DE112017006099T5

DE112017006099T5 - Klimaanlage für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE112017006099T5
Application number: DE112017006099.0T
Authority: DE
Inventors: Ryo Miyakoshi; Kouhei Yamashita
Original assignee: Sanden Automotive Climate Systems Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-08-22
Also published as: JP6889548B2; WO2018101095A1; JP2018090046A

Abstract

Es ist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug vorgesehen, die in der Lage ist, die Steuerung einer elektrischen Heizung auch dann angemessen durchzuführen, wenn eine Differenz zwischen einem Erfassungswert eines zu verwendenden Temperatursensors und einer korrekten Temperatur besteht. Die Klimaanlage beinhaltet eine Zusatzheizung 23 zum Erwärmen von einem Fahrzeuginnenraum zuzuführender Luft und Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung zum Erfassen einer Temperatur der Zusatzheizung und steuert die Aktivierung der Zusatzheizung 23 basierend auf den Erfassungswerten der Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung. Die Erfassungswerte der Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung werden basierend auf dem Luftvolumen, das durch die Zusatzheizung 23 strömt, der Leistungsaufnahme der Zusatzheizung 23 oder der Temperatur der in die Zusatzheizung 23 strömenden Luft, oder einer Kombination derselben oder aller derselben korrigiert.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die die Luft in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs konditioniert, und insbesondere auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die die Luft, die einem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden soll, erwärmt, indem sie hauptsächlich oder zusätzlich eine elektrische Heizung verwendet.
Stand der Technik
Durch die Aktualisierung der Umweltprobleme in den letzten Jahren haben sich Hybridautos und Elektrofahrzeuge verbreitet. Dann wurde als eine für ein solches Fahrzeug geeignete Klimaanlage eine solche entwickelt, die einen Kompressor zum Komprimieren und Abgeben eines Kältemittels, einen Kühler, der auf der Seite eines Fahrzeuginnenraums vorgesehen ist, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, und einen Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums vorgesehen ist, um das Kältemittel Wärme aufnehmen zu lassen, umfasst, und der das vom Kompressor abgeführte Kältemittel Wärme im Kühler abstrahlen lässt und das Kältemittel, von dem die Wärme in diesem Kühler abgestrahlt wurde, Wärme im Außenwärmetauscher aufnehmen lässt, um dadurch den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen (z.B, siehe Patentdokument 1).
Weiterhin hat das Patentdokument 1 eine Konfiguration gezeigt, bei der in einem Luftströmungskanal eine elektrische Heizung vorgesehen ist und bei der eine Fähigkeit zum Heizen durch die elektrische Heizung auch zusätzlich zum Heizen des Kühlers vorhanden ist. Insbesondere darf das Elektrofahrzeug nur mit der elektrischen Heizung heizen, die mit Strom aus einer Batterie versorgt wird, ohne diese Heizung durch den Kühler durchzuführen (nur Kühlung in einem Kühlmittelkreislauf). Dann wurden normalerweise Temperatursensoren für die Fahrer- und Beifahrersitzseite an der elektrischen Heizung angebracht, und die Aktivierung der elektrischen Heizung wurde basierend auf der Temperatur (Erfassungswert) der elektrischen Heizung gesteuert, die von diesen Temperatursensoren erfasst wird.
Zitatliste
Patentdokumente
Patentdokument 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-213765
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgaben, die durch die Erfindung zu lösen sind
Es gibt jedoch einen Fall, in dem, da die Temperatursensoren zur Erfassung der Temperatur der elektrischen Heizung tatsächlich individuelle Unterschiede aufweisen (Variation), der Erfassungswert und die Isttemperatur (korrekte Temperatur) der elektrischen Heizung voneinander abweichen. Weiterhin gibt es auch einen Fall, in dem es zu einer Temperaturdifferenz (Variation) der elektrischen Heizung zwischen einem Abschnitt, an dem jeder Temperatursensor angebracht ist, und einem anderen Abschnitt kommt. In einem solchen Fall entsteht ein Problem dadurch, dass eine genaue Steuerung der Stromversorgung der elektrischen Heizung nicht durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um solche herkömmlichen technischen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist, die Steuerung einer elektrischen Heizung auch dann angemessen durchzuführen, wenn eine Differenz zwischen einem Erfassungswert eines zu verwendenden Temperatursensors und einer korrekten Temperatur besteht.
Mittel zur Lösung der Aufgaben
Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Luftströmungskanal, durch den die einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, eine elektrische Heizung, die im Luftströmungskanal angeordnet ist, um die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur der elektrischen Heizung, und eine Steuervorrichtung zum Steuern (Regeln) der Stromversorgung der elektrischen Heizung auf der Grundlage eines Erfassungswertes des Temperatursensors, wobei die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft durch die elektrische Heizung erwärmt wird. Die Klimaanlage für das Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung den Erfassungswert des Temperatursensors korrigiert auf der Grundlage entweder eines Volumens der durch die elektrische Heizung zu fördernden Luft oder der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung oder einer Temperatur der in die elektrische Heizung strömenden Luft, oder einer Kombination dieser Parameter oder aller dieser Parameter.
Die Klimaanlage für das Fahrzeug der Erfindung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung bei der obigen Erfindung den Nachkorrektur-Erfassungswert des Temperatursensors durch einen Temperaturrückrechnungswert begrenzt, der die Temperatur der elektrischen Heizung ist, die aus der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung rückgerechnet wird.
Die Klimaanlage für das Fahrzeug nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der obigen Erfindung, wenn der Erfassungswert des Temperatursensors zu einer Seite abweicht, die höher als eine korrekte Temperatur ist, der Temperaturrückrechnungswert als untere Grenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors angenommen wird.
Die Klimaanlage für das Fahrzeug nach der Erfindung nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfindung nach Anspruch 2 oder 3, wenn der Erfassungswert des Temperatursensors zu einer Seite abweicht, die niedriger als die korrekte Temperatur ist, der Temperaturrückrechnungswert als Obergrenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors angenommen wird.
Die Klimaanlage für das Fahrzeug nach der Erfindung nach Anspruch 5 ist in den Erfindungen nach den Ansprüchen 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Kältemittelkreislauf aufweist mit einem Kompressor zum Verdichten eines Kältemittels, einem Kühler, der im Luftströmungskanal auf einer mehr stromabwärts gelegenen Seite der durchzuleitenden Luft angeordnet ist als die elektrische Heizung, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, um die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zu erwärmen, und einen Wärmeabsorber, der im Luftströmungskanal auf einer mehr stromaufwärts gelegenen Seite der durchzuleitenden Luft angeordnet ist als die elektrische Heizung, um das Kältemittel Wärme aufnehmen zu lassen, um die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zu kühlen, und dadurch, dass die Steuervorrichtung den Temperaturrückrechnungswert auf der Grundlage der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung und einer Temperatur des Wärmeabsorbers berechnet.
Die Klimaanlage für das Fahrzeug nach der Erfindung nach Anspruch 6 ist in den Erfindungen nach den Ansprüchen 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass sie den Temperatursensor für eine Fahrersitzseite und den Temperatursensor für eine Beifahrersitzseite beinhaltet, und dass ein Mittelwert der Erfassungswerte dieser Temperatursensoren für die Fahrer- und Beifahrersitzseite als Limit des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors auf einer Seite gegenüber einer durch den Temperaturrückrechnungswert begrenzten Seite angenommen wird.
Die Klimaanlage für das Fahrzeug nach der Erfindung nach Anspruch 7 ist in den Erfindungen nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass sie den Temperatursensor für eine Fahrersitzseite und den Temperatursensor für eine Beifahrersitzseite aufweist, und dass die Steuervorrichtung in der Lage ist, eine unabhängige Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums auf der Fahrer- und Beifahrersitzseite durchzuführen, und die Steuervorrichtung die jeweiligen Erfassungswerte des Temperatursensors für die Fahrerseite und des Temperatursensors für die Beifahrersitzseite jeweils unter Verwendung von Luftvolumenverhältnissen auf der Fahrer- und Beifahrersitzseite korrigiert oder die Nachkorrektur-Erfassungswerte der jeweiligen Temperatursensoren zusätzlich zur Korrektur der Erfassungswerte durch den Temperaturrückrechnungswert begrenzt.
Die Klimaanlage für das Fahrzeug nach der Erfindung des Anspruchs 8 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den jeweiligen vorstehenden Erfindungen die Korrektur der Erfassungswerte der Temperatursensoren aufgrund der Eigenschaften der Temperatursensoren begrenzt wird.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung korrigiert in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, die einen Luftströmungskanal, durch den die einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, eine elektrische Heizung, die im Luftströmungskanal angeordnet ist, um die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur der elektrischen Heizung und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Stromversorgung der elektrischen Heizung auf der Grundlage eines Erfassungswertes des Temperatursensors beinhaltet, wobei die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft durch die elektrische Heizung erwärmt wird, die Steuervorrichtung den Erfassungswert des Temperatursensors basierend auf einem einzelnen der nachfolgenden Parameter, einer Kombination einzelner dieser Parameter oder aller dieser Parameter: das Volumen der durch die elektrische Heizung zu fördernden Luft, die Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung oder eine Temperatur der in die elektrische Heizung strömenden Luft. Selbst wenn der Erfassungswert des Temperatursensors zum Erfassen der Temperatur der elektrischen Heizung von einer korrekten Temperatur abweicht, ist es daher möglich, den Erfassungswert angemessen zu korrigieren und die Stromversorgung der elektrischen Heizung entsprechend zu steuern.
Insbesondere ist die Steuervorrichtung, wie in der Erfindung des Anspruchs 2, in der Lage, wenn die Steuervorrichtung eine Begrenzung des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors durch einen Temperaturrückrechnungswert anwendet, der die Temperatur der elektrischen Heizung ist, die aus der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung rückgerechnet wird, die Begrenzung des Nachkorrektur-Erfassungswertes durch den Temperaturrückrechnungswert anzuwenden, der die Temperatur der elektrischen Heizung ist, die aus der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung rückberechnet wird, und diese übermäßige Korrektur zu überarbeiten, selbst wenn die Korrektur basierend auf dem Volumen der durch die elektrische Heizung geleiteten Luft, deren Leistungsaufnahme und der Temperatur der in die elektrische Heizung strömenden Luft übermäßig durchgeführt wird.
In diesem Fall wird, wenn sich im Voraus herausstellt, dass der Erfassungswert des Temperatursensors auf eine Seite abgelenkt wird, die höher als die korrekte Temperatur ist, wie bei der Erfindung des Anspruchs 3, der Temperaturrückrechnungswert als untere Grenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors angenommen, wodurch es möglich ist, die übermäßige Korrektur durch den Temperaturrückrechnungswert angemessen auf eine niedrige Seite zu überarbeiten.
Umgekehrt wird, wenn sich im Voraus herausstellt, dass der Erfassungswert des Temperatursensors zu der Seite abgelenkt wird, die niedriger als die korrekte Temperatur ist, wie bei der Erfindung des Anspruchs 4, der Temperaturrückrechnungswert als Obergrenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors angenommen, wodurch es möglich ist, die übermäßige Korrektur auf eine hohe Seite zu verschieben.
Wenn hier, wie in der Erfindung nach Anspruch 5, ein Kältemittelkreislauf vorgesehen ist, der einen Kompressor zum Verdichten eines Kältemittels, ein Kühler, der im Luftströmungskanal auf einer mehr stromabwärts gelegenen Seite der durchzuleitenden Luft angeordnet ist als die elektrische Heizung, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, um die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zu erwärmen, und einen Wärmeabsorber aufweist, der im Luftströmungskanal auf einer mehr stromaufwärts gelegenen Seite der durchzuleitenden Luft angeordnet ist als die elektrische Heizung, um das Kältemittel Wärme aufnehmen zu lassen, um die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zu kühlen, berechnet die Steuervorrichtung den Temperaturrückrechnungswert auf der Grundlage der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung und einer Temperatur des Wärmeabsorbers, wodurch es möglich wird, den Temperaturrückrechnungswert der elektrischen Heizung unter Verwendung der Temperatur des Wärmeabsorbers zu berechnen.
Wenn dann, wie in der Erfindung des Anspruchs 6, der Temperatursensor für eine Fahrersitzseite und der Temperatursensor für eine Beifahrersitzseite vorgesehen sind, wird die Begrenzung mit einem Mittelwert der Erfassungswerte dieser Temperatursensoren für die Fahrersitz- und Beifahrersitzseiten als Begrenzung des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors auf einer dem durch den Temperaturrückrechnungswert begrenzten Seite entgegengesetzten Seite angewendet, wobei die Seite, die der durch den Temperaturrückseiten-Berechnungswert begrenzten Seite entgegengesetzt ist, ebenfalls begrenzt werden kann, und die Abweichung des Nachkorrektur-Erfassungswerts durch die der durch den Temperaturrückseiten-Berechnungswert begrenzten Seite entgegengesetzte Seite aus verschiedenen Gründen ebenfalls begrenzt werden kann.
Weiter korrigiert die Steuervorrichtung, wenn die Steuervorrichtung in der Lage ist, eine unabhängige Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums auf der Fahrer- und Beifahrersitzseite unter Bereitstellung des Temperatursensors für die Fahrersitzseite und des Temperatursensors für die Beifahrersitzseite gemäß der Erfindung von Anspruch 7 durchzuführen, die jeweiligen Erfassungswerte des Temperatursensors für die Fahrerseite und des Temperatursensors für die Beifahrersitzseite jeweils unter Verwendung von Luftvolumenverhältnissen auf der Fahrer- und Beifahrersitzseite oder begrenzt die Nachkorrektur-Erfassungswerte der jeweiligen Temperatursensoren durch den Temperaturrückrechnungswert zusätzlich zur Korrektur der Erfassungswerte. Auf diese Weise ist es möglich, einen Nachteil bei einer Differenz zwischen dem Erfassungswert jedes Temperatursensors und der korrekten Temperatur zu beseitigen und eine unabhängige Klimatisierung der Fahrersitzseite und der Beifahrersitzseite entsprechend durchzuführen.
Wenn im Übrigen die Korrektur der Erfassungswerte der Temperatursensoren aufgrund der Eigenschaften der Temperatursensoren nach Anspruch 8 begrenzt ist, ist es möglich, wenn die Eigenschaften jedes Temperatursensors im Voraus festgestellt werden, die Korrektur der Erfassungswerte sicherer durchzuführen unter Berücksichtigung des aus den Eigenschaften bekannten schlechtesten Variationswertes.
Figurenliste

1 ist eine grundlegende Ansicht einer Fahrzeugklimaanlage einer Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird;
2 ist ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung der Klimaanlage für das Fahrzeug aus 1;
3 ist eine vertikale Schnitt-Seitenansicht einer HLK-Anlage der Klimaanlage für das Fahrzeug von 1;
4 ist eine Draufsicht auf die HLK-Anlage von 3;
5 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Korrektursteuerung der Erfassungswerte von Temperatursensorn von Zusatzheizungen aus 2;
6 ist eine Ansicht, um die Korrektursteuerung der Erfassungswerte der Temperatursensor der Zusatzheizung von 2 ähnlich zu beschreiben;
7 ist eine Ansicht, um die Korrektursteuerung der Erfassungswerte der Temperatursensor der Zusatzheizung von 2 in ähnlicher Weise zu beschreiben;
8 ist eine Ansicht, um die Korrektursteuerung der Erfassungswerte der Temperatursensor der Zusatzheizung von 2 in ähnlicher Weise zu beschreiben; und
9 ist eine grundlegende Ansicht einer Klimaanlage für ein Fahrzeug einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Modus zur Durchführung der Erfindung
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
[Ausführungsform 1]
1 zeigt eine grundlegende Ansicht einer Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug der Ausführungsform, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, ist ein Elektrofahrzeug (EV), in dem kein Motor (ein Verbrennungsmotor) montiert ist und das mit einem Elektromotor zum Betrieb angetrieben wird, der durch in einer Batterie geladene Energie angetrieben wird (beide sind in der Zeichnung nicht dargestellt), und die Klimaanlage 1 für das Fahrzeug der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls durch die Energie der Batterie angetrieben. Das heißt, bei dem Elektrofahrzeug, das nicht in der Lage ist, eine Erwärmung durch Motorabwärme auszuführen, führt die Klimaanlage 1 für das Fahrzeug der Ausführungsform einen Heizmodus durch einen Wärmepumpenbetrieb aus, bei dem ein Kältemittelkreislauf verwendet wird. Weiterhin führt die Klimaanlage 1 für das Fahrzeug selektiv die jeweiligen Betriebsarten eines Entfeuchtungs- und Heizmodus, eines Entfeuchtungs- und Kühlmodus, eines Kühlmodus, eines MAX-Kühlmodus (maximaler Kühlmodus) und eines einzelnen Zusatzheizmodus aus.
Übrigens ist das Fahrzeug nicht auf das Elektrofahrzeug beschränkt, und die vorliegende Erfindung ist auch für ein sogenanntes Hybridauto anwendbar, bei dem der Motor zusammen mit dem Elektromotor zum Fahren verwendet wird. Darüber hinaus ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung auch für ein gewöhnliches Auto gilt, das mit dem Motor läuft.
Die Klimaanlage 1 für das Fahrzeug der Ausführungsform führt eine Klimatisierung (Heizen, Kühlen, Entfeuchten und Lüften) eines Fahrzeuginnenraums des Elektrofahrzeugs durch. Ein elektrischer Kompressor 2 zum Verdichten eines Kältemittels, ein Kühler 4 als Heizgerät, der in einem Luftstromkanal 3 einer HLK-Anlage 10 vorgesehen ist, in der Fahrzeuginnenluft gelüftet und umgewälzt wird, um das vom Kompressor 2 abgegebene Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel über ein Kältemittelrohr 13G darin fließen zu lassen und das Kältemittel Wärme zur Erwärmung der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft abstrahlen zu lassen, ein Außen-Expansionsventil 6 (eine Druckreduziereinheit), das aus einem elektrischen Ventil besteht, das das Kältemittel während der Erwärmung dekomprimiert und expandiert, einen Außenwärmetauscher 7, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums vorgesehen ist und den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft durchführt, um als Kühler während der Kühlung und als Verdampfer während der Erwärmung zu fungieren, ein Innen-Expansionsventil 8 (eine Druckreduziereinheit), das aus einem elektrischen Ventil zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels besteht, einen Wärmeabsorber 9, der im Luftströmungskanal 3 vorgesehen ist, um das Kältemittel während der Kühlung und Entfeuchtung Wärme aufnehmen zu lassen, um Luft zu kühlen, die aus dem Fahrzeuginnenraum und -umgebung angesaugt und dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, einen Speicher 12 und andere werden nacheinander durch ein Kältemittelrohr 13 verbunden, wodurch ein Kältemittelkreislauf R gebildet wird.
Anschließend wird der Kältemittelkreislauf R mit einer vorgegebenen Menge an Kältemittel und Öl zur Schmierung gefüllt. Im Übrigen ist im Außenwärmetauscher 7 ein Außengebläse 15 vorgesehen. Das Außengebläse 15 leitet die Außenluft zwangsweise durch den Außenwärmetauscher 7, um so den Wärmetausch zwischen der Außenluft und dem Kältemittel durchzuführen, wobei die Außenluft auch während des Anhaltens des Fahrzeugs (d.h. seine Geschwindigkeit beträgt 0 km/h) durch den Außenwärmetauscher 7 geleitet wird.
Weiterhin weist der Außenwärmetauscher 7 einen Sammlertrocknerabschnitt 14 und einen Unterkühlungsabschnitt 16 nacheinander auf einer Kältemittelabströmseite auf. Ein Kältemittelrohr 13A, das sich aus dem Außenwärmetauscher 7 heraus erstreckt, ist über ein Magnetventil 17, das während der Kühlung geöffnet wird, mit dem Sammlertrocknerabschnitt 14 verbunden. Ein Kältemittelrohr 13B auf einer Auslassseite des Unterkühlabschnitts 16 ist über das Innen-Expansionsventil 8 mit einer Einlassseite des Wärmeabsorbers 9 verbunden. Im Übrigen bilden der Sammlertrocknerabschnitt 14 und der Unterkühlungsabschnitt 16 strukturell einen Teil des Außenwärmetauschers 7.
Zusätzlich ist ein Kältemittelrohr 13B zwischen dem Unterkühlungsabschnitt 16 und dem Innen-Expansionsventil 8 in einer Wärmeaustauschbeziehung mit einem Kältemittelrohr 13C auf einer Auslassseite des Wärmeabsorbers 9 vorgesehen, und beide Rohre bilden einen internen Wärmetauscher 19. Folglich wird das Kältemittel, das durch die Kältemittelrohr 13B in das Innen-Expansionsventil 8 strömt, durch das aus dem Wärmeabsorber 9 austretende Niedertemperatur-Kältemittel gekühlt (unterkühlt).
Darüber hinaus verzweigt sich das Kältemittelrohr 13A, das sich aus dem Außenwärmetauscher 7 erstreckt, zu einem Kältemittelrohr 13D, und dieses abgezweigte Kältemittelrohr 13D kommuniziert und verbindet sich mit dem Kältemittelrohr 13C auf einer stromabwärts gelegenen Seite des internen Wärmetauschers 19 über ein Magnetventil 21, das während des Heizens geöffnet wird. Die Kältemittelrohr 13C ist mit dem Speicher 12 verbunden, und der Speicher 12 ist mit einer Kältemittelsaugseite des Kompressors 2 verbunden. Weiterhin ist ein Kältemittelrohr 13E auf einer Auslassseite des Kühlers 4 über das Außen-Expansionsventil 6 mit einer Einlassseite des Außenwärmetauschers 7 verbunden.
Darüber hinaus ist in der Kältemittelrohr 13G zwischen einer Druckseite des Kompressors 2 und einer Einlassseite des Kühlers 4 ein Magnetventil 30 (das eine Durchflusswechselvorrichtung darstellt) angeordnet, das während der Entfeuchtung und Erwärmung zu schließen ist und später beschrieben wird. In diesem Fall zweigt die Kältemittelrohr 13G zu einer Bypassleitung 35 auf einer stromaufwärts gelegenen Seite des Magnetventils 30 ab. Diese Bypassleitung 35 kommuniziert und verbindet sich mit der Kältemittelrohr 13E auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Außen-Expansionsventils 6 über ein Magnetventil 40 (das auch eine Durchflusswechselvorrichtung darstellt), das während der Entfeuchtung und Erwärmung sowie der MAX-Kühlung geöffnet wird. Eine Bypassvorrichtung 45 besteht aus dieser Bypassleitung 35, dem Magnetventil 30 und dem Magnetventil 40.
Die Bypassvorrichtung 45 besteht aus einer solchen Bypassleitung 35, einem Magnetventil 30 und einem Magnetventil 40, um dadurch eine reibungslose Änderung des Entfeuchtungs- und Heizmodus und des MAX-Kühlmodus zu ermöglichen, so dass das vom Kompressor 2 abgegebene Kältemittel direkt in den Außenwärmetauscher 7 strömen kann, und des Heizmodus, des Entfeuchtungs- und Kühlmodus und des Kühlmodus, so dass das vom Kompressor 2 abgegebene Kältemittel in den Kühler 4 strömen kann, wie später beschrieben wird.
Zusätzlich werden im Luftströmungskanal 3 auf einer Luftzuströmseite des Wärmeabsorbers 9 entsprechende Saugöffnungen wie eine Außenluftansaugöffnung und eine Raumluftansaugöffnung gebildet (beispielhaft dargestellt durch eine Saugöffnung 25 in 1). In der Saugöffnung 25 ist ein Saugwechselklappe 26 vorgesehen, um die in den Luftströmungskanal 3 einzubringende Luft in Raumluft umzuwandeln, die Luft des Fahrzeuginnenraums ist (ein Raumluftumwälzmodus), und Außenluft, die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums ist (ein Außenluftansaugmodus). Darüber hinaus ist auf einer Luftabströmseite der Saugwechselklappe 26 ein Innengebläse (ein Ventilator) 27 zum Zuführen der eingeleiteten Innen- oder Außenluft in den Luftströmungskanal 3 vorgesehen.
Darüber hinaus bezeichnet in 1 23 eine Zusatzheizung als Zusatzheizvorrichtung (eine weitere Heizung), die in der Fahrzeugklimaanlage 1 der Ausführungsform vorgesehen ist. Die Zusatzheizung 23 der Ausführungsform besteht aus einer PTC-Heizung, die eine elektrische Heizung ist, und ist im Luftströmungskanal 3 auf einer Luvseite (einer Luftzuströmseite) des Kühlers 4 zum Luftstrom im Luftströmungskanal 3 vorgesehen. Wenn dann die Zusatzheizung 23 zur Wärmeerzeugung mit Strom versorgt wird, wird die Luft im Luftströmungskanal 3, die über den Wärmeabsorber 9 in den Kühler 4 strömt, erwärmt. Das heißt, die Zusatzheizung 23 wird zu einem sogenannten Heizkern, um die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums durchzuführen oder zu ergänzen. So werden in der Ausführungsform der vorgenannte Kühler 4 und diese Zusatzheizung 23 (eine elektrische Heizung) zu Heizgeräten zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums.
Hier wird der Luftströmungskanal 3 auf einer Leeseite (einer Luftabströmseite), die mehr als der Wärmeabsorber 9 der HLK-Anlage 10 ist, durch eine Trennwand 10A unterteilt, um einen Wärmeaustauschheizkanal 3A und einen Bypasskanal 3B zu bilden, um ihn zu umgehen. Der vorgenannte Kühler 4 und die Zusatzheizung 23 sind im Wärmeaustauschheizkanal 3A angeordnet.
Zusätzlich sind im Luftströmungskanal 3 auf der Leeseite der Zusatzheizung 23 Luftmischklappen 28Dr und 28As vorgesehen, um ein Verhältnis einzustellen, mit dem die Luft (die Raumluft oder Außenluft) im Luftströmungskanal 3, die in den Luftströmungskanal 3 einströmt und durch den Wärmeabsorber 9 geleitet wird, durch den Wärmeaustauschheizkanal 3A geleitet werden soll, in dem die Zusatzheizung 23 und der Kühler 4 angeordnet sind..
Darüber hinaus ist die HLK-Einheit 10 auf der Leeseite des Kühlers 4 mit entsprechenden Ausgängen eines FUSS Fußauslasses 29A, eines LÜFTUNG Entlüftungsauslasses 29B und eines DEF (def) Auslasses 29C ausgebildet. Der Fußauslass 29A ist ein Auslass zum Ausblasen der Luft zum Fußraum des Fahrzeuginnenraums und befindet sich in der untersten Position. Weiterhin ist der Entlüftungsauslass 29B ein Auslass zum Ausblasen der Luft in die Nähe der Brust oder des Gesichts eines Fahrers im Fahrzeuginnenraum und befindet sich über dem Fußauslass 29A. Dann ist der DEF Auslass 29C ein Auslass zum Ausblasen der Luft zu einer Innenfläche einer Frontscheibe des Fahrzeugs und befindet sich an der höchsten Position über anderen Auslässen 29A und 29B.
Dann sind der Fußauslass 29A, der Entlüftungsauslass 29B und der DEF Auslass 29C jeweils mit einer Fußauslassklappe 31A, einer Entlüftungsauslassklappe 31B und einer DEF Auslassklappe 31C zum Steuern einer Ausblasmenge der Luft versehen.
Im Übrigen ist die Klimaanlage 1 für das Fahrzeug der Ausführungsform in der Lage, die Klimaanlage rechts-links unabhängig an einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz des Fahrzeugs zu steuern. Das Innere des Luftströmungskanals 3, in dem der Kühler 4 und die Zusatzheizung 23 vorgesehen sind, wird durch eine Trennwand 60, wie in 4 dargestellt, in rechte und linke Teile unterteilt. Dann dient die vorgenannte Luftmischklappe 28Dr als Luftmischklappe für den Fahrersitz (rechts) und ist im rechten Luftstromkanal 3 vorgesehen, und die Luftmischklappe 28As dient als Luftmischklappe für den Beifahrersitz (links) und ist im linken Luftstromkanal 3 vorgesehen. Es wird davon ausgegangen, dass die entsprechenden Auslässe der oben genannten Fußauslassklappe 31A, der Entlüftungsauslassklappe 31B und der DEF Auslassklappe 31C auch in den rechten und linken Luftströmungskanälen 3, die durch die Trennwand 60 unterteilt sind, wie für den Fahrersitz (rechts) und den Beifahrersitz (links) vorgesehen sind. Diese Klappen ermöglichen dann die Ausführung der identischen Klimaanlagenregelung (rechts/links identische Klimaanlagenregelung) und der unabhängigen Klimaanlagenregelung (rechts/links unabhängige Klimaanlagenregelung) für Fahrersitz/ Beifahrersitz.
Das heißt, wenn die identische Klimaanlagenregelung des Fahrer-/Beifahrersitzes (rechts/links identische Klimaanlagenregelung) mit einer Einstellung durch ein Klimaanlagenbedienteil 53 in Funktion gesetzt wird, führen die Luftmischklappe 28Dr und die Luftmischklappe 28As die gleiche Funktion aus, und die jeweiligen Auslassklappen 31A bis 31C für den Fahrersitz und den Beifahrersitz führen ebenfalls die gleiche Funktion aus. Andererseits, wenn die fahrer- und beifahrersitzunabhängige Klimaregelung (rechts/links unabhängige Klimaregelung) in Funktion gesetzt wird, werden die Luftmischklappen 28Dr und die Luftmischklappe 28As unabhängig betrieben, und die jeweiligen Auslassklappen 31A bis 31C für den Fahrersitz und den Beifahrersitz werden ebenfalls unabhängig betrieben.
Als nächstes zeigt 2 ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung 11 der Klimaanlage 1 für das Fahrzeug der Ausführungsform. Die Steuervorrichtung 11 besteht aus einem Klimaanlagenregler 20 (Klimaanlagensteuerung) und einem Wärmepumpenregler 32 (Wärmepumpensteuerung), die beide aus einem Mikrocomputer als Beispiel für einen Computer mit einem Prozessor bestehen. Diese sind mit einem Fahrzeugkommunikationsbus 65 verbunden, der ein CAN (Controller Area Network) oder ein LIN (Local Interconnect Network) darstellt. Weiterhin sind der Kompressor 2 und die Zusatzheizung 23 ebenfalls mit dem Fahrzeugkommunikationsbus 65 verbunden. Dieser Klimaanlagenregler 20, der Wärmepumpenregler 32, der Kompressor 2 und die Zusatzheizung 23 sind zum Senden und Empfangen von Daten über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 vorgesehen.
Der Klimaanlagenregler 20 ist eine übergeordnete Steuerung, die die Steuerung der Fahrzeuginnenraumklimatisierung des Fahrzeugs durchführt. Ein Eingang des Klimaanlagenreglers 20 ist mit entsprechenden Ausgängen eines Außenlufttemperatursensors 33 verbunden, der eine Außenlufttemperatur (Tam) des Fahrzeugs erfasst, eines Außenluftfeuchtesensors 34, der eine Außenluftfeuchtigkeit erfasst, eines HLK-Saugtemperatursensors 36, der eine Temperatur (eine Sauglufttemperatur Tas) der aus der Saugöffnung 25 in den Luftströmungskanal 3 anzusaugenden und in den Wärmeabsorber 9 strömenden Luft erfasst, eines Raumlufttemperatursensors 37, der eine Temperatur (eine Innentemperatur Tin) der Luft (die Innenluft) des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Raumluftfeuchtesensors 38, der eine Feuchtigkeit der Luft des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Raumluft-CO2-Konzentrationssensors 39, der eine Kohlendioxidkonzentration des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Auslasstemperatursensors 41, der eine Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft erfasst, eines Auslassdrucksensors 42, der einen Auslasskältemitteldruck (einen Auslassdruck Pd) des Kompressors 2 erfasst, eines Solarstrahlungssensors 51 aus z.B. einem Fotosensorsystem zum Erfassen einer Sonneneinstrahlungsmenge in das Fahrzeug und eines Geschwindigkeitssensors 52 zum Erfassen einer Bewegungsgeschwindigkeit (einer Geschwindigkeit) des Fahrzeugs und einen (Klima-)Klimaanlagenbedienteil 53 zum Einstellen der Änderung einer vorbestimmten Temperatur oder der Betriebsart.
Weiter ist ein Ausgang des Klimaanlagenreglers 20 mit dem Außengebläse 15, dem Innengebläse (dem Ventilator) 27, der Saugwechselklappe 26, den Luftmischklappen 28Dr und 28As und den jeweiligen Auslassklappen 31A bis 31C verbunden und wird von der Klimaregelung 20 gesteuert.
Der Wärmepumpenregler 32 ist eine Steuerung, die hauptsächlich die Steuerung des Kältemittelkreislaufs R übernimmt. Ein Eingang des Wärmepumpenreglers 32 ist mit den jeweiligen Ausgängen eines Drucktemperatur-Sensors 43 verbunden, der eine Temperatur des aus dem Kompressor 2 abgeleiteten Kältemittels erfasst, ein Saugdrucksensor 44, der einen Druck des in den Kompressor 2 einzusaugenden Kältemittels erfasst, einen Saugtemperatursensor 55, der eine Temperatur Ts des in den Kompressor 2 einzusaugenden Kältemittels erfasst, eines Kühlertemperatursensors 46, der eine Kältemitteltemperatur (eine Kühlertemperatur TCI) des Kühlers 4 erfasst, eines Kühlerdrucksensors 47, der einen Kältemitteldruck (einen Kühlerdruck PCI) des Kühlers 4 erfasst, eines Wärmeabsorber-Temperatursensors 48, der eine Kältemitteltemperatur (eine Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9 erfasst, eines Wärmeabsorber-Drucksensors 49, der einen Kältemitteldruck des Wärmeabsorbers 9 erfasst, eines Außenwärmeaustauscher-Temperatursensors 54, der eine Kältemitteltemperatur (eine Außenwärmeaustauscher-Temperatur TXO) eines Auslasses des Außenwärmeaustauschers 7 erfasst, und eines Außenwärmeaustauscher-Drucksensors 56, der einen Kältemitteldruck (einen Außenwärmeaustauscher-Druck PXO) des Auslasses des Außenwärmeaustauschers 7 erfasst.
Weiter ist ein Eingang des Wärmepumpenreglers 32auch mit den jeweiligen Ausgängen der Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung als mehrere Temperatursensoren verbunden, die jeweils eine Temperatur (eine Zusatzheizungstemperatur Tptc) der Zusatzheizung 23 erfassen. In diesem Fall ist der Temperatursensor 50Dr der Zusatzheizung so montiert, dass er eine Temperatur der Zusatzheizung 23 im rechten (fahrersitzseitigen) Teil, der durch die Trennwand 60 unterteilt ist, erfassen kann. Der Temperatursensor der Zusatzheizung 50As ist so montiert, dass er eine Temperatur der Zusatzheizung 23 im linken (beifahrersitzseitigen) Teil erfassen kann (4).
Weiterhin ist ein Ausgang des Wärmepumpenreglers 32 mit den entsprechenden Magnetventilen des Außen-Expansionsventils 6, des Innen-Expansionsventils 8, des Magnetventils 30 (für die Wiederaufheizung), des Magnetventils 17 (für die Kühlung), des Magnetventils 21 (für die Heizung) und des Magnetventils 40 (für den Bypass) verbunden und wird von dem Wärmepumpenregler 32 gesteuert. Im Übrigen haben der Kompressor 2 und die Zusatzheizung 23 jeweils Steuerungen eingebaut, und die Steuerungen des Kompressors 2 und der Zusatzheizung 23 führen die Übertragung und den Empfang von Daten zur und von dem Wärmepumpenregler 32 über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 durch und werden von dem Wärmepumpenregler 32 gesteuert.
Der Wärmepumpenregler 32 und der Klimaanlagenregler 20 führen gemeinsam das Senden und Empfangen der Daten über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 durch und steuern die jeweiligen Geräte auf der Grundlage der Ausgänge der jeweiligen Sensoren und der vom Klimaanlagenbedienteil 53 eingegebenen Einstellungen. In der Ausführungsform werden jedoch in diesem Fall ein tatsächliches volumetrisches Luftvolumen Ga (ein tatsächliches Systemluftvolumen, das von dem Klimaanlagenregler 20 berechnet wird) der in den Außenlufttemperatursensor 33, den Auslassdrucksensor 42, den Geschwindigkeitssensor 52 und den Luftstromkanal 3 strömenden Luft, Luftvolumenverhältnisse SWDr und SWAs (berechnet von dem Klimaanlagenregler 20) durch die Luftmischklappen 28Dr und 28As, und die Ausgabe des Klimaanlagenbedienteils 53 werden von dem Klimaanlagenregler 20 über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 an den Wärmepumpenregler 32 übertragen und zur Steuerung durch den Wärmepumpenregler 32 bereitgestellt.
Mit dem obigen Aufbau wird als nächstes ein Betrieb der Klimaanlage 1 für das Fahrzeug der Ausführungsform beschrieben. In der Ausführungsform ändert und führt die Steuervorrichtung 11 (der Klimaanlagenregler 20 und der Wärmepumpenregler 32) die jeweiligen Betriebsarten des Heizmodus, des Entfeuchtungs- und Heizmodus, des Entfeuchtungs- und Kühlmodus, des Kühlmodus, des Kühlmodus, des MAX-Kühlmodus (maximaler Kühlmodus) und des Zusatzheizmodus aus. Zunächst wird in jeder Betriebsart ein Überblick über einen Durchfluss und die Steuerung des Kältemittels gegeben.
Heizmodus
Wenn der Heizmodus von dem Wärmepumpenregler 32 (Automatikbetrieb) oder eine manuelle Bedienung durch das Klimaanlagenbedienteil 53 (Handbetrieb) gewählt wird, öffnet der Wärmepumpenregler 32 das Magnetventil 21 (für die Heizung) und schließt das Magnetventil 17 (für die Kühlung). Der Wärmepumpenregler 32 öffnet auch das Magnetventil 30 (für die Wiederaufheizung) und schließt das Magnetventil 40 (für den Bypass). Anschließend betreibt der Wärmepumpenregler 32 den Kompressor 2. Der Klimaanlagenregler 20 steuert die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und die Luftmischklappen 28Dr und 28As weisen grundsätzlich einen Zustand auf, in dem die gesamte Luft im Luftströmungskanal 3, der aus dem Innengebläse 27 ausgeblasen wird und dann durch den Wärmeabsorber 9 strömt, durch die Zusatzheizung 23 und den Kühler 4 im Wärmeaustauschheizkanal 3A geleitet wird, wobei ein Luftvolumen einstellbar ist.
Folglich strömt ein vom Kompressor 2 abgegebenes Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel aus der Kältemittelrohr 13G über das Magnetventil 30 in den Kühler 4. Die Luft im Luftströmungskanal 3 strömt durch den Kühler 4, so dass die Luft im Luftströmungskanal 3 durch das Hochtemperaturkältemittel im Kühler 4 (durch die Zusatzheizung 23 und den Kühler 4 bei Betrieb der Zusatzheizung 23) erwärmt wird. Andererseits weist das Kältemittel im Kühler 4 die von der Luft aufgenommene Wärme auf und wird gekühlt, um zu kondensieren und zu verflüssigen.
Das im Kühler 4 verflüssigte Kältemittel strömt aus dem Kühler 4 und fließt dann durch die Kältemittelrohr 13E zum Außen-Expansionsventil 6. Das in das Außen-Expansionsventil 6 einströmende Kältemittel wird darin dekomprimiert und fließt dann in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 einströmende Kältemittel verdampft und die Wärme wird aus der durch die Fahrt oder von dem Außengebläse 15 vorbeigeführten Außenluft angehoben (gepumpt). Mit anderen Worten funktioniert der Kältemittelkreislauf R wie eine Wärmepumpe. Dann strömt das aus dem Außenwärmetauscher 7 austretende Niedertemperatur-Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13A, das Magnetventil 21 und das Kältemittelrohr 13D und strömt aus dem Kältemittelrohr 13C in den Speicher 12, um dort eine Gas-Flüssigkeitstrennung durchzuführen, und danach wird das Gaskältemittel in den Kompressor 2 gesaugt und damit dieser Kreislauf wiederholt. Die vom Kühler 4 (der Zusatzheizung 23 und dem Kühler 4 bei Betrieb der Zusatzheizung 23) erwärmte Luft wird aus den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C ausgeblasen und damit die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums durchgeführt.
Der Wärmepumpenregler 32 berechnet aus einer Soll-Heizungstemperatur TCO (Sollwert der Kühlertemperatur TCI), die aus einer Soll-Austrittstemperatur TAO durch den Klimaanlagenregler 20 berechnet wird, einen Soll-Kühlerdruck PCO (Sollwert des Kühlerdrucks PCI), und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf Basis des Soll-Kühlerdrucks PCO und des Kältemitteldrucks (der Kühlerdruck PCI, der ein hoher Druck des Kältemittelkreislaufs R ist) des Kühlers 4, der vom Kühlerdrucksensor 47 erfasst wird, um die Heizung durch den Kühler 4 zu steuern. Weiterhin steuert der Wärmepumpenregler 32 eine Ventilstellung des Außen-Expansionsventils 6 auf Basis der Kältemitteltemperatur (die Kühlertemperatur TCI) des Kühlers 4, die vom Kühlertemperatursensor 46 und dem vom Kühlerdrucksensor 47 erfassten Kühlerdruck PCI erfasst wird, und steuert einen Unterkühlungsgrad SC des Kältemittels im Ausgang des Kühlers 4.
Wenn die Heizfähigkeit des Heizkörpers 4 ferner kürzer ist als eine Heizfähigkeit, die für die Fahrzeuginnenraumklimatisierung im Heizmodus erforderlich ist, steuert der Wärmepumpenregler 32 die Energiezufuhr der Zusatzheizung 23, um den Mangel durch die Wärmeerzeugung durch die Zusatzheizung 23 zu ergänzen. Dadurch wird eine komfortable Erwärmung des Fahrzeuginnenraums erreicht und auch die Vereisung des Außenwärmetauschers 7 unterdrückt. Da die Zusatzheizung 23 auf der Luftanströmseite des Kühlers 4 angeordnet ist, strömt die durch den Luftströmungskanal 3 strömende Luft zu diesem Zeitpunkt vor dem Kühler 4 durch die Zusatzheizung 23.
In diesem Fall korrigiert der Wärmepumpenregler 32 in der Ausführungsform einen Mittelwert aus einem Erfassungswert TptcDr des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr und einem Erfassungswert TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50As, wie später beschrieben, und steuert die Einschaltung der Zusatzheizung 23 mit dem korrigierten Wert als Zusatzheizungstemperatur Tptc.
Entfeuchtungs- und Heizmodus
Anschließend öffnet der Wärmepumpenregler 32 im Entfeuchtungs- und Heizmodus das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Weiterhin schließt der Wärmepumpenregler 32 das Magnetventil 30 und öffnet das Magnetventil 40 und schließt die Ventilstellung des Außen-Expansionsventils 6 vollständig. Anschließend betreibt der Wärmepumpenregler 32 den Kompressor 2. Der Klimaanlagenregler 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und die Luftmischklappen 28Dr und 28As weisen grundsätzlich einen Zustand auf, in dem die gesamte Luft im Luftströmungskanal 3, der aus dem Innengebläse 27 ausgeblasen wird und dann durch den Wärmeabsorber 9 strömt, durch die Zusatzheizung 23 und den Kühler 4 im Wärmeaustauschheizkanal 3A geleitet wird, wobei ebenfalls eine Luftmengenregulierung vorgenommen wird.
Folglich strömt das vom Kompressor 2 in die Kältemittelrohr 13G abgegebene Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel in die Bypassleitung 35, ohne zum Kühler 4 zu fließen, und gelangt über das Magnetventil 40 in die Kältemittelrohr 13E auf der stromabwärts gelegenen Seite des Außen-Expansionsventils 6. Da das Außen-Expansionsventil 6 vollständig geschlossen ist, strömt das Kältemittel zu diesem Zeitpunkt in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch die Fahrt oder die Außenluft gekühlt, die durch das Außengebläse 15 strömt, um zu kondensieren. Das aus dem Außenwärmetauscher 7 austretende Kältemittel strömt aus dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nacheinander in den Sammlertrocknerabschnitt 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu fließen. Dabei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das aus dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 austretende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und gelangt über den internen Wärmetauscher 19 zum Innen-Expansionsventil 8. Nachdem das Kältemittel im Innen-Expansionsventil 8 dekomprimiert wurde, strömt das Kältemittel in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die aus dem Innengebläse 27 ausgeblasene Luft wird zu diesem Zeitpunkt durch den wärmeabsorbierenden Vorgang gekühlt, und das Wasser in der Luft schlägt sich nieder, um am Wärmeabsorber 9 anzuhaften, so dass die Luft im Luftstromkanal 3 gekühlt und entfeuchtet wird. Das im Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den internen Wärmetauscher 19 zum Speicher 12 über die Kältemittelrohr 13C und wird dort in den Kompressor 2 gesaugt, wodurch dieser Kreislauf wiederholt wird.
Da die Ventilstellung des Außen-Expansionsventils 6 vollständig geschlossen ist, ist es zu diesem Zeitpunkt möglich, den Nachteil zu unterdrücken oder zu verhindern, dass das aus dem Kompressor 2 austretende Kältemittel vom Außenverdichters 6 in den Kühler 4 zurückströmt. Dadurch wird das Absenken einer Kältemittelkreislaufmenge unterdrückt oder eliminiert, um eine Klimatisierungsleistung zu gewährleisten. Weiterhin versorgt der Wärmepumpenregler 32 im Entfeuchtungs- und Heizmodus die Zusatzheizung 23 mit Strom zur Wärmeerzeugung. Folglich wird die im Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft beim Durchlaufen der Zusatzheizung 23 weiter erwärmt und die Temperatur steigt, so dass die Entfeuchtung und Erwärmung des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird.
Der Wärmepumpenregler 32 steuert die Anzahl der Umdrehungen NC des Kompressors 2 auf der Grundlage einer vom Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfassten Temperatur (die Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9 und einer Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO als Sollwert der von dem Klimaanlagenregler 20 berechneten Wärmeabsorbertemperatur Te, und korrigiert den Mittelwert des Erfassungswertes TptcDr des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr und den Erfassungswert TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50As, wie später beschrieben, und mit dem korrigierten Wert als Zusatzheiztemperatur Tptc, steuert die Energiezufuhr (Erwärmung durch Wärmeerzeugung) der Zusatzheizung 23 auf der Grundlage der Zusatzheiztemperatur Tptc und der oben beschriebenen Soll-Heizungstemperatur TCO (die in diesem Fall zu einem Sollwert der Zusatzheiztemperatur Tptc wird), wodurch das Absenken einer Temperatur der aus den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C in den Fahrzeuginnenraum durch die Erwärmung durch die Zusatzheizung 23 verhindert wird, während die Kühlung und Entfeuchtung der Luft durch den Wärmeabsorber 9 entsprechend durchgeführt wird. Somit ist es möglich, die Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft auf eine geeignete Heiztemperatur beim Entfeuchten der Luft zu regeln und eine komfortable und effiziente Entfeuchtung und Heizung des Fahrzeuginnenraums zu erreichen.
Da die Zusatzheizung 23 auf der Luftanströmseite des Kühlers 4 angeordnet ist, strömt die in der Zusatzheizung 23 erwärmte Luft im Übrigen durch den Kühler 4, aber das Kältemittel wird im Entfeuchtungs- und Heizmodus nicht in den Kühler 4 geleitet. Somit entfällt auch der Nachteil, dass der Kühler 4 Wärme aus der durch die Zusatzheizung 23 erwärmten Luft aufnimmt. Das heißt, es wird unterdrückt, dass die Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft durch den Kühler 4 gesenkt wird, und auch ein COP wird verbessert.
Entfeuchtungs- und Kühlbetrieb
Anschließend öffnet der Wärmepumpenregler 32 im Entfeuchtungs- und Kühlbetrieb das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Weiterhin öffnet der Wärmepumpenregler 32 das Magnetventil 30 und schließt das Magnetventil 40. Anschließend betreibt der Wärmepumpenregler 32 den Kompressor 2. Der Klimaanlagenregler 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und die Luftmischklappen 28Dr und 28As weisen grundsätzlich einen Zustand auf, in dem die gesamte Luft im Luftströmungskanal 3, der aus dem Innengebläse 27 ausgeblasen wird und dann durch den Wärmeabsorber 9 strömt, durch die Zusatzheizung 23 und den Kühler 4 im Wärmeaustauschheizkanal 3A geleitet wird, wobei ebenfalls eine Luftmengenregulierung vorgenommen wird.
Somit strömt das aus dem Kompressor 2 austretende Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel aus dem Kältemittelleitungssystem 13G über das Magnetventil 30 in den Kühler 4. Da die Luft im Luftströmungskanal 3 den Kühler 4 durchströmt, wird die Luft im Luftströmungskanal 3 durch das Hochtemperaturkältemittel im Kühler 4 erwärmt, während das Kältemittel im Kühler 4 die von der Luft aufgenommene Wärme aufnimmt und zur Kondensation und Verflüssigung gekühlt wird.
Das aus dem Kühler 4 austretende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außen-Expansionsventil 6 zu erreichen, und strömt durch das Außen-Expansionsventil 6, das so gesteuert wird, dass es leicht geöffnet ist, um in den Außenwärmetauscher 7 zu fließen. Das in den Außenwärmetauscher 7 einströmende Kältemittel wird darin durch die Fahrt oder die durch das Außengebläse 15 zugeführte Außenluft gekühlt. Das aus dem Außenwärmetauscher 7 austretende Kältemittel strömt aus dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nacheinander in den Sammlertrocknerabschnitt 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu fließen. Dabei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das aus dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 austretende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und strömt durch den internen Wärmetauscher 19 zum Innen-Expansionsventil 8. Das Kältemittel wird im Innen-Expansionsventil 8 dekomprimiert und fließt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der aus dem Innengebläse 27 ausgeblasenen Luft schlägt sich nieder, um durch den Wärmeabsorptionsvorgang zu diesem Zeitpunkt am Wärmeabsorber 9 anzuhaften, so dass die Luft gekühlt und entfeuchtet wird.
Das im Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den internen Wärmetauscher 19 zum Speicher 12 durch das Kältemittelrohr 13C und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch dieser Kreislauf wiederholt wird. Da der Wärmepumpenregler 32 im Entfeuchtungs- und Kühlbetrieb die Zusatzheizung 23 nicht mit Strom versorgt, wird die vom Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft beim Passieren des Kühlers 4 wieder erwärmt (Heizleistung ist geringer als die während der Erwärmung). So erfolgt die Entfeuchtung und Kühlung des Fahrzeuginnenraums.
Der Wärmepumpenregler 32 steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 in Abhängigkeit von der Temperatur (der Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9, die vom Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO (übertragen von dem Klimaanlagenregler 20) als Sollwert. Außerdem berechnet der Wärmepumpenregler 32 aus der oben beschriebenen Soll-Heizungstemperatur TCO einen Soll-Heizungsdruck PCO und steuert die Ventilstellung des Außen-Expansionsventils 6 auf Basis des Soll-Kühlerdrucks PCO und des Kältemitteldrucks (der Kühlerdruck PCI, der ein hoher Druck des Kältemittelkreislaufs R ist) des Kühlers 4, der vom Kühlerdrucksensor 47 erfasst wird, um die Heizung durch den Kühler 4 zu steuern.
Kühlbetrieb
Anschließend öffnet der Wärmepumpenregler 32 im Kühlbetrieb die Ventilstellung des Außen-Expansionsventils 6 im obigen Zustand des Entfeuchtungs- und Kühlbetriebs vollständig. Dann betreibt der Wärmepumpenregler 32 den Kompressor 2 und führt keine Einschaltung der Zusatzheizung 23 durch. Der Klimaanlagenregler 20 steuert die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und die Luftmischklappen 28Dr und 28As weisen einen Zustand der Einstellung eines Verhältnisses auf, bei dem die Luft im Luftströmungskanal 3, die aus dem Innengebläse 27 ausgeblasen und durch den Wärmeabsorber 9 geleitet wird, durch die Zusatzheizung 23 und den Kühler 4 im Wärmeaustauschheizkanal 3A geleitet werden soll.
Folglich strömt das vom Kompressor 2 abgegebene Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel aus dem Kältemittelrohr 13G durch das Magnetventil 30 in den Kühler 4, und das aus dem Kühler 4 austretende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E zum Außen-Expansionsventil 6. Zu diesem Zeitpunkt ist das Außen-Expansionsventil 6 vollständig geöffnet, so dass das Kältemittel durchströmt und wie es ist in den Außenwärmetauscher 7 strömt, wo das Kältemittel darin durch die Fahrt oder die Außenluft durch das Außengebläse 15 luftgekühlt wird, um zu kondensieren und zu verflüssigen. Das aus dem Außenwärmetauscher 7 austretende Kältemittel strömt aus dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nacheinander in den Sammlertrocknerabschnitt 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu fließen. Dabei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das aus dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 austretende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und gelangt über den internen Wärmetauscher 19 zum Innen-Expansionsventil 8. Das Kältemittel wird im Innen-Expansionsventil 8 dekomprimiert und fließt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die aus dem Innengebläse 27 ausgeblasene Luft wird zu diesem Zeitpunkt durch den wärmeabsorbierenden Betrieb gekühlt. Weiterhin schlägt sich das Wasser in der Luft nieder, um am Wärmeabsorber 9 anzuhaften.
Das im Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den internen Wärmetauscher 19 zum Speicher 12 durch das Kältemittelrohr 13C und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch dieser Kreislauf wiederholt wird. Die im Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft wird aus den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasen (ein Teil davon durchläuft den Kühler 4 zum Wärmeaustausch), wodurch die Kühlung des Fahrzeuginnenraums erfolgt. Weiterhin steuert der Wärmepumpenregler 32 in diesem Kühlmodus die Anzahl der Umdrehungen NC des Kompressors 2 auf der Grundlage der Temperatur (der Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9, die vom Wärmeabsorber-Temperatursensor 48 erfasst wird, und die oben beschriebene Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO ist ihr Sollwert.
MAX Kühlmodus (Maximaler Kühlmodus)
Anschließend öffnet der Wärmepumpenregler 32 im MAX-Kühlmodus als dem maximalen Kühlmodus das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Weiterhin schließt der Wärmepumpenregler 32 das Magnetventil 30 und öffnet das Magnetventil 40 und schließt die Ventilstellung des Außen-Expansionsventils 6 vollständig. Dann betreibt der Wärmepumpenregler 32 den Kompressor 2 und führt keine Einschaltung der Zusatzheizung 23 durch. Der Klimaanlagenregler 20 steuert die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und die Luftmischklappen 28Dr und 28As weisen einen Zustand der Einstellung eines Verhältnisses auf, bei dem die Luft im Luftströmungskanal 3, die aus dem Innengebläse 27 ausgeblasen und durch den Wärmeabsorber 9 geleitet wird, durch die Zusatzheizung 23 und den Kühler 4 im Wärmeaustauschheizkanal 3A geleitet werden soll.
So strömt das vom Kompressor 2 in das Kältemittelrohr 13G abgegebene Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel in die Bypassleitung 35, ohne zum Kühler 4 zu fließen, und gelangt über das Magnetventil 40 in das Kältemittelrohr 13E auf der stromabwärts gelegenen Seite des Außen-Expansionsventils 6. Da das Außen-Expansionsventil 6 vollständig geschlossen ist, strömt das Kältemittel zu diesem Zeitpunkt in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch die Fahrt oder die Außenluft, die durch das Außengebläse 15 strömt, luftgekühlt, um zu kondensieren. Das aus dem Außenwärmetauscher 7 austretende Kältemittel strömt aus dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nacheinander in den Sammlertrocknerabschnitt 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu fließen. Dabei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das aus dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 austretende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und gelangt über den internen Wärmetauscher 19 zum Innen-Expansionsventil 8. Das Kältemittel wird im Innen-Expansionsventil 8 dekomprimiert und fließt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die aus dem Innengebläse 27 ausgeblasene Luft wird zu diesem Zeitpunkt durch den wärmeabsorbierenden Betrieb gekühlt. Da das Wasser in der Luft sich niederschlägt, um am Wärmeabsorber 9 anzuhaften, wird die Luft im Luftstromkanal 3 entfeuchtet. Es wird ein Kreislauf wiederholt, in dem das im Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel durch den internen Wärmetauscher 19 fließt, um über das Kältemittelrohr 13C zum Speicher 12 zu gelangen, und dort durchströmt, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden. Da das Außen-Expansionsventil 6 vollständig geschlossen ist, ist es zu diesem Zeitpunkt möglich, den Nachteil, dass das aus dem Kompressor 2 austretende Kältemittel vom Außen-Expansionsventil 6 zum Kühler 4 zurückfließt, ebenfalls zu unterdrücken oder zu verhindern. Somit wird das Absenken einer Kältemittelkreislaufmenge unterdrückt oder eliminiert, um eine Klimatisierungsleistung zu gewährleisten.
Da das Hochtemperatur-Kältemittel im oben beschriebenen Kühlmodus in den Kühler 4 strömt, erfolgt hier eine nicht unbedeutende direkte Wärmeleitung vom Kühler 4 zur HLK-Anlage 10. Da das Kältemittel jedoch im MAX-Kühlmodus nicht in den Kühler 4 strömt, wird die Luft im Luftstromkanal 3 vom Wärmeabsorber 9 nicht durch die vom Kühler 4 auf die HLK-Anlage 10 übertragene Wärme erwärmt. Daher wird die starke Kühlung des Fahrzeuginnenraums durchgeführt, und in einer solchen Umgebung, dass insbesondere die Außenlufttemperatur Tam hoch ist, wird der Fahrzeuginnenraum schnell gekühlt, um eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung zu ermöglichen. Weiterhin steuert der Wärmepumpenregler 32 auch im MAX-Kühlmodus die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Grundlage der Temperatur (der Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9, die vom Wärmeabsorber-Temperatursensor 48 erfasst wird, und die oben beschriebene Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO ist ihr Sollwert.
Zusatzheizung Einzelmodus
Im Übrigen weist die Steuervorrichtung 11 der Ausführungsform einen Signalmodus der Zusatzheizung auf, der in den Fällen, wie z.B. bei übermäßiger Vereisung im Außenwärmetauscher 7 usw., den Kompressor 2 und das Außengebläse 15 im Kältemittelkreislauf R stoppt und die Zusatzheizung 23 zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraums nur durch die Zusatzheizung 23 aktiviert. Auch in diesem Fall korrigiert der Wärmepumpenregler 32 den Mittelwert des Erfassungswertes TptcDr des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr und den Erfassungswert TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50As, wie später beschrieben, und mit dem korrigierten Wert als Zusatzheizungstemperatur Tptc steuert sie die Einschaltung (Wärmeerzeugung) der Zusatzheizung 23 auf Basis der Zusatzheizungstemperatur Tptc und der oben beschriebenen Soll- Heizungstemperatur TCO.
Weiter betreibt der Klimaanlagenregler 20 das Innengebläse 27, und die Luftmischklappen 28Dr und 28As weisen einen Zustand auf, in dem die Luft im Luftströmungskanal 3, der aus dem Innengebläse 27 ausgeblasen wird, durch die Zusatzheizung 23 des Wärmeaustauschheizkanals 3A geleitet wird, um eine Luftmenge einzustellen. Die durch die Zusatzheizung 23 erwärmte Luft wird aus den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasen und damit die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums durchgeführt.
Änderung der Betriebsart
Der Klimaanlagenregler 20 berechnet die vorgenannte Soll-Austrittstemperatur TAO aus der folgenden Gleichung (I). Die Soll-Austrittstemperatur TAO ist ein Sollwert für die Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft. $TAO = (Tset - Tin) \times K + Tbal (f (Tset, SUN, Tam))$
wobei Tset eine vorbestimmte Temperatur des Fahrzeuginnenraums ist, die durch das Klimaanlagenbedienteil 53 eingestellt wird, Tin eine vom Raumlufttemperatursensor 37 erfasste Innentemperatur ist, K ein Koeffizient ist und Tbal ein Ausgleichswert ist, der aus dem vorbestimmten Wert Tset, der vom Solarstrahlungssensor 51 erfassten Sonneneinstrahlungsmenge SUN und der von dem Außenlufttemperatursensor 33 erfassten Außenlufttemperatur Tam berechnet wird. Weiterhin gilt im Allgemeinen: Je niedriger die Außenlufttemperatur Tam ist, desto höher wird die Soll-Austrittstemperatur TAO, und die Soll-Austrittstemperatur TAO wird mit Steigen der Außenlufttemperatur Tam gesenkt.
Der Wärmepumpenregler 32 wählt eine beliebige Betriebsart aus den obigen jeweiligen Betriebsarten auf der Grundlage der Außenlufttemperatur Tam (vom Außenlufttemperatursensor 33 erfasst) und der von dem Klimaanlagenregler 20 über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 übertragenen Soll-Austrittstemperatur TAO bei der Inbetriebnahme aus und sendet die jeweiligen Betriebsarten über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 an den Klimaanlagenregler 20. Weiterhin ändert der Wärmepumpenregler 32 nach der Inbetriebnahme die jeweiligen Betriebsarten aufgrund von Parametern wie der Außenlufttemperatur Tam, der Luftfeuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums, der Soll-Austrittstemperatur TAO, einer später zu beschreibenden Heiztemperatur TH (einer Temperatur der Luft auf der Leeseite des Kühlers 4, die ein Schätzwert ist), der Soll-Heiztemperatur TCO, der Wärmeabsorbertemperatur Te, der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, dem Vorhandensein oder Fehlen einer Entfeuchtungsanforderung für den Fahrzeuginnenraum, etc. und wechselt dadurch entsprechend den Heizmodus, den Entfeuchtungs- und Heizmodus, den Entfeuchtungs- und Kühlmodus, den Kühlmodus, den MAX-Kühlmodus und den Standheizungsmodus je nach Umgebungsbedingungen oder Entfeuchtungsanforderung, um die Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft auf die Soll-Austrittstemperatur TAO zu regeln, um so eine komfortable und effiziente Fahrzeuginnenraumklimatisierung zu erreichen.
Hier ist die obige Heiztemperatur TH eine Temperatur der Luft auf der Leeseite des Kühlers 4.
Der Wärmepumpenregler 32 schätzt TH aus einer der unten dargestellten Verzögerungsberechnungsformeln (II) erster Ordnung: $TH = (INTL \times TH0 + Taux \times THz) / (Tau + INTL)$

wobei INTL eine Berechnungsperiode (konstant) ist, Tau eine Zeitkonstante einer Verzögerung erster Ordnung ist, TH0 ein stationärer Wert der Heiztemperatur TH in einem stationären Zustand vor einer Verzögerungsberechnung erster Ordnung ist und THz ein vorheriger Wert der Heiztemperatur TH ist. Die auf diese Weise ermittelte Heiztemperatur TH macht es überflüssig, einen speziellen Temperatursensor vorzusehen. Weiter ändert der Wärmepumpenregler 32 die obige Zeitkonstante Tau und den stationären Wert TH0 gemäß den vorgenannten Betriebsarten, um dadurch die vorstehend beschriebene Schätzformel (II) je nach Betriebsart zur Schätzung der Heiztemperatur TH unterschiedlich zu gestalten. Anschließend wird die Heiztemperatur TH über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 an die Klimaregelung 20 übertragen.
Korrektursteuerung der Erfassungswerte von Temperatursensoren 50Dr, 50As für Zusatzheizungen
Als nächstes wird die Korrektursteuerung zum Überprüfen einer Differenz zwischen dem Erfassungswert jedes der Temperatursensoren 50Dr und 50As der Zusatzheizung beschrieben, um die Temperatur der Zusatzheizung 23 und eine korrekte Temperatur zu erfassen.
Korrektur der Temperatur Tptc der Zusatzheizung (bei identischer Klimaanlagensteuerung für Fahrersitz/Beifahrersitz)
In der Ausführungsform geht der Wärmepumpenregler 32 von dem Mittelwert ((TptcDr+TptcAs)/2) des Erfassungswertes TptcDr des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr auf der Fahrerseite und dem Erfassungswert TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50As auf der Beifahrersitzseite als die Zusatzheizungstemperatur Tptc aus, wie vorstehend beschrieben, und steuert das Einschalten der Zusatzheizung 23. Die Temperatursensoren 50Dr und 50As der Zusatzheizung sind jedoch Temperatursensoren, die jeweils aus einem Thermistor bestehen, und tatsächlich weisen die Thermistoren jeweils individuelle Unterschiede (Variation) auf. Weiter gibt es auch einen Fall, in dem es einen Temperaturunterschied der Zusatzheizung 23 zwischen einem Abschnitt, in dem jeder der Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung angebracht ist, und einem anderen Abschnitt gibt.
Es gibt daher einen Fall, in dem die Erfassungswerte der jeweiligen Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung und die Ist-Temperatur (korrekte Temperatur) der Zusatzheizung 23 voneinander abweichen. Wenn es nicht möglich ist, die korrekte Temperatur zu erfassen, kann die Zusatzheizung 23 nicht eingeschaltet und genau gesteuert werden. Somit führt der Wärmepumpenregler 32 in der Ausführungsform die Steuerung zur Korrektur der Erfassungswerte der Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung auf folgende Weise durch.
Hier zeigt die horizontale Achse von 5 eine durchschnittliche Temperatur der Zusatzheizung (eine korrekte Durchschnittstemperatur der Zusatzheizung als korrekte Temperatur in der vorliegenden Erfindung) an, die durch Änderung der Bedingungen (das volumetrische Luftvolumen Ga, die in die Zusatzheizung 23 einströmende Temperatur (Te) und die Soll-Heizungstemperatur TCO) auf verschiedene Weise erhalten wird, um Temperaturen an mehreren Punkten (25 Punkte in der Ausführungsform) der Zusatzheizung 23 unter Verwendung von Thermoelementen oder dergleichen zu messen und zu mitteln. Die vertikale Achse zeigt eine Zusatzheizungstemperatur Tptc an, die aus einem Mittelwert ((TptcDr+TptcAs)/2) der Erfassungswerte der jeweiligen Zusatzheizungstemperatursensoren 50Dr und 50As jedes Satzes berechnet wird, wenn eine Vielzahl von Sätzen (individuelle) der Zusatzheizung 23 und der Zusatzheizungstemperatursensoren 50Dr und 50As (Thermistoren) angenommen werden und die Bedingungen in ähnlicher Weise geändert werden.
Die Vorkorrektur-Temperaturen Tptc der Zusatzheizung, die jeweils (TptcDr+TptcAs)/2 sind, sind in 5 als schwarze Raute dargestellt. Das bedeutet, dass, wenn die Raute auf einer schrägen durchgezogenen Linie L1 in der Zeichnung liegt, die korrekte Temperatur erfasst wird. In diesem Beispiel wird jedoch davon ausgegangen, dass bei den Temperatursensoren 50Dr und 50As des angenommenen Satzes die Temperatur Tptc der Zusatzheizung (schwarze Raute, die einer Vorkorrektur unterzogen wird) um etwa 2 bis 16 Grad auf eine Seite verschoben (abgeleitet) wird, die höher ist als die richtige Durchschnittstemperatur (L1) der Zusatzheizung.
Somit korrigiert der Wärmepumpenregler 32 den Mittelwert ((TptcDr+TptcAs)/2) des Erfassungswertes TptcDr des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr und den Erfassungswert TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50As mit dem folgenden Korrekturwert TptcHos unter Verwendung der folgenden Formeln (III) und (IV) zur Berechnung einer nachkorrigierten Zusatzheizungstemperatur Tptc. $Tptc = (TptcDr + TptcAs) / 2 + TptcHos$
$TptcHos = k 1 \times Ga \times (SWDr + SWAs) / 2 + k 2 \times HTRpw + k 3 \times Te + k 4$
wobei Ga ein tatsächliches volumetrisches Luftvolumen (tatsächliches Systemluftvolumen) der in den Luftströmungskanal 3 strömenden Luft, HTRpw die Leistungsaufnahme der Zusatzheizung 23 und Te eine Wärmeabsorbertemperatur ist.
Eine Luftmischklappenposition SW wird durch SW=(TAO-Te)/(Th-Te) dargestellt, wobei SWDr in den obigen Formeln (III) und (IV) eine Luftmischklappenposition der Luftmischklappe 28Dr auf der Fahrerseite ist und ein Luftvolumenverhältnis der Zusatzheizung 23 auf der Fahrersitzseite bedeutet. Weiterhin ist SWAs eine Luftmischklappenposition der Luftmischklappe 28As auf der Beifahrersitzseite und bedeutet ein Luftvolumenverhältnis der Zusatzheizung 23 auf der Beifahrersitzseite. Somit wird Gax(SWDr+SWAs)/2 in der obigen Formel (IV) zum Luftvolumen, das durch die Zusatzheizung 23 geleitet wird. Weiterhin ist Te die Temperatur des Wärmeabsorbers, bedeutet aber die Temperatur der Luft, die in die Zusatzheizung 23 strömt, da die durch den Wärmeabsorber 9 strömende Luft in die Zusatzheizung 23 strömt.
Weiter sind k1 bis k4 Koeffizienten und werden zuvor aus einem Experiment gewonnen. Da die Zusatzheizung 23 und die Temperatursensoren 50Dr und 50As der Zusatzheizung in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform als ein (individueller) Satz behandelt werden, wird die Tendenz der Erfassungswerte der Temperatursensoren 50Dr und 50As der Zusatzheizung (ob der Erfassungswert zur Seite höher als der richtige Wert oder zur Seite niedriger als der richtige Wert ist) zuvor aus einem Experiment in Bezug auf mehrere zu verwendende Sätze gewonnen, und die jeweiligen Koeffizienten k1 bis k4 werden entsprechend der Tendenz auf den Wärmepumpenregler 32 eingestellt. Bei den in 5 dargestellten mehreren Sätzen von ZusatzheizungsTemperatursensoren 50Dr und 50As wird die Vorkorrektur-Temperatur Tptc (=(TptcDr+TptcAs)/2) der Zusatzheizung zu der Seite abgelenkt, die höher ist als die richtige Zusatzheizungs-Mitteltemperatur (L1), und muss daher grundsätzlich in einer reduzierenden (minus) Richtung korrigiert werden. Daher wird in diesem Fall der Koeffizient k2 multipliziert mit der Leistungsaufnahme HTRpw und der Koeffizient k4 als konstanter Term zu negativen Werten. Da andererseits die vom Temperatursensor 50Dr der Zusatzheizung und vom Temperatursensor 50As der Zusatzheizung erfassten Temperaturen mit steigendem Luftvolumen (Gax(SWDr+SWAs)/2) abnehmend werden, wird der mit dem Volumen der durchzuleitenden Luft (Gax(SWDr+SWAs)/2) multiplizierte Koeffizient k1 zu einem positiven Wert. Im Übrigen wird bei der Ausführungsform der Koeffizient k3 auf Null gesetzt.
Der Wert der in den obigen Formeln (III) und (IV) korrigierten Zusatzheiztemperatur Tptc (die Nachkorrektur) wird in 5 jeweils in einem leeren Quadrat dargestellt. Wie bereits aus dieser Zeichnung ersichtlich, versteht es sich, dass die Nachkorrektur-Temperatur Tptc der Zusatzheizung (jedes leere Quadrat) nicht auf den Vorkorrekturwert (schwarze Raute), sondern auf die richtige Durchschnittstemperatur (L1) der Zusatzheizung verschoben wird und in einen Bereich (durch unterbrochene Linien gekennzeichnet) von etwa ± 5 Grad oder so fällt.
Begrenzung der Nachkorrektur der Temperatur Tptc der Zusatzheizung (bei identischer Klimaanlagensteuerung für Fahrersitz/Beifahrersitz)
In der bloßen wie vorstehend beschriebenen Korrektur erscheint jedoch ein Wert (Satz), bei dem die Temperatur der Zusatzheizung in umgekehrter Richtung von der Durchschnittstemperatur (L1) der Zusatzheizung durch übermäßige Korrektur abweicht (wenn die Temperatur der Zusatzheizung von der hohen Seite, wie in 5 dargestellt, abweicht, wird umgekehrt eine übermäßige Korrektur zu der niedrigen Seite vorgenommen). So begrenzt der Wärmepumpenregler 32 die Nachkorrektur-Temperatur Tptc der Zusatzheizung mit den folgenden Formeln (V) und (VI). Im Übrigen zeigt die Formel (V) an, wo die Vorkorrektur-Temperatur Tptc der Zusatzheizung zur Seite abgelenkt wird, die höher ist als die richtige durchschnittliche Temperatur (L1) der Zusatzheizung, und die Formel (VI) zeigt an, wo die Vorkorrektur-Temperatur Tptc der Zusatzheizung zur Seite abgelenkt wird, die niedriger ist als die richtige durchschnittliche Temperatur (L1) der Zusatzheizung. $TptcHTRpw \leq Tptc \leq (TptcDr + TptcAs) / 2$
$(TptcDr + TptcAs) / 2 \leq Tptc \leq TptcHTRpw$
Hier ist TptcHTRpw in den obigen Formeln (V) und (VI) ein Temperaturrückrechnungswert, der eine Temperatur der Zusatzheizung 23 ist, die aus der Leistungsaufnahme HTRpw der Zusatzheizung 23 rückberechnet wird, und wird aus der folgenden Formel (VII) berechnet: $\begin{array}{l} TptcHTRpw = (HTRpw ϕ) / (Cpa \times Gax \times ((SWDr + SWAs) / 2) \\ \times γ aTe \times 1.16) + Te \end{array}$
Im Übrigen, ist ϕ die Temperatureffizienz der Zusatzheizung 23, Cpa ist die konstante druckspezifische Luftwärme, Te ist eine Wärmeabsorbertemperatur, Ga ist das vorgenannte tatsächliche Systemluftvolumen (m³/h), yaTe ist eine spezifische Dichte der Luft und 1,16 ist ein Koeffizient für passende Einheiten. Außerdem ist SWDr das vorgenannte Luftvolumenverhältnis auf der Fahrersitzseite der Zusatzheizung 23 und SWAs das Luftvolumenverhältnis auf der Beifahrersitzseite. Somit wird Gax(SWDr+SWAs)/2 in der obigen Formel (VII) zu einem Durchschnittswert der Luftmengen, die durch die Zusatzheizung 23 auf der Fahrersitzseite und der Beifahrersitzseite geleitet werden. Weiter wird die Tendenz (ob der Erfassungswert zur Seite höher als der richtige Wert oder zur Seite niedriger als der richtige Wert abweicht) der Erfassungswerte der Temperatursensoren 50Dr und 50As der Zusatzheizung zuvor aus einem Experiment in Bezug auf mehrere zu verwendende Sätze bestätigt, und die Verwendung einer der obigen Formeln (V) und (VI) wird entsprechend der Tendenz in dem Wärmepumpenregler 32 eingestellt.
Da nur der Wärmeabsorber 9 auf der stromaufwärts gelegenen Luftseite der Zusatzheizung 23 angeordnet ist, wird die Wärmeabsorbertemperatur Te gleich der Temperatur der in die Zusatzheizung 23 strömenden Luft, und der Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw kann aus dem Erfassungswert Te des Wärmeabsorber-Temperatursensors 48 berechnet werden. Da jedoch die Wärmeabsorbertemperatur Te im vorgenannten Entfeuchtungs- und Heizmodus stark variiert, wird davon ausgegangen, dass anstelle dessen die Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO verwendet wird. Dann ist (TptcHTRpw-Te) eine erhöhte Temperatur an der Zusatzheizung 23, und die obige Formel (VII) ist eine Transformation von HTRpw×ϕ)= (Cpa×Ga× ((SWDr+SWAs) /2) ×γaTe×1.16) × (TptcHTRpw-Te), eine allgemeine Formel, die indikativ ist für ein Verhältnis zwischen der erhöhten Temperatur (TptcHTRpw-Te) und der Leistungsaufnahme HTRpw an der Zusatzheizung 23. Somit kann der genaue Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw der Zusatzheizung 23 berechnet werden, indem die Rückrechnung auf der Grundlage der Leistungsaufnahme HTRpw und der Temperatur Te (oder TEO) des Wärmeabsorbers durchgeführt wird (das Gleiche gilt im Folgenden).
6 beschreibt eine Situation, in der die Nachkorrektur-Temperatur der Zusatzheizung Tptc (der Nachkorrektur-Erfassungswert des Temperatursensors) in den obigen Formeln (V) und (VI) begrenzt wird. Bei der Eigenschaft, bei der die Zusatzheizungstemperatur Tptc (Vorkorrektur) der Mittelwert ((TptcDr+TptcAs)/2) der Erfassungswerte der Zusatzheizungstemperatursensoren 50Dr und 50As zur Seite oberhalb der korrekten Zusatzheizungs-Mitteltemperatur (die vorgenannte L1) variiert (abweichend) wird, wird der Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw als unterer Grenzwert der Nachkorrektur-Temperatur Tptc der Zusatzheizung durch die Formel (V) angenommen, und der Mittelwert ((TptcDr+TptcAs)/2) des Erfassungswertes TptcDr des Temperatursensors 50Dr der Zusatzheizung und der Erfassungswert TptcAs des Temperatursensors 50As der Zusatzheizung wird als oberer Grenzwert durch die Formel (V) angenommen. Da die Temperatur Tptc der Zusatzheizung in eine abnehmende Richtung (Minusrichtung) korrigiert wird, wenn die Vorkorrektur-Temperatur Tptc (=(TptcDr+TptcAs)/2) der Zusatzheizung zur Seite oberhalb der korrekten Durchschnittstemperatur abweicht, wird der Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw als unterer Grenzwert angenommen, um eine übermäßige Korrektur zu vermeiden. Da hingegen die Temperatur Tptc der Zusatzheizung in eine steigende Richtung (Plus-Richtung) korrigiert wird, wenn die Vorkorrektur-Temperatur der Tptc der Zusatzheizung zur Seite abweicht, die niedriger ist als die richtige Durchschnittstemperatur, wird der Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw als oberer Grenzwert angenommen, um eine übermäßige Korrektur zu vermeiden.
7 zeigt eine Beziehung zwischen der Temperatur Tptc der Zusatzheizung vor der Begrenzung in der Formel (V) und der Durchschnittstemperatur der Zusatzheizung, bei der die Temperatur Tptc (=(TptcDr+TptcAs)/2) der Zusatzheizung zur Seite abweicht, die höher ist als die korrekte Durchschnittstemperatur der Zusatzheizung (L1). Im Übrigen sind die jeweiligen Plots die gleichen wie in 5. Es gibt Sätze, bei denen die Temperaturen der Zusatzheizung durch übermäßige Korrekturen umgekehrt zur Seite abweicht, die niedriger ist als die korrekte Durchschnittstemperatur (L1), wie durch einen Teil P1, der von einer gestrichelten Linie umgeben ist, in 7 angezeigt wird.
Andererseits zeigt 8, wo die Begrenzung durch die Formel (V) vorgegeben ist. Wie bereits aus dieser Zeichnung ersichtlich, wird jeder Satz, der aufgrund der übermäßigen Korrektur in das Teil P1 eingetreten ist, auf die Seite der durchschnittlichen Temperatur (L1) der Zusatzheizung zurückgeführt, wodurch alle Plots (leere Quadrate) auf ±5 Grad eingestellt werden.
In der vorliegenden Erfindung korrigiert, wie vorstehend beschrieben, in der Klimaanlage 1 für das Fahrzeug, die die Luft erwärmt, die dem Fahrzeuginnenraum durch die Zusatzheizung 23 (elektrische Heizung) zugeführt werden soll, der Wärmepumpenregler 32 die Erfassungswerte (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2) bei für Fahrersitz/Beifahrersitz identischer Klimaanlagensteuerung) der Zusatzheizungstemperatursensoren 50Dr und 50As basierend auf dem Volumen der durch die Zusatzheizung 23 geleiteten Luft, der Leistungsaufnahme HTRpw der Zusatzheizung und der Temperatur Te der in die Zusatzheizung 23 strömenden Luft. Selbst wenn also die Erfassungswerte der Temperatursensor der Zusatzheizung von der korrekten Temperatur der Zusatzheizung 23 aufgrund der individuellen Unterschiede zwischen den Temperatursensoren der Zusatzheizung zur Erfassung der Temperatur der Zusatzheizung 23 usw. abweichen, ist der Wärmepumpenregler 32 in der Lage, die Erfassungswerte angemessen zu korrigieren und die Energiezufuhr der Zusatzheizung 23 entsprechend zu steuern.
Insbesondere wendet der Wärmepumpenregler 32 eine Begrenzung der Nachkorrektur-Erfassungswerte (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2+TptcHos) der Zusatzheizungstemperatursensoren 50Dr und 50As durch den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw an, der die Temperatur der Zusatzheizung 23 ist, die aus der Leistungsaufnahme HTRpw der Zusatzheizung 23 rückgerechnet wird. Daher wird selbst dann, wenn die Korrektur basierend auf dem Volumen der durch die Zusatzheizung 23 geleiteten Luft, deren Leistungsaufnahme HTRpw und der Temperatur Te der in die Zusatzheizung 23 strömenden Luft übermäßig durchgeführt wird, begrenzt der Wärmepumpenregler 32 die Nachkorrektur-Erfassungswerte (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2+TptcHos) durch den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw, der die Temperatur der Zusatzheizung 23 ist, die aus der Leistungsaufnahme HTRpw der Zusatzheizung 23 rückberechnet wird, um ein Revidieren dieser übermäßigen Korrektur zu ermöglichen.
In diesem Fall, wenn sich im Voraus herausstellt, dass die Erfassungswerte (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2) der Temperatursensoren der Zusatzheizung zur Seite abweichen, die höher als die korrekte Temperatur ist, wird der Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw als die untere Grenze jedes der Nachkorrektur-Erfassungswerte (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2+TptcHos) der Temperatursensoren der Zusatzheizung angenommen. Es ist daher möglich, die übermäßige Korrektur zur niedrigen Seite durch den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw angemessen zu revidieren.
Umgekehrt, wenn sich im Voraus herausstellt, dass der Erfassungswert (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2) jedes Temperatursensors der Zusatzheizung zur Seite abweicht, die niedriger ist als die korrekte Temperatur, wird der Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw als Obergrenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2+TptcHos) des Temperatursensors angenommen. Es ist daher möglich, die übermäßige Korrektur zur hohen Seite zu revidieren.
Weiter kann in der Ausführungsform, da die Begrenzung mit dem Mittelwert ((TptrDr+TptcAs)/2) des Erfassungswertes TptcDr des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr und des Erfassungswertes TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50As als Grenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2+TptcHos) des Zusatzheizungstemperatursensors auf der Seite erfolgt, die der durch den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw begrenzten Seite entgegengesetzt ist, die der durch den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw begrenzten Seite entgegengesetzte Seite, ebenfalls begrenzt werden, und die Abweichung des Nachkorrektur-Erfassungswertes (Tptc=(TptrDr+TptcAs)/2+TptcHos) durch die Seite, die der durch den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpw begrenzten Seite entgegengesetzt ist, kann aus verschiedenen Gründen ebenfalls begrenzt werden.
Korrektur und Begrenzung der TptcDrH und TptcAsH Temperaturen der Zusatzheizung (wenn eine für Fahrersitz/Beifahrersitz unabhängige Klimaanlagensteuerung vorgenommen wird)
Als nächstes wird die Begrenzung der Nachkorrektur-Temperatur Tptc der Zusatzheizung beschrieben, wenn die für Fahrersitz/Beifahrersitz unabhängige Klimaanlagensteuerung vorgenommen wird (rechts/links unabhängige Klimaanlagensteuerung) durch Einstellung durch das Klimaanlagenbedienteil 53 vorgenommen wird. Im Fall der unabhängigen Klimaanlagensteuerung für Fahrersitz/Beifahrersitz wird der Erfassungswert TptcDr des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr für die Fahrersitzseite und der Erfassungswert TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50As für die Beifahrersitzseite aus den folgenden Formeln (VIII) und (IX) und Formeln (X) und (XI) unter Verwendung des vorgenannten Luftvolumenverhältnisses SWDr auf der Fahrersitzseite und des vorgenannten Luftvolumenverhältnisses SWAs auf der Beifahrersitzseite zur Berechnung eines Nachlaufs korrigiert, um eine Nachkorrektur-Temperatur TptcDrH der Zusatzheizung auf der Fahrersitzseite und eine Nachkorrektur-Temperatur TptcAsH der Zusatzheizung auf der Beifahrersitzseite zu berechnen: $TptcDrH = TptcDr + TptcHosDr$
$TptcAsH = TptcAs + TptcHosAs$
$\begin{matrix} TptcHosDr = k 1 \times Ga \times SWDr + k 2 \times HTRpw / 2 \\ + k 3 \times Te + k 4 \end{matrix}$
$\begin{matrix} TptcHosAs = k 1 \times Ga \times SWAs + k 2 \times HTRpw / 2 \\ + k 3 \times Te + k 4 \end{matrix}$
Die vorstehend genannten jeweiligen Koeffizienten k1 bis k4 unterscheiden sich jedoch in den jeweiligen Formeln (X) und (XI) und werden zu Werten, die sich auch von denen der vorgenannten Formel (IV) unterscheiden. Es wird davon ausgegangen, dass diese ebenfalls vorab in dem Wärmepumpenregler 32 eingestellt sind.
Aus den folgenden Formeln (XII) und (XIII) werden jeweils ein Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpwDr der Zusatzheizung 23 auf der Fahrersitzseite, die durch die Trennwand 60 unterteilt ist, und ein Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpwAs davon auf der Beifahrersitzseite unter Verwendung des Luftvolumenverhältnisses SWDr auf der Fahrersitzseite und des Luftvolumenverhältnisses SWAs auf der Beifahrerseite berechnet: $\begin{array}{l} TptcHTRpwDr = {(HTRpw/2) \times ϕ} / {Cpa \times (Ga/ 2 \times SWDr) \times γ aTe \times 1.16} \\ + Te \end{array}$
$\begin{array}{l} TptcHTRpwAs = {(HTRpw/2) \times ϕ} / {Cpa \times (Ga/ 2 \times SWAs) \times γ aTe \times 1.16} \\ + Te \end{array}$
Anschließend werden die Nachkorrektur-Temperatur TptcDrH der Zusatzheizung auf der Fahrersitzseite und die Nachkorrektur-Temperatur TptcAsH der Zusatzheizung auf der Beifahrersitzseite jeweils durch den berechneten Temperaturrückrechnungsrechnungswert TptcHTRpwDr der Zusatzheizung 23 auf der Fahrersitzseite und den berechneten Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpwAs auf der Beifahrersitzseite wie in den folgenden Formeln (XIIII) und (XV) und Formeln (XVI) und (XVII) dargestellt begrenzt. Die Formeln (XIIII) und (XV) entsprechen übrigens einem Fall, in dem die Vorkorrektur-Temperaturen TptcDr und TptcAs der Zusatzheizung zu der Seite abweichen, die höher ist als die korrekte Durchschnittstemperatur (L1) der Zusatzheizung. Die Formeln (XVI) und (XVII) entsprechen einem Fall, in dem die Vorkorrektur-Temperaturen TptcDr und TptcAs der Zusatzheizung zu der Seite abweichen, die niedriger ist als die korrekte Durchschnittstemperatur (L1) der Zusatzheizung. Im Übrigen wird davon ausgegangen, dass diese in ähnlicher Weise wie zuvor im Voraus auf dem Wärmepumpenregler 32 eingestellt werden. $TptcHTRpwDr \leq TptcDrH \leq TptcDr$
$TptcHTRpwAs \leq TptcAsH \leq TptcAs$
$TptcDr \leq TptcDrH \leq TptcHTRpwDr$
$TptcAs \leq TptcAsH \leq TptcHTRpwAs$
Folglich ist es möglich, wenn im Fall der unabhängigen Klimaanlagensteuerung für Fahrersitz/Beifahrersitz die jeweiligen Erfassungswerte TptcDr und TptcAs des Zusatzheizungstemperatursensors 50Dr für die Fahrersitzseite und des Zusatzheizungstemperatursensors 50As für die Beifahrersitzseite jeweils mit den Luftvolumenverhältnissen SWDr und SWAs auf der Fahrer- und Beifahrersitzseite korrigiert werden, und weiter die Nachkorrektur-Erfassungswerte TptcDrH und TptcAsH der jeweiligen Zusatzheizungstemperatursensoren 50Dr und 50As durch den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpwDr auf der Fahrersitzseite und den Temperaturrückrechnungswert TptcHTRpwAs auf der Beifahrersitzseite begrenzt werden, den Nachteil in dem Fall zu beseitigen, wenn die Erfassungswerte der jeweiligen Temperatursensoren 50Dr und 50As der Zusatzheizung von der korrekten Temperatur abweichen und entsprechend eine unabhängige Klimatisierungssteuerung der Seiten von Fahrersitz und Beifahrersitz durchzuführen.
Begrenzung der Nachkorrektur-Temperatur der Zusatzheizung, wenn die Spezifikation des Temperatursensors der Zusatzheizung bekannt ist
Hier gibt es einen Fall, in dem jeder Temperatursensor (der Temperatursensor der Zusatzheizung) in Bezug auf die Eigenschaften im Zusammenhang mit der Abweichung von den in den Katalogen oder dergleichen beschriebenen Spezifikationen ermittelt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Korrektur des Erfassungswertes Tptc usw. aufgrund der Eigenschaften des Temperatursensors (des Temperatursensors der Zusatzheizung) begrenzt werden. Damit ist es möglich, die Korrektur der Erfassungswerte unter Berücksichtigung des aus den Eigenschaften bekannten schlechtesten Variationswertes sicherer durchzuführen.
[Ausführungsform 2]
Als nächstes zeigt 9 eine grundlegende Ansicht einer Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug einer anderen Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Im Übrigen haben in dieser Zeichnung Komponenten, die mit den gleichen Bezugsziffern wie in 1 bezeichnet werden, die gleiche oder ähnliche Funktion. Im Falle der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ausgang eines Unterkühlungsabschnitts 16 mit einem Rückschlagventil 18 verbunden. Ein Ausgang des Rückschlagventils 18 ist mit einem Kältemittelrohr 13B verbunden. Im Übrigen hat das Rückschlagventil 18 eine Kältemittelrohr 13B Seite (eine Innen-Expansionsventil 8 Seite), die als Vorwärtslaufrichtung dient.
Weiterhin zweigt ein Kältemittelrohr 13E auf einer Auslassseite eines Kühlers 4 vor einem Außen-Expansionsventil 6 ab, und dieses abgezweigte Kältemittelrohr (nachfolgend als zweite Bypassleitung bezeichnet) 13F kommuniziert und verbindet sich mit einem Kältemittelrohr 13B auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Rückschlagventils 18 über ein Magnetventil 22 (zur Entfeuchtung). Weiterhin ist ein Verdampfungsdruckregelventil 70 mit einem Kältemittelrohr 13C auf einer Auslassseite eines Wärmeabsorbers 9 auf einer Kältemittelabströmseite eines internen Wärmetauschers 19 und auf einer Seite stromaufwärts einer Verbindungsstelle mit einem Kältemittelrohr 13D verbunden. Anschließend werden dieses Magnetventil 22 und das Verdampfungsdruckregelventil 70 ebenfalls mit einem Ausgang eines Wärmepumpenreglers 32 verbunden. Im Übrigen ist die aus dem Bypassrohr 35, dem Magnetventil 30 und dem Magnetventil 40 in 1 der vorgenannten Ausführungsform bestehende Bypassvorrichtung 45 nicht vorgesehen. Da Anderes ähnlich ist wie in 1, entfällt ihre Beschreibung.
Mit dem obigen Aufbau wird ein Betrieb der Klimaanlage 1 für das Fahrzeug dieser Ausführungsform beschrieben. In dieser Ausführungsform wechselt der Wärmepumpenregler 32 und führt die jeweiligen Betriebsarten eines Heizmodus, eines Entfeuchtungs- und Heizmodus, eines internen Kreislaufmodus, eines Entfeuchtungs- und Kühlmodus, eines Kühlmodus und eines Zusatzheizmodus aus (ein MAX-Kühlmodus existiert in dieser Ausführungsform nicht). Da im Übrigen der Betrieb und ein Durchfluss eines Kältemittels bei Auswahl des Heizmodus, des Entfeuchtungs- und Kühlmodus und des Kühlmodus sowie des Einzelmodus der Zusatzheizung denjenigen in der oben beschriebenen Ausführungsform (Ausführungsform 1) ähnlich sind, entfällt deren Beschreibung. In der vorliegenden Ausführungsform (Ausführungsform 2) wird jedoch davon ausgegangen, dass das Magnetventil 22 in diesen Betriebsarten Heizbetrieb, Entfeuchtungs- und Kühlbetrieb sowie Kühlbetrieb geschlossen ist.
Entfeuchtungs- und Heizmodus der Klimaanlage 1 für Fahrzeuge in FIG. 9
Wird dagegen der Entfeuchtungs- und Heizmodus gewählt, öffnet der Wärmepumpenregler 32 ein Magnetventil 21 (für die Heizung) und schließt ein Magnetventil 17 (für die Kühlung) in dieser Ausführungsform (Ausführungsform 2). Außerdem öffnet der Wärmepumpenregler 32 das Magnetventil 22 (für die Entfeuchtung). Anschließend betreibt der Wärmepumpenregler 32 einen Kompressor 2. Ein Klimaanlagenregler 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und eine Luftmischklappe 28 hat im Wesentlichen den Zustand, die gesamte Luft in einem Luftströmungskanal 3, die aus dem Innengebläse 27 ausgeblasen wird und dann über einen Wärmeabsorber 9 strömt, durch eine Zusatzheizung 23 und einen Kühler 4 in einem Wärmeaustauschheizkanal 3A zu leiten, aber ebenfalls eine Luftmengenanpassung vorzunehmen.
Folglich strömt ein vom Kompressor 2 abgegebenes Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel aus einem Kältemittelrohr 13G in den Kühler 4. Da die Luft im Luftströmungskanal 3, die in den Wärmeaustauschheizkanal 3A strömt, durch den Kühler 4 strömt, wird die Luft im Luftströmungskanal 3 durch das Hochtemperaturkältemittel im Kühler 4 erwärmt, während das Kältemittel im Kühler 4 die von der Luft aufgenommene Wärme aufweist und zum Verdichten und Verflüssigen gekühlt wird.
Das im Kühler 4 verflüssigte Kältemittel strömt aus dem Kühler 4 und gelangt dann durch das Kältemittelrohr 13E zum Außen-Expansionsventil 6. Das in das Außen-Expansionsventil 6 einströmende Kältemittel wird darin dekomprimiert und fließt dann in einen Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 einströmende Kältemittel verdampft, und die Wärme wird aus der bei der Fahrt oder von dem Außengebläse 15 vorbeigeführte Außenluft gesteigert. Mit anderen Worten, funktioniert ein Kältemittelkreislauf R wie eine Wärmepumpe. Anschließend wird ein Kreislauf wiederholt, in dem das aus dem Außenwärmetauscher 7 austretende Niedertemperatur-Kältemittel über ein Kältemittelrohr 13A, das Magnetventil 21 und das Kältemittelrohr 13D aus dem Kältemittelrohr 13C in einen Speicher 12 strömt, wo es einer Gas-Flüssigkeitstrennung unterzogen wird, und dann das Gaskältemittel in den Kompressor 2 gesaugt wird.
Weiterhin wird ein Teil des kondensierten Kältemittels, das durch den Kühler 4 zum Kältemittelrohr 13E strömt, verteilt und strömt durch das Magnetventil 22, um vom zweiten Bypassrohr 13F und dem Kältemittelrohr 13B zum Innen-Expansionsventil 8 über einen internen Wärmetauscher 19 zu gelangen. Das Kältemittel wird durch das Innen-Expansionsventil 8 dekomprimiert und fließt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der aus dem Innengebläse 27 ausgeblasenen Luft schlägt sich zu diesem Zeitpunkt durch einen wärmeabsorbierenden Vorgang am Wärmeabsorber 9 nieder, so dass die Luft gekühlt und entfeuchtet wird.
Es wird ein Kreislauf wiederholt, in dem sich das im Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel mit dem Kältemittel aus dem Kältemittelrohr 13D am Kältemittelrohr 13C durch den internen Wärmetauscher 19 und das Verdampfungsdruckregelventil 70 nacheinander verbindet und dann durch den Speicher 12 in den Kompressor 2 gesaugt wird. Die im Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird beim Durchströmen des Kühlers 4 wieder erwärmt, wodurch die Entfeuchtung und Erwärmung des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird.
Der Klimaanlagenregler 20 überträgt eine Soll-Heizungstemperatur TCO (ein Sollwert einer Kühleraustrittstemperatur TCI), die aus einer Soll-Austrittstemperatur TAO berechnet wird, an den Wärmepumpenregler 32. Der Wärmepumpenregler 32 berechnet aus der Soll-Heiztemperatur TCO einen Soll-Heizungsdruck PCO (Sollwert eines Kühlerdrucks PCI) und regelt die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf Basis des Soll-Kühlerdrucks PCO und des Kältemitteldrucks (ein Kühlerdruck PCI, der ein hoher Druck des Kältemittelkreislaufs R ist) des Kühlers 4, der von einem Kühlerdrucksensor 47 erfasst wird, um das Heizen durch den Kühler 4 zu steuern. Außerdem steuert der Wärmepumpenregler 32 eine Ventilstellung des Außen-Expansionsventils 6 auf der Grundlage einer von einem Wärmeabsorber-Temperatursensor 48 erfassten Temperatur Te des Wärmeabsorbers 9 und einer von dem Klimaanlagenregler 20 übertragenen Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO. Weiter öffnet (um einen Strömungspfad zu vergrößern)/schließt (um wenig Kältemittel fließen zu lassen) der Wärmepumpenregler 32 das Verdampfungsdruckregelventil 70 auf der Grundlage der vom Wärmeabsorber-Temperatursensor 48 erfassten Temperatur Te des Wärmeabsorbers 9, um die Unannehmlichkeit zu verhindern, dass der Wärmeabsorber 9 aufgrund eines übermäßigen Temperaturabfalls einfriert.
Interner Zyklusmodus der Klimaanlage 1 für das Fahrzeug von FIG. 9
Weiter schließt der Wärmepumpenregler 32 im internen Kreislaufmodus das Außen-Expansionsventil 6 im Zustand des obigen Entfeuchtungs- und Heizmodus (vollständig geöffnet) vollständig und schließt das Magnetventil 21. Mit dem Schließen des Außen-Expansionsventils 6 und des Magnetventils 21 wird der Eintritt des Kältemittels in den Außenwärmetauscher 7 und der Austritt des Kältemittels aus dem Außenwärmetauscher 7 verhindert, und somit strömt das durch den Kühler 4 in das Kältemittelrohr 13E strömende kondensierte Kältemittel durch das Magnetventil 22 in das zweite Bypassrohr 13F. Das durch das zweite Bypassrohr 13F strömende Kältemittel erreicht dann von dem Kältemittelrohr 13B durch den internen Wärmetauscher 19 das Innen-Expansionsventil 8. Das Kältemittel wird durch das Innen-Expansionsventil 8 dekomprimiert und fließt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der aus dem Innengebläse 27 ausgeblasenen Luft schlägt sich zu diesem Zeitpunkt durch einen wärmeabsorbierenden Vorgang am Wärmeabsorber 9 nieder, so dass die Luft gekühlt und entfeuchtet wird.
Es wird ein Kreislauf wiederholt, in dem das im Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel über den internen Wärmetauscher 19 und das Verdampfungsdruckregelventil 70 nacheinander in das Kältemittelrohr 13C strömt und über den Speicher 12 in den Kompressor 2 gesaugt wird. Die im Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird beim Durchströmen des Kühlers 4 wieder erwärmt, wodurch die Entfeuchtung und Erwärmung des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird. Da jedoch das Kältemittel zwischen dem Kühler 4 (Wärmestrahlung) und dem im Luftströmungskanal 3 auf der Innenseite liegenden Wärmeabsorber 9 (Wärmeabsorption) im internen Zyklusbetrieb umgewälzt wird, wird das Anheben von Wärme aus der Außenluft nicht durchgeführt und eine dem Stromverbrauch des Kompressors 2 entsprechende Heizleistung wird dargestellt. Da die gesamte Kältemittelmenge durch den Wärmeabsorber 9 strömt, was einen Entfeuchtungsbetrieb darstellt, ist eine Entfeuchtungsfähigkeit im Vergleich zum obigen Entfeuchtungs- und Heizmodus hoch, aber die Heizleistung wird gering.
Der Klimaanlagenregler 20 überträgt die aus der Soll-Austrittstemperatur TAO berechnete Soll-Heizungstemperatur TCO (der Sollwert der Kühleraustrittstemperatur TCI) an den Wärmepumpenregler 32. Der Wärmepumpenregler 32 berechnet aus der übertragenen Soll-Heizungstemperatur TCO einen Soll-Heizungsdruck PCO (Sollwert eines Kühlerdrucks PCI) und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf Basis des Soll-Kühlerdrucks PCO und des Kältemitteldrucks (der Kühlerdruck PCI, der der Hochdruck des Kältemittelkreislaufs R ist) des Kühlers 4, der vom Kühlerdrucksensor 47 erfasst wird, um das Heizen durch den Kühler 4 zu steuern.
Auch in dieser Ausführungsform wird eine dem vorgenannten (8) ähnliche Korrektursteuerung der Erfassungswerte der Zusatzheizungstemperatursensoren 50Dr und 50As durchgeführt, um den Nachteil zu bereinigen, wenn der Erfassungswert jedes Temperatursensors von der korrekten Temperatur abweicht, wodurch eine entsprechende Steuerung des Einschaltens der Zusatzheizungsheizung 23 im Heizmodus oder dergleichen ermöglicht wird.
Im Übrigen werden in den oben genannten Ausführungsformen die Erfassungswerte der Temperatursensor 50Dr und 50As der Zusatzheizung korrigiert, indem das gesamte Volumen der durch die Zusatzheizung 23 geleiteten Luft, die Leistungsaufnahme HTRpw der Zusatzheizung und die Temperatur Te der in die Zusatzheizung 23 strömenden Luft verwendet werden, aber sie sind nicht darauf beschränkt. Die Erfassungswerte können basierend auf einem beliebigen von ihnen oder einer Kombination davon korrigiert werden.
In der Ausführungsform werden auch die beiden Zusatzheizungstemperatur Temperatursensoren des Zusatzheizungstemperatur Temperatursensors 50Dr für die Fahrersitzseite und des Zusatzheizungstemperatur Temperatursensors 50As für die Beifahrersitzseite verwendet. Bei der identischen Klimatisierungssteuerung des Fahrer-/BeifahrerBeifahrersitzes wird die Zusatzheizungstemperatur Tptc aus dem Mittelwert ((TptcDr+TptcAs)/2) ihrer Erfassungswerte erhalten und die Zusatzheizungstemperatur Tptc korrigiert, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn ein einzelner Zusatzheizungstemperatur Temperatursensor verwendet wird, wird ein Erfassungswert des Zusatzheizungstemperatur Temperatursensors als eine Zusatzheizungstemperatur Tptc angenommen, die auf die gleiche Weise wie oben beschrieben korrigiert wird.
Obwohl die beiden Zusatzheizungstemperatur Temperatursensoren 50Dr und 50As in der Ausführungsform verwendet werden, werden weitere Zusatzheizungstemperatur Temperatursensoren verwendet, um eine Zusatzheizungstemperatur aus ihrem Mittelwert oder den Werten derjenigen, die jeweils die höchste Temperatur erfassen, zu bestimmen, und die Zusatzheizungstemperatur der kann auf eine ähnliche Weise wie oben beschrieben korrigiert werden.
Darüber hinaus sind die in jeder Ausführungsform angegebenen Zahlenwerte und dergleichen nicht darauf beschränkt und sollten je nach anzuwendender Vorrichtung entsprechend eingestellt werden. Weiter wird in der Ausführungsform die Erwärmung auch durch den Kältemittelkreislauf R durchgeführt, ist aber nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung gilt auch für eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, bei der der Kältemittelkreislauf R ausschließlich für die Kühlung (Entfeuchtung) bestimmt ist und die Heizung im Fahrzeuginnenraum nur von der Zusatzheizung durchgeführt wird.
Bezugszeichenliste

1: Klimaanlage für Fahrzeuge
2: Kompressor
3: Luftströmungskanal
4: Kühler
6: Außen-Expansionsventil
7: Außenwärmetauscher
9: Wärmeabsorber
10: HLK-Anlage
11: Steuergerät
20: Klimaanlagenregler
23: Zusatzheizung (elektrische Heizung)
27: Innengebläse (Ventilator)
28Dr, 28: As Luftmischklappe
32: Wärmepumpenregler
50Dr, 50: As Temperatursensor für Zusatzheizung
R: Kältemittelkreislauf.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014213765 [0004]

Claims

Klimaanlage für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Luftströmungskanal, durch den die einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt; eine elektrische Heizung, die im Luftströmungskanal angeordnet ist, um die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen; einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur der elektrischen Heizung; und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Stromversorgung der elektrischen Heizung auf der Grundlage eines Erfassungswertes des Temperatursensors, wobei die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft durch die elektrische Heizung erwärmt wird, wobei die Steuervorrichtung den Erfassungswert des Temperatursensors korrigiert auf der Grundlage entweder eines Volumens der durch das elektrische Heizgerät zu fördernden Luft oder der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung oder einer Temperatur der in die elektrischen Heizung strömenden Luft, oder einer Kombination derselben oder aller derselben.
Klimaanlage für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung eine Begrenzung des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors um einen Temperaturrückrechnungswert anwendet, der die Temperatur der elektrischen Heizung ist, die aus der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung rückberechnet wird.
Klimaanlage für das Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei, wenn der Erfassungswert des Temperatursensors zu einer Seite abgewichen ist, die höher als eine korrekte Temperatur ist, der Temperaturrückrechnungswert als untere Grenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors angenommen wird.
Klimaanlage für das Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn der Erfassungswert des Temperatursensors zu einer Seite abgewichen ist, die niedriger als die korrekte Temperatur ist, der Temperaturrückrechnungswert als Obergrenze des Nachkorrektur-Erfassungswertes des Temperatursensors angenommen wird.
Klimaanlage für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, das einen Kältemittelkreislauf aufweist mit: einen Kompressor zum Verdichten eines Kältemittels, einen Kühler, der im Luftströmungskanal auf einer mehr stromabwärts gelegenen Seite der durchzuleitenden Luft angeordnet ist als die elektrische Heizung, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, um die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zu erwärmen, und einen Wärmeabsorber, der im Luftströmungskanal auf einer mehr stromaufwärts gelegenen Seite der durchzuleitenden Luft angeordnet ist als die elektrische Heizung, um das Kältemittel Wärme aufnehmen zu lassen, um die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zu kühlen, wobei die Steuervorrichtung den Temperaturrückrechnungswert auf der Grundlage der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung und einer Temperatur des Wärmeabsorbers berechnet.
Klimaanlage für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, die den Temperatursensor für eine Fahrersitzseite und den Temperatursensor für eine Beifahrersitzseite aufweist, wobei ein Mittelwert der Erfassungswerte dieser Temperatursensoren für die Fahrersitz- und Beifahrersitzseite als eine Grenze des Nachkorrektur-Erfassungswerts des Temperatursensors auf einer dem durch den Temperaturrückrechnungswert begrenzten Seite entgegengesetzten Seite angenommen wird.
Klimaanlage für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die den Temperatursensor für eine Fahrersitzseite und den Temperatursensor für eine Beifahrersitzseite aufweist, wobei die Steuervorrichtung in der Lage ist, eine unabhängige Regelung der Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums auf den Seiten des Fahrersitzes und des Beifahrersitzes durchzuführen, und wobei die Steuervorrichtung die jeweiligen Erfassungswerte des Temperatursensors für die Fahrersitzseite und des Temperatursensors für die Beifahrersitzseite jeweils unter Verwendung von Luftvolumenverhältnissen auf der Fahrer- und Beifahrersitzseite korrigiert oder die Nachkorrektur-Erfassungswerte der jeweiligen Temperatursensoren durch den Temperaturrückrechnungswert zusätzlich zur Korrektur der Erfassungswerte begrenzt.
Klimaanlage für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Korrektur der Erfassungswerte der Temperatursensoren basierend auf den Eigenschaften der Temperatursensoren begrenzt wird.