DE112016002900T5

DE112016002900T5 - Kältekreislaufvorrichtung

Info

Publication number: DE112016002900T5
Application number: DE112016002900.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kawano; Takuya Tanihata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2018-03-08
Also published as: JP6338019B2; WO2016208268A1; US20180149396A1; CN107709901A; JPWO2016208268A1; US10451327B2; CN107709901B

Abstract

Eine Kältekreislaufvorrichtung (10) umfasst eine Einfüllmengen-Bestimmungseinheit (50b), die eine Einfüllmengenbestimmung ausführt, um zu bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung in einem Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, eine Kompressorsteuereinheit (50c), die einen Kompressor (11) steuert, und eine Dekompressionssteuereinheit (50d), die einen Drosselöffnungsgrad einer Dekompressionsvorrichtung (13) steuert. Die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit (50b) bestimmt, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist, wenn eine Wärmeabführungskapazität eines Radiators (12) eine Neigung abzunehmen in einem Fall zeigt, in dem die Dekompressionssteuereinheit (50d) einen Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung (13) verringert, während die Kompressorsteuereinheit (50c) den Kompressor (11) betreibt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf einer japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-126787 , die am 24. Juni 2015 eingereicht wurde, deren Inhalt hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kältekreislaufvorrichtung.
HINTERGRUND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise gibt es eine bekannte Wärmepumpenkühl- und -heizvorrichtung, die einen Mangel eines Kältemittels in einem Kreislauf basierend auf dem Druck eines Hochdruckkältemittels in dem Kreislauf bestimmt und dadurch einen Kompressor schützt, wenn bestimmt wird, dass das Kältemittel für den Kreislauf knapp wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Im Einzelnen offenbart das Patentdokument 1, dass der Betrieb des Kompressors aufgrund des Mangels des Kältemittels gestoppt wird, wenn der Druck des Hochdruckkältemittels in dem Kreislauf gleich oder niedriger als ein Druckwert wird, der geringfügig höher als der atmosphärische Druck ist, nachdem eine vorbestimmten Zeit seit dem Start des Betriebs des Kompressors verstrichen ist.
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. H08-313123
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Kältemittel, das in der Kältekreislaufvorrichtung verwendet wird, weist die Eigenschaft auf, dass sein Druck niedriger wird, wenn seine Temperatur abnimmt. Beispielsweise wird in dem Kältemittel, wie beispielsweise R134a unter einer ultraniedrigen Temperaturbedingung, in der die Außenlufttemperatur beispielsweise –30°C oder niedriger ist, der Druck des Hochdruckkältemittels gelegentlich gleich oder niedriger als der atmosphärische Druck (ungefähr 101,3 kPa) sein.
Wie in Patentdokument 1 beschrieben, sei angenommen, dass bestimmt wird, dass das Kältemittel im Kreislauf knapp wird, wenn der Druck des Hochdruckkältemittels im Kreislauf gleich oder niedriger als der Druckwert ist, der geringfügig höher als der atmosphärische Druck ist. In einem derartigen Fall könnte, obwohl sogar die Einfüllmenge des Kältemittels tatsächlich innerhalb eines zulässigen Bereichs ist, das Bestimmungsergebnis den Kältemittelmangel zeigen. Diese Bestimmung könnte den Kompressor unnötigerweise stoppen und ist somit unerwünscht.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, die den Mangel der Einfüllmenge des Kältemittels ungeachtet der Temperatur der externen Umgebung in geeigneter Weise bestimmen kann.
Um die oben erwähnten Aufgabe zu erreichen, untersuchten die Erfinder gewissenhaft eine Kältekreislaufvorrichtung. Folglich fanden die Erfinder heraus, dass sich das Verhalten der Kältekreislaufvorrichtung zwischen einem Normalzustand und einem Kältemittelmangelzustand unterscheidet, wenn ein Drosselöffnungsgrad einer Dekompressionsvorrichtung verringert wird. Hier ist im Normalzustand die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf der Kältekreislaufvorrichtung ausreichend. Derweil ist im Kältemittelmangelzustand die Einfüllmenge des Kältemittels unzureichend.
Das heißt, dass die Erfinder herausfanden, dass im Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, die Wärmeabführungskapazität des Radiators dazu neigt, zuzunehmen, weil die Menge der Wärmeabsorption im Verdampfer erhöht wird, wenn der Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung während des Betriebs des Kompressors verringert wird.
Im Gegensatz dazu fanden die Erfinder heraus, dass im Kältemittelmangelzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf unzureichend ist, die Wärmeabführungskapazität des Radiators dazu neigt, bei einem Drosselöffnungsgrad oder weniger der Dekompressionsvorrichtung abzunehmen, wenn der Drosselöffnungsgrad davon während des Betriebs des Kompressors verringert wird.
Die Erfinder dachten sich eine Kältekreislaufvorrichtung aus, welche die oben erwähnte Aufgabe durch Konzentration auf einen Unterschied im Verhalten der Kältekreislaufvorrichtung zwischen einem Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, und einem Kältemittelmangelzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels unzureichend ist, erreichen kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung:
einen Kompressor, der ein Kältemittel komprimiert und abgibt;
einen Radiator, der Wärme von einem Hochdruckkältemittel abführt, das von dem Kompressor abgegeben wird;
eine Dekompressionsvorrichtung, die das Hochdruckkältemittel dekomprimiert, das durch den Radiator hindurchgegangen ist;
einen Verdampfer, der ein Niederdruckkältemittel verdampft, das durch die Dekompressionsvorrichtung dekomprimiert wird;
einen Akkumulator, der das Niederdruckkältemittel, das durch den Verdampfer gegangen ist, in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel trennt und bewirkt, dass das getrennte gasphasige Kältemittel in Richtung einer Seite einer Ansaugöffnung des Kompressors ausströmt;
eine Einfüllmengen-Bestimmungseinheit, die eine Einfüllmengenbestimmung ausführt, um zu bestimmen, ob oder nicht sie in einem Kältemittelmangelzustand ist, in dem eine Einfüllmenge des Kältemittels, das in einem Kältemittelkreislauf eingefüllt ist, unzureichend ist;
eine Kompressorsteuereinheit, die einen Betriebszustand des Kompressors steuert; und
eine Dekompressionssteuereinheit, die einen Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung steuert.
Des Weiteren bestimmt die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit den Kältemittelmangelzustand, wenn eine Wärmeabführkapazität des Radiators eine Neigung zeigt, in einem Fall abzunehmen, in dem die Dekompressionssteuereinheit einen Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung verringert, während die Dekompressionssteuereinheit den Kompressor betreibt.
Auf diese Weise ist die Kältekreislaufvorrichtung konfiguriert, um zu bestimmen, ob sie im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, basierend auf einer Änderung in der Wärmeabführungskapazität des Radiators, wenn der Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung während des Betriebs des Kompressors verringert wird. Somit ist es möglich, in geeigneter Wese zu bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, ungeachtet der Temperatur der externen Umgebung, der Eigenschaften des Kältemittels und dergleichen.
Die Wärmeabführungskapazität des Radiators neigt dazu, sich in Korrelation mit dem Druck des Hochdruckkältemittels zu ändern. Im Einzelnen neigt die Wärmeabführungskapazität des Radiators dazu, abzunehmen, wenn der Druck des Hochdruckkältemittels verringert wird. Derweil neigt die Wärmeabführungskapazität des Radiators dazu, zuzunehmen, wenn der Druck des Hochdruckkältemittels angehoben wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung
einen hochdruckseitigen Druckdetektor, der einen Druck des Hochdruckkältemittels erfasst, der von einer Seite einer Kältemittelabgabeöffnung des Kompressors zu einer Seite eines Kältemitteleinlasses der Dekompressionsvorrichtung führt, wobei die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand in einem Fall ist, in dem der Druck des Hochdruckkältemittels eine Neigung abzunehmen zeigt, wenn die Dekompressionssteuereinheit den Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung verringert, während die Kompressorsteuereinheit den Kompressor betreibt.
Auf diese Weise ist die Kältekreislaufvorrichtung konfiguriert, um zu bestimmen, ob sie im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, basierend auf dem Druck des Hochdruckkältemittels, der sich in Korrelation mit der Wärmeabführungskapazität des Radiators ändert. Somit ist es möglich, die Genauigkeit der Bestimmung darüber zu verbessern, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Fahrzeugklimaanlage, die eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Klimatisierungscontroller der Kältekreislaufvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung zeigt, die von dem Klimatisierungscontroller gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der normalen Klimatisierungsverarbeitung zeigt, die von dem Klimatisierungscontroller gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
5 ist ein Diagramm, das einen geöffneten/geschlossenen Zustand eines niederdruckseitigen An-Aus-Ventils in jedem Betriebsmodus der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Diagramm, das Öffnungsgrade von jeweiligen Expansionsventilen in jedem Betriebsmodus der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Strömung eines Kältemittels in einem Luftkühlmodus und einem Entfeuchtungsheizmodus der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Strömung eines Kältemittels in einem Luftheizmodus der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung im Abgabekältemitteldruck beim Ausführen der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung zeigt, wenn die Einfüllmenge eines Kältemittels geeignet ist.
10 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung im Abgabekältemitteldruck beim Ausführen der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung zeigt, wenn die Einfüllmenge eines Kältemittels unzureichend ist.
11 ist ein Eigenschaftsdiagramm, das eine Korrelationseigenschaft zwischen einem Drosselöffnungsgrad eines ersten Expansionsventils und einer Enthalpie auf einer Auslassseite des Kondensators zeigt.
12 ist ein Eigenschaftsdiagramm, das eine Beziehung zwischen der Enthalpie auf der Auslassseite des Kondensators und einer notwendigen Kältemittelmenge in der Kältekreislaufvorrichtung zeigt.
13 ist eine graphische Darstellung, die Änderungen im Überhitzungsgrad und dem Abgabekältemitteldruck mit Bezug auf die Enthalpie auf der Auslassseite des Kondensators beim Ausführen der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung zeigt, wenn die Einfüllmenge des Kältemittels unzureichend ist.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung zeigt, die von dem Klimatisierungscontroller gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
15 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung zeigt, die von dem Klimatisierungscontroller gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung zeigt, die von dem Klimatisierungscontroller gemäß einer dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den folgenden jeweiligen Ausführungsformen werden die gleichen oder äquivalenten Teile wie diejenigen, die in den vorherigen Ausführungsformen erläutert werden, durch die gleiche Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung davon wird in einigen Fällen weggelassen.
Wenn lediglich ein Teil einer Komponente in den nachstehenden Ausführungsformen erläutert wird, können andere Teile der Komponente auf Komponenten angewendet werden, die in der(den) vorherigen Ausführungsform(en) erläutert werden.
Wenn es eine Mehrzahl von Ausführungsformen gibt, können einige von ihnen teilweise miteinander insbesondere dann kombiniert werden, solange wie die Kombination kein Problem hervorruft, soweit es nicht anders vorgegeben ist.
(Erste Ausführungsform)
Zuerst wird eine erste Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 14 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird eine Kältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung in einem Fahrzeugklimaanlage 1 beispielhaft verwendet.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann in dieser Ausführungsform konfiguriert sein, um in einen Luftkühlmodus zum Durchführen einer Luftkühlung eines Fahrzeuginnenraums als einen Raum, der zu klimatisieren ist, einen Entfeuchtungsheizmodus zum Durchführen einer Luftheizung während eines Entfeuchtens des Fahrzeuginnenraums oder einen Luftheizmodus zum Durchführen einer Luftheizung des Fahrzeuginnenraums umzuschalten.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann in dieser Ausführungsform konfiguriert sein, um nicht nur eine normale Klimatisierung, die eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraum beinhaltet, während ein Insasse auf dem Fahrzeug fährt, sondern ebenfalls eine Vorklimatisierung auszuführen, die eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums beinhaltet, bevor der Insasse auf dem Fahrzeug fährt. Die Fahrzeugklimaanlage 1 ist in dieser Ausführungsform konfiguriert, um die Vorklimatisierung mit Leistung auszuführen, die von einer im Fahrzeug-angebrachten Batterie (nicht gezeigt) oder einer externen Leistungsquelle zugeführt wird.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Fahrzeugklimaanlage 1 in dieser Ausführungsform die Kältekreislaufvorrichtung 10 und eine Innenraumklimatisierungseinheit 30 als Hauptkomponenten.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 ist aus einem Dampfkompressions-Kältekreislauf konfiguriert, der einen Kompressor 11, einen Innenraumkondensators 12, ein erstes Expansionsventil 13, einen Außenraumwärmetauscher 14, ein zweites Expansionsventil 18, einen Innenraumverdampfer 19 und einen Akkumulator 22 umfasst.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 konfiguriert in dieser Ausführungsform einen unterkritischen Dampfkompressions-Kältekreislauf, in dem ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck in dem Kreislauf den kritischen Druck des Kältemittels unter Verwendung eines Fluorkohlenwasserstoff(HFC)-basierten Kältemittels (z. B. R134a) als das Kältemittel nicht überschreitet. Offensichtlich kann ein Fluoroolefin(HFO)-basiertes Kältemittel (z. B. R1234yf) oder dergleichen als das Kältemittel angenommen werden.
Das Kältemittel in der Kältekreislaufvorrichtung 10 enthält ein Kältemittelöl, das darin als ein Schmiermittelöl gemischt ist, um jeweilige Komponenten innerhalb des Kompressors 11 zu schmieren. Ein Teil des Schmieröls zirkuliert durch den Kreislauf mit dem Kältemittel.
Der Kompressor 11 ist als eine Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10 in einem internen Raum einer Haube (nicht gezeigt) des Fahrzeugs angeordnet. Der Kompressor 11 dient dazu, das Kältemittel in der Kältekreislaufvorrichtung 10 zu ziehen, zu komprimieren und abzugeben.
Der Kompressor 11 ist aus einem elektrischen Kompressor konfiguriert, der einen Kompressionsmechanismus (nicht gezeigt) aufweist, der von einem elektrischen Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Der zur Verwendung geeignete Kompressionsmechanismus kann verschiedene Typen von Kompressionsmechanismen, wie beispielsweise einen Spiralkompressionsmechanismus und einen Flügelzellenkompressionsmechanismus, umfassen. Der elektrische Motor ist ein Wechselstrommotor, dessen Betrieb durch einen Wechselstrom gesteuert wird, der von einem in 2 gezeigten Inverter 11a ausgegeben wird.
Der Innenraumkondensator 12 ist mit der Seite einer Kältemittelabgabeöffnung des Kompressors 11 verbunden. Der Innenraumkondensator 12 ist ein Radiator, der Wärme von einem Hochdruck-Kältemittel abführt, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird. Der Innenraumkondensator 12 in dieser Ausführungsform ist in einem Klimatisierungsgehäuse 31 der Innenraumklimatisierungseinheit 30 angeordnet, die später beschrieben wird. Der Innenraumkondensator 12 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, und Belüftungsluft, die durch den Innenraumverdampfer 19 läuft, tauscht, um dadurch die Belüftungsluft zu erwärmen.
Das erste Expansionsventil 13 ist mit einer Seite eines Kältemittelauslasses des Innenraumkondensators 12 verbunden. Das erste Expansionsventil 13 ist eine Dekompressionsvorrichtung, die das aus dem Innenraumkondensator 12 strömende Hochdruckkältemittel dekomprimiert. Das erste Expansionsventil 13 umfasst einen Ventilkörper, der einen variablen Drosselöffnungsgrad aufweist, und einen Aktuator, der den Ventilkörper antreibt.
Das erste Expansionsventil 13 in dieser Ausführungsform ist aus einem variablen Drosselmechanismus konfiguriert, der auf jeweils einen eines Drosselzustands zum Zeigen der Dekompressionsfunktion und eines vollständig offenen Zustands zum Nicht-Zeigen der Dekompressionsfunktion eingestellt werden kann. Ferner ist das erste Expansionsventil 13 aus einem variablen elektrischen Drosselmechanismus konfiguriert, der durch ein Steuersignal von einem Klimatisierungscontroller 50 gesteuert wird.
Der Außenraumwärmetauscher 14 ist mit einer Seite des Kältemittelauslasses des ersten Expansionsventil 13 verbunden. Der Außenraumwärmetauscher 14 ist ein Wärmetauscher, der in dem internen Raum der Haube im Fahrzeug angeordnet ist und Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 gelaufen ist, und Luft außerhalb eines Fahrzeugraums (d. h. Außenluft), die von einem Außenraumventilator 14a geblasen wird, tauscht.
Der Außenraumwärmetauscher 14 dient als ein Verdampfer, der ein Niederdruckkältemittel verdampft, das durch das erste Expansionsventil 13 als die Dekompressionsvorrichtung im Luftheizmodus gelaufen ist. Ferner dient der Außenraumwärmetauscher 14 als ein Radiator, der Wärme von dem Hochdruck-Kältemittel abführt, das von dem Kompressor 11 zumindest im Luftkühlmodus abgegeben wird. Es kann interpretiert werden, dass in der Kältekreislaufvorrichtung 10 dieser Ausführungsform der Außenraumwärmetauscher 14 den Verdampfer konfiguriert, der das Niederdruckkältemittel verdampft, das durch das erste Expansionsventil 13 als die Dekompressionsvorrichtung gelaufen ist.
Hier ist der Außenraumventilator 14a ein Gebläse, das der Außenluft ermöglicht, in den Außenraumwärmetauscher 14 zu strömen. Der Außenraumventilator 14a in dieser Ausführungsform ist aus einem elektrischen Ventilator konfiguriert, der durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von dem Klimatisierungscontroller 50 ausgegeben wird.
Die Seite des Kältemittelauslasses des Außenraumwärmetauschers 14 ist mit einem niederdruckseitigen Zweigabschnitt 15 verbunden, der die Strömung des aus dem Außenraumwärmetauscher 14 strömenden Kältemittels verzweigt. Der niederdruckseitige Zweigabschnitt 15 ist aus einer Drei-Wege-Verbindung mit drei Einström/Ausström-Öffnungen konfiguriert, wobei eine davon als eine Kältemitteleinströmöffnung dient und die verbleibenden beide davon als Kältemittelausstromöffnungen dienen.
In dem niederdruckseitigen Zweigabschnitt 15 ist eine Kältemittelausstromöffnung mit einem Niederdruckkältemitteldurchgang 16 verbunden und die andere Kältemittelausstromöffnung ist mit einem Niederdruck-Umgehungsdurchgang 17 verbunden. Der Niederdruckkältemitteldurchgang 16 ist ein Kältemitteldurchgang, der das Kältemittel zu dem später zu beschreibenden Akkumulator 22 über das zweite Expansionsventil 18 und den Innenraumverdampfer 19 führt.
Das zweite Expansionsventil 18 ist eine Dekompressionsvorrichtung, die das Kältemittel dekomprimiert, das aus dem als ein Radiator dienenden Außenraumwärmetauscher 14 strömt. Das zweite Expansionsventil 18 in dieser Ausführungsform ist aus einem variablen Drosselmechanismus konfiguriert, der auf jeweils einen eines Drosselzustands zum Zeigen der Dekompressionsfunktion und eines vollständig geschlossenen Zustands zum Unterbrechen der Strömung des Kältemittels eingestellt werden kann. Des Weiteren ist das zweite Expansionsventil 18 aus einem variablen elektrischen Drosselmechanismus konfiguriert, der durch ein von dem Klimatisierungscontroller 50 ausgegebenes Steuersignal auf die gleiche Art und Weise wie das erste Expansionsventil 13 gesteuert wird.
Der Innenraumverdampfer 19 ist auf einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf den Innenraumkondensator 12 innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 31 der später zu beschreibenden Innenraumklimatisierungseinheit 30 angeordnet. Der Innenraumverdampfer 19 ist ein Verdampfer, der ein Niederdruckkältemittel verdampft, das durch das zweite Expansionsventil 18 als die Dekompressionsvorrichtung gelaufen ist.
Ferner ist der Innenraumverdampfer 19 in dieser Ausführungsform der Verdampfer, der Belüftungsluft, die vor dem Laufen durch den Innenraumkondensator 12 bereitgestellt wird, durch Tauschen von Wärme zwischen der Belüftungsluft und dem Niederdruckkältemittel kühlt, das durch das zweite Expansionsventil 18 gelaufen ist, um dadurch das Niederdruckkältemittel zu verdampfen.
Der Niederdruck-Umgehungsdurchgang 17 ist ein Kältemitteldurchgang, der das Kältemittel zu dem später zu beschreibenden Akkumulator 22 führt, während das zweite Expansionsventil 18 und der Innenraumverdampfer 19 umgangen wird. Der Niederdruck-Umgehungsdurchgang 17 ist mit einem niederdruckseitigen An-Aus-Ventil 20 versehen, das den Niederdruck-Umgehungsdurchgang 17 öffnet und schließt.
Das Kältemittel, das aus dem Außenraumwärmetauscher 14 strömt, strömt in den Niederdruck-Umgehungsdurchgang 17, wenn das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 geöffnet ist und das zweite Expansionsventil 18 in einem vollständig geschlossenen Zustand ist. Derweil strömt das Kältemittel, das aus dem Außenraumwärmetauscher 14 strömt, in den Niederdruckkältemitteldurchgang 16, wenn das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 geschlossen und das zweite Expansionsventil 18 in einem gedrosselten Zustand ist. Daher dienen in dieser Ausführungsform das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 und das zweite Expansionsventil 18 als ein Durchgangsumschaltabschnitt, der den Kältemitteldurchgang für das aus dem Außenraumwärmetauscher 14 strömende Kältemittel entweder in den Niederdruckkältemitteldurchgang 16 oder den Niederdruck-Umgehungsdurchgang 17 umschaltet. Das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 kann aus einem Strömungspfad-Umschaltventil konfiguriert sein. Wenn das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 aus dem Strömungspfad-Umschaltventil konfiguriert ist, kann das Strömungspfad-Umschaltventil in dem niederdruckseitigen Zweigabschnitt 15 oder einem niederdruckseitigen Zusammenführungsabschnitt 21 angeordnet sein.
Der niederdruckseitige Zusammenführungsabschnitt 21 zwischen dem Niederdruckkältemitteldurchgang 16 und dem Niederdruck-Umgehungsdurchgang 17 ist mit der stromabwärtigen Seite der Kältemittelströmung mit Bezug auf den Innenraumverdampfer 19 und dem niederdruckseitigen An-Aus-Ventil 20 verbunden. Der niederdruckseitige Zusammenführungsabschnitt 21 ist aus einer Drei-Wege-Verbindung mit drei Einström-/Ausströmöffnungen konfiguriert, von denen eine als eine Kältemittelausströmöffnung und die verbleibenden beiden davon als Kältemitteleinströmöffnungen dienen.
Der Akkumulator 22 ist mit einer Seite der Kältemittelausströmöffnung des niederdruckseitigen Zusammenführungsabschnitts 21 verbunden. Der Akkumulator 22 trennt das dahinein strömende Kältemittel in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel und strömt das getrennte gasphasiges Kältemittel und ein in dem Kältemittel enthaltenes Schmiermittelöl in Richtung einer Seite der Kältemittelansaugöffnung des Kompressors 11 aus.
Der Akkumulator 22 dient ebenfalls als ein Reservoir, um darin das getrennte flüssigphasige Kältemittel als ein übermäßiges Kältemittel im Kreislauf zu speichern. Somit dient der Akkumulator 22 dazu, das Ziehen des flüssigphasigen Kältemittels in den Kompressor 11 zu unterdrücken und die Flüssigkeitskompression im Kompressor 11 zu verhindern.
Als Nächstes wird die Innenraumklimatisierungseinheit 30 beschrieben. Die Innenraumklimatisierungseinheit 30 ist innerhalb eines Armaturenbretts (d. h. einer Instrumententafel) an dem vordersten Abschnitt des Fahrzeuginnenraum angeordnet. Die Innenraumklimatisierungseinheit 30 weist das Klimatisierungsgehäuse 31, das ihre Außenhülle bildet, und einen Luftdurchgang für Belüftungsluft auf, die in den Fahrzeuginnenraum zu blasen ist.
Auf der stromaufwärtigsten Seite der Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse 31 ist ein Innen-/Außenluftschalter 32 angeordnet, um zwischen Luft innerhalb des Fahrzeugraums (d. h. Innenluft) und der Außenluft umzuschalten und um die umgeschaltete Luft in das Klimatisierungsgehäuse einzuführen. Der Innen-/Außenluftschalter 32 ist eine Vorrichtung, die Öffnungsflächen einer Innenlufteinführungsöffnung und einer Außenlufteinführungsöffnung durch Verwenden einer Innenluft-/Außenluftumschaltklappe einstellt, um dadurch das Verhältnis des Volumens der Innenluft zu dem der Außenluft in das Klimatisierungsgehäuse 31 zu ändern.
Ein Gebläse 33 ist auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf den Innen-/Außenluftschalter 32 angeordnet, um die Luft, die dahinein von dem Innen-/Außenluftschalter 32 eingeführt wird, in Richtung des Fahrzeuginnenraums zu blasen. Das Gebläse 33 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Zentrifugalventilator 33a, wie beispielsweise eine Sirocco-Ventilator, umfasst, der von einem elektrischen Motor 33b angetrieben wird. Die Blaskapazität (beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen) des Gebläses 33 wird durch eine Steuerspannung gesteuert, die von dem Klimatisierungscontroller 50 ausgegeben wird.
Auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung relativ zu dem Gebläse 33 sind der Innenraumverdampfer 19 und der Innenraumkondensator 12 in dieser Reihenfolge mit Bezug auf die Belüftungsluftströmung angeordnet. Mit anderen Worten ist der Innenraumverdampfer 19 auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf den Innenraumkondensator 12 angeordnet.
Ein Kaltluftumgehungsdurchgang 34 wird innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 31 bereitgestellt, um der Belüftungsluft zu ermöglichen, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist, zu strömen, während der Innenraumkondensator 12 umgangen wird. Eine Luftmischklappe 35 ist innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 31 auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf den Innenraumverdampfer 19 und auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf den Innenraumkondensator 12 angeordnet.
Die Luftmischklappe 35 dient als ein Temperatureinstellabschnitt, der die Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum zu blasenden Luft durch Regeln des Verhältnisses des Volumens der Luft, die durch den Innenraumkondensator 12 läuft, zu dem Volumen der Luft, die durch den Kaltluftumgehungsdurchgang 34 läuft, in der durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufenen Belüftungsluft einstellt. Die Arbeitsweise der Luftmischklappe 35 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von dem Klimatisierungscontroller 50 ausgegeben wird.
Ein Zusammenführungsraum (nicht gezeigt) zum Zusammenführen heißer Luft, die durch den Innenraumkondensator 12 gelaufen ist, und kalter Luft, die durch den Kaltluftumgehungsdurchgang 34 gelaufen ist, ist auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf den Innenraumkondensator 12 und den Kaltluftumgehungsdurchgang 34 ausgebildet.
Das Klimatisierungsgehäuse 31 weist an seinem Teil auf der stromabwärtigsten Seite der Luftströmung eine Mehrzahl von Öffnungen auf, durch welche die in dem Zusammenführungsraum zusammengeführte Belüftungsluft in Richtung des Fahrzeuginnenraums ausgeblasen wird. Obwohl nicht gezeigt, ist das Klimatisierungsgehäuse 31 mit den Öffnungen versehen, die eine Entfrosteröffnung zum Ausblasen der Luft in Richtung der Innenoberfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs, eine Gesichtsöffnung zum Ausblasen der klimatisierten Luft in Richtung des Oberkörpers des Insassen in den Fahrzeuginnenraum und eine Fußöffnung zum Ausblasen der klimatisierten Luft in Richtung der Füße des Insassen umfassen.
Obwohl nicht gezeigt, sind eine Entfrosterklappe, eine Gesichtsklappe und eine Fußklappe auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf die jeweiligen Öffnungen als Blasmodusklappen zum Einstellen der Öffnungsflächen der jeweiligen Öffnungen angeordnet. Diese Blasmodusklappen werden von einem Aktuator, dessen Arbeitsweise durch ein von dem Klimatisierungscontroller 50 ausgegebenes Steuersignal gesteuert wird, über einen Verbindungsmechanismus (nicht gezeigt) oder dergleichen angetrieben.
Ein Gesichtsluftauslass, ein Fußluftauslass und ein Entfrosterluftauslass (nicht gezeigt), die im Fahrzeuginnenraum bereitgestellt werden, sind mit der stromabwärtigen Seite der Luftströmung mit Bezug auf die jeweiligen Öffnungen über Kanäle verbunden, welche die jeweiligen Luftdurchgänge bilden.
Als Nächstes wird eine elektronische Steuereinheit der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform mit Bezug auf 2 beschrieben. Der Klimatisierungscontroller 50 ist aus einen Mikrocomputer konfiguriert, der eine Speichereinheit, wie beispielsweise die CPU, ROM und RAM, und eine periphere Schaltung davon umfasst. Der Klimatisierungscontroller 50 führt verschiedene Berechnungen und eine Verarbeitung basierend auf Steuerprogrammen durch, die in der Speichereinheit gespeichert sind. Der Klimatisierungscontroller 50 steuert die Vorgänge von verschiedenen Klimatisierungs-Steuerzielvorrichtungen, die mit seiner Ausgangsseite verbunden sind, basierend auf den verschiedenen Berechnungen und der Verarbeitung. Die Speichereinheit im Klimatisierungscontroller 50 ist aus einem nicht transitorischen physischen Speichermedium konfiguriert.
Eine Gruppe von Klimatisierungssteuersignalen ist mit der Eingangsseite des Klimatisierungscontrollers 50 verbunden. Im Einzelnen ist der Klimatisierungscontroller 50 mit Sensoren zum Erfassen des Zustands der Umgebung innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs verbunden, die einen Innenluftsensor zum Erfassen der Innenlufttemperatur, einen Außenluftsensor zum Erfassen der Außenlufttemperatur und einen Sonnenstrahlungssensor zum Erfassen der Menge der Sonnenstrahlung in den Fahrzeuginnenraum umfassen.
Der Klimatisierungscontroller 50 ist mit einem Sensor verbunden, der einen Betriebszustand der Kältekreislaufvorrichtung 10 erfasst. Im Einzelnen ist der Klimatisierungscontroller 50 mit einem ersten Temperatursensor 51, einem zweiten Temperatursensor 52, einem Kältemitteldrucksensor 53 und dergleichen verbunden. Der erste Temperatursensor 51 erfasst die Temperatur von Luft, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist. Der zweite Temperatursensor 52 erfasst die Temperatur des von dem Kompressor 11 abgegebenen Hochdruckkältemittels. Der Kältemitteldrucksensor 53 erfasst den Druck des Kältemittels, das durch den Innenraumkondensators 12 gelaufen ist.
In dieser Ausführungsform konfiguriert der Kältemitteldrucksensor 53 einen hochdruckseitigen Druckdetektor, der den Druck des Hochdruckkältemittels erfasst, der von der Seite der Kältemittelabgabeöffnung des Kompressors 11 zu der Seite des Kältemitteleinlasses des ersten Expansionsventils 13 als die Dekompressionsvorrichtung führt. Zur zweckmäßigen Erläuterung wird in dieser Ausführungsform die Temperatur der Luft, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist, hier nachstehend manchmal als eine Verdampfertemperatur Te bezeichnet. In dieser Ausführungsform wird die Temperatur des von dem Kompressor 11 abgegebenen Hochdruckkältemittels hier nachstehend manchmal als eine Abgabekältemitteltemperatur Th bezeichnet. Des Weiteren wird in dieser Ausführungsform der Druck des Kältemittels, das durch den Innenraumkondensator 12 gelaufen ist, hier nachstehend manchmal als ein Abgabekältemitteldruck Ph bezeichnet.
Der erste Temperatursensor 51 kann als ein Sensor angesehen werden, der die Temperatur einer Wärmetauschrippe im Innenraumverdampfer 19 als die Verdampfertemperatur Te direkt erfasst, als ein Sensor, der die Temperatur des durch den Innenraumverdampfer 19 strömenden Kältemittels als die Verdampfertemperatur Te oder dergleichen indirekt erfasst, wobei jedoch jeder der beiden Sensoren verwendet werden kann.
Der zweite Temperatursensor 52 kann als ein Sensor, der eine Abgabekältemitteltemperatur Th an dem Kompressor 11 direkt erfasst, als ein Sensor, der die Temperatur der Wärmetauschrippe in dem Innenraumkondensators 12 als die Abgabekältemitteltemperatur Th oder dergleichen indirekt erfasst, angesehen werden, wobei jedoch jeder der beiden Sensoren verwendet werden kann.
Der Klimatisierungscontroller 50 ist mit einer Betriebstafel 60 verbunden, auf der verschiedene Klimatisierungsbetriebsschalter angeordnet sind. Betriebssignale von verschiedenen Klimatisierungsbetriebsschaltern auf der Betriebstafel 60 werden in den Klimatisierungscontroller 50 eingegeben.
Die Betriebstafel 60 ist mit verschiedenen Klimatisierungsbetriebsschaltern versehen, die einen Betätigungsschalter für die Fahrzeugklimaanlage 1, einen Temperatureinstellschalter zum Einstellen einer Zieltemperatur des Fahrzeuginnenraums, und einen Klimatisierungsschalter zum Einstellen, ob die Belüftungsluft durch der Innenraumverdampfer 19 gekühlt wird oder nicht, umfassen.
Ferner ist die Betriebstafel 60 in dieser Ausführungsform mit einem automatischen Einstellschalter 60a zum Einstellen der automatischen Klimatisierung, der verschiedene Steuerzielvorrichtungen automatisch steuert, und einer manuellen Einstelleinheit 60b zum Einstellen der manuellen Klimatisierung, die verschiedene Steuerzielvorrichtungen durch eine manuelle Einstellung des Insassen steuert, versehen.
Die manuelle Einstelleinheit 60b ist mit einem Betriebsmodusschalter zum Einstellen eines Betriebsmodus der Kältekreislaufvorrichtung 10, einem Blasvolumeneinstellschalter zum Einstellen der Blaskapazität des Gebläses 33, einem Ansaugeinstellschalter zum Einstellen eines Ansaugöffnungsmodus, einem Blaseinstellschalter zum Einstellen eines Luftauslassmodus und dergleichen versehen.
Der Klimatisierungscontroller 50 ist in dieser Ausführungsform mit einer Informationseinheit 70 verbunden, die einen Insassen als einen Benutzer über die Abnormalität der Kältekreislaufvorrichtung 10 informiert. Die Informationseinheit 70 kann betrachtet werden, eine Sprachinformationseinheit zu sein, welche die Abnormalität durch Sprache, eine Warnleuchte auf dem Armaturenbrett, eine Informationseinheit vom Anzeigentyp mitteilt, welche die Abnormalität durch Anzeigen eines abnormalen Zustands auf einer Anzeige eines Navigationssystems und dergleichen mitteilt, wobei irgendeine dieser Formen verwendet werden kann.
Der Klimatisierungscontroller 50 ist mit einem drahtlosen Anschluss 90 (beispielsweise einer Fernbedienung) versehen, der von dem Insassen getragen wird, und einem Transceiver 50a, der ein Steuersignal mit Bezug auf eine mobile Kommunikationsvorrichtung (beispielsweise einem Mobiltelefon) überträgt und empfängt. Der drahtlose Anschluss 90 weist einen Vorklimatisierungs-Anforderungsschalter 90a zum Anfordern des Starts der Vorklimatisierung auf.
Der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die darin Steuereinheiten (beispielsweise Hardware und Software) zum Steuern der Vorgänge von verschiedenen Steuerzielvorrichtungen, die mit seiner Ausgangsseite verbunden sind, und Steuereinheiten (beispielsweise Hardware und Software) zum Ausführen verschiedener Typen von Bestimmungsverarbeitung integriert.
Beispielsweise konfiguriert eine Einfüllmengen-Bestimmungseinheit 50b im Klimatisierungscontroller 50 eine Komponente, die eine Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung ausführt, um zu bestimmen, ob oder nicht die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf unzureichend ist. Eine Kompressorsteuereinheit 50c in dem Klimatisierungscontroller 50 konfiguriert eine Komponente, die einen Betriebszustand des Kompressors 11 über den Inverter 11a steuert. Eine Dekompressionssteuereinheit 50d in dem Klimatisierungscontroller 50 konfiguriert eine Komponente, welche die jeweiligen Drosselöffnungsgrade der Expansionsventile 13 und 18 steuert.
Nun wird der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 10 mit der oben erwähnten Konfiguration und der Fahrzeugklimaanlage 1 beschrieben. Die Fahrzeugklimaanlage 1 in dieser Ausführungsform kann in einen beliebigen von dem Luftkühlmodus, dem Luftheizmodus und dem Entfeuchtungsheizmodus durch die Klimatisierungs-Steuerverarbeitung, die von dem Klimatisierungscontroller 50 ausgeführt wird, umgeschaltet werden.
Die Klimatisierungs-Steuerverarbeitung, die von dem Klimatisierungscontroller 50 ausgeführt wird, wird mit Bezug auf ein in 3 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Die Klimatisierungs-Steuerverarbeitung wird mit Leistung, die dem Klimatisierungscontroller 50 zugeführt wird, ungeachtet dessen ausgeführt, ob oder nicht der Insasse als der Benutzer auf dem Fahrzeug fährt. Es sei bemerkt, dass die jeweiligen Schritte des in 3 gezeigten Ablaufdiagramms durch den Klimatisierungscontroller 50 implementiert werden und als ein Funktionsimplementierungsabschnitt interpretiert werden können, der jede der Funktionen in den jeweiligen Schritten implementiert.
Zuerst bestimmt, wie in 3 gezeigt, in der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung der Klimatisierungscontroller 50, ob die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraum angefordert wird oder nicht (S1). Im Einzelnen wird bestimmt, ob oder nicht der Betätigungsschalter der Betriebstafel 60 bestromt (beispielsweise eingeschaltet) wird und ob oder nicht der Vorklimatisierungs-Anforderungsschalter 90a des drahtlosen Anschlusses 90 bestromt (beispielsweise eingeschaltet) wird.
Wenn die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums basierend auf dem Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S1 bestimmt wird, angefordert zu werden, bestimmt der Klimatisierungscontroller 50, ob oder nicht die Anforderung zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraum für die Vorklimatisierung bestimmt ist (S2). Im Einzelnen wird in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S2 bestimmt, ob oder nicht ein Signal, das die Vorklimatisierung anfordert, von dem drahtlosen Anschluss 90 zu dem Klimatisierungscontroller 50 übertragen wird.
Wenn die Anforderung zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums bestimmt wird, nicht für die Vorklimatisierung basierend auf dem Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S2 bestimmt zu sein, führt der Klimatisierungscontroller 50 die normale Klimatisierungsverarbeitung aus (S3). Die Einzelheiten der normalen Klimatisierungsverarbeitung in Schritt S3 werden nachstehend unter Verwendung des Ablaufdiagramms von 4 beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, führt der Klimatisierungscontroller 50 eine Initialisierungsverarbeitung durch, welche die Initialisierung eines Flag, eines Zeitgebers usw., die in einer Speichereinheit gespeichert sind, und das Ausrichten verschiedener Steuerzielvorrichtungen an jeweiligen Initialisierungspositionen umfasst (S100). In der Initialisierungsverarbeitung wird ein derartiger Parameter ist manchmal mit einem vorherigen Wert ausgerichtet, der in der Speichereinheit gespeichert ist, wenn der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 10 gestoppt ist.
Beispielsweise ist ein später erwähntes Kältemittelmangel-Flag mit einem vorherigen Wert ausgerichtet, der in der Speichereinheit gespeichert ist, wenn der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 10 gestoppt wird. Es sei bemerkt, dass die Initialisierungsverarbeitung eine Verarbeitung ist, die lediglich einmal am Start des Betriebs der Kältekreislaufvorrichtung 10 ausgeführt wird. Das heißt, nachdem die Initialisierungsverarbeitung einmal ausgeführt ist, überspringt der Betrieb diese Verarbeitung und geht zu der nächsten Verarbeitung weiter (S110).
Anschließend liest der Klimatisierungscontroller 50 ein Betriebssignal von der Betriebstafel 60 (S110). Der Klimatisierungscontroller 50 liest jeweilige Sensorsignale von der Gruppe der Klimatisierungssteuersignale ein (S120). Dann berechnet der Klimatisierungscontroller 50 eine Zielluftauslasstemperatur TAO der Belüftungsluft, die in den Fahrzeuginnenraum zu blasen ist, basierend auf verschiedenen bei der Verarbeitung in Schritten S110 und S120 gelesenen Signalen (S130).
Im Einzelnen wird bei der Verarbeitung bei Schritt S130 die Zielluftauslasstemperatur TAO unter Verwendung der nachstehenden Formel F1 berechnet. TAO = Kset × Tset – Kr × Tr – Kam × Tam – KS × As + C (F1), wobei Tset eine Zieltemperatur des Fahrzeuginnenraums ist, die von einem Temperatureinstellschalter eingestellt wird, Tr ein Erfassungssignal ist, das von dem Innenluftsensor erfasst wird, Tam ein Erfassungssignal ist, das von dem Außenluftsensor erfasst wird, und As ein Erfassungssignal ist, das von dem Sonnenstrahlungssensor erfasst wird. Kset, Kr, Kam und KS sind Steuerverstärkungen; und C ist eine Korrekturkonstante.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 die Blaskapazität des Gebläses 33 (S140). In der Verarbeitung bei Schritt S140 bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a ausgeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50 die Blaskapazität des Gebläses 33 gemäß der Angabe des Einstellschalters für die geblasene Luft der manuellen Einstelleinheit 60b.
Derweil bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a eingeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50 die Blaskapazität des Gebläses 33 basierend auf der in Schritt S130 berechneten Zielluftauslasstemperatur TAO mit Bezug auf das in der Speichereinheit vorgespeicherten Steuerkennfeld.
Im Einzelnen bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform, dass die Blaskapazität des Gebläses 33 um die maximale Kapazität herum ist, so dass das Volumen der von dem Gebläse 13 geblasenen Luft erhöht wird, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO entweder in einem ultraniedrigen Temperaturbereich oder einem ultrahohen Temperaturbereich ist. Ferner bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform, dass die Blaskapazität des Gebläses 33 niedriger als um die maximale Kapazität herum ist, so dass ein Blasvolumen des Gebläses 33 verringert wird, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO entweder von dem ultraniedrigen Temperaturbereich zu einem Zwischentemperaturbereich zunimmt oder von dem ultrahohen Temperaturbereich zu dem Zwischentemperaturbereich abnimmt.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 einen Ansaugöffnungsmodus, der einen Schaltzustand des Innen-/Außenluftschalters 32 angibt (S150). In der Verarbeitung bei Schritt S150 bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a ausgeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50 den Ansaugöffnungsmodus gemäß dem Ansaugeinstellschalter der manuellen Einstelleinheit 60b.
Derweil bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a eingeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50 den Ansaugöffnungsmodus basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO mit Bezug auf das in der Speichereinheit vorgespeicherte Steuerkennfeld. Der Klimatisierungscontroller 50 bestimmt in dieser Ausführungsform grundsätzlich, dass der Ansaugöffnungsmodus ein Außenluftmodus zum Einführen der Außenluft ist. Der Klimatisierungscontroller 50 bestimmt in dieser Ausführungsform, dass der Ansaugöffnungsmodus ein Innenluftmodus zum Einführen der Innenluft unter der Bedingung ist, dass die Zielluftauslasstemperatur TAO im ultraniedrigen Temperaturbereich ist und dadurch eine hohe Luftkühlleistung unter der Bedingung erforderlich ist, dass die Zielluftauslasstemperatur TAO im ultrahohen Temperaturbereich ist und dadurch eine hohe Luftheizleistung und dergleichen erforderlich ist.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 einen Luftauslassmodus (S160). In der Verarbeitung bei Schritt S160 bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a ausgeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50 den Luftauslassmodus gemäß dem Blaseinstellschalter der manuellen Einstelleinheit 60b.
Derweil bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a eingeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50 den Luflauslassmodus basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO mit Bezug auf das in der Speichereinheit vorgespeicherte Steuerkennfeld. Der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform bestimmt den Luftauslassmodus auf eine derartige Art und Weise, um von dem Fußmodus zu dem Zweistufenmodus und dann zu dem Gesichtsmodus in dieser Reihenfolge umzuschalten, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO von dem Hochtemperaturbereich zu dem Niedrigtemperaturbereich verringert wird.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 einen Betriebsmodus der Fahrzeugklimaanlage 1 (S170). In der Verarbeitung bei Schritt S170 bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a ausgeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50, dass der Betriebsmodus einer von dem Luftkühlmodus, dem Entfeuchtungsheizmodus und dem Luftheizmodus gemäß dem Betriebsmodusschalter der manuellen Einstelleinheit 60b ist.
Derweil bestimmt, wenn der automatische Einstellschalter 60a eingeschaltet ist, der Klimatisierungscontroller 50 den Betriebsmodus basierend auf verschiedenen, in Schritten S110 und S120 gelesenen Signalen und der in Schritt S130 berechneten Zielluftauslasstemperatur TAO.
Im Einzelnen wird in der Verarbeitung bei Schritt S170 bestimmt, dass der Betriebsmodus der Luftkühlmodus zum Durchführen der Luftkühlung des Fahrzeuginnenraum ist, wenn der Klimatisierungsschalter eingeschaltet ist und die Zielluftauslasstemperatur TAO niedriger als ein voreingestellter Luftkühlbezugswert ist. In der Verarbeitung bei Schritt S170 wird bestimmt, dass der Betriebsmodus der Entfeuchtungsheizmodus zum Durchführen der Entfeuchtung und der Luftheizung des Fahrzeuginnenraums ist, wenn der Klimatisierungsschalter eingeschaltet ist und die Zielluftauslasstemperatur TAO gleich oder höher als der Luftkühlbezugswert ist. In der Verarbeitung bei Schritt S170 wird bestimmt, dass der Betriebsmodus der Luftheizmodus für die Luftheizung des Fahrzeuginnenraum ist, wenn der Klimatisierungsschalter ausgeschaltet ist und die Zielluftauslasstemperatur TAO gleich oder höher als ein Luftheizbezugswert ist.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 einen geöffneten/geschlossenen Zustand des niederdruckseitigen An-Aus-Ventils 20 basierend auf dem bei Schritt S170 (S180) bestimmten Betriebsmodus. Wie in 5 gezeigt, wird in der Verarbeitung bei Schritt S180 bestimmt, dass das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 in einen geschlossenen Zustand zu bringen ist, wenn in der Verarbeitung bei Schritt S170 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus entweder der Luftkühlmodus oder der Entfeuchtungsheizmodus ist. In der Verarbeitung bei Schritt S180 wird bestimmt, dass das niederdruckseitigen An-Aus-Ventil 20 in einen offenen Zustand zu bringen ist, wenn in der Verarbeitung bei Schritt S170 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus der Luftheizmodus ist.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 die Anzahl von Umdrehungen NC des Kompressors 11 basierend auf verschiedenen, in Schritten S110 und S120 gelesenen Signalen, der in Schritt S130 berechneten Zielluftauslasstemperatur TAO und dem in Schritt S170 bestimmten Betriebsmodus (S190).
In der Verarbeitung bei Schritt S190 wird die Anzahl der Umdrehungen NC des Kompressors 11 wie folgt bestimmt, wenn in der Verarbeitung bei Schritt S170 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus entweder der Luftkühlmodus oder der Entfeuchtungsheizmodus ist. In der Verarbeitung bei Schritt S190 wird eine Zielverdampfertemperatur TEO des Innenraumverdampfers 19 basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO mit Bezug auf dem in der Speichereinheit vorgespeicherten Steuerkennfeld bestimmt. Die Zielverdampfertemperatur TEO wird bestimmt, gleich oder höher als eine Temperatur (beispielsweise 1°C) zu sein, die höher als die Frostbildungstemperatur (beispielsweise 0°C) ist, um Frostbildung (d. h. Frost) an dem Innenraumverdampfer 19 zu verhindern.
In der Verarbeitung bei Schritt S190 wird die Anzahl von Umdrehungen NC des Kompressors 11 bestimmt, so dass sich die Verdampfertemperatur Te der Zielverdampfertemperatur TEO basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampfertemperatur TEO und der Verdampfertemperatur Te annähert, die von dem ersten Temperatursensor 51 erfasst wird.
In der Verarbeitung bei Schritt S190 wird die Anzahl von Umdrehungen NC des Kompressors 11 basierend auf dem Abgabekältemitteldruck Ph, der Zielluftauslasstemperatur TAO und der Abgabekältemitteltemperatur Th bestimmt, wenn in der Verarbeitung bei Schritt S9 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus der Luftheizmodus ist.
Im Einzelnen wird in der Verarbeitung bei Schritt S190 ein Zieldruck Phd des Abgabekältemitteldrucks Ph basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO und dem Abgabekältemitteldruck Ph, der von dem Kältemitteldrucksensor 53 erfasst wird, mit Bezug auf dem in der Speichereinheit vorgespeicherten Steuerkennfeld bestimmt. In der Verarbeitung bei Schritt S190 wird die Anzahl von Umdrehungen NC des Kompressors 11 bestimmt, so dass sich der Abgabekältemitteldruck Ph dem Zieldruck Phd basierend auf einer Abweichung zwischen dem Zieldruck Phd und dem Abgabekältemitteldruck Ph annähert.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 einen Öffnungsgrad von jedem der Expansionsventile 13 und 18 (S200). In der Verarbeitung bei Schritt S200 wird bestimmt, dass das erste Expansionsventil 13 in einem vollständig offenen Zustand ist, wie in 6 gezeigt, und bestimmt, dass das zweite Expansionsventil 18 in einem Drosselzustand ist, wenn in der Verarbeitung bei Schritt S170 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus entweder im Luftkühlmodus oder im Entfeuchtungsheizmodus ist. Ein Drosselöffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 18 wird bestimmt, so dass ein Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in das zweite Expansionsventil 18 strömt, sich einer Zielunterkühlungstemperatur annähert. Der Zielunterkühlungsgrad wird bestimmt, so dass ein Leistungskoeffizient des Kreislaufs (d. h. COP) im Wesentlichen basierend auf der durch den zweiten Temperatursensor 52 erfassten Abgabekältemitteltemperatur Th und dem durch den Kältemitteldrucksensor 53 erfassten Hochdruck-Kältemitteldruck Ph mit Bezug auf das in der Speichereinheit gespeichertes Steuerkennfeld maximiert ist.
In der Verarbeitung bei Schritt S200 wird bestimmt, dass das erste Expansionsventil 13 in einem Drosselzustand ist, und dass das zweite Expansionsventil 18 in einem vollständig geschlossenen Zustand ist, wenn in der Verarbeitung bei Schritt S170 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus der Luftheizmodus ist. Ein Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 wird bestimmt, so dass sich ein Unterkühlungsgrad des in das erste Expansionsventil 13 strömenden Kältemittels der Zielunterkühlungstemperatur annähert. Der Zielunterkühlungsgrad wird basierend auf dem erfassten Wert des zweiten Temperatursensors 52 und dem erfassten Wert des Kältemitteldrucksensors 53 wie im Luftkühlmodus oder dergleichen bestimmt.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 einen Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35 (S210). In der Verarbeitung bei Schritt S210 bestimmt der Klimatisierungscontroller 50 während des Luftkühlmodus den Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35, so dass die Luftmischklappe 35 einen Luftdurchgang für den Innenraumkondensator 12 schließt und dass das gesamte Volumen der Belüftungsluft, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist, durch den Kaltluftumgehungsdurchgang 34 läuft.
In der Verarbeitung bei Schritt S210 bestimmt während des Entfeuchtungsheizmodus und des Luftheizmodus der Klimatisierungscontroller 50 den Öffnungsgrad der Luftmischklappe 35, so dass die Luftmischklappe 35 den Kaltluftumgehungsdurchgang 34 schließt und dass das gesamte Volumen der Belüftungsluft, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist, durch den Innenraumkondensator 12 läuft.
Anschließend gibt der Klimatisierungscontroller 50 die in Schritten S140 bis S210 bestimmten Steuersignale und dergleichen an jeweilige Steuerzielvorrichtungen aus (S220). Die in Schritt S3 durchgeführte normale Klimatisierungsverarbeitung, die in 3 gezeigt ist, wird auf die oben gezeigten Weisen gesteuert. Somit arbeitet die Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß dem in Schritt S170 ausgewählten Betriebsmodus wie folgt.
(A) Luftkühlmodus
Im Luftkühlmodus betreibt der Klimatisierungscontroller 50 den Kompressor 11, während das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 im geschlossenen Zustand, das erste Expansionsventil 13 im vollständig offenen Zustand und das zweite Expansionsventil 18 im Drosselzustand eingestellt ist. Somit strömt, wie durch die Pfeile in 7 angegeben, im Luftkühlmodus das von dem Kompressor 11 abgegebene Kältemittel durch den Innenraumkondensators 12, das erste Expansionsventil 13, den Außenraumwärmetauscher 14, das zweite Expansionsventil 18, den Innenraumverdampfer 19 und den Akkumulator 22 in dieser Reihenfolge und wird dann erneut in den Kompressor 11 gezogen.
Im Einzelnen strömt im Luftkühlmodus das von dem Kompressor 11 abgegebene Kältemittel in den Innenraumkondensator 12. Zu dieser Zeit schließt die Luftmischklappe 35 den Luftdurchgang für den Innenraumkondensators 12, wodurch das in den Innenraumkondensators 12 strömende Kältemittel aus dem Innenraumkondensators 12 fast ohne Abführen von Wärme in die Belüftungsluft strömt.
Da das erste Expansionsventil 13 vollständig geöffnet ist, strömt das aus dem Innenraumkondensator 12 strömende Kältemittel in den Außenraumwärmetauscher 14 fast ohne durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert zu werden. Das in den Außenraumwärmetauscher 14 strömende Kältemittel führt seine Wärme durch Tauschen von Wärme mit der Außenluft ab und wird dadurch auf den Zielunterkühlungsgrad abgekühlt.
Da das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 geschlossen und das zweite Expansionsventil 18 im Drosselzustand ist, strömt das aus dem Außenraumwärmetauscher 14 strömende Kältemittel in das zweite Expansionsventil 18, um in ein Niederdruckkältemittel dekomprimiert zu werden. Das aus dem zweiten Expansionsventil 18 strömende Niederdruckkältemittel strömt in den Innenraumverdampfer 19 und absorbiert Wärme aus der von dem Gebläse 33 geblasenen Belüftungsluft, um zu verdampfen. Auf diese Weise wird die Belüftungsluft gekühlt und entfeuchtet.
Das Kältemittel, das aus dem Innenraumverdampfer 19 strömt, strömt in den Akkumulator 22, um in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel getrennt zu werden. Das durch den Akkumulator 22 getrennte gasphasige Kältemittel wird in den Kompressor 11 gezogen und dann erneut komprimiert.
Hier wird das durch den Akkumulator 22 getrennte flüssigphasige Kältemittel in dem Akkumulator 22 als ein übermäßiges Kältemittel gespeichert, das für die Kältekreislaufvorrichtung 10 nicht notwendig ist, um eine erforderliche Kühlkapazität zu zeigen. Das gleiche gilt für den Entfeuchtungsheizmodus und den Luftheizmodus.
Wie oben erwähnt, führt im Luftkühlmodus das Kältemittel seine Wärme in den Außenraumwärmetauscher 14 ab und das Kältemittel wird in dem Innenraumverdampfer 19 verdampft, um dadurch die Belüftungsluft zu kühlen, die in den Fahrzeuginnenraum zu blasen ist. Somit kann die Luftkühlung des Fahrzeuginnenraums erreicht werden.
(B) Entfeuchtungsheizmodus
Im Entfeuchtungsheizmodus betreibt der Klimatisierungscontroller 50 den Kompressor 11, während das niederdruckseitigen An-Aus-Ventil 20 in den geschlossenen Zustand, das erste Expansionsventil 13 in den vollständig offenen Zustand und der zweite Expansionsventil 18 in den Drosselzustand gesetzt wird. Somit strömt im Entfeuchtungsheizmodus das Kältemittel auf die gleiche Weise wie im Luftkühlmodus, wie durch die Pfeile in 7 angegeben.
Im Einzelnen strömt im Entfeuchtungsheizmodus das von dem Kompressor 11 abgegebene Hochdruckkältemittel in den Innenraumkondensator 12. Zu dieser Zeit öffnet die Luftmischklappe 35 den Luftdurchgang vollständig für den Innenraumkondensator 12. Somit tauscht das Kältemittel, das in den Innenraumkondensators 12 strömt, Wärme mit der Belüftungsluft, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist, um Wärme davon abzuführen. Auf diese Weise wird die Belüftungsluft erwärmt, so dass sich ihre Temperatur der Zielluftauslasstemperatur TAO annähert.
Das Kältemittel, das aus dem Innenraumkondensator 12 strömt, strömt in den Außenraumwärmetauscher 14 über das erste Expansionsventil 13 auf die gleiche Weise wie im Luftkühlmodus. Das Kältemittel, das in den Außenraumwärmetauscher 14 strömt, tauscht Wärme mit der Außenluft, um Wärme davon abzuführen, und wird dadurch auf den Zielunterkühlungsgrad abgekühlt. Ferner strömt das Kältemittel, das aus dem Außenraumwärmetauscher 14 strömt, durch das zweite Expansionsventil 18, den Innenraumverdampfer 19, den Akkumulator 22 und den Kompressor 11 in dieser Reihenfolge auf die gleiche Weise wie im Luftkühlmodus.
Wie oben erwähnt, führt im Entfeuchtungsheizmodus das Kältemittel seine Wärme in den Innenraumkondensator 12 und in den Außenraumwärmetauscher 14 ab und wird dann im Innenraumverdampfer 19 verdampft, so dass die Belüftungsluft, die im Innenraumverdampfer 19 gekühlt und entfeuchtet wird, im Innenraumkondensator 12 erwärmt wird. Somit kann die Entfeuchtungsheizung des Fahrzeuginnenraums erreicht werden.
(C) Luftheizmodus
Im Luftheizmodus betreibt der Klimatisierungscontroller 50 den Kompressor 11, während das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 in den offenen Zustand, das erste Expansionsventil 13 in den Drosselzustand und das zweite Expansionsventil 18 in den vollständig geschlossenen Zustand eingestellt wird. Somit strömt, wie durch die Pfeile in 8 angegeben, im Luftheizmodus das von dem Kompressor 11 abgegebene Kältemittel durch den Innenraumkondensator 12, das erste Expansionsventil 13, den Außenraumwärmetauscher 14 und den Akkumulator 22 in dieser Reihenfolge und wird dann erneut in den Kompressor 11 gezogen.
Im Einzelnen strömt im Luftheizmodus das von dem Kompressor 11 abgegebene Hochdruckkältemittel in den Innenraumkondensator 12. Zu dieser Zeit öffnet die Luftmischklappe 35 den Luftdurchgang vollständig für den Innenraumkondensator 12. Somit tauscht das in den Innenraumkondensator 12 strömende Kältemittel Wärme mit der Belüftungsluft, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist, um Wärme davon abzuführen. Auf diese Weise wird die Belüftungsluft erwärmt, so dass sich ihre Temperatur der Zielluftauslasstemperatur TAO annähert.
Da das erste Expansionsventil 13 im Drosselzustand ist, strömt das aus dem Innenraumkondensator 12 strömende Kältemittel in das erste Expansionsventil 13, um in ein Niederdruckkältemittel dekomprimiert zu werden. Das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömende Niederdruckkältemittel strömt in den Außenraumwärmetauscher 14. Das Kältemittel, das in den Außenraumwärmetauscher 14 strömt, wird durch Wärmetausch mit der Außenluft verdampft.
Da das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 geöffnet und das zweite Expansionsventil 18 vollständig geschlossen ist, strömt das aus dem Außenraumwärmetauscher 14 strömende Kältemittel in den Akkumulator 22, um in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel getrennt zu werden. Das durch der Akkumulator 22 getrennte gasphasige Kältemittel wird in den Kompressor 11 gezogen und dann erneut komprimiert.
Wie oben erwähnt, führt im Luftheizmodus das Kältemittel seine Wärme in den Innenraumkondensators 12 ab und das Kältemittel wird im Außenraumwärmetauscher 14 verdampft, so dass die Belüftungsluft, die durch den Innenraumverdampfer 19 gelaufen ist, im Innenraumkondensators 12 erwärmt wird. Somit kann die Luftheizung des Fahrzeuginnenraums erreicht werden.
Zurückkommend auf 3 führt der Klimatisierungscontroller 50 die normale Klimatisierungsverarbeitung bei Schritt S3 durch und bestimmt dann, ob die Klimatisierungsverarbeitung zu beenden ist oder nicht (S4). Im Einzelnen wird in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S4 bestimmt, ob oder nicht eine Betriebsstoppanforderung für die Fahrzeugklimaanlage 1 durch die Betriebstafel 60 erfolgt ist.
Folglich beendet, wenn bestimmt wird, dass die Klimatisierungsverarbeitung zu beenden ist, der Klimatisierungscontroller 50 die Klimatisierungsverarbeitung durch Stoppen der Vorgänge der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen. Derweil führt, wenn bestimmt wird, dass die Klimatisierungsverarbeitung nicht beendet ist, der Klimatisierungscontroller 50 die normale Klimatisierungsverarbeitung kontinuierlich aus.
Als Nächstes wird eine Beschreibung 1 über einen Fall gegeben, in dem bei Schritt S2 in der Bestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass der Betriebsmodus die Vorklimatisierung ist. Wenn in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S2 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus die Vorklimatisierung ist, führt der Klimatisierungscontroller 50 die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung aus (S5).
Die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung ist eine Verarbeitung, die ein Bestimmen beinhaltet, ob oder nicht die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf unzureichend ist. Das Konzept des Verfahrens, um den Kältemittelmangelzustand bei der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in dieser Ausführungsform zu bestimmen, wird vor dem Erläutern des spezifischen Inhalts der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung beschrieben.
Zuallererst neigt im Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 dazu, zuzunehmen, wenn der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 als die Dekompressionsvorrichtung verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird.
Hier weist der Abgabekältemitteldruck Ph eine Korrelation mit der Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 auf. Im Einzelnen wird der Abgabekältemitteldruck Ph angehoben, wenn die Wärmeabführungskapazität in dem Innenraumkondensator 12 erhöht wird.
Somit wird im Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, wie in 9 gezeigt, der Abgabekältemitteldruck Ph angehoben, wenn ein Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 als die Dekompressionsvorrichtung allmählich verringert wird, während die Anzahl von Umdrehungen NC des Kompressors 11 oder dergleichen auf einem bestimmten Wert gehalten wird.
Im Kältemittelmangelzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf unzureichend ist, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 als die Dekompressionsvorrichtung verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird, neigt die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 derweil dazu, bei einem Drosselöffnungsgrad oder weniger abzunehmen.
Somit wird im Kältemittelmangelzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf unzureichend ist, wie in 10 gezeigt, der Abgabekältemitteldruck Ph auf eine Drosselöffnung oder weniger verringert, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 als die Dekompressionsvorrichtung allmählich verringert wird, während die Anzahl von Umdrehungen NC des Kompressors 11 oder dergleichen auf einem konstanten Wert gehalten wird.
Dieser Punkt wird nachstehend ausführlich beschrieben. Im Folgenden wird zur zweckmäßigen Erläuterung die Fahrzeugklimaanlage 1 auf den Kältemittelkreislauf und den Luftströmungspfad im Luftheizmodus eingestellt.
Wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 allmählich verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird, wie in 11 gezeigt, nimmt die Enthalpie auf der Seite des Kältemittelauslasses des Innenraumkondensators 12 zuerst ab. Somit wird die Menge des im Innenraumkondensator 12 gespeicherten Kältemittels erhöht.
Dann wird, wenn die Enthalpie auf der Seite des Kältemittelauslasses des Innenraumkondensators 12 abnimmt und die Menge des im Innenraumkondensator 12 gehaltenen Kältemittels zunimmt, wie in 12 gezeigt, die notwendige Kältemittelmenge erhöht, die für den Kreislauf erforderlich ist.
Zu dieser Zeit wird im Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, das übermäßige Kältemittel im Akkumulator 22 gespeichert. Somit ändert sich im Normalzustand der Überhitzungsgrad SH (d. h. die Überhitzung) des in den Kompressor 11 gezogenen Kältemittels kaum, sogar wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird.
Auf diese Weise wird die Menge der Wärmeabsorption im Außenraumwärmetauscher 14, der als ein Verdampfer dient, im Normalzustand gemäß der Abnahme in der Enthalpie auf der Seite des Kältemittelauslasses des Innenraumkondensators 12 erhöht. Folglich wird, wenn die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 zunimmt, der Abgabekältemitteldruck Ph ebenfalls angehoben.
Im Gegensatz dazu gibt es im Kältemittelmangelzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf unzureichend ist, fast kein übermäßiges Kältemittel im Akkumulator 22. Somit wird, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 im Kältemittelmangelzustand verringert wird, wie in 13 gezeigt, das übermäßige Kältemittel im Akkumulator 22 an einer Drosselöffnung beseitigt. Als Ergebnis tritt der Überhitzungsgrad SH (d. h. die Überhitzung) in dem Ansaugkältemittel auf, das in den Kompressor 11 gezogen wird.
Somit wird im Kältemittelmangelzustand, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird, die Strömungsrate des in den Kompressor 11 gezogenen Kältemittels bei einem Drosselöffnungsgrad verringert. Folglich wird, wenn die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 abnimmt, der Abgabekältemitteldruck Ph verringert.
Auf diese Weise zeigt die Kältekreislaufvorrichtung 10 das Verhalten, das sich zwischen dem Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, und dem Kältemittelmangelzustand, in dem die Einfüllmenge davon unzureichend ist, unterscheidet.
Basierend auf dem oben erwähnten Gedanken bestimmt die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in dieser Ausführungsform, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand in einem Fall ist, in dem die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 die Neigung zeigt, abzunehmen, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird.
Als Nächstes wird der spezifische Inhalt der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung, die von dem Klimatisierungscontroller 50 in Schritt S5 ausgeführt wird, unter Verwendung des Ablaufdiagramms von 14 beschrieben.
Wie in 14 gezeigt, initialisiert der Klimatisierungscontroller 50 zuerst einen Zeitgeber Tcnt zum Messen einer verstrichenen Zeit nach dem Start der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung (S51). Im Einzelnen wird der Zeitgeber Tcnt auf Null gesetzt (Tcnt = 0)
Anschließend führt der Klimatisierungscontroller 50 eine Anfangsbetriebsverarbeitung aus, in der die Kältekreislaufvorrichtung 10 bei einem vorbestimmten Betriebsmodus gestartet wird, während die Innenraumklimatisierungseinheit 30 bei einem vorbestimmten Ansaugöffnungsmodus und einem vorbestimmten Luftauslassmodus gestartet wird (S52).
Wie in 8 gezeigt, werden in der Anfangsbetriebsverarbeitung dieser Ausführungsform das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 und die jeweiligen Expansionsventilen 13 und 18 gesteuert, so dass die Kältekreislaufvorrichtung 10 den Kältekreislauf in den Luftheizmodus nimmt. Während der Anfangsbetriebsverarbeitung wird der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 auf einem vorgeschriebenen Öffnungsgrad (das heißt, einem festen Öffnungsgrad) gehalten.
Ferner wird, wie in 8 gezeigt, in der Anfangsbetriebsverarbeitung dieser Ausführungsform die Luftmischklappe 35 gesteuert, so dass die Innenraumklimatisierungseinheit 30 den Luftströmungspfad in den Luftheizmodus nimmt. Während der Anfangsbetriebsverarbeitung wird der Ansaugöffnungsmodus auf den Außenluftmodus gesetzt und der Luftauslassmodus auf den Fußmodus gesetzt.
In der Anfangsbetriebsverarbeitung wird der Kompressor 11 bei der einzeln voreingestellten Bezugsanzahl von Umdrehungen (das heißt, der festen Anzahl von Umdrehungen) betrieben. Ferner wird jedes der Gebläse 33 und der Außenraumventilator 14a bei der einzeln voreingestellten Bezugsanzahl von Umdrehungen (das heißt, der festen Anzahl von Umdrehungen) betrieben.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50, ob oder nicht eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Start der Anfangsbetriebsverarbeitung verstrichen ist. Im Einzelnen bestimmt der Klimatisierungscontroller 50, ob oder nicht eine durch den Zeitgeber Tcnt angegebene Zeit eine vorgeschriebene Zielzeit Ttgt überschreitet (S53). Die Zielzeit Ttgt wird eingestellt, länger als eine notwendige Stabilisierungszeit zu sein, die erforderlich ist, um den Druckzustand (beispielsweise den Abgabekältemitteldruck Ph) im Kreislauf auf einen bestimmten Druck zu stabilisieren, nachdem der Betrieb des Kompressors 11 gestartet wird.
Wenn die durch den Zeitgeber Tcnt angegebene Zeit bestimmt wird, die Zielzeit Ttgt als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S53 nicht zu überschreiten, wird der Druckzustand (beispielsweise der Abgabekältemitteldruck Ph) im Kreislauf angesehen, als nicht stabilisiert zu sein. Somit aktualisiert der Klimatisierungscontroller 50 den Zeitgeber Tcnt durch Addieren von ”1” zu der Zeit, die durch den Zeitgeber Tcnt angegeben wird (Tcnt = Tcnt + 1) (S54).
Wenn die durch den Zeitgeber Tcnt angegebene Zeit bestimmt wird, die Zielzeit Ttgt als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S53 zu überschreiten, wird der Druckzustand (beispielsweise der Abgabekältemitteldruck Ph) im Kreislauf als stabilisiert angesehen.
Somit verringert, wenn in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S53 bestimmt wird, dass die durch den Zeitgeber Tcnt angegebene Zeit die Zielzeit Ttgt überschreitet, der Klimatisierungscontroller 50 den Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 (S55). Im Einzelnen wird in der Verarbeitung bei Schritt S55 eine Zielöffnung auf einen Wert eingestellt, der durch Subtrahieren eines vorbestimmten Öffnungsgrads von dem aktuellen Drosselöffnungsgrad EVH erhalten wird, und dann wird das erste Expansionsventil 13 gesteuert, so dass sich sein Öffnungsgrad dem oben erwähnten Zielöffnungsgrad annähert.
Anschließend bestimmt der Klimatisierungscontroller 50, ob oder nicht der Abgabekältemitteldruck Ph die Neigung zeigt, abzunehmen, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird. Im Einzelnen wird bestimmt, ob oder nicht ein aktuell erfassten Abgabekältemitteldruck Ph(n), der durch den Kältemitteldrucksensor 53 erfasst wurde, kleiner als ein vorheriger erfasster Abgabekältemitteldruck Ph(n – 1) ist (S56).
Folglich bestimmt, wenn der Abgabekältemitteldruck Ph(n) bestimmt wird, nicht kleiner als der Abgabekältemitteldruck Ph(n – 1) zu sein, der Klimatisierungscontroller 50, ob oder nicht der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 kleiner als eine voreingestellte untere Grenze des Bestimmungsöffnungsgrads EVH_Limit (S57) ist. Die untere Grenze des Bestimmungsöffnungsgrads EVH_Limit wird um den minimalen Öffnungsgrad des Drosselöffnungsgrads EVH des ersten Expansionsventils 13 eingestellt.
Wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 bestimmt wird, nicht kleiner als die untere Grenze des Bestimmungsöffnungsgrads EVH_Limit als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S57 zu sein, kehrt der Klimatisierungscontroller 50 zu Schritt S55 zurück, bei dem der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird.
Derweil zeigt, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 bestimmt wird, kleiner als die untere Grenze der Bestimmungsöffnungsgrad EVH_Limit als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S57 zu sein, die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 keine Neigung abzunehmen, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird.
Das heißt, dass wenn in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S57 bestimmt wird, dass der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 kleiner als die untere Grenze des Bestimmungsöffnungsgrads EVH_Limit ist, kann bestimmt werden, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Normalzustand ist, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist. Somit setzt der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform ein Kältemittelmangel-Flag auf ”0” (S58), wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 bestimmt wird, kleiner als die untere Grenze des Bestimmungsöffnungsgrads EVH_Limit in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S57 zu sein. Dann speichert der Klimatisierungscontroller 50 einen gesetzten Wert des Kältemittelmangel-Flag in der Speichereinheit und beendet dann die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung.
Das Kältemittelmangel-Flag ist ein Flag, das entweder den Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, oder den Kältemittelmangelzustand, in dem die Einfüllmenge davon nicht ausreichend ist, angibt. In dieser Ausführungsform wird das Kältemittelmangel-Flag auf ”0” im Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislauf ausreichend ist, und auf ”1” im Kältemittelmangelzustand gesetzt.
Anschließend zeigt, wenn als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S56 bestimmt wird, dass der aktuelle Abgabekältemitteldruck Ph(n) niedriger als der vorherige Abgabekältemitteldruck Ph(n – 1) ist, die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 die Neigung abzunehmen, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird.
Das heißt, dass wenn in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S56 bestimmt wird, dass der aktuelle Abgabekältemitteldruck Ph(n) niedriger als der vorherige Abgabekältemitteldruck Ph(n – 1) ist, bestimmt werden kann, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist. Wenn als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S56 bestimmt wird, dass der aktuelle Abgabekältemitteldruck Ph(n) niedriger als der vorherige Abgabekältemitteldruck Ph(n – 1) ist, setzt der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform somit ein Kältemittelmangel-Flag auf ”1” (S59). Dann speichert der Klimatisierungscontroller 50 einen gesetzten Wert des Kältemittelmangel-Flag in der Speichereinheit und beendet dann die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung.
Die in Schritt S5 von 3 gezeigte Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung wurde oben beschrieben. Zurückkommend auf 3, bestimmt nach Ausführung der in Schritt S5 Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung der Klimatisierungscontroller 50, ob das Kältemittelmangel-Flag auf ”1” gesetzt ist oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass das Kältemittelmangel-Flag nicht auf ”1” gesetzt ist, ist die Kältekreislaufvorrichtung folglich im Normalzustand, in dem die Einfüllmenge des Kältemittels im Kreislaufausreichend ist. Somit führt der Klimatisierungscontroller 50 die Vorklimatisierungsverarbeitung aus (S7). In der Vorklimatisierungsverarbeitung wird die gleiche Steuerverarbeitung wie die normale Klimatisierungsverarbeitung ausgeführt, die im Schritt S3 von 3 gezeigt wird, wobei der automatische Einstellschalter 60a eingeschaltet ist.
Der Klimatisierungscontroller 50 führt die Vorklimatisierungsverarbeitung in Schritt S7 aus und bestimmt dann, ob die Klimatisierungsverarbeitung zu beenden ist oder nicht (S8). Im Einzelnen werden in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S8 bestimmt, ob eine Betriebsstoppanforderung für die Fahrzeugklimaanlage 1 durch die Betriebstafel 60 oder dergleichen erfolgt oder nicht, sowie auch, ob die Innenraumklimatisierung abgeschlossen ist oder nicht.
Folglich beendet, wenn bestimmt wird, dass die Klimatisierungsverarbeitung zu beenden ist, der Klimatisierungscontroller 50 die Klimatisierungsverarbeitung durch Stoppen der Vorgänge der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen. Derweil führt, wenn bestimmt wird, dass die Klimatisierungsverarbeitung nicht zu beenden ist, der Klimatisierungscontroller 50 die Vorklimatisierungsverarbeitung kontinuierlich aus.
Im Gegensatz dazu führt, wenn als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S6 bestimmt wird, dass das Kältemittelmangel-Flag auf ”1” gesetzt ist, führt der Klimatisierungscontroller 50 eine Abnormalitäts-Handhabungsverarbeitung aus (S9). In der Abnormalität-Handhabungsverarbeitung wird der Kompressor 11 gestoppt und die Informationseinheit 70 informiert den Insassen, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist.
Um den Kältemittelmangelzustand zu beseitigen, ist es notwendig, die Kältekreislaufvorrichtung 10 wieder mit einem Kältemittel aufzufüllen. Somit ist es wünschenswert, den Betrieb des Kompressors 11 zu verbieten, bis die Kältekreislaufvorrichtung 10 mit dem Kältemittel wieder aufgefüllt ist.
Die oben erwähnte Kältekreislaufvorrichtung 10 ist in dieser Ausführungsform konfiguriert, um basierend auf einer Änderung in der Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 zu bestimmen, ob sie im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 als die Dekompressionsvorrichtung während des Betriebs des Kompressors 11 verringert wird.
Mit dieser Anordnung ist es möglich, auf geeignete Weise zu bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, ungeachtet der Temperatur einer externen Umgebung und den Eigenschaften des Kältemittels. Insbesondere wird die Steuerverarbeitung, wie beispielsweis diejenige in dieser Ausführungsform, weniger durch eine Störung beeinflusst, so dass mit anderen Worten ein hohes Niveau der sogenannten Robustheit aufgewiesen wird. Eine derartige Steuerverarbeitung ist für die Fahrzeugklimaanlage 1 geeignet, die unter der Bedingung zu verwenden ist, in der sich die externe Umgebung oder dergleichen signifikant ändert.
Hier tritt im Kältemittelmangelzustand der Überhitzungsgrad SH in dem Ansaugkältemittel auf, das in den Kompressor 11 gezogen wird, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird. Somit ist es ebenfalls möglich, zu bestimmen, ob oder nicht die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist, basierend auf dem Überhitzungsgrad SH, der verursacht wird, wenn der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird
Um den Überhitzungsgrad SH zu erfassen, ist es notwendig, ferner einen Drucksensor und einen Temperatursensor auf der Niederdruckseite des Kreislaufs hinzuzufügen, was zu einer Zunahme in den Kosten der Kältekreislaufvorrichtung 10 führen kann.
Im Gegensatz dazu ist die Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, basierend auf einer Änderung im Abgabekältemitteldruck Ph, der durch den Kältemitteldrucksensor 53 erfasst wird, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird. Durch die Verwendung des erfassten Werts des existierenden Kältemitteldrucksensors 53 auf diese Weise ist es nicht notwendig, einen weiteren Sensor hinzuzufügen, was nicht zu einer Erhöhung in den Kosten der Kältekreislaufvorrichtung 10 führt.
Die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 weist ebenfalls eine Korrelation mit der Temperatur des Innenraumkondensators 12 auf. Somit ist es in der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung ebenfalls möglich, zu bestimmen, ob oder nicht die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist, basierend auf einer Änderung in der Temperatur des Innenraumkondensators 12, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 verringert wird, während der Kompressor 11 betrieben wird.
Es ist jedoch wahrscheinlicher, dass eine ungleiche Temperaturverteilung im Innenraumkondensator 12 auftritt, weil die Enthalpie auf der Seite des Kältemittelauslasses des Innenraumkondensators 12 verringert wird, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 kleiner wird. Eine derartige ungleiche Temperaturverteilung könnte die Genauigkeit der Bestimmung darüber beeinflussen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht.
Im Gegensatz dazu ist die Konfiguration dieser Ausführungsform eine, um zu bestimmen, ob im Kältemittelmangelzustand oder nicht zu sein, basierend auf dem Abgabekältemitteldruck Ph, der weniger wahrscheinlich ist, die ungleiche Verteilung zu verursachen, als beispielsweise die Temperatur im Innenraumkondensator 12. Somit kann die Konfiguration dieser Ausführungsform in einer geeigneteren Weise bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht.
Wenn der Betriebsmodus oder dergleichen der Kältekreislaufvorrichtung 10 durch eine Betätigung des Insassen der manuellen Einstelleinheit 60b geändert wird, könnte sich die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 in unbeabsichtigter Weise verändern. Des Weiteren ändert sich während des Fahrens des Fahrzeugs das Volumen der Luft, die in den Außenraumwärmetauscher 14 strömt, und dadurch könnte sich die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 in unbeabsichtigter Weise verändern.
Indem diese Angelegenheiten in dieser Ausführungsform berücksichtigt werden, ist die Kältekreislaufvorrichtung konfiguriert, die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in der Vorklimatisierung auszuführen, während kein Insasse auf dem Fahrzeug ist. Somit ist es möglich, in geeigneter Weise zu bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, basierend auf einer Änderung in der Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12, wenn der Drosselöffnungsgrad EVH des ersten Expansionsventils 13 als die Dekompressionsvorrichtung verringert wird.
Diese Ausführungsform führt die Abnormalitäts-Handhabungsverarbeitung aus, um den Kompressor 11 zu stoppen, wenn durch die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist. Somit wird der Kompressor 11 im Kältemittelmangelzustand gestoppt, um es dadurch möglich zu machen, die Zuverlässigkeit des Kompressors 11 sicherzustellen.
Wenn die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung bestimmt, dass die Kältemittelkreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist, ist diese Ausführungsform konfiguriert, die Abnormalitäts-Handhabungsverarbeitung auszuführen, um einem Insassen den Kältemittelmangelzustand mitzuteilen. Diese Ausführungsform ermöglicht dem Benutzer, entsprechend zu erkennen, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist.
Diese Ausführungsform erläuterte das Beispiel, in dem die Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung in der Fahrzeugklimaanlage 1 verwendet wird, die in der Lage ist, zwischen automatischer Klimatisierung und manueller Klimatisierung durch eine Betätigung der Betriebstafel 60 umzuschalten. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ebenfalls in einer Fahrzeugklimaanlage 1 verwendet werden, die keine Funktion zum Ausführen der automatischen Klimatisierung aufweist.
Ferner erläuterte diese Ausführungsform das Beispiel, in dem der Klimatisierungscontroller 50 die Vorklimatisierung ausführt, wenn ein Signal zum Anfordern des Starts der Vorklimatisierung von dem drahtlosen Anschluss 90 empfangen wird. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Klimatisierungscontroller 50 kann konfiguriert sein, um die Vorklimatisierung beispielsweise auszuführen, wenn eine Startzeit der Vorklimatisierung, die durch einen Benutzer oder dergleichen voreingestellt ist, erreicht wird.
(Zweite Ausführungsform)
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf 15 beschrieben. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in der automatischen Klimatisierung ausgeführt wird.
In der Beschreibung der ersten Ausführungsform wird die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung ausgeführt, wenn die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraum von der Vorklimatisierung beispielhaft durchgeführt wird. Im Allgemeinen wird die Vorklimatisierung wahrscheinlicher zu Zeiten durchgeführt, wenn die Temperatur des Fahrzeuginnenraum signifikant von einer komfortablen Temperatur, wie beispielsweise im Winter oder Summer, abweicht.
Derweil würde es weniger wahrscheinlich sein, wenn die Temperatur des Fahrzeuginnenraums nahe an der komfortablen Temperatur ist, dass die Vorklimatisierung durchgeführt werden würde. Das heißt, dass, wenn die Zeitsteuerung der Vorklimatisierungs-Zeitsteuerung als die Zeitsteuerung der Ausführung der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung definiert ist, die Zahl der Ausführungen der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung vermindert werden würde.
Aus diesem Grund führt der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung aus, wenn die Fahrzeug-Innenraumklimatisierung von der automatischen Klimatisierung durchgeführt wird. Der Ablauf der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung, die von dem Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsformausgeführt wird, wird mit Bezug auf ein in 15 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben.
Wie in 15 gezeigt, bestimmt in der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung dieser Ausführungsform der Klimatisierungscontroller 50, wenn in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S1 bestimmt wird, dass die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraum angefordert wird, ob oder nicht die Anforderung zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraum für die automatische Klimatisierung vorgesehen ist (S10). Im Einzelnen wird in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S10 bestimmt, ob der automatische Einstellschalter 60a eingeschaltet ist oder nicht.
Wenn als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S10 bestimmt wird, dass die Anforderung zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraum nicht für die automatische Klimatisierung vorgesehen ist, führt der Klimatisierungscontroller 50 die normale Klimatisierungsverarbeitung (S3) aus. Der Inhalt der normalen Klimatisierungsverarbeitung bei Schritt S3 ist der gleiche wie derjenige in der ersten Ausführungsform und eine Beschreibung davon wird somit weggelassen.
Derweil führt, wenn als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S10 bestimmt wird, dass die Anforderung für die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums für die automatische Klimatisierung vorgesehen ist, der Klimatisierungscontroller 50 die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung aus (S5). Der Inhalt der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S5 ist der gleiche wie derjenige in der ersten Ausführungsform und eine Beschreibung davon wird somit weggelassen.
Der Inhalt der anderen Klimatisierungs-Steuerverarbeitung ist der gleiche wie derjenige in der ersten Ausführungsform. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform kann die Funktionen und Wirkungen, die von den Komponenten gezeigt werden, die denen in der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform erhalten.
Insbesondere ist die Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform konfiguriert, um die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in der automatischen Klimatisierung auszuführen. Somit kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform in geeigneter Weise bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, sogar wenn die Temperatur des Fahrzeuginnenraums nahe an der komfortablen Temperatur ist.
In der Beschreibung dieser Ausführungsform wird die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in der automatischen Klimatisierung beispielhaft ausgeführt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung zusätzlich zu der automatischen Klimatisierung in der Vorklimatisierung ausgeführt werden.
In der Konfiguration, welche die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in der automatischen Klimatisierung ausführt, wie beispielsweise diejenige in dieser Ausführungsform, kann sich die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 in unbeabsichtigter Weise verändern, weil sich das Volumen der in den Außenraumwärmetauscher 14 strömenden Luft ändert, während das Fahrzeug fährt. Somit wird die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung wünschenswerterweise ausgeführt, wenn das Fahrzeug während der automatischen Klimatisierung gestoppt ist.
(Dritte Ausführungsform)
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform mit Bezug auf 16 beschrieben. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung ausgeführt wird, wenn die normale Klimatisierung durchgeführt wird.
Der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform führt die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung aus, wenn die normale Klimatisierungsverarbeitung durchgeführt wird. Der Ablauf der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung 10, die von der Klimatisierungscontroller 50 in dieser Ausführungsform ausgeführt wird, wird mit Bezug auf ein in 16 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben.
Wie in 16 gezeigt, bestimmt in der Klimatisierungs-Steuerverarbeitung dieser Ausführungsform nach Ausführung der normalen Klimatisierungsverarbeitung bei Schritt S3 der Klimatisierungscontroller 50, ob der Steuerzustand von jeder von verschiedenen Steuerzielvorrichtungen stabil ist oder nicht (S11). Im Einzelnen wird in der Verarbeitung bei Schritt S11 bestimmt, ob oder nicht das an jede von verschiedenen Steuerzielvorrichtungen ausgegebene Steuersignal auf einem bestimmten Niveau beibehalten wird.
Beispielsweise werden in der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S11 die Steuerzustände der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen bestimmt, stabil zu sein, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO um eine gegebenen Temperatur konvergiert und die Einstellung des Betriebsmodus oder dergleichen beibehalten wird, um für eine vorbestimmte Zeitspanne konstant zu sein.
In der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S11 werden die Steuerzustände der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen bestimmt, nicht stabil zu sein, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO nicht um die gegebene Temperatur konvergiert oder wenn die Einstellung des Betriebsmodus oder dergleichen in der vorbestimmten Zeitspanne umgeschaltet wird.
Wenn die Steuerzustände der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S11 bestimmt werden, nicht stabil zu sein, überspringt der Klimatisierungscontroller 50 die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S5 und geht dann zu der Verarbeitung bei Schritt S4 weiter.
Derweil führt, wenn die Steuerzustände der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen als Ergebnis der Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S11 bestimmt werden, stabil zu sein, führt der Klimatisierungscontroller 50 die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung aus (S5). Der Inhalt der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S5 ist der gleiche wie derjenige in der ersten Ausführungsform und somit wird eine Beschreibung davon weggelassen.
Der Inhalt der anderen Klimatisierungs-Steuerverarbeitung ist der gleiche wie derjenige in der ersten Ausführungsform. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform kann die Funktionen und Wirkungen, die von den Komponenten gezeigt werden, die denen in der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform erhalten.
Insbesondere ist die Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform konfiguriert, um die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung in der normalen Klimatisierungsverarbeitung auszuführen, wenn die Steuerzustände von verschiedene Steuerzielvorrichtungen stabil sind. Somit kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform in geeigneter Weise bestimmen, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, ungeachtet der Zeitsteuerung der Vorklimatisierung, der automatischen Klimatisierung und dergleichen.
In der Konfiguration dieser Ausführungsform ändert sich, während das Fahrzeug fährt, das Volumen der Luft, die in den Außenraumwärmetauscher 14 strömt, und dadurch könnte sich die Wärmeabführungskapazität des Innenraumkondensators 12 in unbeabsichtigter Weise verändern. Somit wird die Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung wünschenswerterweise ausgeführt, wenn das Fahrzeug gestoppt ist.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen und Änderungen können daran vorgenommen werden. Beispielsweise können die folgenden Modifikationen und Änderungen an den Ausführungsformen vorgenommen werden.

(1) Wie bei jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wird, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, wünschenswerterweise in der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung basierend auf der Änderung im Abgabekältemitteldruck Ph bestimmt, der die Neigung zeigt, die Wärmeabführungsmenge des Innenraumkondensators 12 zu verringern. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann in der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung bestimmt werden, ob die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist oder nicht, basierend auf einer Änderung in der Blaslufttemperatur TAV der Innenraumklimatisierungseinheit 30, einer Änderung in der Temperatur des Innenraumkondensators 12, einem Überhitzungsgrad SH des in den Kompressor 11 gezogenen Ansaugkältemittels oder dergleichen.
(2) Wie in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wird, wenn die Kältekreislaufvorrichtung bestimmt wird, im Kältemittelmangelzustand während der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung zu sein, der Kompressor 11 wünschenswerterweise gestoppt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn in der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist, kann die Kältekreislaufvorrichtung beispielsweise einen entarteten Betrieb oder dergleichen durchführen, der ein zwangsweise Verringern der Anzahl der Umdrehungen NC des Kompressors 11 beinhaltet.
(3) Wie bei jeder der oben erwähnten Ausführungsformen ist es wünschenswert, wenn bestimmt wird, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand während der Einfüllmengen-Bestimmungsverarbeitung ist, den Insassen zu informieren, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und der Insasse kann beispielsweise nicht über den Kältemittelmangelzustand informiert werden.
(4) In der Beschreibung jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wird die Kältekreislaufvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung in der Fahrzeugklimaanlage 1 verwendet, die zwischen dem Luftkühlmodus, dem Entfeuchtungsheizmodus und dem Luftheizmodus beispielhaft umschaltbar ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 in der vorliegenden Offenbarung kann in der Fahrzeugklimaanlage 1 verwendet werden, die in der Lage ist, einen von dem Luftkühlmodus, dem Entfeuchtungsheizmodus und dem Luftheizmodus zu erreichen.
(5) In der Beschreibung jeder der oben erwähnten Ausführungsformen betreibt im Entfeuchtungsheizmodus der Klimatisierungscontroller 50 den Kompressor 11, während das niederdruckseitige An-Aus-Ventil 20 im geschlossenen Zustand, das erste Expansionsventil 13 im vollständig offenen Zustand und das zweite Expansionsventil 18 im Drosselzustand beispielhaft eingestellt ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Drosselzustände der jeweiligen Expansionsventilen 13 und 18 gemäß den von der Gruppe der jeweiligen Sensoren erfassten Werten geändert werden. Eine derartige Anordnung zum Ändern der Drosselzustände der jeweiligen Expansionsventilen 13 und 18 kann bewirken, dass der Außenraumwärmetauscher 14 als der Radiator und ebenfalls als der Wärmeabsorber im Entfeuchtungsheizmodus dient. Somit kann die Menge der Wärmeabführung in den Innenraumkondensator 12 eingestellt werden, um es dadurch möglich zu machen, die Temperatur der Belüftungsluft im Entfeuchtungsheizmodus in geeigneter Weise einzustellen.
(6) In der Beschreibung jeder der oben erwähnten Ausführungsformen kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung in der Fahrzeugklimaanlage 1 beispielhaft verwendet werden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf eine beschränkt, die Fahrzeugen gewidmet ist, sondern kann auf eine stationäre Klimaanlage, einen Kältespeicher, eine Flüssigkeitsheiz- und Flüssigkeitskühlvorrichtung und dergleichen angewendet werden.
(7) Es ist offensichtlich, dass in den oben erwähnten Ausführungsformen Elemente, welche die Ausführungsformen konfigurieren, nicht notwendigerweise wesentlich sind, insbesondere sofern es nicht anders vorgegeben ist und außer wenn es eindeutig als prinzipiell wesentlich angesehen wird.
(8) Wenn auf eine spezifische Anzahl über eine Komponente in den oben erwähnten Ausführungsformen Bezug genommen wird, welche die Anzahl, einen numerischen Wert, einen Betrag, einen Bereich und dergleichen umfasst, sollte die Komponente insbesondere dann nicht auf die spezifische Anzahl beschränkt sein, außer wenn eindeutig bestimmt wird, dass sie wesentlich ist, und außer wenn sie offensichtlich prinzipiell auf die spezifische Anzahl beschränkt ist.
(9) Wenn auf die Form, Positionsbeziehung und dergleichen einer Komponente in den oben erwähnten Ausführungsformen Bezug genommen wird, sollte die Komponente nicht auf die Form, Positionsbeziehung und dergleichen beschränkt sein, sofern es nicht anders vorgegeben ist und außer wenn sie prinzipiell auf die spezifische Form, Positionsbeziehung oder dergleichen beschränkt ist.

Claims

Kältekreislaufvorrichtung, umfassend: einen Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und abgibt; einen Radiator (12), der Wärme von einem Hochdruckkältemittel abführt, das von dem Kompressor abgegeben wird; eine Dekompressionsvorrichtung (13), die das Hochdruckkältemittel dekomprimiert, das durch den Radiator hindurchgegangen ist; einen Verdampfer (14), der ein Niederdruckkältemittel verdampft, das durch die Dekompressionsvorrichtung dekomprimiert wird; einen Akkumulator (22), der das Niederdruckkältemittel, das durch den Verdampfer gegangen ist, in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel trennt und bewirkt, dass das getrennte gasphasige Kältemittel in Richtung einer Seite einer Ansaugöffnung des Kompressors ausströmt; eine Einfüllmengen-Bestimmungseinheit (50b), die eine Einfüllmengenbestimmung ausführt, um zu bestimmen, ob oder nicht sie in einem Kältemittelmangelzustand ist, in dem eine Einflüllmenge des Kältemittels, das in einen Kältemittelkreislauf eingefüllt ist, unzureichend ist; eine Kompressorsteuereinheit (51c), die einen Betriebszustand des Kompressors steuert; und eine Dekompressionssteuereinheit (50d), die einen Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung steuert, wobei die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit den Kältemittelmangelzustand bestimmt, wenn eine Wärmeabführungskapazität des Radiators eine Neigung abzunehmen in einem Fall zeigt, in dem die Dekompressionssteuereinheit einen Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung verringert, während die Kompressorsteuereinheit den Kompressor betreibt.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: einen hochdruckseitigen Druckdetektor (53), der einen Druck des Hochdruckkältemittels erfasst, der von einer Seite einer Kältemittelabgabeöffnung des Kompressors zu einer Seite eines Kältemitteleinlasses der Dekompressionsvorrichtung führt, wobei die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Kältekreislaufvorrichtung im Kältemittelmangelzustand in einem Fall ist, in dem der Druck des Hochdruckkältemittels eine Neigung abzunehmen zeigt, wenn die Dekompressionssteuereinheit den Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung verringert, während die Kompressorsteuereinheit den Kompressor betreibt.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die für eine Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug verwendet wird, um eine Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums durchzuführen, wobei die Klimaanlage für ein Fahrzeug in der Lage ist, eine Vorklimatisierung auszuführen, in welcher der Fahrzeuginnenraum durch Betreiben des Kompressors klimatisiert wird, bevor ein Insassen in dem Fahrzeug fährt, die Kompressorsteuereinheit und die Dekompressionssteuereinheit konfiguriert sind, um den Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung zu verringern, während die Anzahl von Umdrehungen bzw. Drehzahl des Kompressors auf einen konstanten Wert gehalten wird, wenn die Vorklimatisierung ausgeführt wird, und die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit bestimmt, ob oder nicht sie im Kältemittelmangelzustand ist, wenn die Vorklimatisierung ausgeführt wird.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die in einer Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug verwendet wird, um eine Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums durchzuführen, wobei die Klimaanlage für ein Fahrzeug in der Lage ist, eine automatische Klimatisierung auszuführen, in der eine Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum zu blasenden Belüftungsluft automatisch eingestellt wird, die Kompressorsteuereinheit und die Dekompressionssteuereinheit konfiguriert sind, um den Drosselöffnungsgrad der Dekompressionsvorrichtung zu verringern, während die Anzahl von Umdrehungen des Kompressors auf einen konstanten Wert gehalten wird, wenn die automatische Klimatisierung ausgeführt wird, und die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit bestimmt, ob oder nicht sie im Kältemittelmangelzustand ist, wenn die automatische Klimatisierung ausgeführt wird.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kompressorsteuereinheit einen Betrieb des Kompressors stoppt, wenn die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit den Kältemittelmangelzustand bestimmt.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: eine Informationseinheit (70), die einen Benutzer informiert, dass sie im Kältemittelmangelzustand ist, wenn die Einfüllmengen-Bestimmungseinheit den Kältemittelmangelzustand bestimmt.