DE112011101770T5

DE112011101770T5 - Klimaanlage für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112011101770T5
Application number: DE112011101770T
Authority: DE
Inventors: Hideki Hashigaya; Isamu Ito; Yuki Futsuhara; Yorisada Kondo
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2031-04-20
Also published as: CN102917894B; DE112011101770B4; JP2011245894A; WO2011148736A1; US20130139532A1; CN102917894A

Abstract

Eine Steuereinheit (27) weist eine Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit (27B) auf, die mit einem Zulüfter (12) in Verbindung steht, der Luft, die von einem elektrischen Kompressor (22) gekühlt wird, in den Innenraum eines Fahrzeugs speist, und eine Zulüftungsmenge des Zulüfters (12) einstellt, und stellt einen oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors (22) auf Basis einer von einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit (37) erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zulüftungsmenge, die von der Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit (27B) eingestellt wird, ein.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, und insbesondere eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die einen elektrischen Kompressor der Klimaanlage steuert, die im Fahrzeug eingebaut ist, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Seit einigen Jahren werden umweltfreundliche Fahrzeuge, beispielsweise ein Elektrofahrzeug (EV) und ein Hybridfahrzeug (HEV) immer interessanter. Ein Elektromotor, der das Fahrzeug antreibt, ist eingebaut, und eine Klimaanlage, die einen elektrischen Kompressor aufweist, ist in den umweltfreundlichen Fahrzeugen eingebaut.
Die Fahrzeuge, wie beispielsweise das Elektrofahrzeug und das Hybridfahrzeug, sind in der Lage, unter anderem aufgrund des Elektromotorantriebs völlig geräuschlos zu fahren, und daher kann es sein, dass ein Insasse das Betriebsgeräusch des elektrischen Kompressors in einer Region, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist und wenn das Fahrzeug hält, als unangenehm empfindet.
LISTE DER GENANNTEN LITERATURSTELLEN
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 07-223428
Patentliteratur 2: Offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 04-169322

Eine Klimaanlage eines Elektrofahrzeugs gemäß Patentliteratur 1 unterdrückt die Entstehung von Geräuschen durch die Durchführung eines Klimaanlagenbetriebs gemäß einer Einstellungsausgabe einer Klimaanlagensteuerung durch Steuern bzw. Steuern einer Drehzahl des elektrischen Kompressors.
Ein Steuerverfahren einer Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug gemäß Patentliteratur 2 besteht in einer Steuerung, mit der ein Höchstwert einer Betriebsfrequenz eines elektrischen Kompressors allmählich höher wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Ein Verfahren zur Begrenzung einer Drehzahl eines elektrischen Kompressors auf eine bestimmte maximale Drehzahl gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit ist als Mittel zur Verringerung der Entstehung von Geräuschen in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, die den elektrischen Kompressor steuert, bereits bekannt. In diesem Fall wird eine begrenzte Drehzahl des elektrischen Kompressors (nachstehend als ”oberer Grenzwert für die Drehzahl” bezeichnet) unabhängig vom Wirkungsgrad einer Klimaanlage bestimmt. Somit besteht das Problem, dass der obere Grenzwert für die Drehzahl unter anderem in einem Zustand gesenkt werden kann, in dem die Klimaanlage mit voller Kraft arbeitet, aber der elektrische Kompressor vergebens arbeitet, wodurch der Leistungsverbrauch steigt. Dagegen wird der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors auch dann von der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, wenn die Klimaanlage nicht mit voller Kraft arbeitet, und daher besteht das Problem, dass die Kühlung nicht in Bezug auf die Forderung eines Anwenders hochgesteuert werden kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Klimaanlange für ein Fahrzeug, die eine Verringerung der Geräusche eines elektrischen Kompressors und eine Verringerung des Leistungsverbrauchs des elektrischen Kompressors ermöglicht.
PROBLEMLÖSUNG
Die vorliegende Erfindung ist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, in dem ein Elektromotor eingebaut ist, der das Fahrzeug antreibt, die aufweist: eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst; einen elektrischen Kompressor, der zum Kühlen eines Innenraums des Fahrzeugs verwendet wird; eine Kompressordrehzahl-Steuereinheit, die eine Drehzahl des elektrischen Kompressors steuert; einen Zulüfter, der Luft, die vom Kompressor gekühlt wird, in den Innenraum des Fahrzeugs liefert; eine Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit, die eine Zulüftungsmenge des Zulüfters einstellt; und eine Steuereinheit, die einen oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors, die von der Kompressordrehzahl – Steuereinheit gesteuert wird, einstellt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits – Erfassungseinheit erfasst wird, eine vorgegebene Geschwindigkeit oder weniger ist, wobei die Steuereinheit den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit erfasst wird, und der Zulüftungsmenge, die von der Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit eingestellt wird, einstellt.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen erzeugt ein Fahrzeug Geräusche, wenn es fährt. Eine Lautstärke dieses Geräusches ändert sich gemäß einem Fahr- bzw. Antriebszustand des Fahrzeugs. Das heißt, das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, wird laut, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Ansonsten wird das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, laut, wenn die Verbrennungsmotor-Drehzahl hoch wird. Die Klimaanlage für das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verringerung des Geräuschs des elektrischen Kompressors und die Verringerung des Leistungsverbrauchs des elektrischen Kompressors dadurch, dass sie das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, verringert und den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors senkt, wenn eine Zulüftungsmenge in einen Innenraum des Fahrzeugs klein ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine System-Aufbauskizze einer Klimaanlage eines Fahrzeugs. (Beispiel 1)
2 ist ein zweidimensionales Matrixfeld zur Einstellung eines oberen Grenzwerts für die Drehzahl des elektrischen Kompressors. (Beispiel 1)
3 ist ein zweidimensionales Matrixkennfeld für die Einstellung eines oberen Grenzwerts für die Drehzahl eines elektrischen Kompressors. (Beispiel 2)
4 ist ein Kennfeld zur Berechnung eines (vorläufigen) oberen Grenzwerts für die Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit. (Beispiel 2)
5 ist ein Kennfeld zur Berechnung einer Konstante einer Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß einer Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs. (Beispiel 2)
6 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung des oberen Grenzwerts für die Drehzahl des elektrischen Kompressors durch Addieren einer Konstante der Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß der Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs zum (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit. (Beispiel 2)
7 ist ein zweidimensionales Matrixkennfeld für die Einstellung eines oberen Grenzwerts für die Drehzahl des elektrischen Kompressors. (Beispiel 3)
8 ist ein Kennfeld eines (vorläufigen) oberen Grenzwerts für die Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit. (Beispiel 3)
9 ist ein Kennfeld eines Koeffizienten der Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß einer Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs. (Beispiel 3)
10 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung des oberen Grenzwerts für die Drehzahl des elektrischen Kompressors durch Multiplizieren des Koeffizienten der Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß der Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs mit dem (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit. (Beispiel 3)
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung erreicht die Ziele der Verringerung des Geräusches eines elektrischen Kompressors und der Verringerung des Leistungsverbrauchs des elektrischen Kompressors durch Senken des oberen Grenzwerts für die Drehzahl des elektrischen Kompressors, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, leise ist und eine Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs klein ist.
BEISPIEL 1
1 und 2 stellen ein Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung dar.
In 1 stellt eine Bezugszahl 1 eine Klimaanlage (HVAC-Einheit) dar, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, das einen Elektromotor aufweist, wie beispielsweise in einem Elektrofahrzeug (EV) und einem Hybridfahrzeug (HEV). Die Klimaanlage 1 weist ein kanalbildendes Element 3 auf, das einen Luftströmungskanal 2 bildet.
Ein Basisteil 6A einer Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 6, ein Basisteil 9A einer Luftabgabeöffnungs-Schaltklappe 9 und ein Basisteil 11A einer Öffnungs-/Schließungsklappe 11 sind am kanalbildenden Element 3 vorgesehen. Die Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 6 schwingt an einem stromaufwärtsseitigen Ende zur Innenseite, um zwischen einem Außenlufteinlass 4A, mit dem eine Außenluft-Einlassleitung 4 verbunden ist, und einem Innenlufteinlass 5A, mit dem eine Innenluft-Einlassleitung 5 verbunden ist, umzuschalten. Die Luftabgabeöffnungs-Schaltklappe 9 schwingt am anderen, stromabwärtsseitigen Ende nach innen, um zwischen einer Entfrosterluftabgabeöffnung 7A, die mit einer Entfrosterleitung 7 verbunden ist, und einer Gebläseluftabgabeöffnung 8A, die mit einer Lüftungsleitung 8 verbunden ist, umzuschalten. Die Öffnungs-/Schließungsklappe 11 schwingt am anderen Ende nach innen, um eine Fußraumluftabgabeöffnung 10A, die mit einer Fußraumleitung 10 verbunden ist, zu öffnen/zu schließen.
Außerdem sind ein Zulüfter 12, der der Innenluft/Außenluft – Schaltklappe 6 direkt nachgelagert ist, ein Verdampfer 13, der dem Zulüfter 12 nachgelagert ist, ein Heizkörper 14, der dem Verdampfer 13 nachgelagert ist, und eine Drehwelle 16 einer Luftmischungsklappe 15, die im Luftströmungskanal schwingt, um eine Luftströmungsrate zum Heizkörper 14 anzupassen, im kanalbildenden Element 3 enthalten.
Der Zulüfter 12 weist einen Elektromotor 17 auf, der den Zulüfter 12 antreibt, und führt die Luft, die von einem nachstehend beschriebenen elektrischen Kompressor 22 gekühlt wird, in den Innenraum des Fahrzeugs ein.
Ein Ende einer ersten Kühlmittel-Hochdruckleitung 19, die ein Expansionsventil 18 aufweist, ist mit dem Verdampfer 13 verbunden. Das andere Ende der ersten Kühlmittel-Hochdruckleitung 19 ist mit einem Kondensator 20 verbunden.
Ein Ende einer zweiten Kühlmittel-Hochdruckleitung 21 ist mit dem Kondensator 20 verbunden. Das andere Ende der zweiten Kühlmittel-Hochdruckleitung 21 ist mit dem elektrischen Kompressor 22 verbunden, der elektrisch angetrieben wird und zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums verwendet wird.
Ein Ende einer Kühlmittel-Niederdruckleitung 23 ist mit dem elektrischen Kompressor 22 verbunden. Das andere Ende der Kühlmittel-Niederdruckleitung 23 ist mit dem Verdampfer 13 verbunden.
Außerdem sind eine Lüftermotor-Antriebseinheit 24, die den Lüftermotor 17 antreibt, und eine Kompressor-Antriebseinheit 25, die den elektrischen Kompressor 22 antreibt, in der Klimaanlage 1 enthalten.
Die Lüftermotor-Antriebseinheit 24 und die Kompressor-Antriebseinheit 25 stehen mit einer Steuereinheit 26 in Verbindung.
Die Steuereinheit 26 besteht aus einer Klimaanlagen-Steuereinheit (ECU) 27, die mit der Lüftermotor-Antriebseinheit 24 und der Kompressor-Antriebseinheit 25 in Verbindung steht, und einer Fahrzeug-Steuereinheit (ECU) 28, die mit der Klimaanlagen-Steuereinheit 27 in Verbindung steht.
Eine Verdampfertemperatur-Erfassungseinheit 29, die eine Temperatur des Verdampfers 13 erfasst, eine Kühlmitteldruck-Erfassungseinheit 30, die an der ersten Kühlmittel-Hochdruckleitung 19 vorgesehen ist und eine Druck des Kühlmittels erfasst, eine Klimaanlagen-Bedienungskonsole 31, eine Geräuscherfassungseinheit 32, die direkt eine Lautstärke eines Geräusches erfasst, und eine Lüftermotordrehzahl-Erfassungseinheit 33, die eine Drehzahl des Lüftermotors 17 erfasst, stehen mit der Klimaanlagen-Steuereinheit 27 in Verbindung.
Die Klimaanlagen-Bedienungskonsole 31 wird verwendet, wenn die Klimaanlage 1 manuell von einem Anwender bedient wird, Schalter, wie ein Zulüfterstufen-Einstellungsschalter 34, der eine Drehzahl des Lüftermotors 17 bestimmt, ein Zulufttemperatur-Einstellungsschalter 35, sind dafür vorgesehen, und eine Klimatisierungsforderung eines Anwenders wird von einem Lüfterstufen-Einstellungswert des Zulüfterstufen-Einstellungsschalters 34 bestimmt.
Man beachte, dass die Bestimmung der Klimatisierungsforderung des Anwenders nicht nur aufgrund des Lüfterstufen-Einstellungswerts des Zulüfterstufen-Einstellungsschalters 34 durchgeführt werden kann, sondern auch aufgrund der Drehzahl des Lüftermotors 17, die von der Lüftermotordrehzahl-Erfassungseinheit 33 erfasst wird, oder aufgrund einer aktuellen Drehstufe des Lüftermotors 17, die vom Lüfterstufen-Einstellungswert bestimmt wird. In diesem Fall kann die Klimaanlage 1 als automatische Klimaanlage die Klimatisierung automatisch einstellen.
Außerdem stehen eine Außenlufttemperatur-Erfassungseinheit 36, die eine Außenlufttemperatur erfasst, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 37, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, und eine Verbrennungsmotordrehzahl-Erfassungseinheit 38, die eine Verbrennungsmotordrehzahl erfasst, wenn das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug (HEV) ist, mit der Fahrzeug-Steuereinheit 28 in Verbindung.
Die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 weist eine Kompressordrehzahl-Steuerungseinheit 27A auf, die die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 steuert, und stellt den oberen Grenzwert für die Drehzahl (eine begrenzte Drehzahl) des elektrischen Kompressors 22, die von der Kompressordrehzahl-Steuereinheit 27A gesteuert wird, ein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 37 erfasst wird, eine vorgegebene Geschwindigkeit oder weniger ist.
Außerdem weist die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 eine Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit 27B auf, die eine Zulüftungsmenge des Zulüfters 12 einstellt, und stellt den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 37 erfasst wird, und der Zulüftungsmenge, die von der Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit 27B eingestellt wird, ein.
Beispielsweise werden die oberen Grenzwerte für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (beispielsweise 30 Möglichkeiten) anhand einer zweidimensionalen Matrix unter Verwendung von zwei Parametern bestimmt, nämlich einer Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise fünf Fahrzeuggeschwindigkeitsstufen) und einer Klimatisierungsforderung des Anwenders (beispielsweise sechs Stufen der Lüfterstufen-Einstellungswerte der Klimaanlagen-Bedienungskonsole 31), wie in 2 dargestellt. Das heißt, der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 wird umso höher eingestellt, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit wird (je lauter das Geräusch wird) und je größer der Lüfterstufen-Einstellungswert wird.
Man beachte, dass im Falle des Hybridfahrzeugs (HEV) der obere Grenzwert für die Drehzahl anhand eines Wertes der Verbrennungsmotordrehzahl bestimmt wird, die von der Verbrennungsmotordrehzahl-Erfassungseinheit 38 erfasst wird.
Daher kann der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 niedrig eingestellt werden, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, leise ist (während eines Halts, beim langsamen Fahren) und die Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs klein ist (wenn der Lüfterstufen-Einstellungswert auf der Klimaanlangen-Bedienungskonsole 31 niedrig ist und daher die Klimatisierungsforderung niedrig ist), und die Verringerung des Geräuschs des elektrischen Kompressors 22 und die Verringerung des Leistungsverbrauchs des elektrischen Kompressors 22 sind möglich.
Wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, leise ist (während eines Halts, beim langsamen Fahren) und die Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs groß ist (der Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimatisierungs-Bedienungskonsole 31 hoch ist und daher die Klimatisierungsforderung hoch ist), wird außerdem der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 hoch eingestellt, und daher kann die Kühlwirkung verstärkt werden. Außerdem wird das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 vom Geräusch des Zulüfters 12 übertönt, und daher kann vermieden werden, dass der Insasse das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 als unangenehm empfindet.
Ferner steigt/sinkt der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 gemäß dem Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimaanlagen-Bedienungskonsole 31, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, laut ist (während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt). Das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 wird vom Fahrgeräusch übertönt, und daher kann vermieden werden, dass der Insasse das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 als unangenehm empfindet. Außerdem wird eine Steuerung des elektrischen Kompressors 22 möglich die sowohl die Kühlwirkung als auch die Verringerung des Leistungsverbrauchs ermöglicht.
Ferner ist jede Komponente der Klimaanlage 1 in einem normalen Fahrzeug enthalten, und daher ist eine kostengünstige Steuerung möglich, während ein Aufbau vereinfacht wird, ohne eine neue Komponente hinzuzufügen.
Außerdem kann die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 nicht nur aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 32 erfasst wird, sondern auch aufgrund der Lautstärke, die von der Geräuscherfassungseinheit 32 erfasst wird, und der Zulüftungsmenge, die von der Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit 27B eingestellt wird, einstellen.
Daher kann ein Geräusch, das nicht mit dem Antriebszustand des Fahrzeugs in Zusammenhang steht, erfasst werden, und daher wird die Steuerung möglich, die einem aktuellen Zustand entspricht. Wenn beispielsweise das Geräusch in der Umgebung des Fahrzeugs laut ist und die Luftzufuhr in den Innenraum des Fahrzeugs hoch ist, obwohl das Fahrzeug hält, wird der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 genauso hoch eingestellt wie während des Fahrens, und daher wird es möglich, die Kühlwirkung zu verstärken.
Ferner beinhaltet die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 eine Lüftermotordrehzahl-Steuereinheit 27C, die die Drehzahl des Lüftermotors 17 steuert, der den Zulüfter 12 antreibt, und der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 kann nicht nur aufgrund der Zulüftungsmenge, die von der Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit 27B eingestellt wird, sondern auch anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 37 erfasst wird, oder aufgrund der Lautstärke des Geräusches, das von der Geräuscherfassungseinheit 32 erfasst wird, und der Drehzahl des Lüftermotors 17, die von der Lüftermotordrehzahl-Steuereinheit 27C gesteuert wird, eingestellt werden.
Daher kann der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 niedrig eingestellt werden, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, leise ist (während eines Halts, beim langsamen Fahren) und die Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs klein ist (wenn der Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimatisierungs-Bedienungskonsole 31 niedrig ist und daher die Klimatisierungsforderung niedrig ist). Somit sind die Verringerung des Geräuschs des elektrischen Kompressors 22 und die Verringerung des Leistungsverbrauchs des elektrischen Kompressors 22 möglich.
Außerdem wird es möglich, die Kühlwirkung zu verstärken, da der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 hoch eingestellt wird, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, leise ist (während eines Halts, beim langsamen Fahren) und die Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs groß ist (wenn der Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimatisierungs-Bedienungskonsole 31 hoch ist und daher die Klimatisierungsforderung hoch ist). Außerdem wird das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 vom Geräusch des Zulüfters 12 übertönt, und daher kann vermieden werden, dass der Insasse das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 als unangenehm empfindet.
Ferner steigt/sinkt der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 gemäß dem Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimaanlagen-Bedienungskonsole 31, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, laut ist (während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt). Das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 wird vom Fahrgeräusch übertönt, und daher kann vermieden werden, dass der Insasse das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 als unangenehm empfindet. Außerdem ermöglicht die Steuerung des elektrischen Kompressors 22 sowohl die Kühlwirkung als auch die Verringerung des Leistungsverbrauchs.
Ferner ist jede Komponente der Klimaanlage 1 außer der Geräuscherfassungseinheit in einem normalen Fahrzeug enthalten, und daher ist eine kostengünstige Steuerung möglich, während ein Aufbau vereinfacht wird, ohne eine neue Komponente hinzuzufügen.
Außerdem kann ein Geräusch, das nicht mit dem Fahrzustand des Fahrzeugs im Zusammenhang steht, erfasst werden, und daher wird die Steuerung, die einem aktuellen Zustand entspricht, möglich. Wenn beispielsweise das Geräusch in der Umgebung des Fahrzeugs laut ist und die Luftzufuhr in den Innenraum des Fahrzeugs hoch ist, obwohl das Fahrzeug hält, wird der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 genauso hoch eingestellt wie während des Fahrens, und daher wird es möglich, die Kühlwirkung zu verstärken.
Ferner kann die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 nicht nur aufgrund der Zulüftungsmenge, die von der Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit 27B eingestellt wird, sondern auch aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits – Erfassungseinheit 37 erfasst wird, oder der Lautstärke des Geräuschs, das von der Geräuscherfassungseinheit 32 erfasst wird, und der Drehzahl des Lüftermotors 17, der von der Lüftermotordrehzahl-Erfassungseinheit 33 erfasst wird, einstellen.
Daher kann der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 niedrig eingestellt werden, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, leise ist (während eines Halts, beim langsamen Fahren) und die Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs klein ist (wenn der Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimaanlangen-Bedienungskonsole 31 niedrig ist und daher die Klimatisierungsforderung niedrig ist), und die Verringerung des Geräuschs des elektrischen Kompressors 22 und die Verringerung des Leistungsverbrauchs des elektrischen Kompressors 22 sind möglich.
Außerdem wird es möglich, die Kühlwirkung zu verstärken, da der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 hoch eingestellt wird, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, leise ist (während eines Halts, beim langsamen Fahren) und die Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs groß ist (wenn der Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimatisierungs-Bedienungskonsole 31 hoch ist und daher die Klimatisierungsforderung hoch ist). Außerdem wird das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 vom Geräusch des Zulüfters 12 übertönt, und daher kann vermieden werden, dass der Insasse das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 als unangenehm empfindet.
Ferner steigt/sinkt der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 gemäß dem Lüfterstufen-Einstellungswert an der Klimaanlagen-Bedienungskonsole 31, wenn das Geräusch, das dem Antriebszustand des Fahrzeugs entspricht, laut ist (während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt). Das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 wird vom Fahrgeräusch übertönt, und daher kann vermieden werden, dass der Insasse das Geräusch des elektrischen Kompressors 22 als unangenehm empfindet. Außerdem wird eine Steuerung des elektrischen Kompressors 22 möglich, die sowohl die Kühlwirkung als auch die Verringerung des Leistungsverbrauchs ermöglicht.
Ferner ist jede Komponente der Klimaanlage 1 außer der Geräuscherfassungseinheit in einem normalen Fahrzeug enthalten, und daher ist eine kostengünstige Steuerung möglich, während ein Aufbau vereinfacht wird, ohne eine neue Komponente hinzuzufügen.
Außerdem kann die Geräuscherfassungseinheit 32 das Geräusch, das keinen Zusammenhang mit dem Fahrzustand des Fahrzeugs hat, erfassen, und daher wird die Steuerung, die einem aktuellen Zustand entspricht, möglich. Wenn das Geräusch in der Umgebung des Fahrzeugs laut ist und die Luftzufuhr in den Innenraum des Fahrzeugs hoch ist, obwohl das Fahrzeug hält, wird der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 genauso hoch eingestellt wie während des Fahrens, und daher wird es möglich, die Kühlwirkung zu verstärken.
BEISPIEL 2
3 bis 6 sind Darstellungen, die ein Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Im folgenden Beispiel werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um Funktionen zu beschreiben, die den des Beispiels 1 gleich sind.
Kennzeichnende Merkmale des Beispiels 2 liegen in den folgenden Punkten vor. Der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 wird nicht anhand der zweidimensionalen Matrix aus Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise 5 Stufen der Fahrzeuggeschwindigkeit) und Klimatisierungsforderung des Anwenders bestimmt, sondern durch einen (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise den fünf Stufen der Fahrzeuggeschwindigkeit) und einer Konstante der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22, die unter anderem durch gleichmäßige Adaption und an die Klimatisierungsforderung des Anwenders gefunden wird, bestimmt. Genauer addiert die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 jede der Konstanten (A1 bis A5) der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 zu jedem der (vorläufigen) oberen Grenzwerte für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (N1 bis N5) und stellt die Additionsergebnisse als obere Grenzwerte für die Drehzahl (N1, N1 + A1 bis N1 + A5, N2, N2 + A1 bis N2 + A5, N3, N3 + A1 bis N3 + A5, N4, N4 + A1 bis N4 + A5, N5, N5 + A1 bis N5 + A5) des elektrischen Kompressors 22 ein.
In diesem Fall werden die (vorläufigen) oberen Grenzwerte für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (N1 bis N5) aus einem Kennfeld berechnet, das in 4 dargestellt ist. Außerdem werden die Konstanten (A1 bis A5) der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22, die unter anderem durch gleichmäßige Adaption gemäß der Klimatisierungsforderung des Anwenders gefunden werden, aus einem Kennfeld berechnet, das in 5 dargestellt ist.
Hierbei besteht eine Beziehung, in der N1 ≦ N2 N3 ≦ N4 ≦ N5, A1 ≦ A2 ≦ A3 ≦ A4 ≦ A5.
Nun wird ein Fall, wo der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 durch Addieren der Konstante der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 gemäß der Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs zum (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, auf Basis eines Flussdiagramms in 6 beschrieben.
Wie in 6 dargestellt ist, erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 37 beim Starten eines Programms (Schritt A01) die Fahrzeuggeschwindigkeit (Schritt A02). Die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 berechnet den (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 aus dem Kennfeld in 4 (Schritt A03) und entscheidet, ob der Lüfterstufen-Einstellungswert der kleinste ist oder nicht (Schritt A04).
Wenn bei Schritt A04 NEIN herauskommt, berechnet die Klimaanlangen-Steuereinheit 27 die Konstante aus dem Kennfeld in 5 (Schritt A05) und bestimmt den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 durch Addieren der Konstante zum (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl (Schritt A06).
Wenn bei Schritt A04 jedoch JA herauskommt, bestimmt die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 den (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl als den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (Schritt A07).
Nach dem Verfahren des Schritts A06 oder dem Verfahren des Schritts A07 endet das Programm (Schritt A08).
Im Beispiel 2 ist es daher möglich, eine ähnliche Funktion und Wirkung zu erhalten wir in Beispiel 1. Außerdem kann ein Speicherbereich, der für die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 nötig ist, verkleinert werden. Das heißt, die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 kann in dem in 3 dargestellten Beispiel einen Speicherbereich aufweisen, der in der Lage ist, insgesamt 10 Daten einschließlich der fünf (vorläufigen) oberen Grenzwerte für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (N1 bis N5) und der fünf Konstanten (A1 bis A5) der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 zu speichern. Dagegen ist in Beispiel 1 ein Speicherbereich erforderlich, der sämtliche oberen Grenzwerte für die Drehzahl des elektrischen Kompressors (beispielsweise 30 Daten) speichert.
BEISPIEL 3
7 bis 10 sind Darstellungen, die ein Beispiel 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Kennzeichnende Merkmale des Beispiels 3 liegen in den folgenden Punkten vor. Das heißt, der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 wird nicht anhand der zweidimensionalen Matrix aus Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise 5 Stufen der Fahrzeuggeschwindigkeit) und Klimatisierungsforderung des Anwenders bestimmt, sondern durch den (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise den fünf Stufen der Fahrzeuggeschwindigkeit) und einem Koeffizienten der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22, der unter anderem durch gleichmäßige Adaption an die Klimatisierungsforderung des Anwenders gefunden the wird, bestimmt wird, wie in 7 dargestellt. Genauer addiert die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 jeden der Koeffizienten (31 bis 35) der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 zu jedem der (vorläufigen) oberen Grenzwerte für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (N1 bis N5) und bestimmt die oberen Grenzwerte für die Drehzahl (N1, N1 × B1 bis N1 , B5, N2, N2 × B1 bis N2 × B5, N3, N3 × B1 bis N3 × B5, N4, N4 × B1 bis N4 × B5, N5, N5 × B1 bis N5 × B5) des elektrischen Kompressors 22.
In diesem Fall werden die (vorläufigen) oberen Grenzwerte für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (N1 bis N5) aus einem Kennfeld berechnet, das in 8 dargestellt ist. Außerdem werden die Koeffizienten (B1 bis B5), die unter anderem durch gleichmäßige Adaption gemäß der Klimatisierungsforderung des Anwenders gefunden werden, aus einem Kennfeld berechnet, das in 9 dargestellt ist.
Hierbei besteht eine Beziehung, wo N1 ≦ N2 ≦ N3 N4 ≦ N5, B1 ≦ B2 ≦ B3 ≦ B4 ≦ B5.
Nun wird ein Fall, wo der obere Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 durch Multiplizieren des Koeffizienten der Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 gemäß der Zulüftungsmenge im Innenraum des Fahrzeugs mit dem (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, auf Basis eines Flussdiagramms in 10 beschrieben.
Wie in 10 dargestellt ist, erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 137 beim Starten eines Programms (Schritt B01) die Fahrzeuggeschwindigkeit (Schritt B02). Die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 berechnet den (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 aus dem Kennfeld in 8 (Schritt B03) und entscheidet, ob der Lüfterstufen-Einstellungswert der kleinste ist oder nicht (Schritt B04).
Wenn bei Schritt B04 NEIN herauskommt, berechnet die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 den Koeffizienten aus dem Kennfeld in 9 (Schritt B05) und bestimmt den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 durch Multiplizieren des Koeffizienten mit dem (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl (Schritt B06).
Wenn bei Schritt B04 jedoch JA herauskommt, B04 bestimmt die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 den (vorläufigen) oberen Grenzwert für die Drehzahl als den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors 22 (Schritt B07).
Nach dem Verfahren des Schritts B06 oder des Verfahrens des Schritts B07 endet das Programm (Schritt B08).
Im Beispiel 3 ist es daher möglich, eine ähnliche Funktion und Wirkung zu erhalten wir in Beispiel 1. Außerdem kann der Speicherbereich, der für die Klimaanlagen-Steuereinheit 27 nötig ist, verringert werden wie in Beispiel 2.
Vorstehend sind die Ausführungsformen und Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen und Beispiele beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Formen ausgeführt werden, ohne von ihrem Gedanken oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Klimaanlage für das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Fahrzeuge bzw. Fortbewegungsmittel angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Klimaanlage
12: Zulüfter
22: elektrischer Kompressor
26: Steuereinheit
27: Klimaanlagen-Steuereinheit
27A: Drehzahlsteuereinheit für den elektrischen Kompressor
27B: Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit
27C: Lüftermotordrehzahl-Steuereinheit
28: Fahrzeug-Steuereinheit
31: Klimaanlagen-Bedienungskonsole
32: Geräuscherfassungseinheit
33: Lüftermotordrehzahl-Erfassungseinheit
34: Zulüfterstufen-Einstellungsschalter
35: Zulufttemperatur-Einstellungsschalter
37: Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit

Claims

Klimaanlage für ein Fahrzeug, in dem ein Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs eingebaut ist, umfassend: eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst; einen elektrischen Kompressor, der zum Kühlen eines Innenraums des Fahrzeugs verwendet wird; eine Kompressordrehzahl-Steuereinheit, die eine Drehzahl des elektrischen Kompressors steuert; einen Zulüfter, der Luft, die vom Kompressor gekühlt wird, in den Innenraum des Fahrzeugs liefert; eine Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit, die eine Zulüftungsmenge des Zulüfters einstellt; und eine Steuereinheit, die einen oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors, der von der Kompressordrehzahl-Steuerungseinheit gesteuert wird, einstellt, wenn die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorgegebene Geschwindigkeit oder weniger ist, wobei die Steuereinheit den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit erfasst wird, und der Zulüftungsmenge, die von der Zulüftungsmengen-Einstellungseinheit eingestellt wird, einstellt.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Lüftermotordrehzahl-Steuereinheit, die eine Drehzahl eines Lüftermotors, der den Zulüfter antreibt, steuert, wobei die Steuereinheit den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit erfasst wird, und der Drehzahl des Lüftermotors, die von der Lüftermotordrehzahl-Steuereinheit gesteuert wird, einstellt.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Lüftermotordrehzahl-Erfassungseinheit, die eine Drehzahl eines Lüftermotors, der den Zulüfter antreibt, erfasst, wobei die Steuereinheit den oberen Grenzwert für die Drehzahl des elektrischen Kompressors auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit erfasst wird, und der Drehzahl des Lüftermotors, die von der Lüftermotordrehzahl-Erfassungseinheit erfasst wird, einstellt.