DE112019002912B4 - Kältekreisvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Kältekreisvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit:einem Verdichter (11), der konfiguriert ist, ein Kältemittel anzusaugen und abzugeben;einem Radiator (12), der konfiguriert ist, Wärme des Kältemittels abzuleiten, das aus dem Verdichter abgegeben wird;einem ersten Expansionsventil (13) und einem zweiten Expansionsventil (15), die parallel zueinander angeordnet sind und konfiguriert sind, das Kältemittel zu entspannen, das die Wärme in dem Radiator abgegeben hat;einem ersten Verdampfer (14), der konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil entspannt worden ist, und Luft auszutauschen, die zu einer Fahrzeugkabine zu blasen ist, um das Kältemittel zu verdampfen;einem zweiten Verdampfer (16), der konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das zweite Expansionsventil entspannt worden ist, und einem Wärmemedium zum Kühlen einer Batterie (2) auszutauschen; undeiner Steuereinrichtung (50), die konfiguriert ist, eine Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils zu steuern, wobeidie Steuereinrichtung konfiguriert ist, zwischen einer Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung und einer Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung umzuschalten, dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuereinrichtung konfiguriert ist,bei der Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils gemäß einer Kältemittelkondition in dem zweiten Verdampfer zu steuern; undbei der Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils gemäß mindestens einer von einer Temperatur des ersten Verdampfers, einer Temperatur des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer strömt, und einer Temperatur der Luft zu steuern, die in dem ersten Verdampfer Wärme ausgetauscht hat,die Steuereinrichtung konfiguriert ist, die Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung zu der Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung umzuschalten, wenn die mindestens eine von den Temperaturen gleich oder höher ist als eine Umschalttemperatur in der Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung, unddie Steuereinrichtung konfiguriert ist, die Umschalttemperatur bei einem Zunehmen einer Temperatur der Batterie oder einer Temperatur des Wärmemediums zu erhöhen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kältekreisvorrichtung für ein Fahrzeug, die Luft und eine Batterie kühlt.
  • Stand der Technik
  • Herkömmlich ist in der JP 2015 - 120 505 A eine Kältekreisvorrichtung für ein Fahrzeug offenbart, die in eine Fahrzeugkabine zu blasende Luft und eine Batterie kühlt.
  • Insbesondere sind ein Luftkühlungsverdampfer und ein Batteriekühlungswärmetauscher in einer Strömungsrichtung eines Kältemittels parallel zueinander angeordnet.
  • Die DE 11 2013 001 769 T5 offenbart eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Die DE 11 2013 005 304 T5 offenbart weiteren Stand der Technik.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn jedoch gemäß dem oben genannten Stand der Technik sowohl eine Kapazität, die zum Luftkühlen benötigt wird, als auch eine Kapazität zunehmen, die zum Batteriekühlen benötigt wird (z.B. wenn das Fahrzeug im Sommer bei einer hohen Geschwindigkeit fährt), können die entsprechenden Kapazitäten nicht erfüllt werden.
  • Da das Kältemittel parallel durch den Luftkühlungsverdampfer und den Batteriekühlungswärmetauscher strömt, wenn beispielsweise im Sommer sowohl die Luftkühlung als auch die Batteriekühlung ausgeführt werden, ist im Vergleich zu einem Fall, in dem die Batteriekühlung nicht ausgeführt wird, die Strömungsrate des Kältemittels verringert, das durch den Luftkühlungsverdampfer strömt. Somit ist die Kapazität zum Luftkühlen verringert.
  • Im Ergebnis kann die Temperatur von in die Fahrzeugkabine zu blasender Luft zunehmen, was eine Kühlungsbehaglichkeit beeinflusst, und eine Entfeuchtungskapazität kann abnehmen, was eine Antibeschlageigenschaft beeinflusst. Alternativ kann die Temperatur der Batterie zunehmen und die Batterie kann schneller altern.
  • Angesichts der obigen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, sowohl die Kapazität zum Luftkühlen als auch die Kapazität zum Batteriekühlen sicherzustellen.
  • Die obige Aufgabe wird durch eine Kältekreisvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Kältekreisvorrichtung weist einen Verdichter, einen Radiator, ein erstes Expansionsventil, ein zweites Expansionsventil, einen ersten Verdampfer, einen zweiten Verdampfer und eine Steuereinrichtung auf.
  • Der Verdichter ist konfiguriert, ein Kältemittel anzusaugen und abzugeben. Der Radiator ist konfiguriert, Wärme des Kältemittels abzuleiten, das aus dem Verdichter abgegeben wird. Das erste Expansionsventil und das zweite Expansionsventil sind in einer Strömungsrichtung des Kältemittels parallel zueinander angeordnet und konfiguriert, das Kältemittel zu entspannen, das Wärme in dem Radiator freigegeben hat. Der erste Verdampfer ist konfiguriert, Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil entspannt worden ist, und Luft auszutauschen, die in eine Fahrzeugkabine zu blasen ist, um das Kältemittel zu verdampfen. Der zweite Verdampfer ist konfiguriert, Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das zweite Expansionsventil entspannt worden ist, und einem Wärmemedium zum Kühlen einer Batterie auszutauschen. Die Steuereinrichtung ist konfiguriert, eine Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils zu steuern.
  • Die Steuereinrichtung ist konfiguriert, zwischen einem Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus und einem Erster-Verdampfer-Prioritätsmodus umzuschalten. Bei dem Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus steuert die Steuereinrichtung die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils auf der Basis eines Kältemittelzustands in dem zweiten Verdampfer. Bei dem Erster-Verdampfer-Prioritätsmodus steuert die Steuereinrichtung die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils auf der Basis von mindestens einer von einer Temperatur des ersten Verdampfers, einer Temperatur des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer strömt, und einer Temperatur der Luft, die in dem ersten Verdampfer Wärme ausgetauscht hat.
  • Die Steuereinrichtung ist konfiguriert, den Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus zu dem Erster-Verdampfer-Prioritätsmodus umzuschalten, wenn bei dem Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus die mindestens eine von der Temperatur des ersten Verdampfers, der Temperatur des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer strömt, und der Temperatur der Luft, die in dem ersten Verdampfer Wärme ausgetauscht hat, gleich oder höher ist als eine Umschalttemperatur.
  • Bei dem Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus wird die Batteriekühlungskapazität des zweiten Verdampfers vorzugsweise vorgezeigt. Bei dem Erster-Verdampfer-Prioritätsmodus wird die Luftkühlungskapazität des ersten Verdampfers vorzugsweise vorgezeigt.
  • Die Steuereinrichtung schaltet den Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus zu dem Erster-Verdampfer-Prioritätsmodus um, wenn bei dem Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus die mindestens eine von der Temperatur des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer strömt, und der Temperatur der Luft, die in dem ersten Verdampfer Wärme ausgetauscht hat, gleich oder höher ist als die Umschalttemperatur. Wenn somit bei dem Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus die Luftkühlungskapazität verringert ist, wird der Zweiter-Verdampfer-Prioritätsmodus zu dem Erster-Verdampfer-Prioritätsmodus umgeschaltet, um die Luftkühlungskapazität vorrangig zu der Batteriekühlungskapazität sicherzustellen.
  • Die Steuereinrichtung ist konfiguriert, die Umschalttemperatur bei einem Zunehmen einer Temperatur der Batterie oder einer Temperatur des Wärmemediums zu erhöhen.
  • Weiter vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Gesamtkonfigurationsschaubild einer Kältekreisvorrichtung in einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist ein Blockschaltbild eines elektrischen Steuerungssystems der Kältekreisvorrichtung in der ersten Ausführungsform.
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Steuerungsprozess darstellt, der durch eine Steuereinrichtung der Kältekreisvorrichtung in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
    • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen zweiten Steuerungsprozess darstellt, der durch die Steuereinrichtung der Kältekreisvorrichtung in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
    • 5 ist ein Steuerungscharakteristikschaubild zum Berechnen einer Temperaturdifferenz in dem zweiten Steuerungsprozess, der in 4 gezeigt ist.
    • 6 ist ein Steuerungscharakteristikschaubild zum Umschalten zwischen einem Öffnen und einem Schließen eines zweiten Expansionsventils in dem zweiten Steuerungsprozess, der in 4 gezeigt ist.
    • 7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Kältekreisvorrichtung in der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 8 ist ein Gesamtkonfigurationsschaubild einer Kältekreisvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
    • 9 ist ein Steuerungscharakteristikschaubild zum Berechnen einer akzeptablen Temperaturdifferenz in einem Steuerungsprozess, der durch eine Steuereinrichtung der Kältekreisvorrichtung in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen zum Umsetzen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen werden Teilen, die Gegenständen entsprechen, die bereits in den vorangehenden Ausführungsformen beschrieben sind, Bezugszeichen gegeben, die identisch zu Bezugszeichen der bereits beschriebenen Gegenstände sind. In Abhängigkeit der Umstände wird die gleiche Beschreibung daher weggelassen. In dem Fall, in dem nur ein Teil der Konfiguration in einer jeden Ausführungsform beschrieben ist, können die anderen oben beschriebenen Ausführungsformen auf den anderen Teil der Konfiguration angewendet werden. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf Kombinationen von Ausführungsformen beschränkt, welche Teile kombinieren, die explizit als kombinierbar beschrieben sind. Solange kein Problem vorliegt, können die verschiedenen Ausführungsformen teilweise miteinander kombiniert werden, auch wenn es nicht explizit beschrieben ist.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Eine in 1 gezeigte Kältekreisvorrichtung 10 ist eine Kältekreisvorrichtung für ein Fahrzeug. Die Kältekreisvorrichtung 10 wird für ein Hybridfahrzeug angewendet, das konfiguriert ist, eine Antriebskraft von einer Kraftmaschine 1 (z.B. einer Brennkraftmaschine) und einem Elektromotor zum Fahren zu erlangen.
  • Das Hybridfahrzeug in dieser Ausführungsform ist als ein sogenanntes Plug-in Hybridfahrzeug konfiguriert. Somit ist das Hybridfahrzeug in dieser Ausführungsform konfiguriert, eine in dem Fahrzeug montierte Batterie 2 zu laden, indem Strom verwendet wird, der aus einer externen Leistungsquelle (z.B. einer handelsüblichen Leistungsquelle) zugeführt wird, wenn das Fahrzeug gestoppt ist. Die Batterie kann beispielsweise eine Lithiumionenbatterie sein.
  • Bei dem Hybridfahrzeug wird die von der Kraftmaschine 1 übertragene Antriebskraft nicht nur zum Antreiben des Fahrzeugs, sondern zudem zum Betreiben eines Leistungsgenerators verwendet. Das Hybridfahrzeug kann die Batterie 2 laden, indem sowohl durch den Leistungsgenerator erzeugter Strom als auch von der externen Leistungszufuhr zugeführter Strom verwendet werden. Der in der Batterie 2 gespeicherte Strom wird nicht nur für den Elektromotor zum Fahren, sondern zudem für verschiedene fahrzeuginterne Vorrichtungen zugeführt, die in dem Hybridfahrzeug montiert sind.
  • Das Hybridfahrzeug fährt in einem EV-Arbeitsmodus, wenn ein Ladezustand der Batterie 2 gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Standardladezustand zum Fahren, wie etwa wenn das Fahrzeug startet, zu arbeiten. Bei dem EV-Arbeitsmodus fährt das Fahrzeug durch den Elektromotor zum Fahren, der durch den Strom der Batterie 2 angetrieben wird.
  • Das Hybridfahrzeug fährt in einem HV-Arbeitsmodus, wenn beim Fahren des Fahrzeugs der Ladezustand der Batterie 2 niedriger ist als der Standardladezustand. Bei dem HV-Arbeitsmodus wird das Fahrzeug hauptsächlich durch die Antriebskraft angetrieben, die von der Kraftmaschine 1 übertragen wird. Wenn jedoch ein Fahrzeugfahrwiderstand groß wird, wird der Elektromotor zum Fahren des Fahrzeugs betrieben, um die Kraftmaschine 1 zu unterstützen.
  • Das Hybridfahrzeug schaltet zwischen dem EV-Arbeitsmodus und dem HV-Arbeitsmodus um, wie oben beschrieben ist. Somit verringert das Hybridfahrzeug im Vergleich zu einem normalen Fahrzeug, das eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs nur von einer Kraftmaschine 1 erhält, einen Kraftstoffverbrauch der Kraftmaschine 1 und verbessert eine Kraftstoffeffizienz.
  • Ferner wird das Umschalten des Hybridfahrzeugs zwischen dem EV-Arbeitsmodus und dem HV-Arbeitsmodus durch eine Fahrzeug-Steuereinrichtung 70 gesteuert, die in 2 gezeigt ist. Die Kraftmaschine 1 ist eine Leistungseinheit in dem Hybridfahrzeug.
  • Die Kältekreisvorrichtung 10 ist konfiguriert, in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft zu kühlen, um Luft in der Fahrzeugkabine zu kühlen oder zu entfeuchten. Das heißt, die Kältekreisvorrichtung 10 dient als eine Luftkühlungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
  • Die Batterie 2, welche eine Sekundärbatterie ist, wird bevorzugt innerhalb eines angemessenen Temperaturbereichs verwendet, um eine Lade- und Entladekapazität der Batterie 2 vollständig zu nutzen, ohne eine Alterung zu fördern. Daher hat die Kältekreisvorrichtung 10 eine Funktion des Kühlens der Batterie 2, um eine Temperatur der Batterie 2 innerhalb des angemessenen Temperaturbereichs zu erhalten. Das heißt, die Kältekreisvorrichtung 10 dient zudem als eine Batteriekühlungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
  • Die Kältekreisvorrichtung 10 kühlt die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft und die Batterie 2 mit einem Kältekreis einer Dampfkompressionsbauart.
  • Die Kältekreisvorrichtung 10 ist konfiguriert, einen Kältemittelkreislauf zwischen einem für einen Luftkühlungseinzelbetrieb, einem für einen Batteriekühlungseinzelbetrieb und einem für einen Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb umzuschalten, um sowohl die Luftkühlung als auch die Batteriekühlung auszuführen.
  • Bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb wird die Luftkühlung ausgeführt und die Batteriekühlung wird nicht ausgeführt. Bei dem Batteriekühlungseinzelbetrieb wird die Luftkühlung nicht ausgeführt und die Batteriekühlung wird ausgeführt. Bei dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb werden sowohl die Luftkühlung als auch die Batteriekühlung ausgeführt.
  • In 1 ist eine Strömung eines Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf für den Luftkühlungseinzelbetrieb durch weiße Pfeile angezeigt. Eine Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf für den Batteriekühlungseinzelbetrieb ist durch schraffierte Pfeile angezeigt. Eine Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf für den Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb ist durch schwarze Pfeile angezeigt.
  • Die Kältekreisvorrichtung 10 setzt ein HFK-Kältemittel (insbesondere R1234yf) als das Kältemittel ein und bildet einen unterkritischen Dampfkompressionskältekreis, in welchem ein Druck des Kältemittels, das aus einem Verdichter 11 abgegeben wird, einen kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Das Kältemittel ist mit einem Kältemittelöl vermischt, das als ein Schmieröl eines Verdichters 11 dient, und ein Teil des Kältemittelöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel durch den Kreis.
  • Die Kältekreisvorrichtung 10 weist den Verdichter 11, einen Radiator 12, ein erstes Expansionsventil 13, einen ersten Verdampfer 14, ein zweites Expansionsventil 15 und einen zweiten Verdampfer 16 auf.
  • Der Verdichter 11 saugt, verdichtet und gibt das Kältemittel in der Kältekreisvorrichtung 10 ab. Der Verdichter 11 ist als ein Elektroverdichter konfiguriert, der durch einen Elektromotor einen Verdichtungsmechanismus einer feststehenden Kapazität, der eine feststehende Abgabekapazität hat, rotationsmäßig antreibt.
  • Eine Kältemittelabgabekapazität (d.h. eine Drehzahl) des Verdichters 11 wird durch Steuerungssignale gesteuert, die von einer Steuereinrichtung 50 übertragen werden. Der Verdichter 11 ist in einer Fahrzeugkraftmaschinenhaube angeordnet.
  • Ein Abgabeanschluss des Verdichters 11 ist mit einem Kältemitteleinlassende des Radiators 12 fluidisch verbunden. Der Radiator 12 ist ein Außenwärmetauscher, der Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel, das aus dem Verdichter 11 abgegeben wird, und Luft außerhalb der Fahrzeugkabine (nachfolgend als Außenluft bezeichnet) austauscht, die durch einen Außenluftlüfter 12a geblasen wird, der in 2 gezeigt ist, um das Hochdruckkältemittel zu kondensieren. Der Radiator 12 ist bei einer Vorderseite der Fahrzeugkraftmaschinenhaube angeordnet.
  • Der Außenluftlüfter 12a ist durch ein elektrisches Gebläse gebildet. Eine Lüftungskapazität (d.h. eine Drehzahl) des Außenluftlüfters 12a wird durch eine Steuerspannung gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 ausgegeben wird.
  • Der Radiator 12 hat ein Kältemittelauslassende, das mit einem Einlassanschluss eines ersten Dreiwege-Verbinders 17 fluidisch verbunden ist. Der erste Dreiwege-Verbinder 17 weist drei Anschlüsse auf, die miteinander in Verbindung stehen. Der erste Dreiwege-Verbinder 17 ist beispielsweise ausgebildet, indem mehrere Rohre verbunden werden. Der erste Dreiwege-Verbinder 17 kann ausgebildet sein, indem mehrere Kältemitteldurchgänge in einem Metallblock oder einem Harzblock definiert werden.
  • Einer von Auslassanschlüssen des ersten Dreiwege-Verbinders 17 ist mit einem Einlassende des ersten Expansionsventils 13 fluidisch verbunden. Der andere der Auslassanschlüsse des ersten Dreiwege-Verbinders 17 ist mit einem Einlassende des zweiten Expansionsventils 15 fluidisch verbunden.
  • Das erste Expansionsventil 13 ist ein erster Entspannungsabschnitt, der konfiguriert ist, bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb oder dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb das Hochdruckkältemittel zu entspannen, das aus dem Radiator 12 ausströmt. Das erste Expansionsventil 13 ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus, der ein Ventilelement und ein elektrisches Stellglied aufweist. Das Ventilelement ist bezüglich einer Drosselöffnung veränderbar und das elektrische Stellglied ändert die Drosselöffnung des Ventilelements. Das erste Expansionsventil 13 ist konfiguriert, einen Entspannungsbetrag des Kältemittels anzupassen, indem eine Öffnungsfläche eines Kältemittels angepasst wird, durch welche das Kältemittel strömt.
  • Die Basiskonfiguration des zweiten Expansionsventils 15 ist ähnlich jener des ersten Expansionsventils 13. Das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 haben eine Vollöffnungsfunktion, bei welcher ein jedes der Ventile 13 und 15 nur als ein Kältemitteldurchgang dient, nahezu ohne das Kältemittel zu entspannen, indem der Öffnungsgrad der Ventile 13, 15 vollständig geöffnet wird. Das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 haben zudem eine Vollschließfunktion, um die Kältemitteldurchgänge zu schließen, indem die Drosselöffnung vollständig geschlossen wird.
  • Das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 können die Kältemittelkreisläufe für die oben beschriebenen Betriebe mit der Vollöffnungsfunktion und der Vollschließfunktion umschalten. Daher dienen das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 als eine Kältemittelkreislaufumschaltvorrichtung. Das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 werden durch Steuerungssignale (d.h. Steuerungspulse) gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 übertragen werden.
  • Das erste Expansionsventil 13 hat ein Auslassende, das mit einem Kältemitteleinlassende des ersten Verdampfers 14 fluidisch verbunden ist. Der erste Verdampfer 14 ist in einem Klimaanlagengehäuse 31 einer Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 angeordnet.
  • Der erste Verdampfer 14 ist ein Luftkühler. Der erste Verdampfer 14 ist konfiguriert, bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb oder dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb Wärme zwischen einem Niederdruckkältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 entspannt worden ist, und Luft auszutauschen, die durch ein Gebläse 32 geblasen wird, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen. Das heißt, das Niederdruckkältemittel zeigt bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb oder dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb in dem ersten Verdampfer 14 eine Wärmeaufnahmeaktion vor und kühlt Luft.
  • Der erste Verdampfer 14 hat ein Auslassende, das mit einem von Einlässen eines zweiten Dreiwege-Verbinders 19 verbunden ist. Die Basiskonfiguration des zweiten Dreiwege-Verbinders 19 ist ähnlich zu jener des ersten Dreiwege-Verbinders 17. Der andere der Einlässe des zweiten Dreiwege-Verbinders 19 ist mit einem Auslassende des zweiten Verdampfers 16 fluidisch verbunden. Die zweite Dreiwege-Verbindungstelle 19 hat einen Auslass, der mit einem Ansauganschluss des Verdichters 11 fluidisch verbunden ist.
  • Das zweite Expansionsventil 15 hat ein Auslassende, das mit einem Kältemitteleinlassende des zweiten Verdampfers 16 fluidisch verbunden ist. Der zweite Verdampfer 16 ist ein Verdampfer, in welchem das Niederdruckkältemittel, das aus dem zweiten Expansionsventil 15 ausströmt, Wärme von einem Kühlwasser eines Niedertemperatur-Kühlwasserkreislaufs 20 aufnimmt, um zu verdampfen. Das Kältemittelauslassende des zweiten Verdampfers 16 ist mit dem anderen Einlass des zweiten Dreiwege-Verbinders 19 fluidisch verbunden.
  • Der Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 ist ein Wärmemediumkreislauf, durch welchen ein Wärmemedium zwischen dem zweiten Verdampfer 16 der Kältekreisvorrichtung 10, einem Batteriewärmetauscher 21 und einem Radiator 22 zirkuliert. In dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 wird Kühlwasser als das Wärmemedium verwendet. Das Kühlwasser kann Wasser oder eine wässrige Ethylenglykollösung sein.
  • Der Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 weist eine Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23, den zweiten Verdampfer 16, den Batteriewärmetauscher 21 und den Radiator 22 auf. Diese teilbildenden Vorrichtungen sind mit einem Kühlwasserdurchgang in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 verbunden. Der Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 bildet einen geschlossenen Kreislauf, durch welchen das Kühlwasser zirkulieren kann.
  • Die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 ist eine Wasserpumpe, die konfiguriert ist, das Kühlwasser anzusaugen und zu pumpen. Der Batteriewärmetauscher 21 ist ein Wärmetauscher, der konfiguriert ist, die Batterie 2 zu kühlen, indem dem Kühlwasser in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 ermöglicht wird, Wärme von der Batterie 2 aufzunehmen. Der Radiator 22 ist ein Wärmetauscher, der konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kühlwasser in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 und der Außenluft auszutauschen und Wärme des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 zu dissipieren. Der Radiator 22 ist an einer Vorderseite der Fahrzeugkraftmaschinenhaube angeordnet. Die Außenluft wird durch den Außenluftlüfter 12a zu dem Radiator 22 geblasen.
  • Der Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 weist einen Bypassdurchgang 24 und ein Dreiwege-Ventil 25 auf. Der Bypassdurchgang 24 ist ein Kühlwasserdurchgang, durch welchen das Kühlwasser parallel zu dem Radiator 22 strömt. Das Dreiwege-Ventil 25 ist ein elektromagnetisches Ventil, das zwischen einem Zustand, in dem das Kühlwasser durch den Radiator 22 strömt, ohne durch den Bypassdurchgang 24 zu strömen, und einem Zustand umschaltet, in dem das Kühlwasser durch den Bypassdurchgang 24 strömt, ohne durch den Radiator 22 zu strömen. Ein Betrieb des Dreiwege-Ventils 25 wird durch die Steuereinrichtung 50 gesteuert.
  • Die Kältekreisvorrichtung 10 weist einen Sammler (nicht gezeigt) oder einen Akkumulator (nicht gezeigt) auf. Der Sammler speichert das Kältemittel, das seine Wärme freigegeben hat und in dem Radiator 12 kondensiert worden ist. Der Akkumulator ist ein Gas/Flüssig-Abscheider, der ein Gas und ein flüssigphasiges Kältemittel abscheidet, die aus dem ersten Verdampfer 14 und dem zweiten Verdampfer 16 ausströmen, und speichert einen Überschussbetrag der Flüssigphase des Kältemittels in dem Kreis.
  • Die Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 ist konfiguriert, Luft in die Fahrzeugkabine zu befördern. Die Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 ist konfiguriert, Luft, die durch die Kältekreisvorrichtung 10 temperaturklimatisiert ist, in die Fahrzeugkabine zu blasen. Die Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 ist innerhalb eines Armaturenbretts angeordnet, das sich in einem vordersten Abschnitt der Fahrzeugkabine befindet.
  • Die Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 ist mit dem Klimaanlagengehäuse 31, dem Gebläse 32, dem ersten Verdampfer 14 und einem Heizungskern 33 konfiguriert. Das Klimaanlagengehäuse 31 bildet einen Außenrahmen der Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 aus und nimmt das Gebläse 32, den ersten Verdampfer 14 und den Heizungskern 33 auf. Das heißt, der erste Verdampfer 14, der Heizungskern 33 und Ähnliche sind in einem Luftdurchgang angeordnet, der in dem Klimaanlagengehäuse 31 der Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 definiert ist.
  • Das Klimaanlagengehäuse 31 definiert einen Luftdurchgang für in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft. Das Klimaanlagengehäuse 31 ist aus einem Harz (beispielsweise Polypropylen) ausgebildet, das einen gewissen Elastizitätsgrad hat und zudem hervorragend bezüglich einer Festigkeit ist.
  • Eine Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 34 ist in einer Luftströmungsrichtung bei einer stromaufwärtigsten Seite des Klimaanlagengehäuses 31 angeordnet. Die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 34 leitet wahlweise Innenluft (d.h. Luft innerhalb der Fahrzeugkabine) und Außenluft (d.h. Luft außerhalb der Fahrzeugkabine) in das Klimaanlagengehäuse 31 ein.
  • Die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 34 passt mit einer Innen/Außenluft-Umschaltklappe sowohl eine Öffnungsfläche eines Innenlufteinleitungsanschlusses, durch welchen die Innenluft in das Klimaanlagengehäuse 31 eingeleitet wird, als auch eine Öffnungsfläche eines Außenlufteinleitungsanschlusses laufend an, durch welchen die Außenluft in das Klimaanlagengehäuse 31 eingeleitet wird. Damit ändert die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 34 ein Einleitungsvolumenverhältnis zwischen der Innenluft und der Außenluft. Die Innen/Außenluft-Umschaltklappe wird durch ein elektrisches Stellglied für die Innen/Außenluft-Umschaltklappe angetrieben. Ein Betrieb des elektrischen Stellglieds wird durch Steuerungssignale gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 übertragen werden.
  • Das Gebläse 32 ist an einer Position angeordnet, die in der Luftströmungsrichtung stromabwärtig der Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 34 angeordnet ist. Das Gebläse 32 ist durch ein elektrisches Gebläse gebildet, das einen Zentrifugal-Mehrschaufellüfter mit einem Elektromotor antreibt. Das Gebläse 32 bläst Luft, die durch die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 34 angesaugt wird, zu der Fahrzeugkabine. Eine Lüftungskapazität (d.h. eine Drehzahl) des Gebläses 32 wird durch eine Steuerungsspannung gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 ausgegeben wird.
  • Der erste Verdampfer 14 und der Heizungskern 33 sind in dieser Reihenfolge an einer Position angeordnet, die in der Luftströmungsrichtung stromabwärtig des Gebläses 32 ist. Das heißt, der erste Verdampfer 14 ist bei einer Position angeordnet, die in der Luftströmungsrichtung stromaufwärtig des Heizungskerns 33 ist.
  • Der Heizungskern 33 ist ein Heizungswärmetauscher, der die Luft wärmt, indem Wärme zwischen dem Kühlwasser, das durch den Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 zirkuliert, und der Luft austauscht, die durch den ersten Verdampfer 14 getreten ist.
  • Eine Luftmischklappe 35 ist an einer Position angeordnet, die in der Luftströmungsrichtung stromabwärtig des ersten Verdampfers 14 in dem Klimaanlagengehäuse 31 und stromaufwärtig des Heizungskerns 33 ist.
  • Die Luftmischklappe 35 ist ein Luftvolumenverhältnisanpassungsabschnitt, der konfiguriert ist, ein Volumenverhältnis zwischen Luft, die durch den Heizungskern 33 strömt, und Luft, die den Heizungskern 33 umgeht, zu der Luft anzupassen, die durch den ersten Verdampfer 14 getreten ist.
  • Die Luftmischklappe 35 wird durch ein elektrisches Stellglied für die Luftmischklappe 35 angetrieben. Ein Betrieb des elektrischen Stellglieds wird durch Steuerungssignale gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 übertragen werden.
  • Ein Mischraum ist bei einer Position definiert, die stromabwärtig des Heizungskerns 33 ist. Der Mischraum ist ein Raum, in dem warme Luft, die durch den Heizungskern 33 getreten ist, und kalte Luft vermischt werden, die den Heizungskern 33 umgangen ist.
  • In einem stromabwärtigen Abschnitt des Klimaanlagengehäuses 31 in der Luftströmungsrichtung sind Öffnungsabschnitte, durch welche die Luft, die in dem Mischraum vermischt wird (d.h. die klimatisierte Luft), zu der Fahrzeugkabine ausgeblasen wird.
  • Die Öffnungsabschnitte weisen einen Gesicht-Öffnungsabschnitt, einen Fuß-Öffnungsabschnitt und einen Defrost-Öffnungsabschnitt auf (ein jeder von diesen ist nicht gezeigt). Der Gesicht-Öffnungsabschnitt ist ein Öffnungsabschnitt zum Zuführen der klimatisierten Luft zu dem Oberkörper eines Fahrgasts in der Fahrzeugkabine. Der Fuß-Öffnungsabschnitt ist ein Öffnungsabschnitt zum Zuführen der klimatisierten Luft zu den Füßen des Fahrgasts. Der Defrost-Öffnungsabschnitt ist ein Öffnungsabschnitt zum Zuführen der klimatisierten Luft zu einer Innenfläche einer Windschutzscheibe der Fahrzeugkabine.
  • Der Gesicht-Öffnungsabschnitt, der Fuß-Öffnungsabschnitt und der Defrost-Öffnungsabschnitt sind jeweils durch einen Kanal, der den Luftdurchgang bildet, mit einem Gesicht-Blasauslass, einem Fuß-Blasauslass und einem Defrost-Blasauslass verbunden (ein jeder von ihnen ist nicht gezeigt).
  • Die Luftmischklappe 35 passt das Luftvolumenverhältnis zwischen der Luft, die durch den Heizungskern 33 tritt, und der Luft an, die den Heizungskern 33 umgeht, sodass die Temperatur der klimatisierten Luft angepasst wird, die in dem Mischraum vermischt wird. Dementsprechend wird die Temperatur der Luft (d.h. die Temperatur der klimatisierten Luft) angepasst, die durch die Blasauslässe in die Fahrzeugkabine geblasen wird.
  • Eine Gesicht-Klappe, eine Fuß-Klappe und eine Defrost-Klappe sind jeweils bei Positionen angeordnet, die stromaufwärtig des Gesicht-Öffnungsabschnitts, des Fuß-Öffnungsabschnitts und des Defrost-Öffnungsabschnitts sind. Die Gesicht-Klappe passt eine Öffnungsfläche des Gesicht-Öffnungsabschnitts an. Die Fuß-Klappe passt eine Öffnungsfläche des Fuß-Öffnungsabschnitts an. Die Defrost-Klappe passt eine Öffnungsfläche des Defrost-Öffnungsabschnitts an.
  • Die Gesicht-Klappe, die Fuß-Klappe und die Defrost-Klappe dienen als eine Blasauslassmodusumschaltvorrichtung, die die Blasauslassmodi umschaltet. Diese Klappen sind durch einen Kopplungsmechanismus oder Ähnliches mit einem elektrischen Stellglied zum Antreiben der Blasauslassmodusklappen verbunden und werden im Zusammenwirken mit dem elektrischen Stellglied rotationsmäßig betrieben. Ein Betrieb des elektrischen Stellglieds wird durch Steuerungssignale gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 übertragen werden.
  • Die Blasauslassmodi, die durch die Blasauslassmodusumschaltvorrichtung umgeschaltet werden, weisen insbesondere einen Gesicht-Modus, einen Bi-Level-Modus, einen Fuß-Modus und Ähnliches auf.
  • Der Gesicht-Modus ist ein Blasauslassmodus, bei welchem der Gesicht-Blasauslass vollständig geöffnet ist, um Luft daraus zu dem Oberkörper des Fahrgasts in der Fahrzeugkabine zu blasen. Der Bi-Level-Modus ist ein Blasauslassmodus, bei welchem sowohl der Gesicht-Blasauslass als auch der Fuß-Blasauslass geöffnet sind, um Luft daraus zu dem Oberkörper und den Füßen des Fahrgasts in der Fahrzeugkabine zu blasen. Der Fuß-Modus ist ein Blasauslassmodus, in welchem der Fuß-Blasauslass vollständig geöffnet ist und der Defrost-Blasauslass geringfügig geöffnet ist, sodass die Luft hauptsächlich durch den Fuß-Blasauslass geblasen wird.
  • Der Fahrgast kann den Defrost-Modus manuell einstellen, indem ein Blasmodusschalter manuell betätigt wird, der an einer Betriebstafel 62 vorgesehen ist, die in 2 gezeigt ist. Der Defrost-Modus ist ein Blasauslassmodus, bei welchem der Defrost-Blasauslass vollständig geöffnet ist, sodass Luft durch den Defrost-Blasauslass zu der Innenfläche der Windschutzscheibe des Fahrzeugs geblasen wird.
  • Der Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 ist ein Wärmemediumkreislauf, durch welchen das Wärmemedium zwischen der Kraftmaschine 1 und dem Heizungskern 33 zirkuliert. Das Wärmemedium in dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 ist beispielsweise ein Kühlwasser. Das Kühlwasser kann Wasser oder eine wässrige Ethylenglykollösung sein.
  • Der Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 weist eine Hochtemperatur-Kühlwasserpumpe 41, die Kraftmaschine 1 und den Heizungskern 33 auf. Bei dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 sind diese teilbildenden Vorrichtungen mit einem Kühlwasserdurchgang verbunden. Der Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 bildet einen geschlossenen Kreislauf, durch welchen das Kühlwasser zirkulieren kann.
  • Die Hochtemperatur-Kühlwasserpumpe 41 ist eine Wasserpumpe, die das Kühlwasser ansaugt und pumpt. Das Kühlwasser in dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 zirkuliert durch die Kraftmaschine 1, sodass die Kraftmaschine 1 gekühlt wird und das Kühlwasser in dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 gewärmt wird. Der Heizungskern 33 ist konfiguriert, die Luft zu wärmen, indem Wärme zwischen dem Kühlwasser, das in der Kraftmaschine 1 gewärmt wird, und der Luft ausgetauscht wird, die durch den ersten Verdampfer 14 in der Innenluft-Klimatisierungseinheit 30 getreten ist.
  • Beispielsweise kann in einem Fahrzeug, das keine Kraftmaschine hat, wie etwa ein Elektrofahrzeug, der Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 anstatt der Kraftmaschine 1 eine Wasserwärmheizung aufweisen. Die Wasserwärmheizung weist beispielsweise ein PTC-Element oder einen Nickelchrom-Draht auf und wärmt das Kühlwasser, indem beim Zuführen von Strom Wärme erzeugt wird.
  • Als Nächstes wird ein elektrisches Steuerungssystem in der Kältekreisvorrichtung 10 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Kältekreisvorrichtung 10 die Steuereinrichtung 50 auf. Die Steuereinrichtung 50 weist einen bekannten Mikrocomputer auf, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und Ähnliches und periphere Schaltkreise aufweist.
  • Die Steuereinrichtung 50 führt Berechnungen und eine Verarbeitung auf der Basis von Klimatisierungssteuerungsprogrammen aus, die in dem ROM gespeichert sind, um verschiedene gesteuerte Vorrichtungen zu steuern, die mit einer Ausgabeseite der Steuereinrichtung 50 verbunden sind. Die gesteuerten Vorrichtungen weisen den Verdichter 11, den Außenluftlüfter 12a, das erste Expansionsventil 13, das zweite Expansionsventil 15, die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23, das Dreiwege-Ventil 25, das Gebläse 32, die Hochtemperatur-Kühlwasserpumpe 41 und Ähnliches auf.
  • Verschiedene Klimaanlagensensoren zum Steuern eines Betriebs der Kältekreisvorrichtung 10 sind mit einer Eingabeseite der Steuereinrichtung 50 verbunden. Erfassungssignale dieser Klimaanlagensensoren werden in die Steuereinrichtung 50 eingegeben.
  • Wie in 2 gezeigt ist, weisen die Klimaanlagensensoren einen Innenlufttemperatursensor 51, einen Außenlufttemperatursensor 52, einen Einstrahlungssensor 53, einen Abgabekältemitteltemperatursensor 54, einen Radiatorauslassdrucksensor 55, einen Radiatorauslasstemperatursensor 56, einen Erster-Verdampfer-Temperatursensor 57, einen Erster-Verdampfer-Auslasstemperatursensor 58, einen Zweiter-Verdampfer-Auslassdrucksensor 59, einen Zweiter-Verdampfer-Auslasstemperatursensor 60, einen Kühlwassertemperatursensor 61 und Ähnliches auf.
  • Der Innenlufttemperatursensor 51 ist eine Innenlufttemperaturerfassungseinrichtung, die eine Temperatur Tr in der Fahrzeugkabine (nachfolgend als eine Innenlufttemperatur bezeichnet) erfasst. Der Außenlufttemperatursensor 52 ist eine Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung, die eine Temperatur Tam außerhalb der Fahrzeugkabine (nachfolgend als eine Außenlufttemperatur bezeichnet) erfasst. Der Einstrahlungssensor 53 ist eine Einstrahlungsbetragserfassungseinrichtung, die einen Einstrahlungsbetrag As erfasst, der in die Fahrzeugkabine eintritt.
  • Der Abgabekältemitteltemperatursensor 54 ist eine Abgabekältemitteltemperaturerfassungseinrichtung, die eine Temperatur des Kältemittels erfasst, das aus dem Verdichter 11 abgegeben wird. Der Radiatorauslassdrucksensor 55 ist eine Radiatorauslassdruckerfassungseinrichtung, die einen Druck des Kältemittels erfasst, das aus dem Radiator 12 ausströmt. Der Radiatorauslasstemperatursensor 56 ist eine Radiatorauslasstemperaturerfassungseinrichtung, die eine Temperatur T3 des Kältemittels erfasst, das aus dem Radiator 12 ausströmt.
  • Der Erster-Verdampfer-Temperatursensor 57 ist eine Verdampfertemperaturerfassungseinrichtung, die eine Verdampfungstemperatur TE des Kältemittels in den ersten Verdampfer 14 (nachfolgend als eine Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 bezeichnet) erfasst. Der Erster-Verdampfer-Temperatursensor 57 erfasst beispielsweise eine Temperatur von Rippen des ersten Verdampfers 14.
  • Der Erster-Verdampfer-Auslasstemperatursensor 58 ist eine Erster-Verdampfer-Auslasstemperaturerfassungseinrichtung, die eine Temperatur des Kältemittels erfasst, das aus dem ersten Verdampfer 14 ausströmt.
  • Der Zweiter-Verdampfer-Auslassdrucksensor 59 ist eine Zweiter-Verdampfer-Auslassdruckerfassungseinrichtung, die einen Druck des Kältemittels erfasst, das aus dem zweiten Verdampfer 16 ausströmt. Der Zweiter-Verdampfer-Auslasstemperatursensor 60 ist eine Zweiter-Verdampfer-Auslasstemperaturerfassungseinrichtung, die eine Temperatur des Kältemittels erfasst, das aus dem zweiten Verdampfer 16 ausströmt.
  • Der Kühlwassertemperatursensor 61 ist eine Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung, die das Kühlwasser erfasst, das in den Batteriewärmetauscher 21 strömt.
  • Wie in 3 gezeigt ist, ist die Betriebstafel 62 mit der Eingabeseite der Steuereinrichtung 50 verbunden. Die Betriebstafel 62 ist in der Nähe des Armaturenbretts angeordnet, das sich in dem Vorderabschnitt der Fahrzeugkabine befindet und verschiedene Betriebsschalter aufweist. Somit werden Betriebssignale von verschiedenen Betriebsschaltern in die Steuereinrichtung 50 eingegeben.
  • Die verschiedenen Betriebsschalter der Betriebstafel 62 weisen einen Temperatureinstellungsschalter 62a, einen Auto-Schalter, einen Klimatisierungsschalter, einen Luftvolumeneinstellungsschalter, einen Blasmodusschalter und Ähnliches auf.
  • Der Temperatureinstellungsschalter 62a wird betätigt, wenn eine Solltemperatur Tset in der Fahrzeugkabine eingestellt wird. Der Auto-Schalter wird betätigt, wenn ein automatischer Steuerungsbetrieb der Kältekreisvorrichtung 10 gestartet und beendet wird.
  • Der Klimatisierungsschalter wird betätigt, wenn angefordert wird, die Luft zu kühlen, die von der Kältekreisvorrichtung 10 in die Fahrzeugkabine zugeführt wird. Der Luftvolumeneinstellungsschalter wird betätigt, wenn ein Luftvolumen des Gebläses 32 manuell eingestellt wird. Der Blasmodusschalter wird betätigt, wenn der Blasmodus in der Kältekreisvorrichtung 10 manuell eingestellt wird.
  • Die Fahrzeug-Steuereinrichtung 70 ist mit einer Eingabeseite der Steuereinrichtung 50 verbunden. Wie oben beschrieben ist, führt die Fahrzeug-Steuereinrichtung 70 in dem Hybridfahrzeug eine Umschaltsteuerung zwischen dem EV-Arbeitsmodus und dem HV-Arbeitsmodus aus. Somit werden Arbeitsmodussignale, die einen Arbeitsmodus des Hybridfahrzeugs (d.h. den HV-Arbeitsmodus oder den EV-Arbeitsmodus) anzeigen, in die Steuereinrichtung 50 eingegeben.
  • Die Fahrzeug-Steuereinrichtung 70 bestimmt auf der Basis der Temperatur der Batterie 2, die durch einen Batterietemperatursensor 71 erfasst wird, ob die Batterie 2 gekühlt werden muss, oder nicht, und überträgt die Bestimmungsergebnisse zu der Steuereinrichtung 50. Somit werden Signale, die anzeigen, ob die Batterie 2 gekühlt werden muss, oder nicht, in die Steuereinrichtung 50 eingegeben.
  • Die Fahrzeug-Steuereinrichtung 70 überträgt zudem die Temperatur der Batterie 2, die durch den Batterietemperatursensor 71 erfasst wird, zu der Steuereinrichtung 50. Somit wird die Temperatur der Batterie 2, die durch den Batterietemperatursensor 71 erfasst wird, zudem in die Steuereinrichtung 50 eingegeben.
  • Die Steuereinrichtung 50 ist einstückig mit Steuerungseinheiten konfiguriert, die konfiguriert sind, verschiedene gesteuerte Vorrichtungen zu steuern, die mit der Ausgabeseite der Steuereinrichtung 50 verbunden sind. Eine jede der Steuerungseinheiten der Steuereinrichtung 50 weist eine Konfiguration (d.h. eine Hardware und eine Software) auf, um eine jede gesteuerte Vorrichtung zu steuern.
  • Die Steuereinrichtung 50 weist beispielsweise eine Verdichter-Steuerungseinheit 50a, eine Drossel-Steuerungseinheit 50b und eine Dreiwege-Ventil-Steuerungseinheit 50c auf. Die Verdichter-Steuerungseinheit 50a ist eine Konfiguration der Steuereinrichtung 50, um den Verdichter 11 zu steuern. Die Drossel-Steuerungseinheit 50b ist eine Konfiguration der Steuereinrichtung 50, um das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 zu steuern. Die Dreiwege-Ventil-Steuerungseinheit 50c ist eine Konfiguration der Steuereinrichtung 50, um das Dreiwege-Ventil 25 zu steuern.
  • Als Nächstes werden Betriebsmodi der Kältekreisvorrichtung 10 beschrieben. Wie oben beschrieben ist, kann die Kältekreisvorrichtung 10 sowohl die Luft, die in die Fahrzeugkabine geblasen wird, als auch die Batterie 2 kühlen.
  • Die Kältekreisvorrichtung 10 schaltet zwischen dem Luftkühlungseinzelbetrieb, dem Batteriekühlungseinzelbetrieb und dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb zum Kühlen sowohl der Luft, die in die Fahrzeugkabine geblasen wird, als auch der Batterie 2 um.
  • Ein Umschalten der Betriebsmodi in der Kältekreisvorrichtung 10 wird ausgeführt, indem die Steuerungsprogramme durchgeführt werden. Die Steuerungsprogramme werden durchgeführt, wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird.
  • Bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb wird das erste Expansionsventil 13 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet und das zweite Expansionsventil 15 wird geschlossen. Im Ergebnis strömt das Kältemittel, wie bei den weißen Pfeilen in 1 gezeigt ist. Das heißt, das Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 entspannt wird, strömt durch den ersten Verdampfer 14 und das Kältemittel strömt nicht durch den zweiten Verdampfer 16. Somit kühlt die Kältekreisvorrichtung 10 die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft, kühlt aber nicht die Batterie 2.
  • Bei dem Batteriekühlungseinzelbetrieb ist das erste Expansionsventil 13 geschlossen und das zweite Expansionsventil 15 ist bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet. Ferner wird die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 betrieben. Im Ergebnis strömt das Kältemittel, wie bei den schraffierten Pfeilen in 1 gezeigt ist. Das heißt, das Kältemittel strömt nicht durch den ersten Verdampfer 14 und das Kältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 15 entspannt wird, strömt durch den zweiten Verdampfer 16. Somit kühlt die Kältekreisvorrichtung 10 nicht die Luft, sondern kühlt die Batterie 2.
  • Bei dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb ist das erste Expansionsventil 13 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet und das zweite Expansionsventil 15 ist bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet. Ferner wird die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 betrieben. Im Ergebnis strömt das Kältemittel, wie bei den schwarzen Pfeilen gezeigt ist, die in 1 gezeigt sind. Das heißt, das Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 entspannt wird, strömt durch den ersten Verdampfer 14 und das Kältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 15 entspannt wird, strömt durch den zweiten Verdampfer 16. Somit kühlt die Kältekreisvorrichtung sowohl die Luft, die in die Fahrzeugkabine geliefert wird, als auch die Batterie 2.
  • Bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb und dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb wird das Klimatisierungssteuerungsprogramm durchgeführt. Insbesondere werden in einer Hauptroutine des Klimatisierungssteuerungsprogramms Erfassungssignale der oben beschriebenen Sensoren zum Klimatisieren und Betriebssignale von verschiedenen Klimatisierungsbetriebsschaltern gelesen. Dann wird auf der Basis der gelesenen Werte der Erfassungssignale und der Betriebssignale eine Sollblastemperatur TAO, welche eine Solltemperatur der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, gemäß der folgenden Formel F1 berechnet. TAO = Kset × Tset − Kr × Tr − Kam × Tam − Ks × As + C
    Figure DE112019002912B4_0001
  • In der Formel F1 ist Tset eine Solltemperatur in der Fahrzeugkabine (in anderen Worten eine Einstellungstemperatur in der Fahrzeugkabine), die mit dem Temperatureinstellungsschalter 62a eingestellt wird. In der Formel F1 ist Tr eine Innenlufttemperatur, die durch den Innenlufttemperatursensor 51 erfasst wird.
  • In der Formel F1 ist Tam eine Außenlufttemperatur, die durch den Außenlufttemperatursensor 52 erfasst wird. In der Formel F1 ist As ein Einstrahlungsbetrag, der durch den Einstrahlungssensor 53 erfasst wird. In der Formel F1 sind Kset, Kam, und Ks Steuerungsverstärkungen und C ist eine Konstante zur Korrektur.
  • Bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb und dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb steuert die Steuereinrichtung 50 das erste Expansionsventil 13, um in einem gedrosselten Zustand zu sein, in dem das erste Expansionsventil 13 eine Entspannungsaktion ausübt, und das zweite Expansionsventil 15, um in einem vollständig geschlossenen Zustand zu sein.
  • Somit bildet die Kältekreisvorrichtung 10 in den Kühlungsbetriebsmodi einen Kältekreis einer Dampfkompressionsbauart, bei welchem das Kältemittel durch den Verdichter 11, den Radiator 12, das erste Expansionsventil 13, den ersten Verdampfer 14 und den Verdichter 11 in dieser Reihenfolge zirkuliert, wie bei den weißen Pfeilen in 1 gezeigt ist.
  • In dieser Kreiskonfiguration bestimmt die Steuereinrichtung 50 eine Kältemittelabgabekapazität des Verdichters 11 (d.h. Steuerungssignale, die zu dem Elektromotor des Verdichters 11 übertragen werden). Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 50 den Verdichter 11, sodass die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 die Sollverdampfertemperatur TEO wird.
  • Die Sollverdampfertemperatur TEO wird auf der Basis der Sollblastemperatur TAO in Bezug auf das Steuerungskennfeld bestimmt, das vorab in der Steuereinrichtung 50 gespeichert ist. Bei dem Steuerungskennfeld wird die Sollverdampfertemperatur TEO so bestimmt, dass die Sollverdampfertemperatur TEO beim Abnehmen der Sollblastemperatur TAO abnimmt. Die Sollverdampfertemperatur TEO wird innerhalb eines Bereichs (insbesondere eines Bereichs der größer als 1°C ist) bestimmt, um zu verhindern, dass der erste Verdampfer 14 mit Frost bedeckt wird.
  • Wie oben beschrieben ist, weist die Kältekreisvorrichtung 10 einen Sammler (nicht gezeigt) oder einen Akkumulator (nicht gezeigt) auf.
  • Wenn die Kältekreisvorrichtung 10 den Sammler aufweist, passt die Steuereinrichtung 50 die Drosselöffnung des ersten Expansionsventils 13 so an, dass ein Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem ersten Verdampfer 14 ausströmt, ein Sollüberhitzungsgrad wird. Der Sollüberhitzungsgrad wird auf der Basis eines Drucks des Kältemittels, das aus dem ersten Verdampfer 14 ausströmt, und einer Temperatur des Kältemittels, das aus dem ersten Verdampfer 14 ausströmt, in Bezug auf das Steuerungskennfeld bestimmt, das vorab in der Steuereinrichtung 50 gespeichert ist. Bei dem Steuerungskennfeld wird der Sollüberhitzungsgrad so bestimmt, dass ein Leistungsfähigkeitskoeffizient COP in diesem Kreis einen lokalen Maximalwert erreicht.
  • Wenn die Kältekreisvorrichtung 10 den Sammler aufweist, kann das erste Expansionsventil 13 ein thermisches Expansionsventil sein.
  • Wenn die Kältekreisvorrichtung 10 den Akkumulator aufweist, passt die Steuereinrichtung 50 die Drosselöffnung des ersten Expansionsventils 13 so an, dass ein Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in das erste Expansionsventil 13 strömt, ein Sollunterkühlungsgrad wird. Der Sollunterkühlungsgrad wird auf der Basis des Drucks des Kältemittels, das aus dem Radiator 12 ausströmt, und der Temperatur des Kältemittels, das aus dem Radiator 12 ausströmt, in Bezug auf das Steuerungskennfeld bestimmt, das vorab in der Steuereinrichtung 50 gespeichert ist. Bei dem Steuerungskennfeld wird der Sollunterkühlungsgrad so bestimmt, dass der Leistungsfähigkeitskoeffizient COP des Kreises einen lokalen Maximalwert erreicht.
  • Wie oben beschrieben ist, wird bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb und dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb die Wärme des Kältemittels, das von der Luft aufgenommen wird, wenn das Kältemittel in dem ersten Verdampfer 14 verdampft, in dem Radiator 12 zu der Außenluft dissipiert. Damit wird die Luft in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt.
  • Ein Steuerungsprozess, der durch die Steuereinrichtung 50 durchgeführt wird, wird auf der Basis eines in 3 gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben. Bei Schritt S100 wird bestimmt, ob der Klimatisierungsschalter der Betriebstafel 62 eingeschaltet ist, oder nicht.
  • Wenn bei Schritt S100 bestimmt wird, dass der Klimatisierungsschalter nicht eingeschaltet ist, geht der Prozess zu Schritt S110 weiter und es wird bestimmt, ob es eine Batteriekühlungsanforderung von einer Batterie-Steuereinrichtung 75 gibt, oder nicht.
  • Wenn bei Schritt S110 bestimmt wird, dass es keine Batteriekühlungsanforderung von der Batterie-Steuereinrichtung 75 gibt, werden sowohl die Luftkühlung als auch die Batteriekühlung nicht benötigt. Somit geht der Prozess weiter zu Schritt S120 und die Kältekreisvorrichtung 10 wird nicht betrieben. Insbesondere wird der Verdichter 11 gestoppt.
  • Wenn demgegenüber bei Schritt S110 bestimmt wird, dass es die Batteriekühlungsanforderung von der Batterie-Steuereinrichtung 75 gibt, wird die Luftkühlung nicht benötigt und die Batteriekühlung wird benötigt. Somit geht der Prozess weiter zu Schritt S130 und die Steuereinrichtung 50 bestimmt, den Batteriekühlungseinzelbetrieb auszuführen.
  • Wenn bei Schritt S130 bestimmt wird, den Batteriekühlungseinzelbetrieb auszuführen, geht der Prozess weiter zu Schritt S170 und es wird bestimmt, ob die Temperatur des Kühlwassers für die Batterie 2 größer ist als die Außenlufttemperatur, oder nicht. Wenn bei Schritt S170 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlwassers für die Batterie 2 nicht größer ist als die Außenlufttemperatur, kann das Kühlwasser für die Batterie 2 nicht mit der Außenluft gekühlt werden. Somit muss das Kühlwasser für die Batterie 2 in dem zweiten Verdampfer 16 gekühlt werden, sodass der Prozess weiter zu Schritt S180 geht und das Kühlwasser mit dem Kältemittel gekühlt wird.
  • Insbesondere betreibt die Steuereinrichtung 50 die Kältekreisvorrichtung 10, schließt das erste Expansionsventil 13, um das Kältemittel daran zu hindern, durch den ersten Verdampfer 14 zu strömen, und öffnet das zweite Expansionsventil 15 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung, um das Kältemittel durch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Ferner betreibt die Steuereinrichtung 50 die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 und steuert das Dreiwege-Ventil 25, um das Kühlwasser zwischen dem zweiten Verdampfer 16 und dem Batteriewärmetauscher 21 zu zirkulieren. Im Ergebnis wird die Luftkühlung in dem ersten Verdampfer 14 nicht ausgeführt und das Kühlwasser für die Batterie 2 wird in dem zweiten Verdampfer 16 gekühlt. Somit wird die Batterie 2 gekühlt, ohne die Luftkühlung auszuführen.
  • Wenn demgegenüber bei Schritt S170 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlwassers für die Batterie 2 größer ist als die Außenlufttemperatur, geht der Prozess weiter zu Schritt S190 und es wird bestimmt, ob ein Batteriekühlungsbetrag unzureichend ist, oder nicht, wenn das Kühlwasser in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt wird.
  • Wenn beispielsweise die Temperatur der Batterie 2 oder die Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 dazu neigt, zuzunehmen, wenn das Kühlwasser in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt wird, wird bestimmt, dass der Batteriekühlungsbetrag unzureichend ist.
  • Wenn bei Schritt S190 bestimmt wird, dass das Batteriekühlungswasser nicht unzureichend ist, wenn das Kühlwasser in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S200 und das Kühlwasser wird mit der Außenluft gekühlt.
  • Insbesondere wird die Kältekreisvorrichtung 10 nicht betrieben und das Kältemittel wird daran gehindert, sowohl durch den ersten Verdampfer 14 als auch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Ferner betreibt die Steuereinrichtung 50 die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 und steuert das Dreiwege-Ventil 25, um das Kühlwasser zwischen dem Radiator 22 und dem Batteriewärmetauscher 21 zu zirkulieren. Im Ergebnis wird das Batteriekühlwasser durch die Außenluft in dem Radiator 22 gekühlt, ohne eine Luftkühlung in dem ersten Verdampfer 14 auszuführen. Somit wird die Batterie 2 mit der Außenluft gekühlt, ohne die Luftkühlung auszuführen.
  • Wenn demgegenüber bei Schritt S190 bestimmt wird, dass der Batteriekühlungsbetrag unzureichend ist, wenn das Kühlwasser mit der Außenluft in dem Radiator 22 gekühlt wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S210 und das Kühlwasser wird mit der Außenluft und dem Kältemittel gekühlt.
  • Insbesondere betreibt die Steuereinrichtung 50 die Kältekreisvorrichtung 10, schließt das erste Expansionsventil 13, um das Kältemittel daran zu hindern, durch den ersten Verdampfer 14 zu strömen, und öffnet das zweite Expansionsventil 15 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung, um das Kältemittel durch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Ferner betreibt die Steuereinrichtung 50 die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 und steuert das Dreiwege-Ventil 25, um das Kühlwasser zwischen dem zweiten Verdampfer 16, dem Radiator 22 und dem Batteriewärmetauscher 21 zu zirkulieren.
  • Zu dieser Zeit wird eine Solltemperatur des Kühlwassers, das in dem zweiten Verdampfer 16 gekühlt wird, so bestimmt, dass eine Kühlwassertemperatur einer Einlassseite des Radiators 22 gleich oder höher ist als die Außenlufttemperatur. Der Grund ist, dass das Kältemittel daran gehindert wird, Wärme von der Außenluft in dem Radiator 22 aufzunehmen. Die Solltemperatur wird beispielsweise auf der Basis von der Außenlufttemperatur, einer Strömungsrate des Kühlwassers und einem Betrag von Wärme berechnet, die durch die Batterie 2 erzeugt wird.
  • Im Ergebnis wird das Kühlwasser sowohl in dem zweiten Verdampfer 16 als auch dem Radiator 22 gekühlt, ohne die Luftkühlung mit dem ersten Verdampfer 14 auszuführen. Somit wird die Batterie 2 mit der Außenluft und dem Kältemittel gekühlt, ohne die Luftkühlung auszuführen.
  • Wenn demgegenüber bei Schritt S100 bestimmt wird, dass der Klimatisierungsschalter eingeschaltet ist, geht der Prozess weiter zu Schritt S140 und es wird bestimmt, ob es eine Batteriekühlungsanforderung von der Batterie-Steuereinrichtung 75 gibt, oder nicht.
  • Wenn bei Schritt S140 bestimmt wird, dass es keine Batteriekühlungsanforderung von der Batterie-Steuereinrichtung 75 gibt, wird die Luftkühlung benötigt und die Batteriekühlung wird nicht benötigt. Somit geht der Prozess weiter zu Schritt S150 und der Luftkühlungseinzelbetrieb wird ausgeführt, indem die Kältekreisvorrichtung 10 betrieben wird.
  • Wenn demgegenüber bei Schritt S140 bestimmt wird, dass es die Batteriekühlungsanforderungen von der Batterie-Steuereinrichtung 75 gibt, werden sowohl die Luftkühlung als auch die Batteriekühlung benötigt. Somit geht der Prozess weiter zu Schritt S160, der Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb wird ausgeführt, indem die Kältekreisvorrichtung 10 betrieben wird.
  • Wenn bei Schritt S160 bestimmt wird, den Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb auszuführen, geht der Prozess weiter zu Schritt S170 und es wird bestimmt, ob das Batteriekühlwasser größer ist als die Außenlufttemperatur, oder nicht. Wenn bei Schritt S170 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlwassers für die Batterie 2 nicht größer ist als die Außenlufttemperatur, kann das Kühlwasser für die Batterie 2 nicht mit der Außenluft gekühlt werden. Somit muss das Kühlwasser für die Batterie 2 in dem zweiten Verdampfer 16 gekühlt werden, sodass der Prozess weiter zu Schritt S180 geht und das Kühlwasser mit dem Kältemittel gekühlt wird.
  • Insbesondere öffnet die Steuereinrichtung 50 sowohl das erste Expansionsventil 13 als auch das zweite Expansionsventil 15 bei entsprechenden vorbestimmten Drosselöffnungen, um das Kältemittel sowohl durch den ersten Verdampfer 14 als auch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Ferner betreibt die Steuereinrichtung 50 die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 und steuert das Dreiwege-Ventil 25, um das Kühlwasser zwischen dem zweiten Verdampfer 16 und dem Batteriewärmetauscher 21 zu zirkulieren. Im Ergebnis wird die Luft in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt und das Batteriekühlwasser wird in dem zweiten Verdampfer 16 gekühlt. Somit werden sowohl die Luftkühlung als auch die Kühlung der Batterie 2 ausgeführt.
  • Wenn demgegenüber bei Schritt S170 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlwassers für die Batterie 2 größer ist als die Außenlufttemperatur, geht der Prozess weiter zu Schritt S190 und es wird bestimmt, ob ein Batteriekühlungsbetrag unzureichend ist, oder nicht, wenn das Kühlwasser in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt wird.
  • Wenn beispielsweise die Temperatur der Batterie 2 oder die Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 dazu neigt, zu steigen, wenn das Kühlwasser in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt wird, wird bestimmt, dass der Batteriekühlungsbetrag unzureichend ist.
  • Wenn bei Schritt S190 bestimmt wird, dass der Batteriekühlungsbetrag nicht unzureichend ist, wenn das Kühlwasser in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S200. Bei Schritt S200 wird die Luftkühlung ausgeführt, indem die Kältekreisvorrichtung 10 betrieben wird und das Kühlwasser mit der Außenluft gekühlt wird.
  • Insbesondere öffnet die Steuereinrichtung 50 das erste Expansionsventil 13 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung, um das Kältemittel durch den ersten Verdampfer 14 zu strömen, und schließt das zweite Expansionsventil 15, um das Kältemittel nicht durch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Ferner betreibt die Steuereinrichtung 50 die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 und steuert das Dreiwege-Ventil 25, um das Kühlwasser zwischen dem Radiator 22 und dem Batteriewärmetauscher 21 zu zirkulieren. Im Ergebnis wird die Luft in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt und das Kühlwasser für die Batterie 2 wird in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt. Somit wird die Luftkühlung ausgeführt und die Batterie 2 wird mit der Außenluft gekühlt.
  • Wenn es demgegenüber bei Schritt S190 bestimmt wird, dass der Batteriekühlungsbetrag unzureichend ist, wenn das Kühlwasser in dem Radiator 22 mit der Außenluft gekühlt wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S210. Bei Schritt S210 wird die Luft gekühlt, indem die Kältekreisvorrichtung 10 betrieben wird und das Kühlwasser mit der Außenluft und dem Kältemittel gekühlt wird.
  • Insbesondere öffnet die Steuereinrichtung 50 sowohl das erste Expansionsventil 13 als auch das zweite Expansionsventil 15 bei entsprechenden vorbestimmten Drosselöffnungen, um das Kältemittel sowohl durch den ersten Verdampfer 14 als auch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Ferner betreibt die Steuereinrichtung 50 die Niedertemperatur-Kühlwasserpumpe 23 und steuert das Dreiwege-Ventil 25, um das Kühlwasser zwischen dem zweiten Verdampfer 16, dem Radiator 22 und dem Batteriewärmetauscher 21 zu zirkulieren.
  • Zu dieser Zeit wird eine Solltemperatur des Kühlwassers, das in dem zweiten Verdampfer 16 gekühlt wird, so bestimmt, dass eine Kühlwassertemperatur einer Einlassseite des Radiators 22 gleich oder höher ist als die Außenlufttemperatur. Der Grund ist, dass das Kältemittel daran gehindert wird, Wärme von der Außenluft in dem Radiator 22 aufzunehmen. Die Solltemperatur wird beispielsweise auf der Basis von der Außenlufttemperatur, einer Strömungsrate des Kühlwassers und einem Betrag von Wärme berechnet, die durch die Batterie 2 erzeugt wird.
  • Im Ergebnis wird die Luftkühlung in dem ersten Verdampfer 14 ausgeführt und das Kühlwasser wird sowohl in dem zweiten Verdampfer 16 als auch dem Radiator 22 gekühlt. Somit wird die Luftkühlung ausgeführt und das Kühlen der Batterie 2 mit der Außenluft und dem Kältemittel wird ausgeführt.
  • Bei dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb wird, wenn das Kühlwasser bei Schritt S180 mit dem Kältemittel gekühlt wird, oder wenn das Kühlwasser bei Schritt S210 mit der Außenluft und dem Kältemittel gekühlt wird, eine Zweites-Expansionsventil-Steuerung der Schritte S300 bis 350 durchgeführt, die in 4 gezeigt sind.
  • Bei Schritt S300 wird bestimmt, ob es eine verfügbare Kapazität zum Kühlen der Luft gibt, oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 niedriger ist als eine vorbestimmte Verdampfertemperatur a oder nicht. Die vorbestimmte Verdampfertemperatur a ist eine Temperatur, die sich nahe der Sollverdampfertemperatur TEO befindet.
  • Wenn bei Schritt S300 bestimmt wird, dass es keine verfügbare Kapazität zum Kühlen der Luft gibt, wird das zweite Expansionsventil 15 geschlossen, um auf die Luftkühlung eine Priorität über die Batteriekühlung zu legen. Im Ergebnis wird die Luftkühlung in dem ersten Verdampfer 14 ausgeführt und das Kühlwasser wird nicht in dem zweiten Verdampfer 16 gekühlt.
  • Wenn demgegenüber bei Schritt S300 bestimmt wird, dass es eine verfügbare Kapazität zum Kühlen der Luft gibt, wird eine Anfangsöffnungsgrad-Steuerung des zweiten Expansionsventils 15 durchgeführt.
  • Insbesondere wird bei der Anfangsöffnungsgrad-Steuerung des zweiten Expansionsventils 15 ein Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 zu einem vorbestimmten Anfangsöffnungsgrad eingestellt. Der vorbestimmte Anfangsöffnungsgrad ist ein Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15, dessen Einfluss auf die Luftkühlung so klein wie möglich ist. In anderen Worten ist der vorbestimmte Anfangsöffnungsgrad ein Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15, der kleiner ist als ein Öffnungsgrad, dessen Einfluss auf die Luftkühlung groß ist.
  • Wenn im Ergebnis gestartet wird, das Kältemittel durch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen, indem das zweite Expansionsventil 15 geöffnet wird, wird das Kältemittel, das durch den ersten Verdampfer 14 strömt, darin beschränkt, beträchtlich begrenzt zu werden. Somit wird der Wärmeaustauschbetrag in dem ersten Verdampfer 14 im Abnehmen beschränkt und die Temperatur der Luft, die in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt wird, wird darin beschränkt, beträchtlich zu schwanken.
  • Bei der Anfangsöffnungsgrad-Steuerung des zweiten Expansionsventils 15 kann die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils 15 bei einer vorbestimmten Öffnungsrate allmählich erhöht werden. Die Öffnungsrate ist ein Erhöhungsbetrag der Drosselöffnung pro Zeiteinheit. Die vorbestimmte Öffnungsrate ist eine Öffnungsrate des zweiten Expansionsventils 15, dessen Einfluss auf die Luftkühlung so klein wie möglich ist. In anderen Worten ist die vorbestimmte Öffnungsrate eine Öffnungsrate, die geringer ist als eine Öffnungsrate des zweiten Expansionsventils 15, dessen Einfluss auf die Luftkühlung groß ist.
  • Wenn im Ergebnis gestartet wird, das Kältemittel durch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen, indem das zweite Expansionsventil 15 geöffnet wird, wird das Kältemittel, das durch den ersten Verdampfer 14 strömt, darin beschränkt, beträchtlich begrenzt zu werden. Somit wird der Wärmeaustauschbetrag in dem ersten Verdampfer 14 im Abnehmen beschränkt und die Temperatur der Luft, die in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt wird, wird darin beschränkt, beträchtlich zu schwanken.
  • In einem folgenden Schritt S330 wird bestimmt, ob die Batteriekühlung die Luftkühlung beeinflusst, oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob eine Drehzahl NC des Verdichters 11 höher ist als eine vorbestimmte Drehzahl NC1, oder nicht, und ob eine Differenz TE-TEO, die berechnet wird, indem die Sollverdampfertemperatur TEO von der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 abgezogen wird, größer ist als eine akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE, oder nicht.
  • Wie in 5 gezeigt ist, wird die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE auf der Basis eines Niveaus der Batteriekühlungsanforderung (in anderen Worten der Temperatur der Batterie 2) berechnet.
  • Je höher die Temperatur der Batterie 2 ist, desto höher wird das Niveau der Batteriekühlungsanforderung eingestellt. Je höher das Niveau der Batteriekühlungsanforderung ist, desto größer wird die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE eingestellt. Die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE wird beim Erhöhen der Batteriekühlungsanforderung schrittweise erhöht. In einem Notfall, wenn die Temperatur der Batterie 2 extrem hoch wird und das Niveau der Batteriekühlungsanforderung sehr hoch wird, wird der Betriebsmodus zu dem Batteriekühlungseinzelbetrieb gewechselt.
  • In 5 erfüllen die Batterietemperaturen TB1, TB2, TB3 und TB4 eine Beziehung von TB1 < TB2 < TB3 < TB4. Die Batterietemperatur TB1 ist eine Temperatur, die sich nahe einer Maximaltemperatur innerhalb eines angepassten Temperaturbereichs (z.B. 10 bis 40 °C) der Batterie 2 befindet. Wenn beispielsweise der angepasste Temperaturbereich der Batterie 2 innerhalb eines Bereichs von 10 bis 40°C fällt, beträgt die Batterietemperatur TB1 ungefähr 40°C. Die Batterietemperatur TB4 ist eine Temperatur, die sich nahe einer oberen Grenztemperatur (z.B. 50°C) der Batterie 2 befindet.
  • In 5 erfüllen akzeptable Temperaturdifferenzen ΔTE1, ΔTE2 und ΔTE3 eine Beziehung von ΔTE1 < ΔTE2 < ΔTE3. Die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE1 beträgt beispielsweise 3°C. Die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE3 beträgt beispielsweise 12°C.
  • Wenn bei Schritt S330 bestimmt wird, dass es keinen Einfluss auf die Luftkühlung durch die Batteriekühlung gibt, geht der Prozess weiter zu Schritt S340 und eine Überhitzungsgradsteuerung für das zweite Expansionsventil 15 wird durchgeführt. Insbesondere wird ein Erhöhungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 so bestimmt, dass ein Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 ein vorbestimmter Überhitzungsgrad wird, und der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 wird auf der Basis der Bestimmung gesteuert. Das heißt, die Überhitzungsgradsteuerung ist eine Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung, bei welcher das zweite Expansionsventil 15 so gesteuert wird, dass die Kühlungskapazität des zweiten Verdampfers 16 eine Priorität erhält.
  • Die Steuereinrichtung 50 berechnet auf der Basis des Drucks und der Temperatur des Kältemittels auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 einen Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16. Die Steuereinrichtung 15 kann den Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 auf der Basis einer Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel auf der Einlassseite des zweiten Verdampfers 16 und dem Kältemittel bei der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 berechnen.
  • Zu dieser Zeit wird die Drehzahl des Verdichters 11 so gesteuert, dass die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 die Sollverdampfertemperatur TEO wird.
  • Wenn es demgegenüber bei Schritt S330 einen Einfluss auf die Luftkühlung durch die Batteriekühlung gibt, geht der Prozess weiter zu Schritt S350. Bei Schritt S350 wird als ein Änderungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 ein kleinerer von einem Änderungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15, der in der Überhitzungsgradsteuerung gesteuert wird, und einem Änderungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 ausgewählt, der in einer Kapazitätsbegrenzungssteuerung gesteuert wird.
  • Bei der Kapazitätsbegrenzungssteuerung wird der Erhöhungsbetrag des Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 auf der Basis einer Differenz zwischen der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 und der Sollverdampfertemperatur TEO bestimmt und der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 wird auf der Basis der Bestimmung gesteuert. Das heißt, die Kapazitätsbegrenzungssteuerung ist ein Erster-Verdampfer-Prioritätsmodus, bei welchem das zweite Expansionsventil 15 so gesteuert wird, dass die Kühlungskapazität des ersten Verdampfers 14 eine Priorität erhält.
  • Insbesondere, wenn eine Differenz zwischen der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 und der Sollverdampfertemperaturdifferenz TEO null ist, wird ein Erhöhungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 zu null eingestellt. Je kleiner die Differenz zwischen der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 und der Sollverdampfertemperatur TEO ist, desto größer wird der Erhöhungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 eingestellt. Je größer die Differenz zwischen der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 und der Sollverdampfertemperatur TEO ist, desto kleiner wird der Erhöhungsbetrag des Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 eingestellt.
  • Im Ergebnis kann der Erhöhungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 so bestimmt werden, dass die Kühlungskapazität des zweiten Verdampfers 16 bei einer Erhöhung der Differenz zwischen der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 und der Sollverdampfertemperatur TEO weiter begrenzt ist.
  • Bei Schritten S340 und S350 wird eine Öffnungs/Schließ-Steuerung des zweiten Expansionsventils 15 betrieben, die in 6 gezeigt ist. In 6 ist eine Sollwassertemperatur eine Solltemperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 und eine gegenwärtige Wassertemperatur ist eine gegenwärtige Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20.
  • Das heißt, die Öffnungs/Schließ-Steuerung des zweiten Expansionsventils 15 wird auf der Basis einer Differenz ausgeführt, die berechnet wird, indem die gegenwärtige Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 von der Solltemperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 abgezogen wird.
  • Insbesondere wenn die Differenz, die berechnet wird, indem die gegenwärtige Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 von der Solltemperatur des Kühlwassers in dem Temperatur-Kühlwasserkreislauf 20 abgezogen wird, geringer ist als ein Öffnungsventilwert Tw1, muss die Batterie 2 gekühlt werden und das zweite Expansionsventil 15 wird geöffnet. Wenn die Differenz, die berechnet wird, indem die gegenwärtige Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 von der Solltemperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 abgezogen wird, größer ist als ein Schließventilwert Tw2, muss die Batterie 2 nicht gekühlt werden und das zweite Expansionsventil 15 wird geschlossen.
  • Die Solltemperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 ist vorbestimmt. Der Schließventilwert Tw2 ist auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der Öffnungsventilwert Tw1.
  • Wenn das zweite Expansionsventil 15 geschlossen ist, wird der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 bei einer vorbestimmten Schließrate allmählich verringert, um das zweite Expansionsventil 15 allmählich zu schließen. Die Schließrate ist ein Verringerungsbetrag der Drosselöffnung pro Zeiteinheit.
  • Im Ergebnis wird, wenn das zweite Expansionsventil 15 geschlossen ist, das Kältemittel, das in das zweite Expansionsventil 15 strömt, darin beschränkt, scharf verringert zu werden, die Temperatur des ersten Verdampfers 14 wird darin beschränkt, scharf verringert zu werden, und der erste Verdampfer 14 wird darin beschränkt, mit Frost bedeckt zu werden.
  • 7 stellt ein Betriebsbeispiel in dieser Ausführungsform dar. Bei diesem Betriebsbeispiel wird als erstes der Luftkühlungseinzelbetrieb betrieben.
  • Bei dem Luftkühlungseinzelbetrieb ist das zweite Expansionsventil 15 geschlossen und ein gesamter Betrag des Kältemittels in der Kältekreisvorrichtung 10 strömt durch den ersten Verdampfer 14, ohne durch den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Zu dieser Zeit wird die Drehzahl des Verdichters 11 so gesteuert, dass die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 die Sollverdampfertemperatur TEO wird. Somit wird die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 bei einer Temperatur erhalten, die sich nahe der Sollverdampfertemperatur TEO befindet.
  • Wenn die Temperatur der Batterie 2 zunimmt und die Batterie-Steuereinrichtung 75 die Batteriekühlungsanforderung überträgt, wird das zweite Expansionsventil 15 geöffnet und der Betriebsmodus wird zu dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb gewechselt. Bei dem Luft-Batterie-Kühlungsbetrieb wird das Kältemittel der Kältekreisvorrichtung 10 zu dem ersten Verdampfer 14 und dem zweiten Verdampfer 16 verteilt.
  • Somit wird die Drehzahl des Verdichters 11 so erhöht, dass die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 die Sollverdampfertemperatur TEO erreicht. Wenn die Luftkühlungskapazität des ersten Verdampfers 14 unzureichend ist, wenn die Drehzahl des Verdichters 11 eine Maximaldrehzahl wird, nimmt die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 allmählich zu.
  • Die Überhitzungsgradsteuerung des zweiten Expansionsventils 15 wird durchgeführt, bis die Differenz zwischen der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 und der Sollverdampfertemperatur TEO die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE überschreitet. Das heißt, der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 wird so gesteuert, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels bei der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 ein vorbestimmter Überhitzungsgrad wird, sodass der Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 allmählich verringert wird.
  • Wenn die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 weiter zunimmt und die Differenz zwischen der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 und der Sollverdampfertemperatur TEO die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE überschreitet, wird die Kapazitätsbegrenzungssteuerung für das zweite Expansionsventil 15 durchgeführt. Das heißt, bei der Kapazitätsbegrenzungssteuerung wird der Erhöhungsbetrag des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 im Vergleich zu jenem bei der Überhitzungsgradsteuerung verringert.
  • Gestrichelte Linien in 7 zeigen einen Betrieb, bei welchem die Überhitzungsgradsteuerung theoretisch fortgeführt wird, ohne die Kapazitätsbegrenzungssteuerung auszuführen. Wie in 7 gezeigt ist, wird bei der Kapazitätsbegrenzungssteuerung im Vergleich zu der Überhitzungsgradsteuerung der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 kleiner gehalten, sodass der Betrag des Kältemittels, das durch den zweiten Verdampfer 16 strömt, verringert wird und der Betrag des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer 14 strömt, erhöht wird.
  • Somit wird die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 im Zunehmen beschränkt und der Überhitzungsgrad des Kältemittels bei der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 wird im Abnehmen beschränkt.
  • Im Ergebnis wird die Luftkühlungskapazität des ersten Verdampfers 14 im Vergleich zu der Batteriekühlungskapazität des zweiten Verdampfers 16 vorzugsweise sichergestellt, sodass die Temperatur der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, im Zunehmen beschränkt wird.
  • Wie in 5 beschrieben ist, wird die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE auf einen großen Wert geändert, wenn die Temperatur der Batterie 2 hoch wird. Wenn somit die Temperatur der Batterie 2 hoch wird, wird nicht die Kapazitätsbegrenzungssteuerung, sondern die Überhitzungsgradsteuerung durchgeführt, sodass der Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 den Sollüberhitzungsgrad erreicht. Daher ist die Batteriekühlungskapazität des zweiten Verdampfers 16 im Vergleich zu der Luftkühlungskapazität des ersten Verdampfers 14 vorzugsweise sichergestellt und die Temperatur der Batterie 2 wird im Zunehmen beschränkt.
  • Wenn die Überhitzungsgradsteuerung fortgeführt wird, werden die Temperatur des Kühlwassers, das durch den zweiten Verdampfer 16 strömt, und die Temperatur der Batterie 2 allmählich verringert. Wie in 6 beschrieben ist, muss, wenn die Differenz, die berechnet wird, indem die gegenwärtige Temperatur des Kühlwassers von der Solltemperatur des Kühlwassers abgezogen wird, das durch den zweiten Verdampfer 16 strömt, den Öffnungsventilwert Tw1 überschreitet, die Batterie 2 nicht gekühlt werden und das zweite Expansionsventil 15 wird geschlossen, um das Kältemittel daran zu hindern, in den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Die Temperatur der Batterie 2 nimmt zu, indem die Strömung des Kältemittels in den zweiten Verdampfer 16 gestoppt wird.
  • Wie in 6 beschrieben ist, wird, wenn die Differenz, die berechnet wird, indem die gegenwärtige Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 von der Solltemperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 abgezogen wird, geringer ist als der Öffnungsventilwert Tw1, das zweite Expansionsventil 15 geöffnet und dem Kältemittel wird ermöglicht, in den zweiten Verdampfer 16 zu strömen. Somit wird die Batterie 2 gekühlt.
  • Indem dies wiederholt wird, können das Kühlwasser, das durch den zweiten Verdampfer 16 strömt, und die Temperatur der Batterie 2 innerhalb eines Bereichs angepasst werden, der eine Solltemperatur aufweist.
  • Wie oben beschrieben ist, wird die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE auf einen großen Wert geändert, wenn die Temperatur der Batterie 2 hoch wird. Somit ist die Batteriekühlungskapazität des zweiten Verdampfers 16 im Vergleich zu der Luftkühlungskapazität des ersten Verdampfers 14 vorzugsweise sichergestellt und die Temperatur der Batterie 2 wird im Zunehmen beschränkt.
  • Wenn jedoch die Temperatur der Batterie 2 nicht im Zunehmen beschränkt werden kann, auch wenn die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE auf einen großen Wert eingestellt ist und wenn die Temperatur der Batterie 2 ein Wert wird, der sich nahe der oberen Grenztemperatur befindet, wird das erste Expansionsventil 13 geschlossen und das zweite Expansionsventil 15 wird geöffnet, um zu dem Batteriekühlungseinzelbetrieb zu wechseln. Im Ergebnis strömt ein gesamter Betrag des Kältemittels in der Kältekreisvorrichtung 10 durch den zweiten Verdampfer 16, ohne durch den ersten Verdampfer 14 zu strömen, und die Batteriekühlung wird bei einer hohen Kapazität ausgeführt. Somit wird die Temperatur der Batterie 2 sicher verringert.
  • In dieser Ausführungsform ist, wie bei den Schritten S330 bis S350 beschrieben ist, die Steuereinrichtung 50 konfiguriert, zwischen der Überhitzungsgradsteuerung und der Kapazitätsbegrenzungssteuerung umzuschalten. Bei der Überhitzungsgradsteuerung wird die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils 15 auf der Basis des Überhitzungsgrads (d. h. eines Kältemittelzustands) des Kältemittels auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 gesteuert. Bei der Kapazitätsbegrenzungssteuerung wird die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils 15 auf der Basis der Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 gesteuert.
  • Die Steuereinrichtung 50 schaltet zu der Kapazitätsbegrenzungssteuerung um, wenn bei der Überhitzungsgradsteuerung die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 gleich oder größer ist als eine Umschalttemperatur.
  • Dementsprechend wird bei der Überhitzungsgradsteuerung die Batteriekühlungskapazität des zweiten Verdampfers 16 vorzugsweise vorgezeigt. Bei der Kapazitätsbegrenzungssteuerung wird die Luftkühlungskapazität des ersten Verdampfers 14 vorzugsweise vorgezeigt.
  • Die Steuereinrichtung 50 schaltet die Überhitzungsgradsteuerung zu der Kapazitätsbegrenzungssteuerung um, wenn bei der Überhitzungsgradsteuerung die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 gleich oder größer ist als die Umschalttemperatur.
  • Wenn somit bei der Überhitzungsgradsteuerung die Luftkühlungskapazität verringert ist, wird die Überhitzungsgradsteuerung zu der Kapazitätsbegrenzungssteuerung umgeschaltet und die Luftkühlungskapazität ist im Vergleich zu der Batteriekühlungskapazität vorzugsweise sichergestellt.
  • Bei der Überhitzungsgradsteuerung kann die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils 15 auf der Basis eines Kältemittelzustands in dem zweiten Verdampfer 16 gesteuert werden.
  • Bei der Kapazitätsbegrenzungssteuerung kann die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils 15 auf der Basis von mindestens einer von der Temperatur des ersten Verdampfers 14, der Temperatur des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer 14 strömt, und der Temperatur der Luft gesteuert werden, die in dem ersten Verdampfer 14 Wärme ausgetauscht hat.
  • Die Steuereinrichtung 50 kann die Überhitzungsgradsteuerung zu der Kapazitätsbegrenzungssteuerung umschalten, wenn die mindestens eine von den Temperaturen gleich oder größer ist als die Umschalttemperatur.
  • In dieser Ausführungsform stellt die Steuereinrichtung 50, wie in 5 gezeigt ist, eine umso höhere Umschalttemperatur ein, je höher die Temperatur der Batterie 2 ist. Die Steuereinrichtung 50 kann bei einer Erhöhung der Temperatur des Kühlwassers für die Batterie 2 eine Umschalttemperatur auf einen höheren Wert einstellen.
  • Im Ergebnis ist die Batteriekühlungskapazität darin beschränkt, begrenzt zu sein, wenn eine Notwendigkeit zum Kühlen der Batterie 2 hoch ist. Das heißt, die Batteriekühlungskapazität ist darin beschränkt, übermäßig begrenzt zu sein.
  • In dieser Ausführungsform schaltet die Steuereinrichtung 50, wie in 6 gezeigt ist, zwischen der Überhitzungsgradsteuerung und der Kapazitätsbegrenzungssteuerung um, indem das zweite Expansionsventil 15 geöffnet wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 eine Öffnungsventiltemperatur überschreitet. Die Steuereinrichtung 50 führt weder die Überhitzungsgradsteuerung noch die Kapazitätsbegrenzungssteuerung aus, indem das zweite Expansionsventil 15 geschlossen wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers in dem Niedertemperatur-Kühlwasserkreislauf 20 geringer ist als eine Schließventiltemperatur. Im Ergebnis wird die Batterie 2 in einer angemessenen Proportion gekühlt und die Temperatur der Batterie 2 wird innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten.
  • Die Steuereinrichtung 50 kann zwischen der Überhitzungsgradsteuerung und der Kapazitätsbegrenzungssteuerung umschalten, indem das zweite Expansionsventil 15 geöffnet wird, wenn die Temperatur der Batterie 2 die Öffnungsventiltemperatur überschreitet, und kann unterlassen, sowohl die Überhitzungsgradsteuerung als auch die Kapazitätsbegrenzungssteuerung auszuführen, indem das zweite Expansionsventil 15 geschlossen wird, wenn die Temperatur der Batterie 2 geringer ist als die Schließventiltemperatur.
  • In dieser Ausführungsform schließt die Steuereinrichtung 50, wie in den Schritten S300 bis S320 beschrieben ist, das zweite Expansionsventil 15, wenn die Temperatur des ersten Verdampfers 14 die vorbestimmte Verdampfertemperatur a überschreitet, auch wenn die Batterie 2 gekühlt werden muss. Die Steuereinrichtung 50 öffnet das zweite Expansionsventil 15, wenn die Temperatur des ersten Verdampfers 14 gleich oder geringer ist als die vorbestimmte Verdampfertemperatur a.
  • Damit wird es begrenzt, dass die Luftkühlungskapazität unzureichend wird, indem gestartet wird, die Batterie 2 zu kühlen.
  • In dieser Ausführungsform stellt die Steuereinrichtung 50 die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils 15 oder die Erhöhungsrate der Drosselöffnung auf einen Wert ein, der gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Wert, wenn gestartet wird, die Batterie 2 zu kühlen.
  • Somit wird die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer 14 strömt, im übermäßigen Abnehmen beschränkt, wenn das Kühlen der Batterie 2 gestartet wird, sodass die Temperatur der Luft, die in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt wird, im übermäßigen Zunehmen beschränkt wird.
  • In dieser Ausführungsform stellt die Steuereinrichtung 50 eine Abnahmerate der Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils 15 auf einen Wert ein, der gleich oder geringer ist als eine vorbestimmte Abnahmerate, wenn die Batterie 2 nicht gekühlt werden muss.
  • Im Ergebnis ist die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer 14 strömt, im übermäßigen Zunehmen beschränkt, wenn das Kühlen der Batterie 2 gestoppt wird. Somit wird die Temperatur des ersten Verdampfers 14 im übermäßigen Abnehmen beschränkt und der erste Verdampfer 14 wird darin beschränkt, mit Frost bedeckt zu werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform kühlt die Kältekreisvorrichtung 10 sowohl die Luft, die in die Fahrzeugkabine überführt wird, als auch die Batterie 2. In dieser Ausführungsform ist die Kältekreisvorrichtung 10, wie in 8 gezeigt ist, konfiguriert, die Luft zu kühlen und zu wärmen, die in die Fahrzeugkabine überführt wird, und die Batterie 2 zu kühlen.
  • Insbesondere wird in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform das Kühlwasser in dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 mit Abwärme der Kraftmaschine 1 gewärmt. In dieser Ausführungsform wird jedoch das Kühlwasser in dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 mit einem Luftheizungs-Radiator 80 gewärmt.
  • Der Luftheizungs-Radiator 80 ist in der Strömungsrichtung des Kältemittels der Kältekreisvorrichtung 10 zwischen dem Verdichter 11 und dem Radiator 12 angeordnet und konfiguriert, Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Verdichter 11 abgegeben wird, und dem Kühlwasser in dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 auszutauschen.
  • Zwischen dem Luftheizungs-Radiator 80 und dem Radiator 12 ist ein Luftheizungs-Expansionsventil 81 angeordnet. Das Luftheizungs-Expansionsventil 81 ist ein dritter Entspannungsabschnitt, der konfiguriert ist, bei einem Luftheizungsbetrieb das Hochdruckkältemittel zu entspannen, das aus dem Radiator 12 ausströmt. Das Luftheizungs-Expansionsventil 81 ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus, der ein Ventilelement, das bezüglich einer Drosselöffnung änderbar ist, und ein elektrisches Stellglied aufweist, das einen Öffnungsgrad des Ventilelements ändert. Das Luftheizungs-Expansionsventil 81 passt den Entspannungsbetrag des Kältemittels an, indem die Öffnungsfläche des Durchgangs angepasst wird, durch welchen das Kältemittel strömt.
  • Ein Ende eines Bypassdurchgangs 82 ist durch einen dritten Dreiwege-Verbinder 83 mit einer Position zwischen einem Auslassende des Luftheizungs-Radiators 80 und einem Einlassende des Luftheizungs-Expansionsventils 81 fluidisch verbunden. Das andere Ende des Bypassdurchgangs 82 ist durch einen vierten Dreiwege-Verbinder 84 mit einer Position zwischen dem Auslassende des Radiators 12 und dem Einlassanschluss des ersten Dreiwege-Verbinders 17 verbunden.
  • Der Bypassdurchgang 82 ist ein Kältemitteldurchgang, durch welchen das Kältemittel, das aus dem Luftheizungs-Radiator 80 ausströmt, zu dem Einlassanschluss des ersten Dreiwege-Verbinders 17 geführt wird, wenn das Luftheizungs-Expansionsventil 81 und der Radiator 12 umgangen werden.
  • Der Bypassdurchgang 82 weist ein Bypass-Öffnungs/Schließ-Ventil 85 auf. Das Bypass-Öffnungs/Schließ-Ventil 85 ist ein elektromagnetisches Ventil, um den Bypassdurchgang 82 wahlweise zu öffnen und zu schließen, und ein Öffnen und ein Schließen des Bypass-Öffnungs/Schließ-Ventils 85 wird durch Steuerungssignale gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 übertragen werden.
  • Ein Verdampfungsdruckanpassungsventil 86 ist auf einer Auslassseite des zweiten Dreiwege-Verbinders 19 angeordnet. Das Verdampfungsdruckanpassungsventil 86 ist ein Druckanpassungsabschnitt, der den Druck des Kältemittels auf der Auslassseite des ersten Verdampfers 14 und auf der Auslassseite des zweiten Verdampfers 16 bei einem Wert erhält, der gleich oder größer ist als ein Standarddruck, um den ersten Verdampfer 14 und den zweiten Verdampfer 16 darin zu beschränken, mit Frost bedeckt zu werden.
  • Das Verdampfungsdruckanpassungsventil 86 ist als ein mechanischer variabler Drosselmechanismus gebildet, der einen Öffnungsgrad des Ventils bei einer Erhöhung des Drucks des Kältemittels auf der Auslassseite des ersten Verdampfers 14 erhöht. Im Ergebnis kann das Verdampfungsdruckanpassungsventil 86 die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem ersten Verdampfer 14 bei einem Wert erhalten, der gleich oder höher ist als die Standardtemperatur, bei welcher eine Vereisung an dem ersten Verdampfer 14 beschränkt werden kann.
  • Ein Akkumulator 87 ist zwischen dem Auslassende des Verdampfungsdruckanpassungsventils 86 und dem Ansauganschluss des Verdichters 11 angeordnet. Der Akkumulator 87 dient als ein Gas/Flüssig-Abscheider, der das Kältemittel, das in den Akkumulator 87 strömt, in eine Gasphase und eine Flüssigphase abscheidet und einen Überschussbetrag des Kältemittels in dem Kreis ansammelt. Der Akkumulator 87 hat einen Auslass für das gasphasige Kältemittel, der mit dem Ansauganschluss des Verdichters 11 fluidisch verbunden ist. Der Akkumulator 87 beschränkt somit den Verdichter 11 darin, das flüssigphasige Kältemittel anzusaugen und zu verdichten.
  • Ein Rückschlagventil 88 ist zwischen dem Auslassende des Radiators 12 und dem Einlass des vierten Dreiwege-Verbinders 84 angeordnet. Das Rückschlagventil 88 ermöglicht dem Kältemittel, aus dem Auslassende des Radiators 12 zu dem Einlassanschluss des vierten Dreiwege-Verbinders 84 zu strömen, und unterbindet, dass das Kältemittel aus dem Einlassanschluss des vierten Dreiwege-Verbinders 84 zu dem Auslassende des Radiators 12 strömt. Das Rückschlagventil 88 kann das Kältemittel, das sich aus dem Bypassdurchgang 82 in dem vierten Dreiwege-Verbinder 84 vereinigt, daran hindern, zurück zu dem Radiator 12 zu strömen.
  • Ein Ende eines Luftheizungs-Durchgangs 89 ist durch einen fünften Dreiwege-Verbinder 90 mit einer Position zwischen dem Auslassende des Radiators 12 und einem Einlassanschluss des Rückschlagventils 88 fluidisch verbunden. Das andere Ende des Luftheizungs-Durchgangs 89 ist durch einen sechsten Dreiwege-Verbinder 91 mit einer Position zwischen dem Auslassende das Verdampfungsdruckanpassungsventils 86 und dem Einlassende des Akkumulators 87 fluidisch verbunden.
  • Der Luftheizungs-Durchgang 89 ist ein Kältemitteldurchgang, durch welchen das Kältemittel, das aus dem Radiator 12 ausströmt, zu dem Einlassende des Akkumulators 87 geführt wird, wenn das erste Expansionsventil 13 und der erste Verdampfer 14 umgangen werden.
  • Der Luftheizungs-Durchgang 89 weist ein Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventil 92 auf. Das Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventil 92 ist ein elektromagnetisches Ventil, das den Luftheizungs-Durchgang 89 wahlweise öffnet und schließt, und das Öffnen und Schließen des Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventils 92 wird durch Steuerungssignale gesteuert, die von der Steuereinrichtung 50 übertragen werden.
  • Indem das Luftheizungs-Expansionsventil 81 vollständig geöffnet wird und das Bypass-Öffnungs/Schließ-Ventil 85 und das Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventil 92 geschlossen werden, strömt das Kältemittel nicht durch den Bypassdurchgang 82 und den Luftheizungs-Durchgang 89, sodass wie in der oben beschriebenen Ausführungsform sowohl der Luftkühlungsbetrieb als auch der Batteriekühlungsbetrieb ausgeführt werden.
  • Indem die Drosselöffnung des Luftheizungs-Expansionsventils 81 zu einer vorbestimmten Drosselöffnung eingestellt wird, sowohl das Bypass-Öffnungs/Schließ-Ventil 85 als auch das Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventil 92 geschlossen werden und das erste Expansionsventil 13 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet wird, ist ein Kältemittelkreislauf gebildet, durch welchen das Kältemittel durch den Verdichter 11, den Luftheizungs-Radiator 80, das Luftheizungs-Expansionsventil 81, den Radiator 12, das erste Expansionsventil 13, den ersten Verdampfer 14, das Verdampfungsdruckanpassungsventil 86, den Akkumulator 87 und den Verdichter 11 in dieser Reihenfolge strömt.
  • Im Ergebnis nimmt das Kältemittel Wärme in dem Radiator 12 und dem ersten Verdampfer 14 auf und gibt Wärme in dem Luftheizungs-Radiator 80 frei, sodass ein erster Entfeuchtungs/Heizungsbetrieb betrieben werden kann, bei welchem die Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet wird und in dem Heizungskern 33 gewärmt wird.
  • Bei dem ersten Entfeuchtungs/Heizungsbetrieb kann die Batterie 2 gekühlt werden, indem das zweite Expansionsventil 15 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet wird.
  • Indem die Drosselöffnung des Luftheizungs-Expansionsventils 81 zu einer vorbestimmten Drosselöffnung eingestellt wird, das Bypass-Öffnungs/SchließVentil 85 geöffnet wird, das Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventil 92 geschlossen wird und das erste Expansionsventil 13 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet wird, sind zwei Kältemittelkreisläufe konfiguriert. Das heißt, der Kältemittelkreislauf, durch welchen das Kältemittel durch den Verdichter 11, den Luftheizungs-Radiator 80, das Luftheizungs-Expansionsventil 81, den Radiator 12, den Akkumulator 87 und den Verdichter 11 in dieser Reihenfolge strömt, und der Kältemittelkreislauf, durch welchen das Kältemittel durch den Verdichter 11, den Luftheizungs-Radiator 80, das erste Expansionsventil 13, den ersten Verdampfer 14, das Verdampfungsdruckanpassungsventil 86, den Akkumulator 87 und den Verdichter 11 in dieser Reihenfolge strömt, sind gebildet.
  • Im Ergebnis nimmt das Kältemittel Wärme in dem Radiator 12 und dem ersten Verdampfer 14 auf und gibt Wärme in dem Luftheizungs-Radiator 80 frei, sodass ein zweiter Entfeuchtungs/Heizungsbetrieb ausgeführt werden kann, bei welchem die Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet wird und in dem Heizungskern 33 gewärmt wird.
  • Bei dem zweiten Entfeuchtungs/Heizungsbetrieb kann die Temperatur des Kältemittels, das in den Radiator 12 strömt, im Vergleich zu einem Fall bei dem ersten Entfeuchtungs/Heizungsbetrieb gesenkt werden, sodass ein Aufnahmebetrag von Wärme von der Außenluft erhöht wird und die Luftheizungskapazität erhöht werden kann.
  • Bei dem zweiten Entfeuchtungs/Heizungsbetrieb wird das zweite Expansionsventil 15 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet, sodass zudem die Batterie 2 gekühlt wird.
  • Indem das Luftheizungs-Expansionsventil 81 zu einem vorbestimmten Drosselöffnungsgrad eingestellt wird, das Bypass-Öffnungs/Schließ-Ventil 85 geschlossen wird, das Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventil 92 geöffnet wird und das erste Expansionsventil 13 geschlossen wird, ist ein Kältemittelkreislauf gebildet, durch welchen das Kältemittel durch den Verdichter 11, den Luftheizungs-Radiator 80, das Luftheizungs-Expansionsventil 81, den Radiator 12, den Akkumulator 87 und den Verdichter 11 in dieser Reihenfolge zirkuliert.
  • Im Ergebnis nimmt das Kältemittel Wärme in dem Radiator 12 auf und gibt Wärme in dem Luftheizungs-Radiator 80 frei, sodass ein Luftheizungsbetrieb ausgeführt werden kann, bei welchem die Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, gewärmt wird, ohne in dem ersten Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet zu werden.
  • Die Batterie 2 wird zudem gekühlt, indem bei dem Luftheizungsbetrieb das zweite Expansionsventil 15 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet wird.
  • Indem das Luftheizungs-Expansionsventil 81 vollständig geöffnet wird, das Bypass-Öffnungs/Schließ-Ventil 85, das Luftheizungs-Öffnungs/Schließ-Ventil 92 und das erste Expansionsventil 13 geschlossen werden, das zweite Expansionsventil 15 bei einer vorbestimmten Drosselöffnung geöffnet wird, ist ein Kältemittelkreislauf gebildet, durch welchen das Kältemittel durch den Verdichter 11, den Luftheizungs-Radiator 80, das Luftheizungs-Expansionsventil 81, den Radiator 12, das zweite Expansionsventil 15, den zweiten Verdampfer 16, das Verdampfungsdruckanpassungsventil 86, den Akkumulator 87 und den Verdichter 11 in dieser Reihenfolge zirkuliert.
  • Im Ergebnis nimmt das Kältemittel Wärme in dem zweiten Verdampfer 16 auf und gibt Wärme in dem Radiator 12 frei, um die Batterie 2 zu kühlen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform können in einem Fahrzeug, das keine Kraftmaschine hat, wie etwa ein Elektrofahrzeug, sowohl das Kühlen und Heizen in der Fahrzeugkabine als auch das Kühlen der Batterie 2 ausgeführt werden.
  • Der Luftheizungs-Radiator 80 ist konfiguriert, Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Verdichter 11 abgegeben wird, und dem Kühlwasser in dem Hochtemperatur-Kühlwasserkreislauf 40 auszutauschen, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann der Luftheizungs-Radiator 80 anstatt des Heizungskerns 33 in dem Klimaanlagengehäuse 31 aufgenommen sein und kann konfiguriert sein, Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Verdichter 11 abgegeben wird, und der Luft auszutauschen, die durch den ersten Verdampfer 14 getreten ist, um die Luft zu wärmen, die durch den ersten Verdampfer 14 getreten ist.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE bei einer Erhöhung des Niveaus der Batteriekühlungsanforderung schrittweise erhöht. In dieser Ausführungsform wird die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE, wie in 9 gezeigt ist, bei einer Erhöhung der Batteriekühlungsanforderung kontinuierlich erhöht (in 9 z.B. linear erhöht).
  • In dieser Ausführungsform kann die akzeptable Temperaturdifferenz ΔTE gemäß der Temperatur der Batterie 2 fein verändert werden, sodass die Überhitzungsgradsteuerung und die Kapazitätsbegrenzungssteuerung noch angemessener umgeschaltet werden können.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird R1234yf als das Kältemittel eingesetzt, aber das Kältemittel ist nicht auf das obige Beispiel begrenzt. Beispielsweise können R134a, R600a, R410A, R404A, R32, R407C und Ähnliche eingesetzt werden. Ein Mischkältemittel, in welchem mehrere Arten jener Kältemittel zusammengemischt sind, kann verwendet werden.
  • Kohlenstoffdioxid kann als das Kältemittel eingesetzt werden, um einen überkritischen Kältekreis zu konfigurieren, bei welchem der hochdruckseitige Kältemitteldruck gleich oder höher ist als der kritische Druck des Kältemittels.
  • In den obigen Ausführungsformen wird die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 durch den Erster-Verdampfer-Temperatursensor 57 erfasst, aber die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 kann geschätzt werden. Die Temperatur TE des ersten Verdampfers 14 kann durch eine physikalische Größe, wie etwa einen Druck und ein Volumen, ersetzt werden.
  • Die Temperatur des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer 14 strömt, die Temperatur der Luft, die in dem ersten Verdampfer 14 Wärme ausgetauscht hat, und andere verschiedene Temperaturen können durch die Temperatursensoren erfasst oder geschätzt werden. Diese Temperaturen können durch physikalische Größen, wie etwa Drücke und Volumina, ersetzt werden.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird verstanden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen und Strukturen begrenzt ist.

Claims (5)

  1. Kältekreisvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit: einem Verdichter (11), der konfiguriert ist, ein Kältemittel anzusaugen und abzugeben; einem Radiator (12), der konfiguriert ist, Wärme des Kältemittels abzuleiten, das aus dem Verdichter abgegeben wird; einem ersten Expansionsventil (13) und einem zweiten Expansionsventil (15), die parallel zueinander angeordnet sind und konfiguriert sind, das Kältemittel zu entspannen, das die Wärme in dem Radiator abgegeben hat; einem ersten Verdampfer (14), der konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil entspannt worden ist, und Luft auszutauschen, die zu einer Fahrzeugkabine zu blasen ist, um das Kältemittel zu verdampfen; einem zweiten Verdampfer (16), der konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das zweite Expansionsventil entspannt worden ist, und einem Wärmemedium zum Kühlen einer Batterie (2) auszutauschen; und einer Steuereinrichtung (50), die konfiguriert ist, eine Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils zu steuern, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, zwischen einer Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung und einer Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung umzuschalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung konfiguriert ist, bei der Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils gemäß einer Kältemittelkondition in dem zweiten Verdampfer zu steuern; und bei der Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils gemäß mindestens einer von einer Temperatur des ersten Verdampfers, einer Temperatur des Kältemittels, das durch den ersten Verdampfer strömt, und einer Temperatur der Luft zu steuern, die in dem ersten Verdampfer Wärme ausgetauscht hat, die Steuereinrichtung konfiguriert ist, die Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung zu der Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung umzuschalten, wenn die mindestens eine von den Temperaturen gleich oder höher ist als eine Umschalttemperatur in der Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung, und die Steuereinrichtung konfiguriert ist, die Umschalttemperatur bei einem Zunehmen einer Temperatur der Batterie oder einer Temperatur des Wärmemediums zu erhöhen.
  2. Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ferner konfiguriert ist, zwischen der Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung und der Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung umzuschalten, indem das zweite Expansionsventil geöffnet wird, wenn eine Temperatur des Wärmemediums oder eine Temperatur der Batterie höher ist als eine Öffnungsventiltemperatur; und ein Durchführen sowohl der Erster-Verdampfer-Prioritätssteuerung als auch der Zweiter-Verdampfer-Prioritätssteuerung zu unterlassen, indem das zweite Expansionsventil geschlossen wird, wenn die Temperatur des Wärmemediums oder die Temperatur der Batterie niedriger ist als die Öffnungsventiltemperatur.
  3. Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenn die Batterie gekühlt werden muss, die Steuereinrichtung konfiguriert ist, das zweite Expansionsventil zu schließen, wenn die Temperatur des ersten Verdampfers höher ist als eine vorbestimmte Verdampfertemperatur (a); und das zweite Expansionsventil zu öffnen, wenn die Temperatur des ersten Verdampfers gleich oder niedriger ist als die vorbestimmte Verdampfertemperatur.
  4. Kältekreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung ferner konfiguriert ist, die Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils oder eine Erhöhungsrate der Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils auf einen Wert einzustellen, der gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Wert, wenn die Batterie gekühlt wird.
  5. Kältekreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, eine Abnahmerate der Drosselöffnung des zweiten Expansionsventils auf einen Wert einzustellen, der gleich oder geringer ist als eine vorbestimmte Abnahmerate, wenn die Batterie nicht gekühlt werden muss.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7275621B2 (ja) 2019-02-11 2023-05-18 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
KR20200125791A (ko) * 2019-04-25 2020-11-05 현대자동차주식회사 전기차용 열관리시스템
JP7352866B2 (ja) * 2020-02-25 2023-09-29 マツダ株式会社 車両用空調装置
JP7467988B2 (ja) * 2020-03-04 2024-04-16 株式会社デンソー 車両用空調装置
DE102021101127A1 (de) * 2020-03-19 2021-09-23 Hanon Systems System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Wärmeübertragung mit Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben des Systems
EP3943321A1 (de) * 2020-07-23 2022-01-26 Carrier Corporation Integriertes heiz- und kühlsystem und -verfahren für transportkühleinheit
JP2022148755A (ja) * 2021-03-24 2022-10-06 サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 車両用空調装置
JP2022164260A (ja) * 2021-04-16 2022-10-27 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
CN113154725A (zh) * 2021-05-27 2021-07-23 江苏拓米洛环境试验设备有限公司 一种制冷系统多间室电子膨胀阀的控制方法及制冷系统
CN113280541B (zh) * 2021-06-29 2022-09-20 江苏拓米洛环境试验设备有限公司 制冷系统多间室电子膨胀阀的控制方法、装置及制冷系统
JP2023132720A (ja) * 2022-03-11 2023-09-22 株式会社デンソー 複合型熱交換器、熱交換システム
DE102022131933B3 (de) 2022-12-02 2023-11-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern eines Kälteverteilsystems und Kraftfahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013001769T5 (de) 2012-03-28 2015-02-12 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Fahrzeugkühlung mit Expansionsventil mit einstellbarem Durchfluss
JP2015120505A (ja) 2013-11-18 2015-07-02 ヴァレオ システム テルミク 電気自動車またはハイブリッド車の電池の冷却システム
DE112013005304T5 (de) 2012-11-07 2015-07-30 Denso Corporation Kältekreislaufvorrichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2932314B2 (ja) * 1990-11-21 1999-08-09 株式会社ゼクセル 複数の蒸発器を持つ車両用空調制御装置
JP2003104047A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Sanyo Electric Co Ltd 自動車用空調システム
JP4019956B2 (ja) * 2003-01-27 2007-12-12 日産自動車株式会社 車両用空調装置
JP2007163074A (ja) 2005-12-15 2007-06-28 Denso Corp 冷凍サイクル
JP4758367B2 (ja) 2007-02-13 2011-08-24 シャープ株式会社 空気調和機
JP5835036B2 (ja) 2012-03-14 2015-12-24 株式会社デンソー 車両用空調システム
CN105431313B (zh) * 2013-07-26 2017-12-05 松下知识产权经营株式会社 车辆用空调装置
JP6179386B2 (ja) * 2013-12-17 2017-08-16 トヨタ自動車株式会社 車両用燃料冷却装置
JP6252186B2 (ja) * 2014-01-15 2017-12-27 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
CN105539067A (zh) * 2016-03-02 2016-05-04 天津三电汽车空调有限公司 带电池热管理功能的车辆空调系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013001769T5 (de) 2012-03-28 2015-02-12 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Fahrzeugkühlung mit Expansionsventil mit einstellbarem Durchfluss
DE112013005304T5 (de) 2012-11-07 2015-07-30 Denso Corporation Kältekreislaufvorrichtung
JP2015120505A (ja) 2013-11-18 2015-07-02 ヴァレオ システム テルミク 電気自動車またはハイブリッド車の電池の冷却システム

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JP7147279B2 (ja) 2022-10-05
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US20210108841A1 (en) 2021-04-15

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