DE112020001248T5

DE112020001248T5 - Fahrzeugklimatisierungssystem und Steuerungsverfahren von Fahrzeugklimatisierungssystem

Info

Publication number: DE112020001248T5
Application number: DE112020001248.4T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Hagita; Nobuya Nakagawa; Hideto Noyama
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2021-12-09
Also published as: US11940164B2; WO2020189099A1; JP2020147233A; CN113574334B; US20220221177A1; CN113574334A; JP6746742B1

Abstract

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugklimatisierungssystem und ein Steuerungsverfahren des Fahrzeugklimatisierungssystems bereitzustellen, die Detektieren von Leckagen von brennbarem Kältemittel ermöglichen, ohne dass ein separater Sensor erforderlich ist. Dieses Fahrzeugklimatisierungssystem ist versehen mit: einem Kühlzyklus zum Kühlen (23); einem Wärmepumpenzyklus zum Erwärmen (33); einem Kältemittel, das sehr brennbar ist, einen Explosionsbereich nahe Raumtemperatur aufweist und in dem Kühlzyklus zum Kühlen (23) und in dem Wärmepumpenzyklus zum Erwärmen (33) zirkuliert; einem Außentemperatursensor (44), der die Außentemperatur detektiert; einem Drucksensor (49), der den Kältemitteldruck detektiert; und einer Steuervorrichtung, die die Kältemitteldichte, die die Dichte von Kältemittel ist, basierend auf der Außentemperatur und dem Druck berechnet und bestimmt, ob die Kältemitteldichte unter einen vorgeschriebenen Schwellenwert, der auf der Menge an abgedichtetem Kältemittel, dem Gesamtvolumen in dem Kühlzyklus zum Kühlen (23) und in dem Wärmepumpenzyklus zum Erwärmen (33), dem Volumen der Fahrzeugkabine, der Standarddichte der Atmosphäre und der Explosionsgrenze des Kältemittels basiert, gefallen ist oder nicht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugklimatisierungssystem und ein Steuerungsverfahren eines Fahrzeugklimatisierungssystems.
Stand der Technik
Als eine Gegenmaßnahme gegen die globale Erwärmung wurde die Verwendung von Kohlendioxid, Propan oder dergleichen mit einem niedrigen Treibhauspotenzial (global warming potential, GWP) als ein Kältemittel in einem Fahrzeugklimatisierungssystem untersucht. Es ist zu beachten, dass ein Kältemittel wie Propan Brennbarkeit aufweist. In einem Fall, in dem ein brennbares Kältemittel austritt und sich entzündet, ist Verbrennung oder Explosion eine Besorgnis.
Dementsprechend wurde Detektion von Leckage des Kältemittels in einem Fall, in dem ein brennbares Kältemittel in dem Fahrzeugklimatisierungssystem verwendet wird, untersucht.
Zum Beispiel offenbart PTL 1 eine Erfindung, bei der ein Detektionssensor für brennbares Kältemittel zur Detektion einer brennbaren Kältemittelmenge, die bei einem Gehäuse austritt, vorgesehen ist und eine Kältemittel-Austrittsmenge detektiert wird.
Zitatliste
Patentliteratur
[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2005-178428
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist zu beachten, dass bei der in oben beschriebener PTL 1 offenbarten Erfindung ein Problem darin besteht, dass Kosten und ein Installationsraum benötigt werden, da es erforderlich ist, den Detektionssensor für brennbares Kältemittel separat vorzusehen.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts einer solchen Situation erreicht, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Fahrzeugklimatisierungssystem und ein Steuerungsverfahren eines Fahrzeugklimatisierungssystems vorzusehen, die in der Lage sind, Leckage eines brennbaren Kältemittels zu detektieren, ohne dass ein Sensor separat benötigt wird.
Lösung für das Problem
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, verwenden ein Fahrzeugklimatisierungssystem und ein Steuerungsverfahren eines Fahrzeugklimatisierungssystems der vorliegenden Offenbarung die folgenden Mittel.
Ein Fahrzeugklimatisierungssystem gemäß einem Aspekt bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeugklimatisierungssystem, das einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen, in dem ein Kompressor, ein Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-externer Kondensator, ein erstes Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-interner Verdampfer, der in einer HLK-Einheit vorgesehen ist, in dieser Reihenfolge verbunden sind, einen Kältemittelkreislauf zum Erwärmen, in dem der Kompressor, das Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-interner Kondensator, ein zweites Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-externer Verdampfer in dieser Reihenfolge verbunden sind, ein Kältemittel, das hohe Brennbarkeit aufweist, einen Explosionsbereich nahe einer normalen Temperatur aufweist und durch den Kältemittelkreislauf zum Kühlen und den Kältemittelkreislauf zum Erwärmen strömt, einen Außenlufttemperatursensor, der eine Außenlufttemperatur detektiert, einen Drucksensor, der einen Druck des Kältemittels detektiert, und eine Steuervorrichtung, die eine Kältemitteldichte als eine Dichte des Kältemittels basierend auf der Außenlufttemperatur und dem Druck berechnet und bestimmt, ob die Kältemitteldichte unter einen vorbestimmten Schwellenwert basierend auf einer Menge an eingefülltem Kältemittel, einem Gesamtvolumen des Kältemittelkreislaufs zum Kühlen und des Kältemittelkreislaufs zum Erwärmen, einem Volumen einer Fahrzeugkabine, einer Standarddichte von Atmosphäre und einer Explosionsgrenze des Kältemittels fällt oder nicht, enthält.
In einem Fall, in dem das Kältemittel mit hoher Brennbarkeit und mit einem Explosionsbereich nahe einer normalen Temperatur aus dem Fahrzeugklimatisierungssystem austritt und eine Zusammensetzung des Kältemittels in Bezug auf einen Raum (ein Verhältnis zu Luft) die Explosionsgrenze erreicht, besteht eine Besorgnis, dass das Kältemittel aufgrund von Entzündung explodieren kann.
Da bei diesem Aspekt die Kältemitteldichte des Kältemittels mit hoher Brennbarkeit detektiert wird und bestimmt wird, ob die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert basierend auf der Explosionsgrenze fällt oder nicht, ist es möglich zu detektieren, ob sich eine Austrittsmenge des Kältemittels der Explosionsgrenze nähert oder nicht. Aus diesem Grund ist es selbst in einem Fall, in dem das Kältemittel mit hoher Brennbarkeit in dem Fahrzeugklimatisierungssystem verwendet wird, möglich, Sicherheit gegen Explosion zu gewährleisten.
Da die Kältemitteldichte aus der Außenlufttemperatur und dem Druck berechnet wird, besteht keine Notwendigkeit, neue Sensoren zum Detektieren von Leckage des Kältemittels vorzusehen, und es ist möglich, Kosten zu senken. Es besteht keine Notwendigkeit, einen Platz für Vorsehen von Sensoren zu sichern.
Da bestimmt wird, ob die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert basierend auf der Menge an eingefülltem Kältemittel, dem Gesamtvolumen des Kältemittelkreislaufs zum Kühlen und des Kältemittelkreislaufs zum Erwärmen, dem Volumen der Fahrzeugkabine, der Standarddichte der Atmosphäre und der Explosionsgrenze des Kältemittels fällt oder nicht, ist es möglich zu bestimmen, ob sich die Kältemitteldichte einem Wert basierend auf der Explosionsgrenze in dem Fahrzeugklimatisierungssystem, das in der Lage ist, das Volumen eines Raums, in dem das System vorgesehen ist, eindeutig zu bestimmen, nähert oder nicht.
Die hohe Brennbarkeit ist eine Klasse von hoher Brennbarkeit, die durch CLASS3 unter den Brennbarkeitsklassen klassifiziert nach ISO817 (Kältemittel - Bezeichnung und Sicherheitsklassifizierung) repräsentiert wird. Beispiele für ein repräsentatives Kältemittel enthalten R290 (Propan) und R600a (Isobutan).
Der Explosionsbereich ist ein Bereich zwischen einer unteren Explosionsgrenze und einer oberen Explosionsgrenze. Normalerweise wird der Explosionsbereich durch eine Konzentration eines brennbaren Materials bei normaler Temperatur und normalem Druck repräsentiert. Der Explosionsbereich von Propan weist beispielsweise eine untere Explosionsgrenze von 2,1% und eine obere Explosionsgrenze von 9,5% auf.
Die Explosionsgrenze gibt die untere Explosionsgrenze oder die obere Explosionsgrenze, die oben beschrieben wurden, an und gibt bei diesem Aspekt in erster Linie die untere Explosionsgrenze an.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt kann die Steuervorrichtung eine Benachrichtigungseinheit enthalten, die eine Warnung in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, ausgibt.
Da die Warnung in einem Fall ausgegeben wird, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, ist es gemäß diesem Aspekt möglich, einen Benutzer des Fahrzeugs oder eine Person in der Nähe des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass sich Leckage des Kältemittels der Explosionsgrenze nähert, dass eine Möglichkeit von Explosion besteht und dass Gegenmaßnahmen erforderlich sind.
Die Benachrichtigungseinheit kann eine beliebige Benachrichtigungsvorrichtung sein, einschließlich Sprach- oder Alarmton oder visueller Anzeige. Die Benachrichtigungseinheit kann Benachrichtigung an ein tragbares Endgerät eines Benutzers über ein Netzwerk geben oder kann Notfallbenachrichtigung über das tragbare Endgerät geben. Die Benachrichtigungseinheit kann Benachrichtigung an einen Autohändler, eine Wartungseinrichtung, einen Fahrzeughersteller oder dergleichen über ein Netzwerk geben.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt kann die Steuervorrichtung Öffnen einer Tür eines Fahrzeugs von einer Außenseite in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, deaktivieren.
Da Öffnen der Tür des Fahrzeugs von der Außenseite in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, deaktiviert wird, ist es gemäß diesem Aspekt möglich zu verhindern, dass sich das in die Fahrzeugkabine austretende Kältemittel aufgrund eines Funkens, statischer Elektrizität oder dergleichen, was durch Kontakt mit einem Metall oder dergleichen verursacht wird, entzündet und explodiert, wenn die geschlossene Tür geöffnet wird.
Ein Steuerungsverfahren eines Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß einem Aspekt bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerungsverfahren eines Fahrzeugklimatisierungssystems, das einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen, in dem ein Kompressor, ein Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-externer Kondensator, ein erstes Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-interner Verdampfer, der in einer HLK-Einheit vorgesehen ist, in dieser Reihenfolge verbunden sind, einen Kältemittelkreislauf zum Erwärmen, in dem der Kompressor, das Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-interner Kondensator, ein zweites Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-externer Verdampfer in dieser Reihenfolge verbunden sind, ein Kältemittel, das hohe Brennbarkeit aufweist, einen Explosionsbereich nahe einer normalen Temperatur aufweist und durch den Kältemittelkreislauf zum Kühlen und den Kältemittelkreislauf zum Erwärmen strömt, einen Außenlufttemperatursensor, der eine Außenlufttemperatur detektiert, und einen Drucksensor, der einen Druck des Kältemittels detektiert, aufweist, wobei das Steuerungsverfahren einen Schritt des Berechnens einer Kältemitteldichte als eine Dichte des Kältemittels basierend auf der Außenlufttemperatur und dem Druck und einen Schritt des Bestimmens, ob die Kältemitteldichte unter einen vorbestimmten Schwellenwert basierend auf einer Menge an eingefülltem Kältemittel, einem Gesamtvolumen des Kältemittelkreislaufs zum Kühlen und des Kältemittelkreislaufs zum Erwärmen, einem Volumen einer Fahrzeugkabine, einer Standarddichte von Atmosphäre und einer Explosionsgrenze des Kältemittels fällt oder nicht, enthält.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Da die Kältemitteldichte des Kältemittels mit hoher Brennbarkeit aus dem Druck des Kältemittels und der Temperatur berechnet wird und bestimmt wird, ob die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt oder nicht, ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich zu bestimmen, ob sich das austretende Kältemittel der Explosionsgrenze nähert oder nicht, ohne dass ein Austrittsmengensensor oder dergleichen separat vorgesehen ist.
Figurenliste

1 ist ein Kältemittelkreislaufdiagramm, das einen Aspekt eines Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
2 ist ein Kältemittelkreislaufdiagramm, das einen Kältemittelfluss zum Zeitpunkt des Kühlens des Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
3 ist ein Kältemittelkreislaufdiagramm, das einen Kältemittelfluss zum Zeitpunkt des Erwärmens des Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung des Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß einigen Ausführungsformen.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Aspekt von Bestimmen in dem Fahrzeugklimatisierungssystem gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
6 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Aspekt von Propan zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Jede Ausführungsform eines Fahrzeugklimatisierungssystems und eines Steuerungsverfahrens eines Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Kältemittelkreislaufdiagramm eines Aspekts eines Fahrzeugklimatisierungssystems und eines Steuerungsverfahrens eines Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Ein Fahrzeugklimatisierungssystem 1 gemäß der Ausführungsform enthält eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungseinheit (HLK-Einheit) 2 und einen Wärmepumpenzyklus 3, der in der Lage ist zu kühlen und zu erwärmen.
Die HLK-Einheit 2 enthält ein Gebläse 5, das Innenluft aus einer Fahrzeugkabine oder Außenluft durch eine Innenluft- und Außenluft-Umschaltklappe 4 umschaltet und eingeleitet und Innenluft oder Außenluft zu einer Stromabwärtsseite pumpt, und einen Fahrzeugkabinen-internen Verdampfer 7 und einen Fahrzeugkabinen-internen Kondensator 8, die nacheinander von einer Stromaufwärtsseite zu einer Stromabwärtsseite in einem mit dem Gebläse 5 verbundenen Luftstromkanal 6 vorgesehen sind. Die HLK-Einheit 2 ist in einem Armaturenbrett auf der Fahrzeugkabinenseite vorgesehen, bläst Luft, deren Temperatur durch den Fahrzeugkabinen-internen Verdampfer 7 und den Fahrzeugkabinen-internen Kondensator 8 angepasst wird, in die Fahrzeugkabine aus einem beliebigen von mehreren Defroster-Abgabeauslässen 9, Flächen-Abgabeauslässen 10 oder Fuß-Abgabeauslässen 11, die in Verbindung mit einem Ausblasmodus, der selektiv durch Ausblasmodus-Umschaltklappen 12, 13 und 14 umgeschaltet wird, zu der Fahrzeugkabine hin geöffnet sind, und klimatisiert die Fahrzeugkabine auf eine eingestellte Temperatur.
Wie in 2 gezeigt, enthält der zum Kühlen und Erwärmen fähige Wärmepumpenzyklus 3 einen geschlossenen Kühlzyklus 23 zum Kühlen (Kältemittelkreislauf zum Kühlen), in dem ein Kompressor 15, der ein Kältemittel komprimiert, ein Schaltmittel (Drei-Wege-Umschaltventil) 16, das eine Strömungsrichtung des Kältemittels umschaltet, ein Fahrzeugkabinen-externer Kondensator 17, ein Sammler 18, ein erstes Dekompressionsmittel mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion (mit elektromagnetischem Ventil ausgestattetes temperaturangetriebenes automatisches Expansionsventil) (erstes Dekompressionsmittel) 19, ein Fahrzeugkabinen-interner Verdampfer 7, ein Rückschlagventil 20 und ein Speicher 21 nacheinander durch ein Kältemittelrohr 22 verbunden sind. Ein Fahrzeugkabinen-externer Ventilator 24, der Außenluft bläst, ist an dem Fahrzeugkabinen-externen Kondensator 17 angepasst. Das Schaltmittel 16 kann durch eine Konfiguration ersetzt werden, bei der zwei elektromagnetische Ventile kombiniert sind.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der in der HLK-Einheit 2 vorgesehene Fahrzeugkabinen-interne Kondensator 8 mit einem Abgaberohr (Abgabekreislauf) 22A von dem Kompressor 15 in Bezug auf den Kühlzyklus 23 zum Kühlen in dem Wärmepumpenzyklus 3 zum Kühlen und Erwärmen durch das Schaltmittel 16 verbunden, und ein Kältemittelauslass des Fahrzeugkabinen-internen Kondensators 8 ist mit einem auslassseitigen Flüssigkältemittelrohr 22B des Fahrzeugkabinen-externen Kondensators 17 verbunden. Ein Fahrzeugkabinen-externer Verdampfer 27 ist mit dem auslassseitigen Flüssigkältemittelrohr 22B des Fahrzeugkabinen-externen Kondensators 17 über ein zweites Ein-Aus-Ventil (elektromagnetisches Ventil) 25 und ein zweites Dekompressionsmittel (Expansionsventil) 26 verbunden (nachstehend werden beide kollektiv als ein zweites Dekompressionsmittel 26 mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion bezeichnet), und ein Kältemittelauslass des Fahrzeugkabinen-externen Verdampfers 27 ist mit dem Speicher 21 über ein Rückschlagventil 28 verbunden.
Damit kann, wie in 3 gezeigt, ein geschlossener Wärmepumpenzyklus 33 zum Erwärmen (Kältemittelkreislauf zum Erwärmen) konfiguriert werden, bei dem der Kompressor 15, das Schaltmittel 16, der Fahrzeugkabinen-interne Kondensator 8, das auslassseitige Flüssigkältemittelrohr 22B, das zweite Dekompressionsmittel 26 mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion (zweites Ein-Aus-Ventil 25 und zweites Dekompressionsmittel 26), der Fahrzeugkabinen-externe Verdampfer 27, das Rückschlagventil 28 und der Speicher 21 in dieser Reihenfolge durch das Kältemittelrohr 22 verbunden sind.
Als nächstes wird ein Kältemittelfluss während eines Betriebs des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. In jeder Zeichnung ist der Kältemittelfluss während des Betriebs durch dicke Linien gekennzeichnet.
[Kühlbetrieb]
Während eines Kühlbetriebs wird, wie in 2 gezeigt, das in dem Kompressor 15 komprimierte Kältemittel von dem Abgaberohr 22A durch das Schaltmittel 16 zu dem Fahrzeugkabinen-externen Kondensator 17 zirkuliert und durch Wärmeaustausch mit von dem Fahrzeugkabinen-externen Ventilator 24 geblasener Außenluft kondensiert. Das Flüssigkältemittel wird in dem Sammler 18 gespeichert, dann durch das auslassseitige Flüssigkältemittelrohr 22B und das erste Dekompressionsmittel 19 mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion dekomprimiert und dem Fahrzeugkabinen-internen Verdampfer 7 in der HLK-Einheit 2 zugeführt.
Das dem Fahrzeugkabinen-internen Verdampfer 7 zugeführte Kältemittel wird durch Wärmeaustausch mit Innenluft oder Außenluft, die von dem Gebläse 5 geblasen wird, verdampft und in den Kompressor 15 durch das Rückschlagventil 20 und den Speicher 21 absorbiert, um erneut komprimiert zu werden. Nachstehend wird der gleiche Zyklus wiederholt. Innenluft oder Außenluft, die durch Wärmeaustausch mit dem Kältemittel in dem Fahrzeugkabinen-internen Verdampfer 7 gekühlt wird, wird in die Fahrzeugkabine von einem beliebigen der Defroster-Abgabeauslässe 9, der Flächen-Abgabeauslässe 10 oder der Fuß-Abgabeauslässe 11 in Verbindung mit dem Ausblasmodus, der durch die Ausblasmodus-Umschaltklappen 12, 13 und 14 umgeschaltet wird, geblasen und ist zum Kühlen in der Fahrzeugkabine vorgesehen.
Während des Kühlbetriebs ist das zweite Ein-Aus-Ventil 25 des zweiten Dekompressionsmittels 26 mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion geschlossen.
[Erwärmungsbetrieb]
Während eines Erwärmungsbetriebs wird, wie in 3 gezeigt, das in dem Kompressor 15 komprimierte Kältemittel von dem Abgaberohr 22A durch das Schaltmittel 16 in den Fahrzeugkabinen-internen Kondensator 8 eingeleitet und dissipiert hier Wärme durch Wärmeaustausch mit von dem Gebläse 5 geblasener Innenluft oder Außenluft. Auf diese Weise erwärmte Luft wird aus einem beliebigen der Defroster-Abgabeauslässe 9, der Flächen-Abgabeauslässe 10 und der Fuß-Abgabeauslässe 11 geblasen und ist zum Erwärmen in der Fahrzeugkabine vorgesehen. Ein normaler Erwärmungsbetrieb wird in einem Außenlufteinleitungsmodus durchgeführt, um Beschlagen von Fenstern zu verhindern.
Das in dem Fahrzeugkabinen-internen Kondensator 8 wärmedissipierte, kondensierte und verflüssigte Kältemittel wird durch das auslassseitige Flüssigkältemittelrohr 22B und das zweite Dekompressionsmittel 26 mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion (in diesem Fall ist das zweite Ein-Aus-Ventil 25 geöffnet) dekomprimiert und wird dem Fahrzeugkabinen-externen Verdampfer 27 zugeführt. Das Zweiphasen-Gas-Flüssigkeits-Kältemittel tauscht Wärme mit Außenluft, die von dem Fahrzeugkabinen-externen Ventilator 24 geblasen wird, in dem Fahrzeugkabinen-externen Verdampfer 27 aus, absorbiert Wärme von Außenluft, um verdampft zu werden, und wird dann in den Kompressor 15 durch das Rückschlagventil 28 und den Speicher 21 absorbiert und erneut komprimiert. Nachstehend wird der gleiche Zyklus wiederholt. Wärmepumpenerwärmen wird durch den Wärmepumpenzyklus 33 zum Erwärmen durchgeführt.
Auf diese Weise wird der vorhandene Kühlzyklus 23 zum Kühlen verwendet, der Fahrzeugkabinen-interne Kondensator 8 zum Erwärmen ist mit dem Abgaberohr 22A des Kühlzyklus 23 zum Kühlen durch das Schaltmittel 16 verbunden, und der Fahrzeugkabinen-externe Verdampfer 27 zum Erwärmen ist über das zweite Dekompressionsmittel 26 mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion (zweites Ein-Aus-Ventil 25 und zweites Dekompressionsmittel 26) verbunden, wodurch es möglich ist, den Wärmepumpenzyklus 33 zum Erwärmen durch gemeinsames Nutzen einiger Kreislaufabschnitte und Ausrüstung zu konfigurieren.
Während des Erwärmungsbetriebs ist das elektromagnetische Ventil des ersten Dekompressionsmittels 19 mit einer Ein-Aus-Ventilfunktion geschlossen.
Die obigen Betriebe sind durch eine in 4 gezeigte Steuervorrichtung 40 verbunden. Die Steuervorrichtung 40 ist mit einer Fahrzeugsteuervorrichtung 41 als eine übergeordnete Steuervorrichtung auf der Fahrzeugseite verbunden und so konfiguriert, dass Informationen von der Fahrzeugseite eingegeben werden. Die Steuervorrichtung 40 enthält ein Bedienfeld 42 und führt Betriebssteuerung des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 basierend auf Detektionssignalen von einer unten beschriebenen Sensorgruppe und Eingabeinformationen von der Fahrzeugsteuervorrichtung 41 und dem Bedienfeld 42 durch.
Detektionssignale einer Sensorgruppe, wie etwa eines Außenlufttemperatursensors 44 und eines Drucksensors 49, die in dem Abgaberohr 22A vorgesehen sind, werden in die Steuervorrichtung 40 eingegeben.
Die Steuervorrichtung 40 weist eine Funktion des Steuerns eines Betriebs des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 durch Durchführen erforderlicher arithmetischer Operationen und Verarbeitung in Verbindung mit einem im Voraus eingestellten Programm und des Steuerns einer Benachrichtigungseinheit 55 und dergleichen basierend auf den Detektionssignalen von der oben beschriebenen Sensorgruppe und den Eingabeinformationen von dem Bedienfeld 42 und der Fahrzeugsteuervorrichtung 41 auf.
Die Steuervorrichtung 40 ist beispielsweise mit einer Zentraleinheit (central processing unit, CPU), einem Arbeitsspeicher (random access memory, RAM), einem Festspeicher (read only memory, ROM), einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Speichermedium und dergleichen konfiguriert. Dann wird eine Reihe von Verarbeitungen zum Realisieren verschiedener Funktionen in einem Speichermedium oder dergleichen in Form eines Programms als ein Beispiel gespeichert, und verschiedene Funktionen werden realisiert, indem die CPU das Programm in den RAM oder dergleichen liest und Informationsverarbeitung und arithmetische Verarbeitung ausführt. Das Programm kann im Voraus in dem ROM oder in einem anderen Speichermedium installiert werden, kann in einem Zustand vorgesehen werden, in dem es auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist, oder kann durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsmittel verteilt werden. Das computerlesbare Speichermedium enthält eine Magnetplatte, eine magnetooptische Platte, eine CD-ROM, eine DVD-ROM, einen Halbleiterspeicher oder dergleichen.
In einem Fall, in dem ein brennbares Kältemittel, und insbesondere ein Kältemittel mit hoher Brennbarkeit, das eine Klasse von hoher Brennbarkeit ist, die durch CLASS3 unter den Brennbarkeitsklassen von Kältemitteln klassifiziert nach ISO817 (Kältemittel - Bezeichnung und Sicherheitsklassifizierung) repräsentiert wird, in dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1 verwendet wird, besteht eine Notwendigkeit, Leckage als eine Sicherheits-Gegenmaßnahme zu detektieren.
Repräsentative Beispiele des Kältemittels mit hoher Brennbarkeit enthalten R290 (Propan) und R600a (Isobutan). Bei der Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass R290 (Propan) als ein Kältemittel verwendet wird.
Propan weist einen Explosionsbereich nahe einer normalen Temperatur auf. Propan explodiert (oder verbrennt), wenn ein Verhältnis zu Luft in einem Bereich von 2,1% bis 9,5% liegt. Eine Untergrenze (2,1%) des Verhältnisses wird als eine untere Explosionsgrenze bezeichnet und eine Obergrenze (9,5%) des Verhältnisses wird als eine obere Explosionsgrenze bezeichnet. Ein Bereich von 2,1% bis 9,5% zwischen der unteren Explosionsgrenze und der oberen Explosionsgrenze wird als ein Explosionsbereich bezeichnet.
Der Explosionsbereich von Isobutan beträgt 1,8% bis 8,4%.
In einem Fall, in dem ein Kältemittel, das hohe Brennbarkeit aufweist und einen Explosionsbereich nahe einer normalen Temperatur aufweist, austritt, tritt das Verhältnis des Kältemittels in der Fahrzeugkabine aufgrund einer Austrittsmenge in den Explosionsbereich ein. In diesem Fall besteht eine Besorgnis, dass jede Entzündung eine Explosion verursachen kann. Somit wird angenommen, dass bestimmt wird, ob sich das Verhältnis des Kältemittels dem Explosionsbereich nähert oder nicht, bevor das Verhältnis des Kältemittels in der Fahrzeugkabine in den Explosionsbereich eintritt.
Bei der Ausführungsform wird angenommen, dass die Steuervorrichtung 40 Leckage eines Kältemittels mit hoher Brennbarkeit durch Verwenden von Detektionssignalen von dem bisher in dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1 vorgesehenen Außenlufttemperatursensor 44 und dem in dem Abgaberohr 22A vorgesehenen Drucksensor 49 detektiert.
Nachstehend wird Steuerung des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 durch die Steuervorrichtung 40 der Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in 5 gezeigtes Flussdiagramm beschrieben.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Aspekt von Bestimmen in dem Fahrzeugklimatisierungssystem gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
In einem Fall, in dem Bestimmungssteuerung beginnt, erfasst die Steuervorrichtung 40 eine von dem Außenlufttemperatursensor 44 detektierte Außenlufttemperatur und von dem Drucksensor 49 detektierten Druck (Abgabedruck) des Kältemittels (S501).
Als nächstes berechnet die Steuervorrichtung 40 Sättigungsdruck des Kältemittels aus der erfassten Außenlufttemperatur (S502).
6 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Aspekt von Propan zeigt. Wie in dem Mollier-Diagramm von 6 gezeigt, beträgt der Sättigungsdruck von Propan beispielsweise in einem Fall, in dem die Außenlufttemperatur 40°C beträgt, 1320 kPa.
Als nächstes wird bestimmt, ob ein Wert, der durch Addieren eines Sicherheitsfaktors zu dem von dem Drucksensor 49 detektierten Druck von Propan erhalten wird, unter den Sättigungsdruck von Propan fällt, der in Schritt S502 berechnet wurde (S503).
In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Wert, der durch Addieren des Sicherheitsfaktors zu dem Druck von Propan erhalten wird, unter den Sättigungsdruck von Propan fällt, schreitet der Prozess zu Schritt S504 fort. Andererseits kehrt in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Wert, der durch Addieren des Sicherheitsfaktors zu dem Druck von Propan erhalten wird, gleich oder größer als der Sättigungsdruck von Propan ist, der Prozess zu Schritt S501 zurück, und die Außenlufttemperatur und der Druck werden erneut detektiert.
Wenn bei dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1 das Klimatisierungssystem nicht betrieben wird, das heißt in einem Zustand ist, in dem der Kompressor 15 nicht betrieben wird und das Kältemittel normal gefüllt ist und nicht austritt, befindet sich das Kältemittel in einem Zweiphasen-Gas-Flüssigkeits-Zustand. In einem Fall, in dem sich das Kältemittel in dem Zweiphasen-Gas-Flüssigkeits-Zustand befindet und ein Flüssigkeitspegel des Kältemittels vorhanden ist, ist der Druck in Bezug auf die Außenlufttemperatur konstant, wie in dem Mollier-Diagramm von 6 gezeigt. In einem Fall, in dem der Flüssigkeitspegel des Kältemittels vorhanden ist, sinkt der Flüssigkeitspegel, wenn das Kältemittel austritt, aber der Sättigungsdruck wird nicht geändert. Somit ist es schwierig, die Austrittsmenge des Kältemittels anhand der Außenlufttemperatur und des Drucks genau zu detektieren. In einem Fall, in dem der Kompressor 15 nicht betrieben wird, ist es ebenfalls schwierig, die Austrittsmenge genau zu detektieren, da der Druck in dem System nicht konstant ist.
Wenn andererseits eine gegebene Menge oder mehr des Kältemittels austritt und eine Flüssigkeitsschicht in einem Fall, in dem der Kompressor 15 nicht betrieben wird, verschwindet, befindet sich das Kältemittel nicht in einem Sättigungszustand, und wie in dem Mollier-Diagramm von 6 gezeigt, fällt der Druck des Kältemittels entlang einer Konstanttemperaturlinie in Bezug auf die Außenlufttemperatur.
Das heißt, dass in Schritt S503 in einem Fall, in dem der Wert, der durch Addieren des Sicherheitsfaktors zu dem Druck von Propan erhalten wird, unter den Sättigungsdruck von Propan fällt, dies angibt, dass eine gegebene Menge oder mehr des Kältemittels ausgetreten ist und der Druck des Kältemittels gefallen ist. Somit besteht eine Notwendigkeit, Bestimmen darüber durchzuführen, ob sich die Leckage des Kältemittels der Explosionsgrenze nähert oder nicht.
In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Wert, der durch Addieren des Sicherheitsfaktors zu dem Druck von Propan erhalten wird, unter den Sättigungsdruck von Propan fällt, berechnet die Steuervorrichtung 40 Kältemitteldichte (S504).
Die Kältemitteldichte wird aus dem Mollier-Diagramm von 6 basierend auf der Außenlufttemperatur und dem Druck berechnet. In einem Fall, in dem die Außenlufttemperatur 15,65°C und der Druck 101,3 kPa beträgt, beträgt die Kältemitteldichte von Propan beispielsweise 1,8954 [kg/m³].
Wie in dem Mollier-Diagramm von 6 gezeigt, fällt in einem Fall, in dem der Druck fällt, auch die Kältemitteldichte.
Als nächstes wird bestimmt, ob die in Schritt S504 berechnete Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt oder nicht (S505).
Es wird angenommen, dass der vorbestimmte Schwellenwert ein Wert (zulässige Dichte) ist, der einen zulässigen Wert der Kältemitteldichte basierend auf der Explosionsgrenze angibt. In einem Fall, in dem die Kältemitteldichte unter die zulässige Dichte fällt, gibt dies an, dass sich das Kältemittel der Explosionsgrenze nähert.
Die zulässige Dichte wird durch unten beschriebenen Ausdruck (1) repräsentiert. $\begin{array}{l} (Menge an eingef \ddot{u} lltem K \ddot{a} ltemittel - \\ Explosionsgrenze \times Atmosph \ddot{a} rengewicht in \\ Fahrzeugkabine) / (Gesamtvolumen von K \ddot{u} hlzyklus 23 zum \\ K \ddot{u} hlen und W \ddot{a} rmepumpenzyklus 33 zum Erw \ddot{a} rmen) \end{array}$
In Ausdruck (1) ist die Menge an eingefülltem Kältemittel eine Menge [kg] des Kältemittels, das zum Zeitpunkt von Herstellung des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 eingefüllt wurde, die Explosionsgrenze ist Konzentration [2,1%] einer unteren Explosionsgrenze des Kältemittels (Propan), das Atmosphärengewicht in der Fahrzeugkabine ist ein Gewicht [kg] von Atmosphäre in der Fahrzeugkabine, erhalten durch Multiplizieren des Volumens der Fahrzeugkabine, in der das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 in einem Fall platziert ist, in dem alle Fenster, Türen und dergleichen geschlossen sind, mit Dichte von Atmosphäre in einem Standardzustand (Standarddichte von Atmosphäre), und das Gesamtvolumen des Kühlzyklus 23 zum Kühlen und des Wärmepumpenzyklus 33 zum Erwärmen ist ein Gesamtvolumen [m³] in dem Kühlzyklus 23 zum Kühlen und dem Wärmepumpenzyklus 33 zum Erwärmen, wie der mit dem Kältemittel gefüllte Kompressor 15, jeder Wärmetauscher (Fahrzeugkabinen-interner Verdampfer 7, Fahrzeugkabinen-interner Kondensator 8, Fahrzeugkabinen-externer Kondensator 17 und Fahrzeugkabinen-externer Verdampfer 27) und jedes Kältemittelrohr.
Um zu bestimmen, dass sich das Kältemittel der Explosionsgrenze nähert, kann die zulässige Dichte auf einen Wert eingestellt werden, der durch Addieren des Sicherheitsfaktors zu einem in Ausdruck (1) berechneten Wert erhalten wird.
In Schritt S505 schreitet in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter die zulässige Dichte fällt, der Prozess zu Schritt S506 fort.
Andererseits schreitet in Schritt S505 in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte gleich oder größer als die zulässige Dichte ist, der Prozess zu Schritt S508 fort.
In Schritt S505 bestimmt die Steuervorrichtung 40 in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter die zulässige Dichte fällt, dass eine gegebene Menge oder mehr des Kältemittels bei dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1 ausgetreten ist und dass eine Möglichkeit von Explosion besteht (S506).
Da eine gegebene Menge oder mehr des Kältemittels ausgetreten ist und die Austrittsmenge sich der Explosionsgrenze nähert, werden in diesem Fall Gegenmaßnahmen ergriffen, um Explosion zu vermeiden (S507).
Zum Beispiel führt die Steuervorrichtung 40 Steuerung so durch, dass die Benachrichtigungseinheit 55 eine Warnung ausgibt. In diesem Fall gibt die Benachrichtigungseinheit 55 ein beliebiges von Benachrichtigung durch Sprach- oder Alarmton, Textanzeige auf einer Anzeige oder Einschalten einer Lampe oder mehreren Benachrichtigungsarten aus, um einen Benutzer des Fahrzeugs oder eine Person in der Nähe des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass sich Leckage des Kältemittels der Explosionsgrenze nähert, dass eine Möglichkeit von Explosion besteht und dass Gegenmaßnahmen erforderlich sind. Die Benachrichtigungseinheit 55 kann Benachrichtigung an ein tragbares Endgerät des Benutzers des Fahrzeugs über ein Netzwerk geben oder kann Notfallbenachrichtigung über das tragbare Endgerät geben. Die Benachrichtigungseinheit 55 kann Benachrichtigung an einen Autohändler, eine Wartungseinrichtung, einen Fahrzeughersteller oder dergleichen über ein Netzwerk geben.
Damit ist es möglich, den Benutzer des Fahrzeugs oder eine Person in der Nähe des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass eine Möglichkeit von Explosion besteht und dass Gegenmaßnahmen erforderlich sind.
Als weitere Gegenmaßnahme zur Explosionsvermeidung kann die Steuervorrichtung 40 Steuerung so durchführen, dass Öffnen einer Tür des Fahrzeugs von einer Außenseite deaktiviert wird.
Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass sich das in die Fahrzeugkabine austretende Kältemittel aufgrund eines Funkens, statischer Elektrizität oder dergleichen, verursacht durch Kontakt mit einem Metall oder dergleichen, entzündet und explodiert, wenn die geschlossene Tür des Fahrzeugs geöffnet wird.
Als weitere Gegenmaßnahme zur Explosionsvermeidung kann die Steuervorrichtung 40 Steuerung so durchführen, dass Zwangsbelüftung durchgeführt wird. In diesem Fall führt die Steuervorrichtung 40 Steuerung so durch, dass Blasen von Außenluft durch den Fahrzeugkabinen-externen Ventilator 24 oder Umschalten durch die Innenluft- und Außenluft-Umschaltklappe 4 durchgeführt wird, und entlüftet zwangsweise das aus dem Kältemittelkreislauf in die Fahrzeugkabine austretende Kältemittel zu der Außenseite des Fahrzeugs.
Da das in die Fahrzeugkabine austretende Kältemittel außerhalb des Fahrzeugs abgegeben wird und das Verhältnis des Kältemittels in der Fahrzeugkabine auf einen Wert außerhalb des Explosionsbereichs gebracht wird, ist es dadurch möglich, Explosion des Kältemittels zu vermeiden.
Als weitere Gegenmaßnahme zur Explosionsvermeidung kann die Steuervorrichtung 40 Steuerung so durchführen, dass der Betrieb des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 oder das Fahren des Fahrzeugs verhindert wird.
Dadurch ist es möglich, mit einem Start des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 oder einem Start eines Motors des Fahrzeugs einhergehende Zündung zu verhindern und Explosion des Kältemittels zu vermeiden.
Andererseits bestimmt die Steuervorrichtung 40 in Schritt S505 in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte gleich oder größer als die zulässige Dichte ist, dass eine gegebene Menge oder mehr des Kältemittels bei dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1 austritt (S508).
Da eine gegebene Menge oder mehr des Kältemittel austritt, wird in diesem Fall eine Warnung ausgegeben (S509). Die Benachrichtigungseinheit 55 gibt ein beliebiges von Benachrichtigung von Sprach- oder Alarmton, Textanzeige auf einer Anzeige oder Einschalten einer Lampe oder mehreren Benachrichtigungsarten, um einen Benutzer des Fahrzeugs oder eine Person in der Nähe des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass das Kältemittel austritt und dass in dieser Situation eine Möglichkeit von Explosion besteht oder Gegenmaßnahmen erforderlich sind. Die Benachrichtigungseinheit 55 kann Benachrichtigung an ein tragbares Endgerät des Benutzers des Fahrzeugs über ein Netzwerk geben oder kann Benachrichtigung über das tragbare Endgerät geben. Die Benachrichtigungseinheit 55 kann Benachrichtigung an einen Autohändler, eine Wartungseinrichtung, einen Fahrzeughersteller oder dergleichen über ein Netzwerk geben.
Wie oben beschrieben, werden mit dem Fahrzeugklimatisierungssystem und dem Steuerungsverfahren eines Fahrzeugklimatisierungssystems gemäß der Ausführungsform die folgenden Betriebe und Effekte erhalten.
In einem Fall, in dem das Kältemittel, das hohe Brennbarkeit aufweist und den Explosionsbereich nahe der normalen Temperatur aufweist, aus dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1 austritt und die Zusammensetzung des Kältemittels in Bezug auf den Raum die Explosionsgrenze erreicht, besteht eine Besorgnis, dass das Kältemittel aufgrund von Entzündung explodieren kann.
Da bei diesem Aspekt die Kältemitteldichte des Kältemittels mit hoher Brennbarkeit detektiert wird und bestimmt wird, ob die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, ist es möglich zu detektieren, ob sich die Austrittsmenge des Kältemittels der Explosionsgrenze nähert oder nicht. Aus diesem Grund ist es selbst in einem Fall, in dem das Kältemittel mit hoher Brennbarkeit in dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1 verwendet wird, möglich, Sicherheit gegen Explosion zu gewährleisten.
Da die Kältemitteldichte basierend auf der Außenlufttemperatur und dem Druck berechnet wird, besteht keine Notwendigkeit, neue Sensoren zum Detektieren von Leckage des Kältemittels vorzusehen, und es ist möglich, Kosten zu senken. Es besteht keine Notwendigkeit, einen Platz für Vorsehen von Sensoren zu sichern.
Da bestimmt wird, ob die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert basierend auf der Menge an eingefülltem Kältemittel, dem Gesamtvolumen des Kühlzyklus 23 zum Kühlen und des Wärmepumpenzyklus 33 zum Erwärmen, dem Volumen der Fahrzeugkabine, der Standarddichte von Atmosphäre und der Explosionsgrenze des Kältemittels fällt oder nicht, ist es möglich zu bestimmen, ob sich die Kältemitteldichte einem Wert basierend auf der Explosionsgrenze in dem Fahrzeugklimatisierungssystem 1, das in der Lage ist, das Volumen eines Raums, in dem das System vorgesehen ist, eindeutig zu bestimmen, nähert oder nicht.
Bezugszeichenliste

1:: Fahrzeugklimatisierungssystem
2:: HLK-Einheit
3:: Wärmepumpenzyklus
23:: Kühlzyklus zum Kühlen (Kältemittelkreislauf zum Kühlen)
33:: Wärmepumpenzyklus zum Erwärmen (Kältemittelkreislauf zum Erwärmen)
40:: Steuervorrichtung
44:: Außenlufttemperatursensor
49:: Drucksensor
55:: Benachrichtigungseinheit

Claims

Fahrzeugklimatisierungssystem, umfassend: einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen, in dem ein Kompressor, ein Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-externer Kondensator, ein erstes Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-interner Verdampfer, der in einer HLK-Einheit vorgesehen ist, in dieser Reihenfolge verbunden sind; einen Kältemittelkreislauf zum Erwärmen, in dem der Kompressor, das Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-interner Kondensator, ein zweites Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-externer Verdampfer in dieser Reihenfolge verbunden sind; ein Kältemittel, das hohe Brennbarkeit aufweist, einen Explosionsbereich nahe einer normalen Temperatur aufweist und durch den Kältemittelkreislauf zum Kühlen und den Kältemittelkreislauf zum Erwärmen strömt; einen Außenlufttemperatursensor, der eine Außenlufttemperatur detektiert; einen Drucksensor, der einen Druck des Kältemittels detektiert; und eine Steuervorrichtung, die eine Kältemitteldichte als eine Dichte des Kältemittels basierend auf der Außenlufttemperatur und dem Druck berechnet und bestimmt, ob die Kältemitteldichte unter einen vorbestimmten Schwellenwert basierend auf einer Menge an eingefülltem Kältemittel, einem Gesamtvolumen des Kältemittelkreislaufs zum Kühlen und des Kältemittelkreislaufs zum Erwärmen, einem Volumen einer Fahrzeugkabine, einer Standarddichte von Atmosphäre und einer Explosionsgrenze des Kältemittels fällt oder nicht.
Fahrzeugklimatisierungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung eine Benachrichtigungseinheit enthält, die eine Warnung in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, ausgibt.
Fahrzeugklimatisierungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung Öffnen einer Tür eines Fahrzeugs von einer Außenseite in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Kältemitteldichte unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, deaktiviert.
Steuerungsverfahren eines Fahrzeugklimatisierungssystems, das aufweist: einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen, in dem ein Kompressor, ein Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-externer Kondensator, ein erstes Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-interner Verdampfer, der in einer HLK-Einheit vorgesehen ist, in dieser Reihenfolge verbunden sind, einen Kältemittelkreislauf zum Erwärmen, in dem der Kompressor, das Schaltmittel, ein Fahrzeugkabinen-interner Kondensator, ein zweites Dekompressionsmittel und ein Fahrzeugkabinen-externer Verdampfer in dieser Reihenfolge verbunden sind, ein Kältemittel, das hohe Brennbarkeit aufweist, einen Explosionsbereich nahe einer normalen Temperatur aufweist und durch den Kältemittelkreislauf zum Kühlen und den Kältemittelkreislauf zum Erwärmen strömt, einen Außenlufttemperatursensor, der eine Außenlufttemperatur detektiert, und einen Drucksensor, der einen Druck des Kältemittels detektiert, wobei das Steuerungsverfahren umfasst: einen Schritt des Berechnens einer Kältemitteldichte als eine Dichte des Kältemittels basierend auf der Außenlufttemperatur und dem Druck; und einen Schritt des Bestimmens, ob die Kältemitteldichte unter einen vorbestimmten Schwellenwert basierend auf einer Menge an eingefülltem Kältemittel, einem Gesamtvolumen des Kältemittelkreislaufs zum Kühlen und des Kältemittelkreislaufs zum Erwärmen, einem Volumen einer Fahrzeugkabine, einer Standarddichte von Atmosphäre und einer Explosionsgrenze des Kältemittels fällt oder nicht.