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Die vorliegende Endung betrifft eine
Fahrzeug-Klimaanlage mit einer Heißgas-Heizfunktion, die einen
Innenwärmetauscher
(Verdampfapparat) als Heizkörper
durch direktes Einleiten eines von einem Kompressor ausgegebenen
gasförmigen
Kältemittels
(heißes
Gas) in den Innenwärmetauscher
verwendet.
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In einer herkömmlichen Fahrzeug-Klimaanlage
wird heißes
Wasser (d.h. Motorkühlwasser)
in einem heizenden Wärmetauscher
während
eines Heizvorgangs im Winter zirkuliert, um Luft in dem heizenden
Wärmetauscher
mittels des heißen
Wassers als Wärmequelle
zu heizen. In diesem Fall wird, wenn die Heißwassertemperatur niedrig ist,
die Temperatur der in eine Fahrgastzelle zu blasenden Luft niedriger
und kann daher für
eine Heizleistung unzureichend sein.
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Daher schlägt die
JP-A-5-272817 eine Fahrzeug-Klimaanlage
vor, die eine Heizfunktion unter Verwendung eines Heißgas-Heizkreises
besitzt. Wenn die Heißwassertemperatur
niedriger als ein vorgegebener Wert ist, wie unmittelbar nach dem Starten
eines Motors, wird von einem Kompressor ausgegebenes gasförmiges Kältemittel
in einen Innenwärmetauscher
eingeleitet, während
es an einem Kondensator vorbei geleitet wird, um die Wärme von dem
gasförmigen
Kältemittel
an die Luft in dem Innenwärmetauscher
abzugeben, um eine Zusatzheizfunktion zu erhalten.
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Im allgemeinen wird der Heißgas-Heizkreis in
einem Kühlkreissystem
der Klimaanlage betätigt, wenn
die in den heizenden Wärmetauscher
strömende
Heißwassertemperatur
niedrig ist. So befindet sich, wenn der Heißgas-Heizkreis betätigt wird,
die in die Fahrgastzelle zu blasende Lufttemperatur in einem relativ
niedrigen Zustand. In diesem Fall wird die Temperatur einer Windschutzscheibe
des Fahrzeugs zu einer niedrigen Temperatur nahe der Außenlufttemperatur.
Demgemäß wird,
wenn ein Innenluft-Saugmodus
als Innenluft/Außenluft-Saugmodus ausgewählt ist,
Innenluft mit einer hohen Luftfeuchtigkeit in die Fahrgastzelle
geblasen und Luft um die Innenfläche
der Windschutzscheibe wird durch die Windschutzscheibe gekühlt, sodass
sie einen Taupunkt erreicht. Deshalb beschlägt die Windschutzscheibe leicht.
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Wenn ferner der Heißgas-Heizkreis
arbeitet, wird eine Leistungsregelung des Kompressors durch Erfassen
eines Hochdruck-Kältemitteldrucks
durchgeführt.
Wenn zum Beispiel ein Kompressor mit einer festen Verdrängung benutzt
wird, wird eine intermittierende Regelung des Kompressors entsprechend dem
Hochdruck-Kältemitteldruck
durchgeführt. Wenn
in diesem Fall der Luftsaugmodus in den Innenluft-Saugmodus geschaltet
wird, steigt ein Niederdruck-Kältemitteldruck,
weil eine Wärmestrahlungsmenge
in dem Innenwärmetauscher
wie im Außenluft-Saugmodus
stark verringert ist. Daher wird eine Anstiegsgeschwindigkeit des
Hochdruck-Kältemitteldrucks
größer, und
eine Aussetzerfrequenz des Betriebs des Kompressors steigt. In diesem
Fall können
leicht Probleme wie beispielsweise Schocks und Geräusche aufgrund
der häufigen
Aussetzer des Kompressors verursacht werden.
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In Anbetracht der oben beschriebenen
Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben
beschriebenen Probleme zu vermeiden. Ferner ist es eine weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschlagen einer Windschutzscheibe
eines Fahrzeugs in einem Heizmodus mit einem Heißgas-Heizkreis zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält eine
Fahrzeug-Klimaanlage ein Klimagehäuse (22) zum Definieren
eines Luftkanals, durch welchen Luft in eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs
strömt,
eine Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung
(72) zum Öffnen
und Schließen
einer Innenluft-Saugöffnung
(71) und einer Außenluft-Saugöffnung (70),
um einen Außenluft-Saugmodus,
in dem wenigstens Außenluft von
der Außenluft-Saugöffnung (70)
eingeleitet wird, oder einen Innenluft-Saugmodus, in dem nur Innenluft
von der Innenluft-Saugöffnung
(71) eingeleitet wird, einzustellen, und ein Kühlkreissystem.
Das Kühlkreissystem
enthält
einen Kompressor (10) zum Komprimieren eines Kältemittels,
einen außerhalb des
Klimagehäuses
(22) angeordneten Außenwärmetauscher
(14), einen innerhalb des Klimagehäuses (22) angeordneten
Innenwärmetauscher
(18) und einen Heißgas-Nebenkanal
(20), durch welchen das von dem Kompressor (10)
ausgegebene Kältemittel
direkt in den Innenwärmetauscher
(18) eingeleitet wird, während es an dem Außenwärmetauscher (14)
vorbei strömt.
Das Kühlkreissystem
ist so aufgebaut, dass ein Heißgas-Heizkreis
(H) eingestellt wird, in dem das aus dem Kompressor (10)
ausgegebene Kältemittel
durch den Heißgas-Nebenkanal
(20) direkt zu dem Innenwärmetauscher (18) geleitet
wird, und eine Steuereinheit (26) steuert den Betrieb des Kühlkreissystems,
um einen Heizmodus zum Heizen der Luft in dem Innenwärmetauscher
(18) mittels des Heißgas-Heizkreises
(H) einzustellen. In der Klimaanlage enthält die Steuereinheit eine Saugmodus-Bestimmungseinrichtung
(S40) zum Bestimmen, ob der Saugmodus der Außenluft-Saugmodus ist, und
eine Steuereinrichtung (S50), die einen Betrieb des Heizmodus durchführt, wenn
der Saugmodus der Außenluft-Saugmodus ist. Weil
der Heizmodus aufgrund des Heißgas-Heizkreises
durchgeführt wird,
wenn der Saugmodus der Außenluft-Saugmodus
ist, wird Außenluft
mit einer relativ niedrigen Luftfeuchtigkeit erwärmt und in die Fahrgastzelle
geblasen, sodass ein Beschlagen einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs
verhindert werden kann, selbst wenn die Temperatur der in die Fahrgastzelle
zu blasenden Luft nicht ausreichend erhöht wird.
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Zum Beispiel enthält der Außenluft-Saugmodus einen ersten
Außenluftmodus,
in dem die Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung
(72) die Außenluft-Saugöffnung (70) öffnet und
die Innenluft-Saugöffnung
(71) schließt,
und einen zweiten Außenluftmodus,
in dem die Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung
(72) sowohl die Außenluft-Saugöffnung (70) als
auch die Innenluft-Saugöffnung
(71) öffnet.
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Vorzugsweise führt die Steuereinrichtung den
Heizmodus durch, wenn der Saugmodus der Außenluft-Saugmodus ist, und
sperrt den Heizmodus, wenn der Saugmodus der Innenluft-Saugmodus
ist. Alternativ führt
die Steuereinrichtung, wenn der Saugmodus der Innenluft-Saugmodus
ist, den Heizmodus durch, nachdem der Außenluft-Saugmodus gezwungenermaßen aus
dem Innenluft-Saugmodus eingestellt wird. In diesem Fall kann ein
Beschlagen der Windschutzscheibe fehlerfrei verhindert werden.
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Obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines allgemeinen Aufbaus einer Fahrzeug-Klimaanlage gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Blockschaltbild eines elektrischen Steuerabschnitts der Fahrzeug-Klimaanlage
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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3 ein
Flussdiagramm eines Steuerprozesses in einem Heißgas-Heizmodus gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
und
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4 ein
Flussdiagramm eines Steuerprozesses in einem Heißgas-Heizmodus gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
den allgemeinen Aufbau einer Fahrzeug-Klimaanlage gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Endung. Ein Kompressor 10 wird durch eine
elektromagnetische Kupplung 11 durch einen wassergekühlten Fahrzeugmotor 12 angetrieben
und ist zum Beispiel aus einem Trommelscheibenkompressor mit fester
Verdrängung
aufgebaut.
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Die Ausgabeseite des Kompressors 10 ist durch
ein Magnetventil 13 zum Kühlen mit einem Kondensator 14 verbunden.
Die Auslassseite des Kondensators 14 ist mit einem Flüssigkeits-Auffanggefäß 15 zum
Trennen des Kältemittels
in ein gasförmiges
Kältemittel
und ein flüssiges
Kältemittel
verbunden, und das flüssige
Kältemittel
wird in dem Auffanggefäß 15 gespeichert.
Der Kondensator 14 ist ein Außenwärmetauscher, der zusammen mit
dem Kompressor 10 oder dergleichen in einem Fahrzeug-Motorraum
angeordnet ist. Der Kondensator 14 tauscht Wärme mit
der durch einen elektrischen Kühllüfter 14a geblasenen
Außenluft
(oder Kühlluft)
aus. Der elektrische Kühllüfter 14a wird
durch einen Elektromotor 14b angetrieben.
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Außerdem ist die Auslassseite
des Flüssigkeits-Auffanggefäßes 15 mit
einem Thermoexpansionsventil 16 verbunden, das eine Druckverminderungsvorrichtung
zum Kühlen
ist. Die Auslassseite dieses Thermoexpansionsventils 16 ist
durch ein Rückschlagventil
mit einem Verdampfapparat 18 verbunden. Die Auslassseite
des Verdampfapparats 18 ist durch einen Speicher 19 mit
der Saugseite des Kompressors 10 verbunden.
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Ein gewöhnlicher Kühlkreis C ist aus einem geschlossenen
Kreislauf von der Ausgabeseite des obigen Kompressors 10 durch
das Magnetventil 13 zum Kühlen, den Kondensator 14,
das Flüssigkeits-Auffanggefäß 15,
das Thermoexpansionsventil 16, das Rückschlagventil 17,
den Verdampfapparat 18 und den Speicher 19 in
dieser Reihenfolge zu der Saugseite des Kompressors 10 aufgebaut.
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Das Thermoexpansionsventil 16 reguliert
bekanntermaßen
seine Ventilöffnung
(oder Kältemittelströmungsrate)
so, dass der Überhitzungsgrad
des aus dem Verdampfapparat 18 ausgelassenen Kältemittels
in einem gewöhnlichen
Kühlkreisbetrieb
(d.h. in einem Kühlmodus)
auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden kann. Der Speicher 19 trennt
das Kältemittel
in das gasförmige
Kältemittel
und das flüssige
Kältemittel,
sodass das gasförmige
Kältemittel
und eine kleine Menge des flüssigen
Kältemittels (in
welchem das Öl
gelöst
ist) in der Nähe
des Bodens in den Kompressor 10 gesaugt werden.
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Andererseits ist zwischen der Ausgabeseite des
Kompressors 10 und der Einlassseite des Verdampfapparats 18 ein
Heißgas-Nebenkanal 20 vorgesehen,
durch welchen das Kältemittel
aus dem Kompressor 10 direkt in den Verdampfapparat 18 eingeleitet
wird, während
es an dem Kondensator 14 vorbei strömt. Ein Magnetventil 21 zum
Heizen und eine Drosselvorrichtung 21a sind in Reihe in
dem Heißgas-Nebenkanal 20 angeordnet.
Die Drosselvorrichtung 21a ist eine Druckverminderungseinheit für den Heizbetrieb.
Die Drosselvorrichtung 21a kann mit einer festen Drosselung
wie beispielsweise einer Öffnung
oder einem Kapillarrohr aufgebaut sein. Ein Heißgas-Heizkreis H für den Heizbetrieb
ist aus einem geschlossenen Kreislauf von der Ausgabeseite des Kompressors 10 durch
das Magnetventil 21 zum Heizen, die Drosselvorrichtung 21a,
den Verdampfapparat 18 und den Speicher 19 in
dieser Reihenfolge zu der Saugseite des Kompressors 10 aufgebaut.
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Ein Klimagehäuse 22 der Fahrzeug-Klimaanlage
definiert einen Luftkanal, durch welchen Luft in eine Fahrgastzelle
strömt.
Die Luft wird in dem Klimagehäuse 22 durch
ein elektrisches Klimagebläse 23 geblasen.
Das Klimagebläse 23 ist
der Einfachheit halber als ein Axialströmungstyp dargestellt, aber
ist in Wirklichkeit ein Zentrifugalgebläse mit einem Zentrifugallüfter. Das
Klimagebläse 23 wird
durch einen Gebläsemotor 23a gedreht,
der durch eine Gebläseantriebsschaltung
gesteuert wird. Hierbei ist es möglich,
die durch das Gebläse 23 geblasene
Luftmenge in dem Ausführungsbeispiel
kontinuierlich oder stufenweise durch Einstellen einer an den Gebläsemotor 23a angelegten
Gebläsesteuerspannung
zu verändern.
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Ferner sind auf der Saugseite des
Klimagebläses 23a eine
Außenluft-Saugöffnung 70 zum
Ansaugen und Einleiten von Luft außerhalb der Fahrgastzelle (nachfolgend
als „Außenluft" bezeichnet) und
eine Innenluft-Saugöffnung 71 zum
Ansaugen und Einleiten von Luft innerhalb der Fahrgastzelle (nachfolgend
als „Innenluft" bezeichnet) vorgesehen. Die
Innenluft-Saugöffnung 71 und
die Außenluft-Saugöffnung 70 werden
durch eine Innenluft/Außenluft-Wechselklappe
(Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung) 72 geöffnet und
geschlossen. Hierbei wird die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 72 über einen
Verbindungsmechanismus (nicht dargestellt) durch ein Stellglied
wie beispielsweise einen Servomotor angetrieben, um wenigstens einen
Außenluft-Saugmodus
zum Ansaugen der Außenluft
von der Außenluft-Saugöffnung 70 und
einen Innenluft-Saugmodus
zum Ansaugen der Innenluft von der Innenluft-Saugöffnung 71 zu
schalten.
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Der Verdampfapparat 18 ist
ein Innenwärmetauscher,
der in dem Klimagehäuse 22 angeordnet ist.
Das Kältemittel
wird im Kühlmodus
durch den Kühlkreis
C für den
Kühlbetrieb
zirkuliert, um die durch das Klimagebläse 23 geblasene Luft
durch die Kältemittelverdampfung
(Wärmeabsorption)
in dem Verdampfapparat 18 zu kühlen. Andererseits strömt im Heizmodus
ein Heißgas-Kältemittel
(heißes
Gas) von dem Kompressor 10 durch den Heißgas-Nebenkanal 20 in
den Verdampfapparat 18, um die Luft in dem Verdampfapparat 18 zu
heizen, sodass der Verdampfapparat 18 als ein Heizkörper funktioniert.
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Hierbei ist in dem Klimagehäuse 22 eine Ausgabeöffnung 22a zum
Ausgeben des in dem Verdampfapparat 18 erzeugten Kondenswassers
an dem unteren Abschnitt des Verdampfapparats 18 vorgesehen,
sodass das Kondenswasser durch ein mit der Ausgabeöffnung 22a verbundenes
Ausgaberohr (nicht dargestellt) aus der Fahrgastzelle heraus ausgegeben
wird.
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In dem Klimagehäuse 22 ist in Luftströmungsrichtung
stromab des Verdampfapparats 18 ein heizender Heißwasser-Wärmetauscher 24 zum Heizen
der Luft aus dem Verdampfapparat 18 mittels des heißen Wassers
von dem Fahrzeugmotor 12 (Motorkühlwasser) als Wärmequelle
angeordnet. Ein Heißwasserkreis
von dem Fahrzeugmotor 12 zu dem heizenden Wärmetauscher 24 ist
mit einem Heißwasserventil 25 zum
Steuern der Strömungsmenge des
heißen
Wassers versehen.
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Übrigens
bildet der heizende Heißwasser-Wärmetauscher 24 eine
Hauptheizeinheit zum Heizen der zu der Fahrgastzelle zu blasenden
Luft. Relativ zu der Hauptheizeinheit bildet der durch den Heißgas-Heizkreis
H als Heizkörper
funktionierende Verdampfapparat 18 (Innenwärmetauscher)
eine Zusatzheizeinheit.
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Andererseits sind an der in Luftströmungsrichtung
stromabwärtigsten
Seite des Klimagehäuses 22 mehrere
Luftauslassöffnungen 31–33 vorgesehen.
Die mehreren Luftauslassöffnungen 31–33 enthalten
eine Entfrosterblasöffnung
(DEF) 31 zum Ausblasen klimatisierter Luft zu der Innenfläche der Fahrzeug-Windschutzscheibe,
eine Gesichtsblasöffnung
(32) zum Ausblasen klimatisierter Luft (hauptsächlich gekühlte Luft)
zu dem Gesichtsbereich (Oberkörper)
eines Fahrzeuginsassen und eine Fußblasöffnung (33) zum Ausblasen
klimatisierter Luft (hauptsächlich
warme Luft) zu dem Fußbereich
(Unterkörper)
des Fahrzeuginsassen. Außerdem
sind mehrere Moduswechselklappen 34–36 zum wahlweisen Öffnen und
Schließen
dieser Blasöffnungen 31–33 vorgesehen.
Hierbei bilden diese Moduswechselklappen 34–36 eine Luftauslassmodus-Wechseleinheit
und sie werden durch ein Stellglied wie beispielsweise einen Servomotor über einen
Verbindungsmechanismus (nicht dargestellt) angetrieben.
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Eine elektronische Klimasteuereinheit
(nachfolgend als „ECU" bezeichnet) 26 ist
aus einem Mikrocomputer und seinen Peripherieschaltungen aufgebaut
und führt
eine vorgegebene Berechnung entsprechend voreingestellten Programmen
durch, um die Magnetventile 13, 21 zu öffnen und
zu schließen und
die Wirkungen der übrigen
elektronischen Vorrichtungen (11, 14a, 23, 25 und
dergleichen) zu steuern.
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2 ist
ein Blockschaltbild der elektrischen Steuerung des ersten Ausführungsbeispiels.
Messsignale werden der ECU 26 von einem Satz Sensoren mit
einem Wassertemperatursensor 27a des Fahrzeugmotors 12,
einem Außenlufttemperatursensor 27b,
einem Lufttemperatursensor 27c des Verdampfapparats 18,
einem Kältemitteldrucksensor 27d zum Erfassen
eines von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemitteldrucks,
einem Innenlufttemperatursensor 27e und einem Sonnenstrahlungssensor 27f zum
Erfassen der in die Fahrgastzelle eindringenden Menge Sonnenstrahlung
zugeführt.
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Ebenso werden der ECU 26 von
einer Klimabedienkonsole 28, die in der Nähe eines
Armaturenbretts in der Fahrgastzelle angeordnet ist, Steuersignale
einer Gruppe von Regelschaltern 29a–29f zugeführt. D.h.
ein Klimaschalter 29a befiehlt den Start und den Stopp
des Kompressors 10 in dem Kühlkreissystem und funktioniert
als Kühlschalter
zum Einstellen des Kühlmodus.
Ein Heißgasschalter 29b stellt
den Heizmodus durch den Heißgas-Heizkreis
H ein und funktioniert als Heizschalter.
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Ferner ist die Klimabedienkonsole 28 mit
einem Blasmoduswechselschalter 29c zum Wechseln des Blasmodus
der Klimaanlage, einem Temperatureinstellschalter (Temperatureinstelleinheit) 29d zum Einstellen
der Temperatur in der Fahrgastzelle auf eine gewünschte Temperatur, einem Gebläseschalter 29e zum
Befehlen des Ein/Aus-Schaltens
des Gebläses 23 und
Wechseln der Strömungsmenge
der Luft, und einem Innenluft/Außenluft-Wechselschalter 29f zum
Befehlen des Wechselns zwischen dem Außenluft-Saugmodus und dem Innenluft-Saugmodus versehen.
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Als nächstes wird nun in der obigen
Konstruktion die Funktionsweise der Klimaanlage gemäß dem obigen
Ausführungsbeispiel
beschrieben. Zuerst wird die Funktionsweise des Kühlkreissystems beschrieben.
Wenn der Klimaschalter 29a eingeschaltet wird, um den Kühlmodus
einzustellen, wird durch die ECU 26 das Magnetventil 13 zum
Kühlen geöffnet und
das Magnetventil 21 zum Heizen geschlossen. Wenn die elektromagnetische
Kupplung 11 in den Verbindungszustand kommt und der Kompressor 10 durch
den Motor 12 angetrieben wird, strömt so das aus dem Kompressor 10 ausgegebene gasförmige Kältemittel
durch das Magnetventil 13 zum Kühlen, welches sich im offenen
Zustand befindet, in den Kondensator 14.
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Im Kondensator 14 wird das
Kältemittel durch
die Außenluft,
die durch den Kühllüfter 14a geblasen
wird, gekühlt
und kondensiert. Dann wird das Kältemittel
nach Durchlaufen des Kondensators 14 durch das Flüssigkeits-Auffanggefäß 15 in
das gasförmige
Kältemittel
und das flüssige
Kältemittel
getrennt. Das getrennte flüssige
Kältemittel
wird durch das Thermoexpansionsventil 16 ausschließlich im Druck
vermindert, sodass man ein Gas/ Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel
mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck erhält.
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Als nächstes gelangt das Niederdruck-Kältemittel
durch das Rückschlagventil 17 und
strömt
in den Verdampfapparat 18 und verdampft in dem Verdampfapparat 18 durch
Aufnehmen von Wärme
aus der durch das Gebläse 23 geblasenen
Luft. Die in dem Verdampfapparat 18 gekühlte Luft strömt in die Fahrgastzelle,
um die Fahrgastzelle zu kühlen.
Das in dem Verdampfapparat 18 verdampfte gasförmige Kältemittel
wird durch den Speicher 19 in den Kompressor 10 gesaugt,
um in dem Kompressor 10 komprimiert zu werden.
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Wenn der Heißgasschalter 29b im
Winter eingeschaltet wird, um den Heizmodus mittels des Heißgas-Heizkreises
H einzustellen, wird durch die ECU 26 das Magnetventil 13 zum
Kühlen
geschlossen und das Magnetventil 21 zum Heizen geöffnet, sodass
der Heißgas-Nebenkanal 20 geöffnet wird. Als
Ergebnis gelangt das aus dem Kompressor 10 ausgegebene
gasförmige
Hochtemperatur-Kältemittel
(oder das überhitzte
gasförmige
Kältemittel)
durch das heizende Magnetventil 21 im offenen Zustand und
wird durch die Drosselvorrichtung 21a im Druck vermindert
und strömt
dann in den Verdampfapparat 18. D.h. das überhitzte
gasförmige
Kältemittel
(heißes
Gas) von dem Kompressor 10 strömt an dem Kondensator 14 und
dergleichen vorbei und strömt durch
den Heißgas-Nebenkanal 20 direkt
in den Verdampfapparat 18.
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Zu diesem Zeitpunkt verhindert das
Rückschlagventil 17,
dass das gasförmige
Kältemittel
aus dem Heißgas-Nebenkanal 20 zu
dem Thermoexpansionsventil 16 strömt. Als Ergebnis wird im Heizmodus
der Kühlkreis
durch den geschlossenen Kreislauf (d.h. den Heißgas-Heizkreis H) betrieben,
der aus der Ausgabeseite des Kompressors 10, dem Magnetventil 21 zum
Heizen, der Drosselvorrichtung 21a, dem Verdampfapparat 18,
dem Speicher 19 und der Saugseite des Kompressors 10 aufgebaut
ist.
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Daher heizt das überhitzte gasförmige Kältemittel,
welches durch die Drosselvorrichtung 21a im Druck vermindert
worden ist, die geblasene Luft durch Abgeben seiner Wärme an die
geblasene Luft im Verdampfapparat 18. Hierbei entspricht
die von dem gasförmigen Kältemittel
in dem Verdampfapparat 18 abzugebende Wärmemenge der Kompressionsarbeitslast
des Kompressors 10. Das gasförmige Kältemittel, das seine Wärme in dem
Verdampfapparat 18 abgegeben hat, wird in den Kompressor 10 gesaugt,
um nach Durchlaufen des Speichers 19 komprimiert zu werden.
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Wenn die Temperatur des Wassers (Motorkühlwasser)
niedriger als eine vorgegebene Temperatur (z.B. 30°C) ist, wie
unmittelbar nach dem Starten des Motors 12, wird ein Stopp-Zustand
des Klimagebläses 23 beibehalten,
selbst wenn der Gebläseschalter 29e eingeschaltet
ist. Wenn anschließend die
Heißwassertemperatur
im Motor 12 auf eine vorgegebene Temperatur steigt, startet
das Klimagebläse 23 seinen
Betrieb mit einer niedrigen Luftströmungsmenge. D.h. es wird eine
Aufwärmsteuerung des
Klimagebläses 23 so
durchgeführt,
dass eine Drehzahl (entsprechend der Luftströmungsmenge) des Klimagebläses 23 mit
steigender Heißwassertemperatur
erhöht
wird. Indem das heiße
Wasser durch das Heißwasserventil 25 in
den heizenden Heißwasser-Wärmetauscher 24 strömt, kann
die durch den Verdampfapparat 18 erwärmte geblasene Luft in dem
heizenden Wärmetauscher 24 weiter
erwärmt
werden. Deshalb kann selbst bei kaltem Wetter die warme Luft, die
sowohl durch den Verdampfapparat 18 als auch den heizenden
Heißwasser-Wärmetauscher 24 auf
eine höhere
Temperatur erwärmt
wird, in die Fahrgastzelle geblasen werden.
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Als nächstes wird die Funktionssteuerung des
Heizmodus des Heißgas-Heizkreises
H gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
speziell unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Die Steuerroutine von 3 wird
zum Beispiel durch Einschalten des Zündschalters des Fahrzeugmotors 12 gestartet.
Insbesondere werden, wie in 3 dargestellt,
Betriebssignale von den Schaltern 29a–29f der Klimabedienkonsole 28 in
Schritt S10 eingegeben, und in Schritt S20 werden Messsignale von
den Sensoren 27a–27f eingegeben.
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Als nächstes wird in Schritt S30
bestimmt, ob der Heißgasschalter 29b der
Klimabedienkonsole 38 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn
der Heißgasschalter 29b eingeschaltet
ist, d.h. wenn der Heißgas-Heizmodus
befohlen ist, wird in Schritt S40 bestimmt, ob der durch die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 72 eingestellte
Saugmodus der Außenluft-Saugmodus ist.
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Wenn in Schritt S40 der Außenluft-Saugmodus
eingestellt ist, geht das Steuerprogramm weiter zu Schritt S50 und
der Heißgas-Heizmodus
mit dem Heißgas-Heizkreis
H wird gestartet und durchgeführt. D.h.
in Schritt S50 wird das Magnetventil 21 zum Heizen geöffnet, das
Magnetventil 13 zum Kühlen
wird geschlossen, und die elektromagnetische Kupplung 11 wird
eingeschaltet, sodass der Kompressor 10 betrieben wird.
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Wenn dagegen in Schritt S40 bestimmt
wird, dass der Außenluft-Saugmodus
nicht eingestellt ist, d.h. wenn in Schritt S40 bestimmt wird, dass
der Innenluft-Saugmodus als Saugmodus eingestellt ist, kehrt der
Steuerprozess zu Schritt S10 zurück
und der Heißgas-Heizmodus wird nicht
gestartet. Weil der Betrieb des Heißgas-Heizkreises H in dem Innenluft-Saugmodus
gesperrt ist, kann ein Blasen erwärmter Innenluft mit hoher Luftfeuchtigkeit
zu der Innenfläche
der Windschutzscheibe verhindert werden, wodurch ein Beschlagen
der Windschutzscheibe verhindert wird.
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Ferner wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wenn der Heißgas-Heizkreis H arbeitet,
ein Hochdruck-Kältemitteldruck
durch den Kältemitteldrucksensor 27d erfasst. Wenn
in diesem Fall der Hochdruck-Kältemitteldruck höher als
ein erster vorgegebener Druck ist, wird die elektromagnetische Kupplung 11 abgeschaltet
und der Betrieb des Kompressors 10 wird gestoppt. Wenn der
Hochdruck-Kältemitteldruck
niedriger als ein zweiter vorgegebener Druck, welcher um einen vorgegebenen
Wert niedriger als der erste vorgegebene Druck ist, gesenkt wird,
wird die elektromagnetische Kupplung 11 eingeschaltet und
der Kompressor 10 wird wieder gestartet, sodass das Ausgabevolumen (z.B.
Unterbrechungsbetrieb) des Kompressors 10 geregelt wird.
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird
die Ausgabeleistung des Kompressors 10 in dem Heißgas-Heizkreis
geregelt, wenn der Außenluft-Saugmodus
eingestellt ist. Ferner wird, wenn der Innenluft-Saugmodus eingestellt
ist, der Betrieb des Heißgas-Heizkreises
verhindert. Deshalb kann ein Ansteigen der Unterbrechungsfrequenz
des Kompressors 10 im Heißgas-Heizmodus verhindert werden,
und es können
Probleme wie Schocks und Geräusche
aufgrund häufiger
Unterbrechungen des Kompressors 10 verhindert werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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In dem oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel
wird, wenn der Saugmodus der Innenluft-Saugmodus ist, der Betrieb
des Heißgas-Heizkreises
gesperrt. Im zweiten Ausführungsbeispiel geht
jedoch, wenn in Schritt S40 der Innenluft-Saugmodus bestimmt wird,
das Steuerprogramm weiter zu Schritt S60 und in Schritt S60 wird
der Außenluft- Saugmodus zwangsweise
eingestellt. Anschließend
wird in Schritt S50 der Betrieb des Heißgas-Heizkreises durchgeführt.
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Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird, selbst wenn der Innenluft-Saugmodus
als Saugmodus eingestellt ist, der Außenluft-Saugmodus zwangsweise
eingestellt und der Heißgas-Heizkreis
H gestartet, wenn der Heißgasschalter
eingeschaltet wird. Deshalb kann ein Problem im Heißgas-Heizkreis
H aufgrund des Innenluft-Saugmodus verhindert werden.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die anderen
Teile ähnlich
jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels und die in
dem ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Vorteile können erzielt
werden.
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Obwohl die vorliegende Endung vollständig in
Zusammenhang mit deren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, sind für den Fachmann
natürlich
verschiedene Änderungen
und Modifikationen offensichtlich.
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Zum Beispiel wird in den obigen Ausführungsbeispielen,
wenn in Schritt S40 der Außenluft-Saugmodus
als Saugmodus eingestellt ist, der Heißgas-Heizmodus gestartet. Jedoch
kann der Außenluft-Saugmodus
einen Modus enthalten, in dem wenigstens die Außenluft-Saugöffnung 70 durch
die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 72 geöffnet ist, sodass
wenigstens die Außenluft
eingeleitet wird. D.h. der Außenluft-Saugmodus
enthält
einen ersten Außenluftmodus,
in dem die Außenluft-Saugöffnung 70 geöffnet und
die Innenluft-Saugöffnung 71 geschlossen
ist, und einen zweiten Außenluftmodus,
in dem sowohl die Außenluft-Saugöffnung 70 als
auch die Innenluft-Saugöffnung 71 geöffnet sind.
Wenn in diesem Fall der Außenluft-Saugmodus
zum Ansaugen und Einleiten von Außenluft von der Außenluft-Saugöffnung 70 in
Schritt S40 eingestellt ist, kann der Heißgas-Heizmodus gestartet werden.
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In dem oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel
kehrt der Steuerprozess von Schritt S40 zu Schritt S10 zurück, wenn
der Saugmodus der Innenluft-Saugmodus ist, und der Startbetrieb
des Heißgas-Heizkreises
wird verhindert. In diesem Fall kann die Betriebssperre des Heißgas-Heizkreises wegen
des Einstellens des Innenluft-Saugmodus mittels einer geeigneten
Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
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In dem oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel
wird ein Kompressor mit fester Verdrängung als Kompressor 10 verwendet
und die Leistungssteuerung des Kompressors
10 wird durch
Unterbrechen des Betriebs des Kompressors 10 durchgeführt. Jedoch
kann auch ein Verstellkompressor zum kontinuierlichen oder stufenweisen Ändern der Ausgabeleistung
des Kompressors 10 als Kompressor 10 verwendet
werden. In diesem Fall kann die Leistungssteuerung des Kompressors 10 durch Steuern
der Ausgabeleistung des Kompressors 10 durchgeführt werden.
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Wenn ein Verstellkompressor als Kompressor 10 verwendet
wird, bei welchem seine Ausgabeleistung etwa zwischen 100% und 0%
verändert
werden kann, kann ferner auf die elektromagnetische Kupplung 11 verzichtet
werden. Wenn die elektromagnetische Kupplung 11 nicht benutzt
wird, wird die Ausgabeleistung des Verstellkompressors auf eine vorgegebene
Leistung anstelle des Einschaltbetriebs (Verbindungsbetriebs) der
elektromagnetischen Kupplung 11 gesteuert.
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In den oben beschriebenen ersten
und zweiten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ist eine Befehlseinrichtung zum Befehlen
des Heißgas-Heizmodus
mit dem lieißgasschalter 29b aufgebaut,
der manuell betätigt
wird. Wenn jedoch eine Maximalheiz-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen
eines maximalen Heizzustandes einer Temperatureinstelleinrichtung
vorgesehen ist, kann die Befehlseinrichtung zum Befehlen des Heizgas-Heizmodus
mit der Maximalheiz-Bestimmungseinrichtung aufgebaut sein und ein
Befehlssignal zum Einstellen des Heißgas-Heizmodus im maximalen
Heizzustand der Temperatureinstelleinrichtung ausgeben. Hierbei stellt
die Temperatureinstelleinrichtung eine Luftheizmenge durch den Heizkern 24 ein
und wird maximal, wenn die Luftheizmenge durch den Heizkern 24 maximal
wird. Insbesondere ist die Temperatureinstelleinrichtung eine Luftmischklappe,
welche ein Strömungsverhältnis einer
durch den Heizkern 24 strömenden Luftmenge und einer
an dem Heizkern 24 vorbei strömenden Luftmenge einstellt,
oder das Temperatursteuerventil 25, welches eine Strömungsmenge
oder eine Temperatur eines in den Heizkern 24 strömenden Wassers
einstellt.
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Solche Änderungen und Modifikationen
liegen selbstverständlich
im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die anhängenden
Ansprüche
definiert ist.