DE69630649T2

DE69630649T2 - Klimaanlage für ein fahrzeug mit einem entflammbaren kältemittel

Info

Publication number: DE69630649T2
Application number: DE69630649T
Authority: DE
Inventors: Hisayoshi Kariya-city Sakakibara; Shin Kariya-city Nishida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2016-10-01
Also published as: EP0768198B1; EP0768198A3; US5918475A; DE69630649D1; EP0768198A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, welche ein entflammbares Kältemittel einsetzt.
Die DE 44 26 339 C offenbart eine solche Klimaanlage, wobei ein Gassensor in einem Klimagehäuse zwischen einem Verdampfapparat und einem mit der Fahrgastzelle verbundenen Luftauslass an einer luftstromabwärtigen Seite vorgesehen ist. Der Gassensor ist mit einem Steuergerät verbunden, welches einen Motor zum Schwenken einer Luftklappe zum Öffnen und Schließen dieses Luftauslasses betätigt, sodass der Luftauslass zu der Fahrgastzelle geschlossen wird, wenn der Gassensor ein Kältemittel in dem Klimagehäuse erfasst.
Es wurde ebenfalls ein Gerät zum Verhindern des Austritts eines Kältemittels einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, welche ein entflammbares Kältemittel verwendet, vorgeschlagen, wie zum Beispiel in der JP-U-58-54904 offenbart. Insbesondere ist ein Gassensor zum Erfassen des Austritts eines Kältemittels in einer Fahrgastzelle oder in der Klimaanlage für ein Fahrzeug vorgesehen. Demgemäß wird ein Kältemittelaustritt konstant überwacht (einschließlich der Zeitdauer, in welcher der Verbrennungsmotor stoppt, wenn beispielsweise das Fahrzeug geparkt wird), und wenn ein Austritt des Kältemittels erfasst worden ist, wird eine Innenluft/Außenluft-Wechselklappe in einen Außenlufteinleitungszustand gesetzt und eine Drehrichtung eines Gebläses wird umgekehrt, und eine Luftmischklappe wird in einen maximalen Kühlzustand gesetzt, sodass das ausgetretene Kältemittel aus dem Fahrzeug heraus ausgegeben wird.
Andererseits sind ein Verdampfapparat, ein Heizkern, die Luftmischklappe und dergleichen in einem Luftkanal der Klimaanlage für ein Fahrzeug angeordnet und deshalb ist ein Durchgangswiderstand (Druckverlust) groß und eine ausreichende Menge geblasener Luft kann mit einem Axialströmungslüfter nicht gewährleistet werden. Demgemäß wird als Lüfter für ein Gebläse im allgemeinen ein Scirocco- Lüfter eingesetzt, um die Kompaktheit zu halten und gleichzeitig eine ausreichende Menge geblasener Luft sicherzustellen.
Aus diesem Grund wird in dem Gebläse einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, da die Eigenschaften des Scirocco-Lüfters im allgemeinen mit der Form des Spiralgehäuses zusammenhängen, die Richtung der geblasenen Luft nicht umgekehrt, selbst wenn der Scirocco-Lüfter umgekehrt gedreht wird.
Folglich kann gemäß der obigen Vorrichtung, in welcher das Gebläse umgekehrt gedreht wird, das ausgetretene Kältemittel nicht sicher aus dem Fahrzeug heraus ausgegeben werden. Deshalb kann es ein Problem geben, dass die Fahrgastzelle mit dem Kältemittel gefüllt wird, während die Klimaanlage gestoppt und der Fahrgast abwesend ist, wenn das Fahrzeug beispielsweise geparkt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht des obigen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug vorzusehen, die verhindern kann, dass das Kältemittel in die Fahrgastzelle strömt, selbst wenn das Kältemittel aus einer Klimaanlage austritt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Luftkanal in einem Klimagehäuse durch eine Luftkanal-Öffnungs/Schließvorrichtung geschlossen, wenn die Klimaanlage für ein Fahrzeug gestoppt wird.
Auf diese Weise kann, da der Luftkanal durch die Luftkanal-Öffnungs/Schließvorrichtung geschlossen wird, wenn die Klimaanlage gestoppt wird, das Kältemittel in dem Klimagehäuse gestoppt werden, selbst wenn das Kältemittel in das Klimagehäuse austritt, während die Klimaanlage gestoppt und ein Fahrgast abwesend ist wie beispielsweise beim Parken. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass das Innere der Fahrgastzelle mit dem Kältemittel gefüllt wird.
Ferner kann eine Kältemittelerfassungsvorrichtung an einer luftstromaufwärtigen Seite der Luftkanal-Öffnungs/Schließvorrichtung angeordnet sein. Demgemäß wird ein Luftkanal geschlossen, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung er fasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn ein Starten der Klimaanlage durch eine Befehlsvorrichtung befohlen worden ist.
Auf diese Weise kann, da ein geschlossener Zustand des Luftkanals durch die Luftkanal-Öffnungs/Schließvorrichtung beibehalten wird, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung erfasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn ein Starten der Klimaanlage durch die Befehlsvorrichtung befohlen worden ist, ein Strömen des Kältemittels in die Fahrgastzelle verhindert werden.
Weiterhin kann ein gestoppter Zustand eines Gebläses beibehalten werden, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung erfasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn ein Starten der Klimaanlage durch die Befehlsvorrichtung befohlen worden ist.
Da ein gestoppter Zustand des Kompressors beibehalten wird, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung erfasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn ein Starten der Klimaanlage durch die Befehlsvorrichtung befohlen worden ist, steigt auf diese Weise der Kältemitteldruck in dem Kühlkreis nicht an. Folglich wird ein Unterschied zwischen dem Kältemitteldruck in dem Kühlkreis und dem Atmosphärendruck nicht größer und ein Austreten des Kältemittels in die Fahrgastzelle kann verhindert werden.
Zusätzlich können, weil der Kompressor nicht arbeitet, während er in einem Zustand ist, in dem eine Kältemittelmenge ausgetreten ist und das Kältemittel der Klimaanlage weniger geworden ist, Probleme wie beispielsweise ein Fressen oder dergleichen des Kompressors verhindert werden.
Außerdem kann ein gestoppter Zustand eines Kompressors gehalten werden, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung erfasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn ein Starten der Klimaanlage durch die Befehlsvorrichtung befohlen worden ist.
Da ein gestoppter Zustand des Gebläses gehalten wird, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung erfasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn ein Starten der Klimaanlage durch die Befehlsvorrichtung befohlen worden ist, findet auf diese Weise ein erzwungener Luftstrom zu der Fahrgastzelle nicht statt. Folglich kann ein Strömen des ausgetretenen Kältemittels in die Fahrgastzelle unterdrückt werden.
Weiterhin können ein Innenlufteinleitungseinlass und ein Außenlufteinleitungseinlass geschlossen werden, wenn die Klimaanlage gestoppt wird.
Auf diese Weise wird, da die zwei Einleitungsöffnungen und der Luftkanal geschlossen werden, wenn die Klimaanlage gestoppt wird, und die Kältemittelerfassungsvorrichtung in einem geschlossenen Raum davon angeordnet ist, die Konzentration des in den Luftkanal strömenden Kältemittels (zum Beispiel das Kältemittel, welches aus dem Verdampfapparat ausgetreten ist) höher als in einem Fall, in dem der Luftkanal offen ist, und deshalb wird die Wahrscheinlichkeit der Erfassung eines ausgetretenen Kältemittels durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung höher. Als Ergebnis kann die Kältemittelaustrittserfassungsgenauigkeit der Kältemittelerfassungsvorrichtung verbessert werden.
Ferner können eine erste Ventilvorrichtung und eine zweite Ventilvorrichtung auf einer Seite der Einströmungsöffnung bzw. auf einer Seite der Ausgabeöffnung angeordnet sein. Diese zwei Ventilvorrichtungen sperren einen Kältemittelstrom in die Einströmungsöffnung und aus der Ausgabeöffnung, wenn die Klimaanlage gestoppt wird.
Da die erste Ventilvorrichtung und die zweite Ventilvorrichtung zum Einschließen des Kältemittels in dem Verdampfapparat, wenn die Klimaanlage gestoppt wird, auf einer Seite der Einströmungsöffnung bzw. auf einer Seite der Ausgabeöffnung vorgesehen sind und die maximale Menge Kältemittel, die aus dem Verdampfapparat austreten kann, während die Klimaanlage gestoppt ist und ein Fahrgast abwesend ist, wie beispielsweise beim Parken, nur die in dem Verdampfapparat verbleibende Menge ist, kann folglich die in die Fahrgastzelle austretende Kältemittelmenge unterdrückt werden.
Ferner kann eine dritte Ventilvorrichtung zwischen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung vorgesehen sein, wobei die dritte Ventilvorrichtung so gesteuert wird, dass sie das zwischen der ersten und der zweiten Ventilvorrichtung vorhandene Kältemittel außerhalb der Fahrgastzelle ausgibt, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung erfasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist.
Auf diese Weise kann, da das zwischen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung vorhandene Kältemittel durch die dritte Ventilvorrichtung außerhalb der Fahrgastzelle ausgegeben werden kann, wenn ein durch die Kältemittelerfassungsvorrichtung erfasster Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, eine in die Fahrgastzelle austretende Kältemittelmenge weiter unterdrückt werden.
Weiterhin können die erste, die zweite und die dritte Ventilvorrichtung außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet sein.
Da die erste, die zweite und die dritte Ventilvorrichtung außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet sind, sind Rohrverbindungsabschnitte mit einer großen Wahrscheinlichkeit des Kältemittelaustritts außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet. Folglich kann ein Strömen des Kältemittels in die Fahrgastzelle verhindert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele davon in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Belüftungssystems und eines Steuersystems einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Darstellung eines Kühlkreises gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ein Steuerflussdiagramm der Klimaanlage für das Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Darstellung eines Belüftungssystems und eines Steuersystems einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Darstellung eines Kühlkreises gemäß dem Ausführungsbeispiel; und
6 ein Steuerflussdiagramm der Klimaanlage für das Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel.
1 ist eine schematische Darstellung eines Belüftungssystems und eines Steuersystems einer Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und die Klimaanlage wird Bezug nehmend auf 1 beschrieben.
Ein Klimagehäuse 1 bildet einen Luftkanal 1a, und ein Innenlufteinleitungseinlass zum Einleiten von Innenluft innerhalb einer Fahrgastzelle und ein Außenlufteinleitungseinlass 3 zum Einleiten von Luft außerhalb der Fahrgastzelle sind an einer luftstromaufwärtigen Seite in dem Klimagehäuse 1 ausgebildet. Eine Wechselklappe 5 zum selektiven Öffnen oder Schließen dieser zwei Einleitungseinlässe 2 und 3 ist vorgesehen, und die Wechselklappe 5 wird durch eine Antriebseinheit 6 (insbesondere einen Servomotor) angetrieben.
Ein Gebläse 7 ist auf einer luftstromabwärtigen Seite der Wechselklappe 5 angeordnet. Das Gebläse 7 wird durch einen Scirocco-Lüfter 7a und eine Antriebseinheit 7b (insbesondere einen Gebläsemotor) angetrieben und eine Lüftergeschwindigkeit, d. h. eine Menge der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft wird durch eine an den Gebläsemotor 7b angelegte Gebläsespannung geregelt.
Ein Verdampfapparat 8 zum Kühlen der Luft ist an einer luftstromabwärtigen Seite des Scirocco-Lüfters 7a angeordnet und ein außerhalb der Fahrgastzelle verbundenes Ablaufrohr 32 ist in dem Klimagehäuse 1 an einer luftstromabwärtigen Seite des Verdampfapparats 8 angeordnet. Ein Heizkern 9 zum Heizen der Luft mit Kühlwasser eines Motors (nicht dargestellt) als Wärmequelle ist an einer luftstromabwärtigen Seite des Ablaufrohres 32 angeordnet. Der Verdampfapparat 8 kühlt die Luft mittels eines Kühlkreises, der später beschrieben wird.
Eine Luftmischklappe 11 zum Einstellen eines Verhältnisses der durch den Heizkern 9 strömenden Luft und der durch einen Nebenkanal 10 strömenden Luft, sodass sie an dem Heizkern 9 vorbei strömt, ist an einer stromaufwärtigen Seite des Heizkerns 9 angeordnet. Dieses Luftverhältnis wird durch Einstellen eines Öffnungsgrades der Luftmischklappe 11 eingestellt und die Luftmischklappe 11 wird durch eine Antriebsvorrichtung 12 (insbesondere einen Servomotor) angetrieben.
Ein Gesichtsluftauslass 13 zum Ausblasen klimatisierter Luft zu dem Oberkörper eines Fahrgasts in der Fahrgastzelle, ein Fußluftauslass 14 zum Ausblasen klimatisierter Luft zu den Füßen des Fahrgasts in der Fahrgastzelle und ein Entfrosterluftauslass 15 zum Ausblasen klimatisierter Luft zu einer Innenseite einer Windschutzscheibe (nicht dargestellt) sind an der luftstromabwärtigsten Seite in dem Klimagehäuse 1 ausgebildet.
Demgemäß sind Luftauslassklappen 16, 17 und 18 jeweils in den oben beschriebenen Luftauslässen 13, 14 und 15 angeordnet. Diese Luftauslassklappen 16, 17 und 18 werden durch Antriebseinheiten 19, 20 und 21 (insbesondere jeweils Servomotoren) angetrieben. In diesem Ausführungsbeispiel öffnen oder schließen die Luftauslassklappen 16, 17 und 18 den Luftkanal 1a.
Ein Gassensor 22 erfasst ein Kältemittel, welches aus dem Klimagehäuse 1 ausgetreten ist. Der Gassensor 22 ist in dem Klimagehäuse 1 an der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfapparats 8 angeordnet. Der Gassensor 22 arbeitet mit einer Steuerung 23 zusammen, um so den Austritt des Kältemittels konstant zu überwachen. Eine Warnvorrichtung 24, wie beispielsweise eine Glocke oder ein Warnlicht, warnt den Fahrgast vor einem Kältemittelaustritt, wenn Kältemittel ausgetreten ist.
Der Kühlkreis wird Bezug nehmend auf 2 beschrieben.
Der in 2 angegebene Kühlkreis ist ein Dampfkompressions-Kühlkreis, der ein entflammbares Kältemittel von Propangas oder dergleichen einsetzt. Ein Kompressor 25 komprimiert das Kältemittel durch eine Antriebskraft von dem Motor über eine elektromagnetische Kupplung (nicht dargestellt). Ein Kondensator 26 kondensiert das Kältemittel und ist im allgemeinen an der Vorderseite eines Motorraums angeordnet. Ein Druckschalter 31 zum Verhindern einer Beschädigung des Kondensators 26 aufgrund eines ungewöhnlichen Anstiegs im Kondensationsdruck ist an einer stromabwärtigen Seite des Kondensators 26 vorgesehen. Dieser Druckschalter 31 stoppt den Betrieb des Kondensators 26 und verhindert eine Druckerhöhung in dem Kondensator 26 durch Ausschalten einer elektromagnetischen Kupplung, wenn der Druck in dem Kondensator 26 ungewöhnlich ansteigt.
Ein Expansionsventil 27 ist eine Druckverminderungsvorrichtung für das durch den Kondensator 26 kondensierte Kältemittel, und das Niedertemperatur/Niederdruck-Kältemittel wird in dem Verdampfapparat 8 verdampft. Durch den Verdampfapparat 8 strömende Luft wird durch die latente Verdampfungswärme des Expansionsventils 27 gekühlt.
Ein Magnetventil 28 ist außerhalb der Fahrgastzelle auf der Seite der Einströmungsöffnung 8a des Verdampfapparats 8 angeordnet, und ein Rückschlagventil 29 zum Stoppen des Strömens des Kältemittels in den Verdampfapparat 8 ist außerhalb der Fahrgastzelle auf der Seite der Ausgabeöffnung 8b angeordnet.
Ein Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen (nicht dargestellt) ist in der Steuerung 23 integriert und, wie in 1 dargestellt, Signale von dem Gassensor 22 und einem Klimaanlagen-Startschalter (Klimaschalter) 30 werden dem oben beschriebenen Mikrocomputer eingegeben. Die Steuerung 23 ist mit einer Batterie (nicht dargestellt) verbunden und steuert die Antriebseinheiten 6, 12, 19 und 20, den Gebläsemotor 7b, die Warnvorrichtung 24 und das Magnetventil 28 entsprechend den Signalen von dem Gassensor 22 und dem Klimaschalter 30. Außerdem wird der Klimaschalter 30 nicht in einen eingeschalteten Zustand eingeschaltet, bis ein Schalter (nicht dargestellt) des Gebläses 7 eingeschaltet wird, um das Gebläse 7 zu betätigen.
Der durch die Steuerung 23 ausgeführte Steuerprozess wird Bezug nehmend auf das Flussdiagramm in 3 beschrieben.
Wenn durch ein Signal von dem Klimaschalter 30 bestimmt wird, dass die Klimaanlage arbeitet (Schritt 100), beginnt sie die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Kältemittelaustritts auf Basis eines Signals von dem Gassensor 22 zu überwachen (Schritt 110). Wenn bestimmt wird, dass Kältemittel austritt, werden die Luftauslässe 13, 14 und 15 jeweils durch die Luftauslassklappen 16, 17 und 18 geschlossen (Schritt 120), das Gebläse 7 wird gestoppt (Schritt 130), der Außenlufteinleitungseinlass 3 wird geöffnet (Schritt 140) und das Magnetventil 28 wird geschlossen (Schritt 150).
Wenn eine vorgegebene Zeit seit dem Schließen des Magnetventils 28 abgelaufen ist (Schritt 160), wird die elektromagnetische Kupplung abgeschaltet (Schritt 170) und der Kompressor 25 wird gestoppt. Eine Kältemittelaustrittswarnung wird dem Fahrgast ausgegeben (Schritt 180). Die obige vorgegebene Zeit wird später beschrieben.
Wenn dagegen in Schritt 110 bestimmt wird, dass kein Kältemittel austritt, wird die Klimaanlage betrieben. Wenn ein Stoppen der Klimaanlage durch den Klimaschalter 30 befohlen wird (Schritt 190), wird das Magnetventil 28 geschlossen (Schritt 200). Wenn eine vorgegebene Zeit nach dem Schließen des Magnetventils 28 verstrichen ist (Schritt 210), wird die elektromagnetische Kupplung ausgeschaltet (Schritt 220) und der Kompressor 25 wird gestoppt.
Eigenschaften dieses Ausführungsbeispiels werden beschrieben.
Wenn der Austritt des Kältemittels während des Betriebs der Klimaanlage für ein Fahrzeug erfasst wird, werden die Luftauslässe 13, 14 und 15 jeweils durch die Luftauslassklappen 16, 17 und 18 geschlossen und das Kältemittel, welches aus dem Klimagehäuse 1 ausgetreten ist, kann in dem Klimagehäuse 1 gestoppt werden. Folglich kann verhindert werden, dass das Innere der Fahrgastzelle mit dem Kältemittel gefüllt wird.
Zusätzlich wird, wenn ein Austreten des Kältemittels während des Betriebs der Klimaanlage für ein Fahrzeug erfasst wird, der Kompressor 25 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit seit dem Schließen des Magnetventils 28 gestoppt und das Kältemittel in dem Verdampfapparat 8 wird angesaugt und ausgegeben. Folglich kann die in das Klimagehäuse 1 austretende Kältemittelmenge aufgrund eines Schadens des Verdampfapparats 8 reduziert werden und es kann verhindert werden, dass das Innere der Fahrgastzelle mit dem Kältemittel gefüllt wird. Weil ferner das Magnetventil 28 geschlossen wird und das Kältemittel nicht zirkuliert, kann die aus dem Kompressor 25 ausgegebene Kältemittelmenge reduziert werden. Folglich wird der Druck in dem Kondensator 26 verringert und der Druckschalter 31 arbeitet nicht.
Hierbei ist die „vorgegebene Zeit" die Zeit, die zum Saugen des Kältemittels in dem Verdampfapparat 8 erforderlich ist, wie oben beschrieben, und in diesem Ausführungsbeispiel beträgt sie etwa 30 Sekunden.
Weiter wird, wenn ein Befehl zum Stoppen des Betriebs durch den Klimaschalter 30 während des Betriebs der Klimaanlage für ein Fahrzeug ausgegeben wird, der Betrieb des Kompressors 25 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit seit dem Schließen des Magnetventils 28 gestoppt und das Kältemittel in dem Verdampfapparat 8 wird angesaugt und ausgegeben. Folglich wurde, selbst wenn ein Schaden auftritt, sodass ein Kältemittel aus dem Verdampfapparat 8 austritt, nachdem die Klimaanlage für ein Fahrzeug gestoppt wird, das Kältemittel in dem Verdampfapparat 8 abgesaugt und ausgegeben und die in das Klimagehäuse 1 austretende Kältemittelmenge kann reduziert werden.
Außerdem wird das Gebläse gestoppt, wenn ein Austritt des Kältemittels während des Betriebs der Klimaanlage für ein Fahrzeug erfasst wird und ein erzwungener Luftstrom zu der Fahrgastzelle wird in dem Luftkanal 1a nicht erzeugt. Folglich kann ein Strom ausgetretenen Kältemittels in die Fahrgastzelle unterdrückt werden.
Zusätzlich ist das Rückschlagventil 29 auf der Seite der Ausgabeöffnung 8b des Verdampfapparats 8 angeordnet, das Kältemittel kann am Strömen in den Verdampfapparat 8 gehindert werden. Folglich kann die in das Innere der Fahrgastzelle austretende Kältemittelmenge unterdrückt werden.
Weil außerdem das Magnetventil 28 und das Rückschlagventil 29 außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet sind, sind Rohrverbindungsabschnitte mit der Möglichkeit des Kältemittelaustritts außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet. Folglich kann ein Strömen von ausgetretenem Kältemittel in die Fahrgastzelle unterdrückt werden.
Weil zusätzlich der Gassensor 22 an der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfapparats 8 angeordnet ist, ist der Gassensor 22 in einer Atmosphäre angeordnet, in welcher Kältemittel aus dem Verdampfapparat 8 austritt. Folglich wird die Genauigkeit der Kältemittelaustrittserfassung des Gassensors 22 verbessert.
Die Luftauslassklappen 16, 17 und 18 werden als Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen des Kanals in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, aber diese Erfindung kann auch durch Vorsehen einer Klappe speziell zum Schließen des Luftkanals 1a zwischen dem Verdampfapparat 8 und den Luftauslässen 13, 14 und 15 realisiert werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Gassensor 22 zwischen dieser Klappe und dem Verdampfapparat 8 angeordnet sein sollte.
Da zusätzlich ein in das Klimagehäuse 1 strömendes Kältemittel aus dem Verdampfapparat 8 auszuströmen scheint, kann die vorliegende Erfindung auch durch Einsetzen einer Klappe als Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen des Kanals realisiert werden, um so die luftstromaufwärtige und die luftstromabwärtige Seite des Verdampfapparats 8 abzudecken. Jedoch ist es bevorzugt, dass der Gassensor 22 zwischen dieser Klappe und dem Verdampfapparat 8 angeordnet sein sollte.
Außerdem kann die vorliegende Erfindung auch durch Einsetzen eines Magnetventils anstelle des Rückschlagventils 29 realisiert werden. Demgemäß kann das Magnetventil zusammen mit dem Stoppen einer elektromagnetischen Kupplung betrieben werden.
Zusätzlich wird in dem ersten Ausführungsbeispiel der Betrieb des Kompressors durch Abschalten der elektromagnetischen Kupplung gestoppt. Falls jedoch der Kompressor durch eine spezielle Antriebsquelle für den Kompressor, wie beispielsweise einen Elektromotor, einen Verbrennungsmotor oder dergleichen betrieben wird, kann der Kompressor durch Stoppen dieser Antriebsquelle gestoppt werden.
Außerdem wird die vorliegende Erfindung nicht ausschließlich eingesetzt, wenn eine Kühlfunktion (Kompressor) betätigt wird, sondern kann auch eingesetzt werden, wenn eine Gebläsefunktion (Belüftungsfunktion) oder eine Heizfunktion betätigt wird.
Ferner ist die Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor oder dergleichen beschränkt, sondern kann auch in einem Elektrofahrzeug oder dergleichen eingesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
4 ist eine schematische Darstellung eines Belüftungssystems und eines Steuersystems einer Klimaanlage gemäß diesem Ausführungsbeispiel und die Klimaanlage wird Bezug nehmend auf 4 beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche oder äquivalente Teile und Komponenten wie in dem ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugsziffern gezeigt und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
In 4 sind eine Innenlufteinleitungseinlassklappe 5 und eine Außenlufteinleitungseinlassklappe 4 zum Öffnen oder Schließen dieser zwei Einleitungseinlässe 2 und 3 vorgesehen und diese zwei Einleitungseinlassklappen 4 und 5 werden durch eine Antriebseinheit 6 und 6a (insbesondere einen Servomotor) angetrieben. Ein Gebläse 7 ist auf einer luftstromabwärtigen Seite der zwei Einleitungseinlassklappen 4 und 5 angeordnet.
Ein Sicherheitsventil (dritte Ventilvorrichtung) 33 ist außerhalb der Fahrgastzelle auf der Seite der Einströmungsöffnung 8a des Verdampfapparats 8 zusätzlich zu dem Magnetventil (erste Ventilvorrichtung) 28 angeordnet.
Der durch die Steuerung 23 ausgeführte Steuerprozess wird als nächstes Bezug nehmend auf das Flussdiagramm in 6 beschrieben.
Wenn bestimmt wird, dass die Klimaanlage durch ein Signal von dem Klimaschalter 30 gestoppt worden ist (Schritt 100) wird das Magnetventil 28 geschlossen (Schritt 110), die Luftauslässe 13, 14 und 15 werden jeweils durch die Luftauslassklappen 16, 17 und 18 geschlossen (Schritt 120) und die zwei Einleitungseinlässe 2 und 3 werden jeweils durch die zwei Einleitungseinlassklappen 4 und 5 geschlossen (Schritt 130).
Als nächstes wird die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Kältemittelaustritts auf Basis eines Signals von dem Gassensor 22 bestimmt (Schritt 140). Wenn hierbei bestimmt wird, dass ein Kältemittel ausgetreten ist, wird eine Kältemittelaustrittswarnung ausgegeben (Schritt 150), die Außenlufteinleitungseinlassklappe 4 wird geöffnet (Schritt 160) und das Sicherheitsventil 33 wird geöffnet (Schritt 290).
Dann wird in einem Speicher gespeichert, dass ein Kältemittelaustritt (Defekt) stattgefunden hat (Schritt 250) und der Steuerprozess der Schritte 150, 160 und 290 wird durchgeführt, bis bestimmt wird, dass kein Kältemittel austritt (Schritt 140). Der offene Zustand des Sicherheitsventils 33 wird gehalten, bis der Kältemittelaustritt repariert ist.
Wenn dagegen bestimmt wird, dass ein Befehl zum Starten der Klimaanlage durch ein Signal von dem Klimaschalter 30 ausgegeben worden ist (Schritt 100), wird die Anwesenheit oder Abwesenheit eines früheren Kältemittelaustritts (Defekts) bestimmt (Schritt 270). Wenn bestimmt wird, dass in der Vergangenheit kein Kältemittelaustritt (Defekt) existierte, wird demgemäß die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Kältemittelaustritts auf Basis eines Signals von dem Gassensor 22 bestimmt (Schritt 170). Wenn hierbei bestimmt wird, dass Kältemittel ausgetreten ist, wird ein Signal zum Verhindern des Startens der Klimaanlage an eine Klimasteuerung (nicht dargestellt) ausgegeben (Schritt 180).
Als nächstes wird das Magnetventil 28 in einem offenen Zustand gehalten (Schritt 190), ein abgeschalteter Zustand der elektromagnetischen Kupplung (d. h. ein gestoppter Zustand des Kompressors 25) wird gehalten (Schritt 200), der gestoppte Zustand des Gebläses 7 wird gehalten (Schritt 210), die Luftauslässe 13, 14 und 15 werden jeweils durch die Luftauslassklappen 16, 17 und 18 geschlossen (Schritt 220), eine Warnung für einen Kältemittelauslass wird dem Fahrgast ausgegeben (Schritt 230) und die Außenlufteinleitungseinlassklappe 4 und das Sicherheitsventil 33 werden geöffnet (Schritt 240 und Schritt 300).
Dann wird in einem Speicher gespeichert, dass ein Kältemittelaustritt (Defekt) stattgefunden hat (Schritt 260) und der Steuerprozess der Schritte 150 bis 240 und des Schritts 300 wird durchgeführt, bis bestimmt wird, dass kein Kältemittel austritt (Schritt 170). Der offene Zustand des Sicherheitsventils 33 und der abgeschaltete Zustand der elektromagnetischen Kupplung werden gehalten, bis der Kältemittelaustritt repariert ist.
Wenn dagegen in Schritt 270 bestimmt worden ist, dass in der Vergangenheit ein Kältemittelaustritt (Defekt) existierte, werden nur die Heizerfunktion und die Gebläsefunktion betrieben, ohne den Kompressor 25 zu betreiben, bis der Kältemittelaustritt repariert ist.
Zusätzlich wird, wenn in Schritt 170 bestimmt worden ist, dass kein Kältemittel ausgetreten ist, ein Signal zum Starten des Betriebs der Klimaanlage an die Steuerung ausgegeben. Folglich arbeitet die Klimaanlage nicht, bis das Signal zum Starten des Betriebs der Klimaanlage ausgegeben wird.
Charakteristika dieses Ausführungsbeispiels werden beschrieben.
Wenn die Klimaanlage gestoppt wird, werden die Luftauslässe 13, 14 und 15 jeweils durch die Luftauslassklappen 16, 17 und 18 geschlossen. Deshalb kann, selbst wenn Kältemittel in das Klimagehäuse 1 austritt, wenn die Klimaanlage nicht betrieben wird, wie beispielsweise beim Parken, das Kältemittel in dem Klimagehäuse 1 gestoppt werden. Folglich kann verhindert werden, dass das Innere der Fahrgastzelle mit dem Kältemittel gefüllt wird.
Zusätzlich ist das Rückschlagventil 29 an der Seite der Ausgabeöffnung 8b des Verdampfapparats 8 angeordnet und außerdem wird das Magnetventil 28 auf der Seite der Einströmungsöffnung geschlossen, wenn der Motor gestoppt wird, und die maximale Kältemittelmenge, welche aus dem Verdampfapparat 8 austritt, während die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, wie beispielsweise beim Parken, kann nur die in dem Verdampfapparat 8 verbleibende Menge sein. Folglich tritt nicht die gesamte Menge des Kältemittels aus und die in das Innere der Fahrgastzelle austretende Kältemittelmenge kann unterdrückt werden.
Ferner kann, wenn der durch den Gassensor 22 erfasste Messwert ein vorgegebener Wert oder mehr ist, das zwischen dem Magnetventil 28 und dem Rückschlagventil 29 vorhandene Kältemittel durch Öffnen des Sicherheitsventils 33 außerhalb der Fahrgastzelle ausgegeben werden und die in das Innere der Fahrgastzelle austretende Kältemittelmenge kann weiter reduziert werden.
Zusätzlich wird, wenn ein Kältemittelaustritt stattfindet, durch die Warnvorrichtung 24 eine Warnung ausgegeben und deshalb kann verhindert werden, dass der Fahrgast fälschlicherweise die Fahrgastzelle des geparkten Fahrzeugs betritt. D. h. in Schritt 150 kann eine Warnung zum Aufmerksam-Machen des Fahrgasts auf den Kältemittelaustritt oder dergleichen ausgegeben werden, bevor der Fahrgast wieder in das Fahrzeug steigt.
Außerdem wird die elektromagnetische Kupplung in dem abgeschalteten Zustand wie in Schritt 200 gehalten, selbst wenn der Klimaschalter in einen Zustand geschaltet wird, in dem ein Kältemittelaustritt beim Starten der Klimaanlage stattgefunden hat, und der Kompressor 25 wird nicht betrieben. Folglich steigt der Kältemitteldruck in dem Kühlkreis nicht an, ein Unterschied zwischen dem Kältemitteldruck in dem Kühlkreis und dem Atmosphärendruck wird nicht größer und ein Kältemittelaustritt kann weiter verhindert werden. Da der Kompressor 25 nicht arbeitet, während er in einem Zustand ist, in dem die Kältemittelmenge gesunken ist, können Probleme wie beispielsweise ein Fressen oder dergleichen des Kompressors verhindert werden.
Da das Gebläse nicht betrieben wird, während es in einem Zustand ist, in dem ein Kältemittelaustritt beim Starten der Klimaanlage stattgefunden hat, findet ein erzwungener Luftstrom in dem Luftkanal 1a zu der Fahrgastzelle nicht statt. Folglich kann ein Strömen des ausgetretenen Kältemittels in die Fahrgastzelle unterdrückt werden.
Weil zusätzlich die zwei Einleitungseinlässe 2 und 3 geschlossen werden und die Luftauslässe 13, 14 und 15 geschlossen werden, wenn die Klimaanlage gestoppt wird, wird der in dem Klimagehäuse 1 gebildete Luftkanal 1a zu einem geschlossenen Raum. Folglich wird die Konzentration des in den Luftkanal 1a strömenden Kältemittels (zum Beispiel Kältemittel, das aus dem Verdampfapparat 8 ausgetreten ist) höher als in einem Fall, in dem der Luftkanal 1a geöffnet ist, und die Wahrscheinlichkeit des Erfassens des Kältemittelaustritts durch den Gassensor 22 wird hoch. Als Ergebnis kann die Kältemittelaustrittserfassungsgenauigkeit des Gassensors 22 erhöht werden.
Zusätzlich sind, weil das Magnetventil 28, das Rückschlagventil 29 und das Sicherheitsventil 33 außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet sind, Rohrverbindungsabschnitte mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eines Kältemittelaustritts außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet. Folglich kann ein Strömen des ausgetretenen Kältemittels in die Fahrgastzelle unterdrückt werden.
Weiterhin wird der Kompressor 25 nicht betrieben, wenn ein Befehl zum Starten des Betriebs der Klimaanlage für ein Fahrzeug durch den Klimaschalter 30 in einem Fall ausgegeben worden ist, in dem in der Vergangenheit ein Kältemittelaustritt (Defekt) existierte, und Probleme wie beispielsweise ein Fressen oder dergleichen des Kompressors 25 können verhindert werden.
Das Rückschlagventil 29 kann auch als ein Ansaugventil für den Kompressor 25 verwendet werden.

Claims

Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle, mit einem Klimagehäuse (1) zum Bilden eines Luftkanals (1a) darin, wobei der Luftkanal einen Luftauslass (13–15) an einer luftstromabwärtigen Seite davon aufweist, um so zu der Fahrgastzelle offen zu sein; einem in dem Klimagehäuse (1) angeordneten Verdampfapparat (8), wobei der Verdampfapparat (8) in die Fahrgastzelle strömende Luft mittels Verdunstungskälte eines entflammbaren Kältemittels kühlt; einer Luftkanal-Öffnungs/Schließeinrichtung (16–18) zum Öffnen oder Schließen des Luftkanals, wobei die Luftkanal-Öffnungs/Schließeinrichtung (16–18) an einer luftstromabwärtigen Seite des Verdampfapparats (8) in dem Klimagehäuse (1) angeordnet ist; und einer Öffnungs/Schließ-Steuereinrichtung (100, 120) zum Steuern der Luftkanal-Öffnungs/Schließeinrichtung (16–18) derart, dass der Luftkanal (1a) geschlossen wird, wenn die Klimaanlage gestoppt wird.
Klimaanlage nach Anspruch 1, ferner mit einer Stoppbefehlseinrichtung (30) zum Befehlen eines Stoppens der Klimaanlage, wobei die Luftkanal-Öffnungs/ Schließeinrichtung (16–18) den Luftkanal (1a) schließt, wenn durch die Stoppbefehlseinrichtung (30) ein Stoppen der Klimaanlage befohlen worden ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Startbefehlseinrichtung (30) zum Befehlen eines Startens der Klimaanlage; einer Kältemittelerfassungseinrichtung (22) zum Erfassen des Kältemittels, welches in dem Luftkanal (1a) geströmt ist, wobei die Kältemittelerfassungseinrichtung (22) in dem Klimagehäuse (1) an einer luftstromaufwärtigen Seite der Luftkanal-Öffnungs/Schließeinrichtung (16–18) angeordnet ist; und einer Halteeinrichtung (100, 170, 220) zum Steuern der Luftkanal-Öffnungs/ Schließeinrichtung (16–18) derart, dass der Luftkanal (1a) in einem geschlossenen Zustand gehalten wird, falls ein Messwert der Kältemittel erfassungseinrichtung (22) ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn durch die Startbefehlseinrichtung (30) ein Starten der Klimaanlage befohlen worden ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einer Startbefehlseinrichtung (30) zum Befehlen eines Startens der Klimaanlage; einer Kältemittelerfassungseinrichtung (22) zum Erfassen des Kältemittels, das in dem Luftkanal (1a) geströmt ist, wobei die Kältemittelerfassungseinrichtung (22) in dem Klimagehäuse (1) an einer luftstromaufwärtigen Seite der Luftkanal-Öffnungs/Schließeinrichtung (16–18) angeordnet ist; einem Gebläse (7) zum Blasen der Luft in eine Fahrgastzelle; und einer Gebläsehalteeinrichtung (100, 170, 210) zum Halten des Gebläses (7) in einem gestoppten Zustand, falls ein Messwert der Kältemittelerfassungseinrichtung (22) ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn durch die Startbefehlseinrichtung (30) ein Starten der Klimaanlage befohlen worden ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einer Startbefehlseinrichtung (30) zum Befehlen eines Startens der Klimaanlage; einer Kältemittelerfassungseinrichtung (22) zum Erfassen des Kältemittels, das in dem Luftkanal (1a) geströmt ist, welche in dem Klimagehäuse (1) an einer luftstromaufwärtigen Seite der Luftkanal-Öffnungs/Schließeinrichtung (16–18) angeordnet ist; einem Kompressor (25) zum Komprimieren des Kältemittels; und einer Kompressorhalteeinrichtung (100, 270, 280) zum Halten des Kompressors in einem gestoppten Zustand, falls ein Messwert der Kältemittelerfassungseinrichtung (22) zum Erfassen des Kältemittels ein vorgegebener Wert oder mehr ist, wenn ein Starten der Klimaanlage durch die Startbefehlseinrichtung (30) befohlen worden ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Luftkanal (1a) enthält: einen an einer luftstromaufwärtigen Seite in dem Klimagehäuse (1) angeordneten Innenlufteinleitungseinlass (2) zum Einleiten der Luft in der Fahrgastzelle; einen an einer luftstromaufwärtigen Seite in dem Klimagehäuse (1) angeordneten Außenlufteinleitungseinlass (3) zum Einleiten von Luft außerhalb der Fahrgastzelle.
Klimaanlage nach Anspruch 6, ferner mit einer Innenluft/Außenluft-Öffnungs/Schließeinrichtung (4, 5) zum Öffnen oder Schließen des Innenlufteinleitungseinlasses (2) und des Außenlufteinleitungseinlasses (3); und einer Innenluft/Außenluft-Steuereinrichtung (130) zum Steuern der Innenluft/ Außenluft-Öffnungs/Schließeinrichtung (4, 5) derart, dass sowohl der Innenlufteinleitungseinlass (2) als auch der Außenlufteinleitungseinlass (3) geschlossen werden, wenn die Klimaanlage gestoppt wird.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der Verdampfapparat (8) mit einer Einströmungsöffnung (8a), in welche das Kältemittel strömt, und einer Ausgabeöffnung (8b), aus welcher das Kältemittel strömt, versehen ist.
Klimaanlage nach Anspruch 8, ferner mit einer ersten Ventileinrichtung (28), die an einer Seite der Einströmungsöffnung (8a) angeordnet ist, um das durch die Einströmungsöffnung (8a) strömende Kältemittel zu regeln; und einer zweiten Ventileinrichtung (29), die an einer Seite der Ausgabeöffnung (8b) angeordnet ist, um das durch die Ausgabeöffnung (8b) strömende Kältemittel zu regeln, wobei die zwei Ventileinrichtungen (28, 29) das Strömen des Kältemittels in den Verdampfapparat (8) unterbrechen, wenn die Klimaanlage gestoppt wird.
Klimaanlage nach Anspruch 9, ferner mit einer dritten Ventileinrichtung (33), die zwischen der ersten Ventileinrichtung und der zweiten Ventileinrichtung (28, 29) angeordnet ist, bei welcher die dritte Ventileinrichtung (33) so betätigt wird, dass ein zwischen der ersten und der zweiten Ventileinrichtung (28, 29) vorhandenes Kältemittel außerhalb der Fahrgastzelle ausgegeben wird, wenn ein Messwert der Kältemittelerfassungseinrichtung (22) ein vorgegebener Wert oder mehr ist.
Klimaanlage nach Anspruch 10, bei welcher die ersten bis dritten Ventileinrichtungen (28, 29, 33) außerhalb der Fahrgastzelle angeordnet sind.
Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher die Luftkanal-Öffnungs/Schließeinrichtung (16–18) zum Öffnen und Schließen des Luftauslasses (13–15) aus dem Luft in dem Luftkanal in die Fahrgastzelle geblasen wird, angeordnet ist; und die Öffnungs/Schließ-Steuereinrichtung (100, 120) die Luftkanal-Öffnungs/ Schließeinrichtung (16–18) zum Schließen des Luftauslasses (13–15) steuert, wenn der Betrieb der Klimaanlage gestoppt wird.