite des Heizkerns 43 in den Heizungsflussweg 4c. Das heißt, dieser Teil des Kühlwassers fließt in den kernstromaufwärtigen Teil. Somit fließt das im Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 erwärmte Kühlwasser nicht durch die Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22, sondern durch den kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f und direkt in den Heizkern 43. Das heißt, das durch den Heizkern 43 fließende Kühlwasser fließt nicht durch den Kondensator 22, sondern zirkuliert in dem Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52. Zu diesem Zeitpunkt zirkuliert das durch den Heizkern 43 strömende Kühlwasser durch die dritte Pumpe 51.
Beim vierten Heizmodus wird demgegenüber beim Verdampfer 26 die Wärme der Umgebungsluft auf das Kühlmedium übertragen, woraufhin die Umgebungsluft abgekühlt wird. Weiter wird am Kondensator 22 die Wärme des Kühlmediums auf den Hochtemperaturkreislauf 4 übertragen und das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 erwärmt. Der Öffnungsgrad des dritten Magnetregelventils 45 ist groß, wodurch das am Kondensator 22 erwärmte Kühlwasser im Wesentlichen in den Hochtemperaturradiator 42 fließt, am Hochtemperaturradiator 42 durch Wärmeaustausch mit der Außenluft abgekühlt wird und wieder in den Kondensator 22 fließt. Im vierten Heizmodus ist hierbei die Temperatur des durch den Hochtemperaturkreislauf 4 strömenden Kühlwassers hoch, jedoch fließt das durch den Hochtemperaturradiator 42 auf eine relativ niedrige Temperatur abgekühlte Kühlwasser in den Kondensator 22. Aus diesem Grund wird am Kondensator 22 relativ effektiv Wärme vom Kühlmedium auf das Kühlwasser des Hochtemperaturkreislaufs 4 übertragen.
Weiter zirkuliert im vierten Heizmodus das Kühlwasser im Niedrigtemperaturkreislauf 3 ähnlich wie im ersten Stoppmodus. Daher wird im vierten Heizmodus Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 wieder abgegeben.
Wie vorstehend erläutert fließt im vierten Heizmodus ein Teil des durch die Wärme des Verbrennungsmotors am Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 erwärmten Kühlwassers im Verbrennungsmotorkühlkreislauf 5 durch den Verbrennungsmotorabflussweg 4e und in den Hochtemperaturkreislauf 4. Dieses Hochtemperaturkühlwasser fließt durch den kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f und in den Heizkern 43. Das in den Heizkern 43 einfließende Kühlwasser wird im Heizkern 43 durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft abgekühlt. Damit einhergehend wird die Umgebungsluft erwärmt. Ferner wird im vierten Heizmodus am Verdampfer 26 Wärme aus der Umgebungsluft aufgenommen und diese Wärme am Hochtemperaturradiator 42 wieder abgegeben. Darüber hinaus wird im vierten Heizmodus Wärme vom Wärmeerzeuger an dessen Wärmetauscher aufgenommen und diese Wärme am Niedertemperaturradiator 32 abgegeben.
Infolgedessen wird die durch den Luftkanal 7 strömende Luft zunächst durch den Verdampfer 26 abgekühlt. Somit nimmt die Menge an gesättigtem Wasserdampf in der Luft ab und ein Teil des Wasserdampfes kondensiert zu Wassertropfen. Anschließend wird die abgekühlte Luft durch den Heizkern 43 erwärmt. Infolgedessen fließt die trockene, entfeuchtete Luft aus den Lüftungsöffnungen in die Fahrgastzelle.
Steuerung von Dreiwegeventil und Magnetregelventil
12 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerroutine für die Steuerung des dritten Dreiwegeventils 44, des dritten Magnetregelventils 45 und des vierten Magnetregelventils 46 zeigt. Die dargestellte Steuerroutine wird in einem bestimmten Zeitintervall ausgeführt.
Zunächst wird in Schritt S11 bestimmt, ob die Heizanforderung des Fahrzeugs 100 auf EIN eingestellt ist. Der EIN/AUS-Zustand der Heizanforderung des Fahrzeugs 100 kann z. B. auf der Grundlage der vom Benutzer eingestellten Temperatur, der Temperatur in der Fahrgastzelle etc. automatisch geschaltet werden. Er kann auch direkt vom Benutzer über einen Schalter etc. geschaltet werden. Wenn in Schritt S 11 bestimmt wird, dass die Heizanforderung des Fahrzeugs 100 nicht auf EIN eingestellt ist, geht die Steuerroutine zu Schritt S12 über. In Schritt S12 wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt. Als Nächstes wird in Schritt S13 das dritte Magnetregelventil 45 auf vollständig geöffnet und das vierte Magnetregelventil 46 auf vollständig geschlossen eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 in einer der Betriebsarten aus erstem Stoppmodus, zweitem Stoppmodus, erstem Kühlmodus und zweitem Kühlmodus betrieben.
Wird demgegenüber in Schritt S11 bestimmt, dass die Heizanforderung des Fahrzeugs 100 auf EIN eingestellt ist, geht die Steuerroutine zu Schritt S14 über. In Schritt S14 wird z. B. bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 52 in Betrieb ist, basierend auf der Ausgabe eines (nicht dargestellten) Drehzahlsensors, der die Drehzahl des Verbrennungsmotors 52 erfasst. Wird in Schritt S14 bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 52 nicht in Betrieb ist, fährt die Steuerroutine mit Schritt S15 fort. In Schritt S15 wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt und anschließend in Schritt S16 das dritte Magnetregelventil 45 auf vollständig geschlossen und das vierte Magnetregelventil 46 auf vollständig geöffnet eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im ersten in 8 gezeigten Heizmodus betrieben.
Wird in Schritt S14 bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 52 betrieben wird, geht die Steuerroutine zu Schritt S17 über. In Schritt S17 wird bestimmt, ob der Entfeuchtungsbedarf des Fahrzeugs 100 auf EIN eingestellt ist. Der EIN/AUS-Zustand des Entfeuchtungsbedarfs des Fahrzeugs 100 kann z. B. auch automatisch geschaltet werden, basierend auf der vom Benutzer eingestellten Temperatur, der Temperatur in der Fahrgastzelle etc. oder kann direkt vom Benutzer durch einen Schalter etc. geschaltet werden. Wenn in Schritt S17 bestimmt wird, dass der Entfeuchtungsbedarf des Fahrzeugs 100 nicht auf EIN eingestellt ist, geht die Steuerroutine zu Schritt S18 über. In den Schritten S18 und S19 werden das dritte Dreiwegeventil 44, das dritte Magnetregelventil 45 und das vierte Magnetregelventil 46 auf die gleiche Weise wie in den Schritten S15 und S16 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im zweiten Heizmodus betrieben, der in 9 dargestellt ist.
Wenn in Schritt S17 bestimmt wird, dass der Entfeuchtungsbedarf des Fahrzeugs 100 auf EIN eingestellt ist, geht die Steuerroutine zu Schritt S20 über. In Schritt S20 wird bestimmt, ob die vom zweiten Wassertemperatursensor 64 erfasste Temperatur des Kühlwassers Tw gleich groß wie oder größer als eine vorgegebene Referenztemperatur Twref ist. Hier ist die Referenztemperatur Twref auf eine Temperatur eingestellt, die kleiner als eine Temperatur ist, bei der, wenn am Kondensator 22 die Temperatur des Kühlwassers gleich groß wie oder größer als dieser Wert wird, die Differenz zwischen der Temperatur des Kühlwassers und der Temperatur des Kühlmediums klein wird und die Wärme am Kondensator 22 nicht mehr effektiv ausgetauscht werden kann. Wenn in Schritt S20 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlwassers Tw kleiner als die Referenztemperatur Twref ist, geht die Routine zu Schritt S21 über. Bei den Schritten S21 und S22 werden das dritte Dreiwegeventil 44, das dritte Magnetregelventil 45 und das vierte Magnetregelventil 46 auf die gleiche Weise wie bei den Schritten S15 und S16 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im dritten Heizmodus betrieben, der in 10 dargestellt ist.
Wird in Schritt S20 bestimmt, dass die Temperatur des Kühlwassers Tw gleich groß wie oder größer als die Referenztemperatur Twref ist, geht die Routine zu Schritt S23 über. In Schritt S23 wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den ersten Zustand versetzt und anschließend in Schritt S24 das dritte Magnetregelventil 45 auf einen großen Öffnungsgrad und das vierte Magnetregelventil 46 auf einen kleinen Öffnungsgrad eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im vierten Heizmodus betrieben, der in 11 dargestellt ist.
Wie aus dem Vorstehenden zu verstehen ist, wird das dritte Dreiwegeventil 44 durch das Vorliegen einer Heizanforderung in der Fahrgastzelle durch den Heizkern 43, das Vorliegen eines Betriebs des Verbrennungsmotors 52, das Vorliegen eines Entfeuchtungsbedarfs und die Temperatur des Kühlwassers im Hochtemperaturkreislauf 4 gesteuert. Insbesondere wenn das Kühlwasser des Hochtemperaturkreislaufs 4 durch den Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 zirkuliert, wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den ersten Zustand versetzt, wenn die Temperatur des Kühlwassers Tw gleich oder größer als die Referenztemperatur Twref ist, und in den zweiten Zustand, wenn die Temperatur des Kühlwassers Tw kleiner als die Referenztemperatur Twref ist. Weiterhin wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt, wenn kein Entfeuchtungsbedarf besteht, in dem Fall, in dem das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 durch den Kühlwasserflussweg des Verbrennungsmotors 52 zirkuliert.
Wenn das dritte Dreiwegeventil 44 in den ersten Zustand versetzt ist, werden das dritte Magnetregelventil 45 und das vierte Magnetregelventil 46 so gesteuert, dass die Kühlwassermenge von der Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 zum Heizkern 43 kleiner ist als die Kühlwasserunilaufhienge von der Kühlwasserleitung 22b zum Hochtemperaturradiator 42.
Zustand der Steuerung
13 ist ein Zeitablaufdiagramm des EIN/AUS-Zustands der Heizanforderung, des EIN/AUS-Zustands des Verbrennungsmotors, des EIN/AUS-Zustands des Entfeuchtungsbedarfs, der Temperatur des in die Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 einfließenden Kühlwassers und der Betriebsarten des dritten Dreiwegeventils 44, des dritten Magnetregelventils 45 und des vierten Magnetregelventils 46.
In dem in 13 gezeigten Beispiel werden vor dem Zeitpunkt t1 die Heizanforderung und der Entfeuchtungsbedarf auf AUS eingestellt und der Verbrennungsmotor 52 gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt, während das dritte Magnetregelventil 45 auf vollständig geöffnet und das vierte Magnetregelventil 46 auf vollständig geschlossen eingestellt wird.
Wird zum Zeitpunkt t1 die Heizanforderung auf EIN geschaltet, wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im ersten Heizmodus betrieben, da zu diesem Zeitpunkt der Verbrennungsmotor 52 gestoppt ist. Daher wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt, während das dritte Magnetregelventil 45 auf vollständig geschlossen und das vierte Magnetregelventil 46 auf vollständig geöffnet eingestellt wird. Weiterhin wird das Kühlwasser im Hochtemperaturkreislauf 4 durch den Kondensator 22 erwärmt, wodurch dessen Temperatur allmählich ansteigt.
Wird zum Zeitpunkt t2 der Verbrennungsmotor wieder gestartet, wird zu diesem Zeitpunkt der Verbrennungsmotor 52 betrieben und der Entfeuchtungsbedarf auf AUS eingestellt, wodurch im zweiten Heizmodus die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 betrieben wird. Daher wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand eingestellt, während das dritte Magnetregelventil 45 auf vollständig geschlossen und das vierte Magnetregelventil 46 auf vollständig geöffnet eingestellt wird.
Wird zum Zeitpunkt t3 die Entfeuchtungsanforderung auf EIN eingestellt, wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im dritten Heizmodus betrieben, da die Temperatur des Kühlwassers zu diesem Zeitpunkt kleiner als die Referenztemperatur Twref ist. Daher wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den zweiten Zustand versetzt, während das dritte Magnetregelventil 45 auf vollständig geschlossen und das vierte Magnetregelventil 46 auf vollständig geöffnet eingestellt wird.
Wenn zum Zeitpunkt t4 die Temperatur des Kühlwassers gleich oder größer als die Referenztemperatur Twref wird, wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im vierten Heizmodus betrieben. Daher wird das dritte Dreiwegeventil 44 in den ersten Zustand versetzt, während das dritte Magnetregelventil 45 auf vollständig geöffnet und das vierte Magnetregelventil 46 auf vollständig geschlossen eingestellt wird.
Vorgänge und Effekte
Nach der vorliegenden Ausführungsform fließt das Kühlwasser im zweiten Heizmodus nicht durch den kernstromaufwärtigen Verbindungsweg 4f direkt in den Heizkern 43, sondern durch die Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 und dann in den Heizkern 43. Daher fließt auch im zweiten Heizmodus Hochtemperaturkühlwasser durch den Flussweg von der Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 in den Heizkern 43. Deshalb wird z. B. auch dann, wenn während der Durchführung des zweiten Heizmodus der Verbrennungsmotor abgestellt und die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 auf den ersten Heizmodus geschaltet wird, weiterhin Hochtemperaturkühlwasser in den Heizkern 43 geleitet. Dadurch wird verhindert, dass Kühlwasser mit niedriger Temperatur vorübergehend zum Heizkern fließt.
Ferner führt beim Heizen während des Betriebs des Verbrennungsmotors 52 die Wärme des Verbrennungsmotors 52 gegebenenfalls dazu, dass die Temperatur des durch den Hochtemperaturkreislauf 4 fließenden Kühlwassers relativ hoch wird. In einem solchen Fall, in dem Hochtemperaturkühlwasser in die Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 einfließt, ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlwasser und dem Kühlmedium geringer, und Wärme kann am Kondensator 22 nicht effektiv ausgetauscht werden. Im Gegensatz dazu wird nach der vorliegenden Ausführungsform bei hoher Temperatur des durch den Hochtemperaturkreislauf 4 fließenden Kühlwassers die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im vierten Heizmodus betrieben. Aus diesem Grund wird der Kühlwasserleitung 22b des Kondensators 22 Kühlwasser mit relativ niedriger Temperatur zugeführt. Dadurch ist ein effektiver Wärmeaustausch am Kondensator und damit ein effektiver Betrieb des Kühlzyklus im Kühlkreislauf 2 möglich.
Weiterhin ist in der vorliegenden Ausführungsform im vierten Heizmodus das vierte Magnetregelventil 46 nicht vollständig geschlossen, sondern nur leicht geöffnet. Aus diesem Grund fließt selbst im vierten Heizmodus das gesamte Kühlwasser durch den Heizungsflussweg 4c. Aus diesem Grund wird die Temperatur des Kühlwassers im Heizungsflussweg 4c auf einer relativ hohen Temperatur gehalten. Dadurch wird auch beim Umschalten der Betriebsart der fahrzeugseitigen Temperatursteuervorrichtung 1 vom vierten Heizmodus auf einen anderen Heizmodus verhindert, dass das Niedertemperaturkühlwasser vorübergehend zum Heizkern 43 fließt.
Modifikationen
In der vorstehenden Ausführungsform wird die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 im dritten Heizmodus oder vierten Heizmodus betrieben, wenn ein Entfeuchtungsbedarf besteht. Die fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung 1 kann jedoch auch im dritten Heizmodus oder vierten Heizmodus betrieben werden, wenn anstelle eines Entfeuchtungsbedarfs aufgrund eines Kühlbedarfs für eine Batterie oder für einen anderen Wärmeerzeuger oder eines anderen Bedarfs Kühlmedium im Kühlkreislauf 2 zirkuliert.
Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung erläutert, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt. Innerhalb der Sprache der Ansprüche können verschiedene Korrekturen und Änderungen vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung
2: Kühlkreislauf
3: Niedrigtemperaturkreislauf
4: Hochtemperaturkreislauf
5: Verbrennungsmotorkühlkreislauf
6: Steuergerät
7: Luftkanal
22: Kondensator
27: Kühler
44: drittes Dreiwegeventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009180103 A [0003]

Claims

Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung mit: einem ersten Wärmekreislauf, der einen Heizkern zum Beheizen eines Innenraums einer Fahrgastzelle und einen ersten Wärmetauscher umfasst und so konfiguriert ist, dass ein erstes Heizmedium durch ihn zirkuliert, einem Kühlkreislauf, der den ersten Wärmetauscher, der Wärme von einem Kühlmedium an das erste Heizmedium abgibt, um das Kühlmedium kondensieren zu lassen, und einen Verdampfer aufweist, durch den das Kühlmedium Wärme aufnimmt, um es verdampfen zu lassen, und so konfiguriert ist, dass ein Kühlzyklus realisiert wird, indem das Kühlmedium durch ihn hindurch zirkuliert, und einem Heizmediumflussweg eines Verbrennungsmotors, wobei der Heizmediumflussweg so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten Wärmekreislauf so verbunden ist, dass das erste Heizmedium durch ihn hindurch zirkuliert, wobei der erste Wärmekreislauf ist so konfiguriert, dass ein Auslass des Heizmediumflusswegs mit einem kernstromabwärtigen Teil des ersten Wärmekreislaufs, der in einer Zirkulationsrichtung des ersten Heizmediums stromabwärts des Heizkerns und stromaufwärts des ersten Wärmetauschers liegt, und einem kernstromaufwärtigen Teil des ersten Wärmekreislaufs verbunden ist, der in Zirkulationsrichtung des ersten Heizmediums stromabwärts des Wärmetauschers und stromaufwärts des Heizkerns liegt, und ferner ein erstes Zirkuliermodussteuergerät umfasst, das zwischen wenigstens zwei Zuständen aus einem ersten Zustand, in dem der Auslass des Heizmediumflusswegs mit dem kernstromaufwärtigen Teil verbunden ist, und einem zweiten Zustand umschalten kann, in dem der Auslass des Heizmediumflusswegs mit dem kernstromabwärtigen Teil verbunden ist.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Zirkuliermodussteuergerät basierend auf einem Vorliegen einer Heizanforderung des Inneren der Fahrgastzelle, einem Vorliegen des Betriebs des Verbrennungsmotors und eines Vorliegens einer Zirkulation von Kühlmedium im Kühlkreislauf gesteuert wird.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner einen Temperatursensor umfasst, der eine Temperatur des in den ersten Wärmetauscher fließenden ersten Heizmediums erfasst, wobei das erste Zirkuliermodussteuergerät basierend auf einer durch den Temperatursensor erfassten Temperatur des ersten Heizmediums gesteuert wird.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei beim Zirkulieren des ersten Heizmediums im ersten Wärmekreislauf durch den Heizmediumflussweg des Verbrennungsmotors das erste Zirkuliermodussteuergerät in den ersten Zustand versetzt wird, wenn die vom Temperatursensor erfasste Temperatur des ersten Heizmediums gleich groß wie oder größer als eine Referenztemperatur ist, und in den zweiten Zustand versetzt wird, wenn die vom Temperatursensor erfasste Temperatur des ersten Heizmediums kleiner als die Referenztemperatur ist.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Zirkulieren des ersten Heizmediums im ersten Wärmekreislauf durch den Heizmediumflussweg des Verbrennungsmotors das erste Zirkuliermodussteuergerät in den zweiten Zustand versetzt wird, wenn das Kühlmedium nicht im Kühlkreislauf zirkuliert.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Wärmekreislauf ferner einen Radiator umfasst, der bezüglich des ersten Wärmetauschers parallel zum Heizkern vorgesehen ist, und ein zweites Zirkuliermodussteuergerät, das einen Zirkuliermodus des ersten Heizmediums vom ersten Wärmetauscher zum Heizkern und dem Radiator steuert.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei das zweite Zirkuliermodussteuergerät so gesteuert wird, dass eine Zirkulationsmenge des Kühlwassers vom ersten Wärmetauscher zum Heizkern kleiner wird als eine Zirkulationsmenge des Kühlwassers vom ersten Wärmetauscher zum Radiator, wenn das erste Zirkuliermodussteuergerät in den ersten Zustand versetzt ist.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Wärmekreislauf so konfiguriert ist, dass ein Einlass des Heizmediumflusswegs des Verbrennungsmotors mit dem kernstromabwärtigen Teil verbunden ist.
Fahrzeugseitige Temperatursteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Temperatursteuervorrichtung ferner einen zweiten Wärmekreislauf umfasst, der mit einem Heizungswärmetauscher versehen ist, der Wärme mit einem Wärmeerzeuger austauscht und so konfiguriert ist, dass ein zweites Heizmedium durch den Wärmeerzeuger zirkuliert, und der Verdampfer Teil eines zweiten Wärmetauschers ist, der Wärme zwischen dem zweiten Heizmedium und dem Kühlmedium austauscht, so dass Wärme vom zweiten Heizmedium auf das Kühlmedium übertragen wird.