DE102010046027A1

DE102010046027A1 - Klimaanlage für Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010046027A1
Application number: DE201010046027
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Kariya-city Ichishi; Yoshinori Kariya-city Yanagimachi; Mitsuyo Kariya-city Oomura; Hiroyuki Kariya-city Hayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2011-04-07
Also published as: JP2011068154A

Abstract

In einer Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Anlage (EG), die Wärme erzeugt, wenn sie betrieben wird, ist ein Gebläse (12) angeordnet, um eine Luftströmung in Richtung eines Fahrzeugraums zu erzeugen, ein Heizwärmetauscher (14) ist in einem Gehäuse (11) angeordnet, um Luft durch das Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen Luft und einem Thermalfluid, das durch erzeugte Wärme der Anlage geheizt wird, zu heizen, und eine elektrische Heizung (15) ist in dem Gehäuse (11) angeordnet, um Wärme zu erzeugen und Luft zu heizen, wenn elektrische Leistung an sie zugeführt wird. Außerdem ist eine Steuerung (50) geeignet, um eine Luftblasmenge des Gebläses (12) derart zu steuern, dass die Luftblasmenge des Gebläses (12) im Vergleich zu der, wenn die Anlage betrieben wird, verringert wird, wenn die Anlage gestoppt ist. Daher kann verhindert werden, dass die Heizkapazität in der Klimaanlage verringert wird, während die für den Betrieb der Klimaanlage verbrauchte Energie wirksam verringert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage ein Fahrzeug, die mit einer elektrischen Heizung versehen ist.
Herkömmlicherweise beschreibt das Patentdokument 1 ( JP 2008-174042A ) hinsichtlich einer Fahrzeugklimaanlage, die für ein Hybridfahrzeug verwendet wird, das mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor zum Fahren versehen ist. In dem Patentdokument 1 sind ein Heizungskern und eine elektrische Heizung in einem Gehäuse einer Innenklimatisierungseinheit untergebracht. Der Heizungskern ist ein Heizwärmetauscher zum Heizen von Luft, die in einen Fahrzeugraum geblasen werden soll, unter Verwendung von Motorkühlmittel als eine Heizquelle. Die elektrische Heizung ist als eine Hilfsheizeinheit zum hilfsweisen Heizen von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, geeignet.
In dem Patentdokument 1 wird die Temperatur des Motorkühlmittels in einem Fall, in dem das Fahrzeug durch den Elektromotor gefahren wird, während der Verbrennungsmotor gestoppt ist, niedriger, und dadurch ist es schwierig, ausreichend Heizkapazität in dem Heizungskern zu erhalten.
Außerdem wird die Temperatur des Motorkühlmittels in einem Fall, in dem es unnötig ist, den Verbrennungsmotor zum Fahren des Fahrzeugs zu verwenden, auch niedriger als eine erforderliche Wassertemperatur. In diesem Fall wird der Verbrennungsmotor nur für den Betrieb der Klimatisierung betrieben, um die Heizkapazität aufgrund des Heizungskerns zu erhalten.
Wenn eine in der elektrischen Heizung erzeugte Wärmemenge zunimmt, wird die erforderliche Wassertemperatur in dem Heizungskern verringert, und dadurch wird eine Häufigkeit des Startens des Verbrennungsmotorbetriebs für die Klimatisierung verringert.
Gemäß Studien der Erfinder der vorliegenden Anmeldung ist ein Zunahmebetrag einer Lufttemperatur aufgrund des Heizungskerns selbst dann fast konstant, wenn eine Strömungsmenge von Luft, die zu dem Heizungskern strömt, geändert wird. Das heißt, in einem Luftströmungsbereich eines normalen Nutzungszustands des Heizungskerns kann die Lufttemperatur im Allgemeinen fast ungeachtet der Verringerung oder Zunahme der Luftmenge etwa auf die Temperatur des Motorkühlmittels erhöht werden.
Im Gegensatz dazu ändert sich ein Zunahmebetrag der Lufttemperatur aufgrund der elektrischen Heizung in umgekehrter Richtung entsprechend der Luftströmungsmenge. Das heißt, wenn der elektrische Leistungsverbrauch (Wärmeerzeugungsmenge) der elektrischen Heizung eine Bedingung erfüllt, wird der Zunahmebetrag der Lufttemperatur aufgrund der elektrischen Heizung größer, wenn die Luftströmungsmenge abnimmt (siehe die später beschriebene Formel F2-3).
In dem Patentdokument 1 wird die erforderliche Wassertemperatur basierend auf der Wärmeerzeugungsmenge der elektrischen Heizung bestimmt, aber wird nicht basierend auf dem Zunahmebetrag der Lufttemperatur aufgrund der elektrischen Heizung bestimmt.
Wenn folglich die Luftströmungsmenge gering ist, wird die Temperatur von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, leicht höher als eine notwendige Temperatur. In diesem Fall kann die für die Klimatisierung verwendete Energie unnötigerweise erhöht werden. Außerdem kann der Verbrennungsmotor unnötigerweise für die Klimatisierung betrieben werden, und der Brennstoffverbrauchswirkungsgrad kann verschlechtert werden.
Dieses Problem kann nicht nur in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor versehen ist, sondern auch in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, das mit einer Brennstoffzelle zum Fahren oder einem Elektromotor zum Fahren versehen ist, bewirkt werden.
In der Klimaanlage für ein Brennstoffzellenfahrzeug wird Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, unter Verwendung von Kühlmittel der Brennstoffzelle als eine Heizquelle geheizt. In der Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug wird Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, unter Verwendung von heißem Wasser, das von der elektrischen Heizung geheizt wird, als eine Heizquelle geheizt.
Jedoch wird die Brennstoffzelle in dieser Fahrzeugklimaanlage selbst in einem Fall, in dem ein Thermalfluid, wie etwa das Kühlmittel der Brennstoffzelle oder das heiße Wasser, nicht geheizt werden muss, betrieben, um Wärme zu erzeugen, oder die elektrische Heizung wird zum Heizen des Thermalfluids betrieben, und dadurch wird Energie unwirtschaftlich verbraucht.
Die vorliegende Erfindung wird angesichts der vorstehenden Fragen gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die für den Betrieb einer Klimaanlage für ein Fahrzeug verbrauchte Energie wirksam zu verringern.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bereitzustellen, die die verbrauchte Energie wirksam verringern kann, während eine Temperaturabnahme von Luft, die in einen Fahrzeugraum geblasen wird, während eines Heizens des Fahrzeugraums verhindert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Anlage (EG), die Wärme erzeugt, wenn sie betrieben wird: ein Gebläse (12), das geeignet ist, eine Luftströmung in Richtung eines Fahrzeugraums zu erzeugen; ein Gehäuse (11), das einen Luftdurchgang definiert, durch den von dem Gebläse geblasene Luft in den Fahrzeugraum strömt; einen Heizwärmetauscher (14), der in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um Luft durch das Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen Luft und einem Thermalfluid, das durch erzeugte Wärme der Anlage geheizt wird, zu heizen; eine elektrische Heizung (15), die in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um Wärme zu erzeugen und Luft zu heizen, wenn elektrische Leistung an sie zugeführt wird; und eine Steuerung (50), die geeignet ist, eine Luftblasmenge des Gebläses (12) und den Betrieb der elektrischen Heizung (15) zu steuern. In der Klimaanlage verringert die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12), wenn die Anlage gestoppt ist, im Vergleich zu der, wenn die Anlage betrieben wird.
Wenn die Anlage gestoppt ist, wird die Temperatur des Thermalfluids verringert, und dadurch wird ein Temperaturzunahmebetrag von Luft in dem Heizwärmetauscher (14) verringert. Gemäß dem vorstehenden Aspekt der vorliegenden Erfindung verringert die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12), wenn die Anlage gestoppt ist, im Vergleich zu der, wenn die Anlage betrieben wird. Daher kann ein Temperaturzunahmebetrag (ΔTptc) von Luft in der elektrischen Heizung (15) größer gemacht werden, ohne eine Wärmeerzeugungsmenge (elektrischer Leistungsverbrauch) der elektrischen Heizung (15) zu erhöhen. Folglich ist es möglich, eine Verringerung der Lufttemperatur, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, zu verringern, ohne die Anlage für die Klimaanlage zu betreiben oder ohne die Wärmeerzeugungsmenge der elektrischen Heizung (15) zu erhöhen. Als ein Ergebnis kann die in der Klimatisierung der Klimaanlage verbrauchte Leistung wirksam verringert werden.
Zum Beispiel kann die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12), die geändert werden soll, in einer Anfangszeitspanne sofort nach einem Start des Betriebs der Anlage steuern. Außerdem/Alternativ kann die Steuerung (50) ein Betriebsanforderungssignal an die Anlage ausgeben, wenn eine Temperatur von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird, niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist. In diesem Fall kann eine Temperaturabnahme von in den Fahrzeugraum geblasener Luft wirksamer beschränkt werden, indem sowohl die elektrische Heizung (15) als auch die Anlage verwendet werden.
Außerdem kann die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12) unter Verwendung eines ersten Steuerkennfelds bestimmen, wenn die Anlage betrieben wird, und kann die Luftblasmenge des Gebläses (12) unter Verwendung eines zweiten Steuerkennfelds bestimmen, das sich von dem ersten Steuerkennfeld unterscheidet, wenn die Anlage gestoppt ist. Außerdem/Alternativ kann die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12) steuern, um in einer Gesichtsbetriebsart, in der Luft aus einem Gesichtsluftauslass in Richtung einer Oberseite des Fahrzeugraums geblasen wird, im Vergleich zu der in einer Fußbetriebsart, in der Luft hauptsächlich aus einem Fußauslass zu einer Unterseite in dem Fahrgastraum geblasen wird, größer zu sein.
Die Klimaanlage kann versehen sein mit: einer Luftmischklappe (19), die in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge von Luft, die den Heizwärmetauscher (14) und die elektrischen Heizung (15) durchläuft, und einer Strömungsmenge von Luft, die den Heizwärmetauscher (14) und die elektrische Heizung (15) umgeht, einzustellen. In diesem Fall kann die elektrische Heizung (15) eine elektrische PTC-Heizung sein, die mehrere PTC-Heizungsabschnitte (15a, 15b, 15c) umfasst, und die Steuerung (50) kann eine Betriebsanzahl der PTC-Heizungsabschnitte (15a, 15b, 15c), die betrieben werden sollen, basierend auf einer Außenlufttemperatur (Tam) und/oder einer Temperatur (TW) des Thermalfluids, das in den Heizwärmetauscher (14) strömt, und/oder einem Öffnungsgrad (SW) der Luftmischklappe (19) steuern.
Außerdem kann die Klimaanlage mit einer Sitzheizvorrichtung (65) versehen sein, die sich in einem Sitz des Fahrzeugs oder auf einer Sitzoberfläche des Sitzes befindet. In diesem Fall kann die Steuerung (50) den Betrieb der Sitzheizvorrichtung (65) basierend auf einer Zieltemperatur (TAO) von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, der Betriebsanzahl der PTC-Heizungsabschnitte (15a, 15b, 15c), einem Betriebszustand eines Sparschalters, einer Außenlufttemperatur (Tam) und einer Solltemperatur (Tsoll) eines Inneren des Fahrzeugraums steuern.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet sind, deutlicher, wobei:
1 ein Gesamtaufbaudiagramm ist, das eine Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm ist, das eine elektrische Steuerung der Klimaanlage für ein Fahrzeug in der Ausführungsform zeigt;
3 ein Schemadiagramm ist, das einen Aufbau einer elektrischen Heizung gemäß der Ausführungsform zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das ein grundlegendes Steuerungsverfahren zeigt, das von der Klimaanlage für ein Fahrzeug in der Ausführungsform durchgeführt wird;
5 ein Flussdiagramm ist, das eine Detailsteuerung bei S6 von 4 zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das eine Detailsteuerung bei S10 von 4 zeigt;
7 ein Flussdiagramm ist, das eine Detailsteuerung bei S11 von 4 zeigt;
8 ein Flussdiagramm ist, das eine Detailsteuerung bei S12 von 4 zeigt; und
9 ein Flussdiagramm ist, das eine Detailsteuerung bei S13 von 4 zeigt.
Als nächstes wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 ist ein Schemadiagramm, das eine Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuerung der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug in der Ausführungsform zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug der Erfindung an ein sogenanntes Hybridfahrzeug angepasst, das eine Antriebskraft für das Fahren des Fahrzeugs von einem Verbrennungsmotor (EG) und einem Elektromotor zum Fahren erhält.
In dem Hybridfahrzeug der Ausführungsform wird der Verbrennungsmotor EG entsprechend einer Fahrlast des Fahrzeugs betrieben oder gestoppt. Somit kann das Hybridfahrzeug auf einen Fahrzustand, in dem das Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft sowohl von dem Verbrennungsmotor EG als auch dem Elektromotor zum Fahren fährt, oder einen Fahrzustand (d. h. EV-Fahrzustand), in dem das Fahrzeug nur unter Verwendung des Elektromotors zum Fahren gefahren wird, während der Verbrennungsmotor EG gestoppt ist, geschaltet werden. Folglich kann der Brennstoffverbrauch in dem Hybridfahrzeug im Vergleich zu einem Fahrzeug, das nur von dem Verbrennungsmotor EG angetrieben wird, verbessert werden.
Die Klimaanlage 1 ist mit einer in 1 gezeigten Innenklimatisierungseinheit 10 und einer in 2 gezeigten Klimatisierungssteuerung 50 versehen.
Die Innenklimatisierungseinheit 10 befindet sich im Inneren einer Instrumententafel (d. h. Armaturenbrett), das in dem vordersten Abschnitt in dem Fahrzeugraum positioniert ist. Die Innenklimatisierungseinheit 10 umfasst ein Klimaanlagengehäuse 11, das eine Außenschale bildet und einen Luftdurchgang definiert. In dem Klimaanlagengehäuse 11 sind ein Gebläse 12, ein Verdampfer 13, ein Heizungskern 14, eine PTC-Heizung 15 und ähnliches angeordnet.
Das Gehäuse 11 definiert den Luftdurchgang, durch den Luft in den Fahrzeugraum strömt. Das Gehäuse 11 ist aus einem Harz (z. B. Polypropylen) mit einer passenden Elastizität und überlegener Festigkeit gefertigt. Ein Innen-/Außenluftumschaltkasten 20 befindet sich in dem Gehäuse 11 auf der stromaufwärtigsten Seite, um selektiv Innenluft oder/und Außenluft in das Gehäuse 11 einzuleiten.
Insbesondere ist der Innen-/Außenluftumschaltkasten 20 mit einer Innenlufteinleitungsöffnung 21 zum Einleiten von Innenluft in das Gehäuse 11 und einer Außenlufteinleitungsöffnung 22 zum Einleiten von Außenluft in das Gehäuse 11 versehen. Eine Innen-/Außenluftumschaltklappe 23 ist in dem Innen-/Außenluftumschaltkasten 20 angeordnet, um kontinuierlich Öffnungsflächen der Innenlufteinleitungsöffnung 21 und der Außenlufteinleitungsöffnung 22 einzustellen. Daher kann die Innen-/Außenluftumschaltklappe 23 ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge von Innenluft (d. h. Luft im Inneren des Fahrzeugraums), die von der Innenlufteinleitungsöffnung 21 eingeleitet wird, und einer Strömungsmenge von Außenluft (d. h. Luft außerhalb des Fahrzeugraums), die von der Außenlufteinleitungsöffnung eingeleitet wird, einstellen.
Folglich ist die Innen-/Außenluftumschaltklappe 23 als ein Ansaugbetriebsartsänderungsabschnitt zum selektiven Umschalten einer Luftansaugbetriebsart durch Ändern eines Verhältnisses zwischen der Strömungsmenge von Innenluft, die über die Innenlufteinleitungsöffnung 21 in das Gehäuse 11 eingeleitet wird, und der Strömungsmenge an Außenluft, die über die Außenlufteinleitungsöffnung 22 in das Gehäuse 11 eingeleitet wird, geeignet. Die Innen-/Außenluftumschaltklappe 23 wird von einem elektrischen Aktuator 62 angetrieben, und der Betrieb des elektrischen Aktuators 62 wird von einem Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird.
Als die Luftansaugbetriebsart können eine Außenluftbetriebsart, eine Innenluftbetriebsart oder eine Innen-/Außenluftmischbetriebsart festgelegt werden. In der Innenluftbetriebsart ist die Innenlufteinleitungsöffnung 21 ganz geöffnet, und die Außenlufteinleitungsöffnung 22 ist ganz geschlossen, so dass nur Innenluft in das Gehäuse 11 eingeleitet wird. In der Außenluftbetriebsart ist die Innenlufteinleitungsöffnung 21 ganz geschlossen, und die Außenlufteinleitungsöffnung 22 ist ganz geöffnet, so dass nur Außenluft in das Gehäuse 11 eingeleitet wird. In der Innen-/Außenluftmischbetriebsart werden die Öffnungsflächen der Innenlufteinleitungsöffnung 21 und der Außenlufteinleitungsöffnung 22 kontinuierlich eingestellt, so dass ein Einleitungsverhältnis zwischen der Innenluft und der Außenluft kontinuierlich geändert werden kann.
Das Gebläse 12 ist in dem Gehäuse 11 auf einer luftstromabwärtigen Seite des Innen-/Außenluftumschaltkastens 20 angeordnet, um Luft, die über den Innen-/Außenluftumschaltkasten 20 gesaugt wird, in Richtung des Inneren des Fahrzeugraums zu blasen. Das Gebläse 12 ist zum Beispiel ein elektrisches Gebläse mit einem Vielflügelzentrifugalventilator (z. B. Siroccoventilator) 12a und einem Elektromotor 12b. In diesem Fall wird der Vielflügelzentrifugalventilator 12 von dem Elektromotor 12a angetrieben, und die Drehzahl (Luftblasmenge) des Elektromotors 12b wird von einer Steuerspannung gesteuert, die von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird.
Der Verdampfer 13 ist in dem Gehäuse 11 auf einer luftstromabwärtigen Seite des Gebläses 12 angeordnet, um die ganze Luftdurchgangsfläche in dem Gehäuse 11 zu kreuzen. Der Verdampfer 13 ist ein Kühlwärmetauscher, in dem darin laufendes Kältemittel mit von dem Gebläse 12 geblasener Luft Wärme austauscht, um die geblasene Luft zu kühlen. Der Verdampfer 12 ist eine Komponente in einem Kältemittelkreislauf 30. Der Kältemittelkreislauf 30 umfasst neben dem Verdampfer 13 einen Kompressor 31, einen Kondensator 32, einen Gas-Flüssigkeitsabscheider 33 und ein Expansionsventil 34.
Der Kompressor 31 ist einem Motorraum angeordnet, um Kältemittel anzusaugen, um das angesaugte Kältemittel zu komprimieren und das komprimierte Kältemittel auszustoßen. Zum Beispiel ist der Kompressor 31 ein elektrischer Kompressor, in dem ein Kompressionsmechanismus 31a mit fester Verdrängung von einem Elektromotor 31b angetrieben wird. Der Elektromotor 31b ist ein Wechselstrommotor, dessen Betrieb (z. B. Drehzahl) von einer von einem Inverter 61 ausgegebenen Wechselspannung gesteuert wird. Der Inverter 61 gibt eine Wechselspannung mit einer Frequenz gemäß einem Steuersignal aus, das von der später beschriebenen Klimatisierungssteuerung 50 (A/C-ESG) ausgegeben wird. Die Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 31 kann durch die Drehzahlsteuerung des Elektromotors 31b geändert und gesteuert werden. Somit wird der Elektromotor 31b als ein Ausstoßkapazitätsänderungsabschnitt des Kompressors 31 verwendet.
Der Kondensator 32 ist in einem Motorraum angeordnet, so dass das in den Kondensator 32 strömende Kältemittel mit Außenluft, die von dem Gebläseventilator 35 geblasen wird, Wärme austauscht. Daher wird das von dem Kompressor 31 ausgestoßene Kältemittel in dem Kondensator 32 gekühlt und kondensiert. Der Gebläseventilator 35 ist ein elektrischer Ventilator, dessen Drehzahl (Luftblasmenge) von einer Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird. Das heißt, ein Betriebsverhältnis des Gebläseventilators 35 wird von der Klimatisierungssteuerung 50 gesteuert.
Das Gas-/Flüssigkeitsabscheider 33 ist aufgebaut, um das gekühlte und kondensierte Kältemittel von dem Kondensator 32 darin strömen zu lassen und das Kältemittel in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abzuscheiden. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 33 hat einen Kältemittelauslass, aus dem nur flüssiges Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 33 abgeschieden wird, zu einer stromabwärtigen Seite strömt. Das Expansionsventil 34 ist eine Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des flüssigen Kältemittels, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 33 strömt. Der Verdampfer 13 ist geeignet, das dekomprimierte Kältemittel zu verdampfen, indem der Wärmeaustausch zwischen Kältemittel und Luft durchgeführt wird.
Auf einer luftstromabwärtigen Seite des Innenverdampfers 13 ist der Luftdurchgang des Gehäuses 11 versehen mit: einem ersten Luftdurchgang 16, durch den Luft nach dem Durchlaufen des Verdampfers 13 strömt, einem zweiten Luftdurchgang 17, der als ein Kühlluftumleitungsdurchgang verwendet wird, durch den Luft nach dem Durchlaufen des Verdampfers 13 strömt, und einem Mischraum 18, in dem Luft von dem ersten Luftdurchgang 16 und Luft von dem zweiten Luftdurchgang 17 vermischt werden.
In dem ersten Luftdurchgang 16 sind der Heizungskern 14 und die PTC-Heizung 15 angeordnet, so dass von dem Innenverdampfer 13 entfeuchtete und gekühlte Luft durch den Heizungskern 14 und die PTC-Heizung 15 in dieser Reihenfolge durch den ersten Luftdurchgang 16 strömt.
Der Heizungskern 14 ist ein Heizwärmetauscher, der aufgebaut ist, um den Wärmeaustausch zwischen Motorkühlmittel (heißem Wasser), das von Wärme der Fahrzeugmotors EG geheizt wird, und Luft nach dem Durchlaufen des Verdampfers 13, durchzuführen. Somit heizt der Heizungskern 14 Luft nach dem Durchlaufen des Verdampfers 13 in dem ersten Luftdurchgang 16.
Insbesondere ist ein Kühlmitteldurchgang 41 zwischen dem Heizungskern 14 und dem Verbrennungsmotor EG bereitgestellt, wodurch ein Kühlmittelkreis 40 aufgebaut wird, in dem Kühlmittel zwischen dem Heizungskern 14 und dem Verbrennungsmotor EG durch den Kühlmitteldurchgang 41 zirkuliert wird. Eine elektrische Wasserpumpe 42 ist in dem Kühlmittelkreis 40 angeordnet, um das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreis 40 zu zirkulieren. Die elektrische Wasserpumpe 42 ist eine Pumpe, deren Drehzahl von einer Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird, so dass eine Zirkulationsmenge des Motorkühlmittels gesteuert wird. Somit ist der Verbrennungsmotor EG ein Beispiel für eine an dem Fahrzeug montierte Anlage, die Wärme erzeugt, wenn sie betrieben wird, um die Temperatur eines Thermalfluids (z. B. Kühlmittel) zu erhöhen.
Außerdem ist die PTC-Heizung 15 eine elektrische Heizung, die ein PTC-Element (Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizient) hat, Wärme durch Zuführen von elektrischer Leistung an das PTC-Element erzeugt und Luft nach dem Durchlaufen des Heizungskerns 14 heizt.
3 zeigt den elektrischen Aufbau der PTC-Heizung 15 der vorliegenden Ausführungsform. Als die PTC-Heizung 15 sind mehrere PTC-Heizungen (z. B. erste bis dritte PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c in der vorliegenden Ausführungsform) bereitgestellt. Die erste PTC-Heizung 15a ist mit einem PTC-Element h1 versehen, und die an die elektrische PTC-Heizung 15a zugeführte Leistung wird durch die EIN/AUS-Steuerung eines Schaltelements SW1 gesteuert, das in Bezug auf das PTC-Element h1 bereitgestellt ist. Die zweite PTC-Heizung 15b ist mit einem PTC-Element h2 versehen, und die an die zweite PTC-Heizung 15b zugeführte elektrische Leistung wird durch die EIN/AUS-Steuerung eines Schaltelements SW2 gesteuert, das in Bezug auf das PTC-Element h2 bereitgestellt ist. Die dritte PTC-Heizung 15c ist mit einem PTC-Element h3 versehen, und die an die dritte PTC-Heizung 15c zugeführte elektrische Leistung wird durch die EIN/AUS-Steuerung eines Schaltelements SW3 gesteuert, das in Bezug auf das PTC-Element h3 bereitgestellt ist. Der Betrieb der Schaltelemente SW1, SW2, SW3 wird jeweils von der Klimatisierungssteuerung 50 gesteuert. Die Klimatisierungssteuerung 50 steuert die Anzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die eingeschaltet werden sollen, wodurch die Heizkapazität der gesamten PTC-Heizung 15 gesteuert wird.
Andererseits strömt die kühle Luft, die den Verdampfer 13 durchlaufen hat, durch den zweiten Luftdurchgang 17, der als der Kühlluftumleitungsdurchgang verwendet wird, während sie den Heizungskern 14 und die PTC-Heizung 15 umgeht, in den Mischraum 18. Folglich wird die Temperatur von Luft (d. h. klimatisierte Luft), die in dem Mischraum 18 vermischt wird, geändert, indem ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge von Luft, die den ersten Luftdurchgang 16 durchläuft, und einer Strömungsmenge von Luft, die den zweiten Luftdurchgang 17 durchläuft, eingestellt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich eine Luftmischklappe 19 stromabwärtig von dem Verdampfer 13 auf einer Einlassseite der ersten und zweiten Luftdurchgänge 16, 17, um ein Luftströmungsverhältnis, das in die ersten und zweiten Luftdurchgänge 16, 17 strömt, kontinuierlich zu ändern.
Die Luftmischklappe 19 wird als eine Temperatureinstelleinheit verwendet, welche die Lufttemperatur in dem Mischraum 18 einstellt, um die Temperatur von klimatisierter Luft einzustellen, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll. Die Luftmischklappe 19 wird von einem elektrischen Aktuator 63 angetrieben, und der Betrieb des elektrischen Aktuators 63 wird von einem Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 50 gesteuert wird.
Außerdem ist das Gehäuse 11 auf der stromabwärtigsten Seite mit mehreren Luftauslässen 24, 25, 26 versehen, aus denen klimatisierte Luft des Mischraums 18 in den Fahrzeugraum, der ein zu klimatisierender Raum ist, geblasen wird. Die Luftauslässe 24, 25, 26 sind zum Beispiel ein Gesichtsluftauslass 24, durch den klimatisierte Luft in Richtung einer Oberseite eines Fahrgasts in dem Fahrzeugraum geblasen wird, ein Fußluftauslass 25, durch den klimatisierte Luft in Richtung des Fußbereichs des Fahrgasts in dem Fahrzeugraum geblasen wird, und ein Entfrosterluftauslass 26, durch den klimatisierte Luft in Richtung einer Innenoberfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs geblasen wird.
Der Gesichtsluftauslass 24, der Fußluftauslass 25 und der Entfrosterluftauslass 26 werden von einem Klappenelement selektiv geöffnet und geschlossen. Zum Beispiel befindet sich eine Gesichtsklappe 24a stromaufwärtig von dem Gesichtsluftauslass 24, um eine Öffnungsfläche des Gesichtsluftauslasses 24 einzustellen, eine Fußklappe 25a befindet sich stromaufwärtig von dem Fußluftauslass 25, um eine Öffnungsfläche des Fußluftauslasses 25 einzustellen, und eine Entfrosterklappe 26a befindet sich stromaufwärtig von dem Entfrosterluftauslass 26, um eine Öffnungsfläche des Entfrosterluftauslasses 26 einzustellen.
Das heißt, die Gesichtsklappe 24a, die Fußklappe 25a und die Entfrosterklappe 26a sind aufgebaut, um ein Luftauslassbetriebsartsumschaltelement zu bilden, und sind betriebsfähig verbunden, um über einen Verbindungsmechanismus von einem elektrischen Aktuator 64 angetrieben zu werden, um eine Luftauslassbetriebsart festzulegen. Der Betrieb des elektrischen Aktuators 64 für das Luftauslassbetriebsartsumschaltelement wird von einem Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegeben wird.
Wenn eine Gesichtsbetriebsart als die Luftauslassbetriebsart festgelegt ist, wird der Gesichtsluftauslass 24 ganz geöffnet, so dass klimatisierte Luft durch den Gesichtsluftauslass 24 in Richtung einer Oberseite des Fahrzeugraums geblasen wird. Wenn eine Zweihöhebetriebsart als die Luftauslassbetriebsart festgelegt ist, werden sowohl der Gesichtsluftauslass 24 als auch der Fußluftauslass 25 geöffnet, so dass klimatisierte Luft durch den Gesichtsluftauslass 24 und den Fußluftauslass 25 in Richtung oberer und unterer Seiten des Fahrzeugraums geblasen wird. Wenn eine Fußbetriebsart als die Luftauslassbetriebsart festgelegt ist, wird der Fußluftauslass 25 ganz geöffnet, während der Entfrosterluftauslass 26 in einem kleinen Öffnungsgrad geöffnet wird, so dass klimatisierte Luft hauptsächlich durch den Fußluftauslass 25 geblasen wird, während sie ein wenig durch den Entfrosterauslass 26 in den Fahrzeugraum geblasen wird. Wenn eine Fuß-/Entfrosterbetriebsart als die Luftauslassbetriebsart festgelegt ist, werden der Fußluftauslass 25 und der Entfrosterluftauslass 26 etwa in dem gleichen Öffnungsgrad geöffnet, so dass klimatisierte Luft sowohl durch den Fußluftauslass 25 als auch den Entfrosterluftauslass 26 in den Fahrzeugraum geblasen wird.
Das Hybridfahrzeug 65 ist neben der Klimaanlage 1 mit einer Sitzheizvorrichtung 65 versehen. Die Sitzheizvorrichtung 65 ist eine Hilfsheizung, die im Inneren eines Sitzes des Fahrzeugraums oder auf einer Oberfläche des Sitzes des Fahrzeugraums angeordnet ist, um den Körper eines auf dem Sitz sitzenden Fahrgasts direkt zu wärmen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Sitzheizvorrichtung 65 eine elektrische Heizung, die Wärme erzeugt, wenn elektrische Leistung an sie zugeführt wird.
Der Betrieb der Sitzheizvorrichtung 65 kann basierend auf einem von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegebenen Steuersignal gesteuert werden.
Als nächstes wird ein elektrischer Steuerabschnitt der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf 2 beschrieben. Die Klimatisierungssteuerung 50 ist aus einem allgemein bekannten Mikrocomputer mit CPU, ROM und RAM und ähnlichem und deren Peripherieschaltungen aufgebaut. Die Klimatisierungssteuerung 50 führt verschiedene Berechnungen und Verfahren basierend auf Klimatisierungssteuerungsprogrammen durch, die in dem ROM gespeichert sind, wodurch der Betrieb des Gebläses 12, des Inverters 61 des Elektromotors 31b des Kompressors 31, der Gebläseventilator 35, verschiedene elektrische Aktuatoren 62, 63, 64, die erste PTC-Heizung 15a, die zweite PTC-Heizung 15b, die dritte PTC-Heizung 15c, die elektrische Wasserpumpe 42 und ähnliches gesteuert werden, die mit der Ausgangsseite der Klimatisierungssteuerung 50 verbunden sind.
Eine Sensorgruppe ist mit einer Eingangsseite der Klimatisierungssteuerung 50 verbunden. Zum Beispiel umfasst die Sensorgruppe einen Innenluftsensor 51, der geeignet ist, eine Temperatur Tr des Fahrzeugraums zu erfassen, einen Außenluftsensor 52, der geeignet ist, eine Außenlufttemperatur Tam zu erfassen, einen Sonnenstrahlungssensor 53, der geeignet ist, eine Sonnenstrahlungsmenge Ts, die in den Fahrzeugraum eintritt, zu erfassen, einen Ausstoßtemperatursensor 54, der geeignet ist, eine von dem Kompressor 31 ausgestoßene Kältemitteltemperatur Td zu erfassen, einen Ausstoßdrucksensor 55, der geeignet ist, einen von dem Kompressor 31 ausgestoßenen Kältemitteldruck Pd zu erfassen, einen Verdampfertemperatursensor 56, der geeignet ist, eine aus dem Verdampfer 13 strömende Lufttemperatur TE zu erfassen, einen Ansaugtemperatursensor 57, der geeignet ist, eine in den Kompressor 31 eingesaugte Kältemitteltemperatur Tsi zu erfassen, und einen Kühlmitteltemperatursensor 58, der geeignet ist, eine Motorkühlmitteltemperatur TW und ähnliches zu erfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdampfertemperatursensor 56 angeordnet, um eine Lamellentemperatur eines Wärmeaustauschabschnitts des Verdampfers 13 zu erfassen. Die Lufttemperatur TE, die aus dem Verdampfer 13 strömt, ist eine Temperatur, die der Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Verdampfer 13 entspricht. Daher kann als der Verdampfertemperatursensor 56 ein Temperaturdetektor verwendet werden, der sich an einem anderen Abschnitt des Verdampfers 13 als der Wärmeaustauschlamelle befindet, oder ein Temperaturdetektor zum Erfassen einer Temperatur von Kältemittel, das in dem Verdampfer 13 strömt, kann verwendet werden.
Ein Bedienfeld 60 befindet sich nahe der Instrumententafel in dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugraums. Das Bedienfeld 60 ist mit der Eingangsseite der Klimatisierungssteuerung 50 verbunden, so dass Bediensignale verschiedener Klimatisierungsbedienschalter, die in dem Bedienfeld 60 bereitgestellt sind, in die Klimatisierungssteuerung 50 eingegeben werden. Die in dem Bedienfeld 60 bereitgestellten Klimatisierungsbedienschalter umfassen zum Beispiel einen (nicht gezeigten) Bedienschalter der Klimaanlage 1, einen Klimatisierungsschalter 60a zum selektiven Ein- oder Ausschalten des Kompressors 31, um dadurch die Klimatisierung in der Klimaanlage 1 ein- oder auszuschalten, einen Automatikschalter 60b zum Festlegen oder Aufheben einer automatischen Betriebsart der Klimaanlage 1, einen (nicht gezeigten) Betriebsartsauswahlschalter zum Auswählen einer Betriebsart der Klimaanlage, einen (nicht gezeigten) Ansaugbetriebsartauswahlschalter zum selektiven Umschalten einer Luftansaugbetriebsart, einen (nicht gezeigten) Luftauslassbetriebsartsschalter zum selektiven Umschalten einer Luftauslassbetriebsart, einen (nicht gezeigten) Luftmengenfestlegungsschalter zum Festlegen einer Luftblasmenge des Gebläses 12, einen Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter 60c zum Festlegen einer Temperatur Tsoll des Fahrzeugraums, einen Sparschalter 60d zum Ausgeben einer Sparprioritätsbetriebsart, in welcher der Kältemittelkreis 30 mit einer Priorität der Energieeinsparung betrieben wird.
Die Klimatisierungssteuerung 50 ist elektrisch mit einer Motorsteuerung 70 verbunden, die den Betrieb des Verbrennungsmotors EG steuert. Die Klimatisierungssteuerung 50 und die Motorsteuerung 70 sind aufgebaut, um fähig zu sein, elektrisch miteinander zu kommunizieren. Basierend auf Erfassungssignalen und/oder Bediensignalen, die von der Motorsteuerung oder der Klimatisierungssteuerung 50 eingegeben werden, kann der Betrieb verschiedener Anlagen, die mit der anderen, der Motorsteuerung 70 oder der Klimatisierungssteuerung 50, verbunden sind, gesteuert werden. Wenn die Klimatisierungssteuerung 50 zum Beispiel ein Betriebsanforderungssignal an die Motorsteuerung 70 ausgibt, bewirkt die Motorsteuerung 70, dass der Verbrennungsmotor EG betrieben wird.
Als nächstes wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform mit dem vorstehenden Aufbau unter Bezug auf 4 beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das eine grundlegende Steuerung zeigt, die durch die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird. Die jeweiligen Schritte S1 bis S15 in 14 entsprechen jeweiligen Funktionsabschnitten, die in der Klimatisierungssteuerung 50 bereitgestellt sind.
Zuerst werden bei Schritt S1 die Initialisierung einer Markierung, eines Zeitschalters, einer Steuervariablen und eine Anfangspositionsfestlegung eines Schrittmotors in jeweiligen Elektromotoren und ähnliches durchgeführt.
Bei dem nächsten Schritt S2 werden Bedienschaltersignale von dem Bedienfeld 60 gelesen, und dann geht der Steuerbetrieb weiter zu Schritt S3. Insbesondere umfassen die Bedienschaltersignale eine Fahrzeuginnenfestlegungstemperatur Tsoll, die von dem Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter 60c festgelegt wird, ein Auswahlsignal für die Luftauslassbetriebsart, ein Auswahlsignal für die Luftansaugbetriebsart, ein Festlegungssignal für die Menge an Luft, die von dem Gebläse 32 geblasen wird, und ähnliche.
Bei Schritt S3 werden Signale in Bezug auf die Gegebenheiten des Fahrzeugs, die für die Klimatisierungssteuerung verwendet werden, das heißt, Erfassungssignale von der vorstehenden Gruppe von Sensoren 51 bis 58 gelesen, und dann geht der Steuerbetrieb weiter zu Schritt S4. Bei S4 wird eine Zielauslasslufttemperatur TAO von in den Fahrzeugraum geblasener Luft berechnet. Die Zielauslasslufttemperatur TAO wird durch die folgende Gleichung F1 berechnet TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × Ts + C (F1)
Hier ist Tsoll eine Fahrzeuginnenfestlegungstemperatur, die von dem Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter 60c festgelegt wird, Tr ist eine Innentemperatur, die von dem Innenluftsensor 51 erfasst wird, Tam ist eine Außenlufttemperatur, die von dem Außenluftsensor 52 erfasst wird, und Ts ist eine Menge der Sonnenstrahlung, die von dem Sonnenstrahlungssensor 53 erfasst wird. Ksoll, Kr, Kam und Ks sind Steuerverstärkungen, und C ist eine Korrekturkonstante.
Als nächstes werden bei S5 bis 12 jeweils Steuerzustände verschiedener Anlagen, die mit der Klimatisierungssteuerung 50 verbunden sind, bestimmt.
Bei Schritt S5 wird ein Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 19 basierend auf der berechneten TAO, einer Temperatur TE von Luft, die aus dem Verdampfer 13 strömt, die von dem Verdampfertemperatursensor 56 erfasst wird, und einer Temperatur TWD von warmer Luft vor dem Vermischen von Luft berechnet.
Insbesondere wird der Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 19 durch die folgende Formel F2-1 berechnet. SW = [(TAO – (TE + 2))/(TWD – (TE + 2))] × 100(%) (F2-1)
Hier wird die Warmlufttemperatur TWD vor dem Luftmischen basierend auf Heizkapazitäten des Heizungskerns 14 und der PTC-Heizung 15 bestimmt, die in dem ersten Luftdurchgang 16 angeordnet sind, und kann durch die folgende Formel F2-2 berechnet werden. TWD = TW × 0,8 + TE × 0,2 + ΔTptc (F2-2)
Hier ist TE die Temperatur von aus dem Verdampfer 13 strömender Luft, die von dem Verdampfertemperatursensor 56 erfasst wird, TW ist eine Motorkühlmitteltemperatur, die von dem Kühlmitteltemperatursensor 58 erfasst wird, und ΔTptc ist ein Temperaturzunahmewert von Luft durch den Betrieb der PTC-Heizung 15. Außerdem ist in der Formel F2-2 0,8 ein Beispiel für einen Wärmeaustauschwirkungsgrad α des Heizungskerns 14, und 0,2 ist ein Beispiel für ein Beitragsverhältnis β der Lufttemperatur TE, die von dem Verdampfer 13 strömt, in Bezug auf die Lufttemperatur von dem Heizungskern 14.
ΔTptc ist der erhöhte Temperaturwert aufgrund des Betriebs der PTC-Heizung 15 in der Temperatur von klimatisierter Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird. Der Temperaturzunahmewert ΔTptc kann basierend auf einer elektrischen Verbrauchsleistung W (kW) der PTC-Heizung 15, einer Luftdichte ρ (kg/m³), einer spezifischen Wärme Cp von Luft und einer Luftmenge Va (m³/h), welche die PTC-Heizung 15 durchläuft, unter Verwendung der folgenden Formel 2–3 berechnet werden. ΔTptc = W/ρ/Cp/Va × 3600 (F2-3)
Als die elektrische Verbrauchsleistung der PTC-Heizung 15 kann ein Korrekturwert einer elektrischen Nennverbrauchsleisung der PTC-Heizung 15, die basierend auf der Temperatur von in die PTC-Heizung 15 strömender Luft und einer Temperaturcharakteristik des PTC-Elements korrigiert ist, verwendet werden.
Die Luftmenge Va, welche die PTC-Heizung 15 durchläuft, wird unter Verwendung der Formel F2-4 berechnet. Das heißt, die Luftmenge V wird nicht nur einfach gleich einer Luftblasmenge V des Gebläses 12 gemacht, sondern wird unter Berücksichtigung eines Luftmischöffnungsgrads SW_ALT(%), der bei Schritt S5 beim vorhergehenden Mal berechnet wurde, berechnet. Va (m³/h) = V (m³/h) × f(SW_ALT/100) (F2-4)
Hier wird f(SW_ALT) basierend auf dem SW_ALT/100 berechnet, wenn SW_ALT(%) ein Wert zwischen 10 und 100 ist. Wenn SW_ALT(%) < 10, wird f(SW_ALT/100) auf 0,1 festgelegt. Wenn außerdem SW_ALT(%) > 100 ist, wird f(SW_ALT/100) auf 1 festgelegt. Die Beziehung zwischen f(SW/100) und SW wird später bei Schritt S31 im Detail beschrieben.
Folglich kann der Temperaturzunahmewert ΔTptc berechnet werden, so dass er nicht gegen einen tatsächlichen Temperaturzunahmewert aufgrund des Betriebs der PTC-Heizung 15 verschoben ist. Außerdem wird der Temperaturzunahmewert ΔTptc für jede Sekunde mit einer Zeitkonstante von 30 Sekunden aktualisiert. Wenn der Schritt S5 das erste Mal durchgeführt wird, wird die Berechnung der Formel F2-4 durchgeführt, indem SW_ALT = 100% festgelegt wird.
Wenn außerdem SW = 0(%), ist die Luftmischklappe 19 in der maximalen Kühlposition positioniert, so dass der erste Luftdurchgang 16 zum Heizen ganz geschlossen ist und der zweite Luftdurchgang 17 zur Umleitung ganz geöffnet ist. Wenn im Gegensatz dazu SW = 100(%), ist die Luftmischklappe 19 in der maximalen Heizposition positioniert, so dass der erste Luftdurchgang 16 zum Heizen ganz geöffnet ist und der zweite Luftdurchgang 17 zur Umleitung ganz geschlossen ist.
Bei Schritt S6 wird eine Zielluftblasmenge des Gebläses 12 bestimmt. Insbesondere wird eine an den Elektromotor 12b angelegte Gebläsespannung unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeicherten Steuerkennfelds basierend auf der bei Schritt S4 bestimmten Zielauslasslufttemperatur TAO bestimmt.
Zum Beispiel wird die Gebläsespannung in dem Steuerkennfeld zum Bestimmen der Gebläsespannung der vorliegenden Ausführungsform in einem niedrigsten Temperaturbereich der TAO und in einem höchsten Temperaturbereich der TAO auf einen hohen Wert festgelegt, um zu steuern, dass die Luftblasmenge des Gebläses 12 sich einer maximalen Luftblasmenge nähert. Außerdem wird das Steuerkennfeld zum Bestimmen der Gebläsespannung derart festgelegt, dass die Gebläsespannung entsprechend einer Zunahme der TAO allmählich verringert wird, wenn die TAO von dem niedrigsten Temperaturbereich in Richtung eines mittleren Temperaturbereichs erhöht wird, wodurch die Luftblasmenge des Gebläses 12 allmählich verringert wird.
Außerdem wird das Steuerkennfeld zum Bestimmen der Gebläsespannung derart festgelegt, dass die Gebläsespannung entsprechend einer Verringerung der TAO von dem höchsten Temperaturbereich in Richtung des mittleren Temperaturbereichs allmählich verringert wird, wodurch die Luftblasmenge des Gebläses 12 allmählich verringert wird. Wenn die TAO in dem Steuerkennfeld in dem mittleren Temperaturbereich ist, wird die Gebläsespannung auf einen niedrigsten Wert festgelegt, so dass die Luftblasmenge des Gebläses 12 ein niedrigster Wert wird. Als nächstes wird später eine detailliertere Steuerung des Schritts S6 beschrieben.
Bei Schritt S7 wird eine Luftansaugbetriebsart basierend auf einem Schaltzustand des Innen-/Außenluftumschaltkastens 20 bestimmt. Insbesondere wird die Luftansaugbetriebsart unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeicherten Steuerkennfelds basierend auf der TAO bestimmt. Im Allgemeinen wird der Innen-/Außenluftumschaltkasten 20 so geschaltet, dass er bevorzugt die Außenluftbetriebsart zum Einleiten von Außenluft festlegt. Jedoch wird zum Beispiel in einem Fall, in dem eine hohe Kühlleistung mit einem extrem niedrigen Temperaturbereich der TAO erforderlich ist, die Innenluftbetriebsart ausgewählt, um die Innenluft in den Innen-/Außenluftumschaltkasten 20 einzuleiten. Außerdem kann ein Abgaskonzentrationserfassungsdetektor bereitgestellt sein, um eine Abgaskonzentration von Außenluft zu erfassen. Wenn in diesem Fall die Abgaskonzentration von Außenluft höher als eine vorgegebene Standardkonzentration wird, wird die Innenluftbetriebsart ausgewählt.
Bei Schritt S8 wird eine Luftauslassbetriebsart bestimmt. Insbesondere wird die Luftauslassbetriebsart unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeicherten Steuerkennfelds basierend auf der TAO bestimmt. Die Luftauslassbetriebsart wird in dieser Reihenfolge der Fußbetriebsart, der Zweihöhenbetriebsart und der Gesichtsbetriebsart ausgewählt, wenn die TAO von einem Niedertemperaturbereich zu einem Hochtemperaturbereich steigt.
Zum Beispiel wird im Sommer hauptsächlich die Gesichtsbetriebsart als die Luftauslassbetriebsart ausgewählt. Im Frühling und Herbst wird im Allgemeinen die Zweihöhenbetriebsart ausgewählt. Außerdem wird im Winter hauptsächlich die Fußbetriebsart ausgewählt. Wenn außerdem basierend auf einem Erfassungswert eines Feuchtigkeitssensors bestimmt wird, hoch ist, dass eine Möglichkeit, dass das Beschlagen einer Fensterscheibe bewirkt wird, kann eine Fuß-/Entfrosterbetriebsart oder eine Entfrosterbetriebsart ausgewählt werden.
Bei Schritt S9 wird eine Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 31 bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehzahl des Kompressors 31 festgelegt, wodurch die Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 31 festgelegt wird. Die Art der Bestimmung der Drehzahl des Kompressors 31 wird beschrieben. Zum Beispiel wird eine Zielverdampfertemperatur TEO von Luft, die aus dem Verdampfer 13 strömt, basierend auf der bei Schritt S4 bestimmten Zielluftauslasstemperatur TAO unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeicherten Kennfelds bestimmt.
Eine Abweichung En(TEO-TE) zwischen der Zielverdampfertemperatur TEO und der Verdampferlufttemperatur wird berechnet. Die vorher berechnete Abweichung En-1 wird von der aktuell berechneten Abweichung En subtrahiert, um dadurch ein Änderungsverhältnis der Abweichung Epunkt(En(En-1)) zu bestimmen. Eine derartige Abweichung En und ein Abweichungsänderungsverhältnis Epunkt werden verwendet, um einen Drehzahländerungsbetrag ΔfC des Kompressors 31 in Bezug auf die vorhergehende Kompressordrehzahl fCn-1 entsprechend der Fuzzyinterferenz basierend auf einer vorher von der Klimatisierungssteuerung 50 gespeicherten Mitgliedsfunktion und Regel zu berechnen. Dann wird die gegenwärtige Kompressordrehzahl fCn berechnet, indem, der Drehzahländerungsbetrag ΔfC in Bezug auf die vorhergehende Kompressordrehzahl fCn-1 addiert wird.
Als nächstes wird bei Schritt S10 eine Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die betrieben werden sollen, basierend auf der Außenlufttemperatur Tam, dem Luftmischöffnungsgrad SW und der Kühlmitteltemperatur TW bestimmt. Eine Detailsteuerung von Schritt S10 wird später beschrieben.
Bei Schritt S11 wird bestimmt, ob es notwendig ist, eine Verbrennungsmotor-EIN-Anforderung zu senden oder nicht. Das heißt, eine Notwendigkeit einer Verbrennungsmotor-EIN-Anforderung für die Klimatisierung wird bestimmt. Zum Beispiel wird bei Schritt S11 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor für die Klimatisierung betrieben wird oder nicht, wenn der Verbrennungsmotor EG entsprechend einem Batterierestpegel und einem Fahrzeugfahrzustand gestoppt ist.
In einem Fahrzeug, das durch eine Antriebskraft nur von dem Verbrennungsmotor EG angetrieben wird, wird der Verbrennungsmotor EG im Allgemeinen betrieben, und die Temperatur des Motorkühlmittels ist im Allgemeinen hoch. Folglich kann in diesem Fahrzeug im Allgemeinen eine ausreichende Heizleistung erhalten werden, indem bewirkt wird, dass das Motorkühlmittel in den Heizungskern 14 strömt.
Wenn in dem Hybridfahrzeug der vorliegenden Ausführungsform der Batterierestpegel ausreichend ist, kann das Hybridfahrzeug nur durch die Antriebskraft von dem Elektromotor zum Fahren fahren. Wenn in diesem Fall der Verbrennungsmotor EG gestoppt ist, wird die Motorkühlmitteltemperatur nur auf 40°C erhöht, und dadurch ist es schwierig, eine ausreichende Heizkapazität in dem Heizungskern 14 zu erhalten.
Um in der vorliegenden Ausführungsform die Wärmequelle sicherzustellen, die für das Heizen in dem Heizungskern 14 erforderlich ist, wird bei der Motorkühlmitteltemperatur TW von weniger als einer vorgegebenen Kühlmitteltemperatur von der Klimatisierungssteuerung 50 ein Anforderungssignal zum Aktivieren des Verbrennungsmotors EG (Verbrennungsmotor-EIN-Anforderungssignal) an die Motorsteuerung 70 ausgegeben, wenn die hohe Heizkapazität benötigt wird. Folglich wird die Motorkühlmitteltemperatur TW erhöht, um dadurch die hohe Heizkapazität bereitzustellen.
Ein derartiges Betriebsanforderungssignal des Verbrennungsmotors EG bewirkt, dass der Verbrennungsmotor EG aktiviert wird, selbst wenn der Verbrennungsmotor EG nicht als eine Antriebsquelle für das Fahren des Fahrzeugs betrieben werden braucht, wodurch der Brennstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs verschlechtert wird. Folglich ist es wünschenswert, dass eine Häufigkeit der Ausgabe des Verbrennungsmotor-EIN-Anforderungssignals so weit wie möglich verringert wird.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Luftauslassbetriebsart die Gesichtsbetriebsart ist, wird die Häufigkeit des Ausgebens des Verbrennungsmotor-EIN-Anforderungssignals im Vergleich zu der in einer anderen Luftauslassbetriebsart als der Gesichtsbetriebsart verringert. Das heißt, eine Ausgabebedingung zum Ausgeben des Verbrennungsmotor-EIN-Anforderungssignals wird in der Gesichtsbetriebsart anders als in einer anderen Luftauslassbetriebsart gemacht.
Dann wird bei Schritt S12 bestimmt, ob die elektrische Wasserpumpe 42 zum Zirkulieren des Motorkühlmittels zwischen dem Heizungskern 14 und dem Verbrennungsmotor EG betrieben wird. Als nächstes wird später eine detailliertere Steuerung von Schritt S12 beschrieben. Der Steuerbetrieb von Schritt S12 wird ungeachtet des Betriebszustands des Verbrennungsmotors EG und der Luftauslassbetriebsart durchgeführt.
Bei Schritt S13 wird bestimmt, ob es notwendig ist, die Sitzheizungsvorrichtung 65 zu betreiben oder nicht. Als nächstes wird später eine detailliertere Steuerung des Schritts S13 beschrieben. Der Steuerbetrieb von Schritt S13 wird ungeachtet des Betriebszustands des Verbrennungsmotors EG und der Luftauslassbetriebsart durchgeführt.
Dann werden bei Schritt S14 von der Klimatisierungssteuerung 50 Steuersignale an verschiedene Klimatisierungssteuerungsanlagen 12, 61, 35, 62, 63, 64, 15a, 15b, 15c, 42, 65 und die Motorsteuerung 70 ausgegeben, so dass die bei den Schritten S5 bis S13 bestimmten Steuerzustände erhalten werden können.
Folglich werden die PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c basierend auf der bei Schritt S10 bestimmten Betriebsanzahl betrieben, und die elektrische Wasserpumpe 42 wird basierend auf der Bestimmung von Schritt S12 betrieben oder gestoppt.
Wenn außerdem von der Klimatisierungssteuerung 50 das Verbrennungsmotor-EIN-Anforderungssignal für die Klimatisierung an die Motorsteuerung 70 ausgegeben wird, wird der Verbrennungsmotor EG in einem Fall betrieben, in dem der Verbrennungsmotor EG in einem Fahrzustand, in dem der Batterierestpegel höher als ein vorgegebener Pegel ist, gestoppt ist. Wenn im Gegensatz dazu entsprechend einer Bedingung, wie etwa der Motorkühlmitteltemperatur TW, während der Verbrennungsmotor EG nur für die Klimatisierung betrieben wird, von der Klimatisierungssteuerung 50 ein Verbrennungsmotorstoppsignal (Verbrennungsmotor-AUS-Anforderungssignal) an die Motorsteuerung 70 ausgegeben wird, wird der Betrieb des Verbrennungsmotors EG gestoppt.
Bei Schritt S15 wird der Steuerbetrieb während einer Steuerzykluszeitspanne τ angehalten. Wenn bestimmt wird, dass die Steuerzykluszeitspanne τ vergangen ist, kehrt der Betrieb zu Schritt S2 zurück. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerzykluszeitspanne τ zum Beispiel auf 250 ms festgelegt. Dies liegt daran, dass das Klimatisierungsvermögen des Fahrzeuginneren selbst aufgrund eines langen Steuerzyklus im Vergleich zu der Motorsteuerung oder ähnlichem nicht nachteilig beeinflusst wird. Ferner wird das Kommunikationsvolumen für die Klimatisierungssteuerung in dem Fahrzeuginneren beschränkt, und somit kann das Kommunikationsvolumen in einem Steuersystem, das die Hochgeschwindigkeitssteuerung durchführen muss, wie in der Motorsteuerung und ähnlichem, hinreichend sichergestellt werden.
Als nächstes wird das Steuerverfahren von Schritt S6 zum Bestimmen der Zielluftblasmenge im Detail beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Detailsteuerung bei dem Schritt S6 von 4 zeigt.
Wie in 5 gezeigt, wird bei Schritt S61 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor EG gestoppt ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor EG nicht gestoppt ist, das heißt, wenn bei S61 bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor EG betrieben wird, wird bestimmt, dass eine niedrige Gebläsesteuerung unnötig ist, und das Steuerverfahren geht weiter zu Schritt S62. Bei Schritt S62 wird basierend auf der TAO entsprechend einem ersten Steuerkennfeld, das ein Steuerkennfeld zum Bestimmen einer allgemeinen Luftblasmenge ist, eine zeitweise Gebläsespannung f(TAO) bestimmt. Dann wird bei Schritt S63 eine Gebläsespannung ECO in einer Sparbetriebsart basierend auf der bei Schritt S62 bestimmten zeitweisen Gebläsespannung f(TAO) bestimmt.
Wie insbesondere in dem Diagramm bei Schritt S62 gezeigt, wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) in der allgemeinen Blassteuerung auf 12 festgelegt, wenn TAO < –20. In einem TAO-Bereich von –20 bis 10 wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) von 12 auf 4 verringert, wenn TAO zunimmt. Zu der Zeit von TAO > 100 wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) auf 10 festgelegt. In einem TAO-Bereich von 40 bis 100 wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) von 10 auf 4 verringert, wenn TAO abnimmt. Wenn außerdem TAO in einem Bereich von 10 bis 40 ist, wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) 4, was ein Beispiel für den niedrigsten Wert ist.
Dann wird die Gebläsespannung ECO in der Sparbetriebsart bei Schritt S63 um 1 V niedriger als die bei Schritt S62 bestimmte zeitweise Gebläsespannung f(TAO) festgelegt (d. h. ECO = f(TAO) – 1).
Wenn im Gegensatz dazu bei Schritt S61 bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor EG gestoppt ist, wird bestimmt, dass die niedrige Gebläsesteuerung notwendig ist, und das Steuerverfahren geht weiter zu Schritt S64. Bei Schritt S64 wird eine zeitweise Gebläsespannung f(TAO) basierend auf der TAO gemäß einem zweiten Steuerkennfeld, das ein Steuerkennfeld zum Bestimmen einer geringen Luftblasmenge ist, bestimmt. Dann wird bei Schritt S65 eine Gebläsespannung ECO in der Sparbetriebsart basierend auf der bei Schritt S64 bestimmten zeitweisen Gebläsespannung f(TAO) bestimmt.
Wie insbesondere in dem Diagramm bei Schritt S64 gezeigt, wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) auf 6 festgelegt, wenn TAO < –20. In einem TAO-Bereich –20 bis 10 wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) von 6 auf 3 verringert, wenn die TAO steigt. Zu der Zeit von TAO > 100 wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) auf 5 festgelegt. In einem TAO-Bereich von 40 bis 100 wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) von 5 auf 3 verringert, wenn TAO abnimmt. Wenn TAO außerdem in einem Bereich von 10 bis 40 ist, wird die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) 3, was ein Beispiel für den niedrigsten Wert in dem Diagramm bei Schritt S64 ist.
Das heißt, die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) bei dem Verbrennungsmotorstopp wird in einem Fall, in dem die durch die TAO angezeigte Wärmelast die gleiche ist, kleiner gemacht als die zeitweise Gebläsespannung f(TAO) in dem Verbrennungsmotorbetrieb. Zum Beispiel kann die zeitweise Gebläsespannung f(TAO in dem Verbrennungsmotorstopp auf etwa die Hälfte der zeitweisen Gebläsespannung f(TAO) in dem Verbrennungsmotorbetrieb festgelegt werden, wenn die von der TAO angezeigte Wärmelast die gleiche ist.
Dann wird eine Gebläsespannung ECO bei Schritt S65 in der Sparbetriebsart um 2 V niedriger als die bei Schritt S64 bestimmte zeitweise Gebläsespannung f(TAO) festgelegt (d. h. ECO = f(TAO) – 2), wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Als nächstes wird bei Schritt S66 bestimmt, ob ein Fahrgast des Fahrzeugraums in einer kalten Umgebung ist oder nicht. Das heißt, ein Bestimmungswert T(am) der kalten Umgebung wird basierend auf der Außenlufttemperatur Tam bestimmt. Der Bestimmungswert f(Tam) der kalten Umgebung wird als einer der Parameter zur Bestimmung der Gebläsespannung bei S67 verwendet.
Insbesondere wenn die von dem Außenluftsensor 52 erfasste Außenlufttemperatur Tam niedriger als eine erste vorgegebene Temperatur (z. B. 5°C) ist, wird der Bestimmungswert f(Tam) auf 1 festgelegt, und es wird bestimmt, dass der Fahrgast in der kalten Umgebung ist. Wenn im Gegensatz dazu die von dem Außenluftsensor 52 erfasste Außenlufttemperatur Tam höher als eine zweite vorgegebene Temperatur (z. B. 6°C) ist, die höher als die erste vorgegebene Temperatur ist, wird der Bestimmungswert f(Tam) auf 0 festgelegt, und es wird bestimmt, dass der Fahrgast nicht in der kalten Umgebung ist.
Dann wird bei Schritt S67 die Gebläsespannung basierend auf der Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die betrieben werden sollen, einem EIN-/AUS-Zustand des Sparschalters 60d, dem bei Schritt S66 bestimmten Bestimmungswert f(Tam) und der von dem Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter 60c festgelegten Solltemperatur Tsoll bestimmt. Die Anzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die betrieben werden soll, wird bei Schritt S10 bestimmt. Wenn folglich zunächst die Steuerung von Schritt S67 durchgeführt wird, wird die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c zu null gemacht, und dann wird bei Schritt S67 die Gebläsespannung bestimmt.
Zum Beispiel wird bei Schritt S67 die bei Schritt S63 oder S65 berechnete Gebläsespannung ECO in der Sparbetriebsart als die Gebläsespannung verwendet, wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist und wenn f(Tam) = 0 und wenn die Solltemperatur Tsoll in einem Fall, in dem die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c gleich oder größer als 1 ist, niedriger als eine vorgegebene Temperatur (z. B. 28°C) ist.
Das heißt, in einem Zustand, in dem wenigstens eine der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c betrieben wird und der Sparschalter 60d von einem Fahrgast eingeschaltet ist und er nicht in einer kalten Umgebung f(Tam) = 0) ist und die Solltemperatur Tsoll niedriger als 28°C ist, wird die Gebläsespannung ECO in der Sparbetriebsart als die Gebläsespannung festgelegt, wodurch die Luftblasmenge des Gebläses 12 eine niedrige Menge ist.
Im Gegensatz dazu wird bei Schritt S67 die bei Schritt S62 oder S64 berechnete zeitweise Gebläsespannung f(TAO) als die Gebläsespannung in einem Fall, in dem die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c gleich oder größer als 1 ist, verwendet, wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist und wenn f(Tam) = 0 und wenn die Solltemperatur Tsoll nicht niedriger als die vorgegebene Temperatur (z. B. 28°C) ist.
Außerdem wird bei Schritt S67 die bei Schritt S62 oder S64 berechnete zeitweise Gebläsespannung f(TAO) ungeachtet der Solltemperatur Tsoll als die Gebläsespannung verwendet, wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c gleich oder größer als 1 ist und wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist und wenn f(Tam) = 1.
Außerdem wird bei Schritt S67 die bei S62 oder S64 berechnete zeitweise Gebläsespannung f(TAO) ungeachtet von f(Tam) und der Solltemperatur Tsoll als die Gebläsespannung verwendet, wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c gleich oder größer als 1 ist und wenn der Sparschalter 60d ausgeschaltet ist.
Außerdem wird bei Schritt S67 die bei Schritt S62 oder S64 berechnete zeitweise Gebläsespannung f(TAO) ungeachtet des Zustands des Sparschalters 60d, f(Tam) und der Solltemperatur Tsoll als die Gebläsespannung verwendet, wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c null ist.
Wie in der vorstehend beschriebenen Formel F2-3 gezeigt, ändert sich der Erhöhungsbetrag ΔTptc aufgrund des Betriebs der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c umgekehrt in Bezug auf die Luftmenge Va, welche die PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c durchläuft. Wenn daher die Luftmenge Va, welche die PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c durchläuft, klein gemacht wird, indem die Luftblasmenge des Gebläses 12 verringert wird, kann der Temperaturzunahmebetrag ΔTptc groß gemacht werden, wodurch die Lufttemperatur, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, wirksam erhöht wird, selbst wenn die Verbrauchsleistung W der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c die gleiche ist.
Wie in den Schritten S62, S64 und S67 von 5 gezeigt, wird die Luftblasmenge des Gebläses 12 bei dem Verbrennungsmotorstopp im Vergleich zu der im Verbrennungsmotorbetrieb kleiner gemacht. Folglich kann bei dem Verbrennungsmotorstopp, selbst wenn die Motorkühlmitteltemperatur TW verringert ist und die Heizkapazität des Heizungskerns 14 verringert ist, weil der Temperaturzunahmebetrag ΔTptc groß gemacht wird, verhindert werden, dass die Temperatur von in den Fahrzeugraum geblasener Luft verringert wird.
Wenn der Fahrgast außerdem bei Schritt S67 einen Energiesparbetrieb in der Klimatisierung anfordert und wenn der Fahrgast in der kalten Umgebung ist und wenn es dem Fahrgast nicht kalt ist, wird für das Gebläse 12 die Gebläsespannung ECO in der Sparbetriebsart festgelegt, so dass die Luftmenge Va, die den PTC durchläuft, verringert wird, wodurch der Temperaturzunahmebetrag ΔTptc aufgrund der PTC-Heizung 15 erhöht wird.
Außerdem ändert sich die Gebläsespannung mit einer vorgegebenen Zeitkonstante (z. B. 30 Sekunden) in einer Motorstartanfangszeitspanne. Die Motorstartanfangszeitspanne ist eine Motorstartanfangszeitspanne (z. B. 5 Minuten) von dem Verbrennungsmotorstopp zu einem Verbrennungsmotorbetrieb gleich nach dem Motorstart. In der Motorstartanfangszeitspanne ist ein Zunahmebetrag der Motorkühlmitteltemperatur TW groß.
In der Motorstartanfangszeitspanne nimmt die Motorkühlmitteltemperatur TW gerade zu, und dadurch nimmt die Lufttemperatur von dem Heizungskern 14 leicht ab, Wenn die Luftmenge schnell erhöht wird. In diesem Fall kann dem Fahrgast ein unangenehmes Gefühl gegeben werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Gebläsespannung während der Motorstartanfangszeitspanne mit einer vorgegebenen Zeitkonstante (z. B. 30 Sekunden) geändert, wodurch eine Schwankung in der Luftmenge, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, abgebaut wird. Folglich kann die Luftmenge entsprechend einer Temperaturzunahme der Motorkühlmitteltemperatur TW allmählich erhöht werden, um dadurch eine Temperaturabnahme von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, in der Motorstartanfangszeitspanne zu verhindern.
Es kann nicht notwendig sein, die Gebläsespannung mit der vorgegebenen Zeitkonstante zu ändern. Zum Beispiel kann in der Motorstartanfangszeitspanne ein Änderungsbetrag der Gebläsespannung allmählich verringert werden, wodurch die Schwankung in der Luftblasmenge, die in den Fahrgastraum geblasen wird, abgebaut wird.
Als nächstes wird das Bestimmungsverfahren zum Bestimmen der PTC-Betriebsanzahl von Schritt S10 von 4 beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Detailsteuerung bei Schritt S10 von 4 zeigt.
Wie in 6 gezeigt, wird bei Schritt S101 die Außenlufttemperatur Tam bestimmt, wodurch die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die betrieben werden soll, bestimmt wird. Zum Beispiel wird bei Schritt S101 bestimmt, ob die Außenlufttemperatur Tam höher als eine vorgegebene Temperatur (z. B. 26°C) ist oder nicht. Wenn die Außenlufttemperatur Tam höher als die vorgegebene Temperatur (z. B. 26°C) ist, wird bestimmt, dass eine Hilfsheizung aufgrund der PTC-Heizung 15 unnötig ist, und dadurch wird die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c bei Schritt S105 auf null festgelegt. Wenn im Gegensatz dazu die Außenlufttemperatur Tam niedriger als die vorgegebene Temperatur (z. B. 26°C) ist, geht das Steuerverfahren weiter zu Schritt S102.
Dann wird bei Schritt S102 ein PTC-Heizungsbetrieb f(SW) basierend auf dem Luftmischöffnungsgrad SW (z. B. f(SW) = EIN oder AUS) bestimmt. Wenn der Luftmischöffnungsgrad SW klein ist, wird ein Warmluftverhältnis kleiner. Wenn somit bei Schritt S102 der Luftmischöffnungsgrad SW klein ist, wird bestimmt, dass der Betrieb der PTC-Heizung 15 unnötig ist. Insbesondere wenn bei Schritt S102 der bei Schritt S5 bestimmte Luftmischöffnungsgrad SW kleiner als ein erster Öffnungsgrad (z. B. 30%) ist, wird der PTC-Heizungsbetrieb f(SW) auf AUS festgelegt. Wenn im Gegensatz dazu der bei Schritt S5 bestimmte Luftmischöffnungsgrad SW größer als ein zweiter Öffnungsgrad (z. B. 40%) ist, der größer als der erste Öffnungsgrad ist, wird der PTC-Heizungsbetrieb f(SW) auf EIN festgelegt.
Dann wird bei Schritt S103 bestimmt, ob der bei Schritt S102 bestimmte PTC-Heizungsbetrieb AUS ist (d. h. f(SW) = AUS). Wenn f(SW) = AUS, wird bestimmt, dass eine Hilfsheizung aufgrund der PTC-Heizung 15 (15a, 15b, 15c) unnötig ist, und dadurch wird die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c bei Schritt S105 auf null festgelegt. Wenn bei Schritt S103 im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass f(SW) = EIN, geht das Steuerprogrammweiter zu Schritt S104.
Als nächstes wird bei Schritt S104 eine Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die betrieben werden soll, basierend auf der Kühlmitteltemperatur TW bestimmt. Insbesondere in einem Fall, in dem eine erste vorgegebene Temperatur T1 > eine zweite vorgegebene Temperatur T2 > eine dritte vorgegebene Temperatur T3, wird die PTC-Betriebsanzahl bei Schritt S104 auf null gesetzt, wenn TW > T1. Außerdem wird die PTC-Betriebsanzahl auf 1 festgelegt, wenn T1 > TW > T2, die PTC-Betriebsanzahl wird auf 2 festgelegt, wenn T2 > TW > T3, und die PTC-Betriebsanzahl wird auf 3 festgelegt, wenn T3 > TW. In dem Beispiel von Schritt S104 sind die ersten bis dritten vorgegebenen Temperaturen T1, T2 und T3 in einem Fall, in dem die PTC-Betriebsanzahl erhöht wird, jeweils auf 65°C, 62,5°C, 60°C festgelegt. Außerdem sind die ersten bis dritten vorgegebenen Temperaturen in einem Fall, in dem die PTC-Betriebsanzahl verringert wird, jeweils auf 67,5°C, 65°C, 62,5°C festgelegt.
Als nächstes wird das Bestimmungsverfahren zum Bestimmen, ob ein Verbrennungsmotor-EIN-Anforderungssignal notwendig ist, bei Schritt S11 von 4 beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Detailsteuerung bei Schritt S11 von 4 zeigt. Bei den Schritten S111 bis S116 von 7 können Bestimmungsschwellwerte, die bei Schritt S117 für die Bestimmung der Verbrennungsmotor-EIN-Anforderung verwendet werden sollen, basierend auf der Motorkühlmitteltemperatur TW berechnet werden.
Insbesondere wird bei S111 eine von dem Gebläse 12 geblasene Gesamtluftmenge (auf die hier nachstehend als „Gebläseluftmenge” Bezug genommen wird) basierend auf einer bei Schritt S6 bestimmten Gebläsespannung und einer bei Schritt S8 bestimmten Luftauslassbetriebsart berechnet. Ein Steuerkennfeld, das die Beziehung zwischen der Gebläsespannung und der Gebläseluftmenge in jeder Luftauslassbetriebsart zeigt, wird wie in den Beispielen der Diagramme von Schritt S111 in der Klimatisierungssteuerung 50 gespeichert, und die Gebläseluftmenge wird basierend auf der Gebläsespannung und der Luftauslassbetriebsart unter Verwendung der jeweiligen Steuerkennfelder geschätzt.
In der Berechnung der Gebläseluftmenge bei Schritt S111 wird die Luftauslassbetriebsart berücksichtigt, weil ein Druckabfall der in dem Gehäuse 11 strömenden Luft sich in den Luftauslassbetriebsarten voneinander unterscheidet. Zum Beispiel wird die Gebläseluftmenge bei Schritt S111 in der Gesichtsbetriebsart (Gesicht) oder der Zweihöhenbetriebsart (Zweihöhen) größer festgelegt als in der Fußbetriebsart (Fuß), der Fuß-/Entfrosterbetriebsrate (Fuß/Entfroster) oder der Entfrosterbetriebsart (Entfrost), wenn die Gebläsespannung (Gebläsebetriebsart) die gleiche ist.
Als nächstes wird bei Schritt S112 der Temperaturzunahmewert ΔTptc aufgrund des Betriebs der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c berechnet. Insbesondere wird der Temperaturzunahmewert ΔTptc unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Formel F2-3 berechnet. Das heißt, der Temperaturzunahmewert ΔTptc kann basierend auf einer elektrischen Verbrauchsleistung W (kW) der PTC-Heizung 15, der Luftdichte ρ (kg/m³), der spezifischen Wärme Cp von Luft und der Luftmenge Va (m³/h), welche die PTC-Heizung 15 durchläuft, unter Verwendung der folgenden Formel F3 berechnet werden. ΔTptc = W/ρ/Cp/Va × 3600 (F3) Hier 0 ≤ ΔTptc ≤ 15.
Die Luftmenge Va, welche die PTC-Heizung 15 durchläuft, wird unter Verwendung der Formel F4 berechnet. Das heißt, die Luftmenge Va wird nicht einfach gleich der Luftblasmenge V des Gebläses 12 gemacht, sondern unter Berücksichtigung eines bei Schritt S5 berechneten Luftmischöffnungsgrads SW(%) berechnet. Va(m³/h) = V(m³/h) × f(SW/100) (F4)
Hier wird f(SW/100) basierend auf SW/100 unter Verwendung der Beziehung zwischen f(SW/100) und SW, wie in dem Diagramm bei Schritt S12 gezeigt, berechnet, wenn SW(%) ein Wert zwischen 10 und 100 ist. Wenn SW(%) < 10, wird f(SW/100) auf 0,1 festgelegt. Wenn außerdem SW(%) > 100, wird f(SW/100) auf 1 festgelegt.
Wenn zum Beispiel in einem Fall, in dem V = 250 m³/h, der elektrische Leistungsverbrauch der PTC-Heizung 15 840 W ist und der Luftmischöffnungsgrad SW 100% ist, ΔTptc = 0,84/1,29/1/250 × 3600 = 9,3°C. Folglich kann der Temperaturzunahmewert ΔTptc berechnet werden, so dass er nicht von einem tatsächlichen Temperaturzunahmewert aufgrund des Betriebs der PTC-Heizung 15 verschoben ist. Außerdem wird der Temperaturzunahmewert ΔTptc jede Sekunde mit einer Zeitkonstante von 30 Sekunden aktualisiert.
Dann wird bei den Schritten S113, S114 und S115 eine Wassertemperaturkorrektur ECO_TW in der Sparbetriebsart, die bei Schritt S116 für die Berechnung der Verbrennungsmotor-AUS-Wassertemperatur TW(AUS) verwendet werden soll, berechnet.
Zum Beispiel wird bei Schritt S113 bestimmt, ob die Sparbetriebsart festgelegt ist oder nicht. Zum Beispiel wird die Sparbetriebsart bestimmt, wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist, und die Sparbetriebsart wird nicht bestimmt, wenn der Sparschalter 60d ausgeschaltet ist.
Wenn die Betriebsart bei Schritt S113 nicht die Sparbetriebsart ist, wird die Wassertemperaturkorrektur ECO_TW bei Schritt S114 in der Sparbetriebsart auf null festgelegt (ECO_TW = 0). Wenn im Gegensatz dazu die Betriebsart bei Schritt S113 die Sparbetriebsart ist, wird die Wassertemperaturkorrektur ECO_TW bei Schritt S115 in der Sparbetriebsart auf 5 festgelegt (ECO_TW = 5).
Bei Schritt S116 von 7 werden eine Verbrennungsmotorotor-AUS-Wassertemperatur TW(AUS) und eine Verbrennungsmotor-EIN-Wassertemperatur TW(EIN), die als die Bestimmungsschwellwerte in Schritt S117 verwendet werden, berechnet. Die Verbrennungsmotor-AUS-Wassertemperatur TW(AUS) ist eine Motorkühlmitteltemperatur, die als ein Bestimmungswert zum Stoppen des Verbrennungsmotorbetriebs verwendet wird. Die Verbrennungsmotor-EIN-Wassertemperatur TW(EIN) ist eine Motorkühlmitteltemperatur, die als ein Bestimmungswert zum Starten des Verbrennungsmotorbetriebs verwendet wird.
Die Verbrennungsmotor-AUS-Wassertemperatur TW(AUS) kann bei Schritt S116 unter Verwendung der folgenden Formel F5 berechnet werden. TW(AUS) = MIN(TWO, 70) – ECO_TW (F5)
Das heißt, in der Formel F5 wird die kleinere zwischen einer Standardkühlmitteltemperatur TWO und 70°C ausgewählt, und ECO-TW wird von der kleineren subtrahiert, wodurch die Verbrennungsmotor-AUS-Wassertemperatur TW(AUS) berechnet wird. Hier wird die Standardkühlmitteltemperatur TWO unter Verwendung der folgenden Formel (F5-1) berechnet. Im Gegensatz dazu wird die Verbrennungsmotor-EIN-Wassertemperatur TW(EIN) berechnet, so dass sie um eine vorgegebene Temperatur (z. B. 5°C) kleiner als die Verbrennungsmotor-AUS-Wassertemperatur TW(AUS) ist. Das heißt, TW(EIN) = TW(AUS) – 5°C. TWO = [TAO – ΔTptc) – (TE × 0,2)]/0,8 (F5-1)
Die Standardkühlmitteltemperatur TWO ist eine notwendige Kühlmitteltemperatur in einem Fall, in dem die Warmlufttemperatur TWD vor der Luftmischung als die Zielauslasslufttemperatur TAO verwendet wird. TE ist die Lufttemperatur, die aus dem Verdampfer 13 strömt, die von dem Verdampfertemperatursensor 56 erfasst wird.
Die in der Formel F5-1 angegebene Standardkühlmitteltemperatur TWO kann unter Verwendung der folgenden Formeln F5-2 und F5-3 berechnet werden. Ta = TWO × α + TE × β (F5-2) Ta = TAO – ΔTptc (F5-3)
In der Formel F5-2 ist α ein Wärmeaustauschwirkungsgrad des Heizungskerns 14, und β ist ein Beitragsverhältnis der Lufttemperatur TE, die von dem Verdampfer 13 strömt, in Bezug auf die Lufttemperatur von dem Heizungskern 14. Als ein Beispiel ist α 0,8, und β ist 0,2.
Bei Schritt S117 wird basierend auf der Motorkühlmitteltemperatur TW bestimmt, ob es notwendig ist, eine Verbrennungsmotor-EIN-Anforderung zu senden oder nicht.
Insbesondere wird die von dem Kühlmitteltemperatursensor 58 erfasste tatsächliche Kühlmitteltemperatur TW mit der Verbrennungsmotor-AUS-Kühlmitteltemperatur TW(AUS) und der Verbrennungsmotor-EIN-Kühlmitteltemperatur TW(EIN) verglichen. Wenn die erfasste Kühlmitteltemperatur TW niedriger als die Verbrennungsmotor-EIN-Kühlmitteltemperatur TW(EIN) ist, wird der Bestimmungswert f(TW) auf EIN festgelegt, und dann wird der Verbrennungsmotorbetrieb bestimmt. Wenn die erfasste Kühlmitteltemperatur TW höher als die Verbrennungsmotor-AUS-Kühlmitteltemperatur TW(AUS) ist, wird der Bestimmungswert f(TW) auf AUS festgelegt, und dann wird der Verbrennungsmotorstopp bestimmt.
Wenn der Temperaturzunahmebetrag ΔTptc aufgrund des Betriebs der PTC-Heizung 15 bei S116 größer wird, werden die Verbrennungsmotor-AUS-Kühlmitteltemperatur TW(AUS) und die Verbrennungsmotor-EIN-Kühlmitteltemperatur TW(EIN) niedriger. Wenn folglich die PTC-Heizung 15 betrieben wird, kann eine Häufigkeit der Verbrennungsmotor-EIN-Anforderung im Vergleich dazu, wenn die PTC-Heizung 15 ausgeschaltet ist, verringert werden, wodurch der Brennstoffverbrauchswirkungsgrad verbessert wird. Das heißt, eine Luftmenge Va, welche die PTC-Heizung 15 durchläuft, wird in dem Temperaturzunahmebetrag ΔTptc berücksichtigt. Wenn folglich die Luftmenge Va, welche die PTC-Heizung 15 durchläuft, klein ist, können die Verbrennungsmotor-AUS-Kühlmitteltemperatur und die Verbrennungsmotor-EIN-Kühlmitteltemperatur wirksam verringert werden, wodurch der Brennstoffverbrauchswirkungsgrad verbessert wird.
Bei Schritt S116 können die Verbrennungsmotor-AUS-Kühlmitteltemperatur TW(AUS) und die Verbrennungsmotor-EIN-Kühlmitteltemperatur TW(EIN) in der Sparbetriebsart um 5°C niedriger als in einer allgemeinen Betriebsart außer der Sparbetriebsart gemacht werden. Folglich kann in der Sparbetriebsart eine Häufigkeit der Verbrennungsmotor-EIN-Anforderung verringert werden, wodurch der Brennstoffverbrauchswirkungsgrad weiter verbessert wird.
Als nächstes wird das Bestimmungsverfahren zum Bestimmen des Betriebs der elektrischen Wasserpumpe 42 bei Schritt S12 von 4 basierend auf 8 beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, das eine Detailsteuerung bei Schritt S12 von 4 zeigt.
Wie in 8 gezeigt, wird bei Schritt S121 bestimmt, ob die von dem Kühlmitteltemperatursensor 58 erfasste Kühlmitteltemperatur TW höher als eine von dem Verdampfertemperatursensor 56 erfasste Lufttemperatur TE ist, die aus dem Verdampfer 13 strömt. Wenn die von dem Kühlmitteltemperatursensor 58 erfasste Kühlmitteltemperatur TW niedriger als die aus dem Verdampfer 13 strömende Lufttemperatur TE ist, wird bei Schritt S124 eine Wasserpumpen-AUS-Anforderung zum Ausschalten der elektrischen Wasserpumpe 42 ausgewählt. Als ein Ergebnis wird die elektrische Wärmepumpe 42 gestoppt, wodurch eine Zirkulation des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreis 40 gestoppt wird.
Wenn die Kühlmitteltemperatur TW niedriger als die aus dem Verdampfer 13 strömende Lufttemperatur TE ist, wird die Luft, die den Verdampfer 13 durchlaufen hat, gekühlt, während sie den Heizungskern 14 durchläuft, wenn das Kühlmittel durch den Heizungskern 14 strömt.
Wenn im Gegensatz dazu die von dem Kühlmitteltemperatursensor 58 erfasste Kühlmitteltemperatur TW höher als die aus dem Verdampfer 13 strömende Lufttemperatur TE ist, geht das Steuerverfahren weiter zu Schritt S122. Bei Schritt S122 wird bestimmt, ob das Gebläse 12 betrieben wird (Gebläse EIN).
Wenn bei Schritt S122 ein Gebläsestopp bestimmt wird, wird bei S124 die elektrische Wasserpumpe 42 gestoppt, wodurch die Verbrauchsleistung verringert wird. Als ein Ergebnis wird die elektrische Wasserpumpe 42 gestoppt, wenn das Gebläse 12 gestoppt wird.
Wenn bei Schritt S122 ein Gebläsebetrieb (Gebläse EIN) bestimmt wird, wird bei Schritt S123 angefordert, dass die elektrische Wasserpumpe 42 betrieben werden soll. Als ein Ergebnis wird die elektrische Wasserpumpe 42 betrieben, um das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreis zu zirkulieren. Daher tauscht das in dem Heizungskern 14 strömende Kühlmittel Wärme mit Luft aus, die den Heizungskern 14 durchläuft, wodurch Luft, die aus dem Verdampfer 13 strömt, in dem Heizungskern 14 geheizt wird.
Als nächstes wird das Bestimmungsverfahren zum Bestimmen des Betriebs der Sitzheizungsvorrichtung 65 bei Schritt S13 von 4 basierend auf 9 beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm, das eine Detailsteuerung bei Schritt S13 von 4 zeigt.
Dann wird bei Schritt S13 von 9 basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO, der Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die betrieben werden sollen, einem EIN-/AUS-Zustand des Sparschalters 60d, dem bei Schritt 66 bestimmten Bestimmungswert f(Tam) und der von dem Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter 60c festgelegten Solltemperatur Tsoll bestimmt, ob die Sitzheizvorrichtung 65 betrieben wird.
Zum Beispiel wird bei Schritt S13 von 9 eine EIN-Betriebsart der Sitzheizvorrichtung 65 bestimmt, wenn TAO niedriger als 100 ist, wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c, die betrieben werden sollen, gleich oder größer als 1 ist, wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist und wenn f(Tam) = 0 und wenn die Solltemperatur Tsoll niedriger als eine Temperatur (z. B. 28°C) ist.
Wenn TAO niedriger als 100 ist, ist die Heizlast nicht so hoch. Wenn in diesem Fall die PTC-Heizung 15 betrieben wird und wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist und wenn f(Tam) = 0 ist und wenn die Solltemperatur Tsoll niedriger als eine Temperatur (z. B. 28°C) ist, wird die Sitzheizvorrichtung 65 eingeschaltet, wodurch das Heizgefühl, das einem auf dem Sitz sitzenden Fahrgast gegeben wird, verbessert wird. In diesem Fall wird die Luftblasmenge V des Gebläses 12 wie bei der von Schritt S67 auf eine niedrige Luftblasmenge festgelegt, und dadurch kann ein dem Fahrgast gegebenes Wärmegefühl bei der niedrigen Luftblasmenge wirksam verbessert werden.
Zum Beispiel wird eine Sitzoberflächentemperatur in der EIN-Betriebsart der Sitzheizvorrichtung 65 unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Thermostats auf etwa 40°C gesteuert.
Im Gegensatz dazu wird bei Schritt S13 von 9 eine AUS-Betriebsart der Sitzheizvorrichtung 65 bestimmt, wenn die TAO niedriger als 100 ist und wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c gleich oder größer als 1 ist und wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist und wenn f(Tam) = 0 ist und wenn die Solltemperatur Tsoll nicht niedriger als die Temperatur (z. B. 28°C) ist.
Außerdem wird bei Schritt S13 von 9 die AUS-Betriebsart der Sitzheizvorrichtung 65 ungeachtet der Solltemperatur Tsoll bestimmt, wenn TAO niedriger als 100 ist und wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c gleich oder größer als 1 ist und wenn der Sparschalter 60d eingeschaltet ist und wenn f(Tam) = 1 ist.
Außerdem wird bei Schritt S13 von 9 die AUS-Betriebsart der Sitzheizvorrichtung 65 ungeachtet der Solltemperatur Tsoll und f(Tam) bestimmt, wenn die TAO niedriger als 100 ist und wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c gleich oder größer als 1 ist und wenn der Sparschalter 60d ausgeschaltet ist.
Außerdem wird bei Schritt S13 von 9 die AUS-Betriebsart der Sitzheizvorrichtung 65 ungeachtet der Solltemperatur Tsoll und f(Tam) und des Betriebszustands des Sparschalters 60d bestimmt, wenn die TAO niedriger als 100 ist und wenn die Betriebsanzahl der PTC-Heizungen 15a, 15b, 15c null ist.
Außerdem wird bei Schritt S13 von 9 die EIN-Betriebsart der Sitzheizvorrichtung 65 ungeachtet der PTC-Betriebsanzahl, des Betriebszustands des Sparschalters 60d, f(Tam) und der Solltemperatur Tsoll bestimmt, wenn die TAO gleich oder höher als 100 ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Luftblasmenge des Gebläses 12, wie in den Schritten S62, S64 und S67 von 5 gezeigt, bei dem Verbrennungsmotorstopp im Vergleich zu der in dem Verbrennungsmotorbetrieb kleiner gemacht. Folglich kann beim Verbrennungsmotorstopp, selbst wenn die Motorkühlmitteltemperatur TW verringert ist und die Heizkapazität des Heizungskerns 14 verringert ist, verhindert werden, dass die Temperatur von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird, verringert wird, weil der Temperaturzunahmebetrag ΔTptc groß gemacht wird.
Somit kann eine Temperaturabnahme von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird, beschränkt werden, ohne die Verbrennungsmotorbetriebsrate und die Wärmeerzeugungsmenge (verbrauchte elektrische Leistung) der PTC-Heizung 15 zu erhöhen, wodurch die Klimatisierung wirtschaftlich durchgeführt wird. Da die Häufigkeit des Verbrennungsmotorbetriebs für die Klimatisierung (Heizung) außerdem verringert werden kann, um den Brennstoffeinsparungswirkungsgrad in einem Hybridfahrzeug zu verbessern, kann der Vorteil in der Praxis der Verwendung des Hybridfahrzeugs verbessert werden.
Der Betrieb des Gebläses 12 kann einfach unter Verwendung der in den Schritten S62 und S64 gezeigten zwei verschiedenen ersten und zweiten Steuerkennfelder gesteuert werden, wenn der Verbrennungsmotor EG betrieben wird und wenn der Verbrennungsmotor EG gestoppt ist.
Außerdem wird bei Schritt S67 in einem Fall, in dem der Fahrgast einen Energiesparbetrieb in der Klimatisierung anfordert, in dem der Fahrgast in der kalten Umgebung ist und in dem es dem Fahrgast nicht kalt ist, in der Sparbetriebsart die Gebläsespannung ECO für das Gebläse 12 festgelegt. Daher wird die Luftmenge Va, welche die PTC-Heizung 15 durchläuft, verringert, wodurch der Temperaturzunahmebetrag ΔTptc aufgrund der PTC-Heizung 15 erhöht wird. Auf diese Weise kann die für die Klimatisierung verbrauchte Energie weiter verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Gebläsespannung während der Motorstartanfangszeitspanne durch eine vorgegebene Zeitkonstante (z. B. 30 Sekunden) geändert, wodurch eine Schwankung in der Luftmenge, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, abgebaut wird. Folglich kann die Luftmenge in der Motorstartanfangszeitspanne entsprechend einer Temperaturzunahme der Motorkühlmitteltemperatur TW allmählich geändert werden, wodurch eine Temperaturabnahme von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, aufgrund einer Zunahme der Luftblasmenge verhindert wird.
Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung die Lufttemperatur, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, niedriger als eine vorgegebene Temperatur (z. B. die TAO) ist, wird wie in den Schritten S116, S117 ein Verbrennungsmotor-EIN-Anforderungssignal an den Verbrennungsmotor EG ausgegeben. Daher kann ein Lufttemperaturzunahmebetrag aufgrund des Heizungskerns 14 erhöht werden, wodurch die in den Fahrzeugraum geblasene Lufttemperatur erhöht wird, so dass sie sich der vorgegebenen Temperatur (z. B. der TAO) annähert. Folglich kann eine Temperaturabnahme von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird, verhindert werden, indem sowohl die PTC-Heizung 15 als auch der Verbrennungsmotor EG wirksam verwendet werden.
(Andere Ausführungsform)

(1) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Luftblasmenge (Drehzahl) des Gebläses 12 gesteuert, indem die Gebläsespannung gesteuert wird, die an den Elektromotor 12b des Gebläses 12 angelegt wird. Jedoch kann die Luftblasmenge (Drehzahl) des Gebläses 12 durch eine Tastverhältnissteuerung eines von der Klimatisierungssteuerung 50 ausgegebenen Signals gesteuert werden.
(2) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die PTC-Heizung 15 als ein Beispiel für eine elektrische Heizung verwendet. Jedoch kann anstelle der PTC-Heizung 15 eine andere elektrische Heizung unter Verwendung eines Nickelchromdrahts verwendet werden.
(3) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform befindet sich die PTC-Heizung 15 in dem Gehäuse 11 in der Luftströmung stromabwärtig von dem Heizungskern 14. Jedoch kann die PTC-Heizung 15 in der Luftströmung stromaufwärtig von dem Heizungskern 14 angeordnet sein oder kann in der Luftströmung in der gleichen Position wie die des Heizungskerns 14 angeordnet sein. Die Anordnung des Heizungskerns 14 und der PTC-Heizung 15 in dem Gehäuse 11 kann geeignet geändert werden, ohne auf die vorstehende Anordnung beschränkt zu sein.
(4) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Verbrennungsmotor-AUS-Kühlmitteltemperatur TW(AUS) und die Verbrennungsmotor-EIN-Kühlmitteltemperatur TW(EIN) in der Sparbetriebsart niedriger als die in einer anderen Betriebsart als der Sparbetriebsart festgelegt. Ähnlich können die Verbrennungsmotor-AUS-Kühlmitteltemperatur TW(AUS) und die Verbrennungsmotor-EIN-Kühlmitteltemperatur TW(EIN), wenn die Sitzheizvorrichtung 65 betrieben wird, niedriger festgelegt werden als die, wenn die Sitzheizungsvorrichtung 65 gestoppt ist. In diesem Fall kann eine Häufigkeit der Verbrennungsmotor-EIN-Anforderung verringert werden, während das einem auf dem Sitz sitzenden Fahrgast gegebene Heizgefühl verbessert werden kann.
(5) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird eine Klimaanlage 1 der Erfindung für ein Hybridfahrzeug vom parallelen Typ verwendet, in dem das Fahrzeug fähig ist, durch die direkte Antriebskraft sowohl von dem Verbrennungsmotor EG als auch dem Elektromotor zum Fahren zu fahren. Jedoch kann die Klimaanlage 1 der Erfindung auf ein Hybridfahrzeug von einem seriellen Typ angewendet werden, in dem eine elektrische Leistung, die von einem von einem Fahrzeugverbrennungsmotor angetriebenen Generator erzeugt wird, in einer Batterie gespeichert wird, und eine Fahrzeugantriebskraft von einem Elektromotor erhalten wird, der durch die von der Batterie gelieferte elektrische Leistung betrieben wird.
(6) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Klimaanlage 1 gemäß der Erfindung für ein Hybridfahrzeug verwendet. Jedoch kann die erfindungsgemäße Klimaanlage 1 geeignet für ein Leerlauf-Stopp-Fahrzeug oder andere Arten von Fahrzeugen, wie etwa ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, verwendet werden.

In der Klimaanlage für ein Brennstoffzellenfahrzeug wird anstelle des Verbrennungsmotors EG von 1 eine Brennstoffzelle verwendet, und Luft wird in dem Heizungskern 14 unter Verwendung von Kühlmittel der Brennstoffzelle als eine Wärmequelle geheizt. In diesem Fall ist die Brennstoffzelle als eine Wärmeerzeugungsanlage (d. h. Thermalfluidtemperaturerhöhungsabschnitt) geeignet, und ein Thermalfluid zum Heizen von Luft in dem Heizungskern 14 ist das Kühlmittel der Brennstoffzelle. Die Brennstoffzelle erzeugt Wärme, wenn sie betrieben wird, um die Temperatur des Thermalfluids zu erhöhen, das in den Heizungskern 14 strömen soll.
In der Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug wird Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, unter Verwendung eines Thermalfluids (z. B. heißem Wasser) geheizt, das von der elektrischen Heizung als eine Wärmequelle geheizt wird. Zum Beispiel kann eine elektrische Heizung vom Wasserheizungstyp anstelle des Verbrennungsmotors EG verwendet werden, und in der elektrischen Heizung vom Wasserheizungstyp geheiztes heißes Wasser wird an den Heizungskern 14 zugeführt, so dass Luft, die den Heizungskern 14 durchläuft, geheizt wird. In diesem Fall wird die elektrische Heizung als eine Wärmeerzeugungsanlage (d. h. Thermalfluidtemperturerhöhungsabschnitt) verwendet, und das Thermalfluid zum Heizen von Luft in dem Heizungskern 14 ist das von der elektrischen Heizung geheizte Wasser. Die elektrische Heizung erzeugt Wärme, wenn sie betrieben wird, um die Temperatur des Thermalfluids zu erhöhen, das in den Heizungskern 14 strömen soll.
Selbst in einer derartigen Klimaanlage mit einer Wärmeerzeugungsanlage, wie etwa der Brennstoffzelle oder der elektrischen Heizung, wird die Luftblasmenge derart festgelegt, dass sie im Vergleich zu der, wenn die Wärmeerzeugungsanlage betrieben wird, verringert wird, wenn die Wärmeerzeugungsanlage gestoppt ist. Somit kann eine Temperaturabnahme beschränkt werden, ohne die Betriebsrate der Wärmeerzeugungsanlage zu erhöhen, wodurch die Klimatisierung wirtschaftlich durchgeführt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben wurde, muss bemerkt werden, dass für Fachleute der Technik verschiedene Änderungen und Modifikationen offensichtlich werden. Derartige Änderungen und Modifikationen sind als innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-174042 A [0002]

Claims

Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Anlage (EG), die Wärme erzeugt, wenn sie betrieben wird, wobei die Klimaanlage umfasst: ein Gebläse (12), das geeignet ist, eine Luftströmung in Richtung eines Fahrzeugraums zu erzeugen; ein Gehäuse (11), das einen Luftdurchgang definiert, durch den von dem Gebläse geblasene Luft in den Fahrzeugraum strömt; einen Heizwärmetauscher (14), der in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um Luft durch das Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen Luft und einem Thermalfluid, das durch erzeugte Wärme der Anlage geheizt wird, zu heizen; eine elektrische Heizung (15), die in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um Wärme zu erzeugen und Luft zu heizen, wenn elektrische Leistung an sie zugeführt wird; und eine Steuerung (50), die geeignet ist, eine Luftblasmenge des Gebläses (12) und den Betrieb der elektrischen Heizung (15) zu steuern, wobei die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12) im Vergleich zu der, wenn die Anlage betrieben wird, verringert, wenn die Anlage gestoppt ist.
Klimaanlage gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12) steuert, um in einer Anfangszeitspanne unmittelbar nach dem Beginn des Betriebs der Anlage allmählich geändert zu werden.
Klimaanlage gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung ein Betriebsanforderungssignal an die Anlage ausgibt, wenn eine Temperatur von in den Fahrzeugraum geblasener Luft niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist.
Klimaanlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12) unter Verwendung eines ersten Steuerkennfelds bestimmt, wenn die Anlage betrieben wird, und die Luftblasmenge des Gebläses (12) unter Verwendung eines zweiten Steuerkennfelds, das sich von dem ersten Steuerkennfeld unterscheidet, bestimmt, wenn die Anlage gestoppt ist.
Klimaanlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung (50) die Luftblasmenge des Gebläses (12) derart steuert, dass sie in einer Gesichtsbetriebsart, in der Luft aus einem Gesichtsluftauslass in Richtung einer Oberseite des Fahrzeugraums geblasen wird, im Vergleich zu der in einer Fußbetriebsart, in der Luft hauptsächlich aus einem Fußauslass zu einer Unterseite in dem Fahrgastraum geblasen wird, größer ist.
Klimaanlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner umfasst: eine Luftmischklappe (19), die in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge von Luft, die den Heizwärmetauscher (14) und die elektrischen Heizung (15) durchläuft, und einer Strömungsmenge von Luft, die den Heizwärmetauscher (14) und die elektrische Heizung (15) umgeht, einzustellen, wobei die elektrische Heizung (15) eine elektrische PTC-Heizung ist, die mehrere PTC-Heizungsabschnitte (15a, 15b, 15c) umfasst, und die Steuerung (50) eine Betriebsanzahl der PTC-Heizungsabschnitte (15a, 15b, 15c), die betrieben werden sollen, basierend auf einer Außenlufttemperatur (Tam) und/oder einer Temperatur (TW) des Thermalfluids, das in den Heizwärmetauscher (14) strömt, und/oder einem Öffnungsgrad (SW) der Luftmischklappe (19) steuert.
Klimaanlage gemäß Anspruch 6, die ferner umfasst: eine Sitzheizvorrichtung (65), die sich in einem Sitz des Fahrzeugs oder auf einer Sitzoberfläche des Sitzes befindet, wobei die Steuerung (50) den Betrieb der Sitzheizvorrichtung (65) basierend auf einer Zieltemperatur (TAO) von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, der Betriebsanzahl der PTC-Heizungsabschnitte (15a, 15b, 15c), einem Betriebszustand eines Sparschalters, einer Außenlufttemperatur (Tam) und einer Solltemperatur (Tsoll) eines Inneren des Fahrzeugraums steuert.