DE112015000200B4

DE112015000200B4 - Verfahren für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge

Info

Publication number: DE112015000200B4
Application number: DE112015000200.6T
Authority: DE
Inventors: Sang Jun Yoo; Chang Hyun BAEK
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2015-09-23
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: KR102405177B1; DE112015000200T5; CN105980177A; CN108819671A; KR20160035993A; US10131202B2; CN108819671B; US20170190235A1; CN105980177B

Abstract

Ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge umfasst eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, einen Motor wieder in Betrieb zu nehmen, wenn eine Motorkühlwassertemperatur des Elektromotors nach dem Einschalten eines Elektromotorantriebsmodus auf einen unteren Grenzwert oder weniger reduziert ist, und dazu konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor anzuhalten, wenn die Motorkühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors auf einen oberen Grenzwert oder mehr angestiegen ist. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert in Abhängigkeit von einer Einblasluft-Zieltemperatur zu ändern, die nach einer inneren/äußeren Temperaturbedingung und einer vom Benutzer festgelegten Temperatur berechnet wird, so dass im Elektromotor-Antriebsmodus ein Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors gemäß der Einblasluft-Zieltemperatur aktiv geändert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge, das in der Lage ist, eine Fahrzeugraumtemperatur in einem optimalen Zustand zu kompensieren, indem eine Öffnungsposition einer Temperaturklappe während eines Elektromotor-Antriebsmodus optimal korrigiert wird, und dazu in der Lage ist, eine unnötige Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotors zu verhindern und folglich die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, indem der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von einer Motorkühlwassertemperatur während eines Elektromotor-Antriebsmodus wieder in Betrieb genommen wird, so dass ein Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors von einer Einblaszieltemperatur und einer Öffnungsposition einer Temperaturklappe abhängig ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Der Ausdruck Hybridfahrzeug betrifft ein Kraftfahrzeug, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Antriebsenergiequellen nutzt. In dem Fall, in dem die Antriebslast des Hybridfahrzeugs groß ist, beispielsweise wenn das Hybridfahrzeug mit hoher Geschwindigkeit oder auf einer ansteigenden Straße gefahren wird, wird das Hybridfahrzeug in einem Motorantriebsmodus betrieben, bei dem der Verbrennungsmotor genutzt wird.
Hingegen wird in dem Fall, bei dem die Antriebslast des Hybridfahrzeugs klein ist, beispielsweise wenn das Hybridfahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben oder angehalten wird, das Hybridfahrzeug in einem Motorantriebsmodus betrieben, in dem der Elektromotor verwendet wird.
Bei diesem Hybridfahrzeug ermöglicht die minimierte Nutzung des Verbrennungsmotors die Vermeidung eines unnötigen Kraftstoffverbrauchs und die Reduzierung der Abgasemissionen. Es besteht daher die Möglichkeit, die Kraftstoffeffizienz zu steigern und die Luftverschmutzung zu verringern.
Jedoch schränkt das häufige Stoppen des Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs den Betrieb eines Klimaanlagensystems zum Heizen eines Fahrzeugraums ein. Dies führt insofern zu einem Problem, da die Effizienz der Fahrzeugraumheizung stark gemindert wird.
Insbesondere wenn wie in 1 gezeigt, die Antriebslast eines Hybridfahrzeugs reduziert und wenn der Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs von einem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus in einen Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird, wird der Verbrennungsmotor ausgeschaltet (siehe Kurve A in 1). Das Ergebnis ist eine Verringerung der Temperatur des Motorkühlwassers (siehe Kurve B in 1). Auf diese Weise wird das Motorkühlwasser niedriger Temperatur einem Heizkern eines Klimaanlagensystems zugeführt, wodurch die Temperatur des Heizkerns sinkt (vgl. Kurve C in 1). Daraus folgt, dass die Temperatur einer in einen Fahrzeugraum eingeblasenen Luft gesenkt wird (vgl. Kurve D in 1). Dies verringert den Wirkungsgrad der Fahrzeugraumheizung und beeinträchtigt den Fahrkomfort deutlich.
Angesichts dieses Problems wurde intern eine Technik vorgeschlagen, mit der die Reduzierung einer Fahrzeugraumtemperatur auch dann verhindert wird, wenn eine Temperatur eines Heizkerns infolge des Ausschaltens eines Motors abfällt. Wenn bei dieser Technik, wie in 2 dargestellt, der Antriebsmodus eines Kraftfahrzeugs von einem Verbrennungsmotor-Modus in einen Elektromotor-Modus umgeschaltet wird, bei dem der Verbrennungsmotor ausgeschaltet wird (vgl. Kurve A in 2), dann wird ein Öffnungswinkel einer Temperaturklappe (vgl. Kurve E in 2) als Reaktion auf die durch das Ausschalten des Motors bedingte Absenkung der Motorkühlwassertemperatur korrigiert. Insbesondere wenn der Verbrennungsmotor ausgeschaltet wird (vgl. Kurve A in 2) und wenn die Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors reduziert wird (vgl. Kurve B in 2), wird der Öffnungswinkel der Temperaturklappe proportional zur Reduzierung der Motorkühlwassertemperatur korrigiert, so dass ein Warmluftpfad weiter geöffnet wird (vgl. Kurve E in 2).
Demnach kann die Temperatur der in den Fahrzeugraum eingeblasenen Luft auch dann erhöht werden, wenn die Motorkühlwassertemperatur aufgrund des Ausschaltens des Verbrennungsmotors sinkt (vgl. Kurve F in 2). Es besteht deshalb die Möglichkeit, die Reduzierung der Fahrzeugraumtemperatur auch dann zu kompensieren, wenn die Motorkühlwassertemperatur infolge des Ausschaltens des Verbrennungsmotors reduziert ist, und auch dann, wenn die Temperatur des Heizkerns reduziert ist. Im Ergebnis ist es daher möglich, die Fahrzeugraumtemperatur auf einer gewünschten Temperatur zu halten, unabhängig davon, ob der Verbrennungsmotor in Betrieb oder ausgeschaltet ist.
Wenn unterdessen, wie in 3 dargestellt, die Motorkühlwassertemperatur in einem Elektromotor-Antriebsmodus übermäßig auf einen vorgegebenen unteren Grenzwert reduziert wird, dann wird der Verbrennungsmotor wieder in Betrieb genommen. Wenn danach die Motorkühlwassertemperatur auf einen vorgegebenen oberen Grenzwert oder mehr erhöht wird, wird der Verbrennungsmotor wieder angehalten. Die Motorkühlwassertemperatur kann daher zwischen dem vorgegebenen oberen Grenzwert und dem vorgegebenen unteren Grenzwert gehalten werden. Der Grund für die Verwendung dieser Konfiguration besteht darin, eine übermäßige Reduzierung der Motorkühlwassertemperatur zu verhindern und damit die Heizleistung im Wesentlichen konstant zu halten.
Die Technik der verwandten Technik ist dazu konfiguriert, den Öffnungswinkel der Temperaturklappe basierend auf der Reduzierung der Motorkühlwassertemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus zu korrigieren. Aus diesem Grund ist es im Elektromotor-Antriebsmodus unmöglich, den Öffnungswinkel der Temperaturklappe in Entsprechung mit der Änderung der aktuellen Temperatur der in den Fahrzeugraum eingeblasenen Luft präzise zu steuern. Dies macht eine präzise Kompensierung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus unmöglich.
Im Elektromotor-Antriebsmodus wird die Veränderung (Reduzierung) der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur durch unterschiedliche Faktoren beeinflusst, beispielsweise von einer Motorkühlwassertemperatur, einem Gebläseluftvolumen, einer Verdampfertemperatur, einer Innen-/Außenlufttemperatur, einer Sonnenbestrahlungsmenge und dergleichen.
Es ist folglich bei dem Verfahren der verwandten Technik, bei dem der Öffnungswinkel der Temperaturklappe nur auf Basis der Reduzierung der Motorkühlwassertemperatur korrigiert wird, nicht möglich, den Öffnungswinkel der Temperaturklappe in Entsprechung zur Änderung der Temperatur der in den Fahrzeugraum eingeblasenen Luft präzise zu steuern. Dies macht eine präzise Kompensierung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus unmöglich. Deshalb kann die Fahrzeugraumtemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus nicht auf einer angenehmen Temperatur gehalten werden.
Zudem wird bei der verwandten Technik der Verbrennungsmotor automatisch wieder in Betrieb genommen, wenn die Motorkühlwassertemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus einen vorgegebenen unteren Grenzwert oder weniger erreicht. Dies führt insofern zu einem Problem, als dass das Phänomen der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors häufig auftritt.
Der Verbrennungsmotor wird insbesondere automatisch wieder in Betrieb genommen, unabhängig von einer von einem Benutzer eingestellten Einblasluft-Zieltemperatur, wenn die Motorkühlwassertemperatur einen vorgegebenen unteren Grenzwert oder weniger erreicht. Aus diesem Grund kann der Verbrennungsmotor unnötigerweise wieder in Betrieb genommen werden, auch wenn die Einblasluft-Zieltemperatur niedrig eingestellt ist, und auch dann, wenn die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur auch unter einer Motorkühlwassertemperatur eines unteren Grenzwerts oder weniger ausreichend kompensiert werden kann.
Da der Verbrennungsmotor unabhängig vom Öffnungswinkel der Temperaturklappe automatisch wieder in Betrieb genommen wird, wenn die Motorkühlwassertemperatur einen vorgegebenen unteren Grenzwert oder weniger erreicht, besteht insofern ein Problem, als der Verbrennungsmotor auch dann unnötigerweise wieder in Betrieb genommen werden kann, selbst wenn die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur durch die Steuerung des Öffnungswinkels der Temperaturklappe ausreichend kompensiert werden kann, ohne dass der Verbrennungsmotor wieder in Betrieb genommen werden muss. Dies stellt insofern ein Problem dar, als dass das Phänomen der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors im Elektromotor-Antriebsmodus häufig auftritt und deshalb die Kraftstoffeffizienz reduziert wird.
Die JP 2009-255 917 A betrifft eine Klimaanlage für ein Hybridfahrzeug, bei der in Abhängigkeit von einem „economy mode switch“ die Klimaanlage in unterschiedlicher Weise betrieben wird. Aus der DE 10 2009 059 983 A1 geht ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Klimatisierung eines Innenraums eines Fahrzeugs hervor, bei der die Temperatur eingeblasener Luftströme ermittelt wird, und eine Ausblasöffnung in Abhängigkeit davon gesteuert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE PROBLEME
Hinsichtlich der eingangs genannten Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge bereitzustellen, das in einem Elektromotor-Antriebsmodus dazu konfiguriert ist, einen Öffnungswinkel einer Temperaturklappe auf Basis einer aktuellen Änderung einer Temperatur einer in einen Fahrzeugraum eingeblasenen Luft präzise zu korrigieren und zu steuern, und das in der Lage ist, im Elektromotor-Antriebsmodus den Öffnungswinkel der Temperaturklappe in Entsprechung zur Änderung der Temperatur der in den Fahrzeugraum eingeblasenen Luft optimal zu steuern.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge bereitzustellen, das in einem Elektromotor-Antriebsmodus dazu konfiguriert ist, einen Öffnungswinkel einer Temperaturklappe in Entsprechung einer Änderung einer Temperatur einer in einen Fahrzeugraum eingeblasenen Luft optimal zu steuern, und das in der Lage ist, im Elektromotor-Antriebsmodus eine Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur präzise zu kompensieren und im Elektromotor-Antriebsmodus eine Fahrzeugraumtemperatur optimal zu steuern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge, das dazu konfiguriert ist, in einem Elektromotor-Antriebsmodus einen Zeitpunkt einer Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotors im Hinblick auf eine Einblasluft-Zieltemperatur zu steuern, und das geeignet ist, eine Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotors bei optimaler Steuerung einer Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur in Entsprechung zu einer Einblasluft-Zieltemperatur zu unterdrücken, und das geeignet ist, eine unnötige Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotors zu verhindern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge, das , in einem Elektromotor-Antriebsmodus dazu konfiguriert ist einen Zeitpunkt einer Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotors in Verbindung mit einem Öffnungswinkel einer Temperaturklappe zu steuern, und das geeignet ist, eine Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur ausreichend zu kompensieren, indem lediglich der Öffnungswinkel der Temperaturklappe gesteuert wird, ohne dass ein Verbrennungsmotor wieder in Betrieb genommen werden muss und das in der Lage ist, eine unnötige Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotor zu verhindern .
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge, das dazu konfiguriert ist, eine unnötige Wiederinbetriebnahme Verbrennungsmotors zu verhindern, und das in der Lage ist, eine häufige Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotors zu verhindern und folglich die Kraftstoffeffizienz zu steigern.
Technische Lösungen
Um die obenstehenden Ziele zu erreichen, wird ein Verfahren für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge bereitgestellt, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 umfasst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Steuereinheit ist bevorzugt dazu konfiguriert, den unteren Grenzwert von einer aktuellen Einblasluft-Zieltemperatur und einem vorgegebenen ersten Kompensationswert unter Anwendung der Gleichung (1) zu berechnen: $\begin{array}{l} Unterer Grenzwert (L) = aktuelle Einblasluft - \\ Zieltemperatur (M) + erster Kompensationswert (α) \end{array}$
und
wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, den oberen Grenzwert aus der aktuellen Einblasluft-Zieltemperatur und einem vorgegebenen zweiten Kompensationswert unter Anwendung der Gleichung (2) zu berechnen: $\begin{array}{l} Oberer Grenzwert (U) = aktuelle Einblasluft - \\ Zieltemperatur (M) + zweiter Kompensationswert (β) \end{array}$
Der erste Kompensationswert und der zweite Kompensationswert sind konstante Werte zum Ausgleich eines Messfehlers der Motorkühlwassertemperatur, und der zweite Kompensationswert ist größer als der erste Kompensationswert.
Die Steuereinheit ist im Elektromotor-Antriebsmodus dazu konfiguriert, den Verbrennungsmotor nur dann wieder in Betrieb zu nehmen, wenn sich die Temperaturklappe in einer maximalen Heizposition befindet, auch wenn die Motorkühlwassertemperatur auf den unteren Grenzwert oder weniger reduziert ist.
Vorteilhafte Auswirkungen
Gemäß dem vorliegenden Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge wird im Elektromotor-Antriebsmodus die Öffnungsposition der Temperaturklappe als Reaktion auf die Änderung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur und im Hinblick auf unterschiedliche Faktoren korrigiert, die sich auf die aktuelle Änderung der Temperatur der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur auswirken. Es besteht folglich die Möglichkeit, die Öffnungsposition der Temperaturklappe in Entsprechung zu der aktuellen Änderung der Einblaslufttemperatur optimal zu korrigieren.
Ferner wird der Öffnungswinkel der Temperaturklappe im Elektromotor-Antriebsmodus in Entsprechung zu der aktuellen Änderung der Einblaslufttemperatur optimal gesteuert. Es ist deshalb im Elektromotor-Antriebsmodus möglich, die Temperatur der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur präzise zu kompensieren und die Fahrzeugraumtemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus optimal zu steuern.
Ferner wird der Motor im Elektromotor-Antriebsmodus in Abhängigkeit von der Motorkühlwassertemperatur wieder in Betrieb genommen. Der Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors wird gemäß der Einblasluft-Zieltemperatur variabel gesteuert. Es ist folglich möglich, die Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors bei optimaler Steuerung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur in Entsprechung zu der Einblasluft-Zieltemperatur zu unterdrücken und die unnötige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors zu verhindern.
Ferner wird der Verbrennungsmotor im Elektromotor-Antriebsmodus in Abhängigkeit der Motorkühlwassertemperatur wieder in Betrieb genommen. Der Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors wird in Verbindung mit dem Öffnungswinkel der Temperaturklappe gesteuert. Es ist deshalb möglich, die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur ausreichend zu kompensieren, indem nur der Öffnungswinkel der Temperaturklappe gesteuert wird, ohne dass der Verbrennungsmotor wieder in Betrieb genommen werden muss, und die unnötige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors zu verhindern.
Da die unnötige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors verhindert wird, besteht zusätzlich die Möglichkeit, die häufige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors zu verhindern und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein Schaubild das eine Motorkühlwassertemperatur und eine Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zeigt, wenn der Antriebsmodus eines Hybridfahrzeugs nach dem Stand der Technik von einem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus auf einen Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird.
2 ist ein Schaubild das eine Motorkühlwassertemperatur und eine Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zeigt, wenn der Antriebsmodus eines anderen Hybridfahrzeugs der verwandten Technik von einem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus auf einen Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird.
3 ist ein Schaubild zur Darstellung eines Zustands, in dem ein Motor in Abhängigkeit von einer Motorkühlwassertemperatur ein-/ausgeschaltet wird, wenn ein Hybridfahrzeug nach dem Stand der Technik in einem Elektromotor-Antriebsmodus gesteuert wird.
4 ist eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration eines Klimaanlagensystems für Hybridfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Schaubild zur Darstellung eines Zustands, in dem ein Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von einer Motorkühlwassertemperatur ein-/ausgeschaltet wird, wenn das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung in einem Elektromotor-Antriebsmodus gesteuert wird.
6 ist ein Schaubild zur Darstellung eines Zustands, in dem ein Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von einer Motorkühlwassertemperatur und einem Öffnungswinkel einer Temperaturklappe ein-/ausgeschaltet wird, wenn das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung in einem Elektromotor-Antriebsmodus gesteuert wird.
7 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Beispiel für den Betrieb eines Klimaanlagensystems für Hybridfahrzeuge nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, wobei in diesem Beispiel eine Öffnungsposition einer Temperaturklappe in einem Elektromotor-Antriebsmodus kompensiert wird.
8 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Beispiel für den Betrieb eines Klimaanlagensystems für Hybridfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, wobei in diesem Beispiel eine Wiederinbetriebnahme eines Verbrennungsmotors in einem Elektromotor-Antriebsmodus gesteuert wird.

Modus zur Ausführung der Erfindung
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Klimaanlagensystems für Hybridfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Bauteile, die jenen des oben beschriebenen Standes der Technik gleichen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Vor der Beschreibung der Merkmale eines Klimaanlagensystems für Hybridfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung wird kurz ein Klimaanlagensystem für Kraftfahrzeuge unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Das Klimaanlagensystem für Kraftfahrzeuge umfasst ein Klimaanlagengehäuse 1, in dem ein Gebläse 3, ein Verdampfer 5 und ein Heizkern 7 verbaut sind.
Das Gebläse 3 ist dazu konfiguriert, eine Innenluft oder Außenluft anzusaugen und die Luft hin zu einer inneren Luftleitung 1a des Klimaanlagengehäuses 1 zu blasen. Der Verdampfer 5 ist dazu konfiguriert, die gegen die innere Luftleitung 1a geblasene Luft zu kühlen. Der Heizkern 7 ist dazu konfiguriert, die gegen die innere Luftleitung 1a geblasene Luft zu erhitzen. Der Heizkern 7 ist insbesondere dazu konfiguriert, von einem Verbrennungsmotor 8 heißes Kühlwasser zu empfangen. Der Heizkern 7 ermöglicht dem Kühlwasser Wärme mit der Umgebungsluft zu tauschen wodurch die in einen Fahrzeugraum eingeblasene Luft erwärmt wird.
Das Klimaanlagensystem umfasst eine Temperaturklappe 9, die in der inneren Luftleitung 1a des Klimaanlagengehäuses 1 installiert ist. Die Temperaturklappe 9 ist an einem Abzweigungspunkt einer Kaltluftleitung 1b und einer Heißluftleitung 1c installiert. Die Temperaturklappe 9 ist dazu konfiguriert, die Öffnungsbeträge der Kaltluftleitung 1b und der Heißluftleitung 1c anzupassen, indem sie zwischen der Kaltluftleitung 1b und der Heißluftleitung 1c schwankt. Die Temperaturklappe 9 stellt somit eine dem Fahrzeugraum zugeführte Kaltluftmenge oder Heißluftmenge ein.
Wenn in dem Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge wie in 2 dargestellt, der Antriebsmodus eines Hybridfahrzeugs von einem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus auf einen Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird, wird der Verbrennungsmotor 8 gestoppt (vgl. Kurve A), und die Motorkühlwassertemperatur wird gesenkt (vlg. Kurve B).
Die Temperatur des Heizkerns 7 wird aufgrund der gesenkten Kühlwassertemperatur ebenfalls gesenkt (vgl. Kurve C). Daraus folgt, dass die Temperatur der in den Fahrzeugraum eingeblasenen Luft reduziert wird (vgl. Kurve D). Im Ergebnis wir die Fahrzeuginnenraumheizeffizient verringert.
Als nächstes werden einige Merkmale des Klimaanlagensystems für Hybridfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 4 bis 8 detailliert beschrieben.
Unter erster Bezugnahme auf 4 umfasst das Klimaanlagensystem der vorliegenden Erfindung eine Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit 10, die dazu konfiguriert ist, eine aktuelle Temperatur einer in einen Fahrzeugraum eingeblasenen Luft zu messen. Die Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit 10 ist aus Temperatursensoren gebildet, die in einigen der Lufteinblasdüsen des Fahrzeugraums verbaut sind. Beispielsweise ist die Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit 10 aus einem Mitteldüsen-Temperatursensor gebildet, der in einer Fahrzeugraum-Mitteldüse verbaut ist, und aus einem Bodendüsen-Temperatursensor, der in einer Fahrzeugraum-Bodendüse verbaut ist.
Die Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit 10 ist dazu konfiguriert, eine aktuelle Temperatur einer in den Fahrzeugraum eingeblasenen Luft direkt zu messen und Daten über die detektierte Lufttemperatur in eine unten beschriebene Steuereinheit 20 einzugeben.
Das Klimaanlagensystem der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuereinheit 20. Die Steuereinheit 20 ist aus einem Mikroprozessor gebildet und mit einer Recheneinheit 22 bereitgestellt.
Wenn der Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs von einem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus in einen Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird, wenn die Daten über eine Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur von der Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit 10 eingegeben werden, berechnet die Recheneinheit 22 eine Temperaturdifferenz E-now zwischen einer Einblasluft-Zieltemperatur und einer Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zum gegenwärtigen Zeitpunkt und eine Temperaturdifferenz E-prev zwischen einer Einblasluft-Zieltemperatur und einer Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zu einem früheren Zeitpunkt, beispielsweise 5 Sekunden vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt, in einem vorgegebenen Zeitintervall, beispielsweise in einem Intervall von einigen Millisekunden ab dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotor-Antriebsmodus auf den Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird.
Als Referenzwert ist die Einblasluft-Zieltemperatur ein Wert zur optimalen Steuerung eines Verdampfers 5, eines PTC-Heizers 7a und unterschiedlicher Arten von Klappen D, und wird auf Basis einer vom Benutzer eingestellten Temperatur, einer Verdampfertemperatur, einer Außenlufttemperatur, einer Innenlufttemperatur, eines Sonnenbestrahlungsgrades usw. festgelegt. Das bedeutet, dass die Einblasluft-Zieltemperatur indirekt jene Faktoren enthält, die eine Änderung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur verursachen, namentlich die vom Benutzer eingestellte Temperatur, die Verdampfertemperatur, die Außenlufttemperatur, die Innenlufttemperatur, den Sonnenbestrahlungsgrad usw.
Wenn nach dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus die Temperaturdifferenz E-now zwischen der Einblasluft-Zieltemperatur und der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zum gegenwärtigen Zeitpunkt und die Temperaturdifferenz E-prev zwischen der Einblasluft-Zieltemperatur und der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zu einem früheren Zeitpunkt in einem vorgegebenen Zeitintervall (ein Intervall von 5 Sekunden) durch die Recheneinheit 22 berechnet werden, berechnet schließlich die Steuereinheit 20 einen Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9 mit Bezug auf die Kaltluftleitung 1b und die Heißluftleitung 1c durch Verarbeitung der Temperaturdifferenzen E-now und E-prev und eine Temperaturklappen-Öffnungspositionen T-prev unter Anwendung der in der Steuereinheit 20 gespeicherten nachstehenden Gleichung (1). $\begin{array}{l} T-now = T-prev + Cp \times [Gp \times (E-now - E-prev) + Gi \times E- \\ now] \end{array}$
In der Gleichung (1) ist T-now ein Öffnungspositionskorrekturwert (V) der Temperaturklappe, T-prev ist eine Öffnungsposition (V) der Temperaturklappe zu dem früheren Zeitpunkt, Cp ist eine Proportionalzunahme, Gp ist ein Konstantwert mit Bezug auf die Temperaturdifferenz, E-now ist eine Temperaturdifferenz (°C) zwischen der Einblasluft-Zieltemperatur und der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zum gegenwärtigen Zeitpunkt, E-prev ist eine Temperaturdifferenz (°C) zwischen der Einblasluft-Zieltemperatur und der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zum früheren Zeitpunkt, und Gi ist eine integrale Zunahme.
Im Hinblick dessen sind Cp, Gp und Gi die in der Steuereinheit 20 gespeicherten Konstantwerte und werden in mehreren Experimenten ermittelt.
Der Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9, dargestellt durch die Gleichung (1), ist ein Wert, der im Hinblick auf die Einblasluft-Zieltemperatur, die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur, die Temperaturdifferenz zum gegenwärtigen Zeitpunkt und die Temperaturdifferenz zum früheren Zeitpunkt berechnet wird. Die Anwendung der Gleichung (1) ermöglicht das Feststellen eine tatsächliche Änderung in der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur, die durch Einblaslufttemperatur-Änderungsfaktoren nach dem Einschalten des Elektromotor-Antriebsmodus erzeugt wird, zu ermitteln. Es ist somit möglich, den Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9 zu berechnen, der die aktuelle Änderung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur kompensieren kann.
Der Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9, dargestellt durch die Gleichung (1), wird als Spannungswert V berechnet, der an die Temperaturklappe 9 angelegt wird, die den Öffnungsgrad der Kaltluftleitung 1b oder der Heißluftleitung 1c anpasst.
Bei der Berechnung des Öffnungspositionskorrekturwerts T-now der Temperaturklappe 9 korrigiert die Steuereinheit 20 die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 auf Basis des Öffnungspositionskorrekturwerts T-now der Temperaturklappe 9. Dies ermöglicht die Korrektur der Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 im Hinblick auf sämtliche Einblaslufttemperatur-Änderungsfaktoren. Es besteht insbesondere die Möglichkeit, die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 im Hinblick auf das Gebläseluftvolumen, die Verdampfertemperatur, die vom Benutzer eingestellte Temperatur, die Innen- oder Außentemperatur, den Sonnenbestrahlungsgrad und dergleichen zu korrigieren, was sich unmittelbar auf die Änderung der Einblaslufttemperatur auswirken kann.
Es besteht folglich in dem Elektromotor-Antriebsmodus die Möglichkeit, die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 in Entsprechung zu der aktuellen Änderung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur optimal zu korrigieren. Daraus resultiert, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus präzise kompensiert werden kann. Dies macht eine optimale Steuerung der Fahrzeugraumtemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus möglich.
Auch wenn unter erneuter Bezugnahme auf 4, der Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9 nach Einschalten des Elektromotor-Antriebsmodus in Echtzeit berechnet wird, erfolgt durch die Steuereinheit 20 keine bedingungslose Korrektur der Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 auf Basis des Öffnungspositionskorrekturwerts T-now. Nur wenn alle festgelegten Eingangsbedingungen erfüllt sind, korrigiert die Steuereinheit 20 die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9.
Die Eintrittsbedingungen enthalten eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist; eine Bedingung, dass die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition zur maximalen Öffnung der Heißluftleitung 1c bewegt wird; und eine Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist.
Die Steuereinheit 20 ist dazu konfiguriert, die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 gemäß dem Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9, dargestellt durch die Gleichung (1), nur dann zu korrigieren, wenn die Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist; die Bedingung, dass die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition bewegt ist; und die Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist, erfüllt sind.
Der Grund für die Anwendung dieser Konfiguration besteht darin, dass wenn die Motorkühlwassertemperatur die Einblasluft-Zieltemperatur übersteigt, die Motorkühlwassertemperatur ausreichend hoch ist und die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 nicht ausgeglichen werden muss.
Wenn ferner die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur die Einblasluft-Zieltemperatur übersteigt, ist die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur ausreichend hoch, und die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 muss nicht ausgeglichen werden.
In dem Fall, dass die Bedingung, dass die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition bewegt ist, nicht erfüllt ist, kann die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur ausreichend dadurch ausgeglichen werden, dass der Öffnungswinkel der Temperaturklappe 9 hinsichtlich der Heißluftleitung 1c gesteuert wird, ohne dass die Gleichung (1) angewendet werden muss.
Andere Beispiele für Eingangsbedingungen umfassen eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als eine erste Eingangsreferenztemperatur ist, die durch Addieren eines vorgegebenen ersten Temperaturkompensationswerts zu der Einblasluft-Zieltemperatur erhalten wird; eine Bedingung, dass die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition bewegt wird; und eine Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als eine zweite Eingangsreferenztemperatur ist, die durch Subtrahieren eines vorgegebenen zweiten Temperaturkompensationswerts von der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird.
Die Steuereinheit 20 kann dazu konfiguriert sein, die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 gemäß dem Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9, berechnet durch die Gleichung (1), nur dann zu korrigieren, wenn die Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als die erste Eingangsreferenztemperatur, die durch Addieren des vorgegebenen ersten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird; die Bedingung, dass die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition bewegt wird; und die Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die zweite Einschaltreferenztemperatur ist, die durch Subtrahieren des vorgegebenen zweiten Temperaturkompensationswerts von der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, erfüllt sind.
In dieser Hinsicht ist der erste Temperaturkompensationswert ein Wert, der im hinsichtlich eines Messfehlers der Motorkühlwassertemperatur festgelegt wird und vorzugsweise auf 5 °C festgelegt kann. Der zweite Temperaturkompensationswert ist ein Wert, der hinsichtlich eines Messfehlers der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur festgelegt wird und vorzugsweise auf 2 °C festgelegt werden kann.
Wenn die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 nach Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus kompensiert wird, ist die Steuereinheit 20 dazu konfiguriert, die Kompensationssteuerung der Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 unter Anwendung der Gleichung (1) zu stoppen, wenn der Elektromotor-Antriebsmodus abgebrochen oder, wenn eine vorgegebene Abbruchbedingung erfüllt ist, beispielsweise wenn eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder höher sei als eine Abbruchreferenztemperatur, die durch Addieren eines vorgegebenen dritten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, erfüllt ist. In dieser Hinsicht kann der dritte Temperaturkompensationswert vorzugsweise auf 10 °C festgelegt sein.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 4, 5 und 6, ist die Steuereinheit 20 dazu konfiguriert, den Verbrennungsmotor 8 wieder in Betrieb zu nehmen, wenn die Motorkühlwassertemperatur nach Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus auf einen unteren Grenzwert L oder weniger gesenkt wird. Ferner ist die Steuereinheit 20 dazu konfiguriert, den Verbrennungsmotor 8 zu stoppen, wenn die Motorkühlwassertemperatur nach der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 auf einen oberen Grenzwert U oder höher angehoben wird.
In diesem Fall wird der untere Grenzwert L zur Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 berechnet durch Addieren einer aktuellen Einblasluft-Zieltemperatur M und eines ersten Kompensationswerts α, wie in der Gleichung (2) unten angegeben. Der obere Grenzwert U zum Stoppen der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 wird berechnet durch Addieren einer aktuellen Einblasluft-Zieltemperatur M und eines zweiten Kompensationswerts β, wie in der Gleichung (3) unten angegeben. Die Gleichung (2) und die Gleichung (3) sind in der Steuereinheit 20 gespeichert.
Nach dem Umschalten in den Elektromotor-Antriebsmodus überwacht die Steuereinheit 20 die aktuelle Einblasluft-Zieltemperatur M, den ersten Kompensationswert α und den zweiten Kompensationswert β in Echtzeit unter Anwendung der Gleichung (2) und der Gleichung (3) und berechnet den unteren Grenzwert L und den oberen Grenzwert U in Echtzeit. Dann vergleicht die Steuereinheit 20 den unteren Grenzwert L und den oberen Grenzwert U mit der Motorkühlwassertemperatur in Echtzeit und steuert die Wiederinbetriebnahme und den Stopp des Verbrennungsmotors 8 in Echtzeit. $\begin{array}{l} Unterer Grenzwert L = aktuelle Einblasluft- \\ Zieltemperatur M + erster Kompensationswert α \end{array}$
$\begin{array}{l} Oberer Grenzwert U = aktuelle Einblasluft- \\ Zieltemperatur M + erster Kompensationswert β \end{array}$
In dieser Hinsicht werden der erste Kompensationswert α und der zweite Kompensationswert β dazu verwendet, einen Messwert der Motorkühlwassertemperatur auszugleichen und werden in mehreren Versuchen ermittelt. Der zweite Kompensationswert β ist größer als der erste Kompensationswert α.
In dem wie oben konfigurierten Klimaanlagensystem der vorliegenden Erfindung wird der Verbrennungsmotor 8 nach dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus in Abhängigkeit von der Motorkühlwassertemperatur wieder in Betrieb genommen. Wie in 5 und 6 dargestellt, werden der untere Grenzwert L und der obere Grenzwert U als Referenzwerte zur Bestimmung der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 basierend unter Bezugnahme auf die aktuelle Einblasluft-Zieltemperatur M verändert. Dies ermöglicht im Elektromotor-Antriebsmodus die aktive Änderung des Zeitpunkts der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 in Abhängigkeit von der Einblasluft-Zieltemperatur aktiv zu verändern.
Anders als die Technik des verwandten Stands der Technik , bei der der Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 in Abhängigkeit von einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert gesteuert wird, besteht in der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, den Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 aktiv zu steuern.
Demnach kann in dem Fall, bei dem die Einblasluft-Zieltemperatur niedrig eingestellt ist, so dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur auch bei einer relativ niedrigen Motorkühlwassertemperatur ausreichend kompensiert werden kann, der Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 in Übereinstimmung mit der niedrigen Einblasluft-Zieltemperatur verzögert werden.
Im Ergebnis besteht die Möglichkeit einer optimalen Steuerung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur in Übereinstimmung mit der Einblasluft-Zieltemperatur, wodurch die Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 unterdrückt wird. Dies ermöglicht die Verhinderung unnötig häufiger Wiederinbetriebnahmen des Verbrennungsmotors 8 und eine deutliche Verbesserung der Kraftstoffeffizienz.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 und 6 nimmt die Steuereinheit 20 den Verbrennungsmotor 8 nicht bedingungslos wieder in Betrieb, selbst wenn die Motorkühlwassertemperatur auf den unteren Grenzwert L oder weniger gesenkt wird (vgl. Linie X in 6), nachdem dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus.
Zunächst wird festgestellt, ob die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition bewegt ist, um die Heißluftleitung 1c maximal zu öffnen. Dann nimmt die Steuereinheit 20 den Verbrennungsmotor 8 nur dann wieder in Betrieb, wenn die Temperaturklappe 9 die Heißluftleitung 1c maximal öffnet.
Der Grund für die Anwendung dieser Konfiguration besteht darin, dass auch wenn die Motorkühlwassertemperatur auf den unteren Grenzwert L oder weniger gesenkt wird (vgl. Kurve X in 6), die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur ausreichend ausgeglichen werden kann, indem der Öffnungswinkel der Temperaturklappe 9 mit Bezug auf die Heißluftleitung 1c gesteuert wird.
Nachdem die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur durch Steuerung des Öffnungswinkels der Temperaturklappe 9 kompensiert wurde, wird der Verbrennungsmotor 8 wieder in Betrieb genommen, um die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zu steuern. Dies ermöglicht eine ausreichende Kompensation der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur bei gleichzeitiger weitestgehender Verzögerung der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8. Dies ermöglicht die Verhinderung unnötig häufiger Wiederinbetriebnahmen des Verbrennungsmotors 8 und eine signifikante Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs.
Nach dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus nimmt die Steuereinheit 20 den Verbrennungsmotor 8 nicht bedingungslos wieder in Betrieb, auch wenn die Motorkühlwassertemperatur auf den oben erwähnten unteren Grenzwert L oder weniger abgesenkt wird (vgl. Kurve X in 6). Die Steuereinheit 20 ist dazu konfiguriert, den Verbrennungsmotor 8 nur dann wieder in Betrieb zu nehmen, wenn die Einblasluft-Zieltemperatur gleich oder niedriger als ein Wert ist, der durch das Addieren eines vorgegebenen Temperaturkompensationswerts mit der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gewonnen wird. Bevorzugt ist in diesem Fall eine Festlegung des Temperaturkompensationswerts auf 2 °C.
Nach dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus ist die Steuereinheit 20 dazu konfiguriert, den unteren Grenzwert L und den oberen Grenzwert U, die als Kriterien für die Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 dienen, variabel zu steuern. Wenn der Elektromotor-Antriebsmodus abgebrochen wird oder, wenn die oben erwähnte Abbruchbedingung erfüllt ist, beispielsweise wenn eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder höher ist als eine Abbruchreferenztemperatur, die durch Addieren eines vorgegebenen dritten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, erfüllt ist, unterbricht die Steuereinheit 20 die variable Steuerung des unteren Grenzwerts L und des oberen Grenzwerts U und führt den unteren Grenzwert L und den oberen Grenzwert U in ihre Ausgangszustände zurück.
Als nächstes wird ein Betriebsbeispiel des vorliegenden, wie oben konfigurierten Klimaanlagensystems unter Bezugnahme auf 4, 7 und 8 beschrieben.
Zunächst erfolgt eine Beschreibung eines Betriebsbeispiels für die Kompensation der Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 im Elektromotor-Antriebsmodus.
Bezugnehmend auf 4 und 7, wird das Hybridfahrzeug zunächst in einem Heizmodus (S101) in Betrieb genommen. In diesem Zustand wird festgestellt, ob der Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs vom Verbrennungsmotor-Antriebsmodus in den Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird (S103).
Wenn das Ergebnis der Feststellung ergibt, dass der Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs in den Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet worden ist, stellt die Steuereinheit 20 ferner fest, ob die Motorkühlwassertemperatur und der Zustand des Klimaanlagensystems die vorgegebenen Eintrittsbedingungen erfüllen (S104). Insbesondere stellt die Steuereinheit 20 fest, ob eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als eine erste Einschaltreferenztemperatur ist, die durch Addieren eines vorgegebenen ersten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird; eine Bedingung, dass die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition bewegt ist; und eine Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die zweite Einschaltreferenztemperatur ist, die durch Subtrahieren eines vorgegebenen zweiten Temperaturkompensationswerts von der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, erfüllt sind.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung ergibt, dass alle Eingangsbedingungen erfüllt sind, berechnet die Steuereinheit 20 eine Temperaturdifferenz E-now zwischen einer Einblasluft-Zieltemperatur und einer Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zum gegenwärtigen Zeitpunkt und eine Temperaturdifferenz E-prev zwischen einer Einblasluft-Zieltemperatur und einer Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zu einem früheren Zeitpunkt, beispielsweise 5 Sekunden vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt, in einem vorgegebenen Zeitintervall, beispielsweise in einem Intervall einige Sekunden ab dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotor-Antriebsmodus auf den Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird (S105).
Wenn die Berechnung der Temperaturdifferenz E-now und der Temperaturdifferenz E-prev abgeschlossen ist, verarbeitet die Steuereinheit 20 die Temperaturdifferenzen E-now und E-prev und die Temperaturklappen-Öffnungsposition T-prev unter Anwendung der Gleichung (1) (S107) und berechnet einen Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9 hinsichtlich der Kaltluftleitung 1b und der Heißluftleitung 1c (S109).
Wenn der Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe 9 berechnet ist, korrigiert die Steuereinheit 20 die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 in Echtzeit auf Basis des Öffnungspositionskorrekturwerts T-now der Temperaturklappe 9 (S111).
Dann wird die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 im Hinblick auf die Einblasluft-Zieltemperatur und die Änderungsfaktoren der Einblaslufttemperatur korrigiert. Somit wird die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 in Übereinstimmung zu der aktuellen Änderung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur, veranlasst durch die Einblasluft-Zieltemperatur und die Änderungsfaktoren der Einblaslufttemperatur, optimal korrigiert.
Im Ergebnis ist es möglich die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus präzise zu kompensieren und die Fahrzeugraumtemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus optimal zu steuern.
Während der Kompensation und der Steuerung der Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 nach dem Einschalten des Elektromotor-Antriebsmodus stellt die Steuereinheit 20 fest, ob der Elektromotor-Antriebsmodus abgebrochen wird oder ob die vorgegebene Abbruchbedingung erfüllt ist (S113). Insbesondere wird festgestellt, ob eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder höher ist als die Abbruchreferenztemperatur, die durch Addieren des vorgegebenen dritten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, erfüllt ist.
Wenn das Ergebnis der Feststellung ergibt, dass der Elektromotor-Antriebsmodus abgebrochen oder die Abbruchbedingung erfüllt ist, löscht die Steuereinheit 20 die Ausgleichssteuerung der Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 unter Anwendung der Gleichung (1) (S115).
Als nächstes wird ein Betriebsbeispiel der Steuerung der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 im Elektromotor-Antriebsmodus unter Bezugnahme auf 4 und 8 beschrieben.
Das Hybridfahrzeug wird in einem Heizmodus betrieben (S201). In diesem Zustand wird festgestellt, ob der Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs vom Verbrennungsmotor-Antriebsmodus in den Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet ist (S203).
Wenn das Ergebnis der Feststellung ergibt, dass der Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs in den Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet worden ist, stellt die Steuereinheit 20 ferner fest, ob die Motorkühlwassertemperatur und der Zustand des Klimaanlagensystems die vorgegebenen Einschaltbedingungen erfüllen (S204). Insbesondere stellt die Steuereinheit 20 fest, ob eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als eine erste Einschaltreferenztemperatur ist, die durch Addieren eines vorgegebenen ersten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird; eine Bedingung, dass die Temperaturklappe 9 in eine maximale Heizposition bewegt ist; und eine Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die zweite Einschaltreferenztemperatur ist, die durch Subtrahieren eines vorgegebenen zweiten Temperaturkompensationswerts von der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, erfüllt sind.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung ergibt, dass alle Einschaltbedingungen erfüllt sind, verarbeitet die Steuereinheit 20 die aktuelle Einblasluft-Zieltemperatur M und den ersten Kompensationswert α zum Einschaltzeitpunkt des Elektromotor-Antriebsmodus unter Anwendung der Gleichung (2) (S205) und berechnet in Echtzeit den unteren Grenzwert L (S207).
Nachdem der untere Grenzwert L in Echtzeit berechnet wurde, bestimmt die Steuereinheit 20, ob die Motorkühlwassertemperatur auf den unteren Grenzwert L oder niedriger reduziert ist (S209).
Wenn das Ergebnis der Bestimmung ergibt, dass die Motorkühlwassertemperatur auf den unteren Grenzwert L oder niedriger reduziert ist, nimmt die Steuereinheit 20 den Verbrennungsmotor 8 wieder in Betrieb (S211).
Wenn der Verbrennungsmotor 8 wieder in Betrieb genommen ist, nimmt die Motorkühlwassertemperatur zu. Daraus folgt, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur erhöht wird, um den Innenraum des Fahrzeugraums zu heizen.
Wenn der Verbrennungsmotor 8 wieder in Betrieb genommen wird, verarbeitet die Steuereinheit 20 die aktuelle Einblasluft-Zieltemperatur M und den zweiten Kompensationswert β unter Anwendung der Gleichung (3) (S213) und berechnet in Echtzeit den oberen Grenzwert U (S215).
Nachdem der obere Grenzwert U in Echtzeit berechnet wurde, bestimmt die Steuereinheit 20, ob die Motorkühlwassertemperatur auf den oberen Grenzwert U oder mehr angehoben ist (S217).
Wenn das Ergebnis der Bestimmung ergibt, dass die Motorkühlwassertemperatur auf den oberen Grenzwert U oder mehr angehoben ist, stoppt die Steuereinheit 20 den Verbrennungsmotor 8 (S219). Der Stopp des Verbrennungsmotors 8 begrenzt den Kraftstoffverbrauch und verbessert damit die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs.
Nach dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus steuert die Steuereinheit 20 variabel den unteren Grenzwert L und den oberen Grenzwert U. In diesem Zustand stellt die Steuereinheit 20 fest, ob der Elektromotor-Antriebsmodus abgebrochen ist oder ob die Abbruchbedingung erfüllt ist (S221). Insbesondere stellt die Steuereinheit 20 fest, ob eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder höher ist als die Abbruchreferenztemperatur, die durch Addieren des vorgegebenen dritten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, erfüllt ist.
Wenn das Ergebnis der Feststellung ergibt, dass der Elektromotor-Antriebsmodus abgebrochen oder die Abbruchbedingung erfüllt ist, stoppt die Steuereinheit 20 die variable Steuerung des unteren Grenzwerts L und des oberen Grenzwerts U (S223).
Gemäß dem wie oben konfigurierten vorliegenden Klimaanlagensystem wird im Elektromotor-Antriebsmodus die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 als Reaktion auf die Änderung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur und hinsichtlich verschiedener Faktoren korrigiert, die sich auf die aktuelle Änderung Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur auswirken. Es besteht folglich die Möglichkeit, die Öffnungsposition der Temperaturklappe 9 in Übereinstimmung zu der aktuellen Änderung der Einblaslufttemperatur optimal zu korrigieren.
Ferner wird der Öffnungswinkel der Temperaturklappe 9 im Elektromotor-Antriebsmodus in Übereinstimmung mit der aktuellen Änderung der Einblaslufttemperatur optimal gesteuert. Es ist deshalb möglich, die Temperatur der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus präzise auszugleichen und die Fahrzeugraumtemperatur im Elektromotor-Antriebsmodus optimal zu steuern.
Ferner wird der Verbrennungsmotor 8 im Elektromotor-Antriebsmodus in Abhängigkeit von der Motorkühlwassertemperatur wieder in Betrieb genommen. Der Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors wird nach Maßgabe der Einblasluft-Zieltemperatur variabel gesteuert. Es ist daher möglich, die Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors bei optimaler Steuerung der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur in Entsprechung zu der Einblasluft-Zieltemperatur zu unterdrücken und die unnötige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 zu verhindern.
Ferner wird der Verbrennungsmotor 8 im Elektromotor-Antriebsmodus in Abhängigkeit von der Motorkühlwassertemperatur wieder in Betrieb genommen. Der Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors wird in Verbindung mit dem Öffnungswinkel der Temperaturklappe 9 gesteuert. Es ist deshalb möglich, die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur ausreichend zu kompensieren, indem nur der Öffnungswinkel der Temperaturklappe 9 gesteuert wird, ohne dass der Verbrennungsmotor 8 wieder in Betrieb genommen werden muss, und die unnötige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 zu verhindern.
Da die unnötige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 verhindert wird, besteht außerdem die Möglichkeit, die häufige Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors 8 zu verhindern und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Auch wenn oben einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Es sei angemerkt, dass unterschiedliche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung wie in den Patentansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims

Verfahren für ein Klimaanlagensystem für Hybridfahrzeuge, umfassend: eine Steuereinheit (20), die dazu konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor (8) wieder in Betrieb zu nehmen, wenn eine Motorkühlwassertemperatur nach dem Eintritt in einen Elektromotor-Antriebsmodus auf einen unteren Grenzwert (L) oder weniger reduziert ist, und dazu konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor (8) zu stoppen, wenn die Motorkühlwassertemperatur auf einen oberen Grenzwert (U) oder mehr angestiegen ist, wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, den oberen Grenzwert (U) und den unteren Grenzwert (L) in Abhängigkeit von einer Einblasluft-Zieltemperatur zu ändern, die gemäß einer inneren/äußeren Temperaturbedingung und einer vom Benutzer eingestellten Temperatur berechnet wird, so dass im Elektromotor-Antriebsmodus ein Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors (8) gemäß der Einblasluft-Zieltemperatur aktiv geändert wird, wobei Eingangsbedingungen eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist; eine Bedingung, dass eine Temperaturklappe (9) in eine maximale Heizposition bewegt ist; und eine Bedingung, dass eine Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist, enthalten, wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, in einem Elektromotor-Antriebsmodus den Verbrennungsmotor (8) in Abhängigkeit von einer Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) wieder in Betrieb zu nehmen, und wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, im Elektromotor-Antriebsmodus den Verbrennungsmotor (8) nur dann wieder in Betrieb zu nehmen, wenn die Einblasluft-Zieltemperatur gleich oder höher ist als ein Wert, der durch Addieren eines vorgegebenen Temperaturkompensationswerts mit der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur erhalten wird, auch wenn die Motorkühlwassertemperatur auf den unteren Grenzwert (L) oder weniger reduziert ist.
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, den unteren Grenzwert (L) aus einer aktuellen Einblasluft-Zieltemperatur (M) und einem vorgegebenen ersten Kompensationswert (α) unter Verwendung der Gleichung (1) zu berechnen: $\begin{array}{l} Unterer Grenzwert (L) = aktuelle Einblasluft- \\ Zieltemperatur (M) + erster Kompensationswert (α) \end{array}$
und wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, den oberen Grenzwert (U) aus der aktuellen Einblasluft-Zieltemperatur (M) und einem vorgegebenen zweiten Kompensationswert (β) unter Anwendung der Gleichung (2) zu berechnen: $\begin{array}{l} Oberer Grenzwert (U) = aktuelle Einblasluft- \\ Zieltemperatur (M) + zweiter Kompensationswert (β) \end{array}$
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach Anspruch 2, wobei der erste Kompensationswert (α) und der zweite Kompensationswert (β) konstante Werte zur Kompensation eines Messfehlers der Motorkühlwassertemperatur sind und der zweite Kompensationswert (β) größer ist als der erste Kompensationswert (α).
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, im Elektromotor-Antriebsmodus den Verbrennungsmotor (8) nur dann wieder in Betrieb zu nehmen, wenn sich die Temperaturklappe (9) in einer maximalen Heizposition befindet, auch wenn die Motorkühlwassertemperatur auf den unteren Grenzwert (L) oder weniger reduziert ist.
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit (10), die dazu konfiguriert ist, eine aktuelle Temperatur einer in einen Fahrzeugraum eingeblasenen Luft zu detektieren; und eine Recheneinheit (22), die dazu konfiguriert ist, eine Temperaturdifferenz E-now zwischen einer Einblasluft-Zieltemperatur und einer von der Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit (10) gemessenen Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zum gegenwärtigen Zeitpunkt und eine Temperaturdifferenz E-prev zwischen einer Einblasluft-Zieltemperatur und einer von der Einblasluft-Temperaturdetektionseinheit (10) gemessenen Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zu dem früheren Zeitpunkt in einem vorgegebenen Zeitintervall ab einem Zeitpunkt, an dem ein Verbrennungsmodus-Antriebsmodus in den Elektromotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird, zu berechnen, wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, einen Öffnungspositionskorrekturwert T-now der Temperaturklappe (9) hinsichtlich einer Kaltluftleitung (1b) und einer Heißluftleitung (1c) zu berechnen, indem die Temperaturdifferenzen E-now und E-prev, die von der Recheneinheit (22) im vorgegebenen Zeitintervall berechnet wurden, und eine zu dem früheren Zeitpunkt verfügbare Temperaturklappenöffnungsposition T-prev unter Anwendung der Gleichung (3) verarbeitet werden: T-now = T-prev + Cp × [Gp × (E-now - E-prev) + Gi × E-now] ... (1), wobei T-now ein Öffnungspositionskorrekturwert (V) der Temperaturklappe, T-prev eine Öffnungsposition (V) der Temperaturklappe zu dem früheren Zeitpunkt, Cp eine Proportionalverstärkung, Gp ein Konstantwert mit Bezug auf eine Temperaturdifferenz, E-now eine Temperaturdifferenz (°C) zwischen der Einblasluft-Zieltemperatur und der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zum gegenwärtigen Zeitpunkt, E-prev eine Temperaturdifferenz (°C) zwischen der Einblasluft-Zieltemperatur und der Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur zu dem früheren Zeitpunkt, und Gi eine integrale Zunahme ist, und wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, die Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) auf Basis des Öffnungspositionskorrekturwerts T-now der Temperaturklappe (9) zu korrigieren.
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, selbst im Elektromotor-Antriebsmodus die Änderung des unteren Grenzwertes (L) und des oberen Grenzwertes (U) unter Anwendung der Gleichungen (1), (2) und (3) und die Korrektur der Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) nur dann durchzuführen, wenn vorgegebene Eingangsbedingungen erfüllt sind.
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (20) nach dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus dazu konfiguriert ist, die Änderung des unteren Grenzwerts (L) und des oberen Grenzwerts (U) unter Anwendung der Gleichungen (1), (2) und (3) und die Korrektur der Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) nur dann durchzuführen, wenn die Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist; die Bedingung, dass die Temperaturklappe (9) in eine maximale Heizposition bewegt ist; und die Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die Einblasluft-Zieltemperatur ist, erfüllt sind.
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach Anspruch 6, wobei die Eintrittsbedingungen eine Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als eine erste Einschaltreferenztemperatur ist, die durch Addieren eines vorgegebenen ersten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird; eine Bedingung, dass die Temperaturklappe (9) in eine maximale Heizposition bewegt wird; und eine Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als eine zweite Einschaltreferenztemperatur ist, die durch Subtrahieren eines vorgegebenen zweiten Temperaturkompensationswerts von der Einblasluft-Zieltemperatur gewonnen wird, enthalten, und wobei die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, nach dem Eintritt in den Elektromotor-Antriebsmodus die Änderung des unteren Grenzwerts (L) und des oberen Grenzwerts (U) unter Anwendung der Gleichungen (1), (2) und (3) und die Korrektur der Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) nur dann durchzuführen, wenn die Bedingung, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder niedriger als die erste Einschaltreferenztemperatur ist; die Bedingung, dass die Temperaturklappe (9) in die maximale Heizposition bewegt ist; und die Bedingung, dass die Fahrzeugraum-Einblaslufttemperatur gleich oder niedriger als die zweite Eingangsreferenztemperatur ist, erfüllt sind.
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach Anspruch 6, wobei wenn der Elektromotor-Antriebsmodus abgebrochen oder eine vorgegebene Abbruchbedingung erfüllt ist, während die variable Steuerung des unteren Grenzwerts (L) und des oberen Grenzwerts (U) und die Korrektursteuerung der Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) nach dem Einschalten des Elektromotor-Antriebsmodus ausgeführt werden, die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, die variable Steuerung des unteren Grenzwerts (L) und des oberen Grenzwerts (U) und die Korrektursteuerung der Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) abzubrechen.
Verfahren für ein Klimaanlagensystem nach Anspruch 9, wobei die Abbruchbedingung eine Bedingung umfasst, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder höher als eine Abbruchreferenztemperatur ist, die durch Addieren eines vorgegebenen dritten Temperaturkompensationswerts mit der Einblasluft-Zieltemperatur erhalten wird, und wobei wenn die Bedingung erfüllt ist, dass die Motorkühlwassertemperatur gleich oder höher als die Abbruchreferenztemperatur ist, die Steuereinheit (20) dazu konfiguriert ist, die variable Steuerung des unteren Grenzwerts (L) und des oberen Grenzwerts (U) und die Korrektursteuerung der Öffnungsposition der Temperaturklappe (9) abzubrechen.