DE112018006384T5

DE112018006384T5 - Fahrzeugheizvorrichtung

Info

Publication number: DE112018006384T5
Application number: DE112018006384.4T
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Nakazawa; Hitoshi Nakahata; Tetsuya Takechi; Yoshihiko Uesugi; Yuji Kawazoe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-08-27
Also published as: CN111491815B; JP2019104393A; WO2019116781A1; US11560039B2; CN111491815A; US20200298665A1; JP6874664B2

Abstract

Die Fahrzeugklimaanlage (1) hat eine Kühlkreislaufvorrichtung (10), eine innenliegende Klimaanlageneinheit (30), einen Wärmemediumkreis (40) und eine Steuerung (50). Die Fahrzeugklimaanlage erwärmt den Fahrzeuginnenraum durch das Freisetzen von Wärme des in dem Wärmemediumkreis zirkulierenden Kühlwassers in dem Heizkern (43). Der Wärmemediumkreis hat eine Maschine (EG), einen Kühler (12) der Kühlkreislaufvorrichtung, eine Heizwasserpumpe (41), eine Wasserheizvorrichtung (42) und ein Strömungssteuerungsventil (47). In einer HV-Fahrbetriebsart während einer Heizbetriebsart steuert eine Steuerung die Heizwasserpumpe und das Strömungssteuerungsventil derart, dass eine Strömungsrate des Kühlwassers in einem ersten Verbindungsströmungspfad (45), der durch die Maschine durchgeht, größer als eine Strömungsrate des Kühlwassers in einem zweiten Verbindungsströmungspfad (46) wird, die durch den Kühlen und die Wasserheizvorrichtung durchgeht. Als Ergebnis kann die Abgaswärme der Fahrzeugmaschine, wenn die Fahrzeugmaschine im Betrieb ist, verwendet werden, während eine Verringerung der Heizleistungsfähigkeit aufgrund eines Anstiegs des Wasserströmungswiderstands reduziert werden kann.

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beruht auf der und nimmt Bezug auf die japanische(n) Patentanmeldung mit der Nummer 2017-238511 , die am 13. Dezember 2017 eingereicht wurde.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeugheizvorrichtung, die eine Luft in einem Fahrzeuginnenraum erwärmt.
HINTERGRUND
Bekannter Weise ist eine Fahrzeugheizvorrichtung konfiguriert, eine zu einem Heizzielraum zugeführte Belüftungsluft zu erwärmen. Eine von derartigen Fahrzeugheizvorrichtungen erwärmt eine Belüftungsluft durch Einsetzen einer Abgaswärme, die in einer an einem Fahrzeug montierten Leistungseinheit erzeugt wird. Zum Beispiel offenbart die Patentliteratur 1 eine solche.
Ein in der Patentliteratur 1 offenbartes Heizsystem hat einen Kühlwasserkreislauf, der eine Fahrzeugmaschine, einen Heizkern, einen Heizvorrichtung und ein Dreiwegeventil aufweist. Das Heizsystem gibt in dem Heizkern eine Wärme des Kühlwassers zu der Belüftungsluft frei, um ein Erwärmen des Fahrzeuginnenraums zu erreichen.
Außerdem ist der Kühlwasserkreislauf in dem Heizsystem konfiguriert, das Dreiwegeventil gemäß einem Betriebszustand der Fahrzeugmaschine und einer Temperatur der Kühlflüssigkeit so zu betätigen, um von Konfigurationen mit mehreren Kreisen zu einer Konfiguration mit einem Kreis umzuschalten. Wenn zum Beispiel die Fahrzeugmaschine in Betrieb ist, wird die Kreiskonfiguration derart umgeschaltet, dass das Kühlwasser in der Fahrzeugmaschine und dem Heizkern zirkuliert. Wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, wird die Kreiskonfiguration derart umgeschaltet, dass das Kühlwasser nicht durch die Fahrzeugmaschine durchgeht.
LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: US 2009/0283604 A1
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In zurückliegenden Jahren wurden Hybridfahrzeuge entwickelt, und Fahrzeugheizvorrichtungen wurden auch in solchen Hybridfahrzeugen installiert. Das Hybridfahrzeug weist eine Betriebsart auf, in der die Maschine als eine Antriebsquelle zum Fahren verwendet wird, und eine Betriebsart, in der die Maschine angehalten ist und eine andere Antriebsquelle (zum Beispiel ein Motor) zum Fahren verwendet wird. Deswegen ist das Heizsystem der Patentliteratur 1 anwendbar.
Jedoch geht in der Offenbarung der Patentliteratur 1 das Kühlwasser in einer anderen der mehreren Kreiskonfigurationen durch die Heizvorrichtung oder ähnliches durch. Der Heizvorrichtung und das Ähnliche sind als alternative Wärmequelle vorgesehen, wenn die Fahrzeugmaschine angehalten ist.
In der Patentliteratur 1 geht das Kühlwasser nämlich durch den Heizvorrichtung oder ähnliches in der Kreiskonfiguration durch, wenn die Fahrzeugmaschine in Betrieb ist. Deswegen kann ein Strömungswiderstand des Wassers unnotwendiger Weise groß werden. Als ein Ergebnis kann in dem in der Patentliteratur 1 beschriebenen Heizsystem die Heizleistungsfähigkeit verschlechtert werden, wenn die Fahrzeugmaschine in Betrieb ist.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Betrachtung dieser Punkte gemacht, und es ist eine Aufgabe, eine Fahrzeugheizvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Verringerung der Heizleistungsfähigkeit aufgrund eines Anstiegs des Wasserströmungswiderstands zu reduzieren, während eine Abgaswärme der Fahrzeugmaschine eingesetzt wird, wenn die Fahrzeugmaschine in Betrieb ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeugheizvorrichtung an einem Fahrzeug montiert, das eine Leistungseinheit aufweist. Die Fahrzeugheizvorrichtung hat ein Gebläse, das eine Belüftungsluft in einen Fahrzeuginnenraum bläst, der ein zu erwärmender Raum ist, einen Wärmemediumkreis, der mit dem Heizkern verbunden ist, der die durch das Gebläse geblasene Belüftungsluft über einen Wärmetausch mit einem Wärmemedium erwärmt, und eine Zirkulationsvorrichtung, die das Wärmemedium in dem Wärmemediumkreis zirkuliert. Der Wärmemediumkreis hat einen ersten Strömungspfad, der mit dem Heizkern durch die Leistungseinheit verbunden ist, und einen zweiten Strömungspfad, der parallel mit dem ersten Strömungspfad angeordnet ist und mit dem Heizkern durch eine Wärmequellenvorrichtung unterschiedlich von der Leistungseinheit verbunden ist. Die Fahrzeugheizvorrichtung hat außerdem eine Strömungsratensteuerungseinheit, die eine erste Strömungsrate des in dem ersten Strömungspfad strömenden Wärmemediums und eine zweite Strömungsrate des in dem zweiten Strömungspfad strömenden Wärmemediums anpasst. Die Strömungsratensteuerungseinheit passt die erste Strömungsrate an, dass sie größer als die zweite Strömungsrate ist, wenn die Leistungseinheit im Betrieb ist.
Die Fahrzeugheizvorrichtung kann die in der Leistungseinheit erzeugte Wärme durch das durch den ersten Strömungspfad strömende Wärmemedium wiederherstellen. Die Fahrzeugheizvorrichtung kann die Belüftungsluft in dem Heizkern erwärmen und den Fahrzeuginnenraum erwärmen. Die Fahrzeugheizvorrichtung kann die in der Wärmequellenvorrichtung durch das durch den zweiten Strömungspfad strömende Wärmemedium erzeugte Wärme wiederherstellen. Die Fahrzeugheizvorrichtung kann die Belüftungsluft in dem Heizkern erwärmen und den Fahrzeuginnenraum erwärmen.
Gemäß der Fahrzeugheizvorrichtung passt die Strömungsratensteuerungseinheit die erste Strömungsrate an, damit sie größer als die zweite Strömungsrate ist, wenn die Leistungseinheit in Betrieb ist. Somit kann die Fahrzeugheizvorrichtung eine Abgaswärme wiederherstellen, die durch den Betrieb der Leistungseinheit erzeugt wird, und kann diese zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraums einsetzen.
Zusätzlich ist in der Fahrzeugheizvorrichtung die erste Strömungsrate des Wärmemediums durch die Leistungseinheit größer als die zweite Strömungsrate des Wärmemediums durch die Wärmequellenvorrichtung gemacht. Entsprechend kann die Fahrzeugheizvorrichtung einen Wasserströmungswiderstand im Vergleich mit einem Fall reduzieren, in dem die gesamte Menge des Wärmemediums durch die Leistungseinheit und die Wärmequellenvorrichtung durchgeht. Somit kann eine Verringerung der Heizleistungsfähigkeit der Fahrzeugheizvorrichtung reduziert werden.
Da außerdem das Wärmemedium zu der Wärmequellenvorrichtung mit der zweiten Strömungsrate strömt, kann die Fahrzeugheizvorrichtung einen Temperaturabfall des Wärmemediums in der Wärmequellenvorrichtung in einem angehaltenen Zustand reduzieren. Entsprechend kann die Fahrzeugheizvorrichtung verhindern, dass ein übermäßig abgekühltes Wärmemedium zu der Zeit des Wiedererwärmens des Fahrzeuginnenraums unter abermaliges Verwenden der Wärmequellenvorrichtung in den Heizkern strömt. Somit kann eine thermische Schockbelastung an dem Heizkern reduziert werden.
Figurenliste

Die 1 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
Die 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem für die Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Die 3 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand eines Wärmemediumkreises in einer HV-Fahrbetriebsart gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Die 4 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand eines Wärmemediumkreises in einer EV-Fahrbetriebsart gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Die 5 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand eines Wärmemediumkreises in einer HV-Fahrbetriebsart gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
Die 6 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand eines Wärmemediumkreises in einer EV-Fahrbetriebsart gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsformen zum Implementieren der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In jeder Ausführungsform sind Abschnitte entsprechend den in den vorangehenden Ausführungsformen beschriebenen Elementen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung kann ausgelassen werden. Wenn lediglich ein Teil einer Konfiguration in einer Ausführungsform beschrieben ist, kann eine andere vorangehende Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können sogar dann kombiniert werden, falls nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können sogar teilweise kombiniert werden, falls dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass durch die Kombination kein Schaden entsteht.
(Erste Ausführungsform)
Zuerst wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. Eine Fahrzeugklimaanlage 1 der ersten Ausführungsform ist an einem Hybridfahrzeug angewendet, das eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs von sowohl einer Brennkraftmaschine (Maschine EG) wie auch einem Elektromotor zum Fahren des Fahrzeugs erhält.
Das Hybridfahrzeug ist als ein sogenanntes „Plug-in-Hybridfahrzeug“ konfiguriert. Somit ist das Hybridfahrzeug derart konfiguriert, dass eine an dem Fahrzeug montierte Batterie 25 mit einer Leistung geladen werden kann, die von einer externen Leistungsquelle (zum Beispiel einer kommerziellen Leistungsquelle) zugeführt wird, wenn das Fahrzeug angehalten ist. Zum Beispiel kann die Batterie eine Lithium-Ionen-Batterie sein.
In dem Hybridfahrzeug wird die von der Maschine EG abgegebene Antriebskraft nicht nur zum Fahren des Fahrzeugs, sondern auch zum Betrieb eines Leistungsgenerators erzeugt. Das Hybridfahrzeug kann eine elektrische Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wurde, und eine elektrische Leistung, die von der externen Leistungsquelle zugeführt wurde, in der Batterie 25 speichern. Die in der Batterie 25 gespeicherte elektrische Leistung wird nicht nur zu dem Elektromotor zum Fahren des Fahrzeugs zugeführt, sondern auch zu verschiedenen in dem Fahrzeug vorhandenen Vorrichtungen, die an dem Hybridfahrzeug montiert sind.
Das Hybridfahrzeug fährt in der EV-Fahrbetriebsart, wenn ein Ladezustand SOC der Batterie 25 gleich wie oder höher als ein vorbestimmter Bezugszustand der Ladung ist, wie zum Beispiel, wenn ein Fahrzeug beginnt zu fahren. Die EV-Fahrbetriebsart bedeutet, dass das Fahrzeug durch den Elektromotor zum Fahren des Fahrzeugs fährt, der durch die elektrische Leistung der Batterie 25 angetrieben ist.
Andererseits fährt das Hybridfahrzeug in der HV-Fahrbetriebsart, wenn der Ladezustand der Batterie 25 niedriger als der vorbestimmte Bezugszustand der Ladung während des Fahrens des Fahrzeugs ist. Die HV-Fahrbetriebsart ist eine Antriebsbetriebsart, in der das Fahrzeug hauptsächlich durch die von der Maschine EG abgegebene Antriebskraft angetrieben wird. Wenn jedoch die Fahrzeugfahrlast hoch wird, wird der Elektromotor zum Fahren des Fahrzeugs betätigt, um die Maschine EG zu unterstützen.
Das Hybridfahrzeug der ersten Ausführungsform schaltet zwischen der EV-Fahrbetriebsart und der HV-Fahrbetriebsart um, wie voranstehend beschrieben wurde. Somit reduziert das Hybridfahrzeug eine Menge des Kraftstoffverbrauchs und verbessert die Kraftstoffleistungsfähigkeit im Vergleich mit einem normalen Fahrzeug, das eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs lediglich von einer Maschine EG erhält.
Außerdem wird in dem Hybridfahrzeug das Umschalten zwischen der EV-Fahrbetriebsart und der HV-Fahrbetriebsart durch eine im Folgenden beschriebe Fahrzeugsteuerung 70 gesteuert. Die Maschine EG in dem Hybridfahrzeug entspricht einer Leistungseinheit in der vorliegenden Offenbarung.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann zu verschiedenen Betriebsarten, wie zum Beispiel einer Heizbetriebsart, einer Kühlbetriebsart und einer entfeuchtende Heizbetriebsart, umgeschaltet werden, um eine komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum des Hybridfahrzeugs zu realisieren. Deswegen entspricht die Fahrzeugklimaanlage 1 einer Fahrzeugheizvorrichtung der vorliegenden Offenbarung.
Außerdem wird die Batterie 25, die eine Akkumulatorbatterie ist, bevorzugt in einem geeigneten Temperaturbereich eingesetzt, um eine volle Verwendung der Lade- und Entladekapazität ohne eine Förderung der Verschlechterung zu machen. Deswegen weist die Fahrzeugklimaanlage 1 eine Funktion auf, die Batterie 25 zu kühlen, um die Temperatur der Batterie 25 innerhalb eines geeigneten Temperaturbereichs beizubehalten.
Wie in der 1 dargestellt ist, hat die Fahrzeugklimaanlage 1 eine Kühlkreislaufvorrichtung 10, eine Innenklimaanlageneinheit 30, einen Wärmemediumkreis 40 und eine Steuerung 50. Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung zum Anpassen einer Temperatur einer Belüftungsluft durch einen Dampf-Verdichtungs-Kühlkreislauf. Die Innenklimaanlage 30 sendet Belüftungsluft in den Fahrzeuginnenraum des Hybridfahrzeugs. Der Wärmemediumkreis 40 ist ein Wärmemediumkreis zum Erwärmen der Belüftungsluft über Kühlwasser, was ein Wärmemedium ist.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 hat einen Dampf-Verdichtungs-Kühlkreislauf und weist eine Funktion auf, die Belüftungsluft zu erwärmen oder zu kühlen, um eine Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum durchzuführen. Außerdem weist die Kühlkreislaufvorrichtung 10 eine Funktion auf, die Batterie 25 über ein Kältemittel mit niedrigem Druck in dem Kühlkreislauf zu kühlen.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 ist konfiguriert, in der Lage zu sein, einen Kühlkreislauf umzuschalten, um eine Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum zwischen einem Kühlkreislauf der Kühlbetriebsart, einem Kühlkreislauf der entfeuchtenden Heizbetriebsart und einem Kühlkreislauf der Heizbetriebsart zu klimatisieren. In der Fahrzeugklimaanlage 1 ist die Kühlbetriebsart eine Betriebsart, in der der Fahrzeuginnenraum durch das Kühlen von Belüftungsluft und Blasen der Belüftungsluft in den Fahrzeuginnenraum gekühlt wird.
Die entfeuchtende Heizbetriebsart ist eine Betriebsart, in der der Fahrzeuginnenraum durch das Wiedererwärmen einer Belüftungsluft entfeuchtet und erwärmt wird, die gekühlt und entfeuchtet wurde, und die Belüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum geblasen wird. Die Heizbetriebsart ist eine Betriebsart, in der der Fahrzeuginnenraum durch das Erwärmen einer Belüftungsluft und Blasen einer Belüftungsluft in den Fahrzeuginnenraum erwärmt wird.
In der 1 ist eine Strömung des Kältemittels in dem Kühlkreislauf der Kühlbetriebsart durch weiße Pfeile angezeigt. Eine Strömung des Kältemittels in dem Kühlkreislauf der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist durch schraffierte Pfeile angezeigt. Eine Strömung des Kältemittels in dem Kühlkreislauf der Heizbetriebsart ist durch schwarze Pfeile angezeigt.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 setzt ein HFC-Kältemittel (insbesondere R134a) als ein Kältemittel ein und bestimmt einen unterkritischen Dampf-Verdichtungs-Kühlzyklus, in dem ein Druck des von einem Verdichter 11 abgegebenen Kältemittels einen kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Das Kältemittel ist mit einem Kältemittelöl gemischt, das als ein Schmiermittel eines Verdichters 11 dient, und das Kältemittelöl zirkuliert teilweise zusammen mit dem Kältemittel in dem Zyklus.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 hat den Verdichter 11, einen Kühler 12, ein erstes Expansionsventil 14a, ein zweites Expansionsmittel 14b, einen Außenwärmetauscher 16, ein Steuerventil 17 und einen Innenverdampfer 18, ein Verdampfungsdrucksteuerventil 19 und einen Speicher 20.
Der Verdichter 11 saugt ein Kältemittel in die Kühlkreislaufvorrichtung 10 und verdichtet das Kältemittel und gibt dieses ab. Der Verdichter 11 hat einen elektrischen Verdichter, der drehend einen Verdichtungsmechanismus fester Kapazität, der eine feste Kapazität aufweist, durch einen Elektromotor antreibt. Der Verdichter 11 funktioniert in der vorliegenden Offenbarung als ein Verdichter.
Eine Kältemittelabgabekapazität (d.h. heißt Drehzahl) des Verdichters 11 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der später beschriebenen Steuerung 50 abgegeben wird. Der Verdichter 11 ist in einem Fahrzeugmaschinenraum vorgesehen.
Ein Abgabeanschluss des Verdichters 11 ist mit einer Kältemitteleinlassseite des Kühlers 12 verbunden. Der Kühler 12 kondensiert ein Kältemittel hohen Drucks durch Durchführen eines Wärmetauschs zwischen dem Kältemittel hohen Drucks, das von dem Verdichter 11 abgegeben wurde, und einem Kühlwasser, das ein Wärmemedium ist, das in dem Wärmemediumkreis 40 zirkuliert, der später beschrieben werden wird. Der Kühler 12 ist durch einen Wasser-Kältemittelwärmetauscher konstituiert und funktioniert in der vorliegenden Offenbarung als ein Kühler.
Der Wärmemediumkreis 40, der die Fahrzeugklimaanlage 1 konstituiert, wird im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen später beschrieben werden.
Eine Kältemittelauslassseite des Kühlers 12 ist mit einer Einströmanschlussseite einer ersten Dreiwegeverknüpfung 13a verbunden. Die erste Dreiwegeverknüpfung 13a weist drei Einström-Ausström-Anschlüsse auf, die miteinander in Verbindung sind. Die Dreiwegeverknüpfung kann eine sein, in der mehrere Röhren miteinander gefügt sind, oder kann eine sein, in der mehrere Kältemitteldurchgänge in einem Metallblock oder einem Harzblock bereitgestellt sind.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 hat zwei bis sechs Dreiwegeverknüpfungen 13b bis 13f, wie später beschrieben werden wird. Die Grundkonfiguration von jeder der zweiten bis sechsten Dreiwegeverknüpfungen 13b bis 13f ist ähnlich zu der der ersten Dreiwegeverknüpfung 13a.
Ein Ausströmanschluss der ersten Dreiwegeverknüpfung 13a ist mit einer Einlassseite des ersten Expansionsventils 14a verbunden. Ein anderer Ausströmanschluss der ersten Dreiwegeverknüpfung 13a ist mit einem Einströmanschluss der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b verbunden.
Ein erstes Ein-Aus-Ventil 15a ist in einem Kältemitteldurchgang vorgesehen, der den anderen Ausströmanschluss der ersten Dreiwegeverknüpfung 13a und den anderen Einströmanschluss der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b verbindet. Das erste Ein-Aus-Ventil 15a ist ein elektromagnetisches Ventil, das den Kältemitteldurchgang öffnet oder schließt, der den anderen Ausströmanschluss der ersten Dreiwegeverknüpfung 13a und den einen Einströmanschluss der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b verbindet.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, hat die Kühlkreislaufvorrichtung 10 ein zweites Ein-Aus-Ventil 15b, wie später beschrieben werden wird. Die Grundkonfiguration des zweiten Ein-Aus-Ventils 15b ist ähnlich zu der des ersten Ein-Aus-Ventils 15a. Das erste Ein-Aus-Ventil 15a und das zweite Ein-Aus-Ventil 15b können den Kühlkreislauf von jeder der voranstehend beschriebenen Betätigungsbetriebsarten durch Öffnen oder Schließen des Kältemitteldurchgangs umschalten.
Deswegen sind das erste Ein-Aus-Ventil 15a und das zweite Ein-Aus-Ventil 15b eine Kühlkreislaufumschaltvorrichtung, die den Kühlkreislauf des Zyklus umschaltet. Eine Betätigung von jedem aus dem ersten Ein-Aus-Ventil 15a und dem zweiten Ein-Aus-Ventil 15b wird durch eine von der Steuerung 50 abgegebene Steuerspannung gesteuert.
Das erste Expansionsventil 14a ist ein Entspanner, der das aus dem Kühler 12 ausströmende Kältemittel zumindest in der Heizbetriebsart entspannt. Das erste Expansionsventil 14a ist ein elektrisch variabler Drosselmechanismus, der ein Ventilelement hat, der im Grad des Drosselns veränderbar ist, und ein elektrisches Stellventil, das einen Öffnungsgrad des Ventilkörpers ändert. Das erste Expansionsventil 14a funktioniert in der vorliegenden Offenbarung als ein Entspanner.
Außerdem hat die Kühlkreislaufvorrichtung 10 ein zweites Expansionsventil 14b, wie später beschrieben werden wird. Die Grundkonfiguration des zweiten Expansionsventils 14b ist ähnlich zu der des ersten Expansionsventils 14a. Das erste Expansionsventil 14a und das zweite Expansionsventil 14b weisen eine vollständige Öffnungsfunktion auf, einen Ventilanschluss vollständig zu öffnen, und funktionieren als gerade ein Kältemittelpfad, nahezu ohne eine Strömungsratenanpassung und eine Kältemittelentspannung durchzuführen, und weisen eine vollständig schließende Funktion des vollständigen Schließens des Ventilanschlusses auf, um den Kältemittelpfad zu unterbinden.
Das erste Expansionsventil 14a und das zweite Expansionsventil 14b können den Kältemittelkreis gemäß den voranstehend beschriebenen jeweiligen Betriebsarten durch die vollständig öffnende Funktion und die vollständig schließende Funktion umschalten. Deswegen weisen das erste Expansionsventil 14a und das zweite Expansionsventil 14b ebenfalls eine Funktion als eine Kühlkreislaufumschaltvorrichtung auf. Die Betätigung von jedem aus dem ersten Expansionsventil 14a und dem zweiten Expansionsventil 14b ist durch ein Steuersignal (Steuerimpuls) gesteuert, der von der Steuerung 50 abgegeben wird.
Ein Auslass des ersten Expansionsventils 14a ist mit einer Kältemitteleinlassseite des außenliegenden Wärmetauschers 16 verbunden. Der außenliegende Wärmetauscher 16 ist ein Wärmetauscher, der einen Wärmetausch zwischen dem aus dem ersten Expansionsventil 14a strömenden Kältemittel und einer durch einen Außenluftventilator 16a zugeführten Außenluft durchführt. Der außenliegende Wärmetauscher 16 ist in einem vorderen Teil in dem Fahrzeugmaschinenraum vorgesehen.
Der außenliegende Wärmetauscher 16 funktioniert als ein Kühler, der Wärme des Kältemittels hohen Drucks zumindest in der Kühlbetriebsart freisetzt, und funktioniert als ein Verdampfer, der Kältemittel niedrigen Drucks zumindest in der Heizbetriebsart verdampft. Der außenliegende Wärmetauscher 16 entspricht in der vorliegenden Offenbarung nämlich einem Verdampfer.
Der Außenluftventilator 16a hat ein elektrisches Gebläse. Eine Blaskapazität (d.h. Drehzahl) des Außenluftventilators 16a wird durch eine von der Steuerung 50 abgegebene Steuerspannung gesteuert.
Ein Kältemittelauslass des außenliegenden Wärmetauschers 16 ist mit einer Einströmanschlussseite der dritten Dreiwegeverknüpfung 13c verbunden. Ein Ausströmanschluss der dritten Dreiwegeverknüpfung 13c ist mit einem Einströmanschluss der vierten Dreiwegeverknüpfung 13d verbunden.
Ein zweites Ein-Aus-Ventil 15a ist in einem Kältemitteldurchgang vorgesehen, der den einen Ausströmanschluss der dritten Dreiwegeverknüpfung 13c und den einen Einströmanschluss der vierten Dreiwegeverknüpfung 13d verbindet. Das Öffnen und Schließen des zweiten Ein-Aus-Ventils 15b kann zwischen einem Ermöglichen und Blockieren einer Kältemittelströmung in dem Kältemitteldurchgang umschalten.
Ein anderer Ausströmanschluss der dritten Dreiwegeverknüpfung 13c ist mit einem anderen Einströmanschluss der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b verbunden. Ein Sperrventil 17 ist in einem Kältemitteldurchgang vorgesehen, der den äußeren Ausströmanschluss der dritten Dreiwegeverknüpfung 13c und den anderen Einströmanschluss der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b verbindet.
Das Sperrventil ermöglicht es dem Kältemittel, von der dritten Dreiwegeverknüpfung 13c (d.h. dem außenliegenden Wärmetauscher 16) zu der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b (d.h. dem zweiten Expansionsventil 14b und dem Kühler 12) zu strömen. Das Sperrventil 17 erfüllt eine Funktion, zu unterbinden, dass das Kältemittel von der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b zu der dritten Dreiwegeverknüpfung 13c strömt.
Ein Ausströmanschluss der zweiten Dreiwegeverknüpfung 13b ist mit einer Einströmanschlussseite der fünften Dreiwegeverknüpfung 13e verbunden. Ein Ausströmanschluss der fünften Dreiwegeverknüpfung 13e ist mit einer Einlassseite des zweiten Expansionsventil 14b verbunden. Ein anderer Ausströmanschluss der fünften Dreiwegeverknüpfung 13e ist mit einer Kältemitteleinlassseite eines Wassermantels der Batterie 25 verbunden.
Der Wassermantel der Batterie 25 ist angeordnet, um eine äußere Oberfläche der Batterie 25 zu bedecken, und er weist einen Kältemittelkanal innerhalb des Wassermantels auf. Deswegen absorbiert das Kältemittel niedrigen Drucks, das aus dem anderen Ausströmanschluss der fünften Dreiwegeverknüpfung 13e ausströmt, in der Batterie 25 erzeugte Wärme und kühlt die Batterie 25. Eine Kältemittelauslassseite des Wassermantels der Batterie 25 ist mit einer Einströmanschlussseite der sechsten Dreiwegeverknüpfung 13f verbunden.
Das zweite Expansionsventil 14b ist ein elektrisch variabler Drosselmechanismus, der das aus dem außenliegenden Wärmetauscher 16 ausströmende Kältemittel zumindest in der Kühlbetriebsart entspannt. Eine Auslassseite des zweiten Expansionsventils 14b ist mit einer Kältemitteleinlassseite des innenliegenden Verdampfers 18 verbunden.
Der innenliegende Verdampfer 18 ist in einem Klimaanlagengehäuse 31 der innenliegenden Klimaanlageneinheit 30 vorgesehen, die später beschrieben werden wird. Der innenliegende Verdampfer 18 ist ein kühlender Wärmetauscher, der einen Wärmetausch in zumindest der Kühlbetriebsart zwischen einem Kältemittel niedrigen Drucks, das durch das zweite Expansionsventil 14b entspannt wurde, und einer Belüftungsluft, die von einem Gebläse 32 zugeführt wurde, durchführt, um das Kältemittel niedrigen Drucks derart zu verdampfen, dass das Kältemittel eine Wärme absorbierende Tätigkeit ausstellt, und um die Belüftungsluft zu kühlen. Ein Kältemittelauslass des innenliegenden Verdampfers 18 ist mit einer anderen Einströmanschlussseite der sechsten Dreiwegeverknüpfung 13f verbunden.
Ein Ausströmanschluss der sechsten Dreiwegeverknüpfung 13f ist mit einer Einlassseite des Verdampfungsdrucksteuerventils 19 verbunden. Das Verdampfungsdrucksteuerventil 19 hat einen mechanisch variablen Drosselmechanismus, der einen Grad der Ventilöffnung mit einem Anstieg des Kältemitteldrucks an einer Auslassseite des innenliegenden Verdampfers 18 erhöht.
Das Verdampfungsdrucksteuerventil 19 erfüllt eine Funktion, einen Kältemittelverdampfungsdruck Pe in dem innenliegenden Verdampfer 18 oberhalb von oder an einem vorbestimmten Bezugsdruck zu halten, um eine Ausbildung von Frost an dem innenliegenden Verdampfer 18 zu verhindern. Das Verdampfungsdrucksteuerventil 19 kann dem Kältemittelverdampfungsdruck P4 in dem innenliegenden Verdampfer 18 oberhalb von oder an dem vorbestimmten Bezugsdruck derart halten, dass die Ausbildung von Frost an dem innenliegenden Verdampfer 18 reduziert werden kann.
Eine Auslassseite des Verdampfungsdrucksteuerventils 19 ist mit einer anderen Einströmanschlussseite der vierten Dreiwegeverknüpfung 13b verbunden. Ein Auslass der vierten Dreiwegeverknüpfung 13b ist mit einer Einlassseite des Speichers 20 verbunden. Der Speicher 20 ist ein Gas-Flüssigkeit-Separator, der Gas und Flüssigkeit des in den Speicher 20 strömenden Kältemittels trennt, und speichert darin überflüssiges Kältemittel in flüssiger Phase des Zyklus. Ein Auslass für Kältemittel in der gasförmigen Phase des Speichers 20 ist mit einer Ansauganschlussseite des Verdichters 11 verbunden.
Als nächstes wird die innenliegende Klimaanlageneinheit 30 der Fahrzeugklimaanlage 1 beschrieben. Die innenliegende Klimaanlageneinheit 30 führt eine Belüftungsluft, die in der Temperatur durch die Kühlkreislaufvorrichtung 10 klimatisiert wurde, zu dem Fahrzeuginnenraum zu. Die innenliegende Klimaanlageneinheit 30 ist innerhalb eines Armaturenbretts an dem vordersten Teil innerhalb des Fahrzeuginnenraums vorgesehen.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, hat die innenliegende Klimaanlageneinheit 30 ein Gebläse 32, den innenliegenden Verdampfer 18 und einen Heizkern 43, die in dem Klimaanlagengehäuse 31 aufgenommen sind, das eine äußere Schale der innenliegenden Klimaanlageneinheit 30 konstituiert. Die innenliegende Klimaanlageneinheit 30, der innenliegende Verdampfer 18 und der Heizkern 43 sind nämlich in einem Luftdurchgang angeordnet, der innerhalb des Klimaanlagengehäuses 31 bereitgestellt ist.
Das Klimaanlagengehäuse 31 weist den Luftdurchgang für in den Fahrzeuginnenraum zugeführte Belüftungsluft auf. Das Klimaanlagengehäuse 31 ist aus einem Harz (zum Beispiel aus Polypropylen) ausgebildet, das einen bestimmten Grad einer Elastizität und ebenfalls eine herausragende Festigkeit aufweist.
Eine Innen-Außen-Luftumschaltvorrichtung 33 ist an einer äußerst stromaufwärts liegenden Seite des Klimaanlagengehäuses 31 in der Strömung der Belüftungsluft vorgesehen. Die Innen-Außen-Luftumschaltvorrichtung 33 schaltet um und bringt eine Innenluft (Luft innerhalb des Fahrzeuginnenraums) und eine Außenluft (Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums) in das Klimaanlagengehäuse 31 ein.
Die Innen-Außen-Luftumschaltvorrichtung 33 passt kontinuierlich eine Öffnungsfläche eines Innenlufteinbringungsanschlusses an, durch den die Innenluft in das Klimaanlagengehäuse 31 eingebracht wird, und eine Öffnungsfläche eines Außenlufteinbringungsanschlusses, durch den die Außenluft in das Klimaanlagengehäuse 31 eingebracht wird, indem eine Innen-Außen-Luftumschalttür verwendet wird, um ein Einbringungsverhältnis eines Einbringungsluftvolumens der Innenluft zu einem Einbringungsluftvolumen der Außenluft zu ändern. Die Innen-Außen-Luftumschalttür wird durch ein elektrisches Stellglied für die Innen-Außen-Luftumschalttür angetrieben. Die Betätigung des elektrischen Stellglieds wird durch ein von der Steuerung 50 abgegebenes Steuersignal gesteuert.
Das Gebläse 32 ist in der Strömung der Belüftungsluft stromabwärts der Innen-Außen-Luftumschaltvorrichtung 33 vorgesehen. Das Gebläse 32 hat ein elektrisches Gebläse, das einen Mehrflügel-Zentrifugalventilator mit einem Elektromotor antreibt. Das Gebläse 32 bläst durch die Innen-Außen-Luftumschaltvorrichtung 33 gesaugte Luft zu dem Inneren des Fahrzeuginnenraums. Eine Gebläsekapazität (d.h. Drehzahl) des Gebläses 32 ist durch eine von der Steuerung 50 abgegebene Steuerspannung gesteuert.
Der innenliegende Verdampfer 18 und der Heizkern 43 sind in dieser Reihenfolge stromabwärts des Gebläses 32 in der Strömung der Belüftungsluft liegend vorgesehen. Mit anderen Worten, der innenliegende Verdampfer 18 ist stromaufwärts des Heizkerns 43 in der Strömung der Belüftungsluft liegend vorgesehen.
Der Heizkern 43 ist eines von Bauteilen des Wärmemediumkreises 40, und ist ein heizender Wärmetauscher, der die Belüftungsluft über einen Wärmetausch zwischen dem in dem Wärmemediumkreis 40 zirkulierenden Kühlwasser und der Belüftungsluft, die durch den innenliegenden Verdampfer 18 durchgegangen ist, erwärmt. Die Details des Wärmemediumkreises 40 mit dem Heizkern 43 werden später mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
Ein Umgehungsdurchgang 35 ist innerhalb des Klimaanlagengehäuses 31 bereitgestellt. Der Umgehungsdurchgang 35 führt die Belüftungsluft, die durch den innenliegenden Verdampfer 18 durchgegangen ist, um den Heizkern 43 zu umgehen.
Eine Luftmischtür 34 ist in dem Klimaanlagengehäuse 31 stromabwärts des innenliegenden Verdampfers 18 in einer Strömung der Belüftungsluft und stromaufwärts des Heizkerns 43 in der Strömung der Belüftungsluft liegend vorgesehen.
Die Luftmischtür 34 ist eine Luftvolumenverhältnissteuerungseinheit, die ein Luftvolumenverhältnis eines Volumens der durch den Heizkern 43 durchgehenden Belüftungsluft zu einem Volumen der durch den Umgehungsdurchgang 35 durchgehenden Belüftungsluft nach dem Durchgehen durch den innenliegenden Verdampfer 18 steuert.
Die Luftmischtür 34 ist durch ein elektrisches Stellglied für die Luftmischtür angetrieben. Die Betätigung des elektrischen Stellglieds ist durch ein von der Steuerung 50 abgegebenes Steuersignal gesteuert.
Ein Mischraum ist stromabwärts des Heizkerns 43 und des Umgehungsdurchgangs 35 in der Strömung der Belüftungsluft liegend ausgebildet. Der Mischraum ist ein Raum, in dem die durch den Wärmetausch mit dem Kühlwasser in dem Heizkern 43 erwärmte Belüftungsluft und die nicht erwärmte Belüftungsluft, die durch den Umgehungsdurchgang 55 durchgeht, gemischt werden.
Ein stromabwärts liegender Abschnitt des Klimaanlagegehäuses 31 in der Strömung der Belüftungsluft weist mehrere Öffnungsbohrungen auf, durch die die Belüftungsluft (d.h. klimatisierte Luft), die in dem Mischraum gemischt wurde, zu dem Inneren des Fahrzeuginnenraums zugeführt wird, der ein Klimaanlagenzielraum ist.
Die Öffnungslöcher haben ein Gesichtsöffnungsloch, ein Fußöffnungsloch und ein Abtauöffnungsloch (keines davon ist gezeigt). Das Gesichtsöffnungsloch ist ein Öffnungsloch zum Blasen des Klimaanlagenluftstroms zu einem Oberkörper eines Insassen in den Fahrzeuginnenraum. Das Fußöffnungsloch ist ein Öffnungsloch zum Blasen der Klimaanlagenluftströmung zu einem Fuß des Insassen. Das Abtauöffnungsloch ist ein Öffnungsloch zum Blasen der Klimaanlagenluftströmung zu einer inneren Oberfläche einer vorderen Fah rzeugwindsch utzscheibe.
Das Gesichtsöffnungsloch, das Fußöffnungsloch und das Abtauöffnungsloch sind entsprechend durch Rohrleitungen verbunden, die Luftdurchgänge zu einer Gesichtsbelüftung, einer Fußbelüftung und einer Abtaubelüftung (keine davon ist gezeigt) definieren, die in dem Fahrzeuginnenraum bereitgestellt sind.
Deswegen passt die Luftmischtür 34 ein Luftvolumenverhältnis zwischen einem durch den Heizkern 43 durchgehenden Luftvolumen und einem durch den Umgehungsdurchgang 35 durchgehenden Luftvolumen an, und passt dadurch die Temperatur der Klimaanlagenluftströmung an, die in dem Mischraum gemischt wurde. Dementsprechend wird die Temperatur der Belüftungsluft (klimatisierte Luft) angepasst, die durch die Belüftungen in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird.
Eine Gesichtstür, eine Fußtür und eine Abtautür sind entsprechend stromaufwärts des Gesichtsöffnungslochs, des Fußöffnungslochs und des Abtauöffnungslochs in der Strömung der Belüftungsluft vorgesehen. Die Gesichtstür passt eine Öffnungsfläche des Gesichtsöffnungslochs an. Die Fußtür passt eine Öffnungsfläche des Fußöffnungslochs an. Die Abtautür passt eine Öffnungsfläche des Abtauöffnungslochs an.
Die Gesichtstür, die Fußtür und die Abtautür bilden eine Belüftungsbetriebsartumschalttür zum Umschalten der Belüftungsbetriebsarten. Diese Türen sind mit einem elektrischen Stellglied zum Antreiben einer Belüftungsbetriebsarttür durch einen Gelenkmechanismus oder ähnliches verbunden, und werden in Zusammenwirkung mit dem Stellglied drehend betätigt. Die Betätigung des elektrischen Stellglieds wird durch ein von der Steuerung 50 abgegebenes Steuersignal gesteuert.
Die durch die Belüftungsbetriebsartumschaltvorrichtung umgeschaltete Belüftungsbetriebsart hat zum Beispiel eine Gesichtsbetriebsart, eine Zweihöhenbetriebsart und eine Fußbetriebsart.
Die Gesichtsbetriebsart ist eine Belüftungsbetriebsart, in der die Gesichtsbelüftung vollständig geöffnet ist, um Luft daraus zu dem Oberkörper eines Insassen in dem Fahrzeuginnenraum zu blasen. Die Zweihöhenbetriebsart ist eine Belüftungsbetriebsart, in der sowohl die Gesichtsbelüftung wie auch die Fußbelüftung geöffnet sind, um Luft daraus zu dem Oberkörper und einem Fußbereich des Insassen in dem Fahrzeuginnenraum zu blasen. Die Fußbetriebsart ist eine Belüftungsbetriebsart, in der die Fußbelüftung vollständig geöffnet ist, und die Abtaubelüftung geringfügig geöffnet ist, damit die Luft hauptsächlich von der Fußbelüftung geblasen wird.
Außerdem kann der Insasse die Abtaubetriebsart manuell durch eine manuelle Betätigung eines Belüftungsbetriebsartschalters einstellen, der an einem Betätigungspanel 60 bereitgestellt ist. Die Abtaubetriebsart ist eine Belüftungsbetriebsart, in der die Abtaubelüftung vollständig geöffnet ist, so dass Luft zu einer inneren Fläche der vorderen Fahrzeugwindschutzscheibe durch die Abtaubelüftung geblasen wird.
Als nächstes wird der Wärmemediumkreis 40 der Fahrzeugklimaanlage 1 beschrieben. Der Wärmemediumkreis 40 ist ein Wärmemediumkreis, der ein Wärmemedium zwischen dem Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10, Bauteilvorrichtungen des Hybridfahrzeugs und dem Heizkern 43 zirkuliert. Kühlwasser wird in dem Wärmemediumkreis 40 als das Wärmemedium eingesetzt. Zum Beispiel können Wasser, eine wässrige Ethylenglykol-Lösung oder ähnliches als dieses Kühlwasser eingesetzt sein.
Wie aus den 1 und 3 ersichtlich ist, hat der Wärmemediumkreis 4 den Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10, die Maschine EG, eine Heizwasserpumpe 41, einen Wasserheizvorrichtung 42 und den Heizkern 43. Diese Bauteile des Wärmemediumkreises 40 sind über einen Kühlwasserpfad miteinander verbunden und bilden dabei einen geschlossenen Kreis aus, in dem das Wärmemedium zirkulieren kann.
Die Maschine EG ist eine Brennkraftmaschine in dem Hybridfahrzeug und entspricht einer Leistungseinheit in der vorliegenden Offenbarung. Die Maschine EG ist in dem Kühlwasserpfad des Wärmemediumkreises 40 derart angeordnet, dass die Maschine EG in der Lage ist, Wärme mit dem Kühlwasser auszutauschen.
Eine Maschinenpumpe EGp ist in der Maschine EG an einer Ausströmanschlussseite des Kühlwasserpfads angeordnet. Die Maschinenpumpe EGp ist eine elektrische Pumpe, die das Kühlwasser des Wärmemediumkreises 40 ansaugt und abgibt, und bildet einen Teil einer Zirkulationsvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung aus.
Eine Betätigung der Maschinenpumpe EGp wird durch die Steuerung 50 gesteuert. Die Maschinenpumpe EGp kann eine mittels Riemen angetriebene Pumpe sein, die durch eine Übertragung einer Antriebskraft von der Maschine EG über einen Riemen angetrieben ist.
Eine Abgabeanschlussseite der Maschinenpumpe EGp ist mit einem Einström-Ausströmanschluss eines ersten Verbindungsabschnitts 44a verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt 44a verbindet drei Kühlwasserpfade und weist drei Einström-Ausström-Anschlüsse auf. Der erste Verbindungsabschnitt 44a funktioniert als ein Verzweigungsabschnitt oder ein Fügeabschnitt von Strömen des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40.
Wie aus der 1 und anderen Zeichnungen ersichtlich ist, weist der Wärmemediumkreis 40 einen zweiten Verbindungsabschnitt 44b und einen dritten Verbindungsabschnitt 44c auf. Die Grundkonfigurationen des zweiten Verbindungsabschnitts 44b und des dritten Verbindungsabschnitts 44c sind ähnlich zu der des ersten Verbindungsabschnitts 44a, um als ein Zweigabschnitt und ein Fügeabschnitt des Wärmemediumkreises 40 zu funktionieren.
Ein anderer Einström-Ausström-Anschluss des ersten Verbindungsabschnitts 44a ist mit einer Ansauganschlussseite der Heizwasserpumpe 41 verbunden. Außerdem ist der verbleibende eine Einström-Ausström-Anschluss des ersten Verbindungsabschnitts 44a mit einem von Einström-Ausström-Anschlusses eines Strömungssteuerventils 47 verbunden.
Die Heizwasserpumpe 41 ist eine Wasserpumpe, die das Kühlwasser von dem ersten Verbindungsabschnitt 44a ansaugt und dieses pumpt. Die Heizwasserpumpe 41 konstituiert einen Teil der Zirkulationsvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung. Eine Abgabeanschlussseite der Heizwasserpumpe 41 ist mit einer Einströmanschlussseite der Wasserheizvorrichtung 42 verbunden.
Deswegen kann die Heizwasserpumpe 41 das aus dem ersten Verbindungsabschnitt 44a strömende Kühlwasser zu dem Wasserheizvorrichtung 42 pumpen. Eine Pumpkapazität (d.h. Drehzahl) der Heizwasserpumpe 41 wird durch eine von der Steuerung 50 abgegebene Steuerspannung gesteuert.
Der Wasserheizvorrichtung 42 ist eine Heizvorrichtung, die das aus der Heizwasserpumpe 41 strömende Kühlwasser erwärmt. Der Wasserheizvorrichtung 42 weist zum Beispiel ein PTC-Element oder einen Mitte-Chrom-Draht auf. Der Wasserheizvorrichtung 42 erzeugt eine Wärme, um das Kühlwasser durch Zufuhr einer Steuerleistung zu erwärmen, die von der Steuerung 50 abgegeben ist.
Somit wird eine Heizkapazität der Wasserheizvorrichtung 42 zum Erwärmen des Kühlwassers durch die von der Steuerung 50 abgegebenen Steuerleistung gesteuert. Der Wasserheizvorrichtung 42 funktioniert als eine Wärmequellenvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung und entspricht einem Heizvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung.
Eine Kühlwasser-Ausströmanschlussseite der Wasserheizvorrichtung 42 ist mit einer Kühlwassereinströmanschlussseite des Kühlers 12 verbunden. Wie voranstehend beschrieben wurde, konstituiert der Kühler 12 die Kühlkreislaufvorrichtung 10. Zumindest in der Heizbetriebsart setzt ein Kältemittel hohen Druck, das durch den Verdichter 11 verdichtet wurde, Wärme zu dem in dem Wärmemediumkreis 40 zirkulierenden Wasser in dem Kühler 12 frei.
Entsprechend wird in dem Kühler 12 das Kühlwasser des Wärmemediumkreises 40 durch Verwendung der Wärme von dem Kältemittel hohen Drucks als eine Wärmequelle erwärmt. Der Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10, der zumindest in der Heizbetriebsart arbeitet, funktioniert nämlich in der vorliegenden Offenbarung als die Wärmequellenvorrichtung.
Eine Kühlwasser-Ausströmanschlussseite des Kühlers 12 ist mit einer Einström-Ausströmanschlussseite des dritten Verbindungsabschnitts 44c verbunden. Eine andere Einström-Ausströmanschlussseite des dritten Verbindungsabschnitts 44c ist mit einer Einströmanschlussseite des Heizkerns 43 verbunden. Der verbleibende eine Einström-Ausström-Anschluss des dritten Verbindungsabschnitts 44c ist mit einem der Einström-Ausström-Anschlüsse des Strömungssteuerventils 47 verbunden.
Wie voranstehend beschrieben wurde, ist der Heizkern 43 der heizende Wärmetauscher, der die Belüftungsluft über einen Wärmetausch zwischen dem in dem Wärmemediumkreis 40 zirkulierenden Kühlwasser und der Belüftungsluft, die durch den innenliegenden Verdampfer 18 durchgegangen ist, erwärmt. Wie aus der 1 ersichtlich ist, ist der Heizkern 43 in dem Klimaanlagengehäuse 31 der innenliegenden Klimaanlageneinheit 30 vorgesehen und entspricht einem Heizkern in der vorliegenden Offenbarung.
Das Strömungssteuerventil 47 hat ein sogenanntes elektromagnetisches Dreiwegeventil. Wie voranstehend beschrieben wurde, ist ein Einström-Ausström-Anschluss des Strömungssteuerventils 47 mit dem ersten Verbindungsabschnitt 44a verbunden, und ein anderer Einström-Ausström-Anschluss ist mit dem dritten Verbindungsabschnitt 44c verbunden.
Der verbleibende eine Einström-Ausström-Anschluss des Strömungssteuerventils 47 ist mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b verbunden. Deswegen ist das Strömungssteuerventil 47 in der Lage, eine Strömungsrate des durch jeden Einström-Ausström-Anschluss durchgehenden Kühlwassers durch Betätigen eines innerhalb des Strömungssteuerventils 47 angeordneten Ventilelements anzupassen. Eine Betätigung des ersten Strömungssteuerventils 47 wird durch ein von der Steuerung 50 abgegebenes Steuersignal gesteuert.
Das Strömungssteuerventil 47 ist in der Lage, Strömungsraten des Kühlwassers in dem ersten Verbindungsabschnitt 44a, dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b und dem dritten Verbindungsabschnitt 44c gemäß dem Steuersignal der Steuerung 50 anzupassen. Mit anderen Worten, das Strömungssteuerventil 47 ist in der Lage, eine Strömungskanalkonfiguration des Wärmemediumkreises 40 umzuschalten, in dem das Kühlwasser strömt.
Eine Ausströmanschlussseite des Heizkerns 43 ist mit einer Einström-Ausströmanschlussseite des zweiten Verbindungsabschnitts 44b verbunden. Der verbleibende eine Einström-Ausström-Anschluss des Strömungssteuerventils 47 ist mit einem anderen Einström-Ausström-Anschluss des zweiten Verbindungsabschnitts 44b verbunden.
Die verbleibende eine Einström-Ausströmanschlussseite des zweiten Verbindungsabschnitts 44b ist mit einer Kühlwassereinströmanschlussseite der Maschine EG verbunden. Deswegen kann der Wärmemediumkreis 40 einen Zirkulationskreis des zum Beispiel durch die Maschine EG und den Heizkern 43 durchgehenden Kühlwassers ausbilden.
Der Wärmemediumkreis 40 gemäß der ersten Ausführungsform weist einen ersten Verbindungsströmungspfad 45 auf. Der erste Verbindungsströmungspfad 45 hat einen Kühlwasserpfad, der eine Ausströmanschlussseite der Maschine EG und den ersten Verbindungsabschnitt 44a verbindet, und einen Kühlwasserpfad, der eine Einströmanschlussseite der Maschine EG und den zweiten Verbindungsabschnitt 44b verbindet. Der erste Verbindungsströmungspfad 45 entspricht einem ersten Strömungspfad in der vorliegenden Offenbarung.
Der Wärmemediumkreis 40 weist einen zweiten Verbindungsströmungspfad 46 auf. Der zweite Verbindungsströmungspfad 46 ist einer aus den Kühlwasserpfaden, der den ersten Verbindungsabschnitt 44a und den dritten Verbindungsabschnitt 44c verbindet. Der Wasserheizvorrichtung 42 ist in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 angeordnet. Der zweite Verbindungsströmungspfad 46 entspricht in der vorliegenden Offenbarung einem zweiten Strömungspfad.
Als nächstes wird ein Steuersystem der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden. Wie aus der 2 ersichtlich ist, weist die Fahrzeugklimaanlage 1 die Steuerung 50 auf. Die Steuerung 50 hat einen bekannten Mikrorechner mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und mehreren Randschaltkreisen.
Die Steuerung 50 führt ausgehend von in dem ROM gespeicherten steuernden Klimaanlagensteuerprogrammen Berechnungen und Verarbeitungen durch, um verschiedene gesteuerte Vorrichtungen zu steuern, die mit einer Abgabeseite der Steuerung 50 verbunden sind. Die gesteuerten Vorrichtungen sind zum Beispiel der Verdichter 11, das erste Expansionsventil 14a, das zweite Expansionsventil 14b, das erste Ein-Aus-Ventil 15a, das zweite Ein-Aus-Ventil 15b, der Außenluftventilator 16a, das Gebläse 32, die Heizwasserpumpe 41, die Wasserheizvorrichtung 42, das Strömungssteuerventil 47 und die Maschinenpumpe EGp.
Außerdem ist eine Eingabeseite der Steuerung 50 mit verschiedenen Klimaanlagensensoren verbunden, die zum Steuern des Betriebs der Fahrzeugklimaanlage 1 dienen. Erfassungssignale dieser Klimaanlagensensoren werden in die Steuerung 50 eingegeben.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, haben die Klimaanlagensensoren einen Innenlufttemperatursensor 51, einen Außenlufttemperatursensor 52, einen Sonnensensor 53, einen ersten Wassertemperatursensor 54a, einen zweiten Wassertemperatursensor 54b, einen ersten Kältemitteltemperatursensor 55a, einen zweiten Kältemitteltemperatursensor 55b, einen dritten Kältemitteltemperatursensor 55c, einen Abgabedrucksensor 56a, einen Drucksensor 56b einer außenliegenden Einheit, einen Verdampfungstemperatursensor 57 und einen Klimaanlagenlufttemperatursensor 58.
Der Innenlufttemperatursensor 51 ist ein Innenlufttemperaturerfasser, der eine Fahrzeuginnenraumtemperatur (eine Innenlufttemperatur) Tr erfasst. Der Außenlufttemperatursensor 52 ist ein Außenlufttemperaturerfasser, der eine Temperatur außerhalb eines Fahrzeuginnenraums (eine Außenlufttemperatur) Tam erfasst. Der Sonnensensor 53 ist ein Sonneneinstrahlungserfasser, der eine Sonneneinstrahlung As in dem Fahrzeuginnenraum erfasst.
Der erste Wassertemperatursensor 54a ist ein Kühlwassertemperaturerfasser, der eine Kühlwassertemperatur an der Kühlwassereinströmanschlussseite des Kühlers 12 in dem Wärmemediumkreis 40 erfasst. Der zweite Wassertemperatursensor 54b ist ein Kühlwassertemperaturerfasser, der eine Kühlwassertemperatur an der Kühlwasser-Ausströmanschlussseite des Kühlers 12 in dem Wärmemediumkreis 40 erfasst.
Der erste Wassertemperatursensor 54a erfasst die Kühlwassertemperatur an der Einströmanschlussseite des Kühlers 12. Jedoch kann ein Sensor, der eine Temperatur des aus dem Heizkern 43 strömenden Kühlwassers erfasst, als der erste Wassertemperatursensor 54a angenommen werden.
Der erste Kältemitteltemperatursensor 55a ist ein erster Kältemitteltemperaturerfasser, der eine Abgabetemperatur Td1 des von dem Verdichter 11 abgegebenen Kältemittels erfasst. Der zweite Kältemitteltemperatursensor 55b ist ein zweiter Kältemitteltemperaturerfasser, der eine Auslassabgabetemperatur Td2 des von dem Kühler 12 abgegebenen Kältemittels erfasst. Der dritte Kältemitteltemperatursensor 55c ist ein dritter Kältemitteltemperaturerfasser, der eine Temperatur (Temperatur des außenliegenden Wärmetauschers) Td3 des aus dem außenliegenden Wärmetauschers 16 ausströmenden Kältemittels erfasst.
Der Abgabedrucksensor 56a ist ein Abgabedruckerfasser, der einen Druck Pd eines Kältemittels hohen Drucks in einem Kältemitteldurchgang erfasst, der von einer Abgabeanschlussseite des Verdichters 11 zu der Einlassseite des ersten Expansionsventils 14a führt. Der Drucksensor 56b der außenliegenden Einheit ist ein Druckerfasser einer außenliegenden Einheit, der einen Druck (Kältemitteldruck der außenliegenden Einheit) Ps des aus dem außenliegenden Wärmetauscher 16 strömenden Kältemittels erfasst.
Der Verdampfungstemperatursensor 57 ist ein Verdampfungstemperaturerfasser, der eine Kältemittelverdampfungstemperatur (Verdampfungstemperatur) Tefin in dem innenliegenden Verdampfer 18 erfasst. Der Klimaanlagentemperatursensor 58 ist ein Klimaanlagentemperaturerfasser, der eine Belüftungslufttemperatur TAV erfasst, die von dem Mischraum in den Fahrzeuginnenraum gesendet wird.
Wie aus der 3 ersichtlich ist, ist die Eingabeseite der Steuerung 50 mit dem Betätigungspanel 60 verbunden. Das Betätigungspanel 16, das in der Nähe eines Armaturenbretts in einem vorderen Bereich in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehen ist, weist verschiedene Betätigungsschalter auf. Somit empfängt die Steuerung 50 Betätigungssignale von den verschiedenen Betätigungsschaltern.
Die verschiedenen Betätigungsschalter des Betätigungspanels 60 haben einen Auto-Schalter, einen Kühl-Schalter, einen Luftvolumeneinstellschalter, einen Temperatureinstellschalter, einen Belüftungsbetriebsartauswahlschalter. Der Auto-Schalter wird betätigt, wenn ein automatischer Steuerbetrieb der Fahrzeugklimaanlag 1 begonnen oder beendet wird.
Der Kühl-Schalter wird betätigt, wenn angefordert wird, dass die Fahrzeugklimaanlage 1 den Fahrzeuginnenraum kühlt. Der Luftvolumeneinstellschalter wird betätigt, wenn ein Luftvolumen des Gebläses 32 manuell eingestellt wird. Der Temperatureinstellschalter wird betätigt, wenn eine Solltemperatur Tset des Fahrzeuginnenraums eingestellt wird. Der Belüftungsbetriebsartauswahlschalter wird betätigt, wenn die Belüftungsbetriebsart in der Fahrzeugklimaanlage 1 manuell eingestellt wird.
Die Eingabeseite der Steuerung 50 ist mit der Fahrzeugsteuerung 70 verbunden. Wie voranstehend beschrieben wurde, steuert in dem Hybridfahrzeug die Fahrzeugsteuerung 70 das Umschalten zwischen der EV-Fahrbetriebsart und der HV-Fahrbetriebsart. Somit empfängt die Steuerung 50 eine Eingabe eines Fahrbetriebsartsignals, das eine Fahrbetriebsart des Hybridfahrzeugs (d.h. die HV-Fahrbetriebsart oder die EV-Fahrbetriebsart) anzeigt.
Die Steuerung 50 gemäß der ersten Ausführungsform hat integriert Steuerungseinheiten, die die verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen steuern, die mit der Abgabeseite der Steuerung 50 verbunden sind. Konfigurationen (z.B. Hardware und Software), die Betätigungen der entsprechenden gesteuerten Vorrichtungen steuern, konstituieren die Steuerungseinheiten, die die Betätigungen der entsprechenden gesteuerten Vorrichtung steuern.
Zum Beispiel konstituiert eine Konfiguration der Steuerung 50, die eine Menge der in der Kühlkreislaufvorrichtung 10 erzeugten Wärme steuert, eine Zykluswärmemengensteuerungseinheit 50a. Die Zykluswärmemengensteuerungseinheit 50a kann als Konfiguration bezeichnet werden, die die Betätigungen des Verdichters 11, des ersten Expansionsventils 14a, des zweiten Expansionsventils 14b, des ersten Ein-Aus-Ventils 15a, des zweiten Ein-Aus-Ventils 15b, des Außenluftventilators 16a und des Gebläses 32 steuert.
Eine Konfiguration der Steuerung 50, die eine Menge der durch den Wasserheizvorrichtung 42 erzeugten Wärme steuert, konstituiert eine Heizvorrichtung-Wärmemengensteuerungseinheit 50b. Die Heizvorrichtung-Wärmemengensteuerungseinheit 50b kann als eine Konfiguration bezeichnet werden, die eine Menge der zu dem Wasserheizvorrichtung 42 zugeführten elektrischen Leistung steuert.
Außerdem konstituiert eine Konfiguration der Steuerung 50, wie Betätigungen der Wasserheizvorrichtung 42, der Maschinenpumpe EGp und des Strömungssteuerventils 47 steuert, eine Kühlwasserströmungsratensteuerungseinheit 50c. Die Kühlwasserströmungsratensteuerungseinheit 50c kann als eine Konfiguration bezeichnet werden, wie ein Strömungsratengleichgewicht zwischen einer Strömungsrate des durch die Maschine EG durchgehenden Kühlwassers und einer Strömungsrate des durch die Wärmequellenvorrichtung durchgehenden Kühlwassers (d.h. den Wasserheizvorrichtung 42 und den Kühler 12) steuert.
Als nächstes wird jede von Betätigungsbetriebsarten der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden. Wie voranstehend beschrieben wurde, ist die Fahrzeugklimaanlage 1 in der Lage, ein Kühlen, ein entfeuchtendes Heizen und ein Heizen des Fahrzeuginnenraums durchzuführen. Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Fahrzeugklimaanlage 1 schaltet zwischen der Kühlbetriebsart, der entfeuchtenden Heizbetriebsart und der Heizbetriebsart für die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums um.
Das Umschalten zwischen diesen Betätigungsbetriebsarten der Kühlkreislaufvorrichtung 10 wird durch die Ausführung des Klimaanlagensteuerprogramms durchgeführt. Das Klimaanlagensteuerprogramm wird ausgeführt, wenn der Auto-Schalter des Betätigungspanels 60 eingeschaltet ist.
Noch genauer werden in einer Hauptroutine des Klimaanlagensteuerprogramms Erfassungssignale der voranstehend beschriebenen Klimaanlagensensoren und Betätigungssignale der verschiedenen Klimaanlagenbetätigungsschalter gelesen. Dann wird beruhend auf dem Wert des Erfassungssignals und dem Wert des Betätigungssignals eine Sollblastemperatur TAO, die eine Solltemperatur der in den Fahrzeuginnenraum geblasenen Luft ist, beruhend auf der folgenden Gleichung F1 berechnet. $TAO = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times As + C$
Tset ist die Solltemperatur in dem Fahrzeuginnenraum, die mit dem Temperatureinstellschalter eingestellt wurde, Tr ist die Innenlufttemperatur, die durch den Innenlufttemperatursensor 51 erfasst wurde, Tam ist die Außenlufttemperatur, die durch den Außenlufttemperatursensor 52 erfasst wurde, und As ist die Menge der Sonneneinstrahlung, die durch den Sonnensensor 53 erfasst wurde. Kset, Kr, Kam und Ks sind Steuerwerte, und C ist eine Konstante zur Korrektur.
Wenn der Kühlschalter des Betätigungspanels 60 eingeschaltet ist und die Sollblastemperatur TAO niedriger als eine vorbestimmte Kühlbezugstemperatur α ist, wird die Betätigungsart zu der Kühlbetriebsart umgeschaltet.
Wenn der Kühlschalter des Betätigungspanels 60 eingeschaltet ist und die Sollblastemperatur TAO höher als oder gleich der vorbestimmten Kühlbezugstemperatur α ist, wird die Betätigungsbetriebsart zu der entfeuchtenden Heizbetriebsart umgeschaltet. Wenn der Kühlschalter des Betätigungspanels 60 nicht eingeschaltet ist, wird die Betätigungsbetriebsart zu der Heizbetriebsart umgeschaltet.
Somit wird die Kühlbetriebsart gewöhnlich durchgeführt, wenn die Außenlufttemperatur relativ hoch ist, wie dies in der Sommerjahreszeit der Fall ist. Die entfeuchtende Heizbetriebsart wird gewöhnlich in der Frühlings- oder Herbstjahreszeit durchgeführt. Die Heizbetriebsart wird gewöhnlich durchgeführt, wenn die Außentemperatur in der Winterjahreszeit niedrig ist.
Kühlbetriebsart
Zuerst wird eine Betätigung der Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Kühlbetriebsart beschrieben. In der Kühlbetriebsart steuert die Steuerung 50 das erste Expansionsventil 14a, damit es in einem vollständig geöffneten Zustand ist, und steuert das zweite Expansionsventil 14b, damit es in einem gedrosselten Zustand ist, um eine Druckreduzierungstätigkeit auszuüben.
Außerdem schließt die Steuerung 50 das erste Ein-Aus-Ventil 15a und schließt das zweite Ein-Aus-Ventil 15b. Die Steuerung 50 steuert die Luftmischtür 34 derart, dass ein Luftdurchgang des Heizkerns 43 vollständig geschlossen ist und der Umgehungsdurchgang 35 vollständig offen ist.
Somit ist in der Kühlbetriebsart der Kühlkreislaufvorrichtung 10, wie durch die weißen Pfeile in der 1 angezeigt ist, ein Dampf-Verdichtungs-Kühlkreislauf ausgebildet, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge zirkuliert: Verdichter 11 (→ Kühler 12 → erstes Expansionsventil 14a) → außenliegender Wärmetauscher 16 → Sperrventil 17 → zweites Expansionsventil 14b → innenliegender Verdampfer 18 → Verdampfungsdrucksteuerventil 19 → Speicher 20 → Verdichter 11.
In dieser Kreislaufkonfiguration bestimmt die Steuerung 50 eine Kältemittelabgabekapazität des Verdichters 11 (d.h. ein zu dem Elektromotor des Verdichters 11 abgegebenes Steuersignal). Noch genauer ist ein Betrieb des Verdichters 11 derart gesteuert, dass die aus dem innenliegenden Verdampfer 18 ausströmende Belüftungsluft eine Sollverdampfungstemperatur TEO aufweist.
Die Sollverdampfungstemperatur TEO ist beruhend auf der Sollblastemperatur TAO mit Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in der Steuerung 50 gespeichert ist. In diesem Steuerkennfeld ist die Sollverdampfungstemperatur TEO bestimmt, um mit einer Verringerung der Sollblastemperatur TAO verringert zu werden. Außerdem ist die Sollverdampfungstemperatur TEO bestimmt, innerhalb eines Bereichs zu liegen, in dem ein Einfrieren des innenliegenden Verdampfers 18 reduziert werden kann (insbesondere 1 Grad Celsius oder höher).
Die Steuerung 50 passt einen Drosselgrad des zweiten Expansionsventil 14b derart an, dass ein Grad einer Unterkühlung des in dem zweiten Expansionsventil 14b strömenden Kältemittels ein Sollgrad der Unterkühlung des Kühlvorgangs wird. Der Sollgrad der Unterkühlung für den Kühlvorgang ist beruhend auf dem Kältemitteldruck Ps der außenliegenden Einheit und der Temperatur Td3 des außenliegenden Wärmetauschers mit Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in der Steuerung 50 gespeichert wurde. In diesem Steuerkennfeld ist der Sollgrad der Unterkühlung für den Kühlvorgang derart bestimmt, dass ein Leistungskoeffizient COPr des Kreislaufs sich einem maximalen Wert annähert.
In der Kühlbetriebsart der Kühlkreislaufvorrichtung funktioniert der außenliegende Wärmetauscher 16 als ein Kühler, und der innenliegende Verdampfer 18 funktioniert als ein Verdampfer. Somit absorbiert das Kältemittel Wärme von der Luft zu der Zeit der Verdampfung in dem innenliegenden Verdampfer 18 und setzt die absorbierte Wärme in dem außenliegenden Wärmetauscher 16 zu der Außenluft frei. Dabei kann die Luft gekühlt werden.
Entsprechend wird in der Kühlbetriebsart die durch den innenliegenden Verdampfer 18 gekühlte Luft in den Fahrzeuginnenraum geblasen, und dabei kann das Kühlen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt werden.
Das Kältemittel, das durch das Sperrventil 17 durchgegangen ist, kann in eine Strömung von der fünften Dreiwegeverknüpfung 13e zu dem zweiten Expansionsventil 14b und eine Strömung zu der Batterie 25 verzweigt werden. Ein Drosselmechanismus (nicht gezeigt) ist auf dem Kältemittelpfad von der fünften Dreiwegeverknüpfung 13e zu der Batterie 25 angeordnet. Deswegen ist ein Kältemittel mit einem niedrigen Druck, der durch den Drosselmechanismus reduziert wurde, zu einem Rand der Batterie 25 zugeführt. Entsprechend kann die in der Batterie 25 erzeugte Wärme durch das Verdampfen einer latenten Wärme des Kältemittels niedrigen Drucks absorbiert werden. Somit kann die Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Kühlbetriebsart die Batterie 25 abkühlen.
Entfeuchtende Heizbetriebsart
Als nächstes wird ein Betrieb der Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der entfeuchtenden Heizbetriebsart beschrieben werden. In der entfeuchtenden Heizbetriebsart steuert die Steuerung 50 das erste Expansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand und das zweite Expansionsventil 14b in einen gedrosselten Zustand.
Außerdem öffnet die Steuerung 50 das erste Ein-Aus-Ventil 15a und das zweite Ein-Aus-Ventil 15b. Die Steuerung 50 steuert die Luftmischtür 34 derart, dass der Luftdurchgang von dem Heizkern 43 vollständig offen ist und der Umgehungsdurchgang 35 vollständig geschlossen ist.
Somit ist in der entfeuchtenden Heizbetriebsart der Kühlkreislaufvorrichtung 10, wie durch die schraffierten Pfeile in der 1 angezeigt ist, ein Dampf-Verdichtungskühlkreislauf ausgebildet, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge zirkuliert: Verdichter 11 → Kühler 12 → erstes Expansionsventil 14a → außenliegender Wärmetauscher 16 → zweites Ein-Aus-Ventil 15 → Speicher 20 → Verdichter 11, während das Kältemittel in der Reihenfolge zirkuliert: Verdichter 11 → Kühler 12 → erstes Ein-Aus-Ventil 15a → zweites Expansionsventil 14b → innenliegender Verdampfer 18 → Verdampfungsdrucksteuerventil 19 → Speicher 20 → Verdichter 11. Es ist nämlich ein Kühlkreislauf ausgebildet, in dem der außenliegende Wärmetauscher 16 und der innenliegende Verdampfer 18 parallel mit Bezug auf die Kältemittelströmung verbunden sind.
In dieser Kreislaufkonfiguration bestimmt die Steuerung 50 eine Kältemittelabgabekapazität des Verdichters 11 (d.h. ein zu dem Elektromotor des Verdichters 11 abgegebenes Steuersignal). Insbesondere ist die Betätigung des Verdichters 11 derart gesteuert, dass ein Druck des in den Kühler 12 strömenden Kältemittels ein Sollkondensationsdruck PDO wird.
Der Sollkondensationsdruck PDO ist beruhend auf der Sollblastemperatur TAO mit Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in der Steuerung 50 gespeichert wurde. In dem Steuerkennfeld ist der Sollkondensationsdruck PDO bestimmt, mit dem Anstieg der Sollblastemperatur TAO anzusteigen.
Die Steuerung 50 steuert die Betätigung des ersten Expansionsventils 14a und des zweiten Expansionsventils 14b beruhend auf der Sollblastemperatur TAO mit Bezug auf ein im Voraus in der Steuerung 50 gespeichertes Steuerkennfeld derart, dass der Leistungskoeffizient COPr des Kreislaufs sich dem Maximalwert annähert. Insbesondere verringert die Steuerung 50 den Drosselgrad des ersten Expansionsventils 14a mit dem Anstieg der Sollblastemperatur TAO.
Entsprechend ist in der entfeuchtenden Heizbetriebsart der Kühlkreislaufvorrichtung 10 ein Kühlkreislauf ausgebildet, in dem der Kühler 12 als ein Kühler funktioniert, und der außenliegende Wärmetauscher 16 und der innenliegende Verdampfer 18 als ein Verdampfer funktionieren.
In der Fahrzeugklimaanlage 1 absorbiert das Kältemittel die Wärme zu der Zeit des Verdampfens in dem außenliegenden Wärmetauscher 16 und dem innenliegenden Verdampfer 18, und setzt die absorbierte Wärme über den Kühler 12 und den Wärmemediumkreis 40 zu der Belüftungsluft frei. Als ein Ergebnis kann die Belüftungsluft, die durch den innenliegenden Verdampfer 18 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem Heizkern 43 wieder erwärmt werden.
Deswegen wird in der entfeuchtenden Heizbetriebsart die in dem innenliegenden Verdampfer 18 gekühlte und entfeuchtete Belüftungsluft durch den Heizkern 43 über den Kühler 12 und den Wärmemediumkreis 40 wieder erwärmt und dann in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Entsprechend können das Entfeuchten und Erwärmen des Fahrzeuginnenraums durchgeführt werden. Da die Kühlkreislaufvorrichtung 10 die entfeuchtete Belüftungsluft wieder erwärmen kann, funktioniert die Kühlkreislaufvorrichtung 10 als eine der Wärmequellenvorrichtungen in der entfeuchtenden Heizbetriebsart.
Heizbetriebsart
Als nächstes wird eine Betätigung der Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Heizbetriebsart beschrieben. In der Heizbetriebsart steuert die Steuerung 50 das erste Expansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand und das zweite Expansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Außerdem schließt die Steuerung 50 das erste Ein-Aus-Ventil 15a und öffnet das zweite Ein-Aus-Ventil 15b. Die Steuerung 50 steuert die Luftmischtür 34 derart, dass der Luftdurchgang des Heizkerns 43 vollständig offen ist und der Umgehungsdurchgang 35 vollständig geschlossen ist.
Somit ist in der Heizbetriebsart der Kühlkreislaufvorrichtung 10, wie durch die schwarzen Pfeile in der 1 angezeigt ist, ein Dampf-Verdichtungs-Kühlkreislauf ausgebildet, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge zirkuliert: Verdichter 11 → Kühler 12 → erstes Expansionsventil 14a → außenliegender Wärmetauscher 16 → zweites Ein-Aus-Ventil 15b → Speicher 20 → Verdichter 11.
In dieser Zykluskonfiguration bestimmt die Steuerung 50 eine Kältemittelabgabekapazität des Verdichters 11 (d.h. ein zu dem Elektromotor des Verdichters 11 abgegebenes Steuersignal). Insbesondere ist die Betätigung des Verdichters 11 derart gesteuert, dass ein Druck des in den Kühler 12 strömenden Kältemittels ein Sollkondensationsdruck PDO wird.
Der Sollkondensationsdruck PDO ist ausgehend von der Sollblastemperatur TAO mit Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in der Steuerung 50 gespeichert wurde. In dem Steuerkennfeld ist der Sollkondensationsdruck PDO bestimmt, mit dem Anstieg der Sollblastemperatur TAO anzusteigen.
Die Steuerung 50 passt einen Drosselgrad des ersten Expansionsventils 14a derart an, dass ein Grad einer Unterkühlung des Kältemittels, das in das erste Expansionsventil 14a strömt, ein Sollgrad der Unterkühlung für den Heizvorgang wird. Der Sollgrad der Unterkühlung für den Heizvorgang ist beruhend auf dem Druck Pd des Kältemittels hohen Drucks, der durch den Abgabedrucksensor 56a erfasst ist, mit Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in der Steuerung 50 gespeichert wurde. In diesem Steuerkennfeld ist der Sollgrad der Unterkühlung für den Heizvorgang derart bestimmt, dass der COPr des Zyklus sich einem Maximalwert annähert.
Entsprechend ist in der Heizbetriebsart der Kühlkreislaufvorrichtung 10 ein Kühlkreislauf ausgebildet, in dem der Kühler 12 als ein Kühler funktioniert, und der außenliegende Wärmetauscher 16 als ein Verdampfer funktioniert. Somit absorbiert das Kältemittel zu der Zeit der Verdampfung in dem außenliegenden Wärmetauscher 16 Wärme von der Außenluft, und setzt die absorbierte Wärme zu der Belüftungsluft in dem Heizkern 43 über den Kühler 12 und den Wärmemediumkreis 40 frei.
Entsprechend kann die Kühlkreislaufvorrichtung 10 die Belüftungsluft erwärmen und funktioniert in der vorliegenden Offenbarung als eine der Wärmequellenvorrichtungen. Deswegen kann in der Heizbetriebsart die Fahrzeugklimaanlage 1 den Fahrzeuginnenraum durch das Ausblasen der durch den Heizkern 43 erwärmten Belüftungsluft in den Fahrzeuginnenraum, der ein Heizzielraum ist, erwärmen.
Wie voranstehend beschrieben wurde, strahlt in der Fahrzeugklimaanlage 1 zu der Zeit des Erwärmens des Fahrzeuginnenraums, das heißt eines klimatisierten Raums, der den Wärmemediumkreis 40 konstituierende Heizkern 43 Wärme ab und erwärmt die Belüftungsluft. Somit wird eine Betätigung des Wärmemediumkreises 40 in der Heizbetriebsart beschrieben.
Das mit der Fahrzeugklimaanlage 1 ausgestattete Hybridfahrzeug ist konfiguriert, in der Lage zu sein, in zwei Betriebsarten zu fahren: Die HV-Fahrbetriebsart und die EV-Fahrbetriebsart. Eine wirkungsvolle Wärmequelle in der Heizbetriebsart unterscheidet sich ebenfalls abhängig von der Fahrbetriebsart des Hybridfahrzeugs.
Deswegen ändert die Steuerung 50 in der Fahrzeugklimaanlage 1 einen Strömungspfad und eine Strömungsrate des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40 beruhend auf dem Fahrbetriebsartsignal, das von der Fahrzeugsteuerung 70 abgegeben wird.
Zuerst wird eine Betätigung des Wärmemediumkreises 40 in Heizbetriebsart, wenn das Hybridfahrzeug in der HV-Fahrbetriebsart fährt, mit Bezug auf die 3 beschrieben. In der 3 ist eine Strömungsrate des Kühlwassers, das durch gestrichelte Pfeile angezeigt ist, kleiner als eine Strömungsrate des Kühlwassers, die durch durchgehende Pfeile angezeigt ist. Die Strömungsraten sind derart eingestellt, dass eine Temperatur des Kühlwassers, die durch die gestrichelten Pfeile angezeigt ist, sich nicht übermäßig verringert.
Wenn die Fahrzeugsteuerung 70 in der Heizbetriebsart ein Fahrbetriebsartsignal ausgibt, das die HV-Fahrbetriebsart anzeigt, steuert die Steuerung 50 die Betätigung in der Maschinenpumpe EGp, der Heizwasserpumpe 41 und des Strömungssteuerventils 47.
Insbesondere werden die Betätigungen der Heizwasserpumpe 41 und der anderen derart angepasst, dass eine Strömungsrate des Kühlwassers, das durch einen Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 strömt, höher als eine Strömungsrate des Kühlwassers ist, das durch einen Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 strömt.
In der HV-Fahrbetriebsart ist die Heizwasserpumpe 41 gesteuert, eine niedrige Pumpfähigkeit aufzuweisen. Das Strömungssteuerventil 47 ist derart betätigt und gesteuert, dass der Einström-Ausström-Anschluss, der zu dem ersten Verbindungsabschnitt 44a führt, mit dem Einström-Ausström-Anschluss verbunden ist, der zu dem dritten Verbindungsabschnitt 44c führt, und dass der Einström-Ausström-Anschluss, der zu dem zweiten Verbindungsanschluss 44b führt, geschlossen ist.
Entsprechend, wie aus der 3 ersichtlich ist, ist die Strömung des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40 an den Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 und den Pfad mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b angepasst. Der Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 bedeutet einen Pfad, in dem das Kühlwasser in der Reihenfolge zirkuliert: Maschine EG → Maschinenpumpe EGp → erster Verbindungsströmungspfad 45 → erster Verbindungsanschluss 44a → Strömungssteuerungsventil 47 → dritter Verbindungsabschnitt 44c → Heizkern 43 → zweiter Verbindungsabschnitt 44b → erster Verbindungsströmungspfad 45 → Maschine EG.
Andererseits bedeutet der Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 ein Pfad, in dem das Kühlwasser, nach dem Verzweigen von dem ersten Verbindungsabschnitt 44a in der Reihenfolge strömt: Erster Verbindungsabschnitt 44a → zweiter Verbindungsströmungspfad 46 → Heizwasserpumpe 41 → Wasserheizvorrichtung 42 → Kühler 12 → dritter Verbindungsabschnitt 44c, und sich dann an dem dritten Verbindungsabschnitt 44c vereinigt.
Eine Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 strömt, entspricht in der vorliegenden Offenbarung einer ersten Strömungsrate. Eine Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 strömt, entspricht in der vorliegenden Offenbarung einer zweiten Strömungsrate.
Entsprechend ist die Strömungsrate des Kühlwassers, das von dem ersten Verbindungsabschnitt 44a zu dem dritten Verbindungsabschnitt 44c über den zweiten Verbindungsströmungspfad 46 strömt, an eine kleinste Strömungsrate angepasst, die erforderlich ist, um eine thermische Schockbelastung auf die Heizwasserpumpe 41, den Wasserheizvorrichtung 42 und den Kühler 12 zu reduzieren. Mit anderen Worten nimmt die Strömungsrate des Kühlwassers, das von dem ersten Verbindungsabschnitt 44a zu dem dritten Verbindungsabschnitt 44c über das Strömungssteuerungsventil 47 strömt, das meiste des Kühlwassers auf, das in dem Wärmemediumkreis 40 zirkuliert.
Da das durch den Heizkern 43 durchgehende Kühlwasser die Abgaswärme der Maschine EG aufweist, wie voranstehend beschrieben wurde, kann der Wärmemediumkreis 40 die Belüftungsluft in dem Heizkern 43 unter Verwendung des Abgases der Maschine EG als eine Wärmequelle erwärmen.
Deswegen kann gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 das Heizen in der HV-Fahrbetriebsart durch wirkungsvolles Einsetzen der Abgaswärme der Maschine EG als der Wärmequelle realisiert werden. Mit anderen Worten ist gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 das Erwärmen des Kühlwassers durch den Wasserheizvorrichtung 42 und den Kühler 12, die in dem zweiten Verbindungsströmungspfad angeordnet sind, nicht notwendigerweise erforderlich, um den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich den Fahrzeuginnenraum unter Verwendung der Abgaswärme der Maschine EG sogar zu der Zeit des Anhaltens des Heizens durch den Wasserheizvorrichtung 42 oder das Anhalten der Betätigung der Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Heizbetriebsart erwärmen.
Da außerdem die Strömungsrate des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 reduziert ist, kann der Anstieg des Strömungswiderstands des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 reduziert werden. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich den Anstieg des Wasserströmungswiderstands in dem gesamten Wärmemediumkreis 40 in der HV-Fahrbetriebsart erhöhen. In diesem Fall kann die Fahrzeugklimaanlage 1 eine Verringerung der Heizleistungsfähigkeit reduzieren, die durch eine größere Strömung des Kühlwassers als notwendig in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 verursacht ist.
Hier wird ein Fall berücksichtigt, in dem das Heizen durch den Wasserheizvorrichtung 42 und die Betätigung der Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Heizbetriebsart angehalten sind, und das Einströmen des Kühlwassers in den zweiten Verbindungsströmungspfad 46 abgesperrt ist. In diesem Fall strömt das Kühlwasser nicht in den zweiten Verbindungsströmungspfad 46, und so verringert sich eine Temperatur des Kühlwassers innerhalb der Wasserheizvorrichtung 42 und des Kühlers 12 mit dem Voranschreiten der Zeit.
Falls das Kühlwasser in dem Wasserheizvorrichtung 42 und dem Kühler 12 sich vollständig abgekühlt hat, strömt das abgekühlte Kühlwasser zu der Zeit des Wiederanlassens des Heizens durch den Wasserheizvorrichtung 42 und die Betätigung der Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Heizbetriebsart in den Heizkern 43. Ein Temperaturunterschied des einströmenden Kühlwassers kann eine große thermische Schockbelastung auf den Heizkern 43 bereitstellen und eine Verschlechterung oder Beschädigung des Heizkerns 43 verursachen.
Diesbezüglich geht in der Fahrzeugklimaanlage 1 in der HV-Fahrbetriebsart, wie aus der 3 ersichtlich ist, das durch die Abgaswärme der Maschine EG erwärmte Kühlwasser durch den Wasserheizvorrichtung 42 und den Kühler 12 über den zweiten Verbindungsströmungspfad 46 durch.
Deswegen fällt die Temperatur des Kühlwassers innerhalb der Wasserheizvorrichtung 42 und des Kühlers 12 nicht übermäßig ab. Sogar, wenn die Strömungsrate des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 erhöht wird, kann die thermische Schockbelastung auf den Heizkern 43 niedrig gehalten werden, und eine Verschlechterung und Beschädigung des Heizkerns 43 kann unterdrückt werden.
Als nächstes wird eine Betätigung des Wärmemediumkreises 40 in der Heizbetriebsart, wenn das Hybridfahrzeug in der EV-Fahrbetriebsart fährt, mit Bezug auf die 4 beschrieben. In der 4 ist eine Strömungsrate des Kühlwassers, die durch gestrichelte Pfeile angezeigt ist, kleiner als eine Strömungsrate des Kühlwassers, die durch durchgehende Pfeile angezeigt ist. Die Strömungsraten sind derart eingestellt, dass eine Temperatur des Kühlwassers, die durch gestrichelte Pfeile angezeigt ist, sich nicht übermäßig verringert.
Wie voranstehend beschrieben wurde, fährt in der EV-Fahrbetriebsart das Hybridfahrzeug durch den Elektromotor zum Fahren des Fahrzeugs, der durch die elektrische Leistung der Batterie 25 angetrieben ist. In der EV-Fahrbetriebsart ist es schwierig, die Abgaswärme der Maschine EG als eine Wärmequelle zum Erwärmen des Kühlwassers des Wärmemediumkreises 40 einzusetzen.
Wenn die Fahrzeugklimaanlage 1 den Fahrzeuginnenraum in der EV-Fahrbetriebsart erwärmt, ist deswegen der Wärmemediumkreis 40 derart konfiguriert, dass das Kühlwasser des Wärmemediumkreises 40 durch den Wasserheizvorrichtung 42 erzeugte Wärme und die von dem Kühler 12 abgestrahlte Wärme der Kühlkreislaufvorrichtung 10 erwärmt wird.
Wenn ein Fahrbetriebsartsignal, das die EV-Fahrbetriebsart anzeigt, von der Fahrzeugsteuerung 70 in der Heizbetriebsart abgegeben wird, steuert die Steuerung 50 die Betätigungen der Maschinenpumpe EGp, der Heizwasserpumpe 41 und des Strömungssteuerungsventils 47. Die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 strömt, ist angepasst, höher als die Strömungsrate zu sein, die durch den Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad strömt.
In der EV-Fahrbetriebsart ist die Maschine EG nicht als Antriebsquelle zum Fahren eingesetzt, und so ist eine Kühlwasserpumpenkapazität der Maschinenpumpe EGp übermäßig klein. In der EV-Fahrbetriebsart ist eine Pumpkapazität der Heizwasserpumpe 41 gesteuert, höher als in der HV-Fahrbetriebsart zu sein. Das Strömungssteuerventil 47 wird derart betätig und gesteuert, dass der Einström-Ausström-Anschluss, der zu dem ersten Verbindungsabschnitt 44a führt, mit dem Einström-Ausström-Anschluss verbunden ist, der zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b führt, und dass der Einström-Ausström-Anschluss, der zu dem dritten Verbindungsabschnitt 44c führt, geschlossen ist.
Als ein Ergebnis werden in dem Wärmemediumkreis 40 in der EV-Fahrbetriebsart ein Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 und ein Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 ausgebildet. Wie aus der 4 ersichtlich ist, bedeutet der Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 in der EV-Fahrbetriebsart einen Pfad, in dem das Kühlwasser, nachdem es von dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b abgezweigt ist, in der Reihenfolge strömt: Zweiter Verbindungsabschnitt 44b → erster Verbindungsströmungspfad 45 → Maschine EG → Maschinenpumpe EGp → erster Verbindungsströmungspfad 45 → erster Verbindungsabschnitt 44a, und sich dann an dem ersten Verbindungsabschnitt 44a vereinigt.
Andererseits bedeutet der Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 in der EV-Fahrbetriebsart einen Pfad, in dem das Kühlwasser nach dem Verzweigen von dem ersten Verbindungsabschnitt 44a in der Reihenfolge zirkuliert: Erster Verbindungsabschnitt 44a → zweiter Verbindungsströmungspfad 46 → Heizwasserpumpe 41 → Wasserheizvorrichtung 42 → Kühler 12 → dritter Verbindungsabschnitt 44c → Heizkern 43 → zweiter Verbindungsabschnitt 44b → Strömungssteuerungsventil 47 → erster Verbindungsabschnitt 44a.
Entsprechend kann in der EV-Fahrbetriebsart das Kühlwasser, das durch die Betätigung der Wasserheizvorrichtung 42 erwärmt wurde, und das Kältemittel hohen Drucks, das durch den Kühler 12 durchgeht, Wärme zu der Belüftungsluft in dem Heizkern 43 freisetzen. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich den Wasserheizvorrichtung 42 und den Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 als Wärmequellenvorrichtungen einsetzen, wenn der Fahrzeuginnenraum in der EV-Fahrbetriebsart erwärmt wird.
Da die Strömungsrate des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 erhöht wird, können die Wasserheizvorrichtung 42 und der Kühler 12 wirkungsvoll als Heizwärmequelle verwendet werden, und die Heizleistungsfähigkeit der Fahrzeugklimaanlage 1 kann verbessert werden.
Da außerdem die Strömungsrate des Kühlwassers in dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 durch die Maschine EG reduziert ist, kann ein Anstieg in dem Strömungswiderstand des Kühlwassers in dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 reduziert werden. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich den Anstieg des Wasserströmungswiderstands in dem gesamten Wärmemediumkreis 40 in der EV-Fahrbetriebsart reduzieren. In diesem Fall kann die Fahrzeugklimaanlage 1 eine Verringerung in der Heizleistungsfähigkeit, die durch eine stärkere Strömung des Kühlwassers als notwendig in dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 verursacht wird, reduzieren.
Wie voranstehend beschrieben wurde, weist die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der ersten Ausführungsform den Wärmemediumkreis 40 mit der Maschine EG auf, der als die Antriebsquelle des Hybridfahrzeugs angeordnet ist, den Heizkern 43 und die Heizwasserpumpe 41.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann die Belüftungsluft durch Freisetzen von Wärme von dem Kühlwasser in dem Heizkern 43 des Wärmemediumkreises 40 zu der durch das Gebläse 32 gesendeten Belüftungsluft erwärmen, und dabei den Fahrzeuginnenraum erwärmen.
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ist in dem Wärmemediumkreis 40 in der ersten Ausführungsform die Maschine EG mit dem Heizkern 43 über den ersten Verbindungsströmungspfad 45 verbunden. Dann sind in dem Wärmemediumkreis 40 der Wasserheizvorrichtung 42 und der Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 mit dem Heizkern 43 über den zweiten Verbindungsströmungspfad 46 verbunden und parallel mit Bezug auf die Maschine EG angeordnet.
In der HV-Fahrbetriebsart unter Verwendung der Antriebskraft der Maschine EG steuert die Kühlwasserströmungsratensteuerungseinheit 50c Betätigungen der Heizwasserpumpe 41 und von anderen derart, dass eine Strömungsrate des Kühlwassers in der Maschine EG und dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 höher als eine Strömungsrate des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 ist. Als ein Ergebnis kann die Fahrzeugklimaanlage 1 die Abgaswärme der Maschine EG wirkungsvoll einsetzen, um den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen.
Da die Abgaswärme der Maschine EG in dieser HV-Fahrbetriebsart eingesetzt werden kann, ist die Notwendigkeit des Kühlers 12 und der Wasserheizvorrichtung 42 als einer heizenden Wärmequelle niedriger als der in der EV-Fahrbetriebsart. Unter dieser Situation kann die Strömungsrate des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 durch den Wasserheizvorrichtung 42 und den Kühler 12 reduziert werden. Somit kann die Fahrzeugklimaanlage 1 einen Wasserströmungswiderstand in dem gesamten Wärmemediumkreis 40 reduzieren, und kann eine Verschlechterung in der Heizleistungsfähigkeit in der HV-Fahrbetriebsart unterdrücken.
Die Strömungsrate des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 ist auf eine niedrige Strömungsrate so eingestellt, dass die Temperatur des Kühlwassers innerhalb der Wasserheizvorrichtung 42 und des Kühlers 12 beibehalten bleiben kann. Somit tritt nicht auf, sogar wenn die Strömungsrate des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 erhöht wird, dass das Kühlwasser, das sich vollständig abgekühlt hat, in den Heizkern 43 strömt.
Gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 kann die thermische Schockbelastung auf den Heizkern 43 reduziert werden, und eine Verschlechterung und Beschädigung des Heizkerns 43 aufgrund des Einströmens eines Kühlwassers niedriger Temperatur kann unterdrückt werden.
Wie aus den 1 und 3 ersichtlich ist, weist der Wärmemediumkreis 40 der Fahrzeugklimaanlage 1 den Wasserheizvorrichtung 42 auf und kann somit das in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 strömende Kühlwasser erwärmen. Deswegen kann die Fahrzeugklimaanlage 1 den Fahrzeuginnenraum unter Verwendung des Wasserheizvorrichtung 42 als einer Wärmequellenvorrichtung in der EV-Fahrbetriebsart erwärmen, in der eine Abgaswärme der Maschine EG nicht eingesetzt werden kann.
Außerdem hat der Wärmemediumkreis 40 gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 den Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10, und deswegen kann das Kältemittel hohen Drucks der Kühlkreislaufvorrichtung 10 die Wärme zu dem Kühlwasser freisetzen, das in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 strömt. Deswegen kann die Fahrzeugklimaanlage 1 den Fahrzeuginnenraum unter Verwendung des Kühlers 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 als eine Wärmequellenvorrichtung in der EV-Fahrbetriebsart erwärmen, in der eine Abgaswärme der Maschine EG nicht eingesetzt werden kann.
Da außerdem die Fahrzeugklimaanlage 1 die Kühlkreislaufvorrichtung 10 hat, ist es möglich, nicht nur ein Heizen des Fahrzeuginnenraums, sondern ebenfalls ein Kühlen und entfeuchtendes Heizen des Fahrzeuginnenraums durchzuführen.
(Zweite Ausführungsform)
Eine von der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform unterschiedliche zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf die 6 beschrieben. Eine Fahrzeugklimaanalage 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist, wie in der ersten Ausführungsform, an einem Hybridfahrzeug montiert. Das Hybridfahrzeug in der zweiten Ausführungsform kann zwischen der HV-Fahrbetriebsart und der EV-Fahrbetriebsart durch eine Steuerung einer Fahrzeugsteuerung 70 umschalten.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der zweiten Ausführungsform hat ähnlich zu der ersten Ausführungsform eine Kühlkreislaufvorrichtung 10, eine innenliegende Klimaanlageneinheit 30, einen Wärmemediumkreis 40 und eine Steuerung 50.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform auf, mit Ausnahme für bestimmte Konfigurationen des Wärmemediumkreises 40. Deswegen wurden Erläuterungen hinsichtlich der Kühlkreislaufvorrichtung 10, der innenliegenden Klimaanlageneinheit 30, der Steuerung 50 und anderer Bauteile gemäß der zweiten Ausführungsform bereits gegeben, und werden somit ausgelassen.
Der Wärmemediumkreis 40 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform ein Wärmemediumkreis, der ein Kühlwasser zwischen einem Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10, Bauteilvorrichtungen des Hybridfahrzeug und einem Heizkern 43 zirkuliert. Der Wärmemediumkreis 40 hat den Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10, eine Maschine EG, eine Heizwasserpumpe 41, einen Wasserheizvorrichtung 42 und den Heizkern 43.
Wie aus den 5 und 6 ersichtlich ist, ist eine Maschinenpumpe EGp in der Maschine EG an einer Ausströmanschlussseite des Kühlwasserpfads angeordnet. Ebenfalls ist in der zweiten Ausführungsform eine Abgabeanschlussseite der Maschinenpumpe EGp mit einem Einström-Ausström-Anschluss eines ersten Verbindungsabschnitts 44a verbunden.
Einer der Einström-Ausström-Anschlüsse des ersten Verbindungsabschnitts 44a gemäß der zweiten Ausführungsform ist mit einer Einströmanschlussseite der Wasserheizvorrichtung 42 verbunden. Der Wasserheizvorrichtung 42 erwärmt das durch einen Kühlwasserströmungspfad strömende Kühlwasser. Der verbleibende eine Einström-Ausström-Anschluss des ersten Verbindungsabschnitts 44a ist mit einem von Einström-Ausström-Anschlüssen eines Strömungssteuerungsventils 47 verbunden.
Eine Kühlwasserausströmanschlussseite der Wasserheizvorrichtung 42 ist mit einer Einströmanschlussseite des Heizkerns 43 verbunden. Der Heizkern 43 ist der heizende Wärmetauscher, der die Belüftungsluft über einen Wärmetausch zwischen dem in dem Wärmemediumkreis 40 zirkulierenden Kühlwasser und der Belüftungsluft, die durch einen innenliegenden Verdampfer 18 durchgegangen ist, erwärmt.
In der zweiten Ausführungsform ist eine Ausströmanschlussseite des Heizkerns 43 mit der einen Einström-Ausströmanschlussseite eines dritten Verbindungsabschnitts 44c verbunden. Eine andere Einström-Ausströmanschlussseite des dritten Verbindungsabschnitts 44c ist mit einer Einströmanschlussseite eines Ein-Aus-Ventils 48 verbunden. Der verbleibende eine Einström-Ausström-Anschluss des dritten Verbindungsabschnitts 44c ist mit einer Einström-Ausströmanschlussseite des zweiten Verbindungsabschnitts 44b verbunden.
In dem Wärmemediumkreis 40 gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Ein-Aus-Ventil 48 angeordnet, eine Strömung des Kühlwassers in dem dritten Verbindungsabschnitt 44c anzupassen. In dem Wärmemediumkreis 40, wenn das Ein-Aus-Ventil 48 geschlossen ist, strömt das gesamte Kühlwasser, das in den dritten Verbindungsabschnitt 44c geströmt ist, zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b. Wenn das Ein-Aus-Ventil 48 offen ist, ist es dem in den dritten Verbindungsabschnitt 44c strömenden Kühlwasser ermöglicht, in das Ein-Aus-Ventil zu strömen.
Deswegen konstituiert das Ein-Aus-Ventil 48 eine von Vorrichtungen, die durch eine Kühlwasserströmungsratensteuerungseinheit 50c zu steuern sind. Der geöffnete/geschlossene Zustand des Ein-Aus-Ventils 48 wird gemäß einem Steuersignal von der Steuerung 50 umgeschaltet. Das Ein-Aus-Ventil 48 konstituiert in der vorliegenden Ausführungsform einen Teil einer Strömungsratensteuerungseinheit.
Eine Ausströmanschlussseite des Ein-Aus-Ventils 48 ist mit einer Ansauganschlussseite der Heizwasserpumpe 41 verbunden. Die Heizwasserpumpe 41 gemäß der zweiten Ausführungsform ist eine Wasserpumpe, die das Kühlwasser von dem dritten Verbindungsabschnitt 44c ansaugt und dieses pumpt.
Die Abgabeseite der Heizwasserpumpe 41 ist mit einem Kühlwassereinströmanschluss des Kühlers 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 verbunden. In dem Kühler 12 setzt in zumindest der Heizbetriebsart ein Kältemittel hohen Drucks, das durch den Verdichter 11 verdichtet wurde, Wärme zu dem in dem Wärmemediumkreis 40 zirkulierenden Kühlwasser in dem Kühler 12 frei.
Die Kühlwasserausströmanschlussseite des Kühlers 12 ist mit dem Strömungssteuerungsventil 47 verbunden. Wie voranstehend beschrieben wurde, ist ein Einström-Ausström-Anschluss des Strömungssteuerungsventils 47 mit dem ersten Verbindungsabschnitt 44a verbunden, und ein anderer Einström-Ausström-Anschluss ist mit der Kühlwasserausströmanschlussseite des Kühlers 12 verbunden.
Der verbleibende eine Einström-Ausström-Anschluss des Strömungssteuerungsventils 47 ist mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b verbunden. Deswegen ist das Strömungssteuerungsventil 47 in der Lage, eine Strömungsrate des durch jeden Einström-Ausström-Anschluss durchgehenden Kühlwassers durch Betätigung eines innerhalb des Strömungssteuerungsventils 47 angeordneten Ventilelements anzupassen.
Wie aus der 5 ersichtlich ist, ist eine Einström-Ausströmanschlussseite des zweiten Verbindungsabschnitts 44b mit dem dritten Verbindungsabschnitt 44c verbunden, und eine andere Einström-Ausströmanschlussseite ist mit dem Strömungssteuerungsventil 47 verbunden. Die verbleibende eine Einström-Ausströmanschlussseite des zweiten Verbindungsabschnitts 44b ist mit einer Kühlwassereinströmanschlussseite der Maschine EG verbunden. Deswegen kann der Wärmemediumkreis 40 gemäß der zweiten Ausführungsform einen Zirkulationskreis des Kühlwassers ausbilden, das zum Beispiel durch die Maschine EG und den Heizkern 43 durchgeht.
Der Wärmemediumkreis 40 gemäß der zweiten Ausführungsform weist einen ersten Verbindungsströmungspfad 45 auf. Der erste Verbindungsströmungspfad 45 hat einen Kühlwasserpfad, der eine Ausströmanschlussseite der Maschine EG und dem ersten Verbindungsabschnitt 44a verbindet, und einen Kühlwasserpfad, der eine Einströmanschlussseite der Maschine EG und dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b verbindet. Der erste Verbindungsströmungspfad 45 entspricht in der vorliegenden Offenbarung einem ersten Strömungspfad.
Der Wärmemediumkreis 40 weist einen zweiten Verbindungsströmungspfad 46 auf. Der zweite Verbindungsströmungspfad 46 ist einer aus den Kühlwasserpfaden, die den ersten Verbindungsabschnitt 44a und den dritten Verbindungsabschnitt 44c verbinden. Der Kühler 12 ist in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 angeordnet, und der zweite Verbindungsströmungspfad 46 geht durch das Strömungssteuerungsventil 47 durch. Der zweite Verbindungsströmungspfad 46 entspricht in der vorliegenden Offenbarung einem zweiten Strömungspfad.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der zweiten Ausführungsform steuert ähnlich zu der ersten Ausführungsform den Wärmemediumkreis 40 gemäß der Fahrbetriebsart in der Heizbetriebsart. Dieser Punkt wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Zuerst wird eine Betätigung des Wärmemediumkreises 40 gemäß der zweiten Ausführungsform in der Heizbetriebsart, wenn das Hybridfahrzeug in der HV-Fahrbetriebsart fährt, mit Bezug auf die 5 beschrieben. Wenn in der zweiten Ausführungsform die Fahrzeugsteuerung 70 in der Heizbetriebsart ein Fahrbetriebsartsignal ausgibt, das die HV-Fahrbetriebsart anzeigt, steuert die Steuerung 50 Betätigungen der Maschinenpumpe EGp, der Heizwasserpumpe 41, des Strömungssteuerungsventils 47 und des Ein-Aus-Ventils 48.
Insbesondere wird eine Pumpkapazität der Maschinenpumpe EGp auf einen vorbestimmten Zustand angepasst. Der Betrieb der Heizwasserpumpe 41 wird angehalten, und das Ein-Aus-Ventil 48 wird gesteuert, in einem geschlossenen Zustand zu sein. Zu dieser Zeit kann das Strömungssteuerungsventil 47 so gesteuert werden, dass es die Strömung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 44a und dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b blockiert.
Entsprechend, wie aus der 5 ersichtlich ist, wird die Strömung des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40 der Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45. Das Kühlwasser geht nicht durch den zweiten Verbindungsströmungspfad 46 durch, in dem der Kühler 12 angeordnet ist.
Der Pfad mit dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 gemäß der zweiten Ausführungsform bedeutet einen Pfad, in dem das Kühlwasser in der Reihenfolge zirkuliert: Maschine EG → Maschinenpumpe EGp → erster Verbindungsströmungspfad 45 → erster Verbindungsabschnitt 44a → Wasserheizvorrichtung 42 → Heizkern 43 → dritter Verbindungsabschnitt 44c → zweiter Verbindungsabschnitt 44b → erster Verbindungsströmungspfad 45 → Maschine EG.
Wie aus der 5 ersichtlich ist, geht das in den dritten Verbindungsabschnitt 44c strömende Kühlwasser, da das Ein-Aus-Ventil 48 sich in dem geschlossenen Zustand befindet, durch das Ein-Aus-Ventil 48 durch. Das Kühlwasser strömt nicht in die Heizwasserpumpe 41 und den Kühler 12, die in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 angeordnet sind. Das gesamte Kühlwasser, das in den dritten Verbindungsabschnitt 44c geströmt ist, strömt nämlich über den zweiten Verbindungsabschnitt 44b wie es ist in die Maschine EG.
Somit kann auch in der zweiten Ausführungsform die Fahrzeugklimaanlage 1 die Abgaswärme der Maschine EG wirkungsvoll einsetzen, um den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen. In der HV-Fahrbetriebsart strömt das Kühlwasser nicht in den zweiten Verbindungsströmungspfad 46, in dem der Kühler 12 und die Heizwasserpumpe 41 angeordnet sind. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann den Anstieg des Wasserströmungswiderstands in dem gesamten Wärmemediumkreis 40 in der HV-Fahrbetriebsart reduzieren. In diesem Fall kann die Fahrzeugklimaanlage 1 eine Verringerung der Heizleistungsfähigkeit reduzieren, die durch eine stärkere Strömung des Kühlwassers als notwendig in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 verursacht wird.
Als nächstes wird ein Betrieb des Wärmemediumkreises 40 gemäß der zweiten Ausführungsform in der Heizbetriebsart, wenn das Hybridfahrzeug in der EV-Fahrbetriebsart fährt, mit Bezug auf die 6 beschrieben werden. In der zweiten Ausführungsform steuert die Steuerung 50 Betätigungen der Maschinenpumpe EGp, der Heizwasserpumpe 41, des Strömungssteuerungsventils 47 und des Ein-Aus-Ventils 48, wenn die Fahrzeugsteuerung 70 in der Heizbetriebsart ein Fahrbetriebsartsignal ausgibt, das die EV-Fahrbetriebsart anzeigt.
Insbesondere wird eine Pumpkapazität der Heizwasserpumpe 41 auf einen vorbestimmten Zustand angepasst, und das Ein-Aus-Ventil 48 wird auf einen offenen Zustand gesteuert. Das Strömungssteuerungsventil 47 wird derart gesteuert, dass der Einström-Ausström-Anschluss, der zu dem ersten Verbindungsabschnitt 44a führt, mit dem Einström-Ausström-Anschluss verbunden ist, der zu dem dritten Verbindungsabschnitt 44c führt, und dass der Einström-Ausström-Anschluss, der zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 44b führt, geschlossen ist. Außerdem wird die Betätigung der Maschinenpumpe EGp angehalten.
Wie außerdem aus der 6 ersichtlich ist, wird die Strömung des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40 der Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46, in dem der Kühler 12 angeordnet ist. Das Kühlwasser geht nicht durch den ersten Verbindungsströmungspfad 45 und die Maschine EG durch.
Der Pfad mit dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 gemäß der zweiten Ausführungsform bedeutet nämlich einen Pfad, in dem das Kühlwasser in der Reihenfolge zirkuliert: Erster Verbindungsabschnitt 44a → Wasserheizvorrichtung 42 → Heizkern 43 → dritter Verbindungsabschnitt 44c → zweiter Verbindungsströmungspfad 46 → Ein-Aus-Ventil 48 → Heizwasserpumpe 41 → Kühler 12 → Strömungssteuerungsventil 47 → zweiter Verbindungsströmungspfad 46→ erster Verbindungsabschnitt 44a.
Entsprechend kann in der EV-Fahrbetriebsart das Kühlwasser, das durch die Betätigung der Wasserheizvorrichtung 42 und das durch den Kühler 12 durchgehende Kältemittel hohen Drucks erwärmt wurde, Wärme zu der Belüftungsluft in dem Heizkern 43 freisetzen. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich den Wasserheizvorrichtung 42 und den Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 als Wärmequellenvorrichtungen einsetzen, wenn der Fahrzeuginnenraum in der EV-Fahrbetriebsart erwärmt wird.
Da das Kühlwasser in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 zirkuliert werden kann, können der Wasserheizvorrichtung 42 und der Kühler 12 wirkungsvoll als heizende Wärmequelle eingesetzt werden, und die Heizleistungsfähigkeit der Fahrzeugklimaanlage 1 kann verbessert werden.
Da außerdem das Kühlwasser nicht in dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 durch die Maschine EG strömt, kann ein Einfluss eines Strömungswiderstands des Kühlwassers in dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 vermieden werden. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich einen Anstieg des Wasserströmungswiderstands in dem gesamten Wärmemediumkreis 40 in der EV-Fahrbetriebsart reduzieren. In diesem Fall kann die Fahrzeugklimaanlage 1 eine Verringerung in der Heizleistungsfähigkeit reduzieren, die durch die Strömung des Kühlwassers in dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 verursacht ist.
Wie voranstehend beschrieben wurde, können gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 der zweiten Ausführungsform betriebliche Wirkungen ähnlich zu der ersten Ausführungsform erhalten werden, die durch die mit der ersten Ausführungsform gemeinsamen Konfigurationen ausgeübt werden.
Wenn dann in der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der zweiten Ausführungsform das Fahrzeug in der HV-Fahrbetriebsart und in der Heizbetriebsart fährt, wird das Kühlwasser durch die Maschine EG zirkuliert, ohne in den zweiten Verbindungsströmungspfad 46 zu strömen.
Deswegen kann in der HV-Fahrbetriebsart die Fahrzeugklimaanlage 1 maximal die Abgaswärme der Maschine EG einsetzen, um den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen. Dann strömt das Kühlwasser nicht in den zweiten Verbindungsströmungspfad 46.
In diesem Fall wird deswegen die Strömung des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40 nicht durch einen Wasserströmungswiderstand beeinträchtigt, der zu der Zeit des Strömens durch den Kühler 12 und die anderen verursacht wird. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich eine Verschlechterung der Heizleistungsfähigkeit vermeiden, die durch die Strömung des Kühlwassers in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 verursacht ist.
Wenn dann das Fahrzeug in der EV-Fahrbetriebsart und in der Heizbetriebsart fährt, kann die Fahrzeugklimaanlage 1 das Kühlwasser in dem zweiten Verbindungsströmungspfad 46 zirkulieren, ohne dass es in den ersten Verbindungsströmungspfad 45 strömt und durch die Maschine EG durchgeht.
Deswegen kann in der EV-Fahrbetriebsart die Fahrzeugklimaanlage 1 die Wärme der Wärmequellenvorrichtung, wie zum Beispiel des Kühlers 12 und der Wasserheizvorrichtung 42, maximal einsetzen, um den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen. Dann strömt das Kühlwasser nicht in den ersten Verbindungsströmungspfad 45.
Deswegen wird in diesem Fall die Strömung des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40 nicht durch einen Wasserströmungswiderstand beeinträchtigt, der zu der Zeit des Strömens durch die Maschine EG verursacht ist. Die Fahrzeugklimaanlage 1 kann nämlich eine Verschlechterung in der Heizleistungsfähigkeit vermeiden, die durch die Strömung des Kühlwassers in dem ersten Verbindungsströmungspfad 45 verursacht ist.
(Andere Ausführungsformen)
Die voranstehend beschriebene vorliegende Offenbarung, die auf den entsprechenden Ausführungsformen beruht, ist nicht auf die Ausführungsformen begrenzt. Entsprechend können verschiedene Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne von dem Bereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel können die entsprechenden Ausführungsformen, die hierin beschrieben wurden, kombiniert werden, wie geeignet ist, oder können in verschiedenen Weisen modifiziert werden.
(1) In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Fahrzeugklimaanlage 1 konfiguriert in der Lage zu sein, nicht nur den Heizvorgang durchzuführen, sondern auch den Kühlvorgang und den entfeuchtenden Heizvorgang, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Die vorliegende Offenbarung kann als eine Fahrzeugheizvorrichtung konfiguriert sein, die einem Heizen gewidmet ist, solange zumindest das Heizen möglich ist.
(2) In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Strömungsrate des Kühlwassers in dem Wärmemediumkreis 40 gemäß dem Umschalten der Fahrbetriebsart in der Heizbetriebsart angepasst, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform begrenzt.
Betreffend die Anpassung der Kühlwasserströmungsrate in dem Wärmemediumkreis 40 kann die Kühlwasserströmungsrate gemäß dem Umschalten der Fahrbetriebsart in eine Betriebsart angepasst werden, solange die Betriebsart die Belüftungsluft durch das Kühlwasser erwärmt, das das Wärmemedium ist. Zum Beispiel kann dies auf die entfeuchtende Heizbetriebsart angewendet werden, wenn die entfeuchtete Belüftungsluft erwärmt wird.
(3) In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Wärmequellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung den Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 und den Wasserheizvorrichtung 42 auf, ist aber nicht auf diese Betriebsart begrenzt.
Zum Beispiel kann in dem Wärmemediumkreis 40 gemäß den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich der Kühler 12 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 als die Wärmequellenvorrichtung angeordnet sein, oder lediglich der Wasserheizvorrichtung 42 kann als die Wärmequellenvorrichtung angeordnet sein.
Außerdem ist es als die Wärmequellenvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform ausreichend, dass das in dem Wärmemediumkreis zirkulierende Wärmemedium erwärmt werden kann. Somit können verschiedene Vorrichtungen unterschiedlich zu dem Kühler 12 und dem Wasserheizvorrichtung 42 der Kühlkreislaufvorrichtung 10 als die Wärmequellenvorrichtung angewendet werden.
(4) Die Anordnung der Wärmequellenvorrichtungen (z.B. des Kühlers 12 und der Wasserheizvorrichtung 42) in dem Wärmemediumkreis ist nicht auf die in den 3 bis 6 gezeigten Anordnungen begrenzt. Die Anordnung von jedem Bauteil in dem Wärmemediumkreis kann beliebig modifiziert werden, solange das Kühlwasser in dem Heizkern durch die Leistungseinheit in einer Betriebsart zirkuliert, die eine Betätigung der Leistungseinheit erfordert, wie zum Beispiel die HV-Fahrbetriebsart, während das Kühlwasser in dem Heizkern durch die Wärmequellenvorrichtung in einer Betriebsart zirkuliert, die die Betätigung der Leistungseinheit nicht erfordert, wie zum Beispiel die EV-Fahrbetriebsart.
Zum Beispiel können in dem Wärmemediumkreis 40 die Wärmequellenvorrichtung, wie zum Beispiel der Kühler 12 und der Wasserheizvorrichtung 42, stromabwärts des Heizkerns 43 in der Strömung des Kühlwassers liegend angeordnet sein.
(5) In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen hat die Strömungsratensteuerungseinheit gemäß der vorliegenden Offenbarung das Strömungssteuerungsventil 47 mit dem Dreiwegeventil, ist aber nicht auf diese Konfiguration begrenzt. Zum Beispiel kann das Strömungssteuerungsventil 47 in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform mit mehreren Ventilen konfiguriert sein (z.B. einem Sperrventil und einem Ein-Aus-Ventil).
Während die vorliegende Ausführungsform mit Bezug auf die Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen begrenzt ist. Im Gegensatz soll die vorliegende Offenbarung verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen abdecken. Während die verschiedenen Elemente in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, die beispielhaft sind, sind zusätzlich andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder lediglich einem einzelnen Element ebenfalls innerhalb des Geists und Bereichs der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017238511 [0001]
US 20090283604 A1 [0006]

Claims

Fahrzeugheizvorrichtung, die an einem eine Leistungseinheit (EG) aufweisenden Fahrzeug montiert ist, wobei die Fahrzeugheizvorrichtung umfasst: ein Gebläse (32), das eine Belüftungsluft in einen Fahrzeuginnenraum bläst, der ein zu erwärmender Raum ist; einen Wärmemediumkreis (40), der mit einem Heizkern (43) verbunden ist, der die durch das Gebläse geblasene Belüftungsluft über einen Wärmetausch mit einem Wärmemedium erwärmt; und eine Zirkulationsvorrichtung (41, EGp), die das Wärmemedium in dem Wärmemediumkreis zirkuliert, wobei der Wärmemediumkreis hat: einen ersten Strömungspfad (45), der mit dem Heizkern durch die Leistungseinheit verbunden ist; und einen zweiten Strömungspfad (46), der parallel mit dem ersten Strömungspfad angeordnet ist und mit dem Heizkern durch eine Wärmequellenvorrichtung (12, 42) verbunden ist, die unterschiedlich zu der Leistungseinheit ist, die Fahrzeugheizvorrichtung außerdem eine Strömungsratensteuerungseinheit (50c) umfasst, die eine erste Strömungsrate des in den ersten Strömungspfad strömenden Wärmemediums und eine zweite Strömungsrate des in den zweiten Strömungspfad strömenden Wärmemediums anpasst, wobei die Strömungsratensteuerungseinheit die erste Strömungsrate anpasst, damit sie größer als die zweite Strömungsrate ist, wenn die Leistungseinheit in Betrieb ist.
Fahrzeugheizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenn die Leistungseinheit in Betrieb ist, die Strömungsratensteuerungseinheit ein Einströmen des Wärmemediums in den zweiten Strömungspfad derart absperrt, dass das gesamte Wärmemedium in den ersten Strömungspfad strömt.
Fahrzeugheizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmequellenvorrichtung einen Heizvorrichtung (42) aufweist, der in dem zweiten Strömungspfad angeordnet ist und das in dem zweiten Strömungspfad strömende Wärmemedium erwärmt.
Fahrzeugheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Kühlkreislaufvorrichtung (10), die einen Verdichter (11) hat, der ein Kältemittel verdichtet, einen Kühler (12), der Wärme des Kältemittels mit einem hohen Druck, das durch den Verdichter verdichtet wurde, zu dem Wärmemedium freisetzt, und einen Entspanner (14a), der das aus dem Kühler ausströmende Kältemittel entspannt, und einen Verdampfer (16), der das durch den Entspanner entspannte Kältemittel verdampft, wobei die Wärmequellenvorrichtung den Kühler der Kühlkreislaufvorrichtung hat.