DE112020000828T5 - Vehicle air conditioning - Google Patents

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Takayuki Matsumura
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Sanden Corp
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Sanden Automotive Climate Systems Corp
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Abstract

Bereitgestellt wird eine Fahrzeugklimaanlage, bei der das Einfrieren einer Wärmesenke verhindert und zugleich eine als Sollwert dienende Ausblastemperatur erreicht werden kann. Sie umfasst einen Kompressor 2, einen Wärmeableiter 4, ein externes Expansionsventil 6, einen externen Wärmetauscher 7, ein internes Expansionsventil 8 und eine Wärmesenke 9, wobei durch eine Steuereinrichtung wenigstens ein Entfeuchtungsheizmodus ausgeführt wird, wobei aus dem Kompressor 2 abgegebenes Kältemittel am Wärmeableiter 4 Wärme abgibt und das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, verzweigt wird, wobei ein Teil nach einer Druckreduzierung mittels des internen Expansionsventils 8 an der Wärmesenke 9 Wärme absorbiert, während der andere Teil nach einer Druckreduzierung mittels des externen Expansionsventils 6 am externen Wärmetauscher 7 Wärme absorbiert. Die Steuereinrichtung schließt das interne Expansionsventil 8 vollständig, falls die Temperatur der Wärmesenke 9 unter einen bestimmten Wert sinkt.A vehicle air conditioning system is provided in which the freezing of a heat sink and at the same time a blow-out temperature that serves as a setpoint can be achieved. It comprises a compressor 2, a heat sink 4, an external expansion valve 6, an external heat exchanger 7, an internal expansion valve 8 and a heat sink 9, at least one dehumidifying heating mode being executed by a control device, with refrigerant released from the compressor 2 at the heat sink 4 heat releases and the refrigerant that has given off heat is branched, with one part absorbing heat after a pressure reduction by means of the internal expansion valve 8 on the heat sink 9, while the other part absorbs heat after a pressure reduction by means of the external expansion valve 6 on the external heat exchanger 7. The control device closes the internal expansion valve 8 completely if the temperature of the heat sink 9 falls below a certain value.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage der Wärmepumpenbauart zum Klimatisieren einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs.The present invention relates to a vehicle air conditioning system of the heat pump type for air conditioning a passenger compartment of a vehicle.

Aufgrund der immer offensichtlicher werdenden Umweltproblematik haben sich in den letzten Jahren Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge weiter verbreitet. Als eine Klimaanlage, die für derartige Fahrzeuge geeignet ist, wurde eine Klimaanlage entwickelt, die einen Kompressor, der ein Kältemittel verdichtet und ausgibt, einen Wärmeableiter, der in einer Fahrgastzelle bereitgestellt ist und einen Wärmeaustausch mit dem Kältemittel bewirkt, eine Wärmesenke, die in der Fahrgastzelle bereitgestellt ist und bewirkt, dass das Kältemittel Wärme absorbiert, und einen externen Wärmetauscher umfasst, der außerhalb der Fahrgastzelle bereitgestellt ist und bewirkt, dass das Kältemittel Wärme abgibt oder absorbiert, und zwischen einem Heizmodus, in dem aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel am Wärmeableiter Wärme abgibt und das Kältemittel, das am Wärmeableiter Wärme abgegeben hat, am externen Wärmetauscher Wärme absorbiert, einem Entfeuchtungsheizmodus, in dem aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel am Wärmeableiter Wärme abgibt und das Kältemittel, das am Wärmeableiter Wärme abgegeben hat, an der Wärmesenke und am externen Wärmetauscher Wärme absorbiert, einem Kühlmodus, in dem aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel am externen Wärmetauscher Wärme abgibt und an der Wärmesenke Wärme absorbiert, und einem Entfeuchtungskühlmodus umschalten kann, in dem aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel am Wärmeableiter und am externen Wärmetauscher Wärme abgibt und an der Wärmesenke Wärme absorbiert.Due to the increasingly obvious environmental problems, hybrid vehicles and electric vehicles have become more widespread in recent years. As an air conditioner suitable for such vehicles, an air conditioner has been developed that includes a compressor that compresses and discharges a refrigerant, a heat sink that is provided in a passenger compartment and effects heat exchange with the refrigerant, a heat sink that is in the Passenger compartment is provided and causes the refrigerant to absorb heat, and comprises an external heat exchanger which is provided outside the passenger compartment and causes the refrigerant to dissipate or absorb heat, and between a heating mode in which refrigerant discharged from the compressor heats to the heat sink and the refrigerant that has given off heat at the heat sink absorbs heat at the external heat exchanger, a dehumidification heating mode in which refrigerant discharged from the compressor gives off heat at the heat sink and the refrigerant that has given off heat at the heat sink to the heat sink and the external heat exchanger Warmth absorbed, a cooling mode in which refrigerant released from the compressor releases heat at the external heat exchanger and absorbs heat at the heat sink, and can switch to a dehumidifying cooling mode in which refrigerant released from the compressor releases heat to the heat sink and the external heat exchanger and heat to the heat sink absorbed.

In diesem Fall ist ein externes Expansionsventil am externen Wärmetauscher bereitgestellt, und im Heizmodus und im Entfeuchtungsheizmodus erfährt das in den externen Wärmetauscher strömende Kältemittel mittels des externen Expansionsventils eine Druckreduzierung. Im Entfeuchtungsheizmodus wird das aus dem Wärmeableiter getretene Kältemittel verzweigt, wobei der eine Teil am internen Expansionsventil eine Druckreduzierung erfährt, in die Wärmesenke strömt und so an der Wärmesenke eine Wärmeabsorption durch das Kältemittel bewirkt wird, während der andere Teil am externen Expansionsventil eine Druckreduzierung erfährt, in den externen Wärmetauscher strömt und so eine Wärmeabsorption durch das Kältemittel bewirkt wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).In this case, an external expansion valve is provided on the external heat exchanger, and in the heating mode and in the dehumidifying heating mode, the refrigerant flowing into the external heat exchanger is pressure-reduced by means of the external expansion valve. In the dehumidification heating mode, the refrigerant that has emerged from the heat sink is branched, with one part experiencing a pressure reduction at the internal expansion valve, flowing into the heat sink and thus causing heat to be absorbed by the refrigerant at the heat sink, while the other part is experiencing a pressure reduction at the external expansion valve, flows into the external heat exchanger to cause heat absorption by the refrigerant (see, for example, Patent Document 1).

LISTE DER REFERENZDOKUMENTELIST OF REFERENCE DOCUMENTS

PATENTDOKUMENTEPATENT DOCUMENTS

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2014-94673 Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Application No. 2014-94673

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Wie in dem oben beschriebenen Entfeuchtungsheizmodus die Temperatur an der Wärmesenke stark sinkt, wird im Stand der Technik die Drehzahl des Kompressors reduziert, um ein Einfrieren der Wärmesenke zu verhindern. Das Reduzieren der Drehzahl des Kompressors senkt jedoch den Hochdruck, wodurch die Wärmeableitung am Wärmeableiter verringert wird und es nicht mehr möglich ist, die Sollausblastemperatur zu erreichen.As the temperature at the heat sink drops sharply in the dehumidifying heating mode described above, the speed of the compressor is reduced in the prior art in order to prevent the heat sink from freezing. However, reducing the speed of the compressor lowers the high pressure, whereby the heat dissipation at the heat sink is reduced and it is no longer possible to reach the target blow-out temperature.

Wird hingegen zum Erreichen der Sollausblastemperatur die Drehzahl des Kompressors beibehalten, so friert die Wärmesenke ein, wodurch sich das Problem ergibt, dass die in die Fahrgastzelle geblasene Luftmenge abnimmt.If, on the other hand, the speed of the compressor is maintained in order to reach the target blow-out temperature, the heat sink freezes, resulting in the problem that the amount of air blown into the passenger compartment decreases.

Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen dieser technischen Probleme des Stands der Technik getätigt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugklimaanlage bereitzustellen, bei der im Entfeuchtungsheizmodus das Einfrieren der Wärmesenke verhindert und zugleich die Sollausblastemperatur erreicht werden kann.The present invention was made to solve these technical problems of the prior art, and its object is to provide a vehicle air conditioning system in which the heat sink can be prevented from freezing in the dehumidifying heating mode and the target blow-out temperature can be achieved at the same time.

LÖSUNG DER AUFGABENSOLUTION OF THE TASKS

Eine Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung umfasst einen Kompressor zum Verdichten von Kältemittel, einen Wärmeableiter zum Bewirken, dass das Kältemittel Wärme abgibt und einer Fahrgastzelle zugeführte Luft erwärmt, eine Wärmesenke zum Bewirken, dass das Kältemittel Wärme absorbiert und der Fahrgastzelle zugeführte Luft kühlt, einen außerhalb der Fahrgastzelle vorgesehenen externen Wärmetauscher, ein externes Expansionsventil zum Reduzieren des Drucks des in den externen Wärmetauscher strömenden Kältemittels, ein internes Expansionsventil zum Reduzieren des Drucks des in die Wärmesenke strömenden Kältemittels und eine Steuereinrichtung, wobei durch die Steuereinrichtung wenigstens ein Entfeuchtungsheizmodus ausgeführt wird, wobei aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel am Wärmeableiter Wärme abgibt und das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, verzweigt wird, wobei ein Teil nach einer Druckreduzierung mittels des internen Expansionsventils an der Wärmesenke Wärme absorbiert, während der andere Teil nach einer Druckreduzierung mittels des externen Expansionsventils am externen Wärmetauscher Wärme absorbiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für den Fall, dass die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt.A vehicle air conditioner of the present invention includes a compressor for compressing refrigerant, a heat sink for causing the refrigerant to dissipate heat and heat air supplied to a passenger compartment, a heat sink for causing the refrigerant to absorb heat and cool air supplied to the passenger compartment, one outside of the External heat exchanger provided in the passenger compartment, an external expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the external heat exchanger, an internal expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the heat sink and a control device, wherein at least one dehumidifying heating mode is executed by the control device, from which The refrigerant released from the compressor emits heat at the heat sink and the refrigerant that emitted heat is branched, with a part absorbing heat after a pressure reduction by means of the internal expansion valve on the heat sink t, while the other part after a pressure reduction by means of the external expansion valve am external heat exchanger absorbs heat, characterized in that the control device closes the internal expansion valve completely in the event that the temperature of the heat sink falls below a certain value.

Eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Erfindung von Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der vorstehenden Erfindung die Steuereinrichtung die Drehzahl des Kompressors auf Grundlage eines Indexes steuert, anhand dessen die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft erfasst werden kann.A vehicle air conditioner according to an invention of claim 2 is characterized in that, in the above invention, the controller controls the number of revolutions of the compressor based on an index from which the temperature of the air blown into the passenger compartment can be detected.

Eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Erfindung von Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer der vorstehenden Erfindungen die Steuereinrichtung im Zuge eines Sinkens der Temperatur der Wärmesenke den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils vergrößert und für den Fall, dass das externe Expansionsventil einen eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht und die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt.A vehicle air conditioner according to an invention of claim 3 is characterized in that in one of the above inventions, the control device increases the valve opening degree of the external expansion valve in the course of a decrease in the temperature of the heat sink and in the event that the external expansion valve reaches a set maximum opening degree and the If the temperature of the heat sink falls below a certain value, the internal expansion valve closes completely.

Eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Erfindung von Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der vorstehenden Erfindung die Steuereinrichtung für den Fall, dass das externe Expansionsventil einen eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht, den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils verkleinert, und falls die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt.A vehicle air conditioner according to an invention of claim 4 is characterized in that, in the above invention, the control device decreases the valve opening degree of the internal expansion valve in the event that the external expansion valve reaches a set maximum opening degree, and if the temperature of the heat sink falls below a certain value decreases, the internal expansion valve closes completely.

Eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Erfindung von Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer der vorstehenden Erfindungen die Steuereinrichtung nach dem vollständigen Schließen des internen Expansionsventils für den Fall, dass die Temperatur der Wärmesenke einen bestimmten Wert oder einen über dem bestimmten Wert liegenden bestimmten Wert überschreitet, das interne Expansionsventil auf einen bestimmten Ventilöffnungsgrad öffnet.A vehicle air conditioning system according to an invention of claim 5 is characterized in that, in one of the above inventions, the control device after the internal expansion valve has been completely closed in the event that the temperature of the heat sink exceeds a certain value or a certain value lying above the certain value, the internal expansion valve opens to a certain valve opening degree.

Eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Erfindung von Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer der vorstehenden Erfindungen die Steuereinrichtung einen Entfeuchtungskühlmodus ausführt, in dem aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel an einem Expansionsventil und am externen Wärmetauscher Wärme abgibt und das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, mittels des internen Expansionsventils eine Druckreduzierung erfährt, woraufhin es an der Wärmesenke Wärme absorbiert, wobei ein steuerungsbedingter Maximalwert des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils im Entfeuchtungsheizmodus kleiner eingestellt wird als ein steuerungsbedingter Maximalwert des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils im Entfeuchtungskühlmodus.A vehicle air conditioning system according to an invention of claim 6 is characterized in that in one of the above inventions, the control device executes a dehumidification cooling mode in which refrigerant discharged from the compressor gives off heat to an expansion valve and the external heat exchanger and the refrigerant that has given off heat by means of of the internal expansion valve experiences a pressure reduction, whereupon it absorbs heat at the heat sink, a control-related maximum value of the valve opening degree of the internal expansion valve in the dehumidifying heating mode being set smaller than a control-related maximum value of the valve opening degree of the internal expansion valve in the dehumidifying cooling mode.

WIRKUNGEN DER ERFINDUNGEFFECTS OF THE INVENTION

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einer Fahrzeugklimaanlage, die einen Kompressor zum Verdichten von Kältemittel, einen Wärmeableiter zum Bewirken, dass das Kältemittel Wärme abgibt und einer Fahrgastzelle zugeführte Luft erwärmt, eine Wärmesenke zum Bewirken, dass das Kältemittel Wärme absorbiert und der Fahrgastzelle zugeführte Luft kühlt, einen außerhalb der Fahrgastzelle bereitgestellten externen Wärmetauscher, ein externes Expansionsventil zum Reduzieren des Drucks des in den externen Wärmetauscher strömenden Kältemittels, ein internes Expansionsventil zum Reduzieren des Drucks des in die Wärmesenke strömenden Kältemittels und eine Steuereinrichtung umfasst, durch die Steuereinrichtung wenigstens ein Entfeuchtungsheizmodus ausgeführt, wobei aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel am Wärmeableiter Wärme abgibt und das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, verzweigt wird, wobei ein Teil nach einer Druckreduzierung mittels des internen Expansionsventils an der Wärmesenke Wärme absorbiert, während der andere Teil nach einer Druckreduzierung mittels des externen Expansionsventils am externen Wärmetauscher Wärme absorbiert, wobei die Steuereinrichtung für den Fall, dass die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt, sodass das Strömen des Kältemittels in die Wärmesenke angehalten werden kann, ohne die Drehzahl des Kompressors zu reduzieren, und so das unerwünschte Einfrieren der Wärmesenke vermieden werden kann.According to the present invention, in a vehicle air conditioner that has a compressor for compressing refrigerant, a heat sink for causing the refrigerant to give off heat and heats air supplied to a passenger compartment, a heat sink for causing the refrigerant to absorb heat and cool air supplied to the passenger compartment an external heat exchanger provided outside the passenger compartment, an external expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the external heat exchanger, an internal expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the heat sink, and a control device, executed by the control device at least one dehumidifying heating mode, wherein refrigerant discharged from the compressor gives off heat at the heat sink and the refrigerant which has given off heat is branched, a part of which is after a pressure reduction by means of the internal expansion valve at the heat sink W poor, while the other part absorbs heat after a pressure reduction by means of the external expansion valve on the external heat exchanger, whereby the control device closes the internal expansion valve completely in the event that the temperature of the heat sink falls below a certain value, so that the refrigerant flows into the heat sink can be stopped without reducing the speed of the compressor, and thus the undesired freezing of the heat sink can be avoided.

Auch die unerwünschte Abnahme der in die Fahrgastzelle geblasenen Luftmenge kann so behoben werden, und insbesondere für den Fall, dass wie bei der Erfindung von Anspruch 2 die Drehzahl des Kompressors auf Grundlage eines Indexes gesteuert wird, anhand dessen die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft erfasst werden kann, kann die angestrebte Ausblastemperatur ungehindert erreicht werden.The undesired decrease in the amount of air blown into the passenger compartment can also be eliminated in this way, and in particular in the event that, as in the invention of claim 2, the speed of the compressor is controlled on the basis of an index based on which the temperature of the air blown into the passenger compartment can be detected, the desired discharge temperature can be reached unhindered.

Wenn in diesem Fall wie bei der Erfindung von Anspruch 3 die Steuereinrichtung im Zuge eines Sinkens der Temperatur der Wärmesenke den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils vergrößert und für den Fall, dass das externe Expansionsventil einen eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht und die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt, ist es möglich, durch Steuern des externen Expansionsventils die Strömungsmenge an Kältemittel zur Wärmesenke zu steuern und dabei das Sinken der Temperatur der Wärmesenke am externen Expansionsventil zu behandeln, und für den Fall, dass das Verringern der Strömungsmenge an Kältemittel zur Wärmesenke mittels des externen Expansionsventils an seine Grenzen stößt, das Strömen von Kältemittel in die Wärmesenke mittels des internen Expansionsventils anzuhalten.If in this case, as in the invention of claim 3, the control device increases the valve opening degree of the external expansion valve in the course of a decrease in the temperature of the heat sink and in the event that the external expansion valve reaches a set maximum degree of opening and the temperature of the heat sink below a certain value decreases, the internal expansion valve closes completely, it is possible to control the flow rate of refrigerant to the heat sink by controlling the external expansion valve and thereby reduce the To treat temperature of the heat sink at the external expansion valve, and in the event that reducing the flow rate of refrigerant to the heat sink by means of the external expansion valve reaches its limits, to stop the flow of refrigerant into the heat sink by means of the internal expansion valve.

Insbesondere wenn die Steuereinrichtung wie bei der Erfindung von Anspruch 4 für den Fall, dass das externe Expansionsventil einen eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht, den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils verkleinert, und falls die Temperatur der Wärmesenke unter einen festgelegten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt, ist kein vollständiges Schließen des internen Expansionsventils erforderlich, solange durch Verkleinern des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils die Temperatur der Wärmesenke nicht unter den festgelegten Wert sinkt. Dadurch ist es möglich, das Einfrieren der Wärmesenke zu verhindern und zugleich die Entfeuchtungsleistung für die Fahrgastzelle aufrechtzuerhalten.In particular, when, as in the invention of claim 4, in the event that the external expansion valve reaches a set maximum opening degree, the control device decreases the valve opening degree of the internal expansion valve, and if the temperature of the heat sink falls below a specified value, the internal expansion valve fully closes, It is not necessary to completely close the internal expansion valve as long as the temperature of the heat sink does not fall below the specified value by reducing the valve opening degree of the internal expansion valve. This makes it possible to prevent the heat sink from freezing and at the same time to maintain the dehumidifying performance for the passenger compartment.

Wenn die Steuereinrichtung wie bei der Erfindung von Anspruch 5 nach dem vollständigen Schließen des internen Expansionsventils für den Fall, dass die Temperatur der Wärmesenke einen festgelegten Wert oder einen über dem festgelegten Wert liegenden bestimmten Wert überschreitet, das interne Expansionsventil auf einen festgelegten Ventilöffnungsgrad öffnet, kann nach dem vollständigen Schließen des internen Expansionsventils durch einen Anstieg der Temperatur der Wärmesenke die Zufuhr von Kältemittel an die Wärmesenke ungehindert wieder aufgenommen und die Entfeuchtung der Fahrgastzelle gestartet werden.If the control device, as in the invention of claim 5, after the internal expansion valve has been completely closed in the event that the temperature of the heat sink exceeds a specified value or a specified value above the specified value, the internal expansion valve opens to a specified valve opening degree after the internal expansion valve has been fully closed due to an increase in the temperature of the heat sink, the supply of refrigerant to the heat sink can be resumed unhindered and dehumidification of the passenger compartment started.

Wenn dabei wie bei der Erfindung von Anspruch 6 die Steuereinrichtung einen Entfeuchtungskühlmodus ausführt, in dem aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel an einem Expansionsventil und am externen Wärmetauscher Wärme abgibt und das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, mittels des internen Expansionsventils eine Druckreduzierung erfährt, woraufhin es an der Wärmesenke Wärme absorbiert, wobei ein steuerungsbedingter Maximalwert des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils im Entfeuchtungsheizmodus kleiner eingestellt wird als ein steuerungsbedingter Maximalwert des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils im Entfeuchtungskühlmodus, kann im Entfeuchtungsheizmodus ein Sinken der Temperatur der Wärmesenke unterbunden und zugleich im Entfeuchtungskühlmodus, in dem sich eine zweistufige Druckreduzierungswirkung durch das externe Expansionsventil und das interne Expansionsventil ergibt, durch Steuern des externen Expansionsventils derart, dass es etwas weiter geöffnet ist als im Entfeuchtungsheizmodus, eine ungehinderte Entfeuchtungskühlung der Fahrgastzelle erzielt werden.If, as in the case of the invention of claim 6, the control device executes a dehumidification cooling mode in which refrigerant discharged from the compressor gives off heat to an expansion valve and the external heat exchanger and the refrigerant that has given off heat experiences a pressure reduction by means of the internal expansion valve, whereupon it absorbs heat at the heat sink, wherein a control-related maximum value of the valve opening degree of the internal expansion valve in the dehumidifying heating mode is set smaller than a control-related maximum value of the valve opening degree of the internal expansion valve in the dehumidifying cooling mode, a decrease in the temperature of the heat sink can be prevented in the dehumidifying heating mode, and at the same time in the dehumidifying mode gives a two-stage pressure-reducing effect by the external expansion valve and the internal expansion valve, by controlling the external expansion valve so that it opens a little wider is than in the dehumidification heating mode, an unhindered dehumidification cooling of the passenger compartment can be achieved.

FigurenlisteFigure list

Es zeigen:

  • 1 eine Konfigurationsansicht einer Fahrzeugklimaanlage einer Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wurde;
  • 2 ein Blockschaubild eines elektrischen Schaltkreises einer Steuereinrichtung der Fahrzeugklimaanlage aus 1;
  • 3 eine Konfigurationsansicht der Fahrzeugklimaanlage zur Erläuterung eines Heizmodus der Steuereinrichtung aus 2 mittels eines Wärmepumpen-Controllers;
  • 4 eine Konfigurationsansicht der Fahrzeugklimaanlage zur Erläuterung eines Entfeuchtungsheizmodus eines Wärmepumpen-Controllers der Steuereinrichtung aus 2;
  • 5 eine Konfigurationsansicht der Fahrzeugklimaanlage zur Erläuterung eines Entfeuchtungskühlmodus und eines Kühlmodus des Wärmepumpen-Controllers der Steuereinrichtung aus 2;
  • 6 eine Konfigurationsansicht der Fahrzeugklimaanlage zur Erläuterung eines Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung und eines Modus zur Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung der Steuereinrichtung aus 2 mittels des Wärmepumpen-Controllers;
  • 7 eine Konfigurationsansicht der Fahrzeugklimaanlage zur Erläuterung eines Batteriekühlungsmodus (allein) der Steuereinrichtung aus 2 mittels des Wärmepumpen-Controllers;
  • 8 ein Funktionsschaubild einer Kompressorsteuerung durch den Wärmepumpen-Controller der Steuereinrichtung aus 2;
  • 9 ein erläuterndes Blockschaubild der Steuerung eines externen Expansionsventils durch den Wärmepumpen-Controller der Steuereinrichtung aus 2 im Entfeuchtungsheizmodus; und
  • 10 ein erläuterndes Blockschaubild der Steuerung eines internen Expansionsventils durch den Wärmepumpen-Controller der Steuereinrichtung aus 2 im Entfeuchtungsheizmodus.
Show it:
  • 1 Fig. 3 is a configuration view of a vehicle air conditioner of an embodiment to which the present invention is applied;
  • 2 a block diagram of an electrical circuit of a control device of the vehicle air conditioning system 1 ;
  • 3 a configuration view of the vehicle air conditioner for explaining a heating mode of the control device 2 by means of a heat pump controller;
  • 4th a configuration view of the vehicle air conditioning system for explaining a dehumidification heating mode of a heat pump controller of the control device 2 ;
  • 5 a configuration view of the vehicle air conditioner for explaining a dehumidification cooling mode and a cooling mode of the heat pump controller of the control device 2 ;
  • 6th a configuration view of the vehicle air conditioning system to explain a mode for air conditioning (priority) + battery cooling and a mode for battery cooling (priority) + air conditioning of the control device 2 by means of the heat pump controller;
  • 7th a configuration view of the vehicle air conditioning system for explaining a battery cooling mode (alone) of the control device 2 by means of the heat pump controller;
  • 8th a functional diagram of a compressor control by the heat pump controller of the control device 2 ;
  • 9 an explanatory block diagram of the control of an external expansion valve by the heat pump controller of the controller 2 in dehumidification heating mode; and
  • 10 an explanatory block diagram of the control of an internal expansion valve by the heat pump controller of the controller 2 in dehumidification heating mode.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Nachstehend wird auf Grundlage der beiliegenden Figuren eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. 1 zeigt eine Konfigurationsansicht einer Fahrzeugklimaanlage 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fahrzeug des Ausführungsbeispiels der Anwendung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Elektrofahrzeug (EF) ohne Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine), das angetrieben wird, indem ein zum Fahren dienender Motor (Elektromotor, nicht dargestellt) mit elektrischer Energie versorgt wird, die in einer im Fahrzeug installierten Batterie 55 gespeichert ist, und auch ein nachstehend beschriebener Kompressor 2 der erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage 1 wird durch die elektrische Energie von der Batterie 55 angetrieben.An embodiment of the present invention will now be described in detail based on the accompanying figures. 1 shows a configuration view of a Vehicle air conditioning 1 an embodiment of the present invention. The vehicle of the embodiment of the application of the present invention is an electric vehicle (EV) without an internal combustion engine (internal combustion engine) that is driven by supplying electric power to a motor (electric motor, not shown) used for driving, which is stored in a battery 55 installed in the vehicle is stored, and also a compressor described below 2 the vehicle air conditioning system according to the invention 1 is driven by the electric power from the battery 55.

Das heißt, die Fahrzeugklimaanlage 1 des Ausführungsbeispiels führt in dem Elektrofahrzeug, in dem ein Heizen mittels Motorabwärme nicht möglich ist, durch den Wärmepumpenbetrieb mittels des Kältemittelkreislaufs R eine Klimatisierung der Fahrgastzelle und eine Temperaturregulierung der Batterie 55 durch Umschalten zwischen den Betriebsmodi Heizmodus, Entfeuchtungsheizmodus, Entfeuchtungskühlmodus, Kühlmodus, Modus für Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung, Modus für Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung und Batteriekühlungsmodus (allein) durch.That is, the vehicle air conditioning 1 of the exemplary embodiment leads in the electric vehicle, in which heating by means of waste engine heat is not possible, through the heat pump operation by means of the refrigerant circuit R. air conditioning of the passenger compartment and temperature regulation of the battery 55 by switching between the operating modes heating mode, dehumidifying heating mode, dehumidifying cooling mode, cooling mode, mode for air conditioning (priority) + battery cooling, mode for battery cooling (priority) + air conditioning and battery cooling mode (alone).

Das Fahrzeug ist nicht auf ein Elektrofahrzeug beschränkt, und die vorliegende Erfindung ist auch für ein so genanntes Hybridfahrzeug nützlich, das sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen zum Fahren dienenden Motor verwendet. Bei einem Fahrzeug, auf das die Fahrzeugklimaanlage 1 des Ausführungsbeispiels angewandt wird, kann die Batterie 55 durch ein externes Ladegerät (Schnellladegerät oder normales Ladegerät) aufgeladen werden. Die Batterie 55, ein zum Fahren dienender Motor, diese steuernde Wechselrichter und dergleichen sind jeweils im Fahrzeug installierte Temperaturregulierungszielobjekte, doch erfolgt die Beschreibung im untenstehenden Ausführungsbeispiel am Beispiel der Batterie 55.The vehicle is not limited to an electric vehicle, and the present invention is also useful for a so-called hybrid vehicle that uses both an internal combustion engine and a motor for driving. In the case of a vehicle on which the vehicle air conditioning system 1 of the embodiment is applied, the battery 55 can be charged by an external charger (quick charger or normal charger). The battery 55, a motor used for driving, inverter controlling them, and the like are each temperature regulation target objects installed in the vehicle, but the description will be given in the embodiment below using the battery 55 as an example.

Die Fahrzeugklimaanlage 1 des Ausführungsbeispiels führt die Klimatisierung (Heizung, Kühlung, Entfeuchtung und Lüftung) durch, und ein elektrisch angetriebener Kompressor 2 zum Komprimieren von Kältemittel, ein Wärmeableiter 4, der in einem Luftkanal 3 einer Klimatisierungseinheit 10, in welchem Fahrgastzellenluft zirkuliert, bereitgestellt ist, in den über eine Kältemittelleitung 13G aus dem Kompressor 2 abgegebenes heißes Hochdruckkältemittel strömt und der bewirkt, dass das Kältemittel Wärme an die Fahrgastzelle abgibt (Wärme aus dem Kältemittel abgeführt wird), ein externes Expansionsventil 6, das durch ein elektrisch angetriebenes Ventil (elektronisches Expansionsventil) ausgebildet ist, das während des Heizens eine Druckreduzierung und Ausdehnung des Kältemittels bewirkt, ein externer Wärmetauscher 7, der beim Kühlen als Wärmeableiter dient, welcher bewirkt, dass das Kältemittel Wärme abgibt, und beim Heizen als Verdampfer dient, welcher bewirkt, dass das Kältemittel Wärme absorbiert (das Kältemittel Wärme aufnimmt), und einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft durchführt, ein internes Expansionsventil 8, das durch ein elektrisch angetriebenes Expansionsventil (elektronisches Expansionsventil) ausgebildet ist und eine Druckreduzierung und Ausdehnung des Kältemittels bewirkt, eine als Verdampfer dienende Wärmesenke 9, die im Luftkanal 3 vorgesehen ist und beim Kühlen und Entfeuchten bewirkt, dass das Kältemittel von innerhalb und außerhalb der Fahrgastzelle Wärme absorbiert (verdampft), ein Akkumulator 12 und dergleichen sind nacheinander durch eine Kältemittelleitung 13 verbunden und bilden auf diese Weise einen Kältemittelkreislauf R.The vehicle air conditioning 1 of the exemplary embodiment carries out the air conditioning (heating, cooling, dehumidification and ventilation), and an electrically driven compressor 2 for compressing refrigerant, a heat sink 4th that is in an air duct 3 an air conditioning unit 10 in which cabin air circulates is provided, into which via a refrigerant pipe 13G from the compressor 2 discharged hot high-pressure refrigerant flows and which causes the refrigerant to give off heat to the passenger compartment (heat is removed from the refrigerant), an external expansion valve 6th , which is formed by an electrically driven valve (electronic expansion valve), which causes a pressure reduction and expansion of the refrigerant during heating, an external heat exchanger 7th , which acts as a heat sink during cooling, which causes the refrigerant to give off heat, and during heating acts as an evaporator, which causes the refrigerant to absorb heat (the refrigerant absorbs heat) and performs a heat exchange between the refrigerant and the outside air, an internal expansion valve 8th , which is formed by an electrically driven expansion valve (electronic expansion valve) and causes a pressure reduction and expansion of the refrigerant, a heat sink serving as an evaporator 9 that are in the air duct 3 is provided and during cooling and dehumidifying causes the refrigerant to absorb (evaporate) heat from inside and outside the passenger compartment, an accumulator 12 and the like are connected one after the other by a refrigerant line 13 and in this way form a refrigerant circuit R. .

Das externe Expansionsventil 6 ermöglicht neben der Druckreduzierung und Ausdehnung des Kältemittels, das aus dem Wärmeableiter 4 in den externen Wärmetauscher 7 strömt, auch eine vollständige Schließung. Das interne Expansionsventil 8 ermöglicht ebenfalls neben der Druckreduzierung und Ausdehnung des Kältemittels, das in die Wärmesenke 9 strömt, auch eine vollständige Schließung.The external expansion valve 6th in addition to reducing the pressure and expanding the refrigerant that comes out of the heat sink 4th in the external heat exchanger 7th flows, also a complete closure. The internal expansion valve 8th in addition to reducing the pressure and expanding the refrigerant that enters the heat sink 9 flows, also a complete closure.

Am externen Wärmetauscher 7 ist außerdem ein externes Gebläse 15 vorgesehen. Indem das externe Gebläse 15 den externen Wärmetauscher 7 mit Außenluft zwangsbelüftet, bewirkt es einen Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kältemittel, wodurch ein Aufbau vorliegt, bei dem der externe Wärmetauscher 7 bei angehaltenem Fahrzeug (also einer Fahrgeschwindigkeit von 0 km/h) zwangsbelüftet wird.On the external heat exchanger 7th an external fan 15 is also provided. By the external fan 15 the external heat exchanger 7th Forcibly ventilated with outside air, it causes heat exchange between the outside air and the refrigerant, whereby there is a structure in which the external heat exchanger 7th is forced ventilation when the vehicle is stopped (i.e. at a driving speed of 0 km / h).

Eine Kältemittelleitung 13A auf der Kältemittelauslassseite des externen Wärmetauschers 7 ist mit einer Kältemittelleitung 13B verbunden, mit der ein elektromagnetische Ventil 17 (zur Kühlung), das als Öffnungs- und Schließventil dient, welches geöffnet wird, damit Kältemittel zur Wärmesenke 9 strömt, verbunden ist, und die Kältemittelleitung 13B ist nacheinander über ein Rückschlagventil 18 und das interne Expansionsventil 8 mit der Kältemitteleinlassseite der Wärmesenke 9 verbunden. Die normale Richtung des Rückschlagventils 18 ist dabei die Richtung des internen Expansionsventils 8.A refrigerant line 13A on the refrigerant outlet side of the external heat exchanger 7th is connected to a refrigerant line 13B to which an electromagnetic valve 17 (for cooling), which serves as an opening and closing valve, is opened to allow refrigerant to be sent to the heat sink 9 flows, is connected, and the refrigerant line 13B is sequentially through a check valve 18 and the internal expansion valve 8th with the refrigerant inlet side of the heat sink 9 tied together. The normal direction of the check valve 18 is the direction of the internal expansion valve 8th .

Die aus dem externen Wärmetauscher 7 tretende Kältemittelleitung 13A verzweigt sich in eine Kältemittelleitung 13D, und die abgezweigte Kältemittelleitung 13D steht über ein elektromagnetisches Ventil 21 (zum Heizen) als Öffnungs- und Schließventil, das beim Heizen geöffnet wird, mit einer Kältemittelleitung 13C auf der Kältemittelauslassseite der Wärmesenke 9 in Verbindung. Die Kältemittelleitung 13C ist über ein Rückschlagventil 35 mit der Einlassseite des Akkumulators 12 verbunden, und die Auslassseite des Akkumulators 12 ist mit einer Kältemittelleitung 13K auf der Kältemittelansaugseite des Kompressors 2 verbunden. Bei dem Rückschlagventil 35 gilt das Verfahren des Akkumulators 12 als seine reguläre Richtung, wobei die Kältemittelleitung 13D durch das Rückschlagventil 35 mit der kältemittelstromaufwärtigen Kältemittelleitung 13C verbunden ist.The one from the external heat exchanger 7th Exiting refrigerant line 13A branches into a refrigerant line 13D, and the branched refrigerant line 13D is via an electromagnetic valve 21 (for heating) as an opening and closing valve, which is opened during heating, with a refrigerant line 13C on the refrigerant outlet side of the heat sink 9 in connection. The refrigerant line 13C is connected to the inlet side of the accumulator 12 via a check valve 35, and the The outlet side of the accumulator 12 is connected to a refrigerant line 13K on the refrigerant suction side of the compressor 2 tied together. In the case of the check valve 35, the movement of the accumulator 12 is considered to be its regular direction, the refrigerant line 13D being connected to the refrigerant line 13C upstream of the refrigerant through the check valve 35.

Mit einer Kältemittelleitung 13E auf der Kältemittelauslassseite des Wärmeableiters 4 ist ein Sieb 19 verbunden, und die Kältemittelleitung 13E verzweigt sich vor dem externen Expansionsventil 6 (kältemittelstromaufwärts) in eine Kältemittelleitung 13J und eine Kältemittelleitung 13F, und die eine abgezweigte Kältemittelleitung 13J ist über das externe Expansionsventil 6 mit der Kältemitteleinlassseite des externen Wärmetauschers 7 verbunden. Die andere abgezweigte Kältemittelleitung 13F steht über ein elektromagnetisches Ventil 22 (zur Entfeuchtung), das als Öffnungs- und Schließventil gebildet ist, welches beim Entfeuchten geöffnet wird, mit der kältemittelstromabwärts des Rückschlagventils 18 und kältemittelstromaufwärts des internen Expansionsventils 8 angeordneten Kältemittelleitung 13B in Verbindung.With a refrigerant line 13E on the refrigerant outlet side of the heat sink 4th a strainer 19 is connected, and the refrigerant line 13E branches off before the external expansion valve 6th (refrigerant upstream) into a refrigerant line 13J and a refrigerant line 13F, and the one branched refrigerant line 13J is via the external expansion valve 6th with the refrigerant inlet side of the external heat exchanger 7th tied together. The other branched refrigerant line 13F is connected via an electromagnetic valve 22 (for dehumidification) formed as an opening and closing valve which is opened during dehumidification with the refrigerant downstream of the check valve 18 and refrigerant upstream of the internal expansion valve 8th arranged refrigerant line 13B in connection.

Dadurch ist die Kältemittelleitung 13F in Bezug auf die Reihenschaltung des externen Expansionsventils 6, des externen Wärmetauschers 7 und des Rückschlagventils 18 parallel geschaltet und bildet einen Umgehungskreis zum Umgehen des externen Expansionsventil 6, des externen Wärmetauschers 7 und des Rückschlagventils 18.Thereby, the refrigerant line 13F is related to the series connection of the external expansion valve 6th , the external heat exchanger 7th and the check valve 18 are connected in parallel and form a bypass circuit for bypassing the external expansion valve 6th , the external heat exchanger 7th and the check valve 18.

Im Luftkanal 3 luftstromaufwärts der Wärmesenke 9 sind Ansaugöffnungen als Außenluftansaugöffnung und Innenluftansaugöffnung gebildet (in 1 ist repräsentativ eine Ansaugöffnung 25 gezeigt), wobei in der Ansaugöffnung 25 eine Ansaugumschaltklappe 26 vorgesehen ist, die bezüglich der in den Luftkanal 3 eingeleiteten Luft zwischen Innenluft von innerhalb der Fahrgastzelle (Innenluftkreislauf) und Außenluft von außerhalb der Fahrgastzelle (Außenlufteinleitung) umschaltet. Luftstromabwärts der Ansaugumschaltklappe 26 ist außerdem ein internes Gebläse (Lüfter) 27 vorgesehen, das dem Luftkanal 3 eingeleitete Innenluft oder Außenluft zuführt.In the air duct 3 upstream of the heat sink 9 Intake openings are formed as an outside air intake opening and an inside air intake opening (in 1 a suction opening 25 is shown representatively), wherein a suction switchover flap 26 is provided in the suction opening 25, which with respect to the in the air duct 3 introduced air switches between inside air from inside the passenger compartment (inside air circuit) and outside air from outside the passenger compartment (outside air introduction). An internal blower (fan) 27 is also provided downstream of the intake switchover flap 26, which is connected to the air duct 3 introduces indoor air or outdoor air.

Blasluftabwärts (luftstromabwärts) des Wärmeableiters 4 ist im Luftkanal 3 eine Hilfsheizeinrichtung 23 vorgesehen, die als Hilfserwärmungsvorrichtung dient, welche im Ausführungsbeispiel durch eine PTC-Heizeinrichtung (elektrische Heizeinrichtung) gebildet ist, und die eine Erwärmung der Luft ermöglicht, die der Fahrgastzelle über den Wärmeableiter 4 zugeführt wird. Luftstromaufwärts des Wärmeableiters 4 ist im Luftkanal 3 eine Luftmischungsklappe 28 vorgesehen, die den Anteil einstellt, mit dem Luft (Innenluft oder Außenluft) im Luftkanal 3, die in den Luftkanal 3 und durch die Wärmesenke 9 geströmt ist, den Wärmeableiter 4 und die Hilfsheizeinrichtung 23 belüftet.Downstream (airflow) air blow from the heat sink 4th is in the air duct 3 an auxiliary heating device 23 is provided, which serves as an auxiliary heating device, which is formed in the exemplary embodiment by a PTC heating device (electrical heating device), and which allows the air to be heated that the passenger compartment via the heat sink 4th is fed. Air upstream of the heat sink 4th is in the air duct 3 an air mix flap 28 is provided, which adjusts the proportion with the air (inside air or outside air) in the air duct 3 that are in the air duct 3 and through the heat sink 9 has flowed through the heat sink 4th and the auxiliary heater 23 ventilates.

Außerdem sind luftstromabwärts des Wärmeableiters 4 im Luftkanal 3 Ausblasöffnungen FOOT (Fuß), VENT (Lüftung) und DEF (Def.) gebildet (in 1 repräsentativ als Ausblasöffnung 29 gezeigt), und an den Ausblasöffnungen 29 ist eine Ausblasumschaltklappe 31 vorgesehen, die eine Umschaltsteuerung des Ausblasens der Luft aus den Ausblasöffnungen durchführt.Also are air downstream of the heat sink 4th in the air duct 3 Exhaust openings FOOT (foot), VENT (ventilation) and DEF (def.) Formed (in 1 representatively shown as blow-out opening 29), and at the blow-out openings 29 a blow-out switchover flap 31 is provided, which carries out a switchover control of the blow-out of the air from the blow-out openings.

Die Fahrzeugklimaanlage 1 weist außerdem eine Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61 auf, die den Wärmeträger zur Batterie 55 (Temperaturregulierungszielobjekt) zirkulieren lässt und so die Temperatur der Batterie 55 reguliert. Die Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61 des Ausführungsbeispiels weist als Zirkulationsvorrichtung zum Zirkulierenlassen des Wärmeträgers zur Batterie 55 eine Zirkulationspumpe 62, als Temperaturregulierungszielobjektwärmetauscher einen Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauscher 64 und als Erwärmungsvorrichtung eine Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 auf, und diese und die Batterie 55 sind mittels einer Wärmeträgerleitung 66 ringartig verbunden.The vehicle air conditioning 1 also includes an apparatus temperature regulating device 61 that circulates the heat carrier to the battery 55 (temperature regulating target) and thus regulates the temperature of the battery 55. The device temperature regulating device 61 of the exemplary embodiment has a circulation pump 62 as a circulation device for circulating the heat carrier to the battery 55, a refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 as a temperature regulating target object heat exchanger and a heat carrier heating device 63 as a heating device, and these and the battery 55 are connected in a ring-like manner by means of a heat carrier line 66.

Im Falle des Ausführungsbeispiels ist der Einlass der Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 mit der Abgabeseite der Zirkulationspumpe 62 verbunden, und mit dem Auslass der Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 ist der Einlass eines Wärmeträgerströmungswegs 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 verbunden. Der Auslass des Wärmeträgerströmungswegs 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 ist mit dem Einlass der Batterie 55 verbunden und der Auslass der Batterie 55 ist mit der Ansaugseite der Zirkulationspumpe 62 verbunden.In the case of the embodiment, the inlet of the heat carrier heater 63 is connected to the discharge side of the circulation pump 62, and the inlet of a heat carrier flow path 64A of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 is connected to the outlet of the heat carrier heater 63. The outlet of the heat carrier flow path 64A of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 is connected to the inlet of the battery 55, and the outlet of the battery 55 is connected to the suction side of the circulation pump 62.

Als für die Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61 benutzter Wärmeträger kann beispielsweise Wasser, ein Kältemittel wie etwa HFO-1234yf, eine Flüssigkeit wie Kühlmittel oder dergleichen oder ein Gas wie Luft oder dergleichen verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel wird Wasser als Wärmeträger verwendet. Die Wärmeträgerheizeinrichtung 63 ist als elektrische Heizeinrichtung wie etwa ein PTC-Heizelement ausgebildet. Um die Batterie 55 ist beispielsweise eine Mantelstruktur ausgebildet, in der der Wärmeträger in Wärmeaustauschbeziehung zu der Batterie 55 strömen kann.As the heat carrier used for the apparatus temperature regulating device 61, for example, water, a refrigerant such as HFO-1234yf, a liquid such as a coolant or the like, or a gas such as air or the like can be used. In the exemplary embodiment, water is used as the heat carrier. The heat transfer heating device 63 is designed as an electrical heating device such as a PTC heating element. For example, a jacket structure is formed around the battery 55, in which the heat carrier can flow in a heat exchange relationship with the battery 55.

Wenn die Zirkulationspumpe 62 betrieben wird, strömt der aus der Zirkulationspumpe 62 abgegebene Wärmeträger zur Wärmeträgerheizeinrichtung 63 und wird, falls die Wärmeträgerheizeinrichtung 63 Wärme erzeugt, dort erwärmt und strömt dann in den Wärmeträgerströmungsweg 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64. Der aus dem Wärmeträgerströmungsweg 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 getretene Wärmeträger strömt zur Batterie 55, wo der Wärmeträger einen Wärmeaustausch mit der Batterie 55 erfährt. Nach dem Wärmeaustausch des Wärmeträgers mit der Batterie 55 wird er durch Ansaugen durch die Zirkulationspumpe 62 in der Wärmeträgerleitung 66 zirkuliert.When the circulation pump 62 is operated, the heat carrier discharged from the circulation pump 62 flows to the heat carrier heater 63 and, if the Heat transfer device 63 generates heat, heats it there and then flows into the heat transfer medium flow path 64A of the refrigerant-heat transfer medium heat exchanger 64. The heat transfer medium exiting from the heat transfer medium flow path 64A of the refrigerant-heat transfer medium heat exchanger 64 flows to the battery 55, where the heat transfer medium exchanges heat with the battery 55 learns. After the heat transfer medium has been exchanged with the battery 55, it is circulated in the heat transfer medium line 66 by suction by the circulation pump 62.

Kältemittelstromabwärts des elektromagnetischen Ventils 22 der Kältemittelleitung 13F des Kältemittelkreislaufs R ist ein Ende einer als Verzweigungskreislauf dienenden Verzweigungsleitung 67 verbunden. An der Verzweigungsleitung 67 ist im Ausführungsbeispiel ein als elektrisch angetriebenes Ventil (elektronisches Ventil) ausgebildetes Hilfsexpansionsventil 68 vorgesehen. Das Hilfsexpansionsventil 68 bewirkt eine Druckreduzierung und Ausdehnung des in einem nachstehend beschriebenen Kältemittelströmungsweg 64B des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 strömenden Kältemittels und kann vollständig geschlossen werden.Refrigerant downstream of the electromagnetic valve 22 of the refrigerant line 13F of the refrigerant circuit R. one end of a branch line 67 serving as a branch circuit is connected. In the exemplary embodiment, an auxiliary expansion valve 68 designed as an electrically driven valve (electronic valve) is provided on the branch line 67. The auxiliary expansion valve 68 causes a pressure reduction and expansion of the refrigerant flowing in a refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 described below, and can be completely closed.

Das andere Ende der Verzweigungsleitung 67 ist mit dem Kältemittelströmungsweg 64B des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 verbunden, und mit dem Auslass des Kältemittelströmungswegs 64B ist ein Ende einer Kältemittelleitung 71 verbunden, während das andere Ende der Kältemittelleitung 71 kältemittelstromabwärts des Rückschlagventils 35 und kältemittelstromaufwärts des Akkumulators 12 mit der Kältemittelleitung 13C verbunden ist. Das Hilfsexpansionsventil 68, die Kältemittelleitung 64B des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 und dergleichen bilden ebenfalls einen Teil des Kältemittelkreislaufs R und bilden zugleich einen Teil der Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61.The other end of the branch pipe 67 is connected to the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64, and one end of a refrigerant pipe 71 is connected to the outlet of the refrigerant flow path 64B, while the other end of the refrigerant pipe 71 is refrigerant downstream of the check valve 35 and refrigerant upstream of the accumulator 12 is connected to the refrigerant line 13C. The auxiliary expansion valve 68, the refrigerant line 64B of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 and the like also form part of the refrigerant circuit R. and at the same time form part of the device temperature regulating device 61.

Wenn das Hilfsexpansionsventil 68 geöffnet ist, strömt Kältemittel (ein Teil des Kältemittels oder das gesamte Kältemittel) aus dem externen Wärmetauscher 7 in die Verzweigungsleitung 67, und nach einer Druckreduzierung durch das Hilfsexpansionsventil 68 strömt es in den Kältemittelströmungsweg 64B des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 und verdampft. Während das Kältemittel im Kältemittelströmungsweg 64B strömt, absorbiert es Wärme aus dem im Wärmeträgerströmungsweg 64A strömenden Wärmeträger und wird dann über die Kältemittelleitung 71, die Kältemittelleitung 13C und den Akkumulator 12 aus der Kältemittelleitung 13K in den Kompressor 2 gesaugt.When the auxiliary expansion valve 68 is opened, refrigerant (part of the refrigerant or all of the refrigerant) flows out of the external heat exchanger 7th into the branch pipe 67, and after being reduced in pressure by the auxiliary expansion valve 68, it flows into the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 and evaporates. While the refrigerant flows in the refrigerant flow path 64B, it absorbs heat from the heat carrier flowing in the heat carrier flow path 64A, and is then transferred from the refrigerant pipe 13K to the compressor via the refrigerant pipe 71, the refrigerant pipe 13C and the accumulator 12 2 sucked.

Als Nächstes zeigt 2 ein Blockschaubild der Steuereinrichtung 11 der Fahrzeugklimaanlage 1. Die Steuereinrichtung 11 ist durch einen Klimatisierungs-Controller 45 und einen Wärmepumpen-Controller 32 ausgebildet, die jeweils durch einen Mikrocomputer ausgebildet sind, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Computer handelt, und sind mit einem Fahrzeugkommunikationsbus 65 verbunden, der ein CAN (Controller Area Network) oder LIN (Local Interconnect Network) ausbildet. Auch der Kompressor 2 und die Hilfsheizeinrichtung 23 sowie die Zirkulationspumpe 62 und die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 sind mit dem Fahrzeugkommunikationsbus 65 verbunden, und der Klimatisierungs-Controller 45, der Wärmepumpen-Controller 32, der Kompressor 2, die Hilfsheizeinrichtung 23, die Zirkulationspumpe 62 und die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 sind derart ausgebildet, dass sie über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 Daten austauschen.Next shows 2 a block diagram of the controller 11 the vehicle air conditioning 1 . The control device 11 is through an air conditioning controller 45 and a heat pump controller 32 each formed by a microcomputer, which is an example of a computer, and connected to a vehicle communication bus 65 that forms a CAN (Controller Area Network) or LIN (Local Interconnect Network). The compressor too 2 and the auxiliary heater 23, and the circulation pump 62 and the heat carrier heating heater 63 are connected to the vehicle communication bus 65, and the air conditioning controller 45 , the heat pump controller 32 , the compressor 2 , the auxiliary heater 23, the circulation pump 62 and the heat carrier heating heater 63 are configured to exchange data via the vehicle communication bus 65.

Ein Fahrzeug-Controller 72 (ECU) zum Regeln der allgemeinen Fahrzeugsteuerung einschließlich des Fahrens, ein Batterie-Controller (BMS: Batteriemanagementsystem) 73 zum Regeln der Steuerung des Auf- und Entladens der Batterie 55 und eine GPS-Navigationsvorrichtung 74 sind mit einem Fahrzeugkommunikationsbus 65 verbunden. Der Fahrzeug-Controller 72, der Batterie-Controller 73 und die GPS-Navigationsvorrichtung 74 sind durch einen Mikrocomputer ausgebildet, bei dem es sich um ein Beispiel für einen mit Prozessor ausgestatteten Computer handelt, und ein Klimatisierungs-Controller 45 und ein Wärmepumpen-Controller 32, welche die Steuereinrichtung 11 ausbilden, sind derart konfiguriert, dass sie über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 Informationen (Daten) mit dem Fahrzeug-Controller 72, dem Batterie-Controller 73 und der GPS-Navigationsvorrichtung 74 austauschen können.A vehicle controller 72 (ECU) for regulating general vehicle control including driving, a battery controller (BMS: Battery Management System) 73 for regulating control of charging and discharging of the battery 55, and a GPS navigation device 74 are connected to a vehicle communication bus 65 tied together. The vehicle controller 72, the battery controller 73, and the GPS navigation device 74 are constituted by a microcomputer, which is an example of a processor-equipped computer, and an air conditioning controller 45 and a heat pump controller 32 which the control device 11 are configured to exchange information (data) with the vehicle controller 72, the battery controller 73, and the GPS navigation device 74 via the vehicle communication bus 65.

Bei dem Klimatisierungs-Controller 45 handelt es sich um einen übergeordneten Controller, der die Steuerung der Fahrgastzellenklimatisierung regelt, und mit dem Eingang des Klimatisierungs-Controllers 45 sind ein Außenlufttemperatursensor 33, der eine Fahrzeugaußenlufttemperatur Tam erfasst, ein Außenluftfeuchtigkeitssensor 34 zum Erfassen der Außenluftfeuchtigkeit, ein Klimaanlagenansaugtemperatursensor 36, der eine Temperatur von Luft erfasst, die durch die Ansaugöffnung 25 in den Luftkanal 3 gesaugt wird und in die Wärmesenke 9 strömt, ein Innentemperatursensor 37, der eine Temperatur der Luft in der Fahrgastzelle (Innenlufttemperatur Tin) erfasst, ein Innenluftfeuchtigkeitssensor 38, der die Feuchtigkeit der Luft in der Fahrgastzelle erfasst, ein interner CO2-Konzentrationssensor 39, der eine Konzentration von Kohlendioxid in der Fahrgastzelle erfasst, ein Ausblastemperatursensor 41, der eine Temperatur der in die Fahrgastzelle ausgeblasenen Luft erfasst, ein Lichteinfallsensor 51 etwa des Fotosensortyps, der die in die Fahrgastzelle einfallende Lichtmenge erfasst, verschiedene Ausgänge von Fahrgeschwindigkeitssensoren 52, die die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit VSP) erfassen, und ein Klimaregelungsabschnitt 53 verbunden, der Klimaanlageneinstellbedienvorgänge der Fahrgastzelle wie etwa Umschaltungen der Einstelltemperatur der Fahrgastzelle, eines Betriebsmodus und dergleichen und Informationsanzeigen durchführt. Bezugszeichen 53A in den Figuren bezeichnet ein Display, das als eine Anzeigeausgabevorrichtung am Klimaregelungsabschnitt 53 bereitgestellt ist.With the climate controller 45 it is a higher-level controller that regulates the control of the passenger compartment air conditioning, and with the input of the air conditioning controller 45 are an outside air temperature sensor 33 that detects a vehicle outside air temperature Tam, an outside air humidity sensor 34 for detecting outside air humidity, an air conditioner suction temperature sensor 36 that detects a temperature of air flowing through the suction port 25 into the air duct 3 is sucked and into the heat sink 9 an inside temperature sensor 37 that detects a temperature of the air in the passenger compartment (inside air temperature Tin), an inside humidity sensor 38 that detects the humidity of the air in the passenger compartment, an internal CO2 concentration sensor 39 that detects a concentration of carbon dioxide in the passenger compartment , a blow-out temperature sensor 41 that detects a temperature of the air blown into the passenger compartment, a light incident sensor 51 of such a photo-sensor type that detects the amount of light incident into the passenger compartment, various outputs of vehicle speed sensors 52 that the Detect vehicle traveling speed (vehicle speed VSP), and connected to a climate control section 53 that performs air conditioning setting operations of the cabin such as switching of the setting temperature of the cabin, an operation mode and the like and information displays. Reference numeral 53A in the figures denotes a display provided as a display output device to the climate control section 53.

Mit dem Ausgang des Klimatisierungs-Controllers 45 sind das externe Gebläse 15, das interne Gebläse (Lüfter) 27, die Ansaugumschaltklappe 26, die Luftmischungsklappe 28 und die Ausblasumschaltklappe 31 verbunden und werden durch den Klimatisierungs-Controller 45 gesteuert.With the output of the climate controller 45 the external blower 15, the internal blower (fan) 27, the suction switching door 26, the air mix door 28, and the blow-out switching door 31 are connected and are controlled by the air conditioning controller 45 controlled.

Bei dem Wärmepumpen-Controller 32 handelt es sich um einen Controller, der vor allem die Steuerung des Kältemittelkreislaufs R regelt, und mit dem Eingang des Wärmepumpen-Controllers 32 sind die Ausgänge eines Wärmeableitereinlasstemperatursensors 43 zum Erfassen der Kältemitteleinlasstemperatur Tcxin des Wärmeableiters 4 (die auch die Kältemittelabgabetemperatur des Kompressors 2 ist), eines Wärmeableiterauslasstemperatursensors 44 zum Erfassen der Kältemittelauslasstemperatur Tci des Wärmeableiters 4, eines Ansaugtemperatursensors 46 zum Erfassen der Kältemittelansaugtemperatur Ts des Kompressors 2, eines Wärmeableiterdrucksensors 47 zum Erfassen des Kältemitteldrucks auf der Kältemittelauslassseite des Wärmeableiters 4 (Druck des Wärmeableiters 4: Wärmeableiterdruck Pci), eines Wärmesenkentemperatursensors 48 zum Erfassen der Temperatur der Wärmesenke 9 (Kältemitteltemperatur der Wärmesenke 9: Wärmesenkentemperatur Te), eines Temperatursensors 49 des externen Wärmetauschers zum Erfassen der Kältemitteltemperatur am Auslass des externen Wärmetauschers 7 (Kältemittelverdampfungstemperatur des externen Wärmetauschers 7: Temperatur TXO des externen Wärmetauschers) und von Hilfsheizeinrichtungstemperatursensoren 50A (Fahrersitzseite) und 50B (Beifahrersitzseite) zum Erfassen der Temperatur der Hilfsheizeinrichtung 23 verbunden.With the heat pump controller 32 it is a controller that primarily controls the refrigerant circuit R. regulates, and with the input of the heat pump controller 32 are the outputs of a heat sink inlet temperature sensor 43 for detecting the refrigerant inlet temperature Tcxin of the heat sink 4th (which is also the refrigerant discharge temperature of the compressor 2 is), a heat sink outlet temperature sensor 44 for detecting the refrigerant outlet temperature Tci of the heat sink 4th , a suction temperature sensor 46 for detecting the refrigerant suction temperature Ts of the compressor 2 , a heat sink pressure sensor 47 for detecting the refrigerant pressure on the refrigerant outlet side of the heat sink 4th (Pressure of the heat sink 4th : Heat sink pressure Pci), a heat sink temperature sensor 48 for detecting the temperature of the heat sink 9 (Refrigerant temperature of the heat sink 9 : Heat sink temperature Te), a temperature sensor 49 of the external heat exchanger for detecting the refrigerant temperature at the outlet of the external heat exchanger 7th (Refrigerant evaporation temperature of the external heat exchanger 7th : External heat exchanger temperature TXO) and auxiliary heater temperature sensors 50A (driver's seat side) and 50B (passenger seat side) for detecting the temperature of auxiliary heater 23.

Mit dem Ausgang des Wärmepumpen-Controllers 32 sind das externe Expansionsventil 6, das elektromagnetische Ventil 22 (zum Entfeuchten), das elektromagnetische Ventil 17 (zum Kühlen), das elektromagnetische Ventil 21 (zum Heizen), das interne Expansionsventil 8 und das Hilfsexpansionsventil 68 verbunden und werden durch den Wärmepumpen-Controller 32 gesteuert. Im Kompressor 2, in der Hilfsheizeinrichtung 23, in der Zirkulationspumpe 62 und in der Kältemittelerwärmungsheizeinrichtung 63 ist jeweils ein Controller untergebracht, wobei die Controller des Kompressors 2, der Hilfsheizeinrichtung 23, der Zirkulationspumpe 62 und der Kältemittelerwärmungsheizeinrichtung 63 über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 Daten mit dem Wärmepumpen-Controller 32 austauschen und durch den Wärmepumpen-Controller 32 gesteuert werden.With the output of the heat pump controller 32 are the external expansion valve 6th , the electromagnetic valve 22 (for dehumidifying), the electromagnetic valve 17 (for cooling), the electromagnetic valve 21 (for heating), the internal expansion valve 8th and the auxiliary expansion valve 68 are connected and controlled by the heat pump controller 32 controlled. In the compressor 2 , in the auxiliary heater 23, in the circulation pump 62 and in the refrigerant heating heater 63 are each housed a controller, the controllers of the compressor 2 , the auxiliary heater 23, the circulation pump 62 and the refrigerant heating heater 63 via the vehicle communication bus 65 with the heat pump controller 32 replace and through the heat pump controller 32 being controlled.

Die Zirkulationspumpe 62 und die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63, die die Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61 ausbilden, können auch durch den Batterie-Controller 73 gesteuert werden. Mit dem Batterie-Controller 73 sind die Ausgänge eines Wärmeträgertemperatursensor 76 zum Erfassen der Temperatur des Wärmeträgers auf der Einlassseite des Wärmeträgerströmungswegs 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 der Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61 (Wärmeträgertemperatur Tw) und eines Batterietemperatursensor 77 zum Erfassen der Temperatur der Batterie 55 (Temperatur der Batterie 55 selbst: Batterietemperatur Tcell) verbunden. Informationen zur Restladung (gespeicherten Strommenge) der Batterie 55 und zur Aufladung der Batterie 55 (Information, dass eine Aufladung im Gange ist, Information, dass die Aufladung abgeschlossen ist, verbleibende Aufladungsdauer usw.), die Wärmeträgertemperatur Tw, die Batterietemperatur Tcell, die Wärmeerzeugungsmenge der Batterie 55 (durch den Batterie-Controller 73 aus der Stromzufuhrmenge und dergleichen berechnet) und dergleichen werden vom Batterie-Controller 73 über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 an den Klimatisierungs-Controller 45 und den Fahrzeug-Controller 72 gesendet. Informationen zum Abschluss der Aufladung oder zur verbleibenden Aufladungsdauer beim Aufladen der Batterie 55 sind Informationen, die von dem externen Ladegerät wie etwa dem Schnellladegerät oder dergleichen zugeführt werden. Außerdem wird vom Fahrzeug-Controller 72 die Ausgangsleistung Mpower des zum Fahren dienenden Motors an den Wärmepumpen-Controller 32 und den Klimatisierungs-Controller 45 gesendet.The circulation pump 62 and the heat transfer medium heating heater 63 that constitute the appliance temperature regulating device 61 can also be controlled by the battery controller 73. With the battery controller 73, the outputs of a heat carrier temperature sensor 76 for detecting the temperature of the heat carrier on the inlet side of the heat carrier flow path 64A of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 of the device temperature regulating device 61 (heat carrier temperature Tw) and a battery temperature sensor 77 for detecting the temperature of the battery 55 ( Temperature of the battery 55 itself: battery temperature Tcell) connected. Information on the remaining charge (stored amount of electricity) of the battery 55 and the charging of the battery 55 (information that charging is in progress, information that charging is completed, remaining charging time, etc.), the heat carrier temperature Tw, the battery temperature Tcell, the amount of heat generation of the battery 55 (calculated by the battery controller 73 from the supply amount and the like) and the like are transmitted from the battery controller 73 to the air conditioning controller via the vehicle communication bus 65 45 and the vehicle controller 72 is sent. Information about the completion of charging or the remaining charging time when charging the battery 55 is information supplied from the external charger such as the quick charger or the like. In addition, the vehicle controller 72 transmits the output Mpower of the motor used for driving to the heat pump controller 32 and the climate controller 45 sent.

Der Wärmepumpen-Controller 32 und der Klimatisierungs-Controller 45 tauschen über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 Daten miteinander aus und steuern auf Grundlage der Ausgänge der verschiedenen Sensoren und der in den Klimaregelungsabschnitt 53 eingegebenen Einstellungen die verschiedenen Geräte, wobei die Ausgestaltung in diesem Ausführungsbeispiel derart ist, dass die Ausgänge des Außenlufttemperatursensors 33, des Außenluftfeuchtigkeitssensors 34, des Klimaanlagenansaugtemperatursensors 36, des Innenlufttemperatursensors 37, des Innenluftfeuchtigkeitssensors 38, des CO2-Konzentrationssensors 39, des Ausblasstemperatursensors 41, des Lichteinfallsensors 51, des Fahrgeschwindigkeitssensors 52, der Blasluftmenge Ga der Luft, die in den Luftkanal 3 und durch den Luftkanal 3 strömt (berechnet durch den Klimatisierungs-Controller 45), des durch die Luftmischungsklappe 28 bewirkten Blasluftanteils SW (berechnet durch den Klimatisierungs-Controller 45), der Spannung (BLV) des internen Gebläses 27, der Informationen von dem erwähnten Batterie-Controller 73, der Informationen von der GPS-Navigationsvorrichtung 74 und des Klimaregelungsabschnitts 53 vom Klimatisierungs-Controller 45 über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 an den Wärmepumpen-Controller 32 gesendet und für die Steuerung durch den Wärmepumpen-Controller 32 bereitgestellt werden.The heat pump controller 32 and the climate controller 45 exchange data with each other via the vehicle communication bus 65 and control the various devices based on the outputs of the various sensors and the settings input to the climate control section 53, the configuration in this embodiment being such that the outputs of the outside air temperature sensor 33, the outside air humidity sensor 34, the Air conditioner suction temperature sensor 36, the inside air temperature sensor 37, the inside air humidity sensor 38, the CO 2 concentration sensor 39, the blowout temperature sensor 41, the incident light sensor 51, the vehicle speed sensor 52, the blown air amount Ga of the air entering the air duct 3 and through the air duct 3 flows (calculated by the climate controller 45 ), of the Air mix flap 28 caused blown air proportion SW (calculated by the air conditioning controller 45 ), the voltage (BLV) of the internal fan 27, the information from the aforementioned battery controller 73, the information from the GPS navigation device 74, and the climate control section 53 from the air conditioning controller 45 via the vehicle communication bus 65 to the heat pump controller 32 sent and for control by the heat pump controller 32 to be provided.

Der Wärmepumpen-Controller 32 sendet außerdem Daten (Informationen) zur Steuerung des Kältemittelkreislaufs R über den Fahrzeugkommunikationsbus 65 an den Klimatisierungs-Controller 45. Der durch die Luftmischungsklappe 28 bewirkte Blasluftanteil SW wird durch den Klimatisierungs-Controller 45 innerhalb eines Bereichs von 0 ≤ SW ≤ 1 berechnet. Wenn SW = 1, so wird durch die Luftmischungsklappe 28 die gesamte durch die Wärmesenke 9 getretene Luft zum Wärmeableiter 4 und zur Hilfsheizeinrichtung 23 geblasen.The heat pump controller 32 also sends data (information) to control the refrigerant circuit R. via the vehicle communication bus 65 to the climate controller 45 . The blown air portion SW caused by the air mix flap 28 is controlled by the air conditioning controller 45 calculated within a range of 0 ≤ SW ≤ 1. If SW = 1, then the air mix door 28 causes all of the through the heat sink 9 air leaked to the heat sink 4th and blown to the auxiliary heater 23.

Es folgt die Beschreibung des Betriebs der Fahrzeugklimaanlage 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau anhand des folgenden Ausführungsbeispiels. Im Ausführungsbeispiel schaltet die Fahrzeugklimaanlage 11 (Klimatisierungs-Controller 45, Wärmepumpen-Controller 32) zwischen den Klimatisierungsbetriebsarten Heizmodus, Entfeuchtungsheizmodus, Entfeuchtungskühlmodus, Kühlmodus und Modus für Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung und den Batteriekühlungsbetriebsarten Modus für Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung und Batteriekühlungsmodus (allein) um.The following is the description of the operation of the vehicle air conditioner 1 having the structure described above based on the following embodiment. In the exemplary embodiment, the vehicle air conditioning system switches 11 (Climate controller 45 , Heat pump controller 32 ) between the air conditioning modes of heating mode, dehumidification heating mode, dehumidification cooling mode, cooling mode and mode for air conditioning (priority) + battery cooling and the battery cooling modes for mode for battery cooling (priority) + air conditioning and battery cooling mode (alone).

Die Klimatisierungsbetriebsarten Heizmodus, Entfeuchtungsheizmodus, Entfeuchtungskühlmodus, Kühlmodus und Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung werden im Ausführungsbeispiel ausgeführt, wenn die Batterie 55 nicht aufgeladen wird, die Zündung (IGN) eingeschaltet ist und ein Klimatisierungsschalter des Klimaregelungsabschnitts 53 eingeschaltet ist. Beim ferngesteuerten Betrieb (Vorklimatisierung usw.) werden sie auch bei ausgeschalteter Zündung ausgeführt. Auch während der Aufladung der Batterie 55 werden sie ausgeführt, wenn keine Batteriekühlungsanforderung vorliegt und der Klimatisierungsschalter eingeschaltet ist.The air conditioning modes of heating mode, dehumidification heating mode, dehumidification cooling mode and mode for air conditioning (priority) + battery cooling are carried out in the exemplary embodiment when the battery 55 is not charged, the ignition (IGN) is switched on and an air conditioning switch of the climate control section 53 is switched on. In remote-controlled operation (preconditioning, etc.), they are also carried out when the ignition is switched off. They are also carried out during the charging of the battery 55 if there is no battery cooling request and the air conditioning switch is switched on.

Die Batteriekühlungsbetriebsarten Modus zur Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung und Batteriekühlungsmodus (allein) dagegen werden ausgeführt, wenn beispielsweise ein Stecker an ein Schnellladegerät (externe Stromquelle) angeschlossen ist und die Batterie 55 aufgeladen wird. Allerdings wird der Batteriekühlungsmodus (allein) auch dann ausgeführt, wenn die Batterie 55 nicht aufgeladen wird, der Klimatisierungsschalter ausgeschaltet ist und eine Batteriekühlungsanforderung vorliegt (beim Fahren bei hoher Außenlufttemperatur usw.).On the other hand, the battery cooling modes for battery cooling (priority) + air conditioning and battery cooling mode (alone) are executed when, for example, a plug is connected to a quick charger (external power source) and the battery 55 is being charged. However, the battery cooling mode (alone) is executed even when the battery 55 is not being charged, the air conditioning switch is turned off, and there is a battery cooling request (when driving when the outside air temperature is high, etc.).

Wenn die Zündung eingeschaltet ist oder die Zündung ausgeschaltet ist, aber die Batterie 55 aufgeladen wird, betreibt der Wärmepumpen-Controller 32 in diesem Ausführungsbeispiel die Zirkulationspumpe 62 der Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61 und lässt, wie mit durchbrochenen Linien in den 3 bis 7 gezeigt, Wärmeträger in der Wärmeträgerleitung 66 zirkulieren. Der Wärmepumpen-Controller 32 des Ausführungsbeispiels führt auch einen Batterieerwärmungsmodus aus, in dem die Batterie 55 erwärmt wird, indem bewirkt wird, dass die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 der Gerätetemperaturregulierungsvorrichtung 61 Wärme erzeugt.When the ignition is on or the ignition is off but the battery 55 is charging, the heat pump controller operates 32 In this embodiment, the circulation pump 62 of the device temperature regulating device 61 and leaves, as with broken lines in the 3 until 7th shown, circulate heat transfer medium in the heat transfer line 66. The heat pump controller 32 of the embodiment also executes a battery heating mode in which the battery 55 is heated by causing the heat transfer medium heater 63 of the device temperature regulating device 61 to generate heat.

(1) Heizmodus(1) heating mode

Zunächst wird unter Bezugnahme auf 3 der Heizmodus beschrieben. Die Steuerung der einzelnen Geräte wird zusammenwirkend durch den Wärmepumpen-Controller 32 und den Klimatisierungs-Controller 45 ausgeführt, doch der Einfachheit halber erfolgt untenstehende Beschreibung mit dem Wärmepumpen-Controller 32 als Steuerungssubjekt. In 3 ist die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf R im Heizmodus gezeigt (durchgezogene Pfeile). Wenn durch den Wärmepumpen-Controller 32 (Automatikmodus) oder durch manuelle Klimatisierungseinstellbedienung mit dem Klimaregelungsabschnitt 53 des Klimatisierungs-Controllers 45 (manueller Modus) der Heizmodus ausgewählt wird, so öffnet der Wärmepumpen-Controller 32 das elektromagnetische Ventil 21 und schließt das elektromagnetische Ventil 17 und das elektromagnetische Ventil 22. So ergibt sich ein Zustand, in dem das externe Expansionsventil 6 geöffnet ist, das interne Expansionsventil 8 und das Hilfsexpansionsventil 68 vollständig geschlossen sind, der Kompressor 2 und die Gebläse 15, 27 betrieben werden und die Luftmischungsklappe 28 den Anteil der aus dem internen Gebläse 27 zum Wärmeableiter 4 und zur Hilfsheizeinrichtung 23 geblasenen Luft anpasst.First, referring to FIG 3 the heating mode is described. The individual devices are controlled by the heat pump controller 32 and the climate controller 45 executed, but for the sake of simplicity, the description below is made with the heat pump controller 32 as a control subject. In 3 is the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R. shown in heating mode (solid arrows). If by the heat pump controller 32 (Automatic mode) or by manual air conditioning setting operation with the air conditioning control section 53 of the air conditioning controller 45 (manual mode) the heating mode is selected, the heat pump controller opens 32 the electromagnetic valve 21 and closes the electromagnetic valve 17 and the electromagnetic valve 22. Thus, there is a state in which the external expansion valve 6th is open, the internal expansion valve 8th and the auxiliary expansion valve 68 are fully closed, the compressor 2 and the fans 15, 27 are operated and the air mix flap 28 the proportion of the from the internal fan 27 to the heat sink 4th and adjusts air blown to the auxiliary heater 23.

Dadurch strömt aus dem Kompressor 2 abgegebenes heißes gasförmiges Hochdruckkältemittel in den Wärmeableiter 4. Da die Luft im Luftkanal 3 zum Wärmeableiter 4 geblasen wird, erfährt die Luft im Luftkanal 3 einen Wärmeaustausch mit dem Kältemittel hoher Temperatur im Wärmeableiter 4 und wird erwärmt. Das Kältemittel im Wärmeableiter 4 hingegen verliert Wärme und wird abgekühlt, kondensiert und verflüssigt sich.This causes the compressor to flow 2 discharged hot gaseous high pressure refrigerant into the heat sink 4th . Because the air in the air duct 3 to the heat sink 4th is blown, the air experiences in the air duct 3 heat exchange with the high temperature refrigerant in the heat sink 4th and is heated. The refrigerant in the heat sink 4th however, it loses heat and is cooled, condensed and liquefied.

Das Kältemittel, das sich im Wärmeableiter 4 verflüssigt hat, tritt aus dem Wärmeableiter 4 aus und erreicht über die Kältemittelleitungen 13E, 13J das externe Expansionsventil 6. Das in das externe Expansionsventil 6 geströmte Kältemittel erfährt dort eine Druckreduzierung und strömt in den externen Wärmetauscher 7. Das in den externen Wärmetauscher 7 geströmte Kältemittel verdampft und nimmt aus durch das Fahren oder durch das externe Gebläse 15 herangeblasener Außenluft Wärme auf (Wärmeabsorption). Das bedeutet, dass der Kältemittelkreislauf R eine Wärmepumpe bildet. Das abgekühlte Kältemittel strömt aus dem externen Wärmetauscher 7 über die Kältemittelleitung 13A und die Kältemittelleitung 13D sowie das elektromagnetische Ventil 21 zur Kältemittelleitung 13C und ferner durch die Kältemittelleitung 13C in den Akkumulator 12, wo eine Gas-Flüssigkeit-Abscheidung erfolgt, woraufhin das gasförmige Kältemittel aus der Kältemittelleitung 13K in den Kompressor 2 gesaugt wird; diese Zirkulation wiederholt sich. Die am Wärmeableiter 4 erwärmte Luft wird durch die Ausblasöffnung 29 ausgeblasen, wodurch die Fahrgastzelle beheizt wird.The refrigerant that is in the heat sink 4th has liquefied, comes out of the heat sink 4th and reaches the external expansion valve via the refrigerant lines 13E, 13J 6th . That in the external Expansion valve 6th Flowing refrigerant experiences a pressure reduction there and flows into the external heat exchanger 7th . That in the external heat exchanger 7th Flowing refrigerant evaporates and absorbs heat from outside air blown in by driving or by the external fan 15 (heat absorption). That means that the refrigerant circuit R. forms a heat pump. The cooled refrigerant flows out of the external heat exchanger 7th Via the refrigerant line 13A and the refrigerant line 13D and the electromagnetic valve 21 to the refrigerant line 13C and further through the refrigerant line 13C into the accumulator 12, where a gas-liquid separation takes place, whereupon the gaseous refrigerant from the refrigerant line 13K into the compressor 2 is sucked; this circulation repeats itself. The one on the heat sink 4th heated air is blown out through the exhaust port 29, whereby the passenger compartment is heated.

Der Wärmepumpen-Controller 32 berechnet aus der nachstehend beschriebenen Heizeinrichtungssolltemperatur TCO (Solltemperatur der nachstehend beschriebenen Heizeinrichtungstemperatur Thp), die aus der Ausblassolltemperatur TAO berechnet wird, die die Solltemperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft ist (Temperatursollwert der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft), den Wärmeableitersolldruck PCO und steuert auf Grundlage des Wärmeableitersolldrucks PCO und des vom Wärmeableiterdrucksensor 47 ausgegebenen Wärmeableiterdrucks Pci (Hochdruck des Kältemittelkreislaufs R) die Drehzahl NC des Kompressors 2, auf Grundlage der vom Wärmeableiterauslasstemperatursensor 44 erfassten Kältemittelausgabetemperatur Tci des Wärmeableiters 4 und des vom Wärmeableiterdrucksensor 47 erfassten Wärmeableiterdrucks Pci den Öffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 sowie das Überkühlungsmaß des Kältemittels am Auslass des Wärmeableiters 4.The heat pump controller 32 calculated from the heater target temperature TCO described below (target temperature of the heater temperature Thp described below), which is calculated from the exhaust target temperature TAO, which is the target temperature of the air blown into the passenger compartment (temperature target value of the air blown into the passenger compartment), the heat sink target pressure PCO and controls Based on the heat sink target pressure PCO and the heat sink pressure Pci (high pressure of the refrigerant circuit R. ) the speed NC of the compressor 2 , based on the heat sink refrigerant discharge temperature Tci detected by the heat sink outlet temperature sensor 44 4th and the heat sink pressure Pci detected by the heat sink pressure sensor 47, the degree of opening of the external expansion valve 6th and the degree of overcooling of the refrigerant at the outlet of the heat sink 4th .

Der Wärmeableiterdruck Pci ist ein Index, anhand dessen sich die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft erfassen lässt, doch es kann auch die durch den Ausblastemperatursensor 41 erfasste Ausblastemperatur in die Fahrgastzelle als Index verwendet werden.The heat sink pressure Pci is an index by which the temperature of the air blown into the passenger compartment can be detected, but the blown temperature into the passenger compartment detected by the discharge temperature sensor 41 can also be used as an index.

Wenn die durch den Wärmeableiter 4 bewirkte Heizleistung (Erwärmungsleistung) in Bezug auf die erforderliche Heizleistung unzureichend ist, gleicht der Wärmepumpen-Controller 32 diesen Mangel durch Wärmeerzeugung mittels der Hilfsheizeinrichtung 23 aus. So kann auch bei niedriger Außenlufttemperatur oder dergleichen die Fahrgastzelle problemlos geheizt werden.If the through the heat sink 4th the heating output (heating output) is insufficient in relation to the required heating output, the heat pump controller is the same 32 this deficiency is eliminated by generating heat by means of the auxiliary heating device 23. In this way, the passenger compartment can be heated without any problems even when the outside air temperature or the like is low.

(2) Entfeuchtungsheizmodus(2) Dehumidification heating mode

Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 der Entfeuchtungsheizmodus beschrieben. In 4 ist die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf R im Entfeuchtungsheizmodus gezeigt (durchgezogene Pfeile). Im Entfeuchtungsheizmodus öffnet der Wärmepumpen-Controller 32 das elektromagnetische Ventil 21 und das elektromagnetische Ventil 22 und schließt das elektromagnetische Ventil 17. Außerdem öffnet er das externe Expansionsventil 6 und das interne Expansionsventil 8 und schließt das Hilfsexpansionsventil 68 vollständig. Dann werden der Kompressor 2 und die Gebläse 15, 27 betrieben und die Luftmischungsklappe 28 passt den Anteil der aus dem internen Gebläse 27 zum Wärmeableiter 4 und zur Hilfsheizeinrichtung 23 geblasenen Luft an.Next, referring to FIG 4th the dehumidification heating mode is described. In 4th is the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R. shown in dehumidification heating mode (solid arrows). The heat pump controller opens in the dehumidification heating mode 32 the electromagnetic valve 21 and the electromagnetic valve 22 and closes the electromagnetic valve 17. It also opens the external expansion valve 6th and the internal expansion valve 8th and the auxiliary expansion valve 68 closes completely. Then the compressor 2 and the fans 15, 27 are operated and the air mix door 28 adjusts the proportion of the from the internal fan 27 to the heat sink 4th and air blown to the auxiliary heater 23.

Dadurch strömt aus dem Kompressor 2 abgegebenes heißes gasförmiges Hochdruckkältemittel in den Wärmeableiter 4. Da die Luft im Luftkanal 3 zum Wärmeableiter 4 geblasen wird, erfährt die Luft im Luftkanal 3 einen Wärmeaustausch mit dem Kältemittel hoher Temperatur im Wärmeableiter 4 und wird erwärmt. Das Kältemittel im Wärmeableiter 4 hingegen verliert Wärme und wird abgekühlt, kondensiert und verflüssigt sich.This causes the compressor to flow 2 discharged hot gaseous high pressure refrigerant into the heat sink 4th . Because the air in the air duct 3 to the heat sink 4th is blown, the air experiences in the air duct 3 heat exchange with the high temperature refrigerant in the heat sink 4th and is heated. The refrigerant in the heat sink 4th however, it loses heat and is cooled, condensed and liquefied.

Das Kältemittel, das sich im Wärmeableiter 4 verflüssigt hat, tritt aus dem Wärmeableiter 4 aus, und ein Teil davon strömt über die Kältemittelleitung 13E in die Kältemittelleitung 13J und erreicht das externe Expansionsventil 6. Das in das externe Expansionsventil 6 geströmte Kältemittel erfährt dort eine Druckreduzierung und strömt in den externen Wärmetauscher 7. Das in den externen Wärmetauscher 7 geströmte Kältemittel verdampft und nimmt aus durch das Fahren oder durch das externe Gebläse 15 herangeblasener Außenluft Wärme auf (Wärmeabsorption). Das abgekühlte Kältemittel strömt aus dem externen Wärmetauscher 7 über die Kältemittelleitung 13A und die Kältemittelleitung 13D sowie das elektromagnetische Ventil 21 zur Kältemittelleitung 13C und durch die Kältemittelleitung 13C in den Akkumulator 12, wo eine Gas-Flüssigkeit-Abscheidung erfolgt, woraufhin das gasförmige Kältemittel aus der Kältemittelleitung 13K in den Kompressor 2 gesaugt wird; diese Zirkulation wiederholt sich.The refrigerant that is in the heat sink 4th has liquefied, comes out of the heat sink 4th and a part of it flows into the refrigerant line 13J via the refrigerant line 13E and reaches the external expansion valve 6th . That into the external expansion valve 6th Flowing refrigerant experiences a pressure reduction there and flows into the external heat exchanger 7th . That in the external heat exchanger 7th Flowing refrigerant evaporates and absorbs heat from outside air blown in by driving or by the external fan 15 (heat absorption). The cooled refrigerant flows out of the external heat exchanger 7th Via the refrigerant line 13A and the refrigerant line 13D and the electromagnetic valve 21 to the refrigerant line 13C and through the refrigerant line 13C into the accumulator 12, where a gas-liquid separation takes place, whereupon the gaseous refrigerant from the refrigerant line 13K into the compressor 2 is sucked; this circulation repeats itself.

Das übrige kondensierte Kältemittel, das über den Wärmeableiter 4 in die Kältemittelleitung 13E strömt, wird abgezweigt, und das abgezweigte Kältemittel strömt in die Kältemittelleitung 13F und gelangt dann über das elektromagnetische Ventil 22 zur Kältemittelleitung 13B. Dann erreicht das Kältemittel das interne Expansionsventil 8, erfährt in dem internen Expansionsventil 8 eine Druckminderung und strömt dann in die Wärmesenke 9 und verdampft. Dabei wird durch die Wärmeabsorptionswirkung des Kältemittels in der Wärmesenke 9 der Wasseranteil in der aus dem internen Gebläse 27 geblasenen Luft an der Wärmesenke 9 kondensiert und haftet daran an, wodurch die Luft gekühlt und entfeuchtet wird.The rest of the condensed refrigerant that has passed through the heat sink 4th flows into the refrigerant line 13E is branched, and the branched refrigerant flows into the refrigerant line 13F and then arrives at the refrigerant line 13B via the electromagnetic valve 22. Then the refrigerant reaches the internal expansion valve 8th , learns in the internal expansion valve 8th a pressure reduction and then flows into the heat sink 9 and evaporates. The heat absorption effect of the Refrigerant in the heat sink 9 the proportion of water in the air blown from the internal fan 27 at the heat sink 9 condenses and adheres to it, thereby cooling and dehumidifying the air.

Das in der Wärmesenke 9 verdampfte Kältemittel tritt in die Kältemittelleitung 13C und wird mit dem Kältemittel aus der Kältemittelleitung 13D (Kältemittel vom externen Wärmetauscher 7) vereint, woraufhin es über den Akkumulator 12 aus der Kältemittelleitung 13K von dem Kompressor 2 angesaugt wird und sich der Kreislauf wiederholt. Die in der Wärmesenke 9 entfeuchtete Luft wird auf ihrem Weg durch den Wärmeableiter 4 und die Hilfsheizeinrichtung 23 (im Falle einer Wärmeerzeugung derselben) erneut erwärmt, wodurch eine Entfeuchtungsheizung der Fahrgastzelle erfolgt.That in the heat sink 9 Evaporated refrigerant enters the refrigerant line 13C and is mixed with the refrigerant from the refrigerant line 13D (refrigerant from the external heat exchanger 7th ) united, whereupon it via the accumulator 12 from the refrigerant line 13K of the compressor 2 is sucked in and the cycle is repeated. The ones in the heat sink 9 dehumidified air is on its way through the heat sink 4th and the auxiliary heater 23 is reheated (in the case of heat generation thereof), thereby dehumidifying the passenger compartment.

Der Wärmepumpen-Controller 32 steuert in diesem Ausführungsbeispiel auf Grundlage des aus der Heizeinrichtungssolltemperatur TCO berechneten Wärmeableitersolldrucks PCO und des vom Wärmeableiterdrucksensor 47 erfassten Wärmeableiterdrucks Pci (Hochdruck des Kältemittelkreislaufs R) die Drehzahl NC des Kompressors 2. Außerdem steuert er den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 und des internen Expansionsventils 8 auf Grundlage der Wärmesenkentemperatur Te, wobei die Steuerung des externen Expansionsventils 6 und des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus an späterer Stelle ausführlich beschrieben wird.The heat pump controller 32 controls in this exemplary embodiment on the basis of the heat sink set pressure PCO calculated from the heater set temperature TCO and the heat sink pressure Pci (high pressure of the refrigerant circuit) detected by the heat sink pressure sensor 47 R. ) the speed NC of the compressor 2 . It also controls the valve opening degree of the external expansion valve 6th and the internal expansion valve 8th based on the heat sink temperature Te, with the control of the external expansion valve 6th and the internal expansion valve 8th in the dehumidifying heating mode will be described in detail later.

Wenn die durch den Wärmeableiter 4 bewirkte Heizleistung (Erwärmungsleistung) in Bezug auf die erforderliche Heizleistung unzureichend ist, gleicht der Wärmepumpen-Controller 32 diesen Mangel auch in diesem Entfeuchtungsheizmodus durch Wärmeerzeugung mittels der Hilfsheizeinrichtung 23 aus. So kann auch bei niedriger Außenlufttemperatur oder dergleichen die Fahrgastzelle problemlos entfeuchtend geheizt werden.If the through the heat sink 4th the heating output (heating output) is insufficient in relation to the required heating output, the heat pump controller is the same 32 this deficiency is eliminated in this dehumidification heating mode by generating heat by means of the auxiliary heating device 23. In this way, the passenger compartment can be heated with dehumidification without any problems even when the outside air temperature or the like is low.

(3) Entfeuchtungskühlmodus(3) Dehumidification cooling mode

Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 der Entfeuchtungskühlmodus beschrieben. In 5 ist die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf R im Entfeuchtungskühlmodus gezeigt (durchgezogene Pfeile). Im Entfeuchtungskühlmodus öffnet der Wärmepumpen-Controller 32 das elektromagnetische Ventil 17 und schließt das elektromagnetische Ventil 21 und das elektromagnetische Ventil 22. Außerdem öffnet er das externe Expansionsventil 6 und das interne Expansionsventil 8 und schließt das Hilfsexpansionsventil 68 vollständig. Dann werden der Kompressor 2 und die Gebläse 15, 27 betrieben und die Luftmischungsklappe 28 passt den Anteil der aus dem internen Gebläse 27 zum Wärmeableiter 4 und zur Hilfsheizeinrichtung 23 geblasenen Luft an.Next, referring to FIG 5 the dehumidification cooling mode is described. In 5 is the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R. shown in dehumidification cooling mode (solid arrows). The heat pump controller opens in dehumidification cooling mode 32 the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21 and the electromagnetic valve 22. It also opens the external expansion valve 6th and the internal expansion valve 8th and the auxiliary expansion valve 68 closes completely. Then the compressor 2 and the fans 15, 27 are operated and the air mix door 28 adjusts the proportion of the from the internal fan 27 to the heat sink 4th and air blown to the auxiliary heater 23.

Dadurch strömt aus dem Kompressor 2 abgegebenes heißes gasförmiges Hochdruckkältemittel in den Wärmeableiter 4. Da die Luft im Luftkanal 3 zum Wärmeableiter 4 geblasen wird, erfährt die Luft im Luftkanal 3 einen Wärmeaustausch mit dem Kältemittel hoher Temperatur im Wärmeableiter 4 und wird erwärmt. Das Kältemittel im Wärmeableiter 4 hingegen verliert Wärme und wird abgekühlt, kondensiert und verflüssigt sich.This causes the compressor to flow 2 discharged hot gaseous high pressure refrigerant into the heat sink 4th . Because the air in the air duct 3 to the heat sink 4th is blown, the air experiences in the air duct 3 heat exchange with the high temperature refrigerant in the heat sink 4th and is heated. The refrigerant in the heat sink 4th however, it loses heat and is cooled, condensed and liquefied.

Das aus dem Wärmeableiter 4 getretene Kältemittel erreicht über die Kältemittelleitungen 13E, 13J das externe Expansionsventil 6 und strömt über das im Verhältnis zum Heizmodus und zum Entfeuchtungsheizmodus etwas weiter öffnend (einen größeren Öffnungsbereich aufweisend) gesteuerte externe Expansionsventil 6 in den externen Wärmetauscher 7. Das in den externen Wärmetauscher 7 geströmte Kältemittel wird dort mit durch das Fahren oder durch das externe Gebläse 15 herangeblasener Außenluft gekühlt und kondensiert. Das aus dem externen Wärmetauscher 7 getretene Kältemittel gelangt über die Kältemittelleitung 13A in die Kältemittelleitung 13B und gelangt der Reihe nach über das elektromagnetische Ventil 17 und das Rückschlagventil 18 zum internen Expansionsventil 8. Im internen Expansionsventil 8 erfährt das Kältemittel eine Druckminderung und strömt dann in die Wärmesenke 9 und verdampft. Durch die Wärmeabsorptionswirkung des Kältemittels kondensiert der Wasseranteil in der aus dem internen Gebläse 27 geblasenen Luft an der Wärmesenke 9 und haftet daran an, wodurch die Luft gekühlt und entfeuchtet wird.That from the heat sink 4th Any refrigerant that has entered reaches the external expansion valve via the refrigerant lines 13E, 13J 6th and flows via the external expansion valve, which is controlled somewhat wider opening (having a larger opening area) in relation to the heating mode and the dehumidifying heating mode 6th in the external heat exchanger 7th . That in the external heat exchanger 7th Flowing refrigerant is cooled and condensed there with outside air blown in by driving or by the external fan 15. That from the external heat exchanger 7th The refrigerant that has leaked enters the refrigerant line 13B via the refrigerant line 13A and passes in sequence via the electromagnetic valve 17 and the check valve 18 to the internal expansion valve 8th . In the internal expansion valve 8th the refrigerant experiences a pressure reduction and then flows into the heat sink 9 and evaporates. Due to the heat absorption effect of the refrigerant, the water content in the air blown from the internal fan 27 condenses on the heat sink 9 and adheres to it, thereby cooling and dehumidifying the air.

Das an der Wärmesenke 9 verdampfte Kältemittel gelangt über die Kältemittelleitung 13C zum Akkumulator 12 und wird von dort aus der Kältemittelleitung 13K durch den Kompressor 2 angesaugt; diese Zirkulation wiederholt sich. Die in der Wärmesenke 9 gekühlte und entfeuchtete Luft wird auf ihrem Weg durch den Wärmeableiter 4 und die Hilfsheizeinrichtung 23 (im Falle einer Wärmeerzeugung derselben) erneut erwärmt (wobei die Erwärmungsleistung niedriger als beim Entfeuchtungsheizen ist), wodurch eine Entfeuchtungskühlung der Fahrgastzelle erfolgtThat at the heat sink 9 Evaporated refrigerant reaches the accumulator 12 via the refrigerant line 13C and from there is transferred to the refrigerant line 13K by the compressor 2 sucked in; this circulation repeats itself. The ones in the heat sink 9 Cooled and dehumidified air is on its way through the heat sink 4th and the auxiliary heater 23 is re-heated (in the case of heat generation thereof) (the heating power being lower than that of the dehumidifying heating), thereby performing dehumidification cooling of the passenger compartment

Der Wärmepumpen-Controller 32 steuert auf Grundlage der vom Wärmesenkentemperatursensor 48 erfassten Temperatur der Wärmesenke 9 (Wärmesenkentemperatur Te) und der Wärmesenkensolltemperatur TEO, die die Solltemperatur der Wärmesenke 9 (Sollwert der Wärmesenkentemperatur Te) ist, die Drehzahl NC des Kompressors 2 derart, dass die Wärmesenkentemperatur Te die Wärmesenkensolltemperatur TEO erreicht, und steuert auf Grundlage des vom Wärmeableiterdrucksensor 47 ausgegebenen Wärmeableiterdrucks Pci (Hochdruck des Kältemittelkreislaufs R) und des Wärmeableitersolldrucks PCO (Sollwert des Wärmeableiterdrucks Pci) den Öffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 derart, dass der Wärmeableiterdruck Pci den Wärmeableitersolldruck PCO erreicht, und erzielt so das erforderliche Wiedererwärmungsmaß (Wiedererwärmungsmenge) durch den Wärmeableiter 4.The heat pump controller 32 controls the temperature of the heat sink based on the temperature of the heat sink sensed by the heat sink temperature sensor 48 9 (Heat sink temperature Te) and the heat sink target temperature TEO, which is the target temperature of the heat sink 9 (Target value of the heat sink temperature Te) is the speed NC of the compressor 2 so that the heat sink temperature Te reaches the heat sink target temperature TEO, and controls based on the heat sink pressure Pci (high pressure des Refrigerant circuit R. ) and the heat sink setpoint pressure PCO (setpoint of the heat sink pressure Pci) the degree of opening of the external expansion valve 6th such that the heat sink pressure Pci reaches the heat sink target pressure PCO, thus achieving the required amount of reheating (amount of reheating) by the heat sink 4th .

Wenn die durch den Wärmeableiter 4 bewirkte Heizleistung (Wiedererwärmungsleistung) in Bezug auf die erforderliche Heizleistung unzureichend ist, gleicht der Wärmepumpen-Controller 32 diesen Mangel auch in diesem Entfeuchtungskühlmodus durch Wärmeerzeugung mittels der Hilfsheizeinrichtung 23 aus. Dadurch ist eine entfeuchtende Kühlung möglich, ohne die Temperatur der Fahrgastzelle zu weit abzusenken.If the through the heat sink 4th the heating output (reheating output) is insufficient in relation to the required heating output, the heat pump controller is the same 32 this deficiency is also eliminated in this dehumidification cooling mode by generating heat by means of the auxiliary heating device 23. This enables dehumidifying cooling without lowering the temperature of the passenger compartment too far.

(4) Kühlmodus(4) cooling mode

Als Nächstes wird der Kühlmodus beschrieben. Die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf R im Kühlmodus ist die gleiche wie die 5 gezeigte. So öffnet der Wärmepumpen-Controller 32 im Kühlmodus das elektromagnetische Ventil 17 und schließt das elektromagnetische Ventil 21 und das elektromagnetische Ventil 22. Außerdem öffnet er das externe Expansionsventil 6 vollständig, öffnet das interne Expansionsventil 8 und schließt das Hilfsexpansionsventil 68 vollständig. Dann werden der Kompressor 2 und die Gebläse 15, 27 betrieben und die Luftmischungsklappe 28 passt den Anteil der aus dem internen Gebläse 27 zum Wärmeableiter 4 und zur Hilfsheizeinrichtung 23 geblasenen Luft an. Die Hilfsheizeinrichtung 23 wird dabei nicht stromführend gemacht.Next, the cooling mode will be described. The flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R. in cooling mode is the same as that 5 shown. This is how the heat pump controller opens 32 in the cooling mode, the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21 and the electromagnetic valve 22. It also opens the external expansion valve 6th completely, the internal expansion valve opens 8th and the auxiliary expansion valve 68 closes completely. Then the compressor 2 and the fans 15, 27 are operated and the air mix door 28 adjusts the proportion of the from the internal fan 27 to the heat sink 4th and air blown to the auxiliary heater 23. The auxiliary heating device 23 is not made live.

Dadurch strömt aus dem Kompressor 2 abgegebenes heißes gasförmiges Hochdruckkältemittel in den Wärmeableiter 4. Zwar bläst Luft im Luftkanal 3 zum Wärmeableiter 4, doch da ihr Anteil gering ist (ausschließlich zur Wiedererwärmung während des Kühlens), passiert sie ihn im Wesentlichen nur, und das aus dem Wärmeableiter 4 getretene Kältemittel erreicht über die Kältemittelleitung 13E die Kältemittelleitung 13J. Das Kältemittel tritt durch das vollständig geöffnete externe Expansionsventil 6 und strömt weiter in den externen Wärmetauscher 7 und wird dort mit durch das Fahren oder durch das externe Gebläse 15 herangeblasener Außenluft gekühlt, kondensiert und verflüssigt.This causes the compressor to flow 2 discharged hot gaseous high pressure refrigerant into the heat sink 4th . It is true that air blows in the air duct 3 to the heat sink 4th , but since its share is small (exclusively for reheating during cooling), it essentially only passes through it, and that from the heat sink 4th Any refrigerant that has passed reaches the refrigerant line 13J via the refrigerant line 13E. The refrigerant passes through the fully open external expansion valve 6th and continues to flow into the external heat exchanger 7th and is cooled, condensed and liquefied there with outside air blown in by driving or by the external fan 15.

Das aus dem externen Wärmetauscher 7 getretene Kältemittel gelangt über die Kältemittelleitung 13A in die Kältemittelleitung 13B und gelangt der Reihe nach über das elektromagnetische Ventil 17 und das Rückschlagventil 18 zum internen Expansionsventil 8. Im internen Expansionsventil 8 erfährt das Kältemittel eine Druckminderung und strömt dann in die Wärmesenke 9 und verdampft. Durch die Wärmeabsorptionswirkung des Kältemittels wird die aus dem internen Gebläse 27 geblasenen Luft, die einen Wärmeaustausch mit der Wärmesenke 9 erfährt, gekühlt.That from the external heat exchanger 7th The refrigerant that has leaked enters the refrigerant line 13B via the refrigerant line 13A and passes in sequence via the electromagnetic valve 17 and the check valve 18 to the internal expansion valve 8th . In the internal expansion valve 8th the refrigerant experiences a pressure reduction and then flows into the heat sink 9 and evaporates. Due to the heat absorbing effect of the refrigerant, the air blown from the internal fan 27 becomes capable of exchanging heat with the heat sink 9 experiences, chilled.

Das an der Wärmesenke 9 verdampfte Kältemittel gelangt über die Kältemittelleitung 13C zum Akkumulator 12 und wird von dort über die Kältemittelleitung 13K durch den Kompressor 2 angesaugt; diese Zirkulation wiederholt sich. Die in der Wärmesenke 9 gekühlte Luft wird aus der Ausblasöffnung 29 in die Fahrgastzelle geblasen, wodurch die Fahrgastzelle gekühlt wird. Im Kühlmodus steuert der Wärmepumpen-Controller 32 auf Grundlage der vom Wärmesenkentemperatursensor 48 ausgegebenen Temperatur der Wärmesenke 9 (Wärmesenkentemperatur Te) die Drehzahl NC des Kompressors 2.That at the heat sink 9 Evaporated refrigerant reaches the accumulator 12 via the refrigerant line 13C and is from there via the refrigerant line 13K through the compressor 2 sucked in; this circulation repeats itself. The ones in the heat sink 9 cooled air is blown into the passenger compartment from the exhaust port 29, thereby cooling the passenger compartment. The heat pump controller controls in cooling mode 32 based on the temperature of the heat sink output from the heat sink temperature sensor 48 9 (Heat sink temperature Te) the speed NC of the compressor 2 .

(5) Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung(5) Air conditioning mode (priority) + battery cooling

Als Nächstes wird nun unter Bezugnahme auf 6 der Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung beschrieben. In 6 ist die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf R im Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung gezeigt (durchgezogene Pfeile). Im Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung öffnet der Wärmepumpen-Controller 32 das elektromagnetische Ventil 17 und schließt das elektromagnetische Ventil 21 und das elektromagnetische Ventil 22. Außerdem öffnet er das externe Expansionsventil vollständig und öffnet das interne Expansionsventil 8 und das Hilfsexpansionsventil 68.Referring now to FIG 6th the mode for air conditioning (priority) + battery cooling is described. In 6th is the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R. shown in air conditioning (priority) + battery cooling mode (solid arrows). In the air conditioning (priority) + battery cooling mode, the heat pump controller opens 32 the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21 and the electromagnetic valve 22. In addition, it fully opens the external expansion valve and opens the internal expansion valve 8th and the auxiliary expansion valve 68.

Dann werden der Kompressor 2 und die Gebläse 15, 27 betrieben und die Luftmischungsklappe 28 passt den Anteil der aus dem internen Gebläse 27 zum Wärmeableiter 4 und zur Hilfsheizeinrichtung 23 geblasenen Luft an. In diesem Betriebsmodus wird die Hilfsheizeinrichtung 23 nicht stromführend gemacht. Auch die Wärmeträgererwärmungseinrichtung 63 wird dabei nicht stromführend gemacht.Then the compressor 2 and the fans 15, 27 are operated and the air mix door 28 adjusts the proportion of the from the internal fan 27 to the heat sink 4th and air blown to the auxiliary heater 23. In this operating mode, the auxiliary heating device 23 is not made live. The heat carrier heating device 63 is also not made live.

Dadurch strömt aus dem Kompressor 2 abgegebenes heißes gasförmiges Hochdruckkältemittel in den Wärmeableiter 4. Zwar bläst Luft im Luftkanal 3 zum Wärmeableiter 4, doch da ihr Anteil gering ist (ausschließlich zur Wiedererwärmung während des Kühlens), passiert sie ihn im Wesentlichen nur, und das aus dem Wärmeableiter 4 getretene Kältemittel gelangt über die Kältemittelleitung 13E in die Kältemittelleitung 13J. Da das externe Expansionsventil 6 vollständig geöffnet ist, strömt das Kältemittel in den externen Wärmetauscher 7 und wird dort mit durch das Fahren oder durch das externe Gebläse 15 herangeblasener Außenluft gekühlt, kondensiert und verflüssigt.This causes the compressor to flow 2 discharged hot gaseous high pressure refrigerant into the heat sink 4th . It is true that air blows in the air duct 3 to the heat sink 4th , but since its share is small (exclusively for reheating during cooling), it essentially only passes through it, and that from the heat sink 4th Any refrigerant that has entered reaches the refrigerant line 13J via the refrigerant line 13E. As the external expansion valve 6th is fully open, the refrigerant flows into the external heat exchanger 7th and is cooled, condensed and liquefied there with outside air blown in by driving or by the external fan 15.

Das aus dem externen Wärmetauscher 7 getretene Kältemittel gelangt über die Kältemittelleitung 13A in die Kältemittelleitung 13B und verzweigt sich nach dem Durchströmen des elektromagnetischen Ventils 17 und des Rückschlagventils 18, wobei ein Teil durch die Kältemittelleitung 13B zum internen Expansionsventil 8 gelangt. Das in das interne Expansionsventil 8 geströmte Kältemittel erfährt dort eine Druckreduzierung und strömt dann in die Wärmesenke 9 und verdampft. Durch die Wärmeabsorptionswirkung des Kältemittels wird die aus dem internen Gebläse 27 geblasenen Luft, die einen Wärmeaustausch mit der Wärmesenke 9 erfährt, gekühlt.That from the external heat exchanger 7th Any refrigerant that has entered reaches the refrigerant line 13B via the refrigerant line 13A and branches after flowing through the electromagnetic valve 17 and the check valve 18, part of which through the refrigerant line 13B to the internal expansion valve 8th got. That in the internal expansion valve 8th Flowing refrigerant experiences a pressure reduction there and then flows into the heat sink 9 and evaporates. Due to the heat absorbing effect of the refrigerant, the air blown from the internal fan 27 becomes capable of exchanging heat with the heat sink 9 experiences, chilled.

Das an der Wärmesenke 9 verdampfte Kältemittel erreicht über die Kältemittelleitung 13C den Akkumulator 12 und wird von dort über die Kältemittelleitung 13K durch den Kompressor 2 angesaugt; diese Zirkulation wiederholt sich. Die in der Wärmesenke 9 gekühlte Luft wird aus der Ausblasöffnung 29 in die Fahrgastzelle geblasen, wodurch die Fahrgastzelle gekühlt wird.That at the heat sink 9 The evaporated refrigerant reaches the accumulator 12 via the refrigerant line 13C and is from there via the refrigerant line 13K through the compressor 2 sucked in; this circulation repeats itself. The ones in the heat sink 9 cooled air is blown into the passenger compartment from the exhaust port 29, thereby cooling the passenger compartment.

Das übrige durch das Rückschlagventil 18 getretene Kältemittel verzweigt sich, strömt in eine Verzweigungsleitung 67 und erreicht das Hilfsexpansionsventil 68. Nachdem das Kältemittel dort eine Druckreduzierung erfahren hat, strömt es in den Kältemittelströmungsweg 64B des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 und verdampft dort. Dabei wird eine Wärmeabsorptionswirkung erzielt. Das im Kältemittelströmungsweg 64B verdampfte Kältemittel wiederholt die Zirkulation, bei der es der Reihe nach durch die Kältemittelleitung 71, die Kältemittelleitung 13C und den Akkumulator 12 strömt und aus der Kältemittelleitung 13K durch den Kompressor 2 angesaugt wird (gezeigt durch die durchgezogenen Pfeile in 6).The remaining refrigerant that has passed through the check valve 18 branches off, flows into a branch line 67 and reaches the auxiliary expansion valve 68. After the refrigerant has undergone a pressure reduction there, it flows into the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 and evaporates there. A heat absorption effect is thereby achieved. The refrigerant evaporated in the refrigerant flow path 64B repeats the circulation in which it flows sequentially through the refrigerant pipe 71, the refrigerant pipe 13C and the accumulator 12, and out of the refrigerant pipe 13K through the compressor 2 sucked in (shown by the solid arrows in 6th ).

Da die Zirkulationspumpe 62 betrieben wird, durchströmt der durch die Zirkulationspumpe 62 abgegebene Wärmeträger die Kältemittelerwärmungsheizeinrichtung 64 und gelangt durch die Wärmeträgerleitung 66 zum Wärmeträgerströmungsweg 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64, wo er einen Wärmeaustausch mit dem im Kältemittelströmungsweg 64B verdampften Kältemittel erfährt, sodass Wärme daraus absorbiert wird und der Wärmeträger gekühlt wird. Der aus dem Wärmeträgerströmungsweg 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 getretene Wärmeträger gelangt zur Batterie 55, wo er einen Wärmeaustausch mit der Batterie 55 erfährt. Dadurch wird die Batterie 55 gekühlt, und nach dem Kühlen der Batterie 55 wird der Wärmeträger durch die Zirkulationspumpe 62 angesaugt; diese Zirkulation wiederholt sich (in 6 durch die durchbrochenen Pfeile gezeigt).Since the circulation pump 62 is operated, the heat transfer medium emitted by the circulation pump 62 flows through the refrigerant heating device 64 and arrives through the heat transfer line 66 to the heat transfer medium flow path 64A of the refrigerant-heat transfer medium heat exchanger 64, where it undergoes a heat exchange with the refrigerant evaporated in the refrigerant flow path 64B, so that heat from it is absorbed and the heat transfer medium is cooled. The heat carrier that has emerged from the heat carrier flow path 64A of the refrigerant / heat carrier heat exchanger 64 reaches the battery 55, where it undergoes heat exchange with the battery 55. As a result, the battery 55 is cooled, and after the battery 55 has been cooled, the heat carrier is sucked in by the circulation pump 62; this circulation repeats itself (in 6th shown by the broken arrows).

Im Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung behält der Wärmepumpen-Controller 32 den geöffneten Zustand des internen Expansionsventils 8 bei und steuert auf Grundlage der vom Wärmesenkentemperatursensor 48 ausgegebenen Temperatur der Wärmesenke 9 (Wärmesenkentemperatur Te) die Drehzahl NC des Kompressors 2. Im Ausführungsbeispiel wird auf Grundlage der durch den Wärmeträgertemperatursensor 76 erfassten Temperatur des Wärmeträgers (Wärmeträgertemperatur Tw: vom Batterie-Controller 73 gesendet) das Hilfsexpansionsventil 68 öffnend und schließend gesteuert. Dabei wird die Wärmeträgertemperatur Tw als Index zum Anzeigen der Temperatur der im Ausführungsbeispiel als Temperaturregulierungszielobjekt dienenden Batterie 55 verwendet (im Folgenden ebenso).In the air conditioning (priority) + battery cooling mode, the heat pump controller retains 32 the open state of the internal expansion valve 8th and controls based on the temperature of the heat sink output from the heat sink temperature sensor 48 9 (Heat sink temperature Te) the speed NC of the compressor 2 . In the exemplary embodiment, the auxiliary expansion valve 68 is controlled to open and close on the basis of the temperature of the heat carrier detected by the heat carrier temperature sensor 76 (heat carrier temperature Tw: sent by the battery controller 73). At this time, the heat carrier temperature Tw is used as an index for indicating the temperature of the battery 55 serving as the temperature regulating target in the embodiment (also hereinafter).

Der Wärmepumpen-Controller 32 nutzt in diesem Fall beispielsweise die Wärmeträgertemperatur Tw als Sollwert und stellt oberhalb und unterhalb der Wärmeträgersolltemperatur TWO einen oberen Grenzwert TUL und einen unteren Grenzwert TLL mit einer festgelegten Temperaturdifferenz ein. Wenn aus einem Zustand mit geschlossenem Hilfsexpansionsventil 68 heraus aufgrund von Wärmeerzeugung der Batterie 55 oder dergleichen die Wärmeträgertemperatur Tw bis zum oberen Grenzwert TUL ansteigt (den oberen Grenzwert TUL überschreitet oder den oberen Grenzwert TUL erreicht, im Folgenden ebenso), so wird das Hilfsexpansionsventil 68 geöffnet. Dadurch strömt Kältemittel in den Kältemittelströmungsweg 64B des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 und verdampft und kühlt den im Wärmeträgerströmungsweg 64A strömenden Wärmeträger, weshalb die Batterie 55 durch den gekühlten Wärmeträger gekühlt wird.The heat pump controller 32 in this case uses, for example, the heat transfer medium temperature Tw as the setpoint and sets an upper limit value TUL and a lower limit value TLL with a fixed temperature difference above and below the heat transfer setpoint temperature TWO. If, from a state with the auxiliary expansion valve 68 closed, due to the generation of heat by the battery 55 or the like, the heat carrier temperature Tw rises to the upper limit value TUL (exceeds the upper limit value TUL or reaches the upper limit value TUL, hereinafter also), the auxiliary expansion valve 68 is opened . Thereby, refrigerant flows into the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 and evaporates and cools the heat carrier flowing in the heat carrier flow path 64A, and therefore the battery 55 is cooled by the cooled heat carrier.

Wenn anschließend die Wärmeträgertemperatur Tw bis zum unteren Grenzwert TLL sinkt (den unteren Grenzwert TLL unterschreitet oder den unteren Grenzwert TLL erreicht, im Folgenden ebenso), wird das Hilfsexpansionsventil 68 geöffnet. Danach wird dieses Öffnen und Schließen des Hilfsexpansionsventils 68 wiederholt, und unter Priorisierung der Kühlung der Fahrgastzelle wird die Wärmeträgertemperatur Tw auf die Wärmeträgersolltemperatur TWO gesteuert und die Kühlung der Batterie 55 durchgeführt.When the heat transfer medium temperature Tw subsequently falls to the lower limit value TLL (falls below the lower limit value TLL or reaches the lower limit value TLL, also in the following), the auxiliary expansion valve 68 is opened. Thereafter, this opening and closing of the auxiliary expansion valve 68 is repeated, and the cooling of the passenger compartment is prioritized, the heat carrier temperature Tw is controlled to the heat carrier target temperature TWO and the cooling of the battery 55 is carried out.

(6) Umschaltung des Klimatisierungsbetriebs(6) Switching over the air conditioning mode

Der Wärmepumpen-Controller 32 berechnet anhand der untenstehenden Formel (1) die Ausblassolltemperatur TAO. Die Ausblassolltemperatur TAO ist die Solltemperatur der Luft, die durch die Ausblasöffnung 29 in die Fahrgastzelle geblasen wird. TAO = ( Tset Tin ) × K + Tbal ( f ( Tset ,  SUN ,  Tam ) )

Figure DE112020000828T5_0001
Dabei ist Tset die mittels des Klimaregelungsabschnitts 53 eingestellte Einstelltemperatur der Fahrgastzelle, Tin die durch den Innenlufttemperatursensor 37 erfasste Temperatur der Fahrgastzelleninnenluft, K der Koeffizient und Tbal ein Ausgleichswert, der aus der Einstelltemperatur Tset, der durch den Lichteinfallsensor 51 erfassten Lichteinfallmenge SUN und der durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfassten Außenlufttemperatur Tam berechnet wird. Im Allgemeinen ist die Ausblassolltemperatur TAO umso höher, je niedriger die Außenlufttemperatur Tam ist, und sinkt mit ansteigender Außenlufttemperatur Tam.The heat pump controller 32 calculates the target outlet temperature TAO using the formula (1) below. The exhaust target temperature TAO is the target temperature of the air that is blown through the exhaust opening 29 into the passenger compartment. TAO = ( Tset - Tin ) × K + Tbal ( f ( Tset , SUN , Tam ) )
Figure DE112020000828T5_0001
Tset is the setting temperature of the passenger compartment set by means of the climate control section 53, Tin is the temperature of the passenger compartment inside air detected by the inside air temperature sensor 37, K is the coefficient and Tbal is a compensation value that is derived from the setting temperature Tset, the amount of incident light SUN detected by the incident light sensor 51 and that of the Outside air temperature sensor 33 detected outside air temperature Tam is calculated. In general, the lower the outside air temperature Tam, the higher the target blow-out temperature TAO, and it decreases as the outside air temperature Tam increases.

Beim Start des Wärmepumpen-Controllers 32 wird auf Grundlage der durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfassten Außenlufttemperatur Tam und der Ausblassolltemperatur TAO eine Klimatisierungsbetriebsart der Klimatisierungsbetriebsarten gewählt. Wenn nach dem Start Veränderungen der Betriebsbedingungen, der Umgebungsbedingungen oder der Einstellungsbedingugngen auftreten, wie etwa der Außenlufttemperatur Tam, der Ausblassolltemperatur TAO, der Wärmeträgertemperatur Tw, oder der Batterietemperatur Tcell, wird entsprechend einer Batteriekühlungsanforderung vom Batterie-Controller 73 (Modusübergangsanforderung) die entsprechende Klimatisierungsbetriebsart ausgewählt und darauf umgeschaltet. When starting the heat pump controller 32 One of the air conditioning modes is selected based on the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 33 and the target blowout temperature TAO. If changes in the operating conditions, the ambient conditions or the setting conditions occur after the start, such as the outside air temperature Tam, the target blow-out temperature TAO, the heat transfer medium temperature Tw, or the battery temperature Tcell, the corresponding air conditioning mode is selected in accordance with a battery cooling request from the battery controller 73 (mode transition request) and switched to it.

(7) Modus zur Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung(7) Battery cooling mode (priority) + air conditioning

Als Nächstes wird der Betrieb beim Aufladen der Batterie 55 beschrieben. Wenn beispielsweise ein Stecker zum Aufladen von einem Schnellladegerät (externe Stromquelle) angeschlossen und die Batterie 55 aufgeladen wird (wobei diese Informationen vom Batterie-Controller 73 gesendet werden), und unabhängig von der Ein-/Ausschaltsteuerung der Zündung (IGN) eine Batteriekühlungsanforderung vorliegt und der Klimatisierungsschalter des Klimaregelungsabschnitts 53 eingeschaltet ist, so führt der Wärmepumpen-Controller 32 den Modus zur Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung aus. Die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf R ist in diesem Modus zur Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung die gleiche wie im Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung aus 6.Next, the operation when charging the battery 55 will be described. For example, when a plug for charging from a quick charger (external power source) is connected and the battery 55 is charging (this information is sent by the battery controller 73) and there is a battery cooling request regardless of the ignition on / off control (IGN) and the air conditioning switch of the air conditioning section 53 is turned on, the heat pump controller performs 32 the mode for battery cooling (priority) + air conditioning. The flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R. is the same in this mode for battery cooling (priority) + air conditioning as in the mode for air conditioning (priority) + battery cooling off 6th .

Allerdings behält der Wärmepumpen-Controller 32 in diesem Ausführungsbeispiel im Modus zur Batteriekühlung (Priorität) + Klimatisierung den geöffneten Zustand des Hilfsexpansionsventils 68 bei und steuert auf Grundlage der durch den Wärmeträgertemperatursensor 76 erfassten (vom Batterie-Controller 73 gesendeten) Wärmeträgertemperatur Tw die Drehzahl NC des Kompressors 2. Außerdem wird im Ausführungsbeispiel auf Grundlage der durch den Wärmesenkentemperatursensor 48 erfassten Temperatur der Wärmesenke 9 (Wärmesenkentemperatur Te) das interne Expansionsventil 8 öffnend und schließend gesteuert.However, the heat pump controller retains 32 In this exemplary embodiment, in the mode for battery cooling (priority) + air conditioning, the open state of the auxiliary expansion valve 68 contributes and controls the rotational speed NC of the compressor on the basis of the heat carrier temperature Tw detected by the heat carrier temperature sensor 76 (sent by the battery controller 73) 2 . In addition, in the embodiment, based on the temperature of the heat sink detected by the heat sink temperature sensor 48 9 (Heat sink temperature Te) the internal expansion valve 8th opening and closing controlled.

Der Wärmepumpen-Controller 32 nutzt in diesem Fall beispielsweise die Wärmesenkentemperatur Te als Sollwert und stellt oberhalb und unterhalb der Wärmesenkensolltemperatur TEO einen oberen Grenzwert TeUL und einen unteren Grenzwert TeLL mit einer festgelegten Temperaturdifferenz ein. Wenn aus einem Zustand mit vollständig geschlossenem internem Expansionsventil 8 die Wärmesenkentemperatur Te bis zum oberen Grenzwert TeUL ansteigt (den oberen Grenzwert TeUL überschreitet oder den oberen Grenzwert TeUL erreicht, im Folgenden ebenso), wird das interne Expansionsventil 8 geöffnet. Dadurch strömt das Kältemittel in die Wärmesenke 9 und verdampft und kühlt die im Luftkanal 3 strömende Luft.The heat pump controller 32 in this case uses, for example, the heat sink temperature Te as the setpoint value and sets an upper limit value TeUL and a lower limit value TeLL with a fixed temperature difference above and below the heat sink setpoint temperature TEO. When from a condition with the internal expansion valve fully closed 8th the heat sink temperature Te rises to the upper limit value TeUL (exceeds the upper limit value TeUL or reaches the upper limit value TeUL, hereinafter also), the internal expansion valve 8th opened. This causes the refrigerant to flow into the heat sink 9 and evaporates and cools the in the air duct 3 flowing air.

Wenn anschließend die Wärmesenkentemperatur Te bis zum unteren Grenzwert TeLL sinkt (den unteren Grenzwert TeLL unterschreitet oder TeLL erreicht, im Folgenden ebenso), wird das interne Expansionsventil 8 vollständig geschlossen. Danach wird dieses Öffnen und Schließen des internen Expansionsventils 8 wiederholt, und unter Priorisierung der Kühlung der Batterie 55 wird die Wärmesenkentemperatur Te auf die Wärmesenkensolltemperatur TEO gesteuert und die Kühlung der Fahrgastzelle durchgeführt.If the heat sink temperature Te subsequently falls to the lower limit value TeLL (falls below the lower limit value TeLL or reaches TeLL, also in the following), the internal expansion valve is activated 8th completely closed. After that, this opens and closes the internal expansion valve 8th repeatedly, and prioritizing the cooling of the battery 55, the heat sink temperature Te is controlled to the heat sink target temperature TEO and the cooling of the passenger compartment is performed.

(8) Modus zur Batteriekühlung (allein)(8) Battery cooling mode (alone)

Wenn unabhängig von der Ein-/Ausschaltsteuerung der Zündung bei ausgeschaltetem Klimatisierungsschalter des Klimaregelungsabschnitts 53 ein Stecker zum Aufladen von einem Schnellladegerät (externe Stromquelle) angeschlossen und die Batterie 55 aufgeladen wird und eine Batteriekühlungsanforderung vorliegt, führt der Wärmepumpen-Controller 32 den Batteriekühlungsmodus (allein) aus. Allerdings wird er auch dann ausgeführt, wenn die Batterie 55 nicht aufgeladen wird, der Klimatisierungsschalter ausgeschaltet ist und eine Batteriekühlungsanforderung vorliegt (beim Fahren bei hoher Außenlufttemperatur usw.). In 7 ist die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf R im Batteriekühlungsmodus (allein) gezeigt (durchgezogene Pfeile). Im Batteriekühlungsmodus (allein) öffnet der Wärmepumpen-Controller 32 das elektromagnetische Ventil 17 und schließt das elektromagnetische Ventil 21 und das elektromagnetische Ventil 22. Außerdem öffnet er das Hilfsexpansionsventil 68 und schließt das interne Expansionsventil 8 vollständig.If, regardless of the on / off control of the ignition, with the air conditioning switch of the air conditioning section 53 turned off, a plug for charging from a quick charger (external power source) is connected and the battery 55 is charged and there is a battery cooling request, the heat pump controller performs 32 the battery cooling mode (alone). However, it is executed even when the battery 55 is not being charged, the air conditioning switch is turned off, and there is a battery cooling request (when driving when the outside air temperature is high, etc.). In 7th is the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R. shown in battery cooling mode (alone) (solid arrows). In battery cooling mode (alone) the heat pump controller opens 32 the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21 and the electromagnetic valve 22. Also, it opens the auxiliary expansion valve 68 and closes the internal expansion valve 8th Completely.

Der Kompressor 2 und das externe Gebläse 15 werden betrieben. Das interne Gebläse 27 wird nicht betrieben, und auch die Hilfsheizeinrichtung 23 wird nicht stromführend gemacht. In diesem Betriebsmodus wird auch die Wärmeträgererwärmungseinrichtung 63 nicht stromführend gemacht.The compressor 2 and the external fan 15 are operated. The internal fan 27 is not operated, and the auxiliary heater 23 is also not made live. In this In the operating mode, the heat carrier heating device 63 is also not made live.

Dadurch strömt aus dem Kompressor 2 abgegebenes heißes gasförmiges Hochdruckkältemittel in den Wärmeableiter 4. Die Luft im Luftkanal 3 wird nicht in den Wärmeableiter 4 geblasen, sondern passiert ihn lediglich, und das aus dem Wärmeableiter 4 getretene Kältemittel erreicht über die Kältemittelleitung 13E die Kältemittelleitung 13J. Da das externe Expansionsventil 6 vollständig geöffnet ist, strömt das Kältemittel in den externen Wärmetauscher 7 und wird dort mit durch das externe Gebläse 15 herangeblasener Außenluft gekühlt, kondensiert und verflüssigt.This causes the compressor to flow 2 discharged hot gaseous high pressure refrigerant into the heat sink 4th . The air in the air duct 3 will not get into the heat sink 4th blown, but just happens, and that from the heat sink 4th Any refrigerant that has passed reaches the refrigerant line 13J via the refrigerant line 13E. As the external expansion valve 6th is fully open, the refrigerant flows into the external heat exchanger 7th and there is cooled, condensed and liquefied with outside air blown in by the external fan 15.

Das aus dem externen Wärmetauscher 7 getretene Kältemittel gelangt über die Kältemittelleitung 13A in die Kältemittelleitung 13B, durchströmt der Reihe nach das elektromagnetische Ventil 17 und das Rückschlagventil 18, strömt sodann vollständig in die Verzweigungsleitung 67 und gelangt zum Hilfsexpansionsventil 68. Nachdem das Kältemittel dort eine Druckreduzierung erfahren hat, strömt es in den Kältemittelströmungsweg 64B des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 und verdampft dort. Dabei wird eine Wärmeabsorptionswirkung erzielt. Das im Kältemittelströmungsweg 64B verdampfte Kältemittel wiederholt die Zirkulation, bei der es der Reihe nach durch die Kältemittelleitung 71, die Kältemittelleitung 13C und den Akkumulator 12 strömt und aus der Kältemittelleitung 13K durch den Kompressor 2 angesaugt wird (gezeigt durch die durchgezogenen Pfeile in 7).That from the external heat exchanger 7th The refrigerant that has entered reaches the refrigerant line 13B via the refrigerant line 13A, flows through the electromagnetic valve 17 and the check valve 18 in sequence, then flows completely into the branch line 67 and reaches the auxiliary expansion valve 68. After the refrigerant has undergone a pressure reduction there, it flows into the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64 and evaporates there. A heat absorption effect is thereby achieved. The refrigerant evaporated in the refrigerant flow path 64B repeats the circulation in which it flows sequentially through the refrigerant pipe 71, the refrigerant pipe 13C and the accumulator 12, and out of the refrigerant pipe 13K through the compressor 2 sucked in (shown by the solid arrows in 7th ).

Da die Zirkulationspumpe 62 betrieben wird, durchströmt der durch die Zirkulationspumpe 62 abgegebene Wärmeträger wiederum die Kältemittelerwärmungsheizeinrichtung 63 und gelangt durch die Wärmeträgerleitung 66 zum Wärmeträgerströmungsweg 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64, wo das im Kältemittelströmungsweg 64B verdampfte Kältemittel Wärme daraus absorbiert und der Wärmeträger gekühlt wird. Der aus dem Wärmeträgerströmungsweg 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 getretene Wärmeträger gelangt zur Batterie 55, wo er einen Wärmeaustausch mit der Batterie 55 erfährt. Dadurch wird die Batterie 55 gekühlt, und nach dem Kühlen der Batterie 55 wird der Wärmeträger durch die Zirkulationspumpe 62 angesaugt; diese Zirkulation wiederholt sich (in 7 durch die durchbrochenen Pfeile gezeigt).Since the circulation pump 62 is operated, the heat carrier released by the circulation pump 62 in turn flows through the refrigerant heating device 63 and passes through the heat carrier line 66 to the heat carrier flow path 64A of the refrigerant-heat carrier heat exchanger 64, where the refrigerant evaporated in the refrigerant flow path 64B absorbs heat therefrom and the heat carrier is cooled will. The heat carrier that has emerged from the heat carrier flow path 64A of the refrigerant / heat carrier heat exchanger 64 reaches the battery 55, where it undergoes heat exchange with the battery 55. As a result, the battery 55 is cooled, and after the battery 55 has been cooled, the heat carrier is sucked in by the circulation pump 62; this circulation repeats itself (in 7th shown by the broken arrows).

Auch im Batteriekühlungsmodus (allein) steuert der Wärmepumpen-Controller 32 auf Grundlage der durch den Wärmeträgertemperatursensor 76 erfassten Wärmeträgertemperatur Tw die Drehzahl NC des Kompressors 2 und kühlt dadurch die Batterie 55.The heat pump controller also controls in battery cooling mode (alone) 32 based on the heat carrier temperature Tw detected by the heat carrier temperature sensor 76, the rotational speed NC of the compressor 2 and thereby cools the battery 55.

(9) Batterieerwärmungsmodus(9) Battery warming mode

Während der Ausführung des Klimatisierungsbetriebs oder der Aufladung der Batterie 55 führt der Wärmepumpen-Controller 32 den Batterieerwärmungsmodus aus. Im Batterieerwärmungsmodus betreibt der Wärmepumpen-Controller 32 die Zirkulationspumpe 62 und macht die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 stromführend. Außerdem schließt er das Hilfsexpansionsventil 68 vollständig.While the air conditioning operation is being carried out or the battery 55 is being charged, the heat pump controller is performing 32 turn off the battery warming mode. The heat pump controller operates in battery warming mode 32 the circulation pump 62 and makes the heat carrier heating heater 63 current-carrying. It also closes the auxiliary expansion valve 68 completely.

Der durch die Zirkulationspumpe 62 abgegebene Wärmeträger gelangt daher durch die Wärmeträgerleitung 66 zur die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63. Da nun die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 Wärme erzeugt, wird der Wärmeträger durch die Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 erwärmt, und seine Temperatur steigt an, woraufhin er zum Wärmeträgerströmungsweg 64A des Kältemittel-Wärmeträger-Wärmetauschers 64 und von dort zur Batterie 55 gelangt und einen Wärmeaustausch mit der Batterie 55 erfährt. Dadurch wird die Batterie 55 erwärmt, und nach dem Erwärmen der Batterie 55 wird der Wärmeträger durch die Zirkulationspumpe 62 angesaugt; diese Zirkulation wiederholt sich.The heat carrier released by the circulation pump 62 therefore passes through the heat carrier line 66 to the heat carrier heating device 63. Since the heat carrier heating device 63 now generates heat, the heat carrier is heated by the heat carrier heating device 63 and its temperature rises, whereupon it goes to the heat carrier flow path 64A of the refrigerant heat carrier Heat exchanger 64 and from there to the battery 55 and undergoes a heat exchange with the battery 55. As a result, the battery 55 is heated, and after the battery 55 has been heated, the heat carrier is sucked in by the circulation pump 62; this circulation repeats itself.

Indem der Wärmepumpen-Controller 32 im Batterieerwärmungsmodus auf Grundlage der durch den Wärmeträgertemperatursensor 76 erfassten Wärmeträgertemperatur Tw die Stromversorgung der Wärmeträgererwärmungsheizeinrichtung 63 steuert, regelt er die Wärmeträgertemperatur Tw auf die festgelegte Wärmeträgersolltemperatur TWO und erwärmt die Batterie 55.By using the heat pump controller 32 controls the power supply of the heat carrier heater 63 in the battery heating mode based on the heat carrier temperature Tw detected by the heat carrier temperature sensor 76, it regulates the heat carrier temperature Tw to the specified heat carrier target temperature TWO and heats the battery 55.

(10) Steuerung des Kompressors 2 im Heizmodus und im Entfeuchtungsheizmodus(10) Control of the compressor 2 in heating mode and in dehumidifying heating mode

Der Wärmepumpen-Controller 32 berechnet im Heizmodus und im Entfeuchtungsheizmodus auf Grundlage des Wärmeableiterdrucks Pci gemäß dem Funktionsschaubild aus 8 die Solldrehzahl des Kompressors 2 (Kompressorsolldrehzahl) TGNCh. 8 ist ein Funktionsschaubild des Wärmepumpen-Controllers 32, der auf Grundlage des Wärmeableiterdrucks Pci die Solldrehzahl des Kompressors 2 (Kompressorsolldrehzahl) TGNCh berechnet. Ein VK(Vorwärtskopplungs)-Betätigungsgrößenberechnungsabschnitt 78 des Wärmepumpen-Controllers 32 berechnet auf Grundlage der von dem Außenlufttemperatursensor 33 erlangten Außenlufttemperatur Tam, einer Gebläsespannung BLV des internen Gebläses 27, eines Blasluftmengenverhältnisses SW der Luftmischklappe 28, das durch SW = (TAO - Te)/(Thp - Te) erlangt wird, einer Sollüberkühlungstemperatur TGSC, die der Sollwert eines Überkühlungsmaßes SC des Kältemittels am Auslass des Wärmeableiters 4 ist, der Heizeinrichtungssolltemperatur TCO, die der Sollwert der Heizeinrichtungstemperatur Thp ist, und eines Wärmeableitersolldrucks PCO, der der Sollwert des Drucks des Wärmeableiters 4 ist, eine VK-Betätigungsgröße TGNChff der Kompressorsolldrehzahl.The heat pump controller 32 calculated in the heating mode and in the dehumidifying heating mode based on the heat sink pressure Pci according to the functional diagram 8th the target speed of the compressor 2 (Set compressor speed) TGNCh. 8th is a functional diagram of the heat pump controller 32 which sets the target speed of the compressor based on the heat sink pressure Pci 2 (Compressor target speed) TGNCh calculated. A VK (feedforward) operation amount calculating section 78 of the heat pump controller 32 calculated based on the outside air temperature Tam obtained from the outside air temperature sensor 33, a blower voltage BLV of the internal blower 27, a blown air amount ratio SW of the air mix door 28 obtained by SW = (TAO - Te) / (Thp - Te), a target supercooling temperature TGSC, the the setpoint of an overcooling degree SC of the refrigerant at the outlet of the heat sink 4th is the Target heater temperature TCO, which is the target value of the heater temperature Thp, and a target heat sink pressure PCO, which is the target value of the pressure of the heat sink 4th is a VK operation amount TGNChff of the target compressor speed.

Bei der Heizeinrichtungstemperatur Thp handelt es sich um eine Lufttemperatur blasluftabwärts des Wärmeableiters 4 (Schätzwert), die aus dem durch den Wärmeableiterdrucksensor 47 erfassten Wärmeableiterdruck Pci und der durch den Wärmeableiterauslasstemperatursensor 44 erfassten Kältemittelauslasstemperatur Tci des Wärmeableiters 4 berechnet (geschätzt) wird. Die Überkühlungstemperatur SC wird durch die durch den Wärmeableitereinlasstemperatursensor 43 und den Wärmeableiterauslasstemperatursensor 44 erfasste Kältemitteleinlasstemperatur Tcxin und die Kältemittelauslasstemperatur Tci des Wärmeableiters 4 berechnet.The heater temperature Thp is an air temperature blown air downstream of the heat sink 4th (Estimated value) derived from the heat sink pressure Pci detected by the heat sink pressure sensor 47 and the heat sink refrigerant outlet temperature Tci detected by the heat sink outlet temperature sensor 44 4th is calculated (estimated). The supercooling temperature SC is determined by the refrigerant inlet temperature Tcxin and the refrigerant outlet temperature Tci of the heat sink detected by the heat sink inlet temperature sensor 43 and the heat sink outlet temperature sensor 44 4th calculated.

Der Wärmeableitersolldruck PCO wird auf Grundlage der Sollüberkühlungstemperatur TGSC und der Heizeinrichtungssolltemperatur TCO durch einen Sollwertberechnungsabschnitt 79 berechnet. Ein RK(Rückkopplungs)-Betätigungsgrößenberechnungsabschnitt 81 berechnet auf Grundlage des Wärmeableitersolldrucks PCO und des Wärmeableiterdrucks Pci mittels PID-Berechnung bzw. PI-Berechnung eine RK-Betätigungsgröße TGNChfb der Kompressorsolldrehzahl. Die durch den VK-Betätigungsgrößenberechnungsabschnitt 78 berechnete VK-Betätigungsgröße TGNChff und die durch den RK-Betätigungsgrößenberechnungsabschnitt 81 berechnete RK-Betätigungsgröße TGNChfb werden in einem Addierer 82 addiert und als TGNCh00 in einen Grenzwerteinstellungsabschnitt 83 eingespeist.The heat sink target pressure PCO is calculated based on the target supercooling temperature TGSC and the heater target temperature TCO by a target value calculation section 79. An RK (feedback) operation amount calculation section 81 calculates an RK operation amount TGNChfb of the compressor target speed based on the heat sink target pressure PCO and the heat sink pressure Pci by PID calculation and PI calculation, respectively. The VK operation amount TGNChff calculated by the VK operation amount calculating section 78 and the RK operation amount TGNChfb calculated by the RK operation amount calculating section 81 are added in an adder 82 and fed to a threshold setting section 83 as TGNCh00.

Am Grenzwerteinstellungsabschnitt 83 werden eine steuerungsbedingte untere Drehzahlgrenze ECNpdLimLo und obere Drehzahlgrenze ECNpdLimHi festgelegt, und es erfolgt eine Bestimmung als TGNCh0, woraufhin über einen Kompressorausschaltsteuerungsabschnitt 84 eine Bestimmung als Kompressorsolldrehzahl TGNCh erfolgt. Im Normalmodus steuert der Wärmepumpen-Controller 32 mittels dieser auf Grundlage des Wärmeableiterdrucks Pci berechneten Kompressorsolldrehzahl TGNCh den Betrieb (Drehzahl NC) des Kompressors 2.A control-related lower speed limit ECNpdLimLo and upper speed limit ECNpdLimHi are set at the limit value setting section 83, and it is determined as TGNCh0, whereupon it is determined as the compressor target speed TGNCh via a compressor switch-off control section 84. The heat pump controller controls in normal mode 32 by means of this compressor target speed TGNCh calculated on the basis of the heat sink pressure Pci, the operation (speed NC) of the compressor 2 .

Wenn die Kompressorsolldrehzahl TGNCh die untere Drehzahlgrenze ECNpdLimLo erreicht und ein Zustand, in dem der Wärmeableiterdruck Pci bei einem oberhalb und unterhalb des Wärmeableitersolldrucks PCO eingestellten bestimmten oberen Grenzwert PUL und unteren Grenzwert PLL bis zum oberen Grenzwert PUL ansteigt (den oberen Grenzwert PUL überschreitet oder den oberen Grenzwert PUL erreicht, im Folgenden ebenso), für eine bestimmte Zeit th1 andauert, hält der Kompressorausschaltsteuerungsabschnitt 84 den Kompressor 2 an und tritt in einen Ein/Aus-Modus zur Ein-/Ausschaltsteuerung des Kompressors 2 ein.When the compressor target speed TGNCh reaches the lower speed limit ECNpdLimLo and a state in which the heat sink pressure Pci rises to the upper limit value PUL (exceeds the upper limit value PUL or the upper limit value PUL) with a certain upper limit value PUL and lower limit value PLL set above and below the heat sink target pressure PCO Limit value PUL reached, hereinafter also), continues for a certain time th1, the compressor cut-off control section 84 stops the compressor 2 and enters an on / off mode for on / off control of the compressor 2 a.

Wenn in diesem Ein/Aus-Modus des Kompressors 2 der Wärmeableiterdruck Pci bis zum unteren Grenzwert PLL sinkt (den unteren Grenzwert PLL unterschreitet oder den unteren Grenzwert PLL erreicht, im Folgenden ebenso), wird der Kompressor 2 gestartet und mit der unteren Drehzahlgrenze ECNpdLimLo für die Kompressorsolldrehzahl TGNCh betrieben, und wenn der Wärmeableiterdruck Pci in diesem Zustand bis zum oberen Grenzwert PUL ansteigt, wird der Kompressor 2 wieder angehalten. Es erfolgt also ein Betreiben (Einschalten) und Anhalten (Ausschalten) des Kompressors 2 an der unteren Drehzahlgrenze ECNpdLimLo. Wenn nach dem Sinken des Wärmeableiterdrucks Pci bis zum unteren Schwellenwert PUL und Starten des Kompressors 2 ein Zustand, in dem der Wärmeableiterdruck Pci nicht über den unteren Schwellenwert PUL ansteigt, für eine bestimmte Zeit th2 andauert, wird der Ein/Aus-Modus des Kompressors 2 beendet und es erfolgt eine Rückkehr in den Normalmodus.When in this on / off mode the compressor 2 the heat sink pressure Pci falls to the lower limit value PLL (falls below the lower limit value PLL or reaches the lower limit value PLL, also in the following), the compressor 2 started and operated with the lower speed limit ECNpdLimLo for the compressor target speed TGNCh, and if the heat sink pressure Pci rises in this state to the upper limit value PUL, the compressor 2 stopped again. The compressor is therefore operated (switched on) and stopped (switched off) 2 at the lower speed limit ECNpdLimLo. If after the heat sink pressure Pci has dropped to the lower threshold PUL and the compressor starts 2 a state in which the heat sink pressure Pci does not rise above the lower threshold value PUL continues for a certain time th2 becomes the on / off mode of the compressor 2 ends and a return to normal mode occurs.

(11) Steuerung des externen Expansionsventils 6 und des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus(11) Control of the external expansion valve 6th and the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode

Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 ein tatsächliches Beispiel der Steuerung des externen Expansionsventils 6 und des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus durch den Wärmepumpen-Controller 32 beschrieben. Der Wärmepumpen-Controller 32 steuert im Entfeuchtungsheizmodus wie erörtert auf Grundlage des aus der Heizeinrichtungssolltemperatur TCO berechneten Wärmeableitersolldrucks PCO und des vom Wärmeableiterdrucksensor 47 erfassten Wärmeableiterdrucks Pci (Hochdruck des Kältemittelkreislaufs R) die Drehzahl NC des Kompressors 2 (8), und steuert den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 auf Grundlage der Wärmesenkentemperatur Te und den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils 8 auf Grundlage des Ventilöffnungsgrads des externen Expansionsventils 6 und der Wärmesenkentemperatur Te.Next, referring to FIG 9 and 10 an actual example of the control of the external expansion valve 6th and the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode by the heat pump controller 32 described. The heat pump controller 32 controls in the dehumidification heating mode as discussed based on the heat sink target pressure PCO calculated from the heater target temperature TCO and the heat sink pressure Pci (high pressure of the refrigerant circuit) detected by the heat sink pressure sensor 47 R. ) the speed NC of the compressor 2 ( 8th ), and controls the valve opening degree of the external expansion valve 6th based on the heat sink temperature Te and the valve opening degree of the internal expansion valve 8th based on the valve opening degree of the external expansion valve 6th and the heat sink temperature Te.

(11-1) Steuerung des externen Expansionsventils 6 im Entfeuchtungsheizmodus(11-1) Control of the external expansion valve 6th in dehumidification heating mode

Zunächst wird unter Bezugnahme auf 9 ein Ausführungsbeispiel der Steuerung des externen Expansionsventils 6 im Entfeuchtungsheizmodus durch den Wärmepumpen-Controller 32 beschrieben. 9 zeigt den Verlauf des Ventilöffnungsgrads des externen Expansionsventils 6 im Entfeuchtungsheizmodus. Im Ausführungsbeispiel verändert der Wärmepumpen-Controller 32 auf Grundlage der vom Wärmesenkentemperatursensor 48 erfassten Wärmesenkentemperatur Te den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 in drei Stufen. Wenn im vollständig geschlossenen Zustand des externen Expansionsventils 6 die Wärmesenkentemperatur Te unter eine Wärmesenkensolltemperatur TEO-A sinkt, wird das externe Expansionsventil 6 geöffnet und sein Ventilöffnungsgrad auf einen bestimmten Ventilöffnungsgrad 1 festgelegt. A ist dabei ein bestimmter positiver Wert. Auch ist der Ventilöffnungsgrad 1 ein bestimmter Öffnungsgrad, der kleiner als ein nachstehend beschriebener eingestellter maximaler Öffnungsgrad ist.First, referring to FIG 9 an embodiment of the control of the external expansion valve 6th in dehumidification heating mode by the heat pump controller 32 described. 9 shows the course of the valve opening degree of the external expansion valve 6th in dehumidification heating mode. In the exemplary embodiment, the heat pump controller changes 32 based on the heat sink temperature Te detected by the heat sink temperature sensor 48, the valve opening degree des external expansion valve 6th in three stages. When in the fully closed state of the external expansion valve 6th the heat sink temperature Te drops below a heat sink target temperature TEO-A, the external expansion valve becomes 6th opened and its valve opening degree to a certain valve opening degree 1 set. A is a certain positive value. Also is the valve opening degree 1 a certain degree of opening that is smaller than a set maximum degree of opening described below.

Wenn der Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 auf den Ventilöffnungsgrad 1 festgelegt ist und die Wärmesenkentemperatur Te weiter unter eine Wärmesenkensolltemperatur TEO-B sinkt, wird als der Ventilöffnungsgrad der eingestellte maximale Öffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 festgelegt. Dieser eingestellte maximale Öffnungsgrad ist ein für den Entfeuchtungsheizmodus eingestellter steuerungsbedingter Maximalwert des externen Expansionsventils 6. Dabei gilt für B die Beziehung A < B. Der Wärmepumpen-Controller 32 vergrößert also den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 im Zuge des Absinkens der Wärmesenkentemperatur Te unter die Wärmesenkensolltemperatur TEO.When the valve opening degree of the external expansion valve 6th on the valve opening degree 1 is set and the heat sink temperature Te further decreases below a heat sink target temperature TEO-B, the set maximum opening degree of the external expansion valve becomes the valve opening degree 6th set. This set maximum degree of opening is a control-related maximum value of the external expansion valve set for the dehumidification heating mode 6th . The relationship A <B applies to B. The heat pump controller 32 thus increases the valve opening degree of the external expansion valve 6th as the heat sink temperature Te drops below the heat sink target temperature TEO.

Da zusammen mit dem Vergrößern des Ventilöffnungsgrads des externen Expansionsventils 6 die an das interne Expansionsventil 8 abgezweigte Kältemittelmenge abnimmt, wird die Menge des in die Wärmesenke 9 strömenden Kältemittels reduziert. Wenn der Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 der eingestellte maximale Öffnungsgrad ist und die Wärmesenkentemperatur Te ansteigt und höher als die Wärmesenkensolltemperatur TEO+C wird, verkleinert der Wärmepumpen-Controller 32 den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 auf den Ventilöffnungsgrad 1. Auch C ist ein bestimmter positiver Wert.Because along with increasing the valve opening degree of the external expansion valve 6th to the internal expansion valve 8th The amount of diverted refrigerant decreases, so does the amount of refrigerant in the heat sink 9 flowing refrigerant reduced. When the valve opening degree of the external expansion valve 6th is the set maximum degree of opening and the heat sink temperature Te rises and becomes higher than the heat sink setpoint temperature TEO + C, the heat pump controller decreases 32 the valve opening degree of the external expansion valve 6th on the valve opening degree 1 . C is also a certain positive value.

Wenn der Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 der Ventilöffnungsgrad 1 ist und die Wärmesenkentemperatur Te weiter über die Wärmesenkentemperatur TEO+D ansteigt, wird das externe Expansionsventil 6 vollständig geschlossen. Dabei gilt für D die Beziehung C < D. Der Wärmepumpen-Controller 32 verkleinert also den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 im Zuge des Ansteigens der Wärmesenkentemperatur Te über die Wärmesenkensolltemperatur TEO, weshalb die an das interne Expansionsventil 8 abgezweigte Kältemittelmenge zunimmt und auch die Menge des in die Wärmesenke 9 strömenden Kältemittels zunimmt.When the valve opening degree of the external expansion valve 6th the valve opening degree 1 and the heat sink temperature Te continues to rise above the heat sink temperature TEO + D, the external expansion valve becomes 6th completely closed. The relationship C <D applies to D. The heat pump controller 32 thus reduces the valve opening degree of the external expansion valve 6th in the course of the increase in the heat sink temperature Te above the heat sink setpoint temperature TEO, which is why the to the internal expansion valve 8th The amount of refrigerant diverted increases and so does the amount of refrigerant entering the heat sink 9 flowing refrigerant increases.

Indem somit der Wärmepumpen-Controller 32 im Entfeuchtungsheizmodus grundsätzlich den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 anpasst, steuert er die Wärmesenkentemperatur Te in den Bereich der Wärmesenkensolltemperatur TEO. Dies wird als normale Steuerung des externen Expansionsventils 6 bezeichnet.By thus the heat pump controller 32 in dehumidification heating mode basically the valve opening degree of the external expansion valve 6th adjusts, it controls the heat sink temperature Te in the range of the heat sink target temperature TEO. This is called normal control of the external expansion valve 6th designated.

(11-2) Steuerung des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus(11-2) Control of the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode

Nun wird unter Bezugnahme auf 10 ein Ausführungsbeispiel der Steuerung des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus durch den Wärmepumpen-Controller 32 beschrieben. 10 zeigt den Verlauf des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus. Wenn der Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 nicht der eingestellte maximale Öffnungsgrad ist, führt der Wärmepumpen-Controller 32 den normalen Steuerungsszustand aus, und wenn der Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 der eingestellte maximale Öffnungsgrad wird, geht er zum Öffnungs- und Schließsteuerungszustand über.Referring now to FIG 10 an embodiment of the control of the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode by the heat pump controller 32 described. 10 shows the course of the valve opening degree of the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode. When the valve opening degree of the external expansion valve 6th is not the set maximum opening degree, the heat pump controller performs 32 the normal control state, and when the valve opening degree of the external expansion valve 6th becomes the set maximum opening degree, it goes to the opening and closing control state.

So legt der Wärmepumpen-Controller 32 im normalen Steuerungszustand den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils 8 auf einen bestimmten Ventilöffnungsgrad 2 fest. Dieser Ventilöffnungsgrad 2 ist ein steuerungsbedingter Maximalwert des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus (der eingestellte maximale Öffnungsgrad des internen Expansionsventil 8 im Entfeuchtungsheizmodus). Der steuerungsbedingte Maximalwert des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungsheizmodus ist dabei kleiner als der steuerungsbedingte Maximalwert des internen Expansionsventils 8 im Entfeuchtungskühlmodus eingestellt. Der Grund dafür ist, dass im Entfeuchtungskühlmodus die zweistufige Druckreduzierungswirkung des externen Expansionsventils 6 und des internen Expansionsventils 8 vorliegt. Durch Einstellen des steuerungsbedingten Maximalwerts des internen Expansionsventil 8 wie im Ausführungsbeispiel wird im Entfeuchtungsheizmodus ein Absinken der Temperatur der Wärmesenke 9 unterbunden, und im Entfeuchtungskühlmodus erfolgt eine Steuerung, die das externe Expansionsventil 6 etwas weiter als im Entfeuchtungsheizmodus öffnet, sodass eine ungehinderte Entfeuchtungskühlung der Fahrgastzelle erzielt werden kann.So sets the heat pump controller 32 the valve opening degree of the internal expansion valve in the normal control state 8th to a certain degree of valve opening 2 fixed. This valve opening degree 2 is a control-related maximum value of the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode (the set maximum degree of opening of the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode). The control-related maximum value of the internal expansion valve 8th in dehumidification heating mode is smaller than the control-related maximum value of the internal expansion valve 8th set in dehumidification cooling mode. The reason is that in the dehumidification cooling mode, the two-stage pressure reducing effect of the external expansion valve 6th and the internal expansion valve 8th is present. By setting the control-related maximum value of the internal expansion valve 8th As in the exemplary embodiment, the temperature of the heat sink will drop in the dehumidification heating mode 9 prevented, and in dehumidification cooling mode there is a control that the external expansion valve 6th opens slightly wider than in the dehumidifying heating mode, so that unhindered dehumidifying cooling of the passenger compartment can be achieved.

Wenn in diesem normalen Steuerungszustand der Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 der eingestellte maximale Öffnungsgrad wird, geht der Wärmepumpen-Controller 32 in den Öffnungs- und Schließsteuerungszustand über. Bei einem Übergang in den Öffnungs- und Schließsteuerungszustand verkleinert der Wärmepumpen-Controller 32 zunächst den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils 8 auf einen bestimmten Ventilöffnungsgrad 3. Dieser Ventilöffnungsgrad 3 ist ein bestimmter Öffnungsgrad, der kleiner als der Ventilöffnungsgrad 2 ist. Wenn also der Wärmepumpen-Controller 32 mit dem Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 die Wärmesenkentemperatur Te nicht weiter steuern kann (da sich der Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 nicht weiter vergrößern lässt), geht er in den Öffnungs- und Schließsteuerungszustand über und verkleinert den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils 8 auf den Ventilöffnungsgrad 3. In diesem Öffnungs- und Schließsteuerungszustand fixiert der Wärmepumpen-Controller 32 das externe Expansionsventil 6 auf den eingestellten maximalen Öffnungsgrad.When, in this normal control state, the valve opening degree of the external expansion valve 6th the set maximum opening degree, the heat pump controller goes 32 into the opening and closing control state. When transitioning to the open and close control state, the heat pump controller downsizes 32 first the valve opening degree of the internal expansion valve 8th to a certain degree of valve opening 3 . This valve opening degree 3 is a certain degree of opening, which is smaller than the valve opening degree 2 is. So if the heat pump controller 32 with the valve opening degree of the external expansion valve 6th cannot further control the heat sink temperature Te (since the valve opening degree of the external expansion valve 6th cannot be increased any further), it goes into the open and close control state and decreases the valve opening degree of the internal expansion valve 8th on the valve opening degree 3 . In this open and close control state, the heat pump controller fixes 32 the external expansion valve 6th to the set maximum opening degree.

Im Öffnungs- und Schließsteuerungszustand führt der Wärmepumpen-Controller 32 auf Grundlage der Veränderung der durch den Wärmesenkentemperatursensor 48 erfassten Wärmesenkentemperatur Te eine umschaltende Steuerung des internen Expansionsventils 8 zwischen dem Ventilöffnungsgrad 3 und der vollständigen Schließung durch. Wenn das externe Expansionsventil 6 den eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht und trotz Verkleinern des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils 8 auf den Ventilöffnungsgrad 3 die Wärmesenkentemperatur Te weiter als ein bestimmter Wert t1 sinkt, schließt der Wärmepumpen-Controller 32 also das interne Expansionsventil 8 vollständig. Dadurch fließt kein Kältemittel mehr in die Wärmesenke 9, ein Sinken der Wärmesenkentemperatur Te wird unterbunden und ein Einfrieren der Wärmesenke 9 verhindert. Der bestimmte Wert t1 ist ein bestimmter niedriger Wert auf oder über dem Gefrierpunkt (Nullpunkt).In the open and close control status, the heat pump controller leads 32 switching control of the internal expansion valve based on the change in the heat sink temperature Te detected by the heat sink temperature sensor 48 8th between the valve opening degree 3 and complete closure. When the external expansion valve 6th reaches the set maximum opening degree and despite reducing the valve opening degree of the internal expansion valve 8th on the valve opening degree 3 the heat sink temperature Te falls further than a certain value t1, the heat pump controller closes 32 so the internal expansion valve 8th Completely. This means that refrigerant no longer flows into the heat sink 9 , The heat sink temperature Te is suppressed from lowering and the heat sink is prevented from freezing 9 prevented. The specific value t1 is a specific low value at or above the freezing point (zero point).

Wenn das interne Expansionsventil 8 vollständig geschlossen ist und sich die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft (Ausblastemperatur) verändert, reagiert der Wärmepumpen-Controller 32 wie beschrieben auf diese Änderung der Ausblastemperatur mittels einer Drehzahlsteuerung des Kompressor 2 auf Grundlage des Wärmeableitersolldrucks PCO und des Wärmeableiterdrucks Pci und steuert die Ausblastemperatur auf einen Sollwert.When the internal expansion valve 8th is completely closed and the temperature of the air blown into the passenger compartment (blow-out temperature) changes, the heat pump controller reacts 32 as described, to this change in the discharge temperature by means of a speed control of the compressor 2 based on the heat sink target pressure PCO and the heat sink pressure Pci and controls the discharge temperature to a target value.

Wenn nach dem vollständigen Schließen des internen Expansionsventils 8 die Wärmesenkentemperatur Te über einen weiteren bestimmten Wert t2 ansteigt, der höher als der bestimmte Wert t1 ist, öffnet der Wärmepumpen-Controller 32 das interne Expansionsventil 8 und legt dessen Ventilöffnungsgrad auf den Ventilöffnungsgrad 3 (bestimmten Ventilöffnungsgrad) fest. Ungeachtet des Vorstehenden kann für den Fall, dass die Wärmesenkentemperatur Te den bestimmten Wert t1 übersteigt, auch das interne Expansionsventil 8 geöffnet werden. Dadurch strömt Kältemittel in die Wärmesenke 9 und die Entfeuchtung der Fahrgastzelle wird wieder aufgenommen.If after fully closing the internal expansion valve 8th the heat sink temperature Te rises above a further specific value t2, which is higher than the specific value t1, the heat pump controller opens 32 the internal expansion valve 8th and sets its valve opening degree to the valve opening degree 3 (certain valve opening degree). Notwithstanding the above, in the event that the heat sink temperature Te exceeds the specified value t1, the internal expansion valve can also 8th be opened. This causes refrigerant to flow into the heat sink 9 and dehumidification of the passenger compartment is resumed.

Wenn dann die Wärmesenkentemperatur Te unter den bestimmten Wert t1 sinkt, schließt der Wärmepumpen-Controller 32 erneut das interne Expansionsventil 8 vollständig. In diesem Öffnungs- und Schließsteuerungszustand kehrt der Wärmepumpen-Controller 32 in den normalen Steuerungszustand zurück, wenn eine bestimmte Rückkehrbedingung erfüllt ist. Diese Rückkehrbedingung lautet beispielsweise, dass die Wärmesenkentemperatur Te auf eine Temperatur über dem bestimmten Wert t2 angestiegen ist, oder dass zusätzlich dazu eine bestimmte Zeit verstrichen ist, oder dergleichen.Then, when the heat sink temperature Te drops below the certain value t1, the heat pump controller closes 32 the internal expansion valve again 8th Completely. In this open and close control state, the heat pump controller reverses 32 return to the normal control state when a certain return condition is met. This return condition is, for example, that the heat sink temperature Te has risen to a temperature above the certain value t2, or that a certain time has passed in addition to it, or the like.

Da der Wärmepumpen-Controller 32, der die Steuereinrichtung 11 ausbildet, wie oben beschrieben für den Fall, dass die Wärmesenkentemperatur Te unter den bestimmten Wert t1 sinkt, das interne Expansionsventil 8 vollständig schließt, kann das Strömen des Kältemittels in die Wärmesenke 9 angehalten werden, ohne die Drehzahl NC des Kompressors 2 zu reduzieren, und so das unerwünschte Einfrieren der Wärmesenke 9 vermieden werden.Because the heat pump controller 32 who is the control device 11 As described above, forms the internal expansion valve in the event that the heat sink temperature Te falls below the specified value t1 8th closes completely, the flow of the refrigerant into the heat sink can 9 can be stopped without changing the NC speed of the compressor 2 to reduce, and so the unwanted freezing of the heat sink 9 be avoided.

Auch die unerwünschte Abnahme der in die Fahrgastzelle geblasenen Luftmenge kann so behoben werden, und insbesondere für den Fall, dass wie im Ausführungsbeispiel die Drehzahl NC des Kompressors 2 auf Grundlage des Wärmeableiterdrucks Pci (Index, anhand dessen die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft erfasst werden kann) gesteuert wird, kann die angestrebte Ausblastemperatur ungehindert erreicht werden.The undesired decrease in the amount of air blown into the passenger compartment can also be eliminated in this way, and in particular in the event that, as in the exemplary embodiment, the speed NC of the compressor 2 is controlled based on the heat sink pressure Pci (index by which the temperature of the air blown into the passenger compartment can be detected), the target blow-out temperature can be achieved unhindered.

Da der Wärmepumpen-Controller 32 im Ausführungsbeispiel in diesem Fall im Zuge des Sinkens der Wärmesenkentemperatur Te den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils 6 vergrößert und für den Fall, dass das externe Expansionsventil 6 den eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht und die Wärmesenkentemperatur Te unter den bestimmten Wert t1 sinkt, das interne Expansionsventil 8 vollständig schließt, ist es möglich, durch Steuern des externen Expansionsventils 6 die Strömungsmenge an Kältemittel zur Wärmesenke 9 zu steuern und dabei das Sinken der Wärmesenkentemperatur Te am externen Expansionsventil 6 zu behandeln, und für den Fall, dass das Verringern der Strömungsmenge an Kältemittel zur Wärmesenke 9 mittels des externen Expansionsventils 6 an seine Grenzen stößt, das Strömen von Kältemittel in die Wärmesenke 9 mittels des internen Expansionsventils 8 anzuhalten.Because the heat pump controller 32 in the embodiment, in this case, as the heat sink temperature Te drops, the valve opening degree of the external expansion valve 6th enlarged and in the event that the external expansion valve 6th reaches the set maximum degree of opening and the heat sink temperature Te below the specific value t1 decreases, the internal expansion valve 8th closes completely, it is possible by controlling the external expansion valve 6th the amount of refrigerant flowing to the heat sink 9 to control and thereby the drop in the heat sink temperature Te at the external expansion valve 6th to deal with, and in the event that reducing the flow rate of refrigerant to the heat sink 9 by means of the external expansion valve 6th reaches its limits, the flow of refrigerant into the heat sink 9 by means of the internal expansion valve 8th to stop.

Insbesondere da der Wärmepumpen-Controller 32 im Ausführungsbeispiel für den Fall, dass das externe Expansionsventil 6 den eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht, den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils 8 vom Ventilöffnungsgrad 2 auf den Ventilöffnungsgrad 3 verkleinert und, falls die Wärmesenkentemperatur Te unter den bestimmten Wert t1 sinkt, das interne Expansionsventil 8 vollständig schließt, ist kein vollständiges Schließen des internen Expansionsventils 8 erforderlich, solange durch Verkleinern des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils 8 die Wärmesenkentemperatur Te nicht unter den bestimmten Wert t1 sinkt. Dadurch ist es möglich, das Einfrieren der Wärmesenke 9 zu verhindern und zugleich die Entfeuchtungsleistung für die Fahrgastzelle aufrechtzuerhalten.Especially since the heat pump controller 32 in the exemplary embodiment for the case that the external expansion valve 6th reaches the set maximum opening degree, the valve opening degree of the internal expansion valve 8th the valve opening degree 2 on the valve opening degree 3 and, if the heat sink temperature Te falls below the certain value t1, the internal expansion valve 8th fully closes does not mean that the internal expansion valve is fully closed 8th required as long as by decreasing the valve opening degree of the internal expansion valve 8th the heat sink temperature Te does not decrease below the certain value t1. This makes it possible to freeze the heat sink 9 to prevent and at the same time to maintain the dehumidification performance for the passenger compartment.

Da der Wärmepumpen-Controller 32 im Ausführungsbeispiel ferner nach dem vollständigen Schließen des internen Expansionsventils 8 für den Fall, dass die Wärmesenkentemperatur Te den bestimmten Wert t1 oder den über diesem liegenden bestimmten Wert t2 überschreitet, das interne Expansionsventil 8 auf den bestimmten Ventilöffnungsgrad 3 öffnet, kann nach dem vollständigen Schließen des internen Expansionsventils 8 durch einen Anstieg der Wärmesenkentemperatur Te die Zufuhr von Kältemittel an die Wärmesenke 9 ungehindert wieder aufgenommen und die Entfeuchtung der Fahrgastzelle gestartet werden.Because the heat pump controller 32 in the exemplary embodiment also after the internal expansion valve has been completely closed 8th in the event that the heat sink temperature Te exceeds the certain value t1 or the certain value t2 lying above this, the internal expansion valve 8th on the specific valve opening degree 3 opens after the internal expansion valve has been fully closed 8th by an increase in the heat sink temperature Te, the supply of refrigerant to the heat sink 9 can be resumed unhindered and dehumidification of the passenger compartment started.

Es liegt dabei keine Beschränkung auf den Aufbau des Kältemittelkreislaufs R, Zahlenwerte und Bedingungen für den Übergang (Wechsel) der Steuerung des externen Expansionsventils 6 oder des internen Expansionsventil 8 vor, und es liegt auf der Hand, dass diese veränderbar sind, solange nicht vom Wesen der Erfindung abgewichen wird. Auch wurde die vorliegende Erfindung im Ausführungsbeispiel anhand der Fahrzeugklimaanlage 1 beschrieben, die die Betriebsmodi Heizmodus, Entfeuchtungsheizmodus, Entfeuchtungskühlmodus, Kühlmodus, Modus zur Klimatisierung (Priorität) + Batteriekühlung usw. aufweist, doch liegt keine Beschränkung hierauf vor, und die vorliegende Erfindung ist auch für eine Fahrzeugklimaanlage gültig, die beispielsweise den Entfeuchtungsheizmodus und den Entfeuchtungskühlmodus ausführen kann.There is no restriction on the structure of the refrigerant circuit R. , Numerical values and conditions for the transition (change) of the control of the external expansion valve 6th or the internal expansion valve 8th before, and it is obvious that these can be changed as long as the essence of the invention is not deviated from. The present invention in the exemplary embodiment was also based on the vehicle air conditioning system 1 which has the operating modes of heating mode, dehumidifying heating mode, dehumidifying cooling mode, cooling mode, air conditioning mode (priority) + battery cooling, etc., but is not limited thereto, and the present invention is also applicable to a vehicle air conditioner that has, for example, the dehumidifying heating mode and the dehumidifying cooling mode can perform.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
FahrzeugklimaanlageVehicle air conditioning
22
Kompressorcompressor
33
LuftströmungskanalAir flow duct
44th
WärmeableiterHeat sink
66th
externes Expansionsventilexternal expansion valve
77th
externer Wärmetauscherexternal heat exchanger
88th
internes Expansionsventilinternal expansion valve
99
WärmesenkeHeat sink
1111
SteuereinrichtungControl device
3232
Wärmepumpen-ControllerHeat pump controller
4545
Klimatisierungs-ControllerClimate controller
RR.
KältemittelkreislaufRefrigerant circulation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • JP 201494673 [0004]JP 201494673 [0004]

Claims (6)

Fahrzeugklimaanlage, umfassend: einen Kompressor zum Verdichten von Kältemittel, einen Wärmeableiter zum Bewirken, dass das Kältemittel Wärme abgibt und einer Fahrgastzelle zugeführte Luft erwärmt, eine Wärmesenke zum Bewirken, dass das Kältemittel Wärme absorbiert und der Fahrgastzelle zugeführte Luft kühlt, einen außerhalb der Fahrgastzelle bereitgestellten externen Wärmetauscher, ein externes Expansionsventil zum Reduzieren des Drucks des in den externen Wärmetauscher strömenden Kältemittels, ein internes Expansionsventil zum Reduzieren des Drucks des in die Wärmesenke strömenden Kältemittels und eine Steuereinrichtung, wobei durch die Steuereinrichtung wenigstens ein Entfeuchtungsheizmodus ausgeführt wird, wobei aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel am Wärmeableiter Wärme abgibt und das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, verzweigt wird, wobei ein Teil nach einer Druckreduzierung mittels des internen Expansionsventils an der Wärmesenke Wärme absorbiert, während der andere Teil nach einer Druckreduzierung mittels des externen Expansionsventils am externen Wärmetauscher Wärme absorbiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für den Fall, dass die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt.A vehicle air conditioning system comprising: a compressor for compressing refrigerant, a heat sink for causing the refrigerant to give off heat and heat air supplied to a passenger compartment, a heat sink for causing the refrigerant to absorb heat and to cool air supplied to the passenger compartment, one provided outside the passenger compartment external heat exchanger, an external expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the external heat exchanger, an internal expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the heat sink and a control device, the control device executing at least one dehumidifying heating mode, with discharged from the compressor Refrigerant releases heat at the heat sink and the refrigerant that has released heat is branched, with one part absorbing heat after a pressure reduction by means of the internal expansion valve on the heat sink, while the other part absorbs heat il absorbs heat after a pressure reduction by means of the external expansion valve on the external heat exchanger, characterized in that the control device completely closes the internal expansion valve in the event that the temperature of the heat sink falls below a certain value. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Drehzahl des Kompressors auf Grundlage eines Indexes steuert, anhand dessen die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft erfasst werden kann.Vehicle air conditioning after Claim 1 , characterized in that the control device controls the speed of the compressor on the basis of an index by means of which the temperature of the air blown into the passenger compartment can be detected. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung im Zuge eines Sinkens der Temperatur der Wärmesenke den Ventilöffnungsgrad des externen Expansionsventils vergrößert und für den Fall, dass das externe Expansionsventil einen eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht und die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt.Vehicle air conditioning after Claim 1 or 2 , characterized in that the control device increases the valve opening degree of the external expansion valve in the course of a decrease in the temperature of the heat sink and, in the event that the external expansion valve reaches a set maximum degree of opening and the temperature of the heat sink falls below a certain value, the internal expansion valve completely closes. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für den Fall, dass das externe Expansionsventil einen eingestellten maximalen Öffnungsgrad erreicht, den Ventilöffnungsgrad des internen Expansionsventils verkleinert, und falls die Temperatur der Wärmesenke unter einen bestimmten Wert sinkt, das interne Expansionsventil vollständig schließt.Vehicle air conditioning after Claim 3 , characterized in that the control device, in the event that the external expansion valve reaches a set maximum opening degree, reduces the valve opening degree of the internal expansion valve, and if the temperature of the heat sink falls below a certain value, the internal expansion valve closes completely. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung nach dem vollständigen Schließen des internen Expansionsventils für den Fall, dass die Temperatur der Wärmesenke einen bestimmten Wert oder einen über dem bestimmten Wert liegenden bestimmten Wert überschreitet, das interne Expansionsventil auf einen bestimmten Ventilöffnungsgrad öffnet.Vehicle air conditioning according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that after the internal expansion valve has been completely closed, the control device opens the internal expansion valve to a certain degree of valve opening in the event that the temperature of the heat sink exceeds a certain value or a certain value lying above the certain value. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung einen Entfeuchtungskühlmodus ausführt, in dem aus dem Kompressor abgegebenes Kältemittel an einem Expansionsventil und am externen Wärmetauscher Wärme abgibt und das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, mittels des internen Expansionsventils eine Druckreduzierung erfährt, woraufhin es an der Wärmesenke Wärme absorbiert, wobei ein steuerungsbedingter Maximalwert des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils im Entfeuchtungsheizmodus kleiner eingestellt wird als ein steuerungsbedingter Maximalwert des Ventilöffnungsgrads des internen Expansionsventils im Entfeuchtungskühlmodus.Vehicle air conditioning according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the control device executes a dehumidification cooling mode in which refrigerant discharged from the compressor releases heat to an expansion valve and the external heat exchanger and the refrigerant that has released heat experiences a pressure reduction by means of the internal expansion valve, whereupon it heats the heat sink absorbed, wherein a control-related maximum value of the valve opening degree of the internal expansion valve in the dehumidifying heating mode is set smaller than a control-related maximum value of the valve opening degree of the internal expansion valve in the dehumidifying cooling mode.
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