DE112014002612T5 - Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung - Google Patents

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Kenichi Suzuki
Ryo Miyakoshi
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Sanden Holdings Corp
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Abstract

Es ist eine Klimaanlagenvorrichtung eines so genannten Wärmepumpensystems offenbart, die ein komfortables Heizen eines Fahrzeuginneren bereitstellt, indem eine Eisbildung an einem Außenwärmetauscher verhindert oder unterbunden wird. Eine Steuervorrichtung berechnet einen vorhergesagten Wert eines maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung als einen Sollwert eines maximalen Heizvermögens, das durch einen Heizkörper (4) in einem Bereich erzeugt werden kann, in dem ein Außenwärmetauscher (7) nicht vereist ist, und sie steuert ein Heizen durch den Heizkörper (4) und ein Heizen durch einen Heizmedium/Luft-Wärmetauscher (40) eines Heizmediumzirkulationskreislaufs (23) auf der Grundlage des vorhergesagten Wertes des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung und eines geforderten Heizvermögens (Qtgt), das das Heizvermögen ist, das für den Heizkörper (4) gefordert wird, um das geforderte Heizvermögen (Qtgt) zu erreichen, ohne dass eine Eisbildung an dem Außenwärmetauscher (7) verursacht wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlagenvorrichtung eines Wärmepumpensystems, die Luft in einem Fahrzeuginneren konditioniert, und insbesondere bezieht sie sich auf eine Klimaanlagenvorrichtung, die bei einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug anwendbar ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Aufgrund der aktuellen Umweltprobleme in den letzten Jahren haben sich Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge weit verbreitet. Darüber hinaus wurde als eine Klimaanlagenvorrichtung, die bei einem derartigen Fahrzeug anwendbar ist, eine Klimaanlagenvorrichtung entwickelt, mit einem Verdichter zum Verdichten und Auslassen eines Kühlmittels, einem Heizkörper (einem Kondensator), der an einer Fahrzeuginnenseite angeordnet ist, um das Kühlmittel zum Abstrahlen von Wärme zu veranlassen, einem Wärmeabsorber (einem Verdampfer), der an der Fahrzeuginnenseite angeordnet ist, um das Kühlmittel zum Absorbieren von Wärme zu veranlassen, und einem Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginneren angeordnet ist, um das Kühlmittel zum Abstrahlen oder Absorbieren von Wärme zu veranlassen, und die verschiedene Modi ändert und ausführt wie zum Beispiel einen Heizmodus, in dem das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel Wärme in dem Heizkörper abstrahlt, und das Kühlmittel, von dem Wärme in diesem Heizkörper abgestrahlt wurde, Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, einen Entfeuchtungsmodus, in dem das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel Wärme in dem Heizkörper abstrahlt und das Kühlmittel, von dem Wärme in dem Heizkörper abgestrahlt wurde, Wärme in dem Wärmeabsorber absorbiert, und einen Kühlmodus, in dem das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel Wärme in dem Außenwärmetauscher abstrahlt und Wärme in dem Wärmeabsorber absorbiert (siehe zum Beispiel Patentdruckschrift 1).
  • LISTE DER ANFÜHRUNGEN
  • Patentdruckschriften
    • Patentdruckschrift 1: Japanisches Patent JP 3985384
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind
  • Bei dem vorstehend beschriebenem Heizmodus dient hierbei ein Außenwärmetauscher als ein Verdampfer eines Kühlmittels. Wenn der Heizmodus durch Starten einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung ausgeführt wird, haftet daher Wasser der Außenluft als eine Vereisung an dem Außenwärmetauscher und wächst in Abhängigkeit von den Zuständen einer Temperatur und einer Feuchtigkeit der Außenluft an. Wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher in dem Heizmodus auftritt, wird die Eisbildung zu einem Isoliermaterial. Daher verschlechtert sich eine Wärmetauschfunktion mit der Außenluft bedeutend, Wärme kann von der Außenluft nicht absorbiert werden, und somit gibt es ein Problem, dass das geforderte Heizvermögen nicht erhalten werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen derartiger, herkömmlicher, technischer Probleme entwickelt, und es ist ihre Aufgabe, ein komfortables Heizen eines Fahrzeuginneren bereitzustellen, indem eine Eisbildung an einem Außenwärmetauscher in einer Klimaanlagenvorrichtung eines so genannten Wärmepumpensystems verhindert oder unterbunden wird.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Eine Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat einen Verdichter, der ein Kühlmittel verdichtet, einen Luftströmungskanal, durch den Luft strömt, die einem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, einen Heizkörper, der das Kühlmittel zum Abstrahlen von Wärme veranlasst, um die Luft zu heizen, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginnere zuzuführen ist, einen Wärmeabsorber, der das Kühlmittel zum Absorbieren von Wärme veranlasst, um die Luft zu kühlen, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginneren zuzuführen ist, einen Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginneren angeordnet ist, um das Kühlmittel zum Abstrahlen oder Absorbieren von Wärme zu veranlassen, und eine Steuereinrichtung, wobei diese Steuereinrichtung dazu konfiguriert ist, zumindest einen Heizmodus auszuführen, in dem das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel Wärme in dem Heizkörper abstrahlt und das Kühlmittel, von dem Wärme abgestrahlt wurde, entspannt wird und dann Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, wobei die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eine Hilfsheizeinrichtung zum Heizen der Luft aufweist, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginneren zuzuführen ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinrichtung einen vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung berechnet, der ein Sollwert eines maximalen Heizvermögens ist, das durch den Heizkörper in einem Bereich zu erzeugen ist, in dem der Außenwärmetauscher nicht vereist ist, und die Steuervorrichtung das Heizen durch den Heizkörper und das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung auf der Grundlage des vorhergesagten Werts des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung und eines geforderten Heizvermögens (Qtgt) steuert, das das Heizvermögen ist, das für den Heizkörper gefordert wird, um das geforderte Heizvermögen (Qtgt) zu erreichen, ohne dass eine Eisbildung an dem Außenwärmetauscher verursacht wird.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der vorstehend beschriebenen Erfindung die Steuereinrichtung ein Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers als den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung definiert und einen Mangel des Heizvermögens zu dem geforderten Heizvermögen (Qtgt) durch das Heizen der Hilfsheizeinrichtung ausgleicht, wenn der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung kleiner ist als das geforderte Heizvermögen (Qtgt).
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den jeweiligen, vorstehend beschriebenen Erfindungen die Steuereinrichtung das Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers als das geforderte Heizvermögen (Qtgt) definiert und das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung stoppt, wenn der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung das geforderte Heizvermögen (Qtgt) oder größer ist.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den jeweiligen, vorstehend beschriebenen Erfindungen die Steuereinrichtung den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung auf der Grundlage einer Außenlufttemperatur oder auf der Grundlage einer Zeit, einer Sonnenbestrahlung, eines Regenfalls, eines Ortes und Wetterbedingungen zusätzlich zu der Außenlufttemperatur berechnet.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Steuerung der jeweils vorstehend beschriebenen Erfindungen unmittelbar nach dem Start ausführt.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den jeweiligen, vorstehend beschriebenen Erfindungen die Steuereinrichtung eine Eisbildungszustandsschätzeinrichtung zum Schätzen eines Zustands der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher hat, und falls sie sich nicht unmittelbar nach dem Start befindet, führt die Steuereinrichtung das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung auf der Grundlage der Schätzung von dieser Eisbildungszustandsschätzeinrichtung aus, wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auftritt oder wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher vorhergesagt wird.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der vorstehend beschriebenen Erfindung die Steuereinrichtung ein Sollheizvermögen (TGQech) der Hilfsheizeinrichtung zum Unterbinden oder zum Verhindern der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auf der Grundlage eines Maßes der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher berechnet und einen Wert des Sollheizvermögens (TGQhp) des Heizkörpers durch Subtrahieren des Sollheizvermögens (TGQech) der Hilfsheizeinrichtung von dem geforderten Heizvermögen (Qtgt) erhält.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der vorstehend beschriebenen Erfindung die Steuereinrichtung einen Betrieb des Verdichters stoppt, wenn das Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 9 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den Erfindungen nach Anspruch 6 bis Anspruch 8 die Steuereinrichtung das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung allmählich oder in Stufen absenkt und das Heizen schließlich stoppt, wenn geschätzt wird, dass der Außenwärmetauscher nicht vereist ist, und zwar auf der Grundlage der Schätzung von der Eisbildungszustandsschätzeinrichtung.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den Erfindungen nach Anspruch 6 bis Anspruch 9 die Steuereinrichtung den Eisbildungszustand oder das Maß der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auf der Grundlage einer Kühlmittelverdampfungstemperatur (TXO) des Außenwärmetauschers und einer Kühlmittelverdampfungstemperatur (TXObase) des Außenwärmetauschers bei Nicht-Vereisung schätzt.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 11 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den jeweiligen, vorstehend beschriebenen Erfindungen die Hilfsheizeinrichtung durch einen Heizmediumzirkulationskreislauf gebildet ist, mit einem Heizmedim/Luft-Wärmetauscher zum Heizen der Luft, die von dem Luftströmungskanal zu dem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, einer elektrischen Heizvorrichtung und einer Zirkulationseinrichtung, die ein Heizmedium, das durch die elektrische Heizvorrichtung geheizt wird, durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher durch die Zirkulationseinrichtung zirkuliert.
  • Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung hat bei einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung mit einem Verdichter, der ein Kühlmittel verdichtet, einem Luftströmungskanal, durch den Luft strömt, die einem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, einem Heizkörper, der das Kühlmittel zum Abstrahlen von Wärme veranlasst, um die Luft zu heizen, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginnere zuzuführen ist, einem Wärmeabsorber, der das Kühlmittel zum Absorbieren von Wärme veranlasst, um die Luft zu kühlen, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginnere zuzuführen ist, einem Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginneren angeordnet ist, um das Kühlmittel zum Abstrahlen oder Absorbieren von Wärme zu veranlassen, und einer Steuereinrichtung, wobei diese Steuereinrichtung dazu konfiguriert ist, zumindest einen Heizmodus auszuführen, in dem das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel Wärme in dem Heizkörper abstrahlt und das Kühlmittel, von dem Wärme abgestrahlt wurde, entspannt wird und dann Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eine Hilfsheizeinrichtung zum Heizen der Luft, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginnere zuzuführen ist, und sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung berechnet, der ein Sollwert eines maximalen Heizvermögens ist, das durch den Heizkörper in einem Bereich zu erzeugen ist, in dem der Außenwärmetauscher nicht vereist ist, und die Steuereinrichtung steuert das Heizen durch den Heizkörper und das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung auf der Grundlage des vorhergesagten Werts des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung und eines geforderten Heizvermögens (Qtgt), das das Heizvermögen ist, das für den Heizkörper gefordert wird, um das geforderte Heizvermögen (Qtgt) zu erreichen, ohne dass eine Eisbildung an dem Außenwärmetauscher verursacht wird. Auch wenn ein Frostpunkt, der gemäß Bedingungen einer Temperatur und einer Feuchtigkeit der Außenluft bestimmt ist, und bei dem die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auftritt, nicht erfasst werden kann, wird das geforderte Heizvermögen (Qtgt) durch ein koordiniertes Heizen des Heizkörpers und der Hilfsheizeinrichtung erreicht, ohne dass eine Eisbildung an dem Außenwärmetauscher verursacht wird, und es ist möglich, ein komfortables Heizen des Fahrzeuginneren zu verwirklichen.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 2 definiert die Steuereinrichtung in diesem Fall ein Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers als den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung und gleicht einen Mangel des Heizvermögens zu dem geforderten Heizvermögen (Qtgt) durch das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung aus, wenn der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung kleiner ist als das geforderte Heizvermögen (Qtgt), und wie bei der Erfindung nach Anspruch 3 definiert die Steuereinrichtung das Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers als das geforderte Heizvermögen (Qtgt) und stoppt das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung, wenn der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung das geforderte Heizvermögen (Qtgt) oder größer ist. In diesem Fall ist es möglich, eine Verschlechterung eines Wirkungsgrads aufgrund des Heizens durch die Hilfsheizeinrichtung zu minimieren. Insbesondere ist es folglich bei einem Elektrofahrzeug möglich, jenen Nachteil wirksam zu unterbinden, dass sich eine Reichweite verkleinert.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 4, berechnet die Steuereinrichtung zusätzlich den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung auf der Grundlage einer Außenlufttemperatur oder auf der Grundlage einer Zeit, einer Sonnenbestrahlung, eines Regenfalls, eines Ortes und Wetterbedingungen zusätzlich zu der Außenlufttemperatur, und somit ist es möglich, den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung genau zu schätzen, bei dem der Außenwärmetauscher nicht vereist ist, d. h. es ist möglich, einen Frostpunkt infolgedessen genau zu schätzen und die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher wirksam zu verhindern.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 5 führt die Steuereinrichtung des Weiteren die vorstehend beschriebene Steuerung unmittelbar nach dem Start aus, und somit ist es möglich, jenen Nachteil zu verhindern, dass die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher durch das Starten nach einem gestoppten Zustand beginnt, d. h. aus einem Zustand, in dem der Außenwärmetauscher noch nicht vereist ist, und es ist möglich, das Anwachsen der Eisbildung aufgrund des darauffolgenden Fahrens so stark wie möglich zu unterbinden. Zusätzlich wird der Ausgleich durch die Hilfsheizeinrichtung bewirkt, indem der Frostpunkt nur unmittelbar nach dem Start geschätzt wird, und somit ist es möglich, eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs zu erreichen.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 6, hat die Steuereinrichtung zusätzlich die Eisbildungszustandsschätzeinrichtung zum Schätzen eines Zustands der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher, und falls sie sich nicht unmittelbar nach dem Start befindet, führt die Steuereinrichtung das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung auf der Grundlage der Schätzung von dieser Eisbildungszustandsschätzeinrichtung aus, wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auftritt oder wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher vorhergesagt wird. In diesem Fall ist es möglich, das Heizvermögen für das Fahrzeuginnere bereitzustellen, während die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher während der Fahrt nach dem Start effektiv verhindert oder unterbunden wird.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 7 berechnet die Steuereinrichtung des Weiteren ein Sollheizvermögen (TGQech) der Hilfsheizeinrichtung zum Unterbinden oder Verhindern der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auf der Grundlage eines Maßes der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher, und sie erhält einen Wert des Sollheizvermögens (TGQhp) des Heizkörpers durch Subtrahieren des Sollheizvermögens (TGQech) der Hilfsheizeinrichtung von dem geforderten Heizvermögen (Qtgt), so dass es möglich ist, das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung genau zu steuern und das komfortable Heizen des Fahrzeuginneren zu verwirklichen, während die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher verhindert oder unterbunden wird.
  • Auch in diesem Fall ist es zusätzlich möglich, die Verschlechterung des Wirkungsgrads aufgrund des Heizens durch die Hilfsheizeinrichtung zu minimieren, und somit ist es auch möglich, die Verringerung der Reichweite des Elektrofahrzeugs wirksam zu unterbinden.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 8 stoppt die Steuereinrichtung in diesem Fall einen Betrieb des Verdichters, wenn das Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers kleiner ist. als ein vorbestimmter Wert, und somit kann die Verschlechterung des Wirkungsgrads in einer Situation im Voraus vermieden werden, in der das Heizen des Heizkörpers übermäßig gering ist.
  • Es ist zu beachten, dass wie bei der Erfindung nach Anspruch 9 die Steuereinrichtung das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung allmählich oder in Stufen verringert und schließlich das Heizen stoppt, wenn geschätzt wird, dass der Außenwärmetauscher nicht vereist ist, und zwar auf der Grundlage der Schätzung von der Eisbildungszustandsschätzeinrichtung, und in diesem Fall ist es möglich, eine schnelle Änderung einer Temperatur der Luft zu unterbinden, die in das Fahrzeuginnere zu blasen ist, und es ist auch möglich, jenen Nachteil zu verhindern oder zu unterbinden, dass der Außenwärmetauscher in einem Übergang zum Vereisen steht, und zwar gemäß dem schnellen Anstieg des Heizvermögens des Heizkörpers.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 10, schätzt die Steuereinrichtung insbesondere den Eisbildungszustand oder das Maß der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auf der Grundlage einer Kühlmittelverdampfungstemperatur (TXO) des Außenwärmetauschers und einer Kühlmittelverdampfungstemperatur (TXObase) des Außenwärmetauschers bei Nicht-Vereisung, und in diesem Fall ist es möglich, die vorstehend beschriebene Steuerung durch genaues Bestimmen der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auszuführen. Folglich ist es möglich, das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung genau zu steuern und eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs zu steuern.
  • Wie bei der Erfindung nach Anspruch 11, ist die vorstehend beschriebene Hilfsheizeinrichtung des Weiteren durch einen Heizmediumzirkulationskreislauf gebildet, mit einem Heizmedium/Luft-Wärmetauscher zum Heizen der Luft, die von dem Luftströmungskanal zu dem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, einer elektrischen Heizvorrichtung und einer Zirkulationseinrichtung, und die ein Heizmedium, das durch die elektrische Heizvorrichtung geheizt wird, durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher durch die Zirkulationseinrichtung zirkuliert, und somit ist es möglich, ein elektrisch sicheres Heizen des Fahrzeuginneren zu verwirklichen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung von einem Ausführungsbeispiel, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung einer Steuervorrichtung der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung der 1;
  • 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Luftströmungskanalabschnitts der 1;
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs der Steuervorrichtung der 2;
  • 5 zeigt ein Diagramm einer Beziehung zwischen einem vorhergesagten Wert eines maximalen Heizvermögens ohne Vereisung eines Heizkörpers, bei dem ein Außenwärmetauscher der 1 nicht vereist ist, und einer Außenlufttemperatur;
  • 6 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Eisbildungszustandsschätzbetriebs des Außenwärmetauschers durch die Steuervorrichtung der 2;
  • 7 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Betriebs der Steuervorrichtung der 2;
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs eines anderen Ausführungsbeispiels der Steuervorrichtung der 2;
  • 9 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eines anderen Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 10 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 11 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 12 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 13 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 14 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird; und
  • 15 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
  • Die 1 zeigt eine Aufbauansicht einer Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 von einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug des Ausführungsbeispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, ist ein Elektrofahrzeug (EV), bei dem keine Kraftmaschine (Brennkraftmaschine) angebracht ist, und es fährt durch einen Antrieb eines Elektromotors, indem es durch eine Leistung fährt, die in einer Batterie (nicht gezeigt) geladen ist, und die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung wird durch die Leistung der Batterie angetrieben. Bei dem Elektrofahrzeug, bei dem das Heizen nicht durch Abwärme der Kraftmaschine durchgeführt werden kann, führt die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels nämlich das Heizen durch einen Wärmepumpenbetrieb durch, bei dem ein Kühlmittelkreislauf verwendet wird, und es führt des Weiteren wahlweise verschiedene Betriebsmodi zum Entfeuchten und Heizen, Kühlen und Entfeuchten, Kühlen und dergleichen durch.
  • Es ist zu beachten, dass das Fahrzeug nicht auf das Elektrofahrzeug beschränkt ist, und die vorliegende Erfindung ist auch für ein so genanntes Hybridfahrzeug wirksam, bei dem die Kraftmaschine zusammen mit dem Elektromotor für die Fahrt verwendet wird, und es muss nicht gesagt werden, dass sie des Weiteren auch bei einem üblichen Fahrzeug anwendbar ist, das durch die Kraftmaschine fährt.
  • Die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels führt eine Konditionierung der Luft (Heizen, Kühlen, Entfeuchten und Lüften) in dem Elektrofahrzeug durch, und es sind durch ein Kühlmittelrohr 13 nacheinander angeschlossen ein elektrischer Verdichter 2, der ein Kühlmittel verdichtet, ein Heizkörper 4, der in einem Luftströmungskanal 3 einer HVAC-Einheit 10 angeordnet ist, in dem Luft in dem Fahrzeuginneren hindurch tritt und zirkuliert, um das Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Verdichter 2 ausgelassen wird, zum Strömen in das Innere durch ein Kühlmittelrohr 13G und zum Abstrahlen von Wärme in dem Fahrzeuginneren zu veranlassen, ein Außenexpansionsventil 6, das durch ein elektrisches Ventil gebildet ist, das das Kühlmittel während des Heizens entspannt und expandiert, ein Außenwärmetauscher 7, der einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft bewirkt, um als der Heizkörper während des Kühlens zu dienen und um als ein Verdampfer während des Heizens zu dienen, ein Innenexpansionsventil 8, das durch ein elektrisches Ventil gebildet ist, das das Kühlmittel entspannt und expandiert, ein Wärmeabsorber 9, der in dem Luftströmungskanal 3 angeordnet ist, um das Kühlmittel zum Absorbieren von Wärme von dem Inneren und dem Äußeren des Fahrzeugs während des Kühlens und während des Entfeuchtens zu veranlassen, ein Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11, das eine Verdampfungsfähigkeit in dem Wärmeabsorber 9 reguliert, ein Akkumulator 12 und dergleichen, so dass ein Kühlmittelkreislauf R gebildet ist. Es ist zu beachten, dass in dem Außenwärmetauscher 7 ein Außengebläse 15 angeordnet ist.
  • Das Außengebläse 15 treibt die Außenluft zwangsweise durch den Außenwärmetauscher 7 und bewirkt den Wärmetausch zwischen der Außenluft und dem Kühlmittel, wodurch die Außenluft außerdem durch den Außenwärmetauscher 7 hindurch tritt, wenn das Fahrzeug gestoppt ist (d. h. eine Geschwindigkeit VSP beträgt 0 km/h).
  • Zusätzlich hat der Außenwärmetauscher 7 einen Aufnahmetrocknungsabschnitt 14 und einen Unterkühlabschnitt 16 nacheinander an einer kühlmittelstromabwärtigen Seite, wobei ein Kühlmittelrohr 13A, das sich von dem Außenwärmetauscher 7 heraus erstreckt, mit dem Aufnahmetrocknungsabschnitt 14 über ein Solenoidventil (ein Öffnungs-/Schließventil) 17 verbunden ist, das während des Kühlens geöffnet wird, und ein Auslass des Unterkühlabschnitts 16 ist mit dem Innenexpansionsventil 8 über ein Rückschlagventil 18 verbunden. Es ist zu beachten, dass der Aufnahmetrocknungsabschnitt 14 und der Unterkühlabschnitt 16 strukturell einen Teil des Außenwärmetauschers 7 bilden, und eine Seite des Rückschlagventils 18 zu dem Innenexpansionsventil 8 ist eine Vorwärtsrichtung.
  • Zusätzlich ist ein Kühlmittelrohr 13B zwischen dem Rückschlagventil 18 und dem Innenexpansionsventil 8 angeordnet, das eine Wärmetauschbeziehung mit einem Kühlmittelrohr 13C hat, das sich von dem Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11 heraus erstreckt, das an einer Auslassseite des Wärmeabsorbers 9 positioniert ist, und beide Rohre bilden einen Innenwärmetauscher 19. Folglich wird das durch das Kühlmittelrohr 13B in das Innenexpansionsventil 8 hinein strömende Kühlmittel durch das Kühlmittel mit niedriger Temperatur gekühlt (unterkühlt), das aus dem Wärmeabsorber 9 heraus strömt, und zwar durch das Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11.
  • Zusätzlich ist das Kühlmittelrohr 13A verzweigt, das sich aus dem Außenwärmetauscher 7 heraus erstreckt, und dieses verzweigte Kühlmittelrohr 13D ist mit dem Kühlmittelrohr 13C an der stromabwärtigen Seite des Innenwärmetauschers 19 über ein Solenoidventil (ein Öffnungs-/Schließventil) 21 in Verbindung, das während des Heizens geöffnet wird. Darüber hinaus ist ein Kühlmittelrohr 13E an einer Auslassseite des Heizkörpers 4 vor dem Außenexpansionsventil 6 verzweigt, und dieses verzweigte Kühlmittelrohr 13F ist mit dem Kühlmittelrohr 13B an der stromabwärtigen Seite des Rückschlagventils 18 über ein Solenoidventil (ein Öffnungs-/Schließventil) 22 in Verbindung, das während des Entfeuchtens geöffnet wird.
  • Zusätzlich ist ein Umgehungsrohr 13J parallel mit dem Außenexpansionsventil 6 verbunden, und in dem Umgehungsrohr 13J ist ein Solenoidventil (ein Öffnungs-/Schließventil) 20 angeordnet, das in dem Kühlmodus geöffnet wird und ermöglicht, dass das Kühlmittel strömt und das Außenexpansionsventil 6 umgeht. Es ist zu beachten, dass ein Rohr 13I zwischen dem Außenexpansionsventil 6 und dem Solenoidventil 20 sowie dem Außenwärmetauscher 7 angeordnet ist.
  • Zusätzlich sind in dem Luftströmungskanal 3 an der luftstromaufwärtigen Seite des Wärmeabsorbers 9 verschiedene Sauganschlüsse wie zum Beispiel ein Außenluftsauganschluss und ein Innenluftsauganschluss ausgebildet (durch einen Sauganschluss in der 1 dargestellt), und in dem Sauganschluss 25 ist ein Saugänderungsdämpfer 26 angeordnet, um die Luft, die in den Luftströmungskanal 3 einzuführen ist, zu Innenluft zu ändern, die Luft in dem Fahrzeuginneren ist (ein Innenluftzirkulationsmodus), und zu Außenluft, die Luft außerhalb des Fahrzeuginneren ist (ein Außenlufteinführungsmodus). Des Weiteren ist an einer luftstromabwärtigen Seite des Saugänderungsdämpfers 26 ein Innengebläse (Gebläselüfter) 27 angeordnet, um die eingeführte Innenluft oder Außenluft zu dem Luftströmungskanal 3 zuzuführen.
  • Zusätzlich ist das Bezugszeichen 23 in der 1 ein Heizmediumzirkulationskreislauf als eine Hilfsheizeinrichtung, die in der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels angeordnet ist. Der Heizmediumzirkulationskreislauf 23 hat eine Zirkulationspumpe 30, die eine Zirkulationseinrichtung bildet, eine elektrische Heizmediumheizvorrichtung (durch ECH in der Zeichnung gezeigt) 35 und einen Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40, der in dem Luftströmungskanal 3 an der luftstromabwärtigen Seite des Heizkörpers 4 zu der Luftströmung in dem Luftströmungskanal 3 angeordnet ist, und diese Komponenten sind nacheinander durch ein Heizmediumrohr 23A ringartig verbunden. Es ist zu beachten, dass als das Heizmedium, das in dem Heizmediumzirkulationskreislauf 23 zu zirkulieren ist, zum Beispiel Wasser, ein Kühlmittel wie zum Beispiel HFO-1234YF, ein Kältemittel oder dergleichen verwendet wird.
  • Wenn des Weiteren die Zirkulationspumpe 30 betrieben wird und die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 erregt wird, um Wärme zu erzeugen, wird das durch die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 geheizte Heizmedium durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 zirkuliert. Der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 ist nämlich ein so genannter Heizkern und ergänzt das Heizen in dem Fahrzeuginneren. Auf diese Weise wird der Heizmediumzirkulationskreislauf 23 verwendet, und daher kann die elektrische Sicherheit eines Fahrgastes verbessert werden.
  • In dem Luftströmungskanal 3 an der luftstromaufwärtigen Seite des Heizkörpers 4 ist zusätzlich ein Luftmischdämpfer 28 angeordnet, um eine Durchsatzrate der Innenluft oder der Außenluft durch den Heizkörper 4 zu regulieren. Des Weiteren ist in dem Luftströmungskanal 3 an der luftstromabwärtigen Seite des Heizkörpers 4 jeweils ein Auslass für den Fußraum, die Lüftung oder einen Enteiser (durch einen Auslass 29 in der 1 dargestellt) ausgebildet, und in dem Auslass 29 ist ein Auslassänderungsdämpfer 31 angeordnet, um eine Änderungssteuerung zum Blasen der Luft aus dem entsprechenden Auslass durchzuführen, die vorstehend erwähnt sind.
  • Als nächstes bezeichnet das Bezugszeichen 32 in der 2 eine Steuervorrichtung (ECU) als eine Steuereinrichtung, die durch einen Mikrocomputer gebildet ist, und eine Eingabe der Steuervorrichtung 32 ist verbunden mit jeweiligen Abgaben von einem Außenlufttemperatursensor 33, der eine Außenlufttemperatur des Fahrzeugs erfasst, einem HVAC-Saugtemperatursensor 36, der eine Temperatur der Luft erfasst, die aus dem Sauganschluss 25 zu dem Luftströmungskanal 3 zu saugen ist, einem Innenlufttemperatursensor 37, der eine Temperatur der Luft in dem Fahrzeuginneren (die Innenluft) erfasst, einem Innenluftfeuchtigkeitssensor 38, der eine Feuchtigkeit der Luft in dem Fahrzeuginneren erfasst, einem Innenluft-CO2-Konzentrationssensor 39, der eine Kohlendioxidkonzentration in dem Fahrzeuginneren erfasst, einem Auslasstemperatursensor 41, der eine Temperatur der Luft erfasst, die aus dem Auslass 29 in das Fahrzeuginneren heraus geblasen wird, einem Auslassdrucksensor 42, der einen Druck des Kühlmittels erfasst, das aus dem Verdichter 2 ausgelassen wird, einem Auslasstemperatursensor 43, der eine Temperatur des Kühlmittels erfasst, das aus dem Verdichter 2 ausgelassen wird, einem Saugdrucksensor 44, der einen Kühlmittelsaugdruck des Verdichters 2 erfasst, einem Heizkörpertemperatursensor 46, der eine Temperatur des Heizkörpers 4 (die Temperatur der Luft, die durch den Heizkörper 4 tritt, oder die Temperatur des Heizkörpers 4 selbst) erfasst, einem Heizkörperdrucksensor 47, der eine Kühlmitteltemperatur des Heizkörpers 4 (den Druck in dem Heizkörper 4 oder den Druck des Kühlmittels, das gerade aus dem Heizkörper 4 heraus geströmt ist) erfasst, einem Wärmeabsorbertemperatursensor 48, der eine Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (die Temperatur der Luft, die durch den Wärmeabsorber 9 hindurch getreten ist, oder die Temperatur des Wärmeabsorbers 9 selbst) erfasst, einem Wärmeabsorberdrucksensor 49, der einen Kühlmitteldruck des Wärmeabsorbers 9 (den Druck in dem Wärmeabsorber 9 oder den Druck des Kühlmittels, das gerade aus dem Wärmeabsorber 9 heraus geströmt ist) erfasst, einem Sonnenbestrahlungssensor 51 wie zum Beispiel ein Fotosensorsystem zum Erfassen einer Sonnenbestrahlungsmenge in dem Fahrzeug, einem Geschwindigkeitssensor 52 zum Erfassen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (einer Geschwindigkeit), einem Klimaanlagenbetätigungsabschnitt 53 zum Einstellen der Änderung der vorbestimmten Temperatur oder des Betriebsmodus, einem Außenwärmetauschertemperatursensor 54, der eine Temperatur des Außenwärmetauschers 7 (die Temperatur des Kühlmittels, das gerade aus dem Außenwärmetauscher 7 heraus geströmt ist, oder die Temperatur des Außenwärmetauschers 7 selbst) erfasst, und einem Außenwärmetauscherdrucksensor 56, der den Kühlmitteldruck des Außenwärmetauschers 7 (den Druck des Kühlmittels in dem Außenwärmetauscher 7 oder des Kühlmittels, das gerade aus dem Außenwärmetauscher 7 heraus geströmt ist) erfasst.
  • Zusätzlich ist die Eingabe der Steuervorrichtung 32 des Weiteren mit verschiedenen Abgaben verbunden von einem Temperatursensor 50 der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung, der eine Temperatur der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 erfasst (die Temperatur des Heizmediums, unmittelbar nachdem es durch die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 geheizt wurde, oder eine Temperatur einer nicht-gezeigten elektrischen Heizvorrichtung selbst, die in der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 eingebaut), und einem Temperatursensor 55 des Heizmedium/Luft-Wärmetauschers, der eine Temperatur des Heizmedium/Luft-Wärmetauschers 40 erfasst (die Temperatur der Luft, die durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 hindurch getreten ist, oder die Temperatur des Heizmedium/Luft-Wärmetauschers 40 selbst).
  • Andererseits ist eine Abgabe der Steuervorrichtung 32 verbunden mit dem Verdichter 2, dem Außengebläse 15, dem Innengebläse (dem Gebläselüfter) 27, dem Saugänderungsdämpfer 26, dem Luftmischdämpfer 28, dem Auslassänderungsdämpfer 31, dem Außenexpansionsventil 6, dem Innenexpansionsventil 8, den verschiedenen Solenoidventilen 22, 17, 21 und 20, der Zirkulationspumpe 30, der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 und dem Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11. Des Weiteren steuert die Steuervorrichtung 32 diese Komponenten auf der Grundlage der Abgaben von den verschiedenen Sensoren und der eingegebenen Einstellung durch den Klimaanlagenbetätigungsabschnitt 53.
  • Als nächstes wird ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau beschrieben. Bei dem Ausführungsbeispiel ändert die Steuervorrichtung 32 verschiedene, grob eingeteilte Betriebsmodi und führt diese aus, wie zum Beispiel einen Heizmodus, einen Entfeuchtungs- und Heizmodus, einen internen Zyklusmodus, einen Entfeuchtungs- und Kühlmodus und einen Kühlmodus. Zunächst wird die Strömung des Kühlmittels in dem jeweiligen Betriebsmodus beschrieben.
  • (1) Strömung des Kühlmittels im Heizmodus
  • Wenn der Heizmodus durch die Steuervorrichtung 32 oder durch eine manuelle Betätigung an dem Klimaanlagenbetätigungsabschnitt 53 ausgewählt wird, öffnet die Steuervorrichtung 32 das Solenoidventil 21 und schließt das Solenoidventil 17, das Solenoidventil 22 und das Solenoidventil 20. Darüber hinaus werden der Verdichter 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27 betrieben, und der Luftmischdämpfer 28 hat einen Zustand, in dem die aus dem Innengebläse 27 heraus geblasene Luft durch den Heizkörper 4 und den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 hindurch tritt. Folglich strömt das Kühlmittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Verdichter 2 ausgelassen wird, in den Heizkörper 4. Die Luft in dem Luftströmungskanal 3 tritt durch den Heizkörper 4 hindurch, und somit wird die Luft in dem Luftströmungskanal 3 durch das Kühlmittel mit hoher Temperatur in dem Heizkörper 4 geheizt, wohingegen das Kühlmittel in dem Heizkörper 4 jene Wärme hat, die durch die Luft aufgenommen wird, und es wird gekühlt, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
  • Das in dem Heizkörper 4 verflüssigte Kühlmittel strömt aus dem Heizkörper 4 heraus, und dann strömt es durch das Kühlmittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Es ist zu beachten, dass ein Betrieb und eine Funktion des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 später beschrieben werden. Das Kühlmittel, das in das Außenexpansionsventil 6 hinein strömt, wird entspannt, und dann strömt es in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 hinein strömende Kühlmittel wird verdampft, und die Wärme wird von der hindurchtretenden Außenluft heraus gepumpt, und zwar durch die Strömung oder durch das Außengebläse 15. Der Kühlmittelkreislauf R wird nämlich zu einer Wärmepumpe (durch HP in der Zeichnung gezeigt), und der Außenwärmetauscher 7 dient als ein Verdampfer des Kühlmittels. Des Weiteren strömt das Kühlmittel mit niedriger Temperatur, das aus dem Außenwärmetauscher 7 heraus strömt, durch das Kühlmittelrohr 13D und das Solenoidventil 21, um von dem Kühlmittelrohr 13C in den Akkumulator 12 zu strömen, in dem eine Gas/Flüssigkeits-Separation durchgeführt wird, und dann wird das gasförmige Kühlmittel in den Verdichter 2 gesaugt, wobei diese Zirkulation wiederholt wird. Die in dem Heizkörper 4 geheizte Luft wird aus dem Auslass 29 durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 heraus geblasen, und somit wird das Heizen des Fahrzeuginneren durchgeführt.
  • Die Steuervorrichtung 32 steuert eine Drehzahl des Verdichters 2 auf der Grundlage eines hohen Drucks des Kühlmittelkreislaufs R, der durch den Auslassdrucksensor 42 oder den Heizkörperdrucksensor 47 erfasst wird, und sie steuert außerdem eine Ventilposition des Außenexpansionsventils 6 auf der Grundlage der Temperatur des Heizkörpers 4, die durch den Heizkörpertemperatursensor 46 erfasst wird, und des Kühlmitteldrucks des Heizkörpers 4, der durch den Heizkörperdrucksensor 47 erfasst wird, und sie steuert einen Unterkühlgrad des Kühlmittels in dem Auslass des Heizkörpers 4.
  • (2) Strömung des Kühlmittels im Entfeuchtungs- und Heizmodus
  • Als nächstes öffnet die Steuervorrichtung 32 in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus das Solenoidventil 22 in dem vorstehend beschriebenen Zustand des Heizmodus. Folglich wird ein Teil des kondensierten Kühlmittels, das durch den Heizkörper 4 und das Kühlmittelrohr 13E strömt, verteilt, und es strömt durch das Solenoidventil 22, um aus den Kühlmittelrohren 13F und 13B durch den Innenwärmetauscher 19 zu strömen, wodurch es das Innenexpansionsventil 8 erreicht. Das Kühlmittel wird in dem Innenexpansionsventil 8 entspannt und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Wasser in der Luft, die aus dem Innengebläse 27 heraus geblasen wird, koaguliert, so dass es an dem Wärmeabsorber 9 haftet, und zwar durch einen Wärmeabsorptionsbetrieb in diesem Zeitraum, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
  • Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kühlmittel strömt durch das Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11 und den Innenwärmetauscher 19, um sich mit dem Kühlmittel aus dem Kühlmittelrohr 13D in dem Kühlmittelrohr 13C zu vermengen, und dann strömt es durch den Akkumulator 12, so dass es in den Verdichter 2 gesaugt wird, wobei diese Zirkulation wiederholt wird. Die in dem Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird in einem Prozess erneut geheizt, bei dem sie den Heizkörper 4 passiert, und somit werden das Entfeuchten und das Heizen des Fahrzeuginneren bewirkt. Die Steuervorrichtung 32 steuert die Drehzahl des Verdichters 2 auf der Grundlage des hohen Drucks des Kühlmittelkreislaufes R, der durch den Auslassdrucksensor 42 oder den Heizkörperdrucksensor 47 erfasst wird, und sie steuert außerdem die Ventilposition des Außenexpansionsventils 6 auf der Grundlage der Temperatur des Wärmeabsorbers 9, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird.
  • (3) Strömung des Kühlmittels im internen Zyklusmodus
  • Als nächstes unterbricht die Steuervorrichtung 32 in dem internen Zyklusmodus das Außenexpansionsventil 6 in dem vorstehend beschriebenen Zustand des Entfeuchtungs- und Heizmodus (eine Unterbrechungsposition), und sie schließt außerdem das Solenoidventil 21. Das Außenexpansionsventil 6 und das Solenoidventil 21 werden geschlossen, wodurch die Einströmung des Kühlmittels in den Außenwärmetauscher 7 und die Ausströmung des Kühlmittels aus dem Außenwärmetauscher 7 behindert werden, und somit strömt das gesamte kondensierte Kühlmittel, das durch den Heizkörper 4 und das Kühlmittelrohr 13E strömt, durch das Solenoidventil 22 zu dem Kühlmittelrohr 13F. Des Weiteren strömt das Kühlmittel, das durch das Kühlmittelrohr 13F strömt, aus dem Kühlmittelrohr 13B durch den Innenwärmetauscher 19, um das Innenexpansionsventil 8 zu erreichen. Das Kühlmittel wird in dem Innenexpansionsventil 8 entspannt und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der Luft, die von dem Innengebläse 27 heraus geblasen wird, koaguliert, um an dem Wärmeabsorber 9 zu haften, und zwar durch den Wärmeabsorptionsbetrieb in diesem Zeitraum, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
  • Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kühlmittel strömt durch das Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11, den Innenwärmetauscher 19, das Kühlmittelrohr 13C und den Akkumulator 12, um in den Verdichter 2 gesaugt zu werden, wobei diese Zirkulation wiederholt wird. Die in dem Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird bei dem Prozess zum Passieren des Heizkörpers 4 erneut geheizt, und somit werden das Entfeuchten und das Heizen des Fahrzeuginneren bewirkt. In diesem internen Zyklusmodus zirkuliert jedoch das Kühlmittel zwischen dem Heizkörper 4 (Wärmeabstrahlung) und dem Wärmeabsorber 9 (Wärmeabsorption), die in dem Luftströmungskanal 3 an einer Innenraumseite vorhanden sind, und somit wird die Wärme nicht aus der Außenluft heraus gepumpt, sondern ein Heizvermögen für verbrauchte Leistung des Verdichters 2 wird zur Geltung gebracht. Die gesamte Menge des Kühlmittels strömt durch den Wärmeabsorber 9, der einen Entfeuchtungsbetrieb ausübt, und somit ist ein Entfeuchtungsvermögen verglichen mit dem vorstehend beschriebenen Entfeuchtungs- und Heizmodus hoch, aber das Heizvermögen ist verringert.
  • Die Steuervorrichtung 32 steuert die Drehzahl des Verdichters 2 auf der Grundlage der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 oder des vorstehend beschriebenen, hohen Drucks des Kühlmittelkreislaufs R. Dabei wählt die Steuervorrichtung 32 eine kleinere Verdichtersolldrehzahl aus Verdichtersolldrehzahlen aus, die durch Berechnungen von der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 oder des hohen Drucks erhalten werden, um den Verdichter 2 zu steuern.
  • (4) Strömung des Kühlmittels im Eitfeuchtungs- und Kühlmodus
  • Als nächstes öffnet die Steuervorrichtung 32 in dem Entfeuchtungs- und Kühlmodus das Solneoidventil 17, und sie schließt das Solenoidventil 21, das Solenoidventil 22 und das Solenoidventil 20. Darüber hinaus werden der Verdichter 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27 betrieben, und der Luftmischdämpfer 28 hat den Zustand, in dem die aus dem Innengebläse 27 heraus geblasene Luft durch den Heizkörper 4 und den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 4 hindurch tritt. Folglich strömt das Kühlmittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Verdichter 2 ausgelassen wird, in den Heizkörper 4. Durch den Heizkörper 4 tritt die Luft in dem Luftströmungskanal 3 hindurch, und somit wird die Luft in dem Luftströmungskanal 3 durch das Kühlmittel mit hoher Temperatur in dem Heizkörper 4 geheizt, wohingegen das Kühlmittel in dem Heizkörper 4 jene Wärme hat, die durch die Luft aufgenommen wird, und es wird gekühlt, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
  • Das aus dem Heizkörper 4 heraus strömende Kühlmittel strömt durch das Kühlmittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen, und es strömt durch das Außenexpansionsventil 6, das so gesteuert wird, dass das Ventil eine Tendenz zum Öffnen hat, damit es in den Außenwärmetauscher 7 hinein strömt. Das in den Außenwärmetauscher 7 hinein strömende Kühlmittel wird gekühlt, indem es dort hinein strömt, oder durch die Außenluft, die durch das Außengebläse 15 hindurch tritt, um zu kondensieren. Das aus dem Außenwärmetauscher 7 heraus strömende Kühlmittel strömt aus dem Kühlmittelrohr 13A durch das Solenoidventil 17, um daraufhin in den Aufnahmetrocknungsabschnitt 14 und den Unterkühlabschnitt 16 zu strömen. Hierbei wird das Kühlmittel unterkühlt.
  • Das aus dem Unterkühlabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 heraus strömende Kühlmittel strömt durch das Rückschlagventil 18, um in das Kühlmittelrohr 13B einzutreten, und es strömt durch den Innenwärmetauscher 19, um das Innenexpansionsventil 8 zu erreichen. Das Kühlmittel wird in dem Innenexpansionsventil 8 entspannt und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der Luft, die aus dem Innengebläse 27 heraus geblasen wird, koaguliert, um an dem Wärmeabsorber 9 zu haften, und zwar durch den Wärmeabsorptionsbetrieb in diesem Zeitraum, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
  • Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kühlmittel strömt durch das Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11, den Innenwärmetauscher 19 und das Kühlmittelrohr 13C, um den Akkumulator 12 zu erreichen, und es strömt dort hindurch, um in den Verdichter 2 hinein gesaugt zu werden, wobei diese Zirkulation wiederholt wird. Die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft wird bei dem Prozess zum Passieren des Heizkörpers 4 erneut geheizt (ein Heizvermögen ist kleiner als jenes während des Heizens), und somit werden das Entfeuchten und das Kühlen des Fahrzeuginneren bewirkt. Die Steuervorrichtung 32 steuert die Drehzahl des Verdichters 2 auf der Grundlage der Temperatur des Wärmeabsorbers 9, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und sie steuert außerdem die Ventilposition des Außenexpansionsventils 6 auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen hohen Drucks des Kühlmittelkreislaufs R, und sie steuert einen Kühlmitteldruck (einen Heizkörperdruck PCI) des Heizkörpers 4.
  • (5) Strömung des Kühlmittels im Kühlmodus
  • Als nächstes öffnet die Steuervorrichtung 32 im Kühlmodus das Solenoidventil 20 in dem vorstehend beschriebenen Zustand des Entfeuchtungs- und Kühlmodus (in diesem Fall kann das Außenexpansionsventil 6 irgendeine Ventilposition einschließlich einer vollständig geöffneten Position haben (die Ventilposition ist auf eine obere Grenze der Steuerung eingestellt), und der Luftmischdämpfer 28 hat einen Zustand, in dem die Luft nicht durch den Heizkörper 4 und den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 hindurch tritt. Folglich strömt das Kühlmittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Verdichter 2 ausgelassen wird, in den Heizkörper 4. Die Luft in dem Luftströmungskanal 3 tritt nicht durch den Heizkörper 4 hindurch, die Luft tritt daher nur hier hindurch, und das aus dem Heizkörper 4 heraus strömende Kühlmittel strömt durch das Kühlmittelrohr 13E, um das Solenoidventil 20 und das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen.
  • Dabei wird das Solenoidventil 20 geöffnet und somit umgeht das Kühlmittel das Außenexpansionsventil 6, um durch das Umgehungsrohr 13J hindurchzutreten, und es strömt in den Außenwärmetauscher 7 wie es ist, wobei das Kühlmittel gekühlt wird, indem es hindurch läuft, oder durch die Außenluft, die durch das Außengebläse 15 hindurch tritt, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen. Das aus dem Außenwärmetauscher 7 heraus strömende Kühlmittel strömt aus dem Kühlmittelrohr 13A durch das Solenoidventil 17, um nacheinander in den Aufnahmetrocknungsabschnitt 14 und den Unterkühlabschnitt 16 hineinzuströmen. Hierbei wird das Kühlmittel unterkühlt.
  • Das aus dem Unterkühlabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 heraus strömende Kühlmittel strömt durch das Rückschlagventil 18, um in das Kühlmittelrohr 13B einzutreten, und es strömt durch den Innenwärmetauscher 19, um das Innenexpansionsventil 8 zu erreichen. Das Kühlmittel wird in dem Innenexpansionsventil 8 entspannt und strömt dann in den Wärmeabsorber 8, um zu verdampfen. Das Wasser in der Luft, die von dem Innengebläse 27 heraus geblasen wird, koaguliert, um an dem Wärmeabsorber 9 zu haften, und zwar durch den Wärmeabsorptionsbetrieb in diesem Zeitraum, so dass die Luft gekühlt wird.
  • Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kühlmittel strömt durch das Verdampfungsfähigkeitssteuerventil 11, den Innenwärmetauscher 19 und das Kühlmittelrohr 13C, um den Akkumulator 12 zu erreichen, und er strömt dort hindurch, damit es in den Verdichter 2 hinein gesaugt wird, wobei diese Zirkulation wiederholt wird. Die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft passiert nicht den Heizkörper 4, sondern sie wird aus dem Auslass 29 in das Fahrzeuginnere heraus geblasen, und somit wird das Kühlen des Fahrzeuginneren bewirkt. In diesem Kühlmodus steuert die Steuervorrichtung 32 die Drehzahl des Verdichters 2 auf der Grundlage der Temperatur des Wärmeabsorbers 9, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird.
  • (6) Heizmodus und Hilfsheizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf (Hilfsheizeinrichtung) in dem Heizmodus
  • Als nächstes wird die Steuerung des Verdichters 2 und des Außenexpansionsventils 6 in dem Heizmodus und dem Hilfsheizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 in dem Heizmodus beschrieben.
  • (6-1) Steuerung des Verdichters und des Außenexpansionsventils
  • Die Steuervorrichtung 32 berechnet eine Sollausgangstemperatur TAO aus der folgenden Gleichung (I). Die Sollausgangstemperatur TAO ist ein Sollwert einer Temperatur der Luft, die aus dem Auslass 29 in das Fahrzeuginnere heraus geblasen wird. TAO = (Tset – Tin) × K + Tbal(f(Tset, SUN, Tam)) (I) wobei Tset eine vorbestimmte Temperatur in dem Fahrzeuginneren ist, die durch den Klimaanlagenbetätigungsabschnitt 53 eingestellt wird, Tin eine Temperatur der Luft in dem Fahrzeuginneren ist, die durch den Innenlufttemperatursensor 37 erfasst wird, K ein Koeffizient ist und Tbal ein Gleichgewichtswert ist, der aus der vorbestimmten Temperatur Tset, einer Sonnenbestrahlungsmenge SUN, die durch den Sonnenbestrahlungssensor 51 erfasst wird, und einer Außenlufttemperatur Tam berechnet wird, die durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfasst wird. des Weiteren ist die Sollausgangstemperatur TAO im Allgemeinen umso höher, je kleiner die Außenlufttemperatur Tam ist, und die Sollausgangstemperatur TAO ist umso kleiner, je höher die Außenlufttemperatur Tam ist.
  • Die Steuervorrichtung 32 berechnet eine Heizkörpersolltemperatur TCO aus der Sollausgangstemperatur TAO, und als nächstes berechnet sie einen Heizkörpersolldruck PCO auf der Grundlage der Heizkörpersolltemperatur TCO. Des Weiteren berechnet die Steuervorrichtung 32 auf der Grundlage des Heizkörpersolldrucks PCO und eines Kühlmitteldrucks (ein Heizkörperdruck) Pci des Heizkörpers 4, der durch den Heizkörperdrucksensor 47 erfasst wird, eine Drehzahl Nc des Verdichters 2, und sie betreibt den Verdichter 2 mit der Drehzahl Nc. Die Steuervorrichtung 32 steuert nämlich den Kühlmitteldruck Pci des Heizkörpers 4 gemäß der Drehzahl Nc des Verdichters 2.
  • Zusätzlich berechnet die Steuervorrichtung 32 einen Sollheizkörperunterkühlgrad TGSC des Heizkörpers 4 auf der Grundlage der Sollausgangstemperatur TAO. Andererseits berechnet die Steuervorrichtung 32 einen Unterkühlgrad (einen Heizkörperunterkühlgrad SC) des Kühlmittels in dem Heizkörper 4 auf der Grundlage des Heizkörperdrucks Pci und der Temperatur (einer Heizkörpertemperatur Tci) des Heizkörpers 4, die durch den Heizkörpertemperatursensor 46 erfasst wird. Des Weiteren berechnet die Steuervorrichtung auf der Grundlage des Heizkörperunterkühlgrades SC und des Sollheizkörperunterkühlgrades TGSC eine Sollventilposition des Außenexpansionsventils 6 (eine Sollaußenexpansionsventilposition TGECCV). Des Weiteren steuert die Steuervorrichtung 32 die Ventilposition des Außenexpansionsventils 6 gemäß der Sollaußenexpansionsventilposition TGECVV.
  • Die Steuervorrichtung 32 führt die Berechnung in einer derartigen Richtung durch, dass sich der Sollheizkörperunterkühlgrad TGSC vergrößert, wenn die Sollausgangstemperatur TAO höher wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die Steuervorrichtung kann die Berechnung auf der Grundlage einer Differenz (einer Vermögensdifferenz) zwischen einem nachfolgend beschriebenen, geforderten Heizvermögen Qtgt und einem Heizvermögen Qhp oder des Heizkörperdrucks Pci oder einer Differenz (einer Druckdifferenz) zwischen dem Heizkörpersolldruck PCO und dem Heizkörperdruck Pci durchführen. In diesem Fall verringert die Steuervorrichtung 32 den Sollheizkörperunterkühlgrad TGSC, wenn die Vermögensdifferenz kleiner wird, die Druckdifferenz kleiner wird, ein Luftvolumen des Innengebläses 27 kleiner wird oder der Heizkörperdruck Pci kleiner wird.
  • (6-2) Steuerung des Heizmediumzirkulationskreislaufs
  • Wenn die Steuervorrichtung 32 bestimmt, dass das Heizvermögen durch den Heizkörper 4 in diesem Heizmodus knapp wird, erregt die Steuervorrichtung zusätzlich die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35, um Wärme zu erzeugen, und sie betätigt die Zirkulationspumpe 30, wodurch das Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 ausgeführt wird.
  • Wenn die Zirkulationspumpe 30 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 betätigt wird und die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 erregt wird, wird das Heizmedium (das Heizmedium mit hoher Temperatur), das durch die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 gemäß der vorstehenden Beschreibung geheizt wird, durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 zirkuliert, und somit wird die Luft geheizt, die durch den Heizkörper 4 des Luftströmungskanals 3 hindurch tritt. Die 3 zeigt die Temperaturen der jeweiligen Komponenten in dem Luftströmungskanal 3 in diesem Zeitraum. In dieser Zeichnung ist Ga ein Luftmassenvolumen der Luft, die in den Luftströmungskanal 3 hinein strömt, Te ist die Temperatur des Wärmeabsorbers 9, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird (die Temperatur der Luft, die aus dem Wärmeabsorber 9 heraus strömt), GaxSW ist ein Wert, der durch Multiplizieren des Luftmassenvolumens Ga mit einer Öffnung des Luftmischdämpfers 28 erhalten wird, THhp ist eine Temperatur der Luft, die durch den Heizkörper 4 hindurchgetreten ist, die durch den Heizkörpertemperatursensor 46 erfasst wird (d. h. die Heizkörpertemperatur Tci), und TH ist eine Temperatur der Luft, die durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 hindurch getreten ist, die durch den Temperatursensor 55 des Heizmedium/Luft-Wärmetauschers erfasst wird, und in dem Heizmodus ist ein Sollwert der Temperatur der Luft, die aus dem Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 heraus strömt und aus dem Auslass 29 zu dem Fahrzeuginneren heraus geblasen wird, die Heizkörpersolltemperatur TCO. Es ist zu beachten, dass TH = THp gilt, wenn der Heizmediumzirkulationskreislauf 23 nicht betrieben wird.
  • Als nächstes wird die Steuerung des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 in dem vorstehend beschriebenen Heizmodus unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 beschrieben. In dieser Erfindung berechnet die Steuervorrichtung 32 das geforderte Heizvermögen Qtgt, das das Heizvermögen ist, das für den Heizkörper 4 gefordert wird, unter Verwendung der nachfolgend beschriebenen Gleichung (II), und sie berechnet einen Sollwert eines maximalen Heizvermögens, das durch den Heizkörper 4 in einem Bereich zu erzeugen ist, in dem der Außenwärmetauscher 7 nicht vereist ist, und zwar durch die Gleichung (III), das heißt sie sagt einen vorhergesagten Werts des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung vor und berechnet diesen, der der Sollwert des maximalen Heizvermögens ist, das durch den Heizkörper 4 zu erzeugen ist, ohne dass die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 verursacht wird, wenn ein Wärmepumpenbetrieb durchgeführt wird, um das Kühlmittel zum Abstrahlen von Wärme in dem Heizkörper 4 zu veranlassen und das Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher 7 in einer Umgebung zu verdampfen, in der das Fahrzeug gegenwärtig platziert ist. Qtgt = (TCO – Te) × Cpa × ρ × Qair (II) ; und QmaxNfst = f(Tam) (III), wobei Tam die vorstehend beschriebene Außenlufttemperatur ist, die durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfasst wird, Te die Temperatur des Wärmeabsorbers 9 ist, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, Cpa eine spezifische Wärme [kj/kg·K] der in den Heizkörper 4 hinein strömenden Luft ist, ρ eine Dichte (ein spezifisches Volumen) [kg/m3] der in den Heizkörper 4 hinein strömenden Luft ist und Qair ein Volumen [m3/h] der den Heizkörper 4 passierenden Luft ist (aus einer elektrischen Gebläsespannung BLV des Innengebläses 27 oder dergleichen geschätzt).
  • Es ist zu beachten, dass in der Gleichung (II) anstelle oder zusätzlich zu Qair die Temperatur der in den Heizkörper 4 hinein strömenden Luft oder die Temperatur der aus dem Heizkörper 4 heraus strömenden Luft verwendet werden kann. Zusätzlich kann der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung unter Bezugnahme auf die jeweiligen Umgebungsbedingungen korrigiert werden, wie zum Beispiel eine Zeit, eine Sonnenbestrahlungsmenge, die durch den Sonnenbestrahlungssensor 51 erfasst wird, einen Regenfall, einen Ort und Wetter- oder externe Informationen zusätzlich zu der Außenlufttemperatur Tam in der Gleichung (III).
  • Die Steuervorrichtung 32 liest Daten von dem jeweiligen Sensor bei einem Schritt S1 in einem Flussdiagramm der 4, und sie bestimmt bei einem Schritt S2, ob der vorstehend beschriebene Heizmodus ausgewählt ist oder nicht. Wenn der Heizmodus ausgewählt ist, schreitet die Steuervorrichtung 32 des Weiteren zu einen Schritt S3, um das geforderte Heizvermögen Qtgt unter Verwendung der Gleichung (II) zu berechnen.
  • (6-3) Steuerung unmittelbar nach einem Start des Heizmodus
  • Als nächstes bestimmt die Steuervorrichtung 32 bei einem Schritt S4, ob sie sich nun unmittelbar nach dem Start (ON) des Heizmodus befindet oder nicht. Im Winter wird bestimmt, dass das Fahrzeug unmittelbar gestartet wurde, aber diese Bestimmung, ob man sich unmittelbar nach dem Start befindet oder nicht, wird durch Bestimmen dessen durchgeführt, ob eine vorbestimmte Zeit oder weniger nach einem derartigen Start des Fahrzeugs verstrichen ist oder nicht, oder ob eine vorbestimmte Zeit oder weniger nach anderen Modusschaltungen zu dem Heizmodus verstrichen ist oder nicht. Es ist zu beachten, dass die Bestimmung, ob man sich unmittelbar nach dem Start befindet oder nicht, nicht von einer derartigen vorübergehenden Bestimmung abhängt, und diese kann zum Beispiel durch Bestimmen dessen durchgeführt werden, ob eine Differenz Tset – Tin zwischen einer vorbestimmten Temperatur Tset in dem Fahrzeuginneren und einer Temperatur Tin der Luft in dem Fahrzeuginneren größer ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht (Tset – Tin > der vorbestimmte Wert).
  • Wenn sie sich des Weiteren unmittelbar nach dem Start befindet, schreitet die Steuervorrichtung 32 von dem Schritt S4 zu einen Schritt S5, und sie berechnet den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung (einen geschätzten Wert) unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichung (III). Die 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung und der Außenlufttemperatur (eine Tendenz einer Änderung des vorhergesagten Werts des maximalen Heizvermögens ohne Vereisung). Das maximale Heizvermögen Qhp, das durch den Heizkörper 4 erzeugt werden kann, erhöht sich proportional zu einem Anstieg der Außenlufttemperatur Tam. Wenn des Weiteren die Außenlufttemperatur, bei der der Außenwärmetauscher 7 nicht vereist ist, als ungefähr +5°C definiert wird und der Betrieb mit dem maximalen Heizvermögen Qhp so wie er ist bei +5°C oder weniger durchgeführt wird, ist der Außenwärmetauscher 7 vereist. Wie dies durch gestrichelte Linien in der 5 gezeigt ist, gibt es daher eine Tendenz, dass sich der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung in einem Winkel verringert, der größer ist als das maximale Heizvermögen Qhp gemäß der Absenkung der Außenlufttemperatur.
  • Bei einem Schritt S5 wird der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung berechnet (geschätzt), und dann berechnet die Steuervorrichtung 32 als nächstes bei einem Schritt S6 ein Sollheizvermögen TGQech eines Heizmediumzirkulationskreislaufs 23. Das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 wird gemäß einer nachfolgend beschriebenen Gleichung (IV) berechnet. TGQech = Qtgt – QmaxNfst (IV)
  • Ein Mangel des vorhergesagten Wertes des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung zu dem geforderten Heizvermögen Qtgt ist nämlich das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23.
  • Als nächstes vergleicht die Steuervorrichtung 32 bei einem Schritt S7 den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung mit dem geforderten Heizvermögen Qtgt. Bei dem Schritt S7 bestimmt die Steuervorrichtung nämlich, ob der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung kleiner ist als das geforderte Heizvermögen Qtgt oder nicht (QmaxNfst < Qtgt). Wenn der vorhergesagte Wert kleiner ist, schreitet die Steuervorrichtung zu einen Schritt S8, um ein Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 als den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung zu definieren (TGQhp = QmaxNfst), und sie betreibt den Verdichter 2 des Kühlmittelkreislaufs R und dergleichen, so dass der Heizkörper 4 den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung erzeugt.
  • Bei dem Schritt S8 steuert die Steuervorrichtung 32 darüber hinaus die Erregung der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 und den Betrieb der Zirkulationspumpe 30, so dass gilt das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 = das geforderte Heizvermögen Qtgt – das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 (das Sollheizvermögen TGQhp = der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung), auf der Grundlage von Abgaben von dem Temperatursensor 50 der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung und des Temperatursensors 55 des Heizmedium/Luft-Wärmetauschers. Die Steuervorrichtung 32 gleicht nämlich den Mangel des vorhergesagten Wertes des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung zu dem geforderten Heizvermögen Qtgt durch das Heizen durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 aus. Folglich kann ein komfortables Heizen des Fahrzeuginneren verwirklicht werden und die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 kann verhindert werden.
  • Wenn zum Beispiel andererseits die Außenlufttemperatur vergleichsweise hoch ist und bei dem Schritt S7 bestimmt wird, dass der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung das geforderte Heizvermögen Qtgt oder größer ist (Qtgt < QmaxNfst) schreitet die Steuervorrichtung 32 zu einen Schritt S9, bei dem die Steuervorrichtung das Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 stoppt (sie stoppt die Zirkulationspumpe 30 und sie stoppt ECH aufgrund einer Nicht-Erregung der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35: TGQech = 0) und den Verdichter 2 des Kühlmittelkreislaufs R und dergleichen betreibt, so dass der Heizkörper 4 das geforderte Heizvermögen Qtgt erzeugt (TGQhp = Qtgt). Folglich kann ein überflüssiges Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 vermieden werden, um einen Anstieg des Leistungsverbrauchs zu vermeiden.
  • (6-4) Steuerung, wenn man sich nicht unmittelbar nach dem Start des Heizmodus befindet
  • Durch ein derartiges koordiniertes Heizen des Heizkörpers 4 und des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 unmittelbar nach dem Start, wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 verhindert. Aufgrund der nachfolgenden Fahrt des Fahrzeugs haftet jedoch Wasser in der Außenluft als die Vereisung an dem Außenwärmetauscher 7 in dem Heizmodus. Wenn diese Vereisung anwächst, wird der Wärmetausch zwischen dem Außenwärmetauscher 7 und der hindurchtretenden Außenluft bedeutend behindert, und eine Klimaanlagenfunktion ist verschlechtert.
  • (6-5) Eisbildungsschätzung des Außenwärmetauschers
  • Wenn man sich nicht unmittelbar nach dem Start des Heizmodus bei dem Schritt S4 befindet, zum Beispiel wenn das Fahrzeug in einer vorbestimmten Zeit oder länger nach dem Start fährt, schreitet die Steuervorrichtung 32 somit zu einen Schritt S10, um den Zustand der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 durch die Eisbildungszustandsschätzeinrichtung als eine der Steuervorrichtung 32 innewohnenden Funktion zu schätzen. Als nächstes wird ein Schätzbeispiel der Eisbildungsbestimmung an dem Außenwärmetauscher 7 unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben.
  • Die Steuervorrichtung 32 schätzt den Eisbildungszustand an dem Außenwärmetauscher 7 auf der Grundlage einer gegenwärtigen Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO des Außenwärmetauschers 7, die von dem Außenwärmetauscherdrucksensor 56 erhalten wird, und einer Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase des Außenwärmetauschers 7 bei Nicht-Vereisung, bei der die Außenluft in einer niedrigen Feuchtigkeitsumgebung ist und der Außenwärmetauscher 7 nicht vereist ist. Die Steuervorrichtung 32 bestimmt in diesem Fall die Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase des Außenwärmetauschers 7 bei Nicht-Vereisung unter Verwendung der nachfolgend beschriebenen Gleichung (V). TXObase = f(Tam, Nc, BLV, VSP) = k1 × Tam + k2 × NC + k3 × BLV + k4 × VSP (V)
  • Hinsichtlich den Parametern in der Gleichung (V) ist hierbei Tam die vorstehend beschriebene Außenlufttemperatur, die von dem Außenlufttemperatursensor 33 erhalten wird, NC ist eine Drehzahl des Verdichters 2, BLV ist eine elektrische Gebläsespannung des Innengebläses 27, VSP ist eine Geschwindigkeit, die von dem Geschwindigkeitssensor 52 erhalten wird, und k1 bis k4 sind Koeffizienten, die anhand von Experimenten im Voraus erhalten werden.
  • Die vorstehend beschriebene Außenlufttemperatur Tam ist ein Index, der eine Sauglufttemperatur des Außenwärmetauschers 7 angibt, und es gibt eine Tendenz, dass die Temperatur TXObase umso kleiner wird, je kleiner die Außenlufttemperatur Tam ist (die Sauglufttemperatur des Außenwärmetauschers 7). Daher ist der Koeffizient k1 ein positiver Wert. Es ist zu beachten, dass der Index, der die Sauglufttemperatur des Außenwärmetauschers 7 angibt, nicht auf die Außenlufttemperatur Tam beschränkt ist. Zusätzlich ist die Drehzahl NC des Verdichters 2 ein Index, der die Kühlmitteldurchsatzrate in dem Kühlmittelkreislauf R angibt, und es gibt eine Tendenz, dass die Temperatur TXObase umso kleiner wird, je größer die Drehzahl NC ist (je größer die Kühlmitteldurchsatzrate ist). Daher ist der Koeffizient k2 ein negativer Wert. Zusätzlich ist die vorstehend beschriebene elektrische Gebläsespannung BLV ein Index, der ein Luftdurchtrittsvolumen des Heizkörpers 4 angibt, und es gibt eine Tendenz, dass die Temperatur TXObase umso kleiner wird, je größer die elektrische Gebläsespannung BLV ist (je größer ein Luftdurchtrittsvolumen des Heizkörpers 4 ist). Daher ist der Koeffizient k3 ein negativer Wert. Es ist zu beachten, dass der Index, der das Luftdurchtrittsvolumen des Heizkörpers 4 angibt, nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist, und er kann ein Gebläseluftvolumen des Innengebläses 27 oder eine Öffnung SW des Luftmischdämpfers 28 sein. Zusätzlich ist die vorstehend beschriebene Geschwindigkeit VSP ein Index, der eine Luftdurchtrittsgeschwindigkeit des Außenwärmetauschers 7 angibt, und es gibt eine Tendenz, dass die Temperatur TXObase umso kleiner wird, je kleiner die Geschwindigkeit VSP ist (je kleiner die Luftdurchtrittsgeschwindigkeit des Außenwärmetauschers 7 ist). Daher ist der Koeffizient k4 ein positiver Wert. Es ist zu beachten, dass der Index, der die Luftdurchtrittsgeschwindigkeit des Außenwärmetauschers 7 angibt, nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist, und er kann eine elektrische Spannung des Außengebläses 15 sein.
  • Es ist zu beachten, dass bei dem Ausführungsbeispiel als die Parameter der Gleichung (V) die Außenlufttemperatur Tam, die Drehzahl NC des Verdichters 2, die elektrische Gebläsespannung BLV des Innengebläses 27 und die Geschwindigkeit VSP verwendet werden, aber eine Last der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 kann als ein Parameter zu diesen Parametern hinzugefügt werden. Es wird angenommen, dass Beispiele eines Index, der diese Last angibt, die Sollausgangstemperatur TAO, die Drehzahl NC des Verdichters 2, das Gebläseluftvolumen des Innengebläses 27, eine Eingangslufttemperatur des Heizkörpers 4 und die Heizkörpertemperatur Tci des Heizkörpers beinhalten, und es gibt eine Tendenz, dass die Temperatur TXObase umso kleiner wird, je größer die Last wird. Darüber hinaus kann eine Alterungsverschlechterung des Fahrzeugs (die Anzahl der Betriebsjahre oder die Anzahl der Fahrten) zu den Parametern hinzugefügt werden. Zusätzlich sind die Parameter der Gleichung (V) nicht auf alle der vorstehend beschriebenen Parameter beschränkt, und es kann nur einer der Parameter oder irgendeine Kombination der Parameter verwendet werden.
  • Als nächstes berechnet die Steuervorrichtung 32 ΔTXO (ΔTXO = TXObase – TXO) zwischen der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase bei Nicht-Vereisung, die dadurch erhalten wird, dass jeweilige gegenwärtige Parameterwerte in der Gleichung (V) substituiert werden, und der gegenwärtigen Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO, und die Steuervorrichtung bestimmt, dass die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 fortschreitet, wenn diese in einer vorbestimmten Eisbildungszustandsschätzzeit in einem Zustand andauert, in dem die Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO kleiner ist als die Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase bei Nicht-Vereisung und die Differenz ΔTXO ein vorbestimmter Eisbildungserfassungsschwellwert ΔT1 oder größer ist.
  • In der 6 zeigt eine durchgezogene Linie eine Änderung der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO des Außenwärmetauschers 7, und eine gestrichelte Linie zeigt eine Änderung der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase bei Nicht-Vereisung. Beim Beginn eines Startes des Betriebs ist die Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO des Außenwärmetauschers 7 hoch und übersteigt die Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase bei Nicht-Vereisung. Die Innentemperatur wird in einem Prozess erhöht, der den Heizmodus begleitet, und die Last der Fahrzeugklimaanlage 1 wird verringert, und somit verringert sich ebenfalls die vorstehend beschriebene Kühlmitteldurchsatzrate oder das Luftdurchtrittsvolumen des Heizkörpers 4, und TXObase (die gestrichelte Linie in der 6) steigt an, die gemäß der Gleichung (V) berechnet wird.
  • Wenn andererseits die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 beginnt, verschlechtert sich nach und nach eine Wärmetauschfunktion mit der Außenluft, so dass die Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO (die durchgezogene Linie) allmählich abfällt und dann unter TXObase fällt. Dann schreitet der Abfall der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO weiter fort und die Differenz ΔTXO (TXObase – TXO) wird größer als der Eisbildungserfassungsschwellwert ΔT1 oder mehr. Wenn darüber hinaus dieser Zustand in einer vorbestimmten Schätzzeit oder länger andauert, bestimmt die Steuervorrichtung 32, dass die Eisbildung fortschreitet. Der Begriff, dass die Eisbildung fortschreitet, beinhaltet sowohl einen Fall, in dem die Vereisung tatsächlich an dem Außenwärmetauscher 7 gebildet wird, als auch einen Fall, in dem eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Vereisung an dem Wärmetauscher 7 gebildet wird, d. h. ein Fall, in dem die Eisbildung mit einer hohen Wahrscheinlichkeit vorhergesagt wird.
  • (6-6) Eisbildungsunterbindung an dem Außenwärmetauscher
  • Wenn die Steuervorrichtung 32 das Fortschreiten der Eisbildung des Außenwärmetauschers 7 bei dem Schritt S10 bestimmt, schreitet die Steuervorrichtung zu einen Schritt S11, um das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 unter Verwendung einer nachfolgend beschriebenen Gleichung (VI) zu berechnen. TGQech = f(TXObase – TXO) (VI), wobei TGQech ≥ 0. Die Differenz ΔTXO (TXObase – TXO) zwischen der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase des Außenwärmetauschers 7 bei Nicht-Vereisung und der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO des Außenwärmetauschers 7 meint ein Maß einer Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 aus einem derartigen Grund, wie er vorstehend beschrieben ist. Die Steuervorrichtung 32 berechnet nämlich das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 auf der Grundlage des Maßes der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7.
  • Bei einem Schritt S11 definiert die Steuervorrichtung 32 des Weiteren das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 als einen Wert (Qtgt – TGQech), der durch Subtrahieren des Sollheizvermögens TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 von dem geforderten Heizvermögen Qtgt erhalten wird. Somit wird das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 verringert, und somit wird das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 zu einem Heizvermögen zum Unterbinden oder Verhindern der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7.
  • Die 7 zeigt ein Diagramm einer Änderung des Sollheizvermögens TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 32 einen Frostpunkt nicht erfassen, und somit ist in der 7 eine fein gestrichelte Linie tatsächlich nicht vorhanden, aber der Eisbildungszustand oder das Maß der Eisbildung wird gemäß dem Wert von TXObase – TXO erfasst. Wenn des Weiteren der Zustand, in dem TXO kleiner ist als TXObase, in der vorbestimmten Zeit andauert, wie dies vorstehend beschrieben ist, erhöht die Steuervorrichtung 32 TGQech gemäß dem Anstieg der Differenz ΔTXO (TXObase – TXO).
  • Es ist zu beachten, dass die Steuervorrichtung 32 bei einem Schritt S12 bestimmt, ob das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4, das bei dem Schritt S11 berechnet wird, größer ist als ein deutlich kleiner, vorbestimmter Wert Q1 oder nicht. Wenn TGQhp > Q1 gilt, schreitet die Steuervorrichtung 32 des Weiteren zu einen Schritt S13 und steuert die Erregung der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 und den Betrieb der Zirkulationspumpe 30, um das Sollheizvermögen TGQech (= f(TXObase – TXO)) zu erreichen, das gemäß der vorstehend beschriebenen Gleichung (VI) berechnet wird, und zwar auf der Grundlage von den Abgaben von dem Temperatursensor 50 der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung und dem Temperatursensor 55 des Heizmedium/Luft-Wärmetauschers.
  • Die Steuervorrichtung 32 steuert nämlich das Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 auf der Grundlage des Maßes der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7, und das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 wird als ein Wert (Qtgt – TGQech) erhalten, indem das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 von dem geforderten Heizvermögen Qtgt subtrahiert wird.
  • Wenn andererseits das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4, das bei dem Schritt S11 berechnet wird, übermäßig klein ist und der vorstehend beschriebene Wert Q1 oder kleiner ist, schreitet die Steuervorrichtung 32 von dem Schritt 512 zu dem Schritt S14, sie stoppt den Verdichter 2 des Kühlkreislaufs R, um das Heizen durch den Heizkörper 4 zu stoppen (Stoppen von HP: TGQhp = 0), und sie steuert die Erregung der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 und den Betrieb der Zirkulationspumpe 30, so dass der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 das geforderte Heizvermögen Qtgt erzeugt (TGQech = Qtgt).
  • Wenn hierbei das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 übermäßig klein ist, kann das Heizvermögen ignoriert werden, und die Sauglufttemperatur des Heizkörpers 4 stimmt im Wesentlichen mit einer Temperatur der Luft überein, die durch den Heizkörper 4 hindurchtritt, so dass der Kühlmittelkreislauf R uneffizient wird. Wenn das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 übermäßig klein (Q1 oder kleiner) wie bei dem Ausführungsbeispiel ist, kann somit die Verschlechterung des Wirkungsgrads im Voraus vermieden werden, indem das Sollheizvermögen TGQhp = 0 des Heizkörpers 4 bei dem Schritt S14 erreicht wird.
  • Es ist zu beachten, dass, wenn bei dem Schritt S10 die Differenz ΔTXO (TXObase – TXO) gleich ΔT1 oder kleiner ist, die Steuervorrichtung 32 bestimmt, dass die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 nicht fortschreitet, d. h. die Eisbildung ist noch nicht angewachsen, und die Steuervorrichtung schreitet zu dem Schritt S9, sie stoppt das Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 (sie stoppt die Zirkulationspumpe 30 und sie erregt die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 nicht, um ECH zu stoppen (TGQech = 0), und sie betreibt den Verdichter 2 des Kühlmittelkreislaufs R und dergleichen, so dass der Heizkörper 4 das geforderte Heizvermögen Qtgt erzeugt (TGQhp = Qtgt).
  • Wie dies vorstehend im Einzelnen beschrieben ist, ist bei der vorliegenden Erfindung der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 angeordnet, um die Luft zu heizen, die von dem Luftströmungskanal 3 zu dem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, und die Steuervorrichtung 32 berechnet den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung, der durch den Heizkörper 4 in einem Bereich erzeugt werden kann, in dem der Außenwärmetauscher 7 nicht vereist ist, und sie steuert das Heizen durch den Heizkörper 4 und das Heizen durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 auf der Grundlage des vorhergesagten Wertes des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung und des geforderten Heizvermögens Qtgt des Heizkörpers 4, um das geforderte Heizvermögen Qtgt zu erreichen, ohne dass die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 verursacht wird. Auch wenn der Frostpunkt nicht erfasst werden kann, der gemäß Zuständen der Temperatur und der Feuchtigkeit der Außenluft bestimmt wird und bei dem der Außenwärmetauscher 7 vereist ist, wird daher das geforderte Heizvermögen Qtgt durch das koordinierte Heizen des Heizkörpers 4 und des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 erreicht, ohne dass die Vereisung an dem Außenwärmetauscher 7 verursacht wird, und es ist möglich, das komfortable Heizen des Fahrzeuginneren zu verwirklichen.
  • Wenn in diesem Fall der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung kleiner ist als das geforderte Heizvermögen Qtgt, definiert die Steuervorrichtung 32 das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 als den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung, und sie ergänzt den Mangel zu dem geforderten Heizvermögen Qtgt durch das Heizen durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23, und wenn der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung das geforderte Heizvermögen Qtgt oder größer ist, definiert die Steuervorrichtung das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 als das geforderte Heizvermögen Qtgt, und sie stoppt das Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23, so dass es möglich ist, die Verschlechterung des Wirkungsgrads aufgrund des Heizens durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 zu minimieren. Folglich ist es möglich, jenen Nachteil wirksam zu unterbinden, dass sich die Reichweite insbesondere bei dem Elektrofahrzeug verkleinert.
  • Zusätzlich berechnet die Steuervorrichtung 32 den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung auf der Grundlage der Außenlufttemperatur Tam oder auf der Grundlage einer Zeit, einer Sonnenbestrahlung, eines Regenfalls, eines Ortes und von Wetterzuständen zusätzlich zu der Außenlufttemperatur, und somit ist es möglich, den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens QmaxNfst ohne Vereisung genau zu schätzen, bei dem der Außenwärmetauscher 7 nicht vereist ist, d. h. es ist infolgedessen möglich, den Frostpunkt genau zu schätzen und die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 wirksam zu verhindern.
  • Des Weiteren führt die Steuervorrichtung 32 die vorstehend beschriebene Steuerung unmittelbar nach dem Start des Heizmodus der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 aus, so dass es möglich ist, jenen Nachteil zu verhindern, dass die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 durch das Starten aus einem Zustand beginnt, bei dem das Fahrzeug gestoppt ist, d. h. ein Zustand, in dem der Außenwärmetauscher 7 noch nicht vereist ist, und es ist möglich, das Anwachsen der Eisbildung aufgrund der nachfolgenden Fahrt des Fahrzeugs so stark wie möglich zu unterbinden. Zusätzlich führt die Steuervorrichtung den Ausgleich durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 durch, indem der Frostpunkt ausschließlich unmittelbar nach dem Start geschätzt wird, und somit ist es auch möglich, eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs zu erreichen.
  • Zusätzlich schätzt die Steuervorrichtung 32 den Eisbildungszustand an dem Außenwärmetauscher 7, und sie führt das Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 aus, wenn sie sich nicht unmittelbar nach dem Start befindet, wenn die Vereisung an dem Außenwärmetauscher 7 gebildet wird oder wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 vorhergesagt wird, und somit ist es möglich, das Heizvermögen des Fahrzeuginneren bereitzustellen, während die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 während der Fahrt nach dem Start effektiv verhindert oder unterbunden wird.
  • Darüber hinaus berechnet die Steuervorrichtung 32 das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 auf der Grundlage des Maßes der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7, wodurch die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 unterbunden oder verhindert wird, und die Steuervorrichtung erhält den Wert des Sollheizvermögens TGQhp des Heizkörpers 4 durch Subtrahieren des Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 von dem geforderten Heizvermögen Qtgt. Daher wird das Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 genau gesteuert, während die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 verhindert oder unterbunden wird, und somit kann das komfortable Heizen des Fahrzeuginneren verwirklicht werden.
  • Auch in diesem Fall ist es zusätzlich möglich, die Verschlechterung des Wirkungsgrads gemäß dem Heizen durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 zu minimieren, und somit ist es möglich, eine Verkleinerung der Reichweite des Elektrofahrzeugs wirksam zu unterbinden.
  • Wenn in diesem Fall das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 kleiner ist als der vorbestimmte Wert, stoppt die Steuervorrichtung 32 den Betrieb des Verdichters 2, und somit kann die Verschlechterung des Wirkungsgrads in einer Situation, in der das Heizen des Heizkörpers 4 übermäßig gering ist, im Voraus vermieden werden.
  • Die Steuervorrichtung 32 schätzt insbesondere den Eisbildungszustand an dem Außenwärmetauscher 7 oder das Maß der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 auf der Grundlage der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO des Außenwärmetauschers 7 und der Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase des Außenwärmetauschers 7 bei Nicht-Vereisung. Daher kann die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 genau bestimmt werden, und die koordinierte Steuerung mit dem Heizmediumzirkulationskreislauf 23 kann ausgeführt werden. Folglich kann das Heizen durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 genau gesteuert werden, und es ist möglich, die Erhöhung des Leistungsverbrauchs zu unterbinden.
  • Wenn des Weiteren wie bei dem Ausführungsbeispiel die Hilfsheizeinrichtung durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 gebildet ist, der den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 zum Heizen der Luft, die von dem Luftströmungskanal 3 zu dem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 und die Zirkulationspumpe 30 hat, und der das Heizmedium, das durch die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 geheizt wird, durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 durch die Zirkulationspumpe 30 zirkuliert, kann die elektrische Heizvorrichtung mit einer hohen elektrischen Spannung an einer Position angeordnet werden, die von dem Fahrzeuginneren entfernt ist, und somit kann ein elektrisch sicheres Heizen des Fahrzeuginneren verwirklicht werden.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • Als nächstes zeigt die 8 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms einer Steuervorrichtung 32. Es ist in dieser Zeichnung zu beachten, dass dieselben Abschnitte wie jene, die durch F1 und F2 in dem Flussdiagramm der 4 gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, und Einzelheiten werden weggelassen. In diesem Ausführungsbeispiel ist bei einem Schritt S10 eine Differenz ΔTXO (TXObase – TXO) gleich ΔT1 oder kleiner, und die Eisbildung an einem Außenwärmetauscher 7 schreitet nicht fort. Wenn nämlich bestimmt wird, dass keine Vereisung an dem Außenwärmetauscher 7 gebildet wird, schreitet die Steuervorrichtung direkt zu einen Schritt S9, und sie versetzt eine elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 nicht in einen nicht-erregten Zustand, aber sie führt bei einem Schritt S15 in diesem Fall eine Stufensteuerung aus.
  • Die 8 zeigt die Stufensteuerung des Schrittes S15 von diesem Ausführungsbeispiel in ihrem unteren Teil. Wenn sie sich nicht mehr unmittelbar nach dem Start eines Heizmodus befindet, d. h., wenn die Steuervorrichtung von dem Schritt S4 zu dem Schritt S10 schreitet und die Differenz ΔTXO (TXObase – TXO) gleich ΔT1 oder kleiner ist, verringert die Steuervorrichtung 32 ein Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 allmählich oder in Stufen bei dem Schritt S15.
  • Andererseits wird ein Sollheizvermögen TGQhp eines Heizkörpers 4 gemäß TGQhp = Qtgt – TGQech ähnlich wie bei dem Schritt S11 berechnet. Daher wird das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 allmählich oder in Stufen erhöht. Des Weiteren schreitet die Steuervorrichtung schließlich zu dem Schritt S9, bei dem ein Heizen durch einen Heizmediumzirkulationskreislauf 23 gestoppt wird (eine Zirkulationspumpe 30 wird gestoppt und die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 ist nicht erregt, um ECH zu stoppen: TGQech = 0), und die Steuervorrichtung betreibt einen Verdichter 2 eines Kühlmittelkreislaufs R und dergleichen, so dass der Heizkörper 4 ein gefordertes Heizvermögen Qtgt erzeugt (TGQhp = Qtgt).
  • Hierbei kann eine Änderung des Heizvermögens, das durch den Heizkörper 4 unter einer Betriebssteuerung des Verdichters 2 zu erzeugen ist, nach einer Verringerung des Heizvermögens durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 aufgrund eines Stopps der Zufuhr des Heizmediums mit hoher Temperatur zu dem Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 verzögert sein. Wenn zusätzlich die Steuervorrichtung nach dem Schritt S10 zu dem Schritt S9 schreitet, bei dem das Sollheizvermögen TGQech des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 gleich 0 ist und das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 zu dem geforderten Heizvermögen Qtgt schnell ansteigt, besteht eine Gefahr, dass eine Vereisung übergangsweise an dem Außenwärmetauscher 7 in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen gebildet wird.
  • Wenn jedoch die Steuervorrichtung 32 bestimmt, dass die Vereisung nicht an dem Außenwärmetauscher 7 gebildet wird, senkt die Steuervorrichtung wie bei diesem Ausführungsbeispiel bei dem Schritt S15 das Heizen durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 allmählich oder in Stufen ab und stoppt schließlich das Heizen. In diesem Fall ist es möglich, jenen Nachteil zu unterbinden, dass eine Temperatur der Luft, die zu einem Fahrzeuginneren zu blasen ist, aufgrund einer derartigen Verzögerung des Anstiegs des Heizvermögens des Heizkörpers 4 schnell verändert wird.
  • Zusätzlich wird das Sollheizvermögen TGQhp des Heizkörpers 4 allmählich oder in Stufen erhöht, und somit kann eine übergangsweise Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 verhindert oder unterbunden werden.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • Als nächstes zeigt die 9 eine Aufbauansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in einem Außenwärmetauscher 7 kein Aufnahmetrocknungsabschnitt 14 und kein Unterkühlabschnitt 16 angeordnet, und ein Kühlmittelrohr 13A, das sich von dem Außenwärmetauscher 7 heraus erstreckt, ist mit einem Kühlmittelrohr 13B über ein Solenoidventil 17 und ein Rückschlagventil 18 verbunden. Zusätzlich ist ein Kühlmittelrohr 13D, das von dem Kühlmittelrohr 13A abzweigt, in ähnlicher Weise mit einem Kühlmittelrohr 13C an einer stromabwärtigen Seite eines Innenwärmetauschers 19 über ein Solenoidventil 21 verbunden.
  • Der übrige Aufbau ist ähnlich zu dem Beispiel der 1. Die vorliegende Erfindung ist auch bei der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 mit einem Kühlmittelkreislauf R wirksam, bei dem der Außenwärmetauscher 7, der den Aufnahmetrocknungsabschnitt 14 und den Unterkühlabschnitt 16 nicht benötigt, auf diese Weise verwendet wird.
  • Ausführungsbeispiel 4
  • Als nächstes zeigt die 10 eine Aufbauansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung.
  • Es ist zu beachten, dass ein Kühlmittelkreislauf R von diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie in der 9 ist. In diesem Fall ist zusätzlich ein Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 eines Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 an einer stromaufwärtigen Seite eines Heizkörpers 4 zu der Luftströmung eines Luftströmungskanals 3 angeordnet, die eine stromabwärtige Seite eines Luftmischdämpfers 28 ist. Der übrige Aufbau ist ähnlich wie in der 9.
  • In diesem Fall ist der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 an der stromaufwärtigen Seite des Heizkörpers 4 in dem Luftströmungskanal 3 positioniert, und somit wird während eines Betriebs des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 die Luft durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 geheizt, und dann strömt sie in den Heizkörper 4. Die vorliegende Erfindung ist auch bei der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 wirksam, bei der der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 an der stromaufwärtigen Seite des Heizkörpers 4 auf diese Weise angeordnet ist, und insbesondere in diesem Fall tritt kein Problem aufgrund einer niedrigen Temperatur eines Heizmediums in dem Heizmediumzirkulationskreislauf 23 auf. Folglich ist das koordinierte Heizen mit dem Heizkörper 4 vereinfacht, und ein so genannter vorläufiger Betrieb, um das Heizmedium im Voraus zu heizen, ist nicht erforderlich, aber die Luft, die durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 hindurch getreten ist, strömt in nachteilhafter Weise in den Heizkörper 4, und somit wird eine Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Heizkörper 4 kleiner, was die Gefahr birgt, dass sich ein Wärmetauschwirkungsgrad verschlechtert. Wenn andererseits der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 an der stromabwärtigen Seite des Heizkörpers 4 zu der Luftströmung des Luftströmungskanals 3 angeordnet ist, wie dies in den 1 und 9 gezeigt ist, strömt die Luft, die durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 geheizt wird, nicht in den Heizkörper 4, und die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Heizkörpers 4 und jener der Luft kann zum Verhindern einer Verschlechterung einer Wärmetauschfunktion in dem Heizkörper 4 akquiriert werden, wenn dies mit jenem Fall verglichen wird, bei dem der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 an der stromaufwärtigen Seite des Heizkörpers angeordnet ist, wie dies in der 10 gezeigt ist.
  • Ausführungsbeispiel 5
  • Als nächstes zeigt die 11 eine Aufbauansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung. Hauptbestandteile eines Kühlmittelkreislaufs R und eines Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 von diesem Ausführungsbeispiel sind ähnlich wie jene in der 1, aber in dem Heizmediumzirkulationskreislauf 23 ist ein Heizmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher 70 angeordnet. Der Heizmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher 7 bewirkt einen Wärmetausch zwischen einem Heizmediumrohr 23A, das sich von einer Zirkulationspumpe 30 heraus erstreckt, und einem Kühlmittelrohr 13E, das sich von einem Heizkörper 4 des Kühlmittelkreislaufs R heraus erstreckt, und in dem Heizmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher 70 wird ein Heizmedium, das aus der Zirkulationspumpe 30 ausgelassen wird, einem Heizbetrieb von einem Kühlmittel ausgesetzt, das aus dem Heizkörper 4 heraus strömt. Folglich kann die Wärme aus dem Kühlmittel, das durch den Heizkörper 4 hindurch tritt, durch das Heizmedium gesammelt werden, das durch den Heizmediumzirkulationskreislauf 23 zirkuliert.
  • Somit ist in dem Heizmediumzirkulationskreislauf 23 der Heizmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher 70 angeordnet, der Wärme von dem Kühlmittel sammelt, das durch den Heizkörper 4 hindurch tritt, und somit wird die Wärme, die das durch den Heizkörper 4 hindurchtretende Kühlmittel hat, durch das Heizmedium gesammelt, das in dem Heizmediumzirkulationskreislauf 23 strömt, und sie wird zu einem Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 gefördert, so dass es möglich ist, das Heizen noch wirksamer zu unterstützen.
  • Ausführungsbeispiel 6
  • Als nächstes zeigt die 12 eine Aufbauansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung. Ein Kühlmittelkreislauf R und ein Heizmediumzirkulationskreislauf 23 von diesem Ausführungsbeispiel sind ähnlich wie jene in der 11, aber ein Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 ist an einer stromaufwärtigen Seite eines Heizkörpers 4 und an einer stromabwärtigen Seite eines Luftmischdämpfers 28 zu der Luftströmung eines Luftströmungskanals 3 angeordnet. Gemäß einem derartigen Aufbau wird ebenfalls Wärme, die ein aus dem Heizkörper 4 ausgelassenes Kühlmittel hat, durch ein Heizmedium gesammelt, das in dem Heizmediumzirkulationskreislauf 23 in einem Heizmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher 70 strömt, und sie wird zu dem Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 gefördert, so dass es möglich ist, das Heizen noch wirksamer zu unterstützen.
  • Ausführungsbeispiel 7
  • Als nächstes zeigt die 13 eine Aufbauansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung. Rohraufbauten eines Kühlmittelkreislaufs R und eines Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 von diesem Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen gleich wie jene in der 1, aber ein Heizkörper 4 ist nicht in einem Luftströmungskanal 3 angeordnet, und er ist außerhalb des Luftströmungskanals angeordnet. Stattdessen ist in diesem Fall ein Heizmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher 74 mit einer Wärmetauschbeziehung in dem Heizkörper 4 angeordnet.
  • Der Heizmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher 74 ist mit einem Heizmediumrohr 23A zwischen einer Zirkulationspumpe 30 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 und einer elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 verbunden, und der Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23 ist in dem Luftströmungskanal 3 angeordnet. Gemäß einem derartigen Aufbau wird ein Wärmetausch zwischen einem Heizmedium, das aus der Zirkulationspumpe 30 ausgelassen wird, und einem Kühlmittel bewirkt, das durch den Heizkörper 4 strömt, und das Heizmedium wird durch das Kühlmittel geheizt, es wird als nächstes durch die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 geheizt (in einem Fall, wenn die Heizvorrichtung erregt wird, um Wärme zu erzeugen), und dann strahlt es Wärme in einem Heizmedium/Luft-Wärmetauscher 40 ab, wodurch Luft geheizt wird, die von dem Luftströmungskanal 3 zu einem Fahrzeuginneren zuzuführen ist.
  • Auch bei der Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 mit einem derartigen Aufbau wird die elektrische Heizmediumheizvorrichtung 35 zum Heizen des Heizmediums erregt, das in dem Heizmediumkreislauf 23A strömt, wenn ein Heizvermögen durch den Heizkörper 4 knapp wird, so dass es möglich ist, das Heizen zu unterstützen und ein elektrisch sicheres Heizen des Fahrzeuginneren zu verwirklichen, wenn dies mit einem Fall verglichen wird, in dem die elektrische Heizvorrichtung in dem Luftströmungskanal 3 angeordnet ist, wie dies später beschrieben wird.
  • Ausführungsbeispiel 8
  • Es ist zu beachten, dass bei dem jeweiligen, vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Heizmediumzirkulationskreislauf 23 als eine Hilfsheizeinrichtung verwendet wird, aber die Hilfsheizeinrichtung kann durch eine gewöhnliche elektrische Heizvorrichtung 73 gebildet sein (z. B. eine PTC-Heizvorrichtung). Die 14 zeigt ein Aufbaubeispiel entsprechend der 1 in diesem Fall, und die 15 zeigt ein Aufbaubeispiel entsprechend der 9. In den 14 und 15 ist in diesem Fall der Heizmediumzirkulationskreislauf 23 der 1 und 9 durch die elektrische Heizvorrichtung 73 ersetzt.
  • Der übrige Aufbau und die übrige Steuerung sind im Wesentlichen gleich, und eine Steuervorrichtung 32 steuert eine Erregung der elektrischen Heizvorrichtung 73 anstelle der Zirkulationspumpe 30 und der elektrischen Heizmediumheizvorrichtung 35 des Heizmediumzirkulationskreislaufs 23, um ein Heizvermögen eines Heizkörpers 4 durch Wärme zu ergänzen, die durch die elektrische Heizvorrichtung in der gleichen Art und Weise erzeugt wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, so dass detaillierte Beschreibungen weggelassen werden. Somit kann Luft, die einem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, durch die elektrische Heizvorrichtung 73 geheizt werden, und ein derartiger Aufbau ist in vorteilhafter Weise vereinfacht, wenn dies mit jenem Fall verglichen wird, bei dem der Heizmediumzirkulationskreislauf 23 verwendet wird.
  • Es muss nicht gesagt werden, dass die elektrische Heizvorrichtung 73 an einer luftstromaufwärtigen Seite eines Heizkörpers 4 der 14 und 15 wie im Falle der 10 angeordnet sein kann, und in diesem Fall gibt es die Wirkung, dass es möglich ist, jenen Nachteil zu beseitigen, dass die Temperatur der Luft, die in das Fahrzeuginneren zuzuführen ist, in einer Anfangsphase eines Starts der Erregung der elektrischen Heizvorrichtung 73 abgesenkt ist.
  • Es ist zu beachten, dass bei den jeweiligen, vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Steuervorrichtung 32 als Eisbildungszustandsschätzeinrichtung des Außenwärmetauschers 7 einen Eisbildungszustand oder ein Maß einer Eisbildung an dem Außenwärmetauscher 7 auf der Grundlage einer Kühlmittelverdampfungstemperatur TXO des Außenwärmetauschers 7 und einer Kühlmittelverdampfungstemperatur TXObase des Außenwärmetauschers 7 bei Nicht-Vereisung schätzt, aber die Erfindungen außer jener des Anspruchs 10 sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, und die Schätzung kann durch eine Prozedur ähnlich wie jene im Falle von TXO und TXObase auf der Grundlage eines Kühlmittelverdampfungsdrucks TXO des Außenwärmetauschers 7 und eines Kühlmittelverdampfungsdrucks TXObase des Außenwärmetauschers 7 bei Nicht-Vereisung durchgeführt werden. Zusätzlich wird zum Beispiel ein tatsächliches Heizvermögen, das das tatsächliche Heizvermögen des Heizkörpers 4 ist, mit einem Heizvermögen bei Nicht-Vereisung verglichen, das das Heizvermögen des Heizkörpers 4 ist, wenn der Außenwärmetauscher 7 nicht vereist ist, und es kann geschätzt werden, dass der Außenwärmetauscher 7 vereist ist, wenn das tatsächliche Heizvermögen kleiner ist als das Heizvermögen bei Nicht-Vereisung.
  • Zusätzlich wird die vorliegende Erfindung bei den Ausführungsbeispielen auf die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung 1 angewendet, die verschiedene Betriebsmodi, wie zum Beispiel einen Heizmodus, einen Entfeuchtungs- und Heizmodus, einen Entfeuchtungs- und Kühlmodus und einen Kühlmodus ändert und ausführt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, und sie ist auch für eine Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung wirksam, die nur den Heizmodus durchführt.
  • Bei den Ausführungsbeispielen wurde darüber hinaus der Heizmediumzirkulationskreislauf 23 als das Beispiel der Hilfsheizeinrichtung beschrieben, aber die Erfindungen außer jener des Anspruchs 11 sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, und in dem Luftströmungskanal 3 kann zum Beispiel eine elektrische Heizvorrichtung (die Hilfsheizeinrichtung) angeordnet sein.
  • Zusätzlich sind der Aufbau des Kühlmittelkreislaufs R und die jeweiligen numerischen Werte, die bei dem jeweiligen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, nicht einschränkend, und es muss nicht gesagt werden, dass sie geändert werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung
    2
    Verdichter
    3
    Luftströmungskanal
    4
    Heizkörper
    6
    Außenexpansionsventil
    7
    Außenwärmetauscher
    8
    Innenexpansionsventil
    9
    Wärmeabsorber
    11
    Verdampfungsfähigkeitssteuerventil
    17, 20, 21 und 22
    Solenoidventil
    23
    Heizmediumzirkulationskreislauf (Hilfsheizeinrichtung)
    26
    Saugänderungsdämpfer
    27
    Innengebläse (Gebläselüfter)
    28
    Luftmischdämpfer
    30
    Zirkulationspumpe (Zirkulationseinrichtung)
    32
    Steuervorrichtung (Steuereinrichtung)
    35
    elektrische Heizmediumheizvorrichtung (elektrische Heizvorrichtung)
    40
    Heizmedium/Luft-Wärmetauscher
    R
    Kühlmittelkreislauf

Claims (11)

  1. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung mit: einem Verdichter, der ein Kühlmittel verdichtet; einem Luftströmungskanal, durch den Luft strömt, die einem Fahrzeuginneren zuzuführen ist, einem Heizkörper, der das Kühlmittel zum Abstrahlen von Wärme veranlasst, um die Luft zu heizen, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginneren zuzuführen ist; einem Wärmeabsorber, der das Kühlmittel zum Absorbieren von Wärme veranlasst, um die Luft zu kühlen, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginnere zuzuführen ist; einem Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginneren angeordnet ist, um das Kühlmittel zum Abstrahlen oder Absorbieren von Wärme zu veranlassen; und einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu konfiguriert ist, zumindest einen Heizmodus auszuführen, in dem das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel Wärme in dem Heizkörper abstrahlt und das Kühlmittel, von dem Wärme abgestrahlt wurde, entspannt wird und dann Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, wobei die Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung Folgendes aufweist: eine Hilfsheizeinrichtung zum Heizen der Luft, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginnere zuzuführen ist, wobei die Steuereinrichtung einen vorhergesagten Wert eines maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung berechnet, der ein Sollwert eines maximalen Heizvermögens ist, das durch den Heizkörper in einem Bereich zu erzeugen ist, in dem der Außenwärmetauscher nicht vereist ist, und die Steuereinrichtung das Heizen durch den Heizkörper und das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung auf der Grundlage des vorhergesagten Wertes des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung und eines geforderten Heizvermögens (Qtgt) steuert, das das Heizvermögen ist, das für den Heizkörper gefordert wird, um das geforderte Heizvermögen (Qtgt) zu erreichen, ohne dass eine Eisbildung an dem Außenwärmetauscher verursacht wird.
  2. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ein Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers als den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung definiert und einen Mangel des Heizvermögens zu dem geforderten Heizvermögen (Qtgt) durch das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung ausgleicht, wenn der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung kleiner ist als das geforderte Heizvermögen (Qtgt).
  3. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung das Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers als das geforderte Heizvermögen (Qtgt) definiert und das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung stoppt, wenn der vorhergesagte Wert des maximalen Heizvermögens (QmaxNfst) ohne Vereisung das geforderte Heizvermögen (Qtgt) oder größer ist.
  4. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung den vorhergesagten Wert des maximalen Heizvermögens ohne Vereisung (Qmax) auf der Grundlage einer Außenlufttemperatur oder auf der Grundlage einer Zeit, einer Sonnenbestrahlung, eines Regenfalls, eines Ortes und von Wetterbedingungen zusätzlich zu der Außenlufttemperatur berechnet.
  5. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinrichtung die Steuerung unmittelbar nach dem Start ausführt.
  6. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung eine Eisbildungszustandsschätzeinrichtung zum Schätzen eines Zustands einer Eisbildung an dem Außenwärmetauscher hat, und falls sie sich nicht unmittelbar nach dem Start befindet, führt die Steuereinrichtung das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung auf der Grundlage der Schätzung der Eisbildungszustandsschätzeinrichtung aus, wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auftritt oder wenn die Eisbildung an dem Außenwärmetauscher vorhergesagt wird.
  7. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung ein Sollheizvermögen (TGQech) der Hilfsheizeinrichtung zum Unterbinden oder Verhindern der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auf der Grundlage eines Maßes der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher berechnet, und einen Wert des Sollheizvermögens (TGQhp) des Heizkörpers durch Subtrahieren des Sollheizvermögens (TGQech) der Hilfsheizeinrichtung von dem geforderten Heizvermögen (Qtgt) erhält.
  8. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung einen Betrieb des Verdichters stoppt, wenn das Sollheizvermögen (TGQhp) des Heizkörpers kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
  9. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Steuereinrichtung das Heizen durch die Hilfsheizeinrichtung allmählich oder in Stufen absenkt und schließlich das Heizen stoppt, wenn auf der Grundlage der Schätzung der Eisbildungszustandsschätzeinrichtung geschätzt wird, dass der Außenwärmetauscher nicht vereist ist.
  10. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuereinrichtung den Zustand der Eisbildung oder das Maß der Eisbildung an dem Außenwärmetauscher auf der Grundlage einer Kühlmittelverdampfungstemperatur (TXO) des Außenwärmetauschers und einer Kühlmittelverdampfungstemperatur (TXObase) des Außenwärmetauschers bei Nicht-Vereisung schätzt.
  11. Fahrzeugklimaanlagenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Hilfsheizeinrichtung durch einen Heizmediumzirkulationskreislauf gebildet ist, mit einem Heizmedium/Luft-Wärmetauscher zum Heizen der Luft, die von dem Luftströmungskanal in das Fahrzeuginnere zuzuführen ist, einer elektrischen Heizvorrichtung und einer Zirkulationseinrichtung, und die ein Heizmedium, das durch die elektrische Heizvorrichtung geheizt wird, durch den Heizmedium/Luft-Wärmetauscher durch die Zirkulationseinrichtung zirkuliert.
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