DE112018003583T5

DE112018003583T5 - Fahrzeugklimaanlageneinrichtung

Info

Publication number: DE112018003583T5
Application number: DE112018003583.2T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Ishizeki; Ryo Miyakoshi; Kohei Yamashita
Original assignee: Sanden Automotive Climate Systems Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-04-02
Also published as: CN111032386A; US20200148024A1; WO2019031192A1; JP6900271B2; CN111032386B; JP2019031227A

Abstract

Eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung wird realisiert, während eine geeignete Temperaturdifferenz für von Auslässen ausgeblasener Luft gegeben wird. Eine Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 enthält einen Luftmischschieber 28, einen FOOT-Auslass 29A und einen VENT-Auslass 29B. Eine Steuerungseinrichtung hat eine B/L-Betriebsart, um Luft sowohl von dem FOOT-Auslass als auch dem VENT-Auslass zu einem Fahrzeuginnenraum auszublasen. In der B/L-Betriebsart legt die Steuerungseinrichtung ein Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW fest, durch den Luftmischschieber innerhalb eines vorbestimmten mittleren Bereichs eines Luftvolumenverhältnisses SW zu sein, und berechnet eine Soll-Heizertemperatur TCO auf der Basis einer Soll-Auslasstemperatur TAO und des Soll-Luftvolumenverhältnisses TGSW.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlageneinrichtung, die Luft in einem Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs aufbereitet.
Stand der Technik
Aufgrund eines Vorliegens von Umweltproblemen in den letzten Jahren haben sich Hybridautos und Elektrofahrzeuge verbreitet. Dann wurde als eine Klimaanlageneinrichtung, die für solch ein Fahrzeug anwendbar ist, eine entwickelt, die einen elektrischen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten und auszustoßen, einen Radiator (Kondensator), der innerhalb einer Luftstrompassage vorgesehen ist, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, einen Wärmeabsorber (Verdampfer), der innerhalb der Luftstrompassage angeordnet ist, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, einen Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist, um das Kältemittel Wärme abstrahlen oder absorbieren zu lassen, enthält, und die jeweilige Betriebsarten, wie etwa eine Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen und das Kältemittel, von dem die Wärme in diesem Radiator abgestrahlt wurde, in dem Außenwärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, eine Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen und das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, in dem Wärmeabsorber und dem Außenwärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, eine Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator und dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, und das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, eine Kühl-Betriebsart, um das von den Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen und das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, etc., wechselt und ausführt.
Dann ist ein Luftmischschieber innerhalb der Luftstrompassage vorgesehen und das Verhältnis von durch den Radiator durchzuleitender Luft wird durch den Luftmischschieber von Null aus in einem gesamten Bereich eingestellt, wodurch eine Sollauslasstemperatur zu dem Fahrzeuginnenraum realisiert wurde (unter Bezugnahme beispielsweise auf Patentdokument 1).
In diesem Fall ist das Innere von der Luftstrompassage auf einer lee-wärtigen Seite von dem Wärmeabsorber in eine Heiz-Wärmeaustauschpassage und eine Umgehungspassage unterteilt, und der Radiator ist in der Heiz-Wärmeaustauschpassage angeordnet. Dann wird das Luftvolumen der durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage durchzuleitenden Luft durch den Luftmischschieber eingestellt, aber ein Luftvolumenverhältnis SW genannter Parameter, mit dem die Luft durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage (Radiator) durchzuleiten ist, der aus einer Berechnungsformel von SW = (TAO - Te)/(TH - Te) erhalten wird, wird in diesem Fall für eine Steuerung des Luftmischschiebers verwendet.
Hierbei ist TAO eine Soll-Auslasstemperatur, TH ist eine Temperatur der Luft auf der lee-wärtigen Seite von dem Radiator und Te ist eine Temperatur des Wärmeabsorbers. Das Luftvolumenverhältnis SW wird in einem Bereich von 0 ≤ SW ≤ 1 berechnet. „0“ wurde definiert, ein vollständig geschlossener Luftmischzustand zu sein, in dem die Luft nicht durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage (Radiator) durchgeleitet wird, und „1“ wurde definiert, ein vollständig geöffneter Luftmischzustand zu sein, in dem all die Luft in der Luftstrompassage durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage (Radiator) geleitet wird.
Referenzdokumentliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012 - 250708
Patentdokument 2: Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-54932

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Hierbei sind normalerweise jeweilige FOOT (Fuß), VENT (Lüftung) und DEF (Entfrosten) -Auslässe als Auslässe von Luft zu einem Fahrzeuginnenraum vorgesehen. Der FOOT-Auslass ist ein Auslass, um die Luft zu dem unteren Teil des Fahrzeuginnenraums auszublasen, und ist an der untersten Position angeordnet. Ferner ist der VENT-Auslass ein Auslass, um die Luft in die Nähe der Brust oder des Gesichts eines Fahrers in dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, und ist oberhalb des FUSS-Auslasses gelegen. Dann ist der DEF-Auslass ein Auslass, um die Luft zu einer inneren Oberfläche eines vorderen Glases auszublasen, und ist an der höchsten Position oberhalb anderer Auslässen gelegen.
Dann gibt es zusätzlich zu einer Betriebsart, um die Luft von jeglichem Auslass von diesen auszublasen, eine B/L-Betriebsart, um die Luft sowohl vom FOOT- als auch vom VENT-Auslass auszublasen, eine H/D-Betriebsart, um die Luft sowohl vom FUSS- als auch vom DEF-Auslass auszublasen, etc.. Diese werden manuell oder in einer Automatik-Betriebsart ausgewählt, sind aber zu diesem Zweck so ausgebildet, dass die durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage (Radiator) durchgeleitete Luft einfach von dem FOOT-Auslass auszublasen ist, die durch die Umgehungspassage durchgeleitete Luft einfach von dem die DEF-Auslass auszublasen ist, und die mittlere Luft zwischen diesen von dem VENT-Auslass ausgeblasen wird.
Somit wird, wenn das zuvor genannte Luftvolumenverhältnis SW durch den Luftmischschieber beispielsweise in einem mittleren Bereich ist, die Temperatur der von dem FOOT-Auslass ausgeblasenen Luft in ihrer Temperatur höher als die von dem VENT-Auslass ausgeblasenen Luft, und die Temperatur der von dem VENT-Auslass ausgeblasenen Luft wird in ihrer Temperatur höher als die von dem DEF-Auslass ausgeblasenen Luft.
Somit wird beispielsweise, wenn das oben genannte Luftvolumenverhältnis SW durch den Luftmischschieber in einem mittleren Bereich ist, die Temperatur der von dem FOOT-Auslass ausgeblasenen Luft hinsichtlich ihrer Temperatur höher als die von den dem VENT-Auslass ausgeblasenen Luft, und die Temperatur der von dem VENT-Auslass ausgeblasenen Luft wird hinsichtlich ihrer Temperatur höher als die von dem DEF-Auslass ausgeblasenen Luft.
Daher wird beispielsweise, wenn das Luftvolumenverhältnis SW in der oben genannten B/L-Betriebsart in einen mittleren Bereich festgelegt werden kann, eine Differenz zwischen den Temperaturen der von dem FOOT-Auslass und dem VENT-Auslass ausgeblasenen Luft hergestellt, wodurch es möglich gemacht wird, eine sogenannte Kopf-kühl/Füße-warm-Temperaturdifferenz zu realisieren. Da sich jedoch das Luftvolumenverhältnis SW, wie beschrieben, entsprechend einer Berechnungsformel ändert, ist eine Schwierigkeit beim Einstellen des Luftvolumenverhältnisses SW in den mittleren Bereich, während die Auslasstemperatur beibehalten wird, aufgetreten.
Andererseits wurde auch eine Fahrzeugklimaanlageneinrichtung entwickelt, die eine Soll-Heizmittel-Temperatur TAVO auf der Basis einer Soll-Luftmisch-Eingangsventilstellung SW und einer Soll-Auslasstemperatur TAO bestimmt (unter Bezugnahme beispielsweise auf Patentdokument 2).
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich solcher konventionellen Umstände entwickelt, und es ist eine Aufgabe davon, eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung zu realisieren, während eine geeignete Temperaturdifferenz zwischen von Auslässen in einer Fahrzeugklimaanlageneinrichtung ausgeblasener Luft bereitgestellt wird.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Fahrzeugklimaanlageneinrichtung der vorliegenden Erfindung enthält einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten, eine Luftstrompassage, durch die zu einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, einen Heizer, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, einen Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, eine Heiz-Wärmeaustauschpassage und eine Umgehungspassage, die in der Luftstrompassage auf einer lee-wärtigen Seite von dem Wärmeabsorber unterteilt und gebildet sind, einen Luftmischschieber, um ein Verhältnis einzustellen mit dem die durch den Wärmeabsorber durchgeleitete Luft in der Luftstrompassage durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage zu leiten ist, einen ersten Auslass, um die Luft von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, einen zweiten Auslass, um die Luft von der Luftstrompassage an einer Position oberhalb des ersten Auslasses zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, und eine Steuerungseinrichtung. Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Heizer in der Heiz-Wärmeaustauschpassage angeordnet ist, so konfiguriert ist, dass die durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage durchgeleitete Luft einfach von dem ersten Auslass als von dem zweiten Auslass auszublasen ist, und die durch die Umgehungspassage durchgeleitete Luft einfach von dem zweiten Auslass als von dem ersten Auslass auszublasen ist, und darin, dass die Steuerungseinrichtung ein Heizen durch den Heizer auf der Basis einer Soll-Heizertemperatur TCO, die ein Sollwert einer Heiztemperatur TH ist, die eine Temperatur der Luft auf einer lee-wärtigen Seite von dem Heizer ist, steuert, ein Luftvolumenverhältnis SW der durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage zu leitenden Luft auf der Basis einer Soll-Auslasstemperatur TAO, die ein Sollwert einer Temperatur einer zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft ist, und der Heiztemperatur TH berechnet, um den Luftmischschieber zu steuern, und ferner darin, dass die Steuerungseinrichtung eine erste Auslass-Betriebsart hat, um die Luft sowohl von dem ersten Auslass als auch dem zweiten Auslass zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, und in der ersten Auslass-Betriebsart, die Steuerungseinrichtung ein vorbestimmtes Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW festlegt, innerhalb eines vorbestimmten mittleren Bereichs des Luftvolumenverhältnisses SW zu sein, und die Soll-Heizertemperatur TCO auf der Basis der Soll-Auslasstemperatur TAO und des Soll-Luftvolumenverhältnisses TGSW berechnet.
Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung der Erfindung von Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in der obigen Erfindung, wenn gegeben ist, dass SW = (TAO - Te) / (TH - Te) ... (I),
wobei eine Temperatur des Wärmeabsorbers angenommen wird, Te zu sein, das Luftvolumenverhältnis SW in der obigen Formel (I) berechnet.
Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung der Erfindung von Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in der obigen Erfindung, wenn gegeben ist, dass TCO = (TAO - TEO) / TGSW + TEO ... (II),
wobei eine Soll-Wärmeabsorbertemperatur, die ein Sollwert der Temperatur Te des Wärmeabsorbers ist, angenommen wird, TEO zu sein, die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (II) berechnet.
Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung der Erfindung von Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in der obigen Erfindung, wenn gegeben ist, dass TCO = 2 x TAO - TEO ... (III), die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (III) berechnet.
Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung der Erfindung von Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in der Erfindung von Anspruch 2, wenn gegeben ist, das TCO = (TAO - Te) / TGSW + Te ... (IV), die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (IV) berechnet.
Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung der Erfindung von Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in der obigen Erfindung, wenn gegeben ist, dass TCO = 2 x TAO - Te ... (V), die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (V) berechnet.
Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung der Erfindung von Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass in den obigen jeweiligen Erfindungen der Heizer ein Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, um dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen und/oder eine Hilfsheizeinrichtung ist, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen.
Vorteilhafter Effekt der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung steuert die Steuerungseinrichtung in einer Fahrzeugklimaanlageneinrichtung, die einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten, eine Luftstrompassage, durch die zu einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, einen Heizer, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, einen Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, eine Heiz-Wärmeaustauschpassage und eine Umgehungspassage, die in der Luftstrompassage auf einer lee-wärtigen Seite von dem Wärmeabsorber unterteilt und gebildet sind, einen Luftmischschieber, um ein Verhältnis einzustellen, mit dem die durch den Wärmeabsorber durchgegangene Luft in der Luftstrompassage durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage zu leiten ist, einen ersten Auslass, um die Luft von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, einen zweiten Auslass, um die Luft von der Luftstrompassage an einer Position oberhalb des ersten Auslasses zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, und eine Steuerungseinrichtung enthält, und in der der Heizer in der Heiz-Wärmeaustauschpassage angeordnet ist, und die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung dazu konfiguriert ist, sodass die durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage durchgeleitete Luft einfach von dem ersten Auslass als von dem zweiten Auslass auszublasen ist und die durch die Umgehungspassage durchgeleitete Luft einfach von dem zweiten Auslass als von dem ersten Auslass auszublasend ist, die Steuerungseinrichtung ein Heizen durch den Heizer auf der Basis einer Soll-Heizertemperatur TCO steuert, die ein Sollwert einer Heiztemperatur TH ist, die eine Temperatur der Luft auf einer lee-wärtigen Seite von dem Heizer ist, und ein Luftvolumenverhältnis SW der durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage durchzuleitenden Luft auf der Basis einer Soll-Auslasstemperatur TAO, die ein Sollwert einer Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft ist, und der Heiztemperatur TH berechnet, um den Luftmischschieber zu steuern, und ferner hat die Steuerungseinrichtung eine erste Auslass-Betriebsart, um die Luft sowohl von dem ersten Auslass als auch dem zweiten Auslass zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, und legt in der ersten Auslass-Betriebsart ein vorbestimmtes Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW fest, innerhalb eines vorbestimmten mittleren Bereichs des Luftvolumenverhältnisses SW zu sein, und berechnet die Soll-Heizertemperatur TCO auf der Basis der Soll-Auslasstemperatur TAO und des Soll-Luftvolumenverhältnisses TGSW. Daher wird in der ersten Auslass-Betriebsart die Soll-Heizertemperatur TCO, bei der das aus der Soll-Auslasstemperatur TAO und der Heiztemperatur TH berechnete Luftvolumenverhältnis SW innerhalb den vorbestimmten mittleren Bereich fällt, aus der Soll-Auslasstemperatur TAO und dem Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW berechnet, und ein Heizen durch den Heizer wird basierend auf der berechneten Soll-Heizertemperatur TCO gesteuert.
Somit wird, während die Auslasstemperatur der Luft zu dem Fahrzeuginnenraum beibehalten wird, in der ersten Auslass-Betriebsart eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen der von dem ersten Auslass ausgeblasenen Luft und der von dem zweiten Auslass ausgeblasenen Luft erstellt, wodurch es möglich gemacht wird, eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung, bezeichnet als ein sogenanntes „Kopf-kühl/Füße-warm“, problemlos zu realisieren.
Hierbei berechnet, wenn gegeben ist, dass SW = (TAO - Te) / (TH - Te) ... (I), wobei die Temperatur des Wärmeabsorbers wie in der in Erfindung von Anspruch 2 angenommen wird, Te zu sein, die Steuerungseinrichtung das Luftvolumenverhältnis SW in der obigen Formel (I). Zu diesem Zeitpunkt berechnet, wenn gegeben ist, dass TCO = (TAO - TEO) / TGSW + TEO ... (II), wobei die Soll-Wärmeabsorbertemperatur, die der Sollwert der Temperatur Te des Wärmeabsorbers ist, wie in der Erfindung von Anspruch 3 angenommen wird, TEO zu sein, die Steuerungseinrichtung die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (II), wodurch es möglich gemacht wird, die Berechnung einer geeigneten Soll-Heizertemperatur TCO durchzuführen.
Im Übrigen wird, wenn das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW beispielsweise im Voraus auf 0,5 festgelegt ist, was als die Mitte von 0 ≤ SW ≤ 1 dient, die obige Formel (II) wie folgend in der Erfindung von Anspruch 4 gegeben, $TCO = 2 \times TAO - TEO$
und kann auch wie die obige Formel (III) vereinfacht werden.
Ferner kann, wie in der Erfindung von Anspruch 5, wenn gegeben ist, dass $TCO = (TAO - Te / TGSW + Te)$
die Steuerungseinrichtung, eben durch Berechnen der Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (IV), eine geeignete Soll-Heizertemperatur TCO berechnen.
Im Übrigen wird, wenn das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW im Voraus beispielsweise auf 0, 5 festgelegt wird, was als die Mitte von 0 ≤ SW ≤ 1 dient, die obige Formel (IV), wie in der Erfindung von Anspruch 6, wie folgend gegeben, $TCO = 2 \times TAO - Te$
und kann auch wie die obige Formel, (V) vereinfacht werden.
Dann kann der Heizer von jeder oben beschriebenen Erfindung, wie in der Erfindung von Anspruch 7, aus einem Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, um dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, oder einer Hilfsheizeinrichtung, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, oder von beiden von dem Radiator und der Hilfsheizeinrichtung gebildet sein. Die obigen jeweiligen Erfindungen werden für solch eine Fahrzeugklimaanlageneinrichtung extrem effektiv.
Figurenliste

1 ist eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlageneinrichtung einer Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist (Ausführungsform 1);
2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerungseinrichtung der Fahrzeugklimaanlageneinrichtung von 1;
3 ist eine schematische Darstellung einer Luftstrompassage der Fahrzeugklimaanlageneinrichtung von 1;
4 ist ein Steuerungsblockdiagramm bezüglich einer Kompressorsteuerung in einer Heiz-Betriebsart eines Wärmepumpensteuergeräts von 2;
5 ist ein Steuerungsblockdiagramm bezüglich einer Kompressorsteuerung in einer Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart des Wärmepumpensteuergeräts von 2;
6 ist ein Steuerungsblockdiagramm bezüglich einer Hilfsheizer-(Hilfsheizeinrichtung-) Steuerung in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart des Wärmepumpensteuergeräts von 2.
7 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einem Luftvolumenverhältnis SW, einer Auslasstemperatur von einem FOOT-Auslass und einer Auslasstemperatur von einem VENT-Auslass beschreibt;
8 ist ein Diagramm, das eine Berechnungssteuerung einer Soll-Heizertemperatur TCO durch das Wärmepumpensteuergerät von 2 beschreibt; und
9 ist eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlageneinrichtung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Ausführungsform 2).

Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Beschreibung für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail getätigt.
[Ausführungsform 1]
1 zeigt eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug der Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist, ist ein Elektrofahrzeug (EV), in dem ein Motor (ein Motor mit innerer Verbrennung) nicht montiert ist, und das mit einem Elektromotor zum Fahren, der durch eine in einer Batterie gespeicherte Energie angetrieben wird (beides ist in den Zeichnungen nicht gezeigt), fährt, und die Klimaanlageneinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung wird auch durch die Energie der Batterie angetrieben. Das heißt, dass in dem Elektrofahrzeug, das nicht in der Lage ist, ein Heizen durch eine Motorabwärme durchzuführen, die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 der Ausführungsform eine Heiz-Betriebsart durch eine Wärmepumpenoperation, in der ein Kältemittelkreis verwendet wird, ausführt. Ferner führt die Klimaanlageneinrichtung 1 jeweilige Betriebsarten von einer Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart, einer Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart, einer Kühl-Betriebsart, einer MAX-Kühlung-Betriebsart (Maximale-Kühlung-Betriebsart) und einer Single-Hilfsheizer-Betriebsart aus.
Im Übrigen ist das Fahrzeug nicht auf das Elektrofahrzeug beschränkt und die vorliegende Erfindung ist auch für ein sogenanntes Hybridauto effektiv, in dem der Verbrennungsmotor zusammen mit dem Elektromotor zum Fahren verwendet wird. Ferner ist es unnötig zu sagen, dass die vorliegende Erfindung auch auf ein gewöhnliches Auto, das mit dem Verbrennungsmotor fährt, anwendbar ist.
Die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 der Ausführungsform führt eine Klimatisierung (Heizen, Kühlen, Entfeuchten und Lüften) eines Fahrzeuginnenraums des Elektrofahrzeugs durch. Ein elektrischer Typ eines Kompressors 2, um ein Kältemittel zu verdichten, ein Radiator 4 als ein in einer Luftstrompassage 3 einer HVAC-Einheit 10, in der Luft in dem Fahrzeuginnenraum ventiliert und zirkuliert wird, vorgesehener Heizer, um das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel darin über ein Kältemittelrohr 13G strömen zu lassen und das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, um die zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, ein Außenexpansionsventil 6 (eine Druckverringerungseinheit), das aus einem elektrischen Ventil gebildet ist, das das Kältemittel während des Heizens dekomprimiert und expandiert, ein Außenwärmetauscher 7, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist und der einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft durchführt, um während des Kühlens als der Radiator zu funktionieren und während des Heizens als ein Verdampfer zu funktionieren, ein Innenraumexpansionsventil 8 (eine Druckverringerungseinheit), das aus einem elektrischen Ventil gebildet ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren und zu expandieren, ein in der Luftstrompassage 3 vorgesehener Wärmeabsorber 9, um das Kältemittel während des Kühlens und Entfeuchtens Wärme absorbieren zu lassen, um die von dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums anzusaugende und zu dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zu kühlen, ein Akkumulator 12 und anderes sind nacheinander durch ein Kältemittelrohr 13 verbunden, wodurch ein Kältemittelkreis R gebildet wird.
Dann wird der Kältemittelkreis R mit einer vorbestimmten Menge eines Kältemittels und Öl zum Schmieren gefüllt. Im Übrigen ist ein Außengebläse 15 in dem Außenwärmetauscher 7 vorgesehen. Das Außengebläse 15 leitet die Außenluft zwangsweise durch den Außenwärmetauscher 7, um dadurch den Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kältemittel durchzuführen, wodurch die Außenluft veranlasst wird, selbst während eines Anhaltens des Fahrzeugs (d.h. seine Geschwindigkeit ist 0 km/h) durch den Außenwärmetauscher 7 durchzugehen.
Ferner hat der Außenwärmetauscher 7 auf einer Kältemittel-stromabwärtigen Seite nacheinander einen Abschnitt mit einem Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und einen Unterkühlungsabschnitt 16. Ein sich von dem Außenwärmetauscher 7 aus erstreckendes Kältemittelrohr 13A ist über ein Magnetventil 17, das während des Kühlens zu öffnen ist, mit dem Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 verbunden. Ein Kältemittelrohr 13B auf einer Auslassseite des Unterkühlungsabschnitts 16 ist über das Innenraumexpansionsventil 8 mit einer Einlassseite des Wärmeabsorbers 9 verbunden. Im Übrigen bilden der Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und der Unterkühlungsabschnitt 16 strukturell einen Teil des Außenwärmetauschers 7.
Zusätzlich ist das Kältemittelrohr 13B zwischen dem Unterkühlungsabschnitt 16 und dem Innenraumexpansionsventil 8 in einem wärmeaustauschenden Verhältnis mit einem Kältemittelrohr 13C auf einer Auslassseite des Wärmeabsorbers 9 vorgesehen und beide der Rohre bilden einen internen Wärmetauscher 19. Folglich wird das durch das Kältemittelrohr 13B in das Innenraumexpansionsventil 8 strömende Kältemittel veranlasst, durch das von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Niedertemperatur-Kältemittel gekühlt (unterkühlt) zu werden.
Zusätzlich verzweigt sich das von dem Außenwärmetauscher 7 heraus erstreckende Kältemittelrohr 13A zu einem Kältemittelrohr 13D und dieses verzweigte Kältemittelrohr 13D kommuniziert und verbindet auf einer stromabwärtigen Seite von dem internen Wärmetauscher 19 über ein Magnetventil 21, das während des Heizens zu öffnen ist, mit dem Kältemittelrohr 13C. Das Kältemittelrohr 13C ist mit dem Akkumulator 12 verbunden und der Akkumulator 12 ist mit der Kältemittel-Ansaugseite des Kompressors 2 verbunden. Ferner ist ein Kältemittelrohr 13E auf einer Auslassseite des Radiators 4 über das Außenexpansionsventil 6 mit einer Einlassseite des Außenwärmetauschers 7 verbunden.
Darüber hinaus ist ein Magnetventil 30 (das eine Strömungspassagenänderungseinrichtung bildet), das während dem später zu beschreibenden Entfeuchten und Heizen, und MAX-Kühlen zu schließen ist, in dem Kältemittelrohr 13G zwischen einer Ausstoßseite des Kompressors 2 und einer Einlassseite des Radiators 4 dazwischen geschaltet. In diesem Fall verzweigt sich das Kältemittelrohr 13G auf einer stromaufwärtigen Seite von dem Magnetventil 30 zu einem Umgehungsrohr 35. Dieses Umgehungsrohr 35 kommuniziert und verbindet auf einer stromabwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6 über ein Magnetventil 40 (das auch eine Strömungspassagenänderungseinrichtung bildet), das während des Entfeuchtens und Heizens, und des MAX-Kühlens zu öffnen ist, mit dem Kältemittelrohr 13E. Eine Umgehungseinrichtung 45 ist aus diesem Umgehungsrohr 35, diesem Magnetventil 30 und diesem Magnetventil 40 gebildet.
Die Umgehungseinrichtung 45 ist aus einem solchen Umgehungsrohr 35, einem solchen Magnetventil 30 und einem solchen Magnetventil 40 gebildet, um es dadurch möglich zu machen, ein Wechseln der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart und der MAX-Kühlung-Betriebsart, um es dem von dem Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittel zu ermöglichen, direkt in den Außenwärmetauscher 7 zu strömen, und der Heiz-Betriebsart, der Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart und der Kühl-Betriebsart, um es dem von dem Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittel zu ermöglichen, in den Radiator 4 zu strömen, wie es später beschrieben wird, problemlos durchzuführen.
Zusätzlich sind in der Luftstrompassage 3 auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Wärmeabsorber 9 jeweilige Ansaugöffnungen einer Außenluftansaugöffnung und einer Innenraumluftansaugöffnung gebildet (durch eine Ansaugöffnung 25 in 1 dargestellt). Ein Ansaugumschaltschieber 26, der die in die Luftstrompassage 3 eingeführte Luft zu Innenraumluft, die die Luft in dem Fahrzeuginnenraum ist (eine Innenraumluftzirkulation-Betriebsart), und Außenluft, die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums ist (eine Außenlufteinführung-Betriebsart), wechselt, ist in der Ansaugöffnung 25 vorgesehen. Ferner ist auf einer Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Ansaugumschaltschieber 26 ein Innenraumgebläse (ein Gebläseventilator) 27 zum Zuführen der eingeführten Innenraumluft und Außenluft zu der Luftstrompassage 3 vorgesehen.
Darüber hinaus bezeichnet 23 in 1 einen Hilfsheizer als eine Hilfsheizeinrichtung (als einen anderen Heizer), der in der Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 der Ausführungsform vorgesehen ist. Der Hilfsheizer 23 der Ausführungsform wird aus einem PTC-Heizer, der ein elektrischer Heizer ist, gebildet und ist in der Luftstrompassage auf einer zu der Strömung der Luft in der Luftstrompassage 3 luv-seitigen Seite (einer Luftstrom-aufwärtigen Seite) von dem Radiator 4 vorgesehen. Dann, wenn der Hilfsheizer 23 bestromt wird, um Wärme zu erzeugen, wird die über den Wärmeabsorber 9 in den Radiator 4 strömende Luft in der Luftstrompassage 3 erwärmt. Das heißt, dass der Hilfsheizer 23 ein sogenannter Heizerkern wird, um das Heizen des Fahrzeuginnenraums durchzuführen oder es zu ergänzen. In der Ausführungsform werden der oben genannte Radiator 4 und der Hilfsheizer 23 ein Heizer.
Hierbei ist die Luftstrompassage 3 auf einer lee-wärtigen Seite (einer Luftstrom-abwärtigen Seite) weiter als der Wärmeabsorber 9 der HVAC Einheit 10 durch eine Trennwand 10A unterteilt, um eine Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A und eine Umgehungspassage 3B, um sie zu umgehen, zu bilden. Der oben genannte Radiator 4 und der oben genannte Hilfsheizer 23 sind in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A angeordnet.
Zusätzlich ist in der Luftstrompassage 3 auf einer luv-seitigen Seite von dem Hilfsheizer 23 ein Luftmischschieber 28 vorgesehen, um ein Verhältnis einzustellen, mit dem die Luft (die Innenraumluft oder Außenluft) in der Luftstrompassage 3, die in der Luftstrompassage 3 strömt und durch den Wärmeabsorber 9 geleitet wird, durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A, in der der Hilfsheizer 23 und der Radiator 4 angeordnet sind, durchzuleiten ist.
Darüber hinaus ist die HVAC Einheit 10 auf einer lee-wärtigen Seite von dem Radiator 4 mit jeweiligen Auslässen von einem FOOT (Fuß) -Auslass 29A (erster Auslass), einem VENT (Lüftungs) -Auslass 29B (ein zweiter Auslass relativ zu dem FOOT-Auslass 29A und ein erster Auslass relativ zu einem DEF-Auslass 29C) und dem DEF (Entfrosten) -Auslass 29C (ein zweiter Auslass) gebildet. Der FOOT-Auslass 29A ist ein Auslass, um die Luft zu dem unteren Teil des Fahrzeuginnenraums auszublasen und ist an der niedrigsten Position gelegen. Ferner ist der VENT-Auslass 29B ein Auslass, um die Luft zu der Nähe der Brust oder des Gesichts eines Fahrers in dem Fahrzeuginnenraum auszublasen und ist oberhalb des FOOT-Auslasses 29A gelegen. Dann ist der DEF-Auslass 29C ein Auslass, um die Luft zu einer inneren Oberfläche eines vorderen Glases des Fahrzeugs auszublasen und ist oberhalb anderer Auslässe 29A und 29B an der höchsten Position gelegen.
Dann sind der FOOT-Auslass 29A, der VENT-Auslass 29B und der DEF-Auslass 29C jeweils mit einem FOOT-Auslassschieber 31A, einem VENT-Auslassschieber 31B und einem DEF-Auslassschieber 31C versehen, um eine Auslassmenge von der Luft zu steuern.
Als nächstes zeigt 2 ein Blockdiagramm einer Steuerungseinrichtung 11 der Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 der Ausführungsform. Die Steuerungseinrichtung 11 ist aus einem Klimaanlagensteuergerät 20 und einem Wärmepumpensteuergerät 32, die beide aus einem Mikrocomputer als ein Beispiel eines Computers, der einen Prozessor hat, gebildet sind, gebildet. Diese sind mit einem Fahrzeug-Kommunikationsbus 65, der ein CAN (Controller Area Network) oder ein LIN (Local Interconnect Network) ausbildet, verbunden. Ferner sind der Kompressor 2 und der Hilfsheizer 23 auch mit dem Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 verbunden. Dieses Klimaanlagensteuergerät 20, dieses Wärmepumpensteuergerät 32, dieser Kompressor 2 und dieser Hilfsheizer 23 sind eingerichtet, um eine Übertragung und einen Empfang von Daten durch den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 durchzuführen.
Das Klimaanlagensteuergerät 20 ist ein Steuergerät hoher Ordnung, das eine Steuerung einer Fahrzeuginnenraumklimatisierung des Fahrzeugs durchführt. Ein Eingang des Klimaanlagensteuergeräts 20 ist mit jeweiligen Ausgängen eines Außenlufttemperatursensors 33, der eine Außenlufttemperatur (Tam) erfasst, eines Außenluftfeuchtigkeitssensors 34, der eine Außenluftfeuchtigkeit erfasst, eines HVAC-Ansaugtemperatursensors 36, der eine Temperatur (eine Ansauglufttemperatur Tas) der von der Ansaugöffnung 25 zu der Luftstrompassage 3 gesaugten und in den Wärmeabsorber 9 strömenden Luft erfasst, eines Innenraumlufttemperatursensors 37, die eine Temperatur (eine Innenraumlufttemperatur Tin) der Luft (der Innenraumluft) des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Innenraumluftfeuchtigkeitssensors 38, der eine Feuchtigkeit der Luft des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Innenraumluft-CO₂-Konzentrationssensors 39, der eine Kohlendioxidkonzentration des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Auslasstemperatursensors 41, der eine Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft erfasst, eines Ausstoßdrucksensors 42, der einen Kältemittel-Ausstoßdruck (einen Ausstoßdruck Pd) des Kompressors 2 erfasst, eines Sonneneinstrahlungssensors 51 von beispielsweise einem Fotosensorsystem, um ein Sonneneinstrahlungsausmaß in den Fahrzeuginnenraum zu erfassen, und eines Schnelligkeitssensors 52, um eine Bewegungsgeschwindigkeit (eine Schnelligkeit) des Fahrzeugs zu erfassen, und des Klimaanlagen (aircon) -Bedienabschnitts 53, um das Ändern einer vorbestimmten Temperatur oder der Betriebsart festzulegen, verbunden.
Ferner ist ein Ausgang des Klimaanlagensteuergeräts 20 mit dem Außengebläse 15, dem Innenraumgebläse (dem Gebläseventilator) 27, dem Ansaugumschaltschieber 26, dem Luftmischschieber 28 und den jeweiligen Auslassschiebern 31A bis 31C verbunden und sie werden durch das Klimaanlagensteuergerät 20 gesteuert.
Das Wärmepumpensteuergerät 32 ist ein Steuergerät, das hauptsächlich eine Steuerung des Kältemittelkreises R durchführt. Ein Eingang des Wärmepumpensteuergeräts 32 ist mit jeweiligen Ausgängen eines Ausstoßtemperatursensors 43, der eine Temperatur des von dem Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittels erfasst, eines Ansaugdrucksensors 44, der einen Druck des in den Kompressor 2 zu saugenden Kältemittels erfasst, eines Ansaugtemperatursensors 55, der eine Temperatur des in den Kompressor 2 zu saugenden Kältemittels erfasst, eines Radiatortemperatursensors 46, der eine Kältemitteltemperatur (eine Radiatortemperatur TCI) des Radiators 4 erfasst, eines Radiatordrucksensors 47, der einen Kältemitteldruck (einen Radiatordruck PCI) des Radiators 4 erfasst, eines Wärmeabsorbertemperatursensors 48, der eine Kältemitteltemperatur (eine Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9 erfasst, eines Wärmeabsorberdrucksensors 49, der einen Kältemitteldruck des Wärmeabsorbers 9 erfasst, eines Hilfsheizer-Temperatursensors 50, der eine Temperatur (eine Hilfsheizertemperatur Tptc) des Hilfsheizer 23 erfasst, eines Außenwärmetauschertemperatursensors 54, der eine Kältemitteltemperatur (eine Außenwärmetauschertemperatur TXO) des Außenwärmetauschers 7 erfasst, und eines Außenwärmetauscherdrucksensors 56, der einen Kältemitteldruck (einen Außenwärmetauscherdruck PXO) des Außenwärmetauschers 7 erfasst, verbunden.
Ferner ist ein Ausgang des Wärmepumpensteuergeräts 32 mit dem Außenexpansionsventil 6, dem Innenraumexpansionsventil 8 und jeweiligen Magnetventilen von dem Magnetventil 30 (für das Entfeuchten), dem Magnetventil 17 (für das Kühlen), dem Magnetventil 21 (für das Heizen) und dem Magnetventil 40 (auch für das Entfeuchten) verbunden und sie werden durch das Wärmepumpensteuergerät 32 gesteuert. Im Übrigen haben der Kompressor 2 und der Hilfsheizer 23 jeweils darin eingebaute Steuergeräte, und die Steuergeräte des Kompressors 2 und des Hilfsheizers 23 führen über den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 eine Übertragung und einen Empfang von Daten zu und von dem Wärmepumpensteuergerät 32 durch und werden durch das Wärmepumpensteuergerät 32 gesteuert.
Das Wärmepumpensteuergerät 32 und das Klimaanlagensteuergerät 20 führen gegenseitig eine Übertragung und einen Empfang von Daten über den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 durch und steuern jeweilige Einrichtungen auf der Basis der Ausgänge der jeweiligen Sensoren und der festlegenden Eingaben durch den Klimaanlagenbedienabschnitt 53. Jedoch werden in der Ausführungsform in diesem Fall die Ausgänge des Außenlufttemperatursensors 33, des Ausstoßdrucksensors 42, des Schnelligkeitssensors 52 und des Klimaanlagenbedienabschnitts 53 von dem Klimaanlagensteuergeräts 20 durch den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 zu dem Wärmepumpensteuergerät 32 übertragen und angepasst, um durch das Wärmepumpensteuergerät 32 für eine Steuerung zugeführt zu werden.
Mit der obigen Zusammensetzung wird als nächstes ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 der Ausführungsform beschrieben. In der Ausführungsform wechselt und führt die Steuerungseinrichtung 11 (das Klimaanlagensteuergerät 20 und das Wärmepumpensteuergerät 32) die jeweiligen Betriebsarten der Heiz-Betriebsart, der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart, der Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart, der Kühl-Betriebsart, der MAX-Kühlung-Betriebsart (Maximale-Kühlung-Betriebsart) und der Single-Hilfsheizer-Betriebsart aus. Eine Beschreibung wird zuerst getätigt, um eine Strömung und Steuerung des Kältemittels in jeder Betriebsart zu umreißen.
Heiz-Betriebsart
Wenn die Heiz-Betriebsart durch das Wärmepumpensteuergerät 32 (eine Automatik-Betriebsart) oder eine manuelle Betätigung (eine manuelle Betriebsart) an dem Klimaanlagenbedienabschnitt 53 gewählt wird, öffnet das Wärmepumpensteuergerät 32 das Magnetventil 21 (für das Heizen) und schließt das Magnetventil 17 (für das Kühlen). Das Wärmepumpensteuergerät 32 öffnet auch das Magnetventil 30 (für das Entfeuchten) und schließt das Magnetventil 40 (für das Entfeuchten). Dann betreibt das Wärmepumpensteuergerät 32 den Kompressor 2. Das Klimaanlagensteuergerät 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und der Luftmischschieber 28 hat grundsätzlich einen Zustand eines Durchleitens all der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen wird und dann über den Wärmeabsorber 9 strömt, durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A, kann aber ein Luftvolumen einstellen.
Folglich strömt ein von den Kompressor 2 ausgestoßenes Hochtemperatur-Hochdruck Kältemittelgas von dem Kältemittelrohr 13G über das Magnetventil 30 in den Radiator 4. Die Luft in der Luftstrompassage 3 geht durch den Radiator 4 durch und somit wird die Luft in der Luftstrompassage 3 durch das Hochtemperatur-Kältemittel in dem Radiator 4 (durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4, wenn der Hilfsheizer 23 arbeitet) erwärmt. Andererseits wird dem Kältemittel in dem Radiator 4 durch die Luft Wärme entnommen und es wird gekühlt, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
Das in dem Radiator 4 verflüssigte Kältemittel strömt von dem Radiator 4 aus und strömt dann durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Das in das Außenexpansionsventil 6 strömende Kältemittel wird darin dekomprimiert und strömt dann in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel verdampft und die Wärme wird von der Außenluft, die durch Fahren oder das Außengebläse 15 durchgeleitet wird, hinein gefördert. Mit anderen Worten funktioniert der Kältemittelkreis R als eine Wärmepumpe. Dann strömt das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Niedertemperatur-Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13A, das Magnetventil 21 und das Kältemittelrohr 13D, und strömt von dem Kältemittelrohr 13C in den Akkumulator 12, um dort eine Gas-Flüssigkeit-Abscheidung durchzuführen, und danach wird das Kältemittelgas in den Kompressor 2 gesaugt, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Radiator 4 (dem Hilfsheizer 23 und dem Radiator 4, wenn der Hilfsheizer 23 arbeitet) erwärmte Luft wird von den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C ausgeblasen und somit wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt.
Das Wärmepumpensteuergerät 32 berechnet einen Soll-Radiatordruck PCO (einen Sollwert des Radiatordrucks PCI) aus einer Soll-Heizertemperatur TCO (einem Sollwert der später zu beschreiben Heiztemperatur TH), die basierend auf einer Soll-Auslasstemperatur TAO durch das Klimaanlagensteuergerät 20 berechnet wird, und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis des Soll-Radiatordrucks PCO und des Kältemitteldrucks des Radiators 4 (des Radiatordrucks PCI, der ein Hochdruck des Kältemittelkreises R ist), der durch den Radiatordrucksensor 47 erfasst wird, um ein Heizen durch den Radiator 4 zu steuern. Ferner steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 eine Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 auf der Basis der Temperatur des Radiators 4 (der Radiatortemperatur TCI), die durch den Radiatortemperatursensor 46 erfasst wird, und des durch den Radiatordrucksensor 47 erfassten Radiatordrucks PCI, und steuert einen Unterkühlungsgrad SC des Kältemittels in dem Auslass des Radiators 4.
Ferner steuert, wenn die Heizfähigkeit durch den Radiator 4 knapper ein als eine Heizfähigkeit wird, die für eine Fahrzeuginnenraumklimatisierung in der Heiz-Betriebsart erforderlich ist, das Wärmepumpensteuergerät 32 ein Bestromen des Hilfsheizers 23, um seine Verknappung durch die Erzeugung von Wärme durch den Hilfsheizer 23 zu ergänzen. Somit wird ein komfortables Heizen des Fahrzeuginnenraums erreicht und ein Bereifen des Außenwärmetauschers 7 wird auch unterdrückt. Zu diesem Zeitpunkt geht die durch die Luftstrompassage 3 strömende Luft vor dem Radiator 4 durch den Hilfsheizer 23, da der Hilfsheizer 23 auf der Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 angeordnet ist.
Hierbei steigt, wenn der Hilfsheizer 23 auf der Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Radiator 4 angeordnet ist, durch den Radiator 4 die Temperatur der in den Hilfsheizer 23 strömenden Luft an, wobei der Hilfsheizer 23, wie in der Ausführungsform, aus dem PTC-Heizer gebildet ist. Daher wird der Widerstandswerts des PTC-Heizers groß und sein Stromwert wird auch reduziert, um die davon erzeugte Wärmemenge zu verringern. Es ist jedoch möglich, die Fähigkeit des Hilfsheizers 23, der, wie in der Ausführungsform, der aus dem PTC-Heizer gebildet ist, durch Anordnen des Hilfsheizers 23 auf der Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 ausreichend auszustellen.
Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart
Als nächstes öffnet das Wärmepumpensteuergerät 32 in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Ferner schließt das Wärmepumpensteuergerät 32 das Magnetventil 30 und öffnet das Magnetventil 40, und schließt die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 vollständig. Dann betreibt das Wärmepumpensteuergerät 32 den Kompressor 2. Das Klimaanlagensteuergerät 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27 und der Luftmischschieber 28 hat grundsätzlich einen Zustand eines Durchleitens all der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen wird und dann über den Wärmeabsorber 9 strömt, durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A, führt aber auch eine Luftvolumeneinstellung durch.
Folglich strömt das von den Kompressor 2 zu dem Kältemittelrohr 13G ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas in das Umgehungsrohr 35, ohne in den Radiator 4 zu strömen, und erreicht durch das Magnetventil 40 das Kältemittelrohr 13E auf der stromabwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6. Zu diesem Zeitpunkt strömt, da das Außenexpansionsventil 6 vollständig geschlossen ist, das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch das Fahren oder die durch das Außengebläse durchzuleitende Außenluft gekühlt, um zu kondensieren. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nachfolgend in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu strömen. Hier wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und erreicht durch den internen Wärmetauscher 19 das Innenraumexpansionsventil 8. Nachdem das Kältemittel in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert ist, strömt das Kältemittel in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft wird durch eine Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt gekühlt und Wasser in der Luft koaguliert, um an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft in der Luftstrompassage 3 gekühlt und entfeuchtet. Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den internen Wärmetauscher 19, um über das Kältemittelrohr 13C den Akkumulator 12 zu erreichen, und wird dort durch in den Kompressor gesaugt, wodurch dieser Umlauf wiederholt wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist es, da die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 vollständig geschlossen ist, möglich, den Nachteil, dass das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel in umgekehrter Richtung von dem Außenexpansionsventil 6 in den Radiator 4 strömt, zu unterdrücken oder zu verhindern. Somit wird die Verringerung einer zirkulierten Kältemittelmenge unterdrückt oder beseitigt, um eine Klimatisierungskapazität sicherzustellen. Ferner bestromt das Wärmepumpensteuergerät 32 in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart den Hilfsheizer 23, um Wärme zu erzeugen. Folglich wird die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft in dem Prozess eines Durchgehens durch den Hilfsheizer 23 weiter erwärmt und die Temperatur steigt an, sodass das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird.
Das Wärmepumpensteuergerät 32 steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis einer durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfassten Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te) und einer Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, die ein durch das Klimaanlagensteuergerät 20 berechneter Sollwert der Wärmeabsorbertemperatur Te ist, und steuert ein Bestromen des Hilfsheizers 23 (Heizen durch Wärmeerzeugung) auf der Basis der durch den Hilfsheizertemperatursensor 50 erfassten Hilfsheizertemperatur Tptc und der oben genannten Soll-Heizertemperatur TCO, wodurch das Verringern einer Temperatur der von den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft durch das Heizen durch den Hilfsheizer 23 in geeigneter Weise verhindert wird, während das Kühlen und Entfeuchten der Luft durch den Wärmeabsorber 9 in geeigneter Weise durchgeführt wird. Folglich ist es möglich, während einem Entfeuchten der Luft, die Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft auf eine geeignete Heiztemperatur zu steuern, und ein komfortables und effizientes Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums zu erzielen.
Im Übrigen geht, da der Hilfsheizer 23 auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 angeordnet ist, die in dem Hilfsheizer 23 erwärmte Luft durch den Radiator 4 durch, aber das Kältemittel wird in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart nicht veranlasst, in den Radiator 4 zu strömen. Somit ist auch der Nachteil beseitigt, dass der Radiator 4 Wärme von der durch den Hilfsheizer 23 erwärmten Luft absorbiert. Das heißt, dass unterdrückt wird, dass sich die Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft durch den Radiator 4 verringert, und eine Leistungszahl wird ebenfalls verbessert.
Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart
Als nächstes öffnet das Wärmepumpensteuergerät 32 in der Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Ferner öffnet das Wärmepumpensteuergerät 32 das Magnetventil 30 und schließt das Magnetventil 40. Dann betreibt das Wärmepumpensteuergerät 32 den Kompressor 2. Das Klimaanlagensteuergerät 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27 und der Luftmischschieber 28 hat grundsätzlich einen Zustand eines Durchleitens all der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen wird und dann über den Wärmeabsorber 9 strömt, durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3, führt aber auch eine Einstellung eines Luftvolumens durch.
Somit strömt das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas von dem Kältemittelrohr 13G über das Magnetventil 30 in den Radiator 4. Da die Luft in der Luftstrompassage 3 durch den Radiator 4 durchgeht, wird die Luft in der Luftstrompassage 3 in dem Radiator 4 durch das Hochtemperatur-Kältemittel erwärmt, wohingegen dem Kältemittel in dem Radiator 4 die Wärme durch die Luft entnommen wurde und es gekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
Das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen, und strömt durch das Außenexpansionsventil 6, dass gesteuert ist, geringfügig zu öffnen, um in den Außenwärmetauscher 7 zu strömen. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch das Fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchgeleitete Luft gekühlt, um zu kondensieren. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nachfolgend in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu strömen. Hier wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und strömt durch den internen Wärmetauscher 19, um das Innenraumexpansionsventil 8 zu erreichen. Das Kältemittel wird in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasenen Luft koaguliert, um durch eine Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den internen Wärmetauscher 19, um durch das Kältemittelrohr 13C den Akkumulator 12 zu erreichen, und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Da das Wärmepumpensteuergerät 32 in der Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart ein Bestromen des Hilfsheizers 23 nicht durchführt, wird die durch den Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator wieder erwärmt (eine Abstrahlungsfähigkeit ist niedriger als die während des Heizens). Somit wird das Entfeuchten und Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt.
Das Wärmepumpensteuergerät 32 steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te), die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO (Übertragung von dem Klimaanlagensteuergerät 20), die ihr Sollwert ist. Auch berechnet das Wärmepumpensteuergerät 32 einen Soll-Radiatordruck PCO aus der oben beschriebenen Soll-Heizertemperatur TCO und steuert die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 auf der Basis des Soll-Radiatordrucks PCO und des Kältemitteldrucks des Radiators 4 (des Radiatordrucks PCI, der ein Hochdruck des Kältemittelkreises R ist), der durch den Radiatordrucksensor 47 erfasst wird, um ein Heizen durch den Radiator 4 zu steuern.
Kühl-Betriebsart
Als nächstes öffnet das Wärmepumpensteuergerät 32 in dem obigen Zustand der Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart in der Kühl-Betriebsart die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6. Dann betreibt das Wärmepumpensteuergerät 32 den Kompressor 2 und führt keine Bestromung des Hilfsheizers 23 durch. Das Klimaanlagensteuergerät 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27 und der Luftmischschieber 28 hat einen Zustand eines Einstellens eines Verhältnisses, mit dem die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene und durch den Wärmeabsorber 9 durchgeleitete Luft in der Luftstrompassage 3 durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A durchgeleitet wird.
Folglich strömt das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas von dem Kältemittelrohr 13G durch das Magnetventil 30 in den Radiator 4 und das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Außenexpansionsventil 6 vollständig geöffnet und somit geht das Kältemittel dort durch und strömt in den Außenwärmetauscher 7, wie es ist, wo das Kältemittel darin durch das Fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchzuleitende Luft luftgekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nachfolgend in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu strömen. Hier wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und erreicht durch den internen Wärmetauscher 19 das Innenraumexpansionsventil 8. Das Kältemittel wird in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft wird durch die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt gekühlt. Ferner koaguliert das Wasser in der Luft, um an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel strömt durch den internen Wärmetauscher 19, um durch das Kältemittelrohr 13C den Akkumulator 12 zu erreichen, und strömt dort durch, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft wird von den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen (ein Teil davon geht durch den Radiator 4 durch, um einen Wärmeaustausch durchzuführen), wodurch das Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird. Ferner steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 in dieser Kühl-Betriebsart die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te), die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und der oben beschriebenen Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, die ihr Sollwert ist.
MAX-Kühlung-Betriebsart (Maximale-Kühlung-Betriebsart)
Als nächstes öffnet das Wärmepumpensteuergerät 32 in der MAX-Kühlung-Betriebsart als die Maximale-Kühlung-Betriebsart das Magnetventil 17 schließt das Magnetventil 21. Ferner schließt das Wärmepumpensteuergerät 32 das Magnetventil 30 und öffnet das Magnetventil 40 und schließt die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 vollständig. Dann betreibt das Wärmepumpensteuergerät 32 den Kompressor 2 und führt keine Bestromung des Hilfsheizers 23 durch. Das Klimaanlagensteuergerät 20 betreibt die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und der Luftmischschieber 28 hat einen Zustand eines Durchgehens keiner Luft in der Luftstrompassage 3 durch den Hilfsheizer 23 und den Radiator 4 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A. Jedoch tritt kein Problem auf, selbst wenn Luft geringfügig durchgeht.
Somit strömt das von dem Kompressor 2 zu dem Kältemittelrohr 13G ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas in das Umgehungsrohr 35, ohne in den Radiator 4 zu strömen, und erreicht durch das Magnetventil 40 das Kältemittelrohr 13E auf der stromabwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6. Zu diesem Zeitpunkt strömt, da das Außenexpansionsventil 6 vollständig geschlossen ist, das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel wird darin durch das Fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchzuleitende Luft luftgekühlt, um zu kondensieren. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt von dem Kältemittelrohr 13A durch das Magnetventil 17, um nachfolgend in den Abschnitt mit Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 14 und den Unterkühlungsabschnitt 16 zu strömen. Hierbei wird das Kältemittel unterkühlt.
Das von dem Unterkühlungsabschnitt 16 des Außenwärmetauschers 7 ausströmende Kältemittel tritt in das Kältemittelrohr 13B ein und erreicht durch den internen Wärmetauscher 19 das Innenraumexpansionsventil 8. Das Kältemittel wird in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft wird durch die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt gekühlt. Ferner wird, da das Wasser in der Luft koaguliert, um an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, die Luft in der Luftstrompassage 3 entfeuchtet. Ein Umlauf, in dem das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel durch den internen Wärmetauscher 19 strömt, um über das Kältemittelrohr 13C den Akkumulator 12 zu erreichen, und dort durchströmt, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wird wiederholt. Zu diesem Zeitpunkt ist es, da das Außenexpansionsventil 6 vollständig geschlossen ist, möglich, den Nachteil, dass das vom dem Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel in umgekehrter Richtung von dem Außenexpansionsventil 6 zu dem Radiator 4 strömt, in gleicher Weise zu unterdrücken oder zu verhindern. Somit wird das Verringern einer Kältemittel-Zirkulationsmenge unterdrückt oder beseitigt, um eine sicherzustellende Klimatisierungsfähigkeit zu ermöglichen.
Da das Hochtemperatur-Kältemittel in der oben beschriebenen Kühl-Betriebsart in den Radiator 4 strömt, tritt hierbei eine direkte Wärmeleitung von dem Radiator 4 zu der HVAC-Einheit 10 in nicht geringem Maße auf. Da jedoch das Kältemittel in der MAX-Kühlung-Betriebsart nicht in den Radiator 4 strömt, wird die Luft in der Luftstrompassage 3 von dem Wärmeabsorber 9 nicht durch die von dem Radiator 4 zu der HVAC-Einheit 10 übertragenen Wärme erwärmt. Daher wird das starke Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt, und insbesondere in einer solchen Umgebung, in der die Außenlufttemperatur Tam hoch ist, wird der Fahrzeuginnenraum schnell gekühlt, um es möglich zu machen, eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung zu erreichen. Ferner steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 selbst in der MAX-Kühlung-Betriebsart die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te), die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und der oben beschriebenen Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, die ihr Sollwert ist.
Single-Hilfsheizer-Betriebsart
Im Übrigen hat die Steuerungseinrichtung 11 der Ausführungsform in den Fällen, wie etwa, wenn eine übermäßige Reifbildung in dem Außenwärmetauscher 7 auftritt, etc., eine Single-Hilfsheizer-Betriebsart eines Anhaltens des Kompressors 2 und des Außengebläses 15 in dem Kältemittelkreis R und eines Bestromens des Hilfsheizers 23, um den Fahrzeuginnenraum nur durch den Hilfsheizer 23 zu heizen. Selbst in diesem Fall steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 ein Bestromen (Wärmeerzeugung) des Hilfsheizers 23 auf der Basis der durch den Hilfsheizertemperatursensor 50 erfassten Hilfsheizertemperatur Tptc und der oben beschriebenen Soll-Heizertemperatur TCO.
Ferner betreibt das Klimaanlagensteuergerät 20 das Innenraumgebläse 27, und der Luftmischschieber 28 hat einen Zustand eines Durchgehens der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasen wird, durch den Hilfsheizer 23 der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A, um ein Luftvolumen einzustellen. Die durch den Hilfsheizer 23 erwärmte Luft wird von den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen, und somit wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt.
Wechseln einer Betriebsart
Das Klimaanlagensteuergerät 20 berechnet die oben genannte Soll-Auslasstemperatur TAO aus der folgenden Formel (VI). Die Soll-Auslasstemperatur TAO ist ein Sollwert der Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft. $TAO = (Tset - Tin) \times K + Tbal (f (Tset, SUN, Tam))$
wobei Tset eine vorbestimmte Temperatur des Fahrzeuginnenraums ist, die durch den Klimaanlagenbetätigungsabschnitt 53 festgelegt wird, Tin eine durch den Innenraumlufttemperatursensor 37 erfasste Innenraumlufttemperatur ist, K ein Koeffizient ist und Tbal ein aus dem vorbestimmten Wert Tset, dem durch den Sonneneinstrahlungssensor 51 erfassten Sonneneinstrahlungsausmaß SUN und der durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfassten Außenlufttemperatur Tam berechneter Ausgleichswert ist. Ferner ist im Allgemeinen, je niedriger die Außenlufttemperatur Tam ist, die Soll-Auslasstemperatur TAO umso höher, und mit einem Ansteigen der Außenlufttemperatur Tam wird die Soll-Auslasstemperatur TAO verringert.
Das Wärmepumpensteuergerät 32 wählt jegliche Betriebsart aus den obigen jeweiligen Betriebsarten auf der Basis der Außenlufttemperatur Tam (erfasst durch den Außenlufttemperatursensor 33) und der beim Hochfahren über den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 von dem Klimaanlagensteuergerät 20 übertragenen Soll-Auslasstemperatur TAO, und überträgt die jeweiligen Betriebsarten durch den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 zu dem Klimaanlagensteuergerät 20. Ferner wechselt das Wärmepumpensteuergerät 32 nach dem Hochfahren die jeweiligen Betriebsarten auf der Basis von Parametern, wie etwa der Außenlufttemperatur Tam, der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums, der Soll-Auslasstemperatur TAO, einer später zu beschreibenden Heiztemperatur TH, der Soll-Heizertemperatur TCO, der Wärmeabsorbertemperatur Te, der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Entfeuchtungsanforderung für den Fahrzeuginnenraum, etc., und wechselt dabei die Heiz-Betriebsart, die Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart, die Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart, die Kühl-Betriebsart, die MAX-Kühlung-Betriebsart und die Single-Hilfsheizer-Betriebsart entsprechend Umgebungsbedingungen oder der Notwendigkeit aus der Entfeuchtungsanforderung in geeigneter Weise, um die Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft auf die Soll-Auslasstemperatur TAO zu steuern, wodurch eine komfortable und effiziente Fahrzeuginnenraumklimatisierung erzielt wird.
Steuerung von Kompressor 2 in Heiz-Betriebsart durch Wärmepumpensteuergerät 32
Als nächstes wird eine Beschreibung für eine Steuerung des Kompressors 2 in der oben genannten Heiz-Betriebsart unter Verwendung von 4 im Detail getätigt. 4 ist ein Steuerungsblockdiagramm des Wärmepumpensteuergeräts 32, der eine Soll-Drehzahl (eine Soll-Kompressordrehzahl) TGNCh des Kompressors 2 für die Heiz-Betriebsart bestimmt. Ein F/F (Vorwärtskopplung) -Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 58 des Wärmepumpensteuergeräts 32 berechnet ein F/F-Steuerungsausmaß TGNChff der Soll-Kompressordrehzahl auf der Basis der Außenlufttemperatur Tam, die von dem Außenlufttemperatursensor 33 erhaltbar ist, einer Gebläsespannung BLV des Innenraumgebläses 27, eines Luftvolumenverhältnisses SW durch den Luftmischschieber 28, das mit SW = (TAO - Te) / (TH - Te) erhaltbar ist, eines Soll-Unterkühlungsgrads TGSC, der ein Sollwert eines Unterkühlungsgrads SC in dem Auslass des Radiators 4 ist, der oben erwähnten Soll-Heizertemperatur TCO (übertragen von dem Klimaanlagensteuergerät 20), die der Sollwert der Heizertemperatur TH ist, und des Soll-Radiatordrucks PCO, der der Sollwert des Drucks des Radiators 4 ist.
Im Übrigen ist die obige TH, die verwendet wird, um das Luftvolumenverhältnis SW zu berechnen, eine Temperatur (nachstehend als eine Heiztemperatur bezeichnet) der Luft auf eine lee-wärtigen Seite des Radiators 4, der in der Ausführungsform auf der Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Hilfsheizer 23 befindlich ist. Das Wärmepumpensteuergerät 32 schätzt die TH aus einer unten gezeigten Verzögerungsberechnungsformel erster Ordnung (VII) ab: $TH = (INTL \times TH0 + Tau \times THz) / (Tau + INTL)$
wobei INTL eine Berechnungsperiode (konstant) ist, Tau eine Zeitkonstante einer Verzögerung erster Ordnung ist, TH0 ein stabiler-Zustand-Wert der Heiztemperatur TH in einem stabilen Zustand vor einer Verzögerungsberechnung erster Ordnung ist, und THz ein vorangehender Wert der Heiztemperatur TH ist. Dann wird die Heiztemperatur TH über den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 zu dem Klimaanlagensteuergerät 20 übertragen.
Der Soll-Radiatordruck PCO wird durch einen Sollwert-Berechnungsabschnitt 59 auf der Basis des oben beschriebenen Soll-Unterkühlungsgrads TGSC und einer Soll-Heizertemperatur TCO berechnet. Ferner berechnet ein F/B (Rückkopplung)-Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 60 ein F/B-Steuerungsausmaß TGNChfb einer Soll-Kompressordrehzahl auf der Basis des Soll-Radiatordrucks PCO und des Radiatordrucks PCI, der der Kältemitteldruck des Radiators 4 ist. Dann werden ein durch den F/F-Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 58 berechnetes F/F-Steuerungsausmaß TGNChff und ein durch den F/B-Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 60 berechnetes TGNChfb in einem Additionsglied 61 addiert und sein Ergebnis wird, gefolgt von einem Bestimmt-werden als die Soll-Kompressordrehzahl TGNCh, mit Grenzen einer oberen Steuerungsgrenze und einer unteren Steuerungsgrenze in einem Grenzfestlegungsabschnitt 62 addiert. In der Heiz-Betriebsart steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis der Soll-Kompressordrehzahl TGNCh.
Steuerung von Kompressor 2 und Hilfsheizer 23 in Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart durch Wärmepumpensteuergerät 32
Demgegenüber ist 5 ein Steuerungsblockdiagramm des Wärmepumpensteuergeräts 32, das eine Soll-Drehzahl (eine Soll-Kompressordrehzahl) TGNCc des Kompressors 2 für die Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart festlegt. Ein F/F-Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 63 des Wärmepumpensteuergeräts 32 berechnet ein F/F-Steuerungsausmaß TGNCcff der Soll-Kompressordrehzahl auf der Basis der Außenlufttemperatur Tam, eines volumetrischen Luftvolumens Ga der in die Luftstrompassage 3 strömenden Luft, des Soll-Radiatordrucks PCO, der ein Sollwert des Drucks (des Radiatordrucks PCI) des Radiators 4 ist, und der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, die ein Sollwert der Temperatur (der Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9 ist.
Ferner berechnet ein F/B-Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 64 ein F/B-Steuerungsausmaß TGNCcfb der Soll-Kompressordrehzahl auf der Basis der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO (übertragen von dem Klimaanlagensteuergerät 20) und der Wärmeabsorbertemperatur Te. Dann werden das durch den F/F-Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 63 berechnete F/F-Steuerungsausmaß TGNCcff und das durch den F/B-Steuerungsausmaß-Berechnungsabschnitt 64 berechnete F/B-Steuerungsausmaß TGNCcfb in einem Additionsglied 66 addiert, und ihr Ergebnis wird mit Grenzen einer oberen Steuerungsgrenze und einer unteren Steuerungsgrenze in einem Grenzfestlegungsabschnitt 67 addiert, und dann als die Soll-Kompressordrehzahl TGNCc bestimmt. In der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis der Soll-Kompressordrehzahl TGNCc.
Ferner ist 6 ein Steuerungsblockdiagramm des Wärmepumpensteuergeräts 32, das eine erforderliche Hilfsheizerfähigkeit TGQPTC des Hilfsheizers 23 in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart bestimmt. Die Soll-Heizertemperatur TCO und die Hilfsheizertemperatur Tptc werden in ein Subtraktionsglied 73 des Wärmepumpensteuergeräts 32 eingegeben, um eine Abweichung (TCO - Tptc) zwischen der Soll-Heizertemperatur TCO und der Hilfsheizertemperatur Tptc zu berechnen. Die Abweichung (TCO-Tptc) wird in einen F/B-Steuerungsabschnitt 74 eingegeben. Der F/B-Steuerungsabschnitt 74 beseitigt die Abweichung (TCO -Tptc) und berechnet ein erforderliches Hilfsheizerfähigkeit-F/B-Steuerungsausmaß, sodass die Hilfsheizertemperatur Tptc die Soll-Heizertemperatur TCO wird.
Das in dem F/B-Steuerungsabschnitt 74 berechnete erforderliche Hilfsheizerfähigkeit-F/B-Steuerungsausmaß wird in einem Grenzfestlegungsabschnitt 76 mit einer oberen Steuerungsgrenze und einer unteren Steuerungsgrenze addiert und dann als die erforderliche Hilfsheizerfähigkeit TGQPTC bestimmt. In der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart steuert das Steuergerät 32 eine Bestromung zu dem Hilfsheizer 23 auf der Basis der erforderlichen Hilfsheizer Fähigkeit TGQPTC, um dadurch eine Wärmeerzeugung (Heizen) des Hilfsheizers 23 zu steuern, sodass die Hilfsheizertemperatur Tptc die Soll-Heizertemperatur TCO wird.
Somit steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart den Betrieb des Kompressors auf der Basis der Wärmeabsorbertemperatur Te und der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, und steuert die Wärmeerzeugung des Hilfsheizers 23 auf der Basis der Soll-Heizertemperatur TCO, wodurch ein Kühlen und Entfeuchten durch den Wärmeabsorber 9 und ein Heizen durch den Hilfsheizer 23 in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart in geeigneter Weise gesteuert wird. Folglich kann, während die in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasene Luft adäquater entfeuchtet wird, die Temperatur der Luft auf eine genauere Heiztemperatur gesteuert werden, und ein komfortableres und effizienteres Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums kann erzielt werden.
Steuerung von Luftmischschieber 28
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 eine Beschreibung der Steuerung des Luftmischschiebers 28 durch das Klimaanlagensteuergerät 20 getätigt. In 3 ist Ga ein volumetrisches Luftvolumen der in die oben beschriebene Luftstrompassage 3 strömenden Luft, Te ist eine Wärmeabsorbertemperatur und TH ist die oben beschriebene Heiztemperatur (die Temperatur der Luft auf der lee-wärtigen Seite von dem Radiator 4).
Auf der Basis des durch die Formel (die obige Formel (I)) berechneten und, wie oben beschrieben, durch den Radiator 4 und den Hilfsheizer 23 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3 durchgeleiteten Luftvolumenverhältnis SW steuert das Klimaanlagensteuergerät 20 den Luftmischschieber 28, sodass die Luft zu einem Luftvolumen von dem entsprechenden Verhältnis gebracht wird, und stellt dadurch eine Menge der Luft, die durch den Radiator 4 (und den Hilfsheizer 23) geleitet wird, ein. $SW = (TAO - Te) / (TH - Te)$
Das heißt, dass sich das Luftvolumenverhältnis SW, mit dem die Luft durch den Radiator 4 und den Hilfsheizer 23 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A durchgeleitet wird, innerhalb eines Bereichs von 0 ≤ SW ≤ 1 ändert. „0“ gibt einen vollständig geschlossenen Luftmisch-Zustand an, in dem all die Luft in der Luftstrompassage 3 durch die Umgehungspassage 3B zu leiten ist, ohne sie durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A zu leiten, und „1“ gibt einen vollständig geöffneten Luftmisch-Zustand an, in dem all die Luft in der Luftstrompassage 3 durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A durchzuleiten ist. Das heißt, dass das Luftvolumen zu dem Radiator 4 Ga x SW wird.
Hierbei steuert das Klimaanlagensteuergerät 20 die jeweiligen Auslassschieber 31A bis 31C, um dadurch ein Ausblasen der Luft von den jeweiligen Auslässen 29A bis 29C zu steuern. In diesem Fall hat das Klimaanlagensteuergerät 20 jedoch, zusätzlich zu einer Auslassbetriebsart, um die Luft von irgendeinem von dem FOOT-Auslass 29A, dem VENT-Auslass 29B und dem DEF-Auslass 29C auszublasen (von denen jegliche die zweite Auslass-Betriebsart ist, die eine andere als die erste Auslass-Betriebsart ist), eine B/L-Betriebsart (eine erste Auslass-Betriebsart), um die Luft von beiden Auslässen von dem FOOT-Auslass 29A und dem VENT-Auslass 29B auszublasen, und eine H/D-Betriebsart (die auch die erste Auslass-Betriebsart ist), um die Luft von beiden Auslässen von dem FOOT-Auslass 29A und dem DEF-Auslass 29C auszublasen. Dann wird von dem Klimaanlagensteuergerät 20 über den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 zu dem Wärmepumpensteuergerät 32 gemeldet, ob irgendeine Auslass-Betriebsart ausgewählt ist, oder nicht.
Diese werden manuell an dem Klimaanlagenbedienabschnitt 53 oder in einer Automatik-Betriebsart ausgewählt, aber zu diesem Zweck ist der FOOT-Auslass 29A, wie in 1 und 3 gezeigt, auf der Seite der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A gebildet, und ist so ausgebildet, dass die durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A (den Radiator 4 und den Hilfsheizer 23) durchgeleitete Luft einfach von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasen werden kann. Ferner ist der DEF-Auslass 29C auf der Seite der Umgehungspassage 3B gebildet, und so ausgebildet, dass die durch die Umgehungspassage 3B geleitete Luft einfach von dem DEF-Auslass 29C ausgeblasen werden kann. Darüber hinaus ist der VENT-Auslass 29B in der Verlängerung der Trennwand 10A gebildet, und so ausgebildet, dass es einfach wird, die durch die Umgehungspassage 3B geleitete Luft von dem VENT-Auslass 29B als von dem FOOT-Auslass 29A auszublasen, und dass es einfach wird, die durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A durchgeleitete Luft davon als von dem DEF-Auslass 29C auszublasen.
Somit wird, wenn das oben genannte Luftvolumenverhältnis SW durch den Luftmischschieber 28 in einem mittleren Bereich ist, die Temperatur der von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasen Luft hinsichtlich ihrer Temperatur höher als die von dem VENT-Auslass 29B ausgeblasen Luft, und die Temperatur der von dem VENT-Auslass 29B ausgeblasen Luft wird hinsichtlich ihrer Temperatur höher als die von dem DEF-Auslass 29C ausgeblasen Luft.
Dann ist beispielsweise, da die von dem VENT-Auslass 29B ausgeblasene Luft zu der Nähe der Brust oder des Gesichts eines Fahrers ausgeblasen wird, ihre Temperatur von dem Gesichtspunkt eines Komforts im Allgemeinen vorzugsweise ungefähr 25°C (geringer als die Körpertemperatur), und die Temperatur der von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasenen Luft, um die Luft zu dem Fuß auszublasen, ist aus denselben Grund vorzugsweise ungefähr 40 °C (höher als die Körpertemperatur). Das heißt, dass beide vorzugsweise eine Differenz von ungefähr 15 Grad haben.
Andererseits ist der Bereich des Luftvolumenverhältnisses SW, in dem es möglich ist, die Differenz bei der Auslasstemperatur zwischen dem VENT-Auslass 29B und dem FOOT-Auslass 29A beispielsweise in der B/L-Betriebsart ausreichend zu erzeugen, beschränkt, obwohl er von der Eigenschaft der HVAC-Einheit 10 abhängig ist. 7 zeigt Änderungen der jeweiligen Auslasstemperaturen (VENT-Auslasstemperatur, FOOT-Auslasstemperatur) von dem VENT-Auslass 29B und dem FOOT-Auslass 29A wenn das Luftvolumenverhältnis SW zwischen „1“ und „0“ geändert wird. Wie eben aus dieser Zeichnung ersichtlich ist, kann die Temperaturdifferenz in einem mittleren Bereich (SW1 ≤ SW ≤ SW2) zwischen Luftvolumenverhältnissen SW1 (z.B. 0,4) und SW2 (z.B. 0,7) hergestellt werden. Dies kommt daher, dass die Temperaturen der von den jeweiligen Auslässen 29B und 29A ausgeblasen Luft, selbst wenn das Luftvolumenverhältnis SW zu groß oder zu klein ist, ungefähr dieselben werden.
Hierbei hat das Klimaanlagensteuergerät 20, wie durch L1 in 8 im Stand der Technik angegeben (die durch das Klimaanlagensteuergerät 20 berechnete Soll-Heizertemperatur TCO wird über den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 zu dem Wärmepumpensteuergerät 20 übertragen), die oben genannte Soll-Heizertemperatur TCO in allen Auslass-Betriebsarten auf TCO = TAO festgelegt. Im Übrigen zeigt 8 das Verhältnis zwischen der Soll-Auslasstemperatur TAO (horizontale Achse) und der Soll-Heizertemperatur TCO (vertikale Achse). Die Linie L1 von 45° bedeutet TCO = TAO. Ferner gibt L2 in 8 die Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO an.
Dann ist, da das Luftvolumenverhältnis SW, um den Luftmischschieber 28 zu steuern, beispielsweise aus der obigen Formel (I) berechnet wird, das Luftvolumenverhältnis SW nicht darauf beschränkt, in der B/L-Betriebsart in dem oben genannten mittleren Bereich (SW1 ≤ SW ≤ SW2) zu sein, und es ist auch eine Situation aufgetreten, in der die Differenz bei der Auslasstemperatur zwischen dem VENT-Auslass 29B und dem FOOT-Auslass 29A nicht ausreichend erzeugt werden kann.
Berechnungssteuerung 1 von Soll-Heizertemperatur TCO in B/L-Betriebsart (H/D-Betriebsart)
Somit legt, wenn die Auslass-Betriebsart die oben genannte B/L-Betriebsart ist (die erste Auslass-Betriebsart, und in gleicher Weise behandelt, eben wenn in der H/B-Betriebsart), das Klimaanlagensteuergerät 20 der Ausführungsform ein vorbestimmtes Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW fest, innerhalb des obigen mittleren Bereichs (SW1 ≤ SW ≤ SW2) von dem Luftvolumenverhältnis SW zu dem Radiator 4 und dem Hilfsheizer 23 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A zu sein.
Dann berechnet das Klimaanlagensteuergerät auf der Basis der oben genannten Soll-Auslasstemperatur TAO und des festgelegten Soll-Luftvolumenverhältnisses TGSW aus der folgenden Formel (II) eine Soll-Heizertemperatur TCO und überträgt sie über den Fahrzeug-Kommunikationsbus 65 zu dem Wärmepumpensteuergerät 32. $TCO = (TAO - TEO) / (TGSW + TEO)$
wobei TEO die oben genannte Soll-Wärmeabsorbertemperatur ist.
Die obige Formel (II) ist ein numerischer Ausdruck, der in der Form eines Ersetzens der Wärmeabsorbertemperatur Te von der Formel (I) eines Berechnens des oben genannten Luftvolumenverhältnis SSW durch die Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, eines Ersetzens des Luftvolumenverhältnisses SW durch das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW und eines weiteren Ersetzens der Heiztemperatur TH durch die Soll-Heizertemperatur TCO umgeformt ist, um dadurch die Soll-Heizertemperatur TCO zu berechnen. Das heißt, dass die Soll-Heizertemperatur TCO, bei der das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW (der Wert in dem mittleren Bereich) bei der Soll-Auslasstemperatur TAO und der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO zu diesem Zeitpunkt erreicht werden kann, aus dieser Formel (II) berechnet werden kann.
Hierbei wird das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW in der B/L-Betriebsart (H/D-Betriebsart) in dem Klimaanlagensteuergerät 20 im Voraus innerhalb des oben genannten mittleren Bereichs (SW1 ≤ SW ≤ SW2) des Luftvolumenverhältnisses SW festgelegt und gespeichert. In diesem Fall kann das darauf festzulegende Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW in all den Betriebsarten fest sein. Jegliche Werte (optimale Werte, wobei bei jedem die Temperaturdifferenz zwischen dem oben genannten Auslass und dem Auslass darüber erzeugt werden kann) in dem mittleren Bereich, die zu diesen optimal sind, werden jeweils im Voraus durch Versuche entsprechend den jeweiligen Betriebsarten bestimmt und können in das Klimaanlagensteuergerät 20 eingestellt werden.
Da sich das Luftvolumenverhältnis SW beispielsweise in einem Bereich von 0 ≤ SW ≤ 1 ändert, kann die obige Formel (II) in die folgende Formel (III) vereinfacht werden, wobei beispielsweise das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW in dem oben genannten mittleren Bereich (SW1 ≤ SW ≤ SW2) im Voraus auf 0,5 festgelegt wird (ein Wert der als die Mitte von 0 bis 1 dient). $TCO = 2 \times TAO - TEO$
Die in dieser Formel (III) berechnete Soll-Heizertemperatur TCO ist in 8 durch L3 angegeben. Es wird aus 8 verstanden, dass, verglichen mit dem Fall von TCO = TAO, die in der Formel (III) berechnete Soll-Heizertemperatur TCO eine Änderung zeigt, bei der sie von einem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO niedrig ist, steil ansteigt und in einem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO hoch ist, ungefähr konstant wird.
Das Wärmepumpensteuergerät 32, das die so berechnete Soll-Heizertemperatur TCO empfangen hat, steuert den Kompressor 2 in der Heiz-Betriebsart von dem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO niedrig ist, beispielsweise, um eine Heizfähigkeit durch den Radiators 4 zu erhöhen und eine Heizfähigkeit durch den Hilfsheizer 23 zu verbessern, in gleicher Weise in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart von dem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO niedrig ist. Das Wärmepumpensteuergerät steuert das Außenexpansionsventil 6 von dem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO niedrig ist, in gleicher Weise, um in der Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart die Heizfähigkeit durch den Radiator 4 zu erhöhen und in der Single-Hilfsheizer-Betriebsart die Heizfähigkeit durch den Hilfsheizer 23 zu verbessern. Es ist somit möglich, eine Verringerung der Auslasstemperatur zu kompensieren und beizubehalten während das Luftvolumenverhältnis SW auf den mittleren Bereich (SW1 ≤ SW ≤ SW2, und L3 ist in 8 TGSW = 0, 5) festgelegt ist. Dies gilt auch für die H/D-Betriebsart.
Somit legt das Klimaanlagensteuergerät 20 in der vorliegenden Erfindung das vorbestimmte Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW in der B/L-Betriebsart (in gleicher Weise auch in der H/D-Betriebsart) fest, innerhalb des vorbestimmten mittleren Bereich des Luftvolumenverhältnisses SW zu sein und berechnet die Soll-Heizertemperatur TCO auf der Basis der Soll-Auslasstemperatur TAO und des Soll-Luftvolumenverhältnisses TGSW. Daher wird in der B/L-Betriebsart (H/D-Betriebsart) die Soll-Heizertemperatur TCO, bei der das aus der Soll-Auslasstemperatur TAO und der Heiztemperatur TH berechnete Luftvolumenverhältnis SW in den vorbestimmten mittleren Bereich fällt, die Soll-Heizertemperatur TCO aus der Soll-Auslasstemperatur TAO und dem Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW berechnet, und das Heizen durch den Radiator 4 und den Hilfsheizer 23 wird durch das Wärmepumpensteuergerät 32 auf der Basis der berechneten Soll-Heizertemperatur TCO gesteuert.
Somit wird, während die Auslasstemperatur der Luft zu dem Fahrzeuginnenraum beibehalten wird, in der B/L-Betriebsart eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen der von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasen Luft und der von dem VENT-Auslass 28 B ausgeblasenen Luft hergestellt, und in der H/D-Betriebsart wird eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen der von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasenen Luft und der von dem DEF-Auslass 29C ausgeblasenen Luft hergestellt, wodurch es möglich gemacht wird, eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung, bezeichnet als ein sogenanntes „Kopf-kühl/Füße warm“, problemlos zu realisieren. In der Ausführungsform kann insbesondere, da die Soll-Heizertemperatur TCO in den oben beschriebenen Formeln (II) und (III) berechnet wird, die geeignete Berechnung der Soll-Heizertemperatur TCO durchgeführt werden.
Ferner ist die vorliegende Erfindung extrem effektiv für die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1, die wie in der Ausführungsform mit dem Radiator 4, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen um dadurch die von der Luftstrompassage 3 zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, und dem Hilfsheizer 23 zum Erwärmen der von der Luftstrompassage 3 zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft versehen ist, um entweder einen von diesen oder beide davon zu heizen.
Berechnungsteuerung 2 von Soll-Heizertemperatur TCO in B/L-Betriebsart (H/D-Betriebsart)
Im Übrigen kann das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW unter Verwendung der Wärmeabsorbertemperatur Te anstatt der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO aus der folgenden Formel (IV) bestimmt werden. $TCO = (TAO - Te) / (TGSW + TE)$
Die obige Formel (IV) ist ein numerischer Ausdruck, der in der Form eines Ersetzens des Luftvolumenverhältnisses SW der Formel (I) eines Berechnens des oben genannten Luftvolumenverhältnisses SW durch das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW, und eines Ersetzens der Heiztemperatur THA durch die Soll-Heizertemperatur TCO umgeformt wird, um dadurch die Soll-Heizertemperatur TCO zu berechnen.
Dann legt, eben in diesem Fall wenn die Auslass-Betriebsart die oben genannte B/L-Betriebsart (die erste Auslass-Betriebsart und auch in gleicher Weise behandelt wenn in der H/D-Betriebsart) ist, das Klimaanlagensteuergerät 20 ein vorbestimmtes Luftvolumenverhältnis TGSW fest, innerhalb des obigen mittleren Bereichs (SW1 ≤ SW ≤ SW2) des Luftvolumenverhältnisses SW zu dem Radiator 4 und dem Hilfsheizer 23 in der Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A zu sein. Die Soll-Heizertemperatur TCO, bei der das Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW (der Wert in dem mittleren Bereich) bei der Soll-Auslasstemperatur TAO und der Wärmeabsorbertemperatur Te zu diesem Zeitpunkt erzielt werden kann, kann auch durch diese Formel (IV) berechnet werden.
Selbst in diesem Fall kann, da sich, wie oben beschrieben, das Luftvolumenverhältnis SW in dem Bereich von 0 ≤ SW ≤ 1 ändert, die obige Formel (IV) in die folgende Formel (V), in der beispielsweise TGSW in dem oben genannten mittleren Bereich (SW1 ≤ SW ≤ SW2) im Voraus auf 0, 5 festgelegt ist (der Wert dient als die Mitte von 0 bis 1), vereinfacht werden. $TCO = 2 \times TAO - Te$
Das Wärmepumpensteuergerät 32, das die so berechnete Soll-Heizertemperatur TCO empfangen hat, steuert den Kompressor 2 von dem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO niedrig ist, in der Heiz-Betriebsart in gleicher Weise um die Heizfähigkeit durch den Radiator 4 zu erhöhen und die Heizfähigkeit durch den Hilfsheizer 23 zu verbessern, von dem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO niedrig ist, in gleicher Weise in der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart und der Single-Hilfsheizer-Betriebsart, und steuert das Außenexpansionsventil 6 von dem Bereich, in dem die Soll-Auslasstemperatur TAO niedrig ist, in der Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart in gleicher Weise, um die Heizfähigkeit durch den Radiator 4 zu erhöhen.
Somit wird, während die Auslasstemperatur der Luft zu dem Fahrzeuginnenraum beibehalten wird, das Luftvolumenverhältnis SW auf den mittleren Bereich (SW1 ≤ SW ≤ SW2) festgelegt. Ferner wird in der B/L-Betriebsart eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen der von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasenen Luft und der von dem VENT-Auslass 29B ausgeblasenen Luft hergestellt, und in der H/D-Betriebsart wird eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen der von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasenen Luft und der von dem DEF-Auslass 29C ausgeblasenen Luft hergestellt, wodurch es möglich gemacht wird, eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung, bezeichnet als ein sogenanntes „Kopf-kühl/Füßewarm“, problemlos zu realisieren. Ferner kann, auch in dem Fall der Ausführungsform, da die Soll-Heizertemperatur TCO in den oben beschriebenen Formen (IV) und (V) berechnet wird, die geeignete Berechnung der Soll-Heizertemperatur TCO durchgeführt werden.
[Ausführungsform 2]
Als nächstes zeigt 9 eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 einer anderen Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist. Im Übrigen haben Komponenten, die in dieser Zeichnung mit denselben Bezugszeichen wie diese in 1 bezeichnet sind, dieselbe oder eine ähnliche Funktion. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform ist ein Auslass eines Unterkühlungsabschnitts 16 mit einem Rückschlagventil 18 verbunden. Ein Auslass des Rückschlagventils 18 ist mit einem Kältemittelrohr 13B verbunden. Im Übrigen hat das Rückschlagventil 18 eine Kältemittelrohr-13B- (ein Innenraumexpansionsventil-8-) Seite, die als eine Vorwärtsrichtung dient. Ferner verzweigt sich ein Kältemittelrohr 13E auf einer Auslassseite eines Radiators 4 vor einem Außenexpansionsventil 6 und dieses verzweigte Kältemittelrohr (nachstehend als ein zweites Umgehungsrohr bezeichnet) 13F kommuniziert und verbindet auf einer stromabwärtigen Seite von dem Rückschlagventil 18 über ein Magnetventil 22 (zum Entfeuchten) mit dem Kältemittelrohr 13B. Zusätzlich ist ein Verdampfungsdruck-Steuerungsventil 70 auf einer Auslassseite eines Wärmeabsorbers 9 auf einer Kältemittelrohr-stromabwärtigen Seite eines internen Wärmetauschers 19 und auf einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von einem Verbindungspunkt mit einem Kältemittelrohr 13D mit einem Kältemittelrohr 13C verbunden. Dann sind dieses Magnetventil 22 und dieses Verdampfungsdruck-Steuerungsventil 70 auch mit einem Ausgang eines Wärmepumpensteuergeräts 32 verbunden. Ferner ist die in 1 der oben genannten Ausführungsform aus dem Umgehungsrohr 35, dem Magnetventil 30 und dem Magnetventil 40 gebildete Umgehungseinrichtung 45 nicht vorgesehen. Da anderes gleich zu diesem in 1 ist, wird seine Beschreibung weggelassen.
Ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 mit der obigen Zusammensetzung dieser Ausführungsform wird beschrieben. In dieser Ausführungsform wechselt und führt das Wärmepumpensteuergerät 32 jeweilige Betriebsarten einer Heiz-Betriebsart, einer Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart, einer Interner-Zyklus-Betriebsart, einer Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart und einer Kühl-Betriebsart (eine MAX-Kühlung-Betriebsart existiert in dieser Ausführungsform nicht) aus. Im Übrigen wird, da Operationen und eine Strömung eines Kältemittelrohrs zu dem Zeitpunkt zu dem die Heiz-Betriebsart, die Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart und die Kühl-Betriebsart gewählt sind, gleich zu diesen in dem Fall der oben genannten Ausführungsform (Ausführungsform 1) sind, ihre Beschreibung weggelassen. In der vorliegenden Ausführungsform (Ausführungsform 2) wird jedoch angenommen, dass das Magnetventil 22 in dieser Heiz-Betriebsart, dieser Entfeuchtungs-und-Kühl-Betriebsart und dieser Kühl-Betriebsart zu schließen ist.
Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart von Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 in Fig. 9
Andererseits öffnet, wenn die Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart gewählt ist, das Wärmepumpensteuergerät 32 in dieser Ausführungsform (Ausführungsform 2) ein Magnetventil 21 (für das Heizen) und schließt ein Magnetventil 17 (für das Kühlen). Auch öffnet das Wärmepumpensteuergerät 32 das Magnetventil 22 (für das Entfeuchten). Dann betreibt das Wärmepumpensteuergerät 32 einen Kompressor 2. Ein Klimaanlagensteuergerät 20 betreibt jeweilige Gebläse 15 und 27, und ein Luftmischschieber 28 hat grundsätzlich einen Zustand eines Durchleitens all der Luft in der Luftstrompassage 3, die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasenen wird und dann über den Wärmeabsorber 9 strömt, durch einen Hilfsheizer 23 und einen Radiator 4 in einer Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A, aber führt ebenso eine Luftvolumeneinstellung durch.
Folglich strömt ein von dem Kompressor 2 ausgestoßenes Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas von einem Kältemittelrohr 13G in den Radiator 4. Da die in die Heiz-Wärmeaustauschpassage 3A strömende Luft in der Luftstrompassage 3 durch den Radiator 4 durchgeht, wird die Luft in der Luftstrompassage 3 durch das Hochtemperatur-Kältemittel in dem Radiator 4 erwärmt, wohingegen dem Kältemittel in dem Radiator 4 die Wärme durch die Luft entnommen wird und es gekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
Das in dem Radiator 4 verflüssigte Kältemittel 4 strömt von dem Radiator 4 heraus und erreicht dann durch das Kältemittelrohr 13E das Außenexpansionsventil 6. Das in das Außenexpansionsventil 6 strömende Kältemittel wird darin dekomprimiert und strömt dann in den Außenwärmetauscher 7. Das in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel verdampft, und die Wärme wird von der durch Fahren oder das Außengebläse 15 durchgeleiteten Außenluft hineingefördert. Mit anderen Worten funktionierte Kältemittelkreis R als eine Wärmepumpe. Dann wird ein Umlauf, in dem das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Niedertemperatur-Kältemittel über ein Kältemittelrohr 13A, das Magnetventil 21 und das Kältemittelrohr 13D von dem Kältemittelrohr 13C in einen Akkumulator 12, in dem es einer Gas-Flüssigkeit-Abscheidung unterzogen wird, strömt, und dann das Kältemittelgas in den Kompressor 2 gesaugt wird, wiederholt.
Ferner wird ein Teil des durch den Radiator 4 zu dem Kältemittelrohr 13E strömenden kondensierten Kältemittels verteilt und strömt durch das Magnetventil 22, um von dem zweiten Umgehungsrohr 13F und dem Kältemittelrohr 13B durch den internen Wärmetauscher 19 das Innenraumexpansionsventil 8 zu erreichen. Das Kältemittel wird durch das Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert und strömt in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasenen Luft koaguliert, um durch eine Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
Ein Umlauf, in dem sich das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel durch den internen Wärmetauscher 19 und das Verdampfungsdruck-Steuerungsventil 70 bei dem Kältemittelrohr 13C mit dem Kältemittel von dem Kältemittelrohr 13D verbindet, und dann durch den Akkumulator 12 in den Kompressor 2 gesaugt wird, wird wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator 4 wieder erwärmt, und somit wird ein Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt.
Das Klimaanlagensteuergerät 20 überträgt eine aus einer Soll-Auslasstemperatur TAO berechnete Soll-Heizertemperatur TCO (einen Sollwert einer Heizertemperatur TH) zu dem Wärmepumpensteuergerät 32. Das Wärmepumpensteuergerät 32 berechnet aus der Soll-Heizertemperatur TCO einen Soll-Radiatordruck PCO (einen Sollwert eines Radiatordrucks PCI) und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis des Soll-Radiatordrucks PCO und eines Kältemitteldrucks des Radiators 4 (eines Radiatordrucks PCI, der ein Hochdruck des Kältemittelkreises R ist), der durch einen Radiatordrucksensor 47 erfasst wird, um ein Heizen durch den Radiator 4 zu steuern. Ferner steuert das Wärmepumpensteuergerät 32 eine Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 auf der Basis einer Temperatur Te des Wärmeabsorbers 9, die durch einen Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und einer von einem Klimaanlagensteuergerät 20 übertragenen Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO. Zusätzlich öffnet (um einen Strömungspfad zu vergrößern) /schließt (um es zu ermöglichen, dass wenig Kältemittel strömt) das Wärmepumpensteuergerät 32 das Verdampfungsdruck-Steuerungsventil 70 auf der Basis der durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfassten Temperatur Te des Wärmeabsorbers 9, um eine Unannehmlichkeit, dass der Wärmeabsorber 9 aufgrund eines übermäßigen Abfalls seiner Temperatur einfriert, zu verhindern.
Interner-Zyklus-Betriebsart von Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 von Fig. 9
Ferner schließt das Wärmepumpensteuergerät 32 in der Interner-Zyklus-Betriebsart das Außenexpansionsventil 6 in einem Zustand der obigen Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart vollständig (vollständig geschlossene Position) und schließt das Magnetventil 21. Mit dem Schließen des Außenexpansionsventils 6 und des Magnetventils 21 werden das Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher 7 und das Ausströmen des Kältemittels von dem Außenwärmetauscher 7 verhindert, und somit strömt all das durch den Radiator 4 in das Kältemittelrohr 13E strömende Kältemittel durch das Magnetventil 22 in das zweite Umgehungsrohr 13F. Dann erreicht das durch das zweite Umgehungsrohr 13F strömende Kältemittel von dem Kältemittelrohr 13B durch den internen Wärmetauscher 19 das Innenraumexpansionsventil 8. Das Kältemittel wird durch das Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasenen Luft koaguliert, um durch eine Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
Ein Umlauf, in dem das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte Kältemittel durch den internen Wärmetauscher 19 und das Verdampfungsdruck-Steuerungsventil 70 in das Kältemittelrohr 13C strömt und durch den Akkumulator 12 in den Kompressor gesaugt wird, wird wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator 4 wieder erwärmt, und somit werden das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt. Da jedoch in der Interner-Zyklus-Betriebsart das Kältemittel zwischen dem Radiator 4 (Wärmeabstrahlung) und dem Wärmeabsorber 9 (Wärmeabsorption), die in der Luftstrompassage 3 auf der Innenraumseite liegen, zirkuliert wird, wird das Hineinfördern von Wärme von der Außenluft nicht durchgeführt, und eine Heizfähigkeit entsprechend des Energieverbrauchs des Kompressors 2 wird gezeigt. Da die gesamte Menge des Kältemittels durch den Wärmeabsorber 9, der eine Entfeuchtungsoperation zeigt, strömt, ist die Entfeuchtungsfähigkeit, verglichen mit der obigen Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart, hoch, aber die Heizfähigkeit wird gering.
Das Klimaanlagensteuergerät 20 überträgt die aus der Soll-Auslasstemperatur TAO berechnete Soll-Heizertemperatur TCO (den Sollwert der Heiztemperatur TH) zu dem Wärmepumpensteuergerät 32. Das Wärmepumpensteuergerät 32 berechnet einen Soll-Radiatordruck PCO (einen Sollwert des Radiatordrucks PCI) aus der übertragenen Soll-Heizertemperatur TCO und steuert die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf der Basis des Soll-Radiatordrucks PCO und des durch den Radiatordrucksensor 47 erfassten Kältemitteldrucks (des Radiatordrucks PCI, der der Hochdruck des Kältemittelkreises R ist), um ein Heizen durch den Radiator 4 zu steuern.
Selbst in der Fahrzeugklimaanlageneinrichtung 1 wie in dieser Ausführungsform, werden die Berechnungsteuerung 1 der Soll-Heizertemperatur TCO in der B/L-Betriebsart (H/D-Betriebsart) (11) und die Berechnungsteuerung 2 der Soll-Heizertemperatur TCO in der B/L-Betriebsart (H/D-Betriebsart) (12) in der Heiz-Betriebsart, der Entfeuchtungs-und-Heiz-Betriebsart, der Interner-Zyklus-Betriebsart, der Entfeuchtungs-und Kühl-Betriebsart und der Single-Hilfsheizer-Betriebsart ausgeführt, wodurch es möglich gemacht wird, die ausreichende Temperaturdifferenz zwischen der von dem FOOT-Auslass 29A ausgeblasenen Luft und der von dem VENT-Auslass 29B ausgeblasenen Luft in der B/L-Betriebsart oder dergleichen herzustellen, wodurch eine komfortable Fahrzeuginnenraumklimatisierung eines sogenannten „Kopf-kühl/Füße-warm“ realisiert werden kann.
Im Übrigen wurden in jeder Ausführungsform die B/L-Betriebsart und die H/D-Betriebsart als die erste Auslass-Betriebsart angenommen, aber sie sind nicht darauf beschränkt. Es wird auch ein Fall in Betracht gezogen, in dem die Luft hinsichtlich der ersten Auslass-Betriebsart von sowohl dem VENT-Auslass 29B als auch dem DEF-Auslass 29C ausgeblasen wird.
Ferner ist die Wechselsteuerung der jeweiligen in der Ausführungsform gezeigten Betriebsarten nicht darauf beschränkt. Jegliche von Parametern, wie etwa der Außenlufttemperatur Tam, der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums, der Soll-Auslasstemperatur TAO, der Heiztemperatur TH, der Soll-Heizertemperatur TCO, der Wärmeabsorbertemperatur Te, der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, der Anwesenheit oder Abwesenheit der Anforderung zum Entfeuchten des Fahrzeuginnenraums, etc., oder ihre Kombination, oder alle von ihnen können angenommen werden, geeignete Bedingungen festzulegen.
Ferner ist die Hilfsheizeinrichtung nicht auf den in der Ausführungsform gezeigten Hilfsheizer 23 beschränkt, sondern ein Heizmedium-Zirkulationskreis eines Zirkulierens eines durch einen Heizer erhitzten Heizmediums, um die Luft in der Luftstrompassage 3 zu erwärmen, ein Heizerkern eines zirkulierenden durch einen Verbrennungsmotor erhitzten Kühlwassers, etc. können verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugklimaanlageneinrichtung
2: Kompressor
3: Luftstrompassage
3A: Heiz-Wärmeaustauschpassage
3B: Umgehungspassage
4: Radiator (Heizer)
6: Außenexpansionsventil
7: Außenwärmetauscher
8: Innenraumexpansionsventil
9: Wärmeabsorber
10: HVAC Einheit
10A: Trennwand
11: Steuerungseinrichtung
20: Klimaanlagensteuergerät
23: Hilfsheizer (Hilfsheizeinrichtung, Heizer)
27: Innenraumgebläse (Gebläseventilator)
28: Luftmischschieber
29A: FOOT-Auslass (erste Auslass)
29B: VENT-Auslass (zweiter Auslass, erster Auslass)
29C: DEF-Auslass (zweiter Auslass)
31A-31C: Auslassschieber
32: Wärmepumpensteuergerät
65: Fahrzeug-Kommunikationsbus
R: Kältemittelkreis

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 2012250708 [0005]
JP 2014054932 [0005]

Claims

Fahrzeugklimaanlageneinrichtung, aufweisend: einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten; eine Luftstrompassage, durch die zu einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt; einen Heizer, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen; einen Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen; eine Heiz-Wärmeaustauschpassage und eine Umgehungspassage, die in der Luftstrompassage auf einer lee-wärtigen Seite von dem Wärmeabsorber unterteilt und gebildet sind; einen Luftmischschieber, um ein Verhältnis einzustellen, mit dem die durch den Wärmeabsorber durchgeleitete Luft in der Luftstrompassage durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage zu leiten ist; einen ersten Auslass, um die Luft von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen; einen zweiten Auslass, um die Luft von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum an einer Position oberhalb des ersten Auslasses auszublasen; und eine Steuerungseinrichtung, wobei der Heizer in der Heiz-Wärmeaustauschpassage angeordnet ist, und die Fahrzeugklimaanlageneinrichtung so konfiguriert ist, dass die durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage durchgeleitete Luft einfach von dem ersten Auslass dem zweiten Auslass auszublasen ist und die durch die Umgehungspassage durchgeleitete Luft einfach von dem zweiten Auslass als von dem ersten Auslass auszublasen ist, wobei die Steuerungseinrichtung ein Heizen durch den Heizer auf der Basis einer Soll-Heizertemperatur TCO, die ein Sollwert einer Heiztemperatur TH ist, die eine Temperatur der Luft auf einer lee-wärtigen Seite von dem Heizer ist, steuert, wobei die Steuerungseinrichtung ein Luftvolumenverhältnis SW der durch die Heiz-Wärmeaustauschpassage durchzuleitenden Luft auf der Basis einer Soll-Auslasstemperatur TAO, die ein Sollwert einer Temperatur der zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft ist, und der Heiztemperatur TH berechnet, um den Luftmischschieber zu steuern, wobei die Steuerungseinrichtung eine erste Auslass-Betriebsart hat, um die Luft sowohl von dem ersten Auslass als auch dem zweiten Auslass zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasen, und wobei, in der ersten Auslass-Betriebsart, die Steuerungseinrichtung ein vorbestimmtes Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW festlegt, innerhalb eines vorbestimmten mittleren Bereichs des Luftvolumenverhältnisses SW zu sein, und die Soll-Heizertemperatur TCO auf der Basis der Soll-Auslasstemperatur TAO und dem Soll-Luftvolumenverhältnis TGSW berechnet.
Fahrzeugklimaanlageneinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei, wenn gegeben ist, dass SW = (TAO - Te) / (TH - Te) ... (I), wobei eine Temperatur des Wärmeabsorbers angenommen wird, Te zu sein, die Steuerungseinrichtung das Luftvolumenverhältnis SW in der obigen Formel (I) berechnet.
Fahrzeugklimaanlageneinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, wenn gegeben ist, dass TCO = (TAO - TEO) / TGSW + TEO ... (II), wobei eine Soll-Wärmeabsorbertemperatur, die ein Sollwert einer Temperatur Te des Wärmeabsorbers ist, angenommen wird, TEO zu sein, die Steuerungseinrichtung die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (II) berechnet.
Fahrzeugklimaanlageneinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei, wenn gegeben ist, dass TCO = 2 x TAO - TEO ... (III), die Steuerungseinrichtung die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (III) berechnet.
Fahrzeugklimaanlageneinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, wenn gegeben ist, dass TCO = (TAO - Te) / TGSW + Te ... (IV), die Steuerungseinrichtung die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (IV) berechnet.
Fahrzeugklimaanlageneinrichtung gemäß Anspruch 5, wobei, wenn gegeben ist, dass TCO = 2 × TAO - Te ... (V), die Steuerungseinrichtung die Soll-Heizertemperatur TCO in der obigen Formel (V) berechnet.
Fahrzeugklimaanlageneinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Heizer ein Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, um dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, und/oder eine Hilfsheizeinrichtung ist, um die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen.