DE112018003766T5

DE112018003766T5 - Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE112018003766T5
Application number: DE112018003766.5T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Ishizeki; Yoshiyuki Okamoto
Original assignee: Sanden Automotive Climate Systems Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2020-04-16
Also published as: CN110891807A; US20200171919A1; US11077736B2; JP2019023023A; CN110891807B; WO2019021710A1

Abstract

Eine Fahrzeugklimaanlage wird bereitgestellt, die in der Lage ist, einen Fahrzeuginnenraum mit Wärme einer Batterie zu heizen, und auch eine Heizfähigkeitsverschlechterung aufgrund einer Verringerung von zirkulierendem Kältemittel zu verhindern. Die Fahrzeugklimaanlage enthält eine Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 um ein Wärmemedium zu zirkulieren, um dabei die Temperatur der in einem Fahrzeug montierten Batterie 55 einzustellen. Die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 hat einen Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64, um Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium auszutauschen, und enthält ein Rückschlagventil 30, um das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zu einer Ansaugseite des Kompressors 2 ausströmende Kältemittel zurückzuführen und die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausströmenden und zu einem Außenwärmetauscher 7 und einem Wärmeabsorber 9 hin gerichteten Kältemittels zu versperren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem Wärmepumpensystem, die Luft eines Fahrzeuginnenraums eines Fahrzeugs aufbereitet, und spezieller betrifft sie eine Fahrzeugklimaanlage, die für ein Hybridauto und ein Elektrofahrzeug, von denen jedes eine Batterie hat, geeignet ist.
Stand der Technik
Aufgrund eines Vorliegens von Umweltproblemen in den letzten Jahren haben sich Hybridautos und Elektrofahrzeuge, von denen jedes einen Motor zum Fahren durch von einer Batterie zugeführten Energie antreibt, verbreitet. Ferner wurde als eine Klimatisierungseinrichtung, die für solch ein Fahrzeug verwendbar ist, eine Klimatisierungseinrichtung entwickelt, die einen Kältemittelkreis enthält, mit dem ein Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten und auszustoßen, ein auf einer Fahrzeuginnenraumseite angeordneter Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, ein auf der Fahrzeuginnenraumseite angeordneter Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, und ein außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordneter Außenwärmetauscher, um Außenluft strömen zu lassen und das Kältemittel Wärme absorbieren oder abstrahlen zu lassen, verbunden sind, und die eine Heiz-Betriebsart (eine Heizoperation), um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen und das Kältemittel, von dem die Wärme in dem Radiator abgestrahlt wurde, in dem Außenwärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, eine Kühl-Betriebsart (eine Kühloperation), um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen und das Kältemittel in dem Wärmeabsorber Wärme absorbieren zu lassen, etc., wechselt und ausführt (beispielsweise bezugnehmend auf Patentdokument 1).
Zum anderen wird die Temperatur der in dem Fahrzeug montierten Batterie während ihres Ladens oder aufgrund einer Eigen-Wärmeerzeugung während ihres Entladens hoch. Es besteht ein Risiko, dass, wenn das Laden/Entladen der Batterie in einem solchen Zustand durchgeführt wird, ihre Verschlechterung fortschreitet und die Batterie bald eine Betriebssteuerung verursacht, um zu einem Schaden zu führen. Somit wurde auch eine Batterie entwickelt, die in der Lage ist, die Temperatur einer Sekundärbatterie (Batterie) durch Zirkulieren von Luft (Wärmemedium), die durch ein in einem Kältemittelkreis zirkuliertes Kältemittel gekühlt wird, einzustellen (beispielsweise bezugnehmend auf Patentdokument 2).
Referenzdokumentliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-213765
Patentdokument 2: Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-90201

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Hierbei hat die in dem oben beschriebenen Patentdokument 2 gezeigte konventionelle Zusammensetzung eine Betriebsart eines Heizens der Batterie (Sekundärbatterie) während ein Fahrzeuginnenraum geheizt wird, gezeigt, aber sie zeigt nicht eine Betriebsart eines Kühlens der Batterie während der Fahrzeuginnenraum geheizt wird. Zum anderen ist es, da die Batterie aufgrund des Ladens/Entladen auch in einer Umgebung, in der es gewünscht ist, den Fahrzeuginnenraum zu heizen (z.B. eine Umgebung mit einer niedrigen Außenlufttemperatur), Wärme erzeugt, möglich, ein Bereifen des Außenwärmetauschers zu unterdrücken und eine Heizoperationszeit auszudehnen, wenn es möglich ist, die Wärme der Batterie durch das Kältemittel hinein zu fördern und das Kältemittel in einem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen ohne das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen und dabei den Fahrzeuginnenraums zu heizen.
Jedoch werden in der Umgebung, in der die Außenlufttemperatur niedrig ist, wenn das Kältemittel verdampft wird, um Wärme nur von der Batterie zu absorbieren, und das Kältemittel zu der Ansaugseite eines Kompressors zurückgeführt wird, die Temperaturen eines Wärmeabsorbers und des Außenwärmetauschers, durch die das Kältemittel nicht strömt, niedriger als die Temperatur auf der Seite der Batterie, und somit tritt ein Phänomen auf, bei dem das Kältemittel, das Wärme von der Batterie absorbiert hat, in umgekehrter Richtung in den Wärmeabsorber und den Außenwärmetauscher strömt. Ferner tritt ein Problem darin auf, dass, da das in umgekehrter Richtung strömende Kältemittel in dem Wärmeabsorber und dem Außenwärmetauscher verbleibt, das zirkulierende Kältemittel verringert wird und somit eine ausreichende Heizfähigkeit nicht ausgeübt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um solche konventionellen technischen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe davon ist, eine Fahrzeugklimaanlage bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Fahrzeuginnenraum mit Wärme von einer Batterie zu heizen und auch eine Verschlechterung der Heizfähigkeit aufgrund einer Verringerung von zirkulierendem Kältemittel zu verhindern.
Mittel zum Lösen der Probleme
Es wird eine Fahrzeugklimaanlage bereitgestellt, die Luft eines Fahrzeuginnenraums aufbereitet, die einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten, eine Luftstrompassage, durch die die zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, einen Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, dadurch 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, einen außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordneten Außenwärmetauscher, um das Kältemittel Wärme absorbieren oder abstrahlen zu lassen, eine Batterietemperatureinstelleinrichtung, um ein Wärmemedium zirkulieren zu lassen, dadurch eine Temperatur einer in einem Fahrzeug montierten Batterie einzustellen, und eine Steuerungseinrichtung enthält. Die Batterietemperatureinstelleinrichtung hat einen Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium durchzuführen, und führt das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zu einer Ansaugseite des Kompressors zurück, und enthält ein Rückschlagventil, das die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmenden und zu dem Außenwärmetauscher und/oder dem Wärmeabsorber hin gerichteten Kältemittels versperrt.
Die Fahrzeugklimaanlage der Erfindung von Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in der obigen Erfindung eine erste Betriebsart ausführt, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator und dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, und dann das Kältemittel in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen.
Die Fahrzeugklimaanlage der Erfindung von Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in den obigen jeweiligen Erfindungen eine zweite Betriebsart ausführt, um ein Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher zu versperren, das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, und dann das Kältemittel nur in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen.
Die Fahrzeugklimaanlage der Erfindung von Anspruch 4 ist in den obigen jeweiligen Erfindungen durch Enthalten eines ersten Kältemittelrohrs, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, eines zweiten Kältemittelrohrs, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, und eines dritten Kältemittelrohrs, um einen Verbindungspunkt zwischen dem ersten Kältemittelrohr und dem zweiten Kältemittelrohr und der Ansaugseite des Kompressors miteinander kommunizieren zu lassen, gekennzeichnet, und darin, dass das Rückschlagventil in dem dritten Kältemittelrohr angeordnet ist und die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor hin als eine Vorwärtsrichtung dienen lässt, und das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen dem Rückschlagventil und dem Kompressor zurückgeführt wird.
Die Fahrzeugklimaanlage der Erfindung von Anspruch 5 ist in den Erfindungen der Ansprüche 1 bis 3 durch Enthalten eines ersten Kältemittelrohrs, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, und eines zweiten Kältemittelrohrs, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, gekennzeichnet, und dadurch dass das erste Kältemittelrohr und das zweite Kältemittelrohr mit der Ansaugseite des Kompressors kommunizieren, und ferner darin, dass das Rückschlagventil in jedem von dem ersten Kältemittelrohr und dem zweiten Kältemittelrohr angeordnet ist, jedes Rückschlagventil die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor als eine Vorwärtsrichtung dienen lässt, und das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen jedem von den Rückschlagventilen und dem Kompressor zurückgeführt wird.
Die Fahrzeugklimaanlage der Erfindung von Anspruch 6 ist in den Erfindungen von Anspruch 1 oder 2 durch Enthalten eines ersten Kältemittelrohrs, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, und eines zweiten Kältemittelrohrs, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, gekennzeichnet, und darin, dass das erste Kältemittelrohr und das zweite Kältemittelrohr mit der Ansaugseite des Kompressors kommunizieren, und ferner darin, dass das Rückschlagventil in dem zweiten Kältemittelrohr angeordnet ist, und die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor hin als eine Vorwärtsrichtung dienen lässt, und das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen dem Rückschlagventil und dem Kompressor zurückgeführt wird.
Die Fahrzeugklimaanlage der Erfindung von Anspruch 7 ist in der obigen Erfindung durch Enthalten einer Kühlerabdeckung, um das Einströmen von Fahrtwind in den Außenwärmetauscher zu versperren, gekennzeichnet, und darin, dass die Steuerungseinrichtung eine zweite Betriebsart ausführt, um das Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher zu versperren, das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel nur in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, und das Einströmen des Fahrtwinds in den Außenwärmetauscher durch die Kühlerabdeckung zu versperren, wenn die zweite Betriebsart ausgeführt wird.
Die Fahrzeugklimaanlage der Erfindung von Anspruch 8 ist in den Erfindungen der Ansprüche 2 bis 7 durch Enthalten eines Außenexpansionsventils, um das von dem Radiator ausströmende und in den Außenwärmetauscher strömenden Kältemittel zu dekomprimieren, einer Ventileinrichtung, um das Einströmen des Kältemittels in den Wärmeabsorber zu steuern, eines ersten Kältemittelrohrs, um das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel in den Kompressor einsaugen zu lassen ohne in die Ventileinrichtung zu strömen, eines in dem ersten Kältemittelrohr angeordneten ersten Magnetventils, eines Umgehungskreises, um das von dem Radiator ausströmende Kältemittel von einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil zu verteilen, um das Kältemittel zu einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite der Ventileinrichtung strömen zu lassen, eines in dem Umgehungskreis angeordneten zweiten Magnetventils, eines Abzweigkreises, um das von dem Umgehungskreis ausströmende Kältemittel in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömen zu lassen, eines in dem Abzweigkreis angeordneten Hilfsexpansionsventils, um das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel zu dekomprimieren, und eines anderen Rückschlagventils, um die Strömung des von dem Umgehungskreis ausströmenden und zu dem Außenwärmetauscher gerichteten Kältemittels zu versperren, gekennzeichnet, und darin, dass die Steuerungseinrichtung das Außenexpansionsventil öffnet, das erste Magnetventil, das zweite Magnetventil und die Ventileinrichtung schließt, das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventils dekomprimiert und die Batterietemperatureinstelleinrichtung steuert, um dadurch eine erste Betriebsart auszuführen, oder das zweite Magnetventil öffnet, das Außenexpansionsventil, das erste Magnetventil und die Ventileinrichtung schließt, das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventils dekomprimiert, und die Batterietemperatureinstelleinrichtung steuert, um dadurch eine zweite Betriebsart auszuführen, oder durch ein Umschalten zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart ausführt.
Vorteilhafter Effekt der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat die Batterietemperatureinstelleinrichtung in einer Fahrzeugklimaanlage, die Luft eines Fahrzeuginnenraums aufbereitet, die einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten, eine Luftstrompassage, durch die die zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt, einen Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, einen Wärmeabsorber, um das Kältemittel Wärme absorbieren zu lassen, dadurch die von der Luftstrompassage zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen, einen außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordneten Außenwärmetauscher, um das Kältemittel Wärme absorbieren oder abstrahlen zu lassen, eine Batterietemperatureinstelleinrichtung, um ein Wärmemedium zirkulieren zu lassen, dadurch eine Temperatur einer in einem Fahrzeug montierten Batterie einzustellen, und eine Steuerungseinrichtung enthält, einen Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium durchzuführen, und führt das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zu einer Ansaugseite des Kompressors zurück, und enthält ein Rückschlagventil, das die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmenden und zu dem Außenwärmetauscher und/oder dem Wärmeabsorber hin gerichteten Kältemittels versperrt.
Daher kann in einer Situation, in der die Temperaturen des Außenwärmetauschers und des Wärmeabsorbers in einer Umgebung, in der eine Außenlufttemperatur niedrig ist, niedriger als die des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers werden, die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher zu dem Außenwärmetauscher und dem Wärmeabsorber hin strömenden Kältemittels durch das Rückschlagventil versperrt werden.
Beispielsweise führt, wie in der Erfindung von Anspruch 2, die Steuerungseinrichtung eine erste Betriebsart aus, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator und dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen. Somit wird, wenn das Wärmeerzeugungsausmaß der Batterie groß ist, die Wärme der Batterie hinein gefördert und durch den Außenwärmetauscher in Außenluft ausgestoßen, wobei es ermöglicht wird, den Fahrzeuginnenraum durch den Radiator zu heizen während die Batterie gekühlt wird. In diesem Fall strömt jedoch, da das Kältemittel nicht in den Wärmeabsorber strömt, das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel in umgekehrter Richtung in den Wärmeabsorber und verbleibt in einer Situation, in der die Außenlufttemperatur niedrig ist und die Temperatur des Wärmeabsorbers niedriger als die des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers wird, darin.
Ferner führt beispielsweise, wie in der Erfindung von Anspruch 3, die Steuereinrichtung eine zweite Betriebsart aus, um ein Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher zu versperren, das von dem Kompressor ausgestoßene. Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, und dann das Kältemittel nur in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen. Somit ist es möglich, wenn die Wärmemenge, die erforderlich ist um den Fahrzeuginnenraum zu heizen und das Wärmeerzeugungsausmaß der Batterie zueinander annähernd gleich werden, den Fahrzeuginnenraum nur durch die von der Batterie hineingeförderte Wärme durch den Radiator zu heizen. In diesem Fall strömt jedoch, da das Kältemittel nicht in den Außenwärmetauscher und den Wärmeabsorber strömt, das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel in umgekehrter Richtung in den Außenwärmetauscher und den Wärmeabsorber und verbleibt in einer Situation, in der die Außenlufttemperatur niedrig ist und die Temperaturen des Außenwärmetauschers und des Wärmeabsorbers niedriger als die des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers werden, darin.
In der vorliegenden Erfindung ist es in der wie oben beschriebenen ersten und zweiten Betriebsart, möglich, die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher zu dem Außenwärmetauscher und dem Wärmeabsorber hin ausströmenden Kältemittels in der Situation, in der die Außenlufttemperatur niedrig ist und die Temperaturen des Außenwärmetauschers und des Wärmeabsorbers niedriger als die des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers werden, durch das Rückschlagventil zu versperren, wobei es möglich gemacht wird, den Nachteil zu beseitigen, dass das Kältemittel in umgekehrter Richtung in den Außenwärmetauscher und den Wärmeabsorber strömt und darin verbleibt und eine zirkulierte Kältemittelmenge verringert wird um die Heizfähigkeit herabzusetzen.
Im Speziellen ist, wie in der Erfindung von Anspruch 4, wenn ein erstes Kältemittelrohr, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, ein zweites Kältemittelrohr, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, und ein drittes Kältemittelrohr, um einen Verbindungspunkt zwischen dem ersten Kältemittelrohr und dem zweiten Kältemittelrohr und der Ansaugseite des Kompressors miteinander kommunizieren zu lassen, vorgesehen sind, das Rückschlagventil in dem dritten Kältemittelrohr angeordnet, um die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor hin als eine Vorwärtsrichtung dienen zu lassen, und das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen dem Rückschlagventil und dem Kompressor zurück zu führen, wobei der obige Effekt erzielt wird.
Ferner ist, wie in der Erfindung von Anspruch 5, wenn ein erstes Kältemittelrohr, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, und ein zweites Kältemittelrohr, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, vorgesehen sind, und das erste Kältemittelrohr und das zweite Kältemittelrohr veranlasst werden, mit der Ansaugseite des Kompressors zu kommunizieren, das Rückschlagventil in jedem von dem ersten Kältemittelrohr und dem zweiten Kältemittelrohr angeordnet, und jedes Rückschlagventil lässt die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor hin als eine Vorwärtsrichtung dienen und führt das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen jedem von den Rückschlagventilen und dem Kompressor zurück. Auch dadurch wird der obige Effekt erzielt.
Zusätzlich ist, wie in der Erfindung von Anspruch 6, wenn ein erstes Kältemittelrohr, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, und ein zweites Kältemittelrohr, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, vorgesehen sind, und das erste Kältemittelrohr und das zweite Kältemittelrohr veranlasst werden, mit der Ansaugseite des Kompressors zu kommunizieren, das Rückschlagventil in dem zweiten Kältemittelrohr angeordnet, um die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor hin als eine Vorwärtsrichtung dienen zu lassen, und das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen dem Rückschlagventil und dem Kompressor zurückzuführen. Auch dadurch kann in der ersten Betriebsart der Erfindung von Anspruch 2 das Einströmen des Kältemittels in umgekehrter Richtung in den Wärmeabsorber versperrt werden.
Darüber hinaus ist es in diesem Fall, wie in der Erfindung von Anspruch 7, wenn das Einströmen von Fahrtwind in den Außenwärmetauscher durch eine Kühlerabdeckung versperrt wird um den Druck des Außenwärmetauschers zu erhöhen, möglich, das Einströmen des Kältemittels in umgekehrter Richtung in den Außenwärmetauscher und den Wärmeabsorber auch in der zweiten Betriebsart der Erfindung von Anspruch 3 zu blockieren.
Dann sind, wie in der Erfindung von Anspruch 8, ein Außenexpansionsventil, um das von dem Radiator ausströmende und in den Außenwärmetauscher strömende Kältemittel zu dekomprimieren, eine Ventileinrichtung, um das Einströmen des Kältemittels in den Wärmeabsorber zu steuern, ein erstes Kältemittelrohr, um das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel in den Kompressor einsaugen zu lassen ohne in die Ventileinrichtung zu strömen, ein in dem ersten Kältemittelrohr angeordnetes erstes Magnetventil, ein Umgehungskreis, um das von dem Radiator von einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil ausströmende Kältemittel zu verteilen, um das Kältemittel zu einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von der Ventileinrichtung strömen zu lassen, ein in dem Umgehungskreis angeordnetes zweites Magnetventil, ein Abzweigkreis, um das von dem Umgehungskreis ausströmende Kältemittel in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömen zu lassen, ein in dem Abzweigkreis angeordnetes Hilfsexpansionsventil, um das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel zu dekomprimieren, und ein anderes Rückschlagventil, um die Strömung des von dem Umgehungskreis ausströmenden und zu dem Außenwärmetauscher hin gerichteten Kältemittels zu versperren, vorgesehen. Die Steuerungseinrichtung öffnet das Außenexpansionsventil, schließt das erste Magnetventil, das zweite Magnetventil und die Ventileinrichtung, dekomprimiert das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventil und steuert die Batterietemperatureinstelleinrichtung, um dadurch eine erste Betriebsart auszuführen, oder öffnet das zweite Magnetventil, schließt das Außenexpansionsventil, das erste Magnetventil und die Ventileinrichtung, dekomprimiert das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventil und steuert die Batterietemperatureinstelleinrichtung, um dabei eine zweite Betriebsart auszuführen, oder führt durch ein Umschalten zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart aus, um dadurch zu ermöglichen, dass jede Betriebsart problemlos ausgeführt wird.
Figurenliste

1 ist eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlage einer Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist (Ausführungsform 1);
2 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Schaltkreises eines Steuergeräts in der Fahrzeugklimaanlage von 1;
3 ist ein Diagramm, das eine Heizoperation durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
4 ist ein p-h-Diagramm der Heizoperation von 3;
5 ist ein Diagramm, das eine Entfeucht-und-Heiz-Operation durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
6 ist ein p-h-Diagramm der Entfeucht-und-Heiz-Operation von 5;
7 ist ein Diagramm, das eine Operation eines Interner-Zyklus' durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
8 ist ein p-h-Diagramm der Operation des Interner-Zyklus' von 7;
9 ist ein Diagramm, das eine Entfeucht-und-Kühl-Operation durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
10 ist ein p-h-Diagramm der Entfeucht-und-Kühl-Operation von 9;
11 ist ein Diagramm, das eine Kühloperation durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
12 ist ein p-h-Diagramm der Kühloperation von 11;
13 ist ein Diagramm, das eine Entfeucht-und-Kühl-Operation (Kühlerabdeckung geschlossen) durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
14 ist ein p-h-Diagramm der Entfeucht-und-Kühl-Operation von 13;
15 ist ein Diagramm, das eine erste Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
16 ist ein p-h-Diagramm der ersten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 15;
17 ist ein Diagramm, das eine dritte Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
18 ist ein p-h-Diagramm der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 17;
19 ist ein Diagramm, das eine zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
20 ist ein p-h-Diagramm der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 19;
21 ist ein anderes Diagramm, das die zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
22 ist ein p-h-Diagramm der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 21;
23 ist ein anderes Diagramm, das eine Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
24 ist ein p-h-Diagramm der Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 23;
25 ist ein Diagramm, das eine Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
26 ist ein p-h-Diagramm der Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 25;
27 ist ein Diagramm, das eine Entfeucht-/Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
28 ist ein p-h-Diagramm der Entfeucht-/Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 27;
29 ist ein Diagramm, das eine Entfeucht-/Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart (Kühlerabdeckung geschlossen) durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
30 ist ein p-h-Diagramm der Entfeucht-/Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 29;
31 ist ein Diagramm, das eine Interner-Zyklus-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
32 ist ein p-h-Diagramm der Interner-Zyklus-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 31;
33 ist ein Diagramm, das eine Entfeucht-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
34 ist ein p-h-Diagramm der Entfeucht-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 33;
35 ist ein Diagramm, das eine Einzel-Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät von 2 beschreibt;
36 ist ein p-h-Diagramm der Einzel-Batterie-Kühl-Betriebsart von 35;
37 ist eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlage einer anderen Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist (Ausführungsform 2);
38 ist eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlage einer weiteren Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist (Ausführungsform 3);
39 ist ein Diagramm, das eine zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart in der Fahrzeugklimaanlage von 38 beschreibt; und
40 ist ein Diagramm, das eine dritte Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart in der Fahrzeugklimaanlage von 38 beschreibt.

Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Beschreibung für alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail getätigt.
[Ausführungsform 1]
1 stellt eine konstitutionelle Ansicht einer Fahrzeugklimaanlage 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Ein Fahrzeug der Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist, ist ein Elektrofahrzeug (EV), in das ein Motor (ein Motor mit innerer Verbrennung) nicht montiert ist, und in das eine Batterie 55 montiert ist und das mit einem Elektromotor zum Fahren (in der Zeichnung nicht gezeigt), der durch mit-Energie-versorgt-werden mit in der Batterie 55 geladenen Energie, gefahren wird. Die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Erfindung wird auch durch die Energie der Batterie 55 angetrieben.
Das heißt, dass in dem Elektrofahrzeug, das nicht in der Lage ist, ein Heizen durch Motorabwärme durchzuführen, die Fahrzeugklimaanlage 1 der Ausführungsform eine Heizoperation durch eine Wärmepumpenoperation, bei der ein Kältemittelkreis R verwendet wird, durchführt. Ferner führt die Fahrzeugklimaanlage 1 wahlweise jeweilige Klimatisierungsoperationen einer Entfeucht-und-Heiz-Operation, einer Interner-Zyklus-Operation, einer Entfeucht-und-Kühl-Operation und einer Kühloperation aus, um eine Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums durchzuführen.
Im Übrigen ist das Fahrzeug nicht auf das Elektrofahrzeug beschränkt und die vorliegende Erfindung ist auch für ein sogenanntes Hybridauto, in dem der Verbrennungsmotor zusammen mit dem Elektromotor zum Fahren verwendet wird, wirkungsvoll. Ferner ist es unnötig zu sagen, dass die vorliegende Erfindung auch auf ein gewöhnliches Auto, das mit dem Verbrennungsmotor fährt, anwendbar ist.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 der Ausführungsform führt eine Klimatisierung (Heizen, Kühlen, Entfeuchten und Lüften) des Fahrzeuginnenraums des Elektrofahrzeugs durch. Ein elektrischer Typ eines Kompressors 2, um ein Kältemittel zu verdichten, ein Radiator 4, der in einer Luftstrompassage 3 einer HVAC-Einheit 10, in der Luft in dem Fahrzeuginnenraum ventiliert und zirkuliert wird, vorgesehen ist, um das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel über ein Kältemittelrohr 13G darin hineinströmen zu lassen und das Kältemittel Wärme zu dem Fahrzeuginnenraum abstrahlen zu lassen, ein Außenexpansionsventil 6, das aus einem elektrischen Ventil gebildet ist, das das Kältemittel während des Heizens dekomprimiert und expandiert, ein Außenwärmetauscher 7, der einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und Außenluft durchführt, um als ein Radiator zu funktionieren, um das Kältemittel während des Kühlens Wärme abstrahlen zu lassen, und als ein Verdampfer zu funktionieren, um das Kältemittel während des Heizens Wärme absorbieren zu lassen, ein Innenraumexpansionsventil 8, das aus einem elektrischen Ventil gebildet ist (das ein mechanisches Expansionsventil sein kann), 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 von dem Innenraum und dem Äußeren des Fahrzeugs absorbieren zu lassen, ein Akkumulator 12 und anderes sind nacheinander durch ein Kältemittelrohr 13 verbunden, wobei ein Kältemittelkreis R gebildet wird. Das Außenexpansionsventil 6 dekomprimiert und expandiert das von dem Radiator 4 ausströmende und in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel und kann auch vollständig geschlossen sein.
Im Übrigen ist ein Außengebläse 15 in dem Außenwärmetauscher 7 vorgesehen. Das Außengebläse 15 lässt Außenluft zwangsweise durch den Außenwärmetauscher 7 durchgehen, um dadurch den Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kältemittel durchzuführen, wobei die Außenluft veranlasst wird, durch den Außenwärmetauscher 7 durchzugehen, selbst wenn das Fahrzeug angehalten ist (d.h. seine Geschwindigkeit 0 km/h ist). Ferner ist 23 in der Zeichnung eine Kühlerabdeckung, auf die sich als ein Kühlergrillverschluss bezogen wird. Wenn die Kühlerabdeckung 23 geschlossen ist, ist sie ausgebildet, zu verhindern, dass Fahrtwind in den Außenwärmetauscher 7 strömt.
Ferner ist ein mit einer Kältemittelauslassseite des Außenwärmetauschers 7 verbundenes Kältemittelrohr 13A über ein Rückschlagventil 18 (ein anderes Rückschlagventil in der vorliegenden Erfindung) mit einem Kältemittelrohr 13B verbunden. Im Übrigen hat das Rückschlagventil 18 eine Kältemittelrohr-13B-Seite, die als eine Vorwärtsrichtung dient. Das Kältemittelrohr 13B ist über ein Magnetventil 17, das während des Kühlens zu öffnen ist, mit dem Innenraumexpansionsventil 8 verbunden. In der Ausführungsform bilden dieses Magnetventil 17 und Innenraumexpansionsventil 18 eine Ventileinrichtung, um das Einströmen des Kältemittels in den Wärmeabsorber 9 zu steuern. Im Übrigen kann das Magnetventil 17 die Strömung des zu dem Innenraumexpansionsventil 8 gerichteten Kältemittels durch Schließen des Magnetventils 17 blockieren, kann aber die Strömung davon in einer umgekehrten Richtung nicht blockieren.
Zusätzlich verzweigt sich das sich von dem Außenwärmetauscher 7 aus erstreckende Kältemittelrohr 13A, und dieses verzweigende Kältemittelrohr 13D kommuniziert und verbindet als ein erstes Kältemittelrohr mit einem Kältemittelrohr 13C als ein zweites Kältemittelrohr, das über ein Magnetventil 21 als ein erstes Magnetventils, das während des Heizens zu öffnen ist, mit einer Auslassseite des Wärmeabsorbers 9 verbunden ist. Im Übrigen ist das Magnetventil 21 auch in der Lage, die Strömung des zu dem Kältemittelrohr 13C gerichteten Kältemittels zu versperren, kann aber die Strömung davon in einer umgekehrten Richtung nicht versperren. Dann ist das Kältemittelrohr 13C mit dem Akkumulator 12 verbunden, und der Akkumulator 12 kommuniziert und verbindet mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors 2.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Erfindung ein Rückschlagventil 30 an einem Abschnitt zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem Kältemittelrohr 13D (erstes Kältemittelrohr) und dem Kältemittelrohr 13C (zweites Kältemittelrohr), und dem auf der Kältemittelansaugseite von dem Kompressor 2 befindlichen Akkumulator 12 mit dem Kältemittelrohr 13C verbunden (das Kältemittelrohr 13C in diesem Abschnitt dient in der Erfindung als ein drittes Kältemittelrohr). Das Rückschlagventil 30 hat die Strömung des Kältemittels zu dem Akkumulator 12 (Kompressor 2) hin, die als eine Vorwärtsrichtung dient.
Darüber hinaus verzweigt sich ein Kältemittelrohr 13E auf einer Auslassseite des Radiators 4 vor dem Außenexpansionsventil 6 (auf einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite) zu einem Kältemittelrohr 13J und einem Kältemittelrohr 13F. Ein sich verzweigendes Kältemittelrohr 13J ist über das Außenexpansionsventil 6 mit einer Kältemittel-Einlassseite des Außenwärmetauschers 7 verbunden. Zusätzlich kommuniziert und verbindet das andere Kältemittelrohr 13F mit einem Verbindungsteil des Kältemittelrohrs 13A und des Kältemittelrohrs 13B, das sich auf einer Kältemittelstromabwärtigen Seite von dem Rückschlagventil 18 und einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Magnetventil 17 befindet, über ein Magnetventil 22 als ein zweites Magnetventil, das während des Entfeuchtens zu öffnen ist. Im Übrigen kann das Magnetventil 22 durch Schließen des Magnetventils 22 auch die zu dem Kältemittelrohr 13A gerichtete Strömung des Kältemittels blockieren, kann aber die Strömung davon in einer umgekehrte Richtung nicht blockieren.
Folglich ist das Kältemittelrohr 13F parallel mit einer Reihenschaltung des Außenexpansionsventils 6, des Außenwärmetauschers 7 und des Rückschlagventils 18 verbunden. Das Kältemittelrohr 13F dient als ein Umgehungskreis, der das Außenexpansionsventil 6, den Außenwärmetauscher 7 und das Rückschlagventil 18 umgeht. Ferner ist ein Magnetventil 20 als ein Magnetventil zum Umgehen parallel mit dem Außenexpansionsventil 6 verbunden. Im Übrigen ist das Magnetventil 20 auch in der Lage, die zu dem Außenwärmetauscher 7 hin gerichtete Strömung des Kältemittels durch Schließen des Magnetventils 20 zu blockieren, aber ist nicht in der Lage, die Strömung davon in einer umgekehrten Richtung zu blockieren.
Zusätzlich sind in der Luftstrompassage 3 auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Wärmetauscher 9 jeweilige Ansaugöffnungen, wie etwa eine Außenluftansaugöffnung und eine Innenraumluftansaugöffnung gebildet (dargestellt durch eine Ansaugöffnung 25 in 1), und in der Ansaugöffnung 25 ist ein Ansaugumschaltschieber 26 angeordnet, um die in die Luftstrompassage 3 einzuführende Luft auf eine Innenraumluft, die Luft des Fahrzeuginnenraums ist (Innenraumluft-Zirkulation), und Außenluft, die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums ist (Außenluft-Einführung), umzuschalten. Darüber hinaus ist ein Innenraumgebläse (ein Gebläseventilator) 27, um die eingeführte Innenraum- oder Außenluft zu der Luftstrompassage 3 zuzuführen, auf einer Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Ansaugumschaltschieber 26 angeordnet.
Zusätzlich ist in der Luftstrompassage 3 auf einer Luftstrom-aufwärtigen Seite von dem Radiator 4 ein Luftmischschieber 28 vorgesehen, um ein Verhältnis einzustellen bei dem die Luft in der Luftstrompassage 3 (die Innenraum- oder Außenluft), die in die Luftstrompassage 3 strömt und durch den Wärmeabsorber 9 durchgeleitet wird, durch den Radiator 4 durchzuführen ist. Darüber hinaus ist in der Luftstrompassage 3 auf einer Luftstrom-abwärtigen Seite von dem Radiator 4 jeder Auslass (dargestellt durch einen Auslass 29 in 1) von FUSS (Fuß), VENT (Lüftung) oder DEF (Entfrosten) gebildet, und in dem Auslass 29 ist ein Auslassumschaltschieber 31 angeordnet, um eine Änderungsteuerung eines Blasens der Luft von jedem oben erwähnten Auslass auszuführen.
Darüber hinaus ist die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Erfindung mit einer Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zum Zirkulieren eines Wärmemediums durch die Batterie 55 vorgesehen, um die Temperatur der Batterie 55 einzustellen. Die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 der Ausführungsform ist mit einer Zirkulationspumpe 62 als eine Zirkulationseinrichtung vorgesehen, um das Wärmemedium durch die Batterie 55, einen Wärmemedium-heizenden-Heizer 66 als eine Heizeinrichtung und einen Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zu zirkulieren. Diese und die Batterie 55 sind ringförmig durch ein Wärmemediumrohr 68 verbunden.
In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform ist der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 mit einer Ausstoßseite der Zirkulationspumpe 62 verbunden. Ein Einlass einer Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Heizmedium-Wärmetauschers 64 ist mit einem Auslass des Wärmemedium-heizenden-Heizers 66 verbunden. Ein Einlass der Batterie 55 ist mit einem Auslass der Wärmemediumströmungspassage 64A verbunden, und ein Auslass der Batterie 55 ist mit einer Ansaugseite der Zirkulationspumpe 62 verbunden.
Als das in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 verwendete Wärmemedium können beispielsweise Wasser, ein Kältemittel, wie etwa HFO-1234f, eine Flüssigkeit, wie etwa ein Kühlmittel oder dergleichen, oder Gas, wie etwa Luft oder dergleichen, eingesetzt werden. Im Übrigen ist Wasser in der Ausführungsform als das Wärmemedium eingesetzt. Auch wird der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 durch einen elektrischen Heizer, wie etwa einen PTC-Heizer oder dergleichen, gebildet. Ferner ist beispielsweise eine Ummantelungsstruktur, die in der Lage ist, das Wärmemedium in einem wärmeaustauschenden Verhältnis mit der Batterie 55 zu zirkulieren, um die Batterie 55 vorgesehen.
Dann, wenn die Zirkulationspumpe 62 betrieben wird, erreicht das von der Zirkulationspumpe 62 ausgestoßene Wärmemedium den Wärmemedium-heizenden-Heizer 66. Wenn der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 Wärme erzeugt, wird das Wärmemedium daraufhin erwärmt und strömt dann als nächstes in die Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64. Das von der Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 ausströmende Wärmemedium erreicht die Batterie 55. Das Wärmemedium führt daraufhin einen Wärmeaustausch mit der Batterie 55 durch und wird dann in die Zirkulationspumpe 62 gesaugt, um in dem Wärmemediumrohr 68 zirkuliert zu werden.
Andererseits ist ein Ende des Abzweigrohrs 72 als ein auf einer Kältemittelstromabwärtigen Seite (Vorwärtsseite) von dem Rückschlagventil 18 und einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Magnetventil 17 angeordneter Abzweigkreis mit einem Auslass des Kältemittelrohrs 13F des Kältemittelkreises R, d.h. einem Verbindungsteil des Kältemittelrohrs 13F, des Kältemittelrohrs 13A und des Kältemittelrohrs 13B verbunden. Ein aus einem elektrischen Ventil gebildetes Hilfsexpansionsventil 73 ist in dem Abzweigrohr 72 vorgesehen. Das Hilfsexpansionsventil 73 ist in der Lage, das in eine später zu beschreibende Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 strömende Kältemittel zu dekomprimieren und expandieren, und auch ein vollständiges Schließen durchzuführen. Dann ist das andere Ende des Abzweigrohrs 72 mit der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 verbunden. Ein Ende des Kältemittelrohrs 74 ist mit einem Auslass der Kältemittelströmungspassage 64B verbunden und das andere Ende des Kältemittelrohrs 74 ist zwischen dem Rückschlagventil 30 und dem Akkumulator 12 (dem Kompressor 2) mit dem Kältemittelrohr 13C (dem Abschnitt des dritten Kältemittelrohrs) verbunden. Es ist zu beachten, dass dieses Hilfsexpansionsventil 73 und anderes auch einen Teil des Kältemittelkreises R bilden und zu derselben Zeit auch einen Teil der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 bilden.
Wenn das Hilfsexpansionsventil 73 geöffnet ist, wird das Kältemittel (etwas von dem Kältemittel oder das gesamte Kältemittel), das von dem Kältemittelrohr 13F und dem Außenwärmetauscher 7 ausströmt, in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert und strömt dann in die Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64, um dort zu verdampfen. Das Kältemittel absorbiert in dem Strömungsprozess durch die Kältemittelströmungspassage 64B Wärme von dem durch die Wärmemediumströmungspassage 64A strömenden Wärmemedium, gefolgt von einem Angesaugt-werden durch den Akkumulator 12 in den Kompressor 2.
Als nächstes ist 32 in 2 ein Steuergerät (ECU) als eine Steuerungseinrichtung. Das Steuergerät 32 ist aus einem Mikrocomputer gebildet, der ein Beispiel eines Computers ist, der einen Prozessor enthält, und ein Eingang des Steuergeräts ist mit jeweiligen Ausgängen eines Außenlufttemperatursensors 33, der eine Außenlufttemperatur (Tam) des Fahrzeugs erfasst, eines Außenluftfeuchtigkeitssensors 34, der eine Außenluftfeuchtigkeit erfasst, eines HVAC-Ansaugtemperatursensors 36, der eine Temperatur der von der Ansaugöffnung 25 zu der Luftstrompassage 3 anzusaugenden Luft erfasst, eines Innenraumlufttemperatursensors 37, der eine Temperatur der Luft des Fahrzeuginnenraums (der Innenraumluft) erfasst, eines Innenraumluftfeuchtigkeitssensors 38, der eine Feuchtigkeit der Luft des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Innenraumluft-CO2-Konzentrationssensors 39, der eine Kohlendioxidkonzentration des Fahrzeuginnenraums erfasst, eines Auslasstemperatursensors 41, der eine Temperatur der von dem Auslass 29 zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft erfasst, eines Ausstoßdrucksensors 42, der einen Druck (einen Ausstoßdruck Pd) des von dem Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittels erfasst, eines Ausstoßtemperatursensors 43, der eine Temperatur des von den Kompressor 2 ausgestoßenen Kältemittels erfasst, eines Ansaugtemperatursensors 44, der eine Temperatur des in den Kompressor 2 zu saugenden Kältemittels erfasst, eines Radiatortemperatursensors 46, der eine Temperatur des Radiators 4 (die Temperatur der durch den Radiator 4 durchgegangenen Luft oder die Temperatur des Radiators 4 selbst: eine Radiatortemperatur TCI) erfasst, eines Radiatordrucksensors 47, der einen Kältemitteldruck des Radiators 4 (den Druck des Kältemittels in dem Radiator 4 oder unmittelbar nachdem das Kältemittel von dem Radiator 4 ausströmt: einen Radiatordruck PCI) erfasst, eines Wärmeabsorbertemperatursensors 48, der eine Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (die Temperatur der durch den Wärmeabsorber 9 durchgegangenen Luft oder die Temperatur des Wärmeabsorbers 9 selbst: eine Wärmeabsorbertemperatur Te) erfasst, eines Wärmeabsorberdrucksensors 49, der einen Kältemitteldruck des Wärmeabsorbers 9 (den Druck des Kältemittels in dem Wärmeabsorber 9 oder unmittelbar nachdem das Kältemittel von dem Wärmeabsorber 9 ausströmt) erfasst, eines Sonneneinstrahlungssensors 51 von beispielsweise einem Fotosensorsystem, um ein Sonneneinstrahlungsausmaß in den Fahrzeuginnenraum zu erfassen, eines Schnelligkeitssensors 52, um eine Bewegungsgeschwindigkeit (eine Schnelligkeit) des Fahrzeugs zu erfassen, eines Klimaanlagen (aircon)-Bedienabschnitts 53, um eine Änderung einer vorbestimmten Temperatur oder einer Klimatisierungsoperation einzustellen, eines Außenwärmetauschertemperatursensors 54, der eine Temperatur des Außenwärmetauschers 7 (die Temperatur des Kältemittels unmittelbar nachdem das Kältemittel von dem Außenwärmetauscher 7 herausströmt oder die Temperatur des Außenwärmetauscher 7 selbst: eine Außenwärmetauschertemperatur TXO erfasst, verbunden. Wenn der Außenwärmetauscher 7 als ein Verdampfer funktioniert, wird die Außenwärmetauschertemperatur TXO eine Verdampfungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 7), und ein Außenwärmetauscherdrucksensor 56, der einen Kältemitteldruck des Außenwärmetauschers 7 (den Druck des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 7 oder unmittelbar nachdem das Kältemittel von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmt) erfasst.
Darüber hinaus ist der Eingang des Steuergeräts 32 ferner auch mit jeweiligen Ausgängen eines Batterietemperatursensors 76, der eine Temperatur der Batterie 55 (eine Temperatur der Batterie 55 selbst oder eine Temperatur des von der Batterie 55 ausströmenden Wärmemediums, oder eine Temperatur des in die Batterie 55 strömenden Wärmemediums) erfasst, eines Wärmemedium-heizender-Heizer-Temperatursensors 77, der eine Temperatur des Wärmemedium-heizenden-Heizers 66 (eine Temperatur des Wärmemedium-heizenden-Heizers 66 selbst, oder eine Temperatur des von dem Wärmemedium-heizenden-Heizer 66 ausströmenden Wärmemediums) erfasst, eines ersten Auslasstemperatursensors 78, der eine Temperatur des von der Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 ausströmenden Wärmemediums erfasst, und eines zweiten Auslasstemperatursensors 79, der eine Temperatur des von der Kältemittelströmungspassage 64B ausströmenden Kältemittels erfasst, verbunden.
Zum anderen ist ein Ausgang des Steuergeräts 32 mit dem Kompressor 2, dem Außengebläse 15, dem Innenraumgebläse (dem Gebläseventilator) 27, dem Ansaugumschaltschieber 26, dem Luftmischschieber 28, dem Auslassumschaltschieber 31, dem Außenexpansionsventil 6, dem Innenraumexpansionsventil 8, den jeweiligen Magnetventilen von dem Magnetventil 22 (Entfeuchtung), dem Magnetventil 17 (Kühlung), dem Magnetventil 21 (Heizung) und dem Magnetventil 20 (Umgehung), der Kühlerabdeckung 23, der Zirkulationspumpe 62, dem Wärmemedium-heizenden-Heizer 66, und dem Hilfsexpansionsventils 73 verbunden. Dann steuert das Steuergerät 32 diese Komponenten auf der Basis der Ausgänge der jeweiligen Sensoren und der eingestellten Eingabe durch den Klimaanlagenbedienabschnitt 53.
Als nächstes wird ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 der Ausführungsform, die die obige Zusammensetzung hat, beschrieben. In der Ausführungsform wechselt das Steuergerät 32 die jeweiligen Klimatisierungsoperationen von der Heizoperation, der Entfeucht-und-Heiz-Operation, der Interner-Zyklus-Operation, der Entfeucht-und-Kühl-Operation und der Kühloperation und führt diese aus und stellt die Temperatur der Batterie 55 auf innerhalb einen vorbestimmten geeigneten Temperaturbereich ein. Eine Beschreibung wird zuerst zu jeder Klimatisierungsoperation des Kältemittelkreises R getätigt.
Heizoperation
Zuerst wird unter Bezugnahme auf 3 und 4 eine Beschreibung für die Heizoperation getätigt. 3 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R bei der Heizoperation und 4 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R bei der Heizoperation. Im Übrigen ist in 4 jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt. Wenn die Heizoperation durch das Steuergerät 32 (eine Automatik-Betriebsart) oder eine manuelle Betätigung an dem Klimaanlagenbedienabschnitt 53 (eine manuelle Betriebsart) gewählt ist, öffnet das Steuergerät 32 das Magnetventil 21 (für das Heizen) und schließt das Magnetventil 17 (für das Kühlen). Das Steuergerät schließt auch das Magnetventil 22 (für das Entfeuchten) und das Magnetventil 20 (für das Umgehen). Im Übrigen ist die Kühlerabdeckung 23 geöffnet.
Dann betreibt das Steuergerät den Kompressor 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27 und der Luftmischschieber 28 hat einen Zustand eines Einstellen eines Verhältnisses, bei dem die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft durch den Radiator 4 durchzuleiten ist. Folglich strömt ein von dem Kompressor 2 ausgestoßenes Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas 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 in dem Radiator 4 durch das Hochtemperatur-Kältemittel erwärmt. Zum anderen wird dem Kältemittel in dem Radiator 4 die Wärme durch die Luft entnommen und es wird gekühlt, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
Das in dem Radiator 4 verflüssigte Kältemittel strömt von dem Radiator 4 heraus und strömt dann durch die Kältemittelrohr 13E und 13J, 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 durch Fahren oder das Außengebläse 15 durchgeleiteten Luft hinein gefördert (Wärmeabsorption). Mit anderen Worten funktioniert der Kältemittelkreis R als eine Wärmepumpe. Dann strömt das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Niedertemperatur-Kältemittel zu dem Kältemittelrohr 13A heraus und strömt in das Kältemittelrohr 13D, und strömt durch das Magnetventil 21 in das Kältemittelrohr 13C. Dann strömt das Kältemittel durch das Rückschlagventil 30 in den Akkumulator 12, um eine Gas-Flüssigkeit-Abscheidung durchzuführen und das Kältemittelgas wird dann in den Kompressor 2 eingesaugt, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Radiator 4 erwärmte Luft wird von dem Auslass 29 ausgeblasen, wodurch das Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird.
Das Steuergerät 32 berechnet einen Soll-Radiatordruck PCO (einen Solldruck des Drucks PCI des Radiators 4) aus einer von einer nachstehend erwähnten Soll-Auslasstemperatur TAO berechneten Soll-Heizertemperatur TCO (einem Sollwert einer Heiztemperatur TH, die die Temperatur von Luft leeseitig des Radiators 4 ist), und steuert die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis des Soll-Radiatordrucks PCO und des Kältemitteldrucks des Radiators 4, der durch den Radiatordrucksensor 47 erfasst wird (des Radiatordrucks PCI, der ein Hochdruck des Kältemittelkreises R ist). Darüber hinaus steuert das Steuergerät eine Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 auf der Basis der Temperatur (Radiatortemperatur TCI) des Radiators 4, die durch den Radiatortemperatursensor 46 erfasst wird, und des durch den Radiatordrucksensor 47 erfassten Radiatordrucks PCI, und steuert einen Unterkühlungsgrad des Kältemittels in einem Auslass des Radiators 4. Die Soll-Heizertemperatur TCO ist grundsätzlich TCO = TAO, aber eine vorbestimmte Steuerungsgrenze ist vorgesehen.
Entfeucht-und-Heiz-Operation
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 und 6 eine Beschreibung der Entfeucht-und-Heiz-Operation getätigt. 5 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R bei der Entfeucht-und-Heiz-Operation, und 6 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R bei der Entfeucht-und-Heiz-Operation. Im Übrigen ist in 6 jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt. Bei der Entfeucht-und-Heiz-Operation öffnet das Steuergerät 32 in dem obigen Zustand der Heizoperation das Magnetventil 22 und das Magnetventil 17. Ferner ist die Kühlerabdeckung 23 geöffnet. Folglich wird ein Teil des durch den Radiator 4 in das Kältemittelrohr 13E strömende kondensierte Kältemittel verteilt, das verteilte Kältemittel strömt durch das Magnetventil 22 in das Kältemittelrohr 13F und strömt durch das Kältemittelrohr 13B in das Innenraumexpansionsventil 8, und das restliche Kältemittel strömt durch das Außenexpansionsventil 6. Das heißt, dass der verteilte Teil des Kältemittels in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert wird und dann in den Wärmeabsorber 9 strömt, um zu verdampfen.
Das Steuergerät 32 steuert eine Ventilstellung des Innenraumexpansionsventils 8, um einen Überhitzungsgrad (SH) des Kältemittels in einem Auslass des Wärmeabsorbers 9 bei einem vorbestimmten Wert beizubehalten, aber Wasser in der von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasenen Luft koaguliert, um durch eine Wärmeabsorptionsoperation des Kältemittels, die zu diesem Zeitpunkt in dem Wärmeabsorber 9 auftritt, an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet. Das in das Kältemittelrohr 13J strömende verteilte restliche Kältemittel wird in dem Außenexpansionsventil 6 dekomprimiert und verdampft dann in dem Außenwärmetauscher 7.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte und von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt in das Kältemittelrohr 13C, um sich mit dem Kältemittel (dem Kältemittel von dem Außenwärmetauscher 7) von dem Kältemittelrohr 13D zu verbinden, und strömt dann durch das Rückschlagventil 30 in den Akkumulator 12, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator 4 wieder erwärmt, wodurch das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird.
Das Steuergerät 32 steuert die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis des aus der Soll-Heizertemperatur TCO und dem durch den Radiatordrucksensor 47 erfassten Radiatordruck PCI (dem Hochdruck des Kältemittelkreises R) berechneten Soll-Radiatordrucks PCO, und das Steuergerät steuert die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 auf der Basis der Temperatur (der Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird.
Interner-Zyklus-Operation
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 eine Beschreibung der Interner-Zyklus-Operation getätigt. 7 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R bei der Interner-Zyklus-Operation, und 8 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R bei der Interner-Zyklus-Operation. Im Übrigen ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm in 8 gezeigt. Bei der Interner-Zyklus-Operation schließt das Steuergerät 32 in dem obigen Zustand der Entfeucht-und-Heiz-Operation das Außenexpansionsventil 6 vollständig (eine vollständig-geschlossene Position). Jedoch wird das Magnetventil 21 in einem geöffneten Zustand beibehalten, und der Kältemittelauslass des Außenwärmetauschers 7 wird veranlasst, mit der Kältemittelansaugseite des Kompressors 2 zu kommunizieren. Das heißt, dass diese Interner-Zyklus-Operation ein Zustand ist, in dem das Außenexpansionsventil 6 unter der Steuerung des Außenexpansionsventils 6 in der Entfeucht-und-Heiz-Operation vollständig geschlossen ist, und somit kann diese Interner-Zyklus-Operation auch als ein Teil der Entfeucht-und-Heiz-Operation begriffen werden (die Kühlerabdeckung 23 ist geöffnet).
Jedoch ist das Außenexpansionsventil 6 geschlossen, wodurch ein Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher 7 versperrt wird, und somit all das durch den Radiator 4 in das Kältemittelrohr 13E strömende kondensierte Kältemittel durch das Magnetventil 22 zu dem Kältemittelrohr 13F strömt. Dann strömt das durch das Kältemittelrohr 13F strömende Kältemittel von dem Kältemittelrohr 13B durch das Magnetventil 17, 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 die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte und von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel strömt in das Kältemittelrohr 13C und strömt durch das Rückschlagventil 30 und den Akkumulator 12, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator 4 wieder erwärmt, wodurch das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird, aber bei dieser Interner-Zyklus-Operation zirkuliert das Kältemittel zwischen dem Radiator 4 (Wärmeabstrahlung) und dem Wärmeabsorber 9 (Wärmeabsorption), die in der Luftstrompassage 3 auf einer Innenraumseite vorhanden sind, und somit wird die Wärme nicht von der Außenluft hinein gefördert, sondern die Heizfähigkeit wird für eine verbrauchte Leistung des Kompressors 2 ausgeübt. Die gesamte Menge des Kältemittels strömt durch den Wärmeabsorber 9, der eine Entfeucht-Operation ausübt, und somit ist, verglichen mit der.obigen Entfeucht-und-Heiz-Operation, eine Entfeuchtungsfähigkeit höher, aber die Heizfähigkeit wird gering.
Ferner ist das Außenexpansionsventil 6 geschlossen aber das Magnetventil 21 ist geöffnet, und der Kältemittelauslass des Außenwärmetauschers 7 kommuniziert mit der Kältemittel-Ansaugseite des Kompressors 2. Somit strömt die Kältemittelflüssigkeit in dem Außenwärmetauscher 7 durch das Kältemittelrohr 13D und das Magnetventil 21 zu dem Kältemittelrohr 13C heraus und wird zu dem Akkumulator 12 rückgewonnen, sodass der Außenwärmetauscher 7 darin einem Zustand eines Kältemittelgases unterzogen wird. Somit wird, verglichen mit dem Fall, in dem das Magnetventil 21 geschlossen ist, die Menge des in dem Kältemittelkreis R zirkulierten Kältemittels erhöht, wodurch es ermöglicht wird, die Heizfähigkeit des Radiators 4 und die Entfeuchtungsfähigkeit des Wärmeabsorbers 9 zu verbessern.
Das Steuergerät 32 steuert die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 oder des oben erwähnten Radiatordrucks PCI (des Hochdrucks des Kältemittelkreises R). Zu diesem Zeitpunkt wählt das Steuergerät 32 eine kleinere Kompressor-Soll-Drehzahl aus Kompressor-Soll-Drehzahlen, die entweder aus Berechnungen aus der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 oder des Radiatordrucks PCI erhaltbar sind, um den Kompressor 2 zu steuern.
Entfeucht-und-Kühl-Operation
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 eine Beschreibung der Entfeucht-und-Kühl-Operation getätigt. 9 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R bei der Entfeucht-und-Kühl-Operation und 10 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R bei der Entfeucht-und-Kühl-Operation. Im Übrigen ist in 10 jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt. Bei der Entfeucht-und-Kühl-Operation öffnet das Steuergerät 32 das Magnetventil 17 und schließt das Magnetventil 21. Das Steuergerät schließt auch Magnetventil 22 und das Magnetventil 20. Dann betreibt das Steuergerät den Kompressor 2 und die jeweiligen Gebläse 15 und 27, und der Luftmischschieber 28 hat einen Zustand eines Einstellens eines Verhältnisses, bei dem die von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasene Luft durch den Radiator 4 durchzuleiten ist. Ferner ist die Kühlerabdeckung 23 geöffnet. Folglich strömt das von den Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas in den Radiator 4. Die Luft in der Luftstrompassage 3 geht durch den Radiator 4 und somit wird die Luft in der Luftstrompassage 3 in dem Radiator 4 durch das Hochtemperatur-Kältemittel erwärmt, wohingegen dem Kältemittel in dem Radiator 4 Wärme durch die Luft entnommen wird und es gekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen.
Das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen, und strömt durch das Außenexpansionsventil 6, das 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 Außenluft gekühlt, um zu kondensieren. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13A und das Rückschlagventil 18, um in das Kältemittelrohr 13B einzutreten und strömt ferner durch das Magnetventil 17 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 die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte und von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel strömt in das Kältemittelrohr 13C und strömt durch das Rückschlagventil 30 und den Akkumulator 12, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft wird in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator 4 wieder erwärmt (Wiedererwärmen: eine Abstrahlungsfähigkeit ist niedriger als die während des Heizens), wodurch das Entfeuchten und Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird.
Das Steuergerät 32 steuert die Drehzahl des Kompressors 2 basierend auf der Temperatur (der Wärmeabsorbertemperatur Te) des Wärmeabsorbers 9, die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird, und einer Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, die ihr Sollwert ist, um die Wärmeabsorbertemperatur Te auf die Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO einzustellen, und steuert die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 basierend auf dem durch den Radiatordrucksensor 47 erfassten Radiatordruck PCI (dem Hochdruck des Kältemittelkreises R) und dem aus der Soll-Heizertemperatur TCO berechneten Soll-Radiatordruck PCO, um den Radiatordruck PCI auf den Soll-Radiatordruck PCO einzustellen, wodurch ein erforderliches Ausmaß einer Wiedererwärmung durch den Radiator 4 erzielt wird.
Kühloperation
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 11 und 12 die Kühloperation beschrieben. 11 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R bei der Kühloperation, und 12 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R bei der Kühloperation. Im Übrigen ist in 12 jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt. Bei der Kühloperation öffnet das Steuergerät 32 in dem obigen Zustand der Entfeucht-und-Kühl-Operation (die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 ist frei) das Magnetventil 20. Es ist zu beachten, dass der Luftmischschieber 28 einen Zustand eines Einstellens eines Verhältnisses, bei dem die Luft durch den Radiator 4 durchzuleiten ist, hat. Ferner ist die Kühlerabdeckung 23 geöffnet.
Folglich strömt das von den Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas in den Radiator 4. Die Luft in der Luftstrompassage 3 wird durch den Radiator 4 geleitet, aber sein Verhältnis ist klein (wegen eines bloßen Wiedererwärmens während des Kühlens). Das Kältemittel geht daher nur durch den Radiator durch, und das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13E, um das Außenexpansionsventil 6 zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Magnetventil 20 geöffnet und somit strömt das Kältemittel durch das Magnetventil 20, um das Kältemittelrohr 13J zu umgehen, und strömt, wie es ist, in den Außenwärmetauscher 7, in dem das Kältemittel darin durch das Fahren oder die durch das Außengebläse 15 durchgeleitete Außenluft gekühlt wird, um zu kondensieren und sich zu verflüssigen. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel strömt durch das Kältemittelrohr 13A und das Rückschlagventil 18, um in das Kältemittelrohr 13B einzutreten, und strömt ferner durch das Magnetventil 17, 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 die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt.
Das in dem Wärmeabsorber 9 verdampfte und von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel strömt in das Kältemittelrohr 13C und strömt durch das Rückschlagventil 30 und den Akkumulator 12, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt. Die in dem Wärmeabsorber 9 gekühlte und entfeuchtete Luft wird von dem Auslass 29 zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen, wodurch das Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird. Bei dieser Kühloperation steuert das Steuergerät 32 die Drehzahl des Kompressors 2 auf der Basis der Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te), die durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasst wird.
Wechsel einer Klimatisierungsoperation
Das Steuergerät 32 berechnet die oben erwähnte Soll-Auslasstemperatur TAO aus der folgenden Gleichung (I). Die Soll-Auslasstemperatur TAO ist ein Sollwert der Temperatur der von dem Auslass 29 zu dem Fahrzeuginnenraum auszublasenden Luft. $TAO = (Tset - Tin) \times K + Tbal (f (Tset, SUN, Tam))$
wobei Tset eine vorbestimmte Temperatur des Fahrzeuginnenraums ist, die durch den Klimaanlagenbedienabschnitt 53 eingestellt ist, Tin eine Temperatur der Fahrzeuginnenraumluft ist, die durch den Innenraumtemperatursensor 37 erfasst wird, K ein Koeffizient ist und Tbal ein Ausgleichswert ist, der aus der vorbestimmten Temperatur Tset, einem durch den Sonneneinstrahlungssensor 51 erfassten Sonneneinstrahlungsausmaß SUN und der durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfassten Außenlufttemperatur Tam berechnet wird. Darüber hinaus wird im Allgemeinen, je niedriger die Außenlufttemperatur Tam ist, die Soll-Auslasstemperatur TAO umso höher, und je höher die Außenlufttemperatur Tam ist, die Soll-Auslasstemperatur TAO umso niedriger.
Dann wählt das Steuergerät auf der Basis der durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfassten Außenlufttemperatur Tam und der Soll-Auslasstemperatur TAO 32 beim Hochfahren irgendeine Klimatisierungsoperation aus den obigen jeweiligen Klimatisierungsoperationen. Darüber hinaus wählt nach dem Hochfahren das Steuergerät die obigen jeweiligen Klimatisierungsoperationen in Übereinstimmung mit Änderungen von Umgebungen und Einstellbedingungen, wie etwa der Außenlufttemperatur Tam und der Soll-Auslasstemperatur TAO, aus und wechselt diese.
Steuerung von Kühlerabdeckung 23 während Entfeucht-und-Kühl-Operation und Wechsel zu Interner-Zyklus-Operation
Hierbei steuert das Steuergerät 32 in der vorgenannten Entfeucht-und-Kühl-Operation die Drehzahl des Kompressors 2 basierend auf der durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfassten Temperatur des Wärmeabsorbers 9 (der Wärmeabsorbertemperatur Te) und der Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO, die ihr Sollwert ist, um die Wärmeabsorbertemperatur Te auf die Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO einzustellen. Dementsprechend wird, wenn die Wärmeabsorbertemperatur Te in einem Zustand ihrer Erfüllung (in der die Wärmeabsorbertemperatur Te die Soll-Wärmeabsorbertemperatur TEO wird oder ein Wert nahe dazu wird) ist, auch die Drehzahl des Kompressors 2 niedrig.
Ferner steuert das Steuergerät 32 die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6, um den Radiatordruck PCI auf der Basis des durch den Radiatordrucksensor 47 erfassten Radiatordrucks PCI (des Hochdrucks des Kältemittelkreises R) und des Soll-Radiatordrucks PCO auf den Soll-Radiatordruck PCO einzustellen. Somit kann die Drehzahl des Kompressors 2 in dem Zustand, in dem die Wärmeabsorbertemperatur Te erfüllt ist, auch nicht erhöht werden. Wenn der Radiatordruck PCI niedriger als der Soll-Radiatordruck PCO wird, verringert daher das Steuergerät 32 die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6, um die Abstrahlungsfähigkeit des Radiators 4 zu verbessern, sodass das Kältemittel veranlasst wird, solange wie möglich, in dem Radiator 4 zu verbleiben.
Jedoch tritt, da sich die Menge des in dem Wärmeabsorber 9 zirkulierten Kältemittels verringert wenn die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 klein wird, eine Temperaturstelle in dem Wärmeabsorber 9 auf. Dann, wenn die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 auf die minimale Ventilsteuerungsposition verringert wird, wird die Temperaturstelle des Wärmeabsorbers 9 extrem groß, wobei die Klimatisierungsfähigkeit des Fahrzeuginnenraums verschlechtert wird (die Temperatur der durch den Auslass ausgeblasenen Luft schwankt). Insbesondere tritt, da die Abstrahlungsfähigkeit des Radiators 4 durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 7, wie oben erwähnt, bei der Entfeucht-und-Kühl-Operation niedrig wird, solch ein Problem in den Fällen, wie etwa in denen sich die Außenlufttemperatur verringert, etc., leicht auf, wobei dies zu einem frühen Übergang zu der Interner-Zyklus-Operation oder der Entfeucht-und-Heiz-Operation führt. Um solches zu verhindern, ist es ein Erfordernis, die zu dem Fahrzeuginnenraum ausgeblasene Luft durch Vorsehen eines speziellen elektrischen Heizers oder dergleichen zu erwärmen, aber ein Energieverbrauch wird dementsprechend erhöht.
Wenn es nicht möglich ist, den Radiatordruck PCI in der Entfeucht-und-Kühl-Operation von den oben beschriebenen 9 und 10 auf den Soll-Radiatordruck PCO einzustellen (d.h., wenn es nicht möglich ist, den Soll-Radiatordruck PCO unter der Steuerung des Außenexpansionsventil 6 zu erreichen) selbst wenn die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 verringert wird, beurteilt das Steuergerät 32 somit in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Radiatordruck PCI nicht auf den Soll-Radiatordruck PCO eingestellt werden kann selbst wenn die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 als die minimale Steuerungsposition in dem Zustand, in dem die Wärmeabsorbertemperatur Te erfüllt wird, genommen wird, dass die Abstrahlungsfähigkeit des Radiators 4 unzureichend wird, und schließt die Kühlerabdeckung 23 und stoppt auch das Außengebläse 15, wie in 13 gezeigt.
Folglich strömt der Fahrtwind nicht in den Außenwärmetauscher 7 und die Außenluft wird nicht dadurch geleitet. Daher fehlt, wie in dem p-h-Diagramm von 14 gezeigt, der Wärmeaustausch in dem Außenwärmetauscher 7 zwischen dem Kältemittel und der Außenluft, oder das Ausmaß des Wärmeaustauschs in dem Außenwärmetauscher 7 zwischen dem Kältemittel und der Außenluft wird extrem klein. Da das Abstrahlungsausmaß des Kältemittels in dem Radiator 4 dementsprechend ansteigt, wird die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in großen Maße verringert, oder der Radiatordruck PCI kann, selbst ohne die minimale Ventilstellung einzunehmen, auf den Soll-Radiatordruck PCO eingestellt werden, wodurch es möglich gemacht wird, selbst die Temperaturstelle, die in dem Wärmeabsorber 9 auftritt, zu beseitigen oder zu unterdrücken.
Ferner wird die Kühlerabdeckung 23 in dieser Weise geschlossen, wodurch es möglich gemacht wird, die Entfeucht-und-Kühl- Operation zu verlängern und ihren ausführbaren Bereich zu vergrößern ohne den speziellen elektrischen Heizer oder dergleichen zu verwenden. Wenn jedoch, selbst wenn die Kühlerabdeckung 23, wie oben beschrieben, geschlossen ist, der Radiatordruck PCI nicht auf den Soll-Radiatordruck PCO eingestellt werden kann, wechselt das Steuergerät 32 die Klimatisierungsoperation auf die Interner-Zyklus-Operation in 7 und 8. Somit wird die Menge des in dem Radiator 4 zirkulierten Kältemittels (auf der Hochdruckseite des Kältemittelkreises R) mehr als in der Entfeucht-und-Kühl-Operation erhöht, und die Abstrahlungsfähigkeit des Radiators 4 wird erhöht, wodurch eine komfortable Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums beibehalten wird.
Im Übrigen beurteilt in der vorliegenden Ausführungsform das Steuergerät, wenn der Radiatordruck PCI nicht auf den Soll-Radiatordruck PCO eingestellt werden kann, selbst wenn die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in dem Zustand, in dem die Wärmeabsorbertemperatur Te erfüllt ist, auf die minimale Ventilsteuerungsposition verringert wird, dass die Abstrahlungsfähigkeit des Radiators 4 knapp wird. Jedoch kann, wenn der Radiatordruck PCI, selbst wenn die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in der Entfeucht-und-Kühl-Operation ohne Rücksicht auf die Wärmeabsorbertemperatur Te einfach auf einen vorbestimmten kleinen Wert verringert wird, nicht auf den Soll-Radiatordruck PCO einstellt werden kann, oder wenn der Radiatordruck PCI nicht auf einen Wert nahe dem Soll-Radiatordruck PCO eingestellt werden kann, das Steuergerät beurteilen, dass die Abstrahlungsfähigkeit des Radiators 4 knapp wird.
Temperatureinstellung von Batterie 55
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 15 bis 36 eine Beschreibung der Temperatureinstellungssteuerung der Batterie 55 durch das Steuergerät 32 getätigt. Wenn die Batterie 55 in einem Zustand, in dem ihre Temperatur, wie oben beschrieben, aufgrund ihrer Eigen-Wärmeerzeugung oder dergleichen hoch wird, ein Laden/Entladen durchführt, schreitet ihre Verschlechterung fort. Somit kühlt das Steuergerät 32 der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Erfindung die Temperatur der Batterie 55 durch die Temperatureinstellungseinrichtung 61 auf innerhalb einem geeigneten Temperaturbereich während die Klimatisierungsoperation, wie oben beschrieben, ausgeführt wird. Es ist zu beachten, dass, da der geeignete Temperaturbereich der Batterie 55 im Allgemeinen von oberhalb + 25 °C bis unterhalb + 45 °C ist, die Soll-Batterietemperatur TBO (z.B. + 35 °C), die der Sollwert der Temperatur der Batterie 55 (der Batterietemperatur Tb) ist, in der Ausführungsform auf innerhalb dem geeigneten Temperaturbereich eingestellt wird.
Erste Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart
In der Heizoperation (3 und 4) berechnet das Steuergerät 32 eine erforderliche Heizfähigkeit Qtgt, die die für den Radiator 4 erforderliche Heizfähigkeit des Fahrzeuginnenraums ist, und eine durch den Radiator 4 erzeugbare Heizfähigkeit Qhp beispielsweise unter Verwendung der folgenden Gleichungen (II) und (III). $Qtgt = (TCO - Te) \times Cpa \times ρ \times Qair$
$Qhp = f (Tam, NC, BLV, VSP, FANVout, Te)$
wobei Te eine durch den Wärmeabsorbertemperatursensor 48 erfasste Temperatur des Wärmeabsorbers 9 ist, Cpa eine spezifische Wärme von in den Radiator 4 strömenden Luft ist [kj/kg·K], ρ eine Dichte der in den Radiator 4 strömenden Luft ist (spezifisches Volumen) [kg/m³], Qair eine Menge der durch den Radiator 4 durchgehenden Luft ist [m³/h] (abgeschätzt aus der Gebläsespannung BLV des Innenraumgebläses 27, etc.), VSP eine von dem Schnelligkeitssensor 52 erhaltene Geschwindigkeit ist, und FANVout eine Spannung des Außengebläses 15 ist.
Ferner berechnet das Steuergerät 32 eine erforderliche Batteriekühlfähigkeit Qbat, die eine für die Batterietemperatureinstellungseinrichtung 61 erforderliche Kühlfähigkeit für die Batterie 55 ist, unter Verwendung von beispielsweise der folgenden Gleichung (IV) auf der Basis der durch den Batterietemperatursensor 76 erfassten Temperatur (der Batterietemperatur Tb) der Batterie 55 und der oben erwähnten Soll-Batterietemperatur TBO. $Qbat = (Tb - TBO) \times k 1 \times k 2$
wobei k1 eine spezifische Wärme des in der Batterietemperatureinstellungseinrichtung 61 zirkulierten Wärmemediums ist [kj/kg·K], und k2 ein Volumenstrom des Wärmemediums ist [m3/h]. Im Übrigen ist die Gleichung zum Berechnen der erforderlichen Batteriekühlfähigkeit Qbat nicht auf die obige beschränkt, sondern die erforderliche Batteriekühlfähigkeit kann zusätzlich für andere Faktoren bezüglich einer Batteriekühlung, die andere als die obigen sind, berechnet werden.
Wenn die Batterietemperatur Tb niedriger als die Soll-Batterietemperatur TBO ist (Tb < TBO), wird die erforderliche Batteriekühlfähigkeit Qbat negativ, und somit schließt das Steuergerät 32 in der Ausführungsform das Hilfsexpansionsventil 73 vollständig und stoppt auch die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. Andernfalls, wenn die Batterietemperatur Tb durch Laden/Entladen oder dergleichen ansteigt und während der oben beschriebenen Heiz-Operation höher als die Soll-Batterietemperatur TBO wird, ändert sich die in der Gleichung (IV) berechnete erforderliche Batteriekühlfähigkeit Qbat ins Positive, und somit öffnet das Steuergerät 32 in der Ausführungsform das Hilfsexpansionsventil 73 und betreibt die Batterietemperatureinstellungseinrichtung 61, um das Kühlen der Batterie 55 zu starten.
In diesem Fall vergleicht das Steuergerät 32 die oben beschriebene erforderliche Heizfähigkeit Qtgt und eine erforderliche Batteriekühlfähigkeit Qbat auf der Basis der erforderlichen Heizfähigkeit Qtgt und der erforderlichen Batteriekühlfähigkeit Qbat, und wechselt und führt die erste hier beschriebene Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart und eine zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (eine erste Betriebsart der vorliegenden Erfindung) und eine dritte Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (eine zweite Betriebsart der vorliegenden Erfindung), die später zu beschreiben sind, aus.
Zuerst führt, wenn die erforderliche Heizfähigkeit Qtgt in der Situation, in der eine Heizlast des Fahrzeuginnenraums groß ist (z.B. die Temperatur der Innenraumluft niedrig ist), größer als die erforderliche Batteriekühlfähigkeit Qbat ist, und die von der Batterie 55 erzeugte Wärmemenge klein ist (eine Kühllast ist klein) (Qtgt > Qbat), das Steuergerät 32 die erste Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart aus. 15 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in der ersten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart, und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstellungseinrichtung 61. 16 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der ersten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart. Im Übrigen ist in 16 jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h Diagramm gezeigt.
In der ersten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart hat das Steuergerät 32 in dem Zustand der Heizoperation des in 3 und 4 gezeigten Kältemittelkreises R einen Zustand eines weiteren Öffnens des Magnetventils 22 und auch eines Öffnens des Hilfsexpansionsventils 73, um seine Ventilstellung zu steuern. Dann betreibt das Steuergerät die Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstellungseinrichtung 61. Folglich wird ein Teil des von dem Radiator 4 ausströmenden Kältemittels auf einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6 verteilt und strömt durch das Kältemittelrohr 13F, um eine Kältemittel-stromaufwärtige Seite von dem Magnetventil 17 zu erreichen. Das Kältemittel tritt dann in das Abzweigrohr 72 ein und wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert und strömt dann durch das Abzweigrohr 72 in die Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 um zu verdampfen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Wärmeabsorptionsoperation ausgeübt. Ein Umlauf, in dem das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel durch das Kältemittelrohr 74 strömt, um auf der stromabwärtigen Seite von dem Rückschlagventil 30 in das Kältemittelrohr 13C einzutreten, und durch den Akkumulator 12 strömt, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wird wiederholt (dies ist durch die Pfeile mit durchgezogener Linie in 15 angegeben).
Andererseits strömt das von der Zirkulationspumpe 62 ausgestoßene Wärmemedium durch den Wärmemedium-heizenden-Heizer 66 in das Wärmemediumrohr 68, um die Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 zu erreichen, wo durch das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel Wärme davon absorbiert wird, wodurch das Wärmemedium gekühlt wird. Das durch die Wärmeabsorptionsoperation des Kältemittels gekühlte Wärmemedium strömt von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 heraus und erreicht die Batterie 55, um die Batterie 55 zu kühlen, und das Wärmemedium wird dann in die Zirkulationspumpe 62 gesaugt, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt (durch die Pfeile mit unterbrochener Linie in 15 angegeben).
Somit verdampft in der ersten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart das Kältemittel des Kältemittelkreises R in dem Außenwärmetauscher 7 und dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 und absorbiert Wärme von der Außenluft, und absorbiert Wärme auch von dem Wärmemedium (Batterie 55) der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. Folglich wird die Wärme von der Batterie 55 durch das Wärmemedium hinein gefördert, und die hineingeförderte Wärme kann zu dem Radiator 4 übertragen werden und für das Heizen des Fahrzeuginnenraums verwendet werden, während die Batterie 55 gekühlt wird.
In der ersten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart ermöglicht es, wenn es, selbst durch die Wärmeabsorption von der Außenluft und der Wärmeabsorption von der Batterie 55, wie oben beschrieben, nicht möglich ist, die erforderliche Heizfähigkeit Qtgt durch die oben beschriebene Heizfähigkeit Qhp des Radiators zu erzielen (Qtgt > Qhp), das Steuergerät 32 dem Wärmemedium-heizenden-Heizer 66, Wärme zu erzeugen (Bestromung).
Wenn der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 Wärme erzeugt, wird das von der Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 ausgestoßene Wärmemedium in dem Wärmemedium-heizenden-Heizer erhitzt und strömt dann in die Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64. Somit wird die Wärme des Wärmemedium-heizenden-Heizers 66 auch durch das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel hinein gefördert, wodurch die Heizfähigkeit Qhp durch den Radiator 4 erhöht wird, wodurch es möglich gemacht wird, die erforderliche Heizfähigkeit Qtgt zu erzielen. Im Übrigen stoppt das Steuergerät 32 die Wärmeerzeugung des Wärmemedium-heizenden-Heizers 66 wenn die erforderliche Heizfähigkeit Qtgt für die Heizfähigkeit Qhp erreicht wurde (Nicht-Bestromung).
Dritte Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (Zweite Betriebsart der vorliegenden Erfindung)
Als nächstes, wenn die Wärmelast des Fahrzeuginnenraums und die Kühllast der Batterie 55 ungefähr dieselben sind, d.h. wenn die erforderliche Heizfähigkeit Qtgt und die erforderliche Batteriekühlfähigkeit Qbat gleich oder nahe zueinander sind (Qtgt = Qbat), führt das Steuergerät 32 die dritte Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart aus. 17 zeigt die Strömung des Kältemittels des Kältemittelkreises R in der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (Pfeile mit durchgezogener Linie) und die Strömung des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 (Pfeile mit unterbrochener Linie). 18 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der zweiten Betriebsart). Im Übrigen ist in 18 jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt.
In der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der zweiten Betriebsart) hat das Steuergerät 32 einen Zustand eines Schließens der Magnetventile 17, 20 und 21, eines vollständigen Schließen des Außenexpansionsventils 6, eines Öffnens des Magnetventils 22 und auch eines Öffnens des Hilfsexpansionsventils 73 um seine Ventilstellung zu steuern. Dann betreibt das Steuergerät den Kompressor 2 und das Innenraumgebläse 27 und betreibt auch die Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 (der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 wird nicht bestromt). Folglich strömt all das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel in das Magnetventil 22 und erreicht durch das Kältemittelrohr 13F die Kältemittel-stromaufwärtige Seite von dem Magnetventil 17. Das Kältemittel tritt dann in das Abzweigrohr 72 ein und wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert, und strömt dann durch das Abzweigrohr 72 in die Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64, um zu verdampfen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Wärmeabsorptionsoperation ausgeübt. Ein Umlauf, in dem das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel durch das Kältemittelrohr 74 auf der stromabwärtigen Seite von dem Rückschlagventil 30 in das Kältemittelrohr 13C strömt und durch den Akkumulator 12 strömt, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wird wiederholt (dies ist durch die Pfeile mit durchgezogener Linie in 17 angegeben).
Andererseits strömt das von der Zirkulationspumpe 62 ausgestoßene Wärmemedium durch den Wärmemedium-heizenden-Heizer 66 in das Wärmemediumrohr 68, um die Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 zu erreichen, wo durch das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel Wärme davon absorbiert wird, wodurch das Wärmemedium gekühlt wird. Das durch die Wärmeabsorptionsoperation des Kältemittels gekühlte Wärmemedium strömt von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 heraus und erreicht die Batterie 55, um die Batterie 55 zu kühlen, und das Wärmemedium wird dann in die Zirkulationspumpe 62 gesaugt, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt (durch die Pfeile mit unterbrochener Linie in 18 angegeben).
Somit verdampft in der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der zweiten Betriebsart) das Kältemittel des Kältemittelkreises R in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 und absorbiert Wärme nur von dem Wärmemedium (Batterie 55) der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. Folglich strömt das Kältemittel nicht in den Außenwärmetauscher 7 und fördert die Wärme nur von der Batterie 55 durch das Wärmemedium hinein. Daher wird, während das Problem eines Bereifens des Außenwärmetauschers 7 beseitigt wird, die Batterie 55 gekühlt und die von der Batterie 55 hineingeförderte Wärme wird zu dem Radiator 4 übertragen, wobei es möglich gemacht wird, den Fahrzeuginnenraum zu heizen.
Versperren von umgekehrtem Strömen in Außenwärmetauscher 7 und Wärmeabsorber 9 in dritter Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (zweiter Betriebsart der vorliegenden Erfindung)
Hierbei strömt, wenn der Kältemittelkreis R in der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der zweiten Betriebsart der vorliegenden Erfindung) ist, das Kältemittel nicht in den Außenwärmetauscher 7 und den Wärmeabsorber 9. Wenn die Umgebung, in der die Außenlufttemperatur niedrig ist, in einem solchen Zustand erreicht wird, gibt es einen Fall, in dem die Temperaturen des Außenwärmetauschers 7 und des Wärmeabsorbers 9 niedriger als die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 Wärme von dem Wärmemedium absorbiert hat. Wenn solch ein Zustand erreicht ist, wird der Druck des von der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 ausgestoßenen und in das Kältemittelrohr 13C strömenden Kältemittels höher als auf der Seite von dem Außenwärmetauscher 7 und dem Wärmeabsorber 9, sodass das in das Kältemittelrohr 13C strömende Kältemittel, anders als zu dem Akkumulator 12, zu dem Außenwärmetauscher 7 und dem Wärmeabsorber 9 strömt.
Andererseits ist es nicht möglich, das in die Richtung des Außenwärmetauschers. 7 strömende Kältemittel zu blockieren, selbst wenn das Magnetventil 21 geschlossen ist. Daher strömt, wie oben beschrieben, wenn der Druck des von der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 herausströmenden und in das Kältemittelrohr 13C strömenden Kältemittels höher als auf der Seite von dem Außenwärmetauscher 7 und dem Wärmeabsorber 9 ist, das Kältemittel in umgekehrter Richtung in den Außenwärmetauscher 7 und den Wärmeabsorber 9 und verbleibt darin um seine zirkulierte Kältemittelmenge zu verringern, sodass eine ausreichende Heizfähigkeit nicht ausgeübt werden kann.
In der vorliegenden Erfindung ist jedoch das Rückschlagventil 30 in dem Abschnitt zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem Kältemittelrohr 13D und dem Kältemittelrohr 13C und dem auf der Kältemittel-Ansaugseite des Kompressors 2 befindlichen Akkumulator 12 mit dem Kältemittelrohr 13C verbunden, und das Rückschlagventil 30 ermöglicht die Strömung des Kältemittels zu dem Akkumulator 12 (dem Kompressor 2) hin, um als die Vorwärtsrichtung zu dienen. Es ist daher möglich, die Strömung des von der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 ausgestoßenen Kältemittels zu dem Außenwärmetauscher 7 und dem Wärmeabsorber 9 hin durch das Rückschlagventil 30 zu versperren. Es ist somit möglich, den Nachteil zu beseitigen, dass das Kältemittel in umgekehrter Richtung in den Außenwärmetauscher 7 und den Wärmeabsorber 9 strömt und darin verbleibt und die zirkulierte Kältemittelmenge des Kältemittelkreises R verringert wird um die Heizfähigkeit herabzusetzen.
Zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (erste Betriebsart der vorliegenden Erfindung)
Als nächstes führt, wenn die Wärmelast des Fahrzeuginnenraums klein ist (z.B. die Temperatur des Innenraums relativ hoch ist) und das Wärmeerzeugungsausmaß durch die Batterie 55 groß ist (die Kühllast groß ist), d.h. wenn die erforderliche Batteriekühlkapazität Qbat größer als die erforderliche Heizfähigkeit Qtgt ist (Qtg < Qbat), das Steuergerät 32 die zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart aus. 19 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der ersten Betriebsart) und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 20 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart. Im Übrigen ist in 20 jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt.
In der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der ersten Betriebsart) hat das Steuergerät 32 einen Zustand eines Schließens der Magnetventile 17, 20, 21 und 22, eines Öffnen des Außenexpansionsventils 6 und auch eines Öffnen des Hilfsexpansionsventils 73, um seine Ventilstellung zu steuern. Dann betreibt das Steuergerät den Kompressor 2, das Außengebläse 15 und das Innenraumgebläse 27, öffnet die Kühlerabdeckung 23 und betreibt auch die Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 (der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 ist nicht bestromt). Folglich strömt das von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel durch das Außenexpansionsventil 6 in den Außenwärmetauscher 7 und strömt durch das Kältemittelrohr 13A, um die Kältemittel-stromaufwärtige Seite von dem Magnetventil 17 zu erreichen. Das Kältemittel tritt dann in das Abzweigrohr 72 ein und wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert und strömt dann durch das Abzweigrohr 72 in die Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64, um zu verdampfen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Wärmeabsorptionsoperation ausgeübt. Eine Zirkulation, in der das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel durch das Kältemittelrohr 74 in das Kältemittelrohr 13C strömt, und durch den Akkumulator 12 strömt, um in den Kompressor 2 gesaugt zu werden, wird wiederholt (dies ist durch Pfeile mit durchgezogener Linie in 19 angegeben).
Andererseits strömt das von der Zirkulationspumpe 62 ausgestoßene Wärmemedium durch den Wärmemedium-heizenden-Heizer 66 in das Wärmemediumrohr 68, um die Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 zu erreichen, wo Wärme davon durch das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel absorbiert wird, wodurch das Wärmemedium gekühlt wird. Das durch die Wärmeabsorptionsoperation des Kältemittels gekühlte Wärmemedium strömt von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 aus und erreicht die Batterie 55, um die Batterie 55 zu kühlen, und das Wärmemedium wird dann in die Zirkulationspumpe 62 gesaugt, wodurch sich dieser Umlauf wiederholt (in 20 durch die Pfeile mit unterbrochener Linie angegeben).
Somit strahlt das Kältemittel des Kältemittelkreises R in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der ersten Betriebsart) Wärme in dem Radiator 4 und dem Außenwärmetauscher 7 ab, und verdampft in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 und absorbiert Wärme von dem Wärmemedium (Batterie 55) der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. Das Steuergerät 32 steuert den Betrieb (die Drehzahl NC) des Kompressors 2 auf der Basis der durch den Batterietemperatursensor 76 erfassten Batterietemperatur Tb und der Soll-Batterietemperatur TBO, um die Kühlfähigkeit für die Batterie 55 durch die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 einzustellen.
Ferner wird die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 gesteuert, um die Zirkulation des Kältemittels in den Radiator 4 zu steuern und dabei das Wärmeabstrahlungsausmaß des Kältemittels in dem Radiator 4 einzustellen. Die Ventilstellung des Hilfsexpansionsventils 73 wird gesteuert, um die Zirkulation des Kältemittels in den Außenwärmetauscher 7 zu steuern, und dadurch das Wärmeabstrahlungsausmaß des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 7 einzustellen. Folglich ist es möglich, die Batterie 55 zu kühlen, um dadurch seine Wärme in die Außenluft auszuscheiden und auch das Heizen des Fahrzeuginnenraums durchzuführen.
Hierbei öffnet, wenn aufgrund eines Ausführens von Schnellladung der Batterie 55, etc., das Wärmeerzeugungsausmaß der Batterie 55 extrem groß wird und die erforderliche Batteriekühlfähigkeit Qbat extrem größer als die erforderliche Heizfähigkeit Qtgt wird (Qtgt << Qbat), das Steuergerät 32 in dem Zustand der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart in 19 und 20 ferner das Magnetventil 20. 21 zeigt in diesem Fall die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 22 zeigt in diesem Fall ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (in 22 ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R dem p-h-Diagramm gezeigt).
Mit dem, zusätzlich zu den wie oben beschriebenen Zuständen von 19 und 20, geöffneten Magnetventil 20 des Kältemittelkreises R strömt das in dem Radiator 4 abgestrahlte Kältemittel von dem Radiator 4 aus und strömt in den Außenwärmetauscher 7, wie es ist, gefolgt durch ein Abgestrahlt-werden in die Außenluft (das Kältemittel wird in 21 durch die Pfeile mit durchgezogener Linie angegeben). Folglich kann eine große Menge von übermäßiger Hitze in die Außenluft ausgestoßen werden, während der Fahrzeuginnenraum durch Verwendung einer großen durch die Batterie 55 erzeugten Wärmemenge geheizt wird. Auch in diesem Fall steuert das Steuergerät 32 den Betrieb des Kompressors 2 (die Drehzahl NC) auf der Basis der durch den Batterietemperatursensor 76 erfassten Batterietemperatur Tb und der Soll-Batterietemperatur TBO, um dabei die Kühlfähigkeit für die Batterie 55 durch die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 einzustellen.
Ferner steuert das Steuergerät 32 durch die Drehzahl des Außengebläses 15 und das Öffnen/Schließen der Kühlerabdeckung 23 ein Durchgehen der Luft durch den Außenwärmetauscher 7, um die Heizfähigkeit des Fahrzeuginnenraums einzustellen. Wenn jedoch die Heizfähigkeit in dem Radiator 4, selbst bei der maximalen Drehzahl des Außengebläses 15 übermäßig wird (eine Situation, in der das Ausmaß eine Wärmeerzeugung der Batterie 55 extrem groß ist), steuert das Steuergerät 32 den Luftmischschieber 28, um ein Verhältnis zu steuern, bei dem die Luft durch den Radiator 4 durchgeleitet wird, beispielsweise in seine abnehmende Richtung, wobei die Heizfähigkeit des Fahrzeuginnenraums eingestellt wird.
Versperren von Rückströmen in Wärmeabsorber 9 in zweiter Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (erste Betriebsart der vorliegenden Erfindung)
Hierbei strömt, selbst wenn der Kältemittelkreis R in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der ersten Betriebsart der vorliegenden Erfindung) ist, das Kältemittel nicht in den Wärmeabsorber 9. Wenn die Umgebung, in die er die Außenlufttemperatur niedrig ist, in einem solchen Zustand erreicht wird, gibt es einem Fall, in dem die Temperatur des Wärmeabsorbers 9 niedriger als die Temperatur des Kältemittels, das Wärme durch den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 von dem Kältemittel absorbiert hat, wird. Wenn solch ein Zustand erreicht ist, wird der Druck des von der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 ausgestoßenen und in das Kältemittelrohr 13C strömenden Kältemittels höher als auf der Seite des Wärmeabsorbers 9, sodass das in das Kältemittelrohr 13C strömende Kältemittel, anders als zu dem Akkumulator 12, zu dem Wärmeabsorber 9 hin strömt und in umgekehrter Richtung in den Wärmeabsorber 9 strömt, wo das Kältemittel darin verbleibt, um dabei seine zirkulierte Kältemittelmenge zu verringern, wobei eine ausreichende Heizfähigkeit nicht ausgeübt werden kann.
In der vorliegenden Erfindung ist das Rückschlagventil 30 jedoch in einem Abschnitt zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem Kältemittelrohr 13D und dem Kältemittelrohr 13C und dem auf der Kältemittel-Ansaugseite des Kompressors 2 befindlichen Akkumulator 12 mit dem Kältemittelrohr 13 verbunden, und das Rückschlagventil 30 ermöglicht die Strömung des Kältemittels zu dem Akkumulator 12 (dem Kompressor 2) hin, um als die Vorwärtsrichtung zu dienen. Es ist daher möglich, die Strömung des von der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 ausgestoßenen Kältemittels zu dem Wärmeabsorber 9 hin durch das Rückschlagventil 30 zu versperren. Es ist somit möglich, den Nachteil zu beseitigen, dass das Kältemittel rückwärts in den Wärmeabsorber 9 strömt und darin verbleibt und die zirkulierte Kältemittelmenge des Kältemittelkreises R verringert wird um die Heizfähigkeit herabzusetzen.
In der wie oben beschriebenen vorliegenden Erfindung ist das Rückschlagventil 30 zum Versperren der Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausgestoßenen und zu dem Außenwärmetauscher 7 und dem Wärmeabsorber 9 hin gerichteten Kältemittels vorgesehen. Daher kann in der Situation, in der die Temperaturen des Außenwärmetauschers 7 und des Wärmeabsorbers 9 in der Umgebung, in der die Außenlufttemperatur niedrig ist, niedriger als die des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 werden, die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zu dem Außenwärmetauscher 7 und dem Wärmeabsorber 9 hin strömenden Kältemittels durch das Rückschlagventil 30 versperrt werden.
Somit ist es, wie oben beschrieben, da die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zu dem Außenwärmetauscher 7 und dem Wärmeabsorber 9 ausgestoßenen Kältemittels durch das Rückschlagventil 30 in der Situation, in der in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der ersten Betriebsart) und der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der zweiten Betriebsart) die Außenlufttemperatur niedrig ist und die Temperaturen des Außenwärmetauschers 7 und des Wärmeabsorbers 9 niedriger als die des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 werden, möglich, den Nachteil zu beseitigen, dass das Kältemittel in umgekehrter Richtung in den Außenwärmetauscher 7 und den Wärmeabsorber 9 strömt und darin verbleibt um die zirkulierte Kältemittelmenge zu verringern um dabei die Heizfähigkeit herabzusetzen.
Dann sind in der Ausführungsform das Außenexpansionsventil 6, um das von dem Radiator 4 ausströmende und in den Außenwärmetauscher 7 strömende Kältemittel zu dekomprimieren, das Magnetventil 17 und das Innenraumexpansionsventil 8 (die Ventileinrichtung), um das Einströmen des Kältemittels in den Wärmeabsorber 9 zu steuern, das Kältemittelrohr 13D (das erste Kältemittelrohr), um das von dem Außenwärmetauscher 7 in den Kompressor strömende Kältemittel zu absorbieren, ohne es dem Kältemittel zu ermöglichen in das Magnetventil 17 zu strömen, das in dem Kältemittelrohr 13D angeordnete Magnetventil 21 (das erste Magnetventil), das Kältemittelrohr 13F (der Umgehungskreis) um das von dem Radiator 4 von der Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil 6 strömende Kältemittel zu verteilen, um es dem Kältemittel zu ermöglichen, zu der Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Magnetventil 17 zu strömen, das in dem Kältemittelrohr 13F angeordnete Magnetventil 22 (das zweite Magnetventil), das Abzweigrohr 72 (der Abzweigkreis), um das von dem Kältemittelrohr 13F ausströmende Kältemittel durch den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 strömen zu lassen, das in dem Abzweigrohr 72 angeordnete Hilfsexpansionsventil 73, um das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 strömende Kältemittel zu dekomprimieren, und das Rückschlagventil 18, um die Strömung des von dem Kältemittelrohr 13F ausströmenden und zu dem Außenwärmetauscher 7 strömenden Kältemittels zu versperren, vorgesehen. Das Steuergerät 32 wechselt und führt die zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (die erste Betriebsart), um das Außenexpansionsventil 6 zu öffnen, das Magnetventil 21, das Magnetventil 22 und das Magnetventil 17 zu schließen, das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventil 73 zu dekomprimieren und dabei die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zu steuern, und die dritte Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (die zweite Betriebsart), um das Magnetventil 22 zu öffnen, das Außenexpansionsventil 6, das Magnetventil 21 und das Magnetventil 17 zu schließen, das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventil 73 zu dekomprimieren und dadurch die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zu steuern, aus und ermöglicht es dabei, jede Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart problemlos auszuführen.
Im Übrigen wird in der Ausführungsform das Einströmen des Kältemittels in den Wärmeabsorber 9 durch das Magnetventil 17 und das Innenraumexpansionsventil 8 gesteuert, aber wenn das Innenraumexpansionsventil 8 von einem vollständig schließbaren elektrischen Ventil gebildet ist, ist es auch möglich, das Magnetventil 17 zu entfernen und seine Funktion nur durch das Innenraumexpansionsventil 8 zu erzielen. Das heißt, dass in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in diesem Fall die Operation eines Schließens des Magnetventils 17 äquivalent zu der Operation eines vollständigen Schließens der Ventilstellung des Innenraumexpansionsventils wird.
Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart
Als nächstes wird eine Beschreibung der Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart durch das Steuergerät 32 getätigt. Da der Außenwärmetauscher 7 wie beschrieben während der Heiz-Operation als der Verdampfer funktioniert, baut sich das Wasser in der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 7 in Reif auf und die Wärmeaustauscheffektivität wird verschlechtert. Das Steuergerät 32 berechnet zu dem Zeitpunkt eines Nicht-Bereifens eine Außenwärmetauschertemperatur TXObase, die beispielsweise aus der Außenlufttemperatur Tam, der Drehzahl NC des Kompressors 2, etc., berechnet wird und vergleicht die Außenwärmetauschertemperatur TXObase in dem Nicht-Bereifen-Zeitraum und die durch den Außenwärmetauschertemperatursensor 54 erfasste Außenwärmetauschertemperatur TXO ständig. Dann, wenn die Außenwärmetauschertemperatur TXO niedriger als die Außenwärmetauschertemperatur TXObase in dem Zeitraum des Nicht-Bereifens ist und der Unterschied dazwischen ein vorbestimmter Wert oder mehr wird, führt das Steuergerät die Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart aus, um das Heizen des Fahrzeuginnenraums und das Kühlen der Batterie 55 durchzuführen während der Außenwärmetauscher 7 entfrostet wird, wenn die in der vorgenannten Gleichung (IV) berechnete erforderliche Batteriekühlfähigkeit positiv wird (23 und 24).
In der Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart ist die Kühlerabdeckung 23 in dem Zustand des Kältemittelkreises R in der vorgenannten zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart von 21 geschlossen, um das Einströmen des Fahrtwinds in den Außenwärmetauscher 7 zu versperren. Ferner ist das Außengebläse 15 angehalten und der Kompressor 2 und das Innenraumgebläse 27 werden betrieben. Dann wird auch die Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 betrieben und die Wärme wird in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium ausgetauscht. Im Übrigen ist, wenn die Kühlerabdeckung 23 wie in der Ausführungsform vorgesehen ist, die Kühlerabdeckung 23 geschlossen, aber wenn die Kühlerabdeckung 23 nicht vorgesehen ist, wird das Außengebläse 15 angehalten und nur die erzwungene Ventilation der Außenluft wird gestoppt. 23 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in der Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 24 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R ist in dem p-h-Diagramm in 24 gezeigt).
Somit strömt das von den Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Kältemittel in den Radiator 4 und strahlt Wärme ab, und heizt die Luft, die in die Luftstrompassage 3 zu leiten ist, und strömt dann durch das Magnetventil 20 in den Außenwärmetauscher 7. Da die Außenluft und der Fahrtwind nicht durch den Außenwärmetauscher 7 durchgehen, wird der gebildete Reif, der sich in dem Außenwärmetauscher 7 aufgebaut hat, durch das strömende Hochtemperatur-Kältemittel erwärmt, um zu schmelzen. Andererseits wird das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher 7 kondensiert und strömt in derselben Weise wie oben beschrieben von dem Außenwärmetauscher 7 in das Abzweigrohr 72 aus. Nachdem das Kältemittel in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert wird, verdampft es in der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64.
Das Kältemittel absorbiert hierbei Wärme von dem in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zirkulierten Wärmemedium und kühlt somit als sein Ergebnis die Batterie 55, sodass der Fahrzeuginnenraum durch die von dem Wärmemedium hineingeförderte Wärme geheizt wird während der Außenwärmetauscher 7 entfrostet wird. Im Übrigen kann, wenn es gewünscht ist, den Außenwärmetauscher schnell zu entfrosten, das Steuergerät 32 es dem Wärmemedium-heizenden-Heizer 66 ermöglichen, Wärme zu erzeugen. In diesem Fall wird die Wärme des Wärmemedium-heizenden-Heizers 66 auch durch das Kältemittel hinein gefördert und zu den Außenwärmetauscher 7 übertragen, um zu einem Entfrosten beizutragen.
Somit führt das Steuergerät 32 in dem Zustand, in dem die Außenluft nicht durch den Außenwärmetauscher 7 geht oder dem Zustand eines Versperrens des Einströmens des Fahrtwinds, die Defrost-/Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart aus, um das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator 4 und dem Außenwärmetauscher 7 Wärme abstrahlen zu lassen, das so abgestrahlte Kältemittel in dem Hilfsexpansionsventil 73 zu dekomprimieren und dann das Kältemittel in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 Wärme absorbieren zu lassen. Es ist daher möglich die Wärme der Batterie 55 hinein zu fördern und dadurch den Fahrzeuginnenraum zu heizen während der Außenwärmetauscher 7 durch das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Kältemittel entfrostet wird.
Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart
Als nächstes öffnet, wenn die Batterietemperatur Tb aufgrund des Ladens/Entladens oder dergleichen ansteigt und während der zuvor genannten Kühloperation höher als die Soll-Batterietemperatur TBO wird (TBO < Tb) das Steuergerät 32 in der Ausführungsform das Hilfsexpansionsventil 73 und betreibt die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um das Kühlen der Batterie 55 zu starten, wobei die Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart ausgeführt wird (25 und 26).
In der Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart hat das Steuergerät 32 in dem Zustand des Kältemittelkreises R bei der zuvor genannten Kühloperation von 11 einen Zustand eines Öffnens des Hilfsexpansionsventils 73, um seine Ventilstellung zu steuern, und auch eines Betreibens der Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um die Wärme in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium auszutauschen. Im Übrigen wird der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 nicht bestromt. 25 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in der Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 26 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart (in 26 ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt).
Somit strömt das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Kältemittel nacheinander durch den Radiator 4 und das Magnetventil 20 in den Außenwärmetauscher 7, wo das Kältemittel die Wärme zwischen der durch das Außengebläse 15 durchzuleitenden Außenluft und dem Fahrtwind austauscht um Wärme abzustrahlen, um zu kondensieren. Ein Teil des in dem Außenwärmetauscher 7 kondensierten Kältemittels erreicht das Innenraumexpansionsventil 8 und wird darin dekomprimiert und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die Luft in der Luftstrompassage 3 wird zu diesem Zeitpunkt durch eine Wärmeabsorptionsoperation gekühlt, und somit wird der Fahrzeuginnenraum gekühlt.
Das restliche in dem Außenwärmetauscher 7 kondensierte Kältemittel wird zu dem Abzweigrohr 72 verteilt und wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert und verdampft dann in der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64. Da das Kältemittel hierbei Wärme von dem in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zirkulierten Wärmemedium absorbiert, wird die Batterie 55 in derselben Weise wie oben beschrieben gekühlt. Im Übrigen wird das von den Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13C und den Akkumulator 12 in den Kompressor 2 gesaugt. Das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausströmende Kältemittel wird von dem Kältemittelrohr 74 durch den Akkumulator 12 auch zu dem Kompressor 2 gesaugt.
Entfeucht-Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart
Als nächstes öffnet in der Ausführungsform, wenn die Batterietemperatur Tb aufgrund des Ladens/Entladens oder dergleichen ansteigt und während der zuvor genannten Entfeucht-und-Kühl-Operation höher als die Soll-Batterietemperatur TBO wird (TBO < Tb), das Steuergerät 32 das Hilfsexpansionsventil 73 und betreibt die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um das Kühlen der Batterie 55 zu starten, wodurch die Entfeucht-Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart ausgeführt wird (27 und 28).
In der Entfeucht-Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart hat das Steuergerät 32 in dem Zustand des Kältemittelkreises R in der zuvor genannten Entfeucht-und-Kühl-Operation von 9 einen Zustand eines Öffnens des Hilfsexpansionsventils 73, um seine Ventilstellung zu steuern, und auch eines Betreibens der Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um die Wärme in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium auszutauschen. Im Übrigen wird der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 nicht bestromt. 27 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in der Entfeucht-Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 28 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der Entfeucht-Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart (in 28 ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt).
Somit strömt das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas in den Radiator 4. Da die Luft in der Luftstrompassage 3 durch den Radiator 4 durchgeleitet wird, wird die Luft in der Luftstrompassage 3 in dem Radiator 4 durch das Hochtemperatur-Kältemittel 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 von dem Radiator 4 ausströmende Kältemittel erreicht das Außenexpansionsventil 6 und strömt durch das Außenexpansionsventil 6, das 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 Außenluft gekühlt, um zu kondensieren. Ein Teil des von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmenden Kältemittels erreicht das Innenraumexpansionsventil 8 und wird darin dekomprimiert, und strömt dann in den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Die von der Luftstrompassage 3 zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft wird zu diesem Zeitpunkt durch eine Wärmeabsorptionsoperation gekühlt und entfeuchtet und somit wird der Fahrzeuginnenraum entfeuchtet und gekühlt.
Das restliche in dem Außenwärmetauscher 7 kondensierte Kältemittel wird zu dem Abzweigrohr 72 verteilt und wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert, und verdampft dann in der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64. Da das Kältemittel hierbei Wärme von dem in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zirkulierten Wärmemedium absorbiert, wird die Batterie 55 in derselben Weise wie oben beschrieben gekühlt. Im Übrigen wird das von den Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13C und den Akkumulator 12 in den Kompressor 2 gesaugt. Das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausströmende Kältemittel wird von dem Kältemittelrohr 74 durch den Akkumulator 12 auch zu dem Kompressor 2 gesaugt.
Im Übrigen kann, wie in der oben erwähnten 13 gezeigt, das Kühlen der Batterie 55 auch in dem Zustand durchgeführt werden, in dem bei der Entfeucht-und-Kühl-Operation die Kühlerabdeckung 23 geschlossen und auch das Außengebläse 15 angehalten ist. Die Strömung des Kältemittels und der Zustand der Kühlerabdeckung 23 in der Entfeucht-Kühl-/Batterie-Kühl-Betriebsart (die Kühlerabdeckung ist geschlossen) sind in 29 gezeigt und ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R ist in 30 gezeigt (in 30 ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt).
Das heißt, dass auch in diesem Fall der Fahrtwind nicht in den Außenwärmetauscher 7 strömt und die Ventilation der Außenluft auch beseitigt ist, und somit wird, wie in dem p-h-Diagramm von 30 gezeigt, das Wärmeaustauschausmaß zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 7extrem klein. Da das Abstrahlungsausmaß des Kältemittels in dem Radiator 4 entsprechend ansteigt, wird die Ventilstellung des Außenexpansionsventils 6 in großem Maße verringert oder der Radiatordruck PCI kann, selbst ohne die minimale Ventilstellung einzunehmen, auf den Soll-Radiatordruck PCO eingestellt werden, wodurch es möglich gemacht wird, auch die Temperaturstelle, die in dem Wärmeabsorber 9 auftritt, zu verhindern.
Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel wird in derselben Weise wie in 27 zu dem von dem Innenraumexpansionsventil 8 zu dem Wärmeabsorber 9 gerichteten Kältemittel und dem zu dem Abzweigrohr 72 gerichteten Kältemittel verteilt. Das in das Abzweigrohr 72 strömende Kältemittel wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert und verdampft dann in der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64. Hier absorbiert das Kältemittel Wärme von dem in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zirkulierten Wärmemedium, und somit wird die Batterie 55 in derselben Weise wie der obigen gekühlt. Im Übrigen wird das von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13C und den Akkumulator 12 in den Kompressor 2 gesaugt. Das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausströmende Kältemittel wird von dem Kältemittelrohr 74 durch den Akkumulator 12 auch zu dem Kompressor 2 gesaugt.
Interner-Zyklus-/Batterie-Kühl-Betriebsart
Als nächstes öffnet, wenn die Batterietemperatur Tb aufgrund des Ladens/Entladens oder dergleichen ansteigt und während der zuvor genannten Interner-Zyklus-Operation höher als die Soll-Batterietemperatur TBO wird (TBO < Tb), das Steuergerät 32 in der Ausführungsform das Hilfsexpansionsventil 73 und betreibt die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um das Kühlen der Batterie 55 zu starten, wodurch die Interner-Zyklus-/Batterie-Kühl-Betriebsart ausgeführt wird (31 und 32).
In der Interner-Zyklus-/Batterie-Kühl-Betriebsart hat das Steuergerät 32 in dem Zustand des Kältemittelkreises R bei der zuvor genannten Interner-Zyklus-Operation von 7 einen Zustand eines Öffnens des Hilfsexpansionsventils 73, um seine Ventilstellung zu steuern, und auch eines Betreibens der Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um die Wärme in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium auszutauschen. Im Übrigen ist der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 nicht bestromt. 31 zeigt eine Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in dieser Interner-Zyklus-/Batterie-Kühl-Betriebsart und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 32 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der Interner-Zyklus-/Batterie-Kühl-Betriebsart (in 32 ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt).
Folglich strahlt das von den Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Kältemittel in dem Radiator 4 Wärme ab und dann strömt all das Kältemittel durch das Magnetventil 22 in das Kältemittelrohr 13F. Dann erreicht ein Teil des von dem Kältemittelrohr 13F ausströmenden Kältemittels von dem Kältemittelrohr 13B durch das Magnetventil 17 zu dem Innenraumexpansionsventil 8 und wird darin dekomprimiert, und strömt dann durch den Wärmeabsorber 9, um zu verdampfen. Das Wasser in der von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasenen Luft koaguliert zu diesem Zeitpunkt durch die Wärmeabsorptionsoperation, um an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften, und somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet.
Das restliche von dem Kältemittelrohr 13F ausströmende Kältemittel wird zu dem Abzweigrohr 72 verteilt und wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert und verdampft dann in der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64. Da das Kältemittel hierbei Wärme von dem in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zirkulierten Wärmemedium absorbiert, wird die Batterie 55 in derselben Weise wie oben beschrieben gekühlt. Im Übrigen wird das von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13C und den Akkumulator 12 in den Kompressor 2 gesaugt. Das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausströmende Kältemittel wird durch den Akkumulator 12 von dem Kältemittelrohr 74 auch zu dem Kompressor 2 gesaugt.
Entfeucht-Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart
Wenn die Batterietemperatur Tb aufgrund des Ladens/Entladens oder dergleichen ansteigt und während der zu vorgenannten Entfeucht-und-Heiz-Operation höher als die Soll-Batterietemperatur TBO wird (TBO < Tb), öffnet das Steuergerät 32 in der Ausführungsform als nächstes das Hilfsexpansionsventil 73 und betreibt die Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um das Kühlen der Batterie 55 zu starten, wodurch die Entfeucht-Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart ausgeführt wird (33 und 34).
In der Entfeucht-Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart hat das Steuergerät 32 in dem Zustand des Kältemittelkreises R in der zuvor genannten Entfeucht-und-Heiz-Operation von 5 einen Zustand eines Öffnens des Hilfsexpansionsventils 73, um seine Ventilstellung zu steuern, und auch eines Betreibens der Zirkulationspumpe 62 der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61, um die Wärme in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium auszutauschen. 33 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in dieser Entfeucht-Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 34 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der Entfeucht-Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (in 34 ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt).
Somit wird ein Teil des von dem Radiator 4 ausströmenden kondensierten Kältemittels verteilt und das so verteilte Kältemittel strömt durch das Magnetventil 22 in das Kältemittelrohr 13F und strömt von dem Kältemittelrohr 13F heraus. Ein Teil des Kältemittels strömt von dem Kältemittelrohr 13B zu dem Innenraumexpansionsventil 8 und das restliche Kältemittel strömt in das Außenexpansionsventil 6. Das heißt, dass der Teil des verteilten Kältemittels in dem Innenraumexpansionsventil 8 dekomprimiert wird und dann in den Wärmeabsorber 9 strömt, um zu verdampfen. Das Wasser in der von dem Innenraumgebläse 27 ausgeblasenen Luft koaguliert, um durch die Wärmeabsorptionsoperation des Kältemittels, die zu diesem Zeitpunkt in dem Wärmeabsorber 9 auftritt, an dem Wärmeabsorber 9 anzuhaften. Somit wird die Luft gekühlt und entfeuchtet. Die in dem Wärmeabsorber 9 entfeuchtete Luft wird in dem Prozess eines Durchgehens durch den Radiator 4 wieder erwärmt, wobei das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt wird. Ferner wird das restliche von dem Radiator 4 ausströmende kondensierte Kältemittel in dem Außenexpansionsventil 6 dekomprimiert und verdampft dann in dem Außenwärmetauscher 7 und absorbiert Wärme von der Außenluft.
Andererseits strömt das von dem Kältemittelrohr 13F ausströmende restliche Kältemittel in das Abzweigrohr 72 und wird in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert, und verdampft dann in der Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64. Da das Kältemittel hierbei Wärme von dem in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 zirkulierten Wärmemedium absorbiert, wird die Batterie 55 in derselben Weise wie oben beschrieben gekühlt. Im Übrigen wird das von dem Wärmeabsorber 9 ausströmende Kältemittel durch das Kältemittelrohr 13C und den Akkumulator 12 in den Kompressor 2 gesaugt. Das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel wird durch das Kältemittelrohr 13D, das Magnetventil 21, das Kältemittelrohr 13C und den Akkumulator 12 auch in den Kompressor 2 gesaugt. Das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausströmende Kältemittel wird auch von dem Kältemittelrohr 74 durch den Akkumulator 12 zu dem Kompressor 2 gesaugt.
Einzel-Batterie-Kühl-Betriebsart
Als nächstes führt, wenn in dem Fall, wie etwa wenn das Fahrzeug angehalten ist und die Batterie 55 geladen wird, oder dergleichen, die Batterietemperatur Tb aufgrund ihrer Selbst-Wärmeerzeugung oder dergleichen ansteigt und höher als die Soll-Batterietemperatur TBO wird (TBO < Tb), das Steuergerät 32 in der Ausführungsform die Einzel-Batterie-Kühl-Betriebsart aus (35 und 36). Da in dieser Einzel-Batterie-Kühl-Betriebsart keine Passagiere in dem Fahrzeuginnenraum sind, ist es nicht erforderlich, den Fahrzeuginnenraum zu klimatisieren, sondern das Steuergerät 32 betreibt den Kompressor 2 und betreibt ebenfalls das Außengebläse 15. Ferner öffnet das Steuergerät das Magnetventil 20 und öffnet auch das Hilfsexpansionsventil 73, um das Kältemittel zu dekomprimieren.
Ferner schließt das Steuergerät 32 das Magnetventil 17, das Magnetventil 21 und das Magnetventil 22 und stoppt auch das Innenraumgebläse 26. Dann hat das Steuergerät 32 einen Zustand eines Betreibens der Zirkulationspumpe 62 und eines Austauschens der Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64. 35 zeigt die Strömung (Pfeile mit durchgezogener Linie) des Kältemittels des Kältemittelkreises R in dieser Einzel-Batterie-Kühl-Betriebsart und die Strömung (Pfeile mit unterbrochener Linie) des Wärmemediums der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61. 36 zeigt ein p-h-Diagramm des Kältemittelkreises R in der Einzel-Batterie-Kühl-Betriebsart (in 36 ist jede konstituierende Einrichtung des Kältemittelkreises R in dem p-h-Diagramm gezeigt).
Folglich erreicht das von dem Kompressor 2 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittelgas durch den Radiator 4 von dem Kältemittelrohr 13E zu dem Außenexpansionsventil 6. Da das Magnetventil 20 diesem Zeitpunkt geöffnet ist, geht das Kältemittel durch das Magnetventil 20 durch das Kältemittelrohr 13J durch und strömt in den Außenwärmetauscher 7, wie es ist, und wird durch die durch das Außengebläse 15 durchgeleitete Außenluft gekühlt und dann kondensiert und verflüssigt. Wenn sich der gebildete Reif in dem Außenwärmetauscher 7 aufbaut, wird der Außenwärmetauscher 7 durch die Wärmeabsorptionsoperation zu diesem Zeitpunkt entfrostet.
Da das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel in das Kältemittelrohr 13A eintritt, aber das Magnetventil 17 zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist, strömt all das von dem Außenwärmetauscher 7 ausströmende Kältemittel durch das Abzweigrohr 72, um das Hilfsexpansionsventil 73 zu erreichen. Nachdem das Kältemittel in dem Hilfsexpansionsventil 73 dekomprimiert ist, strömt das Kältemittel in die Kältemittelströmungspassage 64B des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 um zu verdampfen. Eine Wärmeabsorptionsoperation wird zu diesem Zeitpunkt ausgeübt. Eine Zirkulation, in der das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel nacheinander durch das Kältemittelrohr 74, das Kältemittelrohr 13C und den Akkumulator 12 strömt und in den Kompressor 2 gesaugt wird (dies ist durch die Pfeile mit durchgezogener Linie in 35 angegeben) wird wiederholt.
Andererseits strömt das von der Zirkulationspumpe 62 ausgestoßene Wärmemedium durch den Wärmemedium-heizenden-Heizer 66 in das Wärmemediumrohr 68, um die Wärmemediumströmungspassage 64A des Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauschers 64 zu erreichen, wo Wärme durch das in der Kältemittelströmungspassage 64B verdampfte Kältemittel absorbiert wird, wodurch das Wärmemedium gekühlt wird. Eine Zirkulation, in der das durch die Wärmeabsorptionsoperation des Kältemittels gekühlte Wärmemedium von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausströmt, um die Batterie 55 zu erreichen, und die Batterie 55 kühlt und dann in die Zirkulationspumpe 62 gesaugt wird, wird wiederholt. Das Steuergerät 32 steuert den Betrieb des Kompressors 2 und der Zirkulationspumpe 62 auf der Basis von beispielsweise der durch den Batterietemperatursensor 76 erfassten Batterietemperatur Tb und der Soll-Batterietemperatur TBO.
[Ausführungsform 2]
Was Nächstes zeigt 37 eine konstitutionelle Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rückschlagventil 30 von 1 nicht vorgesehen und stattdessen ist ein Rückschlagventil 35 in dem Kältemittelrohr 13D (dem ersten Kältemittelrohr) vorgesehen, und ein Rückschlagventil 40 ist in dem Kältemittelrohr 13C (dem zweiten Kältemittelrohr) vorgesehen bevor es sich mit dem Kältemittelrohr 13D verbindet (und bevor das Kältemittelrohr 74 verbunden ist). Dann sind die jeweiligen Rückschlagventile 30 und 40 gestaltet, sodass die Strömung zu dem Akkumulator 12 (dem Kompressor 2) als die Vorwärtsrichtung dient. Andere Zusammensetzungen und Operationen sind gleich zu dem Fall (Ausführungsform 1) von 1.
Auch durch ein jeweiliges Vorsehen der Rückschlagventile 35 und 40 in den Kältemittelrohren 13D und 13C, wie in der vorliegenden Ausführungsform, kann das in umgekehrter Richtung in den Außenwärmetauscher 7 und den Wärmeabsorber 9 strömende Kältemittel durch sie blockiert werden, wodurch es möglich gemacht wird, einen Effekt zu erzielen, der gleich dem Effekt in dem Fall der vorgenannten Ausführungsform 1 ist.
[Ausführungsform 3]
Als nächstes zeigt 38 eine konstitutionelle Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rückschlagventil 35 von 37 eliminiert und nur das Rückschlagventil 40 ist in dem Kältemittelrohr 13C (dem zweiten Kältemittelrohr), bevor es sich mit dem Kältemittelrohr 13D verbindet (und bevor das Kältemittelrohr 74 verbunden ist), vorgesehen. Dann ist in gleicher Weise das Rückschlagventil 40 gebildet, sodass die Strömung zu dem Akkumulator (dem Kompressors 2) als eine Vorwärtsrichtung dient. Andere Zusammensetzungen sind gleich zu dem Fall von 37 (Ausführungsform 2).
Zweite Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (erste Betriebsart) im Fall einer Zusammensetzung von Fig. 38 (Ausführungsform 3)
Auch in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform wird eine Operation, die gleich zu der in dem Fall der zuvor genannten Ausführungsform (Ausführungsform 1) ist, durchgeführt. Insbesondere ist die Strömung des Kältemittels in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der ersten Betriebsart) in der Zusammensetzung von 38 in 39 gezeigt. Auch in der vorliegenden Ausführungsform (Ausführungsform 3) kann in der zweiten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart, in der kein Kältemittel in den Werbeabsorber 9 strömt, das Einströmen des Kältemittels in den Wärmeabsorber 9 in umgekehrter Richtung auch durch das Rückschlagventil 40 versperrt werden.
Ferner ist, wenn die Heizlast des Fahrzeuginnenraums durch den Radiator 4 und die Kühllast der Batterie 55 durch den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 ausgeglichen sind, die Kühlerabdeckung 23 geschlossen, um die Abstrahlungsfähigkeit in dem Außenwärmetauscher 7 zu verringern, oder die Ventilposition des Außenexpansionsventils 6 ist eingestellt, die Temperatur des Außenwärmetauschers 7 zu wählen, annähernd gleich der Außentemperatur zu sein, wodurch das rückwärtige Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher 7 auch verhindert werden kann.
Dritte Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (zweite Betriebsart) im Fall einer Zusammensetzung von Fig. 38 (Ausführungsform 3)
Andererseits ist die Strömung des Kältemittels in der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart (der zweiten Betriebsart) in der Zusammensetzung von 38 in 40 gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform (Ausführungsform 3) wird es, da kein Rückschlagventil in dem Kältemittelrohr 13D angeordnet ist, schwierig, das rückwärtige Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher 7 in der dritten Heiz-/Batterie-Kühl-Betriebsart, in der das Kältemittel nicht in den Außenwärmetauscher 7 strömt, zu versperren. In diesem Fall kann jedoch, wenn die Kühlerabdeckung 23, wie in 40 gezeigt, geschlossen ist, um das Einströmen des Fahrtwind in den Außenwärmetauscher 7 zu versperren, und der Kältemitteldruck des Außenwärmetauschers 7 erhöht ist, das rückwärtige Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher 7 auch versperrt werden.
Im Übrigen wird, wenn die Batterietemperatur Tb in einer Niedertemperatur-Umgebung niedriger als der zuvor genannte geeignete Temperaturbereich wird, die Lade-/Entlade-Leistungsfähigkeit der Batterie 55 verringert, aber in der Ausführungsform ist der Wärmemedium-heizende-Heizer 66 in der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 vorgesehen. Somit ermöglicht es das Steuergerät 32, wenn die Batterietemperatur Tb niedriger als der obige geeignete Temperaturbereich ist, dem Heizmedium-heizenden-Heizer 66, Wärme zu erzeugen, um das durch die Batterie 55 zirkulierte Wärmemedium zu heizen. Folglich wird die Batterietemperatur Tb erhöht, um in dem geeigneten Temperaturbereich beibehalten zu werden. Jedoch ist es zu beachten, dass in diesem Fall das Steuergerät das Hilfsexpansionsventil 73 vollständig schließt, um das Kältemittel daran zu hindern, in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher 64 zu zirkulieren.
Ferner sind die in jeder oben erwähnten Ausführungsform beschriebenen Zusammensetzungen des Kältemittelkreises R und der Batterietemperatureinstelleinrichtung 61 nicht darauf beschränkt, und es ist unnötig zu sagen, dass sie innerhalb des Bereichs, der sich nicht von dem Geist der vorliegenden Erfindung entfernt, änderbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugklimaanlage
2: Kompressor
3: Luftstrompassage
4: Radiator
6: Außenexpansionsventil
7: Außenwärmetauscher
8: Innenraumexpansionsventil (Ventileinrichtung)
9: Wärmeabsorber
13C: Kältemittelrohr (zweites Kältemittelrohr, drittes Kältemittelrohr)
13D: Kältemittelrohr (erstes Kältemittelrohr)
13F: Kältemittelrohr (Umgehungskreis)
17: Magnetventil (Ventileinrichtung)
18: Rückschlagventil (anderes Rückschlagventil)
21: Magnetventil (erstes Magnetventil)
22: Magnetventil (zweites Magnetventil)
23: Kühlerabdeckung
30, 35, 40: Rückschlagventil
32: Steuergerät (Steuerungseinrichtung)
55: Batterie
61: Batterietemperatureinstelleinrichtung
62: Zirkulationspumpe
64: Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher
66: Wärmemedium-heizender-Heizer
72: Abzweigrohr (Abzweigkreis)
73: Hilfsexpansionsventil
R: Kältemittelkreis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014213765 [0003]
JP 2016090201 [0003]

Claims

Fahrzeugklimaanlage, die Luft eines Fahrzeuginnenraums klimatisiert, aufweisend: einen Kompressor, um ein Kältemittel zu verdichten; eine Luftstrompassage, durch die die zu dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft strömt; einen Radiator, um das Kältemittel Wärme abstrahlen zu lassen, dadurch 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; einen Außenwärmetauscher, der außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist, um das Kältemittel Wärme absorbieren oder abstrahlen zu lassen; eine Batterietemperatureinstelleinrichtung, um ein Wärmemedium zirkulieren zu lassen, dadurch eine Temperatur einer in einem Fahrzeug montierten Batterie einzustellen; und eine Steuerungseinrichtung, wobei die Batterietemperatureinstelleinrichtung einen Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher hat, um einen Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium durchzuführen, und das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zu einer Ansaugseite des Kompressors zurückführt, und ein Rückschlagventil enthält, das die Strömung des von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmenden und zu dem Außenwärmetauscher und/oder dem Wärmeabsorber hin gerichteten Kältemittels versperrt.
Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung eine erste Betriebsart ausführt, um das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator und dem Außenwärmetauscher Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, und dann das Kältemittel in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen.
Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungseinrichtung eine zweite Betriebsart ausführt, um ein Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher zu versperren, das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, und dann das Kältemittel nur in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen.
Fahrzeugklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend: ein erstes Kältemittelrohr, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, ein zweites Kältemittelrohr, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, und ein drittes Kältemittelrohr, um einen Verbindungspunkt zwischen dem ersten Kältemittelrohr und dem zweiten Kältemittelrohr, und der Ansaugseite des Kompressors miteinander kommunizieren zu lassen, wobei das Rückschlagventil in dem dritten Kältemittelrohr angeordnet ist und die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor hin als eine Vorwärtsrichtung dienen lässt, und wobei das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen dem Rückschlagventil und dem Kompressor zurückgeführt wird.
Fahrzeugklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend: ein erstes Kältemittelrohr, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, und ein zweites Kältemittelrohr, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, wobei das erste Kältemittelrohr und der zweite Kältemittelrohr mit der Ansaugseite des Kompressors kommunizieren, wobei das Rückschlagventil in jedem von dem ersten Kältemittelrohr und dem zweiten Kältemittelrohr angeordnet ist, und jedes Rückschlagventil die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor als eine Vorwärtsrichtung dienen lässt, und wobei das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen jedem von den Rückschlagventilen und dem Kompressor zurückgeführt wird.
Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 1 oder 2, enthaltend: ein erstes Kältemittelrohr, in das das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel strömt, und ein zweites Kältemittelrohr, in das das von dem Wärmeabsorber ausströmende Kältemittel strömt, wobei das erste Kältemittelrohr und das zweite Kältemittelrohr mit der Ansaugseite des Kompressors kommunizieren, wobei das Rückschlagventil in dem zweiten Kältemittelrohr angeordnet ist und die Strömung des Kältemittels zu dem Kompressor hin als eine Vorwärtsrichtung dienen lässt, und wobei das von dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher ausströmende Kältemittel zwischen dem Rückschlagventil und dem Kompressor zurückgeführt wird.
Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 6, die eine Kühlerabdeckung enthält, um das Einströmen von Fahrtwind in den Außenwärmetauscher zu versperren, wobei die Steuerungseinrichtung eine zweite Betriebsart ausführt, um das Einströmen des Kältemittels in den Außenwärmetauscher zu versperren, das von dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel in dem Radiator Wärme abstrahlen zu lassen, das Kältemittel, von dem die Wärme abgestrahlt wurde, zu dekomprimieren, und dann das Kältemittel nur in dem Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher Wärme absorbieren zu lassen, und wobei, wenn die zweite Betriebsart ausgeführt wird, die Steuerungseinrichtung das Einströmen des Fahrtwinds in den Außenwärmetauscher durch die Kühlerabdeckung versperrt.
Fahrzeugklimaanlage gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, enthaltend: ein Außenexpansionsventil, um das von dem Radiator ausströmende und in den Außenwärmetauscher strömende Kältemittel zu dekomprimieren, eine Ventileinrichtung, um das Einströmen des Kältemittels in den Wärmeabsorber zu steuern, ein erstes Kältemittelrohr, um das von dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel, ohne in die Ventileinrichtung zu strömen, in den Kompressor saugen zu lassen, ein erstes Magnetventil, das in dem ersten Kältemittelrohr angeordnet ist, einen Umgehungskreis, um das von dem Radiator von einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von dem Außenexpansionsventil ausströmende Kältemittel zu verteilen, um das Kältemittel zu einer Kältemittel-stromaufwärtigen Seite von der Ventileinrichtung strömen zu lassen, ein zweites Magnetventil, das in dem Umgehungskreis angeordnet ist, einen Abzweigkreis, um das von dem Umgehungskreis ausströmende Kältemittel in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömen zu lassen, ein Hilfsexpansionsventil, das in dem Abzweigkreis angeordnet ist, um das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel zu dekomprimieren, und ein anderes Rückschlagventil, um die Strömung des von dem Umgehungskreis ausströmenden und zu dem Außenwärmetauscher hin gerichteten Kältemittels zu versperren, wobei die Steuerungseinrichtung das Außenexpansionsventil öffnet, das erste Magnetventil, das zweite Magnetventil und die Ventileinrichtung schließt, das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventil dekomprimiert, und die Batterietemperatureinstelleinrichtung steuert, um dabei eine erste Betriebsart auszuführen, oder das zweite Magnetventil öffnet, das Außenexpansionsventil, das erste Magnetventil und die Ventileinrichtung schließt, das in den Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher strömende Kältemittel durch das Hilfsexpansionsventil dekomprimiert, und die Batterietemperatureinstelleinrichtung steuert, um dabei eine zweite Betriebsart auszuführen, oder durch Umschalten zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart ausführt.