• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Wenn die Luftblasmenge eines Gebläses (23) groß ist, wird ein Hochdruck so gesteuert, dass er höher vergrößert wird, als wenn die Luftblasmenge durch das Gebläse (23) klein ist. Durch diesen Aufbau wird ein Kältemittelgeräusch durch das Luftgeräusch übertönt und schwierig zu hören gemacht. Außerdem kann im Allgemeinen, da eine hohe Heizleistung erforderlich ist, wenn die Luftblasmenge groß ist, und im Gegensatz dazu eine hohe Heizleistung nicht erforderlich ist, wenn die Luftblasmenge klein ist, falls der Hochdruck basierend auf der Luftblasmenge gesteuert wird, das das Kältemittelgeräusch begleitende Geräusch, das durch die Insassen bemerkt wird, wenn das Heizen unter Verwendung des heißen Gases durchgeführt wird, ohne Schädigung des Gefühls, geheizt zu werden, reduziert werden.
    公开号:DE102004023272A1
    申请号:DE200410023272
    申请日:2004-05-11
    公开日:2004-12-23
    发明作者:Susumu Kariya Wakuda
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:B60H1-32
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Klimasystem mit einer Dampfkompressionskühlvorrichtung zumBewegen von Wärmeauf einer Niedertemperaturseite zu einer Hochtemperaturseite, wobeidas Klimasystem effektiv ist bei der Anwendung auf ein Kraftfahrzeug-Klimasystemin Kombination mit einer Heizvorrichtung, die von einer in einemFahrzeug erzeugten AbwärmeGebrauch macht.
    [0002] Indem Kraftfahrzeug-Klimasystem in Kombination mit der Heizvorrichtung,die von in einem Fahrzeug erzeugter Abwärme Gebrauch macht, kann, wennzur Zeit eines so genannten Kaltstarts, der unmittelbar nach demStart eines Motors (eines Verbrennungsmotors), der eine Antriebsquellefür das Fahrzeugbildet, resultiert, die Menge Abwärme klein und die Temperaturniedrig ist, eine ausreichende Heizleistung nicht erzielt werden.
    [0003] Wenndie Menge Abwärmeklein und die Temperatur niedrig ist, mit anderen Worten, wenn die Temperatureines Motorkühlmittelsniedrig ist, wird ein aus einem Kompressor der Dampfkompressionskühlvorrichtungausgegebenes und nicht gekühltes Hochtemperatur-Kältemittel(heißesGas) in einen inneren Wärmetauschereingeleitet, um so die Heizleistung zu vervollständigen (siehe zum Beispieldie japanische ungeprüftePatentveröffentlichungNr. 11-257762).
    [0004] Übrigensist, wie oben beschrieben, wenn das heiße Gas in den inneren Wärmetauschereingeleitet wird, währendsein Hochtemperatur- und Hochdruck-Zustand beibehalten wird, dieGeschwindigkeit des Kältemittels,das durch den inneren Wärmetauscherströmt,relativ hoch.
    [0005] Aufgrunddessen wird ein Risiko verursacht, dass ein relativ lautes Kältemittelgeräusch erzeugt wird,währenddie Heizleistung mit dem heißenGas ergänztwird.
    [0006] InAnbetracht der vorgenannten Situation ist es eine erste Aufgabeder Erfindung, ein neues Klimasystem vorzusehen, das sich von herkömmlichen Klimasystemenunterscheidet, und es ist eine zweite Aufgabe davon, das Geräusch zuvermindern, das Insassen hören,währenddas Heizen mit dem heißen Gasdurchgeführtwird.
    [0007] ZurLösungder Aufgaben ist gemäß der Erfindungein Klimasystem vorgesehen, mit einem Kompressor (10) zumAnsaugen und Komprimieren eines Kältemittels, einem äußeren Wärmetauscher (13)zum Durchführeneines Wärmeaustauscheszwischen Außenluftund dem Kältemittel,einem inneren Wärmetauscher(18) zum Durchführeneines Wärmeaustauscheszwischen Luft, die in eine Fahrgastzelle zu blasen ist, und demKältemittel,einer entlang eines Kältemittelkanals,der den äußeren Wärmetauscher(13) mit dem inneren Wärmetauscher(18) verbindet, vorgesehenen Druckverminderungsvorrichtung(17) zum Vermindern des Drucks des Kältemittels, einer Bypassschaltung(19) zum Einleiten des aus dem Kompressor ausgegebenenKältemittelsin den inneren Wärmetauscher(18), wobei das Kältemittelan dem äußeren Wärmetauscher(13) und der Druckverminderungsvorrichtung (17)vorbei strömt, einemAuswahlventil zum Durchführeneiner Auswahl zwischen einem Kühlmodus,in dem das aus dem Kompressor (10) ausgegebene Kältemittel durchden äußeren Wärmetauscher(13), die Druckverminderungsvorrichtung (17),den inneren Wärmetauscher(18) und den Kompressor (10) in dieser Reihenfolgezirkuliert wird, und einem Heißgas-Heizmodus,in dem das aus dem Kompressor (10) ausgegebene Kältemitteldurch die Bypassschaltung (19), den inneren Wärmetauscher(18) und den Kompressor (10) in dieser Reihenfolgezirkuliert wird, einem Gebläse(13) zum Schicken von Luft in den inneren Wärmetauscher(18) und einer Hochdrucksteuereinrichtung (S5 bis S19)zum Steuern eines Hochdrucks des von dem Kompressor (10)ausgegebenen Kältemittelsbasierend auf der Luftblasmenge, sodass der Hochdruck des Kältemittelserhöhtwird.
    [0008] Durchdiesen Aufbau steigt das Kältemittelgeräusch, daserzeugt wird, wenn das aus dem Kompressor (10) ausgegebeneheißeGas durch den inneren Wärmetauscher(18) strömt,wenn die Kältemittelgeschwindigkeitin dem inneren Wärmetauscher,mit anderen Worten der Druck des in den inneren Wärmetauscher(18) strömendenheißenGases größer wird.Andererseits wird das durch das Gebläse (23) erzeugte Luftgeräusch größer, wenndie Luftblasmenge größer wird.
    [0009] Folglichwird in der Erfindung, wenn die Luftblasmenge durch das Gebläse (23)groß ist,das Kältemittelgeräusch durchdas Luftgeräusch übertönt und esist schwer zu hören,falls, wenn die Luftblasmenge durch das Gebläse (23) groß ist, derHochdruck so gesteuert wird, dass er stärker steigt als wenn die Luftblasemengedurch das Gebläse(23) klein ist.
    [0010] Außerdem kannim Allgemeinen, wenn eine hohe Heizleistung erforderlich ist, wenndie Luftblasmenge groß ist,und im Gegensatz dazu eine hohe Heizleistung nicht erforderlichist, wenn die Luftblasmenge klein ist, falls der Hochdruck basierendauf der Luftströmungsmengegesteuert wird wie bei der Erfindung, das das Kältemittelgeräusch begleitende Geräusch, dasdurch die Insassen gehörtwird, wenn das Heizen mit dem heißen Gas durchgeführt wird, ohneSchädigungdes Gefühlsgeheizt zu werden, reduziert werden.
    [0011] Gemäß der Erfindungsteuert die Hochdrucksteuereinrichtung (S5 bis S19) den Hochdruckbasierend auf der Luftblasmenge nur in einem Fall, in dem das ausdem Kompressor (10) ausgegebene Kältemittel zu der Seite desinneren Wärmetauschers(18) gedrücktwird.
    [0012] Außerdem steuertgemäß der Erfindungdie Hochdrucksteuereinrichtung (S5 bis S19) den Hochdruck basierendauf der Luftblasmenge nur in einem Fall, in dem das aus dem Kompressor(10) ausgegebene Kältemittelzu der Seite der Bypassschaltung (19) gedrückt wird.
    [0013] Gemäß der Erfindungkann die Hochdrucksteuereinrichtung (S5 bis S19) den Hochdruck durch Steuernder Strömungsratedes aus dem Kompressor (10) ausgegebenen Kältemittelssteuern.
    [0014] Gemäß der Erfindungkann die Hochdrucksteuereinrichtung (S5 bis S19) die Strömungsrate desKältemittelsdurch Steuern der Betriebszeit und der Stillstandszeit des Kompressors(10) steuern.
    [0015] Gemäß der Erfindungkann die Hochdrucksteuereinrichtung (S5 bis S19) die Strömungsrate desKältemittelsdurch Ein- und Ausschalten einer elektromagnetischen Kupplung (11)zum Übertragen vonEnergie zu dem Kompressor (10) steuern.
    [0016] Gemäß der Erfindungist der Kompressor (10) ein Verstellkompressor, der seineKapazitätverändernkann, und ferner kann die Hochdrucksteuereinrichtung (S5 bis S19)die Strömungsratedes Kältemittelsdurch Verändernder Kapazitätsteuern.
    [0017] Gemäß der Erfindungwird der Kompressor (10) durch Erhalten von Energie voneiner Antriebsquelle fürein Fahrzeug betrieben.
    [0018] Dievorliegende Erfindung ist aus der nachfolgenden Beschreibung vonbevorzugten Ausführungsbeispielender Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
    [0019] Inden Zeichnungen sind:
    [0020] 1 eine schematische Darstellungeines Klimasystems gemäß einemAusführungsbeispiel derErfindung;
    [0021] 2 eine schematische Darstellungeines Zustands, in dem eine Dampfkompressionskühlvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispielder Erfindung in einem Fahrzeug eingebaut ist;
    [0022] 3 ein Diagramm einer Beziehungzwischen einem Hochdruck und der Luftblasmenge gemäß einemersten Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0023] 4 ein Flussdiagramm einerSteuerung des Klimasystems gemäß dem erstenAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0024] 5 ein Flussdiagramm derSteuerung des Klimasystems gemäß dem erstenAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0025] 6 eine Darstellung der Beziehungen zwischeneiner Ein/Aus-Steuerung einer elektromagnetischen Kupplung 11,einem aktuellen Hochdruck (Kältemitteldruck)sowie einer geschickten Luftmenge (Gebläsespannung) und einem Zeitablauf,wenn ein Heißgas-Heizmodusbenutzt wird; und
    [0026] 7 ein Diagramm einer Beziehungzwischen einem Hochdruck und der Luftblasmenge gemäß einemzweiten Ausführungsbeispielder Erfindung.
    [0027] DiesesAusführungsbeispielbeschreibt einen Fall, in dem ein Klimasystem gemäß der Erfindungauf ein Kraftfahrzeug-Klimasystem angewendet ist, und 1 ist eine schematischeDarstellung eines Klimasystems, d.h. einer Dampfkompressionskühlvorrichtunggemäß dem Ausführungsbeispiel, und 2 ist eine schematischeDarstellung eines Zustands, in dem die Dampfkompressionskühlvorrichtunggemäß dem Ausführungsbeispielin einem Fahrzeug eingebaut ist.
    [0028] In 1 saugt ein Kompressor 10 einKältemittelan und komprimiert es, und dieser Kompressor 10 wird durcheinen Motor 12, der eine Antriebsquelle für ein Fahrzeugbildet, übereine Energieübertragungsvorrichtungwie beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung 11,die Energie intermittierend überträgt, angetrieben.
    [0029] Dannführt ein äußerer Wärmetauscher 13 einenWärmeaustauschzwischen Außenluftund einem Kältemitteldurch, und ein Auffanggefäß 14 ist eineGas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungzum Trennen eines aus dem äußeren Wärmetauscher 13 ausgegebenenKältemittelsin ein Kältemittelin einer flüssigenPhase und ein Kältemittelin einer gasförmigen Phase,sodass ein überschüssiges Kältemittelals Kältemittelin der flüssigenPhase gespeichert wird und das flüssige Kältemittel einer Unterkühlungsvorrichtung 15 zugeführt wird.
    [0030] Manbeachte, dass die Unterkühlungsvorrichtung 15 derartausgebildet ist, dass sie ein Kältemittel,das durch den äußeren Wärmetauscher 13 gekühlt undkondensiert ist, kühlt,um die Enthalpie des Kältemittelsweiter zu verringern, und ein Rückschlagventil 16 istauf einer Kältemittelauslassseite derUnterkühlungsvorrichtung 15 zumSteuern der Strömungdes Kältemittelsvon der Auslassseite zu einer Einlassseite vorgesehen.
    [0031] Zusätzlich sindin dem Ausführungsbeispiel, wiein 2 dargestellt, der äußere Wärmetauscher 13,das Auffanggefäß 14 unddie Unterkühlungsvorrichtung 15 (einschließlich desRückschlagventils 16) mittelsLötensin einem einzigen Körperintegriert.
    [0032] Zusätzlich ist,wie in 1 dargestellt,eine Druckverminderungsvorrichtung 17 zum Vermindern des Drucksdes Kältemittelsauf einen Druck entsprechend einer vorbestimmten Verdampfungstemperatur(zum Beispiel 2°Cbis 3°C)an einer Auslassseite der Unterkühlungsvorrichtung 15,d.h. einer Auslassseite des Rückschlagventils 16 vorgesehen,und in diesem Ausführungsbeispielwird als Druckverminderungsvorrichtung 17 ein so genanntesTemperaturexpansionsventil eingesetzt, dessen Drosselöffnung so gesteuertwird, dass der Überhitzungsgraddes Kältemittelsan einer Kältemittelauslassseiteeines inneren Wärmetauschers 18 zueinem vorbestimmten Wert wird.
    [0033] Dannist eine Auslassseite der Druckverminderungsvorrichtung 17 mitdem inneren Wärmetauscher 18 zumDurchführeneines Wärmeaustausches zwischender in die Fahrgastzelle geblasenen Luft und dem Kältemittelverbunden, und eine Auslassseite des inneren Wärmetauschers 18 istmit einer Einlassseite des Kompressors 10 verbunden.
    [0034] Zusätzlich istein Heißgas-Bypasskanal 19 eineBypassschaltung zum Leiten eines aus dem Kompressor 10 ausgegebenenKältemittels(heißes Gas)in den inneren Wärmetauscher 18,wobei das Kältemittelan dem äußeren Wärmetauscher 13 und derDruckverminderungsvorrichtung 17 vorbei strömt, undein Dreiwege-Auswahlventil 20 ist auf einer Ausgabeseitedes Kompressors 10 zum Auswählen einer Strömung zwischeneinem Fall, in dem ein heißesGas zu dem inneren Wärmetauscher 18 gedrückt wird,indem das heißeGas an dem äußeren Wärmetauscher 18 undder Druckverminderungsvorrichtung 17 vorbei gedrückt wird,und einem Fall, in dem das Kältemittelzu dem äußeren Wärmetauscher 13 gezwungenwird, vorgesehen.
    [0035] Manbeachte, dass an einem Auslass des Auswahlventils 20, derdem Heißgas-Bypasskanal zugewandtist, eine Drosselvorrichtung 21 zum Reduzieren des Drucksdes dem inneren Wärmetauschers 18 zugeführten heißen Gasesauf den maximal aushaltbaren Druck des inneren Wärmetauschers 18 oderniedriger vorgesehen ist.
    [0036] Dannsind in diesem Ausführungsbeispiel dasAuswahlventil 20 und die Drosselvorrichtung 21 ineinem einzigen Körperintegriert. Übrigenswird in diesem Ausführungsbeispielals Drosselvorrichtung 21 eine feste Drosselvorrichtungwie beispielsweise eine Öffnungoder ein Kapillarrohr verwendet, bei der die Drosselöffnung festist.
    [0037] Außerdem istein Speicher 31 eine Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zumVerhindern des Ansaugens eines flüssigen Kältemittels in den Kompressor 10 während einesHeißgas-Heizmodus,der später beschriebenwird.
    [0038] Übrigensist der innere Wärmetauscher 18 in einemKlimagehäuse 22 aufgenommen,das einen Durchgang fürin die Fahrgastzelle geblasene Luft bildet, und ein Gebläse 23 istan einer luftstromaufwärtigenSeite des Klimagehäuses22 zum Schicken von Luft zu dem inneren Wärmetauscher 18 vorgesehen.
    [0039] Manbeachte, dass, währendin 1 das Gebläse 23 alsein Axiallüfter(siehe JIS (japanischer Industriestandard) B 0132-1012) dargestelltist, das Gebläse 23 inWirklichkeit ein Zentrifugallüfter(siehe JIS B 0132-1004) ist.
    [0040] Außerdem isteine Heizvorrichtung 24 zum Heizen von Luft, die in dieFahrgastzelle geblasen wird, mittels einer durch das Motorkühlmittelin dem Fahrzeug erzeugten Abwärmeals Heizquelle in dem Klimagehäuse 22 aufeiner luftstromabwärtigenSeite des inneren Wärmetauschers 18 aufgenommen.
    [0041] Dannwird in diesem Ausführungsbeispiel dasVerhältnisder Kaltluftmenge, die an der Heizvorrichtung 24 vorbeizu der Fahrgastzelle strömt,und der Warmluftmenge, die durch die Heizvorrichtung 24 strömt, um soerwärmtzu werden, durch eine Luftmischklappe 25 eingestellt, wodurchdie Temperatur und die Feuchtigkeit der klimatisierten Luft, diein die Fahrgastzelle geblasen wird, eingestellt werden.
    [0042] Außerdem sindein Drucksensor 26 zum Erfassen eines Hochdrucks, der derDruck des heißen Gasesist, und ein Temperatursensor 27 zum Erfassen der Temperaturdes heißenGases auf der Ausgabeseite des Kompressors 10 vorgesehen,und Messsignale von diesen Sensoren 26, 27 werdenin eine ECU (eine elektronische Klimasteuereinheit) 28 eingegeben.
    [0043] Dannwerden in die ECU 28 zusätzlich zu den Messwerten derSensoren 26, 27 Signale von einer Gruppe von Klimasteuersensoren 29,wie beispielsweise einem Innenluftsensor zum Erfassen der Temperaturder Innenluft, einem Außenluftsensor zumErfassen der Temperatur der Außenluftund einem Sonnenlichtsensor zum Erfassen der in die Fahrgastzellestrahlenden Menge Sonnenlichts, sowie Betriebsschaltern 30 aneiner Klimabedientafel eingegeben und die ECU 28 steuertautomatisch die Klimastellglieder einschließlich der elektromagnetischenKupplung 11, des Gebläses 23,des Auswahlventils 24 und der Luftmischklappe 25 unterVerwendung der eingegebenen Werte als Parameter anhand eines imVoraus in einem ROM gespeicherten Programms.
    [0044] Alsnächsteswird die Funktionsweise des Klimasystems gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
    [0045] Ineinem Kühlmoduswird das aus dem Kompressor 10 ausgegebene Kältemitteldurch das Auswahlventil 24, den äußeren Wärmetauscher 13, das Auffanggefäß 14,die Unterkühlungsvorrichtung 15, dieDruckverminderungsvorrichtung 17, den inneren Wärmetauscher 18,den Speicher 31 und den Kompressor 10 in dieserReihenfolge zirkuliert.
    [0046] Durchdiesen Aufbau wird das Kältemittelan dem äußeren Wärmetauscher 13 gekühlt, umdurch Außenluft,die durch einen nicht dargestellten Kühllüfter eingeblasen wird, zu kondensieren.Dann wird das Kältemittelnach der Kondensation an dem Auffanggefäß 14 in Gas und Flüssigkeitgetrennt, und nur das flüssigeKältemittelkann überdie Unterkühlungsvorrichtung 15 unddas Rückschlagventil 16 in dieDruckverminderungsvorrichtung 17 strömen, sodass der Druck des Kältemittelsin einer isenthalpischen Weise an der Druckverminderungsvorrichtung 17 mitdem Resultat eines Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittelsreduziert wird.
    [0047] Manbeachte, dass normalerweise, wenn das Kältemittel an der Druckverminderungsvorrichtung 17 imDruck reduziert wird, da der Druck in einer solchen Weise reduziertwird, dass er eine Sättigungsflüssigkeitslinie überbrückt, dasKältemittelin einem Zweiphasenzustand vorliegt, in dem sowohl die flüssige alsauch die gasförmigePhase existieren.
    [0048] Dannströmtdas Niederdruck-Kältemittel, dessenDruck so reduziert ist, in den inneren Wärmetauscher 18, wodas KältemittelWärme vondarin durch das Gebläse 23 geblasenerLuft absorbiert, um verdampft zu werden, wodurch die Luft, die indie Fahrgastzelle geblasen werden soll, gekühlt wird, sodass das Innereder Fahrgastzelle gekühltwird.
    [0049] DieserModus kann automatisch realisiert werden in einem Fall, in dem esnicht möglichist, die Luft nur mit der Heizvorrichtung 24 auf eine ausreichendeTemperatur zum Heizen zu heizen, da die Temperatur des Motorkühlmittelsniedrig ist oder die Temperatur der Außenluft extrem niedrig ist,oder kann manuell in einem Fall realisiert werden, in dem ein Heißgas-Heizschalter(nicht dargestellt) manuell eingeschaltet wird.
    [0050] Dannwird zum Beispiel, wenn der Heißgas-Heizschaltermanuell eingeschaltet wird, um den Heißgas-Heizmodus auszuwählen, dasaus dem Kompressor 10 ausgegebene Kältemittel durch das Auswahlventil 20,die Drosselvorrichtung 21, die Bypassschaltung 19,den inneren Wärmetauscher 18, denSpeicher 31 und den Kompressor 10 in dieser Reihenfolgezirkuliert.
    [0051] Durchdiesen Aufbau strömtdas heißeGas, das im Druck auf den maximal aushaltbaren Druck des innerenWärmetauschers 18 ander Drosselvorrichtung 21 reduziert ist, in den innerenWärmetauscher 18,wo die Luft, die in den inneren Wärmetauscher 18 geblasenwird, geheizt wird.
    [0052] Wenndies stattfindet, wird der Ausgabedruck des Kompressors 10,d.h. der Hochdruck basierend auf der Luftblasmenge derart gesteuert, dass,wenn die Luftblasmenge des Gebläses 23 groß ist, derHochdruck im Vergleich, wenn eine Luftblas menge klein ist, weiterauf einen Druck als Obergrenze erhöht wird, der aus dem Addiereneines Sicherheitsfaktors zu dem maximal aushaltbaren Druck des innerenWärmetauschers 18 resultiert.
    [0053] Insbesonderewird in diesem Ausführungsbeispiel,wie in 3 dargestellt,der Hochdruck (der Kältemitteldruck)entsprechend einem Anstieg der Luftblasmenge, d.h, einer an dasGebläse 23 angelegtenSpannung erhöht.
    [0054] Manbeachte, dass in diesem Ausführungsbeispiel,währenddie Luftblasmenge des Gebläses 23 basierendauf einer Zielauslasstemperatur TAO und der Temperatur des in dieHeizvorrichtung 24 strömendenMotorkühlmittelsautomatisch gewählt wird,der Hochdruck selbstverständlichauch automatisch basierend auf einer manuell durch einen InsassengewähltenLuftblasmenge gesteuert werden kann.
    [0055] Übrigenswird in diesem Ausführungsbeispielder Hochdruck durch Steuern der Strömungsrate des aus dem Kompressor 10 ausgegebenenKältemittels,d.h. der Strömungsratedes ausgegebenen Kältemittelsje Zeiteinheit durch seinerseits Steuern der Betriebszeit und derStillstandszeit des Kompressors 10, d.h. der Einschaltzeitund der Ausschaltzeit der elektromagnetischen Kupplung 11 gesteuert,und ein spezielles Steuerverfahren wird nachfolgend unter Bezugnahmeauf die in 4, 5 dargestellten Flussdiagrammebeschrieben.
    [0056] ZumBeispiel wird, falls der Heißgas-Heizschaltermanuell eingeschaltet wird, basierend darauf, ob die Außentemperaturgleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel10°C) istoder ob die Motorkühlmitteltemperaturgleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel60°C) istoder nicht, bestimmt, ob der Heißgas-Heizmodus wirklich durchgeführt werdenmuss oder nicht (S1, S2).
    [0057] Fallsdie Außentemperaturhöher alsdie vorbestimmte Temperatur ist oder falls die Motorkühlmitteltemperaturhöher alsdie vorbestimmte Temperatur ist, wird dann unter der Annahme, dassder Heißgas-Heizmodusnicht durchgeführtwerden muss, das Heizen nur durch die Heizvorrichtung, d.h. das Motorkühlmittelmit dem ausgeschalteten Heißgas-Heizschalterdurchgeführt(S3).
    [0058] Fallsdagegen die Außentemperaturgleich oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist oder fallsdie Motorkühlmitteltemperaturgleich oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, wird unterder Annahme, dass der Heißgas-Heizmodus durchgeführt werdenmuss, der Heißgas-Heizmodus ausgeführt (S4).Man beachte, dass, wenn der Heißgas-Heizmodusautomatisch initiiert wird, der Ablauf von S4 startet.
    [0059] Alsnächsteswird eine aktuelle Luftblasmenge aus Steuersignalen von der ECU 28 erfasst,und ein Soll-Hochdruck-Kältemitteldruck(nachfolgend als ein Soll-Hochdruck bezeichnet) wird aus der soerfassten Luftblasmenge basierend auf einer in 3 dargestellten Abbildung bestimmt (S5,S6).
    [0060] Dannwird bestimmt (S7), ob ein aktueller Hochdruck-Kältemitteldruck, d.h. der durchden Drucksensor 26 erfasste Druck (nachfolgend als ein aktuellerHochdruck bezeichnet) den Soll-Hochdruck übersteigt, und falls der aktuelleHochdruck den Soll-Hochdruck übersteigt,wird die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 11 unterbrochen,um so den Kompressor 10 zu stoppen (S8), und anschließend wirdS11 ausgeführt.
    [0061] Fallsdagegen der aktuelle Hochdruck gleich oder niedriger als der Soll-Hochdruckist, wird die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 11 fortgesetzt,sodass der Kompressor 10 weiter betrieben wird (S9). Manbeachte, dass, wenn die Anzahl der Bestimmungen, dass der aktuelleHochdruck den Soll-Hochdruck übersteigt,eine vorbestimmte Anzahl (zum Beispiel 10) übersteigt oder wenn die Dauerbetriebszeitdes Kompressors 10 in Schritt S6 und danach eine vorbestimmteZeitdauer überschreitet, dannunter Verwendung eines ähnlichenVerfahrens wie jenes in S2 bestimmt wird, ob der Heißgas-Heizmoduswirklich durchgeführtwerden muss oder nicht (S10, S11).
    [0062] Fallsdie Außenlufttemperaturhöher alsdie vorbestimmte Temperatur ist oder falls die Motorkühlmitteltemperaturhöher alsdie vorbestimmte Temperatur ist, wird dann unter der Annahme, dassder Heißgas-Heizmodusnicht ausgeführtwerden muss, ein Heizen nur durch die Heizvorrichtung, d.h. das Motorkühlmittelmit dem unterbrochenen Heißgas-Heizschalterausgeführt.
    [0063] Fallsdagegen die Außenlufttemperatur gleichoder niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist oder falls dieMotorkühlmitteltemperaturgleich oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, wirdunter der Annahme, dass der Heißgas-Heizmodusausgeführtwerden muss, der Heißgas-Heizmodusausgeführt(S13).
    [0064] Alsnächsteswird die aktuelle Luftblasmenge aus Steuersignalen von der ECU 28 erfasstund ein Soll-Hochdruck wird aus der so erfassten Luftblasmenge bestimmt.Mit anderen Worten wird, falls die Luftblasmengen gleich sind, dervorher bestimmte Soll-Hochdruck beibehalten, oder falls die Luftblasmengesich von der vorherigen Menge unterscheidet, wird ein Soll-Hochdruckneu bestimmt (S14 bis S16).
    [0065] Dannwird bestimmt, ob der aktuelle Hochdruck den Soll-Hochdruck übersteigtoder nicht (S17), und falls der aktuelle Hochdruck den Soll-Hochdruck übersteigt,wird die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 11 unterbrochen,um so den Kompressor 10 zu stoppen (S18), und anschließend wirdS11 ausgeführt.
    [0066] Fallsdagegen der aktuelle Hochdruck gleich oder niedriger als der vorbestimmteDruck ist, wird die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 11 fortgesetztund der Kompressor 10 wird weiter betrieben (S19). Manbeachte, dass, wenn die Anzahl der Bestimmungen, dass der aktuelleHochdruck gleich oder niedriger als der Soll-Hochdruck ist, einevorbestimmte Anzahl (zum Beispiel 10) übersteigt oder die Dauerbetriebszeitdes Kompressors 10 in S6 und danach eine vorbestimmte Zeitdauer übersteigt,unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das in S2 wieder bestimmtwird, ob der Heißgas-Heizmodus wirklichausgeführtwerden muss oder nicht (S20, S11).
    [0067] Alsnächsteswerden die Funktion und die Vorteile des Ausführungsbeispiels beschrieben.
    [0068] DasKältemittelgeräusch, daserzeugt wird, wenn das heißeGas durch den inneren Wärmetauscher 18 strömt, wirdmit größer werdenderKältemittelgeschwindigkeitin dem inneren Wärmetauscher 18,mit anderen Worten dem größer werdenden Druckdes in den inneren Wärmetauscher 18 strömenden heißen Gasesgrößer. Andererseitswird das Luftgeräuschdurch das Gebläse 23 größer, wenndie Luftblasmenge größer wird.
    [0069] Folglichwird in der Erfindung, wenn die Luftblasmenge durch das Gebläse 23 groß ist, dasKältemittelgeräusch durchdas Luftgeräusch übertönt und esist schwierig zu hören,falls, wenn die Luftblasmenge durch das Gebläse 23 groß ist, derHochdruck so gesteuert wird, dass er höher vergrößert wird, als wenn die Luftblasmengedurch das Gebläse 23 klein ist.
    [0070] Außerdem kannim Allgemeinen, da eine hohe Heizleistung erforderlich ist, wenndie Luftblasmenge groß ist,und im Gegensatz dazu eine hohe Heizleistung nicht erforderlichist, wenn die Luftblasmenge klein ist, falls der Hochdruck basierendauf der Luftblasmenge gesteuert wird, wie bei der Erfindung, dasdas Kältemittelgeräusch begleitendeGeräusch,das von den Insassen bemerkt wird, wenn das Heizen unter Verwendungdes heißenGases durchgeführtwird, ohne Schädigungdes Empfindens geheizt zu werden, reduziert werden.
    [0071] Manbeachte, dass 6 einBeispiel eines Diagramms einer Beziehung zwischen einer Ein/Aus-Steuerungder elektromagnetischen Kupplung, wenn der Heißgas-Heizmodus verwendet wird, einem aktuellenHochdruck (Kältemitteldruck)sowie einer Luftblasmenge (Gebläsespannung)und einem Zeitablauf ist.
    [0072] Während imersten Ausführungsbeispielder Hochdruck durch Steuern der Strömungsrate des aus dem Kompressor 10 ausgegebenenKältemittels durchseinerseits Steuern der Betriebszeit und der Stillstandszeit desKompressors 10 gesteuert wird, ist die Erfindung nichtdarauf beschränkt.In diesem zweiten Ausführungsbeispielwird ein Verstellkompressor, der die Ausgabemenge verändern kann,als Kompressor 10 benutzt, sodass, wie in 7 dargestellt, der Hochdruck durch Steuernder Kältemittelströmungsratedurch Verändernder Ausgabemenge gesteuert wird.
    [0073] Manbeachte, dass in diesem Ausführungsbeispielals Verstellkompressor ein Taumelscheiben-Verstellkompressor verwendetwird, in dem die Ausgabemenge durch kontinuierliches Ändern des Hubseines Kolbens durch kontinuierliches Verändern des Neigungswinkels derTaumelscheibe kontinuierlich verändertwird.
    [0074] Übrigensbedeutet die Ausgabemenge des Taumelscheiben-Verstellkompressorseine Ausgabemenge, die durch den Hub des Kolbens, den Durchmessereiner Zylinderbohrung und die Anzahl der Zylinder bestimmt wird.
    [0075] Inden Ausführungsbeispielenist das Gebläse 23 eines,das den Zentrifugallüfterverwendet, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt undes ist unnötigzu erwähnen,dass auch ein Gebläse 23 miteinem Axiallüfterverwendet werden kann.
    [0076] Zusätzlich werdenin den Ausführungsbeispielendie Temperatur und die Feuchtigkeit der klimatisierten Luft, diein die Fahrgastzelle geblasen werden soll, durch Steuern des Verhältnissesder Warmluftmenge und der Kaltluftmenge durch die Luftmischklappe 25 eingestellt,aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und zum Beispiel kannauch ein Wiedererwärmungsverfahrenverwendet werden, bei dem die gesamte kalte Luft, die durch deninneren Wärmetauscher 18 geströmt ist,durch die Heizvorrichtung 24 geheizt wird und die Temperaturund die Feuchtigkeit der klimatisierten Luft, die in die Fahrgastzellegeblasen werden soll, durch Steuern der Heizmenge durch die Heizvorrichtung 24 gesteuert werden.
    [0077] Zusätzlich wirdin den vorgenannten Ausführungsbeispielender Druck des Kältemittelsdurch die Druckverminderungsvorrichtung 17 in der isenthalpischenWiese reduziert, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt unddie Energie kann auch wiedergewonnen werden, während das Kältemittel unter Verwendungeiner Expansionsvorrichtung in einer isentropischen Weise im Druckreduziert und im Volumen ausgedehnt wird.
    [0078] Außerdem wirdin den Ausführungsbeispielendas aus dem Kompressor 10 ausgegebene Kältemittel durch das Auswahlventil 20,die Drosselvorrichtung 21, die Bypassschaltung 19,den inneren Wärmetauscher 18 undden Kompressor 10 in dieser Reihenfolge während desHeißgas-Heizmoduszirkuliert, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt undzum Beispiel kann auch eine zweite Druckverminderungsvorrichtungvorgesehen sein, sodass das aus dem Kompressor 10 ausgegebeneKältemittel durchdas Auswahlventil 20, die Drosselvorrichtung 21,die Bypassschaltung 19, den inneren Wärmetauscher 18, diezweite Druckverminderungsvorrichtung, den äußeren Wärmetauscher 13 undden Kompressor 10 in dieser Reihenfolge zirkuliert wird,wobei ein Wärmepumpenbetriebdurchgeführtwird, in dem Wärmevon Außenluftdurch den äußeren Wärmetauscher 13 aufgenommenwird.
    [0079] Außerdem wirdin den obigen Ausführungsbeispielender Kompressor 10 durch Erhalten von Energie von dem Motorbetrieben, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, undzum Beispiel kann auch ein Elektromotor ausschließlich zumBetreiben des Kompressors 10 vorgesehen sein, sodass der Hochdruckdurch Steuern der Drehzahl des Kompressors 10 gesteuertwird.
    [0080] Außerdem istdie Erfindung in den Ausführungsbeispielenauf das Kraftfahrzeug-Klimasystem angewendet,aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
    [0081] Außerdem sindin den Ausführungsbeispielender äußere Wärmetauscher 13,das Auffanggefäß 14 unddie Unterkühlungsvorrichtung 15 (einschließlich desRückschlagventils 16)in der einen Einheit integriert, aber die Erfindung ist nicht daraufbeschränkt.
    [0082] Außerdem istin den Ausführungsbeispielen derHochdruck gleich oder niedriger als der kritische Druck gemacht,aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt und der Hochdruck kannzum Beispiel auch gleich oder höherals der kritische Druck gemacht werden, indem als Kältemittelein Gas wie beispielsweise Kohlendioxid verwendet wird.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Klimasystem, mit einem Kompressor zum Ansaugenund Komprimieren eines Kältemittels; einem äußeren Wärmetauscherzum Durchführeneines Wärmeaustauscheszwischen Außenluftund dem Kältemittel; eineminneren Wärmetauscherzum Durchführeneines Wärmeaustauscheszwischen der Luft, die in eine Fahrgastzelle geblasen werden soll,und dem Kältemittel; einerentlang eines Kältemittelkanals,der den äußeren Wärmetauschermit dem inneren Wärmetauscher verbindet,vorgesehenen Druckverminderungsvorrichtung zum Vermindern des Drucksdes Kältemittels; einerBypassschaltung zum Einleiten des aus dem Kompressor ausgegebenenKältemittelsin den inneren Wärmetauscher,wobei das Kältemittelan dem äußeren Wärmetauscherund der Druckverminderungsvorrichtung vorbei strömt; einem Auswahlventilzum Durchführeneiner Auswahl zwischen einem Kühlmodus,in dem das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittel durch den äußeren Wärmetauscher,die Druckverminderungsvorrichtung, den inneren Wärmetauscher und den Kompressorin dieser Reihenfolge zirkuliert wird, und einem Heißgas-Heizmodus,in dem das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittel durch die Bypassschaltung,den inneren Wärmetauscherund den Kompressor in dieser Reihenfolge zirkuliert wird, einemGebläsezum Schicken von Luft in den inneren Wärmetauscher; und einerHochdrucksteuereinrichtung zum Steuern eines Hochdrucks des ausdem Kompressor ausgegebenen Kältemittelsbasierend auf der Luftblasmenge, sodass der Hochdruck des Kältemittelserhöhtwird.
    [2] Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem eine zweiteDruckverminderungsvorrichtung entlang der Bypassschaltung zum Reduzierendes Drucks des in den inneren WärmetauscherzugeführtenKältemittelsvorgesehen ist.
    [3] Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die Hochdrucksteuereinrichtungden Hochdruck basierend auf der Luftblasmenge nur in einem Fallsteuert, in dem das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittelzu dem inneren Wärmetauschergedrückt wird.
    [4] Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die Hochdrucksteuereinrichtungden Hochdruck basierend auf der Luftblasmenge nur in einem Fallsteuert, in dem das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittelzu der Bypassschaltung gedrücktwird.
    [5] Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem die Hochdrucksteuereinrichtungden Hochdruck durch Steuern der Strömungsrate des aus dem Kompressor(10) ausgegebenen Kältemittelssteuert.
    [6] Klimasystem nach Anspruch 5, bei welchem die Hochdrucksteuereinrichtungdie Strömungsrate desKältemittelsdurch Steuern der Betriebszeit und der Stillstandszeit des Kompressorssteuert.
    [7] Klimasystem nach Anspruch 5, bei welchem die Hochdrucksteuereinrichtungdie Strömungsrate desKältemittelsdurch Ein- und Ausschalten einer elektromagnetischen Kupplung zum Übertragenvon Energie zu dem Kompressor steuert.
    [8] Klimasystem nach Anspruch 5, bei welchem der Kompressorein Verstellkompressor ist, der die theoretische Kapazität verändern kann,und bei welchem ferner die Hochdrucksteuereinrichtung die Strömungsratedes Kältemittelsdurch Verändernder theoretischen Kapazitätsteuert.
    [9] Klimasystem nach Anspruch 1, bei welchem der Kompressordurch Erhalten von Energie von einer Antriebsquelle für ein Fahrzeugarbeitet.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US9829237B2|2017-11-28|Heat pump system for vehicle and method of controlling the same
    JP6275372B2|2018-02-07|冷凍サイクル装置
    US6212900B1|2001-04-10|Automotive air conditioner having condenser and evaporator provided within air duct
    JP3952545B2|2007-08-01|車両用空調装置
    JP4127230B2|2008-07-30|車両用空調装置
    JP5446524B2|2014-03-19|車両用空調装置
    US6237351B1|2001-05-29|Heat pump type refrigerant cycle system
    US6543239B2|2003-04-08|Air-conditioning system operated with CO2
    EP0919410B1|2005-08-03|Klimaanlage für ein Fahrzeug mit Regelung eines Expansionsventils während einer Hochdruck-Kreislaufanwendung
    US5685160A|1997-11-11|Method for operating an air conditioning cooling system for vehicles and a cooling system for carrying out the method
    US6314750B1|2001-11-13|Heat pump air conditioner
    US7100383B2|2006-09-05|Air conditioner for vehicle capable of recovering vehicle deceleration energy
    US6523361B2|2003-02-25|Air conditioning systems
    US7062930B2|2006-06-20|System and method for using hot gas re-heat for humidity control
    JP3290031B2|2002-06-10|車両用空気調和装置
    US6584796B2|2003-07-01|Heat pump cycle having internal heat exchanger
    US8671707B2|2014-03-18|Heat pump cycle
    US6725679B2|2004-04-27|Vehicle air conditioner with defrosting operation of exterior heat exchanger
    US6966197B2|2005-11-22|Air conditioner with dehumidifying and heating operation
    US6698217B2|2004-03-02|Freezing device
    US7392655B2|2008-07-01|Vapor compression refrigerating device
    US6574977B2|2003-06-10|Heat pump cycle
    US6834511B2|2004-12-28|Vehicle air conditioning apparatus
    DE60300058T2|2006-02-23|Kraftfahrzeug-Klimatisierungssystem
    JP4067701B2|2008-03-26|車両用空調装置
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040226306A1|2004-11-18|
    JP2004338447A|2004-12-02|
    US6935125B2|2005-08-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2009-03-26| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]