DE112017005736T5

DE112017005736T5 - Steuerungsmodul

Info

Publication number: DE112017005736T5
Application number: DE112017005736.1T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Sakane
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2019-08-14
Also published as: WO2018092438A1; JP2018079756A; JP6583217B2

Abstract

Das Steuerungsmodul (100) umfasst eine Empfangseinheit (110), die konfiguriert ist, ein Steuerungssignal zur Steuerung eines Betriebes von zumindest einer der Kühlmittelsteuerungsvorrichtungen (730, 730M), der Kühlwassersteuerungsvorrichtung (32) und der Luftsteuerungsvorrichtungen (21, 22, 40) von zumindest einer elektronischen Steuerungseinheit (200, 300), die in dem Fahrzeug (50) bereitgestellt ist, zu empfangen, und eine Steuerungseinheit (130), die konfiguriert ist, eine Kopplungssteuerung zur Veranlassung, dass zumindest zwei der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung auf der Grundlage des Steuerungssignals arbeiten, während sie miteinander gekoppelt sind, auszuführen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht die Vorteile der Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-222174 , die am 15. November 2016 eingereicht worden ist, wobei die gesamte Offenbarung hiervon durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Steuerungsmodul zur Steuerung einer Wärmeaustauscheinheit, die in einem Fahrzeug bereitgestellt ist.
HINTERGRUND
Das Fahrzeug ist mit einer Vielzahl von Wärmeaustauschvorrichtungen versehen. Derartige Wärmeaustauschvorrichtungen sind beispielsweise ein Kühlkörper beziehungsweise Kühler zur Ausführung eines Wärmeaustausches zwischen einem Kühlwasser für eine Verbrennungskraftmaschine und der Luft, eine Außenwärmeaustauschvorrichtung zur Ausführung eines Wärmeaustausches zwischen dem Klimaanlagenkühlmittel und der Luft und dergleichen. Einige der Vielzahl von Wärmeaustauschvorrichtungen werden als Ganzes verwendet und sind als eine Wärmeaustauscheinheit konfiguriert. Im Allgemeinen ist die Wärmeaustauscheinheit in einem Vorderseitenabschnitt des Fahrzeugs in einem Zustand angeordnet, in dem eine Vielzahl von Wärmeaustauschvorrichtungen entlang einer Luftströmungsrichtung gestapelt ist.
Das Fließen des Kühlmittels durch die Wärmeaustauscheinheit wird oftmals derart justiert, dass die Fahrzeugklimaanlage, die in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, eine gewünschte Leistungsfähigkeit ausübt. Eine derartige Justierung des Kühlmittelflusses wird beispielsweise wie nachstehend beschrieben ausgeführt. Eine Klimatisierungs-ECU, die für eine Klimatisierungssteuerung bereitgestellt ist, steuert eine Anzahl von Umdrehungen eines Verdichters beziehungsweise Kompressors in dem Kühlungszyklus, einen Öffnungsgrad eines elektrischen Expansionsventils und dergleichen.
Ebenso wird das Fließen eines Kühlwassers durch die Wärmeaustauscheinheit oftmals derart justiert, dass eine Temperatur der Verbrennungskraftmaschine, die in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, bei einer geeigneten Temperatur aufrechterhalten wird. Eine derartige Justierung des Fließens des Kühlwassers wird durch eine Kraftmaschinen-ECU zur Steuerung der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt. Die Kraftmaschinen-ECU steuert eine Drehzahl einer Wasserpumpe für ein Schicken des Kühlwassers und einen Betrieb eines Umschaltventils für ein Umschalten eines Strömungspfads usw.
Die nachstehend genannte Patentdruckschrift 1 zeigt ein Beispiel einer Wärmeaustauscheinheit, die konfiguriert ist, durch die Klimatisierungs-ECU (Klimatisierungssteuerungseinheit) und die Kraftmaschinen-ECU (Kraftmaschinensteuerungseinheit) jeweils wie vorstehend beschrieben gesteuert zu werden.
PATENTDRUCKSCHRIFT
Patentdruckschrift 1: JP 2008-302721 A
KURZZUSAMMENFASSUNG
In der Wärmeaustauscheinheit ist zusätzlich zu dem vorstehend genannten Verdichter und der Wasserpumpe eine Vielzahl von Vorrichtungen zur Justierung des Fließens beziehungsweise Strömens von jedem von drei Fluiden (Kühlmittel, Kühlwasser, Luft) erforderlich. Um den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Luft und den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und der Luft in der Wärmeaustauscheinheit auf effektive Weise auszuführen, ist es wünschenswert, dass die Betriebe dieser Vielzahl von Vorrichtungen nicht getrennt ausgeführt werden, sondern ausgeführt werden, während sie miteinander gekoppelt sind.
Um die Kopplung wie vorstehend beschrieben zu verwirklichen, ist es in der Wärmeaustauscheinheit, die in der vorstehend genannten Patentdruckschrift 1 beschrieben ist, erforderlich, eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Klimatisierungs-ECU, die hauptsächlich das Fließen des Kühlmittels steuert, und der Kraftmaschinen-ECU, die hauptsächlich das Fließen des Kühlmittels steuert, auszuführen. Wenn jedoch Verzögerungen in einer Kommunikation zwischen den ECUs auftreten, arbeiten verschiedene Vorrichtungen, die das Fluid steuern, nicht bei einer geeigneten Zeitsteuerung. Beispielsweise kann der Kühlmitteldruck aufgrund einer ungeeigneten Öffnung der Verschlussklappe bei einer spezifischen Zeit übermäßig ansteigen, wodurch der Verdichter plötzlich stoppen kann.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Steuerungsmodul bereitzustellen, das in der Lage ist, den Betrieb einer Vielzahl von Vorrichtungen zum Justieren des Fließens beziehungsweise Strömens eines Kühlmittels, eines Kühlwassers und von Luft in einer Wärmeaustauscheinheit in geeigneter Weise zu koppeln.
Ein Steuerungsmodul gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerungsmodul, das eine Wärmeaustauscheinheit steuert, die in einem Fahrzeug bereitgestellt ist. Die Wärmeaustauscheinheit umfasst eine erste Wärmeaustauschvorrichtung zur Ausführung eines Wärmeaustausches zwischen einem Kühlmittel für eine Klimatisierung und Luft, eine zweite Wärmeaustauschvorrichtung zur Ausführung eines Wärmeaustausches zwischen einem Kühlwasser und Luft, eine Kühlmittelsteuerungsvorrichtung für ein Justieren eines Fließens des Kühlmittels, das durch die erste Wärmeaustauschvorrichtung hindurchgeht, eine Kühlwassersteuerungsvorrichtung für ein Justieren des Fließens des Kühlwassers, das durch die zweite Wärmeaustauschvorrichtung hindurchgeht, und eine Luftsteuerungsvorrichtung für ein Justieren des Strömens von Luft durch die erste Wärmeaustauschvorrichtung und die zweite Wärmeaustauschvorrichtung. Das Steuerungsmodul empfängt eine Empfangseinheit, die von zumindest einer elektronischen Steuerungseinheit, die in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, ein Steuerungssignal zur Steuerung des Betriebs von zumindest einer der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung empfängt, und eine Steuerungseinheit, die eine Kopplungssteuerung ausführt, um zu veranlassen, dass zumindest zwei Vorrichtungen unter der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und Luftsteuerungsvorrichtung auf der Grundlage des Steuerungssignals arbeiten, während sie miteinander gekoppelt sind.
In der Wärmeaustauscheinheit, die das Steuerungsmodul umfasst, das eine derartige Konfiguration aufweist, wird der Betrieb von zumindest einigen der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung oder der Luftsteuerungsvorrichtung nicht direkt durch die elektronische Steuerungseinheit (ECU) gesteuert, sondern wird durch das Steuerungsmodul ausgeführt. Die Steuerungseinheit des Steuerungsmoduls führt eine Kopplungssteuerung aus, um zu veranlassen, dass zumindest zwei der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung oder der Luftsteuerungsvorrichtung auf der Grundlage des Steuerungssignals von der elektronischen Steuerungseinheit arbeiten, während sie miteinander gekoppelt sind.
Im Vergleich mit der Klimatisierungs-ECU, die nur den Betrieb der Fahrzeugklimaanlage berücksichtigt, und einer Kraftmaschinen-ECU, die nur den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt, ist es möglich, dass das Steuerungsmodul den Zustand der drei Fluide relativ genau in der Wärmeaustauscheinheit versteht. Da die Steuerungseinheit eines derartigen Steuerungsmoduls eine Kopplungssteuerung an Stelle der Klimatisierungs-ECU oder dergleichen ausführt, kann das Fließen beziehungsweise Strömen von verschiedenen Fluiden in geeigneterer Weise justiert werden. Ferner kann, da die Betriebszeitsteuerungen der verschiedenen Vorrichtungen aufgrund der Kommunikationsverzögerung zwischen den ECUs nicht verschoben sind, eine geeignetere Steuerung verwirklicht werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Steuerungsmodul bereitzustellen, das in der Lage ist, den Betrieb einer Vielzahl von Vorrichtungen für ein Justieren des Fließens beziehungsweise Strömens des Kühlmittels, des Kühlwassers und der Luft in der Wärmeaustauscheinheit in geeigneter Weise zu koppeln.
Figurenliste

1 zeigt ein Diagramm, das schematisch einen Zustand veranschaulicht, in dem eine Wärmeaustauscheinheit, die ein Steuerungsmodul gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst, bei einem Fahrzeug angebracht ist;
2 zeigt eine Darstellung, die schematisch die Wärmeaustauscheinheit gemäß 1 veranschaulicht, wenn sie von der oberen Seite aus betrachtet wird;
3 zeigt ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration einer Fahrzeugklimaanlage zeigt, die bei einem Fahrzeug angebracht ist;
4 zeigt eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Außenwärmeaustauschvorrichtung und eines elektrischen Expansionsventils in der Fahrzeugklimaanlage gemäß 3 zeigt;
5 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch eine Konfiguration einer Wärmeaustauscheinheit und einer zugehörigen Umgebung zeigt;
6 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch eine interne Konfiguration eines Steuerungsmoduls zeigt;
7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Verarbeitung zeigt, die durch die Steuerungseinheit oder dergleichen des Steuerungsmoduls ausgeführt wird;
8 zeigt eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Außenwärmeaustauschvorrichtung, eines elektrischen Expansionsventils und eines elektrischen Lüfters in einer Wärmeaustauscheinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
9 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch eine Konfiguration einer Wärmeaustauscheinheit und einer zugehörigen Umgebung zeigt; und
10 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch eine interne Konfiguration des Steuerungsmoduls zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend wird das vorliegende Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Um das Verständnis zu erleichtern, werden die gleichen Bezugszeichen bei den gleichen Bauelementen in jeder Zeichnung, soweit möglich, angewendet, wobei redundante Erklärungen weggelassen werden.
Ein Steuerungsmodul 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist als eine Vorrichtung zur Steuerung einer Wärmeaustauscheinheit 10, die in einem Fahrzeug 50 bereitgestellt ist, konfiguriert. Bevor das Steuerungsmodul 100 beschrieben wird, wird zuerst die Konfiguration der Wärmeaustauscheinheit 10 beschrieben. Wie es in 1 und 2 gezeigt ist, wird die Wärmeaustauscheinheit 10 durch ein Kombinieren einer Vielzahl von Wärmeaustauschvorrichtungen (einer Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und eines Kühlers 31) in eine Einheit gebildet. Die Wärmeaustauscheinheit 10 ist in dem Kraftmaschinenraum ER des Fahrzeugs 50 eingebaut.
Die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 ist ein Teil einer Fahrzeugklimaanlage 70 (siehe 3), die nachstehend beschrieben wird. Die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 ist als eine Wärmeaustauschvorrichtung zur Ausführung eines Wärmeaustausches zwischen der Luft, die in den Kraftmaschinenraum ER von der Öffnung OP eines Frontgrills eingebracht wird, und einem Kühlmittel, das in der Fahrzeugklimaanlage 70 zirkuliert, konfiguriert. Die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 entspricht der „ersten Wärmeaustauschvorrichtung“ in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Ein Kühler 31 ist eine Wärmeaustauschvorrichtung für ein Kühlen des Kühlwassers, das durch eine Kraftmaschine 51 zirkuliert, die eine Verbrennungskraftmaschine ist, durch einen Wärmeaustausch mit Luft. Der Kühler 31 ist bei einer Position auf einer hinteren Seite der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 angeordnet. Die Luft, die in den Kraftmaschinenraum ER von der Öffnung ER des Frontgrills eingebracht wird, wird einem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 unterzogen, wie es vorstehend beschrieben ist, wobei sie dann einem Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser durch den Kühler 31 unterzogen wird. Der Kühler 31 entspricht der „zweiten Wärmeaustauschvorrichtung“ in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Zusätzlich zu dem Kühler 31 und der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 umfasst die Wärmeaustauscheinheit 10 ferner eine Verschlussklappe 21, einen elektrischen Lüfter 40, eine Ummantelung 43, ein elektrisches Expansionsventil 730 und ein Heißwasserventil 32.
Die Verschlussklappe 21 justiert die Strömungsrate der Luft, die in den Kraftmaschinenraum ERvon der Öffnung ER eingebracht wird, wobei sie als eine sogenannte aktive Grillverschlussklappe bezeichnet wird. Die Verschlussklappe 21 ist bei einer Position auf der Vorderseite der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 angeordnet. Wenn der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 sich ändert, ändert sich die Strömungsrate der Luft, die jeweils durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und den Kühler 31 hindurchgeht.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist eine Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 in der Nähe der Verschlussklappe 21 bereitgestellt. Die Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 ist eine elektrische Antriebsvorrichtung zum Justieren des Öffnungsgrads der Verschlussklappe 21. Der Betrieb der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 wird durch das Steuerungsmodul 100 gesteuert, das nachstehend beschrieben wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, justieren die Verschlussklappe 21 und die Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 die Luftströmung, die durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 (die erste Wärmeaustauschvorrichtung) und den Kühler 31 (die zweite Wärmeaustauschvorrichtung) hindurchgeht, wobei sie der „Luftsteuerungsvorrichtung“ in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen.
Der elektrische Lüfter 40 erzeugt eine Luftströmung, die durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und den Kühler 31 hindurchgeht. Der elektrische Lüfter 40 ist bei einer Position auf der hinteren Seite des Kühlers 31 angeordnet. Der elektrische Lüfter 40 wird durch einen Drehpropellerflügel 41 zur Erzeugung einer Luftströmung und einen Lüftermotor 42 als eine rotierende elektrische Maschine für ein Drehen des Drehpropellerflügels 41 gebildet. Wenn die Drehzahl des Lüftermotors 42 sich ändert, ändert sich die Strömungsrate der Luft, die durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und den Kühler 31 hindurchgeht. Der elektrische Lüfter 40 entspricht zusammen mit der Verschlussklappe 21 und der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22, die vorstehend beschrieben sind, der „Luftsteuerungsvorrichtung“ in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Die Ummantelung 43 ist ein Element, das bereitgestellt ist, um die Peripherie des elektrischen Lüfters 40 von der hinteren Seite abzudecken. Die Luft, die durch den elektrischen Lüfter 40 angesogen wird, wird auf effektive Weise zu der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und dem Kühler 31 durch die Ummantelung geleitet.
Das elektrische Expansionsventil 730 bildet zusammen mit der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 einen Teil der Fahrzeugklimaanlage 70. Wie es nachstehend beschrieben wird, fungiert das elektrische Expansionsventil 730 als ein Expansionsventil für ein Verringern des Drucks des Kühlmittels in dem Kühlungszyklus. Ein Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 wird durch das Steuerungsmodul 100 gesteuert. Das elektrische Expansionsventil 730 justiert das Fließen des Kühlmittels, das durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 zirkuliert. Das elektrische Expansionsventil 730 entspricht der „Kühlmittelsteuerungsvorrichtung“ in dem vorliegen Ausführungsbeispiel.
Das Heißwasserventil 32 ist ein elektrisches Ein-Aus-Ventil, das in der Mitte eines (nicht gezeigten) Strömungsdurchgangs bereitgestellt ist, durch den das Kühlwasser zwischen dem Kühler 31 und der Kraftmaschine 51 zirkuliert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Heißwasserventil 32 bei einer Position benachbart zu dem Kühler 31 bereitgestellt. Wenn das Heißwasserventil 32 geschlossen wird, wird die Zufuhr des Kühlwassers zu dem Kühler 31 gestoppt. Der Betrieb des Heißwasserventils 32 wird durch das Steuerungsmodul 100 gesteuert. Das Heißwasserventil 32 justiert das Fließen des Kühlwassers, das durch den Kühler 31 (die zweite Wärmeaustauschvorrichtung) hindurchgeht, wobei es der „Kühlwassersteuerungsvorrichtung“ in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht.
Die Konfiguration der Fahrzeugklimaanlage 70 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Fahrzeugklimaanlage 70 ist als ein Kühlungszyklus konfiguriert, in dem ein Kühlmittel zirkuliert. Die Fahrzeugklimaanlage 70 umfasst einen Kühlmittelströmungspfad 710, einen Verdichter 720, ein elektrisches Expansionsventil 750, eine Innenwärmeaustauschvorrichtung 760, das elektrische Expansionsventil 730 und die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740. Wie es in 3 gezeigt ist, ist ein Teil der Fahrzeugklimaanlage 70 (die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und dergleichen) in dem Kraftmaschinenraum ER des Fahrzeugs 50 angeordnet, wobei der andere Teil (die Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 usw.) in der Kabine IR des Fahrzeugs 50 angeordnet ist.
Der Kühlmittelströmungspfad 710 ist ein Rohr, das ringförmig für ein Zirkulieren des Kühlmittels angeordnet ist. Der Verdichter 720 und dergleichen, die nachstehend beschrieben werden, sind alle entlang des Kühlmittelströmungspfads 710 angeordnet.
Der Verdichter 720 pumpt das Kühlmittel in den Kühlmittelströmungspfad 710 und lässt es zirkulieren. Wenn der Verdichter 720 angetrieben wird, wird das Kühlmittel, das in dem Verdichter 720 komprimiert wird und eine hohe Temperatur und einen hohen Druck aufweist, in Richtung der Seite des elektrischen Expansionsventils 750 geschickt.
Das elektrische Expansionsventil 750 ist bei einer Position auf der stromabwärts liegenden Seite in Bezug auf den Verdichter 720 in dem Kühlmittelströmungspfad 710 bereitgestellt. Das elektrische Expansionsventil 750 verringert den Druck des hindurchgehenden Kühlmittels, indem die Strömungspfadquerschnittsfläche des Kühlmittelströmungspfads 710 bei der Position verringert wird. Das elektrische Expansionsventil 750 betätigt einen (nicht gezeigten) Ventilkörper durch eine (nicht gezeigte) elektrische Betätigungseinrichtung, um einen zugehörigen Öffnungsgrad zu ändern.
Ein Umgehungsströmungspfad 751 für ein Fließen eines Kühlmittels, um das elektrische Expansionsventil 750 zu umgehen, ist bei einer Position nahe des elektrischen Expansionsventils 750 in dem Kühlmittelströmungspfad 710 bereitgestellt. Ein elektromagnetisches Ein-Aus-Ventil 752 ist in der Mitte des Umgehungsströmungspfads 751 bereitgestellt. Wenn das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 752 geschlossen ist, zirkuliert das Kühlmittel durch den Kühlmittelströmungspfad 710 entlang eines Pfads, der durch das elektrische Expansionsventil 750 hindurchgeht. Wenn das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 752 geöffnet ist, geht das Kühlmittel schwerlich durch das elektrische Expansionsventil 750 und zirkuliert durch den Kühlmittelströmungspfad 710 entlang eines Pfads, der durch den Umgehungsströmungspfad 751 hindurchgeht.
Die Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 ist bei einer Position auf der stromabwärts liegenden Seite in Bezug auf das elektrische Expansionsventil 750 in dem Kühlmittelströmungspfad 710 bereitgestellt. Die Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 führt einen Wärmeaustausch zwischen der Luft, die in den Passagierinnenraum IR geblasen wird, und dem Kühlmittel aus, das in dem Kühlmittelströmungspfad 710 zirkuliert. Die Fahrzeugklimaanlage 70 führt eine Klimatisierung in dem Passagierinnenraum IR aus, indem die Luft in der Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 erwärmt oder gekühlt wird.
Wie es vorstehend beschrieben ist, bildet das elektrische Expansionsventil 730 einen Teil der Wärmeaustauscheinheit 10, wobei es bei einer Position auf der stromabwärts liegenden Seite in Bezug auf die Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 in dem Kühlmittelströmungspfad 710 bereitgestellt ist. Das elektrische Expansionsventil 730 verringert den Druck des hindurchgehenden Kühlmittels, indem die Strömungspfadquerschnittsfläche des Kühlmittelströmungspfads 710 bei der Position verringert wird. Das elektrische Expansionsventil 730 betätigt einen (nicht gezeigten) Ventilkörper durch eine (in 3 nicht gezeigte, siehe 4) elektrische Betätigungseinrichtung 730M, um einen zugehörigen Öffnungsgrad zu verändern.
Ein Umgehungsströmungspfad 731 für ein Fließen eines Kühlmittels, um das elektrische Expansionsventil 730 zu umgehen, ist bei einer Position nahe des elektrischen Expansionsventils 730 in dem Kühlmittelströmungspfad 710 bereitgestellt. Ein elektromagnetisches Ein-Aus-Ventil 732 ist in der Mitte des Umgehungsströmungspfads 731 bereitgestellt. Wenn das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 732 geschlossen ist, zirkuliert das Kühlmittel durch den Kühlmittelströmungspfad 710 entlang eines Pfads, der durch das elektrische Expansionsventil 730 hindurchgeht. Wenn das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 732 geöffnet ist, geht das Kühlmittel schwerlich durch das elektrische Expansionsventil 730 hindurch und zirkuliert durch den Kühlmittelströmungspfad 710 entlang eines Pfads, der durch den Umgehungsströmungspfad 731 hindurchgeht.
Die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 bildet einen Teil der Wärmeaustauscheinheit 10, wie es vorstehend beschrieben ist. Die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 ist bei einer Position auf der stromabwärts liegenden Seite in Bezug auf das elektrische Expansionsventil 730 in dem Kühlmittelströmungspfad 710, wobei sie bei einer Position auf der stromaufwärts liegenden Seite in Bezug auf den Verdichter 720 bereitgestellt ist. Eine spezifische Konfiguration der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 wird nachstehend beschrieben.
Wenn die Fahrzeugklimaanlage 70 das Innere des Passagierinnenraums IR erwärmt, wird das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 732 auf den geschlossenen Zustand geschaltet, wobei das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 752 auf den offenen Zustand geschaltet wird. Das Kühlmittel zirkuliert durch den Kühlmittelströmungspfad 710 entlang des elektrischen Expansionsventils 730 und verringert eine zugehörige Temperatur und einen zugehörigen Druck, wenn es durch das elektrische Expansionsventil 730 hindurchgeht. Das heißt, wenn ein Erwärmen in dem Passagierinnenraum IR ausgeführt wird, fungiert das elektrische Expansionsventil 730 als ein „Expansionsventil“ in dem Kühlungszyklus.
Das Kühlmittel mit der niedrigen Temperatur und dem niedrigen Druck, das durch das elektrische Expansionsventil 730 hindurchgegangen ist, wird der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 zugeführt. In der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 wird Wärme von der Luft durch das Niedrigtemperaturkühlmittel absorbiert, wodurch das Kühlmittel verdampft. Das heißt, wenn ein Erwärmen in dem Passagierinnenraum IR ausgeführt wird, fungiert die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 als ein „Evaporator“ beziehungsweise „Verdampfer“ in dem Kühlungszyklus.
Das Kühlmittel, das durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 hindurchgegangen ist, wird durch den Verdichter 720 komprimiert und zu der stromabwärts liegenden Seite in einem Zustand geschickt, in dem die Temperatur und der Druck des Kühlmittels vergrößert sind. Das Kühlmittel mit der hohen Temperatur und dem hohen Druck wird der Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 über den Umgehungsströmungspfad 751 zugeführt.
In der Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 wird eine Wärmeableitung von dem Kühlmittel zu der Luft ausgeführt, wodurch das Kühlmittel kondensiert wird. Das heißt, wenn ein Erwärmen in dem Passagierinnenraum IR ausgeführt wird, fungiert die Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 als ein „Kondensator“ beziehungsweise „Kondensor“ in dem Kühlungszyklus. Nachdem die Temperatur der Luft durch den Wärmeaustausch in der Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 erhöht worden ist, wird sie in den Passagierinnenraum IR als klimatisierte Luft geblasen.
Das Kühlmittel, das durch die Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 hindurchgegangen ist, geht durch den Kühlmittelströmungspfad 710 hindurch und erreicht wieder das elektrische Expansionsventil 730. In 3 wird, wenn das Erwärmen in dem Passagierinnenraum IR ausgeführt wird, der Pfad, durch den das Kühlmittel zirkuliert, wie es vorstehend angegeben ist, durch eine Vielzahl von Pfeilen angegeben.
Wenn die Fahrzeugklimaanlage 70 den Innenraum des Passagierinnenraums IR kühlt, wird das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 732 auf den offenen Zustand geschaltet, wobei das elektromagnetische Ein-Aus-Ventil 752 auf den geschlossenen Zustand geschaltet wird. In diesem Zustand fließt das Kühlmittel, das in dem Kühlmittelströmungspfad 710 zirkuliert, während es das elektrische Expansionsventil 730 umgeht, wobei es durch das elektrische Expansionsventil 750 hindurchgeht. Das Kühlmittel verringert eine zugehörige Temperatur und einen zugehörigen Druck, wenn es durch das elektrische Expansionsventil 750 hindurchgeht. Das heißt, wenn ein Kühlen des Passagierinnenraums IR ausgeführt wird, fungiert das elektrische Expansionsventil 750 als ein „Expansionsventil“ in dem Kühlungszyklus.
Das Kühlmittel mit der niedrigen Temperatur und dem niedrigen Druck, das durch das elektrische Expansionsventil 730 hindurchgegangen ist, wird zu der Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 zugeführt. In der Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 wird Wärme von der Luft durch das Niedrigtemperaturkühlmittel absorbiert, wodurch das Kühlmittel verdampft. Das heißt, wenn ein Kühlen in dem Passagierinnenraum IR ausgeführt wird, fungiert die Innenwärmeaustauschvorrichtung 760 als ein „Evaporator“ beziehungsweise „Verdampfer“ in dem Kühlungszyklus.
Zusätzlich wird in der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 eine Wärmeableitung von dem Kühlmittel zu der Luft ausgeführt. Das heißt, wenn ein Erwärmen in dem Passagierinnenraum IR ausgeführt wird, fungiert die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 als ein „Kondensator“ beziehungsweise „Kondensor“ in dem Kühlungszyklus. Zu dieser Zeit kann die Komprimierung des Kühlmittels durch den Verdichter 720 nicht auf der stromabwärts liegenden Seite in Bezug auf die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740, sondern auf der stromaufwärts liegenden Seite ausgeführt werden. Folglich kann der Strömungspfad des Kühlmittels im Voraus durch eine (nicht gezeigte) Rohrleitung, ein Umschaltventil oder dergleichen geändert werden.
Eine spezifische Konfiguration der Außenwärmeaustauchvorrichtung 740 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 umfasst ein Paar von Behältern 741, 742 und einen Kernabschnitt 743, der dazwischen angeordnet ist. Jeder der Behälter 741 und 742 ist ein langgestreckter Behälter, die sich alle in der vertikalen Richtung erstrecken. In den Behältern 741 und 742 wird das Kühlmittel, das in dem Kühlmittelströmungspfad 710 zirkuliert, zeitweise gespeichert.
Der Kernabschnitt 743 ist ein Teil, in dem ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und Luft in der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 ausgeführt wird. In dem Kernabschnitt 743 ist eine Vielzahl von Röhren und Lamellen (beide sind nicht gezeigt) angeordnet. Die Röhre weist beispielsweise einen abgeflachten Querschnitt auf, wobei ein Strömungspfad, durch den das Kühlmittel hindurchgeht, innerhalb der Röhre ausgebildet ist. Die Vielzahl von Röhren stellen eine Verbindung zwischen dem Behälter 741 und dem Behälter 742 her, wobei sie angeordnet sind, um vertikal in einem Zustand gestapelt zu sein, in dem zugehörige Hauptoberflächen einander gegenüberliegen.
Die Lamellen werden ausgebildet, indem eine Metallplatte in eine gewellte Form gebogen wird, und sind zwischen jeder der geschichteten Röhren angeordnet. Die Oberseite jeder der Lamellen, die in der gewellten Form vorliegen, stößt gegen die äußere Oberfläche der Röhre an und ist daran hartgelötet. Aus diesem Grund wird die Wärme der Luft, die durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 während eines Erwärmens hindurchgeht, nicht nur zu dem Kühlmittel über die Röhren übertragen, sondern auch zu dem Kühlmittel über die Lamellen und die Röhren übertragen. Das heißt, die Kontaktfläche mit der Luft wird durch die Lamellen vergrößert, wobei der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Luft auf effektive Weise ausgeführt wird. Da der Aufbau des Kernabschnittes 743, der die Lamellen und die Röhren aufweist, wie es vorstehend beschrieben ist, eine bekannte Struktur anwenden kann, wird die ausführliche Veranschaulichung und Erklärung hiervon weggelassen.
Der Innenraum des Behälters 741 und des Behälters 742 ist unterteilt, um in obere und untere Räume durch eine (nicht gezeigte) Trenneinrichtung getrennt zu sein. Das Kühlmittel, das durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 hindurchgeht, wird einem Wärmeaustausch in dem Kernabschnitt 743 unterzogen, während es sich wiederholt zwischen dem Behälter 741 und dem Behälter 742 vor und zurückbewegt.
Ein Modulatorbehälter 770 ist auf der Seite des Behälters 741 (der Seite, die zu dem Kernabschnitt 743 entgegengesetzt ist) bereitgestellt. Der Modulatorbehälter 770 ist ein langgestreckter Behälter, der ausgebildet ist, um sich in der Hoch-Runter-Richtung zu erstrecken, und ist angeordnet, um parallel zu dem Behälter 741 ausgerichtet zu sein.
Der Modulatorbehälter 770 und der Behälter 741 sind durch Verbindungsrohre 771, 772 und 773 verbunden. Das Kühlmittel, das durch die Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 hindurchgeht, bewegt sich wiederholt vor und zurück zwischen dem Behälter 741 und dem Behälter 742, wie es vorstehend beschrieben ist, während es durch die Verbindungsrohre 771, 772 und 773 über den Modulatorbehälter 770 fließt. Das Flüssigphasenkühlmittel wird in dem Modulatorbehälter 770 gespeichert. Das Kühlmittel, das in dem Gas-Flüssigkeits-Mischzustand strömt, ist in einem Zustand, in dem die Gas-Flüssigkeit getrennt wird, wenn sie durch den Modulatorbehälter 770 hindurchgeht.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die elektrische Betätigungseinrichtung 730M des elektrischen Expansionsventils 730 bei dem oberen Ende des Modulatorbehälters 770 angebracht. Als Ergebnis sind das elektrische Expansionsventil 730 und der Modulatorbehälter 770 integriert. Ein (nicht gezeigter) Ventilkörper zur Verringerung einer Querschnittsfläche des Strömungspfads des elektrischen Expansionsventils 730 ist bei einer Position direkt unter der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M bereitgestellt und ist innerhalb des Modulatorbehälter 770 angeordnet.
Die elektrische Betätigungseinrichtung 730M ist mit einer Schaltungsplatine BD1 zum Betreiben der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M versehen. Auf der Schaltungsplatine BD1 sind zusätzlich zu den Bauelementen, die für ein Betreiben der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M erforderlich sind, ebenso Bauelemente des Steuerungsmoduls 100 bereitgestellt. Das heißt, das Steuerungsmodul 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist integral mit dem elektrischen Expansionsventil 730 als eine Kühlmittelsteuerungsvorrichtung ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf 5 werden die Konfiguration der Wärmeaustauscheinheit 10, die das Steuerungsmodul 100 umfasst, und die umgebende Konfiguration beschrieben. Wie es bereits beschrieben ist, ist die Wärmeaustauscheinheit 10 vollständig in dem Kraftmaschinenraum ERdes Fahrzeugs 50 angeordnet.
In dem Kraftmaschinenraum ERist eine Vielzahl von Sensoren, die für eine Steuerung des Fließens beziehungsweise Strömens von drei Fluiden (Kühlmittel, Kühlwasser, Luft) in der Wärmeaustauscheinheit 10 erforderlich sind, angeordnet. Als derartige Sensoren gibt es beispielsweise einen Drucksensor zum Messen des Drucks des Kühlmittels in jedem Teil des Kühlmittelströmungspfads 710, einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Kühlmittels in jedem Abschnitt, einen Öffnungsgradsensor zum Messen des Öffnungsgrads der Verschlussklappe 21 usw. Die Werte, die durch jeden der Sensoren gemessen werden, werden in das Steuerungsmodul 100 als ein elektrisches Signal (Erfassungssignal) eingegeben. In 5 ist diese Vielzahl von Sensoren als ein einzelner Block angezeigt, der mit 60 bezeichnet wird. Nachstehend werden diese mehreren Sensoren kollektiv als „Sensor 60“ als Ganzes bezeichnet.
Eine Kraftmaschinen-ECU 200 und eine Klimatisierungs-ECU 300 sind in der Kabine IR des Fahrzeugs 50 angeordnet. Diese beiden ECUs sind als ein Computersystem konfiguriert, das eine CPU, einen ROM, einen RAM, ein Kommunikationsschnittstelle und dergleichen aufweist. Die Kraftmaschinen-ECU 200 und die Klimatisierungs-ECU 300 entsprechen einer „elektronischen Steuerungseinheit“ in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Die Kraftmaschinen-ECU 200 steuert eine Kraftmaschine 51. Die Kraftmaschinen-ECU 200 justiert die Strömungsrate des Kühlwassers, das zwischen der Kraftmaschine 51 und dem Kühler 31 zirkuliert, steuert den Betrieb des Heißwasserventils 32, justiert den Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 und justiert die Drehzahl des elektrischen Lüfters 40. Ein Teil der Steuerung (beispielsweise eine Betriebssteuerung der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22) der Steuerung, die durch die Kraftmaschinen-ECU 200 ausgeführt wird, wird über das Steuerungsmodul 100 ausgeführt.
Eine Kommunikation über ein Netzwerk, wie beispielsweise ein LIN, wird zwischen der Kraftmaschinen-ECU 200 und dem Steuerungsmodul 100 ausgeführt. Das Steuerungsmodul 100 empfängt ein Steuerungssignal, das von der Kraftmaschinen-ECU 200 übertragen wird, und steuert den Betrieb von verschiedenen Vorrichtungen (wie beispielsweise der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22) auf der Grundlage des Steuerungssignals. Das Steuerungsmodul 100 steuert jedoch nicht immer den Betrieb von verschiedenen Vorrichtungen entsprechend dem Steuerungssignal, sondern kann eine Steuerung ausführen, die von der Steuerung unterschiedlich ist, die in dem Steuerungssignal angegeben ist. Einzelheiten werden nachstehend beschrieben.
Die Klimatisierungs-ECU 300 steuert die Fahrzeugklimaanlage 70. Die Klimatisierungs-ECU 300 führt in geeigneter Weise eine Klimatisierung in dem Passagierinnenraum IR durch eine Steuerung des Betriebs von jeder der verschiedenen Vorrichtung (des elektrischen Expansionsventils 730), die die Fahrzeugklimaanlage 70 bilden. Einige der Steuerungen, die durch die Klimatisierungs-ECU 300 ausgeführt werden (beispielsweise die Betriebssteuerung des elektrischen Expansionsventils 730), werden über das Steuerungsmodul 100 ausgeführt.
Eine Kommunikation über ein Netzwerk, wie beispielsweise ein LIN, wird zwischen der Klimatisierungs-ECU 300 und dem Steuerungsmodul 100 ausgeführt. Das Steuerungsmodul 100 empfängt das Steuerungssignal, das von der Klimatisierungs-ECU 300 übertragen wird, und steuert den Betrieb von verschiedenen Vorrichtungen (des elektrischen Expansionsventils 730 und dergleichen) auf der Grundlage des Steuerungssignals. Das Steuerungsmodul 100 steuert jedoch nicht immer den Betrieb von verschiedenen Vorrichtungen entsprechend dem Steuerungssignal, sondern kann eine Steuerung ausführen, die zu der Steuerung unterschiedlich ist, die in dem Steuerungssignal angegeben ist. Einzelheiten werden nachstehend beschrieben.
Das Fahrzeug 50 ist mit einer Vielzahl von Leistungszufuhrsystemen für eine Zufuhr von Leistung zu verschiedenen Vorrichtungen versehen. Wie es in 5 gezeigt ist, wird eine Leistung von einem Leistungszufuhrsystem PL1 dem Steuerungsmodul 100 zugeführt, eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL2 wird der Kraftmaschinen-ECU 200 zugeführt und eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL3 wird der Klimatisierungs-ECU 300 zugeführt.
Das Leistungszufuhrsystem PL1 ist ein Leistungszufuhrsystem, zu dem eine Leistung von einer (nicht gezeigten) Batterie, die in dem Fahrzeug 50 bereitgestellt ist, direkt zugeführt wird. Folglich wird unabhängig davon, ob der (nicht gezeigte) Zündschalter des Fahrzeugs 50 ein oder aus ist, das Steuerungsmodul 100 konstant mit einer Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL1 versorgt.
Das Leistungszufuhrsystem PL2 ist ein Leistungszufuhrsystem, zu dem eine elektrische Leistung von einem (nicht gezeigten) Wechselstromgenerator, der in dem Fahrzeug 50 bereitgestellt ist, zugeführt wird. Folglich wird, wenn der Zündschalter des Fahrzeugs 50 eingeschaltet ist und die Kraftmaschine 51 arbeitet, eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL2 der Kraftmaschinen-ECU 200 zugeführt. Demgegenüber wird, wenn der Zündschalter des Fahrzeugs 50 ausgeschaltet ist und die Kraftmaschine 51 gestoppt ist, keine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL2 der Kraftmaschinen-ECU 200 zugeführt.
Ähnlich zu dem Leistungszufuhrsystem PL1 wird eine Leistung von der Batterie, die in dem Fahrzeug 50 bereitgestellt ist, direkt dem Leistungszufuhrsystem PL3 zugeführt. Folglich wird unabhängig davon, ob der Zündschalter des Fahrzeugs 50 ein oder aus ist, die Klimatisierungs-ECU 300 konstant mit einer Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL3 versorgt.
Die Konfiguration des Steuerungsmoduls 100 wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Das Steuerungsmodul 100 umfasst eine Empfangseinheit 110, eine Eingabeeinheit 120, eine Steuerungseinheit 130, Ansteuerungseinrichtungen 141 und 142 und einen HUB 143.
Die Empfangseinheit 100 empfängt Steuerungssignale zur Steuerung von Betrieben von verschiedenen Vorrichtungen von der Kraftmaschinen-ECU 200 und der Klimatisierungs-ECU 300. Das Steuerungssignal ist ein Signal zur Steuerung von Betrieben der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung, die vorstehend beschrieben sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Steuerungssignale von zwei ECUs, die die Kraftmaschinen-ECU 200 und die Klimatisierungs-ECU 300 umfassen, übertragen, wobei das Steuerungssignal durch die Empfangseinheit 110 empfangen wird. Anstelle einer derartigen Konfiguration kann eine Konfiguration angewendet werden, in der ein Steuerungssignal von einer einzelnen ECU durch die Empfangseinheit 110 empfangen wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ein Steuerungssignal zur Steuerung des Betriebs der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 und ein Steuerungssignal zur Steuerung des Betriebs des Heißwasserventils 32 von der Kraftmaschinen-ECU 200 übertragen und durch die Empfangseinheit 110 empfangen. Zusätzlich wird ein Steuerungssignal zur Steuerung des Betriebs des elektrischen Expansionsventils 730 von der Klimatisierungs-ECU 300 übertragen und durch die Empfangseinheit 110 empfangen. Das heißt, ein Steuerungssignal zur Steuerung von Betrieben einer Vielzahl von Vorrichtungen wird durch die Empfangseinheit 110 empfangen. Anstelle einer derartigen Konfiguration kann das Steuerungssignal, das durch die Empfangseinheit empfangen wird, zur Steuerung des Betriebs einer einzelnen Vorrichtung sein.
Die Eingabeeinheit 120 ist eine Einheit, in die jeweilige Erfassungssignale von dem Sensor 60 eingegeben werden. Wie es nachstehend beschrieben ist, führt das Steuerungsmodul 100 eine Steuerung (nachstehend auch als eine „Kopplungssteuerung“ bezeichnet) zur Kopplung von Betrieben einer Vielzahl von Vorrichtungen, die in der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung beinhaltet sind, aus. Das Erfassungssignal, das in die Eingabeeinheit 120 eingegeben wird, umfasst ein Erfassungssignal von einem Sensor, der zur Ausführung der Kopplungssteuerung erforderlich ist. Erfassungssignale von Sensoren, die zur Ausführung der Kopplungssteuerung erforderlich sind, werden direkt von den jeweiligen Sensoren in das Steuerungsmodul 100 eingegeben, ohne durch eine andere ECU (elektronische Steuerungseinheit) hindurchzugehen. Da es keine Zeitverzögerung aufgrund einer Kommunikation gibt, kann das Steuerungsmodul 100 gemessene Werte in verschiedenen Sensoren augenblicklich erfassen.
Die Steuerungseinheit 130 steuert Betriebe von verschiedenen Vorrichtungen, die in der Kühlmittelsteuerung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung beinhaltet sind, über eine Ansteuerungseinrichtung 141, die nachstehend beschrieben ist, und dergleichen. Steuerungssignale, die von der Kraftmaschinen-ECU 200 und der Klimatisierungs-ECU 300 empfangen werden, werden von der Empfangseinheit 110 in die Steuerungseinheit 130 eingegeben. Verschiedene Erfassungssignale, die von dem Sensor 60 eingegeben werden, werden von der Eingabeeinheit 120 in die Steuerungseinheit 130 eingegeben. Die Steuerungseinheit 130 führt die Kopplungssteuerung auf der Grundlage des eingegebenen Steuerungssignals und des Erfassungssignals aus. Die Kopplungssteuerung wird nachstehend beschrieben.
Die Ansteuerungseinrichtung 141 führt einen Ansteuerungsstrom zu dem Heißwasserventil 32 zu. Eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL1 wird der Ansteuerungseinrichtung 141 als eine Leistung für einen Betrieb zugeführt. Die Ansteuerungseinrichtung 141 ist mit (nicht gezeigten) Schaltelementen versehen. Die Ansteuerungseinrichtung 141 weist eine Schaltung für eine Zufuhr des Ansteuerungsstroms von dem Leistungszufuhrsystem PL1 zu dem Heißwasserventil 32 auf, wobei das Öffnen und Schließen der Schaltung durch das Schaltelement geschaltet wird. Wenn das Schaltelement durch ein Signal von der Steuerungseinheit 130 geschlossen wird, wird das Heißwasserventil 32 betrieben, um in einem geschlossenen Zustand zu sein, wobei die Zufuhr des Kühlwassers zu dem Kühler 31 gestoppt wird. Wenn das Schaltelement durch das Signal von der Steuerungseinheit 130 geöffnet wird, wird das Heißwasserventil 32 geöffnet, wobei die Zufuhr des Kühlwassers zu dem Kühler 31 gestartet wird.
Die Ansteuerungseinrichtung 142 führt einen Ansteuerungsstrom der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M des elektrischen Expansionsventils 730 zu. Eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL1 wird der Ansteuerungseinrichtung 142 als eine Leistung für einen Betrieb zugeführt. Die Ansteuerungseinrichtung 142 weist eine Schaltung zum Justieren der Magnitude des Ansteuerungsstroms auf, der der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M zugeführt wird. Die Magnitude des Ansteuerungsstroms, der der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M zugeführt wird, wird durch ein Signal von der Steuerungseinheit 130 justiert. Wenn der Ansteuerungsstrom, der der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M zugeführt wird, zunimmt, nimmt der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 zu. Wenn der Ansteuerungsstrom, der der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M zugeführt wird, abnimmt, nimmt der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 ab.
Der HUB 143 ist ein sogenannter Konzentrator. Signalleitungen, die mit Teilen von verschiedenen Vorrichtungen verbunden sind, die in der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung beinhaltet sind, sind mit dem HUB 143 verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Signalleitung, die mit der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 verbunden ist, mit dem HUB 143 verbunden. Eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL1 wird dem HUB 143 als eine Leistung für einen Betrieb zugeführt.
Die Steuerungseinheit 130 ist konfiguriert, den Betrieb der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 zu steuern, indem lediglich das Steuerungssignal (nicht der Ansteuerungsstrom) zu der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 übertragen wird. Eine (nicht gezeigte) Ansteuerungseinrichtung zur Steuerung eines zugehörigen Betriebs ist in der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 eingebaut. Die Ansteuerungseinrichtung arbeitet auf der Grundlage eines Steuerungssignals, das von der Steuerungseinheit 130 über den HUB 143 übertragen wird, und justiert den Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21. Die Anzahl von Vorrichtungen, die mit dem HUB 143 verbunden sind, kann eins, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, oder zwei oder mehr betragen.
Zusätzlich ist der HUB 143 nicht bereitgestellt, wobei alle verschiedenen Vorrichtungen, die in der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung beinhaltet sind, mit der Steuerungseinheit 130 über die Ansteuerungseinrichtung ähnlich zu dem Heißwasserventil 32 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbunden sein können. Eine derartige Konfiguration ist zu bevorzugen, wenn eine Zeitverzögerung einer Kommunikation zwischen der Steuerungseinheit 130 und den verschiedenen Vorrichtungen zu einem Problem wird.
Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen können alle verschiedenen Vorrichtungen, die in der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung beinhaltet sind, mit der Steuerungseinheit 130 über den HUB 143 wie die Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbunden sein. Bei einer Berücksichtigung der Erweiterbarkeit des Steuerungsmoduls 100 und der Wärmeaustauscheinheit 10 ist eine derartige Konfiguration zu bevorzugen.
Ein konkreter Verarbeitungsablauf, der durch die Steuerungseinheit 130 ausgeführt wird, wenn sie die Kopplungssteuerung ausführt, wird beschrieben. Drei Flussdiagramme FC1, FC2 und FC3 sind in 7 gezeigt. Ein Flussdiagramm FC1, das auf der linken Seite gezeigt ist, gibt einen Verarbeitungsablauf an, der durch die Kraftmaschinen-ECU 200 ausgeführt wird. In der Kraftmaschinen-ECU 200 wird eine Vielzahl von Verarbeitungen gleichzeitig mit der Verarbeitung ausgeführt, die in dem Flussdiagramm FC1 gezeigt ist, wobei aber eine Veranschaulichung der Verarbeitung weggelassen ist.
Ein Flussdiagramm FC2, das in der Mitte gezeigt ist, gibt einen Verarbeitungsablauf an, der durch die Klimatisierungs-ECU 300 ausgeführt wird. In der Klimatisierungs-ECU 300 wird eine Vielzahl von Verarbeitungen gleichzeitig mit der Verarbeitung ausgeführt, die in dem Flussdiagramm FC2 gezeigt ist, wobei aber eine Veranschaulichung der Verarbeitung weggelassen ist.
Ein Flussdiagramm FC3, das auf der rechten Seite gezeigt ist, gibt einen Verarbeitungsablauf an, der durch die Steuerungseinheit 130 ausgeführt wird. In der Steuerungseinheit 130 wird eine Vielzahl von Verarbeitungen (beispielsweise eine Verarbeitung zum Justieren des Öffnungsgrads des Heißwasserventils 32) gleichzeitig mit der Verarbeitung ausgeführt, die in dem Flussdiagramm FC3 gezeigt ist, wobei aber eine Veranschaulichung der Verarbeitung weggelassen ist.
Jede der Abfolgen von Verarbeitungen, die in den Flussdiagrammen FC1, FC2 und FC3 gezeigt sind, wird wiederholt jedes Mal ausgeführt, wenn eine vorbestimmte Steuerungszeitdauer abläuft.
Das Flussdiagramm FC1 wird beschrieben. In dem ersten Schritt S01 wird ein Sollwert für den Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 durch die Kraftmaschinen-ECU 200 berechnet. Der Sollwert wird beispielsweise auf der Grundlage des Betriebszustands der Kraftmaschine 51, der Temperatur des Kühlwassers, das zwischen der Kraftmaschine 51 und dem Kühler 31 zirkuliert, und dergleichen berechnet.
In Schritt S02, der Schritt S01 nachfolgt, wird der Sollwert des Öffnungsgrads der Verschlussklappe 21, der in Schritt S01 berechnet wird, als ein Steuerungssignal von der Kraftmaschinen-ECU 200 zu dem Steuerungsmodul 100 übertragen.
Das Flussdiagramm FC2 wird beschrieben. In dem ersten Schritt S11 berechnet die Klimatisierungs-ECU 300 einen Sollwert für den Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730. Der Sollwert wird beispielsweise auf der Grundlage der Oberflächentemperatur der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740, der eingestellten Temperatur der klimatisierten Luft und dergleichen berechnet.
In Schritt S12, der Schritt S11 nachfolgt, wird der Sollwert des Öffnungsgrads des elektrischen Expansionsventils 730, der in Schritt S11 berechnet wird, als ein Steuerungssignal von der Klimatisierungs-ECU 300 zu dem Steuerungsmodul 100 übertragen.
Das Flussdiagramm FC3 wird beschrieben. In dem ersten Schritt S21 wird der Sollwert des Öffnungsgrads des elektrischen Expansionsventils 730, der in Schritt S12 übertragen wird, durch die Empfangseinheit 110 empfangen. In Schritt S22, der Schritt S21 nachfolgt, wird eine Steuerung der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M gestartet, sodass der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 mit dem Sollwert übereinstimmt. Wie es vorstehend beschrieben ist, überträgt die Steuerungseinheit 130 das Steuerungssignal zu der Ansteuerungseinrichtung 142, wobei die Steuerung ausgeführt wird.
In Schritt S23, der Schritt S22 nachfolgt, wird bestimmt, ob der Sollwert des Öffnungsgrads des elektrischen Expansionsventils 730, der in Schritt S21 empfangen wird, sich von dem Sollwert geändert hat, der in dem vorangegangenen Steuerungszyklus empfangen worden ist.
Wenn der Sollwert des Öffnungsgrads des elektrischen Expansionsventils 730 nicht geändert worden ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S25 voran. In Schritt S25 wird der Sollwert des Öffnungsgrads der Verschlussklappe 21, der in Schritt S02 übertragen wird, durch die Empfangseinheit 110 empfangen. Danach wird in Schritt S26, der Schritt S25 nachfolgt, eine Steuerung der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 gestartet, sodass der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 mit dem Sollwert übereinstimmt. Wie es vorstehend beschrieben ist, überträgt die Steuerungseinheit 130 das Steuerungssignal durch den HUB 143, wobei die Steuerung ausgeführt wird.
In dem Fall, in dem die Verarbeitung von Schritt S23 zu Schritt S25 und Schritt S26 springt, ohne durch Schritt S24 zu gehen, wie es vorstehend beschrieben ist, ist der Zustand des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelströmungspfad 710 zirkuliert, in einem Gleichgewichtszustand, wobei es relativ stabil ist. In diesem Fall wird als Ergebnis der Steuerung, wie sie vorstehend beschrieben ist, der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 dazu gebracht, mit dem Öffnungsgrad übereinzustimmen, der durch die Klimatisierungs-ECU 300 berechnet wird. Ferner stimmt der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 mit dem Öffnungsgrad überein, der durch die Kraftmaschinen-ECU 200 berechnet wird.
In Schritt S23 schreitet, wenn der Sollwert des Öffnungsgrads des elektrischen Expansionsventils 730 geändert worden ist, die Verarbeitung zu Schritt S24 voran. Die Tatsache, dass die Verarbeitung zu Schritt S24 gesprungen ist, bedeutet, dass der Zustand des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelströmungspfad 710 zirkuliert, beginnt, von dem Gleichgewichtszustand abzuweichen. In diesem Fall gibt es eine Möglichkeit, dass der Sollwert des Öffnungsgrads der Verschlussklappe 21, der durch die Kraftmaschinen-ECU 200 berechnet wird, das heißt der Sollwert des Öffnungsgrads, der unter Berücksichtigung lediglich des Zustands der Kraftmaschine 51 bestimmt wird, für die Fahrzeugklimaanlage 70 nicht geeignet ist.
Folglich wird in Schritt S24 der Korrekturbetrag für den Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 berechnet. Das Steuerungsmodul 100 speichert zuvor die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 und dem Korrekturbetrag des Öffnungsgrads der Verschlussklappe 21 als eine Abbildung. In Schritt S24 wird unter Bezugnahme auf die Abbildung der Korrekturbetrag für den Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 berechnet.
Der Korrekturbetrag in Schritt S24 kann auf der Grundlage eines Signals von dem Sensor 60 berechnet werden. Beispielsweise kann der Korrekturbetrag auf der Grundlage eines Signals von einem Sensor zum Messen des Ist-Öffnungsgrads der Verschlussklappe 21, eines Signals von dem Außenlufttemperatursensor, eines Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dergleichen berechnet werden.
Nach der Verarbeitung gemäß Schritt S24 schreitet die Verarbeitung zu Schritt S25 voran. Wenn die Verarbeitung von Schritt S23 zu Schritt S25 und Schritt S26 über Schritt S24 voranschreitet, wie es vorstehend beschrieben ist, wird in Schritt S26 die Steuerung der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 gestartet, sodass der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 mit dem Sollwert nach der Korrektur (das heißt dem Wert, der durch Addieren des Korrekturwerts, der in Schritt S24 berechnet wird, zu dem Sollwert, der in Schritt S25 empfangen wird, erhalten wird) in Übereinstimmung gebracht wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Korrekturbetrag derart berechnet, dass der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 zunimmt, wenn der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730, der auf der Grundlage des Steuerungssignals justiert wird, abnimmt. Anders ausgedrückt, wird der Korrekturbetrag derart berechnet, dass der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 abnimmt, wenn der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 zunimmt. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 entsprechend dem Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 justiert.
Wenn der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 abnimmt und der Wärmeabsorptionsbetrag der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 zunimmt, nimmt der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 zu, sodass die Strömungsrate von Luft, die durch die Verschlussklappe 21 hindurchgeht, zunimmt. Umgekehrt nimmt, wenn der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 zunimmt und der Wärmeabsorptionsbetrag in der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 abnimmt, der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 ab, sodass die Strömungsrate von Luft, die durch die Verschlussklappe 21 hindurchgeht, kleiner wird.
Indem eine derartige Steuerung ausgeführt wird, werden plötzliche Änderungen in dem Druck und der Temperatur des Kühlmittels in der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 unterdrückt. Aus diesem Grund ist es beispielsweise möglich, zu verhindern, dass der Verdichter 720 dringend gestoppt wird.
Wie es vorstehend beschrieben ist, führt die Steuerungseinheit 130 des Steuerungsmoduls 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Steuerung, um den Betrieb der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und den Betrieb der Verschlussklappe 21 zu koppeln, das heißt eine Kopplungssteuerung aus. In der Kopplungssteuerung können, da der Öffnungsgrad der Verschlussklappe 21 nach Bedarf korrigiert wird, das Strömen der Luft und das Fließen des Kühlmittels in der Wärmeaustauscheinheit 10 in geeigneterer Weise justiert werden. Bei einer Steuerung des Betriebs der Verschlussklappe 21, wie sie vorstehend beschrieben ist, kann die Verarbeitung derart ausgeführt werden, dass die Steuerungseinheit 130 den Betrieb der Verschlussklappe 21, der durch das Steuerungssignal angegeben wird, korrigiert, wobei aber alle Betriebe der Verschlussklappe 21 durch die Steuerungseinheit 130 unabhängig von dem Steuerungssignal von der Host-ECU bestimmt werden können. Beispielseise kann auch in einem Fall, in dem das Steuerungssignal für ein Betreiben der Verschlussklappe des 21 von der Kraftmaschinen-ECU 200 nicht übertragen wird, die Steuerungseinheit 130 die Verarbeitung zum Betreiben der Verschlussklappe 21 nach Erfordernis ausführen.
Zusätzlich werden, da der Betrieb der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und der Betrieb der Verschlussklappe 21 durch die Steuerungseinheit 130 gesteuert werden, die Betriebszeitsteuerungen der jeweiligen Vorrichtungen nicht aufgrund der Kommunikationsverzögerung zwischen den ECUs verschoben, wobei es möglich ist, eine geeignetere Steuerung zu verwirklichen.
Des Weiteren werden in der Kopplungssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Verarbeitung (Schritt S22) zur Steuerung des Betriebs der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 und die zweite Verarbeitung (Schritt S26) zur Steuerung des Betriebs der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 innerhalb der Zeitdauer ausgeführt, die in einem einzelnen Steuerungszyklus beinhaltet ist. Folglich können die erste Verarbeitung und die zweite Verarbeitung bei beinahe gleichzeitigen Zeitpunkten beziehungsweise Zeitsteuerungen ausgeführt werden.
Ebenso können die Ausführungszeitsteuerung der ersten Verarbeitung und die Ausführungszeitsteuerung der zweiten Verarbeitung verschoben werden. Beispielsweise kann die Verarbeitung gemäß Schritt S26 gestartet werden, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Steuerungszyklen abgelaufen ist, seit die Verarbeitung gemäß Schritt S22 zuerst ausgeführt worden ist. Anders ausgedrückt kann die Verarbeitung gemäß Schritt S36 übersprungen werden, bis der Steuerungszyklus eine vorbestimmte Anzahl von Malen abgelaufen ist. Somit ist es möglich, jede der ersten Verarbeitung und der zweiten Verarbeitung bei einer geeigneten Zeitsteuerung auszuführen.
Als die Vorrichtung (erste Vorrichtung), deren Betrieb in der ersten Verarbeitung gesteuert wird, und die Vorrichtung (zweite Vorrichtung), deren Betrieb in der zweiten Verarbeitung gesteuert wird, die vorstehend beschrieben sind, kann eine beliebige Vorrichtung unter der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung, die in dem Wärmeaustauschsystem beinhaltet sind, ausgewählt werden. Somit kann jede Verarbeitung zum Betreiben einer Vielzahl von Vorrichtungen in der Kopplungssteuerung innerhalb der Zeitdauer ausgeführt werden, die in dem einzelnen Steuerungszyklus beinhaltet ist.
Im Vergleich mit der Kraftmaschinen-ECU 200, die nur den Betrieb der Kraftmaschine 51 berücksichtigt, und der Klimatisierungs-ECU 300, die nur den Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 70 berücksichtigt, ist es möglich, dass das Steuerungsmodul 100 den Zustand der drei Fluide relativ genau in der Wärmeaustauscheinheit 10 versteht. Da die Steuerungseinheit 130 des Steuerungsmoduls 100 eine Kopplungssteuerung anstelle der Klimatisierungs-ECU 300 oder dergleichen ausführt, kann das Fließen beziehungsweise Strömen von verschiedenen Fluiden in geeigneterer Weise justiert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Kopplungssteuerung, die vorstehend beschrieben ist, derart ausgeführt, dass der Betrieb des elektrischen Expansionsventils 730, das zu der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung gehört, und der Betrieb der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22, die zu der Luftsteuerungsvorrichtung gehört, gekoppelt werden. Kombinationen einer Vielzahl von Vorrichtungen, die Gegenstände einer Kopplungssteuerung sind, wie sie vorstehend beschrieben ist, sind lediglich Beispiele und können in beliebiger Art und Weise eingestellt werden, um von der vorstehend beschriebenen Kombination unterschiedlich zu sein. Zusätzlich kann eine Kopplungssteuerung derart ausgeführt werden, dass drei oder mehr Vorrichtungen gekoppelt werden.
Beispielsweise kann die Kopplungssteuerung derart ausgeführt werden, dass der Betrieb des Heißwasserventils 32, das zu der Kühlwassersteuerungsvorrichtung gehört, und der Betrieb der Verschlussklappe 21, die zu der Luftsteuerungsvorrichtung gehört, gekoppelt werden. Spezifisch ist es, da das Heißwasserventil auf den geschlossenen Zustand geschaltet wird, wenn die Verschlussklappe 21 geschlossen ist, möglich, die Kraftmaschine 51 rascher aufzuwärmen.
Zusätzlich kann die Kopplungssteuerung derart ausgeführt werden, dass der Betrieb des elektrischen Expansionsventils 730, das zu der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung gehört, und der Betrieb des Heißwasserventils 32, das zu der Kühlwassersteuerungsvorrichtung gehört, gekoppelt werden. Spezifisch ist es, wenn ein Entfrosten der Außenwärmeaustauschvorrichtung 740 ausgeführt wird, möglich, eine schnelle Entfrostung unter Verwendung der Wärme des Kühlwassers auszuführen, indem der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 vergrößert wird und das Heißwasserventil 32 geöffnet wird. In diesem Fall führt, auch wenn das Steuerungssignal zum Öffnen des Heißwasserventils 32 nicht von der Kraftmaschinen-ECU 200 übertragen wird, die Steuerungseinheit 130 eine Steuerung aus, um das Heißwasserventil 32 zu öffnen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Steuerungsmodul 100 in dem Kraftmaschinenraum ERangeordnet, wobei das Steuerungsmodul 100 diese Steuerungen bei Positionen ausführt, die nahe an dem elektrischen Expansionsventil 730, der Verschlussklappenbetätigungseinrichtung 22 und dergleichen sind. Folglich kann im Vergleich zu einer Konfiguration, in der die Kraftmaschinen-ECU 200 oder die Klimatisierungs-ECU 300 das elektrische Expansionsventil 730 oder dergleichen direkt steuert, die Anzahl von Kabelbäumen, die von dem Passagierinnenraum IR in Richtung des elektrischen Expansionsventils 730 und dergleichen geführt werden, verringert werden.
Das Steuerungsmodul 100 ist auf der Schaltungsplatine BD1 des elektrischen Expansionsventils 730 konfiguriert, wobei es integral mit dem elektrischen Expansionsventil 730 konfiguriert ist. Folglich kann die Betriebssteuerung des elektrischen Expansionsventils 730, das zu der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung gehört, rasch gestartet werden, unmittelbar nachdem das Steuerungssignal von der Klimatisierungs-ECU 300 empfangen worden ist. Das Steuerungsmodul 100 kann mit einer anderen Vorrichtung, die von dem elektrischen Expansionsventil 730 unterschiedlich ist, unter der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung integriert sein. Es ist jedoch zu bevorzugen, dass die Vorrichtung, die mit dem Steuerungsmodul 100 integriert ist, eine aus einer Vielzahl von Vorrichtungen ist, die in Verbindung miteinander in der Kopplungssteuerung arbeiten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die gesamte Leistung, die für eine Ausführung der Kopplungssteuerung erforderlich ist, von dem Leistungszufuhrsystem PL1, das eine elektrische Leistung zuführen kann, dem Steuerungsmodul 100 zugeführt, auch wenn die Kraftmaschine 51 des Fahrzeugs 50 gestoppt ist, wobei die Leistung zu den Ansteuerungseinrichtungen 141 und 142 sowie dem HUB 143 verteilt wird. Folglich ist es möglich, eine Kopplungssteuerung auszuführen, auch wenn die Kraftmaschine 51 gestoppt ist.
Unterdessen wird als eine Konfiguration zur Ermöglichung einer Steuerung des elektrischen Expansionsventils 730 und dergleichen auch in einem Zustand, in dem die Kraftmaschine 51 gestoppt ist, beispielsweise eine Konfiguration berücksichtigt, in der eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL1 zu jeder der Kraftmaschinen-ECU 200 und der Klimatisierungs-ECU 300 zugeführt wird. In einer derartigen Konfiguration ist es jedoch nicht zu bevorzugen, da die Bereitschaftsleistung, die verbraucht wird, wenn der Zündschalter aus ist, vergrößert wird. Entsprechend der Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es ebenso möglich, den Effekt einer Unterdrückung der Bereitschaftsleistung in der ECU zu erhalten.
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Nachstehend werden lediglich Teile, die zu dem ersten Ausführungsbeispiel unterschiedlich sind, beschrieben, wobei eine Beschreibung von Teilen, die mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemein sind, zur Vereinfachung in geeigneter Weise weggelassen werden.
Wie es in 8 gezeigt ist, ist in der Wärmeaustauscheinheit 10A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der elektrische Lüfter 40 mit einer Schaltungsplatine BD2 für ein Betreiben des Lüftermotors 42 versehen. Auf der Schaltungsplatine BD2 sind zusätzlich zu den Bauteilen, die für ein Betreiben des Lüftermotors 42 erforderlich sind, ebenso die Bauteile des Steuerungsmoduls 100A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angeordnet. Anders ausgedrückt ist das Steuerungsmodul 100A integral mit dem elektrischen Lüfter 40, der die Luftsteuerungsvorrichtung ist, ausgebildet. Das Steuerungsmodul 100A und das elektrische Expansionsventil 730 sind durch eine (nicht gezeigte) Kommunikationsleitung verbunden. In 8 ist eine Veranschaulichung des Drehpropellerflügels 41 des elektrischen Lüfters 40 weggelassen.
Die Wärmeaustauscheinheit 10A, die das Steuerungsmodul 100A umfasst, und die zugehörige umgebende Konfiguration sind in 9 gezeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der Betrieb des elektrischen Lüfters 40, der zu der Luftsteuerungsvorrichtung gehört, der Betrieb des Heißwasserventils 32, das zu der Kühlwassersteuerungsvorrichtung gehört, und der Betrieb des elektrischen Expansionsventils 730, das zu der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung gehört, durch das Steuerungsmodul 100A gesteuert.
Wie es in 10 gezeigt ist, umfasst das Steuerungsmodul 100A Ansteuerungseinrichtungen 141 und 144 sowie einen HUB 145. Die Ansteuerungseinrichtung 141A verbindet das Heißwasserventil 32 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Ansteuerungseinrichtung 144 führt einen Ansteuerungsstrom zu dem Lüftermotor 42 des elektrischen Lüfters 40 zu. Eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL1 als eine Leistung für einen Betrieb wird der Ansteuerungseinrichtung 144 zugeführt. Die Ansteuerungseinrichtung 144 weist eine Schaltung zum Justieren der Magnitude des Ansteuerungsstroms auf, der dem Lüftermotor 42 zugeführt wird. Die Magnitude des Ansteuerungsstroms, der dem Lüftermotor 42 zugeführt wird, wird durch ein Signal von der Steuerungseinheit 130 justiert. Wenn der Ansteuerungsstrom, der dem Lüftermotor 42 zugeführt wird, zunimmt, nimmt die Drehzahl des Drehpropellerflügels 41 zu. Wenn der Ansteuerungsstrom, der dem Lüftermotor 42 zugeführt wird, abnimmt, nimmt die Drehzahl des Drehpropellerflügels 41 ab.
Der HUB 145 ist der gleiche Konzentrator wie der HUB 143 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Signalleitungen, die mit Teilen von verschiedenen Vorrichtungen verbunden sind, die in der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung beinhaltet sind, sind mit dem HUB 145 verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Signalleitung, die mit der elektrischen Betätigungseinrichtung 730M des elektrischen Expansionsventils 730 verbunden ist, mit dem HUB 145 verbunden. Eine Leistung von dem Leistungszufuhrsystem PL1 wird dem HUB 145 als eine Leistung für einen Betrieb zugeführt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Kopplungssteuerung ausgeführt, um den Betrieb des elektrischen Lüfters 40, der zu der Luftsteuerungsvorrichtung gehört, und den Betrieb des elektrischen Expansionsventils 730, der zu der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung gehört, zu koppeln.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, die gesamte Leistung, die zur Ausführung einer Kopplungssteuerung erforderlich ist, von dem Leistungszufuhrsystem PL1, das eine elektrische Leistung zuführen kann, zu dem Steuerungsmodul 100 zugeführt, auch wenn die Kraftmaschine 51 des Fahrzeugs 50 gestoppt ist, wobei die Leistung zu den Ansteuerungseinrichtungen 141 und 142 sowie dem HUB 145 verteilt wird. Folglich ist es möglich, eine Kopplungssteuerung auszuführen, auch wenn die Kraftmaschine 51 gestoppt ist.
Beispielsweise kann, wenn eine Klimatisierung (Vorklimatisierung) in dem Passagierinnenraum IR in einem Zustand ausgeführt wird, in dem die Kraftmaschine 51 gestoppt ist, eine Kopplungssteuerung derart ausgeführt werden, dass die Drehzahl des elektrischen Lüfters 40 entsprechend dem Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils 730 geändert wird. Als Ergebnis ist es im Vergleich mit einer Steuerung, in der die Drehzahl des elektrischen Lüfters 40 immer konstant ist, möglich, einen Leistungsverbrauch in dem elektrischen Lüfter 40 zu unterdrücken.
Die Ausführungsbeispiele sind vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele beschrieben worden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese spezifischen Beispiele begrenzt. Ein Fachmann entwirft in geeigneter Weise Modifikationen für diese spezifischen Beispiele, die ebenso in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung beinhaltet sind, solange sie die Merkmale der vorliegenden Offenbarung aufweisen. Die Elemente, die Anordnung, die Bedingungen, die Form usw. der spezifischen Beispiele, die vorstehend beschrieben sind, sind nicht auf diejenigen begrenzt, die beispielhaft beschrieben sind, wobei sie in geeigneter Weise modifiziert werden können. Die Kombinationen von Elementen, die in jedem der vorstehend beschriebenen spezifischen Beispiele beinhaltet sind, können in geeigneter Weise modifiziert werden, solange keine technische Unstimmigkeit auftritt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016222174 [0001]
JP 2008302721 A [0007]

Claims

Steuerungsmodul (100, 100A) zur Steuerung einer Wärmeaustauscheinheit (10, 10A), die in einem Fahrzeug (50) bereitgestellt ist, wobei die Wärmeaustauscheinheit umfasst eine erste Wärmeaustauschvorrichtung (740), die konfiguriert ist, einen Wärmeaustausch zwischen einem Kühlmittel für eine Klimatisierung und Luft auszuführen, eine zweite Wärmeaustauschvorrichtung (31), die konfiguriert ist, einen Wärmeaustausch zwischen einem Kühlwasser und Luft auszuführen, eine Kühlmittelsteuerungsvorrichtung (730, 730M), die konfiguriert ist, ein Fließen des Kühlmittels zu justieren, das durch die erste Wärmeaustauschvorrichtung hindurchgeht, eine Kühlwassersteuerungsvorrichtung (32), die konfiguriert ist, ein Fließen des Kühlwassers zu justieren, das durch die zweite Wärmeaustauschvorrichtung hindurchgeht, und eine Luftsteuerungsvorrichtung (21, 22, 40), die konfiguriert ist, ein Strömen von Luft zu justieren, die durch die erste Wärmeaustauschvorrichtung und die zweite Wärmeaustauschvorrichtung hindurchgeht, ein Steuerungsmodul, das umfasst: eine Empfangseinheit (110), die konfiguriert ist, ein Steuerungssignal zur Steuerung des Betriebs von zumindest einer der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung von zumindest einer elektronischen Steuerungseinheit (200, 300) zu empfangen, die in dem Fahrzeug bereitgestellt ist; und eine Steuerungseinheit (130), die konfiguriert ist, eine Kopplungssteuerung für ein Betreiben von zumindest zwei der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung in Verbindung miteinander auf der Grundlage des Steuerungssignals auszuführen.
Steuerungsmodul nach Anspruch 1, wobei die gesamte elektrische Leistung, die für ein Ausführen der Kopplungssteuerung erforderlich ist, von einem Leistungszufuhrsystem (PL1) zugeführt wird, das eine Leistung zuführen kann, auch wenn eine Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs gestoppt ist.
Steuerungsmodul nach Anspruch 1, wobei das Steuerungsmodul integral mit zumindest einer der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung, die in Verbindung miteinander in der Kopplungssteuerung arbeitet, konfiguriert ist.
Steuerungsmodul nach Anspruch 3, wobei das Steuerungsmodul mit der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung integriert ist und die Kühlmittelsteuerungsvorrichtung ein elektrisches Expansionsventil (730) ist, das in einer Fahrzeugklimaanlage bereitgestellt ist.
Steuerungsmodul nach Anspruch 3, ferner mit einer Eingabeeinheit (120), die konfiguriert ist, ein Erfassungssignal von einem Sensor (60) zu empfangen, das zur Ausführung der Kopplungssteuerung erforderlich ist, wobei das Erfassungssignal direkt von dem Sensor in die Eingabeeinheit eingegeben wird, ohne durch die elektronische Steuerungseinheit hindurchzugehen.
Steuerungsmodul nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinheit wiederholt eine Verarbeitung, die für ein Ausführen der Kopplungssteuerung erforderlich ist, jedes Mal ausführt, wenn ein vorbestimmter Steuerungszyklus abläuft, wenn zwei Vorrichtungen, die in Verbindung miteinander in der Kopplungssteuerung aus der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Luftsteuerungsvorrichtung arbeiten, als eine erste Vorrichtung beziehungsweise eine zweite Vorrichtung eingestellt werden, eine erste Verarbeitung zur Steuerung des Betriebs der ersten Vorrichtung in der Kopplungssteuerung und eine zweite Verarbeitung zur Steuerung des Betriebs der zweiten Vorrichtung in der Kopplungssteuerung innerhalb einer Zeitdauer ausgeführt werden, die in einem einzelnen Steuerungszyklus beinhaltet ist.
Steuerungsmodul nach Anspruch 1, wobei die erste Wärmeaustauschvorrichtung als ein Evaporator fungiert, wenn eine Fahrzeugklimaanlage, die in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, den Passagierinnenraum erwärmt, in der Kopplungssteuerung die Steuerungseinheit einen Betrieb eines elektrischen Expansionsventils, das in einem Pfad bereitgestellt ist, durch den ein Kühlmittel fließt, und einen Betrieb einer Verschlussklappe (21), die die Strömungsrate von Luft justiert, die durch die erste Wärmeaustauschvorrichtung und die zweite Wärmeaustauschvorrichtung hindurchgeht, koppelt.
Steuerungsmodul nach Anspruch 7, wobei die Steuerungseinheit einen Öffnungsgrad der Verschlussklappe entsprechend einem Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils, der auf der Grundlage des Steuerungssignals justiert wird, justiert.
Steuerungsmodul nach Anspruch 8, wobei die Steuerungseinheit den Öffnungsgrad der Verschlussklappe vergrößert, wenn der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsventils abnimmt.
Steuerungsmodul nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit konfiguriert ist, die Vorrichtung zu steuern, indem ein Steuerungssignal zu zumindest einer der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung übertragen wird.
Steuerungsmodul nach Anspruch 10, ferner mit einem Konzentrator (143, 145), der konfiguriert ist, ein Signal zur Steuerung zu zumindest einer der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung, der Kühlwassersteuerungsvorrichtung und der Kühlmittelsteuerungsvorrichtung zu übertragen.