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Querverweis auf betroffene Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-204518 , welche am 18. September 2012 angemeldet wurde, deren Inhalte hier durch eine Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen werden.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug.
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Hintergrund-Stand-der-Technik
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Auf konventionelle Weise weist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug einen äußeren Wärmetauscher auf, in welchem ein Kältemittel Wärme mit Luft von einer Außenseite von einer Fahrgastzelle (d. h. Außenluft) austauscht, und einen inneren Wärmetauscher, in welchem ein Kältemittel Wärme mit Luft von einem Inneren von der Fahrgastzelle (d. h. Innenluft) austauscht. Die Klimaanlage für ein Fahrzeug weist des Weiteren einen Kältekreislauf auf, welcher einer vom Typ Dampf-Kompression ist und einen Kreislauf ausbildet, welcher eine Lüftungsluft durch ein Absorbieren von Wärme in dem äußeren Wärmetauscher und ein Abstrahlen der Wärme in dem inneren Wärmetauscher aufheizt. Wenn der äußere Wärmetauscher vereist ist, wird der Kältekreislauf derart betrieben, dass ein Auftauungsbetrieb für den ersten Wärmetauscher durch ein Absorbieren von Wärme in dem inneren Wärmetauscher und ein Abstrahlen der Wärme in dem äußeren Wärmetauscher ausgeführt wird (vgl. zum Beispiel das Patentdokument 1).
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Eine Klimatisierungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug ist aus einem Vier-Wege-Ventil aufgebaut, welches geschaltet werden kann zwischen (i) einem Heizkreislauf, in welchem ein Kältemittel in der nachfolgenden Reihenfolge von einem Kompressor, dem Vier-Wege-Ventil, einem inneren Wärmetauscher, einem Expansionsventil und einem äußeren Wärmetauscher zirkuliert, und (ii) einem Kühlkreislauf, in welchem das Kältemittel in der nachfolgenden Reihenfolge von dem Kompressor, dem Vier-Wege-Ventil, dem äußeren Wärmetauscher, dem Expansionsventil und dem inneren Wärmetauscher zirkuliert. In dem Heizkreislauf wird ein Entfrostungsbetrieb bzw. Auftaubetrieb durch ein Schalten des Kühlkreislaufs von dem Heizkreislauf unter Verwenden des Vier-Wege-Ventils derart ausgeführt, um Wärme in dem äußeren Wärmetauscher abzustrahlen, wenn der äußere Wärmetauscher vereist ist (vgl. zum Beispiel das Patentdokument 2).
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Stand-der-Technik-Dokument – Patentdokument
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- Patentdokument 1: JP 2011-017474 A
- Patentdokument 2: JP 6-069670 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß Untersuchungen, welche durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurden, kann bei der Klimaanlage für ein Fahrzeug von den obigen Patentdokumenten 1, 2 der Auftauungsbetrieb von dem äußeren Wärmetauscher ausgeführt werden, wenn der äußere Wärmetauscher vereist ist. In dem Auftauungsbetrieb nimmt jedoch eine Heizleistung ab, und eine Temperatur von klimatisierter Luft, welche in Richtung zu einem Insassen geblasen wird, verringert sich.
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Im Hinblick auf die vorangehenden Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bereitzustellen, mit welcher eine gefühlte Temperatur eines Insassen aufgrund der Luft, welche in eine Fahrgastzelle geblasen wird, daran gehindert wird, abzunehmen, selbst wenn ein äußerer Wärmetauscher vereist ist.
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Um die oben angegebene Aufgabe zu lösen, weist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kompressor, einen inneren Wärmetauscher, eine Dekomprimiereinrichtung, einen äußeren Wärmetauscher und ein Gebläse auf. Die Klimaanlage für ein Fahrzeug weist auf: einen Kompressor, welcher ein Kältemittel komprimiert; einen inneren Wärmetauscher, welcher Luft aufheizt, die in Richtung zu einer Fahrgastzelle strömt, durch ein Kältemittel einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks, das von dem Kompressor ausgelassen wird; eine Dekomprimiereinrichtung, welche ein Kältemittel dekomprimiert, welches von dem inneren Wärmetauscher her strömt; einen äußeren Wärmetauscher, welcher Außenluft durch ein Kältemittel kühlt, das in der Dekomprimiereinrichtung dekomprimiert wird; und ein Gebläse, welches eine Luftströmung hervorruft, welche durch den inneren Wärmetauscher hindurchgeht, wobei die Fahrgastzelle durch eine Luft aufgeheizt wird, welche durch den inneren Wärmetauscher hindurchgeht; einen Frostbestimmungsabschnitt, welcher bestimmt, ob der äußere Wärmetauscher vereist ist; und einen Luftvolumensteuerabschnitt, welcher das Gebläse steuert, um ein Volumen an Luft zu reduzieren, welche durch den inneren Wärmetauscher hindurchgeht, wenn der Frostbestimmungsabschnitt feststellt, dass der äußere Wärmetauscher vereist ist.
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Des Weiteren kann gemäß der Klimaanlage für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung das Volumen an Luft, welche durch den inneren Wärmetauscher hindurchgeht, in einem Zustand reduziert werden, in welchem der innere Wärmetauscher eine Innenluft unter Verwenden eines Kältemittels von hoher Temperatur und von hohem Druck aufheizt, wenn der äußere Wärmetauscher vereist ist. Die Temperatur von Luft nach einem Hindurchgehen durch den inneren Wärmetauscher kann dementsprechend daran gehindert werden, abzunehmen. Die gefühlte Temperatur eines Insassen (d. h. die Temperatur von Luft nach einem Hindurchgehen durch den inneren Wärmetauscher) kann somit daran gehindert werden, abzunehmen.
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Durch ein Reduzieren des Volumens an Luft, welche durch den inneren Wärmetauscher hindurchgeht, nimmt außerdem ein Druck von einem Kältemittel einer Hochdruckseite, welches durch den inneren Wärmetauscher hindurchgeht, zu. Ein Druck von einem Kältemittel einer Seite eines niedrigen Drucks, welches durch den äußeren Wärmetauscher hindurchgeht, nimmt dann zu. Dementsprechend nimmt eine Temperatur von einem Kältemittel einer Niedrigdruckseite, welches durch den äußeren Wärmetauscher hindurchgeht, zu, und ein Vereisen von dem äußeren Wärmetauscher kann dadurch verzögert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Schaubild, welches eine gesamte Konfiguration von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform darstellt.
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2 ist ein Schaubild, welches eine elektrische Konfiguration von der Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform darstellt.
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3 ist ein Ablaufdiagramm hinsichtlich eines Steuerungsvorgangs von einer elektrischen Steuereinrichtung, welche in der 2 gezeigt ist.
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4 ist ein Steuerkennfeld, welches in dem Steuerungsvorgang der elektrischen Steuereinrichtung verwendet wird.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier im Folgenden unter einer Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
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Eine schematische Konfiguration von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der 1 gezeigt. Die Klimaanlage für ein Fahrzeug ist für ein Elektrofahrzeug oder ähnliches vorgesehen und weist eine Kältekreislaufvorrichtung 10 für ein Kühlen oder ein Aufheizen einer Fahrgastzelle auf.
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Ein Kompressor (z. B. ein elektrischer Kompressor) 11 ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 angeordnet. Der elektrische Kompressor 11 ist unter der Motorhaube (d. h. in einem Motorraum) angeordnet. Der elektrische Kompressor 11 weist eine Komprimiereinrichtung 11a und einen elektrischen Motor 11b auf. Der elektrische Motor 11b betreibt die Komprimiereinrichtung 11a. Die Komprimiereinrichtung 11a komprimiert ein Kältemittel und lässt es aus durch eine drehende Kraft, welche von dem elektrischen Motor 11b ausgegeben wird. Als die Komprimiereinrichtung 11a der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel eine Komprimiereinrichtung vom Scroll-Typ (bzw. Spiraltyp) oder eine Komprimiereinrichtung vom drehenden Typ verwendet.
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Ein Heizwärmetauscher 13 ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 angeordnet. Der Heizwärmetauscher 13 ist ein innerer Wärmetauscher, welcher Luft nach einem Hindurchgehen durch einen Kühlwärmetauscher 18 durch ein Kältemittel von hoher Temperatur und von hohem Druck aufheizt, das von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird.
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Ein Expansionsventil 14 ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 angeordnet. Das Expansionsventil 14 ist eine Dekomprimiereinrichtung, welche ein Kältemittel von hohem Druck dekomprimiert, das von dem Heizwärmetauscher 13 her strömt.
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Ein Bypassdurchlass 21 für Kältemittel ist zwischen einem Einlass und einem Auslass von dem Expansionsventil 14 derart angeordnet, dass das Kältemittel von einem hohen Druck, welches von dem Heizwärmetauscher 13 her strömt, strömt, um das Expansionsventil 14 zu umgehen. Ein Bypassventil 21a ist an einem Zwischenabschnitt von dem Bypassdurchlass 21 für Kältemittel angeordnet. Das Bypassventil 21a ist ein elektrisches Ventil, welches durch einen elektrischen Stellantrieb betrieben wird, um den Bypassdurchlass 21 für Kältemittel zu öffnen oder zu schließen.
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Ein äußerer Wärmetauscher 16 ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 angeordnet. Der äußere Wärmetauscher 16 ist unter der Motorhaube (d. h. in dem Motorraum) angeordnet. In dem äußeren Wärmetauscher 16 tauscht ein Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch das Expansionsventil 14 (oder das Bypassventil 21a) Wärme mit Luft (d. h. Außenluft) aus, welche von einer Außenseite von der Fahrgastzelle her kommt und durch ein elektrisches Gebläse 16a geblasen wird. Das elektrische Gebläse 16a bläst eine Luft in Richtung zu dem äußeren Wärmetauscher 16.
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Ein Expansionsventil 17, ein Sammler 19 und ein Drei-Wege-Ventil 20 sind in der Kältekreislaufvorrichtung 10 angeordnet.
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Das Drei-Wege-Ventil 20 ist ein elektrisches Ventil, welches den äußeren Wärmetauscher 16 dazu bringt, mit einem von dem Expansionsventil 17 und dem Sammler 19 in Kommunikation zu gelangen, und den äußeren Wärmetauscher 16 dazu bringt, von dem anderen von dem Expansionsventil 17 und dem Sammler 19 abgesperrt zu sein.
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Das Expansionsventil 17 ist eine Dekomprimiereinrichtung, welche ein Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch das Drei-Wege-Ventil 20 expandiert. Der Sammler 19 trennt ein Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch das Drei-Wege-Ventil 20 (oder den Kühlwärmetauscher 18) in ein Kältemittel einer Dampfphase und ein Kältemittel einer Flüssigphase.
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Eine innere Klimatisierungseinheit 30 ist in der Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 angeordnet. Die innere Klimatisierungseinheit 30 umfasst ein Klimatisierungsgehäuse 31, welches darin einen Durchlass aufweist, durch welchen eine Luft nach einem Hindurchgehen durch eine Innen-außen-Schalteinheit 33 in Richtung zu der Fahrgastzelle strömt. Die Innen-außen-Schalteinheit 33 stellt ein Verhältnis von einem Luftvolumen zwischen einer Innenluft, welche in das Klimatisierungsgehäuse 31 von einem Innenlufteinlassanschluss eingelassen wird, und einer Außenluft ein, welche in das Klimatisierungsgehäuse 31 von einem Außenlufteinlassanschluss eingelassen wird, durch ein Verwenden einer Innen-außen-Schaltklappe.
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Ein Gebläse (z. B. ein elektrisches Gebläse) 32 ist an einer stromabwärtigen Seite von der Innen-außen-Schalteinheit 33 in einer Strömungsrichtung von Luft in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet. In dem Klimatisierungsgehäuse 31 erzeugt das elektrische Gebläse 32 eine Luftströmung, die in Richtung zu der Fahrgastzelle strömt.
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Der Kühlwärmetauscher 18 ist an einer stromabwärtigen Seite von dem elektrischen Gebläse 32 in der Strömungsrichtung von Luft in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet. Der Kühlwärmetauscher 18 ist ein Kühlwärmetauscher, in welchem eine Luft, die durch das elektrische Gebläse 32 geblasen wird, durch ein Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch das Expansionsventil 17 gekühlt wird.
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Der Heizwärmetauscher 13 ist an einer stromabwärtigen Seite von dem Kühlwärmetauscher 18 in der Strömungsrichtung von Luft in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet. Der Heizwärmetauscher 13 heizt Luft nach einem Hindurchgehen durch den Kühlwärmetauscher 18 durch ein Kältemittel auf.
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Ein Bypassdurchlass 30a ist an einer seitlichen Seite von dem Heizwärmetauscher 13 in dem Klimatisierungsgehäuse 31 vorgesehen. Der Bypassdurchlass 31a ist ein Durchlass, in welchem Luft nach einem Hindurchgehen durch den Kühlwärmetauscher 18 strömt, um den Heizwärmetauscher 13 zu umgehen.
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Eine Luftmischklappe 34 ist an einer stromaufwärtigen Seite von dem Heizwärmetauscher 13 in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet. Die Luftmischklappe 34 wird getragen, um im Verhältnis zu dem Klimatisierungsgehäuse 31 drehbar zu sein. Die Luftmischklappe 34 dreht sich, um eine Temperatur von Luft einzustellen, welche in die Fahrgastzelle geblasen wird, durch ein Ändern eines Verhältnisses zwischen einem Volumen von Luft, die von dem Kühlwärmetauscher 18 zu dem Heizwärmetauscher 13 strömt, und einem Volumen von Luft, welche von dem Kühlwärmetauscher 18 zu dem Bypassdurchlass 30a strömt. Die Luftmischklappe 34 wird durch einen Servomotor 35 (vgl. 2) betrieben.
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Eine Frontöffnung 37a, eine Fußöffnung 37b und eine Defrosteröffnung 37c, von welchen gemischte Luft von einer Luft nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13 und Luft nach einem Strömen durch den Bypassdurchlass 30a in die Fahrgastzelle geblasen wird, sind an einer am weitesten stromabwärts liegenden Seite in dem Klimatisierungsgehäuse 31 vorgesehen.
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Die Frontöffnung 37a bläst Luft für ein Klimatisieren in Richtung zu einem Oberkörper von dem Insassen. Die Fußöffnung 37b bläst eine Luft für ein Klimatisieren in Richtung zu einem unteren Körperteil von dem Insassen. Die Defrosteröffnung 37c bläst eine Luft für ein Klimatisieren in Richtung zu einer inneren Oberfläche von einer Windschutzscheibe.
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Eine Frontklappe 38a ist in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet und getragen, um für ein Öffnen oder Schließen der Frontöffnung 37a fähig zu sein. Eine Fußklappe 38b ist in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet und getragen, um für ein Öffnen und Schließen der Fußöffnung 37b fähig zu sein. Eine Defrosteröffnung 38c ist in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet und getragen, um für ein Öffnen und Schließen der Defrosteröffnung 37c fähig zu sein.
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Die Frontklappe 38a, die Fußklappe 38b und die Defrosterklappe 38c werden durch einen Servomotor 40 (vgl. 2) über einen Verbindungsmechanismus betrieben, um unabhängig voneinander geöffnet oder geschlossen zu werden.
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Eine elektrische Konfiguration von der Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform wird hier im Folgenden unter einer Bezugnahme auf die 2 beschrieben werden. Die Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 weist eine elektrische Steuerungseinrichtung 50 auf. Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 ist eine hinlänglich bekannte elektrische Steuerungseinrichtung, welche durch einen Mikrocomputer, einen Speicher und ähnliches ausgebildet ist.
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 führt einen Prozess einer Klimatisierungssteuerung für eine Klimatisierung in der Fahrgastzelle aus. In dem Prozess einer Klimatisierungssteuerung steuert die elektrische Steuerungseinrichtung 50 den elektrischen Kompressor 11, das elektrische Gebläse 16a, das Drei-Wege-Ventil 20, das Bypassventil 21a und die Servomotoren 35, 40 separat basierend auf Ausgangssignalen von einem Innenluftsensor 60, einem Außenluftsensor 61, einem Sonnenstrahlungssensor 62, einem Kältemitteldrucksensor 63, einem Wärmetauschertemperatursensor 64, einem Kältemitteltemperatursensor 65, einem Kältemitteldrucksensor 66, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 67 und einer Temperatureinstelleinrichtung 70.
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Der Innenluftsensor 60 erfasst eine Lufttemperatur (d. h. eine Temperatur von Innenluft) von einer Luft im Inneren der Fahrgastzelle. Der Außenluftsensor 61 erfasst eine Lufttemperatur (d. h. eine Außenlufttemperatur) von einer Luft außer halb von der Fahrgastzelle. Der Sonnenstrahlungssensor 62 erfasst eine Stärke einer Sonnenstrahlung an einer Innenseite von der Fahrgastzelle. Der Kältemitteldrucksensor 63 erfasst einen Druck von einem Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13. Der Wärmetauschertemperatursensor 64 erfasst eine Temperatur von dem äußeren Wärmetauscher 16. Der Kältemitteltemperatursensor 65 erfasst eine Temperatur von einem Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch den äußeren Wärmetauscher 16. Der Kältemitteldrucksensor 66 erfasst einen Kältemitteldruck (d. h. einen Druck von Kältemittel einer Hochdruckseite) Ph von einem Kältemittel, das von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird. Der Kältemitteldrucksensor 66 ist zwischen einem Kältemittelauslass von dem elektrischen Kompressor 11 und einem Kältemitteleinlass von dem Heizwärmetauscher 13 angeordnet. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 67 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Fahrzeug. Die Temperatureinstelleinrichtung 70 ist ein Schalter, welcher einen eingestellten Wert Tset für eine Lufttemperatur im Inneren der Fahrgastzelle einstellt.
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Eine Betriebsweise von der Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform wird hier im Folgenden beschrieben werden.
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 berechnet eine Ziellufttemperatur TAO basierend auf einer Erfassung einer Innenlufttemperatur Tr, welche durch den Innenluftsensor 60 erfasst wird, einer Erfassung einer Außenlufttemperatur Tam, welche durch den Außenluftsensor 61 erfasst wird, einer Erfassung einer Stärke einer Sonnenstrahlung Ts, welche durch den Sonnenstrahlungssensor 62 erfasst wird, und der eingestellten Temperatur Tset, welche durch die Temperatureinstelleinrichtung 70 eingestellt ist.
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Die Ziellufttemperatur TAO ist eine Ziellufttemperatur von Luft, welche erforderlich ist, von den Auslässen 37a, 37b, 37c her geblasen zu werden, um die Erfassung einer Innenlufttemperatur Tr auf der eingestellten Temperatur Tset zu halten.
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Außerdem wird durch die elektrische Steuerungseinrichtung 50 ein Kühlmodus oder ein Heizmodus basierend auf der Ziellufttemperatur TAO betrieben. Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 betreibt einen Auftaumodus, wenn die Erfassung einer Außenlufttemperatur TAM niedriger ist als oder gleich ist zu einem Schwellenwert, z. B. während einer Batterie für ein Fahren des Fahrzeugs geladen wird (oder während eine Vorklimatisierung ausgeführt wird). Die Vorklimatisierung dient für ein Einstellen einer Temperatur im Inneren der Fahrgastzelle, bevor der Insasse in das Fahrzeug gelangt. Der Kühlmodus, der Heizmodus und der Auftaumodus werden jeweils hier im Folgenden beschrieben werden.
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Kühlmodus
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 betreibt das Bypassventil 21a zum Öffnen des Bypassdurchlasses 21 für Kältemittel. Das Drei-Wege-Ventil 20 bringt das Expansionsventil 17 dazu, mit dem äußeren Wärmetauscher 16 in Kommunikation zu gelangen, und bringt den Sammler 19 dazu, von dem äußeren Wärmetauscher 16 abgesperrt zu werden. Des Weiteren wird der elektrische Kompressor 11 zum Komprimieren und Auslassen eines Kältemittels betrieben. Das Kältemittel, welches von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird, zirkuliert so, wie es mit gestrichelter Linie in der 1 gezeigt ist.
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Noch genauer geht das Kältemittel einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks, welches von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird, durch den Heizwärmetauscher 13, den Bypassdurchlass 21 für ein Kältemittel, den äußeren Wärmetauscher 16 und das Drei-Wege-Ventil 20, und sodann wird das Kältemittel einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks in dem Expansionsventil 17 dekomprimiert. Ein Kältemittel, nachdem es in dem Expansionsventil 17 dekomprimiert wird, absorbiert Wärme in dem Kühlwärmetauscher 18 von einer Lufttemperatur von Luft, welche von dem elektrischen Gebläse 32 geblasen wird. Ein Kältemittel nach einem Absorbieren von Wärme wird in ein Kältemittel von einer Dampfphase und eine Kältemittel von einer Flüssigphase in dem Sammler 19 getrennt, und das Kältemittel einer Dampfphase wird in den elektrischen Kompressor 11 angesaugt.
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In der inneren Klimatisierungseinheit 30 saugt das elektrische Gebläse 32 eine Innenluft (oder eine Außenluft) von der Innen-außen-Schalteinheit 33 an und bläst die Luft. Eine Luft, welche von dem elektrischen Gebläse 32 geblasen wird, wird in dem Kühlwärmetauscher 18 durch ein Kältemittel gekühlt. Eine Luft nach einem Hindurchgehen durch den Kühlwärmetauscher 18 wird durch die Luftmischklappe 34 in eine Luft zum Strömen in den Bypassdurchlass 30a und eine Luft zum Strömen in den Heizwärmetauscher 13 aufgeteilt.
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Die Luft zum Strömen in den Heizwärmetauscher 13 wird in dem Heizwärmetauscher 13 durch ein Kältemittel aufgeheizt. Die in dem Heizwärmetauscher 13 aufgeheizte Luft und die Luft nach einem Strömen durch den Bypassdurchlass 30a werden gemischt und in die Fahrgastzelle von den Öffnungen 37a, 37b, 37c geblasen.
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 steuert eine Drehzahl von dem elektrischen Kompressor 11 derart, dass der Erfassungsdruck Ph, welcher durch den Kältemitteldrucksensor 66 erfasst wird, sich einem Zielkältemitteldruck annähert. Der Erfassungsdruck Ph und eine Temperatur von einem Kältemittel, das durch den Kühlwärmetauscher 18 hindurchgeht, stehen in einer entsprechenden Beziehung. Dementsprechend wird eine Menge von Kältemittel, das von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird, derart gesteuert, dass die Temperatur Te von einer Luft nach einem Hindurchgehen durch den Kühlwärmetauscher 18 sich einer Ziellufttemperatur TEO annähert. Die Ziellufttemperatur TEO ist eine Zieltemperatur von Luft nach einem Hindurchgehen durch den Kühlwärmetauscher 18.
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 steuert einen Öffnungsgrad von der Luftmischklappe 34 durch den Servomotor 35 derart, dass eine Temperatur von Luft, welche von den Öffnungen 37a, 37b, 37c her geblasen wird, sich der Ziellufttemperatur TAO annähert.
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Auftaumodus
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 betreibt das Bypassventil 21a zum Öffnen von dem Bypassdurchlass 21 für Kältemittel. Das Drei-Wege-Ventil 20 bringt das Expansionsventil 17 dazu, von dem äußeren Wärmetauscher 16 abgesperrt zu sein, und bringt den Sammler 19 zum In-Kommunikation-Gelangen mit dem äußeren Wärmetauscher. Des Weiteten wird der elektrische Kompressor 11 zum Komprimieren und Auslassen eines Kältemittels betrieben. Ein Kältemittel, welches von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird, zirkuliert so, wie es durch einen Pfeil mit doppelter Linie in der 1 gezeigt ist.
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Noch genauer geht ein Kältemittel einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks, das von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird, durch den Heizwärmetauscher 13, den Bypassdurchlass 21 für Kältemittel, den äußeren Wärmetauscher 16 und das Drei-Wege-Ventil 20, und sodann wird das Kältemittel in ein Kältemittel einer Dampfphase und ein Kältemittel einer Flüssigphase in dem Sammler 19 getrennt. Anschließend wird das Kältemittel einer Dampfphase in den elektrischen Kompressor 11 angesaugt.
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Der äußere Wärmetauscher 16 wird durch das Kältemittel aufgeheizt, wenn das Kältemittel durch den äußeren Wärmetauscher 16 hindurchgeht. Dementsprechend schmilzt ein Frost bzw. eine Vereisung, die sich an dem äußeren Wärmetauscher 16 gebildet hat. Im Ergebnis kann der äußere Wärmetauscher 16 aufgetaut werden.
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Heizmodus
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 betreibt das Bypassventil 21a, um den Bypassdurchlass 21 für Kältemittel zu schließen. Das Drei-Wege-Ventil bringt das Expansionsventil 17 dazu, von dem äußeren Wärmetauscher 16 abgesperrt zu sein, und bringt den Sammler 19 zum In-Kommunikation-Gelangen mit dem äußeren Wärmetauscher 16. Des Weiteren wird der elektrische Kompressor 11 zum Komprimieren und zum Auslassen eines Kältemittels betrieben. Ein Kältemittel, welches in dem elektrischen Kompressor 11 komprimiert wird, zirkuliert so, wie es durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie in der 1 gezeigt ist.
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Noch genauer geht ein Kältemittel von einer hohen Temperatur und einem hohen Druck, das von dem elektrischen Kompressor 11 ausgelassen wird, durch den Heizwärmetauscher, und sodann wird das Kältemittel in dem Expansionsventil 14 dekomprimiert. Ein in dem Expansionsventil 14 dekomprimiertes Kältemittel strömt zu dem äußeren Wärmetauscher 16. In dem äußeren Wärmetauscher 16 absorbiert das Kältemittel Wärme von Außenluft, welche von dem elektrischen Gebläse 16a geblasen wird. Ein Kältemittel nach einem Absorbieren von Wärme wird in ein Kältemittel einer Dampfphase und ein Kältemittel einer Flüssigphase in dem Sammler 19 getrennt nach einem Hindurchgehen durch das Drei-Wege-Ventil 20. Das Kältemittel einer Dampfphase wird in den elektrischen Kompressor 11 angesaugt.
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In der inneren Klimatisierungseinheit 30 saugt das elektrische Gebläse 32 Innenluft (oder Außenluft) an, welche von der Innen-außen-Schalteinheit 33 angesaugt wird, und bläst die Luft. Luft, welche von dem elektrischen Gebläse 32 geblasen wird, geht durch den Kühlwärmetauscher 18 hindurch.
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 steuert die Luftmischklappe 34 durch den Servomotor 35 derart, dass ein Einlass von dem Bypassdurchlass 30a vollständig geschlossen wird und der Kältemitteleinlass von dem Heizwärmetauscher 13 vollständig offen ist.
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Dementsprechend wird sämtliche Luft nach einem Hindurchgehen durch den Kühlwärmetauscher 18 in dem Heizwärmetauscher 13 aufgeheizt und von den Öffnungen 37a, 37b, 37c her geblasen.
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 steuert eine Drehzahl von dem elektrischen Kompressor 11 derart, dass eine Temperatur (d. h. eine aktuelle Temperatur) Tv von Luft nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13 sich einer Ziellufttemperatur TVO annähert.
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Die Temperatur Tv von Luft nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13 wird basierend auf dem Erfassungsdruck berechnet, welcher durch den Kältemitteldrucksensor 63 erfasst wird. Das heißt, die Temperatur Tv und der Erfassungsdruck stehen in einem Verhältnis einer Entsprechung. Die Ziellufttemperatur TVO kann den gleichen Wert wie die Ziellufttemperatur TAO haben oder kann ein Korrekturwert sein, welcher basierend auf der Ziellufttemperatur TAO korrigiert ist.
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Wie es oben beschrieben ist, führt in dem Heizmodus die elektrische Steuerungseinrichtung 50 einen Prozess einer Steuerung eines Aufheizens von einem Luftvolumen aus, um ein Luftvolumen an Luft, welche von dem elektrischen Gebläse 32 geblasen wird, derart zu reduzieren, dass eine von Insassen gefühlte Temperatur daran gehindert wird, abzunehmen, aufgrund von der Luft, welche in die Fahrgastzelle geblasen wird, während der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist. Der Prozess einer Steuerung eines Aufheizens von einem Luftvolumen wird hier im Folgenden unter einer Bezugnahme auf die 3 beschrieben werden.
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Die elektrische Steuerungseinrichtung 50 führt den Prozess einer Steuerung eines Aufheizens von einem Luftvolumen in Entsprechung mit einem Ablaufdiagramm aus, welches in der 3 gezeigt ist.
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Bei S100 wird bestimmt, ob das Kühlen oder das Heizen ausgeführt wird.
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Wenn es bestimmt wird, dass das Kühlen ausgeführt wird, wird ein normaler Betrieb so wie das Kühlen beibehalten (S101). Wenn es auf der anderen Seite bestimmt wird, dass das Heizen ausgeführt wird, wird bestimmt, ob der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist, bei S110 (d. h. ein Frostbestimmungsabschnitt). Es wird noch genauer bestimmt, ob der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist, durch ein Bestimmen, ob eine Erfassungstemperatur von einem Kältemittel, welche durch den Kältemitteltemperatursensor 65 erfasst wird, niedriger ist als ein Schwellenwert.
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Wenn die Erfassungstemperatur, welche durch den Kältemitteltemperatursensor 65 erfasst wird, höher ist als oder gleich ist zu dem Schwellenwert, wird es bei S110 bestimmt, NEIN zu sein, da der äußere Wärmetauscher 16 nicht vereist ist, und ein normaler Heizbetrieb wird beibehalten (S111).
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Wenn der normale Betrieb so wie das Kühlen oder das Heizen ausgeführt wird, wird ein Volumen an Luft, welche durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, basierend auf der Ziellufttemperatur TAO bestimmt. Das Volumen an Luft, welches durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, wird zum Beispiel auf ein minimales Volumen eingestellt, wenn die Ziellufttemperatur TAO in einem mittleren Temperaturbereich liegt, und das Volumen an Luft, welche durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, wird auf ein maximales Volumen eingestellt, wenn die Ziellufttemperatur TAO in einem Bereich einer hohen Temperatur liegt (oder einem Bereich einer niedrigen Temperatur).
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Auf der anderen Seite wird, wenn die Erfassungstemperatur, welche durch den Kältemitteltemperatursensor 65 erfasst wird, niedriger ist als der Schwellenwert, es bei S110 bestimmt, JA zu sein, da der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist. In diesem Fall wird das Volumen an Luft, welche durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, bei S120 reduziert (d. h. einem Luftvolumensteuerabschnitt). Dementsprechend wird ein Volumen an Luft, welche von den Öffnungen 37a, 37b, 37c her durch den Heizwärmetauscher 13 geblasen wird, reduziert. Noch genauer wird das Luftvolumen gesteuert, um eine Temperatur von Luft, welche in Richtung zu den Insassen zu blasen ist, auf einer Körpertemperatur (z. B. höher als oder gleich zu 40°C) beizubehalten.
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Anschließend wird bei S130 (d. h. einem Bestimmungsabschnitt einer Drehzahlsteuerung) es bestimmt, ob eine Drehzahlsteuerung von dem Kompressor, welche eine Drehzahl von dem elektrischen Kompressor 11 steuert, ausgeführt wird.
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Die Drehzahlsteuerung von dem Kompressor ist ein Steuerungsvorgang, bei welchem die Drehzahl des Kompressor 11 gesteuert wird, niedriger zu sein als eine festgelegte Drehzahl, wenn eine Erfassungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, welche durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 67 erfasst wird, niedriger ist als eine festgelegte Geschwindigkeit. Die Drehzahlsteuerung des Kompressors wird ausgeführt, um die Insassen daran zu hindern, sich unwohl zu fühlen aufgrund von einem Betriebsgeräusch des elektrischen Kompressors 11.
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Wenn es bei S130 bestimmt wird, JA zu sein, da die Drehzahlsteuerung von dem Kompressor ausgeführt wird, wird ein Zustand bei S131 beibehalten, in welchem das Volumen an Luft, welche durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, reduziert worden ist.
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Wenn es bei S130 bestimmt wird, NEIN zu sein, da die Drehzahlsteuerung von dem Kompressor nicht ausgeführt wird, wird es bestimmt, ob die Temperatur (d. h. die aktuelle Temperatur) Tv von Luft nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13 niedriger ist als die Ziellufttemperatur TVO, bei S140 (d. h. einem Temperaturbestimmungsabschnitt). Die Ziellufttemperatur TVO ist eine Temperatur, bei welcher sich der Insasse warm fühlt. Das heißt, es wird bestimmt, ob sich der Insasse warm fühlt aufgrund von der Luft nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Hysterese-Eigenschaft bei einer Bestimmung bei S140 eingestellt, wie es in einem Steuerkennfeld der 4 gezeigt ist, durch ein Berücksichtigen eines Nachlaufs der Temperatur Tv in der Luftvolumensteuerung. Dementsprechend werden eine erste Ziellufttemperatur und eine zweite Ziellufttemperatur als die Ziellufttemperatur TVO bei S140 verwendet. Die erste Ziellufttemperatur wird eingestellt, niedriger zu sein als die zweite Ziellufttemperatur. Zum Beispiel wird in dem Steuerkennfeld der 4 die erste Ziellufttemperatur auf 45°C eingestellt, und die zweite Ziellufttemperatur wird auf 50°C eingestellt.
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Wenn die Temperatur Tv niedriger wird als die erste Ziellufttemperatur bei S140, fährt der Steuerungsprozess fort mit S131 (d. h. einem Bestimmungsabschnitt einer Steuerungsfortsetzung), und der Zustand, in welchem das Volumen an Luft, welche durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, reduziert worden ist, wird beibehalten.
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Wenn auf der anderen Seite die Temperatur Tv zunimmt und höher wird als oder gleich wird zu der zweiten Ziellufttemperatur, fährt der Steuerungsprozess fort mit S150, und das Volumen an Luft, welche durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, wird erhöht.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform reduziert, so wie es oben beschrieben ist, wenn die Erfassungstemperatur, welche durch den Kältemitteltemperatursensor 65 erfasst wird, niedriger ist als der Schwellenwert in dem Heizbetrieb und wenn es bei S110 bestimmt wird, JA zu sein, da der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist, die elektronische Steuerungseinrichtung 50 das Volumen an Luft, welche durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, bei S120. Das Volumen an Luft, welche von den Öffnungen 37a, 37b, 37c her durch den äußeren Wärmetauscher 16 geblasen wird, wird dementsprechend reduziert.
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Wenn daher der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist, kann das Volumen an Luft, welche durch den Heizwärmetauscher 13 hindurchgeht, in einem Zustand reduziert werden, in welchem der Heizwärmetauscher (d. h. der innere Wärmetauscher) 13 eine Innenluft durch ein Kältemittel einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks aufheizt.
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Hierbei wird in dem Patentdokument 2, wenn der äußere Wärmetauscher vereist ist, ein Heizkreislauf auf einen Kältekreislauf durch ein Vier-Wege-Ventil eingestellt, und ein Auftaubetrieb wird derart ausgeführt, dass ein Gebläse in einer Fahrgastzelle gesteuert wird, ein Volumen an Luft, die von dem Gebläse her durch den Heizwärmetauscher 13 zu blasen ist, einzustellen.
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Im Gegensatz dazu kann bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist, das Volumen an Luft, welche durch den Heizwärmetauscher 13 hindurchgeht, in dem Zustand reduziert werden, in welchem der Heizwärmetauscher 13 eine Innenluft durch ein Kältemittel von hoher Temperatur und von hohem Druck aufheizt. Das Volumen an Luft, welche durch den inneren Wärmetauscher 13 hindurchgeht, kann dementsprechend reduziert werden ohne ein Ausführen des Auftaubetriebs. Somit kann die Temperatur Tv daran gehindert werden, abzunehmen. Die gefühlte Temperatur des Insassen (d. h. die gefühlte Temperatur des Insassen aufgrund. von der Luft nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13) kann daher daran gehindert werden, abzunehmen.
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Des Weiteren nimmt durch ein Reduzieren des Volumens an Luft, welche durch den Heizwärmetauscher 13 hindurchgeht, ein Druck von einem Kältemittel einer Hochdruckseite in der Kältekreislaufvorrichtung 10 zu. Ein Druck von einem Kältemittel einer Niedrigdruckseite in der Kältekreislaufvorrichtung 10 nimmt dementsprechend zu. Eine Temperatur von einem Kältemittel einer Niedrigdruckseite, das durch den äußeren Wärmetauscher 16 hindurchgeht, nimmt somit zu. Daher kann ein Vereisen von dem äußeren Wärmetauscher verzögert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, ob der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist, durch ein Verwenden von der Kältemitteltemperatur (d. h. der Temperatur von einem Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch den äußeren Wärmetauscher 16), welche durch den Kältemitteltemperatursensor 65 erfasst wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es kann bestimmt werden, ob der äußere Wärmetauscher 16 vereist ist, durch ein Bestimmen, ob eine Erfassungstemperatur (d. h. eine Temperatur von dem äußeren Wärmetauscher 16), welche durch den Wärmetauschertemperatursensor 64 erfasst wird, niedriger ist als ein Schwellenwert.
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Der Wärmetauschertemperatursensor 64 ist ein Temperatursensor, welcher eine Temperatur von dem äußeren Wärmetauscher 16 erfasst.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 in einem Elektrofahrzeug oder ähnlichem verwendet. Die Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 kann jedoch in einem Hybridfahrzeug verwendet werden.
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Wenn zum Beispiel der äußere Wärmetauscher 16 in einem Hybridfahrzeug vereist ist, welches einen Motor für ein Fahren des Fahrzeugs aufweist, so kann das Volumen an Luft, welche von den Öffnungen 37a, 37b, 37c her geblasen wird nach einem Hindurchgehen durch den Heizwärmetauscher 13, reduziert werden durch ein Reduzieren von dem Volumen an Luft, die durch das elektrische Gebläse 32 geblasen wird, bei S120, wie es in der 3 gezeigt ist, bevor der Motor für ein Fahren von dem Fahrzeug betrieben wird. Dementsprechend kann die gefühlte Temperatur des Insassen aufgrund von der Luft, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist, während der äußere Wärmetauscher 16 aufgetaut wird, daran gehindert werden, sich zu verringern ohne ein Verwenden von einem Kühlmittel für den Motor für ein Fahren des Fahrzeugs.
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Des Weiteren ist die Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform nicht darauf beschränkt, in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, verwendet zu werden, und die Klimaanlage für ein Fahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform kann für einen elektrischen Zug, einen Zug oder ähnliches verwendet werden.
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Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist ein Beispiel gegeben von eifern Berechnen der Temperatur Tv basierend auf dem Erfassungsdruck, welcher durch den Kältemitteldrucksensor 63 erfasst wird. Jedoch kann die Temperatur Tv durch ein Verwenden eines Temperatursensors berechnet werden, welcher die Temperatur Tv erfasst.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, wenn das Volumen an Luft, die durch das elektrische Gebläse 32 zu blasen ist, bei S120 in der 3 reduziert wird, eine zusätzliche Wärmequelle, wie zum Beispiel eine Deckenheizung, eine Sitzheizung oder ein Konsolenheizgerät, welche einen Teil von einem Körper des Insassen heizt, automatisch betrieben werden (d. h. AN). Im Ergebnis kann sich der Insasse warm fühlen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sollte es verstanden werden, dass Komponenten (einschließlich von verschiedenen Erfassungsabschnitten) nicht erforderlich sind, es sei denn, sie werden ausdrücklich erwähnt, erforderlich zu sein, oder sie werden dazu erachtet, grundsätzlich und offensichtlich erforderlich zu sein.
