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    • 专利摘要:
    Ineinem Kompressor-Steuerungssystem für eine Fahrzeugklimaanlagesteuert eine Hybrid-ECU (5) des Fahrzeugs eine Drehzahl eines Kompressor-Elektromotors(47). In diesem Fall muss eine Ausgabeschaltkreis, welcher ein Antriebssignalzum Antrieb des Kompressor-Elektromotors ausgibt, lediglich in derHybrid-ECU neu vorgesehen werden, wenn ein Hybrid-Fahrzeug oderein Elektrofahrzeug auf der Grundlage eines Motorfahrzeugs hergestelltwird. Deshalb werden keine Kosten erzeugt, selbst wenn der Ausgabeschaltkreisin dem Hybrid-ECU vorgesehen ist, welches neu konstruiert und hergestelltwerden sollte. Zusätzlichkann, weil der Ausgabeschaltkreis nicht in der Klimatisierungs-ECU(7) vorgesehen werden muss, welche eine existierende Komponente desMotorfahrzeugs ist, die Klimatisierungs-ECU in dem Motorfahrzeugdirekt auf die in dem Hybrid-Fahrzeug übertragen werden, ohne wesentlicheHardware-Änderung. DeshalbkönnenKonstruktionskosten reduziert werden.
    公开号:DE102004009015A1
    申请号:DE102004009015
    申请日:2004-02-25
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Toshinobu Kariya Homan；Mitsuyo Kariya Oomura；Yuji Kariya Takeo
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:B60H1-22
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Kompressor-Steuerungssystem für eine Fahrzeugklimaanlage.In dem Kompressor-Steuerungssystem wird ein elektrischer Motor zumAntrieb eines Kompressors durch eine Antriebs-Elektroniksteuereinheitgesteuert, welche einen Antrieb des Fahrzeugs steuert.
    [0002] Beieiner konventionellen Klimaanlage (z.B. JP-A-2000-318435 ) einesFahrzeugs, wie eines Hybrid-Fahrzeugs und eines Elektrofahrzeugs,wird ein Kompressor in einem Kältemittelkreissystemder Klimaanlage durch einen elektrischen Motor angetrieben. Hierist das Hybrid-Fahrzeug ein Fahrzeug, welches, während ein Antriebs-Modus zwischeneinem Batterieantriebs-Modus durch einen Elektromotor und einemMotorantriebs-Modus umgeschaltet wird, angetrieben wird. Das Elektrofahrzeugist ein Fahrzeug, welches nur durch Verwendung einer Batterie fährt.
    [0003] Wiein 11A gezeigt ist,enthältdie vorgenannte Klimaanlage eine Klimaanlagen-Elektroniksteuereinheit(ECU) 107. Die Klimatisierungs-ECU 107 steuertden Betrieb von Innenraum-Klimatisierungskomponenten der Klimaanlage.
    [0004] Insbesonderesteuert die Klimatisierungs-ECU 107 eine Drehzahl einesKompressor-Elektromotors 47 durch einen Kompressor-Inverter 48,um so einen Kompressor 41 zu steuern.
    [0005] Obwohldies nicht in dem vorgenanten Patent-Dokument von JP-A-2000-318435 gezeigtist, enthältdie Klimatisierungs-ECU 107 im Allgemeinen Einrichtungenwie einen Mikrocomputer 107a, einen Eingabe-Schaltkreisund einen Ausgabe-Schaltkreis 107c. Der Ausgabe-Schaltkreis 107c gibtein Antriebssignal zum Antreiben des Kompressor-Elektromotors 47 aufder Grundlage eines Ausgabesignals aus dem Mikrocomputer 107a aus.
    [0006] DieKlimaanlage, welche in 11B gezeigt ist,ist in einem Motorfahrzeug angebracht, welches nur durch einen Motorangetrieben ist. Bei dieser Klimaanlage ist ein Kompressor 41 auchnur durch den Motor angetrieben. Deshalb wird eine Drehzahl des Kompressors 41 abhängig durchdie Drehzahl des Motors bestimmt. Dem gemäß wird der Kompressor 41 unterbrochenangetrieben, indem eine elektromagnetische Kupplung 49 gesteuertwird, welche die Antriebsleistung des Motors auf den Kompressor 41 überträgt. Sonstwird der Kompressor 41 durch Steuerung eines elektromagnetischenVentils (nicht gezeigt) angetrieben, so dass eine Abgabemenge des Kompressors 41 eingestelltwird. Bei dieser Klimaanlage enthält eine Klimatisierungs-ECU 107' einen Ausgabeschaltkreis 107c', welcher einAntriebssignal an die elektromagnetische Kupplung 49 ausgibt, odereinen Ausgabe-Schaltkreis, welcher ein Antriebssignal an das elektromagnetischeVentil ausgibt.
    [0007] Demgemäß ist derHardware-Aufbau der Klimatisierungs-ECU 107, welche für das Hybrid-Fahrzeugoder das Elektrofahrzeug verwendet wird und den Ausgabe-Schaltkreis 107c zurAusgabe des Antriebssignals fürden Kompressor-Elektromotor 47 enthält, ziemlichunterschiedlich von dem der Klimatisierungs-ECU 107', welche für das Motorfahrzeug verwendetwird und den Ausgabe-Schaltkreis 107c' zur Ausgabedes Antriebssignals fürdie elektromagnetische Kupplung 49 oder das elektromagnetische Ventilenthält.
    [0008] Ineinigen Fällenist das Hybrid-Fahrzeug oder das Elektrofahrzeug auf der Grundlagedes Motorfahrzeugs konstruiert. In diesem Fall werden bestehendeTeile des Motorfahrzeugs so weit wie möglich verwendet, um Konstruktionskostenzu reduzieren. Jedoch kann die Klimatisierungs-ECU 107' für das Motorfahrzeugnicht als die Klimatisierungs-ECU 107 für das Hybrid-Fahrzeug oderdas Elektrofahrzeug ohne eine Hardware-Änderung verwendet werden. Deshalbmuss die Hardware-Konstruktion der Klimatisierungs-ECU 107' einer wesentlichen Änderungunterzogen werden, um fürdie Klimatisierungs-ECU 107 verwendet zu werden.
    [0009] MitBlick auf die vorgenannten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegendenErfindung, eine elektronische Klimatisierungs-Steuereinheit für einen durcheinen Motor angetriebenen Kompressor ohne eine wesentlichen Konstruktionsänderungeines Hardware-Aufbaus auf ein Steuersystem für einen durch einen Elektromotorangetriebenen Kompressor anzuwenden so dass Kosten reduziert werdenkönnen.
    [0010] Gemäß der vorliegendenErfindung ist ein Kompressor-Steuerungssystem einer Klimaanlagein einem Fahrzeug angebracht, welches einen Antriebs-Elektromotorzum Antreiben des Fahrzeugs, eine Hauptbatterie zum Liefern elektrischerLeistung von einer hohen Spannung an den Antriebs-Elektromotor,und eine Antriebs-Elektroniksteuereinheit enthält, welche zumindest eine derFunktionen, eine Funktion zum Steuern eines Betriebs eines elektrischenAktuators, welcher angetrieben wird, wenn an diesen die hohe Spannungder Hauptbatterie angelegt wird, eine Funktion zum Steuern einesAntriebs-Leistungsumschaltens des Fahrzeugs zwischen dem Antriebs-Elektromotorund einem Motor des Fahrzeugs, und eine Funktion zur Steuerung einesLadens und eines Entladens der Hauptbatterie, aufweist. Des weiterenenthältdas Kompressor-Steuerungssystem einen Kompressor, welcher in einemKältemittelkreisder Klimaanlage zum Ausführenvon Klimatisierung in einem Fahrzeugabteil vorgesehen ist und einenKompressor-Elektromotor zum Antreiben des Kompressors. In dem Kompressor-Steuerungssystemwird eine Drehzahl des Kompressor-Elektromotors durch die Antriebs-Elektroniksteuereinheitgesteuert.
    [0011] Demgemäß muss,wenn ein Hybrid-Fahrzeug oder ein Elektrofahrzeug auf der Grundlageeines Motorfahrzeugs hergestellt wird, ein Ausgabeschaltkreis zumAusgeben eines Antriebssignals für denKompressor-Elektromotor lediglich in der Antriebs-Elektroniksteuereinheitneu vorgesehen werden. Im Allgemeinen muss, wenn das Hybrid-Fahrzeugoder das Elektrofahrzeug auf der Grundlage eines Motorfahrzeugshergestellt wird, die Antriebs-Elektroniksteuereinheit neu vorgesehenwerden. Deshalb werden die Kosten nicht signifikant erhöht, selbstwenn der Ausgabe-Schaltkreis in der Antriebs-Elektroniksteuereinheitvorgesehen wird, welcher neu konstruiert und hergestellt werdenmuss. Des weiteren muss der Ausgabe-Schaltkreis nicht in der Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheitdes Motorfahrzeugs vorgesehen werden. Dem gemäß kann die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheitdes Motorfahrzeugs direkt auf eine Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheitdes Hybrid-Fahrzeugs oder des Elektrofahrzeugs ohne eine wesentliche Änderung derHardware-Konstruktion angewandt werden. Somit können, wenn das Hybrid-Fahrzeugoder das Elektrofahrzeug auf der Grundlage des Motorfahrzeugs hergestelltwird, oder wenn das Motorfahrzeug auf der Grundlage des Hybrid-Fahrzeugsoder des Elektrofahrzeugs hergestellt wird, die Kosten des Fahrzeugswirksam reduziert werden, weil eine wesentliche Änderung der Hardware-Konstruktionder Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit vermieden werden kann.Vorzugsweise enthältdas Kompressor-Steuerungssystem die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit,an welche ein Klimatisierungssignal, welches für die Klimatisierung relevantist, eingegeben wird. In diesem Fall steuert die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheitden Betrieb der Klimaanlage auf der Grundlage des Klimatisierungssignals,und die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit istmit der Antriebs-Elektroniksteuereinheit kommunizierend vorgesehen.Bevorzugter kommuniziert die Klimatisierungs- Elektroniksteuereinheit mit der Antriebs-Elektroniksteuereinheit über einLokalbereichs-Netzwerk des Fahrzeugs.
    [0012] ZumBeispiel rechnet die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit eineZiel-Drehzahl des Kompressor-Elektromotorsauf der Grundlage des Klimatisierungssignals und gibt ein Signal,welches die Ziel-Drehzahl repräsentiert,an die Antriebs-Elektroniksteuereinheit aus, und die Antriebs-Elektroniksteuereinheitsteuert die Drehzahl des Kompressor-Elektromotors auf der Grundlagedes Signals, welches die Ziel-Drehzahl repräsentiert. In diesem Fall kanndie Drehzahl des Kompressors genau gesteuert werden.
    [0013] WeitereAufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dernachfolgenden genauen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen leichterverständlich,wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtetwird, wobei:
    [0014] 1 ein schematisches Diagrammist, welches einen Gesamtaufbau eines Hybridfahrzeugs zeigt, inwelchem eine Klimaanlage gemäß einerbevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung angebracht ist;
    [0015] 2 ist ein schematischesDiagramm ist, welches einen Gesamtaufbau der Klimaanlage gemäß der Ausführungsformzeigt;
    [0016] 3 ein Blockdiagramm ist,welches ein Steuersystem der Klimaanlage gemäß der Ausführungsform zeigt;
    [0017] 4 ein Flussdiagramm ist,welches Grundsteuervorgängeeiner Klimatisierungs-ECU zeigt,welche in 3 gezeigtist;
    [0018] 5 ein Flussdiagramm ist,welches eine Unterroutinensteuerung der Grundsteuerungsprozessezeigt, welche in 4 gezeigtsind;
    [0019] 6 ein Blockdiagramm ist,welches einen Aufbau des Steuersystems zur Betriebssteuerung einesKompressors in 2 zeigt;
    [0020] 7 ein schematisches Diagrammist, welches einen Steuerfluss des Kompressors zwischen der Klimatisierungs-ECU,einem Hybrid-ECU und einem Kompressor-Inverter in 6 zeigt;
    [0021] 8 ein Flussdiagramm ist,welches Steuervorgängeder Hybrid-ECU in 7 zeigt;
    [0022] 9 ein Flussdiagramm ist,welches Steuervorgängedes Kompressor-Inverters in 7 zeigt;
    [0023] 10 ein Diagramm ist, welchesSteuervorgängezeigt, wenn die Unterroutinensteuerung in 5 füreine Unterroutinensteuerung fürein Motorfahrzeug modifiziert ist; und
    [0024] 11A ein Blockdiagramm ist,welches ein konventionelles Kompressorsteuerungssystem zeigt, welchesin einem Hybridfahrzeug oder einem elektrischen Fahrzeug angebrachtist, und 11B ein Blockdiagrammist, welches ein konventionelles Kompressorsteuerungssystem zeigt,welches in einem Motorfahrzeug angebracht ist, welches eine Herstellungsbasisdes Hybridfahrzeugs oder des Elektrofahrzeugs ist.
    [0025] Einebevorzugte Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme aufdie begleitenden Zeichnungen beschrieben.
    [0026] Beidiesem Ausführungsbeispielist das Kompressorsteuerungssystem der vorliegenden Erfindung typischerweiseauf ein Hybridfahrzeug angewandt. Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Hybridfahrzeug einenMotor 1, einen elektrischen Motorgenerator 2,eine Motor-Elektronik-Steuereinheit (ECU) 3, eine Batterie 4 undeine Hybrid-ECU (Antriebs-ECU) 5. Hier ist der Motor 1 einVerbrennungsmotorsystem zur Erzeugung von Antriebskraft durch Explosionund Verbrennung von flüssigemKraftstoff wie Benzin. Der Elektromotor 2 ist ein Motorgenerator,welcher eine Motorfunktion füreinen Hilfsantrieb des Fahrzeugs, und eine Generatorfunktion enthält.
    [0027] DieMotor-ECU 3 steuert eine Menge von Kraftstoff, welche demMotor 1 zugeführtwird und eine Zündzeitsteuerung,etc. Die Batterie 4 ist eine Sekundärbatterie, welche elektrischeLeistung zu dem elektrischen Motorgenerator 2 und der Motor-ECU 3,etc. liefert. Die Hybrid-ECU 5 führt eine Steuerung des elektrischenMotorgenerators 2 (z.B. Inverter-Steuerung) und eine Steuerungeines kontinuierlich veränderbarenGetriebes 103 und einer Kupplung 104 durch. Desweiteren gibt die Hybrid-ECU 5 ein Steuersignal (z.B. Zielwerteder Drehzahl und des Drehmoments des Motors 1) an die Motor-ECU 3 ab.
    [0028] Derelektrische Motorgenerator 2 wirkt als ein Elektromotorzur Erzeugung von Antriebskraft, wenn elektrische Leistung von derBatterie 4 geliefert wird. Dahingegen wirkt der elektrischeMotorgenerator 2 als ein Generator zum Erzeugen von elektrischerLeistung, wenn er durch den Motor 1 angetrieben wird.
    [0029] Inder Ausführungsformist die Batterie 4 eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterieund ist aus einer Hauptbatterie 4a mit hoher Spannung (z.B.288 V) und einer Unterbatterie 4b mit niedriger Spannung (z.B.12 V) zusammengesetzt.
    [0030] DieMotor-ECU 3 steuert zweckmäßig die Kraftstoffmenge, welchezu dem Motor 1 geliefert wird, eine Zündzeitsteuerung und dergleichenauf der Grundlage eines Steuersignals von der Hybrid-ECU 5,so dass die Drehzahl des Motors 1 und das Drehmoment desselbenauf Zielwerte hingesteuert werden können, und ein hoher Kraftstoffverbrennungswirkungsgradin dem Motor 1 erhalten werden kann.
    [0031] DieHybrid-ECU 5 weist eine Funktion zur Steuerung eines Umschaltantriebsauf, das heißt, eineFunktion zur Erfassung, welche der Einrichtungen, elektrischer Motorgenerator 2 undMotor 1, verwendet wird, um eine Antriebskraft auf dieAntriebsräderdes Fahrzeugs zu übertragen.Zusätzlichweist die Hybrid-ECU 5 eine Funktion zur Steuerung von Ladungund Entladung der Hauptbatterie 4 auf.
    [0032] Insbesonderewird die nachfolgende Steuerung grundlegend durch die Hybrid-ECU 5 ausgeführt.
    [0033] Zunächst wird,wenn das Fahrzeug gestoppt wird, das heißt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit etwa0 km/h ist, der Motor 1 gestoppt.
    [0034] Wenndas Fahrzeug fährt,wird eine Antriebskraft, welche in dem Motor 1 erzeugtwird, an die Antriebsräder übertragen,außerin einem Fall, in welchem das Fahrzeug sich in einem abbremsenden Stadiumbefindet. In dem abbremsenden Stadium des Fahrzeugs wird der Motor 1 gestoppt,und die Batterie 4 wird durch Erzeugung elektrischer Leistungin dem elektrischen Motorgenerator 2 geladen.
    [0035] Wenneine Fahrbelastung hoch ist, wie in einem Fall, in welchem das Fahrzeugdie Fahrt beginnt, das Fahrzeug beschleunigt wird, das Fahrzeug eineSteigung hinauffährt,oder das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wird der elektrische Motorgenerator 2 alsder elektrische Motor verwendet, so dass in dem elektrischen Motorgenerator 2 erzeugte Antriebskraftebenfalls an die Antriebsräderzusätzlichzu der Antriebskraft übertragenwird, welche in dem Motor 1 erzeugt wird. Bei der Ausführungsform kanndie Fahrbelastung auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeitund einer Pedalstellung eines Gaspedals berechnet werden.
    [0036] Wennein Restladegrad der Hauptbatterie 4a gleich oder kleinereinem Zielwert zum Starten des Ladens der Batterie 4 ist,währenddas Fahrzeug fährt,wird die Antriebskraft von dem Motor 1 an den elektrischenMotorgenerator 2 übertragen,so dass die Batterie 4 durch Betrieb des elektrischen Motorgenerators 2 alsder Generator geladen wird.
    [0037] Desweiteren, wenn der Restladegrad der Batterie 4 gleich oderkleiner dem Zielwert zum Starten des Ladens der Batterie 4 ist,währenddas Fahrzeug gestoppt wird, wird ein Signal zum Starten des Motors 1 andie Motor-ECU 3 gesendet. Deshalb wird der Motor 1 angetriebenund die Antriebsleistung wird an den elektrischen Motorgenerator 2 übertragen.
    [0038] Beidieser Ausführungsformist der Zielwert zum Starten der Batterie 4 ein Schwellenwertdes Restladegrads zum Starten des Ladens, und wird durch einen Prozentwertangezeigt, wenn ein vollständigerLadegrad 100 ist.
    [0039] EinAntriebs-Inverter 102 ist ein Frequenz-Transformer zum Ändern einerFrequenz einer Spannung oder eines Stroms einer elektrischen Leistungzwischen dem elektrischen Motorgenerator 2 und der Hauptbatterie 4a.Ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 402 ist ein Transformerzum Ändern einerSpannung von elektrischer Leistung zwischen der Hauptbatterie 4a undder Unterbatterie 4b. Des weiteren ist das kontinuierlichveränderbareGetriebe 103 zum Änderneines Geschwindigkeits-Untersetzungsverhältnisses der Antriebskraft,welche in dem Motor 1 und in dem elektrischen Motorgenerator 2 erzeugtwird, angeordnet. Die Kupplung 104 ist angeordnet, um die Übertragungder Antriebskraft zu unterbrechen.
    [0040] DieKlimaanlage enthälteine Luftklimatisierungseinheit 6 zum Ausführen einerKlimatisierung in einem Passagierabteil des Fahrzeugs und eine Klimatisierungs-ECU 7 zurSteuerung von Komponenten der Klimatisierungseinheit 6.In der Ausführungsformist die Klimaanlage eine automatisch gesteuerte Klimaanlage, in welcherdie Temperatur in dem Passagierabteil automatisch auf eine freizu wählende Temperaturgesteuert wird.
    [0041] DieKlimatisierungseinheit 6 weist eine Klimatisierungsluftführung 10 auf,die in dem Passagierabteil an einer Vorderseite angeordnet ist.Wie in 2 gezeigt ist,enthältdie Klimatisierungseinheit 6 die Klimatisierungsluftführung 10 zumBegrenzen eines Luftdurchgangs, durch welchen Luft in das Passagierabteileingeleitet wird, einen Zentrifugaltyp-Lüfter 30 zum Blasenvon Luft in die Klimatisierungsluftführung 10, ein Kältemittelkreislaufsystem 40,einen Kühlwasserkreislauf 50,etc. Das Kältemittelkreislaufsystem 40 istangeordnet, um Luft zu kühlen,welche durch die Klimatisierungsluftführung 10 strömt.
    [0042] EineInnen/Außen-Luftumschaltbox,welche bezüglichdes Luftstroms an der stromaufwärtigen Seiteder Klimatisierungsluftführungangeordnet ist, enthälteine Innenluftansaugöffnung 11,von welcher Innenluft innerhalb des Passagierabteils eingeleitet wird,und eine Außenluftansaugöffnung 12,von welcher Außenluftaußerhalbdes Passagierabteils eingeleitet wird. Diese Ansaugöffnungen 11, 12 werden geöffnet undgeschlossen durch eine Innen/Außen-Luftumschaltklappe 13,und die Innen/Außen-Luftumschaltklappe 13 wirddurch einen Aktuator 14, wie einen Servomotor, angetrieben(3).
    [0043] Ander bezüglichdes Luftstroms stromabwärtigstenSeite der Klimatisierungsluftführung 10 sindein Defroster-Öffnungsabschnitt,ein Gesichts-Öffnungsabschnittund ein Fuß-Öffnungsabschnittvorgesehen. Eine Defroster-Luftführung 15 ist andem Defroster-Öffnungsabschnittangeschlossen, und eine Defroster-Luftauslaßöffnung 18, aus welcherklimatisierte Luft auf eine innere Oberfläche einer Fahrzeugwindschutzscheibegeblasen wird, ist an dem bezüglichdes Luftstroms stromabwärtigsten Endeder Defroster-Luftführung 15 vorgesehen.
    [0044] EineGesichts-Luftführung 16 istan dem Gesichts-Öffnungsabschnittangeschlossen, und eine Gesichts-Luftauslassöffnung 19, aus welcherklimatisierte Luft auf die obere Hälfte des Körpers eines Passagiers geblasenwird, ist an dem bezüglichdes Luftstroms stromabwärtigstenEnde der Gesichts-Luftführung 16 vorgesehen.Eine Fuß-Luftführung 17 istan dem Fuß-Öffnungsabschnitt angeschlossen,und eine Fuß-Luftauslassöffnung 20,aus welcher klimatisierte Luft auf den Fußbereich des Passagiers geblasenwird, ist an dem bezüglichdes Luftstroms stromabwärtigstenEnde der Fußluftführung 17 vorgesehen.
    [0045] ZweiUmschaltklappen 21, die durch Aktuatoren 22 (3) jeweils angetrieben werden,sind drehbar zum Öffnenund Schließender Luftauslassöffnungen 18-20 vorgesehen.Somit könnendie Umschaltklappen 21 einen Luftauslassmodus der LuftauslassmodenGesichts-Modus, Zweilevel-Modus, Fuß-Modus, Fuß/Defroster-Modus und Defroster-Modus umschalten.
    [0046] DasGebläse 30 enthält einenZentrifugallüfter 31,der drehbar in einem Spiralgehäuseangeordnet ist, welches in die Klimatisierungsluftführung 10 integriertist, und einen Gebläsemotor 32 zumAntrieb des Zentrifugallüfters 31.Eine geblasene Luftmenge (Drehzahl des Zentrifugallüfters 31)wird in Übereinstimmungmit der Gebläsespannunggesteuert, welche dem Gebläsemotor 32 über einenGebläseantriebsschaltkreis 33 zugeführt wird.
    [0047] DasKältemittelkreislaufsystem 40 enthält einenelektrischen Kompressor 41, einen Kondensor 42,einen Gas/Flüssigkeits-Separator 43,ein Expansionsventil 44, einen Verdampfer 45,einen Kühllüfter 46 zumBlasen von Außenluftzu dem Kondensator 42, ein Kältemittelleitungssystem zumAnschließen derselben,und dergleichen.
    [0048] Derelektrische Kompressor 41 enthält einen Motor zum Antreibeneines Kompressionsmechanismus, der eine elektrische Leistung vonder Batterie 4 verwendet. Der Kondensor 42 istangeordnet, um Kältemittelzu kühlenund zu kondensieren, indem er einen Wärmetausch zwischen komprimiertemKältemittelund Außenluftausführt.Der Gas/Flüssigkeits-Separator 43 istangeordnet, um das kondensierte Kältemittel von dem Kondensor 42 ingasförmigesKältemittelund flüssigesKältemittelzu trennen, so dass nur das flüssigeKältemittelzu einer stromabwärtigenKältemittelseiteströmt.Das Expansionsventil 44 dekomprimiert und expandiert dasflüssige Kältemittelvon dem Gas/Flüssigkeits-Separator 43 undder Verdampfer 45 ist angeordnet, um einen Wärmetauschzwischen dem dekomprimierten Kältemittelaus dem Expansionsventil 44 und der Luft durchzuführen, diedurch die Klimatisierungsluftführung 10 durchtritt.Eine Wechselstrom (AC)-Spannung wird an den Kompressorelektromotor 47 des elektrischenKompressors 41 übereinen Kompressor-Inverter 48 angelegt, und der Kompressor-Inverter 48 stellteine Frequenz der Wechselspannung auf der Grundlage eines Befehlsvon der Klimatisierungs-ECU 7 ein. Somit kann eine Drehzahldes elektrischen Kompressors 41 kontinuierlich geändert werden.Ein System zum Steuern der Drehzahl wird später beschrieben.
    [0049] EinHeizkern 51 ist in dem Kühlwasserkreis 50 angeordnet,in welchem Motorkühlwasser(Heißwasser)des Motors 1 durch eine Wasserpumpe (nicht gezeigt) zirkuliertwird. Der Heizkern 51 führt einenWärmetauschzwischen dem Motorkühlwasser undder Luft aus, so dass Luft, welche durch den Heizkern 51 durchtritt,geheizt wird.
    [0050] DerHeizkern 51 ist in der Klimatisierungsluftführung 10 aneiner bezüglichdes Luftstroms stromabwärtigenSeite des Verdampfers 45 angeordnet, um so teilweise denLuftdurchtritt in der Klimatisierungsluftführung 10 zu kreuzen.Eine Luftmischklappe 52, die durch einen Aktuator 53 (3), wie einen Servomotor,angetrieben wird, ist drehbar an einer bezüglich des Luftstroms stromaufwärtigen Seitedes Heizkerns 51 angeordnet. Die Luftmischklappe 52 stelltein Verhältniseiner Luftmenge ein, die durch den Heizkern 51 durchtrittund einer Luftmenge, welche den Heizkern 51 umgeht, umso eine Temperatur der Luft einzustellen, die in das Passagierabteileinzublasen ist.
    [0051] Alsnächsteswird ein Steuersystem fürdie Klimaanlage gemäß der Ausführungsformunter Bezugnahme auf 1, 3 und 4 beschrieben. Die Klimatisierungs-ECU 7,die Hybrid-ECU 5 und die Motor-ECU 3 können miteinanderkommunizieren. Bei dieser Ausführungsformsind die ECUs 3, 5, 7 aneinander über einFahrzeug-Lokalbereichs- Netzwerk (LAN) des Fahrzeugs verbunden,so dass diese miteinander kommunizieren können.
    [0052] Indie Klimatisierungs-ECU 7 werden Kommunikationssignalevon der Hybrid-ECU 5, Umschaltsignale von mehreren Schaltern,welche auf einer Steuerplatte 60 an der Vorderseite desPassagierabteils vorgesehen sind, und Sensorsignale von mehrerenSensoren eingegeben.
    [0053] Diemehreren Schalter, welche auf der Steuerplatte 60 vorgesehensind, enthalten einen Klimatisierungsschalter, einen Ansaugöffnungs-Umschalter, einenTemperatureinstellhebel, einen Luftmengen-Umschalter, einen Luftauslassmodus-Umschalter und dergleichen.Der Klimatisierungsschalter ist angeordnet, um den Betrieb des Kältemittelkreislaufsystems 40 zustarten und zu stoppen, das heißt,den elektrischen Kompressor 41. Der Ansaugöffnungs-Umschalterwählt einenLuftansaug-Modus aus, und der Temperatureinstellhebel stellt eineTemperatur in dem Passagierabteil auf eine geforderte Temperaturein. Der Luftmengen-Umschalterwählt eineLuftmenge aus, die durch den Zentrifugallüfter 31 geblasen wird,und der Luftauslass-Modus-Umschalter wählt einen Luftauslass-Modusaus.
    [0054] DerLuftauslass-Modus-Umschalter enthält einen Gesichts-Schalterzum Einstellen eines Gesichts-Modus, einen Zweilevel-Umschalterzum Einstellen eines Zweilevel-Modus, einen Fuß-Schalter zum Einstellen einesFuß-Modus,einen Fuß/Defroster-Schalterzum Einstellen eines Fuß/Defroster-Modusund einen Defroster-Schalter zum Einstellen eines Defroster-Modus.
    [0055] Wiein 3 gezeigt ist, enthaltendie mehreren Sensoren einen Innenlufttemperatursensor 71, einenAußenlufttemperatursensor 72,einen Sonnenstrahlungssensor 73, einen Verdampfer-Ansauglufttemperatursensor 74,einen Verdampfer-Luftblastemperatursensor 75, einen Wassertemperatursensor 76,einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 77 und dergleichen.Der Innenlufttemperatursensor 71 erfasst eine Lufttemperaturin dem Passagierabteil, und der Außenlufttemperatursensor 72 erfassteine Temperatur außerhalbdes Passagierabteils. Der Sonnenstrahlungssensor 73 erfassteine Menge von Sonnenlicht, welches in das Passagierabteil einstrahlt.Der Verdampfer-Ansauglufttemperatursensor 74 erfassteine Temperatur (Verdampfer-Ansaugtemperatur)von Luft, welche in den Verdampfer 45 einströmt. DerVerdampfer-Luftausblastemperatursensor 75 erfasst eineTemperatur von Luft unmittelbar nachdem diese durch den Verdampfer 45 geströmt ist.Der Wassertemperatursensor 76 erfasst eine Temperatur desKühlwassers,welches in den Heizkern 51 einströmt, und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 77 erfassteine Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei den vorgenannten Sensoren werdenals Innenlufttemperatursensor 71, Außenlufttemperatursensor 72,Verdampfer-Ansauglufttemperatursensor 74,Verdampfer-Ausblaslufttemperatursensor 75 und Wassertemperatursensor 76 Thermistorenverwendet.
    [0056] DieKlimatisierungs-ECU 7 enthält einen Mikrocomputer (MICON) 7a,der aus Einrichtungen (nicht gezeigt), wie einer zentralen Verarbeitungseinheit(CPU), einem Lesespeicher (ROM) und einem Schreib/Lese-Speicher(RAM) zusammengesetzt ist. Die Sensorsignale von den Sensoren 71-77 werden verarbeitet(z.B. Analog/Digital-Konvertierung) durch einen Eingabeschaltkreis 7b innerhalbder Klimatisierungs-ECU 7. Anschließend werden die verarbeitetenSignale in den Mikrocomputer 7a eingegeben.
    [0057] Steuersignale,welche aus dem Mikrocomputer 7a ausgegeben werden, werdenverarbeitet (z.B. Digital/Analog-Konvertierung, Verstärkung), unddie verarbeiteten Signale werden durch den Ausgangsschaltkreis 107c' an die Aktuatoren 14, 22, 53, undan den Gebläseantriebsschaltkreis 33 alsAntriebssignale ausgegeben. Die Klimatisierungs-ECU 7 wirdbetrieben, indem sie mit einer Gleichstrom (DC)-Leistungsquelle aus der Unterbatterie 4b versorgtwird, wenn ein Zündschaltereingeschaltet ist.
    [0058] Alsnächsteswerden die Steuervorgängeder Klimatisierungs-ECU 7 unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. Wenn der Zündschaltereingeschaltet ist, wird die Gleichstrom-Leistungsquelle der Klimatisierungs-ECU 7 zugeführt undeine Steuerroutine, die in 4 gezeigtist, wird gestartet.
    [0059] Zuerstwird im Schritt S1 eine Anfangseinstellung durchgeführt. Alsnächstes,im Schritt S2, liest die Klimatisierungs-ECU 7 die Schaltsignalevon den Schaltern wie dem Temperatureinstellhebel. Im Schritt S3liest die Klimatisierungs-ECU 7 Signale, zu welchen dieSensorsignale von dem Innenlufttemperatursensor 71, demAußenlufttemperatursensor 72, demSonneneinstrahlungssensor 73, dem Verdampfer-Ansauglufttemperatursensor 74,dem Verdampfer-Luftblastemperatursensor 75, dem Wassertemperatursensor 76 unddem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 77 durch die Analog/Digital-Konvertierungumgewandelt wurden. Im Schritt S4 wird eine Zieltemperatur TAO vonLuft, welche in das Passagierabteil einzublasen ist, auf Grundlageder nachfolgenden Formel (1) berechnet, bevor sie in dem ROM gespeichertwird. TAO = Kset × Tset – KR × TR – KAM × TAM – KS × TS + C (1)
    [0060] WobeiTset eine Temperatur bezeichnet, welche durch den Temperatureinstellhebeleingestellt wurde, TR eine Innenlufttemperatur bezeichnet, die durchden Innenlufttemperatursensor 71 erfasst wurde, TAM eineAußenlufttemperaturbezeichnet, die durch den Außenlufttemperatursensor 72 erfasst wurde,und TS eine Sonnenbestrahlungsmenge bezeichnet, die durch den Sonnenbestrahlungssensor 73 erfasstwurde. Kset, KR, KAM und KS bezeichnen jeweils Verstärkungsfaktoren,und C bezeichnet eine Korrekturkonstante.
    [0061] ImSchritt S5 wird eine Gebläsespannung (diedem Gebläsemotor 32 zugeführt wird)entsprechend der Ziel-Lufttemperatur TAO unter Verwendung einescharakteristischen Graphen bestimmt, welcher zuvor in dem ROM gespeichertwurde. Insbesondere wird, sowie die Ziel-Lufttemperatur TAO niedrigerals die eingestellte Temperatur oder höher als diese wird, die Gebläsespannunghöher gemacht (dieLufteinblasmenge wird erhöht).Dahingegen wird, sowie die Ziel- LufttemperaturTAO der eingestellten Temperatur nahe kommt, die Gebläsespannungniedriger gemacht.
    [0062] Alsnächsteswird im Schritt S6 ein Luftansaug-Modus entsprechend der Ziel-Lufttemperatur TAOunter Verwendung eines charakteristischen Graphen bestimmt, derzuvor in dem ROM gespeichert wurde. Insbesondere wird, wenn dieZiel-Lufttemperatur TAO hoch ist, ein Innenluftzirkulations-Modusausgewählt.Wenn die Ziel-Lufttemperatur TAO niedrig ist, wird ein Außenlufteinleit-Modus ausgewählt.
    [0063] ImSchritt S7 wird ein Luftauslass-Modus entsprechend der Ziel-LufttemperaturTAO unter Verwendung eines charakteristischen Graphen bestimmt,welcher zuvor in dem ROM gespeichert wurde. Insbesondere wird, wenndie Ziel-Lufttemperatur TAOniedrig ist, der Fuß-Modusausgewählt.Sowie die Ziel-LufttemperaturTAO höherwird, wird der Luftauslass-Modus von dem Fuß-Modus zu dem Gesichts-Modus über denZweilevel-Modus ausgewählt.
    [0064] ImSchritt S8 wird ein Öffnungsgradder Luftmischklappe 52 in Übereinstimmung mit der Ziel-LufttemperaturTAO, der Verdampfer-Lufttemperatur, welche durch den Verdampfer-Luftausblastemperatursensor 75 erfasstwurde, die Kühlwassertemperatur,welche durch den Wassertemperatursensor 76 erfasst wurde,und dergleichen bestimmt.
    [0065] ImSchritt S9 wird eine Unterroutine, welche in 5 gezeigt ist, aufgerufen und die Drehzahldes elektrischen Kompressors 71 wird bestimmt, wenn derKlimatisierungsschalter eingeschaltet ist.
    [0066] ImSchritt S10 werden Steuersignale zu den Aktuatoren 14, 22, 53,dem Gebläseantriebsschaltkreis 33 undder Hybrid-ECU 5 ausgegeben, um so jeden der Steuerungsstadienzu erhalten, welche in den Schritten S4–S9 berechnet oder bestimmtwurden. Des weiteren werden die Steuersignale zu den Aktuatoren 14, 22, 53 unddem Gebläseantriebsschaltkreis 33 durchden Ausgabeschaltkreis 7c ausgegeben, und das Steuersignalzu der Hybrid-ECU 5 wird durch das Fahrzeug-LAN ausgegeben.
    [0067] Alsnächsteswird nun der Betrieb der Klimaanlage beschrieben. Während durchdas Gebläse 30i inder Klimatisierungsluftleitung 10 geblasene Luft durchden Verdampfer 45 in dem Kältemittelkreislaufsystem 40 strömt, wirddie Luft mit dem Kältemitteleinem Wärmetauschunterzogen und gekühlt.Hier wird die Drehzahl des elektrischen Kompressors 41 durchdie Klimatisierungs-ECU 7 gesteuert, so dass eine Mengevon Kältemittel,welche in dem Kältemittelkreislaufsystem 40 strömt, gesteuert wirdund die Kühlleistungdes Kältemittelkreislaufsystems 40 eingestelltwird.
    [0068] WennLuft, die in dem Verdampfer 45 gekühlt wurde, durch den Heizkern 51 inden Kühlwasserkreis 50 strömt, wirddie Luft einem Wärmetauschmit dem Motorkühlwasserunterzogen und geheizt. Zusätzlichwird die Strömungsratevon durch den Heizkern 51 strömender Luft und den Heizkern 51 umgehenderLuft durch eine Betriebsposition der Luftmischklappe 52 eingestellt.Somit wird die auf eine vorbestimmte Temperatur eingestellte klimatisierte Luftvon einer oder zwei der Luftauslassöffnungen 18–20 indas Passagierabteil geblasen.
    [0069] Alsnächsteswird die genaue Steuerung der Drehzahl des elektrischen Kompressors 41 unterBezugnahme auf 5 beschrieben.
    [0070] Wennder Klimatisierungsschalter im Schritt S91 eingeschaltet ist, berechnetdie Klimatisierungs-ECU 7 eine Ziel-Verdampferlufttemperatur TEOauf der Grundlage der Signale, welche von den Sensoren 71–77 imSchritt S92 eingegeben werden. In den Schritten S93 oder S94 wirdeine Ziel-Drehzahl IVOn des Kompressors 41 auf der Grundlage derZiel-Verdampferlufttemperatur TEO berechnet. Im Schritt S10 in 4 wird das Signal, welchesdie berechnete Ziel-Drehzahl IVOn des Kompressors 41 repräsentiert,in die Hybrid-ECU 5 durch das Fahrzeug-LAN eingegeben.
    [0071] DieZiel-Drehzahl IVOn wird insbesondere wie folgt berechnet. Zunächst wirdes in Schritt S91 bestimmt, ob der Klimatisierungsschalter auf EINgestellt ist. Wenn der Klimatisierungsschalter auf EIN ist, wirddie Ziel-Verdampferlufttemperatur TEO auf der Grundlage der Ziel-LufttemperaturTAO und der AußenlufttemperaturTAM im Schritt S92 berechnet.
    [0072] Alsnächsteswerden eine Differenz En zwischen der Ziel-VerdampferlufttemperaturTEO und einer Verdampferlufttemperatur TE, die durch den Verdampfer-Luftausblastemperatursensor 75 erfasst wurde,und eine Differenz-ÄnderungsrateEdot auf der Grundlage der nachfolgenden Formeln (2) und (3) berechnet. En =TEO – TE (2) Edot = En – En-1 (3)wobeiEn-1 einen Wert der Differenz zu vorherigerZeit ist. Da die Differenz En alle 4 Sekundenberechnet wird, ist die Differenz En-1 zuder vorherigen Zeit ein Wert, welcher 4 Sekunden vor der vorliegendenZeit berechnet wurde, in welcher die Differenz En berechnetwird.
    [0073] Alsnächsteswird eine Ziel-Erhöhungs-Drehzahl Δf (U/min)bei der Differenz En und die Differenz-ÄnderungsrateEdot auf der Grundlage einer vorbestimmten Membership-Funktion undeiner in dem ROM gespeicherten Regel berechnet. Die Ziel-Erhöhungs-Drehzahl Δf ist eineErhöhungder Drehzahl des Kompressors 41 von der Ziel-Drehzahl IVOn-1 zu der vorherigen Zeit, 4 Sekunden vorder vorliegenden Zeit, in welcher die Ziel-Drehzahl IVOn berechnetwird.
    [0074] Nachdemdie Ziel-Drehzahl IVOn im Schritt S93 wie oben beschrieben bestimmtist, geht die Steuerroutine zu Schritt S10 in 4 voran. Im Schritt S10 wird ein Signal,welches die Ziel-Drehzahl IVOn des Kompressors 41 repräsentiert,an die Hybrid-ECU 5 ausgegeben. Dann steuert die Hybrid-ECU 5 denKompressor-Inverter 48,so dass die Drehzahl des Kompressors 41 sich der Ziel-Drehzahl IVOnannähert.Somit nähertsich die Verdampfer-Lufttemperatur TE der Ziel-Verdampferlufttemperatur TEO durch denSteuerbetrieb des Kompressor-Inverters 48 an.
    [0075] Desweiteren wird, wenn bestimmt wird, dass der Klimatisierungsschalterim Schritt S91 AUS geschaltet ist, die Ziel-Drehzahl IVOn auf 0U/min im Schritt S94 gesetzt, und der Kompressor 41 gestoppt.Dann kehrt die Steuerroutine zurückzu Schritt S2 in 4,nachdem eine vorbestimmte Zeit T im Schritt S11 in 4 verstreicht.
    [0076] Hierkönnen,in 6, die Klimatisierungs-ECU 7 unddie Hybrid-ECU 5 miteinander kommunizieren unter Verwendungdes Fahrzeug-LAN, und die Hybrid-ECU 5 kann mit den Invertern 48, 102 unterVerwendung eines Kommunikationsverfahrens, wie die serielle Kommunikation,kommunizieren.
    [0077] In 7 wandelt die Hybrid-ECU 5 dasdie Zieldrehzahl IVOn repräsentierendeSignal, welches aus der Klimatisierungs-ECU 7 eingegebenwird, und ein Inverter-Startsignalin ein Antriebssignal um, welches durch den Kompressor-Inverter 48 ineinem Ausgabeschaltkreis 5b in 6 verarbeitet werden kann. Das umgewandelteAntriebssignal wird an den Kompressor-Inverter 48 ausgegeben.Zusätzlichenthältdie Hybrid-ECU 5 einen Ausgabeschaltkreis 5b, welcherein Signal in ein Antriebssignal umwandelt, welches durch den Antriebs-Inverter 102 verarbeitet werdenkann, und gibt das Antriebssignal an den Antriebs-Inverter 102 aus.
    [0078] DieHybrid-ECU 5 enthältein Erfassungsmittel zum Erfassen, ob das Fahrzeug in einem Zustand ist,in welchem die Drehzahl des Kompressors 41 begrenzt werdensollte. Der Zustand zur Begrenzung ist beispielsweise ein Überlastungsstadiumeiner Fahrbelastung (Beschleunigungsschnitt), ein Über-Entladungsstadiumder Batterie 4 und Probleme, welche durch Fehler der Fahrzeugkomponentenbewirkt werden.
    [0079] EinSignal, welches den Betriebszustand des Kompressor-Inverters 48 oderdes Kompressor-Elektromotors 47 repräsentiert, wird in die Hybrid-ECU 5 alsein Rückkopplungssignaleingegeben. Zusätzlich enthält die Hybrid-ECU 5 einBestimmungsmittel zum Bestimmen, ob der Betriebszustand in einemZustand ist, in welchem die Drehzahl des Kompressors 41 begrenztwerden sollte. Zu begrenzender Zustand sind beispielsweise Probleme,welche durch eine Selbstdiagnosefunktion des Kompressor-Inverters 48 erfasstwerden, Probleme, die durch einen Temperaturanstieg eines IGBT-Modulsbewirkt werden, und ein Stadium übermäßiger Leistungsaufnahme desKompressor-Elektromotors 47.
    [0080] Wennbestimmt wird, dass der vorgenannte Zustand beschränkt werdensollten, wird die Ziel-Drehzahl IVOn reduziert oder der Kompressor 41 gestoppt,indem die Ausgabe des Inverter-Startsignals verhindert wird.
    [0081] Dasvorgenannte Rückkopplungssignalenthältein Signal, welches eine tatsächlicheDrehzahl des Kompressors 41 repräsentiert. Das die tatsächlicheDrehzahl repräsentierendeSignal wird an die Klimatisierungs-ECU 7 über dieHybrid-ECU 5 ausgegeben. Deshalb kann die Klimatisierungs-ECU 7 die Ziel-Drehzahl IVOn aufder Grundlage des eingegebenen Signals berechnen, welches die tatsächliche Drehzahlrepräsentiert.
    [0082] Alsnächsteswerden nun die Steuervorgängebezüglichder Klimatisierungssteuerung in der Hybrid-ECU 5 unterBezugnahme auf 8 beschrieben.
    [0083] Innerhalbder Hybrid-ECU 5 ist ein Mikrocomputer 5a (6) vorgesehen, welcher ausEinrichtungen (nicht gezeigt), wie eine CPU, ein ROM, ein RAM unddergleichen, zusammengesetzt ist. Das Sensorsignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 77 wirdvon einem analogen Signal in ein digitales Signal durch einen Eingabeschaltkreis(nicht gezeigt) innerhalb der Hybrid-ECU 5 umgewandelt. Anschließend wirddas digitale Signal in den Mikrocomputer 5a eingegeben.Zusätzlichenthältdie Hybrid-ECU 5 den Ausgabeschaltkreis 5b, welcherein von dem Mikrocomputer 5a ausgegebenes Signal in dasAntriebssignal umwandelt, welches durch die Inverter 48, 102 verarbeitetwerden kann, und gibt das umgewandelte Antriebssignal aus.
    [0084] Zuerstwird, wenn der Zündschaltereingeschaltet ist, die Gleichstrom-Leistungsquelle von der Batterie 4 zuder Hybrid-ECU 5 geliefert. Als nächstes wird eine Steuerroutine,welche in 8 gezeigt ist,gestartet und eine Anfangseinstellung wird in dem Schritt S21 ausgeführt. Dannwird das die Ziel-Drehzahl IVOn repräsentierende Signal aus derKlimatisierungs-ECU 7 im Schritt S22 gelesen.
    [0085] Alsnächsteswird in Schritt S23 bestimmt, dass der Fahrzeugzustand, wie das Überlastungsstadiumeiner Fahrbelastung (Beschleunigungsschnitt), das Über-Entladungsstadiumder Batterie 4, die Probleme, welche durch Fehler von Fahrzeugkomponentenbewirkt werden, vorliegen. Dann wird in Schritt S24 bestimmt, obdas Fahrzeug in einem Zustand ist, in welchem das Starten des Kompressors 41 verhindertwerden muss. Wenn festgestellt wird, dass das Starten des Kompressorsnicht verhindert werden muss, wird das Inverter-Startsignal in Schritt S25 auf EIN gesetzt.Wenn festgestellt wird, dass es in Schritt S24 verhindert werdenmuss, wird das Inverter-Startsignal in Schritt S26 auf AUS gesetzt.
    [0086] Desweiteren wird in Schritt S27 bestimmt, ob das Fahrzeug in dem Zustandist, in welchem die Drehzahl des Kompressors 41 begrenztwerden muss. Wenn festgestellt wird, dass in Schritt S27 nicht beschränkt werdenmuss, wird eine Drehzahl, die durch die Klimatisierungs-ECU 7 angefordert wurde,das heißt,die Ziel-Drehzahl IVOn als die Ziel-Drehzahl in Schritt S28 bestimmt.Wenn festgestellt wird, dass in Schritt S27 zu beschränken ist, wirddie Ziel-Drehzahl IVOn reduziert und der reduzierte Wert wird alsdie Ziel-Drehzahl in Schritt S29 bestimmt.
    [0087] InSchritt S30 werden die bestimmte Ziel-Drehzahl IVOn und das Inverter-Startsignalan den Kompressor-Inverter 48 als die Antriebssignale ausgegeben.Dann geht der Vorgang zurückzu Schritt S22, nachdem eine vorbestimmte Zeit T in Schritt S31verstrichen ist.
    [0088] DieHybrid-ECU 5 gibt die Ziel-Drehzahl IVOn an die Inverter 48, 102 aus.Die Inverter 48, 102 enthalten ein IGBT-Modul,welches schaltende Transistoren entsprechend jeder Phasenwindungdes Elektromotoren (Dreiphasen-Wechselstrommotoren) 47, 2 aufweist.Das IGBT-Modul wird auf der Grundlage des ausgegebenen Signals vonder Hybrid-ECU 5 angetrieben.
    [0089] Desweiteren sind innerhalb der Inverter 48, 102 einNiederspannungs- (z.B.12 V)-Schaltkreis undein Hochspannungs (z.B. 288 V)-Schaltkreis vorgesehen. Diese Schaltkreisesind gegenübereinander isoliert und übereinen Photokoppler verbunden. Das Antriebssignal von der Hybrid-ECU 5 wirdin den Niedrigspannungs-Schaltkreis eingegeben. Dann wird das Antriebssignalin einen Mikrocomputer eingegeben, welcher durch den Photokopplerden Betrieb des IGBT-Moduls steuert, welcher in dem Hochspannungs-Schaltkreisangeordnet ist.
    [0090] Demgemäß ist eineKommunikationsgeschwindigkeit zwischen der Hybrid-ECU 5,welche das Antriebssignal in den Niedrigspannungs-Schaltkreis eingibt,und den Mikrocomputern der Inverter 48, 102 sehrniedrig. Deshalb kann das Fahrzeug-LAN, welches die Hochgeschwindigkeitskommunikationist, nicht fürdie Kommunikation zwischen der Hybrid-ECU 5 und den Invertern 48, 102 verwendetwerden. Kommunikationsmittel mit niedriger Geschwindigkeit mit imVergleich zu dem Fahrzeug-LAN Niedriggeschwindigkeitskommunikation,wie die vorgenannte serielle Kommunikation und parallele Kommunikation,ist fürdie Kommunikation zwischen den Invertern 48, 102 undder Hybrid-ECU 5 vorzuziehen.
    [0091] Alsnächsteswerden nun die Steuervorgängedes Kompressor-Inverters 48 unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
    [0092] Wennder Zündschaltereingeschaltet ist und die Gleichstrom-Leistungsquelle zu dem Mikrocomputerdes Kompressor-Inverters 48 aus der Batterie 4 zugeführt wird,wird die Steuerroutine in 9 gestartet.Bei Schritt S41 wird eine Anfangseinstellung ausgeführt. Dannwerden das Inverter-Startsignal und das Signal, welches die Ziel-DrehzahlIVOn repräsentiert,von der Hybrid-ECU bei Schritt S72 gelesen.
    [0093] Alsnächsteswird der vorgenannte Betriebszustand, wie Probleme, welche durchdie Selbstdiagnosefunktion des Kompressor-Inverters 48 erfasst werden,Probleme, welche durch einen Temperaturanstieg des IGBT-Moduls bewirktwerden und die übermäßige Leistungsaufnahmedes Kompressor-Elektromotors 47 bei Schritt S43 festgestellt.Das Signal zur Steuerung des Kompressor-Elektromotors 47 wird an dasIGBT-Modul bei Schritt S44 ausgegeben.
    [0094] Hierwird ein Beispiel der vorstehenden übermäßigen Leistungsaufnahme desKompressor-Elektromotors 47 erläutert. Die tatsächlicheLeistungsaufnahme des Antriebs-Elektromotors 2 wird erfasst,um den Fahrzustand des Fahrzeugs zu steuern. In diesem Fall kannder Antriebs-Elektromotor 2 mehr elektrische Leistung verbrauchenals eine erlaubte elektrische Leistung des Fahrzeugs. Das heißt, eine übermäßige Leistungsaufnahmekann auftreten. In diesem Fall muss der Betrieb des Kompressor-Elektromotors 47 begrenztwerden.
    [0095] Alsnächsteswird das Rückkopplungssignal, welchesden Kompressor-Betriebszustand,wie die tatsächlicheDrehzahl des Kompressors 41, repräsentiert, an die Hybrid-ECU 5 beiSchritt S45 ausgegeben. Dann kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt 42 zurück, nachdemeine vorbestimmte Zeit T bei Schritt S46 abläuft.
    [0096] Hierwerden der Betrieb und die Wirkung der Klimaanlage gemäß der Ausführungsformbeschrieben. In einigen Fällenwird das Hybrid-Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispielauf der Grundlage des Motorfahrzeugs in 11B hergestellt. In diesem Fall werdenbestehende Teile des Motorfahrzeugs so weit wie möglich verwendet,um Konstruktionskosten zu reduzieren.
    [0097] Indieser Ausführungsformist der Ausgabeschaltkreis 5b in der Hybrid-ECU 5 vorgesehen,um das Antriebssignal zum Antrieb des Kompressor-Elektromotors 47 auszugeben.Der Ausgabeschaltkreis 5b zum Ausgeben des Antriebssignals zumAntrieb des Kompressor-Elektromotors 47 muss nicht in derKlimatisierungs-ECU 7 vorgesehenwerden, welche eine bestehende Einrichtung in dem Motorfahrzeugist. Das heißt,die Klimatisierungs-ECU 7 des Motorfahrzeugs kann direktauf das Hybrid-Fahrzeug ohne Hardware-Änderung angewandt werden. DeshalbkönnenKonstruktionskosten reduziert werden.
    [0098] Wenndas Hybrid-Fahrzeug auf der Grundlage des Motorfahrzeugs, wie obenbeschrieben, hergestellt wird, werden die Komponenten 150,welche in 6 mit einerstrichpunktierten Linie umgeben sind, neu vorgesehen. Das heißt, dieHybrid-ECU 5 ist ebenfalls neu vorgesehen. Deshalb werdenkeine hohen Kosten durch Vorsehen des Ausgabeschaltkreises 5b inder Hybrid-ECU 5 bewirkt, welche neu konstruiert und hergestelltwerden sollte.
    [0099] Hingegenist eine Software-Änderungerforderlich, wenn die Klimatisierungs-ECU 7, welche die bestehendeEinrichtung des Motorfahrzeugs ist, direkt auf das Hybrid-Fahrzeugangewandt wird. Jedoch ist eine Software zur Steuerung der Abteileinheiten 14, 22, 33, 53 dieselbewie die der Klimatisierungs-ECU 7 des Motorfahrzeugs. Deshalbkann, indem lediglich ein Unterroutinenprogramm in 10 in das Unterroutinenprogramm in 5 geändert wird, die Klimatisierungs-ECU 7,welche die bestehende Einrichtung des Motorfahrzeugs ist, auf das Hybrid-Fahrzeug ohne Hardware-Änderungangewandt werden.
    [0100] Wenndie Klimatisierungs-ECU 7 des Hybrid-Fahrzeugs an dem Motorfahrzeugangewandt wird, muss der Ausgabeschaltkreis 5b entferntwerden. Anstelle des Ausgabeschaltkreises 5b muss ein Ausgabeschaltkreisfür dieelektromagnetische Kupplung 49 in 11b oder das elektromagnetische Ventil,welches in 11b beschriebenist, neu vorgesehen werden. Dem gemäß kann selbst in diesem Falldas Motorfahrzeug auf der Grundlage des Hybrid-Fahrzeugs bei niedrigenKosten hergestellt werden.
    [0101] Zusätzlich wirddas Fahrzeug-LAN, welches die bestehende Einrichtung des Motorfahrzeugsin 11b ist, direkt aufdie Kommunikation zwischen der Klimatisierungs-ECU 7 undder Hybrid-ECU 5 in dem Hybrid-Fahrzeug gemäß der Ausführungsform angewandt.Das heißt,eine Kommunikationsfunktion muss nicht in der Klimatisierungs-ECU 7 neuvorgesehen werden. Deshalb kann eine Hardware-Konstruktionsänderungweiter reduziert werden.
    [0102] ImAllgemeinen ist eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitungs-ECU für die Hybrid-ECU (Antriebs-ECU) 5 zurKontrolle des Fahrzeugantriebs erforderlich, während eine kostengünstige ECU,welche langsamer als die Hybrid-ECU 5 arbeitet, für die Klimatisierungs-ECU 7 zurSteuerung der Klimatisierung verwendet wird. In der Ausführungsformwird die Drehzahl des Kompressor-Elektromotors 47 durch dieHybrid-ECU 5 mit Hochgeschwindigkeitsverarbeitung gesteuert.Deshalb kann hohe Ansprechempfindlichkeit der Drehzahlsteuerungdes Kompressors im Vergleich mit dem Steuersystem in 11b erzielt werden.
    [0103] Obwohldie vorliegende Erfindung vollständigin Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform derselben unterBezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben wurde, istzu bemerken, dass viele Änderungenund Modifikationen für Fachleuteerkennbar sind.
    [0104] Beispielsweiseist bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Kompressor-Inverter 48 vondem Kompressor-Elektromotor 47 getrennt. Jedoch kann derKompressor-Inverter 48 mit dem Kompressor-Elektromotor 47 integriertsein. Des weiteren kann der Kompressor-Inverter 48 mit derHybrid-ECU 5 integriert sein. Zusätzlich kann der Kompressor-Inverter 48 mitdem Antriebs-Inverter 102 integriertsein.
    [0105] Beider vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die vorliegendeErfindung auf das Hybrid-Fahrzeug angewandt. Jedoch kann die vorliegendeErfindung auf das Elektrofahrzeug angewandt werden, welches nurmittels einer Batterie fährt,oder auf ein Kraftstoffzellenfahrzeug, auf welchem eine Kraftstoffzelleangebracht ist. Das heißt,die Klimatisierungs-ECU, welche die bestehende Einrichtung des Motorfahrzeugsist, kann auf das Kraftstoffzellenfahrzeug oder das Elektrofahrzeugangewandt werden, indem nur die Software ohne Hardware-Änderung geändert wird.
    [0106] Beider vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist die Hybrid-ECU 5 dieFunktion zur Steuerung der Antriebsumschaltung zwischen dem Antriebs-Elektromotor 2 unddem Motor 1 und die Funktion zur Steuerung des Ladens undEntladens der Hochspannungsbatterie 4a auf. Jedoch istdie Antriebs-ECU fürden Fahrzeugantrieb gemäß der vorliegendenErfindung nicht auf die vorstehende Hybrid-ECU 5 beschränkt. Beider vorliegenden Erfindung kann jede ECU, welche neu vorgesehenwird, wenn das Fahrzeug, wie das Hybrid-Fahrzeug, das Elektrofahrzeugund das Brennstoffzellenfahrzeug auf der Grundlage des Motorfahrzeugshergestellt wird, als die Antriebs-ECU verwendet werden.
    [0107] Dievorstehende ECU, welche neu vorgesehen wird, weist zumindest eineder Funktionen zur Steuerung des Betriebs der elektrischen Aktuatoren, welcheangetrieben werden, wenn Hochspannung der Hauptbatterie 4a zugeführt wird,die Funktion zur Steuerung der Antriebsumschaltung und die Funktionzur Steuerung des Ladens und Entladens der Hauptbatterie 4a auf.Zum Beispiel ist der vorstehende elektrische Aktuator ein Elektromotor,welcher in dem Fahrzeug angebracht ist, und treibt eine Öldruckpumpein einem Öldruckkreiszum Betreiben eines Öldruck-Aktuatorsan.
    [0108] Beider vorstehend beschriebenen Ausführungsform berechnet die Klimatisierungs-ECU 7 die Ziel-DrehzahlIVOn, da die Signale zur Berechnung der Ziel-Drehzahl IVOn in dieKlimatisierungs-ECU 7 eingegeben werden. Jedoch kann dieBerechnung der Ziel-Drehzahl IVOn ebenso durch die Hybrid-ECU 5 ausgeführt werden.
    [0109] Beider vorstehend beschriebenen Ausführungsform bestimmt die Hybrid-ECU 5,ob die Drehzahl des Kompressors 41 beschränkt werdenmuss. Jedoch kann auch die Klimatisierungs-ECU 7 die vorstehendeBestimmung durchführen.
    [0110] Beider vorstehend beschriebenen Ausführungsform enthält die Klimatisierungs-ECU 7 den AusgabeschrittS10 in 4 zur Ausgabedes Steuersignals zu der Hybrid-ECU 5. Jedoch enthält die Ausgabedes Steuersignals nicht nur die Ausgabe des Steuersignals, sondernauch ein Ausgeben in Antwort auf ein Ausgabe-Befehlssignal aus derHybrid-ECU 5.
    [0111] Solche Änderungenund Modifikationen sind dahingehend zu verstehen, dass diese innerhalbdes Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie sie in den anhängendenAnsprüchenangegeben ist, liegt.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Kompressor-Steuerungssystem für eine Klimaanlage eines Fahrzeugs,wobei das Fahrzeug enthält: einenAntriebs-Elektromotor (2) zum Antreiben des Fahrzeugs; eineHauptbatterie (4a) zum Liefern von elektrischer Leistungeiner hohen Spannung an den Antriebs-Elektromotor; und eineAntriebs-Elektroniksteuereinheit (5), welche zumindesteine der Funktionen, Funktion zur Steuerung eines Betriebseines Elektro-Aktuators, der angetrieben wird, wenn an diesen diehohe Spannung der Hauptbatterie angelegt wird, Funktion zur Steuerungeines Antriebsleistungs-Umschaltens des Fahrzeugs zwischen dem Antriebs-Elektromotorund eines Motors des Fahrzeugs, und Funktion zur Steuerung einesLadens und Entladens der Hauptbatterie, aufweist, wobei das Kompressor-Steuerungssystemumfasst: einen Kompressor (41), welcher mit einemKältemittelkreisder Klimaanlage (6) zum Ausführen einer Klimatisierung ineinem Fahrzeugabteil versehen ist; und einen Kompressor-Elektromotor(47) zum Antreiben des Kompressors, wobei die Drehzahldes Kompressor-Elektromotors durch die Antriebs-Elektroniksteuereinheit gesteuert wird.
    [2] Kompressor-Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, des weiterenumfassend eine Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit (7),in welcher ein Klimatisierungssignal eingegeben wird, welches für die Klimatisierungrelevant ist, wobei: die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheiteinen Betrieb der Klimaanlage auf der Grundlage des Klimatisierungssignalssteuert; und die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit vorgesehenist, um mit der Antriebs-Elektroniksteuereinheit zu kommunizieren.
    [3] Kompressor-Steuerungssystem gemäß Anspruch 2, wobei die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheitmit der Antriebs-Elektroniksteuereinheit über ein Lokalbereichs-Netzwerkdes Fahrzeugs kommuniziert.
    [4] Kompressor-Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 2 und3, wobei die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit zumindest eineder Funktionen aus einer Funktion zum Berechnen einer Ziel-Temperatur(TAO) klimatisierter Luft, welche in das Passagierabteil geblasenwird, einer Funktion zur Bestimmung einer Ausblasmenge der klimatisiertenLuft, einer Funktion zum Bestimmen eines Luftauslass-Modus der klimatisiertenLuft, und eine Funktion zur Bestimmung eines Luftansaug-Modus aufweist.
    [5] Kompressor-Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 2 bis4, wobei: die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit eine Ziel-Drehzahldes Kompressor-Elektromotors auf der Grundlage des Klimatisierungssignalsberechnet und ein Signal an die Antriebs-Elektroniksteuereinheit ausgibt,welches die Ziel-Drehzahl repräsentiert;und die Antriebs-Elektroniksteuereinheit die Drehzahl des Kompressor-Elektromotors aufder Grundlage des Signals berechnet, welches die Ziel-Drehzahl repräsentiert.
    [6] Kompressor-Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis5, wobei die Antriebs-Elektroniksteuereinheit enthält ein Bestimmungsmittelzum Bestimmen, ob ein Fahrzeugzustand in einem Beschränkungszustandist, in welchem die Drehzahl des Kompressors beschränkt werdenmuss.
    [7] Kompressor-Steuerungssystem gemäß Anspruch 6, wobei der Beschränkungszustandzumindest einer aus einem Überlastungsstadiumeiner Fahrzeugfahrbelastung und einem Über-Entladungsstadium der Hauptbatterieist.
    [8] Kompressor-Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis7, des weiteren umfassend einen Kompressor-Inverter (48),welcher an eine Gleichstrom-Leistungsquelle angeschlossen ist, und eineWechselstromspannung aus einer Ausgabe der Gleichstromleistungsquelleerzeugt, um die Wechselstromspannung an den Kompressor (47)anzulegen, wobei die Antriebs-Elektroniksteuereinheit die Drehzahldes Kompressor-Elektromotorsdurch den Kompressor-Inverter steuert.
    [9] Kompressor-Steuerungssystem gemäß Anspruch 8, wobei derKompressor-Inverter ein Rückkopplungssignal andie Antriebs-Elektroniksteuereinheitausgibt; und die Antriebs-Elektroniksteuereinheit die Drehzahldes Kompressor-Elektromotorsauf der Grundlage des Rückkopplungssignalssteuert.
    [10] Fahrzeug, umfassend: einen Antriebs-Elektromotor(2) zum Antreiben des Fahrzeugs; eine Hauptbatterie(4a) zum Liefern von elektrischer Leistung von hoher Spannungzu dem Antriebs-Elektromotor; eine Antriebs-Elektroniksteuereinheit(5), welche zumindest eine der Funktionen, Funktion zurSteuerung eines Betriebs eines elektrischen Aktuators, welcher angetriebenwird, wenn an diesen die hohe Spannung der Hauptbatterie angelegtwird, Funktion zum Steuern eines Antriebs-Leistungsumschaltens des Fahrzeugszwischen dem Antriebs-Elektromotor und einem Motor des Fahrzeugs,und Funktion zum Steuern eines Ladens und Entladens der Hauptbatterie, aufweist;und eine Klimaanlage zum Ausführen einer Klimatisierung ineinem Fahrzeugabteil, wobei: die Klimaanlage einen Kältemittelkreisenthält,welcher einen Kompressor (41) zum Komprimieren von Kältemittelund einen Kompressor-Elektromotor (47) zum Antreiben desKompressors enthält;und die Antriebs-Elektroniksteuereinheit (5) eineDrehzahl des Kompressor-Elektromotorssteuert.
    [11] Fahrzeug gemäß Anspruch10, des weiteren umfassend eine Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit(7), in welche ein Klimatisierungssignal eingegeben wird,welches fürdie Klimatisierung relevant ist, wobei: die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheiteinen Betrieb der Klimaanlage auf der Grundlage des Klimatisierungssignalssteuert; und die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit mitder Antriebs-Elektroniksteuereinheitkommunizierend vorgesehen ist.
    [12] Fahrzeug gemäß Anspruch11, wobei: die Klimatisierungs-Elektroniksteuereinheit eine Ziel-Drehzahldes Kompressor-Elektromotors auf der Grundlage des Klimatisierungssignalsberechnet und ein Signal ausgibt, welches die Ziel-Drehzahl derAntriebs-Elektroniksteuereinheitrepräsentiert;und die Antriebs-Elektroniksteuereinheit die Drehzahl des Kompressor-Elektromotors aufder Grundlage des Signals steuert, welches die Ziel-Drehzahl repräsentiert.
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    JP3952545B2|2007-08-01|車両用空調装置
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    FR2984236B1|2016-06-24|
    US20040168449A1|2004-09-02|
    JP2004276908A|2004-10-07|
    US7201010B2|2007-04-10|
    CN100376416C|2008-03-26|
    KR100571125B1|2006-04-13|
    CN1524720A|2004-09-01|
    FR2851743B1|2013-04-05|
    FR2984236A1|2013-06-21|
    FR2851743A1|2004-09-03|
    KR20040077564A|2004-09-04|
    JP4281575B2|2009-06-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-06-17| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2019-09-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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