DE102020125646A1

DE102020125646A1 - Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement

Info

Publication number: DE102020125646A1
Application number: DE102020125646.9A
Authority: DE
Inventors: Takuya Hirai; Hidefumi Aikawa; Yuji Miyoshi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-10-03
Filing date: 2020-10-01
Publication date: 2021-04-08
Also published as: US11951806B2; JP2021059152A; US20210101448A1; JP7099425B2; CN112606651A; CN112606651B

Abstract

Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement 100 mit einem Kompressor 2, der einen Kompressionsteil 2a, der ein Kühlmittel komprimiert, und einen Antriebsmotor 2b, der den Kompressionsteil 2a antreibt, aufweist, und Abwärme, die mit einem Ansteuern des Kompressionsteils 2a einhergeht, verwendet, um die Temperatur des Kühlmittels ansteigen zu lassen, einem Gebläse 61, das Luft zu einem durch Empfang von Wärme des Kühlmittels in einer Temperatur erhöhten Heizkörper 145 bläst und bezüglich Wärme mit dem Heizkörper 145 ausgetauschte Luft zu dem Inneren des Passagierabteils bläst, und einer elektronischen Steuereinheit 51, die eine Stromphase des Antriebsmotors 2b zu einer Phase steuert, durch die ein Verhältnis einer Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors 2b zu einer Änderung der Stromphase relativ größer wird, um dadurch den Antriebsmotor 2b mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebs anzusteuern, wenn sich das Gebläse 61 in einem nichtangetriebenen Zustand befindet, und die die Stromphase zu einer Phase steuert, durch die ein Verhältnis einer Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors 2b zu einer Änderung der Stromphase relativ geringer wird, um dadurch den Antriebsmotor 2b mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebes anzusteuern, wenn sich das Gebläse 61 in einem angetriebenen Zustand befindet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein fahrzeugmontiertes Tem peratu rsteuerelement.
Hintergrund der Erfindung
In der Vergangenheit schlug die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2010-106807 als einen Kompressor, der für einen Kühlmittelkreis verwendet wird, durch den ein Klimaanlagenkühlmittel zirkuliert wird, einen Kompressor eines Typs mit einem integrierten Umrichtermotor, der dazu eingerichtet ist, um integral einen Komprimierteil zu halten, der ein in einem hermetischen Behälter genommenes Kühlmittel komprimiert, einem Elektromotor, der diesen Komprimierteil antreibt, und einem Ansteuerschaltkreis, der diesen Elektromotor ansteuert und dazu eingerichtet ist, um Wärme zwischen dem Elektromotor oder einem wärmeabgebenden Teil in dem Ansteuerschaltkreis und einem einlassseitigen Kühlmittel auszutauschen, vor, und schlägt eine fahrzeugmontierte Klimaanlage vor, die mit einem solchen Kompressor versehen ist. Ferner ist diese fahrzeugmontierte Klimaanlage mit einem Zentrifugalventilator (Gebläse) versehen, der Luft zu einem Wärmetauscher bläst, durch den in einer Temperatur erhöhtes Kühlmittel fließt, und der Luft, mit der Wärme mit dem Kühlmittel an dem Wärmetauscher ausgetauscht ist, nach innerhalb eines Passagierabteils bläst.
Die in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2010-106807 beschriebene Lehre führt Energie zu einem Ansteuerschaltkreis zur Ansteuerung des Elektromotors zu, um dadurch den Elektromotor dazu zu bringen, Wärme zu erzeugen, und die den Umrichter in dem Ansteuerschaltkreis ausbildenden Transistoren dazu zu bringen, Wärme zu erzeugen, um zu dem Anstieg einer Temperatur des Kühlmittels beizutragen.
Zusammenfassung der Erfindung
Diesbezüglich kann bei Verwendung einer solchen vorstehend genannten fahrzeugmontierten Klimaanlage zur Erwärmung des Passagierabteils die fahrzeugmontierte Klimaanlage in die zwei Zustände aus einem Zustand, in dem der Elektromotor angesteuert wird, ohne dass das Gebläse einen Blasbetrieb durchführt, um die Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen, etc., und einem Zustand, in dem der Elektromotor zur Erhöhung der Temperatur des Inneren des Passagierabteils angesteuert wird, und in dem durch Hochtemperaturkühlmittel erwärmte Luft durch das Gebläse eingeblasen wird, eingestellt werden. Wenn das Gebläse einen Blasbetrieb nicht durchführt, ist es notwendig, das durch den Elektromotor zur Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels etc. erzeugte Ausmaß von Wärme zu erhöhen. Andererseits ist es, wenn das Gebläse einen Blasbetrieb durchführt, notwendig, die Ausgabe des Elektromotors, d.h., die Ausgabe des Kompressors, akkurat derart auf einen Sollwert zu steuern, um die Temperatur des Inneren des Passagierabteils geeignet zu steuern. Jedoch war es bei der in dieser Patentliteratur beschriebenen fahrzeugmontierten Klimaanlage nicht möglich, das durch den Elektromotor erzeugte Ausmaß von Wärme und die Präzision einer Steuerung einer Ausgabe gemäß irgendeines Blasbetriebs durch das Gebläse akkurat zu steuern.
Im Hinblick auf das vorstehende technische Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, das durch einen Elektromotor erzeugte Ausmaß von Wärme und die Präzision einer Steuerung einer Ausgabe gemäß irgendeines Blasbetriebs durch ein Gebläse geeignet zu steuern.
Die vorliegende Erfindung wurde erstellt, um das vorstehende Problem zu lösen, und deren Kern liegt im Folgenden.

(1) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement, mit:
- einem Kompressor, der einen Kompressionsteil, der ein Kühlmittel komprimiert, und einen Antriebsmotor, der den Kompressionsteil antreibt, aufweist, und der Abwärme, die mit einem Ansteuern des Antriebsmotors einhergeht, verwendet, um die Temperatur des Kühlmittels ansteigen zu lassen,
- einem Gebläse, das Luft zu einem durch Empfang von Wärme des Kühlmittels in einer Temperatur erhöhten Wärmetauscher bläst und bezüglich Wärme mit dem Wärmetauscher ausgetauschte Luft zu dem Inneren des Passagierabteils bläst, und
- einem Motorsteuerteil, der eine Stromphase des Antriebsmotors zu einer Phase steuert, durch die ein Verhältnis einer Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors zu einer Änderung der Stromphase relativ größer wird, um dadurch den Antriebsmotor mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebs anzusteuern, wenn sich das Gebläse in einem nichtangetriebenen Zustand befindet, und der die Stromphase zu einer Phase steuert, durch die ein Verhältnis einer Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors zu einer Änderung der Stromphase relativ geringer wird, um dadurch den Antriebsmotor mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebes anzusteuern, wenn sich das Gebläse in einem angetriebenen Zustand befindet.
(2) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach obigem Punkt (1), wobei der Motorsteuerteil den Antriebsmotor mittels des ineffizienten Antriebsbetriebs ansteuert durch Steuern der Stromphase des Antriebsmotors zu einer Vorauseilseite von der Optimalphase, wenn sich das Gebläse in dem nichtangetriebenen Zustand befindet, und durch Steuern der Stromphase des Antriebsmotors zu einer Nacheilseite von der Optimalphase, wenn sich das Gebläse in dem angetriebenen Zustand befindet, und wobei die Optimalphase eine Phase ist, durch die eine Ausgabe des Antriebsmotors ein angefordertes Drehmoment des Kompressors erfüllen kann, während der zu dem Antriebsmotor zugeführte Strom minimiert sein kann.
(3) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach obigem Punkt (2), wobei das Gebläse zu der Zeit einer Heizanforderung in den nichtangetriebenen Zustand eingestellt ist, und dann gemäß einem Temperaturanstieg des Kühlmittels zu dem angetriebenen Zustand eingestellt ist.
(4) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach obigen Punkten (2) oder (3), wobei der Motorsteuerteil die Stromphase des Antriebsmotors, nach deren Steuerung zu der Nacheilseite von der Optimalphase, sich der Optimalphase annähern lässt.
(5) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach einem der obigen Punkte (1) bis (4), wobei bei Durchführung des ineffizienten Antriebsbetriebs der Motorsteuerteil einen Strom größer als ein geringster Stromwert unter den zu dem Antriebsmotor zugeführten Strömen, durch die die Ausgabe des Antriebsmotors ein angefordertes Drehmoment des Kompressors erfüllen kann, zu dem Antriebsmotor zuführt.
(6) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach obigem Punkt (1), wobei das Temperatursteuerelement ferner ein Temperaturerfassungselement umfasst, das eine Temperatur des Kühlmittels erfasst, und der Motorsteuerteil den Antriebsmotor solange ineffizient ansteuert, wie die Temperatur des Kühlmittels ein vorbestimmter Wert oder geringer ist.
(7) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach obigem Punkt (6), wobei der Motorsteuerteil den Antriebsmotor solange mittels des ineffizienten Antriebsbetriebes ansteuert, wie die Temperatur des Kühlmittels der vorbestimmte Wert oder geringer ist und es eine Heizanforderung gibt.
(8) Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach einem der obigen Punkte (1) bis (7), wobei der Kompressor dazu eingerichtet ist, um dazu in der Lage zu sein, Wärme zwischen dem Antriebsmotor oder einem wärmeabgebenden Teil, das einhergehend mit einem Ansteuern des Antriebsmotors Wärme abgibt, und einem Kühlmittel auszutauschen.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement bereitgestellt, das dazu in der Lage ist, das durch einen Elektromotor erzeugte Ausmaß von Wärme und die Präzision einer Steuerung einer Ausgabe gemäß irgendeines Blasbetriebs durch ein Gebläse geeignet zu steuern.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch ein fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement zeigt.
2 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch einen Luftdurchlass für eine Klimatisierung eines Fahrzeugs mit einem fahrzeugmontierten Temperatursteuerelement zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Konfiguration eines Kompressors zeigt.
4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Drehmoment eines Antriebsmotors des Kompressors (Ordinate) und einer Stromphase θ eines durch den Antriebsmotor fließenden Stroms (Abszisse) zeigt.
5 ist ein Graph, der eine mit einer Zeit ab der Zeit einer Heizanforderung einhergehende Änderung bezüglich eines Ausmaßes von Wärme, die der Antriebsmotor zu dem Kühlmittel zuführt, einer Temperatur innerhalb eines Abteils, und einer Stromphase θ zeigt.
6 ist eine Ansicht, die Betriebspunkte bei Durchführung der Steuerung der 5 zeigt.
7 ist ein Graph, der eine mit einer Zeit ab der Zeit einer Heizanforderung einhergehende Änderung bezüglich eines Ausmaßes von Wärme, die der Antriebsmotor zu dem Kühlmittel zuführt, der Kühlmitteltemperatur des Kühlmittelkreises, der Temperatur innerhalb eines Abteils, einer Stromphase θ, und eines Antriebsdrehmoments zeigt.
8 ist eine Ansicht, die Betriebspunkte bei Durchführung der Steuerung der 7 zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerroutine zeigt, die ein fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement des vorliegenden Ausführungsbeispiels steuert.
10 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch ein fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement zeigt, das von einem Kühlmittelkreis konfiguriert ist.
11 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch einen Luftdurchlass für eine Klimatisierung eines Fahrzeugs mit dem in 10 gezeigten fahrzeugmontierten Temperatursteuerelement zeigt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird bemerkt, dass in der folgenden Erklärung gleichen Komponentenelementen die gleichen Bezugszeichen zugewiesen sind.
Konfiguration des fahrzeugmontierten Temperatursteuerelements
Bezugnehmend auf 1 und 2 wird die Konfiguration eines fahrzeugmontierten Temperatursteuerelements 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel erklärt. 1 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100 zeigt. Das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100 ist mit einem Kühlkreis 120, einem Niedrigtemperaturkreis 130, und einem Hochtemperaturkreis 140 versehen und ist derart eingerichtet, dass diese Kreise Wärme miteinander austauschen. Bei dem fahrzeugmontierten Temperatursteuerelement 100 entlädt in der Heizbetriebsart der Heizkörper (Heater Core) 145 des Hochtemperaturkreises 140 Wärme, um das Innere eines Passagierabteils zu erwärmen bzw. zu heizen, und absorbiert bzw. nimmt in der Kühlbetriebsart oder Entfeuchtungsbetriebsart der Verdampfer 126 Wärme auf, um das Innere des Passagierabteils zu kühlen und zu entfeuchten.
Ferner überträgt das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100 Wärme von dem Niedrigtemperaturkreis 130 zu dem Kühlmittelkreis 120, um die wärmeabstrahlenden Geräte durch den Niedrigtemperaturkreis 130 zu kühlen. Der Niedrigtemperaturkreis 130 kühlt einen Motorgenerator (MG), der ein elektrisches Fahrzeug antreibt oder Energie beim Bremsen des elektrischen Fahrzeugs regeneriert, eine Energiesteuereinheit bzw. Leistungssteuereinheit (PCU), die die zu dem Motorgenerator zugeführte Elektroenergie steuert, eine Batterie, die Elektroenergie zu dem Motorgenerator zuführt, etc., und andere wärmeabgebende Geräte.
In 1 ist der Kühlmittelkreis bzw. Kühlkreis 120 mit einem Kompressor 2, einem Kühlmittelleitungssystem 122a des Kondensators 122, einem ersten Expansionsventil 124, einem zweiten Expansionsventil 125, einem Verdampfer 126, einem Kühlmittelleitungssystem 127a des Kühlaggregats (Chiller) 127, einem ersten Anpassungsventil 128, und einem zweiten Anpassungsventil 129 versehen. Der Kühlkreis 120 ist dazu eingerichtet, um einen Kühlzyklus bzw. Kühlkreislauf dadurch zu realisieren, dass Kühlmittel durch diese Komponententeile zirkulieren gelassen wird.
Der Kühlkreis 120 ist in einen Kühlgrundflusspfad 120a, einen Verdampferflusspfad 120b, und einen Kühlaggregatflusspfad 120c unterteilt. Der Verdampferflusspfad 120b und der Kühlaggregatflusspfad 120c sind parallel zueinander vorgesehen und sind jeweils mit dem Kühlgrundflusspfad 120a verbunden.
Der Kühlgrundflusspfad 120a ist mit dem Kompressor 2 und dem Kühlmittelleitungssystem 122a des Kondensators 122 in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Zirkulierung des Kühlmittels versehen. Der Verdampferflusspfad 120b ist mit dem ersten Anpassungsventil 128, einem ersten Expansionsventil 124, und dem Verdampfer 126 in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Zirkulierung des Kühlmittels versehen. Zudem ist der Kühlaggregatflusspfad 120c mit dem zweiten Anpassungsventil 129, dem zweiten Expansionsventil 125, und dem Kühlaggregat 127 in dieser Reihenfolge versehen.
Das Kühlmittel fließt in dem Kühlgrundflusspfad 120a unabhängig von dem Betrieb des ersten Anpassungsventils 128 und des zweiten Anpassungsventils 129. Wenn das Kühlmittel zu dem Kühlgrundflusspfad 120a fließt, fließt Kühlmittel durch den Kompressor 2 und das Kühlmittelleitungssystem 122a des Kondensators 122 in dieser Reihenfolge der Komponenten. Das Kühlmittel fließt zu dem Verdampferflusspfad 120b, wenn das erste Anpassungsventil 128 geöffnet ist. Wenn das Kühlmittel zu dem Verdampferflusspfad 120b fließt, fließt das Kühlmittel durch das erste Anpassungsventil 128, das erste Expansionsventil 124, und den Verdampfer 126 in dieser Reihenfolge der Komponenten. Das Kühlmittel fließt zu dem Kühlaggregatflusspfad 120c, wenn das zweite Anpassungsventil 129 geöffnet ist. Wenn das Kühlmittel zu dem Kühlaggregatflusspfad 120c fließt, fließt das Kühlmittel durch das zweite Anpassungsventil 129, das zweite Expansionsventil 125, und das Kühlaggregat 127 in dieser Reihenfolge der Komponenten.
Bei dem Kompressor 2 wird ein hauptsächlich gasförmiges Kühlmittel von niedriger Temperatur und einem niedrigen Druck, das aus dem Verdampfer 126 oder dem Kühlaggregat 127 herausfließt, adiabatisch komprimiert, wodurch es zu einem hauptsächlich gasförmigen Kühlmittel mit hoher Temperatur und einem hohen Druck geändert wird. Stromaufwärtsseitig des Kompressors 2 ist ein Temperatursensor 16 zur Erfassung der Temperatur des Kühlmittels vorgesehen. Es wird bemerkt, dass die Position des Temperatursensors 16 nicht auf die Position der 1 beschränkt ist.
Der Kondensator 122 ist mit dem Kühlmittelleitungssystem 122a und einem Kühlwasserleitungssystem 122b versehen. Der Kondensator 122 wirkt als ein Wärmetauscher, der dafür sorgt, dass das Kühlmittel Wärme an das Kühlwasser des Hochtemperaturkreises 140 abgibt bzw. entlädt, um das Kühlmittel kondensieren zu lassen. Der Kondensator 122 tauscht Wärme zwischen dem durch das Kühlmittelleitungssystem 122a fließenden Kühlmittel und dem durch das später erklärte Kühlwasserleitungssystem 122b fließenden Kühlwasser aus und überträgt Wärme von dem Kühlmittel zu diesem Kühlwasser. Das Kühlmittelleitungssystem 122a des Kondensators 122 wirkt als ein Kondensator, der das Kühlmittel dazu bringt, in dem Kühlkreis zu kondensieren. Ferner wird in dem Kühlmittelleitungssystem 122a des Kondensators 122 das hauptsächlich gasförmige Kühlmittel von hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kompressor 2 ausströmt, isobarisch gekühlt, wodurch es sich zu einem hauptsächlich flüssigen Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks ändern gelassen wird.
Das erste Expansionsventil 124 und das zweite Expansionsventil 125 wirken als Entspanner, die das Kühlmittel entspannen lassen. Diese Expansionsventile 124, 125 sind mit Durchlässen von engem Durchmesser versehen und stoßen Kühlmittel von den Durchlässen von engem Durchmesser aus, um den Druck des Kühlmittels rapide fallen zu lassen. Das erste Expansionsventil 124 sprüht das von dem Kondensator 122 zugeführte flüssige Kühlmittel in einem zerstäubten bzw. vernebelten Zustand nach innerhalb des Verdampfers 126. Vergleichbar sprüht das zweite Expansionsventil 125 das von dem Kondensator 122 zugeführte flüssige Kühlmittel in einem zerstäubten bzw. vernebelten Zustand nach innerhalb des Kühlmittelleitungssystems 127a des Kühlaggregats 127. Bei diesen Expansionsventilen 124 und 125 wird das flüssige Kühlmittel von hoher Temperatur und hohem Druck, das aus dem Kondensator 122 ausfließt, in dessen Druck reduziert und teilweise verdampft, um dadurch zu einem zerstäubtem bzw. vernebelten Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks geändert zu werden.
Der Verdampfer 126 wirkt als ein Verdampfer, um das Kühlmittel verdampfen zu lassen. Insbesondere lässt der Verdampfer 126 das Kühlmittel Wärme von der Luft um den Verdampfer 126 herum absorbieren und lässt das Kühlmittel verdampfen. Daher wird in dem Verdampfer 126 das zerstäubte bzw. vernebelte Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks, das von dem ersten Expansionsventil 124 herausfließt, verdampft, um sich dieses dadurch zu einem gasförmigen Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks ändern zu lassen. Als ein Ergebnis kann die Luft um den Verdampfer 126 herum gekühlt werden, um das Innere des Passagierabteils zu kühlen.
Das Kühlaggregat 127 ist mit dem Kühlmittelleitungssystem 127a und dem Kühlwasserleitungssystem 127b versehen. Das Kühlaggregat 127 wirkt als ein Wärmetauscher, der das Kühlmittel Wärme von dem Kühlwasser des später erklärten Niedrigtemperaturkreises 130 absorbieren lässt und das Kühlmittel verdampfen lässt. Das Kühlaggregat 127 tauscht Wärme zwischen dem durch das später erklärte Kühlwasserleitungssystem 127b fließenden Kühlwasser und dem durch das Kühlmittelleitungssystem 127a fließenden Kühlmittel aus und überträgt Wärme von diesem Kühlwasser zu dem Kühlmittel. Als ein Ergebnis wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkreises 130 kühlen gelassen. Das Kühlmittelleitungssystem 127a des Kühlaggregats 127 wirkt als ein Verdampfer, der das Kühlmittel verdampfen lässt. In dem Kühlmittelleitungssystem 127a des Kühlaggregats 127 verdampft das zerstäubte bzw. vernebelte Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks, das von dem zweiten Expansionsventil 125 herausfließt, wodurch dieses sich zu einem gasförmigen Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks ändern gelassen wird.
Das erste Anpassungsventil 128 und das zweite Anpassungsventil 129 werden derart verwendet, um die Betriebsart einer Zirkulation des Kühlmittels innerhalb des Kühlkreises 120 zu ändern. Je größer der Öffnungsgrad des ersten Anpassungsventils 128 ist, umso mehr ist das Kühlmittel, das in den Verdampferflusspfad 120b fließt, und entsprechend ist umso mehr das Kühlmittel, das in den Verdampfer 126 fließt. Ferner ist, je größer der Öffnungsgrad des zweiten Anpassungsventil 129 ist, umso mehr das Kühlmittel, das in den Kühlaggregatflusspfad 120c fließt, und entsprechend ist umso mehr das Kühlmittel, das in das Kühlaggregat 127 fließt.
Der Niedrigtemperaturkreis 130 ist mit einer Pumpe 131, dem Kühlwasserleitungssystem 127b des Kühlaggregats 127, und einem Niedrigtemperaturradiator 133 versehen. Zudem ist der Niedrigtemperaturkreis 130 mit einem Batteriewärmetauscher 137, einem PCU-Wärmetauscher 138, und einem Motorwärmetauscher 139 versehen. In dem Niedrigtemperaturkreis 130 zirkuliert Kühlwasser durch diese Komponenten.
Die Pumpe 131 pumpt Kühlwasser, das durch das Innere des Niedrigtemperaturkreises 130 zirkuliert. Der Niedrigtemperaturradiator 133 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem durch das Innere des Niedrigtemperaturkreises 130 zirkulierenden Kühlwasser und der außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Luft (Außenluft) austauscht. Der Niedrigtemperaturradiator 133 ist derart eingerichtet, um Wärme von dem Kühlwasser zu der Außenluft zu entladen bzw. abzugeben, wenn die Temperatur des Kühlwassers höher als die Temperatur der Außenluft ist, während es Wärme von der Außenluft zu dem Kühlwasser absorbiert, wenn die Temperatur des Kühlwassers geringer als die Temperatur der Außenluft ist.
Der Batteriewärmetauscher 137 hat eine Funktion eines Austauschens von Wärme mit der Batterie des Fahrzeugs als ein wärmeabgebendes Gerät. Ferner hat der PCU-Wärmetauscher 138 die Funktion eines Austauschens von Wärme mit einer Energiesteuereinheit eines Fahrzeugs als ein wärmeabgebendes Gerät. Es wird bemerkt, dass die PCU zwischen der Batterie und dem Motorgenerator verbunden ist und die zu dem Motorgenerator zugeführte Elektroenergie steuert. Die PCU umfasst einen Umrichter, der den Motorgenerator ansteuert, einen Aufwärtswandler, der die Spannung steuert, einen DCDC-Wandler, der eine Hochspannung verringert, und andere wärmeabgebende Teile. Ferner hat der Motorwärmetauscher 139 die Funktion eines Austauschens von Wärme mit dem Motorgenerator eines Fahrzeugs als ein wärmeabgebendes Gerät.
Der Hochtemperaturkreis 140 ist mit einer Pumpe 141, einem Kühlwasserleitungssystem 122b des Kondensators 122, einem Hochtemperaturradiator 142, einem Dreiwegeventil 143, und einem Heizkörper 145 versehen. In dem Hochtemperaturkreis 140 wird Kühlwasser durch diese Komponententeile zirkuliert.
Ferner ist der Hochtemperaturkreis 140 in einen Hochtemperaturgrundflusspfad 140a, einen Radiatorflusspfad 140b, und einen Heizerflusspfad 140c unterteilt. Der Radiatorflusspfad 140b und der Heizerflusspfad 140c sind parallel zueinander vorgesehen und sind jeweils mit dem Hochtemperaturgrundflusspfad 140a verbunden.
Der Hochtemperaturgrundflusspfad 140a ist mit der Pumpe 141 und dem Kühlwasserleitungssystem 122b des Kondensators 122 in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Zirkulation des Kühlwassers versehen. Der Radiatorflusspfad 140b ist mit dem Hochtemperaturradiator 142 versehen. Ferner ist der Heizerflusspfad 140c mit dem Heizkörper 145 versehen. Zwischen dem Hochtemperaturgrundflusspfad 140a, dem Radiatorflusspfad 140b, und dem Heizerflusspfad 140c ist ein Dreiwegeventil 143 vorgesehen.
Die Pumpe 141 pumpt Kühlwasser, das durch das Innere des Hochtemperaturkreises 140 zirkuliert. Der Hochtemperaturradiator 142 ist auf die gleiche Weise wie der Niedrigtemperaturradiator 133 ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlwasser, das durch das Innere des Hochtemperaturkreises 140 zirkuliert, und der Außenluft austauscht.
Das Dreiwegeventil 143 ist dazu eingerichtet, um die Betriebsart eines Flusses des Kühlwassers, das von dem Kühlwasserleitungssystem 122b des Kondensators 122 herausfließt, zu steuern, und das Ziel eines Flusses zwischen dem Radiatorflusspfad 140b und dem Heizerflusspfad 140c selektiv zu ändern. Wenn das Dreiwegeventil 143 zu der Seite des Radiatorflusspfades 140b eingestellt ist, fließt das von dem Kühlwasserleitungssystem 122b des Kondensators 122 herausfließende Kühlwasser durch den Radiatorflusspfad 140b. Andererseits fließt, wenn das Dreiwegeventil 143 zu der Seite des Heizerflusspfades 140c eingestellt ist, das von dem Kühlwasserleitungssystem 122b des Kondensators 122 herausfließende Kühlwasser durch den Heizkörper 145.
Der Heizkörper 145 tauscht Wärme zwischen dem durch das Innere des Hochtemperaturkreises 140 zirkulierenden Kühlwasser und der Luft um den Heizkörper 145 herum aus und ist dazu eingerichtet, um das Innere des Passagierabteils zu heizen bzw. zu erwärmen. Insbesondere ist der Heizkörper 145 dazu eingerichtet, um Wärme von dem Kühlwasser zu der Luft um den Heizkörper 145 herum zu entladen bzw. abzugeben. Daher fällt, wenn Hochtemperaturkühlwasser bzw. Kühlwasser hoher Temperatur zu dem Heizkörper 145 fließt, die Temperatur des Kühlwassers, und die Luft um den Heizkörper 145 wird erwärmt.
2 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch einen Luftdurchgang 6 für eine Klimatisierungsverwendung eines Fahrzeugs 200, bei dem das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100 montiert ist, zeigt. In dem Luftdurchlass 6 fließt bzw. strömt Luft in die durch den Pfeil in der Figur gezeigte Richtung. Der Luftdurchlass 6, der in 2 gezeigt ist, ist mit dem Äußeren des Fahrzeugs 200 oder einem Lufteinlassanschluss des Passagierabteils verbunden. Die Außenluft oder die Luft innerhalb des Passagierabteils fließt gemäß dem Zustand einer Steuerung durch das Steuergerät 5 in den Luftdurchlass 6. Ferner ist der in 2 gezeigte Luftdurchlass 6 mit Lüftungsöffnungen verbunden, die Luft nach innerhalb des Passagierabteils blasen. Der Luftdurchlass 6 führt Luft zu irgendeiner Lüftungsöffnung unter diesen gemäß dem Zustand einer Steuerung durch das Steuergerät 5 zu.
Wie in 2 gezeigt ist der Luftdurchlass 6 für eine Klimatisierungsverwendung des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem Gebläse 61, einem Verdampfer 126, einer Luftmischtür bzw. Luftmischklappe 62, und einem Heizkörper 145 in dieser Reihenfolge in der Richtung eines Flusses bzw. Strömens von Luft versehen.
Das Gebläse 61 ist mit einem Gebläsemotor 61a und einem Gebläseventilator 61b versehen. Das Gebläse 61 ist derart eingerichtet, dass, wenn der Gebläsemotor 61a den Gebläseventilator 61b antreibt, die Außenluft oder die Luft innerhalb des Passagierabteils in den Luftdurchlass 6 fließt und die Luft durch den Luftdurchlass 6 fließt.
Die Luftmischtür bzw. Luftmischklappe 62 ist dazu eingerichtet, um eine Anpassung zwischen einem vollgeöffneten Zustand, in dem die Gesamtheit der durch den Luftdurchlass 6 fließenden Luft durch den Heizkörper 145 fließt, und einem vollgeschlossenen Zustand, in dem nichts der durch den Luftdurchgang bzw. Luftdurchlass 6 fließenden Luft durch den Heizkörper 145 fließt, und Zuständen zwischen diesen zu erlauben. Aufgrund dessen wird die Blastemperatur der nach innerhalb des Passagierabteils geblasenen Luft angepasst.
Bei der Heizbetriebsart oder Entfeuchtungsbetriebsart wird, wenn das Gebläse 61 angetrieben wird, das Kühlwasser in dem Heizkörper 145 zirkuliert und die Luftmischtür 62 wird derart gesteuert, dass die Luft durch den Heizkörper 145 fließt bzw. strömt, wodurch durch das Innere des Luftdurchlasses 6 fließende bzw. strömende Luft erwärmt wird. Ferner zirkuliert in der Kühlbetriebsart oder der Entfeuchtungsbetriebsart, wenn das Gebläse 61 angetrieben wird, Kühlmittel zu dem Verdampfer 26, und die durch den Luftdurchlass 6 fließende bzw. strömende Luft wird gekühlt und entfeuchtet.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Konfiguration des Kompressors 2 zeigt. Der Kompressor 2 umfasst einen Kompressionsteil 2a, der das eingelassene Kühlmittel komprimiert, und einen Antriebsmotor 2b, der diesen Kompressionsteil 2a antreibt. Der Kompressor 2 ist eingerichtet, um die Temperatur des Kühlmittels an der Einlassseite durch die Abwärme von dem Antriebsmotor 2b, die mit dem Antrieb des Kompressionsteils 2a einhergeht, ansteigen zu lassen. Der Kompressor 2 kann auch dazu eingerichtet sein, um die Temperatur des Kühlmittels an der Einlassseite nicht nur durch die Abwärme von dem Antriebsmotor 2b, sondern auch durch die Abwärme von den Ansteuerschaltkreisen 2g etc., wie dem Umrichter zur Ansteuerung des Antriebsmotors 2b, ansteigen zu lassen. Aufgrund einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Temperatur des Kühlmittels durch die Abwärme des Antriebsmotors 2b anzuheben und den Antriebsmotor 2b zu kühlen.
Insbesondere ist der Kompressor 2 durch ein Gehäuse konfiguriert, in dem ein Kompressionsteil 2a, der das eingelassene Kühlmittel komprimiert, und ein Antriebsmotor 2b, der den Kompressionsteil 2a antreibt, untergebracht sind. Der Kompressor 2 ist dazu eingerichtet, um dazu in der Lage zu sein, um Wärme zwischen dem Antriebsmotor 2b und dem Kühlmittel, das von dem Einlassanschluss 2e in den Kompressor 2 eingelassen ist, auszutauschen. Der Kompressor 2 kann dazu eingerichtet sein, um dazu in der Lage zu sein, um Wärme zwischen nicht nur dem Antriebsmotor 2b, sondern auch den wärmeabgebenden Teilen in dem Ansteuerschaltkreis 2g (Umrichter, etc.) und dem einlassseitigen Kühlmittel auszutauschen. Der Ansteuerschaltkreis 2g kann auch in dem Gehäuse 2h gehalten werden. Der Kompressionsteil 2a verwendet den Antriebsmotor 2b, um den Spiralkörper des beweglichen Rollenelements 2c bezüglich des Spiralkörpers des festen Rollenelements 2d rotieren zu lassen und das Volumen der Arbeitskammer zwischen dem beweglichen Rollenelement 2c und dem festen Rollenelement 2d zu verringern, um dadurch das Kühlmittel innerhalb der Arbeitskammer zu komprimieren. Das durch den Kompressionsteil 2a komprimierte Kühlmittel wird von dem Entladeanschluss bzw. Abgabeanschluss 2f entladen bzw. ausgelassen bzw. abgegeben. Es wird bemerkt, dass als ein Beispiel der Konfiguration des Kompressors beispielsweise ein wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2010-106807 konfigurierter eingesetzt werden kann.
Bezugnehmend auf 1 ist das Steuergerät 5 mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 51 versehen. Die ECU 51 ist mit einem Prozessor, der verschiedene Verarbeitungen durchführt, einem Speicher, der Programme und verschiedene Arten von Information speichert, und einer Schnittstelle, die mit verschiedenen Aktuatoren oder verschiedenen Sensoren verbunden ist, versehen.
In 1 werden die Anpassungsventile 128 und 129, die Expansionsventile 124 und 125, die Pumpen 131 und 141, das Dreiwegeventil 143, und die Luftmischtür 62 jeweils durch Aktuatoren angetrieben. Die ECU 51 steuert die Aktuatoren des fahrzeugmontierten Temperatursteuerelements 100 und den Antriebsmotor 2b des Kompressors 2, den Gebläsemotor 61a, etc., elektrisch basierend auf Betriebsinformation von verschiedenen Schaltern auf einer nicht gezeigten A/C-Steuertafel, Sensorsignalen von verschiedenen Sensoren, und einem in dem Speicher gespeicherten Steuerprogramm. Es wird bemerkt, dass als die verschiedenen Schalter auf der A/C-Steuertafel ein Temperatureinstellschalter, ein Klimaanlagen-(A/C)-Schalter, ein Einlassanschlusseinstell-(Außenluft/Innenluft-Schalten)-Schalter, ein Lüftungsöffnungsbetriebsarteinstellschalter, ein Entfroster-(DEF)-Schalter, ein Luftflusseinstellschalter, ein Automatikschalter, ein Aus-Schalter, etc. genannt werden können.
Ferner erlangt das Programm in der ECU 51 Sensorsignale der entsprechenden Außenlufttemperatur, der Temperatur innerhalb des Abteils, eines Ausmaßes von Sonnenlicht, etc. durch die verschiedenen in dem Fahrzeug montierten Sensoren und berechnet die Sollblastemperatur als die Heizlast basierend auf diesen Daten. Ferner berechnet die ECU 51 die Differenz zwischen der eingestellten Temperatur, die beispielsweise durch einen Temperatureinstellschalter an der A/C-Steuertafel eingestellt ist, und der Sollblastemperatur, um den Betrieb entsprechend dieser Differenz zu steuern und das Innere des Passagierabteils auf die eingestellte Temperatur zu steuern.
Betrieb des fahrzeugmontierten Temperatursteuerelements
Als nächstes wird der Betrieb des fahrzeugmontierten Temperatursteuerelements 100 erklärt. Hierbei wird hauptsächlich die Heizbetriebsart erklärt. In der Heizbetriebsart entlädt das Kühlmittel, das sich durch Antrieb des Kompressors 2 in den gasförmigen Zustand hoher Temperatur und hohen Drucks ändern gelassen wurde, Wärme durch Austausch von Wärme mit dem Kühlwasser, das innerhalb des Hochtemperaturkreises 140 zirkuliert, wenn dieses durch den Kondensator 122 hindurch passiert. In der Heizbetriebsart ist das Dreiwegeventil 143 zu der Seite des Heizerflusspfades 140c eingestellt, wodurch das Kühlwasser, das von dem Kühlwasserleitungssystem 122b des Kondensators 122 herausfließt, durch den Heizkörper 145 fließt.
Ferner ist in der Heizbetriebsart der Öffnungsgrad der Luftmischtür 62 derart gesteuert, um voll geöffnet zu sein. Wenn der Gebläsemotor 61a den Gebläseventilator 61b antreibt, strömt die Außenluft oder die Luft innerhalb des Passagierabteils in den Luftdurchlass 6. Die Luft strömt durch den Luftdurchlass 6 und passiert bzw. durchläuft den Heizkörper 145. Der Heizkörper 145 tauscht Wärme zwischen dem durch das Innere des Hochtemperaturkreises 140 zirkulierenden Kühlwasser und der Luft um den Heizkörper 145 herum aus. Ferner wird die Luft, die durch den Heizkörper 145 hindurch passiert, von den Lüftungsöffnungen nach innerhalb des Passagierabteils herausgeblasen, wodurch das Innere des Passagierabteils erwärmt bzw. geheizt wird.
Wie vorstehend beschrieben wird in der Heizbetriebsart Wärme von dem Kühlkreis 120 zu dem Hochtemperaturkreis 140 transferiert bzw. übertragen, um dadurch das Innere des Passagierabteils zu heizen. Andererseits fallen zu der Zeit einer niedrigen Temperatur die Kühlmitteltemperatur und die Kühlmitteldichte, so dass in dem Kühlkreis 120 manchmal der Kühlzyklus bzw. Kühlkreislauf nicht geeignet realisiert werden kann. Aus diesem Grund wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Motoreffizienz des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 beabsichtigt verringert und wird sich das Ausmaß einer Erzeugung von Wärme durch den Antriebsmotor 2b erhöhen gelassen, wodurch die Kühlmitteltemperatur und die Kühlmitteldichte vor Komprimierung durch den Kompressor 2 ansteigen gelassen werden. Durch Ansteigenlassen der Kühlmitteltemperatur und der Kühlmitteldichte vor der Komprimierung wird es möglich, den Kühlkreislauf bzw. den Kühlzyklus in dem Kühlkreis 120 geeignet zu realisieren.
Detaillierter steuert in einer Umgebung, in der eine Temperatur des Kühlmittels so gering ist, dass der Kühlzyklus nicht geeignet realisiert werden kann, die ECU 51 den Antriebsmotor 2b des Kompressors 2 an einem Betriebspunkt verschieden von dem effizientesten Betriebspunkt für das angeforderte Drehmoment zu dieser Zeit, um die Temperatur des Kühlmittels früher ansteigen zu lassen (nachstehend wird ein solcher Ansteuerbetrieb des Antriebsmotors 2b als „ineffizienter Antriebsbetrieb“ bezeichnet). Es wird bemerkt, dass die ECU 51 das angeforderte Drehmoment des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 gemäß der Außenlufttemperatur, der Temperatur innerhalb des Abteils, der Kühlmitteltemperatur, etc. einstellt. Durch Ansteuern des Antriebsmotors 2b mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebs erhöht sich das Ausmaß von durch den Antriebsmotor 2b erzeugter Wärme, und die Temperatur des Kühlmittels kann in einer kurzen Zeit angehoben werden. Durch früheres Anheben der Temperatur des Kühlmittels kann bei dem Kühlkreis 120 der Kühlzyklus bzw. der Kühlkreislauf früher geeignet realisiert werden, und entsprechend kann das Innere des Passagierabteils früher erwärmt werden.
4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 (Ordinate) und der Stromphase θ des durch den Antriebsmotor 2b fließenden Stroms (Abszisse) zeigt. Wie in 4 gezeigt wird die Beziehung des Antriebsdrehmoments des Antriebsmotors 2b und der Stromphase θ des durch den Antriebsmotor 2b fließenden Stroms durch die Charakteristikkurven C1 bis C10 ausgedrückt. Die Charakteristikkurven C1 bis C10 zeigen Charakteristika, wenn sich die Motorströme voneinander unterscheiden, und zeigen die Charakteristika, wenn der Strom größer wird, in Stufen von C1 bis C10. Daher ist die Charakteristikkurve C1 die Charakteristik, wenn der Strom der größte ist, während die Charakteristikkurve C10 die Charakteristik ist, wenn der Strom der geringste ist.
In jeder der Charakteristikkurven C1 bis C10 ändert sich das Antriebsdrehmoment, um bei einer bestimmten Stromphase maximal zu werden. Bei jeder Charakteristikkurve wird der Betriebspunkt, bei dem das Antriebsdrehmoment am größten wird, der „Maximalbetriebspunkt“ genannt. L1 in 4 zeigt die Optimaleffizienzlinie, die die Maximalbetriebspunkte der Charakteristikkurven C1 bis C10 verbindet. Bei den Betriebspunkten auf der Optimaleffizienzlinie ist es möglich, den zu dem Antriebsmotor 2b zugeführten Strom für jedes Antriebsdrehmoment am meisten zu reduzieren. Daher wird normalerweise die Stromphase θ des Antriebsmotors 2b derart gesteuert, dass der Betriebspunkt des Antriebsmotors 2b ein Betriebspunkt auf der Optimaleffizienzlinie für jedes Antriebsdrehmoment wird. Als ein Ergebnis kann die Motoreffizienz maximiert werden.
Bei jeder der Charakteristikkurven C1 bis C10 fällt, wenn die Stromphase θ von der Phase auf der Optimaleffizienzlinie L1 (nachstehend als die „Optimalphase θ₀“ bezeichnet) verschoben wird, die Motoreffizienz, und entsprechend verringert sich das Antriebsdrehmoment allmählich. Zudem wird, wenn versucht wird, das Antriebsdrehmoment auf dem angeforderten Drehmoment beizubehalten, wenn das Drehmoment mit dem Abfall der Motoreffizienz fällt, das Ausmaß von bei dem Antriebsmotor 2b erzeugter Wärme ansteigen. Es wird bemerkt, dass die „Optimalphase θ₀“ die Phase meint, durch die das Antriebsdrehmoment (Ausgabe) des Antriebsmotors 2b das angeforderte Drehmoment erfüllen wird, während der zu dem Antriebsmotor 2b zugeführte Strom am meisten reduziert wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bringt die ECU 51 in einer Situation, in der die Kühlmitteldichte zu der Zeit einer niedrigen Temperatur fällt und der Kühlkreis 120 nicht angetrieben werden kann, das Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 mit dem angeforderten Drehmoment in Übereinstimmung, während die Stromphase θ des Antriebsmotors 2b derart gesteuert wird, dass die Effizienz des Antriebsmotors 2b von der Maximaleffizienz abfällt. Das heißt, die ECU 51 führt unter solchen Umständen einen ineffizienten Ansteuerbetrieb durch, der den Antriebsmotor 2b mittels eines Betriebspunkts ansteuert, der sich von dem effizientesten Betriebspunkt für das angeforderte Drehmoment unterscheidet. Mit anderen Worten führt die ECU 51 einen Strom zu dem Antriebsmotor 2b zu, der größer als der geringste Strom unter Strömen ist, die dem Antriebsmotor zugeführt werden, durch die die Ausgabe des Antriebsmotors das angeforderte Drehmoment des Kompressors erfüllen kann.
Detaillierter lässt die ECU 51 den Stromwert zu einem Stromwert werden, der größer als der Stromwert zu der Zeit des Maximalbetriebspunkts entsprechend dem angeforderten Drehmoment ist und steuert den Antriebsmotor 2b an einem Betriebspunkt an, der bezüglich der Stromphase θ von der Optimalphase θ₀ verschoben ist. Aufgrund dessen wird selbst bei Ausgabe des gleichen Antriebsdrehmoments eine höhere Elektroenergie verbraucht, so dass die Motoreffizienz reduziert werden kann.
Als ein Ergebnis wird der Elektroenergieverlust, der bei dem Antriebsmotor 2b verursacht wird, größer, so dass sich das Ausmaß von durch den Antriebsmotor 2b erzeugter Wärme erhöht. Daher kann das Ausmaß von von dem Antriebsmotor 2b zu dem Kühlmittel innerhalb des Kompressors 2 übertragener Wärme mehr erhöht werden, und das Kühlmittel wird schneller erwärmt. Ferner erhöht sich auch das Ausmaß einer Erzeugung von Wärme des Ansteuerschaltkreises 2g, so dass, wenn derart konfiguriert, dass Wärme zwischen dem Ansteuerschaltkreis 2g und dem Kühlmittel ausgetauscht werden kann, das Ausmaß von von dem Ansteuerschaltkreis 2g zu dem Kühlmittel übertragener Wärme ebenso mehr erhöht werden kann.
4 zeigt eine Region A, die die Stromphase θ zu der vorausgeeilten Seite bzw. Vorauseilseite von der Optimaleffizienzlinie L1 verschiebt, und die Region B, die die Stromphase θ zu der nachgeeilten Seite bzw. Nacheilseite von der Optimaleffizienzlinie L1 verschiebt. Grundsätzlich ist es durch Steuerung dessen, was auf der Optimaleffizienzlinie L1 gesteuert ist, in die Region A oder die Region B, möglich, den Strom des Antriebsmotors 2b zu erhöhen, und es ist möglich, Abwärme bei dem Kompressor 2 zu erzeugen. Ferner erhöht sich durch Verwendung der Abwärme zur Erwärmung des Kühlmittels die Kühlmitteldichte, und eine Komprimierung des Kühlmittels durch den Kompressor 2 wird möglich. Daher kann der Kühlkreis 120 selbst zu der Zeit einer niedrigen Temperatur angetrieben werden.
In der Region A der 4 (Vorauseilseite) ist bei jeder der Charakteristikkurven C1 bis C10 das Ausmaß einer Änderung des Antriebsdrehmoments bezüglich einer Änderung der Stromphase groß (Steigung in der Figur ist scharf bzw. stark bzw. deutlich). Aus diesem Grund ist es in der Region A der 4 möglich, den Abfall der Motoreffizienz des Antriebsmotors 2b zu vergrößern, der mit einer Verschiebung der Stromphase θ von der Optimalphase θ₀ einhergeht, und entsprechend ist es möglich, das Ausmaß einer Erzeugung von Wärme bei dem Antriebsmotor 2b zu erhöhen. Andererseits ist in der Region A der 4 die Änderung des Antriebsdrehmoments bezüglich einer Änderung der Stromphase θ groß (d.h., die Vorauseilsensitivität ist groß), so dass eine Verwaltung bzw. Führung des Antriebsdrehmoments relativ schwierig wird. Als ein Ergebnis tritt eine Fluktuation bzw. Schwankung in dem Antriebsdrehmoment leicht auf, und entsprechend treten, wenn das Gebläse 61 für ein Heizen angetrieben wird, Temperaturänderungen in der von den Lüftungsöffnungen des Luftdurchlasses 6 entladenen bzw. ausgelassenen Luft leicht auf. Es wird bemerkt, dass in der Region A die obige Steigung in der Region an der von der Linie L2 weiter vorausgeeilten Seite scharf bzw. stark wird.
Ferner ist in der Region B der 4 (nachgeeilte Seite bzw. Nacheilseite) bei jeder der Charakteristikkurven C1 bis C10 das Ausmaß einer Änderung des Antriebsdrehmoments bezüglich einer Änderung der Stromphase gering (Steigung in der Figur ist sanft). Aus diesem Grund ist in der Region B der 4 der Abfall einer Motoreffizienz des Antriebsmotors 2b, der mit einer Verschiebung der Stromphase θ von der Optimalphase θ einhergeht, gering, und entsprechend wird das Ausmaß einer Erzeugung von Wärme bei dem Antriebsmotor 2b nicht so groß werden. Andererseits ist in der Region B der 4 die Änderung des Antriebsdrehmoments bezüglich einer Änderung der Stromphase θ gering (d.h., die Nacheilsensitivität ist gering), so dass eine Verwaltung bzw. Führung des Antriebsdrehmoments leicht wird. Daher wird es, wenn das Gebläse 61 angetrieben wird und ein Heizen durchgeführt wird, schwerer, dass Änderungen der Temperatur bei der von den Lüftungsöffnungen des Luftdurchlasses 6 ausgeblasenen Luft auftreten, so dass es möglich wird, die Steuerbarkeit der Temperatur des Inneren des Passagierabteils zu verbessern.
Wie vorstehend erklärt unterscheidet sich die Charakteristik des ineffizienten Antriebsbetriebs zwischen dem Fall eines Verschiebens der Stromphase zu der Vorauseilseite und deren Verschieben zu der Nacheilseite. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Steuerung des ineffizienten Antriebsbetriebes gemäß der Charakteristik des ineffizienten Antriebsbetriebes der Vorauseilseite und der Nacheilseite und einer Anforderung zur Steuerung des Gebläsemotors 61a, der eine Rotation des Zentrifugalventilators 11 antreibt, geändert.
In einer Umgebung einer niedrigen Temperatur des Kühlmittels wird bei Bringen des Gebläsemotors 61a in den Ein-Zustand kühle Luft letztlich nach innerhalb des Passagierabteils eingeleitet. Aus diesem Grund wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels gering ist, zu der Zeit, wenn Heizen angefordert ist, der Gebläsemotor 61a in den Aus-Zustand eingestellt, so dass kühle Luft nicht nach innerhalb des Passagierabteils eingeleitet wird. Wenn sich die Temperatur des Kühlmittels erhöht und ein Heizen möglich wird, wird der Gebläsemotor 61a in den Ein-Zustand eingestellt, und warme Luft wird nach innerhalb des Passagierabteils eingeleitet.
Aus diesem Grund wird in dem Zustand, in dem der Gebläsemotor 61a aus ist, eine Steuerung durchgeführt, um die Stromphase θ zu der Vorauseilseite von der Optimalphase θ₀ zu verschieben, um den Antriebsmotor 2b in der Region A der 4 anzusteuern. Mit anderen Worten wird in dem Zustand, in dem der Gebläsemotor 6a aus ist, der Antriebsmotor 2b durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb angesteuert, der die Stromphase θ zu einer Phase steuert, durch die das Verhältnis einer Änderung der Ausgabe des Antriebsmotors 2b bezüglich der Änderung der Stromphase θ des Antriebsmotors 2b relativ größer wird.
Aufgrund dessen ist es möglich, einen ineffizienten Antriebsbetrieb in dem Zustand mit einem großen Abfall der Motoreffizienz durchzuführen, und die Kühlmitteltemperatur kann schnell angehoben werden. Ferner befindet sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand, so dass selbst dann, wenn eine Fluktuation bzw. Schwankung bei dem Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 2b auftritt, Luft, deren Temperatur sich ändert, nicht nach innerhalb des Passagierabteils eingeleitet wird. Daher hat eine Änderung der Temperatur der Luft innerhalb des Luftdurchlasses 6 keinen Einfluss auf die Temperatur des Inneren des Passagierabteils.
Ferner wird in dem Zustand, in dem der Gebläsemotor 61a ein ist, eine Steuerung durchgeführt, um die Stromphase θ zu der Nacheilseite von der Optimalphase θ₀ zu verschieben, um den Antriebsmotor 2b in der Region B der 4 anzusteuern. Mit anderen Worten wird in dem Zustand, in dem der Gebläsemotor 6a auf Ein eingestellt ist, der Antriebsmotor 2b durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb angesteuert, der die Stromphase θ zu einer Phase steuert, durch die das Verhältnis einer Änderung der Ausgabe des Antriebsmotors 2b bezüglich der Änderung der Stromphase θ des Antriebsmotors 2b relativ gering wird. Aufgrund dessen wird eine Verwaltung bzw. Führung des Antriebsdrehmoments leicht, und es wird schwerer, dass Änderungen einer Temperatur in der Luft auftreten, die von den Lüftungsöffnungen des Luftdurchlasses 6 herausgeblasen wird, so dass es möglich wird, die Steuerbarkeit einer Temperatur des Inneren des Passagierabteils zu verbessern. Ferner wird der Antriebsmotor 2b durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb in dem Zustand mit einem geringen Abfall der Motoreffizienz angesteuert, jedoch steigt die Kühlmitteltemperatur mit einem gewissen Ausmaß durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb, wenn der Gebläsemotor 61a in den Aus-Zustand eingestellt ist, so dass es einen geringen Effekt aufgrund dessen gibt, dass der Abfall der Motoreffizienz gering wird, wenn der Antriebsmotor 2b durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb angesteuert wird.
Auf die vorstehende Weise wird eine Steuerung durchgeführt, um die Steuerung des ineffizienten Antriebsbetriebs in Übereinstimmung mit der Anforderung bezüglich einer Steuerung des Gebläsemotors 61a zu ändern, um eine Priorität der Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels zu geben, wenn der Gebläsemotor 61a in den Aus-Zustand eingestellt ist, und um eine Priorität einer Unterdrückung von Änderungen der Temperatur des Kühlmittels zu geben, wenn der Gebläsemotor 61a in den Ein-Zustand eingestellt ist. Die ECU 51 wirkt als der Motorsteuerteil, der den Antriebsmotor 2b steuert. Ferner steuert die ECU 51 den Ein-/Aus-Zustand des Gebläsemotors 61a. Die ECU 51 steuert den Antriebsmotor 2b durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb durch Steuern der Stromphase des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 zu der Vorauseilseite oder der Nacheilseite basierend auf dem Ein-/Aus-Zustand des Gebläsemotors 61a an.
Es wird bemerkt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet, der Antriebsmotor 2b innerhalb der Region A der 4 angesteuert wird. Jedoch kann in diesem Fall, wenn es möglich ist, die Stromphase des Antriebsmotors 2b zu einer Phase einzustellen, wodurch das Verhältnis der Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors 2b zu der Änderung der Stromphase des Antriebsmotors 2b relativ größer wird (verglichen mit dem Fall, in dem sich der Gebläsemotor 61a in dem Ein-Zustand befindet), der Antriebsmotor 2b auch durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb in einer Region verschieden von der Region A der 4 angesteuert werden. Ferner wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Ein-Zustand befindet, der Antriebsmotor 2b in der Region B der 4 angesteuert. Jedoch kann in diesem Fall, wenn es möglich ist, die Stromphase des Antriebsmotors 2b zu einer Phase einzustellen, wodurch das Verhältnis der Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors 2b zu der Änderung der Stromphase des Antriebsmotors 2b relativ kleiner wird (verglichen mit dem Fall, in dem sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet), der Antriebsmotor 2b auch durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb in einer Region verschieden von der Region B der 4 angesteuert werden.
5 ist ein Graph, der eine mit einer Zeit ab einer Anforderung eines Heizens einhergehende Änderung bezüglich eines Ausmaßes einer Wärme, die der Antriebsmotor 2b durch dessen Wärmeerzeugung zu dem Kühlmittel des Kühlkreises 120 zuführt, einer Temperatur innerhalb des Abteils, und einer Stromphase θ zeigt. Ferner ist 6 auf die gleiche Weise wie 4 ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 (Ordinate) und der Stromphase θ des durch den Antriebsmotor 2b fließenden Stroms (Abszisse) zeigt und die Betriebspunkte in dem Fall einer Steuerung der 5 zeigt. 5 und 6 zeigen den Fall, in dem das angeforderte Drehmoment, das bezüglich des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 angefordert ist, konstant ist (in 6 ist das angeforderte Drehmoment durch eine gestrichelte Linie gezeigt).
In 5 wird, wenn ein Heizen zu der Zeit t₀ angefordert wird, der Gebläsemotor 61a bis zu der Zeit t₁, wenn die Kühltemperatur zu einem Ausmaß ansteigt, bei dem der Kühlkreis 120 beginnt, zu funktionieren, auf den Aus-Zustand eingestellt. Zu der Zeit t₁ und weiter ist der Gebläsemotor 61a auf den Ein-Zustand eingestellt. Das heißt, nach Einstellen auf den Aus-Zustand wird der Gebläsemotor 61a gemäß der Temperaturerhöhung des Kühlmittels auf den Ein-Zustand eingestellt. Es wird bemerkt, dass die Zeit t₀ auch die Startzeit des Fahrzeugs (wenn der Zündschalter eingeschaltet wird) sein kann. Von der Zeit t₀ zu der Zeit t₁ wird, wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet, der Antriebsmotor 2b des Kompressors 2 das angeforderte Drehmoment ausgeben gelassen, während eine Steuerung durchgeführt wird, um die Stromphase θ zu der Vorauseilseite von der Optimalphase θ₀ zu verschieben. Insbesondere wird von der Zeit t₀ zu der Zeit t₁ der Antriebsmotor 2b bei dem Betriebspunkt 1, wie in 6 gezeigt, gesteuert. Aufgrund dessen wird die Elektroenergie, die der Antriebsmotor 2b verbraucht, größer.
Als ein Ergebnis steigt die Temperatur des Kühlmittels an, und, wie in 5 gezeigt, wird ein großes Ausmaß von Wärme von dem Antriebsmotor 2b zu dem Kühlmittel des Kühlkreises 120 zugeführt. Wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet, wird Luft nicht von den Lüftungsöffnungen des Luftdurchlasses 6 ausgegeben, so dass eine Fluktuation bzw. Schwankung des Antriebsdrehmoments des Antriebsmotors 2b ermöglicht ist. Bezüglich der Temperatur innerhalb des Abteils befindet sich von der Zeit t₀ zu der Zeit t₁ der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand, so dass sich die Temperatur innerhalb des Abteils nicht ab der Zeit der Heizanforderung (Zeit t₀) ändert.
Zu der Zeit t₁ und weiter wird, wenn der Gebläsemotor 61a zu dem Ein-Zustand gelangt, eine Steuerung durchgeführt, um die Stromphase θ zu der Nacheilseite von der Optimalphase θ₀ in dem Zustand eines Haltens des angeforderten Drehmoments zu verschieben. Insbesondere wird zu der Zeit t₁ und weiter der Antriebsmotor 2b bei einem Betriebspunkt 2, wie in 6 gezeigt, gesteuert, dann wird der Antriebsmotor 2b durch den Betriebspunkt 3 und letztlich den Maximalbetriebspunkt gesteuert. Bei dem Betriebspunkt 2 wird der Stromwert geringer als bei dem Betriebspunkt 1. Bei dem Betriebspunkt 3 wird der Stromwert weiter geringer als bei dem Betriebspunkt 2.
Als ein Ergebnis fällt, wie in 5 gezeigt, das Ausmaß von von dem Antriebsmotor 2b zu dem Kühlmittel des Kühlkreises 120 zugeführter Wärme. Auf der anderen Seite befindet sich zu der Zeit t₁ und weiter der Gebläsemotor 61a in dem Ein-Zustand, so dass das Innere des Passagierabteils erwärmt bzw. geheizt wird und sich die Temperatur innerhalb des Abteils auf die eingestellte Temperatur erhöht. Zu dieser Zeit erhöht sich durch Steuern des Antriebsmotors 2b bei der Nacheilseite die Präzision einer Steuerung des Antriebsdrehmoments, und eine Fluktuation des Antriebsdrehmoments des Kompressors 2 wird unterdrückt, so dass eine Steuerbarkeit der Temperatur innerhalb des Abteils ansteigt und die Temperatur innerhalb des Abteils auf die eingestellte Temperatur gesteuert werden kann.
Es wird bemerkt, dass die Zeitvorgabe der Zeit t₁ zum Einschalten des Gebläsemotors 61a auf den Ein-Zustand auch durch die Kühlmitteltemperatur bestimmt werden kann, die der Temperatursensor 16 erfasst. Beispielsweise wird zu dem Zeitpunkt, wenn die Kühlmitteltemperatur einen vorbestimmten Wert übersteigt, der Gebläsemotor 61a eingeschaltet und eine Steuerung durchgeführt, um die Stromphase zu der Nacheilseite zu verschieben.
Auf die vorstehende Weise kann bei Änderung einer Steuerung des ineffizienten Antriebsbetriebs gemäß dem Ein-/Aus-Zustand des Gebläsemotors 61a zur Steuerung der Stromphase θ zu der Vorauseilseite die Temperatur des Kühlmittels früh ansteigen gelassen werden. Ferner wird es bei Steuerung der Stromphase θ zu der Nacheilseite möglich, eine Fluktuation bzw. Schwankung der Temperatur der von den Lüftungsöffnungen des Luftdurchlasses 6 ausgegebenen Luft zu unterdrücken. Ferner wird bei Verschieben der Stromphase θ zu der Vorauseilseite im Prinzip eine feine Vorauseilsteuerung zur Steuerung des Antriebsdrehmoments notwendig, jedoch kann der Gebläsemotor 61a zu dem Aus-Zustand eingestellt werden, um Komplikationen der Steuerstruktur zu vermeiden, und die Herstellungskosten können niedrig gehalten werden.
Als nächstes wird basierend auf 7 und 8 die Verarbeitung zur Beendigung des ineffizienten Antriebsbetriebes des Antriebsmotors 2b und zur Rückkehr zu einem normalen Antriebsbetrieb erklärt. 7 ist ein Graph, der eine mit der Zeit ab der Zeit einer Heizanforderung einhergehende Änderung bezüglich eines Ausmaßes von Wärme, die der Antriebsmotor 2b zu dem Kühlmittel des Kühlkreises 120 durch dessen Erzeugung von Wärme zuführt, der Temperatur des Kühlmittels des Kühlkreises 120, der Temperatur innerhalb des Abteils, der Stromphase θ, und des Antriebsdrehmoments des Antriebsmotors 2b zeigt. Ferner ist 8 auf die gleiche Weise wie 4 ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 (Ordinate) und der Stromphase θ des durch den Antriebsmotor 2b fließenden Stroms (Abszisse) zeigt und die Betriebspunkte in dem Fall der Steuerung der 7 zeigt. Auf die gleiche Weise wie 5 wird auch in 7, wenn eine Heizanforderung zu der Zeit t₀ auftritt, der Gebläsemotor 61a bis zu der Zeit t₁ zu dem Aus-Zustand eingestellt. Zu der Zeit t₁ und weiter ist der Gebläsemotor 61a zu dem Ein-Zustand eingestellt.
Von der Zeit t₀ zu der Zeit t₁ wird, wenn der Gebläsemotor 61a sich in dem Aus-Zustand befindet, eine Steuerung zur Verschiebung der Stromphase θ zu der Vorauseilseite von der Optimalphase θ₀ in dem Zustand eines Beibehaltens des angeforderten Drehmoments durchgeführt. Insbesondere wird von der Zeit t₀ zu der Zeit t₁ der Antriebsmotor 2b an dem Betriebspunkt 1, wie in 8 gezeigt, gesteuert. Aufgrund dessen wird die durch den Antriebsmotor 2b verbrauchte Elektroenergie größer.
Als ein Ergebnis wird, wie in 7 gezeigt, ein großes Ausmaß von Wärme von dem Antriebsmotor 2b zu dem Kühlmittel des Kühlkreises 120 zugeführt, und die Kühltemperatur steigt an. Wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet, wird Luft nicht von den Lüftungsöffnungen des Luftdurchlasses 6 ausgeblasen, so dass eine Fluktuation bzw. Schwankung des Antriebsdrehmoments des Antriebsmotors erlaubbar ist. Bezüglich der Temperatur innerhalb des Abteils befindet sich von der Zeit t₀ zu der Zeit t₁ der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand, so dass sich die Temperatur innerhalb des Abteils nicht ab der Heizanforderung (Zeit t₀) ändert.
Wenn zu der Zeit t₁ und weiter der Gebläsemotor 61a den Ein-Zustand annimmt, wird in dem Intervall von der Zeit t₁ zu der Zeit t₂ eine Steuerung zur Verschiebung der Stromphase θ zu der Nacheilseite von der Optimalphase θ₀ in dem Zustand eines Beibehaltens des angeforderten Drehmoments durchgeführt. Insbesondere werden sich von der Zeit t₁ zu der Zeit t₂ die Stromphase θ und der Stromwert ändern gelassen, während der Antriebsmotor 2b in der Reihenfolge des Betriebspunkts 2, des Betriebspunkts 3 und des Betriebspunkts 4, wie in 8 gezeigt, gesteuert wird. Der Stromwert wird kleiner in der Reihenfolge des Betriebspunkts 2, des Betriebspunkts 3 und des Betriebspunkts 4. Der Grad eines Abfalls der Motoreffizienz in dem ineffizienten Antriebsbetrieb wird in dieser Reihenfolge geringer. Zu der Zeit t₂ erreichen die Stromphase θ und der Stromwert den Betriebspunkt 4 auf der Optimaleffizienzlinie L1, wonach der Antriebszustand des Antriebsmotors von dem ineffizienten Antriebsbetrieb zu einem Normalantriebsbetrieb zurückkehren gelassen wird.
Als ein Ergebnis fällt, wie in 7 gezeigt, das Ausmaß von von dem Antriebsmotor 2b zu dem Kühlmittel des Kühlkreises 120 zugeführter Energie, und die Kühlmitteltemperatur steigt sanft an. Auf der anderen Seite wird zu der Zeit t₁ und weiter, da sich der Gebläsemotor 61a in dem Ein-Zustand befindet, das Innere des Passagierabteils geheizt und die Temperatur innerhalb des Passagierabteils steigt in Richtung der eingestellten Temperatur an. Zu dieser Zeit wird durch Ansteuerung des Antriebsmotors 2b bei der Nacheilseite die Präzision einer Steuerung des Antriebsdrehmoments größer, und eine Drehmomentfluktuation des Kompressors 2 wird unterdrückt, so dass die Steuerbarkeit der Temperatur innerhalb des Abteils erhöht werden kann. Aufgrund Obigem wird eine Steuerung derart durchgeführt, dass der Grad eines Abfalls der Motoreffizienz zu der Zeit des ineffizienten Antriebsbetriebs zu einer Zeit geringer wird, zu der das Ausmaß von Wärme, deren Zufuhr zu dem Kühlmittel benötigt wird, fällt (Zeit, wenn die Kühlmitteltemperatur ansteigt).
Zu der Zeit t₂ und weiter wird eine Verarbeitung durchgeführt, um das Antriebsdrehmoment durch einen Normalantriebsbetrieb zu verringern. Insbesondere werden zu der Zeit t₂ und weiter die Stromphase θ und der Stromwert geändert, während der Antriebsmotor 2b bei dem Betriebspunkt 4 und dem Betriebspunkt 5 in der Reihenfolge, wie in 8 gezeigt, gesteuert wird. Das heißt, zu der Zeit t₂ erreicht die Stromphase θ den Betriebspunkt 4 auf der Optimaleffizienzlinie L1, wo zu dem Normalantriebsbetrieb zurückgekehrt wird, und dann wird der Antriebsmotor 2b bei dem Betriebspunkt 4 bis zu der Zeit t₃ gesteuert. Danach fällt zu den Zeiten t₃ bis t₄ das von dem Antriebsmotor 2b angeforderte Drehmoment. Einhergehend mit dem Abfall des angeforderten Drehmoments werden der Stromwert und die Stromphase θ auf der Optimaleffizienzlinie L1 derart geändert, dass das Antriebsdrehmoment fällt. Zu der Zeit t₄ wird der Betriebspunkt 5 erreicht. Bei dem Maximalbetriebspunkt wird die Änderung des Antriebsdrehmoments bezüglich der Änderung der Stromphase extrem gering, so dass die Präzision einer Steuerung des Antriebsdrehmoments des Antriebsmotors 2b mehr ansteigt. Entsprechend steigt die Steuerbarkeit der Temperatur innerhalb des Abteils weiter an, und die Temperatur innerhalb des Abteils kann bei der eingestellten Temperatur gehalten werden. Auf diese Weise steigt zu der Zeit t₁ und weiter die Kühlmitteltemperatur geeignet an, so dass eine Steuerung durchgeführt wird, um einen Normalantriebsbetrieb auf der Optimaleffizienzlinie L1 durchzuführen und das Antriebsdrehmoment zu verringern, ohne einen ineffizienten Antriebsbetrieb durchzuführen.
Es wird bemerkt, dass in 5 und 7 das Beispiel gezeigt ist, bei dem der Gebläsemotor 61a zu dem Zeitpunkt auf den Aus-Zustand eingestellt ist, wenn ein Heizen angefordert wird, und bei dem der Gebläsemotor 61a einhergehend mit dem Anstieg der Kühlmitteltemperatur (Beispiel eines Auto-A/C) zu dem Ein-Zustand eingestellt wird, jedoch kann das vorliegende Ausführungsbeispiel auch auf den Fall angewendet werden, bei dem ein Insasse die A/C manuell bedient. In dem Fall einer manuellen Bedienung wird eine Steuerung des ineffizienten Antriebsbetriebs gemäß dem Ein-/Aus-Zustand des Gebläsemotors 61a geändert. Beispielsweise wird, wenn der Gebläsemotor 61a durch manuelle Bedienung durch einen Insassen zu der Zeit einer Heizanforderung auf den Ein-Zustand eingestellt wird, eine Steuerung durchgeführt, um die Stromphase θ zu der Nacheilseite von der Optimalphase θ₀ zu verschieben.
Steuerung des fahrzeugmontierten Temperatursteuerelements
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerroutine zur Steuerung des fahrzeugmontierten Temperatursteuerelements 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Die veranschaulichte Steuerroutine wird durch die ECU 51 zu jedem bestimmten Zeitintervall ausgeführt. Als erstes wird basierend auf einem Betriebssignal von der Klimaanlagensteuertafel etc. beurteilt, ob es eine Heizeranforderung (Heizen) durch das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100 gibt (Schritt S10). Wenn es eine Heizeranforderung gibt, wird basierend auf dem Erfassungswert des Temperatursensors 16 beurteilt, ob die Kühlmitteltemperatur ein vorbestimmter Wert oder geringer ist (Schritt S12). Wenn es keine Heizeranforderung gibt, wird der Antriebsmotor 2b des Kompressors 2 angehalten (Schritt S20). Ferner wird, wenn die Kühlmitteltemperatur über dem vorbestimmten Wert ist, der Antriebsmotor 2b des Kompressors 2 wie gewöhnlich angesteuert (Schritt S22), und die Verarbeitung bzw. der Prozess wird beendet (ENDE).
Wenn die Kühlmitteltemperatur der vorbestimmte Wert oder geringer ist, wird der Antriebsmotor 2b des Kompressors 2 durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb angesteuert. Zu dieser Zeit wird beurteilt, ob sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet (Schritt S14). Wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet, wird die Stromphase des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 zu der Vorauseilseite von der Optimalphase θ₀ verschoben, um einen ineffizienten Antriebsbetrieb durchzuführen (Schritt S16). Ferner wird, wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Ein-Zustand befindet, die Stromphase des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 zu der Nacheilseite von der Optimalphase θ₀ verschoben, um einen ineffizienten Antriebsbetrieb durchzuführen (Schritt S18).
Auf diese Weise wird gemäß der Verarbeitung der 9 bei Durchführung eines Heizens durch das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100, wenn die Kühlmitteltemperatur fällt, der Antriebsmotor 2b des Kompressors 2 durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb angesteuert. Zu dieser Zeit wird die Stromphase des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 basierend auf dem Ein-/Aus-Zustand des Gebläsemotors 61a zu der Vorauseilseite oder Nacheilseite gesteuert. Wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Ein-Zustand befindet, kann die Stromphase zu der Vorauseilseite gesteuert werden, um das Ausmaß von zu dem Kühlkreis 120 zugeführter Wärme zu erhöhen. Ferner kann, wenn sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet, die Stromphase zu der Nacheilseite gesteuert werden, um die Temperatursteuerbarkeit zu erhöhen. Daher wird es möglich, die Temperatur basierend auf dem Ein-/Aus-Zustand des Gebläsemotors 61a anzupassen.
Anwendung auf ein von einem Kühlkreis konfiguriertes fahrzeugmontiertes Tem peratu rsteuerelement
Als Nächstes wird eine Anwendung auf das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100, das unter Verwendung des Kühlkreises 120 konfiguriert ist, erklärt. 10 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch das fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100 zeigt, das unter Verwendung des Kühlkreises 120 konfiguriert ist.
Wie in 10 gezeigt umfasst der Kühlkreis 120 den Kompressor 2, den Innenkondensator (Wärmetauscher) 12, das Wärmeverwendungsexpansionsventil 18, ein Umgehungsleitungssystem 19, ein Umgehungsventil 20, einen Außenwärmetauscher 13, ein Solenoid-Ventil 14, ein Solenoid-Ventil 15, ein Kühlverwendungsexpansionsventil 21, einen Verdampfer 126, und ein Kühlleitungssystem, das diese Komponenten in einem Ring verbindet.
11 ist eine Ansicht der Konfiguration, die schematisch einen Luftdurchlass 6 für eine Klimatisierung des Fahrzeugs 200, das das in 10 gezeigte fahrzeugmontierte Temperatursteuerelement 100 montiert umfasst, zeigt. Wie in 11 gezeigt ist der Luftdurchlass 6 zur Klimatisierung mit dem Gebläse 61, einem Verdampfer 126, einer Luftmischtür bzw. Luftmischklappe 62, und einem Innenkondensator 12 in dieser Reihenfolge in der Richtung eines Flusses bzw. einer Strömung von Luft versehen. Der Verdampfer 126 kühlt die durch den Luftdurchlass 6 strömende Luft. Der Innenkondensator 12 ist anstelle des in 5 gezeigten Heizkörpers 145 vorgesehen und heizt die durch den Verdampfer 126 hindurchpassierende Luft. Es wird bemerkt, dass der Rest der Konfiguration der 11 abgesehen von dem Innenkondensator 12 gleich der 2 ist.
Der Innenkondensator 12 ist an der stromabwärtigen Seite in der Richtung eines Flusses von Luft von dem Verdampfer 126 innerhalb des Luftdurchlasses 6, wie in 11 gezeigt, angeordnet. Der Innenkondensator 12 erwärmt bzw. heizt die durch das Innere des Luftdurchlasses 6 hindurchpassierende Luft durch Wärmetausch mit dem von dem Kompressor 2 strömenden Kühlmittelgas.
Der Außenwärmetauscher 13 tauscht Wärme zwischen dem durch das Innere strömenden Kühlmittel und der Außenluft aus. Es wird bemerkt, dass der Außenwärmetauscher 13 als ein Wärmeabsorbierer bzw. Wärmeaufnehmer agiert, der Wärme zu der Zeit der Heizbetriebsart von der Außenluft absorbiert bzw. aufnimmt, und als ein Wärmeabgeber bzw. Wärmeabstrahler agiert, der Wärme in der Kühlbetriebsart zu der Außenluft entlädt bzw. abgibt.
Die Solenoid-Ventile 14 und 15 sind Ventile zur Änderung des Flusspfades des Kühlmittels von dem Außenwärmetauscher 13 zu dem Kompressor 2. Wenn das Solenoid-Ventil 14 geöffnet und das Solenoid-Ventil 15 geschlossen ist, umgeht das Kühlmittel das Kühlverwendungsexpansionsventil 21 und den Verdampfer 126 und wird zu dem Kompressor 2 gesendet. Ferner durchläuft, wenn das Solenoid-Ventil 14 geschlossen und das Solenoid-Ventil 15 geöffnet ist, das Kühlmittel das Kühlverwendungsexpansionsventil 21 und den Verdampfer 126 und wird zu dem Kompressor 2 gesendet.
Das Heizverwendungsexpansionsventil 18 und das Kühlverwendungsexpansionsventil 21 wirken als Entspanner, die das Kühlmittel entspannen bzw. ausdehnen lassen. Diese Expansionsventile 18 und 21 sind mit Durchlässen mit engen Durchmessern versehen und sprühen Kühlmittel von diesen Durchlässen mit engem Durchmesser, um den Druck des Kühlmittels rapide fallen zu lassen. Das Heizverwendungsexpansionsventil 18 reduziert den Druck des von dem Innenkondensator 12 zugeführten flüssigen Kühlmittels gemäß dem Ventilöffnungsgrad und sprüht dieses zerstäubt bzw. vernebelt nach innerhalb des Außenwärmetauschers 13. Es wird bemerkt, dass diese Ventile durch die Aktuatoren gesteuert werden.
In dem Beispiel der in 10 gezeigten Konfiguration wird in der Heizbetriebsart das von dem Außenwärmetauscher 13 herausfließende Kühlmittel das Kühlverwendungsexpansionsventil 21 umgehen gelassen, um zu dem Kompressor 2 gesendet zu werden, so dass das Solenoid-Ventil 14 geöffnet und das Solenoid-Ventil 15 geschlossen ist. Ferner ist in der Heizbetriebsart das Umgehungsventil 20 geschlossen. Aufgrund dessen zirkuliert Kühlmittel mittels des durch die Pfeile in 10 gezeigten Pfades.
In der Heizbetriebsart absorbiert das nach innerhalb des Außenwärmetauschers 13 zugeführte Kühlmittel Wärme von der Außenluft und wird zu einem Gas. Ferner wird das von dem Außenwärmetauscher 13 zugeführte Kühlmittel mittels des Kompressors 2 komprimiert. Bei Durchlaufen durch das Innere des Kondensators 12 tauscht das durch den Kompressor 2 komprimierte Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks Wärme mit der durch das Innere des Luftdurchlasses 6 fließenden Luft aus bzw. entlädt bzw. gibt diese ab. Aufgrund dessen erhöht sich eine Temperatur von durch das Innere des Luftdurchlasses 6 hindurchfließender Luft, und diese wird von den Lüftungsöffnungen nach innerhalb des Passagierabteils geblasen, wodurch das Innere des Passagierabteils derart geheizt wird, dass die Temperatur des Inneren des Passagierabteils eine gewünschte eingestellte Temperatur wird.
Der Innenkondensator 12 wirkt als ein Kondensator, der das Kühlmittel in dem Kühlzyklus bzw. Kühlkreislauf kondensiert. In dem Innenkondensator 12 wird das hauptsächlich gasförmige Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks, das von dem Kompressor 2 herausfließt, isobarisch gekühlt, wodurch es sich zu einem hauptsächlich flüssigen Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks ändern gelassen wird. Das Kühlmittel, das durch Austausch von Wärme mit der Luft innerhalb des Luftdurchlasses 6 eine Flüssigkeit wird, wird zu dem Heizverwendungsexpansionsventil 18 zugeführt. Das Heizverwendungsexpansionsventil 18 lässt zur Zufuhr zu dem Außenwärmetauscher 13 den Druck des Kühlmittels rapide fallen. In der Heizbetriebsart wirkt der Außenwärmetauscher 13 als ein Verdampfer, der das Kühlmittel verdampfen lässt. In dem Außenwärmetauscher 13 verdampft das zerstäubte bzw. vernebelte Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks, das von dem Heizverwendungsexpansionsventil 18 herausfließt, wodurch dieses sich zu einem gasförmigen Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks ändern gelassen wird.
In dem Beispiel der Konfiguration, die in 10 gezeigt ist, wird auch auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel der Konfiguration der 1 in einer Umgebung mit einer Temperatur des Kühlmittels derart gering, dass der Kühlzyklus bzw. Kühlkreislauf nicht geeignet realisiert werden kann, der Antriebsmotor 2b des Kompressors 2 mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebs angesteuert, um die Temperatur des Kühlmittels früh ansteigen zu lassen. Durch Ansteuerung des Antriebsmotors 2b mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebes kann die Temperatur des Kühlmittels des Kühlkreises 120 in einer kurzen Zeit ansteigen gelassen werden. Indem die Temperatur des Kühlmittels früh ansteigt, wird es möglich, den Kühlkreislauf bzw. Kühlzyklus in dem Kühlkreis 120 früh geeignet zu realisieren, und entsprechend wird es möglich, das Innere des Passagierabteils früh zu heizen bzw. zu erwärmen.
Ferner wird auch in dem Beispiel der in 10 gezeigten Konfiguration auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel der Konfiguration der 1 in dem Zustand, in dem der Gebläsemotor 61a aus ist, die Stromphase θ derart gesteuert, um von der Optimalphase θ₀ zu der Vorauseilseite verschoben zu sein, während in dem Zustand, in dem der Gebläsemotor 61a ein ist, die Stromphase θ derart gesteuert wird, um von der Optimalphase θ₀ zu der Nacheilseite verschoben zu sein. Aufgrund dessen kann, wenn die Stromphase θ zu der Vorauseilseite verschoben ist, eine Steuerung durchgeführt werden, die einer Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels Priorität gibt, während dann, wenn die Stromphase θ zu der Nacheilseite verschoben wird, eine Steuerung durchgeführt werden kann, die Priorität der Steuerbarkeit der Temperatur gibt.
Es wird bemerkt, dass in der in 10 gezeigten Konfiguration in der Kühlbetriebsart das von dem Außenwärmetauscher 13 herausfließende Kühlmittel zu dem Kühlverwendungsexpansionsventil 21 und dem Verdampfer 126 gesendet wird, so dass das Solenoid-Ventil 15 geöffnet und das Solenoid-Ventil 14 geschlossen wird. Ferner wird in der Kühlbetriebsart das Umgehungsventil 20 geöffnet. Das Kühlverwendungsexpansionsventil 21 reduziert den Druck des von dem Innenkondensator 21 durch den Außenwärmetauscher 13 zugeführten flüssigen Kühlmittels gemäß einem Ventilöffnungsgrad und sprüht dieses zerstäubt bzw. vernebelt nach innerhalb des Verdampfers 126. Der Verdampfer 126 wirkt als ein Wärmeabsorbierer bzw. Wärmeaufnehmer, der Wärme von nach innerhalb des Luftdurchlasses 6 geblasener Luft zu dem Kühlmittel absorbiert bzw. aufnimmt. Der Verdampfer 126 lässt das zerstäubte bzw. vernebelte Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks, das von dem Kühlverwendungsexpansionsventil 21 herausfließt bzw. herausströmt, durch Wärmetausch mit der durch den Zentrifugalventilator 11 in den Luftdurchlass 6 geblasenen Luft verdampfen und verdunsten, um dieses zu einem gasförmigen Kühlmittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks zur Zufuhr zu dem Kompressor 2 zu ändern. Als ein Ergebnis kann die Luft um den Verdampfer 126 zur Kühlung bereitet werden, und das Innere des Passagierabteils kann gekühlt werden.
Ferner wird in der Kühlbetriebsart der Öffnungsgrad der Luftmischtür 62 gesteuert, um voll geschlossen zu sein. Aufgrund dessen umgeht die durch das Innere des Luftdurchlasses 6 fließende bzw. strömende Luft den Innenkondensator 12, so dass, wenn das Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks, das von dem Entladeanschluss 2f des Kompressors 2 entladen bzw. ausgelassen bzw. abgegeben ist, durch den Innenkondensator 12 hindurchläuft, dieses keine Wärme zu der Luft abgibt, die durch das Innere des Luftdurchlasses 6 hindurchfließt bzw. hindurchströmt. Daher strömt die bei Hindurchpassieren durch den Verdampfer 126 gekühlte Luft derart durch das Innere des Luftdurchlasses 6, um den Innenkondensator 12 zu umgehen, und wird von den Lüftungsöffnungen nach innerhalb des Passagierabteils herausgeblasen. Aufgrund dessen wird das Innere des Passagierabteils gekühlt, so dass die Temperatur des Inneren des Passagierabteils eine gewünschte eingestellte Temperatur wird.
Wie vorstehend erklärt erhöhen sich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Verringerung der Effizienz des Antriebsmotors 2b des Kompressors 2 zur Einleitung von Wärme in den Kühlkreis 120 die Kühlmitteltemperatur und die Kühlmitteldichte, und der Kühlkreis 120 kann zu der Zeit einer niedrigen Temperatur geeignet betrieben werden. Zu dieser Zeit wird es durch Ansteuerung des Antriebsmotors 2b durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb bei der Vorauseilseite, während sich der Gebläsemotor 61a in dem Aus-Zustand befindet, und Ansteuern des Antriebsmotors 2b durch einen ineffizienten Antriebsbetrieb bei der Nacheilseite, während sich der Gebläsemotor 61a in dem Ein-Zustand befindet, möglich, das benötigte Ausmaß von Wärme früh sicherzustellen, während eine Fluktuation bzw. Schwankung des Antriebsdrehmoments des Kompressors 2 niedrig gehalten und die Temperatur innerhalb des Passagierabteils stabilisiert wird.

Claims

Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement, mit: einem Kompressor, der einen Kompressionsteil, der ein Kühlmittel komprimiert, und einen Antriebsmotor, der den Kompressionsteil antreibt, aufweist, und der Abwärme, die mit einem Ansteuern des Antriebsmotors einhergeht, verwendet, um die Temperatur des Kühlmittels ansteigen zu lassen, einem Gebläse, das Luft zu einem durch Empfang von Wärme des Kühlmittels in einer Temperatur erhöhten Wärmetauscher bläst und bezüglich Wärme mit dem Wärmetauscher ausgetauschte Luft zu dem Inneren eines Passagierabteils bläst, und einem Motorsteuerteil, der eine Stromphase des Antriebsmotors zu einer Phase steuert, durch die ein Verhältnis einer Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors zu einer Änderung der Stromphase relativ größer wird, um dadurch den Antriebsmotor mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebs anzusteuern, wenn sich das Gebläse in einem nichtangetriebenen Zustand befindet, und der die Stromphase zu einer Phase steuert, durch die ein Verhältnis einer Änderung einer Ausgabe des Antriebsmotors zu einer Änderung der Stromphase relativ geringer wird, um dadurch den Antriebsmotor mittels eines ineffizienten Antriebsbetriebes anzusteuern, wenn sich das Gebläse in einem angetriebenen Zustand befindet.
Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach Anspruch 1, wobei der Motorsteuerteil den Antriebsmotor mittels des ineffizienten Antriebsbetriebs ansteuert durch Steuern der Stromphase des Antriebsmotors zu einer Vorauseilseite von der Optimalphase, wenn sich das Gebläse in dem nichtangetriebenen Zustand befindet, und durch Steuern der Stromphase des Antriebsmotors zu einer Nacheilseite von der Optimalphase, wenn sich das Gebläse in dem angetriebenen Zustand befindet, und wobei die Optimalphase eine Phase ist, durch die eine Ausgabe des Antriebsmotors ein angefordertes Drehmoment des Kompressors erfüllen kann, während der zu dem Antriebsmotor zugeführte Strom minimiert sein kann.
Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach Anspruch 2, wobei das Gebläse zu der Zeit einer Heizanforderung in den nichtangetriebenen Zustand eingestellt ist, und dann gemäß einem Temperaturanstieg des Kühlmittels zu dem angetriebenen Zustand eingestellt ist.
Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Motorsteuerteil die Stromphase des Antriebsmotors, nach deren Steuerung zu der Nacheilseite von der Optimalphase, sich der Optimalphase annähern lässt.
Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei Durchführung des ineffizienten Antriebsbetriebs der Motorsteuerteil einen Strom größer als ein geringster Stromwert unter den zu dem Antriebsmotor zugeführten Strömen, durch die die Ausgabe des Antriebsmotors ein angefordertes Drehmoment des Kompressors erfüllen kann, zu dem Antriebsmotor zuführt.
Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach Anspruch 1, wobei das Temperatursteuerelement ferner ein Temperaturerfassungselement umfasst, das eine Temperatur des Kühlmittels erfasst, und der Motorsteuerteil den Antriebsmotor solange ineffizient ansteuert, wie die Temperatur des Kühlmittels ein vorbestimmter Wert oder geringer ist.
Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach Anspruch 6, wobei der Motorsteuerteil den Antriebsmotor solange mittels des ineffizienten Antriebsbetriebes ansteuert, wie die Temperatur des Kühlmittels der vorbestimmte Wert oder geringer ist und es eine Heizanforderung gibt.
Fahrzeugmontiertes Temperatursteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kompressor dazu eingerichtet ist, um dazu in der Lage zu sein, Wärme zwischen dem Antriebsmotor oder einem wärmeabgebenden Teil, das einhergehend mit einem Ansteuern des Antriebsmotors Wärme abgibt, und einem Kühlmittel auszutauschen.