DE10360575A1

DE10360575A1 - Klimagerät für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10360575A1
Application number: DE2003160575
Authority: DE
Inventors: Keita Kariya Honda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2004-07-22
Also published as: US6978628B2; US20040134204A1

Abstract

Wenn eine voreingestellte Schutztemperatur überschritten wird, arbeitet ein Klimagerät für ein Fahrzeug, das mit einer Klimaanlagen-Wechselrichterschutzteinrichtung ausgestattet ist, so dass der Ausgang des Klimaanlagen-Wechselrichterts verrringert wird. Dies verringert den Ausgang des Klimaanlagen-Wechselrichters, wodurch Wärme von dem Kühlmittel durch einen ersten Wärmetauscher in geringeren Mengen freigesetzt wird, was einen Anstieg der Temperatur des EV-Kühlwassers unterdrückt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimasteuereinrichtung zum Steuern des Kühlvermögens im Kühlkreis eines Klimageräts in einem Fahrzeug, welches einen Elektrofahrmotor aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Klimasteuereinrichtung zum Begrenzen des Kühlvermögens im Kühlkreis, um das Kühlvermögen eines Kühlers zur Luftkühlung des Kühlwassers, welches elektrische Teile verbunden mit einem Elektrofahrmotor, wie beispielsweise einen am Fahrzeug montierten Elektrofahrmotor-Wechselrichter, über einem vorgegebenen Pegel zu halten.

In einem Kühlkreis eines Fahrzeugs mit einem Elektrofahrmotor, wie beispielweise einem Hybridwagen mit einem Verbrennungsfahrmotor sowie einem Elektrofahrmotor, ist es allgemeine Praxis, einen ersten Wärmetauscher (Kondensator), welcher, indem er luftgekühlt wird, die Wärme, welche das Kühlmittel von der in die Fahrgastzelle eingeleiteten Luft aufnimmt, entfernt, und einen Kühler (nachfolgend als EV-Kühler), welcher das Kühlwasser zum Kühlen verschiedener an dem Hybridwagen montierter elektrischer Teile luftkühlt, in Reihe mit einem Kühler (nachfolgend als Motorkühler bezeichnet), welcher das Kühlwasser zum Kühlen des Verbrennungsfahrmotors luftkühlt, in der Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, anzuordnen. Es wurde ferner ein Kühlkreis zum Steuern der Drehzahl eines Luftkühllüfters in Abhängigkeit von der Temperatur der elektrischen Teile vorgeschlagen, um die Kühlwassertemperatur unter einem vorgegebenen Wert zu halten, um einen Abfall des Vermögens, verursacht durch einen Anstieg der Temperatur, der elektrischen Teile zu verhindern.

Vom Standpunkt der Raumersparnis in modernen Hybridwägen aus wurde versucht, den EV-Kühler und den Motorkühler integral zusammen als integrierten Kühler herzustellen und den ersten Wärmetauscher und den integrierten Kühler in Reihe in der Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, anzuordnen, anstatt die drei Einheiten, d.h. den ersten Wärmetauscher, den EV-Kühler und den Motorkühler in Reihe in der Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, anzuordnen.

Hierbei darf die Temperatur des Kühlwassers (nachfolgend als Motorkühlwasser bezeichnet) zum Kühlen des Motors auf bis zu 110°C ansteigen, und sie kann selbst mit der Luft, welche Wärme von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher empfangen hat, ausreichend gekühlt werden. Die Temperatur des Kühlwassers (nachfolgend als EV-Kühlwasser bezeichnet) zum Kühlen der elektrischen Teile darf jedoch nur bis zu 65°C ansteigen, um die elektrischen Teile zu schützen. Es ist deshalb wahrscheinlich, dass das Kühlwasser durch die Luft, die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher abgestrahlte Wärme empfangen hat, nicht auf 65°C luftgekühlt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Klimagerät für ein Fahrzeug, das mit einem Kühlkreis zum Luftkühlen eines Kühlmittels durch einen ersten Wärmetauscher und mit einem EV-Kühler ausgerüstet ist, vorzusehen, welches das Kühlvermögen des Kühlkreises begrenzen kann, um die Temperatur des EV-Kühlwassers auf nicht höher als 65°C zu halten.

Um die obige Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, mit einem Kühlkreis mit einem Kompressor zum Komprimieren und Ausblasen eines Kühlmittels und einem ersten Wärmetauscher zum Luftkühlen des aus dem Kompressor ausgeblasenen Kühlmittels, welche an einem Fahrzeug mit einem Elektrofahrmotor montiert sind; einem Klimaanlagen-Wechselrichter zum Steuern der Drehzahl des Kompressors durch Zuführen elektrischer Energie zu dem Kompressor; elektrischen Teilen, verbunden mit dem Elektrofahrmotor, und zum Erzeugen elektrischer Energie in Zusammenhang mit dem Elektrofahrmotor; einem stromab des ersten Wärmetauschers in Reihe in einer Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, angeordneten Kühler zum Luftkühlen des Kühlwassers, welches den Klimaanlagen-Wechselrichter und die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile kühlt; einer Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers, welches aus dem Kühler ausströmt; und einer Klimaanlagen-Wechselrichterschutzeinrichtung zum Verringern der Ausgangsleistung des Klimaanlagen-Wechselrichters, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers eine voreingestellte Schutztemperatur übersteigt.

Wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers zu steigen beginnt, kann die Schutztemperatur überschritten werden. In diesem Fall wird die Ausgangsleistung des Klimaanlagen-Wechselrichters verringert, wodurch die Drehzahl des Kompressors sinkt und das Kühlmittel in einer geringeren Menge zirkuliert wird. Deshalb wird Wärme in verringertem Maße von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher abgestrahlt, und die Temperatur der Kühlluft sinkt, was es möglich macht, das EV-Kühlwasser durch den EV-Kühler ausreichend luftzukühlen. Als Ergebnis wird ein Anstieg der Temperatur des EV-Kühlwassers unterdrückt und die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile werden geschützt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgeschlagen, bei welchem die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile einen Elektrofahrmotor-Wechselrichter enthalten, welcher die Drehzahl des Elektrofahrmotors durch Zuführen elektrischer Energie zu dem Elektrofahrmotor steuert.

Dies verhindert eine Beschädigung, die durch einen Anstieg der Temperatur des Elektrofahrmotor-Wechselrichters verursacht wird, und verhindert ein Anhalten des Fahrzeugs, das aus dem Abschalten des Elektrofahrmotors resultiert.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, bei welchem die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile einen DC/DC-Wandler enthalten, welcher die DC-Leistung einer an dem Fahrzeug montierten Hauptbatterie verringert und die verringerte Energie einer Hilfsbatterie zuführt.

Dies verhindert weiter die Beschädigung, die durch einen Anstieg der Temperatur des DC/DC-Wandlers verursacht wird, und verhindert das Anhalten verschiedener Hilfsvorrichtungen, das durch ein Fehlen elektrischer Ladung der Hilfsbatterie verursacht wird.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, ferner mit dem zweiten Wärmetauscher, der in einer Leitung angeordnet ist, welche die Luft in die Fahrgastzelle einleitet, um die Luft durch das Kühlmittel zu kühlen, wobei die Klimasteuereinrichtung die durch das Kühlmittel durch den zweiten Wärmetauscher absorbierte Wärmemenge verringert, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als ein Einstellwert ist.

Wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers höher als ein Einstellwert (z.B. 65°C) ist, absorbiert das Kühlmittel in dem zweiten Wärmetauscher Wärme in geringeren Mengen und demgemäß wird Wärme in geringeren Mengen von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher an die Kühlluft abgegeben. Deshalb erhält man den gleichen Effekt wie jenen des ersten Aspekts.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, ferner mit einer Innenluft/Außenluft-Wechselklappe, welche entweder in einen Außenlufteinleitungsmodus zum Einleiten der Luft außerhalb der Fahrgastzelle in die Leitung oder einen Innenzirkulationsmodus zum Zirkulieren der Luft in der Fahrgastzelle wechselt, wobei die Klimasteuereinrichtung eine Innenluft/ Außenluft-Wechselsteuereinrichtung zum Ändern der Innenluft/Außenluft-Wechselklappe in den Innenluftzirkulationsmodus, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist, ist.

Wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers höher als ein Einstellwert (z.B. 65°C) ist, wird deshalb die Luft (Innenluft), welche einmal in der Fahrgastzelle gekühlt ist, in den zweiten Wärmetauscher eingeleitet, wodurch das Kühlmittel in dem zweiten Wärmetauscher Wärme in geringeren Mengen aufnimmt und demgemäß Wärme in geringeren Mengen von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher an die Kühlluft freigesetzt wird. Deshalb erhält man den gleichen Effekt wie jenen des ersten Aspekts.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, bei welchem die Klimasteuereinrichtung die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher freigesetzte Wärmemenge verringert, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als ein Einstellwert ist.

Wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers höher als ein Einstellwert (z.B. 65°C) ist, wird Wärme in geringeren Mengen von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher an die Kühlluft freigesetzt. Deshalb erhält man den gleichen Effekt wie jenen des ersten Aspekts.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, ferner mit einem Kompressor zum Komprimieren und Ausblasen des Kühlmittels in den ersten Wärmetauscher, wobei die Klimasteuereinrichtung eine Kompressorsteuereinrichtung zum Steuern der Ausblasmenge des Kompressors ist, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist.

Deshalb wird, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers höher als der Einstellwert (z.B. 65°C) ist, das Kühlmittel in begrenzten Mengen in den ersten Wärmetauscher geblasen und Wärme wird in geringeren Mengen von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher in die Kühlluft freigesetzt. Deshalb erhält man den gleichen Effekt wie jenen des ersten Aspekts.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, bei welchem, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist, die Kompressorsteuereinrichtung eine Kombination von einem oder zwei oder mehr einer ersten Kompressorsteuereinrichtungen zum Verhindern des Anstiegs der Drehzahl des Kompressors, einer zweiten Kompressorsteuereinrichtung zum Verringern der Drehzahl des Kompressors um ein vorgegebenes Maß und einer dritten Kompressorsteuereinrichtung zum Anhalten des Kompressors aufweist.

Deshalb wird, falls es mehrere stufenweise Einstellwerte für die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfassten Temperaturen des EV-Kühlwassers gibt, die in den ersten Wärmetauscher geblasene Kühlmittelmenge in Abhängigkeit von den Stufen begrenzt und die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher in die Kühlluft freigesetzte Wärmemenge stufenweise verringert. Dies macht es möglich, die Temperatur der Kühlluft zum Kühlen des EV-Kühlwassers stufenweise zu senken und damit die Steuerfunktion in Abhängigkeit von dem Notfallgrad auszuführen.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Klimagerät für ein Fahrzeug vorgesehen, ferner mit dem in einer Leitung, welche die Luft in die Fahrgastzelle einleitet, angeordneten zweiten Wärmetauscher zum Kühlen der Luft durch das Kühlmittel, einer Innenluft/Außenluft-Wechselklappe, welche entweder in einen Außenlufteinleitungsmodus zum Einleiten der Luft außerhalb der Fahrgastzelle in die Leitung oder einen Innenluftzirkulationsmodus zum Zirkulieren der Luft in der Fahrgastzelle wechselt, und einem Kompressor zum Komprimieren und Blasen des Kühlmittels in den ersten Wärmetauscher, wobei, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist, die Klimasteuereinrichtung eine Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung zum Wechseln der Innenluft/Außenluft-Wechselklappe in den Innenluftzirkulationsmodus sowie irgendeine Kombination von zwei oder mehr einer ersten Kompressorsteuereinrichtung zum Verhindern des Anstiegs der Drehzahl des Kompressors, einer zweiten Kompressorsteuereinrichtung zum Verringern der Drehzahl des Kompressors um ein vorgegebenes Maß und einer dritten Kompressorsteuereinrichtung zum Anhalten des Kompressors aufweist.

Deshalb wird, falls es mehrere stufenweise Einstellwerte für die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfassten Temperaturen des EV-Kühlwassers gibt, die in den ersten Wärmetauscher geblasene Kühlmittelmenge oder die durch das Kühlmittel durch den zweiten Wärmetauscher aufgenommene Wärmemenge in Abhängigkeit von den Stufen verringert, was die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher in die Kühlluft freigesetzte Wärmemenge stufenweise verringert. Deshalb wird der gleiche Effekt wie jener des achten Aspekts erzielt.

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine Darstellung des Aufbaus eines EV-Kühlwasserkreises gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 ist eine Darstellung des gesamten Aufbaus eines Klimageräts für Fahrzeuge gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ist eine Graphik von Veränderungen einer ersten Schutztemperatur, einer zweiten Schutztemperatur und einer EV-Kühlwassertemperatur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 ist ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
5 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
6 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und
7 ist eine schematische Darstellung, welche den Temperaturbereich gemäß dem Steuerverfahren des vierten Ausführungsbeispiels einteilt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Der Aufbau gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Bezug nehmend auf 1 und 2 beschrieben. Bezug nehmend auf 2 ist ein Klimagerät 2 für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im vordersten Teil einer Fahrgastzelle 15 eines Hybridwagens 1, welcher einen Verbrennungsfahrmotor 81 und einen Elektrofahrmotor (nicht dargestellt) aufweist, angeordnet. Das Klimagerät 2 für ein Fahrzeug enthält eine Klimaeinheit 5 zum Klimatisieren der in die Fahrgastzelle 15 geblasenen Luft (nachfolgend als klimatisierte Luft bezeichnet), einen Kühl kreis 3, der das Kühlmittel in die Klimaeinheit 5 zirkuliert, um die Klimaluft zu kühlen, um Wärme aufzunehmen und die Wärme in die als Kühlluft, die später beschrieben wird, eingeleitete Atmosphäre (Fahrtwind) freizusetzen, sowie eine bekannte Zentraleinheit (CPU), einen ROM, einen Standby-RAM, sowie eine Klimasteuereinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) zum Ausführen der Arbeitsprozesse gemäß einem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm als Reaktion auf verschiedene Eingangssignale (keines der Elemente CPU, ROM, Standby-RAM oder Klimasteuereinheit ist hier dargestellt).
Die Klimaeinheit 5 ist mit einer Leitung 51 versehen, die einen Luftweg zum Einleiten der Klimaluft in die Fahrgastzelle 15 bildet. In dem stromaufwärtigsten Abschnitt der Leitung 51 ist eine Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 52 vorgesehen, welche durch ein Innenluft/Außenluft-Wechselstellglied (nicht dargestellt) wie beispielsweise einen Servomotor, der durch die Klimasteuereinheit (ECU) gesteuert wird, angetrieben ist, um entweder in einen Außenlufteinleitungsmodus zum Einleiten der Klimaluft von außerhalb der Fahrgastzelle oder in den Innenluftzirkulationsmodus zum Zirkulieren der Luft in der Fahrgastzelle 15 zu wechseln.
Stromab der Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 52 ist ein Gebläse 53 vorgesehen, welches die Luft aus der Fahrgastzelle (Innenluft) oder die Luft von außerhalb der Fahrgastzelle (Außenluft) durch die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 52 einleitet und die Luft als Klimaluft in die Leitung 51 bläst.
Stromab des Gebläses 53 ist über der gesamten Oberfläche der Leitung 51 ein zweiter Wärmetauscher (Verdampfapparat) 33 vorgesehen, der einen Teil des Kühlkreises 3 bildet und die Kühlung durch Absorbieren von Wärme aus der Klimaluft bewirkt. Stromab des zweiten Wärmetauschers 33 ist ein dritter Wärmetauscher (Heizkern) 54 vorgesehen, der einen Teil eines Motorkühlwasserkreises 8 bildet, der später beschrieben wird, und mit dem Motorkühlwasser die Klimaluft, welche durch den zweiten Wärmetauscher 33 gekühlt ist, erwärmt. Der dritte Wärmetauscher 54 ist mit einer Luftmischklappe 55 zum Einstellen des Verhältnisses der Strömungsrate der an dem dritten Wärmetauscher 54 vorbei strömenden Klimaluft und der Strömungsrate der durch den dritten Wärmetauscher 54 strömenden Klimaluft durch Öffnen der Klappe in Abhängigkeit von einer Zieltemperatur der in die Fahrgastzelle 15 geblasenen Klimaluft versehen.
Stromab des dritten Wärmetauschers 54 und der Luftmischklappe 55 sind Blaswege zum Einleiten der Klimaluft in die Fahrgastzelle 15, d.h. ein Gesichtsblasweg 56 zum Einleiten der Klimaluft zu Gesichtsblasöffnungen (nicht dargestellt) zum hauptsächlichen Blasen der kalten Luft zu den Köpfen und Brüsten der Fahrgäste aus dem vorderen Teil der Fahrgastzelle 15, ein Fußblasweg 57 zum Einleiten der Klimaluft zu Fußblasöffnungen (nicht dargestellt) zum hauptsächlichen Blasen der warmen Luft zu den Füßen der Fahrgäste, und ein Entfrosterblasweg 58 zum Einleiten der Klimaluft zu Entfrosterblasöffnungen (nicht dargestellt) zum hauptsächlichen Blasen der warmen Luft zu der Windschutzscheibe vorgesehen.
Der Kühlkreis 3 enthält einen Kompressor 31, der das gasförmige Kühlmittel, welches beim Aufnehmen der Wärme aus der Klimaluft durch den zweiten Wärmetauscher 33 verdampft ist, komprimiert und das Kühlmittel in einem Zustand (d.h. hohe Temperatur und hoher Druck) ausbläst, in welchem es einfach verflüssigt werden kann, einen ersten Wärmetauscher (Kondensator) 4, der das gasförmige Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks, das aus dem Kompressor 31 geblasen wird, durch die Kühlluft, die später beschrieben wird, verflüssigt, um das flüssige Kühlmittel als Ergebnis des Freisetzens der Wärme zu bilden, ein Kühlmittelexpansionsventil 32 zum schnellen Ausdehnen des flüssigen Kühlmittels eines hohen Drucks, um so als Kühlmittel der Form eines Niedertemperaturnebels eingespritzt zu werden, und den zweiten Wärmetauscher 33 zum Aufnehmen von Wärme aus der Klimaluft als Verdampfungswärme des Kühlmittels, um die Luft zu kühlen. Der Kühlkreis 3 ist durch Kühlmittelrohre 34 verbunden, sodass das Kühlmittel in der Reihenfolge des Kompressors 31, des ersten Wärmetauschers 4, des Kühlmittelexpansionsventils 32 und des zweiten Wärmetauschers 33 strömt.
Der erste Wärmetauscher 4 ist am vordersten Teil in dem Motorraum des Hybridwagens 1 angeordnet. Ein Kühlergrill 12 ist vor dem ersten Wärmetauscher 4 an der Oberseite eines vorderen Stoßfängers, aber an der Unterseite des vorderen Endes einer Motorhaube 14 vorgesehen, um den Fahrtwind als Kühlluft einzuleiten. Stromab des ersten Wärmetauschers 4 in der Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, sind ein Motorkühler 84 zum Luftkühlen des Motorkühlwassers, d.h. zum Kühlen des Verbrennungsfahrmotors 81, und ein integrierter Kühler 7, der parallel zu dem Motorkühler 84 an der Unterseite des Motorkühlers 84 in der Oben/Unten- Richtung angeordnet ist und der einen EV-Kühler 6 zum Luftkühlen des EV-Kühlwassers, d.h. zum Kühlen verschiedener an dem Hybridwagen 1 montierter elektrischer Teile enthält, angeordnet. Stromab des integrierten Kühlers 7 in einer Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, ist ein Luftkühllüfter 35 in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher 4 und dem integrierten Kühler 7 angeordnet, um den Fahrtwind als Kühlluft in den Motorraum 11 durch den Kühlergrill 12 einzuleiten.
Der Motorkühler 84 bildet zusammen mit dem Verbrennungsfahrmotor 81, einem in der Klimaeinheit 5 vorgesehenen dritten Wärmetauscher 54 zum Heizen der Klimaluft und einer Motorkühlwasserpumpe 82, welche die Energie zum Zirkulieren des Motorkühlwassers liefert, einen Motorkühlwasserkreis 8. Der Motorkühler 84 ist durch die Motorkühlwasserrohre 83 so verbunden, dass das Motorkühlwasser in der Reihenfolge der Motorkühlwasserpumpe 82, des Verbrennungsfahrmotors 81, des dritten Wärmetauschers 54, des Verbrennungsfahrmotors 81 und des Motorkühlers 84 strömt.
Bezug nehmend auf 1 bildet der EV-Kühler 6 zusammen mit einer Gruppe 97 von elektrischen Teilen und einer EV-Kühlwasserpumpe 91, welche die Energie zum Zirkulieren des EV-Kühlwassers liefert, einen EV-Kühlwasserkreis 9.
Die Gruppe 97 elektrischer Teile enthält einen Elektrofahrmotor-Wechselrichter 92, der eine DC-Energie einer am Wagen montierten Hauptbatterie (nicht dargestellt) in eine vorgegebene Dreiphasen-AC-Energie wandelt und weiter die Dreiphasen-AC-Energie umwandelt und die Energie dem Elektrofahrmotor als Reaktion auf einen Befehl von einer Motorsteuereinheit (nicht dargestellt) zuführt, um die Drehzahl des Elektrofahrmotors zu steuern, einen DC/DC-Wandler, der die DC-Energie der am Wagen montierten Hauptbatterie auf eine vorgegebene DC-Energie absenkt und sie einer Hilfsbatterie (nicht dargestellt) zum Betreiben von an dem Hybridwagen 1 montierten Hilfsgeräten zuführt, um die Hilfsbatterie elektrisch zu laden, sowie einen Klimaanlagen-Wechselrichter 94, der die DC-Energie der Hilfsbatterie in eine vorgegebene Dreiphasen-AC-Energie wandelt, die Dreiphasen-AC-Energie einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) des Kompressor 31 als Reaktion auf einen Befehl von einer Klimasteuereinheit (ECU) zuführt, um die Drehzahl des Kompressors 31 zu steuern.
Die EV-Kühlwasserpumpe 91, der DC/DC-Wandler 93, der Klimaanlagen-Wechselrichter 94, der Elektrofahrmotor-Wechselrichter 92 und der EV-Kühler 6 sind miteinander durch EV-Kühlwasserrohre 96 verbunden, sodass das EV-Kühlwasser in dieser Reihenfolge strömt. An der EV-Kühlwasserauslassseite des EV-Kühlers 6 ist ein Wassertemperatursensor 95 als Einrichtung zum Erfassen der Temperatur des EV-Kühlwassers, welches aus dem EV-Kühler 6 strömt, vorgesehen und der Messwert wird der Motorsteuereinheit und der Klimaanlagensteuereinheit eingegeben.
Die Motorsteuereinheit speichert eine Schutztemperatur (erste Schutztemperatur) (65°C in diesem Ausführungsbeispiel) im Voraus, um eine Beschädigung des Elektrofahrmotor-Wechselrichters 92 durch einen Anstieg der Temperatur zu verhindern. Die Motorsteuereinheit enthält ferner eine Steuerprogramm als Einrichtung zum Schützen der mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile, um die Unterbrechung der Ausgangsleistung von dem Elektrofahrmotor-Wechselrichter 92 zu dem Elektrofahrmotor zu befehlen, falls der eingegebene Wert von dem Wassertemperatursensor 95 die erste Schutztemperatur übersteigt. Auch bezüglich des DC/DC-Wandlers 93 speichert die Motorsteuereinheit eine ähnliche Schutztemperatur (erste Schutztemperatur) (analog 65°C), und sie enthält ein Steuerprogramm als Einrichtung zum Schützen der mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile, um die Unterbrechung des Ausgangs von dem DC/DC-Wandler 93 zu der Hilfsbatterie zu unterbrechen, falls der eingegebene Wert von dem Wassertemperatursensor 95 die erste Schutztemperatur übersteigt.
Die Klimaanlagensteuereinheit speichert eine Schutztemperatur (zweite Schutztemperatur) niedriger als die erste Schutztemperatur im Voraus, um eine Beschädigung des Klimaanlagen-Wechselrichters 94 durch einen Anstieg der Temperatur zu verhindern. Die Klimaanlagensteuereinheit enthält ferner ein Steuerprogramm als Einrichtung zum Schützen des Klimaanlagen-Wechselrichters, um die Unterbrechung des Ausgangs von dem Klimaanlagen-Wechselrichter 94 zu dem Kompressor 91 zu befehlen, falls der eingegebene Wert von dem Wassertemperatursensor 95 die zweite Schutztemperatur übersteigt.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Klimaeinheit 5 strömt die gesamte Klimaluft, die durch das Gebläse 53 durch die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 52 in die Leitung 51 eingeleitet wird, durch den zweiten Wärmetauscher 33 und wird gekühlt, wenn die Wärme als Verdampfungswärme des Kühlmittels abgenommen wird. Die Klimaluft strömt nach der Kühlung teilweise durch die Luftmischklappe 55 und durch den dritten Wärmetauscher 54 und wird durch das Motorkühlwasser erwärmt. Der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 55 wird in Abhängigkeit von einer Zieltemperatur der in die Fahrgastzelle 15 geblasenen Klimaluft bestimmt. Die durch den dritten Wärmetauscher 54 erwärmte Klimaluft wird mit der Klimaluft, die an dem dritten Wärmetauscher 54 vorbei geströmt ist, gemischt und durch den Gesichtsblasweg 56, den Fußblasweg 57 oder den Entfrosterblasweg 58 in die Fahrgastzelle geblasen.
Im Kühlkreis 3 wird das aus dem Kompressor 31 ausgeblasene gasförmige Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks in dem ersten Wärmetauscher 4 verflüssigt, um ein flüssiges Kühlmittel zu werden, indem es die Wärme an die durch den Kühlluftlüfter 35 durch den Kühlergrill 12 eingeleitete Kühlluft abgibt. Das flüssige Kühlmittel wird durch das Kühlmittelexpansionsventil 32 eingespritzt, um wie ein Nebel zu expandieren, und strömt in den zweiten Wärmetauscher 32, wo es verdampft wird und der Klimaluft die Wärme abnimmt. Anschließend wird das Kühlmittel wieder durch den Kompressor 31 komprimiert, um eine hohe Temperatur und einen hohen Druck anzunehmen, um den Zyklus zu wiederholen.
Im Motorkühlwasserkreis 8 wird das durch die Motorkühlwasserpumpe 82 ausgeblasene Motorkühlwasser zu dem Verbrennungsfahrmotor 81 geschickt, um den Verbrennungsfahrmotor 81 zu kühlen. Danach wird das Motorkühlwasser zu dem dritten Wärmetauscher 54 geschickt, um die Klimaluft zu erwärmen und wird dann zu dem Motorkühler 84 geschickt, wo es durch die Kühlluft, die durch den ersten Wärmetauscher 4 geströmt ist, luftgekühlt wird, und wird wieder durch die Motorkühlwasserpumpe 82 ausgeblasen.
Im EV-Kühlwasserkreis 9 wird das aus der EV-Kühlwasserpumpe 91 ausgeblasene EV-Kühlwasser zu der Gruppe 97 der elektrischen Teile (Elektrofahrmotor-Wechselrichter 92, DC/DC-Wandler 93, Klimaanlagen-Wechselrichter 94) geschickt, um sie zu kühlen. Danach wird das EV-Kühlwasser in dem EV-Kühler 6 durch die Kühlluft, welche durch den ersten Wärmetauscher 4 geströmt ist, luftgekühlt und wird wieder durch die EV-Kühlwasserpumpe 91 ausgeblasen.
Der Wassertemperatursensor 95 erfasst die Temperatur des EV-Kühlwassers, welches aus dem EV-Kühler 6 ausströmt, und ein Messwert wird in die Klimaanlagensteuereinheit und die Motorsteuereinheit eingegeben. Wenn der eingegebene Wert des Wassertemperatursensors 95 die erste Schutztemperatur übersteigt, wird als Reaktion auf einen Befehl von der Motorsteuereinheit der Ausgang von dem Elektrofahrmotor-Wechselrichter 92 zu dem Elektrofahrmotor unterbrochen oder der Ausgang von dem DC/DC-Wandler 93 zu der Hilfsbatterie wird unterbrochen. Wenn der eingegebene Wert von dem Wassertemperatursensor 95 die zweite Schutztemperatur übersteigt, wird ferner der Ausgang von dem Klimaanlagen-Wechselrichter 94 zu dem Kompressor 91 als Reaktion auf einen Befehl von der Klimaanlagensteuereinheit unterbrochen.
Die zweite Schutztemperatur ist niedriger als die erste Schutztemperatur und daher wird der Ausgang von dem Klimaanlagen-Wechselrichter 94 zuerst unterbrochen. Deshalb hört, wenn die Temperatur des EV-Kühlwassers über 60°C ansteigt, wie in 3 dargestellt, der Kompressor 31 zuerst zu drehen auf, wodurch das Kühlmittel die Zirkulation stoppt, Wärme in geringeren Mengen von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 4 freigesetzt wird und die Temperatur der Kühlluft fällt. Als Ergebnis wird das EV-Kühlwasser durch den EV-Kühler 6 auf einen ausreichenden Grad luftgekühlt und die Temperatur des EV-Kühlwassers fällt.
Als nächstes wird nun die Wirkung des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie oben beschrieben, wird ein Klimagerät für ein Fahrzeug mit dem Kühlkreis 3 mit dem Kompressor 1 zum Komprimieren und Ausblasen des Kühlmittels und dem ersten Wärmetauscher 4 zum Luftkühlen des Mediums, welche an dem Hybridwagen 1 mit einem Elektrofahrmotor, dem Klimaanlagen-Wechselrichter 94 zum Steuern der Drehzahl des Kompressors 31, mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teilen (z.B. Elektrofahrmotor-Wechselrichter 92, DC/DC-Wandler 93, usw.) zum Erzeugen einer elektrischen Leistung in Zusammenhang mit dem Elektrofahrmotor, dem stromab des ersten Wärmetauschers 4 in Reihe in einer Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, angeordneten EV-Kühler 6 zum Luftkühlen des EV-Kühlwassers, welches den Klimaanlagen-Wechselrichter 94 und die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile kühlt, dem Wassertemperatursensor 95 zum Erfassen der Temperatur des EV-Kühlwassers, welches aus dem EV-Kühler 6 ausströmt, einer Einrichtung zum Schützen der mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile, um die Ausgangsleistungen der mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile zu verringern, wenn die durch den Wassertemperatursensor 95 erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers eine voreingestellte erste Schutztemperatur übersteigt, und einer Klimaanlagen-Wechselrichterschutzeinrichtung zum Verringern der Ausgangsleistung des Klimaanlagen-Wechselrichters 94, wenn die durch den Wassertemperatursensor 95 erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers eine zweite Schutztemperatur, welche im Voraus so eingestellt worden ist, dass sie niedriger als die erste Schutztemperatur ist, übersteigt, montiert sind, eingesetzt.
Wenn die durch den Wassertemperatursensor 95 erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers zu steigen beginnt, übersteigt deshalb die Temperatur des EV-Kühlwassers zuerst die zweite Schutztemperatur, wodurch der Ausgang des Klimaanlagen-Wechselrichters 94 zuerst unterbrochen wird, der Kompressor 31 zu drehen aufhört und das Kühlmittel zu zirkulieren stoppt. Deshalb wird die Wärme in geringeren Mengen von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 4 freigesetzt, die Temperatur der Kühlluft fällt und das EV-Kühlwasser wird durch den EV-Kühler 6 auf einen ausreichenden Grad luftgekühlt. Als Ergebnis wird ein Anstieg der Temperatur des EV-Kühlwassers unterdrückt und die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile werden geschützt.
Als nächstes wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Erfindung auf den Hybridwagen 1 mit dem Elektrofahrmotor und dem Verbrennungsfahrmotor 81 angewendet. Die Erfindung kann jedoch auch auf ein Schienenfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, welches nur mittels des Elektrofahrmotors fährt, angewendet werden.
Eine Einrichtung zum Schützen der mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile und eine Einrichtung zum Schützen des Klimaanlagen-Wechselrichters waren so aufgebaut, dass sie als Reaktion auf einen Befehl durch das in der Motorsteuereinheit und in der Klimaanlagensteuereinheit integrierte Steuerprogramm den Ausgang stoppen, d.h. den Schalter in der Ausgangsschaltung öffnen. Jedoch kann der Aufbau auch derart sein, dass die Ausgangsschaltung mit einer Sicherung versehen ist, sodass im Fall des Überschreitens der ersten Schutztemperatur oder der zweiten Schutztemperatur die Sicherung durchbrennt, um die Schaltung zu unterbrechen.
In diesem Ausführungsbeispiel werden der Ausgang des Elektrofahrmotor-Wechselrichters 92 und der Ausgang des DC/DC-Wandlers 93 als Einrichtung zum Schützen der mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile unterbrochen. Der Ausgang kann jedoch auch so begrenzt werden, dass er kleiner als ein vorgegebener Wert ist, oder er kann um ein vorgegebenes Maß verringert werden. Auch bezüglich einer Einrichtung zum Schützen des Klimaanlagen-Wechselrichters kann der Ausgang des Klimaanlagen-Wechselrichters 94 so begrenzt werden, dass er kleiner als ein vorgegebener Wert ist, um die Drehzahl des Kompressors 31 so zu begrenzen, dass sie kleiner als ein vorgegebener Wert ist, oder der Ausgang kann um ein vorgegebenes Maß verringert werden, um die Drehzahl des Kompressors 31 um ein vorgegebenes Maß zu verringern. Bezüglich der Einrichtung zum Stützen des Klimaanlagen-Wechselrichters kann ferner die Innenluft-Außenluft-Wechselklappe 52 unabhängig von dem Ausgang des Klimaanlagen-Wechselrichters 94 in den Innenluftzirkulationsmodus gewechselt und festgestellt werden, oder sie kann ferner eine Kombination von zwei oder mehr von vier Einrichtungen sein, die in den Innenluftzirkulationsmodus in einer festen Weise wechseln, die Drehung des Kompressors 31 anhalten, die Drehzahl um ein vorgegebenes Maß verringern und die Drehzahl so begrenzen, dass sie geringer als ein vorgegebener Wert ist.
Als Verfahren zum Rückstellen des Klimabetriebs in den normalen Steuerbetrieb, nachdem die Temperatur des EV-Kühlwassers wieder niedriger als die zweite Schutztemperatur (60°C) ist, durch die Klimaanlagen-Wechselrichterschutzeinrichtung, kann man ein Hysteresesystem verwenden, welches eine Rückkehr des Betriebs in den normalen Steuerbetrieb nur erlaubt, wenn die Temperatur des EV-Kühlwassers auf eine Temperatur (z.B. 57°C) abgefallen ist, welche niedriger als 60°C ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Wärmetauscher 4 gegenüber der gesamten Vorderfläche des integrierten Kühlers 7 angeordnet. Ferner kann ein Teil des ersten Wärmetauschers 4 gegenüber dem EV-Kühler 6 einen kleinen Abstand zwischen den Kühlrippen und einen kleinen Abstand zwischen den Rohren haben, um das Wärmeleitvermögen zu verringern, um den Anstieg der Temperatur der zu dem EV-Kühler 6 geführten Kühlluft zu unterdrücken. Wenn es notwendig ist, die Umgebungen des ersten Wärmetauschers 4 und des integrierten Kühlers 7 mit einer Abdeckung (nicht dargestellt) mit der Funktion einer Leitung zum Führen der Kühlluft zu dem ersten Wärmetauscher 4 und zu dem integrierten Kühler 7 in einer konzentrierten Weise, was die Ausbreitung der Kühlluft verhindert, zu umgeben, kann der Teil des ersten Wärmetauschers 4 gegenüber dem EV-Kühler 6 so aufgebaut sein, dass das Kühlmittel nicht zu ihm strömt, um den Anstieg der Temperatur der Kühlluft, welche zu dem EV-Kühler 6 geleitet wird, zu unterdrücken.
Als nächstes wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Um das unten beschriebene Steuerverfahren basierend auf verschiedenen Eingangssignalen von dem Wassertemperatursensor 95 und dergleichen auszuführen, steuert die ECU ein Innenluft/Außenluft-Wechselstellglied wie beispielsweise einen Servomotor, welcher die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 52 antreibt, und den Klimaanlagen-Wechselrichter, welcher die Drehzahl des Kompressors 31 steuert, basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm oder dergleichen.
Als nächstes wird nun das Steuerverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Steuerverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels wird unter Verwendung eines in 4 dargestellten Flussdiagramms beschrieben. Gemäß dem Steuerverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels funktioniert die Innenluft/ Außenluft-Wechselsteuereinrichtung, wenn ein durch den Wassertemperatursensor 95 erfasster Wert (Tw in 4) höher als der Einstellwert (65°C) ist (Schritt S11), zuerst so, dass die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 52 in den Innenluftzirkulationsmodus wechselt, sodass die Wärme von der Klimaluft durch den zweiten Wärmetauscher 33 durch das Kühlmittel in geringeren Mengen absorbiert wird (Schritt S13). Nach der Bereitschaft von einer Minute (Schritt S14) arbeitet die zweite Kompressorsteuereinrichtung, wenn der Messwert immer noch höher als 65°C ist (Schritt S15), so, dass die Drehzahl des Kompressors 31 um ein vorgegebenes Maß (500 U/min) verringert wird, um dadurch die Ausblasmenge des Kompressors 31 zu begrenzen und die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 4 freigesetzte Wärmemenge zu verringern (Schritt S17). Nach der Bereitschaft für eine weitere Minute (Schritt S18) kehrt die Routine zurück zu Schritt S11. Wenn der Messwert in Schritt S11 oder S15 niedriger als 65°C ist, kehrt der Betrieb zu dem normalen Steuerbetrieb zurück (Schritt S12 oder S16), und die Routine kehrt zu Schritt S11 zurück.
Als nächstes wird die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Klimaeinheit 5 strömt die gesamte Klimaluft, die durch das Gebläse 53 durch die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 52 in die Leitung 51 eingeleitet wird, durch den zweiten Wärmetauscher 33 und wird gekühlt, weil die Wärme als Verdampfungswärme des Kühlmittels abgenommen wird. Die Klimaluft strömt nach der Kühlung teilweise durch die Luftmischklappe 55 und durch den dritten Wärmetauscher 54 und wird durch das Motorkühlwasser erwärmt. Der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 55 wird in Abhängigkeit von einer Zieltemperatur der in die Fahrgastzelle 15 geblasenen Klimaluft bestimmt. Die durch den dritten Wärmetauscher 54 erwärmte Klimaluft wird mit der Klimaluft, die an dem dritten Wärmetauscher 54 vorbei geströmt ist, gemischt und durch den Gesichtsblasweg 56, den Fußblasweg 57 oder den Entfrosterblasweg 58 aus verschiedenen Ausblasöffnungen in die Fahrgastzelle geblasen.
In dem Kühlkreis 3 wird das aus dem Kompressor 31 ausgeblasene gasförmige Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Drucks in dem ersten Wärmetauscher 4 verflüssigt, um ein flüssiges Kühlmittel zu werden, indem es die Wärme an die durch den Luftkühllüfter 35 durch den Kühlergrill 12 eingeleitete Kühlluft abgibt. Das flüssige Kühlmittel wird durch das Kühlmittelexpansionsventil 32 eingespritzt, um wie ein Nebel zu expandieren, und strömt in den zweiten Wärmetauscher 33, wo es durch Abnehmen der Wärme von der Klimaluft verdampft wird. Danach wird das Kühlmittel wieder durch den Kompressor 31 komprimiert, um eine hohe Temperatur und einen hohen Druck anzunehmen, um den Zyklus zu wiederholen.
In dem Motorkühlwasserkreis 8 wird das durch die Motorkühlwasserpumpe 82 ausgeblasene Motorkühlwasser zu dem Verbrennungsfahrmotor 81 geschickt, um den Verbrennungsfahrmotor 81 zu kühlen. Danach wird das Motorkühlwasser zu dem dritten Wärmetauscher 54 geschickt, um die Klimaluft zu erwärmen, und wird dann zu dem Motorkühler 84 geschickt, wo es durch die Kühlluft, welche durch den ersten Wärmetauscher 4 geströmt ist, luftgekühlt wird, und wird wieder durch die Motorkühlwasserpumpe 82 ausgeblasen.
In dem EV-Kühlwasserkreis 9 wird das aus der EV-Kühlwasserpumpe 91 ausgeblasene EV-Kühlwasser zu den elektrischen Teilen 97 geschickt, um sie zu kühlen. Danach wird das EV-Kühlwasser in dem EV-Kühler 6 durch die Kühlluft, welche durch den ersten Wärmetauscher 4 geströmt ist, luftgekühlt und wird durch die EV-Kühlwasserpumpe 91 wieder ausgeblasen.
Hierbei erfasst der Wassertemperatursensor 95 die Temperatur des EV-Kühlwassers, welches aus dem EV-Kühler 6 strömt. Basierend auf dem Messwert steuert die oben genannte Klimaanlagensteuereinrichtung das Kühlvermögen des Kühlkreises 3. Diese steuert die durch das Kühlmittel aus der Kühlluft durch den zweiten Wärmetauscher 33 aufgenommene Wärmemenge und die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 4 an die Kühlluft (Atmosphäre) freigesetzte Wärmemenge.
Als nächstes wird nun die Wirkung des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie oben beschrieben, ist in dem Fahrzeug mit dem Elektrofahrmotor der Kühlkreis 3 mit dem ersten Wärmetauscher 4 zum Luftkühlen des Kühlmittels, dem stromab des ersten Wärmetauschers 4 in Reihe in einer Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, angeordneten EV-Kühler 6 zum Luftkühlen des EV-Kühlwassers, welches die an dem Fahrzeug montierten elektrischen Teile 97 kühlt, dem Wassertemperatursensor 95 zum Erfassen der Temperatur des EV-Kühlwassers, welches aus dem EV-Kühler 6 strömt, und der Klimaanlagensteuereinrichtung, welche das Kühlvermögen des Kühlkreises 3 senkt, wenn die durch den Wassertemperatursensor 95 erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers höher als der Einstellwert (65°C) ist, montiert.
Deshalb wird, wenn die durch den Wassertemperatursensor 95 erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers höher als der Einstellwert ist, durch den Kühlkreis 3 Wärme in geringeren Mengen aus der Klimaluft absorbiert und in geringeren Mengen an die Kühlluft (Atmosphäre) freigesetzt. Es ist deshalb möglich, die Temperatur der Kühlluft, welche das EV-Kühlwasser kühlt, zu verringern und daher das EV-Kühlwasser auf unter 65°C zu halten.
Als nächstes wird das Steuerverfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Flussdiagramm von 5 zeigt das Steuerverfahren des dritten Ausführungsbeispiels. In dem Steuerverfahren des dritten Ausführungsbeispiels arbeitet eine dritte Kompressorsteuereinrichtung so, dass sie den Kompressor 31 anhält, wenn ein durch den Wassertemperatursensor 95 erfasster Wert (Tw in 5) höher als der Einstellwert (65°C) ist (Schritt S21), wodurch der Kompressor 31 aufhört, das Kühlmittel auszublasen, und von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 4 keine Wärme freigesetzt wird (Schritt S23). Nach der Bereitschaft für eine Minute (Schritt S24) kehrt die Routine zurück zu Schritt S21. Wenn der in Schritt S21 erfasste Wert niedriger als 65°C ist, wird der normale Steuerbetrieb eingenommen (Schritt S22) und die Routine kehrt zu Schritt S21 zurück.
Als nächstes wird nun die Wirkung des dritten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wenn die durch den Wassertemperatursensor 95 erfasste Temperatur des EV-Kühlwassers höher als der Einstellwert (65°C) ist, wie oben beschrieben, wird Wärme durch den Kühlkreis 3 aus der Klimaluft absorbiert und keine Wärme wird and die Kühlluft (Atmosphäre) freigesetzt, was es möglicht macht, die Temperatur der Kühlluft, welche das EV-Kühlwasser kühlt, zu verringern und das EV-Kühlwasser auf unter 65°C zu halten.
Als nächstes wird das Steuerverfahren gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Flussdiagramm von 6 zeigt das Steuerverfahren des vierten Ausführungsbeispiels. In dem Steuerverfahren des vierten Ausführungsbeispiels wird bestimmt, in welcher der in 7 dargestellten Zonen A bis E der in Schritt S31, S33, S35 oder S37 erfasste Wert (Tw in 6) liegt. Hierbei haben die Zonen A bis E Notfallgrade, welche in der Reihenfolge E, D, C, B und A sinken, welche ein größeres Absenken des Kühlvermögens benötigen.
Zuerst wird, wenn sich der Messwert in der Zone A (niedriger als 55°C) befindet (N in Schritt S31), der normale Steuerbetrieb ausgeführt (Schritt S32). Wenn sich der Messwert in der Zone B (höher als 55°C, aber niedriger als 60°C) befindet (N in Schritt S33), wird die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung ausgeführt (Schritt S34). Wenn der Messwert sich in der Zone C (höher als 60°C, aber niedriger als 65°C) befindet, (N in Schritt S35), verhindert die erste Kompressorsteuereinrichtung den Anstieg der Drehzahl des Kompressors 31, wodurch die Ausblasmenge des Kompressors 31 begrenzt wird, um die Wärme durch den ersten Wärmetauscher 4 in geringeren Mengen von dem Kühlmittel freizusetzen (Schritt S36). Wenn sich der Messwert in der Zone D (höher als 65°C, aber niedriger als 70°C) befindet (N in Schritt S37), wird die obige zweite Kompressorsteuer einrichtung ausgeführt (Schritt S38). Wenn sich der Messwert in der Zone E (höher als 70°C) befindet (Y in Schritt S37), wird die obige dritte Kompressorsteuereinrichtung ausgeführt (Schritt S39).
Nach der Ausführung der Einrichtung der Schritte S32, S34, S36, S38 und S39 kehrt die Routine durch die Bereitschaft einer Minute (Schritt S40) zu Schritt S31 zurück.
Als nächstes wird nun die Wirkung des vierten Ausführungsbeispiels beschrieben. Falls mehrere Einstellwerte für die durch den Wassertemperatursensor 95 erfassten Temperaturen des EV-Kühlwassers stufenweise eingestellt sind, sinkt die in den ersten Wärmetauscher 4 geblasene Kühlmittelmenge oder die durch das Kühlmittel in dem zweiten Wärmetauscher 33 absorbierte Wärmemenge stufenweise, und die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 4 an die Kühlluft freigesetzte Wärmemenge kann stufenweise verringert werden. Es ist deshalb möglich, die Temperatur der Kühlluft, welche das EV-Kühlwasser kühlt, stufenweise zu verringern und den Steuerbetrieb in Abhängigkeit von dem Notfallgrad auszuführen.
Nachfolgend ist ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Erfindung auf den Hybridwagen 1 mit dem Elektrofahrmotor und dem Verbrennungsfahrmotor 81 angewendet. Die Erfindung kann jedoch auch auf ein Schienenfahrzeug oder einen Elektrowagen, welcher nur unter Verwendung des Elektrofahrmotors fährt, angewendet werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Wärmetauscher 4 gegenüber der gesamten Vorderfläche des integrierten Kühlers 7 angeordnet. Der erste Wärmetauscher 4 kann jedoch nicht gegenüber der Vorderfläche des EV-Kühlers 6 liegen und das EV-Kühlwasser kann mit der Kühlluft gekühlt werden, welche keine Wärme empfängt, die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 4 freigesetzt wird. Ferner kann ein Teil des ersten Wärmetauschers 4 gegenüber dem EV-Kühler 6 einen kleinen Abstand zwischen den Kühlrippen und einen kleinen Abstand zwischen den Rohren haben, um das Wärmeleitvermögen zu senken und den Anstieg der Temperatur der zu dem EV-Kühler 6 geleiteten Kühlluft zu unterdrücken. Wenn es notwendig ist, die Umgebungen des ersten Wärmetauschers 4 und des integrierten Kühlers 7 durch eine Abdeckung (nicht dargestellt) mit einer Leitungsfunktion zum Leiten der Kühlluft zu dem ersten Wärmetauscher 4 und dem integrierten Kühler 7 in einer konzentrierten Weise, was die Verteilung der Kühlluft verhindert, zu umgeben, kann der Teil des ersten Wärmetauschers 4 gegenüber dem EV-Kühler 6 so aufgebaut sein, dass das Kühlmittel nicht zu diesem strömt, um den Anstieg der Temperatur der Kühlluft, welche zu dem EV-Kühler 6 geleitet wird, zu unterdrücken. Statt der Verwendung des integrierten Kühlers 7 kann ferner nur der EV-Kühler 6 dem ersten Wärmetauscher 4 gegenüber liegen.
Die Ausführungsbeispiele haben sich mit einer Klimasteuereinrichtung, welche nur die dritte Kompressorsteuereinrichtung ausführt, einer Klimaanlagensteuereinrichtung, welche die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung und die zweite Kompressorsteuereinrichtung nacheinander ausführt, und einer Klimaanlagensteuereinrichtung, welche die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung, die erste Kompressorsteuereinrichtung, die zweite Kompressorsteuereinrichtung und die dritte Kompressorsteuereinrichtung nacheinander ausführt, befasst. Es ist ferner möglich, die Klimaanlagensteuereinrichtung basierend auf irgendeiner Einrichtung oder basierend auf einer Kombination von zwei oder mehr Einrichtungen aus der Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung, der ersten Kompressorsteuereinrichtung, der zweiten Kompressorsteuereinrichtung und der dritten Kompressorsteuereinrichtung zu verwenden.
In der Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung, in der ersten Kompressorsteuereinrichtung, in der zweiten Kompressorsteuereinrichtung und in der dritten Kompressorsteuereinrichtung des Ausführungsbeispiels wird der Steuerbetrieb nach Verstreichen einer Minute in den normalen Steuerbetrieb geändert, wenn der durch den Wassertemperatursensor 95 erfasste Wert niedriger als der Einstellwert ist. Es ist jedoch auch zulässig, ein Hysteresesystem zu verwenden, bei welchem der Messwert kleiner als ein noch niedrigerer Einstellwert sein muss. Wenn das Hysteresesystem verwendet wird, besteht kein Bedarf an einer Bereitschaft für eine Minute nach jeder Einrichtung.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele, die zu Veranschaulichungszwecken ausgewählt wurden, beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen daran durch den Fachmann vorge nommen werden können, ohne das Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Klimagerät für ein Fahrzeug, mit einem Kühlkreis mit einem Kompressor zum Komprimieren und Ausblasen eines Kühlmittels, einem ersten Wärmetauscher zum Luftkühlen des aus dem Kompressor ausgeblasenen Kühlmittels, welche an einem Fahrzeug mit einem Elektrofahrmotor montiert sind; einem Klimaanlagen-Wechselrichter zum Steuern der Drehzahl des Kompressors durch Zuführen elektrischer Energie zu dem Kompressor; mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teilen zum Erzeugen elektrischer Energie in Zusammenhang mit dem Elektrofahrmotor; einem stromab des ersten Wärmetauschers in Reihe in einer Richtung, in welcher die Kühlluft strömt, angeordneten Kühler zum Luftkühlen des Kühlwassers, welches den Klimaanlagen-Wechselrichter und die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile kühlt; einer Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers, welches aus dem Kühler strömt; und einer Klimaanlagen-Wechselrichterschutzeinrichtung zum Verringern des Ausgangs des Klimaanlagen-Wechselrichters, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers eine voreingestellte Schutztemperatur übersteigt.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile einen Elektrofahrmotor-Wechselrichter enthalten, welcher die Drehzahl des Elektrofahrmotors durch Zuführen elektrischer Energie zu dem Elektrofahrmotor steuert.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem die mit dem Elektrofahrmotor verbundenen elektrischen Teile einen DC/DC-Wandler enthalten, welcher die DC-Energie einer an dem Fahrzeug montierten Hauptbatterie verringert und die verringerte Energie einer Hilfsbatterie zuführt.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner mit dem zweiten Wärmetauscher, der in einer Leitung angeordnet ist, welche die Luft in die Fahrgastzelle einleitet, zum Kühlen der Luft durch das Kühlmittel, wobei die Klimaanlagensteuereinrichtung die durch das Kühlmittel durch den zweiten Wärmetauscher absorbierte Wärmemenge verringert, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als ein Einstellwert ist.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner mit einer Innenluft/ Außenluft-Wechselklappe, welche entweder in einen Außenlufteinleitungsmodus zum Einleiten der Luft außerhalb der Fahrgastzelle in die Leitung oder in einen Innenluftzirkulationsmodus zum Zirkulieren der Luft in der Fahrgastzelle wechselt, wobei die Klimaanlagensteuereinrichtung eine Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung zum Wechseln der Innenluft/Außenluft-Wechselklappe in den Innenluftzirkulationsmodus ist, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem die Klimaanlagensteuereinrichtung die von dem Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher freigesetzte Wärmemenge verringert, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als ein Einstellwert ist.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, ferner mit einem Kompressor zum Komprimieren und Blasen des Kühlmittels in den ersten Wärmetauscher, wobei die Klimaanlagensteuereinrichtung eine Kompressorsteuereinrichtung zum Steuern der Blasmenge des Kompressors ist, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, bei welchem, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist, die Kompressorsteuereinrichtung eine Kombination einer oder zwei oder mehr einer ersten Kompressorsteuer einrichtung zum Verhindern des Anstiegs der Drehzahl des Kompressors, einer zweiten Kompressorsteuereinrichtung zum Verringern der Drehzahl des Kompressors um ein vorgegebenes Maß, und einer dritten Kompressorsteuereinrichtung zum Anhalten des Kompressors aufweist.
Klimagerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner mit dem zweiten Wärmetauscher, der in einer Leitung angeordnet ist, welche die Luft in die Fahrgastzelle einleitet, zum Kühlen der Luft durch das Kühlmittel, einer Innenluft/Außenluft-Wechselklappe, welche entweder in einen Außenlufteinleitungsmodus zum Einleiten der Luft von außerhalb der Fahrgastzelle in die Leitung oder in einen Innenluftzirkulationsmodus zum Zirkulieren der Luft in der Fahrgastzelle wechselt, und einem Kompressor zum Komprimieren und Blasen des Kühlmittels in den ersten Wärmetauscher, wobei, wenn die durch die Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur des Kühlwassers höher als der Einstellwert ist, die Klimaanlagensteuereinrichtung eine Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinrichtung zum Wechseln der Innenluft/Außenluft-Wechselklappe in den Innenluftzirkulationsmodus sowie irgendeine Kombination von zwei oder mehr einer ersten Kompressorsteuereinrichtung zum Verhindern des Anstiegs der Drehzahl des Kompressors, einer zweiten Kompressorsteuereinrichtung zum Verringern der Drehzahl des Kompressors um ein vorgegebenes Maß und einer dritten Kompressorsteuereinrichtung zum Anhalten des Kompressors aufweist.