DE112014001830T5

DE112014001830T5 - Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112014001830T5
Application number: DE112014001830.9T
Authority: DE
Inventors: Norihiko Enomoto; Michio Nishikawa; Nobuharu Kakehashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-12-24
Also published as: US20160031291A1; JP2014201224A; WO2014162702A1; US10183548B2; CN105121192A; JP6064753B2; CN105121192B

Abstract

Ein Fahrzeugwärmemanagementsystem für ein Fahrzeug umfasst ein erstes Schaltventil (19), das mit wenigstens einer Vorrichtung in einer Gruppe mehrerer Vorrichtungen, durch die ein Wärmemedium zirkuliert, einer Wärmemediumabgabeseite einer ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumabgabeseite einer zweiten Pumpe (12) parallel zueinander verbunden ist; und ein zweites Schaltventil (20), das mit der wenigstens einen Vorrichtung in der Vorrichtungsgruppe, einer Wärmemediumansaugseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumansaugseite der zweiten Pumpe (12) parallel zueinander verbunden ist. Eine zweite Vorrichtung (17) ist bereitgestellt, die zulassen muss, dass das durch eine in der Vorrichtungsgruppe enthaltene erste Vorrichtung (14) zirkulierende Wärmemedium durch die zweite Vorrichtung strömt. Eine Seite einer Wärmemediumeinlassseite und einer Wärmemediumauslassseite der zweiten Vorrichtung (17) ist zwischen dem ersten Schaltventil (19) oder dem zweiten Schaltventil (20) und der ersten Vorrichtung (14) verbunden. Folglich kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem das durch die Vorrichtung zirkulierende Wärmemedium mit der einfachen Struktur umschalten.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die Anmeldung basiert auf einer japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-079426 , eingereicht am 5. April 2013, deren Inhalte hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Wärmemanagementsystem für die Verwendung in einem Fahrzeug.
Hintergrundtechnik
Herkömmlicherweise wurde zum Beispiel, wie in dem Patentdokument 1 offenbart, eine Wärmesteuerung vorgeschlagen, die einen Motorgenerator, einen Inverter, eine Batterie und einen Fahrzeugraum eines Elektrofahrzeugs kühlt.
Die Wärmesteuerung in der verwandten Technik umfasst einen Kühlkreis, der die Zirkulation eines Kühlmittels zum Kühlen des Motorgenerators und des Inverters zulässt, einen ersten Zirkulationskreis, der die Zirkulation eines Kühlmittels zum Kühlen der Batterie und des Fahrzeugraums zulässt und einen zweiten Zirkulationskreis, der die Zirkulation eines Kühlmittels, das einen Außenwärmetauscher durchläuft und Wärme mit Außenluft austauscht, zulässt.
Ferner umfasst die Wärmesteuerung ein erstes Ventil, das zwischen dem Kühlkreis und dem ersten Zirkulationskreis verbindet und trennt, ein zweites Ventil, das den Kühlkreis entweder mit dem ersten Zirkulationskreis oder dem zweiten Zirkulationskreis verbindet, und ein drittes Ventil, das zwischen dem Kühlkreis und dem zweiten Zirkulationskreis verbindet und trennt. Die jeweiligen Ventile werden gesteuert, um den Verbindungsgegenstand des Kühlkreises zwischen dem ersten Zirkulationskreis und dem zweiten Zirkulationskreis umzuschalten.
Wärme kann von einer Wärmeübertragungsvorrichtung zwischen dem Kühlmittel, das durch den ersten Zirkulationskreis zirkuliert, und dem Kühlmittel, das durch den zweiten Zirkulationskreis zirkuliert, übertragen werden. Die Wärmeübertragungsvorrichtung überträgt zwischen den Kühlmitteln in den ersten und zweiten Zirkulationskreisen die Wärme von dem Kühlmittel mit einer niedrigen Temperatur auf das Kühlmittel mit einer hohen Temperatur.
Die Wärme des Kühlmittels in dem ersten Zirkulationskreis wird durch die Wärmeübertragungsvorrichtung auf das Kühlmittel in dem zweiten Zirkulationskreis übertragen, und die Wärme des Kühlmittels in dem zweiten Zirkulationskreis wird durch den Außenwärmetauscher, der die Batterie und den Fahrzeugraum kühlen kann, in die Außenluft abgegeben.
Der Kühlkreis wird unter Verwendung der ersten bis dritten Ventile mit dem ersten Zirkulationskreis oder dem zweiten Zirkulationskreis verbunden, so dass die Wärme des Kühlmittels in dem Kühlkreis durch den Außenwärmetauscher in dem zweiten Zirkulationskreis in die Außenluft abgegeben werden kann, wodurch der Motorgenerator und der Inverter gekühlt werden.
Liste des Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2011-121551

Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben jedoch durch ihre Untersuchungen herausgefunden, dass das Kühlsystem der verwandten Technik, das konstruiert ist, um mehrere Vorrichtungen, wie etwa einen Motorgenerator, einen Inverter und eine Batterie, zu kühlen, den Nachteil hat, insgesamt einen komplizierten Schaltungsaufbau anzunehmen, während es den Vorteil hat, nur einen Außenwärmetauscher zu benötigen. Dieser Nachteil wird erheblicher, wenn die Anzahl von Vorrichtungen zunimmt.
Die Vorrichtungen, die eine Kühlung erfordern, umfassen neben dem Motorgenerator, dem Inverter und der Batterie zum Beispiel einen AGR-Kühler und einen Ansaugluftkühler. Diese Vorrichtungen haben verschiedene erforderliche Kühltemperaturen.
Um die jeweiligen Vorrichtungen geeignet zu kühlen, wird vorgeschlagen, dass das Kühlmittel, das durch die jeweiligen Vorrichtungen zirkuliert, zwischen den Vorrichtungen umschaltbar ist, was entsprechend der Anzahl von Vorrichtungen zu einer Zunahme der Anzahl von Zirkulationskreisen führt. Zusammen mit der Zunahme wird auch die Anzahl von Ventilen, die zwischen dem Kühlkreis und den jeweiligen Zirkulationskreisen verbinden, vergrößert, was zu eine sehr komplizierten Struktur für einen Strömungsweg, der jeden Zirkulationskreis mit dem Kühlkreis verbindet, führt.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der vorstehenden Angelegenheit gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die Struktur eines Fahrzeugwärmemanagementsystems, das Wärmemedien, die durch mehrere Vorrichtungen zirkulieren, umschalten kann, zu vereinfachen.
Um die vorangehende Aufgabe zu lösen, umfasst ein Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug (i) eine erste Pumpe und eine zweite Pumpe, die ein Wärmemedium ansaugen und abgeben; (ii) eine Vorrichtungsgruppe, die aus mehreren Vorrichtungen aufgebaut ist, durch die das Wärmemedium zirkuliert; (iii) ein erstes Schaltventil, das mit wenigstens einer Vorrichtung der Vorrichtungsgruppe, einer Wärmemediumabgabeseite der ersten Pumpe und einer Wärmemediumabgabeseite der zweiten Pumpe verbunden ist, wobei das erste Schaltventil geeignet ist, in Bezug auf die wenigstens eine Vorrichtung zwischen einem Zustand, in dem das von der ersten Pumpe abgegebene Wärmemedium strömt, und einem anderen Zustand, in dem das von der zweiten Pumpe abgegebene Wärmemedium strömt, umzuschalten; (iv) ein zweites Schaltventil, das mit der wenigstens einen Vorrichtung, einer Wärmemediumansaugseite der ersten Pumpe und einer Wärmemediumansaugseite der zweiten Pumpe verbunden ist, wobei das zweite Schaltventil geeignet ist, in Bezug auf die wenigstens eine Vorrichtung zwischen einem Zustand, in dem das Wärmemedium in die erste Pumpe strömt, und einem anderen Zustand, in dem das Wärmemedium in die zweite Pumpe strömt, umzuschalten; und (v) eine in der Vorrichtungsgruppe enthaltene erste Vorrichtung und eine zweite Vorrichtung, in der das durch die erste Vorrichtung zirkulierende Wärmemedium strömen muss. Außerdem ist eine Seite einer Wärmemediumeinlassseite und einer Wärmemediumauslassseite der zweiten Vorrichtung mit einer Position zwischen der ersten Vorrichtung und einem des ersten Schaltventils und des zweiten Schaltventils verbunden.
Folglich sind wenigstens eine Vorrichtung in der Vorrichtungsgruppe, das erste Schaltventil und das zweite Schaltventil parallel zueinander geschaltet. Mit einer derartig einfachen Struktur können die ersten und zweiten Schaltventile das Wärmemedium, das durch wenigstens eine Vorrichtung in der Vorrichtungsgruppe zirkuliert, umschalten.
Ferner ist eine Seite der Wärmemediumeinlassseite und der Wärmemediumauslassseite der zweiten Vorrichtung zwischen die erste Vorrichtung und ein Schaltventil der ersten und zweiten Schaltventile geschaltet. Folglich kann das Wärmemedium, das durch die erste Vorrichtung zirkuliert, durch die zweite Vorrichtung strömen, ohne einen Verbindungsabschnitt für die zweite Vorrichtung in dem einen Schaltventil bereitzustellen. Auf diese Weise kann die Struktur des einen Schaltventils verbessert werden.
Zum Beispiel ist die erste Vorrichtung ein Wärmemediumkühler, der das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem niederdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf kühlt, während die zweite Vorrichtung ein Kühlerkern ist, der die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium, das von dem Wärmemediumkühler gekühlt wird, und der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere kühlt. Auf diese Weise kann der Kältekreislauf verwendet werden, um das Luftkühlen des Fahrzeuginneren durchzuführen.
Die erste Vorrichtung kann eine Wärmemediumheizung sein, die das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf heizt, während die zweite Vorrichtung ein Heizungskern ist, der die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durch Austauschen von Wärme zwischen dem von der Wärmemediumheizung geheizten Wärmemedium und der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere heizt. Auf diese Weise kann der Kältekreislauf verwendet werden, um die Luftheizung des Fahrzeuginneren durchzuführen.
Die erste Vorrichtung kann eine Wärmemediumheizung sein, die das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf heizt, während die zweite Vorrichtung ein Wärmemedium-Wärmemedium-Wärmetauscher ist, der das Wärmemedium in einem Motorkühlreis durch Austauschen von Wärme zwischen dem von der Wärmemediumheizung geheizten Wärmemedium und dem Wärmemedium in dem Motorkühlkreis heizt. Auf diese Weise kann der Kältekreislauf verwendet werden, um den Motor aufzuwärmen.
Die erste Vorrichtung kann eine Vorrichtung sein, die Wärme erzeugt, und die zweite Vorrichtung ist ein Wärmemedium-Wärmemedium-Wärmetauscher, der das Wärmemedium in einem Motorkühlkreis durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium, das von der wärmeerzeugenden Vorrichtung geheizt wird, und dem Wärmemedium in dem Motorkühlkreis heizt. Auf diese Weise kann der Motor mit der Wärme von der Vorrichtung aufgeheizt werden. Wenn das Fahrzeugwärmemanagementsystem einen Heizungskern umfasst, der die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium in dem Motorkühlkreis und der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere heizt, kann das Fahrzeuginnere unter Verwendung von Wärme von der Vorrichtung geheizt werden.
Die erste Vorrichtung kann eine Vorrichtung sein, die eine Heizung benötigt, und die zweite Vorrichtung ist ein Wärmemedium-Wärmemedium-Wärmetauscher, der das Wärmemedium in dem Motorkühlkreis durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium, das durch Vorrichtung, die Heizung benötigt, zirkuliert, und dem Wärmemedium in dem Motorkühlkreis heizt. Auf diese Weise kann die Vorrichtung mit der Wärme von dem Motor geheizt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Perspektivansicht eines ersten Schaltventils in der ersten Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des ersten Schaltventils in der ersten Ausführungsform.
4 ist eine entlang der Linie IV-IV in 3 genommene Querschnittansicht.
5 ist eine entlang der Linie V-V in 3 genommene Querschnittansicht.
6 ist eine Perspektivansicht eines zweiten Schaltventils in der ersten Ausführungsform.
7 ist eine Querschnittansicht des zweiten Schaltventils in der ersten Ausführungsform.
8 ist ein schematisches Diagramm einer Innenklimatisierungseinheit in der ersten Ausführungsform.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuerung des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer ersten Betriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform.
11 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer zweiten Betriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform.
12 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer dritten Betriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform.
13 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer vierten Betriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform.
14 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer fünften Betriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform.
15 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer sechsten Betriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform.
16 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer siebten Betriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der ersten Ausführungsform.
17 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform.
18 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer dritten Ausführungsform.
19 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer vierten Ausführungsform.
20 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer fünften Ausführungsform.
21 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer Kühlmittelmischbetriebsart eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer sechsten Ausführungsform.
22 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer Pumpenfehlerbetriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der sechsten Ausführungsform.
23 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung einer Kältekreislauf-Hochtemperaturbetriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der sechsten Ausführungsform.
24 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung der Kältekreislauf-Hochtemperaturbetriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der sechsten Ausführungsform.
25 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer ersten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der sechsten Ausführungsform.
26 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer zweiten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der sechsten Ausführungsform.
27 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer siebten Ausführungsform.
28 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung eines Betriebsart-Umschaltsteuerverfahrens des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der siebten Ausführungsform.
29 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung eines Betriebsart-Umschaltsteuerverfahrens eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer achten Ausführungsform.
30 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer neunten Ausführungsform.
31 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer zehnten Ausführungsform.
32 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer Nichtzusammenwirkungsbetriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der zehnten Ausführungsform.
33 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer Nichtzusammenwirkungsbetriebsart des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der zehnten Ausführungsform.
34 ist ein Aufbaudiagramm eines Kältekreislaufs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform.
35 ist ein Aufbaudiagramm eines Kältekreislaufs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform.
36 ist ein Aufbaudiagramm eines Kältekreislaufs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform.
37 ist ein Aufbaudiagramm eines Kältekreislaufs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform.
38 ist ein Aufbaudiagramm eines Kältekreislaufs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform.
39 ist ein Aufbaudiagramm eines Kältekreislaufs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform.
40 ist ein Gesamtaufbaudiagramm zur Erklärung einer Pumpenfehlerbetriebsart eines Fahrzeugwärmemanagementsystems in einer anderen Ausführungsform.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorlegenden Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die gleichen oder äquivalenten Teile in den nachstehenden Ausführungsformen sind über die Figuren hinweg durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt.
(Erste Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform basierend auf 1 bis 16 beschrieben. Ein in 1 gezeigtes Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 wird verwendet, um die Temperatur verschiedener Vorrichtungen, die auf einem Fahrzeug oder einem Inneren des Fahrzeugs montiert sind, auf eine geeignete Höhe einzustellen. In dieser Ausführungsform wird ein Wärmemanagementsystem 10 auf ein Hybridfahrzeug angewendet, das die Antriebskraft zum Fahren sowohl von einem Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine) als auch einem Elektromotor zum Fahren erhalten kann.
Das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform ist als ein Plug-in-Hybridfahrzeug aufgebaut, das die Batterie (fahrzeugmontierte Batterie), die auf dem Fahrzeug montiert ist, mit Leistung laden kann, die von einer externen Leistungsquelle (Netzstromquelle) während des Stopps des Fahrzeugs geliefert wird. Zum Beispiel kann eine Lithiumionenbatterie als die Batterie verwendet werden.
Eine Antriebskraft, die von einem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, wird nicht nur zum Fahren des Fahrzeugs, sondern auch zum Betreiben eines Generators verwendet. Leistung, die von dem Generator erzeugt wird, und Leistung die von der externen Leistungsquelle geliefert wird, können in der Batterie gespeichert werden. Die in der Batterie gespeicherte Leistung kann nicht nur an den Elektromotor zum Fahren, sondern auch an verschiedene fahrzeugmontierte Vorrichtungen, wie etwa elektrische Komponenten, die in einem Wärmemanagementsystem 10 enthalten sind, geliefert werden.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Wärmemanagementsystem 10 eine erste Pumpe 11, eine zweite Pumpe 12, einen Strahler 13, einen Kühlmittelkühler 14, eine Kühlmittelheizung 15, eine Vorrichtung 16, einen Kühlerkern 17, einen Heizungskern 18, ein erstes Schaltventil 19 und ein zweites Schaltventil 20.
Die erste Pumpe 11 und die zweite Pumpe 12 sind elektrische Pumpen zum Ansaugen und Abgeben eines Kühlmittels (Wärmemedium). Das Kühlmittel ist ein Fluid als das Wärmemedium. In dieser Ausführungsform wird eine Flüssigkeit, die wenigstens Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, oder eine Frostschutzlösung als das Kühlmittel verwendet.
Der Strahler 13, der Kühlmittelkühler 14, die Kühlmittelheizung 15 und die Vorrichtung 16 sind eine Gruppe von Vorrichtungen (mehrere Vorrichtungen), durch die das Kühlmittel zirkuliert.
Der Strahler 13 ist ein Wärmetauscher (Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher), der Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft (Fahrzeugaußenluft) austauscht. Der Strahler 13 wirkt als eine Wärmeabführungsvorrichtung, die Wärme von dem Kühlmittel in die Außenluft abführt, wenn die Temperatur des Kühlmittels höher als die der Außenluft ist, und auch als eine Wärmesenke, die Wärme aus der Außenluft in das Kühlmittel aufnimmt, wenn die Temperatur des Kühlmittels niedriger als die der Außenluft ist.
Die Außenluft wird durch ein (nicht gezeigtes) Außengebläse zu dem Strahler 13 geblasen. Der Strahler 13 und das Außengebläse sind auf der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet. Folglich kann der Strahler 13 während des Fahrens des Fahrzeugs der Fahrtluft zugewandt sein.
Der Kühlmittelkühler 14 ist eine Kühlvorrichtung, die das Kühlmittel kühlt. Insbesondere ist der Kühlmittelkühler 14 ein niederdruckseitiger Wärmetauscher (Wärmemediumkühler), der das Kühlmittel durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und einem Niederdruckkältemittel eines Kältekreislaufs 21 kühlt. Die Kühlmitteleinlassseite (Wärmemediumeinlassseite) des Kühlmittelkühlers 14 ist mit der Kühlmittelabgabeseite (Wärmemediumabgabeseite) der ersten Pumpe 11 verbunden.
Die Kühlmittelheizung 15 ist eine Heizvorrichtung, die das Kühlmittel heizt. Insbesondere ist die Kühlmittelheizung 15 ein hochdruckseitiger Wärmetauscher (Wärmemediumheizung), der das Kühlmittel durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf 21 heizt. Die Kühlmitteleinlassseite (Wärmemediumeinlassseite) der Kühlmittelheizung 15 ist mit der Kühlmittelabgabeseite (Wärmemediumabgabeseite) der zweiten Pumpe 12 verbunden.
Der Kältekreislauf 21 ist eine Verdampfungskampressionskühlvorrichtung, die einen Kompressor 23, die Kühlmittelheizung 15, einen Sammler 23, ein Expansionsventil 24 und den Kühlmittelkühler 14 umfasst. Der Kältekreislauf 21 dieser Ausführungsform bildet unter Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffkältemittel als das Kältemittel einen unterkritischen Kältekreislauf, der einen hochdruckseitigen Kältemitteldruck hat, der den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt.
Der Kompressor 22 ist ein elektrischer Kompressor, der von Leistung angetrieben wird, die von der Batterie geliefert wird. Der Kompressor 22 saugt das Kältemittel in dem Kältekreislauf 21 an und komprimiert es, um das komprimierte Kältemittel davon abzugeben. Die Kühlmittelheizung 15 ist ein Kondensator, der ein hochdruckseitiges Kältemittel durch Austauschen von Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittel, das von dem Kompressor 22 abgegeben wird, und dem Kühlmittel kondensiert.
Der Sammler 23 ist ein Gas-Flüssigkeitsabscheider, der ein gasförmigflüssiges Zweiphasenkältemittel, das aus der Kühlmittelheizung 15 strömt, in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel abscheidet und zulässt, dass das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in Richtung des Expansionsventils 24 strömt. Das Expansionsventil 24 ist eine Dekompressionsvorrichtung, die das aus dem Sammler 23 strömende flüssigphasige Kältemittel dekomprimiert und expandiert.
Der Kühlmittelkühler 14 ist ein Verdampfer, der ein Niederdruckkältemittel durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Niederdruckkältemittel, das von dem Expansionsventil 24 dekomprimiert und expandiert wird, verdampft. Das gasphasige Kältemittel, das an dem Kühlmittelkühler 14 verdampft wird, wird in den Kompressor 22 gesaugt und von ihm komprimiert.
Der Strahler 13 dient dazu, das Kühlmittel durch die Außenluft zu kühlen, während der Kühlmittelkühler 14 dazu dient, das Kühlmittel durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 21 zu kühlen. Folglich kann der Strahler 13 das Kühlmittel auf eine niedrigere Temperatur als die der Außenluft kühlen, während der Kühlmittelkühler 14 das Kühlmittel auf eine Temperatur kühlen kann, die niedriger als die der Außenluft ist. Das heißt, die Temperatur des von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlten Kühlmittels kann niedriger als die des von dem Strahler 13 gekühlten Kühlmittels festgelegt werden.
Hier nachstehend wird auf das Kühlmittel, das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlt wird, als ein „Zwischentemperaturkühlmittel” Bezug genommen und auf das Kühlmittel, das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 21 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, wird als ein „Niedertemperaturkühlmittel” Bezug genommen.
Die Vorrichtung 16 ist eine Vorrichtung (Temperatureinstellzielvorrichtung) mit einem Strömungsweg für die Zirkulation des Kühlmittels und geeignet, Wärme zwischen der Vorrichtung 16 selbst und dem Kühlmittel zu übertragen. Beispiele für die Vorrichtung 16 können einen Inverter, eine Batterie, einen Batterietemperatureinstell-Wärmetauscher, einen elektrischen Fahrmotor, eine Verbrennungsmotorvorrichtung, ein Kältespeicherelement, einen Lüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher, einen Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher und ähnliche umfassen.
Der Inverter ist ein Leistungswandler, der eine Gleichstrom-(DC-)Leistung, die von der Batterie geliefert wird, in eine Wechselstrom-(AC-)Spannung umwandelt, um die Wechselspannung an den elektrischen Fahrmotor auszugeben.
Der Batterietemperatureinstell-Wärmetauscher ist ein Wärmetauscher (Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher), der in einem Luftströmungsweg zu der Batterie angeordnet ist und geeignet ist, um Wärme zwischen der Lüftungsluft und Kühlmittel auszutauschen.
Die Verbrennungsmotorvorrichtungen können einen Turbolader, einen Zwischenkühler, eine AGR-Kühler, einen CVT-Wärmer, einen CVT-Kühler, eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung und ähnliches umfassen.
Der Turbolader ist ein Lader, der eine Ansaugluft (Einlassluft) in den Verbrennungsmotor lädt. Der Zwischenkühler ist ein Einlassluftkühler (Einlassluft-Wärmemedium-Wärmetauscher), der die geladene Einlassluft durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der geladenen Einlassluft mit hoher Temperatur, die von dem Turbolader komprimiert wird, kühlt.
Der AGR-Kühler ist ein Abluft-Kühlmittel-Wärmetauscher (Abluft-Wärmemedium-Wärmetauscher), der Wärme zwischen Motorabgas (Abluft), die an die Ansaugseite des Verbrennungsmotors rückgeführt wird, und dem Kühlmittel austauscht, wodurch die Abluft gekühlt wird.
Der CVT-Wärmer ist ein Schmieröl-Kühlmittel-Wärmetauscher (Schmieröl-Wärmemedium-Wärmetauscher), der Wärme zwischen einem Schmieröl (CVT-Öl) zum Schmieren eines stufenlos variablen Getriebes (CVT) und dem Kühlmittel austauscht, wodurch das CVT-Öl geheizt wird.
Der CVT-Kühler ist ein Schmieröl-Kühlmittel-Wärmetauscher (Schmieröl-Wärmemedium-Wärmetauscher), der Wärme zwischen dem CVT-Öl und dem Kühlmittel austauscht, wodurch das CVT-Öl gekühlt wird.
Die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung ist ein Abluft-Kühlmittel-Wärmetauscher (Abluft-Wärmemedium-Wärmetauscher), der Wärme zwischen der Abluft und dem Kühlmittel austauscht, wodurch Wärme der Abluft in dem Kühlmittel aufgenommen wird.
Das Kältespeicherelement dient zum Speichern heißer Wärme oder kalter Wärme, die in dem Kühlmittel enthalten ist. Beispiele für das Kältespeicherelement können ein chemisches Wärmespeichermittel, einen Wärmeisolierbehälter, eine Speichermaterial für latente Wärme (Paraffin oder Hydrat-basiertes Material) und ähnliches umfassen.
Der Lüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der Wärme (kalte Wärme oder heiße Wärme) rückgewinnt, die durch Lüftung nach außen entleert wird. Zum Beispiel gewinnt der Lüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher Wärme (kalte Wärme oder heiße Wärme), die durch die Lüftung nach außen entleert wird, zurück, was die Leistung die für die Luftkühlung und Heizung benötigt wird, verringern kann.
Der Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen Kühlmitteln austauscht. Zum Beispiel tauscht der Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher Wärme zwischen Kühlmittel in dem Wärmemanagementsystem 10 (Kühlmittel, das von der ersten Pumpe 11 oder der zweiten Pumpe 12) zirkuliert wird, und Kühlmittel in dem Motorkühlkreis aus, wobei die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmemanagementsystem 10 und dem Motorkühlkreis (Kreis für die Zirkulation des Kühlmittels zum Motorkühlen) ermöglicht wird.
Der Kühlerkern 17 ist ein Kühlwärmetauscher (Luftkühler), der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere kühlt. Daher muss das Kühlmittel, das von dem Kühlmittelkühler 14 oder einer Vorrichtung oder ähnlichem zum Erzeugen kalter Wärme (mit anderen Worten, das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkühler 14 oder die Vorrichtung oder ähnliches zum Erzeugen kalter Wärme zirkuliert) gekühlt wird, durch den Kühlerkern 17 zirkulieren.
Der Heizungskern 18 ist ein Heizwärmetauscher (Luftheizung), der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durch Austauschen von Wärme zwischen der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere und dem Kühlmittel heizt. Daher muss das Kühlmittel, das von der Kühlmittelheizung 15 oder einer Vorrichtung oder ähnlichem zum Erzeugen heißer Wärme (mit anderen Worten, das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelheizung 15 oder die Vorrichtung oder ähnliches zum Erzeugen heißer Wärme zirkuliert) geheizt wird, durch den Heizungskern 18 zirkulieren.
Die erste Pumpe 11 ist in einem ersten Pumpenströmungsweg 31 angeordnet. Der Kühlmittelkühler 14 ist auf der Kühlmittelabgabeseite der ersten Pumpe 11 in dem ersten Pumpenströmungsweg 31 angeordnet. Die zweite Pumpe 12 ist in einem zweiten Pumpenströmungsweg 32 angeordnet. Die Kühlmittelheizung 15 ist auf der Kühlmittelabgabeseite der zweiten Pumpe 12 in dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 angeordnet.
Die Vorrichtung 16 ist in einem Vorrichtungsströmungsweg 33 angeordnet. Der Kühlerkern 17 ist in einem Kühlerkernströmungsweg 35 angeordnet. Der Heizungskern 18 ist in einem Heizungskernströmungsweg 36 angeordnet. Ein Öffnungs-/Schließventil 37 ist in dem Heizungskernströmungsweg 36 angeordnet. Das Öffnungs-/Schließventil 37 ist eine Strömungswegöffnungs-/Schließvorrichtung, die geeignet ist, um den Heizungskernströmungsweg 36 zu öffnen und zu schließen, und besteht aus einem elektromagnetischen Ventil.
Der zweite Pumpenströmungsweg 32 ist mit einem geschlossenen Reservebehälter 38 verbunden. Der Reservebehälter 38 dient als ein Speicherabschnitt zum Speichern des Kühlmittels darin und auch als ein Druckhalteabschnitt zum Halten eines Drucks des Kühlmittels in einem passenden Bereich.
Unter Verwendung des geschlossenen Reservebehälters 38 zeigt sich die Wirkung des Haltens des Drucks des Kühlmittels innerhalb eines voreingestellten Bereichs, so dass Schwankungen in der Flüssigkeitsoberfläche des Reservebehälters 38 selbst in einem Betriebszustand, in dem der Bereich des Hubs der ersten Pumpe 11 drastisch verschieden zu dem der zweiten Pumpe 12 ist, wirksam auf das Minimum verringert werden können.
Der Reservebehälter 38 hat eine Funktion zum Abscheiden der in das Kühlmittel gemischten Luftblasen in gasförmige und flüssige Komponenten. Der Reservebehälter 38 hat einen Druckhaltemechanismus, der das Kühlmittel gegen eine unnormale Erhöhung und Verringerung des Drucks des Kühlmittels, die andernfalls aufgrund der Ausdehnung und des Zusammenziehens des Kühlmittels einhergehend mit der Temperaturänderung des Kühlmittels bewirkt würden, auf dem passenden Druck hält. Jegliches überschüssiges Kältemittel wird in dem Reservebehälter 38 gelagert, was die Verringerung der Flüssigkeitsmenge des durch die jeweiligen Strömungswege zirkulierenden Kühlmittels unterdrücken kann.
Der erste Pumpenströmungsweg 31, der zweite Pumpenströmungsweg 32, der Vorrichtungsströmungsweg 33 und der Strahlerströmungsweg 34 sind mit ersten Schaltventil 19 und dem zweiten Schaltventil 20 verbunden.
Der Kühlerkernströmungsweg 35 hat eines seiner Enden mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden und sein anderes Ende mit einem Teil zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und der ersten Pumpe 11 in dem ersten Pumpenströmungsweg 31 verbunden.
Der Heizerkernströmungsweg 36 hat eines seiner Enden mit einem Teil zwischen dem ersten Schaltventil 19 und der Kühlmittelheizung 15 in dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 verbunden und sein anderes Ende mit einem Teil zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und der zweiten Pumpe 12 in dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 verbunden.
Jedes der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 ist eine Strömungsumschaltvorrichtung, die die Kühlmittelströmung umschaltet.
Das erste Schaltventil 19 ist ein Fünfwegeventil mit fünf Anschlüssen (erste Schaltventilanschlüsse) die als Einlässe oder Auslässe für Kühlmittel dienen. Insbesondere umfasst das erste Schaltventil 19 zwei Einlässe 191a und 191b als Einlässe für das Kühlmittel und drei Auslässe für das Kühlmittel.
Das zweite Schaltventil 20 ist ein Vierwegeventil mit vier Anschlüssen (zweite Schaltventilanschlüsse), die als Einlässe oder Auslässe 191c, 191d und 191e als Auslässe für Kühlmittel dienen. Insbesondere umfasst das zweite Schaltventil 20 zwei Auslässe 201a und 201b als Auslässe für das Kühlmittel und zwei Einlässe 201c und 201d als Einlässe für das Kühlmittel.
Der erste Einlass 191a des ersten Schaltventils 19 ist mit einem Ende des ersten Pumpenströmungswegs 31 verbunden. Mit anderen Worten ist der erste Einlass 191a des ersten Schaltventils 19 mit der Kühlmittelauslassseite des Kühlmittelkühlers 14 verbunden.
Der zweite Einlass 191b des ersten Schaltventils 19 ist mit einem Ende des zweiten Pumpenströmungswegs 32 verbunden. Mit anderen Worten ist der zweite Einlass 191b des ersten Schaltventils 19 mit der Kühlmittelauslassseite der Kühlmittelheizung 15 verbunden.
Der erste Auslass 191c des ersten Schaltventils 19 ist mit einem Ende des Vorrichtungsströmungswegs 33 verbunden. Mit anderen Worten ist der erste Auslass 191c des ersten Schaltventils 19 mit der Kühlmitteleinlassseite der Vorrichtung 16 verbunden.
Der zweite Auslass 191d des ersten Schaltventils 19 ist mit einem Ende des Strahlerströmungswegs 34 verbunden. Mit anderen Worten ist der zweite Auslass 191d des ersten Schaltventils 19 mit der Kühlmitteleinlassseite Strahlers 13 verbunden.
Der dritte Auslass 191e des ersten Schaltventils 19 ist mit einem Ende des Kühlerkernströmungswegs 35 verbunden. Mit anderen Worten ist der dritte Auslass 191e des ersten Schaltventils 19 mit der Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 17 verbunden.
Der erste Auslass 201a des zweiten Schaltventils 20 ist mit dem anderen Ende des ersten Pumpenströmungswegs 31 verbunden. Mit anderen Worten ist der erste Auslass 201a des zweiten Schaltventils 20 mit der Kühlmittelansaugseite der ersten Pumpe 11 verbunden.
Der zweite Auslass 201b des zweiten Schaltventils 20 ist mit dem anderen Ende des zweiten Pumpenströmungswegs 32 verbunden. Mit anderen Worten ist der zweite Auslass 201b des zweiten Schaltventils 20 mit der Kühlmittelansaugseite der zweiten Pumpe 12 verbunden.
Der erste Einlass 201c des zweiten Schaltventils 20 ist mit dem anderen Ende des Vorrichtungsströmungswegs 33 verbunden. Mit anderen Worten ist der erste Einlass 201c des zweiten Schaltventils 20 mit der Kühlmittelauslassseite der Vorrichtung 16 verbunden.
Der zweite Einlass 201d des zweiten Schaltventils 20 ist mit dem anderen Ende des Strahlerströmungswegs 34 verbunden. Mit anderen Worten ist der zweite Einlass 201d des zweiten Schaltventils 20 mit der Kühlmittelauslassseite des Strahlers 13 verbunden.
Das erste Schaltventil 19 kann aufgebaut sein, um die Verbindungszustände willkürlich oder selektiv zwischen den zwei Einlässen 191a und 191b und den drei Auslässen 191c, 191d und 191e umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 kann ebenfalls aufgebaut sein, um die Verbindungszustände willkürlich oder selektiv zwischen den zwei Auslässen 201a und 201b und den zwei Einlässen 201d und 201e umzuschalten.
Insbesondere schaltet das erste Schaltventil 19 jeden des Strahlers 13, der Vorrichtung 16 und des Kühlerkerns 17 zwischen dem Zustand des Zuströmens des von der ersten Pumpe 11 abgegebenen Kühlmittels, dem Zustand des Zuströmens des von der zweiten Pumpe 12 abgegebenen Kühlmittels und dem Zustand, in dem das von der erste Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel und das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel nicht in sie hinein strömen, um.
Das zweite Schaltventil 20 schaltet jeden des Strahlers 13 und der Vorrichtung 16 zwischen dem Zustand des Ausströmens des Kühlmittels zu der ersten Pumpe 11, dem Zustand des Ausströmens des Kühlmittels zu der zweiten Pumpe 12 und dem Zustand, in dem das Kühlmittel nicht zu der ersten Pumpe 11 und der zweiten Pumpe 12 ausströmt, um.
Als nächstes wird die spezifische Struktur der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 unter Bezug auf 2 bis 7 beschrieben. Wie in 2 bis 5 dargestellt, umfasst das erste Schaltventil 19 ein Gehäuse 191 das als eine Außenhülle wirkt, und einen Ventilkörper 192 (Ventilkörper des ersten Schaltventils), der in dem Gehäuse 191 aufgenommen ist.
4 und 5 zeigen Querschnute des ersten Schaltventils 19, die in der Richtung senkrecht zu einer Drehwelle 192a des Ventilkörpers 192 genommen sine (siehe 3). 4 ist eine Querschnittansicht eines Teils des ersten Schaltventils 19 auf einer seiner Seiten in der Drehachsenrichtung des Ventilkörpers 192 (oberer Teil, wie in 2 und 3 gezeigt). 5 ist eine Querschnittansicht eines Teils des ersten Schaltventils 19 auf seiner anderen Seite in der Drehachsenrichtung des Ventilkörpers 192 (unterer Teil, wie in 2 und 3 gezeigt).
Das Gehäuse 191 umfasst den ersten Einlass 191a, den zweiten Einlass 191b, den ersten Auslass 191c, den zweiten Auslass 191d und den dritten Auslass 191e.
Wie in 2 und 4 gezeigt, sind der erste Einlass 191a, der zweite Einlass 191b, der erste Auslass 191c und der zweite Auslass 191d als Teile des Gehäuses 191 auf einer seiner Seiten in der Drehachsenrichtung des Ventilkörpers 192 (an oberen Teilen, wie in 2 gezeigt) ausgebildet. Ferner sind der ersten Einlass 191a, der zweite Einlass 191b, der erste Auslass 191c und der zweite Auslass 191d in Bezug auf die Drehwelle des Ventilkörpers 192 in der Außenumfangsrichtung einer Umfangswandoberfläche des Gehäuses 1911 ausgebildet.
Wie in 2 und 5 gezeigt, ist der dritte Auslass 191e an Teilen des Gehäuses 191 auf dessen anderer Seite in der Drehachsenrichtung des Ventilkörpers 192 (unterer Teil, der in 2 gezeigt ist) ausgebildet. Der dritte Auslass 191e ist in Bezug auf die Drehwelle des Ventilkörpers 192 in der Innenumfangsrichtung der Umfangswandoberfläche des Gehäuses 191 ausgebildet.
Wie in 4 gezeigt, sind der erste Einlass 191a, der zweite Einlass 191b, der erste Auslass 191c und der zweite Auslass 191d in Abständen mit einem vorgegebenen Winkel in der Drehrichtung des Ventilkörpers 192 angeordnet. Der zweite Einlass 191b ist an einer Position angeordnet, die von dem ersten Einlass 191a um 120 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht ist. Der erste Auslass 191c ist in einer Position angeordnet, die von dem ersten Einlass 191a um 60 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht ist. Der zweite Auslass 191d ist in einer Position angeordnet, die von dem ersten Einlass 191a um 120 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht ist.
Wie in 4 und 5 dargestellt, ist der dritte Auslass 191e derart angeordnet, dass er dem zweiten Einlass 191b in der Drehachsenrichtung des Ventilkörpers 192 gesehen überlagert ist. Bezug nehmend auf 4 und 5 ist ein Verbindungsweg 191f, der mit dem ersten Einlass 191a in Verbindung steht, an einem Teil des Gehäuses 191 auf der anderen Seite in der Drehachsenrichtung des Ventilkörpers 192 ausgebildet.
Wie in 4 gezeigt, ist eine Dichtungsanordnung 193 zur Verhinderung eines internen Auslaufens des Kühlmittels an einer Innenumfangsoberfläche eines Teils des Gehäuses 191 auf einer Seite in der Drehachsenrichtung des Ventilkörpers 192 angeordnet. Wie in 5 gezeigt, ist die Dichtungsanordnung 194 zur Verhinderung des internen Auslaufens des Kühlmittels an einem Umfangsrand des dritten Auslasses 191e in dem Gehäuse 191 angeordnet.
Nun zu 3 zurückkehrend hat der Ventilkörper 192 als ein Ganzes eine säulenförmige Form mit der zentrierten Drehwelle 192a. Wie in 3 und 4 dargestellt, hat ein Teil des Ventilkörpers 192 auf einer Seite in der Drehachsenrichtung (oberer Teil, wie in 3 gezeigt) eine Form mit einem ersten Ausschnittabschnitt 192b und einem zweiten Ausschnittabschnitt 192c, die an der Außenumfangsoberfläche seiner Säule ausgebildet sind.
Der erste Ausschnittabschnitt 192b ist über einen Bereich ausgebildet, der etwa 120 Grad in der Drehrichtung des Ventilkörpers 192 abdeckt. Der zweite Ausschnittabschnitt 192c ist einen einen Bereich ausgebildet, der etwa 240 Grad in der Drehrichtung des Ventilkörpers 192 abdeckt. Der erste Ausschnittabschnitt 192b und der zweite Ausschnittabschnitt 192c können mit dem ersten Einlass 191a, dem zweiten Einlass 191b, dem ersten Auslass 191c und dem zweiten Auslass 191d in Verbindung stehen.
Wie in 3 und 5 dargestellt, hat ein Teil des Ventilkörpers 192 auf der anderen Seite in der Drehachsenrichtung (unterer Teil, wie in 3 gezeigt) eine Form mit sechs Verbindungslöchern 192d, die an der Außenumfangsoberfläche seines Zylinders ausgebildet sind. Die sechs Verbindungslöcher 192d sind alle 60 Grad in der Drehrichtung des Ventilkörpers 192 angeordnet. Die sechs Verbindungslöcher 192d können mit dem dritten Auslass 191e und dem Verbindungsweg 191f in Verbindung stehen.
Wie in 3 gezeigt, ist die Drehwelle 192a des Ventilkörpers 192 mit einem Ausgangszahnrad 195 gekoppelt. Die Drehwelle 192a des Ventilkörpers 192 ist mit dem Ausgangszahnrad 195 gekoppelt. Ein O-Ring 196 zur Verhinderung des Auslaufens von Kühlmittel ist an der Drehwelle 192a des Ventilkörpers 192 befestigt.
Das Ausgangszahnrad 195 ist über ein Zwischenzahnrad 197 und ein Schneckenrad 198 mit der Ausgangswelle eines Elektromotors 39 gekoppelt. Ein Potentiometer 199 ist eine Ventilkörper-Drehwinkelerfassungseinrichtung, die einen Drehwinkel des Ventilkörpers 192 erfasst. Das Ausgangszahnrad 195, das Zwischenzahnrad 197, das Schneckenrad 198, der Elektromotor 39 und das Potentiometer 199 sind in dem Gehäuse 191 untergebracht.
Wie in 6 und 7 dargestellt, umfasst das zweite Schaltventil 20 ein Gehäuse 201, das als eine Außenschale wirkt und einen Ventilkörper 202 (Ventilkörper des zweiten Schaltventils), der in dem Gehäuse 201 aufgenommen ist. 7 zeigt einen Querschnitt des zweiten Schaltventils 20, der in der Richtung senkrecht zu einer (nicht gezeigten) Drehwelle des Ventilkörpers 202 genommen ist.
Das Gehäuse 201 umfasst einen ersten Auslass 201a, einen zweiten Auslass 201b, einen ersten Einlass 201c und einen zweiten Einlass 201d, Wie in 7 gezeigt, sind der erste Auslass 201a, der zweite Auslass 201b, der erste Einlass 201c und der zweite Einlass 201d in Abständen mit einem vorgegebenen Winkel in der Drehrichtung des Ventilkörpers 202 ausgebildet.
Der zweite Auslass 201b ist in einer Position angeordnet, die von dem ersten Auslass 201a um 120 Grad im Uhrzeigersinn gedreht ist. Der erste Einlass 201c ist in einer Position angeordnet, die von dem ersten Auslass 201a im Uhrzeigersinn um 50 Grad gedreht ist. Der zweite Einlass 201d ist in einer Position angeordnet, die von dem ersten Auslass 201a um 120 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht ist.
Eine Dichtungsanordnung 203 zur Verhinderung eines internen Auslaufens des Kühlmittels ist an der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 201 angeordnet.
Der Ventilkörper 202 hat eine Form mit einem ersten Ausschnittabschnitt 202b und einem zweiten Ausschnittabschnitt 202c, die auf der Außenumfangsoberfläche seiner Säule ausgebildet sind, wobei seine (nicht gezeigte) Drehwelle zentriert ist. Der erste Ausschnittabschnitt 202b ist über einen Bereich ausgebildet, der etwa 120 Grad in der Drehrichtung des Ventilkörpers 202 abdeckt. Der zweite Ausschnittabschnitt 202c ist über einen Bereich ausgebildet, der etwa 210 Grad in der Drehrichtung des Ventilkörpers 202 abdeckt. Der erste Ausschnittabschnitt 202b und der zweite Ausschnittabschnitt 202c können mit dem ersten Auslass 201a, dem zweiten Auslass 201b, dem ersten Einlass 201c und dem zweiten Einlass 201d in Verbindung stehen.
Wenngleich nicht gezeigt, steht die Drehwelle des Ventilkörpers 202 von dem Gehäuse 201 vor und ist mit dem Ausgangszahnrad außerhalb des Gehäuses 201 gekoppelt. Ein O-Ring zur Verhinderung des Auslaufens von Kühlmittel ist zwischen der Drehwelle des Ventilkörpers 202 und dem Gehäuse 201 angeordnet. Das Ausgangszahnrad ist über ein Zwischenzahnrad und ein Schneckenrad mit der Ausgangswelle des Elektromotors gekoppelt. Der Drehwinkel des Ventilkörpers 202 wird von dem Potentiometer erfasst. Das Ausgangszahnrad, das Zwischenzahnrad, das Schneckenrad, der Elektromotor und das Potentiometer sind in dem Gehäuse 201 untergebracht.
Wie in 8 gezeigt, sind der Kühlerkern 17 und der Heizungskern 18 in einem Gehäuse 41 einer Innenklimatisierungseinheit untergebracht. Ein Innengebläse 42 ist ein elektrisches Gebläse, das die Innenluft (Luft in dem Fahrzeugraum), die Außenluft oder eine Kombination der Innenluft und der Außenluft zu dem Kühlerkern 17 und dem Heizungskern 18 bläst.
Der Heizungskern 18 ist innerhalb des Gehäuses 41 auf der strömungsabwärtigen Seite der Luftströmung des Kühlerkerns 17 angeordnet. Eine Luftmischklappe 43 ist innerhalb des Gehäuses 41 zwischen dem Kühlerkern 17 und dem Heizungskern 18 angeordnet.
Die Luftmischklappe 43 dient als eine Luftvolumen-Verhältniseinstelleinrichtung, die ein Verhältnis des Volumens der Luft, die den Heizungskern 18 durchläuft, zu dem der Luft, die den Heizungskern 18 umgeht, einstellt.
Nun wird eine elektrische Steuerung des Wärmemanagementsystems unter Bezug auf 9 beschrieben. Eine Steuerung 50 besteht aus einem bekannten Mikrocomputer mit CPU, ROM, RAM und ähnlichem und einer peripheren Schaltung davon. Die Steuerung 50 ist eine Steuereinheit, die die Betriebe der Vorrichtungen, welche die erste Pumpe 11, die zweite Pumpe 12, den Kompressor 22, einen Schaltventil-Elektromotor 39 und ähnliche umfassen, die mit ihrer Ausgangsseite verbunden sind, durch Durchführen verschiedenerer Arten von Berechnungen und Verarbeitung basierend auf in dem ROM gespeicherten Klimatisierungssteuerprogrammen steuert.
Der Schaltventil-Elektromotor 39 ist ein Schaltventilantriebsabschnitt, der den Ventilkörper des ersten Schaltventils 19 und den Ventilkörper des zweiten Schaltventils 20 antreibt. In dieser Ausführungsform umfasst der Schaltventil-Elektromotor 39 einen Elektromotor zum Antreiben des Ventilkörpers des ersten Schaltventils 19 und einen anderen Elektromotor zum Antreiben des Ventilkörpers des zweiten Schaltventils 20, die voneinander getrennt sind.
Die Steuerung 50 ist integral mit der Steuereinheit zum Steuern verschiedener Steuerzielvorrichtungen, die mit der Ausgangsseite der Steuerung verbunden sind, aufgebaut. Die Steuereinheit zum Steuern des Betriebs jeder der Steuerzielvorrichtungen umfasst eine Struktur (Hardware und Software), die geeignet ist, den Betrieb jeder der Steuerzielvorrichtungen zu steuern.
In dieser Ausführungsform ist insbesondere die Struktur (Hardware und Software), die den Betrieb des Schaltventil-Elektromotors 39 steuert, als eine Schaltsteuerung 50a definiert. Die Schaltsteuerung 50a kann unabhängig von der Steuerung 50 bereitgestellt werden.
Die Struktur (Hardware und Software), die die Betriebe der ersten Pumpe 11 und der zweiten Pumpe 12 steuert, ist als eine Pumpensteuerung 50b definiert. Die Pumpensteuerung 50b kann unabhängig vor der Steuerung 50 bereitgestellt werden.
Die Struktur (Hardware und Software), die den Betrieb des Kompressors 22 steuert, ist als eine Kompressorsteuerung 50c definiert. Die Kompressorsteuerung 50c kann unabhängig von der Steuerung 50 bereitgestellt werden.
Erfassungssignale von einer Gruppe von Sensoren einschließlich eines Innenluftsensors 51, eines Außenluftsensors 52, eines ersten Wassertemperatursensors 53, eines zweiten Wassertemperatursensors 54, eines Kältemitteltemperatursensors 55 und ähnliche werden in die Eingangsseite der Steuerung 50 eingegeben.
Der Innenluftsensor 51 ist eine Erfassungseinrichtung (Innenlufttemperaturerfassungseinrichtung), die die Temperatur von Innenluft (oder die Temperatur des Fahrzeuginneren) erfasst. Der Außenluftsensor 52 ist eine Erfassungseinrichtung (Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung), die die Temperatur der Außenluft (oder die Temperatur des Fahrzeugäußeren), erfasst.
Der erste Wassertemperatursensor 53 ist eine Erfassungseinrichtung (erste Wärmemediumtemperaturerfassungseinrichtung), die die Temperatur von Kühlmittel, das durch den ersten Pumpenströmungsweg 31 strömt (zum Beispiel die Temperatur von Kühlmittel, das in die erste Pumpe 11 gesaugt wird), erfasst.
Der zweite Wassertemperatursensor 54 ist eine Erfassungseinrichtung (zweite Wärmemediumtemperaturerfassungseinrichtung), die die Temperatur von Kühlmittel, das durch den zweiten Pumpenströmungsweg 32 strömt (zum Beispiel die Temperatur von Kühlmittel, das in die zweite Pumpe 12 gesaugt wird), erfasst.
Der Kältemitteltemperatursensor 55 ist eine Erfassungseinrichtung (Kältemitteltemperaturerfassungseinrichtung), die die Kältemitteltemperatur (zum Beispiel die Temperatur von Kältemittel, das von dem Kompressor 22 abgegeben wird) in dem Kältekreislauf 21 erfasst.
Beachten Sie, dass die Innenlufttemperatur, die Außenlufttemperatur, die Kühlmitteltemperatur und die Kältemitteltemperatur basierend auf Erfassungswerten verschiedener physikalischer Größen geschätzt werden können.
Ein Bediensignal wird von einem Klimaanlagenschalter 6 in die Eingangsseite der Steuerung 50 eingegeben. Der Klimaanlagenschalter 56 ist ein Schalter zum Umschalten einer Klimaanlage zwischen ein und aus (kurzum Ein und Aus der Kühlung) und ist in der Nähe eines Armaturenbretts in dem Fahrzeugraum angeordnet.
Nun wird der Betrieb der vorstehend erwähnten Struktur beschrieben. Die Steuerung 50 steuert die Betriebe der ersten Pumpe 11, der zweiten Pumpe 12, des Kompressors 22, der Motorpumpe 42, des Schaltventil-Elektromotors 39 und ähnlicher, wobei zwischen verschiedenen Betriebsarten umgeschaltet wird. Verschiedene Betriebsarten umfassen zum Beispiel eine in 10 gezeigte erste Betriebsart, eine in 11 gezeigte zweite Betriebsart, eine in 12 gezeigte dritte Betriebsart, eine in 13 gezeigte vierte Betriebsart, eine in 14 gezeigte fünfte Betriebsart, eine in 15 gezeigte sechste Betriebsart und eine in 16 gezeigte siebte Betriebsart.
In der in 10 gezeigten ersten Betriebsart lässt das Schaltventil 19 zu, dass der erste Einlass 191a mit dem ersten Auslass 191c und dem zweiten Auslass 191d in Verbindung steht und schließt den zweiten Einlass 191b und den dritten Auslass 191e.
Das zweite Schaltventil 20 lässt zu, dass der erste Auslass 201a mit dem ersten Einlass 201c und dem zweiten Einlass 201d in Verbindung steht, und schließt den zweiten Auslass 201b. Das Öffnungs-/Schließventil 37 öffnet den Heizungskernströmungsweg 36.
Folglich wird ein erster Kühlmittelkreis C1 (erster Wärmemediumkreis) ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die erste Pumpe 11, den Kühlmittelkühler 14, den Strahler 13 und die Vorrichtung 16 und die erste Pumpe 11 zirkuliert. Ferner wird auch ein zweiter Kühlmittelkreis C2 (zweiter Wärmemediumkreis) ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die zweite Pumpe 12, die Kühlmittelheizung 15, den Heizungskern 18 und die zweite Pumpe 12 zirkuliert.
In der ersten Betriebsart strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Strahler 13 und die Vorrichtung 16, wobei in dem Kühlmittel an dem Strahler 13 Wärme der Außenluft aufgenommen wird, wodurch die Vorrichtung 16 gekühlt wird.
Das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel strömt durch den Heizungskern 18, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Heizungskern 18 geheizt wird. Folglich kann das Fahrzeuginnere durch einen Wärmepumpenbetrieb, der die Aufnahme von Wärme aus der Außenluft umfasst, geheizt werden.
In der in 11 gezeigten zweiten Betriebsart lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass der erste Einlass 191a mit dem ersten Auslass 191c, dem zweiten Auslass 191d und dem dritten Auslass 191e in Verbindung steht, und schließt den zweiten Einlass 191b. Das zweite Schaltventil 20 lässt zu, dass der erste Auslass 201a mit dem ersten Einlass 201c und dem zweiten Einlass 201d in Verbindung steht, und schließt den zweiten Auslass 201b. Das Öffnungs-/Schließventil 37 öffnet den Heizungskernströmungsweg 36. Zu dieser Zeit legt das erste Schaltventil 19 den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsrad fest.
Folglich wird der erste Kühlmittelkreis C1 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die erste Pumpe 11, den Kühlmittelkühler 14, den Strahler 13, die Vorrichtung 16 und den Kühlerkern 17 und die erste Pumpe 11 zirkuliert. Ferner wird auch der zweite Kühlmittelkreis C2 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die zweite Pumpe 12, die Kühlmittelheizung 15, den Heizungskern 18 und die zweite Pumpe 12 zirkuliert.
In der zweiten Betriebsart strömt das Kühlmittel, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, durch den Strahler 13 und die Vorrichtung 16, wobei an dem Strahler 13 Wärme der Außenluft in dem Kühlmittel aufgenommen wird, wodurch die Vorrichtung 16 gekühlt wird. Ferner strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Kühlerkern 17, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Kühlerkern 17 gekühlt wird.
Das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel strömt durch den Heizungskern 18, wodurch die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Heizungskern 18 geheizt wird. Folglich wird die Lüftungsluft in den Fahrzeugraum von dem Kühlerkern 17 gekühlt und entfeuchtet, um von dem Heizungskern 18 geheizt zu werden, so dass die Entfeuchtung und Heizung durchgeführt werden kann.
Das erste Schaltventil 19 legt den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des durch den Kühlerkern 17 strömenden Kühlmittels eingestellt werden kann. Durch Einstellen des Durchsatzes von Kühlmittel, das durch den Kühlerkern 17 strömt, kann auch eine Luftkühlkapazität des Kühlerkerns 17 eingestellt werden. Folglich kann die Entfeuchtungsmenge des Kühlerkerns 17 eingestellt werden, während verhindert werden kann, dass sich Frost auf der Oberfläche des Kühlerkerns 17 bildet, wenn die Temperatur des durch den Kühlerkern 17 strömenden Kühlmittels weniger als 0°C ist.
In der in 12 gezeigten dritten Betriebsart lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass der erste Einlass 191a mit dem ersten Auslass 191c, dem zweiten Auslass 191d und dem dritten Auslass 191e in Verbindung steht, und schließt den zweiten Einlass 191b. Das zweite Schaltventil 20 lässt zu, dass der erste Auslass 201a mit dem ersten Einlass 201c und dem zweiten Einlass 201d in Verbindung steht, und schließt den zweiten Auslass 201b. Das Öffnungs-/Schließventil 37 öffnet den Heizungskernströmungsweg 36. Zu dieser Zeit legt das erste Schaltventil 19 den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, und das zweite Schaltventil 20 legt den zweiten Einlass 201d auf einen Zwischenöffnungsgrad fest.
Auf diese Weise können der erste Kühlmittelkreis C1 und der zweite Kühlmittelkreis, wie in der zweiten Betriebsart ausgebildet werden, um die Entfeuchtung und die Heizung durchzuführen. Wie in der zweiten Betriebsart legt das erste Schaltventil 19 den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des Kühlmittels durch den Kühlerkern 17 eingestellt werden kann.
Das zweite Schaltventil 20 legt den zweiten Einlass 201d auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der durch den Strahler 13 strömende Durchsatz des Kühlmittels eingestellt werden kann. Durch Einstellen des Durchsatzes von Kühlmittel, das durch den Strahler 13 strömt, kann auch eine von dem Strahler 13 abgeführte Wärmemenge eingestellt werden. Folglich kann die Temperatur von Kühlmittel, das durch den Heizungskern 18 strömt, selbst wenn das Kühlmittel durch die Kühlmittelheizung 15 übermäßig geheizt wird, auf einer passenden Höhe gehalten werden eingestellt werden.
In der in 13 gezeigten vierten Betriebsart lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass der erste Einlass 191a mit dem zweiten Auslass 191d und dem dritten Auslass 191e in Verbindung steht, und lässt auch zu, dass der zweite Einlass 191b mit dem ersten Auslass 191c in Verbindung steht. Das zweite Schaltventil 20 lässt zu, dass der erste Auslass 201a mit dem zweiten Einlass 201d in Verbindung steht, und lässt auch zu, dass der zweite Auslass 201b mit dem ersten Einlass 201c in Verbindung steht. Das Öffnungs-/Schließventil 37 öffnet den Heizungskernströmungsweg 36. Zu dieser Zeit legt das erste Schaltventil 19 den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest.
Somit wird der erste Kühlmittelkreis C1 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die erste Pumpe 11, den Kühlmittelkühler 14, den Strahler 13 und den Kühlerkern 17 und die erste Pumpe 11 zirkuliert. Ferner wird auch der zweite Kühlmittelkreis C2 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die zweite Pumpe 12, die Kühlmittelheizung 15, die Vorrichtung 16 und den Heizungskern 18 und die zweite Pumpe 12 zirkuliert.
Das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel strömt durch den Strahler 13, wobei zugelassen wird, dass an dem Strahler 13 die Wärme der Außenluft in dem Kühlmittel aufgenommen wird. Ferner strömt das durch den Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Kühlerkern 17, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Kühlerkern 17 gekühlt wird.
Das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel strömt durch die Vorrichtung 16, wobei die Vorrichtung 16 geheizt wird. Ferner strömt das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel durch den Heizungskern 18, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Heizungskern 18 geheizt wird.
Folglich wird die Lüftungsluft in den Fahrzeugraum von dem Kühlerkern 17 gekühlt und entfeuchtet und von dem Heizungskern 18 geheizt, so dass die Entfeuchtung und Heizung durchgeführt werden kann.
Das erste Schaltventil 19 legt den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des durch den Kühlerkern 17 strömenden Kühlmittels eingestellt werden kann.
In der in 14 gezeigten fünften Betriebsart lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass der erste Einlass 191a mit dem ersten Auslass 191c und dem dritten Auslass 191e in Verbindung steht, und lässt auch zu, dass der zweite Einlass 191b mit dem zweiten Auslass 191d in Verbindung steht. Das zweite Schaltventil 20 lässt zu, dass der erste Auslass 201a mit dem ersten Einlass 201c in Verbindung steht, und lässt auch zu, dass der zweite Auslass 201b mit dem zweiten Einlass 201d in Verbindung steht. Das Öffnungs-/Schließventil 37 öffnet den Heizungskernströmungsweg 36. Zu dieser Zeit legt das erste Schaltventil 19 den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, und das zweite Schaltventil 20 legt den zweiten Auslass 201b auf einen Zwischenöffnungsgrad fest.
Somit wird der erste Kühlmittelkreis C1 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die erste Pumpe 11, den Kühlmittelkühler 14, die Vorrichtung 16 und den Kühlerkern 17 und die erste Pumpe 11 zirkuliert. Ferner wird auch der zweite Kühlmittelkreis C2 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die zweite Pumpe 12, die Kühlmittelheizung 15, den Strahler 13 und den Heizungskern 18 und die zweite Pumpe 12 zirkuliert.
Das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel strömt durch die Vorrichtung 16, wobei die Vorrichtung 16 gekühlt wird. Ferner strömt das durch den Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Kühlerkern 17, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Kühlerkern 17 gekühlt wird.
Das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel strömt durch den Strahler 13, wobei zugelassen wird, dass das Kühlmittel Wärme von dem Strahler 13 in die Außenluft abführt. Ferner strömt das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel durch den Heizungskern 18, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Heizungskern 18 geheizt wird.
Folglich wird die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere von dem Kühlerkern 17 entfeuchtet und dann von dem Heizungskern 18 geheizt, so dass die Entfeuchtung und Heizung durchgeführt werden kann.
Das erste Schaltventil 19 legt den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des durch den Kühlerkern 17 strömenden Kühlmittels eingestellt werden kann. In der fünften Betriebsart legt das zweite Schaltventil 20 den zweiten Auslass 201b auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des Kühlmittels, das durch den Strahler 13 strömt, eingestellt werden kann. Durch Einstellen des Durchsatzes von Kühlmittel, das durch den Strahler 13 strömt, kann auch eine Wärmemenge, die von dem Strahler 13 abgeführt wird, eingestellt werden. Folglich kann die Temperatur von Kühlmittel, das durch den Heizungskern 18 strömt, selbst wenn das Kühlmittel von der Kühlmittelheizung 15 übermäßig geheizt wird, auf einer geeigneten Höhe gehalten werden.
In einer in 15 gezeigten sechsten Betriebsart lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass der erste Einlass 191a mit dem ersten Auslass 191c und dem dritten Auslass 191e in Verbindung steht, und lässt auch zu, dass der zweite Einlass 191b mit dem zweiten Auslass 191d in Verbindung steht. Das zweite Schaltventil 20 lässt zu, dass der erste Auslass 201a mit dem ersten Einlass 201c in Verbindung steht, und lässt auch zu, dass der zweite Auslass 201b mit dem zweiten Einlass 201d in Verbindung steht. Das Öffnungs-/Schließventil 37 öffnet den Heizungskernströmungsweg 36. Zu dieser Zeit legt das erste Schaltventil 19 den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, und das zweite Schaltventil 20 legt den ersten Einlass 201c auf einen Zwischenöffnungsgrad fest.
Auf diese Weise werden wie in der fünften Betriebsart der erste Kühlmittelkreis C1 und der zweiten Kühlmittelkreis C2 ausgebildet, um die Entfeuchtung und Heizung durchzuführen, während die Vorrichtung 16 gekühlt wird.
Das erste Schaltventil 19 legt den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des durch den Kühlerkern 17 strömenden Kühlmittels eingestellt werden kann. In der sechsten Betriebsart legt das zweite Schaltventil 20 den ersten Einlass 201c auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des Kühlmittels, das durch die Vorrichtung 16 strömt, eingestellt werden kann.
In einer in 16 gezeigten siebten Betriebsart lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass der erste Einlass 191a mit dem dritten Auslass 191e in Verbindung steht, und lässt auch zu, dass der zweite Einlass 191b mit dem ersten Auslass 191c und dem zweiten Auslass 191d in Verbindung steht. Das zweite Schaltventil 20 schließt den ersten Auslass 201a und lässt zu, dass der zweite Auslass 201b mit dem ersten Einlass 201c und dem zweiten Einlass 201d in Verbindung steht. Das Öffnungs-/Schließventil 37 öffnet den Heizungskernströmungsweg 36. In der siebten Betriebsart legt das erste Schaltventil 19 den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, und das zweite Schaltventil 20 legt den ersten Einlass 201c auf einen Zwischenöffnungsgrad fest.
Somit wird ein erster Kühlmittelkreis C1 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die erste Pumpe 11, den Kühlmittelkühler 14, den Kühlerkern 17 und die erste Pumpe 11 zirkuliert. Ferner wird auch ein zweiter Kühlmittelkreis C2 ausgebildet, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die zweite Pumpe 12, die Kühlmittelheizung 15, die Vorrichtung 16, den Strahler 13 und den Heizungskern 18 und die zweite Pumpe 12 zirkuliert.
Das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel strömt durch den Kühlerkern 17, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Kühlerkern 17 gekühlt wird.
Das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel strömt durch die Vorrichtung 16 und den Strahler 13, wobei zugelassen wird, dass das Kühlmittel Wärme von dem Strahler 13 in die Außenluft abführt, während die Vorrichtung 16 geheizt wird. Ferner strömt das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel durch den Heizungskern 18, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Heizungskern 18 geheizt wird.
Folglich wird die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere von dem Kühlerkern 17 gekühlt und entfeuchtet und dann von dem Heizungskern 18 geheizt, so dass die Entfeuchtung und Heizung durchgeführt werden kann.
Das erste Schaltventil 19 legt den dritten Auslass 191e auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des durch den Kühlerkern 17 strömenden Kühlmittels eingestellt werden kann. In der siebten Betriebsart legt das zweite Schaltventil 20 den ersten Einlass 201c auf einen Zwischenöffnungsgrad fest, so dass der Durchsatz des Kühlmittels, das durch die Vorrichtung 16 strömt, eingestellt werden kann.
In dieser Ausführungsform sind das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 mit wenigstens einer der Vorrichtungen 13, 14, 15 und 16, durch die das Kühlmittel zirkuliert, verbunden. Folglich kann diese einfache Struktur das Wärmemedium umschalten, das durch wenigstens eine der Vorrichtungen 13, 14, 15 und 16 zirkuliert.
Die Kühlmittelauslassseite des Kühlerkerns 17 ist zwischen dem zweiten Schalventil 20 und dem Kühlmittelkühler 14 verbunden, so dass das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkühler 14 zirkuliert, durch den Kühlerkern 17 zirkulieren kann, ohne einen Anschluss für den Kühlerkern 17 in dem zweiten Schaltventil 20 bereitzustellen. Folglich kann die Struktur des zweiten Schaltventils 20 vereinfacht werden.
Beachten Sie, dass, wenn eine der Kühlmitteleinlassseite (Wärmemediumeinlassseite) und der Kühlmittelauslassseite (Wärmemediumauslassseite) des Kühlerkerns 17 zwischen eines der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 und den Kühlmittelkühler 14 geschaltet ist, zugelassen wird, dass das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkühler 14 zirkuliert, durch den Kühlerkern 17 zirkuliert, ohne einen Anschluss für den Kühlerkern 17 in dem einen Schaltventil bereitzustellen, was die Struktur des einen Schaltventils vereinfachen kann.
Folglich entspricht der Kühlerkern 17 der „zweiten Vorrichtung”, wie in den beigefügten Patentansprüchen beschrieben, und der Kühlmittelkühler 14 entspricht der „ersten Vorrichtung”, wie in den beigefügten Patentansprüchen beschrieben.
In dieser Ausführungsform ist die Kühlmitteleinlassseite des Heizungskerns 18 zwischen dem ersten Schaltventil 19 und der Kühlmittelheizung 15 verbunden, so dass das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelheizung 15 zirkuliert, durch den Heizungskern 18 zirkulieren kann, ohne einen Anschluss für den Heizungskern 18 in dem ersten Schaltventil 19 bereitzustellen. Folglich kann die Struktur des ersten Schaltventils 19 vereinfacht werden.
Beachten Sie, dass, wenn eine der Kühlmitteleinlassseite (Wärmemediumeinlassseite) und der Kühlmittelauslassseite (Wärmemediumauslassseite) des Heizungskerns 18 zwischen eines der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 und die Kühlmittelheizung geschaltet ist, zugelassen wird, dass das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelheizung 15 zirkuliert, durch den Heizungskern 18 zirkuliert, ohne einen Anschluss für den Heizungskern 18 in dem einen Schaltventil bereitzustellen, was die Struktur des einen Schaltventils vereinfachen kann.
Folglich entspricht der Heizungskern 18 der „zweiten Vorrichtung”, wie in den beigefügten Patentansprüchen beschrieben, und die Kühlmittelheizung 15 entspricht der „ersten Vorrichtung”, wie in den beigefügten Patentansprüchen beschrieben.
Der Kühlmittelkühler 14 ist zwischen der ersten Pumpe 11 und dem ersten Schaltventil 19 angeordnet, und die Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 17 ist mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden. Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 die Strömung des Kühlmittels in Bezug auf den Kühlerkern 17 oder trennt sie, wodurch die Strömung des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelkühler 14 strömt, mit dem Kühlerkern 17 verbunden oder von ihm getrennt werden kann.
Die Kühlmittelheizung 15 ist zwischen der zweiten Pumpe 12 und dem ersten Schaltventil 19 angeordnet, und die Kühlmittelauslassseite des Heizungskerns 18 ist zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und der Kühlmittelheizung 15 verbunden. Ferner ist ein Öffnungs-/Schließventil 37 bereitgestellt, um die Strömung des Kühlmittels in Bezug auf den Heizungskern 18 intermittierend zu verbinden. Folglich kann das Öffnungs-Schließventil 37 die Strömung des Kühlmittels, das durch die Kühlmittelheizung 15 strömt, in Bezug auf den Heizungskern intermittierend verbinden.
Wenigstens einer des Ventilkörpers 192 des ersten Schaltventils 19 und des Ventilkörpers 202 des zweiten Schaltventils 20 ist fähig, einen zeitlich gemittelten Durchsatz des Kühlmittels, das wenigstens durch ein Paar von Anschlüssen, die miteinander verbunden sind, aus den zahlreichen Anschlüssen 191a, 191b, 191c und 191d des ersten Schaltventils 19 und den zahlreichen Anschlüssen 201a, 201b, 201c und 201d des zweiten Schaltventils 20 strömt, einzustellen.
Insbesondre sind der Ventilkörper 192 des ersten Schaltventils 19 und der Ventilkörper 202 des zweiten Schaltventils 20 fähig, wenigstens ein Paar von Anschlüssen mit verschiedenen Öffnungsgraden für die jeweiligen Anschüsse zu öffnen, wobei die Anschlüsse aus den zahlreichen Anschlüssen 191a, 191b, 191c und 191d des ersten Schaltventils 19 und den zahlreichen Anschlüssen 201a, 201b, 201c und 201d des zweiten Schaltventils 20 paarweise miteinander verbunden sind.
Obwohl der Ventilkörper wenigstens eines der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 den Anschluss intermittierend öffnet und schließt, kann der zeitlich gemittelte Durchsatz des Kühlmittels eingestellt werden.
Wenn eines der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 den Strömungsweg umschaltet und das andere Schaltventil den Durchsatz einstellt, können die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 eine Strömungswegumschaltfunktion und eine Durchsatzeinstellfunktion gemeinsam nutzen. Folglich kann diese Ausführungsform die Struktur der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 vereinfachen, wobei die Größe des Körpers der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 im Vergleich zu dem Fall, in dem jedes der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 eine Strömungswegumschaltfunktion und eine Durchsatzeinstellfunktion hat, verringert wird.
(Zweite Ausführungsform)
In der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform ist ein Ende des Kühlerkernströmungswegs 35 mit dem dritten Auslass 191e des ersten Schaltventils 19 verbunden. Andererseits ist in einer zweiten Ausführungsform, wie in 17 gezeigt, ein Ende des Kühlerkernströmungswegs 35 in dem ersten Pumpenströmungsweg 31 mit einem Teil zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und dem ersten Schaltventil 19 verbunden und ein Öffnungs-/Schließventil 59 ist in dem Kühlerkernströmungsweg 35 angeordnet.
In der ersten Ausführungsform ist ein Ende des Heizungskernströmungswegs 36 in dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 mit einem Teil zwischen dem ersten Schaltventil 19 und der Kühlmittelheizung 15 verbunden. Andererseits ist in der zweiten Ausführungsform, wie in 17 gezeigt, ein Ende des Heizungskernströmungswegs 36 mit dem dritten Auslass 191e des ersten Schaltventils 19 verbunden.
In dieser Ausführungsform ist die Kühlmitteleinlassseite des Heizungskerns 18 mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden. Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 die Strömung des Kühlmittels in Bezug auf den Heizungskern 18 intermittierend, so dass die Strömung von Kühlmittel, das durch die Kühlmittelheizung 15 strömt, in Bezug auf den Heizungskern 18 intermittierend verbunden werden kann.
Die Kühlmittelauslassseite des Kühlerkerns 17 ist zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und dem Kühlmittelkühler 14 verbunden. Ferner ist das Öffnungs-/Schließventil 59 zum intermittierenden Verbinden der Strömung des Kühlmittels in Bezug auf den Kühlerkern 17 bereitgestellt. Folglich kann die Strömung des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelkühler 14 zirkuliert, durch das Öffnungs-/Schließventil 59 in Bezug auf den Kühlmittelkern 17 intermittierend verbunden werden.
(Dritte Ausführungsform)
In einer dritten Ausführungsform ist die Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 17, wie in 18 gezeigt, zwischen dem ersten Schaltventil 19 und dem Kühlmittelkühler 14 verbunden, die Kühlmittelauslassseite des Kühlerkerns 17 ist mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden, die Kühlmitteleinlassseite des Heizungskerns 18 ist mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden, und die Kühlmittelauslassseite des Heizungskerns 18 ist zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und der Kühlmittelheizung 15 verbunden.
Der erste Kühlmittelkreis C1 und der zweite Kühlmittekreis C2 sind fähig, mit einem Motorkühlkreis 60 zusammen zu wirken.
Der Motorkühlkreis 60 umfasst einen Zirkulationsströmungsweg 61, der die Zirkulation des Motorkühlmittels (zweites Wärmemedium) zulässt. Der Zirkulationsströmungsweg 61 baut einen Hauptströmungsweg des Motorkühlkreises 60 auf. In dieser Ausführungsform wird eine Flüssigkeit, die wenigstens Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, als das Motorkühlmittel verwendet.
In dem Zirkulationsströmungsweg 61 sind eine Motorpumpe 62, ein Verbrennungsmotor 63 und ein Motorstrahler 64 in dieser Reihenfolge angeordnet.
Die Motorpumpe 62 ist eine elektrische Pumpe, die ein Motorkühlmittel ansaugt und abgibt. Der Motorstrahler 64 ist eine Motorwärmeabführungsvorrichtung (Motorwärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher), der Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft austauscht, um Wärme des Kühlmittels in die Außenluft abzuführen.
Wenngleich nicht gezeigt, ist der Motorstrahler 64 eher als der Strahler 13 in dem vorderen Teil des Fahrzeugs auf der strömungsabwärtigen Seite in der Außenluft angeordnet.
Der Zirkulationsströmungsweg 61 ist mit einem Strahlerumleitungsströmungsweg 65 verbunden. Der Strahlerumleitungsströmungsweg 65 ist elf Motorstrahlerumleitungsabschnitt, der zulässt, dass das Motorkühlmittel den Motorstrahler 64 umgeht.
Das eine Ende des Strahlerumleitungsströmungswegs 65 ist mit einem Teil verbunden, der auf der Kühlmittelauslassseite des Verbrennungsmotors 63 und auf der Kühlmitteleinlassseite des Motorstrahlers 64 in dem Zirkulationsströmungsweg 61 positioniert ist, ebenso wie sein anderes Ende mit einem Teil verbunden ist, der auf der Kühlmittelauslassseite des Motorstrahlers 64 und auf der Kühlmittelansaugseite der Motorpumpe 62 in dem Zirkulationsströmungsweg 61 positioniert ist.
Ein Thermostat 66 ist in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem anderen Ende des Strahlerumleitungsströmungswegs 65 und dem Zirkulationsströmungsweg 61 angeordnet. Der Thermostat 66 ist ein auf die Kühlmitteltemperatur ansprechendes Ventil, das aus einem mechanischen Mechanismus aufgebaut ist, der konstruiert ist, um einen Kühlmittelströmungsweg zu öffnen und zu schließen, indem ein Ventilkörper unter Verwendung eines Thermowachses (Temperaturabtastelement), dessen Volumen sich ansprechend auf die Temperatur ändert, verschoben wird.
Insbesondere wenn die Temperatur von Kühlmittel unter einer vorgegebenen Temperatur (zum Beispiel weniger als 80°C) ist, schließt der Thermostat 66 den Strahlerumleitungsströmungsweg 65. Wenn die Temperatur von Kühlmittel höher als die vorgegebene Temperatur (zum Beispiel 80°C oder höher ist), öffnet der Thermostat 66 den Strahlerumleitungsströmungsweg 65.
Der Zirkulationsströmungsweg 61 ist mit einem Heizungskernströmungsweg 67 verbunden. Ein Ende des Heizungskernströmungswegs 67 ist mit einem Teil verbunden, der auf der Kühlmittelauslassseite des Verbrennungsmotors 63 und auf der Kühlmitteleinlassseite des Motorstrahlers 64 in dem Zirkulationsströmungsweg 61 positioniert ist, ebenso wie sein anderes Ende mit einem Teil verbunden ist, der auf der Kühlmittelauslassseite des Motorstrahlers 64 und auf der Kühlmitteleinlassseite der Motorpumpe 62 in dem Zirkulationsströmungsweg 61 positioniert ist.
In dem Heizungskernströmungsweg 67 sind in dieser Reihenfolge eine Nebenpumpe 68, ein Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 und ein Heizungskern 70 angeordnet.
Die Nebenpumpe 68 ist eine elektrische Pumpe, die das Motorkühlmittel ansaugt und abgibt. Der Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 ist ein Wärmetauscher (Wärmemedium-Wärmemedium-Wärmetauscher), der Wärme zwischen dem Motorkühlmittel, das durch den Motorkühlkreis 40 zirkuliert, und dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscherströmungsweg 71 zirkuliert, austauscht.
Ein Ende des Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscherströmungswegs 71 ist mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden und sein anderes Ende ist mit einem Teil zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und der zweiten Pumpe 12 in dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 verbunden.
Der Heizungskern 70 ist ein Heizwärmetauscher (Luftheizung), die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durch Austauschen von Wärme zwischen der Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere und dem Motorkühlmittel heizt.
Der Heizungskernströmungsweg 67 ist mit einem Motorumleitungsströmungsweg 72 verbunden. der Motorumleitungsströmungsweg 72 ist ein Motorumleitungsabschnitt, der zulässt, dass das Motorkühlmittel den Verbrennungsmotor 63 umgeht.
Ein Ende des Motorumleitungsströmungswegs 72 ist mit der strömungsabwärtigen Seite des Heizungskerns 70 in dem Heizungskernströmungsweg 67 verbunden, und sein anderes Ende ist mit dem Ansaugseitenteil der Nebenpumpe 68 in dem Heizungskernströmungsweg 67 verbunden.
Ein elektrisches Dreiwegeventil 73 ist in dem Verbindungsteil zwischen dem Heizungskernströmungsweg 67 und dem Motorumleitungsströmungsweg 72 angeordnet. Das Dreiwegeventil 73 ist ein Strömungswegschalter, der zwischen einem Kühlmittelströmungsweg, um zuzulassen, dass das Motorkühlmittel, das durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 und den Heizungskern 70 strömt, in Richtung des Zirkulationsströmungswegs 61 strömt, und einem anderen Kühlmittelströmungsweg, um zuzulassen, dass das Motorkühlmittel, das durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 60 und den Heizungskern 70 strömt, in Richtung des Motorumleitungsströmungswegs 72 strömt, umschaltet. Der Betrieb des Dreiwegeventils 73 wird von der Steuerung 50 gesteuert.
Der Zirkulationsströmungsweg 61 ist mit einem geschlossenen Reservebehälter 74 verbunden. Der Reservebehälter 74 dient als ein Lagerabschnitt zum Lagern des Motorkühlmittels darin und auch als ein Druckhalteabschnitt zum Halten eines Drucks des Motorkühlmittels in einem passenden Bereich.
Der geschlossene Reservebehälter 74 wird verwendet, um den Druck des Motorkühlmittels wirksam in einem Bereich eines vorher festgelegten Drucks oder weniger zu halten. Der Reservebehälter 74 hat eine Funktion zum Trennen von Luftblasen, die in das Motorkühlmittel gemischt sind, in gasförmige und flüssige Komponenten. Der Reservebehälter 74 hat einen Druckhaltemechanismus, der das Motorkühlmittel gegen eine unnormale Zunahme und Abnahme des Drucks des Kühlmittels, die andernfalls aufgrund der Ausdehnung und des Zusammenziehens des Motorkühlmittels einhergehend mit der Temperaturänderung des Motorkühlmittels bewirkt würde, auf dem passenden Druck hält. Überschüssiges Motorkühlmittel wird in dem Reservebehälter 74 gelagert, was die Verringerung der Flüssigkeitsmenge des Motorkühlmittels, das durch den Motorkühlkreis 60 zirkuliert, unterdrücken kann.
Ein Druckerhöhungsventil 75 ist in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Reservebehälter 74 und dem Zirkulationsströmungsweg 61 angeordnet. Das Druckerhöhungsventil 75 wird geschlossen, wenn der Innendruck des Zirkulationsströmungswegs 61 niedriger als ein vorher festgelegter Druck ist, der höher als der Atmosphärendruck ist. Andererseits ist das Druckerhöhungsventil 75 offen, wenn der Innendruck des Zirkulationsströmungswegs 61 größer oder gleich dem vorher festgelegten Druck ist. Wenn der Innendruck des Motorkühlkreises 60 größer oder gleich dem vorher festgelegten Druck ist, wird das Motorkühlmittel des Motorkühlkreises 60 an den Reservebehälter 74 abgegeben.
In dieser Ausführungsform kann das von der Kühlmittelheizung 15 und der Vorrichtung 16 geheizte Kühlmittel durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 strömen, so dass die Wärme der Kühlmittelheizung 15 und der Vorrichtung 16 an das Motorkühlmittel in dem Motorkühlkreis 40 geliefert werden kann.
Wenn die Fahrbetriebsart des Fahrzeugs eine EV-Fahrbetriebsart ist, in der das Fahrzeug nur mit einer Antriebskraft von dem elektrischen Fahrmotor fährt, während der Verbrennungsmotor 63 gestoppt ist, wird das Dreiwegeventil 73 derart betrieben, dass das Motorkühlmittel in dieser Reihenfolge durch die Nebenpumpe 68, den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69, den Heizungskern 70 und die Nebenpumpe 68 strömt. Auf diese Weise kann die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere von dem Heizungskern 70 geheizt werden, um dadurch die Luftheizung des Fahrzeuginneren durchzuführen.
Wenn ein Restbatteriepegel beim EV-Fahren gering wird und die Zeit für den Verbrennungsmotorstart kommt, wird das Dreiwegeventil 73 derart betrieben, dass das Motorkühlmittel, das durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 strömt, in den Verbrennungsmotor 63 strömt, wobei Abwärme von der Vorrichtung 16 an den Verbrennungsmotor 63 geliefert werden kann, um den Verbrennungsmotor 63 aufzuwärmen. Vor dem Starten des Verbrennungsmotors 63 wird der Verbrennungsmotor aufgewärmt, was eine Verbesserungswirkung des Kraftstoffwirkungsgrads beim Start des Verbrennungsmotors zeigt.
Die Kühlmitteleinlassseite (Wärmemediumeinlassseite) des Kühlerkerns 17 ist zwischen dem ersten Schaltventil 19 und dem Kühlmittelkühler 14 verbunden, die Kühlmittelauslassseite (Wärmemediumauslassseite) des Kühlerkerns 17 ist mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden, die Kühlmitteleinlassseite (Wärmemediumeinlassseite) des Heizungskerns 18 ist mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden und die Kühlmittelauslassseite (Wärmemediumauslassseite) des Heizungskerns 18 ist zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und der Kühlmittelheizung 15 verbunden.
Folglich braucht das zweite Schaltventil 20 keinen Anschluss für den Kühlerkern 17, und das erste Schaltventil 19 braucht keinen Anschluss für den Heizungskern 18. Folglich kann die Struktur des ersten Schaltventils 19 und des zweiten Schaltventils 20 vereinfacht werden. Durch Festlegen der Anzahl von Anschlüssen des ersten Schaltventils 19 gleich wie die von Anschlüssen des zweiten Schaltventils 20 kann die Struktur des ersten Schaltventils 19 gemeinsam mit der des zweiten Schaltventils 20 gemacht werden.
Daher entspricht der Kühlerkern 17 einer „zweiten Vorrichtung”, wie in den Patentansprüchen beschrieben, der Kühlmittelkühler 14 entspricht einer „ersten Vorrichtung” wie in den Patentansprüchen beschrieben, der Heizungskern 18 entspricht einer „vierten Vorrichtung”, wie in den Patentansprüchen beschrieben, und die Kühlmittelheizung 15 entspricht einer „dritten Vorrichtung”, wie in den Patentansprüchen beschrieben.
(Vierte Ausführungsform)
In einer vierten Ausführungsform, wie in 19 gezeigt, ist im Vergleich zu der Struktur der vorstehenden dritten Ausführungsform ein Zwischendruck-Wärmetauscher 76 zu dem Kältemittelkreislauf 21 hinzugefügt. Der Zwischendruck-Wärmetauscher 76 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen einem Zwischendruckkältemittel, das von einem Zwischendruckexpansionsventil 77 dekomprimiert und expandiert wird, und dem Kühlmittel (drittes Wärmemedium) in einem dritten Kühlmittelkreis C3 austauscht. Das Zwischendruckexpansionsventil 77 ist eine Dekompressionsvorrichtung, die ein flüssigphasiges Kältemittel, das aus dem Sammler 23 strömt, dekomprimiert und expandiert. Das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Zwischendruck-Wärmetauscher 76 strömt, wird von dem Expansionsventil 24 dekomprimiert und expandiert.
In einem Zirkulationsströmungskanal, der den dritten Kühlmittelkreis C3 aufbaut, sind eine dritte Pumpe 78 und eine Batterie 79 angeordnet. Anstelle der Batterie 79 können verschiedene Vorrichtungen (Temperatureinstellzielvorrichtung), die mit dem Kühlmittel Wärme übertragen, in dem Zirkulationsströmungsweg angeordnet sein, der den dritten Kühlmittelkreis C3 aufbaut.
Der Zirkulationsströmungsweg, der den dritten Kühlmittelkreis C3 aufbaut, ist mit einem geschlossenen Reservebehälter 80 verbunden. Der Reservebehälter 80 dient als ein Lagerabschnitt zum Lagern des Kühlmittels darin und auch als ein Druckhalteabschnitt zum Halten eines Drucks des Kühlmittels in einem passenden Bereich.
Der geschlossene Reservebehälter 80 wird verwendet, um den Duck des Kühlmittels wirksam in einem Bereich eines vorher festgelegten Werts oder weniger zu halten. Der Reservebehälter 80 hat eine Funktion zum Trennen der Luftblasen, die in das Motorkühlmittel gemischt sind, in gasförmige und flüssige Komponenten. Der Reservebehälter 80 hat einen Druckhaltemechanismus, der das Motorkühlmittel gegen eine unnormale Zunahme und Abnahme des Drucks des Kühlmittels, die andernfalls aufgrund der Ausdehnung und des Zusammenziehens des Motorkühlmittels einhergehend mit der Temperaturänderung des Motorkühlmittels bewirkt würde, auf dem passenden Druck hält. Überschüssiges Motorkühlmittel wird in dem Reservebehälter 80 gelagert, was die Verringerung der Flüssigkeitsmenge des Kühlmittels, das durch den dritten Kühlmittelkreis C3 zirkuliert, unterdrücken kann.
In dieser Ausführungsform kann der Zwischendruck-Wärmetauscher 76 das Kühlmittel mit einer Zwischentemperatur erzeugen. Insbesondere kann der Wärmetauscher das Kühlmittel mit einer Temperatur in einem Bereich von nicht weniger als der Temperatur von Kühlmittel, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, und nicht mehr als der Temperatur von Kühlmittel, das von der Kühlmittelheizung 15 geheizt wird, erzeugen.
Das Kühlmittel mit einer Zwischentemperatur, die durch den Zwischendruck-Wärmetauscher 76 erzeugt wird, kann die Temperatur der Batterie 79, die in dem dritten Kühlmittelkreis C3 angeordnet ist, einstellen. Da die Batterie 79 in einem gewissen Maß eine Wärmekapazität hat, speichert die Batterie 79 kalte Wärme oder heiße Wärme und gewinnt die Wärme nach Bedarf zurück.
(Fünfte Ausführungsform)
In einer fünften Ausführungsform, wie in 20 gezeigt, ist die Anordnung des Strahlers 13, des Kühlmittelkühlers 14 und der Kühlmittelheizung 15 geändert und die Verbindungsgegenstände des Kühlerkernströmungswegs 35 und des Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscherströmungswegs 71 sind in Bezug auf die Struktur der vorstehenden dritten Ausführungsform geändert.
Der Strahler 13 ist in dem ersten Pumpenströmungsweg 31 angeordnet. Der Kühlmittelkühler 14 ist in einem Kühlmittelkühlerströmungsweg 81 angeordnet. Die Kühlmittelheizung 15 ist in einem Kühlmittelheizungsströmungsweg 82 angeordnet.
Jeder des Kühlmittelkühlerströmungswegs 81 und des Kühlmittelheizungsströmungswegs 82 hat eins seiner Enden mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden und sein anderes Ende mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden.
Ein Ende des Kühlerkernströmungswegs 35 ist mit dem weiten Schaltventil 20 verbunden, und sein anderes Ende ist mit einem Teil zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und dem zweiten Schaltventil 20 in dem Kühlmittelkühlerströmungsweg 81 verbunden.
Ein Ende des Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscherströmungswegs 71 ist mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden, und sein anderes Ende ist mit einem Teil zwischen der Kühlmittelheizung 15 und dem ersten Schaltventil 19 in dem Kühlmittelheizungsströmungsweg 82 verbunden.
Der erste Pumpenströmungsweg 31 ist mit einem Ende eines Strahlerumleitungsströmungswegs 83 verbunden. Der Strahlerumleitungsströmungsweg 83 ist ein Strahlerumleitungsabschnitt, der zulässt, dass das Kühlmittel den Strahler 13 umgeht. Das andere Ende des Strahlerumleitungsströmungswegs 83 ist mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden.
In dieser Ausführungsform strömt die gesamte Kühlmittelmenge, die durch den ersten Kühlkreis C1 zirkuliert (Kühlmittel, das von der ersten Pumpe 11 zirkuliert wird) durch den Strahler 13, was den Wärmeaustausch an dem Strahler 13 fördern kann.
In dieser Ausführungsform ist die Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 17 zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und dem Kühlmittelkühler 14 verbunden, so dass das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkühler 14 zirkuliert, durch den Kühlerkern 17 zirkulieren kann, ohne einen Anschluss für den Kühlerkern 17 in dem ersten Schaltventil 19 bereitzustellen. Folglich kann die Struktur des ersten Schaltventils 19 vereinfacht werden.
Die Kühlmittelauslassseite des Kühlerkerns 17 ist mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden. Folglich verbindet das zweite Schaltventil 20 die Strömung des Wärmemediums in Bezug auf den Kühlerkern 17 intermittierend, wodurch die Strömung des Wärmemediums, das durch den Kühlmittelkühler 14 zirkuliert, intermittierend mit dem Kühlerkern 17 verbunden werden kann.
Die Kühlmittelauslassseite des Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauschers 69 ist zwischen dem ersten Schaltventil 19 und der Kühlmittelheizung 15 verbunden, so dass das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelheizung 15 zirkuliert, durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 strömen kann, ohne einen Anschluss für den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 in dem zweiten Schaltventil 20 bereitzustellen. Folglich kann die Struktur des zweiten Schaltventils 20 vereinfacht werden.
Die Kühlmitteleinlassseite des Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauschers 69 ist mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden. Folglich kann das erste Schaltventil 19 die Strömung des Wärmemediums in Bezug auf den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 intermittierend verbinden, so dass die Zirkulation des Wärmemediums durch die Kühlmittelheizung 15 in Bezug auf den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 69 intermittierend verbunden werden kann.
(Sechste Ausführungsform)
Diese Ausführungsform wird Betriebsarten beschreiben, die mit den Strukturen der vorstehend erwähnten Ausführungsformen implementiert werden können. In der folgenden Beschreibung wird die Struktur der ersten Ausführungsform als die Voraussetzung definiert. Jedoch können die Strukturen der zweiten bis fünften Ausführungsformen die Betriebsarten, die nachstehend beschrieben werden sollen, implementieren.
(1) Kühlmittelmischbetriebsart
Wie in 21 gezeigt, ist eine Kühlmittelmischbetriebsart eine Betriebsart, in der die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 betrieben werden, um ein Kühlmittel, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, und ein Kühlmittel, das von der Kühlmittelheizung 15 geheizt wird, zu mischen, wodurch ermöglicht wird, dass das vermischte Kühlmittel in Richtung der Vorrichtung 16 strömt.
Auf diese Weise kann die Kühlmittelmischbetriebsart das Kühlmittel mit einer Zwischentemperatur zwischen der Temperatur von Kühlmittel, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, und der Temperatur von Kühlmittel, das von der Kühlmittelheizung 15 geheizt wird, erzeugen, wodurch die Temperatur der Vorrichtung 16 geeignet eingestellt wird.
Zum Beispiel wird angenommen, dass die Vorrichtung 16 eine Batterie ist. Ein erforderlicher Temperaturbereich für die Batterie ist etwa 10°C bis etwa 40°C. In dem Wärmepumpenbetrieb ist die Temperatur des Kühlmittels, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, etwa –3°C, wenn die Außenlufttemperatur 0°C ist, und die Temperatur des Kühlmittels, das von der Kühlmittelheizung 15 geheizt wird, ist etwa 60°C, wobei die Temperatur der Batterie sicher in dem erforderlichen Temperaturbereich eingestellt werden kann.
(2) Pumpenfehlerbetriebsart
Eine Pumpenfehlerbetriebsart ist eine Betriebsart, die ausgeführt wird, wenn entweder die erste Pumpe 11 oder die zweite Pumpe 12 versagt.
Wenn in der Pumpenfehlerbetriebsart, wie in 22 gezeigt, die erste Pumpe 11 ausfällt und die Vorrichtung 16 gekühlt werden muss, wird der Kompressor 22 in dem Kältekreislauf 21 gestoppt, während die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 betrieben werden, um die Zirkulation des Kühlmittels zwischen der zweiten Pumpe 12, dem Strahler 13 und der Vorrichtung 16 zu ermöglichen.
Selbst wenn die erste Pumpe 11 ausfällt, kann der Strahler 13 auf diese Weise das Kühlmittel kühlen, und das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel kann durch die Vorrichtung 16 strömen, wodurch das Kühlen der Vorrichtung 16 fortgesetzt wird.
Wenn die erste Pumpe 11 ausfällt, ist der Kompressor 22 des Kältekreislaufs 21 derart konstruiert, dass er stoppt, was die Wärmeabführung von der Kühlmittelheizung 15 in das Kühlmittel stoppen kann, was den Mangel an Wärmeabführungskapazität des Strahlers 13 weiter verhindern kann.
Auch wenn die zweite Pumpe 12 ausfällt, wird der Kompressor 22 in dem Kältekreislauf 21 vorzugsweise gestoppt, während die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 betrieben werden, um die Zirkulation des Kühlmittels zwischen der ersten Pumpe 11, dem Strahler 13 und der Vorrichtung 16 zu ermöglichen.
(3) Kältekreislauf-Hochtemperaturbetriebsart
In dem Fall, in dem der Kompressor 22 in dem Kältekreislauf 21 gestoppt ist, wird die Steuerung 50, wenn beabsichtigt ist, den Kompressor 22 zu starten, ein Steuerverfahren ausführen, das in dem Flussdiagramm von 23 dargestellt ist.
In dem Schritt S100 wird bestimmt, ob eine Kältemitteltemperatur Tr in dem Kältekreislauf 21 höher oder gleich einer vorgegebenen Temperatur Tr1 ist. Wenn bestimmt wird, dass die Kältemitteltemperatur Tr größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur Tr1 ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt S110, in dem eine Kältekreislauf-Hochtemperaturbetriebsart durchgeführt wird.
In der Kältekreislauf-Hochtemperaturbetriebsart werden die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20, wie in 24 gezeigt, betrieben, um zuzulassen, dass das Kühlmittel, das aus dem Kühlmittelkühler 14 und/oder der Kühlmittelheizung 15 strömt, durch den Strahler 13 strömt. Folglich wird die Wärme des Kältemittels in dem Kältekreislauf 21 in die Außenluft abgeführt, was zu einer Verringerung der Kältemitteltemperatur Tr führt.
In dem folgenden Schritt S120 wird bestimmt, ob die Kältemitteltemperatur Tr größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur Tr1 ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Kältemitteltemperatur Tr kleiner oder gleich der vorgegebenen Temperatur Tr1 ist, geht der Betrieb weiter zu dem Schritt S130, in dem der Kompressor 22 gestartet wird. Wenn bestimmt wird, dass die Kältemitteltemperatur Tr nicht kleiner oder gleich der vorgegebenen Temperatur Tr1 ist, kehrt der Betrieb zu Schritt S120 zurück.
Wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass die Kältemitteltemperatur Tr nicht größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur Tr1 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S130, in dem der Kompressor 22 gestartet wird. Dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S140, in dem das Wärmemanagementsystem auf eine andere Betriebsart geschaltet wird.
Wenn folglich das Kältemittel in dem Kältekreislauf 21 aufgrund äußerer Wärme (zum Beispiel Wärme, die von dem Verbrennungsmotor empfangen wird) oder ähnlichem auf einer hohen Temperatur ist, während der Kompressor 22 gestoppt ist, wird die Wärme des Kältemittels von dem Strahler 13 in die Außenluft abgeführt, wodurch das Kühlen des Kältemittels ermöglicht wird.
Nachdem das Kältemittel auf eine niedrige Temperatur gekühlt wurde, wird der Kompressor 22 gestartet. Folglich kann verhindert werden, dass der hohe Druck des Kältekreislaufs 21 nach dem Starten des Kompressors 22 unnormal steigt.
Beachten Sie, dass in den Schritten S100 und S120 anstelle der Kältemitteltemperatur Tr verschiedene Temperaturen in Bezug auf die Temperatur von Kältemittel in dem Kältekreislauf 21 verwendet werden können oder ein auf andere Weise erfasster Druck des Kältemittels verwendet werden kann,
(4) Erste Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart
In einer ersten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart werden das erste Schaltventil 19, das zweite Schaltventil 20 und das Öffnungs-/Schließventil 37, wie in 25 gezeigt, derart betrieben, dass sie ermöglichen, dass die Strömung des von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlten Kühlmittels durch den Strahler 13 und den Kühlerkern 17 strömt, und die Strömung des von der Kühlmittelheizung 15 geheizten Kühlmittels durch den Heizungskern 18 strömt.
Folglich strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Strahler 13 und den Kühlerkern 17, wobei die Wärme der Außenluft in dem Kühlmittel an dem Strahler 13 aufgenommen wird und die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere von dem Kühlerkern 17 gekühlt wird.
Ferner strömt das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel durch den Heizungskern 18, um zu bewirken, dass der Heizungskern 18 die Lüftungsluft, die von dem Kühlerkern 17 gekühlt und entfeuchtet wird, heizt. Folglich kann das Fahrzeuginnere durch einen Wärmepumpenbetrieb, der das Aufnehmen von Wärme aus der Außenluft umfasst, der Entfeuchtung und Klimatisierung unterzogen werden (entfeuchtet und geheizt werden).
In der ersten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart wird die Wärme der Außenluft aufgenommen und verwendet, um die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere zu heizen (deren Luftheizung durchzuführen). Selbst wenn zum Beispiel die Außenlufttemperatur ein wenig niedrig (etwa 0°C) ist, kann die hohe Lüftungsluftheizkapazität (Luftheizkapazität) sichergestellt werden.
(5) Zweite Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart
In einer zweiten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart werden das erste Schaltventil 19, das zweite Schaltventil 20 und das Öffnungs-/Schließventil 37, wie in 26 gezeigt, derart betrieben, dass sie ermöglichen, dass die Strömung des von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlten Kühlmittels durch den Kühlerkern 17 strömt, und die Strömung des von der Kühlmittelheizung 15 geheizten Kühlmittels durch den Strahler 15 und den Heizungskern 18 strömt.
Auf diese Weise strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Kühlerkern 17, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere an dem Kühlerkern 17 gekühlt wird.
Ferner strömt das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel durch den Strahler 13 und den Heizungskern 18, wobei die von der Kühlmittelheizung 15 in das Kühlmittel abgeführte Wärme dann an dem Strahler 13 in die Außenluft abgeführt wird, und die Lüftungsluft, die von dem Kühlerkern 17 gekühlt und entfeuchtet wird, von dem Heizungskern 18 geheizt wird. Folglich kann das Fahrzeuginnere entfeuchtet und geheizt werden.
In der zweiten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart wird ein Teil der Wärme, die an der Kühlmittelheizung 15 in das Kühlmittel abgeführt wird, verwendet, um die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere zu heizen, und die restliche Wärme wird in die Außenluft abgeführt. Wenn die Außenlufttemperatur zum Beispiel ein wenig hoch (etwa 15°C) ist, kann somit verhindert werden, dass die Wärmemenge zum Heizen der Lüftungsluft übermäßig ist.
Die erste Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart und die zweite Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart werden somit basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung des Überschusses und des Mangels der Heizkapazität von Lüftungsluft umgeschaltet, wodurch die Entfeuchtungsklimatisierung in einem großen Außenlufttemperaturbereich ermöglicht wird.
Der Überschuss und der Mangel der Lüftungsluftheizkapazität werden zum Beispiel durch Vergleichen einer Blaslufttemperatur der Luft, die von dem Heizungskern 18 geblasen wird, mit einer Zielblaslufttemperatur TAO, die eine Zieltemperatur der Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll ist, bestimmt.
Die Zielblaslufttemperatur TAO wird zum Beispiel basierend auf der folgenden Formel F1 berechnet. TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr - Kam × Tam – Ks × Ts + C (F1) wobei Tsoll eine vorgegebene Fahrzeuginnentemperatur ist, die von dem Temperaturfestlegungsschalter festgelegt wird, Tr eine Fahrzeuginnentemperatur (Innenlufttemperatur) ist, die von dem Innenluftsensor erfasst wird, Tam eine Außenlufttemperatur ist, die von dem Außenluftsensor erfasst wird, und Ts eine Menge an Sonnenstrahlung ist, die von dem Sonnenstrahlungssensor erfasst wird. Ksoll, Kr, Kam und Ks sind Steuerverstärkungen und C ist eine Korrekturkonstante.
In dieser Ausführungsform ist die Betriebsart des Wärmemanagementsystems 10 auf die Kühlmittelmischbetriebsart umschaltbar. In der Kühlmischbetriebsart strömen sowohl das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel als auch das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel in wenigstens eine Vorrichtung 16 und dann strömt das Kühlmittel von der wenigstens einen Vorrichtung 16 sowohl in die erste Pumpe 11 als auch die zweite Pumpe 12.
Mit dieser Anordnung kann das Kühlmittel mit einer Zwischentemperatur zwischen der Temperatur des von der ersten Pumpe 11 zirkulierten Kühlmittels und der Temperatur des von der zweiten Pumpe 12 zirkulierten Kühlmittels durch wenigstens eine Vorrichtung 16 strömen. Folglich kann die Temperatur der wenigstens einen Vorrichtung 16 passend eingestellt werden.
Wenn bestimmt wird, dass eine Pumpe der ersten Pumpe 11 und der zweiten Pumpe 12 ausfällt, wird das Wärmemanagementsystem auf die Pumpenfehlerbetriebsart umgeschaltet, in dem die andere Pumpe, der Strahler 13 und die Vorrichtung 16, die Kühlung benötigt, miteinander verbunden sind.
Selbst wenn eine Pumpe der ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 ausfällt, kann somit die andere Pumpe bewirken, dass das Kühlmittel durch den Strahler 13 zirkuliert, um die Tatsache zu vermeiden, dass die Vorrichtung 16 nicht vollständig gekühlt werden kann.
Insbesondere werden in der Pumpenfehlerbetriebsart, während der Kompressor 22 in dem Kältekreislauf 21 gestoppt ist, die andere Pumpe, die Vorrichtung 16, die Kühlung benötigt, und der Strahler 13 miteinander verbunden.
Folglich kann die Wärmeabführung von der Kühlmittelheizung 15 in das Kühlmittel gestoppt werden, und die andere Pumpe lässt die Zirkulation des Kühlmittels zwischen der Vorrichtung 16, die Kühlung benötigt, und dem Strahler 13 zu, was die Tatsache vermeiden kann, dass die Vorrichtung 16, die Kühlung benötigt, nicht vollständig gekühlt werden kann.
Wenn in dem Fall des Startens des Kompressors 22 des Kältekreislaufs 21 bestimmt wird, dass die Temperatur, die mit der Temperatur von Kältemittel in dem Kältekreislauf 21 zusammenhängt, größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur ist, wird das Wärmemanagementsystem auf die Kältekreislauf-Hochtemperaturbetriebsart geschaltet. In dieser Betriebsart werden die Betriebe des ersten Schaltventils 19 und des zweiten Schaltventils 20 derart gesteuert, dass der Kühlmittelkühler 14 und/oder die Kühlmittelheizung 15, der Strahler 13 und die erste Pumpe 11 oder die zweite Pumpe 12 miteinander verbunden werden, während eine Pumpe vor dem Starten des Kompressors 22 betrieben wird.
Wenn folglich das Kältemittel in dem Kältekreislauf 21 aufgrund der Einflüsse der äußeren Wärme (zum Beispiel Wärme, die von dem Verbrennungsmotor aufgenommen wird) und ähnlichem eine hohe Temperatur wird, wird die Wärme von Kältemittel von dem Strahler 13 in die Außenluft abgeführt, um das Kühlen des Kältemittels zuzulassen. Beim Starten des Kompressors 22 kann verhindert werden, dass der hohe Druck in dem Kältekreislauf 21 unnormal steigt.
Diese Ausführungsform kann zwischen der ersten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart, in der der Strahler 13 mit dem Kühlmittelkühler 14 verbunden ist, und der zweiten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart, in der der Strahler 13 mit der Kühlmittelheizung 15 verbunden ist, umschalten.
In der ersten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart kann der Kältekreislauf 21 den Wärmepumpenbetrieb zum Aufnehmen von Wärme aus der Außenluft durchführen. In der zweiten Entfeuchtungsklimatisierungsbetriebsart kann die von der Kühlmittelheizung 15 abgeführte Wärme weiter in die Außenluft abgeführt werden.
(Siebte Ausführungsform)
In einer siebten Ausführungsform werden, wie in 27 gezeigt, als die Vorrichtung 16 in der ersten Ausführungsform eine Batterie 16A, ein Inverter 16B und ein AGR-Kühler 16C bereitgesellt. Die Batterie 16A, der Inverter 16B und der AGR-Kühler 16C sind mehrere Kühlzielvorrichtungen, die durch Kühlmittel gekühlt werden sollen.
Die Kühlmitteleinlassseiten der Batterie 16A, des Inverters 16B und des AGR-Kühlers 16C sind parallel zueinander mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden. Die Kühlmittelauslassseiten der Batterie 16A, des Inverters 16B und des AGR-Kühlers 16C sind parallel zueinander mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden.
Das heißt, ein Batterieströmungsweg 33A mit der darin angeordneten Batterie 16A, ein Inverterströmungsweg 33B mit dem darin angeordneten Inverter 16B und ein AGR-Kühlerströmungsweg 33C mit einem darin angeordneten AGR-Kühler 16C haben ihre einen Enden parallel zueinander mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden und ihre anderen Enden parallel zueinander mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden.
Insbesondere schaltet das erste Schaltventil 19 jede/n der Batterie 16A, des Inverters 16B und des AGR-Kühlers 16C zwischen dem Zustand des Zuströmens des von der ersten Pumpe 11 abgegebenen Kühlmittels, dem Zustand des Zuströmens des von der zweiten Pumpe 12 abgegebenen Kühlmittels und dem Zustand, in dem das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel und das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel 12 nicht in sie strömen, um.
Das zweite Schaltventil 20 schaltet jede/n der Batterie 16A, des Inverters 16B und des AGR-Kühlers 16C zwischen dem Zustand des Ausströmens des Kühlmittels in die erste Pumpe 11, dem Zustand des Ausströmens des Kühlmittels in die zweite Pumpe 12 und dem Zustand, in dem das Kühlmittel nicht in die erste Pumpe 11 und die zweite Pumpe 12 ausströmt, um.
Die Temperatur der Batterie 16A wird zu dem Zweck der Verhinderung der Verringerung der Ausgangsleistung, des Lade- und Entladewirkungsgrads, der Verschlechterung und ähnlichem vorzugsweise in einem Bereich von etwa 10 bis 40°C gehalten. Die Temperatur des Inverters 16B wird zu dem Zweck der Verhinderung der Verschlechterung und ähnlichem vorzugsweise auf 65°C oder niedriger gehalten. Die Temperatur des von dem AGR-Kühler 16C gekühlten Abgases wird zu dem Zweck der Verringerung des Verbrennungsmotorverlusts, der Verhinderung von Klopfen und der Unterdrückung der Erzeugung von NOX und ähnlichem vorzugsweise in einem Bereich von 40 bis 100°C gehalten.
Daher haben die Batterie 16A, der Inverter 16B und der AGR-Kühler 16C verschiedene erforderliche Kühltemperaturen.
Die Steuerung 50 führt das in dem Flussdiagramm von 28 gezeigte Steuerverfahren durch. In dem Schritt S200 wird bestimmt, ob eine von dem Außenluftsensor 52 erfasste Außenlufttemperatur Tatm (Temperatur, die mit der Temperatur des Kühlmittels zusammenhängt) kleiner als eine erste vorgegebene Temperatur Tatm1 (in diesem Beispiel 15°C) ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur Tatm niedriger als die erste vorgegebene Temperatur Tatm1 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S210, in dem die erste Betriebsart durchgeführt wird.
In der ersten Betriebsart werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 derart betrieben, dass das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel durch die Batterie 16A, den Inverter 16B und den AGR-Kühler 16C strömt und dass das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel nicht durch die Batterie 16A, den Inverter 16B und den AGR-Kühler 16C strömt.
Auf diese Weise kühlt das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel (Zwischentemperaturkühlmittel) die Batterie 16A, den Inverter 16B und das Abgas.
Wenn in Schritt S200 bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur Tatm nicht kleiner als die erste vorgegebene Temperatur Tatm1 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S220. In Schritt S220 wird bestimmt, ob die Außenlufttemperatur Tatm größer oder gleich der ersten vorgegebenen Temperatur Tatm1 und kleiner als die zweite vorgegebene Temperatur Tatm2 (in diesem Beispiel 40°C) ist oder nicht. Die zweite vorgegebene Temperatur Tatm2 ist höher als die erste vorgegebene Temperatur Tatm1.
Wenn bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur Tatm größer oder gleich der ersten vorgegebenen Temperatur Tatm1 und kleiner als die zweite vorgegebene Temperatur Tatm2 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S230, in dem die zweite Betriebsart durchgeführt wird.
In der zweiten Betriebsart werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 derart betrieben, dass das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel durch den Inverter 16b und den AGR-Kühler 16C strömt und dass das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch die Batterie 16A strömt.
Folglich werden der Inverter 16B und das Abgas von dem Kühlmittel (Zwischentemperaturkühlmittel), das von dem Strahler 13 gekühlt wird, gekühlt, und die Batterie 16A wird von dem Kühlmittel (Niedertemperaturkühlmittel), das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, gekühlt.
Wenn in Schritt S220 bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur Tatm größer oder gleich der ersten vorgegebenen Temperatur Tatm1 und kleiner der zweiten vorgegebenen Temperatur Tatm2 ist (das heißt, wenn die Außenlufttemperatur Tatm größer oder gleich der zweiten vorgegebenen Temperatur Tatm2 ist), geht der Betrieb weiter zu Schritt S240, in dem eine dritte Betriebsart durchgeführt wird.
In der dritten Betriebsart werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 derart betrieben, dass das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel durch den AGR-Kühler 16C strömt und dass das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch die Batterie 16A und den Inverter 16B strömt.
Folglich wird das Abgas durch das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel (Zwischentemperaturkühlmittel) gekühlt, und die Batterie 16A und der Inverter 16B werden durch das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel (Niedertemperaturkühlmittel) gekühlt.
Da die Batterie 16A eine Wärmekapazität von einem gewissen Ausmaß hat, speichert die Batterie 16A kalte Wärme oder heiße Wärme und kann die Wärme nach Bedarf zurück gewinnen. Mit anderen Worten kann die Batterie 16A als ein Kältespeicherelement verwendet werden. Die Batterie 16A ist eine Wärmespeichervorrichtung, die die heiße Wärme und die kalte Wärme darin speichern kann.
Zum Beispiel werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 derart betrieben, dass der Inverter 16B und/oder der AGR-Kühler 16C, die Batterie 16A und die erste Pumpe 11 oder die zweite Pumpe 12 miteinander verbunden werden und so dass das durch den Inverter 16B und/oder den AGR-Kühler 16C strömende Kühlmittel durch die Batterie 16A strömt. Als ein Ergebnis strömt das Kühlmittel, das durch Abwärme von dem Inverter 16B und/oder dem AGR-Kühler 16C geheizt wird, durch die Batterie 16A, so dass die Abwärme (heiße Wärme) von dem Inverter 16B und/oder dem AGR-Kühler 16C in der Batterie 16A gespeichert werden kann (was eine Wärmespeicherbetriebsart ist).
Nachdem in der Batterie 16A heiße Wärme gespeichert wurde, werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 derart betreiben, dass der Kühlmittelkühler 14, die Batterie 16A und die erste Pumpe 11 oder die zweite Pumpe 12 miteinander verbunden werden und dass das durch die Batterie 16A strömende Kühlmittel durch den Kühlmittelkühler 14 strömt. Folglich strömt das Kühlmittel, das mit der in der Batterie 16A gespeicherten heißen Wärme geheizt wird, durch den Kühlmittelkühler 14, wodurch der Druck des Kältemittels (das heißt, ein Niederdruck in dem Kältekreislauf 21) in dem Kühlmittelkühier 14 erhöht wird, um die Verbesserung eines Leistungskoeffizienten (COP) des Kältekreislaufs 21 zu ermöglichen (was eine Speicherwärmenutzungsbetriebsart ist).
Die Bedingungen für das Umschalten von der Wärmespeicherbetriebsart auf die Speicherwärmenutzungsbetriebsart können zum Beispiel umfassen, dass die Temperatur der Batterie 16A höher als die Außenlufttemperatur ist.
Zum Beispiel werden die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 derart betrieben, dass zugelassen wird, dass das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel durch die Batterie 16A strömt, wodurch das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch die Batterie 16A strömen kann, wobei kalte Wärme von dem Kühlmittelkühler 14 in die Batterie 16A gespeichert wird (was eine Kältespeicherbetriebsart ist).
Nachdem die kalte Wärme in der Batterie 16A gespeichert wurde, werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 betrieben, um zuzulassen, dass das durch die Batterie 16A strömende Kühlmittel dann durch die Kühlmittelheizung 15 strömt, wobei das Kühlmittel, das mit der in der Batterie 16A gespeicherten kalten Wärme gekühlt wird, durch die Kühlmittelheizung 15 strömt. Folglich kann das hochdruckseitige Kältemittel selbst bei einer hohen Außenlufttemperatur an der Kühlmittelheizung 15 Wärme in einen niedrigeren Temperaturbereich abführen. Daher kann der Kältekreislauf 21 betrieben werden, wobei der Leistungskoeffizient (COP) des Kältekreislaufs 21 hoch gehalten wird (was eine Speicherkältenutzungsbetriebsart ist).
Die Bedingungen für das Umschalten von der Kältespeicherbetriebsart auf die Speicherkältenutzungsbetriebsart können zum Beispiel umfassen, dass die Temperatur der Batterie 16A niedriger als die Außenlufttemperatur ist.
In dieser Ausführungsform wird die Außenlufttemperatur als eine Temperatur erfasst, die mit der Temperatur des Kühlmittels zusammenhängt, und dann werden basierend auf der erfassten Außenlufttemperatur die Betriebe des ersten Schaltventils 19 und des zweiten Schaltventils 20 gesteuert, um die ersten bis dritten Betriebsarten durchzuführen. Folglich kann das durch die Kühlzielvorrichtungen 16A, 16B und 16C zirkulierende Kühlmittel gemäß der Außenlufttemperatur zwischen den Vorrichtungen umgeschaltet werden.
Insbesondere wird die Außenlufttemperatur als eine Temperatur, die mit der Temperatur von Kühlmittel zusammenhängt, das an dem Strahler 13 Wärme austauscht, erfasst. Wenn die Außenlufttemperatur niedriger als die erste vorgegebene Temperatur Tatm1 ist, wird die erste Betriebsart durchgeführt, um die Zirkulation des Kühlmittels zwischen den Vorrichtungen 16A, 16B und 16C (Vorrichtungen, die Kühlung benötigen) und dem Strahler 13 zuzulassen. Wenn die Außenlufttemperatur höher als die erste vorgegebene Temperatur Tatm1 ist, wird der Betrieb auf die zweite Betriebsart und die dritte Betriebsart umgeschaltet, wenn die Temperatur steigt. Zusammen mit dem Schalten wird die Anzahl der Vorrichtungen (Vorrichtungen, die Kühlung benötigen), durch die das Kühlmittel zirkuliert, in Bezug auf den Kühlmittelkühler 14 erhöht.
Folglich kann die Kühllast des Kühlmittelkühlers 14 (des heißt, die Kühllast des Kältekreislaufs 21) gemäß der Temperatur des Kühlmittels, die nach dem Wärmeaustausch durch den Strahler 13 erhalten wird, geändert werden, was die Energieeinsparung erreichen kann.
Insbesondere haben die Kühlzielvorrichtungen 16A, 16 und 16C verschiedene erforderliche Kühltemperaturen. Wenn die Außenlufttemperatur höher als die erste vorgegebene Temperatur Tatm1 ist, wird der Betrieb auf die zweite Betriebsart und die dritte Betriebsart geschaltet, wenn die Temperatur höher wird. Auf diese Weise zirkuliert das Kühlmittel zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und den Kühlzielvorrichtungen von einer niedrigsten, in der die erforderliche Kühltemperatur niedrig ist.
Folglich kann jede der Kühlzielvorrichtungen 16A, 16B und 16C gemäß der erforderlichen Kühltemperatur zwischen der Zirkulation des von dem Strahler 13 gekühlten Kühlmittels (Zwischentemperaturkühlmittel) und der Zirkulation des von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlten Kühlmittels (Niedertemperaturkühlmittel) umgeschaltet werden. Folglich kann diese Ausführungsform die Kühlzielvorrichtungen 16A, 16B und 16C geeignete kühlen, während Energie gespeichert wird.
Wenn in dieser Ausführungsform die Temperatur der Batterie 16A höher als die Außenlufttemperatur ist, werden der Kühlmittelkühler 14, die Batterie 16A und die erste Pumpe 11 oder die zweite Pumpe 12 miteinander verbunden, um zuzulassen, dass das Niederdruckseitenkältemittel an dem Kühlmittelkühler 14 Wärme aus dem Kühlmittel aufnimmt, das mit der in der Batterie 16A gespeicherten heißen Wärme geheizt wird.
Selbst bei der niedrigen Außenlufttemperatur kann das niederdruckseitige Kältemittel in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme aus einem höheren Temperaturbereich aufnehmen, so dass der Kältekreislauf 21 mit betrieben werden kann, wobei der Leistungskoeffizient (COP) des Kältekreislaufs 21 hoch gehalten werden kann.
Wenn die Temperatur der Batterie 16A niedriger als die Außenlufttemperatur ist, werden die Kühlmittelheizung 15, die Batterie 16A und die erste Pumpe 11 oder die zweite Pumpe miteinander verbunden, um zuzulassen, dass das hochdruckseitige Kältemittel an der Kühlmittelheizung 15 Wärme in das Kühlmittel abführt, das mit der in der Batterie 16A gespeicherten kalten Wärme gekühlt wird.
Selbst bei der hohen Außenlufttemperatur kann das hochdruckseitige Kältemittel in der Kühlmittelheizung 15 Wärme in einen niedrigeren Temperaturbereich abführen, so dass der Kältekreislauf 21 betrieben werden kann, wobei der Leistungskoeffizient (COP) des Kältekreislaufs 21 hoch gehalten wird.
(Achte Ausführungsform)
In einer achten Ausführungsform wird ein Steuerverfahren durchgeführt, das die Unterdrückung des Mischens des Kühlmittels in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und des Kühlmittels in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 beim Umschalten der Betriebsart umfasst. Insbesondere führt die Steuerung 50 das in dem Flussdiagramm von 29 gezeigte Steuerverfahren durch.
In dem Schritt S300 wird bestimmt, ob ein Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 höher als ein Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist oder nicht. Der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 können durch verschiedene Verfahren erfasst und geschätzt werden.
Insbesondere sind auf den jeweiligen Abgabeseiten der ersten Pumpe 11 und der zweiten Pumpe 12 Drucksensoren installiert, so dass der Kühlmitteldruck P1- in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 erfasst werden können. Alternativ können der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 basierend auf erfassten Werten verschiedener physikalischer Größen geschätzt werden.
Wenn bestimmt wird, dass der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 höher als der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S310, in dem der Antrieb der ersten Pumpe 11 gesteuert wird (zum Beispiel der Rückkopplungssteuerung unterzogen wird), so dass der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 gleich dem Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist. Dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S320, in dem die Betriebsart umgeschaltet wird.
Wenn in Schritt S300 bestimmt wird, dass der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 nicht höher als der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S330. In Schritt S330 wird bestimmt, ob der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 niedriger als der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 niedriger als der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist, geht der Betrieb weiter zu Schritt S340, in dem der Antrieb der zweiten Pumpe 12 gesteuert wird (zum Beispiel der Rückkopplungssteuerung unterzogen wird), so dass der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 gleich dem Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 ist. Dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S320, in dem die Betriebsart umgeschaltet wird.
Wenn in dem Schritt S330 bestimmt wird, dass der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 nicht niedriger als der Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist, wird angenommen, dass der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 bereits gleich dem Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist. Dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S320, in dem die Betriebsart umgeschaltet wird.
In dieser Ausführungsform wird der Antrieb der ersten Pumpe 11 und der zweiten Pumpe 12 beim Umschalten der Betriebsart derart gesteuert, dass der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 näher an den Kühlmitteldruck P2 in dem Kühlmittelkreis C2 kommt und diesem gleich wird. Folglich kann verhindert werden, dass das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 im Inneren des ersten Schaltventils 19 und des zweiten Schaltventils 20 vermischt werden.
Das heißt, während des Schritts zum Umschalten der Betriebsart werden der Ventilkörper des ersten Schaltventils 19 und der Ventilkörper des zweiten Schaltventils 20 derart festgelegt, dass sie den Zwischenöffnungsgrad haben, der das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkreis C1 mit dem Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 vermischen kann. Zu dieser Zeit kann der Kühlmitteldruck P1 in dem ersten Kühlmittelkreis C1 derart festgelegt werden, dass er gleich dem Kühlmitteldruck P2 in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 ist, wodurch die Mischmenge der Kühlmittel verringert wird.
Beachten Sie, dass die Mischmenge der Kühlmittel beim Umschalten der Betriebsart, selbst wenn beabsichtigt ist, die erste Pumpe 11 und die zweite Pumpe 12 zu stoppen, niedrig gehalten werden kann.
Wenn die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 umgeschaltet werden, wird eine Ausgabe der ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 mit der größeren Ausgabe nahe an eine Ausgabe von der anderen Pumpe festgelegt.
Mit dieser Anordnung kann der Druck von Kühlmittel, das von der ersten Pumpe 11 zirkuliert wird, während der Schaltbetriebe durch die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 nahe an den des Kühlmittels, das von der zweiten Pumpe 12 zirkuliert wird. Diese Ausführungsform kann das Mischen des Kühlmittels, das von der ersten Pumpe 11 zirkuliert wird, und des Kühlmittels, das von der zweiten Pumpe 12 zirkuliert wird, verhindern.
(Neunte Ausführungsform)
In einer neunten Ausführungsform wird, wie in 30 gezeigt, ein Verbindungsströmungsweg 90 zu der Struktur der vorstehenden ersten Ausführungsform hinzugefügt. Der Verbindungsströmungsweg 90 ist ein Verbindungsabschnitt, der zwischen dem ersten Kühlmittelkreis C1 und dem zweiten Kühlmittelkreis C2 verbindet.
Ein Ende des Verbindungsströmungswegs 90 ist mit einem Teil zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und dem Ansaugabschnitt der ersten Pumpe 11 in dem ersten Pumpenströmungsweg 31 verbunden. Das andere Ende des Verbindungsströmungswegs 90 ist mit einem Teil zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und dem Ansaugabschnitt der zweiten Pumpe 12 in dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 verbunden.
Eine Strömungswegdrossel 91 ist in dem Verbindungsströmungsweg 90 angeordnet. Insbesondere sind die Abmessungen und ähnliches des Verbindungsströmungswegs 90 und der Strömungswegdrossel 91 derart festgelegt, dass der Durchsatz des Kühlmittels in dem Verbindungsströmungsweg 90 größer als die Ventilauslaufmenge von dem ersten Schaltventil 19 und die Ventilauslaufmenge von dem zweiten Schaltventil 20 ist. Anstelle der Strömungswegdrossel 91 kann der gesamte Verbindungsströmungsweg 90 aus einem Rohr mit einem dünnen Durchmesser aufgebaut sein.
Das „Ventilauslaufen” in den ersten und zweiten Schaltventilen 19 und 20 wird nachstehend beschrieben. Zum Beispiel wird angenommen, dass es eine Differenz zwischen dem Kühlmitteldruck in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und dem Kühlmitteldruck in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 gibt. In diesem Fall, wird der Ventilkörper des ersten Schaltventils, selbst wenn ein Ventilkörper des ersten Schaltventils 19 in eine Position bedient wird, die einen Strömungsweg auf der Seite des ersten Kühlmittelkreises C1 von einem anderen Strömungsweg auf der Seite des zweiten Kühlmittelkreises C2 trennt, abhängig von der Druckdifferenz ein wenig geöffnet, was das Auslaufen des Kühlmittels bewirkt.
Ebenso wird in Bezug auf das zweite Schaltventil 20 angenommen, dass es eine Differenz zwischen dem Kühlmitteldruck in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und dem Kühlmitteldruck in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 gibt. In diesem Fall, wird der Ventilkörper des zweiten Schaltventils 20, selbst wenn ein Ventilkörper des zweiten Schaltventils 20 in eine Position bedient wird, die einen Strömungsweg auf der Seite des ersten Kühlmittelkreises C1 von einem anderen Strömungsweg auf der Seite des zweiten Kühlmittelkreises C2 trennt, abhängig von der Druckdifferenz ein wenig geöffnet, was das Auslaufen des Kühlmittels bewirkt.
Beachten Sie, dass „Ventilauslaufen”, wie hier im Folgenden verwendet, das Kühlmittelauslaufen im Inneren des ersten Schaltventils 19 und des zweiten Schaltventils 20 bedeutet und die „Ventilauslaufmenge”, wie sie hier verwendet wird, die Menge des Kühlmittelauslaufens aufgrund des Ventilauslaufens bedeutet.
In dieser Ausführungsform kann der Verbindungsströmungsweg 90 zwischen dem ersten Kühlmittelkreis C1 und dem zweiten Kühlmittelkreis C2 auf seiner strömungsabwärtigen Seite (Pumpenansaugseite) verbinden. In einer Betriebssituation, in der eine Hubhöhe der ersten Pumpe 11 höher als die der zweiten Pumpe 12 ist, kann diese Ausführungsform verhindern, dass der Kühlmitteldruck in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 übermäßig hoch wird. Der Grund dafür ist wie folgt.
In der Betriebssituation, in der die Hubhöhe der ersten Pumpe 11 höher als die der zweiten Pumpe 12 ist, tritt eine Differenz in der Hubhöhe zwischen der ersten Pumpe 11 und der zweiten Pumpe 12 auf, womit eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Kühlmittelkreis C1 und dem zweiten Kühlmittelkreis C2 erzeugt wird. Folglich tritt das „Ventilauslaufen” in dem ersten Schaltventil 19 und dem zweiten Schaltventil 20 auf.
Wenn das Ventilauslaufen einmal in den ersten und zweiten Schaltventilen 19 und 20 auftritt, wird das Kühlmittel zwischen dem ersten Kühlmittelkreis C1 und dem zweiten Kühlmittelkreis C2 in dem ersten Schaltventil 19 und dem zweiten Schaltventil in einer derartigen Richtung übertragen, dass der Druck zwischen diesen Zirkulationskreisen ausgeglichen wird.
Es wird angenommen, dass, wenn der Verbindungsströmungsweg 90 nicht ausgebildet ist und die Menge des Ventilauslaufens auf der strömungsaufwärtigen Seite (Pumpenabgabeseite) größer als die des Ventilauslaufens auf der strömungsabwärtigen Seite (Pumpenansaugseite) ist, der Druck des ersten Kühlmittelkreises C1 und der Druck des zweiten Kühlmittelkreises C2 in dem ersten Schaltventil 19, von dem eine Ventilauslaufmenge am höchsten ist, ausgeglichen werden.
Folglich wird der Druck auf der Abgabeseite der zweiten Pumpe 12 gleich dem auf der Abgabeseite der ersten Pumpe 11 festgelegt. Da die Ansaugseite der zweiten Pumpe 12 den Druck annimmt, der durch Subtrahieren eines Drucks, der der Pumpenhubhöhe entspricht, von dem Druck auf der Abgabeseite der zweiten Pumpe 12 erhalten wird, kann der Druck auf der Ansaugseite der zweiten Pumpe 12 hoch werden, was ein Druckeinstellventil (einen Druckeinstellmechanismus) des Reservebehälters 38 öffnen könnte.
Nach dem vorstehend erwähnten Aspekt wird in dieser Ausführungsform der Verbindungsströmungsweg 90 verwendet, um zwischen dem ersten Kühlmittelkreis C1 und dem zweiten Kühlmittelkreis C2 auf der strömungsabwärtigen Seite (Pumpenansaugseite) zu verbinden, so dass die Übertragungsmenge des Kühlmittels zwischen den ersten und zweiten Kühlmittelkreisen C1 und C2 an dem Verbindungsströmungsweg 90 am größten wird.
Folglich werden der Druck in dem ersten Kühlmittelkreis C1 und der Druck in dem zweiten Kühlmittelkreis C2 in dem Verbindungsströmungsweg 90, in dem die Übertragungsmenge des Kühlmittels am größten wird, gleich gemacht. Als ein Ergebnis wird der Druck auf der Ansaugseite der zweiten Pumpe 12 gleich dem auf der Ansaugseite der ersten Pumpe 11 festgelegt. Folglich kann diese Ausführungsform verhindern, dass der Druckeinstellmechanismus des Reservebehälters 38 sein Ventil öffnet, was andernfalls aufgrund des übermäßig hohen Drucks auf der Ansaugseite der zweiten Pumpe 12 bewirkt würde.
Der Verbindungsströmungsweg 90 kann im Inneren des zweiten Schaltventils 20 (das heißt, des Schaltventils, das auf der Pumpenansaugseite positioniert ist) ausgebildet werden.
In dieser Ausführungsform verbindet der Verbindungsströmungsweg 90 zwischen einem Kühlmittelströmungsweg (Wärmemediumströmungsweg), der von einem Kühlmitteleinlass (Wärmemediumeinlass) des zweiten Schaltventils 20 zu einem Kühlmittelansaugabschnitt (Wärmemediumansaugabschnitt) der ersten Pumpe 11 führt, und einem Kühlmittelströmungsweg (Wärmemediumströmungsweg), der von einem Kühlmitteleinlass (Wärmemediumeinlass) des zweiten Schaltventils 20 zu einem Kühlmittelansaugabschnitt (Wärmemediumansaugabschnitt) der zweiten Pumpe 12 führt.
Diese Anordnung kann verhindern, dass der Druck auf der Ansaugseite der ersten Pumpe 11 und der Druck auf der Ansaugseite der zweiten Pumpe 12 übermäßig hoch werden. Der Grund dafür wurde vorstehend beschrieben.
(Zehnte Ausführungsform)
Wenngleich in der dritten Ausführungsform der erste Kühlmittelkreis C1 und der zweite Kühlmittelkreis C2 fähig sind, über den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 60 mit dem Motorkühlkreis 60 zusammenzuwirken, ist der Motorkühlreis 60 in einer zehnten Ausführungsform, wie in 31 gezeigt, mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden. Insbesondere ist das zweite Schaltventil 20 auf einem Punkt in der Mitte des Heizungskernströmungswegs 67 in dem Motorkühlkreis 60 angeordnet.
Ein Teil des Heizungskernströmungswegs 67 auf der strömungsabwärtigen Seite des Heizungskerns 70 ist mit einem Ende eines Verbindungsströmungswegs 95 verbunden. Das andere Ende des Verbindungsströmungswegs 95 ist mit einem Teil zwischen dem zweiten Schaltventil 20 und der zweien Pumpe 12 in dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 verbunden. Der Verbindungsströmungsweg 95 ist ein Verbindungsabschnitt, der zwischen dem Motorkühlkreis 60 und dem zweiten Pumpenströmungsweg 32 verbindet.
Wenn die Temperatur von Kühlmittel in dem Motorkühlkreis 60 größer oder gleich einem vorgegebenen Wert (z. B. 50°C oder mehr) ist, wird eine in 32 gezeigte Nicht-Zusammenwirkungsbetriebsart durchgeführt.
In der Nicht-Zusammenwirkungsbetriebsart werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 betrieben, um einen ersten Kühlmittelkreis C1 (ersten Wärmemediumkreis) zu bilden, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die erste Pumpe 11, den Kühlmittelkühler 14, den Strahler 13, die Vorrichtung 16 und den Kühlerkern 17 und die erste Pumpe 11 strömt.
Ferner wird das zweite Schaltventil 20 in der ersten Betriebsart betrieben, um zuzulassen, dass das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die Motorpumpe 62, den Verbrennungsmotor 63, den Heizungskern 70 und die Motorpumpe 62 strömt, und der Kompressor 22 in dem Kältekreislauf 21 wird gestoppt.
Folglich strömt des mit Abwärme von dem Verbrennungsmotor 63 geheizte Kühlmittel durch den Heizungskern 70, wobei die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere in dem Heizungskern 70 geheizt wird, wodurch das Luftheizen des Fahrzeuginneren ermöglicht wird. In dem ersten Kühlmittelkreis C1 strömt das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel durch die Vorrichtung 16, wobei das Kühlen der Vorrichtung 16 ermöglicht wird.
In der ersten Betriebsart wirken der erste Kühlmittelkreis C1 und der zweite Kühlmittelkreis C2 nicht mit dem Motorkühlkreis 60 zusammen. Folglich kann die erste Betriebsart als die Nicht-Zusammenwirkungsbetriebsart ausgedrückt werden.
Wenn die Temperatur von Kühlmittel in dem Motorkühlkreis 60 kleiner als ein vorgegebener Wert (z. B. weniger als 50°C) ist, wird eine in 33 gezeigte zweite Betriebsart durchgeführt. In der Zusammenwirkungsbetriebsart werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 betrieben, um einen ersten Kühlmittelkreis C1 (ersten Wärmemediumkreis) zu bilden, in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die erste Pumpe 11, den Kühlmittelkühler 14, den Strahler 13, die Vorrichtung 16 und den Kühlerkern 17 und die erste Pumpe 11 strömt.
In der zweiten Betriebsart wird das zweite Schaltventil 20 betrieben, um einen zweiten Kühlmittelkreis C2 (zweiter Wärmemediumkreis), in dem das Kühlmittel in dieser Reihenfolge durch die zweite Pumpe 12, die Kühlmittelheizung 15, den Heizungskern 70 und die zweite Pumpe 12 zirkuliert, auszubilden. Der Kompressor 22 in dem Kältekreislauf 21 wird betrieben, um zuzulassen, dass das Kältemittel durch den Kältekreislauf 21 zirkuliert.
Folglich wird in dem Wärmepumpenbetrieb des Kältekreislaufs 21 ein Kühlmittel durch die Kühlmittelheizung 15 geheizt. Das von der Kühlmittelheizung 15 geheizte Kühlmittel strömt durch den Heizungskern 70, so dass die Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere von dem Heizungskern 70 geheizt werden kann, wodurch das Luftheizen des Fahrzeuginneren durchgeführt werden kann. In dem ersten Kühlmittelkreis C1 strömt das von dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel durch den Strahler 13 und die Vorrichtung 16, so dass die Wärme der Außenluft in dem Kühlmittel an dem Strahler 13 aufgenommen werden kann, während die Vorrichtung 16 gekühlt wird.
In der zweiten Betriebsart wirkt der zweite Kühlmittelkreis C2 mit dem Motorkühlkreis 60 zusammen. Folglich kann die zweite Betriebsart als die Zusammenwirkungsbetriebsart ausgedrückt werden.
Wenngleich der Motorkühlkreis 60, wie vorstehend beschrieben, beispielhaft mit dem zweiten Schaltventil 20 verbunden ist, kann der Motorkühlkreis 60 mit dem ersten Schaltventil 19 verbunden werden.
In dieser Ausführungsform können der erste Kühlmittelkreis C1 und der zweite Kühlmittelkreis C2 und der Motorkühlkreis 60 wie in der dritten Betriebsart miteinander zusammenwirken, so dass die Wärme von der Vorrichtung verwendet werden kann, um das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 63 zu fördern, während die Abwärme von dem Verbrennungsmotor 63 auch verwendet werden kann, um die Vorrichtung zu heizen.
Der Motorkühlkreis 60 ist mit dem ersten Schaltventil 19 und/oder dem zweiten Schaltventil 20 verbunden, wobei die ersten und zweiten Kühlmittelkreise C1 und C2 und der Motorkühlkreis 60 die Vorrichtung gemeinsam nutzen können. Zum Beispiel können die ersten und zweiten Kühlmittelkreise C1 und C2 und der Motorkühlkreis 60 den Heizungskern gemeinsam nutzen, was die Struktur im Vergleich zu dem Fall, in dem die Heizungskerne einzeln in den ersten und zweiten Kühlmittelkreisen C1 und C2 und dem Motorkühlkreis 60 bereitgestellt sind, vereinfachen kann.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorstehend erwähnten Ausführungsformen können geeignet miteinander kombiniert werden. Verschiedene Modifikationen und Änderungen können zum Beispiel wie folgt an den vorstehenden Ausführungsformen vorgenommen werden.

(1) Insbesondere können in den jeweiligen Ausführungsformen verschiedene Modifikationen und Änderungen an den Strukturen des Kältekreislaufs 21 vorgenommen werden. Zum Beispiel kann, wie in 34 gezeigt, ein Akkumulator 100 zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und dem Kompressor 22 angeordnet werden. Der Akkumulator 100 ist ein Gas-Flüssigkeitsabscheider, der das von dem Kühlmittelkühler 14 verdampfte Kältemittel in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel abscheidet, um dadurch zuzulassen, dass das abgeschiedene gasphasige Kältemittel ausströmt.

Wie in 35 gezeigt, kann ein Kältemittelbehälter 101 zum Verringern einer Kältemittelfülldichte bereitgestellt werden.
Wie in 36 gezeigt, können ein Verdampfer 102 und ein Verdampferexpansionsventil 103 parallel zu dem Kühlmittelkühler 14 und dem Expansionsventil 24 bereitgestellt werden. Das Verdampferexpansionsventil 103 ist eine Dekompressionsvorrichtung, die ein flüssigphasiges Kältemittel, das aus dem Sammler 23 strömt, dekomprimiert und expandiert. In diesem Fall verteilt vorzugsweise ein elektromagnetisches Ventil 104 das Kältemittel an den Kühlmittelkühler 14 und den Verdampfer 102, und ein Druckeinstellventil 105 stellt einen Kältemittelverdampfungsdruck an dem Verdampfer 102 ein.
Wie in 37 gezeigt, kann ein Unterkühlungswärmetauscher 106 zwischen dem Sammler 23 und dem Expansionsventil 24 bereitgestellt werden. Der Unterkühlungswärmetauscher 106 ist ein Kältemittelunterkühlungswärmetauscher (Kältemittel-Wärmemedium-Wärmetauscher), der das von der Kühlmittelheizung 15 gekühlte Kältemittel weiter kühlt, um einen Unterkühlungsgrad des Kältemittels zu erhöhen.
Wie in 38 gezeigt, können jeweilige Komponenten des Kältekreislaufs 21 in einem gemeinsamen Gehäuse 110 gelagert werden. In 38 zeigt der durchgezogene Pfeil die Kühlmittelströmung an und der gestrichelte Pfeil zeigt die Kältemittelströmung an.
Innerhalb des Gehäuses 110 ist eine erste Trennwand 111 zwischen dem Kompressor 22 und der Kühlmittelheizung 15 bereitgestellt. Die erste Trennwand 111 trennt einen Raum zum Lagern des Kompressors 22 darin von einem Raum zum Lagern der Kühlmittelheizung 15 darin ab.
Innerhalb des Gehäuses 110 ist eine zweite Trennwand 112 zwischen der Kühlmittelheizung 15 und dem Kühlmittelkühler 14 bereitgestellt. Die zweite Trennwand 112 trennt einen Raum zum Lagern der Kühlmittelheizung 15 darin von einem Raum zum Lagern des Kühlmittelkühlers 14 darin.
Das Gehäuse 110, die erste Trennwand 111 und die zweite Trennwand 112 dienen als schallisolierendes Element (Schallisolationsabschnitt) mit schallisolierenden Eigenschaften und auch als ein wärmeisolierendes Element (Wärmeisolationsabschnitt) mit wärmeisolierenden Eigenschaften.
Da der Kompressor 22 mit dieser Anordnung in dem Gehäuse 110 mit den schallisolierenden Eigenschaften gelagert wird, kann von dem Kompressor 22 abgestrahlter Schall unterdrückt werden. Da ferner die jeweiligen Komponenten des Kältekreislaufs 21 in dem Gehäuse 110 mit den wärmeisolierenden Eigenschaften gelagert sind, kann verhindert werden, dass der Motorraum des Fahrzeugs aufgrund von Wärme beschädigt wird.
Die zweite Trennwand 112 mit den wärmeisolierenden Eigenschaften ist zwischen der Kühlmittelheizung 15 und dem Kühlmittelkühler 14 bereitgestellt. Folglich kann die zweite Trennwand 112, selbst wenn der Kühlmittelkühler 14 in der Nähe der Kühlmittelheizung 15 angeordnet ist, die Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und der Kühlmittelheizung 15 verhindern, wodurch die Verringerung des Wirkungsgrads unterdrückt wird.
Wie in 39 gezeigt, kann ein Innenwärmetauscher 107 bereitgestellt werden. Der Innenwärmetauscher 107 ist ein Wärmetauscher (Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauscher), der das Kältemittel, das die Kühlmittelheizung 15 durchläuft, durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel, das die Kühlmittelheizung 15 durchläuft, und dem Kältemittel, das den Kühlmittelkühler 14 durchläuft, kühlt.
In dem in 39 gezeigten Beispiel tauscht der Innenwärmetauscher 107 über das Kühlmittel Wärme zwischen dem Kältemittel, das die Kühlmittelheizung 15 durchläuft, und dem Kältemittel, das den Kühlmittelkühler 14 durchläuft, aus. Der offene Pfeil in 39 zeigt die Kühlmittelströmung an.
In dem Beispiel von 39 ist der Innenwärmetauscher 107 mit der Kühlmittelheizung 15 und dem Kühlmittelkühler 14 integriert. Der Innenwärmetauscher 107 ist zwischen der Kühlmittelheizung 15 und dem Kühlmittelkühler 14 eingeschoben. Der Kühlmittelkühler 14, die Kühlmittelheizung 15 und der Innenwärmetauscher 107 umfassen jeweils ein Kältemittelrohr und ein Kühlmittelrohr, die aufeinander laminiert sind, haben die gleiche Laminierrichtung dieser Rohre und sind parallel zu der Laminierrichtung des Kältemittelrohrs und des Kühlmittelrohrs angeordnet.

(2) In der Pumpenfehlerbetriebsart der sechsten Ausführungsform werden das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 betrieben, um zuzulassen, dass das Kühlmittel zwischen der zweiten Pumpe 12 (Pumpe, die nicht ausfällt), dem Strahler 13 und der Vorrichtung 16 zirkuliert. Alternativ können in der Pumpenfehlerbetriebsart, wie in 40 gezeigt, das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 betrieben werden, um zuzulassen, dass das Kühlmittel nacheinander durch die erste Pumpe 11 und die zweite Pumpe 12 strömt.
(3) Der Kältekreislauf 21 in jeder der vorstehenden Ausführungsformen verwendet ein Fluorkohlenwasserstoffkältemittel als das Kältemittel. Jedoch ist die Art des Kältemittels nicht auf eine derartige Art von Kältemittel beschränkt. Insbesondere kann ein natürliches Kältemittel, wie etwa Kohlendioxid, ein Kohlenwasserstoff-basiertes Kältemittel und ähnliches als das Kältemittel verwendet werden.

Der Kältekreislauf 21 in jeder der vorstehenden Ausführungsformen bilden einen unterkritischen Kältekreislauf, dessen hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Alternativ kann der Kältekreislauf einen überkritischen Kältekreislauf bilden, dessen hochdruckseitiger Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt.

(4) In jeder der vorstehenden Ausführungsformen wird das Kühlmittel als das Wärmemedium verwendet. Alternativ können verschiedene Arten von Medien, wie etwa Öl, als das Wärmemedium verwendet werden.

Nanofluid kann als das Wärmemedium verwendet werden. Das Nanofluid ist ein Fluid, in das Nanopartikel mit einem Partikeldurchmesser der Größenordnung von Nanometern gemischt sind. Das Mischen der Nanopartikel in das Wärmemedium kann neben der gleichen Wirkung der Verringerung eines Gefrierpunkts wie bei der Verwendung eines Kühlmittels unter Verwendung von Ethylenglykol (sogenannte Frostschutzlösung) die folgenden Auswirkungen haben.
Das heißt, die vorstehend erwähnten Wirkungen können die Verbesserung einer Wärmeleitfähigkeit in einem spezifischen Temperaturbereich, die Erhöhung einer Wärmekapazität des Wärmemediums, die Verhinderung der Korrosion einer Metallleitung und der Verschlechterung eines Gummirohrs und die Verbesserung einer Fließfähigkeit des Wärmemediums bei einer sehr niedrigen Temperatur umfassen.
Diese Wirkungen ändern sich abhängig von der Zusammensetzung, Form und dem Zusammensetzungsverhältnis von Nanopartikeln und Zusätzen.
Mit dieser Anordnung kann die Wärmeleitfähigkeit verbessert werden und sie kann somit den gleichen Kühlwirkungsgrad erreichen, auch wenn das vorstehende Wärmemedium, das die Nanopartikel enthält, in einer kleinen Menge im Vergleich zu einem Kühlmittel unter Verwendung von Ethylenglykol verwendet wird.
Die Wärmekapazität des Wärmemediums kann erhöht werden, um dadurch die Menge an kalter Wärme, die in dem Wärmemedium selbst gespeichert ist (kalte Wärme, die aufgrund der latenten Wärme gespeichert ist) zu vergrößern.
Da die Menge an gespeicherter kalter Wärme vergrößert wird, kann die Temperatur der Vorrichtung eingestellt werden, obwohl der Kompressor 22 nicht arbeitet, indem insbesondere die Vorrichtung mit der gespeicherten kalten Wärme eine Weile lang gekühlt oder geheizt wird, was die Leistung für das Fahrzeugwärmemanagementsystem einsparen kann.
Ein Seitenverhältnis eines Nanopartikels ist vorzugsweise größer oder gleich 50. Dies liegt daran, dass eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit erreicht werden kann. Der Begriff „Seitenverhältnis” wie er hier verwendet wird, bedeutet eine Formkennzahl, die ein Verhältnis zwischen den Längs- und Seitenabmessungen des Nanopartikels anzeigt.
Nanopartikel können beliebig Au, Ag, Cu und C umfassen. insbesondere können als Atome der Nanopartikel ein Au-Nanopartikel, ein Ag-Nanodraht, ein CNT (Kohlenstoffnanorörchen), am Graphen, ein Graphit-Kern-Schalen-Nanopartikel (Kornkörper mit einer Struktur, die das vorstehend erwähnte Atom umgibt, wie etwa ein Kohlenstoffnanoröhrchen), ein CNT-Nanopartikel, der Au enthält, verwendet werden.

(5) Wenngleich die vorstehenden jeweiligen Ausführungsformen die Beispiele gezeigt haben, in denen das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 auf ein Hybridfahrzeug angewendet wird, kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 auf jedes elektrische Fahrzeug oder ähnliches angewendet werden, das eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs von einem Elektromotor erhält, ohne einen Verbrennungsmotor zu umfassen.

Claims

Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug, das umfasst: eine erste Pumpe (11) und eine zweite Pumpe (12), die ein Wärmemedium ansaugen und abgeben; eine Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16), die aus mehreren Vorrichtungen aufgebaut ist, durch die das Wärmemedium zirkuliert; ein erstes Schaltventil (19), das mit wenigstens einer Vorrichtung der Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16), einer Wärmemediumabgabeseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumabgabeseite der zweiten Pumpe (12) verbunden ist, wobei das erste Schaltventil (19) geeignet ist, in Bezug auf die wenigstens eine Vorrichtung zwischen einem Zustand, in dem das von der ersten Pumpe (11) abgegebene Wärmemedium strömt, und einem anderen Zustand, in dem das von der zweiten Pumpe (12) abgegebene Wärmemedium strömt, umzuschauen; ein zweites Schaltventil (20), das mit der wenigstens einen Vorrichtung, einer Wärmemediumansaugseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumansaugseite der zweiten Pumpe (12) verbunden ist, wobei das zweite Schaltventil (20) geeignet ist, in Bezug auf die wenigstens eine Vorrichtung zwischen einem Zustand, in dem das Wärmemedium in die erste Pumpe (11) strömt, und einem anderen Zustand, in dem das Wärmemedium in die zweite Pumpe (12) strömt, umzuschalten; und eine in der Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) enthaltene erste Vorrichtung (14, 15) und eine zweite Vorrichtung (17, 18, 69), in der das durch die erste Vorrichtung (14, 15) zirkulierende Wärmemedium strömen muss, wobei eine Seite einer Wärmemediumeinlassseite und einer Wärmemediumauslassseite der zweiten Vorrichtung (17, 18, 69) mit einer Position zwischen der ersten Vorrichtung (14, 15) und einem des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) verbunden ist.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vorrichtung (14, 15) zwischen einer Pumpe (11) der ersten Pumpe (11) und der zweiten Pumpe (12) und einem Schaltventil des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) angeordnet ist, und die andere Seite der Wärmemediumeinlassseite und der Wärmemediumauslassseite der zweiten Vorrichtung (17, 18, 69) mit einer Position zwischen dem anderen des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) und der ersten Vorrichtung (14, 15) oder mit dem anderen Schaltventil des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) verbunden ist.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 2, das ferner umfasst: eine in der Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) enthaltene dritte Vorrichtung (14, 15) und eine vierte Vorrichtung (17, 18, 69), in der das durch die dritte Vorrichtung zirkulierende Wärmemedium strömen muss, wobei die andere Seite der Wärmemediumeinlassseite und der Wärmemediumauslassseite der zweiten Vorrichtung (17, 18, 69) mit dem anderen Schaltventil verbunden ist, die dritte Vorrichtung (14, 15) zwischen der anderen Pumpe (12) der ersten Pumpe (11) und der zweiten Pumpe (12) und dem ersten Schaltventil (19) oder dem zweiten Schaltventil (20) angeordnet ist, eine Seite einer Wärmemediumeinlassseite und einer Wärmemediumauslassseite der vierten Vorrichtung (17, 18, 69) mit einer Position zwischen dem anderen Schaltventil und der dritten Vorrichtung (14, 15) verbunden ist, und die andere Seite der Wärmemediumeinlassseite und der Wärmemediumauslassseite der vierten Vorrichtung (17, 18, 69) mit dem einen Schaltventil verbunden ist, über das die zweite Vorrichtung mit der ersten Vorrichtung verbunden ist.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 3, wobei: die Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) einen Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) umfasst, der Wärme zwischen dem Wärmemedium und Außenluft austauscht, die erste Vorrichtung ein Wärmemediumkühler (14) ist, der das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem niederdruckseitigen Kältemittel in einem Kältekreislauf (21) kühlt, die dritte Vorrichtung eine Wärmemediumheizung (15) ist, die das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf (21) heizt, und das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) fähig sind, zwischen einem Zustand, in dem der Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) mit dem Wärmemediumkühler (14) verbunden ist, und einem anderen Zustand, in dem der Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) mit der Wärmemediumheizung (15) verbunden ist, umzuschalten.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei: die wenigstens eine Vorrichtung die erste Vorrichtung (14, 15) umfasst, und die andere Seite der Wärmemediumeinlassseite und der Wärmemediumauslassseite der zweiten Vorrichtung (17, 18, 69) mit dem einen Schaltventil verbunden ist.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das erste Schaltventil (19) umfasst: zahlreiche erste Schaltventilanschlüsse (191a, 191b, 191c, 191d), die mit der wenigstens einen Vorrichtung, einer Wärmemediumabgabeseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumabgabeseite der zweiten Pumpe (12) verbunden sind, und einen ersten Schaltventil-Ventilkörper (192), der die zahlreichen ersten Schaltventilanschlüsse (191a, 191b, 191c, 191d) öffnet oder schließt, wobei das zweite Schaltventil (20) umfasst: zahlreiche zweite Schaltventilanschlüsse (201a, 201b, 201c, 201d), die mit der wenigstens einen Vorrichtung, einer Wärmemediumansaugseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumansaugseite der zweiten Pumpe (12) verbunden sind, und einen zweiten Schaltventil-Ventilkörper (202), der die zahlreichen zweiten Schaltventilanschlüsse (201a, 201b, 201c, 201d) öffnet oder schließt, und wobei wenigstens ein Ventilkörper des ersten Schaltventil-Ventilkörpers (192) und des zweiten Schaltventil-Ventilkörpers (202) fähig ist, einen zeitlich gemittelten Durchsatz des Wärmemediums, das durch wenigstens ein Paar von Anschlüssen, die miteinander verbunden sind, strömt, aus den zahlreichen ersten Schaltventilanschlüssen (191a, 191b, 191c, 191d) und den zahlreichen zweiten Schaltventilanschlüssen (201a, 201b, 201c, 201d) einzustellen.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner umfasst: einen Motorkühlkreis (60) zum Zirkulieren des Wärmemediums, um einen Verbrennungsmotor (63) zu kühlen, wobei der Motorkühlkreis (60) mit wenigstens einem Schaltventil des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) verbunden ist.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner umfasst: einen Verbindungsströmungsweg (90), der zwischen einem Wärmemediumströmungsweg, der von einem Wärmemediumeinlass des zweiten Schaltventils (20) zu einem Wärmemediumansaugabschnitt der ersten Pumpe (11) führt, und einem Wärmemediumströmungsweg, der von einem Wärmemediumeinlass des zweiten Schaltventils (20) zu einem Wärmemediumansaugabschnitt der zweiten Pumpe (12) führt, verbindet.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner umfasst: eine Erfassungseinrichtung (52), die eine Temperatur, die mit einer Temperatur des Wärmemediums zusammenhängt, erfasst; und eine Schaltsteuerung (50a), die den Betrieb des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) gemäß der von der Erfassungseinrichtung (52) erfassten Temperatur steuert.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) einen Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13), der Wärme zwischen dem Wärmemedium und Außenluft austauscht, und eine Kühlvorrichtung (14), die das Wärmemedium auf eine niedrigere Temperatur als eine Temperatur der Außenluft herunter kühlt, umfasst, und die wenigstens eine Vorrichtung mehrere Kühlzielvorrichtungen (16A, 16B, 16C) umfasst, die mit dem Wärmemedium gekühlt werden sollen, das Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug ferner umfasst: eine Erfassungseinrichtung (52), die eine Temperatur, die mit einer Temperatur des Wärmemediums zusammenhängt, die nach dem Wärmeaustausch durch den Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) erhalten wird, erfasst; und eine Schaltsteuerung (50a), die den Betrieb des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) derart steuert, dass, wenn die von der Erfassungseinrichtung (52) erfasste Temperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur (Tatm1) ist, eine Vorrichtung aus den Kühlzielvorrichtungen (16A, 16B, 16C), die Kühlung benötigt, mit dem Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) verbunden wird, und so dass, wenn die von der Erfassungseinrichtung (52) erfasste Temperatur höher als die vorgegebene Temperatur (Tatm1) ist, die Anzahl von Vorrichtungen, die Kühlung benötigen und mit der Kühlvorrichtung (14) verbunden sind, erhöht wird, wenn die von der Erfassungseinrichtung (52) erfasste Temperatur steigt.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10, wobei: die Kühlzielvorrichtungen (16A, 16B, 16C) Vorrichtungen umfassen, die verschiedene erforderliche Kühltemperaturen haben, die Schaltsteuerung (50a) das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) derart steuert, dass, wenn die von der Erfassungseinrichtung (52) erfasste Temperatur höher als die vorgegebene Temperatur (Tatm1) ist, die Kühlvorrichtung (14) der Reihe nach nacheinander mit dem Kühlzielvorrichtungen verbunden wird, wenn die von der Erfassungseinrichtung (52) erfasste Temperatur steigt.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) eine Wärmespeichervorrichtung (16A), die fähig ist, heiße Wärme zu speichern, und einen Wärmemediumkühler (14), der geeignet ist, um das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem niederdruckseitigen Kältemittel in einem Kältekreislauf (21) zu kühlen, umfasst, und der Wärmemediumkühler (14), die Wärmespeichervorrichtung (16A) und die erste Pumpe (11) oder die zweite Pumpe (12) miteinander verbunden werden, wenn eine Temperatur der Wärmespeichervorrichtung (16A) höher als eine Außenlufttemperatur ist.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) eine Wärmespeichervorrichtung (16A), die fähig ist, kalte Wärme zu speichern, und eine Wärmemediumheizung (15), die geeignet ist, das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf (21) zu heizen, umfasst, und das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) gesteuert werden, um die Wärmemediumheizung (15), die Wärmespeichervorrichtung (16) und die erste Pumpe (11) oder die zweite Pumpe (12) miteinander zu verbinden, wenn eine Temperatur der Wärmespeichervorrichtung (16A) niedriger als eine Außenlufttemperatur ist.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner umfasst: eine Pumpensteuerung (50b), die den Betrieb der ersten Pumpe (11) und der zweiten Pumpe (12) derart steuert, dass sich beim Umschalten zwischen dem ersten Schaltventil (19) und dem zweiten Schaltventil (20) eine Ausgabe von einer Pumpe der ersten Pumpe (11) und der zweiten Pumpe (12) mit der größeren Ausgabe einer anderen Ausgabe von der anderen Pumpe annähert.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner umfasst: eine Schaltsteuerung (50a), die den Betrieb des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) derart steuert, dass das Wärmemedium nacheinander durch die erste Pumpe (11) und die zweite Pumpe (12) strömt, wenn bestimmt wird, dass eine der ersten Pumpe (11) und der zweiten Pumpe (12) ausfällt.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) einen Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13), der Wärme zwischen dem Wärmemedium und Außenluft austauscht, einen Wärmemediumkühler (14), der das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem niederdruckseitigen Kältemittel in einem Kältekreislauf (21) kühlt, und eine Wärmemediumheizung (15), die das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf (21) heizt, umfasst, das Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug ferner umfasst: eine Kompressorsteuerung (50c), die geeignet ist, um einen Kompressor (22) in dem Kältekreislauf (21) zu stoppen, wenn bestimmt wird, dass eine Pumpe der ersten Pumpe (11) und der zweiten Pumpe (12) ausfällt; und eine Schaltsteuerung (50a), die den Betrieb des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) steuert, um die andere Pumpe, eine Vorrichtung (16) zwischen der wenigstens einen Vorrichtung, die Kühlung benötigt, und den Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) miteinander zu verbinden, wenn bestimmt wird, dass die eine Pumpe ausfällt.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Vorrichtungsgruppe (13, 14, 15, 16) einen Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13), der Wärme zwischen dem Wärmemedium und Außenluft austauscht, einen Wärmemediumkühler (14), der das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem niederdruckseitigen Kältemittel in einem Kältekreislauf (21) kühlt, und eine Wärmemediumheizung (15), die das Wärmemedium durch Austauschen von wärme zwischen dem Wärmemedium und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf (21) heizt, umfasst, und das Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug ferner umfasst: eine Steuerung (50a, 50b), die den Betrieb des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) steuert, um den Wärmemediumkühler (14) und/oder die Wärmemediumheizung (15), den Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) und eine Pumpe der ersten Pumpe (11) und der zweiten Pumpe (12) zu verbinden, während die eine Pumpe betrieben wird, bevor ein Kompressor (22) des Kältekreislaus (22) gestartet wird, wenn eine physikalische Größe, die mit einer Temperatur eines Kältemittels in dem Kältekreislauf (21) zusammenhängt, beim Starten eines Kompressors (22) in dem Kältekreislauf (21) als größer oder gleich einem vorgegebenen Wert bestimmt wird.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 17, wobei: die Vorrichtungsgruppe einen Wärmemediumkühler (14), der das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem niederdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf (21) kühlt, und eine Wärmemediumheizung (15), die das Wärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem hochdruckseitigen Kältemittel in dem Kältekreislauf (21) heizt, umfasst, das Fahrzeugwärmemanagementsystem ferner umfasst: ein Gehäuse (110), das einen Kompressor (22) des Kältekreislaufs (21), den Wärmemediumkühler (14) und die Wärmemediumheizung (15) aufnimmt, wobei das Gehäuse (110) schallisolierende Eigenschaften und wärmeisolierende Eigenschaften hat.
Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18, wobei: das erste Schaltventil (19) zahlreiche erste Schaltventilanschlüsse (191a, 191b, 191c, 191d), die mit der wenigstens einen Vorrichtung, einer Wärmemediumabgabeseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumabgabeseite der zweiten Pumpe (12) parallel zueinander verbunden sind, und einen ersten Schaltventil-Ventilkörper (192), der die zahlreichen ersten Schaltventilanschlüsse (191a, 191b, 191c, 191d) öffnet oder schließt, umfasst, das zweite Schaltventil (20) zahlreiche zweite Schaltventilanschlüsse (201a, 201b, 201c, 201d), die mit der wenigstens einen Vorrichtung, einer Wärmemediumansaugseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemediumansaugseite der zweiten Pumpe (12) parallel zueinander verbunden sind, und einen zweiten Schaltventil-Ventilkörper (202), der die zahlreichen zweiten Schaltventilanschlüsse (201a, 201b, 201c, 201d) öffnet oder schließt, umfasst, und der erste Schaltventil-Ventilkörper (192) und der zweite Schaltventil-Ventilkörpers (202) fähig sind, wenigstens ein Paar von Anschlüssen mit verschiedenen Öffnungsgraden für die jeweiligen Anschlüsse zu öffnen, wobei das Paar von Anschlüssen aus den zahlreichen ersten Schaltventilanschlüssen (191a, 191b, 191c, 191d) und den zahlreichen zweiten Schaltventilanschlüssen (201a, 201b, 201c, 201d) miteinander verbunden ist.