DE102004039852A1

DE102004039852A1 - Kraftfahrzeug-Klimasystem

Info

Publication number: DE102004039852A1
Application number: DE102004039852A
Authority: DE
Inventors: Toshinobu Kariya Homan; Mitsuyo Kariya Oomura; Makoto Kariya Yoshida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2005-03-17
Also published as: JP2005059797A; US20050056413A1; US7325595B2

Abstract

In einem Hybridfahrzeug-Klimasystem, in dem ein Kühlmittel zu einem Heizkern von einem Fahrzeugmotor zugeführt wird, wird zum Heizen ein Befehl des Betriebs des Fahrzeugmotors gesteuert, um die jeweils eingestellten Kühlmitteltemperaturen TWS2 für eine Soll-Luftauslasstempertur TAO einer in eine Fahrgastzelle ausgeschickten Luft während eines Doppelmodusbetriebs und TWS1 für die Soll-Luftauslasstemperatur TAO während eines Fußmodusbetriebs zu erhalten, indem die eingestellte Kühlmitteltemperatur TWS2 höher als die eingestellte Kühlmitteltemperatur TWS1 eingestellt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Steuern des Heizleistungsvermögens einer Fahrgastzellenheizvorrichtung in einem Kraftfahrzeug-Klimasystem, das bevorzugt auf Hybridfahrzeuge angewendet werden kann.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmlicherweise gibt es Beschreibungen von Motorbetriebssteuerungen, um eine erforderliche minimale Kühlmitteltemperatur für eine Heizfunktion in Kraftfahrzeug-Klimasystemen zu gewährleisten, die auf Hybridfahrzeuge angewendet sind, in denen ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor installiert sind, und die japanische Patentveröffentlichung Nr. 3323097 beschreibt eines der herkömmlichen Beispiele.

Bei diesem Stand der Technik wird, wenn eine Soll-Luftauslasstemperatur TAO für eine in die Fahrgastzelle ausgeblasene Luft gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 30°C) ist und die Temperatur eines Motorkühlmittels, welches ein Heizmedium zum Heizen ist, gleich oder niedriger als eine eingestellte Kühlmitteltemperatur (eine erforderliche minimale Kühlmitteltemperatur) ist, die basierend auf der Soll-Luftauslasstemperatur TAO bestimmt wird, ein Motorbetriebsanforderungssignal an eine Motorsteuereinheit ausgegeben, um so den Motor in Betrieb zu setzen, wodurch die Temperatur des Motorkühlmittels auf eine höhere Temperatur als die eingestellte Temperatur erhöht wird.

Dann wird, wenn die Motorkühlmitteltemperatur höher als die eingestellte Kühlmitteltemperatur ist, ein Motorabschaltanforderungssignal an die Motorsteuereinheit ausgegeben, um so den Motor abzuschalten. So wird die Motorkühlmitteltemperatur auf der erforderlichen minimalen Kühlmitteltemperatur gehalten, um die Soll-Luftauslasstemperatur TAO zu erzielen.

Übrigens wurde als Ergebnis des speziellen Tests und Studiums insbesondere des herkömmlichen Beispiels festgestellt, dass eine angenehme Klimatisierung aus den folgenden Gründen unterbrochen wurde. D. h. in dem herkömmlichen Beispiel wird die eingestellte Temperatur, die zum Erzielen der Soll-Luftauslasstemperatur TAO erforderlich ist, gleichmäßig basierend nur auf der Soll-Luftauslasstemperatur TAO ohne Berücksichtigung einer Änderung des Auslassmodus bestimmt. Folglich bleibt bei der gleichen Soll-Luftauslasstemperatur TAO die eingestellte Kühlmitteltemperatur auf der gleichen Temperatur, ob ein Fußmodus oder ein Doppelmodus benutzt wird.

Hierbei ist es im Gegensatz zum Fußmodus, in dem Luft nur zum Boden geschickt und daher zu den Füßen von Insassen gerichtet wird, im Doppelmodus, da Luft zu sowohl den Füßen als auch den Gesichtern der Insassen gerichtet wird, aus Gründen des Komforts erwünscht, eine so genannte Kaltgesichts/Warmfüßer-Auslasstemperaturverteilung durch Einstellen der Gesichtsauslasstemperatur niedriger als die Fußauslasstemperatur zu haben.

Außerdem kann, da die eingestellte Kühlmitteltemperatur die minimale Kühlmitteltemperatur ist, die zum Erzielen der Soll-Luftauslasstemperatur TAO erforderlich ist, die Kaltgesichts/Warmfüßer-Auslasstemperaturverteilung aus dem folgenden Grund nicht eingerichtet werden, wenn der Doppelmodus benutzt wird. D.h, beim Versuch, die Gesichtsauslasstemperatur im Doppelmodus um eine vorbestimmte Temperatur niedriger als die Fußauslasstemperatur einzustellen, wird, da die eingestellte Kühlmitteltemperatur die minimale Kühlmitteltemperatur ist, die zum Erzielen der Soll-Luftauslasstemperatur TAO erforderlich ist, selbst in dem Fall, dass die Fußauslasstemperatur die Soll-Luftauslasstemperatur TAO erreicht, die Gesichtsauslasstemperatur unvermeidbar um die vorbestimmte Temperatur niedriger als die Soll-Luftauslasstemperatur TAO.

Gemäß dieser Tatsache wird selbst in dem Fall, dass die Kaltgesichts/Warmfüßer-Auslasstemperaturverteilung eingerichtet werden kann, dann die mittlere Temperatur für die Fußauslasstemperatur und die Gesichtsauslasstemperatur niedriger als die Soll-Luftauslasstemperatur TAO, und daher kann die Fahrgastzellentemperatur nicht auf die eingestellte Temperatur eingestellt werden. Als Ergebnis werden in Wirklichkeit während eines Doppelmodusbetriebs aus dem Fußauslass geschickte Luft und aus dem Gesichtsauslass geschickte Luft zu der gleichen Temperatur, d.h. der Soll-Luftauslasstemperatur TAO, und dies senkt das während des Doppelmodusbetriebs vorgesehene Komfortniveau.

Dann wird, während es möglich ist, eine Soll-Kühlmitteltemperatur, die basierend auf einer Soll-Luftauslasstemperatur TAO bestimmt wird, um eine vorbestimmte Temperatur zu erhöhen, falls diese Idee tatsächlich in die Praxis umgesetzt wird, das Motorkühlmittel zum Beispiel während eines Fußmodusbetriebs auf eine höhere Temperatur als eine minimale Kühlmitteltemperatur, die zum Erzielen der Soll-Luftauslasstemperatur TAO erforderlich ist, erwärmt. Dies führt zu einer längeren Betriebszeit des Motors und verschlechtert dessen Kraftstoffverbrauch, und schließlich geht der den Hybridfahrzeugen innewohnende Vorteil verloren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wurde in Anbetracht dieser Situationen gemacht, und es ist ihre Aufgabe, ein Kraftfahrzeug-Klimasystem vorzusehen, das die Verbesserung des Komforts während eines Doppelmodusbetriebs in Einklang mit der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs während eines Fußmodusbetriebs erreichen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug-Klimasystem vorgesehen, mit einer Heizvorrichtung (51, 49) zum Heizen von in eine Fahrgastzelle ausgeschickter Luft; einem Gesichtsauslass (16), der entlang der Luftströmung stromab der Heizvorrichtung (51, 49) vorgesehen ist, zum Ausschicken der Luft zu den Gesichtern von Insassen in der Fahrgastzelle; einem Fußauslass (17), der entlang der Luftströmung stromab der Heizvorrichtung (51, 49) vorgesehen ist, um die Luft zu den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle auszuschicken; einer Soll-Luftauslasstemperatur-Berechnungseinheit (S4) zum Berechnen einer Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) für die in die Fahrgastzelle ausgeschickte Luft; einer Auslassmodus-Einstelleinheit (S6) zum Einstellen wenigstens eines Doppelmodus, in dem der Gesichtsauslass (16) und der Fußauslass (17) gleichzeitig geöffnet sind, und eines Fußmodus, in dem der Gesichtsauslass (16) geschlossen ist, während der Fußauslass (17) geöffnet ist; einer Heizquelle (1, 41, 86) zum Heizen eines der Heizvorrichtung (51, 49) zugeführten Heizmediums; und einer Steuereinheit (S9) zum Steuern des Betriebs der Heizquelle (1, 41, 86), wobei die Steuereinheit (S9) den Betrieb der Heizquelle (1, 41, 86) derart steuert, dass die Heizleistung der Heizvorrichtung (51, 49) für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während eines Betriebs im Doppelmodus größer wird als die Heizleistung der Heizvorrichtung (51, 49) für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während eines Betriebs im Fußmodus.

Gemäß diesem Aufbau kann, da die Fußauslasstemperatur während des Doppelmodusbetriebs höher erhöht werden kann als während des Fußmodusbetriebs, die Gesichtsauslasstemperatur um dieses Maß niedriger als die Fußauslasstemperatur verringert werden, um dadurch die Kaltgesichts/Warmfüßer-Temperaturverteilung einzurichten. Folglich kann der Komfort während des Doppelmodusbetriebs verbessert werden.

Außerdem kann, da die Heizleistung der Heizvorrichtung (51, 49) für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs größer gemacht ist als die Heizleistung der Heizvorrichtung (51, 49) während des Fußmodusbetriebs, als Mittelwert für die Fußauslasstemperatur und die Gesichtsauslasstemperatur eine Temperatur um die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) vorgesehen werden und daher gibt es kein Risiko, dass die Temperatursteuereigenschaften während des Doppelmodusbetriebs beeinflusst werden.

Ferner wird nur, wenn der Doppelmodusbetrieb durchgeführt wird, die Heizleistung der Heizvorrichtung (51, 49) erhöht, und während des Fußmodusbetriebs muss die Heizvorrichtung (51, 49) nur so gesteuert werden, um eine erforderliche minimale Heizleistung, die der Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) entspricht, vorzusehen. Folglich kann eine Energieeinsparung während des Fußmodusbetriebs erzielt werden.

So können die Erzielung der Energieeinsparung während des Fußmodusbetriebs und die Verbesserung des Komforts während des Doppelmodusbetriebs in Einklang miteinander gebracht werden.

In dem Kraftfahrzeug-Klimasystem gemäß der Erfindung ist die Heizquelle ein Verbrennungsmotor (1), die Heizvorrichtung ist ein Heißwasser-Heizkern (51), dem ein Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor als das Heizmedium zugeführt wird, und die Steuereinheit (59) kann den Betrieb des Verbrennungsmotors (1) so steuern, dass die Temperatur des Kühlmittels für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs höher wird als die Temperatur des Kühlmittels während des Fußmodusbetriebs.

Gemäß diesem Aufbau können die obige Funktion und der obige Vorteil in dem Kraftfahrzeug-Klimasystem mit dem Heißwasser-Heizkern (51), der das Kühlmittel des Verbrennungsmotor (1) als das Heizmedium verwendet, erzielt werden.

In dem Kraftfahrzeug-Klimasystem gemäß der Erfindung ist die Heizvorrichtung ein Hochdruck-Heizkörper (49), in den ein von einem Kompressor (41) eines Kühlkreises (40) ausgegebenes Hochdruck-Kältemittel als das Heizmedium strömt, die Heizquelle ist der Kompressor (41), und die Steuereinheit (S9) kann den Betrieb des Kompressors (41) so steuern, dass die Heizleistung des Hochdruck-Heizkörpers (49) für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs größer wird als die Heizleistung des Hochdruck-Heizkörpers (49) für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Fußmodusbetriebs.

Gemäß diesem Aufbau können die obige Funktion und der obige Vorteil in dem Kraftfahrzeug-Klimasystem in dem die Heizvorrichtung aus dem Hochdruck-Heizkörper (49) gebildet ist, in den Gashochdruck-Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors des Kühlkreises (40) strömt, erzielt werden.

In dem Kraftfahrzeug-Klimasystem gemäß der Erfindung ist die Heizquelle eine Heizquelle (86) zum Heizen, die separat von der Fahrzeugantriebsquelle vorgesehen ist, die Heizvorrichtung ist ein Heißwasser-Heizkern (51), dem durch die Heizquelle (86) zum Heizen erwärmtes heißes Wasser als Heizmedium zugeführt wird, und die Steuereinheit (S9) kann den Betrieb der Heizquelle 186) zum Heizen derart Steuern, dass die Temperatur des heißen Wassers für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs höher wird als die Temperatur des heißen Wassers für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Fußmodusbetriebs.

Gemäß diesem Aufbau können die obige Funktion und der obige Vorteil in dem Kraftfahrzeug-Klimasystem realisiert werden, in dem der Heißwasser-Heizkern (51) als Heizvorrichtung verwendet wird, der durch die Heizquelle (86) zum Heizen, die separat von der Fahrzeugantriebsquelle ist, erwärmtes heißes Wasser zugeführt wird.

In dem Kraftfahrzeug-Klimasystem gemäß der Erfindung kann die Heizquelle zum Heizen aus einer elektrischen Heizvorrichtung (86) gebildet sein. Zusätzlich kann die Heizquelle zum Heizen aus einer Verbrennungsheizvorrichtung gebildet sein.

Als nächstes ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug-Klimasystem vorgesehen, mit einer Heizvorrichtung (87) zum Heizen von in eine Fahrgastzelle ausgeschickter Luft; einem Gesichtsauslass (16), der entlang der Luftströmungsrichtung stromab der Heizvorrichtung (87) vorgesehen ist, zum Ausschicken der Luft zu den Gesichtern von Insassen in der Fahrgastzelle; einem Fußauslass (17), der entlang der Luftströmung stromab der Heizvorrichtung (87) vorgesehen ist, zum Ausschicken der Luft zum den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle; einer Soll-Luftauslasstemperatur-Berechnungseinheit (S4) zum Berechnen einer Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) für die in die Fahrgastzelle ausgeschickte Luft; und einer Auslassmodus-Einstelleinheit (S6) zum Einstellen wenigstens eines Doppelmodus, in dem der Gesichtsauslass (16) und der Fußauslass (17) gleichzeitig geöffnet sind, und eines Fußmodus, in dem der Gesichtsauslass (16) geschlossen ist, während der Fußauslass (17) geöffnet ist, wobei die Heizvorrichtung (87) zum direkten eigenständigen Einstellen der Heizleistung davon ausgebildet ist und ferner eine Steuereinheit (S9) zum Steuern des Betriebs der Heizquelle (87) aufweist, wobei die Steuereinheit (S9) den Betrieb der Heizvorrichtung (87) derart steuert, dass die Heizleistung der Heizvorrichtung (87) für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs größer wird als die Heizleistung der Heizvorrichtung (87) für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Fußmodusbetriebs.

So können gemäß der Erfindung, da die Vorrichtung, die zum direkten eigenständigen Einstellen ihrer Heizleistung ausgebildet ist, als die Heizvorrichtung (87) verwendet wird, eine Funktion und ein Vorteil, welche ähnlich der obigen Funktion und dem obigen Vorteil sind, durch direktes Steuern des Betriebs der Heizvorrichtung (87) realisiert werden.

Insbesondere kann eine elektrische Heizvorrichtung (87) als eine solche Heizvorrichtung verwendet werden, und eine Verbrennungsheizvorrichtung kann verwendet werden.

Man beachte, dass die Bezugsziffern in Klammern Beziehungen mit entsprechenden speziellen Einheiten darstellen, die in Ausführungsbeispielen beschrieben sind, die später beschrieben werden.

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Darin zeigen:
1 eine schematische beispielhafte Darstellung des Aufbaus eines Hybridfahrzeugs, die ein erstes Ausführungsbeispiel zeigt;
2 eine Darstellung eines Gesamtaufbaus eines Hybridfahrzeug-Klimasystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 eine Vorderansicht einer Klimabedientafel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 ein Flussdiagramm eines grundsätzlichen Steuerprozesses durch eine Klima-ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
6 ein Steuerkennliniendiagramm eines Einlassmodus gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
7 ein Steuerkennliniendiagramm eines Auslassmodus gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
8 ein Steuerkennliniendiagramm einer Gebläsespannung während eines Aufwärmsteuerbetriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
9 ein Steuerkennliniendiagramm einer Gebläsespannung während eines normalen Steuerbetriebs;
10 ein Steuerkennliniendiagramm eines intermittierenden Kompressorbetriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
11 ein Flussdiagramm eines Steuerprozesses einer Motorbetriebsbefehlsbestimmung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
12A ein Kennliniendiagramm einer Kühlmitteltemperatursteuerung für die Motorbetriebsbefehlsbestimmung;
12B ein Kennliniendiagramm einer Kühlmitteltemperatursteuerung für die Motorbetriebsbefehlsbestimmung;
13 ein Flussdiagramm eines grundsätzlichen Steuerprozesses durch einen Motor-ECU;
14 eine Darstellung eines Gesamtaufbaus eines Elektrofahrzeug-Klimasystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
15 eine Darstellung eines Gesamtaufbaus eines Elektrofahrzeug-Klimasystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
16 eine Darstellung eines Gesamtaufbaus eines Elektrofahrzeug-Klimasystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 bis 13 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel, in dem die Erfindung auf ein Hybridfahrzeug-Klimasystem angewendet ist. 1 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines Antriebsmechanismus zum Fahren eines Hybridfahrzeugs, 2 zeigt einen Gesamtaufbau eines Hybridfahrzeug-Klimasystems, und 3 veranschaulicht ein Steuersystem des Hybridfahrzeug-Klimasystems.
Wie in 1 dargestellt, sind an einem Hybridfahrzeug 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel ein wassergekühlter Fahrzeugbenzinmotor (nachfolgend als der Fahrzeugmotor bezeichnet) 1, ein aus einem elektrischen Generator gebildeter Fahrzeugmotor 2, ein Motorstartsystem 3 mit einem Startermotor zum Starten des Fahrzeugmotors 1, einem Zündsystem und einem Kraftstoffeinspritzsystem, sowie eine Batterie (eine Nickel-Wasserstoff-Batterie) 4 zum Zuführen von Energie zu dem Fahrzeugmotor 2 und dem Motorstartsystem 3 installiert.
Man beachte dass der Fahrzeugmotor 1 mit einer Achse des Hybridfahrzeugs 5 verbunden ist, um diese in einer solchen Weise anzutreiben, dass sie von der Achse erforderlichenfalls getrennt wird. Analog ist auch der Fahrzeugmotor 2 mit der Achse des Hybridfahrzeugs 5 verbunden, um diese in einer solchen Weise anzutreiben, dass er von der Achse erforderlichenfalls getrennt wird, und er ist so konstruiert, dass, wenn zwischen dem Fahrzeugmotor 1 und der Achse keine Verbindung hergestellt ist, der Fahrzeugmotor 2 mit der Achse verbunden ist. Dann ist der Fahrzeugmotor 2 so aufgebaut, dass er durch eine Hybridsteuereinheit (nachfolgend als eine Hybrid-ECU bezeichnet) 8 automatisch (zum Beispiel wechselrichtergesteuert) gesteuert wird.
Ferner ist das Motorstartsystem 3 so aufgebaut, dass es durch eine Motorsteuereinheit (nachfolgend als eine Motor-ECU bezeichnet) 9 automatisch so gesteuert wird, dass die Verbrennungsleistung des Benzins (Kraftstoffs) optimal wird. Man beachte, dass die Motor-ECU 9 die Energieversorgung des Motorstartsystems 3 so steuert, dass der Fahrzeugmotor 1 angetrieben wird, wenn das Hybridfahrzeug 5 normal fahren soll und die Batterie 4 geladen werden soll.
Ein Hybridfahrzeug-Klimasystem gemäß der Erfindung ist als eine so genannte Automatik-Klimaanlage zum Durchführen einer automatischen Steuerung, um die Temperatur in einer Fahrgastzelle des Hybridfahrzeugs 5 durch automatisches Steuern eines Klimageräts (ein Stellglied) einer Klimaeinheit 6 zum Klimatisieren der Luft in der Fahrgastzelle durch eine Klimasteuereinheit (nachfolgend als eine Klimaanlagen-ECU bezeichnet) 7 immer auf einer Einstelltemperatur zu halten, aufgebaut.
Wie in 2 dargestellt, enthält die Klimaeinheit 6 ein Klimagehäuse 10 zum Bilden eines Luftkanals zum Einleiten klimatisierter Luft zum Innern der Fahrgastzelle des Hybridfahrzeugs 5. Dieses Klimagehäuse 10 ist in einer an einem vorderen Teil der Fahrgastzelle angeordneten Fahrzeuginstrumententafel angeordnet. Ein Gebläse 30 erzeugt einen zum Innern der Fahrgastzelle gerichteten Luftstrom in dem Klimagehäuse 10 und ist insbesondere als ein Zentrifugalgebläse aufgebaut.
Außerdem enthält die Klimaeinheit 6 einen Kühlkreislauf 40 zum Kühlen von Luft, die in dem Klimagehäuse 10 strömt, um so das Innere der Fahrgastzelle zu kühlen, und einen Motorkühlmittelkreis (einen Heißwasserkreis) 50 zum Heizen der Luft, die in dem Klimagehäuse 10 strömt, um so das Innere der Fahrgastzelle zu heizen.
Eine stromaufwärtigste Seite (eine Windangriffsseite) des Klimagehäuses 10 bildet einen Lufteinlass-Wechselabschnitt, wo ein Innenlufteinlass 11 zum Ansaugen von Innenluft (Luft in der Fahrgastzelle), ein Außenlufteinlass 12 zum Ansaugen von Außenluft (Luft außerhalb der Fahrgastzelle) und eine Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 13 zum Öffnen und Schließen der beiden Einlässe 11, 12, vorgesehen sind. Diese Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 13 ist eine Innenluft/Außenluft-Wechseleinheit und ist insbesondere aus einer Drehplattenklappe aufgebaut. Außerdem wird die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 13 durch ein Stellglied 14 (3) wie beispielsweise einen Servomotor angetrieben, um einen Einlassmodus zwischen einem Innenluftzirkulationsmodus und einem Außenlufteinleitungsmodus zu schalten.
Ferner bildet eine stromabwärtigste Seite (eine windabgewandte Seite) des Klimagehäuses 10 einen Auslasswechselabschnitt, wo ein Entfrosterauslass 15, ein Gesichtsauslass 16 und ein Fußauslass 17 ausgebildet sind. Dann wird aus dem Entfrosterauslass 15 hauptsächlich heiße Luft zu einer Innenseite einer Windschutzscheibe des Hybridfahrzeugs 5 ausgeschickt. Außerdem wird aus dem Gesichtsauslass hauptsächlich kalte Luft zu den Gesichtern (Oberkörpern) von Insassen ausgeschickt. Ferner wird aus dem Fußauslass 17 hauptsächlich heiße Luft zu den Füßen der Insassen ausgeschickt.
Dann sind drei Auslasswechselklappen 18, 19, 20 drehbar an Eingangsabschnitten der Auslässe 15 bis 17 als Auslasswechselvorrichtungen angeordnet, um so jeweils die Auslässe 15 bis 17 zu öffnen und zu schließen. Diese Auslasswechselklappen 18, 19, 20 werden in einer Verriegelungsweise durch ein gemeinsames Stellglied 22 (3), das aus einem Servomotor oder dergleichen gebildet ist, über einen Verbindungsmechanismus angetrieben.
Insbesondere schalten die Auslasswechselklappen 18, 19, 20, um irgendeinen Modus eines Gesichtsmodus (FACE), eines Doppelmodus (B/L), eines Fußmodus (FOOT), eines Fuß/Entfrostermodus (F/D) und eines Entfrostermodus (DEF) als den Auslassmodus einzustellen.
Das Zentrifugalgebläse 30 hat einen in einem Spiralgehäuse 30a, das integral mit dem Klimagehäuse 10 gebildet ist, drehbar aufgenommenen Zentrifugallüfter 31 und einen Gebläsemotor 32 zum Drehantrieb des Zentrifugallüfters 31. Die Drehzahl des Gebläsemotors 32 wird basierend auf einer Gebläsespannung gesteuert, die ihm über eine Gebläseantriebsschaltung 33 (3) zugeführt wird, wodurch die durch den Zentrifugallüfter 31 gelieferte Luftmenge gesteuert wird.
Der Kühlkreislauf 40 enthält einen durch den Fahrzeugmotor 1 riemengetriebenen Kompressor zum Komprimieren eines Kältemittels, einen Kondensator 42 zum Kondensieren des so komprimierten Kältemittels, einen Auffanggefäß-Dehydrator 43 zum Entfernen von Feuchtigkeit aus dem Kältemittel, um so resultierendes flüssiges Kältemittel stromab fließen zu lassen, ein Expansionsventil (Druckverminderungseinheit) 44 zum Reduzieren des Drucks des flüssigen Kältemittels, um seine Expansion zu erlauben, einen Verdampfapparat 45 zum Verdampfen des so im Druck reduzierten und expandierten flüssigen Kältemittels und Kältemittelrohrleitungen, welche diese Bauteile miteinander verbinden.
Von diesen Geräten ist der Verdampfapparat 45 so angeordnet, dass er sich quer zu dem inneren Luftkanal in dem Klimagehäuse 10 erstreckt, und er funktioniert als ein kühlender Wärmetauscher zum Kühlen und Entfeuchten der von dem Gebläse 30 geschickten Luft. Außerdem ist eine elektromagnetische Kupplung 46 mit dem Kompressor 41 als eine Kupplungsvorrichtung zum Einrücken und Ausrücken der Übertragung der Drehkraft von dem Fahrzeugmotor 1 verbunden.
Die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 46 wird durch eine Kupplungsantriebsschaltung 47 (3) gesteuert. Wenn die elektromagnetische Kupplung 46 erregt ist (ON), dann wird die Drehkraft des Fahrzeugmotors 1 auf den Kompressor 41 übertragen und eine Luftkühlwirkung wird durch den Verdampfapparat 45 gestartet, während die Kraftübertragung zwischen dem Fahrzeugmotor und dem Kompressor 41 gesperrt wird, wenn die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 46 abgeschaltet ist (OFF), wodurch die Luftkühlwirkung durch den Verdampfapparat 45 gestoppt wird.
Der Kondensator 42 ist an einer Stelle angeordnet, wo er einfach eine Auftreffluft empfangen kann, die erzeugt wird, wenn das Hybridfahrzeug 5 fährt, und er bildet einen Hochdruck-Kühler, in dem ein Wärmeaustausch zwischen dem darin strömenden Kältemittel und durch einen Kühllüfter 48 hinein geschickte Außenluft und der so empfangenen Auftreffluft realisiert wird.
Der Kühlmittelkreis 50 ist ein Kreis, durch welchen ein in einem Wassermantel des Fahrzeugmotors 1 erwärmtes Hochtemperatur-Kühlmittel (heißes Wasser) durch eine nicht dargestellte Wasserpumpe zirkuliert wird, und er weist einen Kühler, ein Thermostat (die beide nicht gezeigt sind) und einen Heizkern 51 auf. Dieser Heizkern 51 ist derart, dass er eine Heizvorrichtung für Luft bildet, die in das Innere der Fahrgastzelle ausgeschickt wird, und er ist stromab des Verdampfapparats 45 in dem Klimagehäuse 10 angeordnet. Dann heizt der Heizkern 51 die Luft (kalte Luft), die durch den Verdampfapparat 45 geströmt ist, mittels des heißen Kühlmittels aus dem Fahrzeugmotor 1 als Heizquelle.
Insbesondere ist der Heizkern 51 an einer Position stromab des Verdampfapparats 45 in einer solchen Weise angeordnet, dass er einen Bypasskanal an einer Seite davon definiert. Eine Luftmischklappe 52 ist entlang des Luftstroms stromauf des Heizkerns 51 in einer solchen Weise angeordnet, dass sie durch ein Stellglied 53 (3) wie beispielsweise einen Servomotor gedreht wird.
Diese Luftmischklappe 52 funktioniert als eine Auslasstemperatur-Einstelleinheit zum Einstellen der Auslasstemperatur der Luft, die in die Fahrgastzelle ausgeschickt wird, durch Einstellen eines Verhältnisses zwischen der Luftmenge (der Menge heißer Luft), die durch den Heizkern 51 strömt, und der Luftmenge (der Menge kalter Luft), die durch den Bypasskanal 51a strömt, durch Auswählen einer Drehstellung.
Als nächstes wird der Aufbau eines Steuersystems des Ausführungsbeispiels basierend auf 1, 3 und 4 beschrieben. Ein von der Motor-ECU 9 ausgegebenes Kommunikationssignal, Betriebssignale (Schaltersignale) von verschiedenen Arten von Betriebselementen 61 bis 69 an einer Klimaanlagen-Bedientafel 60, die in der Nähe an einer an einem vorderen Teil der Fahrgastzelle angeordneten Fahrzeuginstrumententafel vorgesehen ist, und Sensorsignale von verschiedenen Arten von Sensoren 71 bis 75 werden in die Klimaanlagen-ECU 7 eingegeben.
Hierbei sind insbesondere, wie in 4 dargestellt, die verschiedenen Arten von Bedienelementen 61 bis 69 an der Klimaanlagen-Bedientafel 60 beispielsweise ein Klimaanlagenschalter (A/C) 61 zum Befehlen des Startens und Stoppens des Kühlkreislaufs 40 (des Kompressors 41), ein Einlasswechselschalter 62 zum Schalten des Einlassmodus (Innenluft und Außenluft), ein hebelartiges Temperatureinstellelement 63 zum Einstellen der Temperatur in der Fahrgastzelle auf eine gewünschte Temperatur, ein hebelartiges Gebläseluftmengensteuerelement 64 zum Steuern der durch das Gebläse 30 geschickten Luftmenge, sowie Auslasswechselschalter 65 bis 69 zum Wechseln des Auslassmodus.
Dann sind diese Auslasswechselschalter 65 bis 69 insbesondere ein Gesichtsschalter (FACE) 65 zum Einstellen eines Gesichtsmodus, ein Doppelschalter (B/L) 66 zum Einstellen eines Doppelmodus, ein Fußschalter (FOOT) 67 zum Einstellen eines Fußmodus, ein Fuß/Entfrosterschalter (F/D) zum Einstellen eines Fuß/Entfrostermodus und ein Entfrosterschalter (DEF) 69 zum Einstellen eines Entfrostermodus.
Außerdem sind die verschiedenen Arten von Sensoren 71 bis 75, wie in 3 gezeigt, beispielsweise ein Innenlufttemperatursensor 71 zum Erfassen der Temperatur der Innenluft in der Fahrgastzelle, ein Außenlufttemperatursensor 72 zum Erfassen der Temperatur der Außenluft, ein Sonnenlichtsensor 73 zum Erfassen der in die Fahrgastzelle gestrahlten Sonnenlichtmenge, ein Verdampfapparatauslasstemperatursensor 74 zum Erfassen der Auslasslufttemperatur aus dem Verdampfapparat 45, und ein Kühlmitteltemperatursensor 75 zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels, das in den Heizkern 51 strömt.
Man beachte, dass die Klimaanlagen-ECU 7 bekanntermaßen unter Verwendung eines Mikroprozessors mit CPU, ROM und RAM und Peripherieschaltungen auf gebaut ist und zum Aktivieren durch Zufuhr eines Gleichstroms von der Batterie 4, wenn ein Zündschalter (nicht dargestellt) des Fahrzeugmotors 1 des Hybridschalters 5 eingeschaltet (ON) wird, ausgebildet ist.
Als nächstes wird ein Steuerprozess der Klimaanlagen-ECU 7 gemäß dem Ausführungsbeispiel basierend auf 5 bis 10 beschrieben. Hierbei ist 5 ein Flussdiagramm eines grundsätzlichen Klimaprozesses durch die Klimaanlagen-ECU 7. Zuerst wird, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird (ON), um der Klimaanlagen-ECU 7 Gleichstrom zuzuführen, eine in 5 veranschaulichte Routine aktiviert, und verschiedene Arten von Initialisierungen werden durchgeführt (Schritt S1).
Als nächstes werden Betriebssignale (Schaltersignale) von den verschiedenen Betriebselementen 61 bis 69 an der Klimabedientafel 60 eingelesen (Schritt S21. Als nächstes werden Sensorsignale von den jeweiligen Sensoren 71 bis 75 eingelesen (Schritt S3).
Als nächstes wird eine Soll-Luftauslasstemperatur TAO der in die Fahrgastzelle ausgeschickten Luft basierend auf der in dem ROM im Voraus gespeicherten folgenden Formel (1) berechnet. Diese Soll-Luftauslasstemperatur TAO ist eine Auslasstemperatur, die benötigt wird, um das Innere der Fahrgastzelle auf einer durch das Temperatureinstellelement 63 eingestellten Einstelltemperatur unabhängig von einer Veränderung der Klimaheizlast des Fahrzeugs zu halten. TAO = Kset × Tset – KR × TR – KAM × TAM – KS × TS + C (1)wobei Tset eine durch das Temperatureinstellelement 63 eingestellte Einstelltemperatur ist, TR eine durch den Innenlufttemperatursensor 71 erfasste Innenlufttemperatur ist, TAM eine durch den Außenlufttemperatursensor 72 erfasste Außenlufttemperatur ist, und TS eine durch den Sonnenlichtsensor 73 Sonnenlichtmenge ist. Außerdem sind Kset, KR, KAM und KS jeweils Verstärkungsfaktoren, und C ist eine Korrekturkonstante.
Als nächstes wird in Schritt S5 der Einlassmodus bestimmt. Hierbei wird insbesondere der Einlassmodus von einem Innenluftzirkulationsmodus zu einem Außenlufteinleitungsmodus gewechselt, wenn sich die Soll-Luftauslasstemperatur TAO von einem Niedertemperaturbereich in einen Hochtemperaturbereich ändert, wie in einem in dem ROM im Voraus gespeicherten Kennliniendiagramm gezeigt, das in 6 dargestellt ist.
Man beachte, dass der Innenluftzirkulationsmodus ein Einlassmodus zum Einlassen der Innenluft aus dem Innenlufteinlass 11 durch Betätigen der Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 13 in eine Stellung (eine durch gestrichelte Linien in 2 angegebene Stellung), in der der Außenlufteinlass 12 geschlossen ist, während der Innenlufteinlass 11 geöffnet ist, ist. Außerdem ist der Außenlufteinleitungsmodus ein Einlassmodus zum Einlassen der Außenluft aus dem Außenlufteinlass 12 durch Betätigen der Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 13 in eine Stellung (durch durchgezogene Linien in 2 angegebene Stellung), in der der Innenlufteinlass 11 geschlossen ist, während der Außenlufteinlass 12 geöffnet ist.
Ein Innenluft/Außenluft-Mischmodus zum gleichzeitigen Einlassen sowohl von Innenluft als auch von Außenluft kann zwischen dem Innenluftzirkulationsmodus und dem Außenlufteinleitungsmodus eingestellt werden.
Außerdem können durch Betätigen des Einlasswechselschalters 62 an der Klimabedientafel 60 der Innenluftzirkulationsmodus und der Außenlufteinleitungsmodus per Hand frei eingestellt werden, wie es der Insasse wünscht.
Als nächstes wird in Schritt S6 der Auslassmodus bestimmt. Hierbei wird der Auslassmodus entsprechend der Soll-Luftauslasstemperatur TAO bestimmt, wie in einem in dem ROM im Voraus gespeicherten Kennliniendiagramm gezeigt, das in 7 dargestellt ist. Insbesondere wird der Auslassmodus nacheinander verändert, um in den Gesichtsmodus, den Doppelmodus und den Fußmodus (oder den Fuß/Entfrostermodus) in dieser Reihenfolge eingestellt zu werden, wenn sich die Soll-Luftauslasstemperatur von dem Niedertemperaturbereich zu dem Hochtemperaturbereich ändert.
Hierbei ist der Gesichtsmodus ein Auslassmodus zum Ausschicken von Luft (hauptsächlich kalte Luft) aus dem Gesichtsauslass 16 zu den Gesichtern der Insassen in der Fahrgastzelle, der Doppelmodus ist ein Auslassmodus zum Ausschicken von Luft aus sowohl dem Gesichtsauslass 16 als auch dem Fußauslass 17 zu den Füßen und Gesichtern der Insassen in der Fahrgastzelle, und der Fußmodus ist ein Auslassmodus zum Ausschicken von Luft (hauptsächlich warme Luft) aus dem Fußauslass 17 zu den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle.
Man beachte, dass in dem Hochtemperaturbereich, in dem der Fußmodus ausgewählt wird, wenn ein Zustand bestimmt wird, in dem die Windschutzscheibe des Fahrzeugs zum Beschlagen neigt (ein Zustand, in dem die Temperatur der Windschutzscheibe besonders abfällt), der Auslassmodus von dem Fußmodus in den Fuß/Entfrostermodus geändert wird. Hierbei ist der Fuß/Entfrostermodus ein Auslassmodus, in dem Luft (hauptsächlich warme Luft) aus dem Entfrosterauslass 15 zu der Windschutzscheibe des Fahrzeugs ausgeschickt wird, während Luft (hauptsächlich warme Luft) aus dem Fußauslass 16 zu den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle ausgeschickt wird, wodurch das Heizen der Füße der Insassen und der Windschutzscheibenentnebelungsbetrieb beide durchgeführt werden können.
Ferner kann durch Betätigen der Auslasswechselschalter 65 bis 69 an der Klimabedientafel 60 zusätzlich zu dem Gesichtsmodus, dem Doppelmodus, dem Fußmodus und dem Fuß/Entfrostermodus auch der Entfrostermodus (insgesamt fünf Auslassmodi) manuell frei eingestellt werden, wenn es der Insasse wünscht. Der Entfrostermodus ist ein Auslassmodus zum Ausschicken von Luft (hauptsächlich warme Luft) aus dem Entfrosterauslass 15 zu der Windschutzscheibe des Fahrzeugs.
Als nächstes wird in Schritt S7 die an den Gebläsemotor 32 angelegte Gebläsespannung bestimmt. Als einer von Betriebsvorgängen zum Bestimmen der Gebläsespannung gibt es einen Aufwärmprozess. Insbesondere wird, wenn irgendeiner des Doppelmodus, des Fußmodus, und des Fuß/Entfrostermodus als der Auslassmodus ausgewählt ist, die Soll-Luftauslasstemperatur TAO in dem Hochtemperaturbereich, wo die Temperatur höher als ein vorbestimmter Bereich ist, ist (ein Bereich auf der Heizseite) und ferner die durch den Kühlmitteltemperatursensor 75 erfasste Kühlmitteltemperatur TW niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, bestimmt, dass die Anforderungen für eine Aufwärmsteuerung (eine Gebläseverzögerungssteuerung) erfüllt sind, und eine Aufwärmsteuerung wird durchgeführt. Diese Aufwärmsteuerung ist derart, dass die Gebläsespannung derart bestimmt wird, dass sich die Gebläsespannung gemäß einem in dem ROM im Voraus gespeicherten Kennlinien diagramm, das in 8 dargestellt ist, mit steigender Kühlmitteltemperatur TW allmählich ansteigt.
Wenn die Kühlmitteltemperatur TW auf die vorbestimmte Temperatur von zum Beispiel 60°C oder höher gestiegen ist, dann ist die Aufwärmsteuerung beendet, und anschließend wird die Gebläsespannung gemäß einem Kennliniendiagramm für einen normalen Steuerbetrieb, welcher der Soll-Luftauslasstemperatur TAO entspricht, bestimmt. Insbesondere wird die Gebläsespannung so bestimmt, dass sie im Wesentlichen in einer V-Form verändert wird, um den Schwankungen der Soll-Luftauslasstemperatur TAO zu entsprechen, wie in einem in dem ROM im Voraus gespeicherten Kennliniendiagramm gezeigt, das in 9 dargestellt ist.
Man beachte, dass bei der Bestimmung der Gebläsespannung durch eine automatische Steuerung, indem das Gebläseluftmengenschaltelement 64 an der Klimabedientafel 60 in eine AUTO-Stellung (eine Automatiksteuerstellung) positioniert wird, durch Betätigen des Gebläseluftmengenschaltelements 64 zu irgendeiner anderen Stellung als die AUTO-Stellung die Gebläsespannung manuell wie folgt eingestellt werden kann. D.h. durch Betätigen des Gebläseluftmengenschaltelements 64 zu einer LO-Stellung (geringe Geschwindigkeit) wird die Gebläsespannung zu einem Minimalwert, wodurch eine minimale Gebläseluftmenge eingestellt werden kann.
Ferner wird durch Betätigen des Gebläseluftmengenschaltelements 64 auf eine ME-Stellung (mittlere Geschwindigkeit) die Gebläsespannung zu einem Zwischenwert, wodurch eine mittlere Luftmenge eingestellt werden kann. Außerdem wird durch Betätigen des Gebläseluftmengenschaltelements 64 auf eine HI-Stellung (hohe Geschwindigkeit) die Gebläsespannung zu einem maximalen Wert, wodurch eine maximale Luftmenge eingestellt werden kann. Man beachte, dass durch Betätigen des Gebläseluftmengenschaltelements 64 auf eine OFF-Stellung (Stopp) die Energieversorgung des Gebläsemotors 32 gestoppt wird, wodurch das Gebläse 30 ausgeschaltet werden kann.
Als nächstes wird in Schritt S8 ein Soll-Klappenöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 52 basierend auf der folgenden Gleichung (2) berechnet, die im Voraus in dem ROM gespeichert ist. SW = {(TAO – TE)/(TW – TE)} × 100 (%) (2)wobei TE eine durch den Verdampfapparatauslasstemperatursensor 74 erfasste Verdampfapparatauslasstemperatur ist, und TW eine durch den Kühlmitteltemperatursensor 75 erfasste Kühlmitteltemperatur ist.
Dann wird bei einer Berechnung SW ≤ 0% die Luftmischklappe 52 so gesteuert, dass sie an einer maximalen Kühlstellung positioniert ist, wo die gesamte kalte Luft aus dem Verdampfapparat 45 zu dem Bypasskanal 51a strömt, indem der Luftkanal in dem Heizkern 51 vollständig geschlossen wird, während der Bypasskanal 51a des Heizkerns 51 vollständig geöffnet wird. Ferner wird bei einer Berechnung SW ≥ 100% die Luftmischklappe 52 so gesteuert, dass sie an einer maximalen Heizstellung positioniert wird, wo die gesamte kalte Luft aus dem Verdampfapparat 45 zu dem Heizkern 51 strömt, indem der Bypasskanal 51a vollständig geschlossen wird, während der Luftkanal in dem Heizkern 51 vollständig geöffnet wird.
Außerdem wird bei einer Berechnung von 0% < SW < 100% die Luftmischklappe 52 an einer Zwischenöffnungsstellung (Temperaturregelstellung) positioniert, wo ein Teil der kalten Luft aus dem Verdampfapparat 4 zu dem Luftkanal in dem Heizkern 51 strömt, während die übrige kalte Luft zu dem Bypasskanal 51a strömt.
Dann wird in Schritt S9 die Betriebsbefehlsbestimmungssteuerung des Fahrzeugmotors 1 durchgeführt. D.h. es wird eine Motorbetriebsbefehlsbestimmung durchgeführt, bei der bestimmt wird, ob ein Motorbetriebsbefehlssignal (Motor EIN), das den Start des Fahrzeugmotors 1 befiehlt, ausgegeben wird oder ob ein Motorstoppbefehlssignal (Motor AUS), welches das Stoppen des Betriebs des Fahrzeugmotors 1 befiehlt, ausgegeben wird. Die Einzelheiten der Bestimmungssteuerung in Schritt S9 werden unter Bezugnahme auf eine in 11 dargestellte Unterroutine beschrieben, welche später beschrieben wird.
Als nächstes wird in Schritt S10 der Betriebszustand (EIN/AUS) des Kompressors 41 bestimmt, wenn der Klimaanlagenschalter 61 eingeschaltet ist. D.h. das Starten und Stoppen des Kompressors 41 wird basierend auf einer durch den Verdampfapparatauslasstemperatursensor 74 erfassten Verdampfapparatauslasstemperatur bestimmt.
Insbesondere wird, wie in einem in dem ROM gespeicherten Kennliniendiagramm gezeigt, das in 10 dargestellt ist, wenn die Verdampfapparatauslasstemperatur TE gleich oder höher als eine erste Einstelltemperatur (zum Beispiel 4°C) ist, die elektromagnetische Kupplung 46 erregt (EIN) und der Kompressor 41 und damit der Kühlkreislauf 40 werden aktiviert, wodurch der Verdampfapparat 45 einen Luftkühlbetrieb zeigen kann.
Ferner wird, wenn die Verdampfapparatauslasstemperatur TE gleich oder niedriger als eine zweite Einstelltemperatur (zum Beispiel 3°C) ist, welche eine niedrigere Temperatur als die erste Einstelltemperatur ist, die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 46 gesperrt (AUS) und der Betrieb des Kompressors 41 und damit des Kühlkreislaufs 40 wird gestoppt (AUS), wodurch der Luftkühlbetrieb durch den Verdampfapparat 45 gestoppt wird, wodurch ein Gefrieren des Verdampfapparats 45 verhindert wird.
Als nächstes werden in Schritt S11 verschiedene Arten von Steuersignalen ausgegeben. D.h. um die jeweiligen Steuerzustände zu erzielen, die in den jeweiligen Schritten S5 bis S10 berechnet oder bestimmt wurden, werden Steuersignale an die Stellglieder 14, 22, 53, die Gebläseantriebsschaltung 33 und die Kupplungsantriebsschaltung 47 ausgegeben, und das Motorbetriebsbefehlssignal (Motor EIN) oder das Motorausschaltbefehlssignal (Motor AUS) wird der Motor-ECU 9 ausgegeben.
Dann wird in Schritt S12 auf den Ablauf einer Steuerzykluszeit t (zum Beispiel eine Zeitdauer zwischen 0,5 s und 2,5 s) gewartet und dann zu dem Steuerprozess in Schritt S2 zurück gekehrt.
Als nächstes wird der Steuerprozess der Motorbetriebsbefehlsbestimmung in einer speziellen Art und Weise beschrieben. Man beachte, dass der Motorbetriebsbefehlsbestimmungssteuerprozess grob in (1) einen Steuerprozess zum Gewährleisten einer erforderlichen minimalen Kühlmitteltemperatur beim Heizen und (2) einen Steuerprozess zum Betreiben des Kompressors 41 beim Kühlen (mit anderen Worten einen Steuerprozess zum Niederdrücken der Verdampfapparatauslasstemperatur unter einen vorbestimmten oberen Grenzwert) eingeteilt ist. Diese zwei Steuerprozesse (1), (2) werden immer parallel ausgeführt und, wenn ein Motorbetriebsbefehlssignal (Motor EIN) von einem dieser zwei Steuerprozesse an die Motor-ECU 9 gesendet wird, wird der Fahrzeugmotor 1 in Betrieb gesetzt. Im Gegensatz dazu gibt es, wenn Motorabschaltbefehlssignale (Motor AUS) an die Motor-ECU 9 von beiden Steuerprozessen (1), (2) gesendet werden, keinen Fall, in dem der Fahrzeugmotor 1 durch einen Befehl von der Klimaanlagenseite gestartet wird.
Man beachte dass der letzte Steuerprozess (2) eine Motorbetriebsbefehlsbestimmung für den Betrieb des Kompressors ist, und da er nicht direkt die Erfindung betrifft, auf eine spezielle Beschreibung davon verzichtet wird. Nachfolgend wird der erstgenannte Steuerprozess (1) gemäß dem Ausführungsbeispiel im Detail basierend auf 11 und 12A beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zur Ausführung des erstgenannten Steuerprozesses (1) zeigt, und in der in 11 dargestellten Unterroutine wird zuerst bestimmt (Schritt S21), ob der Auslassmodus auf irgendeinen des Doppelmodus, des Fußmodus und des Fuß/Entfrostermodus eingestellt ist oder nicht. D.h. es wird bestimmt, ob der Auslassmodus mit der oben in 8 dargestellten Aufwärmsteuerung eingestellt ist oder nicht.
Falls die Bestimmung positiv ist, wird bestimmt (Schritt S22), ob die obige in 8 dargestellte Aufwärmsteuerung ausgeführt wird oder nicht. Dann wird, falls die Aufwärmsteuerung durchgeführt wird, ein Motorbetriebsbefehlssignal (Motor EIN) an die Motor-ECU 9 gesendet (Schritt S23), wodurch der Fahrzeugmotor 1 gestartet wird, sodass die Motorkühlmitteltemperatur ohne Verzögerung erhöht wird.
Falls dagegen die Bestimmung in den Schritten S21 und S22 negativ ist, geht es weiter zu Schritt S24, wo bestimmt wird, ob der Gebläsemotor aus ist (Gebläseluftmenge = 0) oder nicht oder ob das Gebläseluftmengenschaltelement 64 bei einer OFF-Position positioniert ist oder nicht. Falls die Bestimmung positiv ist, wird ein Motorabschaltbefehlssignal (Motor AUS) an die Motor-ECU gesendet (Schritt S25).
Im Gegensatz dazu wird, falls die Bestimmung in Schritt S24 negativ ist, bestimmt (Schritt S26), ob die in Schritt S4 bestimmte und in 5 dargestellte Soll-Luftauslasstemperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 30°C) ist oder nicht.
Man beachte, dass, da in der Motor-ECU 9 der Betrieb und das Abschalten des Fahrzeugmotors 1 derart gesteuert werden, dass die durch den Kühlmitteltemperatursensor 75 erfasste Kühlmitteltemperatur TW gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 40°C) wird, falls die Soll-Luftauslasstemperatur TAO niedriger als die vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 30°C) ist, mit Blick auf das Gewährleisten einer erforderlichen Kühlmitteltemperatur auf der Klimaseite es keinen Bedarf gibt, den Fahrzeugmotorbetriebsbefehl auszugeben. Falls die Bestimmung in Schritt S26 negativ ist, geht es dann folglich weiter zu Schritt S25, und ein Motorabschaltbefehlssignal (Motor AUS) wird an die Motor-ECU 9 gesendet. Andererseits wird bei einer positiven Bestimmung in Schritt S26 in Schritt S27 bestimmt, ob der Auslassmodus in dem Doppelmodus ist oder nicht. Falls der Auslassmodus nicht in dem Doppelmodus ist, d.h. falls der Auslassmodus in irgendeinem des Gesichtsmodus, des Fuß/Entfrostermodus und des Entfrostermodus ist, geht es weiter zu Schritt S28-1, wo eine Soll-Kühlmitteltemperatur bestimmt wird. TWS1, welche sich wie durch eine durchgezogene Linie in 12A angegeben ändert, wenn sich die Soll-Luftauslasstemperatur TAO ändert, wird als die Soll-Kühlmitteltemperatur bestimmt. Als nächstes wird in Schritt S28-2 bestimmt, ob die durch den Kühlmitteltemperatursensor 75 erfasste Kühlmitteltemperatur TW gleich oder niedriger als eine erste Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 ist oder nicht.
Hierbei ist die erste Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 eine minimale Temperatur, die zum Erhöhen der Temperatur der in die Fahrgastzelle ausgeschickten Luft auf die Soll-Luftauslasstemperatur TAO benötigt wird. Wie in 12A dargestellt, hat diese erste Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 eine Kennlinie, die ansteigt, wenn die Soll-Luftauslasstemperatur ansteigt. Insbesondere ist TWS1 = 55°C bei TAO = 30°C, und wenn TAO in dem Bereich von 30°C bis 55°C liegt, steigt TWS1 proportional zu dem Anstieg von TAO, wobei TWS = 75°C bei TAO = 55°C. Wenn TAO in einem relativ hohen Temperaturbereich von 55°C oder höher liegt, wird TWS1 gemäß der Kennlinie auf 75°C gehalten.
In 12A ist eine zweite Soll-Kühlmitteltemperatur TSW2 eine Soll-Kühlmitteltemperatur für einen Doppelmodusbetrieb und sie weicht gemäß der Kennlinie gegenüber der ersten Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 um eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 10°C in diesem Beispiel) zu der Hochtemperaturseite ab.
Falls die Bestimmung in Schritt S28 positiv ist, dann wird in Schritt S23 ein Motorbetriebsbefehlssignal (Motor EIN) an die Motor-ECU 9 gesendet, um so den Fahrzeugmotor 1 zu starten, sodass das Motorkühlmittel schnell auf die erste Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 erhöht wird. Falls im Gegensatz dazu die Bestimmung in Schritt S28 negativ ist, dann wird in Schritt S25 ein Motorabschaltbefehlssignal (Motor AUS) an die Motor-ECU 9 gesendet.
Falls dagegen der Doppelmodus als Auslassmodus bestimmt wird, dann wird in Schritt S29-1 eine Soll-Kühlmitteltemperatur eingestellt. TWS2, welche sich wie durch gestrichelte Linien in 12A angezeigt ändert, wenn sich die Soll-Luftauslasstemperatur TAO ändert, wird als eine Soll-Kühlmitteltemperatur in diesem Fall bestimmt. Als nächstes wird in Schritt S29-2 bestimmt, ob die so eingestellte Soll-Kühlmitteltemperatur gleich oder niedriger als TWS2 ist. Falls die Bestimmung positiv ist, dann wird in Schritt S23 ein Motorbetriebsbefehlssignal (Motor EIN) an die Motor-ECU 9 gesendet, um so den Fahrzeugmotor 1 zu starten, sodass das Motorkühlmittel 1 schnell auf die zweite Soll-Kühlmitteltemperatur TWS2 erhöht wird. Falls im Gegensatz dazu die Bestimmung in Schritt S29-2 negativ ist, dann wird in Schritt S25 ein Motorabschaltbefehlssignal (Motor AUS) an die Motor-ECU 9 gesendet.
Übrigens kann, da die zweite Soll-Kühlmitteltemperatur TWS2 eine ausschließlich für den Doppelmodusbetrieb eingestellte Kühlmitteltemperatur ist und gemäß der Kennlinie um die vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 10°C in diesem Beispiel) zu der Hochtemperaturseite abweicht, die Fußauslasstemperatur aus dem Fußauslass 17 im Vergleich zu dem Fußmodusbetrieb oder dergleichen während des Doppelmodusbetriebs um eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 und der zweiten Soll-Kühlmitteltemperatur TWS2 erhöht werden.
Dann kann während des Doppelmodusbetriebs die Gesichtsauslasstemperatur auf ein Maß erhöht werden, bei dem die Fußauslasstemperatur während des Doppelmodusbetriebs erhöht wird, wodurch der Komfort während des Doppelmodusbetriebs durch eine erzielte Kaltgesichts/Warmfüßer-Auslasstemperaturverteilung verbessert werden kann.
Hierbei kann, da das Maß, auf welches die Fußauslasstemperatur relativ zu der vorbestimmten Soll-Luftauslasstemperatur TAO während des Doppelmodusbetriebs erhöht wird, gegenüber dem Maß, auf welches die Gesichtsauslasstemperatur während des Doppelmodusbetriebs gesenkt wird, während des Doppelmodusbetriebs insgesamt verschoben ist, die Fahrgastzelle auf der eingestellten Temperatur gehalten werden. Folglich gibt es kein Risiko, dass die Steuereigenschaften der Fahrgastzellentemperatur beeinflusst werden.
Außerdem ist die zweite Soll-Kühlmitteltemperatur TWS2 eine Einstelltemperatur, die ausschließlich für den Doppelmodusbetrieb benutzt wird, und das Motorbetriebsbefehlssignal wird unter Verwendung der ersten Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 bestimmt, die um die vorbestimmte Temperatur niedriger als die zweite Soll-Kühlmitteltemperatur in den anderen Auslassmodi als dem Doppelmodus ist. Da die erste Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 den Motorbetriebsbefehl als die minimale Kühlmitteltemperatur bestimmt, die zum Erzielen der vorbestimmten Soll-Luftauslasstemperatur TAO benötigt wird, gibt es keinen Nachteil dahingehend, dass in den Auslassmodi außer dem Doppelmodus die Motorkühlmitteltemperatur höher als erforderlich erhöht wird und Wärme verschwendet wird. Folglich wird eine Beschädigung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugmotors 1 durch die Verbesserung des Komforts während des Doppelmodusbetriebs verhindert. Daher können der verbesserte Komfort und die gewährleistete Kraftstoffeinsparung während des Doppelmodusbetriebs zueinander kompatibel gemacht werden.
Als nächstes wird ein Steuerprozess der Motor-ECU 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel basierend auf 13 beschrieben. Hierbei ist 13 ein Flussdiagramm, das einen grundsätzlichen Steuervorgang durch die Motor-ECU 9 zeigt. Man beachte, dass jeweilige Sensorsignale als Betriebszustandserfassungseinrichtung zum Erfassen des Betriebszustands des Hybridfahrzeugs 5 und Kommunikationssignale von der Klimaanlagen-ECU 7 und der Hybrid-ECU 8 in die Motor-ECU 9 eingegeben werden.
Man beachte, dass als Sensoren ein Motordrehzahlsensor, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein Drosselöffnungsgradsensor, ein Batterievoltmeter und ein Kühlmittelsensor keiner von ihnen ist dargestellt) verwendet werden. Dann ist bekanntermaßen ein Mikroprozessor mit CPU, ROM, RAM oder dergleichen in der Motor-ECU 9 vorgesehen.
Zuerst wird eine in 13 dargestellte Routine aktiviert, wenn der Zündschalter des Fahrzeugmotors 1 eingeschaltet (EIN) wird, um der Motor-ECU 9 Gleichstrom zuzuführen und verschiedene Arten von Initialisierung durchzuführen (Schritt S31). Anschließend werden jeweilige Sensorsignale eingelesen (Schritt S32).
Danach wird eine Kommunikation (Senden und Empfangen) mit der Hybrid-ECU 8 durchgeführt (Schritt S33). Danach wird eine Kommunikation (Senden und Empfangen) mit der Klimaanlagen-ECU 7 durchgeführt (Schritt S34). Anschließend wird der Betrieb (EIN) und das Abschalten (AUS) des Fahrzeugmotors 1 bestimmt (Schritt S35). Falls die Bestimmung einen Betrieb (EIN) ergibt, wird ein Steuersignal an das Motorstartsystem 3 mit dem Startermotor und dem Zündsystem ausgegeben, um diesen zu befehlen, den Fahrzeugmotor 1 zu starten (Schritt S36). Anschließend kehrt der Prozess zurück zu Schritt S32.
Außerdem wird, falls die Bestimmung in Schritt S35 in OFF resultiert, bestimmt (Schritt S37), ob ein Betriebsbefehlssignal (Motor EIN), das den Start des Fahrzeugmotors 1 befiehlt, von der Klimaanlagen-ECU 7 empfangen worden ist oder nicht. Falls die Bestimmung in N resultiert, wird, da dies bedeutet, dass ein Motorabschaltbefehlssignal (Motor AUS) von der Klimaanlagen-ECU 7 empfangen worden ist, ein Steuersignal an das Motorstartsystem 3 ausgegeben, was diesem befiehlt, den Betrieb des Fahrzeugmotors 1 zu stoppen (Schritt S38). Danach kehrt der Prozess zu Schritt S32 zurück.
Außerdem geht es weiter zu Schritt S36, falls die Bestimmung in Schritt S37 in N resultiert, und ein Steuersignal wird an das Motorstartsystem 3 ausgegeben, was diesem befiehlt, den Fahrzeugmotor 1 zu starten (EIN).
Während im ersten Ausführungsbeispiel der Auslassmodus in einen Doppelmodus und die anderen Auslassmodi zweigeteilt ist und, wie in 12A dargestellt, die erste Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 für die Auslassmodi außer dem Doppelmodus verwendet wird, während die zweite Soll-Kühlmitteltemperatur TWS2, welche gemäß der Kennlinie um die vorbestimmte Temperatur zu der Hochtemperaturseite abweicht, für den Doppelmodus verwendet wird, kann diese Konstruktion wie folgt modifiziert werden.
Zum Beispiel kann der Auslassmodus in drei Gruppen eingeteilt werden, wie beispielsweise einen Doppelmodus, einen Fußmodus und einen Gesichtsmodus, sowie einen Fuß/Entfrostermodus und einen Entfrostermodus, und wie in 12B dargestellt, kann die erste Soll-Kühlmitteltemperatur TWS1 für den Gesichts- und den Fußmodus verwendet werden, die zweite Soll-Kühlmitteltemperatur TWS2 für den Doppelmodus, und ferner kann eine dritte Soll-Kühlmitteltemperatur TWS3, bei der ein Hochtemperaturbereich immer gehalten wird (zum Beispiel konstant bei 85°C) für den Fuß/Entfrostermodus und den Entfrostermodus unabhängig von einer Veränderung der TAO verwendet werden.
Gemäß dieser Konstruktion kann die Entnebelungsleistung der Windschutzscheibe durch Halten der Auslasslufttemperatur immer auf der hohen Temperatur im Fußmodus und im Gesichtsmodus verbessert werden.
Um die Beziehung zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und den entsprechenden Beschreibungsanforderungen in den Ansprüchen der Erfindung zu beschreiben, entspricht der Heizkern 51 einer Heizvorrichtung in den Ansprüchen, und der Fahrzeugmotor 1 entspricht einer Heizquelle in den Ansprüchen. Außerdem bildet der Schritt S4 in 5 einen Soll-Auslasstemperatur-Berechnungseinheit in den Ansprüchen, der Schritt S6 in 5 einer Auslassmodus-Einstelleinheit, und der Schritt S9 in 5 (die Unterroutine in 11) entspricht einer Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der Heizquelle.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Während im ersten Ausführungsbeispiel der das von dem Fahrzeugmotor 1 zugeführte Motorkühlmittel als Heizquelle verwendende Heizkern 51 zum Heizen der Luft als Heizvorrichtung zum Heizen der in die Fahrgastzelle ausgeschickten Luft benutzt wird, ist eine Heizvorrichtung zum Heizen der Luft, die in die Fahrgastzelle ausgeschickt wird, in einem zweiten Ausführungsbeispiel aus einem Heizkörper auf einer Hochdruckseite des Kühlkreislaufs gebildet.
Das zweite Ausführungsbeispiel wird Bezug nehmend auf 14 beschrieben. 14 zeigt ein Klimasystem, das auf ein Elektrofahrzeug angewendet ist, welches mit einem Fahrzeugelektromotor als Antriebsquelle zum Fahren des Fahrzeugs und ohne einen Fahrzeugverbrennungsmotor versehen ist. Hierbei kann das Elektrofahrzeug beispielsweise vom Typ eines Brennstoffzellenfahrzeugs, bei dem ein Fahrzeugelektromotor und eine On-Board-Batterie mit Brennstoffzellen geladen werden, und ein Elektrofahrzeug, bei dem eine On-Board-Batterie mit einem Batterieladegerät außerhalb des Fahrzeugs geladen wird, sein.
In einem Kühlkreislauf 40 ist ein Kompressor 41 ein elektrischer Kompressor, der durch einen Elektromotor angetrieben wird, der durch eine On-Board-Batterie mit Energie versorgt wird. Dann ist ein Hochdruck-Heizkörper 49, der entlang eines Luftkanals in einem Klimagehäuse 10, d.h. stromab eines Verdampfapparats 45 angeordnet ist, auf einer Ausgabeseite des elektrischen Kompressors 41 vorgesehen.
Der Hochdruck-Heizkörper 49 ist derart, dass er eine Heizvorrichtung zum Heizen der Luft, die durch den Verdampfapparat 45 geströmt ist, bildet, und ist an einem Mittelteil eines Klimakanalquerschnitts in dem Klimagehäuse 10 angeordnet, wobei Bypasskanäle 51a links und rechts des Hochdruck-Heizkörpers 49 definiert sind. Zwei Kanalschaltklappen 80 sind drehbar in dem Klimagehäuse 10 zum Öffnen und Schließen des linken und des rechten Bypasskanals 51a und eines Luftkanals durch den Hochdruck-Heizkörper 49 angeordnet.
Während ein stromabwärtiger Teil des Hochdruck-Heizkörpers 49 in dem Klimagehäuse 10 weggelassen ist, sind Auslässe 15 bis 17 und Auslassschaltklappen 18 bis 29, die ähnlich jenen in 2 sind, an einem stromabwärtigen Endteil des Klimagehäuses 10 vorgesehen.
Ein äußerer Wärmetauscher 42 ist mit einer stromabwärtigen Seite des Hochdruck-Heizkörpers 49 entlang des Kältemittelstroms über eine Parallelschaltung eines eine Druckverminderungs- oder -erhöhungseinheit zum Heizen bildenden elektrischen Expansionsventils 81 und eines elektromagnetischen Ventils 82 zum Kühlen verbunden. Dieser äußere Wärmetauscher 42 ist derart, dass er dem Kondensator 42 in 2 entspricht, und eine Auslassseite davon ist mit einer Einlassseite des Ver dampfapparats 45 über ein eine Druckverminderungs- oder Expansionseinheit zum Kühlen bildendes elektrisches Expansionsventil 83 verbunden.
Ein elektromagnetisches Ventil 84 zum Heizen ist parallel zu der Schaltung, wo das elektrische Expansionsventil 83 und der Verdampfapparat 45 in Reihe verbunden sind, verbunden. Auslassseiten des Verdampfapparats 45 und des elektromagnetischen Ventils 84 zum Heizen sind mit einer Einlassseite des elektrischen Kompressors 41 über einen Speicher 85 verbunden.
Beim Heizen sind in dem Kühlkreislauf 40 das kühlende elektromagnetische Ventil 82 und das kühlende elektrische Expansionsventil 83 geschlossen, während das heizende elektromagnetische Ventil 84 geöffnet ist. Andererseits ist auf der Seite eines Klimagehäuses 10 der Luftkanal in dem Hochdruck-Heizkörper 49 mittels der zwei Kanalschaltklappen 80 vollständig geöffnet, während die Bypasskanäle 51a vollständig geschlossen sind, wodurch ein unter hohen Druck gesetztes Ausgabegas aus dem elektrischen Kompressor 41 Wärme an durch den Hochdruck-Heizkörper 49 in dem Klimagehäuse 10 strömende Luft freigibt, um dadurch die so strömende Luft zu erwärmen. Diese erwärmte Luft (heiße Luft) wird in die Fahrgastzelle ausgeschickt, um diese zu erwärmen.
Das durch Freisetzen seiner Wärme in dem Hochdruck-Heizkörper 49 kondensierte flüssige Hochdruck-Kältemittel wird durch das heizende elektrische Expansionsventil 81 im Druck reduziert, um zu einem Niederdruck-Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel zu werden, und das so gebildete Niederdruck-Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel wird durch Aufnehmen von Wärme von Außenluft bei dem äußeren Wärmetauscher 42 verdampft. Ein gasförmiges Niederdruck-Kältemittel strömt nach der Verdampfung durch das heizende elektromagnetische Ventil 84 und wird dann über den Speicher 85 in den elektrischen Kompressor 41 aufgenommen.
Außerdem wird beim Einstellen eines Trocknungsmodus in den obigen Heizzustand das heizende elektromagnetische Ventil 84 geschlossen, während das kühlende elektrische Expansionsventil 84 geöffnet wird, wodurch, da das Niederdruck-Kältemittel zu dem Verdampfapparat 45 zirkulieren kann, ein Kühl- und Trockenbetrieb der Luft in dem Verdampfapparat 45 realisiert werden kann. Folglich kann unter paralleler Verwendung des Kühl- und Trockenbetriebs in dem Verdampfapparat 45 und des Heizbetriebs in dem Hochdruck-Heizkörper 49 eine Trockenfunktion realisiert werden.
Beim Kühlen sind in dem Kühlkreislauf 40 das heizende elektromagnetische Ventil 82 und das kühlende elektromagnetische Expansionsventil 83 geöffnet, während das heizende elektrische Expansionsventil 81 und das heizende elektromagnetische Ventil 84 geschlossen sind. Andererseits ist auf der Seite des Klimagehäuses 10 der Luftkanal durch den Hochdruck-Heizkörper 49 unter Verwendung der zwei Kanalschaltklappen 80 vollständig geöffnet, während die Bypasskanäle 51a vollständig geöffnet sind, wodurch kein Wärmeaustausch zwischen dem Hochdruck-Heizkörper 49 und der in dem Klimagehäuse 10 strömenden Luft existiert und der Heizkörper nur als einfacher Hochdruck-Kältemittelkanal funktioniert.
Dann dient der äußere Wärmetauscher 42 als Hochdruck-Heizkörper zum Durchführen eines Wärmeaustausches mit dem Hochdruck-Kältemittel, und das flüssige Hochdruck-Kältemittel, das durch den äußeren Wärmetauscher 42 gelangt ist, wird durch das kühlende elektrische Expansionsventil 83 im Druck reduziert, um ein Niederdruck-Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel zu bilden, welches dann durch Aufnehmen von Wärme aus der in dem Klimagehäuse 10 strömenden Luft in dem Verdampfapparat 45 verdampft. Das gasförmige Kältemittel nach der Verdampfung wird über den Speicher 85 in den elektrischen Kompressor 41 aufgenommen.
Daher dient, wie aus der Beschreibung verständlich, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Hochdruck-Heizkörper 49 als Heizvorrichtung zum Heizen der Luft, die in die Fahrgastzelle ausgeschickt wird. Dann können im zweiten Ausführungsbeispiel, da die Heizleistung des Hochdruck-Heizkörpers 49 durch die Ausgabeleistung des elektrischen Kompressors 41 (die Drehzahl des Kompressors) geändert werden kann, ähnliche Funktionen und Vorteile wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durch Steuern der Ausgabeleistung des elektrischen Kompressors 41 (der Drehzahl des Kompressors) derart, dass die Heizleistung des Hochdruck-Heizkörpers 49 für die Soll-Luftauslasstemperatur TAO während des Doppelmodusbetriebs um ein vorbestimmtes Maß größer als die Heizleistung des Hochdruck-Heizkörpers 49 während der anderen Betriebsmodi als der Doppelmodus größer wird, realisiert werden.
Man beachte, dass in dem Kühlkreislauf 40 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bei der Benutzung von zum Beispiel Kohlendioxid (CO₂) als Kältemittel das CO₂-Kältemittel aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften in einen kritischen Zustand gesetzt wird. Folglich kondensiert das CO₂-Kältemittel in dem Hochdruck-Heizkörper 49 oder dem äußeren Wärmetauscher 42 nicht und gibt Wärme ab, während es in dem kritischen Zustand bleibt. Es ist selbstverständlich, dass das erste und das zweite Ausführungsbeispiel natürlich auch auf den Kühlkreislauf 40 mit dem CO₂-Kältemittel angewendet werden können.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Während im ersten Ausführungsbeispiel das Motorkühlmittel, das durch den Fahrzeugmotor 1 geheizt wird, als heißes Wasser benutzt wird, das zu dem Heizkern 51 zum Heizen von Luft, die in die Fahrgastzelle ausgeschickt wird, benutzt wird, wird in einem dritten Ausführungsbeispiel, wie in 15 dargestellt, heißes Wasser, das zu einem Heizkern 51 zirkuliert wird, durch eine elektrische Heizvorrichtung 86 geheizt.
Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist auch das dritte Ausführungsbeispiel auf ein Elektrofahrzeug gerichtet, das keinen Fahrzeugverbrennungsmotor aufweist. Folglich ist ein Kompressor 41 in einem Kühlkreislauf 40 ein elektrischer Kompressor, der durch einen Elektromotor angetrieben wird, der durch eine On-Board-Batterie mit Energie versorgt wird. Die übrigen Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels sind identisch zu jenen des ersten Ausführungsbeispiels.
Im dritten Ausführungsbeispiel kann durch Einstellen der Heizleistung der elektrischen Heizvorrichtung 86 die Temperatur des heißen Wassers, das zu einem Heizkern 51 zirkuliert wird, eingestellt werden. Folglich können auch im dritten Ausführungsbeispiel ähnliche Funktionen und Vorteile wie jene, die im ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, durch Steuern der Heizleistung der elektrischen Heizvorrichtung 86 derart, dass die Heißwassertemperatur für eine Soll-Luftauslasstemperatur TAO während eines Doppelmodusbetriebs um eine vorbestimmte Temperatur höher wird als die Heißwassertemperatur für die anderen Betriebsmodi als den Doppelmodus, realisiert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Während im dritten Ausführungsbeispiel heißes Wasser, das zu dem Heizkern 51 zirkuliert wird, durch die elektrische Heizvorrichtung 86 geheizt wird, ist in einem vierten Ausführungsbeispiel, wie in 16 gezeigt, anstelle des Heißwasser-Heizkerns 51 eine elektrische Heizvorrichtung 87 direkt entlang eines Luftkanals in einem Klimagehäuse 10 angeordnet. Hierbei ist die elektrische Heizvorrichtung 87 als ein Wärmetauscher mit einer Schichtkonstruktion aus einer Anzahl von plattenartigen elektrischen Heizelementen und Wellrippen aufgebaut.
Im vierten Ausführungsbeispiel kann durch Einstellen der Heizleistung der elektrischen Heizvorrichtung 87 die Leistung des Heizens der Luft in dem Klimagehäuse 10 eingestellt werden. Folglich können auch im vierten Ausführungsbeispiel eine Funktion und ein Vorteil ähnlich jenen, die in dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen werden, durch Steuern der Heizleistung der elektrischen Heizvorrichtung 87 derart, dass die Heißwassertemperatur für eine Soll-Luftauslasstemperatur TAO während eines Doppelmodusbetriebs um eine vorbestimmte Temperatur höher wird als die Heißwassertemperatur für die anderen Betriebsmodi als den Doppelmodus, realisiert werden.
(Weitere Ausführungsbeispiele)
(1) Man beachte, dass durch Verwenden einer Verbrennungsheizvorrichtung, die flüssige Brennstoffe wie beispielsweise leichtes Öl verwendet, anstelle der elektrischen Heizvorrichtungen 86, 87 in dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel und durch Ändern der Heizleistung der Verbrennungsheizvorrichtung zwischen dem Doppelmodus und den anderen Auslassmodi als dem Doppelmodus eine Funktion und ein Vorteil ähnlich jenen in den jeweiligen Ausführungsbeispielen realisiert werden können.
(2) Während in dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben ist, in welchem während des Fußmodusbetrieb der Entfrosterauslass 15 und der Gesichtsauslass 16 geschlossen sind, während nur der Fußauslass 17 geöffnet ist, sodass die Luft nur zu den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle ausgeschickt wird, kann während des Fußmodusbetriebs der Entfrosterauslass 15 durch die Entfrosterklappe 18 bei geöffnetem Fußauslass 17 etwas geöffnet werden, sodass eine kleine Luftmenge aus dem Entfrosterauslass zu der Windschutzscheibe gleichzeitig zu der zu den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle ausgeschickten Luft ausgeschickten werden kann.
(3) Während im ersten Ausführungsbeispiel das Kraftfahrzeug-Klimasystem beschrieben ist, das auf das Hybridfahrzeug angewendet ist, bei dem der Verbrennungsmotor 1 und der Elektromotor 2 als Antriebsquelle zum Fahren des Fahrzeugs eingebaut sind, gibt es in den letzten Jahren mit Blick auf den Umweltschutz und die Verbesserung der Kraftstoffeinsparung von Motoren eine steigende Tendenz, dass so genannte Energiesparfahrzeuge und ökonomisch fahrende Fahrzeuge eingesetzt werden, bei denen der Fahrzeugmotor während des Wartens an einer Ampel vorübergehend abgeschaltet und der Fahrzeugmotor automatisch wieder gestartet wird, wenn der Fahrer das Fahrzeug zum Starten aus dem Stand betätigt. Die Steuerung der Leistung der Heizvorrichtung gemäß der Erfindung kann auf Klimasysteme solcher ökonomisch fahrender Fahrzeuge angewendet werden.
D.h. die Steuerverfahren der Erfindung können auf die Steuerung der Motorbetriebsbefehlsbestimmung zum Steuern der Leistung der Heizvorrichtung, wenn der Fahrzeugmotor automatisch beim Anhalten des Fahrzeugs an einer Ampel abgeschaltet wird, angewendet werden.
(4) Während im ersten Ausführungsbeispiel in Schritt S5 in 4 die Soll-Luftauslasstemperatur TAO basierend auf der Einstelltemperatur Tset, der Innenlufttemperatur TR, der Außenlufttemperatur TAM und der Sonnenlichtmenge TS berechnet wird, ist dies nur ein repräsentatives Beispiel einer Soll-Luftauslasstemperaturberechnung, und zum Beispiel kann die Soll-Luftauslasstemperatur TAO auch nur basierend auf der Einstelltemperatur Tset und der Innenlufttemperatur TR berechnet werden, oder die Soll-Luftauslasstemperatur TAO kann basierend auf der Einstelltemperatur Tset, der Innenlufttemperatur TR und der Außenlufttemperatur TAM berechnet werden.
(5) Alternativ kann, wenn der Auslassmodus in dem in 11 dargestellten Schritt S27 als der Fußmodus bestimmt wird, die Luftmischklappe 52 an der maximalen Heizstellung positioniert werden, wo die gesamte kalte Luft aus dem Verdampfapparat 45 zu dem Heizkern 51 geleitet wird, indem der Bypasskanal 51a vollständig geschlossen wird, während der Luftkanal durch den Heizkern 51 vollständig geöffnet wird, wohingegen, wenn der Auslassmodus in Schritt S27 als der Doppelmodus bestimmt wird, die Luftmischklappe 52 zu der Zwischenöffnungsstellung (der Temperaturregelstellung) positioniert wird, wo ein Teil der kalten Luft aus dem Verdampfapparat 45 zu dem Luftkanal durch den Heizkern 51 geleitet wird, während die übrige kalte Luft entlang des Bypasskanals 51a geleitet wird.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die speziellen Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen daran durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne das Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Kraftfahrzeug-Klimasystem, mit einer Heizvorrichtung zum Heizen von Luft, die in eine Fahrgastzelle ausgeschickt wird; einem Gesichtsauslass, der entlang der Luftströmung stromab der Heizvorrichtung vorgesehen ist, zum Ausschicken der Luft zu den Gesichtern von Insassen in der Fahrgastzelle; einem Fußauslass, der entlang der Luftströmung stromab der Heizvorrichtung vorgesehen ist, zum Ausschicken der Luft zu den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle; einer Soll-Luftauslasstemperatur-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) für die in die Fahrgastzelle ausgeschickte Luft; einer Auslassmodus-Einstelleinheit zum Einstellen wenigstens eines Doppelmodus, in dem der Gesichtsauslass und der Fußauslass gleichzeitig geöffnet sind, und eines Fußmodus, in welchem der Gesichtsauslass geschlossen ist, während der Fußauslass geöffnet ist; einer Heizquelle zum Heizen eines der Heizvorrichtung zugeführten Heizmediums; und einer Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der Heizquelle, wobei die Steuereinheit den Betrieb der Heizquelle derart steuert, dass die Heizleistung der Heizvorrichtung für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während eines Betriebs im Doppelmodus größer wird als die Heizleistung der Heizvorrichtung für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während eines Betriebs im Fußmodus.
Kraftfahrzeug-Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die Heizquelle ein Fahrzeugmotor ist, die Heizvorrichtung ein Heißwasser-Heizkern ist, dem ein Kühlmittel von dem Fahrzeugmotor als Heizmedium zugeführt wird, und die Steuereinheit den Betrieb des Fahrzeugmotors derart steuert, dass die Temperatur des Kühlmittels für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs höher wird als die Temperatur des Kühlmittels während des Fußmodusbetriebs.
Kraftfahrzeug-Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die Heizvorrichtung ein Hochdruck-Heizkörper ist, in den ein von einem Kompressor eines Kühlkreislaufs ausgegebenes Hochdruck-Kältemittel als das Heizmedium strömt, die Heizquelle der Kompressor ist, und die Steuereinheit den Betrieb des Kompressors derart steuert, dass die Heizleistung des Hochdruck-Heizkörpers für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs größer wird als die Heizleistung des Hochdruck-Heizkörpers für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Fußmodusbetriebs.
Kraftfahrzeug-Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die Heizquelle eine Heizquelle zum Heizen ist, die separat von der Fahrzeugantriebsquelle vorgesehen ist, die Heizvorrichtung ein Heißwasser-Heizkern ist, dem durch die Heizquelle zum Heizen geheiztes heißes Wasser als das Heizmedium zugeführt wird, und die Steuereinheit den Betrieb der Heizquelle zum Heizen derart steuert, dass die Temperatur des heißen Wassers für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs höher wird als die Temperatur des heißen Wassers für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Fußmodusbetriebs.
Kraftfahrzeug-Klimasystem nach Anspruch 4, bei welchem die Heizquelle zum Heizen aus einer elektrischen Heizvorrichtung gebildet sein kann.
Kraftfahrzeug-Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die Steuereinheit derart steuert, dass eine Luftmischklappe an einer maximalen Heizstellung positioniert wird, wenn der Auslassmodus für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) der Fußmodus ist, und derart steuert, dass die Luftmischklappe an einer Zwischenöffnungsstellung positioniert wird, wenn der Auslassmodus für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) der Doppelmodus ist.
Kraftfahrzeug-Klimasystem, mit einer Heizvorrichtung zum Heizen von Luft, die in eine Fahrgastzelle ausgeschickt wird; einem Gesichtsauslass, der entlang der Luftströmung stromab der Heizvorrichtung vorgesehen ist, zum Ausschicken der Luft zu den Gesichtern von Insassen in der Fahrgastzelle; einem Fußauslass, der entlang der Luftströmung stromab der Heizvorrichtung vorgesehen ist, zum Ausschicken der Luft zu den Füßen der Insassen in der Fahrgastzelle; einer Soll-Luftauslasstemperatur-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) für die in die Fahrgastzelle ausgeschickte Luft; und einer Auslassmodus-Einstelleinheit zum Einstellen wenigstens eines Doppelmodus, in dem der Gesichtsauslass und der Fußauslass gleichzeitig geöffnet sind, und eines Fußmodus, in dem der Gesichtsauslass geschlossen ist, während der Fußauslass geöffnet ist, wobei die Heizvorrichtung zum direkten eigenständigen Einstellen ihrer Heizleistung ausgebildet ist, und ferner mit einer Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der Heizquelle, wobei die Steuereinheit den Betrieb der Heizvorrichtung derart steuert, dass die Heizleistung der Heizvorrichtung für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Doppelmodusbetriebs größer wird als die Heizleistung der Heizvorrichtung für die Soll-Luftauslasstemperatur (TAO) während des Fußmodusbetriebs.
Kraftfahrzeug-Klimasystem nach Anspruch 7, bei welchem die Heizvorrichtung eine elektrische Heizvorrichtung ist.