DE112017000368T5

DE112017000368T5 - Fahrzeugklimatisierungseinrichtung

Info

Publication number: DE112017000368T5
Application number: DE112017000368.7T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Suzuki; Ryo Miyakoshi; Kohei Yamashita
Original assignee: Sanden Automotive Climate Systems Corp
Current assignee: Sanden Automotive Climate Systems Corp
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2018-10-04
Also published as: JP2017149366A; CN108698476A; WO2017146268A1; US20190023100A1; JP6710061B2

Abstract

Eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung ist offenbart, die einen Betrieb in einen Zustand einer Verknappung eines Kältemittels oder Öls aufgrund eines Rückflusses des Kältemittels von einem Außenexpansionsventil zu einem Radiator verhindert, und die vorab eine Verringerung einer Klimatisierungsfähigkeit oder Verschlechterung einer Zuverlässigkeit verhindert. Es werden eine erste Betriebsart, um das von einem Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel zu einem Radiator 4 zu schicken, und eine zweite Betriebsart, um ein Außenexpansionsventil 6 abzusperren und das Kältemittel direkt in einen Außenwärmetauscher 7 zu schicken, wobei es durch eine Umgehungseinrichtung 45 an dem Radiator und dem Außenexpansionsventil vorbeigeht. In der zweiten Betriebsart steuert eine Steuerungseinrichtung eine Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis einer Differenz ΔPdc zwischen einem Druck auf einer Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und einem Druck auf einer Einlassseite davon, sodass die Druckdifferenz ΔPdc eine vorbestimmte Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils 6 nicht überschreitet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung aus einem Wärmepumpensystem, die Luft eines Fahrzeuginnenraums aufbereitet, und spezieller betrifft sie eine Klimatisierungseinrichtung, die auf ein Hybridauto und ein Elektrofahrzeug anwendbar ist.
Stand der Technik
Um die Lage mit einer Vergrößerung von Umweltproblemen in den letzten Jahren zu meistern, haben sich Hybridautos und Elektrofahrzeuge verbreitet. Als eine Klimatisierungseinrichtung, die auf solch ein Fahrzeug anwendbar ist, wurde eine Klimatisierungseinrichtung entwickelt, die einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten und auszustoßen; einen auf der Seite eines Fahrzeuginnenraums angeordneten inneren Kondensator, um Wärme von dem Kältemittel abstrahlen zu lassen; einen auf der Seite des Fahrzeuginnenraums angeordneten Verdampfer, sodass das Kältemittel Wärme absorbiert; einen außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordneten externen Kondensator, sodass das Kältemittel Wärme abstrahlt oder Wärme absorbiert; ein erstes Expansionsventil, um das Kältemittel, das in diesen externen Kondensator strömt, zu expandieren; ein zweites Expansionsventil, um das Kältemittel, das in den Verdampfer strömt, zu expandieren; ein Rohr, das den inneren Kondensator und das erste Expansionsventil umgeht; und ein erstes Ventil, das zwischen einem Strömen des von dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittels zu dem inneren Kondensator und einem direkten Strömen des Kältemittels von dem Rohr zu dem externen Kondensator, wobei es den inneren Kondensator und das erste Expansionsventil umgeht, umschaltet, aufweist; und somit werden in der obigen Zusammenstellung eine Heiz-Betriebsart, eine Entfeucht-Betriebsart und eine Kühl-Betriebsart unter diesen Betriebsarten umgeschaltet; und die Heiz-Betriebsart weist ein Strömen des von dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittels durch das erste Ventil zu den internen Kondensator, um Wärme abzustrahlen, ein Druckvermindern des abgestrahlten Kältemittels durch das erste Expansionsventil und ein Absorbieren von Wärme in dem externen Kondensator auf; die Entfeucht-Betriebsart weist ein Abstrahlen von Wärme von dem von dem Kompressor durch das erste Ventil in den inneren Kondensator ausgestoßenen Kältemittel, ein Druckvermindern des abgestrahlten Kältemittels durch das zweite Expansionsventil und ein Absorbieren von Wärme in dem Verdampfer auf; und die Kühl-Betriebsart weist ein Strömen des von dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittels durch das erste Ventil zu dem externen Kondensator, ein Umgehen des inneren Kondensators und des ersten Expansionsventils auf, wobei es Wärme abstrahlt, in dem zweiten Expansionsventil druckvermindert wird und in dem Verdampfer Wärme absorbiert (siehe z.B. Patentdokument 1).
Referenzdokumentliste
Patentdokument 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-23210
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Wie oben beschrieben, gibt es in Patentdokument 1 eine Situation, in der ein Kältemittel in einer Kühl-Betriebsart nicht an einen inneren Kondensator (in der vorliegenden Anwendung ein Radiator) geschickt wird. Im Speziellen ist ein erstes Expansionsventil geschlossen, aber ein Druck auf einer Ausstoßseite eines Kompressors ist höher als ein Druck in dem inneren Kondensator, und somit steigt eine Differenz zwischen einem Druck auf einer Auslassseite von diesem ersten Expansionsventil und einem Druck auf einer Einlassseite davon an. Andererseits hat dieser Typ von Expansionsventil (das erste Expansionsventil) eine Rückwärtsdruckgrenze. Wenn die Differenz zwischen dem Druck auf der Auslassseite und dem Druck auf der Einlassseite diese Rückwärtsdruckgrenze überschreitet, kann das erste Expansionsventil (in der vorliegenden Anwendung ein Außenexpansionsventil) dem Kältemittel nicht widerstehen und öffnet somit, und das Kältemittel strömt rückwärts, strömt in den inneren Kondensator und wird darin angesammelt.
Somit wird das Kältemittel in dem inneren Kondensator angesammelt und wird darin für eine lange Zeit aus dem Verkehr gezogen. Wenn eine Menge des Kältemittels ansteigt, nimmt eine Menge des in einem Kältemittelkreis zu zirkulierenden Kältemittels ab, und somit verringert sich eine Klimatisierungsfähigkeit. Darüber hinaus enthält das Kältemittel ebenfalls Schmieröl, und somit gibt es auch das Problem, dass eine Ölmenge, um zu dem Kompressor (einem Kompressor der vorliegenden Erfindung entsprechend) zurückzukehren, knapp wird, ein Überhitzen auftritt und in dem schlimmsten Fall Beschädigungen verursacht werden.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um solche konventionellen technischen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe davon, eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Betrieb in einem Zustand eines Knappwerdens von Kältemittel oder Öl aufgrund eines Rückflusses des Kältemittels von einem Außenexpansionsventil zu einem Radiator zu verhindern, und die in der Lage ist, eine Verringerung einer Klimatisierungsfähigkeit oder eine Verschlechterung einer Zuverlässigkeit vorab zu verhindern.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung der Erfindung enthält einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten, eine Luftstrompassage, durch die zu einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, einen Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, dabei die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, einen Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, dabei die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, einen Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist, ein Außenexpansionsventil, um das von dem Radiator ausströmende und in den Außenwärmetauscher einströmende Kältemittel zu dekomprimieren, eine Umgehungseinrichtung, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, wobei es an dem Radiator und dem Außenexpansionsventil vorbeigeht, und eine Steuerungsvorrichtung, sodass diese Steuerungsvorrichtung zwischen einer ersten Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Radiator zu schicken, und einer zweiten Betriebsart, um das Außenexpansionsventil abzusperren und das von den Kompressor ausgestoßene Kältemittel, durch die Umgehungseinrichtung an dem Radiator und dem Außenexpansionsventil vorbeigehend, direkt in den Außenwärmetauscher zu schicken, umschaltet und diese ausführt, und die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuerungsvorrichtung in der zweiten Betriebsart auf der Basis einer Differenz ΔPdc zwischen einem Druck auf einer Auslassseite des Außenexpansionsventils und einem Druck auf einer Einlassseite davon eine Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Druckdifferenz ΔPdc eine vorbestimmte Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils nicht überschreitet.
Die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung der Erfindung von Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung in der obigen Erfindung einen vorbestimmten Schutzstoppwert ULΔPdcA hat, der niedriger als die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils ist, und einen vorbestimmten Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB hat, der nochmalig niedriger als dieser Schutzstoppwert ULΔPdcA ist, und die Steuerungsvorrichtung in der zweiten Betriebsart die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein, und wenn die Druckdifferenz ΔPdc der Schutzstoppwert ULΔPdcA wird, die Steuerungsvorrichtung den Kompressor anhält.
Die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung der Erfindung von Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung in der obigen Erfindung einen vorbestimmten untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC hat, der nochmalig niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, und wenn die zweite Betriebsart gestartet wird, die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert zu sein, und wenn die Druckdifferenz ΔPdc den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC überschreitet, die Steuerungsvorrichtung den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC allmählich zu dem Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB erhöht.
Die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung der Erfindung von Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung in der obigen Erfindung, wenn der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB geändert wird, den Wert um eine vorbestimmte Zeitkonstante einer Verzögerung erster Ordnung, die vorab bestimmt wird, erhöht.
Die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung der Erfindung von Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie in der obigen Erfindung von Anspruch 2 bis Anspruch 4 eine Hilfsheizeinrichtung enthält, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, die Steuerungsvorrichtung einen vorbestimmten untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC hat, der nochmalig niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, und wenn die zweite Betriebsart gestartet wird während in der Hilfsheizeinrichtung Wärme erzeugt wird, die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein, und wenn die zweite Betriebsart gestartet wird ohne in der Hilfsheizeinrichtung Wärme zu erzeugen, die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein.
Die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung der Erfindung von Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie in jeder der obigen Erfindungen eine Hilfsheizeinrichtung enthält, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, und die Steuerungsvorrichtung als die erste Betriebsart eine, jegliche Kombination oder alle von einer Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittel zu dem Radiator zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, in dem Außenexpansionsventils zu dekomprimieren und das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, einer Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel von dem Radiator zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel in dem Radiator und dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, und einer Kühl-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel von dem Radiator zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, hat, und die Steuerungsvorrichtung als die zweite Betriebsart eine oder beide von einer Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel durch die Umgehungseinrichtung zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen und in der Hilfsheizeinrichtung Wärme zu erzeugen, und einer Maximale-Kühlung-Betriebsart, um das von den Kompressor ausgestoßene Kältemittel durch die Umgehungseinrichtung zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, hat.
Vorteilhafter Effekt der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten, eine Luftstrompassage, durch die zu einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, einen Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, dabei die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, einen Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, dabei die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, einen Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist, ein Außenexpansionsventil, um das von dem Radiator ausströmende und in den Außenwärmetauscher einströmende Kältemittel zu dekomprimieren, eine Umgehungseinrichtung, um das von den Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, wobei es an dem Radiator und dem Außenexpansionsventil vorbeigeht, und eine Steuerungsvorrichtung, sodass diese Steuerungsvorrichtung zwischen einer ersten Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Radiator zu schicken, und einer zweiten Betriebsart, um das Außenexpansionsventil abzusperren und das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel direkt in den Außenwärmetauscher zu schicken, wobei es durch die Umgehungseinrichtung an dem Radiator und dem Außenexpansionsventil vorbeigeht, umschaltet und diese ausführt, und die Steuerungsvorrichtung in der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung in der zweiten Betriebsart, auf der Basis einer Differenz ΔPdc zwischen einem Druck auf einer Auslassseite des Außenexpansionsventils und einem Druck auf einer Einlassseite davon eine Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Druckdifferenz ΔPdc eine vorbestimmte Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils nicht überschreitet. Folglich ist es in der zweiten Betriebsart, um das Außenexpansionsventil zu schließen, möglich, den Nachteil, dass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils überschreitet, das Außenexpansionsventils öffnet und das Kältemittel rückwärts in den Radiator strömt zu verhindern oder zu unterdrücken.
Folglich ist es in der zweiten Betriebsart, in der das Kältemittel nicht zu dem Radiator geschickt wird, möglich, den Nachteil, dass eine große Kältemittelmenge in dem Radiator angesammelt wird, um eine Menge des zu zirkulierenden Kältemittels zu verringern, und dass sich eine Klimatisierungsfähigkeit verringert, zu verhindern. Darüber hinaus ist es möglich, einen Betrieb in einem Zustand von Ölknappheit zu verhindern. Daher ist es auch möglich, vorab den Nachteil zu verhindern, dass der Kompressor beschädigt wird, und es ist möglich, eine hohe Zuverlässigkeit und einen komfortablen Klimatisierungsbetrieb zu erreichen.
In diesem Fall werden, wie in der Erfindung von Anspruch 2, in der Steuerungsvorrichtung ein vorbestimmter Schutzstoppwert ULΔPdcA, der niedriger als die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils ist, und ein vorbestimmter Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB, der nochmalig niedriger als dieser Schutzstoppwert ULΔPdcA ist, eingestellt, und die Steuerungsvorrichtung steuert in der zweiten Betriebsart die Drehzahl des Kompressors, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein. Darüber hinaus hält die Steuerungsvorrichtung den Kompressor an, wenn die Druckdifferenz ΔPdc der Schutzstoppwert ULΔPdcA wird. Folglich ist es möglich, den Nachteil, dass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH überschreitet, das Außenexpansionsventil öffnet und das Kältemittel rückwärts in den Radiator strömt, zielgenau zu verhindern oder zu unterdrücken.
Darüber hinaus wird, wie in der Erfindung von Anspruch 3, ein vorbestimmter untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC bei der Steuerungsvorrichtung eingestellt, der nochmalig niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, und wenn die zweite Betriebsart gestartet wird, steuert die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein. Zusätzlich erhöht die Steuerungsvorrichtung, wenn die Druckdifferenz ΔPdc den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC überschreitet, den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC allmählich zu dem Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB hin. Folglich ist es möglich, den Nachteil, dass sich die Druckdifferenz ΔPdc aufgrund eines sogenannten Überschwingens vergrößert, vorab zu verhindern, und es ist möglich, den Rückfluss des Kältemittels in den Radiator weiter sicher zu verhindern.
In diesem Fall erhöht die Steuerungsvorrichtung, wie in der Erfindung von Anspruch 4, wenn der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB geändert wird, den Wert um eine vorbestimmte Zeitkonstante einer Verzögerung erster Ordnung, die vorab bestimmt wird. Folglich ist es möglich, ein Auftreten des Überschwingens zielgenau zu beseitigen.
Darüber hinaus wird, wenn, wie in der Erfindung von Anspruch 5, eine Hilfsheizeinrichtung, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, angeordnet ist, ein vorbestimmter untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC, der nochmalig niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, in gleicher Weise in der Steuerungsvorrichtung eingestellt, und wenn die zweite Betriebsart gestartet wird während in der Hilfsheizeinrichtung Wärme erzeugt wird, steuert die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein. Wenn die zweite Betriebsart gestartet wird, ohne in der Hilfsheizeinrichtung Wärme zu erzeugen, steuert die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein. Folglich wird in der zweiten Betriebsart, um Wärme in der Hilfsheizeinrichtung zu erzeugen, d.h. in einer in Anspruch 6 beschriebenen Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, die Drehzahl des Kompressors in einer früheren Phase begrenzt, wobei dabei der Rückfluss des Kältemittels in den Radiator aufgrund einer Vergrößerung der Druckdifferenz ΔPdc sicher verhindert wird, während in der zweiten Betriebsart, in der Wärme nicht in der Hilfsheizeinrichtung erzeugt wird, d.h. in einer in Anspruch 6 beschriebenen Maximale-Kühlung-Betriebsart, die Grenze der Drehzahl des Kompressors blockiert, wobei dabei ein Verhindern einer Verschlechterung eines Komforts aufgrund einer Verringerung einer Kühlkapazität für den Fahrzeuginnenraum ermöglicht wird.
Zusätzlich ist, wie in der Erfindung von Anspruch 6, eine Hilfsheizeinrichtung angeordnet, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, die Steuerungsvorrichtung hat, wie in der ersten Betriebsart, eine, jegliche Kombination oder alle von einer Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Radiator zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, in dem Außenexpansionsventil zu dekomprimieren und das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, einer Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel von dem Radiator zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel in dem Radiator und dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, und einer Kühl-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel von dem Radiator zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, und die Steuerungsvorrichtung hat als die zweite Betriebsart eine oder beide von einer Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel durch die Umgehungseinrichtung zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen und Wärme in der Hilfsheizeinrichtung zu erzeugen, und einer Maximale-Kühlung-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel durch die Umgehungseinrichtung zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen. Folglich schaltet die Steuerungsvorrichtung zwischen der Heiz-Betriebsart, die durch ein Schicken des Kältemittels zu dem Radiator auszuführen ist, der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, die ohne ein Schicken des Kältemittels zu dem Radiator auszuführen ist, der Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart und der Kühl-Betriebsart, die durch ein Schicken des Kältemittels zu dem Radiator auszuführen sind, der Maximale-Kühlung-Betriebsart, die ohne ein Schicken des Kältemittels zu dem Radiator auszuführen ist, und anderen um, sodass es möglich ist, eine komfortable Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums zu erreichen.
Figurenliste

1 ist eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimatisierungseinrichtung einer Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist (eine Heiz-Betriebsart, eine Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, eine Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart und eine Kühl-Betriebsart);
2 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Kreises einer Steuerungseinrichtung der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung von 1;
Fig..3 ist eine konstitutionelle Ansicht zu einem Zeitpunkt einer MAX-Kühlung-Betriebsart (die Maximale-Kühlung-Betriebsart) der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung von 1;
4 ist ein Steuerungsblockdiagramm, das sich mit einer Kompressorsteuerung in der MAX-Kühlung-Betriebsart der Steuerungseinrichtung von 2 beschäftigt;
5 ist eine erklärende Ansicht einer Begrenzungs-/Schutz-Operation davon durch die Steuerungseinrichtung von 2 basierend auf einer Differenz ΔPdc zwischen einem Druck auf einer Auslassseite eines Außenexpansionsventils und einem Druck auf einer Einlassseite;
6 ist eine erklärende Ansicht einer anderen Begrenzungs-/Schutz-Operation durch die Steuerungseinrichtung von 2 basierend auf der Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon;
7 ist eine Ansicht, um die Begrenzungs-/Schutz-Operation vom 6 im Detail zu erklären;
8 ist eine erklärende Ansicht von noch einer anderen Begrenzungs-/Schutz-Operation durch die Steuerungseinrichtung von 2 basierend auf der Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon; und
9 ist eine Zeittafel, um eine Steuerung beim Hochfahren in der MAX-Kühlung-Betriebsart durch die Steuerung von 2 zu erklären.

Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Nachstehend wird eine Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail getätigt.
1 zeigt eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimatisierungseinrichtung 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug der Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, ist ein Elektrofahrzeug (EV), in dem ein Verbrennungsmotor (ein Motor mit innerer Verbrennung) nicht montiert ist, und das mit einem Elektromotor zum Fahren, der durch in einer Batterie (die in der Zeichnung nicht gezeigt ist) gespeicherten Energie angetrieben wird, fährt, und die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung 1 der vorliegende Erfindung wird auch durch die Energie in der Batterie angetrieben. Im Speziellen führt die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung 1 der Ausführungsform in dem Elektrofahrzeug, das nicht in der Lage ist, ein Heizen durch eine Motorabwärme auszuführen, eine Heiz-Betriebsart durch eine Wärmepumpenoperation aus, in der ein Kältemittelkreis verwendet wird, und darüber hinaus führt die Klimatisierungseinrichtung wahlweise jeweilige Betriebsarten einer Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, eine Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart, einer Kühl-Betriebsart und einer MAX-Kühlung-Betriebsart (die Maximale-Kühlung-Betriebsart) aus.
Es ist zu beachten, dass das Fahrzeug nicht auf das Elektrofahrzeug beschränkt ist, und die vorliegende Erfindung auch für ein sogenanntes Hybridauto, in dem der Verbrennungsmotor zusammen mit dem Elektromotor zum Fahren verwendet wird, wirksam ist. Darüber hinaus ist, unnötig zu sagen, die vorliegende Erfindung auch auf ein gewöhnliches Auto, das mit dem Verbrennungsmotor fährt, anwendbar.
Die Fahrzeugklimatisierungseinrichtung 1 der Ausführungsform führt eine Klimatisierung (Heizen, Kühlen, Entfeuchten und Lüften) eines Fahrzeuginnenraums des Elektrofahrzeugs aus, und es sind nacheinander durch ein Kältemittelrohr 13 eine elektrischer Typ eines Kompressors 2, um ein Kältemittel zu verdichten, ein Radiator 4, der in einer Luftstrompassage 3 einer HVAC-Einheit 10, in der Fahrzeuginnenraumluft durchgeht und zirkuliert, angeordnet ist, um das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel über ein Kältemittelrohr 13G hinein zu schicken und dieses Kältemittel Wärme in den Fahrzeuginnenraum abstrahlen zu lassen, ein Außenexpansionsventil 6, das aus einem elektrischen Ventil gebildet ist, das das Kältemittel während des Heizens dekomprimiert und expandiert, ein Außenwärmetauscher 7, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist und einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und Außenluft ausführt, um während des Kühlens als der Radiator zu funktionieren und während des Heizens als ein Verdampfer zu funktionieren, ein Innenraumexpansionsventil 8, das aus einem elektrischen Ventil gebildet ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren und zu expandieren, ein Wärmeabsorber 9, der in der Luftstrompassage 3 angeordnet ist, um das Kältemittel während des Kühlens und während des Entfeuchtens Wärme vom Innenraum und Äußeren des Fahrzeugs absorbieren oder abstrahlen zu lassen, ein Akkumulator 12 und anderes verbunden, und dabei wird ein Kältemittelkreis R gebildet.
Darüber hinaus enthält dieser Kältemittelkreis R eine vorbestimmte Kältemittelmenge und eine vorbestimmte Menge eines Schmieröls. Es ist zu beachten, dass ein Außengebläse 15 in dem Außenwärmetauscher 7 vorgesehen ist. Das Außengebläse 15 schickt die Außenluft zwangsweise durch den Außenwärmetauscher 7, um den Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kältemittel auszuführen, wobei die Außenluft auch während eines Anhaltens des Fahrzeugs (d.h. eine Schnelligkeit ist 0 km/h) durch den Außenwärmetauscher 7 durchgeht.
Zusätzlich hat der Außenwärmetauscher 7 einen Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und einen Unterkühlungsabschnitt 16 nacheinander auf einer Kältemittel-stromabwärtigen Seite, ein Kältemittelrohr 13A, das sich von dem Außenwärmetauscher 7 heraus erstreckt, ist über ein Magnetventil 17, das während des Kühlens zu öffnen ist, mit dem Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 verbunden, und ein Kältemittelrohr 13B auf einer Auslassseite des Unterkühlungsabschnitt 16 ist über das Innenraumexpansionsventil 8 mit einer Einlassseite des Wärmeabsorbers 9 verbunden. Es ist zu beachten, dass der Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und der Unterkühlungsabschnitt 16 strukturell einen Teil des Außenwärmetauschers 7 bilden.
Zusätzlich ist zwischen dem Unterkühlungsabschnitt 16 und dem Innenraumexpansionsventil 8 ein Kältemittelrohr 13B in einem wärmeaustauschenden Verhältnis mit einem Kältemittelrohr 13C auf einer Auslassseite des Wärmeabsorbers 9 angeordnet und beide der Rohre bilden einen Innenwärmetauscher 19. Folglich wird das durch das Kältemittelrohr 13B in das Innenraumexpansionsventil 8 strömende Kältemittel durch das von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Niedertemperatur-Kältemittel gekühlt (unterkühlt).
Darüber hinaus verzweigt sich das sich von dem Außenwärmetauscher 7 heraus erstreckende Kältemittelrohr 13A zu einem Kältemittelrohr 13D und dieses verzweigte Kältemittelrohr 13D kommuniziert und verbindet auf einer stromabwärtigen Seite von dem Innenwärmetauscher 19 über ein Magnetventil 21, das während des Heizens zu öffnen ist, mit dem Kältemittelrohr 13C. Das Kältemittelrohr 13C ist mit dem Akkumulator 12 verbunden und der Akkumulator 12 ist mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors 2 verbunden. Zusätzlich ist ein Kältemittelrohr 13E auf einer Auslassseite des Radiators 4 über das Außenexpansionsventil 6 mit einer Einlassseite des Außenwärmetauschers 7 verbunden.
Zusätzlich ist ein Magnetventil 30 (das eine Strömungskanalumschalteinrichtung bildet), das während des Entfeuchtens und Heizens und eines später beschriebenen MAX-Kühlens zu schließen ist, zwischen einer Ausstoßseite des Kompressors 2 und einer Einlassseite des Radiators 4 in dem Kältemittelrohr 13G angeordnet. In diesem Fall verzweigt sich das Kältemittelrohr 13G auf einer stromaufwärtigen Seite von dem Magnetventil 30 zu einem Umgehungsrohr 35 und dieses Umgehungsrohr 35 kommuniziert und verbindet auf einer stromabwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6 über ein Magnetventil 40 (dieses bildet auch die Strömungskanalumschalteinrichtung), das während des Entfeuchtens und Heizens und Max-Kühlens zu öffnen ist, mit dem Kältemittelrohr 13E. Das Umgehungsrohr 35, das Magnetventil 30 und das Magnetventil 40 bilden eine Umgehungseinrichtung 45 in der vorliegenden Erfindung.
Somit bilden das Umgehungsrohr 35, das Magnetventil 30 und das Magnetventil 40 die Umgehungseinrichtung 45, sodass es möglich ist, reibungslos von der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart oder der MAX-Kühlung-Betriebsart, um, wie später beschrieben, das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel direkt in den Außenwärmetauscher 7 zu schicken, zu der Heiz-Betriebsart, der Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart oder der Kühl-Betriebsart, um das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel in den Radiator 4 zu schicken, zu wechseln.
Darüber hinaus sind auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Wärmeabsorber 9 jeweilige Ansaugöffnungen, wie eine Außenluftansaugöffnung und eine Innenraumluftansaugöffnung, in der Luftstrompassage 3 gebildet (durch eine Ansaugöffnung 25 in 1 dargestellt), und in der Ansaugöffnung 25 ist ein Ansaugumschaltschieber 26 angeordnet, um die in die Luftstrompassage 3 einzuführende Luft zu einer Innenraumluft, die Luft des Fahrzeuginnenraums ist (eine Innenraumluftzirkulation-Betriebsart) und einer Außenluft, die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums ist (eine Außenluft-Einführ-Betriebsart) zu wechseln. Darüber hinaus ist auf einer Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Ansaugumschaltschieber 26 ein Innenraumgebläse (ein Gebläseventilator) 27 angeordnet, um die eingeführte Innenraum-oder Außenluft zu der Luftstrompassage 3 zuzuführen.
Zusätzlich bezeichnet Bezugszeichen 23 in 1 einen Hilfsheizer als eine Hilfsheizeinrichtung, die in der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung 1 der Ausführungsform angeordnet ist. Der Hilfsheizer 23 der Ausführungsform ist aus einem PTC-Heizer gebildet, der ein elektrischer Heizer ist, und zu der Strömung der Luft in der Luftstrompassage 3 auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 in der Luftstrompassage 3 angeordnet. Dann, wenn der Hilfsheizer 23 mit Strom versorgt wird, um Wärme zu erzeugen, wird die Luft in der Luftstrompassage 3, die durch den Wärmeabsorber 9 in den Radiator 4 strömt, erwärmt. Das heißt, dass der Hilfsheizer 23 ein sogenannter Heizerkern wird, um das Heizen des Fahrzeuginnenraums durchzuführen oder zu ergänzen.
Darüber hinaus ist auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Hilfsheizer 23 ein Luftmischschieber 28 in der Luftstrompassage 3 angeordnet, um einen Grad, bei dem die Luft (die Innenraum- oder Außenluft) in der Luftstrompassage 3, die in die Luftstrompassage 3 strömt und durch den Wärmeabsorber 9 durchgeht, durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 durchgeht, einzustellen. Ferner ist auf einer Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Radiator 4 jeder Fuß-, Lüftungs- oder Defrost-Auslass (durch einen Auslass 29 in 1 dargestellt) in der Luftstrompassage 3 gebildet, und in dem Auslass 29 ist ein Auslassumschaltschieber 31 angeordnet, um eine Umschaltsteuerung eines Blasens der Luft von jedem oben erwähnten Auslass auszuführen.
Als nächstes bezeichnet Bezugszeichen 32 in 2 eine Steuerungseinrichtung (ECU) als eine Steuerungsvorrichtung, die aus einem Mikrocomputer besteht, der ein Beispiel eines Computers ist, der einen Prozessor enthält, und ein Eingang der Steuerungseinrichtung 32 ist mit jeweiligen Ausgängen eines Außenlufttemperatursensors 33, der eine Außenlufttemperatur (Tam) des Fahrzeugs erfasst, eines Außenluftfeuchtigkeitssensors 34, der eine Außenluftfeuchtigkeit erfasst, eines HVAC-Ansaugtemperatursensors 36, der eine Temperatur der von der Ansaugöffnung 25 zu der Luftstrompassage 3 anzusaugenden Luft erfasst, eines Innenraumlufttemperatursensors 37, der eine Temperatur der Luft des Fahrzeuginnenraums (der Innenraumluft) erfasst, eines Innenraumluftfeuchtigkeitssensors 38, der eine Feuchtigkeit der Luft des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Innenraumluft-CO₂-Konzentrationssensors 39, die eine Kohlendioxidkonzentration des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Auslasstemperatursensors 41, der eine Temperatur der von dem Auslass 29 zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft erfasst, eines Ausstoßdrucksensors 42, der einen Druck (einen Ausstoßdruck Pd) des von dem Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittels erfasst, eines Ausstoßtemperatursensors 43, der eine Temperatur des von dem Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittels erfasst, eines Ansaugdrucksensors 44, der einen Druck des in den Kompressor 2 zu saugenden Kältemittels erfasst, eines Ansaugtemperatursensors 55, der eine Temperatur des in den Kompressor 2 zu saugenden Kältemittels erfasst, eines Radiatortemperatursensors 46, der eine Temperatur des Radiators 4 (die Temperatur der durch den Radiator 4 durchgegangenen Luft oder die Temperatur des Radiators 4 selbst: eine Radiatortemperatur TH) erfasst, eines Radiatordrucksensors 47, der einen Kältemitteldruck des Radiators 4 (den Druck des Kältemittels in dem Radiator 4 oder unmittelbar, nachdem das Kältemittel von dem Radiator 4 ausströmt: einen Radiatordruck PCI) erfasst, eines Wärmeabsorbertemperatursensors 48, der eine Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (die Temperatur der durch den Wärmeabsorber 9 durchgegangenen Luft oder die Temperatur des Wärmeabsorbers 9 selbst: eine Wärmeabsorbertemperatur Te) erfasst, eines Wärmeabsorberdrucksensors 49, der einen Kältemitteldruck des Wärmeabsorbers 9 (den Druck des Kältemittels in dem Wärmeabsorber 9 oder unmittelbar, nachdem das Kältemittel von dem Wärmeabsorber 9 ausströmt) erfasst, eines Sonneneinstrahlungssensors 51 von z.B. einem Fotosensorsystem, um ein Sonneneinstrahlungsausmaß in das Fahrzeug zu erfassen, eines Geschwindigkeitssensors 52, um eine Bewegungsgeschwindigkeit (eine Schnelligkeit) des Fahrzeugs zu erfassen, eines Klimaanlagenbedienabschnitts 53, um die Änderung einer vorbestimmten Temperatur oder das Schalten zwischen Betriebsarten einzustellen, eines Außenwärmetauschertemperatursensors 54, der eine Temperatur des Außenwärmetauschers 7 (die Temperatur unmittelbar nachdem das Kältemittel von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmt, oder die Temperatur des Außenwärmetauschers 7 selbst: eine Außenwärmetauschertemperatur TXO) erfasst, und eines Außenwärmetauscherdrucksensors 56, der einen Kältemitteldruck des Außenwärmetauschers 7 (den Druck des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 7, oder unmittelbar nachdem das Kältemittel von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmt: einen Außenwärmetauscherdruck PXO) erfasst, verbunden. Darüber hinaus ist der Eingang der Steuerungseinrichtung 32 ferner mit einem Ausgang eines Hilfsheizertemperatursensors 50 verbunden, der eine Temperatur des Hilfsheizers 23 (die Temperatur unmittelbar nachdem die Luft durch den Hilfsheizer 23 erwärmt ist, oder die Temperatur des Hilfsheizers 23 selbst: eine Hilfsheizertemperatur Tptc) erfasst.
Auf der anderen Seite ist ein Ausgang der Steuerungseinrichtung 32 mit dem Kompressor 2, dem Außengebläse 15, dem Innenraumgebläse (dem Gebläseventilator) 27, dem Ansaugumschaltschieber 26, dem Luftmischschieber 28, dem Auslass Umschaltschieber 31, dem Außenexpansionsventil 6, dem Innenraumexpansionsventil 8, dem Hilfsheizer 23 und den jeweiligen Magnetventilen, d.h. dem Magnetventil 30 (für das Entfeuchten), dem Magnetventil 17 (für das Kühlen), dem Magnetventil 21 (für das Heizen) und dem Magnetventil 40 (auch für das Entfeuchten) verbunden. Dann steuert die Steuerungseinrichtung 32 diese Komponenten auf der Basis der Ausgänge der jeweiligen Sensoren und der durch den Klimaanlagenbedienabschnitt 53 eingegebenen Einstellungen.
Als nächstes wird eine Beschreibung für einen Betrieb der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung 1 der Ausführungsform, die die obige Zusammenstellung hat, getätigt. In der Ausführungsform schaltet die Steuerungseinrichtung 32 zwischen den jeweiligen Betriebsarten der Heiz-Betriebsart, der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, der Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart, der Kühl-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart (die Maximale-Kühlung-Betriebsart) um und führt diese aus. Eine Beschreibung wird zunächst für eine Strömung des Kältemittels und einen Überblick einer Steuerung jeder Betriebsart getätigt.
Heiz-Betriebsart
Wenn die Heiz-Betriebsart durch die Steuerungseinrichtung 32 (eine Automatik-Betriebsart) oder eine manuelle Betätigung an dem Klimaanlagenbedienabschnitt 53 (eine manuelle Betriebsart) gewählt ist, öffnet die Steuerungseinrichtung 32 das Magnetventil 21 (für das Heizen) und schließt das Magnetventil 17 (für das Kühlen). Darüber hinaus öffnet die Steuerungseinrichtung das Magnetventil 30 (für das Entfeuchten) und schließt das Magnetventil 40 (für das Entfeuchten).
Dann betreibt die Steuerungseinrichtung den Kompressor 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27 und der Luftmischschieber 28 hat einen Zustand eines Schickens all der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen ist und, wie durch eine unterbrochene Linie in 1 gezeigt, durch den Wärmeabsorber 9 durchgeleitet ist, zu dem Hilfsheizer 23 und dem Radiator 4. Folglich strömt ein von dem Kompressor 2 ausgestoßenes Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas durch das Magnetventil 30 und das Kältemittelrohr 13G in den Radiator 4. Die Luft in der Luftstrompassage 3 geht durch den Radiator 4 durch und somit wird die Luft in der Luftstrompassage 3 durch das Hochtemperatur-Kältemittel in dem Radiator 4 (in dem Hilfsheizer 23 und dem Radiator 4, wenn der Hilfsheizer 23 arbeitet) erwärmt, wohingegen dem Kältemittel in dem Radiator 4 die Wärme durch die Luft entnommen wurde und es gekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
Das in dem Radiator 4 verflüssigte Kältemittel strömt von dem Radiator 4 aus und strömt dann durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Das in das Außenexpansionsventil 6 strömende Kältemittel wird darin dekomprimiert und strömt dann in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel verdampft, und die Wärme wird von der Außenluft, die durch Fahren oder das Außengebläse 15 durchgeleitet wird, hinein gefördert. Mit anderen Worten funktioniert der Kältemittelkreis R als eine Wärmepumpe. Dann strömt das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Niedertemperatur-Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13A, das Magnetventil 21 und das Kältemittelrohr 13D und strömt von dem Kältemittelrohr 13C in den Akkumulator 12, um eine Glas-Flüssigkeit-Abscheidung durchzuführen, und das Kältemittelgas wird in den Kompressor 2 gesaugt, wobei sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Radiator 4 (dem Hilfsheizer 23 und dem Radiator 4, wenn der Hilfsheizer 23 arbeitet) erwärmte Luft wird von dem Auslass 29 ausgeblasen, und dabei das Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt.
Die Steuerungseinrichtung 32 berechnet einen Sollradiatordruck PCO (einen Sollwert des Radiatordrucks PCI) aus einer Sollradiatortemperatur TCO (einem Sollwert der Radiatortemperatur TH), die aus einer nachstehend erwähnten Sollauslasstemperatur TAO berechnet wird, und steuert eine Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis des Sollradiatordrucks PCO und des Kältemitteldrucks des Radiators 4, der durch den Radiatordrucksensor 47 erfasst wird (der Radiatordruck PCI, der ein Hochdruck des Kältemittelkreises R ist). Darüber hinaus steuert die Steuerungseinrichtung 32 eine Ventilstellung des Außenexpansionsventil 6 auf der Basis der Temperatur (der Radiatortemperatur TH) des Radiators 4, die durch den Radiatortemperatursensor 46 erfasst wird, und des Radiatordrucks PCI, der durch den Radiatordrucksensor 47 erfasst wird, und steuert einen Unterkühlungsgrad SC des Kältemittels in einem Auslass des Radiators 4. Die Sollradiatortemperatur TCO ist grundsätzlich TCO = TAO, aber eine vorbestimmte Steuerungsgrenze ist vorgesehen.
Darüber hinaus steuert die Steuerungseinrichtung 32 in dieser Heiz-Betriebsart, wenn eine Heizfähigkeit durch den Radiator 4 zu einer Heizfähigkeit, die für eine Fahrzeuginnenraumklimatisierung erforderlich ist, knapp wird, die Stromversorgung des Hilfsheizers 23, um die Verknappung durch die Wärmeerzeugung des Hilfsheizers 23 zu ergänzen. Folglich wird ein komfortables Fahrzeuginnenraumheizen erreicht und eine Reifbildung an dem Außenwärmetauscher 7 wird unterdrückt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Hilfsheizer 23 auf der Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 angeordnet, und somit wird die Luft, die durch die Luftstrompassage 3 strömt, durch den Hilfsheizer 23 vor dem Radiator 4 geleitet.
Hierbei steigt, wenn der Hilfsheizer 23 auf der Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Radiator 4 angeordnet ist und wenn der Hilfsheizer 23 aus dem PCT-Heizer, wie in der Ausführung, gebildet ist, die Temperatur der in den Hilfsheizer 23 strömenden Luft aufgrund des Radiators 4 an. Daher steigt ein Widerstandswert des PTC-Heizers an und ein Stromwert verringert sich, um auch eine zu erzeugende Wärmemenge zu verringern, aber der Hilfsheizer 23 ist auf der Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 angeordnet, sodass es möglich ist, eine Fähigkeit des Hilfsheizers 23, der wie in der Ausführungsform durch den PTC-Heizer gebildet ist, in ausreichender Weise auszuüben.
Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart
Als nächstes öffnet die Steuerungseinrichtung 32 in der Entfeucht-und Heiz-Betriebsart das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Darüber hinaus schließt die Steuerungseinrichtung das Magnetventil 30, öffnet das Magnetventil 40 und stellt eine Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in eine abgesperrte Stellung. Dann betreibt die Steuerungseinrichtung den Kompressor 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27. Wie durch die unterbrochene Linie in 1 gezeigt, erreicht der Luftmischschieber 28 einen Zustand eines Schickens all der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen und durch den Wärmeabsorber 9 durchgeleitet ist, zu dem Hilfsheizer 23 und dem Radiator 4.
Folglich strömt das von dem Kompressor 2 zu dem Kältemittelrohr 13G ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas in das Umgehungsrohr 35, ohne zu dem Radiator 4 hin zu strömen, und strömt durch das Magnetventil 40, um das Kältemittelrohr 13E auf der stromabwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Außenexpansionsventil 6 abgesperrt und somit strömt das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchgeleitete Außenluft gekühlt, um zu kondensieren. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17 nacheinander in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16. Hierbei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und strömt durch den Innenwärmetauscher 19, um das Innenraumexpansionsventil 8 zu erreichen In dem Innenraumexpansionsventil 8 wird das Kältemittel dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Durch eine Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt wird die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft gekühlt und Wasser in der Luft koaguliert, um an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften. Daher wird die Luft in der Luftstrompassage 3 gekühlt und entfeuchtet. Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den Innenwärmetauscher 19 und das Kältemittelrohr 13C, um den Akkumulator 12 zu erreichen und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wobei sich dieser Umlauf wiederholt.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in die abgesperrte Stellung eingestellt, sodass es möglich ist, den Nachteil, dass das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel von dem Außenexpansionsventil 6 zurück in den Radiator 4 strömt, zu verhindern oder zu unterdrücken. Folglich ist es möglich, eine Verringerung einer Menge des zu zirkulierenden Kältemittels zu verhindern oder zu unterdrücken, wobei die Klimatisierungsfähigkeit erlangt wird. Darüber hinaus versorgt die Steuerungseinrichtung 32 in dieser Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart den Hilfsheizer 23 mit Strom, um Wärme zu erzeugen. Folglich wird die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft weiter in einem Prozess eines Durchgehens durch den Hilfsheizer 23 erwärmt, und somit steigt eine Temperatur an, wobei das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums ausgeführt wird.
Die Steuerungseinrichtung 32 steuert die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur (der Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und einer Sollwärmeabsorbertemperatur TEO, die ein Sollwert der Wärmeabsorbertemperatur ist, und die Steuerungseinrichtung steuert die Stromversorgung (die Wärmeerzeugung) des Hilfsheizers 23 auf der Basis der durch den Hilfsheizertemperatursensor 50 erfassten Hilfsheizertemperatur Tptc und der oben erwähnten Sollradiatortemperatur TCO. Folglich wird der Abfall der Temperatur der von dem Auslass 29 zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft durch das Heizen von dem Hilfsheizer 23 zielgenau verhindert, während das Kühlen und Entfeuchten der Luft in dem Wärmeabsorber 9 in geeigneter Weise durchgeführt wird.
Folglich kann, während die Luft entfeuchtet wird, die Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft bei einer geeigneten Heiztemperatur gesteuert werden und es ist möglich, ein komfortables und wirksames Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums zu erreichen. Darüber hinaus hat, wie oben beschrieben, der Luftmischschieber 28 in der Entfeucht-und- Heiz-Betriebsart einen Zustand eines Schickens all der Luft in der Luftstrompassage 3 durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4. Daher wird die durch den Wärmeabsorber 9 durchgeleitete Luft durch den Hilfsheizer 23 wirksam erwärmt, wobei die Energiespareigenschaften verbessert werden und eine Steuerbarkeit der Klimatisierung für das Entfeuchten und Heizen verbessert werden kann.
Es ist zu beachten, dass der Hilfsheizer 23 auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 angeordnet ist, und somit geht die durch den Hilfsheizer 23 erwärmte Luft durch den Radiator 4. Jedoch strömt das Kältemittel in dieser Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart nicht durch den Radiator 4, und somit ist es möglich, den Nachteil zu beseitigen, dass Wärme von der durch den Hilfsheizer 23 erwärmten Luft durch den Radiator 4 absorbiert wird. Im Speziellen ist es möglich, den Temperaturabfall der zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft durch den Radiator 4 zu unterdrücken und ein Wirkungsgrad (COP) verbessert sich.
Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart
Als nächstes öffnet die Steuerungseinrichtung 32 in der Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Die Steuerungseinrichtung öffnet auch das Magnetventil 30 und schließt das Magnetventil 40. Dann betreibt die Steuerungseinrichtung den Kompressor 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27 und der Luftmischschieber 28 hat den Zustand eines Schickens all der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen und durch den Wärmeabsorber 9 durchgeleitet ist, durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4. Folglich strömt das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas durch das Magnetventil 30 und strömt von dem Kältemittelrohr 13G in den Radiator 4. Die Luft in der Luftstrompassage 3 geht durch den Radiator 4 und somit wird die Luft in der Luftstrompassage 3 durch das Hochtemperatur Kältemittelgas in dem Radiator 4 erwärmt, wohingegen dem Kältemittel in dem Radiator 4 die Wärme durch die Luft entnommen wurde und es gekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
Das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen und strömt durch das Außenexpansionsventil 6, das angesteuert ist, geringfügig zu öffnen, um in den Außenwärmetauscher 7 zu strömen. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch das Fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchgeleitete Außenluft gekühlt, um zu kondensieren. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nachfolgend in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu strömen. Hierbei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und strömt durch den Innenwärmetauscher 19, um das Innenraumexpansionsventil 8 zu erreichen. Das Kältemittel wird in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen Luft koaguliert, um durch eine Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den Innenwärmetauscher 19 und das Kältemittelrohr 13C, um den Akkumulator 12 zu erreichen, und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wobei sich dieser Umlauf wiederholt. In dieser Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart versorgt die Steuerungseinrichtung 32 den Hilfsheizer 23 nicht mit Strom, und somit wird die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator 4 (eine Abstrahlungsfähigkeit ist geringer als die während des Heizens) wieder erwärmt, wobei das Entfeuchten und Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird.
Die Steuerungseinrichtung 32 steuert die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te), die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, steuert auch die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 auf der Basis des oben erwähnten Hochdrucks des Kältemittelkreises R, und steuert den Kältemitteldruck des Radiators 4 (den Radiatordruck PCI).
Kühl-Betriebsart
Als nächstes stellt die Steuerungseinrichtung 32 in der Kühl-Betriebsart die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in dem obigen Zustand der Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart in eine vollständig geöffnete Stellung. Es ist beachten, dass die Steuerungseinrichtung 32 den Luftmischschieber 28 steuert, ein Verhältnis einzustellen, bei dem, wie durch eine durchgezogene Linie in 1 gezeigt, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene und durch den Wärmeabsorber 9 durchgeleitete Luft in der Luftstrompassage 3 durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 geht. Darüber hinaus versorgt die Steuerungseinrichtung 32 den Hilfsheizer 23 nicht mit Strom.
Folglich strömt das von den Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas durch das Magnetventil 30 und strömt von dem Kältemittelrohr 13G in den Radiator 4, und das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Außenexpansionsventil 6 vollständig geöffnet, und somit geht das Kältemittel durch das Außenexpansionsventil, um in den Außenwärmetauscher 7, in dem das Kältemittel darin durch das Fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchgeleitete Außenluft gekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen, zu strömen wie es ist. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nachfolgend in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu strömen. Hierbei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von den Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und strömt durch den Innenwärmetauscher 19, um das Innenraumexpansionsventil 8 zu erreichen. Das Kältemittel wird in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Durch die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt wird die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft gekühlt. Darüber hinaus koaguliert das Wasser in der Luft, um an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den Innenwärmetauscher 19 und das Kältemittelrohr 13C, um den Akkumulator 12 zu erreichen, und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wobei sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft wird von dem Auslass 29 zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasen (ein Teil der Luft geht durch den Radiator 4, um einen Wärmeaustausch durchzuführen), wobei das Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird. In dieser Kühl-Betriebsart steuert die Steuerungseinrichtung 32 auch die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te), die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und der Sollwärmeabsorbertemperatur TEO, die der Sollwert der Wärmeabsorbertemperatur ist.
MAX-Kühlung-Betriebsart (Maximale-Kühlung-Betriebsart)
Als nächstes öffnet die Steuerungseinrichtung 32 in der MAX-Kühlung-Betriebsart, die die Maximale-Kühlung-Betriebsart ist, das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Die Steuerungseinrichtung schließt auch das Magnetventil 30, öffnet das Magnetventil 40 und stellt die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in die abgesperrte Stellung ein. Dann betreibt die Steuerungseinrichtung den Kompressor 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27 und der Luftmischschieber 28 hat, wie in 3 gezeigt, einen Zustand, in dem die Luft in der Luftstrompassage 3 nicht durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 geht. Jedoch gibt es keinerlei Probleme, selbst wenn die Luft geringfügig durchgeht. Darüber hinaus versorgt die Steuerungseinrichtung 32 den Hilfsheizer 23 nicht mit Strom.
Folglich strömt das von den Kompressor 2 zu dem Kältemittelrohr 13G ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas in das Umgehungsrohr 35, ohne zu dem Radiator 4 hin zu strömen, und strömt durch das Magnetventil 40, um das Kältemittelrohr 13E auf der stromabwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Außenexpansionsventil 6 abgesperrt und somit strömt das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchgeleitete Außenluft gekühlt, um zu kondensieren. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17 und nachfolgend in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16. Hierbei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein strömt durch den Innenwärmetauscher 19, um das Innenraumexpansionsventil 8 zu erreichen. In dem Innenraumexpansionsventil 8 wird das Kältemittel dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Durch die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt wird die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft gekühlt. Darüber hinaus koaguliert das Wasser in der Luft, um an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft in der Luftstrompassage 3 entfeuchtet. Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den Innenwärmetauscher 19 und das Kältemittelrohr 13C, um den Akkumulator 12 zu erreichen, und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wobei sich dieser Umlauf wiederholt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Außenexpansionsventil 6 abgesperrt, sodass es in gleicher Weise möglich ist, den Nachteil, dass das von den Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel von dem Außenexpansionsventil 6 zurück in den Radiator 4 strömt, zu unterdrücken oder zu verhindern. Folglich ist es möglich, die Abnahme der Menge des zu zirkulierenden Kältemittels zu unterdrücken oder zu beseitigen, und es ist möglich, die Klimatisierungsfähigkeit zu erlangen.
Hierbei strömt das Hochtemperatur-Kältemittel in der oben erwähnten Kühl-Betriebsart, durch den Radiator 4, und somit tritt eine direkte Wärmeleitung von dem Radiator 4 zu der HVAC-Einheit 10 in beträchtlicher Weise auf, aber in dieser MAX-Kühlung-Betriebsart strömt das Kältemittel nicht durch den Radiator 4. Daher wird die Luft von dem Wärmeabsorber 9 in der Luftstrompassage 3 nicht durch von dem Radiator 4 zu der HVAC-Einheit 10 übertragenen Wärme erwärmt. Folglich wird ein kraftvolles Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt, und, speziell in einer Umgebung, in der die Außenlufttemperatur Tam hoch ist, kann der Fahrzeuginnenraum rasch gekühlt werden, um die komfortable Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums zu erreichen. Auch steuert die Steuerungseinrichtung 32 in dieser MAX-Kühlung-Betriebsart die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te), die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und der Sollwärmeabsorbertemperatur TEO, die der Sollwert der Wärmeabsorbertemperatur ist.
Umschalten zwischen Betriebsarten
Die in der Luftstrompassage 3 zirkulierte Luft wird in den obigen jeweiligen Betriebsarten dem Kühlen von dem Wärmeabsorber 9 und einer Heizoperation von dem Radiator 4 (und dem Hilfsheizer 23) unterzogen (eingestellt durch den Luftmischschieber 28), und die Luft wird von dem Auslass 29 in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasen. Die Steuerungseinrichtung 32 berechnet die Sollauslasstemperatur TAO auf der Basis der durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfassten Außenlufttemperatur Tam, der Temperatur des Fahrzeuginnenraums, die durch den Innenraumlufttemperatursensor 37 erfasst wird, der Gebläsespannung, des durch den Sonneneinstrahlungssensor 51 erfassten Sonneneinstrahlungsausmaßes und von anderem, und der an dem Klimaanlagenbedienabschnitt 53 eingestellten Sollfahrzeuginnenraumtemperatur (der vorbestimmten Temperatur). Wenn zwischen den Betriebsarten umgeschaltet wird, steuert die Steuerungseinrichtung die Temperatur der bei dieser Sollauslasstemperatur TAO von dem Auslass 29 ausgeblasenen Luft.
In diesem Fall schaltet die Steuerungseinrichtung 32 auf der Basis von Parametern, wie etwa der Außenlufttemperatur Tam, der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums, der Sollauslasstemperatur TAO, der Radiatortemperatur TH, der Sollradiatortemperatur TCO, der Wärmeabsorbertemperatur Te, der Sollwärmeabsorbertemperatur TEO, und einer Anwesenheit/Abwesenheit einer Anforderung für das Entfeuchten des Fahrzeuginnenraums, zwischen Betriebsarten um, um in Übereinstimmung mit Umweltbedingungen oder einer Notwendigkeit für das Entfeuchten zielgenau zwischen der Heiz-Betriebsart, der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, der Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart, der Kühl-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart umzuschalten, wobei eine komfortable und wirksame Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums erreicht wird.
Steuerung von Kompressor 2 in MAX-Kühlung-Betriebsart durch Steuerungseinrichtung 32
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 eine Beschreibung der Steuerung des Kompressors 2 in der oben erwähnten MAX-Kühlung-Betriebsart im Detail getätigt. Es ist zu beachten, dass die Steuerung in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart grundsätzlich gleich ist, aber hier wird die Beschreibung unter Verwendung der MAX-Kühlung-Betriebsart getätigt. 4 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Steuerungseinrichtung 32, die eine Solldrehzahl (eine Kompressorsolldrehzahl) TGNCc des Kompressors 2 für die obige MAX-Kühlung-Betriebsart bestimmt. Eine F/F-Steuerungsausmaßberechnungsabschnitt 63 der Steuerungseinrichtung 32 berechnet ein F/F-Steuerungsausmaß TGNCcff der Kompressorsolldrehzahl auf der Basis der Außenlufttemperatur Tam, eines Luftmassenvolumens Ga der in die Luftstrompassage 3 strömenden Luft und der Sollwärmeabsorbertemperatur TEO, die ein Sollwert der Temperatur (Te) des Wärmeabsorbers 9 ist.
Darüber hinaus berechnet ein F/B-Steuerungsausmaßberechnungsabschnitt 64 ein F/B-Steuerungsausmaß TGNCcfb der Kompressorsolldrehzahl auf der Basis der Sollwärmeabsorbertemperatur TEO und der Wärmeabsorbertemperatur Te. Dann addiert ein Additionsglied 66 das durch den F/F-Steuerungsausmaßberechnungsabschnitt 63 berechnete F/F-Steuerungsausmaß TGNCcff und das durch den F/B-Steuerungsausmaßberechnungsabschnitt 64 berechnete F/B-Steuerungsausmaß TGNCcfb, ein Grenzen-Einstellungsabschnitt 67 fügt Grenzen einer oberen Steuerungsgrenze und einer unteren Steuerungsgrenze an, und dann wird TGNCc nachfolgend als das Steuerungsausmaß in einen Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 und einen Schutzstoppabschnitt 69 eingegeben.
Der Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 begrenzt das von dem Grenzen-Einstellungsabschnitt 67 eingegebene Steuerungsausmaß TGNCc auf der Basis einer Differenz ΔPdc zwischen einem Druck auf einer Auslassseite des Außenexpansionsventil 6 und einem Druck auf eine Einlassseite davon und einem von dem Schutzstoppabschnitt 69 zurückgemeldeten Steuerungsausmaß TGNCz, und dann erhält der Schutzstoppabschnitt 69 ein Steuerungsausmaß, um den Kompressor 2 anzuhalten. Es ist zu beachten, dass eine Beschreibung einer Begrenzung-/Schutz-Operation basierend auf der Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon durch den Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 und den Schutzstoppabschnitt 69 später im Detail getätigt wird. Dann wird ein von dem Schutzstoppabschnitt 69 ausgegebenes Steuerungsausmaß TGNC als die Kompressorsolldrehzahl bestimmt. In der MAX-Kühlung-Betriebsart steuert die Steuerungseinrichtung 32 die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis dieser Kompressorsolldrehzahl TGNC (ein Anhalten ist eingeschlossen, und dies wird auch auf die Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart angewendet).
Begrenzung-/Schutz-Operation (Nr. 1) basierend auf Differenz ΔPdc zwischen Druck auf Auslassseite von Außenexpansionsventil 6 und Druck auf Einlassseite davon
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 ein Beispiel der oben erwähnten auf der Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon basierenden Begrenzung-/Schutz-Operation durch den Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 und den Schutzstoppabschnitt 69 der Steuerungseinrichtung 2 beschrieben. Wie oben beschrieben, ist in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart (die Betriebsarten bilden eine zweite Betriebsart in der vorliegenden Erfindung. Es ist zu beachten, dass die oben erwähnte Heiz-Betriebsart, Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart und Kühl-Betriebsart eine erste Betriebsart der vorliegenden Erfindung bilden.) das Außenexpansionsventil 6 abgesperrt. Jedoch gibt es, wie oben beschrieben, eine vorbestimmte Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH in dem Außenexpansionsventil 6 und der Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 ist höher als der auf der Einlassseite davon. Wenn die Differenz diese Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH überschreitet, öffnet das Expansionsventil 6 und das Kältemittel strömt rückwärts in den Radiator 4
Um dieses Problem zu beseitigen, begrenzt, wenn die vorliegende Betriebsart die Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart oder die MAX-Kühlung-Betriebsart ist, die die zweite Betriebsart ist, die Steuerungseinrichtung 32 die Drehzahl NC des Kompressors 2 oder hält den Kompressor 2, wie oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, durch den Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 und den Schutzstoppabschnitt 69 an und arbeitet dabei so, dass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon diese Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH (z.B. 2 MPa) nicht überschreitet.
Im Speziellen berechnet die Steuerungseinrichtung 32 zunächst die Differenz ΔPdc (ΔPdc = Pd - PCI) zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon auf der Basis des Ausstoßdrucks Pd (erfasst durch den Ausstoßdrucksensor 42), der der Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 ist, und des Radiatordrucks PCI (erfasst durch den Radiatordrucksensor 47), der der Druck auf der Einlassseite des Außenexpansionsventils 6 ist.
Auf der anderen Seite wird in der Ausführungsform ein Schutzstoppwert ULΔPdcA (1,7 MPa), der so viel wie ein vorbestimmter Wert (z.B. 0,3 MPa) niedriger als die oben erwähnte Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH ist, in dem Schutzstopp-Abschnitt 69 der Steuerungseinrichtung 32 eingestellt, ein Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB (1,5 MPa und ein Beispiel eines Sollwerts TGΔPdc, um die Drehzahl NC des Kompressors 2 zu begrenzen), der nochmalig so viel wie ein vorbestimmter Wert (z.B. 0,2 MPa) niedriger als dieser Schutzstoppwert ULΔPdcA ist, wird in dem Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 eingestellt, und die Steuerungseinrichtung 32 hält diese Werte. Es ist zu beachten, dass der oben vorbestimmte Wert (0,3 MPa) eine unter Berücksichtigung eines Einflusses einer Genauigkeit von jedem der Drucksensoren 42 und 47 bestimmte Toleranz ist, und der vorbestimmter Wert (0,2 MPa) eine in Anbetracht eines Überschwingen eines Steuern oder einer Erfassungsverzögerung von jedem der Drucksensoren 42 und 47 bestimmte Toleranz ist. 5 zeigt ein Verhältnis zwischen den Werten.
Dann stellt der Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 der Steuerungseinrichtung 32 auf der Basis der oben erwähnten Differenz ΔPdc (= Pd - PCI) zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon den oben erwähnten Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB auf den Sollwert TGΔPdc ein, und regelt die Solldrehzahl TGNC des Kompressors 2, sodass die Druckdifferenz ΔPdc daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein. Im Speziellen verringert (begrenzt) die Steuerungseinrichtung die Solldrehzahl TGNC des Kompressors 2, wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc vergrößert, um näher an dem Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein, und die Steuerungseinrichtung führt die Steuerung aus, um die Vergrößerung der Druckdifferenz ΔPdc zu unterdrücken.
Somit stellt die Steuerungseinrichtung diesen Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB auf den Sollwert TGΔPdc ein und steuert und begrenzt die Drehzahl NC, aber wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc weiter vergrößert, um den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu überschreiten, um der oben erwähnte Schutzstoppwert ULΔPdcA zu werden, bestimmt der Schutzstoppabschnitt 69 der Steuerungseinrichtung 32, dass die Solldrehzahl TGNC des Kompressors 2 Null ist (Stopp). Folglich wird der Kompressor 2 angehalten.
Somit steuert die Steuerungseinrichtung 32 während des Betriebs in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart (der zweiten Betriebsart) die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis der Differenz ΔPdc des Drucks auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und des Drucks auf der Einlassseite davon, sodass die Druckdifferenz ΔPdc die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils 6 nicht überschreitet. Daher ist es in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart (der zweiten Betriebsart) möglich, das Außenexpansionsventil 6 abzusperren, um den Nachteil zu verhindern oder zu unterdrücken, dass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils 6 überschreitet, das Außenexpansionsventil 6 öffnet und das Kältemittel rückwärts in den Radiator 4 strömt.
Folglich ist es in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart, in der das Kältemittel nicht zu dem Radiator 4 geschickt wird, möglich, vorab den Nachteil zu vermeiden, dass eine große Kältemittelmenge in dem Radiator 4 angesammelt wird, um die Menge des zu zirkulierenden Kältemittels zu verringern, und dass sich eine Klimatisierungsfähigkeit verringert. Darüber hinaus ist auch ein Betrieb in einem Zustand einer Verknappung von Öl vermeidbar. Folglich ist es möglich, vorab den Nachteil zu verhindern, dass der Kompressor 2 beschädigt wird, und ist es möglich, eine Verbesserung von Zuverlässigkeit und Komfort zu erreichen.
Insbesondere werden in dieser Ausführungsform der vorbestimmte Schutzstoppwert ULΔPdcA, der niedriger als die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils 6 ist, und der vorbestimmte Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB, der nochmalig niedriger als dieser Schutzstoppwert ULΔPdcA ist, eingestellt und in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart steuert die Steuerungseinrichtung 32 die Drehzahl NC des Kompressors 2, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein. Darüber hinaus hält die Steuerungseinrichtung den Kompressor 2 an, wenn die Druckdifferenz ΔPdc der Schutzstoppwert ULΔPdcA wird. Folglich ist es möglich, den Nachteil, dass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH überschreitet, das Außenexpansionsventil 6 öffnet und das Kältemittel rückwärts in den Radiator 4 strömt, zielgenau zu verhindern oder zu unterdrücken.
Begrenzung-/Schutz-Operation (Nr. 2) basierend auf Differenz ΔPdc zwischen Druck auf Auslassseite von Außenexpansionsventil 6 und Druck auf Einlassseite davon
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 und 7 ein anderes Beispiel der Begrenzung-/Schutz-Operation basierend auf der Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon durch den Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 und den Schutzstoppabschnitt 69 der Steuerungseinrichtung 2 beschrieben. In dem oben erwähnten Beispiel ist der Sollwert TGΔPdc, um die Drehzahl NC des Kompressors 2 zu begrenzen auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB fixiert, um die Drehzahl NC des Kompressors 2 zu begrenzen, aber wenn der Kompressor 2 gestartet wird, steigt seine Drehzahl NC rasch an und somit kann der Sollwert TGΔPdc, wie nachstehend beschrieben, variabel sein.
In diesem Fall wird beispielsweise ein untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC, der nochmalig so viel wie ein vorbestimmter Wert niedriger als der oben erwähnte Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, in dem Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 der Steuerungseinrichtung 32 eingestellt (6 und 7). Dann, wenn der Kompressor 2 in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart gestartet wird, stellt die Steuerungseinrichtung 32 zunächst diesen untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Sollwert TGΔPdc ein und regelt die Drehzahl TGNC des Kompressors 2, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite daran gehindert wird, mehr als dieser untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein. Im Speziellen verringert (begrenzt) die Steuerungseinrichtung die Solldrehzahl TGNC des Kompressors 2, wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc vergrößert um näher an dem untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein, und die Steuerungseinrichtung führt die Steuerung aus, um die Vergrößerung der Druckdifferenz ΔPdc zu unterdrücken.
Somit stellt die Steuerungseinrichtung diesen untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Sollwert TGΔPdc ein und steuert und begrenzt die Drehzahl NC, aber wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc weiter vergrößert, um den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu überschreiten, ändert die Steuerungseinrichtung 32 den Sollwert TGΔPdc, um, wie in einem unteren Abschnitt von 7 gezeigt, den Wert allmählich auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB anzuheben. In diesem Fall erhöht die Steuerungseinrichtung 32 den Sollwert TGΔPdc um eine vorbestimmte Zeitkonstante einer Verzögerung erster Ordnung, die vorab bestimmt wird. Die Zeitkonstante ist in diesem Fall ein Wert von 15 Sekunden bis 60 Sekunden einer Zeit, die für einen Anstieg von 0 % (der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC) auf 63,3 % des Betriebsbegrenzungswerts ULΔPdcB (100 %), der ein Endwert in diesem Beispiel ist, erforderlich ist.
Hierbei wird in einem Fall, in dem der Sollwert TGΔPdc auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB fixiert ist (ohne variable Steuerung), die Drehzahl NC, wie durch eine unterbrochene Linie in einem untersten Abschnitt von 6 gezeigt, auch rasch erhöht wenn der Kompressor 2 gestartet wird. Daher ist, wie durch eine unterbrochene Linie in einem obersten Abschnitt von 6 gezeigt und wie durch eine oberste durchgezogene Linie in einem obersten Abschnitt von 7 gezeigt, die Druckdifferenz ΔPdc viel größer als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB. Das heißt, dass ein sogenanntes Überschwingen auftritt.
Andererseits wird, wie in diesem Beispiel, wenn der Kompressor 2 gestartet wird, der Sollwert TGΔPdc der Druckdifferenz ΔPdc, die die Drehzahl NC des Kompressors 2 begrenzt, zunächst auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcC, der niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, eingestellt. Die Steuerungseinrichtung steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2, sodass verhindert wird, dass die Druckdifferenz ΔPdc mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC ist. Jedoch erhöht die Steuerungseinrichtung den Sollwert TGΔPdc allmählich zu dem Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB hin (mit der variablen Steuerung), wenn die Druckdifferenz ΔPdc den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC überschreitet. Folglich ist die Drehzahl NC des Kompressors 2 in einer früheren Phase begrenzt und das Überschwingen wird, wie durch eine durchgezogene Linie in dem untersten Abschnitt von 6 gezeigt, beseitigt oder unterdrückt. Daher kommt, wie durch eine durchgezogene Linie in dem obersten Abschnitt von 6 und wie durch eine untere durchgezogene Linie in dem oberen Abschnitt von 7 gezeigt, die Druckdifferenz ΔPdc dem Betriebsbegrenzungswert ULPdcB langsam von unten nahe.
Es ist zu beachten, dass danach, wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc weiter vergrößert, um der oben erwähnte Schutzstoppwert ULΔPdcA zu werden, der Schutzstoppabschnitt 69 der Steuerungseinrichtung 32 in gleicher Weise bestimmt, dass die Solldrehzahl TGNC des Kompressors 2 Null (Stopp) ist. Folglich wird der Kompressor 2 angehalten.
Somit wird der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC, der nochmalig niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, eingestellt, und wenn die Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und die MAX-Kühlung-Betriebsart (die zweite Betriebsart) gestartet wird, steuert die Steuerungseinrichtung 32 die Drehzahl NC des Kompressors 2, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein.
Darüber hinaus erhöht, wenn die Druckdifferenz ΔPdc den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC überschreitet, die Steuerungseinrichtung den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu dem Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB hin. Folglich ist es möglich, vorab den Nachteil zu vermeiden, dass sich die Druckdifferenz ΔPdc aufgrund des sogenannten Überschwingens vergrößert, und es möglich, den Rückfluss des Kältemittels in den Radiator 4 weiter sicher zu verhindern.
Insbesondere erhöht, wie in dem Beispiel, wenn der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB geändert wird, die Steuerungseinrichtung 32 den Wert um die vorbestimmte Zeitkonstante einer Verzögerung erster Ordnung, die vorab bestimmt wird. Folglich es möglich, das Auftreten des Überschwingens weiter zielgenau zu beseitigen.
Begrenzung-/Schutz-Operation (Nr. 3) basierend auf Differenz ΔPdc zwischen Druck auf Auslassseite von Außenexpansionsventil 6 und Druck auf Einlassseite davon
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 noch ein anderes Beispiel der Begrenzung-/Schutz-Operation basierend auf der Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon durch den Betriebsbegrenzungsabschnitt 68 und den Schutzstoppabschnitt 69 der Steuerungseinrichtung 2 beschrieben. In dem oben erwähnten Beispiel stellt, wenn der Kompressor 2 in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart gestartet wird, die Steuerungseinrichtung 32 zunächst diesen untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Sollwert TGΔPdc ein, und begrenzt und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein. Wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc weiter vergrößert, um den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu überschreiten, ändert die Steuerungseinrichtung den Sollwert TGΔPdc allmählich zu dem Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB hin, aber der Sollwert TGΔPdc kann in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart variieren.
In diesem Fall, wenn der Kompressor 2 in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart gestartet wird, stellt die Steuerungseinrichtung den Sollwert TGΔPdc auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ein und begrenzt und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als dieser Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein, und wenn der Kompressor 2 in der MAX-Kühlung-Betriebsart gestartet wird, stellt die Steuerungseinrichtung den Sollwert TGΔPdc auf den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC ein und begrenzt und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als dieser untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein.
Hierbei startet die Steuerungseinrichtung in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart den Kompressor 2, während, wie oben beschrieben, Wärme in dem Hilfsheizer 23 erzeugt wird, und somit strömt durch den Hilfsheizer 23 erwärmte Luft in den Radiator 4, wobei der Radiatordruck PCI erhöht wird. Daher wird die Differenz ΔPdc (ΔPdc = Pd - PCI) zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon reduziert. Daher wird, auch wenn der Sollwert TGΔPdc, wie oben beschrieben, auf den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC verringert wird, die Drehzahl NC des Kompressors 2 in ausreichender Weise erlangt, eine Entfeucht- und Heizfähigkeit wird aufrechterhalten, und ein Rückfluss des Kältemittels in den Radiator 4 wird ebenfalls sicher verhindert.
Auf der anderen Seite erzeugt der Hilfsheizer 23, wie oben beschrieben, in der MAX-Kühlung-Betriebsart keine Wärme, die Temperatur des Radiators 4 verringert sich daher und die Druckdifferenz ΔPdc neigt dazu, sich zu vergrößern. In diesem Fall gibt es, wenn der Sollwert TGΔPdc niedrig ist, ein Risiko, dass die Drehzahl NC des Kompressors 2 mehr als notwendig begrenzt wird, und dass sich eine Kühlfähigkeit merklich verringert. Um dieses Problem zu beseitigen, wird, wie oben in der MAX-Kühlung-Betriebsart beschrieben, der Sollwert TGΔPdc auf den vergleichsweise hohen Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB eingestellt, um die Begrenzung der Drehzahl NC des Kompressors 2 zu unterdrücken, und die Verschlechterung des Komforts aufgrund der Verringerung der Kühlfähigkeit in dem Fahrzeuginnenraum wird verhindert.
Es ist zu beachten, dass auch in diesem Fall, wenn die Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart gestartet wird, die Steuerungseinrichtung 32 den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Sollwert TGΔPdc einstellt und die Drehzahl NC begrenzt und steuert, aber wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc weiter vergrößert, um den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu überschreiten, ändert die Steuerungseinrichtung den Sollwert TGΔPdc, um den Wert allmählich zu dem Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB hin zu erhöhen. Darüber hinaus bestimmt, wenn sich die Druckdifferenz ΔPdc immer noch vergrößert, um der Schutzstoppwert ULΔPdcA zu werden, der Schutzstoppabschnitt 69 der Steuerungseinrichtung 32 danach in gleicher Weise, dass die Solldrehzahl TGNC des Kompressors 2 Null (Stopp) ist. Folglich wird der Kompressor 2 angehalten.
Steuerungsbeispiel im Fall von Starten eines Kompressors 2 in MAX-Kühlung-Betriebsart
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 eine Beschreibung für ein Beispiel einer Steuerung durch die Steuerungseinrichtung 2 getätigt, wenn in der MAX-Kühlung-Betriebsart gestartet wird. In diesem Beispiel startet, wenn der Kompressor 2 in der MAX-Kühlung-Betriebsart gestartet wird, die Steuerungseinrichtung 32 zunächst in der Kühl-Betriebsart von den Betriebsarten. 9 zeigt Zustände der jeweiligen Komponenten in diesem Fall. Es ist zu beachten, dass ΔPdc in der Zeichnung eine Differenz zwischen einem Druck vor dem Magnetventil 40 und einem Druck nach dem Magnetventil angibt, wobei die Differenz aus einer Differenz zwischen dem durch den Ausstoßdrucksensor 42 erfassten Ausstoßdruck Pd und einem Druck des Außenwärmetauschers 7, der aus einer durch den Außenwärmetauschertemperatursensor 54 erfassten Temperatur des Außenwärmetauschers 7, umgewandelt wird (oder dem Druck des Außenwärmetauschers 7, der durch den Außenwärmetauscher Drucksensor 56 erfasst wird), erhalten wird. In der Zeichnung gibt ΔPdc die Differenz zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon an (es ist auch eine Differenz zwischen einem Druck vor dem Magnetventil 30 und einen Druck nach dem Magnetventil), wobei die Differenz in gleicher Weise aus dem Ausstoßdruck Pd und dem Radiatordruck PCI erhalten wird. Darüber hinaus gibt NC die Drehzahl des Kompressors 2 an.
Wie in 9 gezeigt, startet, wenn die MAX-Kühlung-Betriebsart beim Hochfahren gewählt wird, die Steuerungseinrichtung 32 zunächst den Kompressor 2 (öffnet das Magnetventil 30 und schließt das Magnetventil 40) in der Kühl-Betriebsart. Danach, wenn eine vorbestimmte Zeit (z.B. ungefähr eine Minute) verstreicht, ändert die Steuerungseinrichtung die jeweiligen Magnetventile 30 und 40 in die MAX-Kühlung-Betriebsart (schließt das Magnetventil 30 und öffnet das Magnetventil 40), verringert einmal die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf die vorbestimmte Drehzahl, sperrt das Außenexpansionsventil 6 ab und schaltet dann die Steuerung des Kompressors 2 in die MAX-Kühlung-Betriebsart.
Wie oben beschrieben, strömt das Kältemittel aufgrund der Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils 6 und dem Druck auf der Einlassseite davon rückwärts in den Radiator 4. Daher gibt es, auch wenn, wie oben beschrieben, die Steuerungseinrichtung die Drehzahl NC des Kompressors 2 begrenzt, eine Gefahr, dass das Kältemittel hierbei während des Betriebs in der MAX-Kühlung-Betriebsart für eine lange Zeit in dem Radiator aus dem Verkehr gezogen ist. Jedoch strömt, wenn, wie in diesem Beispiel, die Steuerungseinrichtung beim Hochfahren in der Kühl-Betriebsart startet, wie oben beschrieben, das Kältemittel durch den Radiator 4 und somit kann das für eine lange Zeit in dem Radiator 4 angesammelte und aus dem Verkehr gezogene Kältemittel ausgestoßen werden.
Im Speziellen wird ein Kältemittel-Spülbetrieb in dieser Kühl-Betriebsart durchgeführt, und somit ist es möglich, die Verringerung der Klimatisierungsfähigkeit aufgrund einer Verringerung einer Menge des durch den Kältemittelkreis R zu zirkulierenden Kältemittels, eine Überhitzung des Kompressors 2 aufgrund einer Abnahme des zurückzuführenden Öls und dergleichen wirksam zu beseitigen. Es ist zu beachten, dass die Steuerungseinrichtung 32 den Betrieb in der Kühl-Betriebsart (den Kältemittel-Spülbetrieb), wie oben beschrieben, für eine vorbestimmte Zeit ausführt und dann den Kältemittel-Spülbetrieb beendet, um zu der MAX-Kühlung-Betriebsart zu wechseln, wobei auch die Verschlechterung des Komforts des Fahrzeuginnenraums durch den Kältemittel-Spülbetrieb, wenn der Kompressor 2 gestartet wird oder wenn die MAX-Kühlung-Betriebsart ausgewählt wird, minimiert wird.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das obige Beispiel beschränkt ist. Auch wenn der Kompressor 2 in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart gestartet wird, wird der Kompressor in der Heiz-Betriebsart oder der Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart gestartet, und dann wird die Betriebsart zu der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart gewechselt, sodass es möglich ist, das eine lange Zeit in dem Radiator 4 aus dem Verkehr gezogene Kältemittel oder Öl in der Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart auszustoßen.
Darüber hinaus werden in der Ausführungsform die Heiz-Betriebsart, die Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart und die Kühl-Betriebsart als die erste Betriebsart ausgeführt, und die Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und die MAX-Kühlung-Betriebsart werden als die zweite Betriebsart ausgeführt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch für eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung wirksam, um eine oder eine beliebige Kombination einer Heiz-Betriebsart, einer Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart und einer Kühl-Betriebsart als eine erste Betriebsart auszuführen, und eine von einer Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart und einer MAX-Kühlung-Betriebsart als eine zweite Art auszuführen.
Darüber hinaus ist die in der Ausführungsform beschriebene Umschaltsteuerung zwischen den Betriebsarten nicht darauf beschränkt und geeignete Bedingungen können durch anwenden von einem, jeglicher Kombination oder allen von Parametern, wie etwa der Außenlufttemperatur Tam, der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums, der Sollauslasstemperatur TAO, der Radiatortemperatur TH, der Sollradiatortemperatur TCO, der Wärmeabsorbertemperatur Te, der Sollwärmeabsorbertemperatur TEO, und der Anwesenheit/Abwesenheit der Anforderung für ein Entfeuchten des Fahrzeuginnenraums in Übereinstimmung mit der Fähigkeit und Gebrauchsumgebung der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung eingestellt werden.
Zusätzlich ist die Hilfsheizeinrichtung nicht auf den in der Ausführungsform beschriebenen Hilfsheizer 23 beschränkt, und ein Heizmedium-zirkulierender Kreis, der ein durch einen Heizer erhitztes Heizmedium zirkuliert, um Luft in der Luftstrompassage zu erwärmen, ein Heizerkern, der durch einen Verbrennungsmotor erhitztes Radiatorwasser zirkuliert, oder dergleichen kann verwendet werden. Zusätzlich können das in der Ausführungsform beschriebene Magnetventil 30 und Magnetventil 40 aus einem in einem verzweigten Abschnitt des Umgehungsrohrs 35 angeordneten Dreiwegventil (die Strömungskanalumschalteinrichtung) gebildet sein, um zwischen einem Zustand eines Schickens des von Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittels zu dem Radiator 4 und einen Zustand eines Schickens des Kältemittels zu dem Umgehungsrohr 35 umzuschalten. Im Speziellen sind die Zusammenstellungen des Kältemittelkreises R, die in den obigen jeweiligen Ausführungsformen beschrieben sind, nicht darauf beschränkt, und es ist unnötig zu sagen, dass die Zusammenstellungen veränderbar sind, ohne sich von dem Geist der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugklimatisierungseinrichtung
2: Kompressor
3: Luftstrompassage
4: Radiator
6: Außenexpansionsventil
7: Außenwärmetauscher
8: Innenraumexpansionsventil
9: Wärmeabsorber
23: Hilfsheizer (eine Hilfsheizeinrichtung)
27: Innenraumgebläse (ein Gebläseventilator)
28: Luftmischschieber
30 und 40: Magnetventil (eine Strömungskanalumschalteinrichtung)
31: Auslassumschaltschieber
32: Steuerungseinrichtung (eine Steuerungsvorrichtung)
35: Umgehungsrohr
45: Umgehungseinrichtung
R: Kältemittelkreis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013023210 [0003]

Claims

Fahrzeugklimatisierungseinrichtung, aufweisend: einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten, eine Luftstrompassage, durch die zu einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, einen Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, dabei die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, einen Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, dabei die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, einen Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist, ein Außenexpansionsventil, um das von dem Radiator ausströmende und in den Außenwärmetauscher einströmende Kältemittel zu dekomprimieren, eine Umgehungseinrichtung, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, wobei es an dem Radiator und dem Außenexpansionsventil vorbeigeht, und eine Steuerungsvorrichtung, sodass die Steuerungsvorrichtung zwischen einer ersten Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Radiator zu schicken, und einer zweiten Betriebsart, um das Außenexpansionsventil abzusperren und das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel direkt in den Außenwärmetauscher zu schicken, wobei es durch die Umgehungseinrichtung an dem Radiator und dem Außenexpansionsventil vorbeigeht, umschaltet und diese ausführt, wobei die Steuerungsvorrichtung in der zweiten Betriebsart auf der Basis einer Differenz ΔPdc zwischen einem Druck auf einer Auslassseite des Außenexpansionsventils und einem Druck auf einer Einlassseite davon eine Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Druckdifferenz ΔPdc eine vorbestimmte Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils nicht überschreitet.
Fahrzeugklimatisierungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung einen vorbestimmten Schutzstoppwert ULΔPdcA, der niedriger als die Rückwärtsdruckgrenze ULΔPdcH des Außenexpansionsventils ist, und einen vorbestimmten Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB hat, der nochmalig niedriger als dieser Schutzstoppwert ULΔPdcA ist, die Steuerungsvorrichtung in der zweiten Betriebsart die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein, und wenn die Druckdifferenz ΔPdc der Schutzstoppwert ULΔPdcA wird, die Steuerungsvorrichtung den Kompressor stoppt.
Fahrzeugklimatisierungseinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuerungsvorrichtung einen vorbestimmten untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC hat, der nochmalig niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, wenn die zweite Betriebsart gestartet wird, die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein, und wenn die Druckdifferenz ΔPdc den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC überschreitet, die Steuerungsvorrichtung den untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC allmählich auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB erhöht.
Fahrzeugklimatisierungseinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei, wenn sich der unter-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC auf den Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ändert, die Steuerungsvorrichtung den Wert um eine vorbestimmte Zeitkonstante einer Verzögerung erster Ordnung, die vorab bestimmt ist, erhöht.
Fahrzeugklimatisierungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, eine Hilfsheizeinrichtung aufweisend, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, wobei die Steuerungsvorrichtung einen vorbestimmten untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC hat, der nochmalig niedriger als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB ist, wenn die zweite Betriebsart gestartet wird während in der Hilfsheizeinrichtung Wärme erzeugt wird, die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen dem Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der untere-Grenze-Begrenzungswert ULΔPdcC zu sein, und wenn die zweite Betriebsart ohne ein Erzeugen von Wärme in der Hilfsheizeinrichtung gestartet wird, die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des Kompressors steuert, sodass die Differenz ΔPdc zwischen den Druck auf der Auslassseite des Außenexpansionsventils und dem Druck auf der Einlassseite davon daran gehindert wird, mehr als der Betriebsbegrenzungswert ULΔPdcB zu sein.
Fahrzeugklimatisierungseinrichtung gemäß einen der Ansprüche 1 bis 5, eine Hilfsheizeinrichtung aufweisend, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, wobei die Steuerungsvorrichtung als die erste Betriebsart eine, jegliche Kombination oder alle hat von: einer Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel zu dem Radiator zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, in dem Außenexpansionsventil zu dekomprimieren und das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, einer Entfeucht-und-Kühl-Betriebsart, um das von den Kompressor ausgestoßene Kältemittel von dem Radiator zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel in dem Radiator und dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, und einer Kühl-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel von dem Radiator zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, und die Steuerungsvorrichtung als die zweite Betriebsart eine oder beide hat von: einer Entfeucht-und-Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel durch die Umgehungseinrichtung zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen und in der Hilfsheizeinrichtung Wärme zu erzeugen, und einer Maximale-Kühlung-Betriebsart, um das von den Kompressor ausgestoßene Kältemittel durch die Umgehungseinrichtung zu dem Außenwärmetauscher zu schicken, das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen.