DE10317521B4

DE10317521B4 - Fahrzeugklimasystem mit Kältespeichereinheit

Info

Publication number: DE10317521B4
Application number: DE10317521.0A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Tomita; Yuichi Shirota
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: US6820436B2; DE10317521A1; JP2003312241A; US20030233835A1; JP3899993B2

Abstract

Fahrzeugklimasystem (45), welches eine Steuerung zum Abschalten seines Fahrzeugmotors (4) während des Anhaltens des Fahrzeugs ausübt, wobei das Klimasystem aufweist einen Kompressor (1), der durch den Fahrzeugmotor (4) angetrieben wird; einen Verdampfapparat (9) zum Kühlen von in eine Fahrgastzelle (52) geblasener Luft, der in einem den Kompressor (1) enthaltenden Kühlkreislauf (R) angeordnet ist; und eine Kältespeichereinheit (40), die bezüglich einer Richtung der geblasenen Kühlluft stromab des Verdampfapparats (9) angeordnet ist, und die ein Kältespeichermedium (44) enthält, welches durch die den Verdampfapparat (9) durchströmende Luft gekühlt und erstarrt werden soll, wobei das Klimasystem dahingehend ausgebildet ist, in einen Kälteausgabe-Kühlmodus einzutreten, um die in die Fahrgastzelle geblasene Luft mittels der in der Kältespeichereinheit (40) gespeicherten Kälte zu kühlen, wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet wird; ein Betriebsanforderungssignal des Fahrzeugmotors (4) auszugeben, wenn eine Temperatur der Kältespeichereinheit (40) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus auf eine vorgegebene obere Sollkühltemperatur steigt; und wobei das Klimasystem ferner aufweist eine erste Berechnungseinrichtung (S80, S90, S100), ausgebildet zum Berechnen einer Restkältemenge in dem Kälteausgabe-Kühlmodus durch Abziehen einer aus dem Kältespeichermedium (44) ausgegebenen Kältemenge, wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet ist, von der in dem Kältespeichermedium (44) gespeicherten Kälte, wenn der Fahrzeugmotor (4) in Betrieb ist, und zum Berechnen einer Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus durch Teilen der Restkältemenge durch die je Zeiteinheit ausgegebene Kältemenge; eine zweite Berechnungseinrichtung (S110), ausgebildet zum Berechnen einer Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus durch Teilen einer Temperaturdifferenz zwischen der oberen Sollkühltemperatur und einer Temperatur der Kältespeichereinheit (40) durch eine ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugklimasystem eines Kältespeichertyps, welches einen durch Kaltluft, welche durch einen kühlenden Verdampfapparat gelaufen ist, zu kühlenden Kältespeicherbereich aufweist und vorteilhafterweise zur Anwendung bei einem Fahrzeug anwendbar ist, welches seinen Fahrzeugmotor als Kompressorantriebseinheit während des Anhaltens des Fahrzeugs vorübergehend abschaltet.
Zum Zwecke des Schutzes der Umwelt und der Einsparung von Kraftstoff werden Fahrzeuge, die ihre Motoren während des Anhaltens des Fahrzeugs wie beispielsweise bei Verkehrsampeln automatisch abschalten, Öko-Fahrzeuge genannt. Deshalb steht „Öko” für „ÖKOnomisch” und „ÖKOlogisch”. Öko-Fahrzeuge schließen Hybridfahrzeuge ein, deren praktische gesamte Nutzung gestiegen ist.
Normalerweise wird der Kompressor des Kühlkreislaufs eines Fahrzeugklimasystems durch den Fahrzeugmotor angetrieben. Bei den obigen Öko-Fahrzeugen wird jedes Mal, wenn der Fahrzeugmotor während des Anhaltens des Fahrzeugs zum Beispiel an einer Verkehrsampel ausgeschaltet wird, auch der Kompressor abgeschaltet. Daraus folgt, dass die Temperatur des kühlenden Verdampfapparats steigt und auch die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft steigt. Dies verursacht ein Problem dahingehend, dass die Kühlung der Fahrgäste aufhört.
Es bestand ein wachsender Bedarf an einem Fahrzeugklimasystem eines Kältespeichertyps, das einen Kältespeicher zum Speichern von Kühle bzw. Kälte, wenn der Kompressor in Betrieb ist, aufweist und das die in die Fahrgastzelle geblasene Luft durch Ausgeben der in dem Kältespeicher gespeicherten Kälte, wenn der Kompressor abgeschaltet ist, d. h. wenn der Kühlvorgang des kühlenden Verdampfapparats abgeschaltet ist, kühlen kann.
Die Erfinder arbeiten derzeit an der Entwicklung eines oben erwähnten Kältespeicher-Fahrzeugklimasystems. Wenn die in dem Kältespeicher gespeicherte Kälte ausgeht und der Kühlvorgang bei Anhalten des Fahrzeugs stoppt, steigt die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers. Dann wird ein Betriebsanfragesignal des Fahrzeugmotors ausgegeben, um den Fahrzeugmotor wieder zu starten, wenn die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers auf die obere Sollkühltemperatur von beispielsweise 18°C während des Anhaltens des Fahrzeugs steigt. Das Neustarten des Motors startet auch den Kompressor wieder, und der kühlende Verdampfapparat nimmt wieder seinen Kühlvorgang auf. Es kann somit ein Auftreten des Verlusts der Klimatisierung während des Anhaltens des Fahrzeugs verhindert werden.
Wenn ein abgeschalteter Fahrzeugmotor durch das Betriebsanfragesignal von dem Klimagerät abrupt neu gestartet wird, wenn das Fahrzeug angehalten ist, können die Fahrgäste ein seltsames oder unbequemes Gefühl erfahren. Es ist deshalb erwünscht, dass die Zeit, über welche der Kältespeicher das Innere der Fahrgastzelle mittels Ausgabe der darin gespeicherten Kälte kühlen kann, d. h. die Kälteausgabe-Restkühlzeit des Kältespeichers, berechnet und den Fahrgästen bekannt gemacht werden kann. In diesem Fall ist es erwünscht, eine genaue Übereinstimmung zwischen dem Augenblick, wenn die Angabe der Kälteausgabe-Restkühlzeit Null wird, und dem Augenblick, wenn der Fahrzeugmotor neu gestartet wird, einzurichten.
In Anbetracht dessen haben die Erfinder die folgende Studie gemacht, um die Kälteausgabe-Restkühlzeit des Kältespeichers zur Angabe an die Fahrgäste zu berechnen. 7 zeigt, wie sich die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers verhält, wenn das Fahrzeug fährt und wenn das Fahrzeug einen Öko-Halt unternimmt. Hierbei bezieht sich der Öko-Halt auf den Zustand, wenn der Fahrzeugmotor automatisch abgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug anhält.
In 7 ist To der Erstarrungspunkt von zum Beispiel 8°C des in dem Kältespeicher enthaltenen Kältespeichermediums. Wenn der Kompressor durch den Fahrzeugmotor angetrieben wird, wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt, strömt durch den Kühlvorgang des Verdampfapparats gekühlte Kaltluft durch den Kältespeicher, um das Kältespeichermedium zu kühlen. Als Ergebnis fällt die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers auf den Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums, wie in dem Bereich a zu sehen ist.
Wenn die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers auf den Erstarrungspunkt To fällt, beginnt das Kältespeichermedium eine Phasenveränderung von einer flüssigen Phase in eine feste Phase (d. h. Verfestigung). Die Kälte wird somit in dem Kältespeichermedium in der Form von Kristallisationswärme gespeichert. Nach dem Start dieser Verfestigung wird die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers auf im Allgemeinen konstanten Temperaturen nahe des Erstarrungspunkts To des Kältespeichermediums gehalten, wie in dem Bereich b zu sehen ist. Wenn das Kältespeichermedium die Verfestigung beendet, beginnt es mit einer Veränderung der ungebundenen Wärme. Die Ausgangslufttemperatur des Speichers fällt wieder auf die Ausgangslufttemperatur des Verdampfapparats, wie in dem Bereich c zu sehen ist.
Wenn als nächstes das Fahrzeug zu einem Halt kommt, um einen Öko-Halt (d. h. eine Motorabschaltung) zu beginnen, wird ein Kälteausgabe-Kühlmodus gestartet, um den Innenraum der Fahrgastzelle mittels Ausgabe der in dem Kältespeicher gespeicherten Kälte zu kühlen. Der Bereich d ist einer, in dem das Kältespeichermedium eine Veränderung der ungebundenen Wärme erfährt. Die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers steigt somit in kurzer Zeit bis nahe an den Erstarrungspunkt To. Anschließend beginnt das Kältespeichermedium eine Phasenveränderung von dem festen Zustand in den flüssigen Zustand (d. h. Schmelzen). Das Kältespeichermedium absorbiert somit Schmelzwärme aus der durch den Kältespeicher strömenden Luft.
Während das Kältespeichermedium weiter schmilzt, wird die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers auf im Allgemeinen konstanten Temperaturen nahe des Erstarrungspunkts To gehalten, wie in dem Bereich e dargestellt. Wenn das Kältespeichermedium komplett geschmolzen ist, beginnt es eine Veränderung der ungebundenen Wärme zu erfahren. Die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers steigt daher, wie in dem Bereich f zu sehen ist.
Wenn die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers während des Öko-Halts auf eine vorgegebene obere Sollkühltemperatur TA steigt, wird das Betriebsanfragesignal des Fahrzeugmotors gemeldet, um den Fahrzeugmotor wieder zu starten. Hierbei ist die obere Sollkühltemperatur TA eine Grenztemperatur, bei der die Fahrgäste beginnen, sich unwohl zu fühlen. Diese Temperatur von zum Beispiel 18°C wird aus sensorischen Auswertungen mehrerer Versuchspersonen bestimmt.
Damit ist die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx des Kältespeichers die Zeit zwischen dem aktuellen Zeitpunkt des Öko-Halts und dem Augenblick, wenn die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers die obige obere Sollkühltemperatur TA erreicht. In 7 zeigt tx die maximale Zeit von dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Öko-Halt oder vielmehr die maximale Zeit von dem Zeitpunkt des Öko-Halts bis zu der Temperatur TA.
Es ist möglich, die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx aus Veränderungen in der Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers zu berechnen. Nichtsdestotrotz ist, da die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers in unstetigen Maßen steigt, auch das Maß der Verkürzung der Restkühlzeit tx unstetig. Somit kann die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx nicht mit Genauigkeit berechnet und angegeben werden. Insbesondere kann die Restkühlzeit tx durch die folgende Gleichung berechnet werden: tx = (TA – Tnow)/Δtc, wobei Tnow die aktuelle Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur, TA die obere Sollkühltemperatur und Δtc das aktuelle Veränderungsmaß (°C/Sekunde) der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur je Zeiteinheit (1 Sekunde) ist.
Gemäß diesem Berechnungsverfahren kann jedoch die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx nicht mit Genauigkeit berechnet und angegeben werden. Zum Beispiel ist, selbst wenn tx zur Zeit t1 in 8 auf 30 Sekunden bestimmt wird, die Berechnung aufgrund des Vorhandenseins des nachfolgenden Bereichs e, in dem die Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers auf im Allgemeinen konstanten Temperaturen nahe des Erstarrungspunkts To durch die Schmelzwärme des Kältespeichermediums gehalten wird, fehlerhaft.
Für ein weiteres Verfahren der Berechnung der Kälteausgabe-Restkühlzeit tx wird die in dem Kältespeichermedium während des fahrenden Fahrzeugs oder während des Motorbetriebs gespeicherte Kälte aus Faktoren wie beispielsweise der Ansauglufttemperatur des Kältespeichers, der Menge der durch den Kältespeicher strömenden Luft und der Kältespeicherzeit berechnet. Die aus dem Kältespeichermedium während eines Öko-Halts ausgegebene Kälte wird aus Faktoren wie beispielsweise der Ansauglufttemperatur des Kältespeichers, der Menge der durch den Kältespeicher strömenden Luft und der Kälteausgabezeit berechnet. Die verbleibende Kälte wird aus einer Differenz zwischen der gespeicherten Kälte und der ausgegebenen Kälte bestimmt.
Dann kann die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx aus der verbleibenden Kälte und der je Zeiteinheit auszugebenden Kälte berechnet werden. Selbst bei diesem Berechnungsverfahren sind jedoch die gespeicherte Kälte und die ausgegebene Kälte nicht mehr als indirekte Schätzungen. Abweichungen zwischen den tatsächlichen Mengen der gespeicherten Kälte, der ausgegebenen Kälte und deren Berechnungen können wegen verschiedener Faktoren einschließlich Messfehlern der Kältespeicher-Ansauglufttemperatur und Laufzeiten bei der Temperaturmessung einfach auftreten.
Folglich verhindern die bei den Berechnungen auftretenden Abweichungen eine exakte Berechnung der Kälteausgabe-Restkühlzeit tx. Dann kann keine präzise Übereinstimmung zwischen dem Augenblick, wenn die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx = 0 ist, und dem Augenblick, wenn die tatsächliche Ausgangslufttemperatur des Kältespeichers auf die obere Sollkühltemperatur TA steigt, um den Fahrzeugmotor neu zu starten, eingerichtet werden. Das Ergebnis ist, dass die Anzeige der Kälteausgabe-Restkühlzeit tx ihre Bedeutung (Genauigkeit) verliert.
Die JP H02-29 578 A offenbart ein Verfahren zur Berechnung und Anzeige der Kälteisolations-Restzeit eines Kältespeichermediums auf dem Gebiet eines Kältespeicher-Kühlapparats. Das dem Verfahren der Berechnung der Kälteisolations-Restzeit gemäß diesem Stand der Technik zugrunde liegende Konzept ist jedoch grundsätzlich das gleiche wie das zuletzt genannte Berechnungsverfahren basierend auf der oben beschriebenen verbleibenden Kälte. Diese herkömmliche Technologie erzeugt selbst bei Anwendung auf das Verfahren zur Berechnung der Kältesausgabe-Restkühlzeit tx des Kältespeichermediums in dem Kältespeicher-Fahrzeugklimasystem das gleiche Problem wie das zuletzt genannte Berechnungsverfahren.
DE 101 24 757 A1 offenbart eine Fahrzeugklimaanlage mit Kältespeicher. Diese Klimaanlage umfasst eine Steuereinheit, welche in einer Kältesammelbetriebsart eine Zielkühltemperatur auf eine anfängliche Zieltemperatur einstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Als Ergebnis dieser Probleme wurde die vorliegende Erfindung entwickelt. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kältespeicher-Fahrzeugklimasystem vorzusehen, bei dem die Kälteausgabe-Restkühlzeit des Kältespeichers während eines Öko-Halts exakt berechnet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kältespeicher-Fahrzeugklimasystem vorzusehen, bei dem die Kälteausgabe-Restkühlzeit des Kältespeichers während eines Öko-Halts exakt angegeben wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugklimasystem vorgesehen, das an einem Fahrzeug zu installieren ist, welches eine Steuerung zum Abschalten seines Motors (4) bei einem Halt, d. h. wenn das Fahrzeug anhält, ausübt. Das Klimasystem weist einen durch den Fahrzeugmotor (4) anzutreibenden Kompressor (1) auf. Ein Kältespeicher (40) ist in Luftströmungsrichtung nach einem Verdampfapparat (9) in einem Kühlkreislauf (R) angeordnet. Der Kältespeicher (40) weist ein durch Kaltluft nach Durchlaufen des Verdampfapparats (9) zu kühlendes und zu verfestigendes Kältespeichermedium (44) auf. Das Klimasystem gelangt in einen Kälteausgabe-Kühlmodus zum Kühlen der in eine Fahrgastzelle zu blasenden Luft mittels in dem Kältespeicher (40) gespeicherter Kälte, wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet wird. Zusätzlich gibt das Klimasystem ein Betriebsanfragesignal an den Fahrzeugmotor (4) aus, wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus auf eine vorgegebene obere Sollkühltemperatur steigt.
Das Klimasystem weist ferner eine erste Berechnungseinrichtung (S100), eine zweite Berechnungseinrichtung (S110) und eine Restzeitauswahleinrichtung (S120, S130, S160, S170, S180) auf. Die erste Berechnungseinrichtung (S100) berechnet die verbleibende Kälte in dem Kälteausgabe-Kühlmodus aus der in dem Kältespeichermedium (44) gespeicherten Kälte, wenn der Fahrzeugmotor (4) in Betrieb ist, und wenn Kälte aus dem Kältespeichermedium (44) bei abgeschaltetem Fahrzeugmotor (4) ausgegeben wird, und berechnet dann die Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus aus der verbleibenden Kälte.
Die zweite Berechnungseinrichtung (S110) berechnet die Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus aus Temperaturveränderungen des Kältespeichers (40) und setzt die Restzeit auf Null, wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) auf die obere Sollkühltemperatur steigt. Die Restzeitauswahleinrichtung (S120, S130, S160, S170, S180) wählt die durch die erste Berechnungseinrichtung (S100) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus bestimmte Restzeit aus, sofern die Temperatur des Kältespeichers (40) niedriger als eine Temperatur nahe des Erstarrungspunkts des Kältespeichermediums (44) ist, und wählt die durch die zweite Berechnungseinrichtung (S110) bestimmte Restzeit aus, wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) die Temperatur nahe des Erstarrungspunkts des Kältespeichermediums (44) übersteigt.
Folglich wird die verbleibende Kälte in dem Kälteausgabe-Kühlmodus durch die erste Berechnungseinrichtung (S100) berechnet, bis das Kältespeichermedium (44) des Kältespeichers (40) das Schmelzen, d. h. eine Phasenveränderung von einer festen Phase in eine flüssige Phase, beendet. Die Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus wird basierend auf dieser verbleibenden Kälte berechnet. Somit kann, selbst wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) mittels Kristallisationswärme des Kältespeichermediums (44) auf konstanten Temperaturen nahe des Erstarrungspunkts To gehalten wird, die Kälteausgabe-Restkühlzeit, welche mit einer Verringerung der Restkälte sinkt, exakt berechnet werden. Es ist deshalb möglich, die Kälteausgabe-Restkühlzeit richtig zu berechnen, selbst wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus mittels Kristallisationswärme des Kältespeichermediums (44) auf im allAllgemeinen konstanten Temperaturen nahe des Erstarrungspunkts To gehalten wird.
Wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus die Temperatur nahe des Erstarrungspunkts des Kältespeichermediums (44) übersteigt, berechnet die zweite Berechnungseinrichtung (S110) die Kälteausgabe-Restkühlzeit aus Temperaturveränderungen des Kältespeichers (40). Außerdem setzt die zweite Berechnungseinrichtung (S110) die Kälteausgabe-Restkühlzeit auf Null, wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) auf die obere Sollkühltemperatur steigt. Es kann somit eine präzise Übereinstimmung zwischen dem Augenblick, wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) auf die obere Sollkühltemperatur steigt, und dem Augenblick, wenn die Kälteausgabe-Restkühlzeit Null wird, eingerichtet werden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Fahrzeugklimasystem gemäß dem ersten Aspekt vor, bei welchem die erste Berechnungseinrichtung (S100) bei Betrieb des Fahrzeugmotors (4) die gespeicherte Kälte insbesondere aus Informationen einschließlich wenigstens einer Kältespeicherzeit, während welcher die Temperatur des Kältespeichers (40) unter dem Erstarrungspunkt des Kältespeichermediums (44) bleibt, sodass die Kälte in das Kältespeichermedium (44) mittels Kristallisationswärme gespeichert wird, und der Zufuhrmenge der Kaltluft berechnet. Wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet wird, berechnet die erste Berechnungseinrichtung (S100) die ausgegebene Kälte aus Informationen einschließlich wenigstens der abgelaufenen Zeit nach dem Abschalten des Motors, der Ansauglufttemperatur des Kältespeichers (40) und der Menge der durch den Kältespeicher (40) strömenden Luft.
Ein dritter Aspekt der Erfindung sieht das Fahrzeugklimasystem gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt vor, bei welchem die zweite Berechnungseinrichtung (S110) die Restzeit insbesondere aus einer Temperaturdifferenz zwischen der oberen Sollkühltemperatur und der Temperatur des Kältespeichers (40) und dem Maß der Temperaturveränderung des Kältespeichers (40) je Zeiteinheit berechnet.
Ein vierter Aspekt der Erfindung sieht das Fahrzeugklimasystem gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte vor, bei welchem die Restzeitauswahleinrichtung eine Korrektureinrichtung (S180) zum Einrichten einer glatten Verbindung zwischen der durch die erste Berechnungseinrichtung (S100) bestimmten Restzeit und der durch die zweite Berechnungseinrichtung (S110) bestimmten Restzeit, wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) die Temperatur nahe des Erstarrungspunkts des Kältespeichermediums (44) übersteigt, aufweist.
Folglich können die durch die erste Berechnungseinrichtung (S100) bestimmte Restzeit und die durch die zweite Berechnungseinrichtung (S110) bestimmte Restzeit beim Umschalten dazwischen glatt verbunden werden. Beim Anzeigen der Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus ist es deshalb möglich, eine abrupte Veränderung in der Anzeige zu unterdrücken, um zu verhindern, dass sich die Fahrgäste unwohl fühlen, d. h. dass der Effekt des kalten Gefühls zu dem Effekt des warmen Gefühls wechselt.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Fahrzeugklimasystem gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte vor, mit einer Anzeigeeinrichtung (360) zum Anzeigen der durch die Restzeitauswahleinrichtung (S120, S130, S160, S170, S180) ausgewählten Restzeit. Die Kälteausgabe-Restkühlzeit gemäß einem der obigen Aspekte kann somit den Fahrgästen angezeigt werden, um die Fahrgäste über das Ende des Kälteausgabe-Kühlmodus, d. h. den Neustart des Fahrzeugmotors (4) im Voraus zu informieren.
Zusätzlich kann die Anzeige zwischen den durch die erste und die zweite Berechnungseinrichtung (S100, S110) bestimmten Restzeiten in Zusammenhang mit der Phasenänderung des Kältespeichermediums von dem festen Zustand in den flüssigen Zustand gewechselt werden. Eine präzise Übereinstimmung kann somit zwischen dem Augenblick, wenn die Kälteausgabe-Restkühlzeit gleich Null ist, und dem Augenblick, wenn eine Anforderung für den Betrieb des Fahrzeugmotors (4) ausgegeben wird, eingerichtet werden. Folglich kann, selbst wenn das Kältespeichermedium Phasenänderungen unterliegt, eine richtige Anzeige der Kälteausgabe-Restkühlzeit an die Fahrgäste gegeben werden, sodass die Fahrgäste keine komischen Gefühle bezüglich Fahrgastzellentemperaturen oder Kühllufttemperaturen erfahren.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Fahrzeugklimasystem vor, das an einem Fahrzeug zu installieren ist, welches eine Steuerung zum Abschalten seines Fahrzeugmotors (4) ausübt, wenn das Fahrzeug anhält. Das Klimasystem weist einen durch den Fahrzeugmotor (4) anzutreibenden Kompressor (1), einen Verdampfapparat (9) zum Kühlen von in die Fahrgastzelle zu blasender Luft, der in einem den Kompressor (1) einschließenden Kühlkreislauf (R) angeordnet ist, und einen stromab des Verdampfapparats (9) und in dem Luftstrom angeordneten Kältespeicher (40) auf. Der Kältespeicher (40) besitzt ein durch eine durch den Verdampfapparat (9) strömende Luft zu kühlendes und zu verfestigendes Kältespeichermedium (44).
Das Klimasystem gelangt in einen Kälteausgabe-Kühlmodus, um die in die Fahrgastzelle geblasene Luft mittels in dem Kältespeicher (40) gespeicherter Kälte zu kühlen, wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet wird, und gibt ein Betriebsanfragesignal an den Fahrzeugmotor (4) aus, wenn die Temperatur des Kältespeichers (40) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus auf eine vorgegebene obere Sollkühltemperatur steigt. Das Klimasystem weist ferner eine Anzeigeeinrichtung (360) zum Anzeigen der Restzeit, bis zu der die Temperatur des Kältespeichers (40) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus auf oder unter der oberen Sollkühltemperatur mittels der in dem Kältespeicher (40) gespeicherten Kälte gehalten werden kann, auf. Die Kälteausgabe-Restkühlzeit kann somit den Fahrgästen angezeigt werden, um die Fahrgäste über das Ende des Kälteausgabe-Kühlmodus, welches dem Neustart des Fahrzeugmotors (4) entsprechen kann, zu informieren.
Die in Klammern gesetzten Ziffern der obigen einzelnen Einrichtungen entsprechen den später zu beschreibenden Ausführungsbeispielen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung eines Fahrzeugklimasystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Vorderansicht eines Beispiels der Anzeige von 1;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht von wesentlichen Teilen des Kältespeichers von 1;
4 ist ein Flussdiagramm der Klimasteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Graphik zur Erläuterung eines Beispiels einer Berechnung der Kälteausgabe-Restkühlzeit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Graphik zur Erläuterung eines weiteren Beispiels einer Berechnung einer Kälteausgabe-Restkühlzeit gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Graphik zur Erläuterung, wie die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur in dem Kältespeicher-Fahrzeugklimasystem sich verhält, wenn das Fahrzeug fährt und wenn es einen Öko-Halt erfährt;
8 ist eine Graphik ähnlich wie 7, welche das Verhalten der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur erläutert; und
9 ist eine Gesamtdarstellung eines Fahrzeugs, welche die allgemeinen Positionen des Fahrzeugklimasystems und der inneren Fahrgastzelle zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. 1 ist eine allgemeine Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Ein Kühlkreislauf R des Fahrzeugklimasystems 45 weist einen Kompressor 1 zum Ansaugen, Komprimieren und Ausgeben eines Kältemittels auf. Dieser Kompressor 1 ist mit einer elektromagnetischen Kupplung 2 zum Einkoppeln und Auskoppeln der Energieübertragung versehen. Die Energie eines Fahrzeugmotors 4 wird dem Kompressor 1 durch die elektromagnetische Kupplung 2 und einen Riemen 3 übertragen. Eine Klimasteuereinheit 5 schaltet die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 2 ein und aus, um den Betrieb des Kompressors 1 ein- und auszuschalten. 9 zeigt eine Gesamtdarstellung eines Fahrzeugs 50 mit den allgemeinen Positionen des Fahrzeugklimasystems 45 und der inneren Fahrgastzelle 52, welche durch das Fahrzeugklimasystem 45 gekühlt wird.
Der Kompressor 1 gibt ein überhitztes, gasförmiges Kältemittel hoher Temperatur und hohen Drucks aus, welches in einen Kondensator 6 strömt. Hier wird der Wärmeaustausch mit der durch einen Kühllüfter (nicht dargestellt) geschickten Umgebungsluft durchgeführt, sodass das Kältemittel zur Kondensation gekühlt wird. Das in diesem Kondensator 6 kondensierte Kältemittel strömt dann in einen Empfänger 7, in dem das Kältemittel in ein Gas und in eine Flüssigkeit getrennt wird. Eine überschüssige Menge des Kältemittels (flüssiges Kältemittel) in dem Kältekreislauf R wird in dem Empfänger 7 gespeichert.
Das flüssige Kältemittel aus diesem Empfänger 7 wird durch ein Expansionsventil 8, welches als Dekompressionseinrichtung wirkt, in einen Gas/Flüssigkeit-Doppelphasenzustand niedrigen Drucks dekomprimiert. Das Expansionsventil 8 ist ein thermisches Expansionsventil mit einem Temperaturmessteil 8a, welches die Temperatur des Kältemittels am Ausgang eines Verdampfapparats 9, der ein kühlender Wärmetauscher ist, misst. Das Niederdruck-Kältemittel aus diesem Expansionsventil 8 strömt in den Verdampfapparat 9. Dieser Verdampfapparat 9 ist innerhalb eines Klimagehäuses 10 des Fahrzeugklimasystems 45 angeordnet. Das in den Verdampfapparat 9 strömende Niederdruck-Kältemittel absorbiert Wärme aus der Luft innerhalb des Luftkühlgehäuses 10 zur Verdampfung. Der Ausgang des Verdampfapparats 9 ist mit der Saugseite des Kompressors 1 verbunden, sodass die obigen Kreislaufkomponenten einen geschlossenen Kreis bilden.
In dem Klimagehäuse 10 ist ein Gebläse 11 stromauf des Verdampfapparats 9 angeordnet. Das Gebläse 11 weist einen Zentrifugalgebläselüfter 12 und einen Antriebsmotor 13 auf. Eine Luftschaltbox 14 ist an der Saugseite des Gebläselüfters 12 angeordnet. Eine Raumluft/Umgebungsluft-Wechselklappe 14a in dieser Luftschaltbox 14 öffnet und schließt einen Umgebungslufteinlass 14b und einen Raumlufteinlass 14c. Folglich wird entweder die Umgebungsluft (die Luft außerhalb der Fahrgastzelle) oder die Raumluft (die Luft innerhalb der Fahrgastzelle) selektiv in die Luftschaltbox 14 eingeleitet. Die Luftwechselklappe 14a wird durch eine elektrische Antriebseinheit 14e, beispielsweise ein Servomotor, angetrieben.
In dem Klimasystem-Belüftungssystem liegt eine stromab des Gebläses 11 angeordnete Klimaeinheit 15 typischerweise etwa in der Mittelposition bezüglich der Breite des Fahrzeugs innerhalb des Armaturenbretts, welches in dem Frontteil der Fahrgastzelle liegt. Das Gebläse 11 ist bezüglich der Klimaeinheit 15 mit einem Versatz zu der Beifahrerseite angeordnet. In dem Klimagehäuse 10 sind eine Kältespeichervorrichtung 40 und eine Luftmischklappe 19 nacheinander stromab des Verdampfapparats 9 angeordnet. Ein Heißwasserheizkern 20, ein heizender Wärmetauscher, ist stromab der Luftmischklappe 19 angeordnet. Der Heißwasserheizkern 20 heizt Luft unter Verwendung des heißen Wassers (Kühlwassers) des Fahrzeugmotors 4 als Wärmequelle auf.
Ein Nebenkanal 21 zum Leiten der Luft (Kaltluft) an diesem Heißwasserheizkern 20 vorbei ist neben (über) dem Heißwasserheizkern 20 ausgebildet. Die Luftmischklappe 19 ist eine Drehplattenklappe, die durch eine elektrische Antriebseinheit 22 wie beispielsweise einen Servomotor angetrieben wird. Die Luftmischklappe 19 stellt das Strömungsverhältnis zwischen der durch den Heißwasserheizkern 20 strömenden Heißluft und der durch den Nebenkanal 21 strömenden Kaltluft ein. Die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft wird durch die Einstellung des Strömungsverhältnisses zwischen der Heißluft und der Kaltluft eingestellt. Somit bildet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Luftmischklappe 19 die Einrichtung zum Einstellen der Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft. Ein sich von dem Boden nach oben erstreckender Heißluftkanal 23 ist stromab des Heißwasserheizkerns 20 ausgebildet. In einem Luftmischteil 24 können die Heißluft aus diesem Heißluftkanal 23 und die Kaltluft aus dem Nebenkanal 21 in Luft einer gewünschten Temperatur gemischt werden.
Außerdem ist in dem Klimagehäuse 10 stromab des Mischteils 24 ein Auslassmodusauswahlteil ausgebildet. Insbesondere ist oben im Klimagehäuse 10 eine Enteisungsöffnung 25 gebildet. Diese Enteisungsöffnung 25 erlaubt es, Luft zu der Innenfläche der Windschutzscheibe durch eine Enteisungsleitung (nicht dargestellt) strömen zu lassen.
Die Enteisungsöffnung 25 wird durch eine drehbare Enteisungsklappe 26, welche plattenförmig ist, geöffnet und geschlossen.
Eine Gesichtsöffnung 27 ist oben im Klimagehäuse 10 an einer Stelle näher zu dem hinteren Ende des Fahrzeugs als die Enteisungsöffnung 25 ausgebildet. Diese Gesichtsöffnung 27 lässt Luft durch eine Gesichtsleitung (nicht dargestellt) zu den Oberkörpern von Fahrgästen strömen. Die Gesichtsöffnung 27 wird durch eine drehbare Gesichtsklappe 28, welche plattenförmig ist, geöffnet und geschlossen.
Eine Fußöffnung 29 ist in dem Klimagehäuse 10 an einer Stelle unterhalb der Gesichtsöffnung 27 vorgesehen. Diese Fußöffnung 29 lässt Luft zu Füssen der Fahrgäste strömen. Die Fußöffnung 29 wird durch eine drehbare Fußklappe 30, welche plattenförmig ist, geöffnet und geschlossen. Die oben erwähnten Auslassmodusklappen 26, 28 und 30 sind mit einem gemeinsamen Verbindungsmechanismus (nicht dargestellt) verbunden und werden durch eine elektrische Antriebseinheit 31 wie beispielsweise einen Servomotor angetrieben.
Ein Temperatursensor 32 des Verdampfapparats 9 ist an einer Stelle unmittelbar hinter, d. h. stromab des Luftauslasses des Verdampfapparats 9 in dem Klimagehäuse 10 angeordnet. Der Temperatursensor 32 erfasst eine Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te. Ein Temperatursensor 33 der Kältespeichervorrichtung 40 ist an einer Stelle unmittelbar hinter dem Luftauslass der Kältespeichervorrichtung 40 angeordnet. Der Temperatursensor 33 erfasst eine Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc.
Wie bei üblichen Klimasystemen wird die durch den Verdampfapparat-Temperatursensor 32 erfasste Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te für die Ein- und Aussteuerung der elektromagnetischen Kupplung 2 des Kompressors 1 und, falls der Kompressor 1 ein Verstellkompressor ist, für die Ausgabesteuerung verwendet. Die Kühlkapazität des Verdampfapparats 9 wird durch die Ein- und Aussteuerung der Kupplung und die Ausgabesteuerung eingestellt. Die durch den Kältespeicher-Temperatursensor 33 erfasste Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc wird für die Öffnungssteuerung der Luftmischklappe 19 verwendet. Die Öffnung der Luftmischklappe 19 wird entsprechend dem Wert der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc korrigiert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Werte der Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te und der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc auch für Zwecke wie beispielsweise die Berechnung der in dem Kältespeichermedium der Kältespeichervorrichtung 40 gespeicherten Kälte, die Berechnung der aus dem Kältespeichermedium ausgegebenen Kälte und die Berechnung einer Kälteausgabe-Restkühlzeit tx während eines Öko-Halts verwendet.
Außer von den zwei oben erwähnten Temperatursensoren 32 und 33 empfängt die Klimasteuereinheit 5 Messsignale von einer Gruppe bekannter Sensoren 35 zum Erfassen von Faktoren wie beispielsweise einer Raumlufttemperatur Tr, einer Umgebungslufttemperatur Tam, der Sonneneinstrahlungsmenge Ts und einer Heißwassertemperatur Tw. Eine nahe des Armaturenbretts eingebaute Klimasteuerkonsole 36 weist eine Gruppe Betriebsschalter 37 für Fahrgäste zum manuellen Betrieb auf. Betriebssignale von der Gruppe der Betriebsschalter 37 werden ebenfalls der Klimasteuereinheit 5 eingegeben.
Die Gruppe Betriebsschalter 37 enthält einen Temperatureinstellschalter 37a, der ein Temperatureinstellsignal Tset erzeugt, einen Luftmengenschalter 37b, der ein Luftmengenauswahlsignal erzeugt, einen Auslassmodusschalter 37c, der ein Auslassmodussignal erzeugt, einen Luftauswahlschalter 37d, der ein Raumluft/Umgebungsluft-Schaltsignal erzeugt, und einen Klimaschalter 37e, der ein Ein- und Aus-Signal des Kompressors 1 erzeugt. Der Auslassmodusschalter 37c wird manuell betätigt, um aus den folgenden bekannten Auslassmodi auszuwählen: Gesichtmodus, Fußmodus, Doppelmodus, Fuß-Enteisungsmodus und Enteisungsmodus.
Die Klimasteuerkonsole 36 weist auch eine Anzeige 360 auf, welche die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx anzeigt, über welche die in dem Kältespeichermedium der Kältespeichervorrichtung 40 gespeicherte Kälte ausgegeben werden kann, um die in die Fahrgastzelle geblasene Luft während eines Öko-Halts zu kühlen. Diese Anzeige 360 ist mit mehreren Stücken Lichtemissionseinrichtungen, wie beispielsweise einer Leuchtdiode oder einer Flüssigkristallanzeige, versehen, sodass eine Verringerung der Kälteausgabe-Restkühlzeit tx durch eine Verkleinerung der Lichtemissionsflächen der Lichtemissionsvorrichtungen angezeigt wird, nicht mit Zeichen wie beispielsweise der Anzahl von Sekunden.
2 zeigt ein Beispiel der Anzeige 360. Das Beispiel von 2 enthält zehn Anzeigeflächen 361, welche Licht mittels Lichtemissionsvorrichtungen wie beispielsweise Leuchtdioden oder Flüssigkristallanzeigen emittieren. Die zehn Anzeigeflächen 361 zeigen an, wenn alle leuchten, dass die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx maximal ist. Wenn Kälte während eines Öko-Halts aus der Kältespeichervorrichtung 40 ausgegeben wird und die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx sinkt, beenden die Anzeigeflächen 361 nacheinander von links nach rechts die Emission von Licht, wie in 2 dargestellt. Die Anzahl der lichtemittierenden Anzeigeflächen 361 wird verringert, um die Verkleinerung der Kälteausgabe-Restkühlzeit tx anzuzeigen.
In 2 befinden sich die fünf links dargestellten leeren Anzeigeflächen 361 in einem Lichtemissionsruhezustand, und die fünf rechts dargestellten schraffierten Anzeigeflächen 361 befinden sich in einem Lichtemissionszustand. Dies zeigt an, dass die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx auf die Hälfte des Maximalwerts gesunken ist. Wenn die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx Null wird, gelangen alle zehn Anzeigeflächen 361 in den Lichtemissionsruhezustand. Dies informiert die Fahrgäste darüber, dass die Kälteausgabe-Restkühlzeit Null ist, d. h. tx = 0.
Weiterhin ist die Klimasteuereinheit 5 mit einer Motorsteuereinheit 38 verbunden. Die Motorsteuereinheit 38 gibt der Klimasteuereinheit 5 Signale wie beispielsweise ein Drehzahlsignal des Fahrzeugmotors 4 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ein.
Die Motorsteuereinheit 38 übt eine umfassende Steuerung der in den Fahrzeugmotor 4 einzuspritzenden Kraftstoffmenge, des Zündzeitpunkts und anderer Faktoren basierend auf Signalen von einer Gruppe Sensoren (nicht dargestellt) zum Erfassen von Faktoren wie beispielsweise dem Fahrzustand des Fahrzeugmotors 4 aus. In Öko-Fahrzeugen, bei denen das vorliegende Ausführungsbeispiel anwendbar ist, schaltet die Motorsteuereinheit 38, wenn basierend auf Signalen wie beispielsweise dem Drehzahlsignal des Fahrzeugmotors 4, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und einem Bremssignal ein beabsichtigter Haltezustand entschieden worden ist, automatisch den Fahrzeugmotor 4 ab und setzt ihn beispielsweise mittels der Unterbrechung der Energiezufuhr zu dem Zündsystem und der Einstellung der Kraftstoffeinspritzung in einen Öko-Haltezustand.
Wenn der Fahrer auf das Gaspedal drückt, um das Fahrzeug nach dem Öko-Halt, d. h. nach dem Abschalten des Motors zu starten, bestimmt die Motorsteuereinheit 38 den Fahrzeugstartzustand basierend auf einem Gaspedalsignal oder dergleichen und startet automatisch den Fahrzeugmotor 4. Übrigens gibt die Klimasteuereinheit 5 an die Motorsteuereinheit 38 ein Signal aus, welches einen Motorneustart anfordert, wenn die Ausgangslufttemperatur Tc der Kältespeichervorrichtung 40 nach einem Öko-Halt auf eine obere Sollkühltemperatur TA steigt.
Die Klimasteuereinheit 5 und die Motorsteuereinheit bestehen aus bekannten Mikrocomputern einschließlich CPUs, ROMs und RAMs und Peripheriegeräten davon. Außer den gewöhnlichen Klimasteuerfunktionen während des Motorbetriebs wie beispielsweise der Ein- und Aussteuerung des Kompressors, der Luftmengensteuerung, der Luftmischklappensteuerung, der Raumluft/Umgebungsluft-Ansaugsteuerung und der Auslassmodussteuerung, übt die Klimasteuereinheit 5 auch solche Funktionen aus, wie beispielsweise eine Motorsteuerfunktion der Ausgabe von Signalen zum Ermöglichen und Verhindern des Abschaltens des Fahrzeugmotors 4 und eines Signals zum Anfordern eines Motorneustarts nach einem Öko-Halt, einer Berechnungsfunktion der gespeicherten Kälte während des Motorbetriebs und einer Kälteausgabe-Kühlmodussteuerfunktion während eines Öko-Halts. Die Klimasteuereinheit 5 und die Motorsteuereinheit 38 können in eine einzige Steuereinheit integriert sein.
Es wird nun die Kältespeichervorrichtung 40 näher beschrieben. In dem Beispiel von 1 ist die Kältespeichervorrichtung 40 als Wärmetauscher mit der gleichen Stirnfläche wie diejenige des Verdampfapparats 9 konstruiert. Somit strömt die gesamte durch den Verdampfapparat 9 strömende Kaltluft, d. h. der gesamte Luftstrom in dem Klimagehäuse 10 durch die Kältespeichervorrichtung 40. Dies gibt der Kältespeichervorrichtung 40 ein niedriges Profil mit einer kleinen Dicke in der Richtung der Luftströmung A in dem Klimagehäuse 10.
3 zeigt ein Beispiel der Konstruktion der Kältespeichervorrichtung 40 als Wärmetauscher. Konvexe Abschnitte 41a und 42a sind abwechselnd an jedem Paar Wärmeübertragungsplatten 41 und 42 entlang der Kaltluftströmung A ausgebildet. Die Wärmeübertragungsplatten 41 und 42 sind miteinander durch Löten oder dergleichen verbunden, wobei ihre konvexen Abschnitte 41a und 42a an flache Abschnitte der angrenzenden Elemente angrenzen. Als Ergebnis sind Rohre 45 mit eingeschlossenen Räumen 43 innerhalb der konvexen Abschnitte 41a und 42a geformt. Ein Kältespeichermedium 44 ist in den geschlossenen Räumen 43 eingeschlossen.
Die Richtung senkrecht zu der Ebene von 3 entspricht der vertikalen Richtung, entlang der die Kältespeichervorrichtung 40 innerhalb des Klimagehäuses 10 angeordnet ist. Somit sind auch die konvexen Abschnitte 41a, 42a der Wärmeübertragungsplatten 41, 42 und die darin eingeschlossenen Räume 43 so geformt, dass sie innerhalb des Klimagehäuses 10 vertikal verlaufen. Folglich kann auf den Oberflächen der Wärmeübertragungsplatten 41 und 42 auftauchendes kondensiertes Wasser durch die Schwerkraft die konvexen Abschnitte 41a und 42a herabtropfen.
3 zeigt nur zwei Rohre 45, während eine Anzahl der Rohre 45 tatsächlich in der Richtung des Pfeils B (Richtung senkrecht zu der Richtung der Luftströmung A) in 3 geschichtet ist, da die Kältespeichervorrichtung 40 die gleiche Stirnfläche wie diejenige des Verdampfapparats 9 besitzt.
Zwischenrohrkontaktabschnitte sind sowohl an dem oberen als auch dem unteren Ende der mehreren Rohre 45 vorgesehen, sodass Luftkanäle 46 vorgegebener Abstände zwischen den Rohren 45 bleiben. Dann werden die Kontaktabschnitte zwischen den Wärmeübertragungsplatten 41 und 42 jedes Rohres 45 und zwischen den Rohren 45 miteinander durch Löten oder dergleichen verbunden. Die gesamte Kältespeichervorrichtung 40 kann somit in eine einzige Wärmetauschkonstruktion integriert werden.
Die Wärmeübertragungsplatten 41 und 42 bestehen wegen der Wärmeleitfähigkeit, des Gewichts, der Formbarkeit und anderen physikalischen Eigenschaften vorzugsweise aus einer dünnen Aluminiumplatte. Da Aluminium eine Löttemperatur von etwa 600°C besitzt, wird der Schritt des Lötens der Kältespeichervorrichtung 40 beendet, bevor das Kältespeichermedium 44 in den geschlossenen Räumen 43 eingeschlossen wird. Um das Kältespeichermedium in der Kältespeichervorrichtung 40 einzuschließen, sind ein oder mehrere Einfüllöffnungen in einem Teil jedes geschlossenen Raums 43 ausgebildet. Das Kältespeichermedium 44 wird in die geschlossenen Räume 43 durch die Einfüllöffnungen gefüllt. Nach Abschluss des Einfüllvorgangs werden die Einfüllöffnungen durch Deckelelemente mit geeigneten Dichtelementen (beispielsweise ein O-Ring) und einer Dichtung dazwischen eingeschlossen.
Für spezielle Materialien des Kältespeichermediums 44 sind solche mit einem Erstarrungspunkt (Schmelzpunkt) von 6–8°C oder dergleichen für den Zweck des Verhinderns des Einfrierens des Verdampfapparats 9 bevorzugt. Eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Material (Aluminium) der Kältespeichereinheit ist ebenfalls erwünscht. Paraffin erfüllt diese Anforderungen. Die als Kältespeichermedium einzuschließende Menge Paraffin beträgt zum Beispiel 300 cm³ oder dergleichen. Im vorliegenden Beispiel wird Paraffin mit einem Erstarrungspunkt (Schmelzpunkt) von 8°C als Kältespeichermedium 44 benutzt.
Als nächstes wird eine Beschreibung der Funktionsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit dem obigen Aufbau gegeben. In dem Fahrzeugklimasystem 40 treibt der Fahrzeugmotor 4 den Kompressor 1 an, um den Kühlkreislauf R zu betätigen. Die Temperatur des Verdampfapparats 9 wird durch die Ein- und Aussteuerung des Betriebs des Kompressors 1 nahe 3–5°C gehalten, wodurch ein Einfrieren des Verdampfapparats 9 verhindert wird.
Hierbei absorbiert das durch das Expansionsventil 8 dekomprimierte Gas/Flüssigkeit-Kältemittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks in dem Verdampfapparat 9 Wärme aus der von dem Gebläse 11 geschickten Luft für die Verdampfung. Die geschickte Luft wird so in kühle oder kalte Luft gekühlt. Diese Kaltluft strömt dann durch die Luftkanäle 46 vorgegebener Abstände, die zwischen den mehreren Rohren 45 ausgebildet sind.
Hierbei kann der schlängelnde Aufbau der Luftkanäle 46 die Strömung der Kaltluft mit einer dramatischen Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit auf der Luftseite stören. Das Kältespeichermedium 44 aus Paraffin kann somit über die Wärmeübertragungsplatten 41 und 42 effektiv gekühlt werden, während die Kaltluft durch die Luftkanäle 46 strömt. Als Ergebnis kann das Kältespeichermedium 44 aus einer flüssigen Phase gewöhnlicher Temperatur in eine feste Phase gekühlt werden, wodurch Kälte in der Form von Kristallisationswärme gespeichert wird.
Somit kann in dem Öko-Fahrzeug, das seinen Fahrzeugmotor 4 automatisch abschaltet, wenn das Fahrzeug beispielsweise an einer Verkehrsampel angehalten wird, die in die Fahrgastzelle geblasene Luft durch die Wirkung der Kälteausgabe aus der in dem Kältespeichermedium 44 gespeicherten Kälte auf relativ niedrigen Temperaturen gehalten werden, selbst wenn der Kompressor 1 des Kühlkreislaufs R während des Halts (Öko-Halt) eingestellt wird. Es ist deshalb während des Kühlens im Sommer möglich, zu verhindern, dass die in die Fahrgastzelle geblasene Luft beim Abschalten des Kompressors in hohen Temperaturen schwebt. Dies hält eine kühle oder kalte Fahrgastzellenumgebung aufrecht.
Als nächstes wird die Klimasteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in mehr Einzelheiten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Die Steuerroutine von 4 wird durch die Klimasteuereinheit 5 ausgeführt, wobei mit der Aktivierung des Klimasystems begonnen wird. Zunächst liest die Klimasteuereinheit 5 in Schritt S10 Betriebssignale von der Gruppe Betriebsschalter 37 an der Klimasteuerkonsole 36, Erfassungssignale von der Gruppe Sensoren 35 und Signale beispielsweise betreffend den Betriebszustand des Motors und den Fahrzustand des Fahrzeugs aus der Motorsteuereinheit 38.
In dem nächsten Schritt S20 wird bestimmt, ob der Betriebsmodus des Klimasystems ein Kälteausgabe-Kühlmodus ist. Insbesondere wird bestimmt, ob der Fahrzeugmotor 4 während eines Halts beispielsweise an einer Verkehrsampel automatisch abgeschaltet wird, d. h. ob das Fahrzeug einen Öko-Halt erfährt, während der Klimaschalter 37e der Klimasteuerkonsole 36 eingeschaltet ist. Da der Öko-Halt das Abschalten des Kompressors 1 beinhaltet, befindet sich das Klimasystem in dem die Kältespeichervorrichtung 40 benutzenden Kälteausgabe-Kühlmodus, selbst wenn der Klimaschalter 37e eingeschaltet ist. Wenn dagegen der Klimaschalter 37e eingeschaltet ist und der Fahrzeugmotor 4 (der Kompressor 1) in Betrieb ist, befindet sich das Klimasystem in einem normalen Klimamodus.
In dem normalen Klimamodus ist die Bestimmung in Schritt S20 „N”. Hier geht die Verarbeitung zu Schritt S30, um eine normale Steuerung der Klimageräte durchzuführen. Das heißt, es werden durch bekannte Steuerverfahren Steuerungen wie beispielsweise die Ein- und Aussteuerung des Kompressors (oder die Verstellsteuerung des Kompressors), die Luftmengensteuerung, die Luftmischklappensteuerung, die Raumluft/Umgebungsluft-Ansaugsteuerung und die Auslassmodussteuerung ausgeübt.
In dem nächsten Schritt S40 wird bestimmt, ob die durch den Temperatursensor 32 erfasste Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te und die durch den Temperatursensor 33 erfasste Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc niedriger als der oder gleich dem Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums 44 sind (in diesem Beispiel 8°C). Wenn die Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te und die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc beide auf oder unter den Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums 44 fallen, beginnt das Kältespeichermedium 44 die Verfestigung. Die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc wird daher auf Temperaturen etwas unter dem Erstarrungspunkt To gehalten.
In diesem Schritt S40 ist es deshalb möglich, den Augenblick zu bestimmen, wenn das Kältespeichermedium 44 die Verfestigung beginnt und die Kälte in das Kältespeichermedium 44 mittels Kristallisationswärme gespeichert zu werden beginnt, wenn in den Bereich b von 7 eingetreten wird. Falls das Ergebnis in Schritt S40 ”Y” ist, geht die Verarbeitung weiter zu dem nächsten Schritt S50, um die in dem Kältespeichermedium 44 gespeicherte Kälte Q1 zu berechnen. Hierbei bezieht sich die in dem Kältespeichermedium 44 gespeicherte Kälte Q1 auf die Menge der durch den Temperaturunterschied (Tc – Te) über die Kältespeichervorrichtung 40 in der Kältespeicherzeit oder der Zeit, nachdem Te und Tc beide auf oder unter dem Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums 44 fallen, gespeicherten Kälte. Die gespeicherte Kälte hängt von der Menge der durch die Kältespeichervorrichtung 40 strömenden Kaltluft (der Menge der Fahrgastzellenausgangsluft) ab.
Die in dem Kältespeichermedium 44 gespeicherte Kälte Q1 kann somit aus der obigen Kältespeicherzeit, der Temperaturdifferenz (Tc – Te) über die Kältespeichervorrichtung 40 und der Menge der Kaltluft berechnet werden. Dann wird die zu einer vorgegebenen Zeit to gespeicherte Kälte Q1n zunächst in Abständen der vorgegebenen Zeit durch die folgende Gleichung (1) berechnet: gespeicherte Kälte Q1n = (Tc – Te) × Luftmenge × vorgegebene Zeit to × C1, (1) wobei C1 ein Korrekturkoeffizient ist, der die Wärmeleitfähigkeit der Kältespeichervorrichtung 40, die Kristallisationswärme des Kältespeichermediums 44, usw. berücksichtigt.
Als nächstes werden die Berechnungen der gespeicherten Kälte Q1n, die in den Abständen der obigen vorgegebenen Zeit to erzielt wurden, integriert, um die „gespeicherte Kälte Q1 unmittelbar vor einem Wechsel in den Kälteausgabe-Kühlmodus” zu berechnen.
Da das Kältespeichermedium 44 seine Kältespeicherung in dem Augenblick beendet, wenn Tc = Te ist, endet die Integration von Q1n, wenn Tc = Te ist. Die gespeicherte Kälte Qα bei Beendigung der Kältespeicherung kann basierend auf der Kristallisationswärme (Wärmemenge je Gewichtseinheit) des Kältespeichermediums 44 und dem Gewicht des Kältespeichermediums 44 im Voraus berechnet werden. Die Integration von Q1n kann somit beendet werden, wenn die Berechnung der gespeicherten Kälte Q1 die im Voraus berechnete „gespeicherte Kälte Qα bei Beendigung der Kältespeicherung” erreicht. Falls das Ergebnis in Schritt S40 „N” ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S10 zurück, da die Bedingungen für die Kältespeicherung mittels Kristallisationswärme des Kältespeichermediums 44 nicht erfüllt worden sind.
Wenn dagegen in Schritt S20 bestimmt wird, dass sich das Klimasystem in dem Kälteausgabe-Kühlmodus befindet, geht die Verarbeitung zu Schritt S60, um zu bestimmen, ob der Fahrzeugmotor 4 von dem Betriebszustand in den Ruhezustand während eines Öko-Halts gewechselt ist. Wenn der Fahrzeugmotor 4 gerade von dem Betriebszustand in den Ruhezustand gewechselt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S70, in dem die Berechnung der während des Betriebs des Fahrzeugmotors gespeicherten Kälte Q1 gelesen und gesetzt wird. Als nächstes wird in Schritt S80 die aus dem Kältespeichermedium 44 während der Ausübung des Kälteausgabe-Kühlmodus ausgegebene Kälte Q2 berechnet.
Diese ausgegebene Kälte Q2 kann nach dem gleichen Konzept wie die gespeicherte Kälte Q1 berechnet werden. Zunächst wird die in einer vorgegebenen Zeit to ausgegebene Kälte Q2n in Abständen der vorgegebenen Zeit to durch die folgende Gleichung (2) berechnet: ausgegebene Kälte Q2n = (Te – Tc) × Luftmenge × vorgegebene Zeit to × C2 (2)
Als nächstes werden Berechnungen der ausgegebenen Kälte Q2n, die in Abständen der obigen vorgegebenen Zeit to erhalten wurden, integriert, um die ausgegebene Kälte Q2 zu berechnen. Da der Kühlvorgang des Verdampfapparats 9 in dem Kälteausgabe-Kühlmodus stoppt, steigt übrigens die Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te auf die Ansauglufttemperatur des Gebläses 11 in einer kurzen Zeit nach dem Beginn des Kälteausgabe-Kühlmodus. Das heißt, Te stellt die Ansauglufttemperatur des Verdampfapparats dar. C2 ist ein Korrekturkoeffizient ähnlich C1 in Gleichung (1).
Als nächstes wird in Schritt S90 die Restkälte Q3 in dem Kälteausgabe-Kühlmodus oder die Differenz (Q3 = Q1 – Q2) zwischen der gespeicherten Kälte Q1 und der ausgegebenen Kälte Q2 berechnet.
Dann wird in Schritt S100 eine erste Kälteausgabe-Restkühlzeit tx1 (nachfolgend auch als erste Restzeit tx1) berechnet. Zu diesem Zweck wird zunächst die aktuelle ausgegebene Kälte Q2n' je Zeiteinheit berechnet. Insbesondere wird die durch Gleichung (2) berechnete ausgegebene Kälte Q2n in einen Wert je Sekunde Q2n' umgewandelt. Dann wird die erste Kälteausgabe-Restkühlzeit tx1 durch Teilen der Restkälte Q3 durch die je Sekunde ausgegebene Kälte Q2n' ausgerechnet. D. h. tx1 = Q3/Q2n'.
Als nächstes wird in Schritt S110 eine zweite Kälteausgabe-Restkühlzeit tx2 (nachfolgend auch als zweite Restzeit tx2 bezeichnet) berechnet. Diese zweite Kälteausgabe-Restkühlzeit tx2 wird nach einem anderen Konzept als die erste Kälteausgabe-Restkühlzeit tx1 oder basierend auf Veränderungen in der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc berechnet. Insbesondere ist die zweite Kälteausgabe-Restkühlzeit tx2 durch die folgende Gleichung gegeben: tx2 = (18°C – Tnow)/Δtc, wobei Tnow die derzeitige Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc ist und Δtc das aktuelle Maß der Veränderung (°C/Sekunde) der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur je Zeiteinheit (1 Sekunde) bei einer oberen Sollkühltemperatur von 18°C ist.
Als nächstes wird in Schritt S120 bestimmt, ob die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc höher als 10°C ist. Hier ist der Schwellwert der Bestimmung von 10°C etwas höher als der Erstarrungspunkt des Kältespeichermediums To = 8°C. Wenn Tc niedriger als oder gleich 10°C ist und die Bestimmung von Schritt S120 „N” ist, befindet sich die Kältespeichervorrichtung 40 in dem Kälteausgabezustand des Bereichs d oder e in 7 nach dem Start des Kälteausgabe-Kühlmodus.
Wenn dagegen Tc höher als 10°C ist und die Bestimmung von Schritt S120 „Y” ist, hat die Kältespeichervorrichtung 40 den Kälteausgabezustand des Bereichs f in 7 nach dem Start des Kälteausgabe-Kühlmodus erreicht. In Schritt S120 ist der Schwellwert der Bestimmung übrigens auf 10°C gesetzt, was etwas über dem Erstarrungspunkt des Kältespeichermediums To = 8°C ist. Der Grund ist, dass unter Berücksichtigung von Messfehlern (Schwankungen) des Temperatursensors 33 für die Erfassung der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc zuverlässig bestimmt werden soll, ob die Kältespeichervorrichtung 40 sich dem Kälteausgabezustand von Bereich f in 7 befindet oder nicht.
Wie oben erläutert, variiert, wenn sich die Kältespeichervorrichtung 40 nach dem Start des Kälteausgabe-Kühlmodus in dem Kälteausgabezustand von Bereich d oder e in 7 befindet, die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc in unterschiedlichen Maßen. Daher ist die Anzeige der Restzeit in Einheiten der zweiten Kälteausgabe-Restkühlzeit tx2 nicht geeignet.
In diesem Fall geht die Verarbeitung von Schritt S120 zu Schritt S130, um die erste Restzeit tx1 als die Kälteausgabe-Restkühlzeit auszuwählen. Als nächstes wird in Schritt S140 der Anzeige 360 der Klimasteuerkonsole 36 ein Steuerausgang entsprechend dieser ersten Restzeit tx1 ausgegeben. In dieser Anzeige 360 werden so viele Anzeigeflächen 361, wie sie der ersten Restzeit tx1 entsprechen, erleuchtet, um den Fahrgästen die Kälteausgabe-Restkühlzeit anzuzeigen.
Als nächstes wird in Schritt S150 bestimmt, ob die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc höher als die obere Sollkühltemperatur von 18°C ist. Wenn Tc niedriger als oder gleich 18°C ist, resultiert die Bestimmung von Schritt S150 natürlich in „N” und die Verarbeitung kehrt zu Schritt S10 zurück.
Wenn der Kälteausgabe-Kühlmodus lange dauert und das Kältespeichermedium 44 der Kältespeichervorrichtung 40 das Schmelzen beendet, gelangt die Kältespeichervorrichtung 40 in den Kälteausgabezustand von Bereich f in 7. Die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc übersteigt 10°C. Dann wird die Bestimmung von Schritt S120 „Y”. Die Verarbeitung geht weiter zu Schritt S160, um zu bestimmen, ob die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc gerade von einer Temperatur unter 10°C auf über 10°C gestiegen ist.
Wenn Tc gerade auf eine Temperatur über 10°C gestiegen ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S170, um die aktuelle Restzeit tx1 als T1 und die aktuelle zweite Restzeit tx2 als T2 zu speichern. Als nächstes wird in Schritt S180 die Restzeit tx durch die Gleichung tx = (T1/T2) × tx2 berechnet. Ein Steuerausgang entsprechend der Restzeit tx wird der Anzeige 360 der Klimasteuerkonsole 36 ausgegeben. Folglich werden in der Anzeige 360 so viele Anzeigeflächen 361, wie sie der Restzeit tx entsprechen, erleuchtet, um den Fahrgästen die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx anzuzeigen.
Wie man aus der obigen Gleichung tx2 = (18°C – Tnow)/Δtc ersehen kann, wird die zweite Restzeit tx2 immer zu 0 Sekunden, wenn die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc über die obere Sollkühltemperatur von 18°C steigt. Wenn die Anzeige der Restzeit tx auf der Anzeige 360 in Schritt S140 Null wird, wird die Bestimmung von Schritt S150 immer „Y” sein. Dann wird in Schritt S190 ein Steuersignal für die Anforderung des Betriebs des Fahrzeugmotors 4 ausgegeben.
Als Ergebnis startet die Motorsteuereinheit 38 den Fahrzeugmotor 4 neu, um den Kompressor 1 anzutreiben. Dies beendet den Öko-Halt und den Kälteausgabe-Kühlmodus. Es ist deshalb möglich, eine präzise Übereinstimmung zwischen der Anzeige der Restzeit tx = 0 und der Betriebsanforderung (dem Neustart) des Fahrzeugmotors 4 einzurichten.
Es wird nun eine Beschreibung betreffend der technischen Bedeutung der obigen Schritte S170 und S180 vorgesehen. Falls die Anzeige der Restzeit tx unmittelbar nach Anstieg der Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc auf eine Temperatur über 10°C einfach von der ersten Restzeit tx1 auf die zweite Restzeit tx2 umgeschaltet würde, würde eine Differenz zwischen der ersten Restzeit tx1 und der zweiten Restzeit tx2 beim Umschalten eine abrupte Veränderung in der Anzeige der Restzeit verursachen und somit ein komisches oder unwohles Gefühlt für die Fahrgäste vorsehen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie oben beschrieben, die zweite Restzeit tx2 mit dem Verhältnis (T1/T2) zwischen der ersten und der zweiten Restzeit tx1 und tx2 multipliziert, um die anzuzeigende Endrestzeit tx zu berechnen. Dies erlaubt ein sanftes Wechseln zwischen der Anzeige der ersten Restzeit tx1 und der Anzeige der zweiten Restzeit tx2.
In diesem Zusammenhang folgt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf 5 und 6. In 5 und 6 zeigen die Abszissen die verstrichene Zeit nach dem Start des Kälteausgabe-Kühlmodus (Öko-Halt), und die Ordinaten zeigen die Kälteausgabe-Restkühlzeiten. Die Symbole d, e und f auf den Abszissen entsprechen d, e und f in 7.
In 5 und 6 zeigen die strichpunktierten Linien Veränderungen der in Schritt S100 berechneten ersten Restzeit tx1. Die gestrichelten Linien zeigen Veränderungen der in Schritt S110 berechneten zweiten Restzeit tx2. Die durchgezogenen Linien zeigen die durch die Anzeige 360 anzuzeigende Kälteausgabe-Restkühlzeit tx.
In 5 stellt die Zeit t10 den Augenblick dar, wenn die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc auf die obere Sollkühltemperatur von 18°C steigt und die zweite Restzeit tx2 gleichzeitig zu 0 Sekunden wird. Die Zeit t11 ist der Augenblick, wenn die erste Restzeit tx1 0 Sekunden wird. D. h. 5 zeigt den Fall, in dem die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc 18°C erreicht, bevor die erste Restzeit tx1 zu 0 Sekunden wird.
Während sich die Kältespeichervorrichtung 40 in dem Kälteausgabezustand der Bereiche d und e befindet, wird die erste Restzeit tx1 ausgewählt und als die Kälteausgabe-Restkühlzeit tx in Schritt S130 angezeigt. In den Bereichen d und e ist die durchgezogene Linie tx gleich der strichpunktierten Linie tx1. In dem Beispiel von 5 gibt es einen Widerspruch, dass zum Zeitpunkt des Wechsels von dem Bereich e zu f tx1 = 15 Sekunden und tx2 = 9 Sekunden sind. Falls die durch die Anzeige 360 anzuzeigende Restzeit tx abrupt von 15 Sekunden auf 9 Sekunden umgeschaltet wird, könnten die Fahrgäste ein komisches oder unwohles Gefühl erfahren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die arithmetische (Korrektur-)Verarbeitung der Schritte S170 und S180 in dem Bereich f durchgeführt. In dem Fall von 5 wird die Restzeit tx derart im Voraus berechnet, dass die erste Restzeit tx1 zur Zeit t10 zu Null wird. Folglich kann eine glatte Verbindung über die Werte der Restzeit tx in den Bereichen e und f eingerichtet werden, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt.
Dagegen stellt in 6 die Zeit t12 den Augenblick dar, wenn die erste Restzeit tx1 zu 0 Sekunden wird. Anschließend steigt zur Zeit t13 die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc auf die obere Sollkühltemperatur von 18°C und gleichzeitig wird die zweite Restzeit tx2 zu 0 Sekunden. D. h. 6 zeigt den Fall, in dem die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc zur Zeit t12 noch unter 18°C ist, wenn die erste Restzeit tx1 zu 0 Sekunden wird.
In dem Fall von 6 gilt die Beziehung tx2 > tx1, wenn der Kälteausgabezustand der Kältespeichervorrichtung 40 von Bereich e zu Bereich f wechselt. Daher wird in dem Bereich f die arithmetische Verarbeitung der Schritte S170 und S180 durchgeführt, um die Restzeit tx mit einer solchen Verzögerung zu berechnen, dass die erste Restzeit tx1 zur Zeit t13 zu 0 Sekunden wird. Folglich kann auch in dem Fall von 6 eine glatte Verbindung über die Werte der Restzeit tx in den Bereichen e und f eingerichtet werden, wie durch die durchgezogene Linie in Bereich f dargestellt.
Sowohl in 5 als auch in 6 kann die Restzeit tx zur gleichen Zeit 0 Sekunden erreichen, wie die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc die obere Sollkühltemperatur von 18°C erreicht.
Weitere Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann verschiedene Modifikationen erfahren, wie nachfolgend angegeben:

(1) In dem obigen Ausführungsbeispiel sind die Temperatursensoren 32 und 33 zum Erfassen der Ausgangslufttemperaturen des Verdampfapparats 9 bzw. der Kältespeichervorrichtung 40 als die Temperaturmesseinrichtungen des Verdampfapparats 9 bzw. der Kältespeichervorrichtung 40 vorgesehen. Temperatursensoren zum Erfassen der Oberflächentemperaturen oder dergleichen des Verdampfapparats 9 und der Kältespeichervorrichtung 40 können stattdessen als Temperaturmesseinrichtungen des Verdampfapparats 9 bzw. der Kältespeichervorrichtung 40 verwendet werden.
(2) Wenn in dem obigen Ausführungsbeispiel sowohl die Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te als auch die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc in Schritt S40 niedriger als der oder gleich dem Erstarrungspunkt des Kältespeichermediums 44 (in diesem Beispiel 8°C) sind, wird dies als der Augenblick beurteilt, wenn die Kristallisationswärmespeicherung des Kältespeichermediums 44 beginnt. Da die Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te bereits unter dem Erstarrungspunkte To des Kältespeichermediums 44 ist, wenn die Kältespeicherausgangslufttemperatur Tc auf oder unter den Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums 44 fällt, kann die Bestimmung in Schritt S40 auch allein auf der Basis der Kältespeicherausgangslufttemperatur Tc gemacht werden.
(3) Wenn die Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te eine vorgegebene Anzahl von Grad niedriger als der Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums 44 wird, fällt die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc auf oder unter den Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums 44. Basierend auf dieser Beziehung kann die Bestimmung von Schritt S40 auch allein auf der Verdampfapparatausgangslufttemperatur Te erfolgen.
(4) In Schritt S50 wird die in dem Kältespeichermedium 44 gespeicherte Kälte Q1 aus der verstrichenen Zeit, wenn die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc auf oder unter wenigstens den Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums fällt, oder der Kältespeicherzeit, der Temperaturdifferenz (Tc – Te) über die Kältespeichervorrichtung 40 und der Menge der Kaltluft berechnet. Die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc wird nach dem Start der Kältespeicherung der Kristallisationswärme (der Bereich e in 7) auf im allgemeinen konstanten Temperaturen nahe des Erstarrungspunkts To des Kältespeichermediums gehalten. Dann kann die gespeicherte Kälte Q1 aus der Kältespeicherzeit, der Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur (Verdampfapparat-Ansauglufttemperatur) Te und der Menge der Kaltluft berechnet werden.
(5) Analog kann in Schritt S80 die ausgegebene Kälte Q2 aus der Kälteausgabezeit, der Verdampfapparat-Ansauglufttemperatur Te und der Menge der Kaltluft berechnet werden.
(6) Außer der Übergangsphase unmittelbar nach dem Start des Kühlens wird die Ausgabekapazität des Kompressors 1 (das Ein/Aus-Verhältnis und die Verdrängung des Kompressors 1) derart gesteuert, dass die Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te stromauf der Kältespeichervorrichtung 40 wegen der Antifroststeuerung des Verdampfapparats 9 auf konstanten Temperaturen um 3–4°C bleibt. Dies erhöht den Anteil der Zeitdauer, in dem die Verdampfapparat-Ausgangslufttemperatur Te allgemein konstant gehalten wird, nachdem Tc und Te beide auf oder unter den Erstarrungspunkt To des Kältespeichermediums gefallen sind.

Mit anderen Worten belegt die Zeitdauer, in der die Ansauglufttemperatur der Kältespeichervorrichtung 40 im Allgemeinen konstant gehalten wird, einen höheren Anteil. Nach dem Start der Kältespeicherung der Kristallisationswärme (der Bereich e in 7) belegt auch die Zeitdauer, in der die Kältespeicher-Ausgangslufttemperatur Tc auf im Allgemeinen konstante Temperaturen nahe des Erstarrungspunkts to des Kältespeichermediums gehalten wird, einen höheren Anteil. Dann kann die Temperaturdifferenz (Tc – Te) über die Kältespeichervorrichtung 40 auf einen vorgegebenen Wert (Koeffizienten) gesetzt werden, der im Voraus durch Versuche oder dergleichen bestimmt wird. In diesem Fall kann die in dem Kältespeichermedium 44 gespeicherte Kälte Q1 aus der Kältespeicherzeit und der Menge der Kaltluft berechnet werden.

Claims

Fahrzeugklimasystem (45), welches eine Steuerung zum Abschalten seines Fahrzeugmotors (4) während des Anhaltens des Fahrzeugs ausübt, wobei das Klimasystem aufweist einen Kompressor (1), der durch den Fahrzeugmotor (4) angetrieben wird; einen Verdampfapparat (9) zum Kühlen von in eine Fahrgastzelle (52) geblasener Luft, der in einem den Kompressor (1) enthaltenden Kühlkreislauf (R) angeordnet ist; und eine Kältespeichereinheit (40), die bezüglich einer Richtung der geblasenen Kühlluft stromab des Verdampfapparats (9) angeordnet ist, und die ein Kältespeichermedium (44) enthält, welches durch die den Verdampfapparat (9) durchströmende Luft gekühlt und erstarrt werden soll, wobei das Klimasystem dahingehend ausgebildet ist, in einen Kälteausgabe-Kühlmodus einzutreten, um die in die Fahrgastzelle geblasene Luft mittels der in der Kältespeichereinheit (40) gespeicherten Kälte zu kühlen, wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet wird; ein Betriebsanforderungssignal des Fahrzeugmotors (4) auszugeben, wenn eine Temperatur der Kältespeichereinheit (40) in dem Kälteausgabe-Kühlmodus auf eine vorgegebene obere Sollkühltemperatur steigt; und wobei das Klimasystem ferner aufweist eine erste Berechnungseinrichtung (S80, S90, S100), ausgebildet zum Berechnen einer Restkältemenge in dem Kälteausgabe-Kühlmodus durch Abziehen einer aus dem Kältespeichermedium (44) ausgegebenen Kältemenge, wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet ist, von der in dem Kältespeichermedium (44) gespeicherten Kälte, wenn der Fahrzeugmotor (4) in Betrieb ist, und zum Berechnen einer Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus durch Teilen der Restkältemenge durch die je Zeiteinheit ausgegebene Kältemenge; eine zweite Berechnungseinrichtung (S110), ausgebildet zum Berechnen einer Restzeit des Kälteausgabe-Kühlmodus durch Teilen einer Temperaturdifferenz zwischen der oberen Sollkühltemperatur und einer Temperatur der Kältespeichereinheit (40) durch eine Temperaturveränderung der Kältespeichereinheit (40) je Zeiteinheit in dem Kälteausgabe-Kühlmodus und zum Setzen der Restzeit auf Null, wenn die Temperatur der Kältespeichereinheit (40) auf die obere Sollkühltemperatur steigt; und eine Restzeitauswahleinrichtung (S120, S130, S160, S170, S180), ausgebildet zum Auswählen der in dem Kälteausgabe-Kühlmodus durch die erste Berechnungseinrichtung (S80, S90, S100) bestimmten Restzeit, sofern die Temperatur der Kältespeichereinheit (40) niedriger als eine Temperatur nahe eines Erstarrungspunkts des Kältespeichermediums (44) oder eine Temperatur, die etwas über dem Erstarrungspunkt (To) liegt, ist, und zum Auswählen der durch die zweite Berechnungseinrichtung (S110) bestimmten Restzeit, wenn die Temperatur der Kältespeichereinheit (40) die Temperatur nahe des Erstarrungspunkts des Kältespeichermediums (44) oder eine Temperatur um den Erstarrungspunkt, die etwas über dem Erstarrungspunkt liegt, übersteigt.
Fahrzeugklimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die erste Berechnungseinrichtung dahingehend ausgelegt ist, wenn der Fahrzeugmotor (4) in Betrieb ist, die gespeicherte Kälte aus einer Kältespeicherzeit, über welche die Temperatur der Kältespeichereinheit (40) unter dem Erstarrungspunkt des Kältespeichermediums (44) bleibt, so dass die Kälte in das Kältespeichermedium (44) mittels Kristallisationswärme gespeichert wird, und der ausgeblasenen Menge an Kaltluft zu berechnen; und wenn der Fahrzeugmotor (4) abgeschaltet ist, die ausgegebene Kälte aus einer verstrichenen Zeit nach dem Abschalten des Motors (4), einer Ansauglufttemperatur der Kältespeichereinheit (40) und einer Menge der durch die Kältespeichereinheit (40) strömenden Luft zu berechnen.
Fahrzeugklimasystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem die Restzeitauswahleinrichtung eine Korrektureinrichtung (S180) zum Einrichten eines glatten Übergangs zwischen der durch die erste Berechnungseinrichtung (S80, S90, S100) bestimmten Restzeit und der durch die zweite Berechnungseinrichtung (S110) bestimmten Restzeit, wenn eine Temperatur der Kältespeichereinheit (40) eine Temperatur nahe des Erstarrungspunkts (To) des Kältespeichermediums (44) oder eine Temperatur geringfügig oberhalb des Erstarrungspunkts (To) übersteigt, aufweist.
Fahrzeugklimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einer Anzeigeeinrichtung (360) zum Anzeigen der durch die Restzeitauswahleinrichtung (S120, S130, S160, S170, S180) ausgewählten Restzeit.