CN101065262A - 用于机动车的空调设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(1)的空调设备(5)，该空调设备(5)具有冷却剂回路(10)，冷却剂可以通过该冷却剂回路借助压缩机(14)抽出，其中该空调设备(5)具有用于根据在集成在冷却剂回路(10)中的用于汽化冷却剂的汽化器(11)旁边流过的空气(22)的温度(TLV)、在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之前存在的冷却剂压力(PND)或者用于调节压缩机(14)的可调节的压缩行程的调节信号(IK)确定压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)的力矩确定器(31)。

Description

用于机动车的空调设备
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的空调设备，该空调设备具有冷却剂回路，冷却剂可以通过该冷却剂回路借助压缩机抽出。
背景技术
所述空调设备例如在Bosch的Kraftfahrtechnisches Taschenbuch第23版，Vieweg，1999，ISBN 3-528-03876-4，第778页和779页中得以公开。在上述空调设备中根据上述文献已知，利用程序选择进行自动调节以自动调节出所需的内部温度、空气量以及空气分配。这些量是始终相互联系的并且不能被随意改变。所设置的电子控制器既控制所有重要的影响量和干扰量，也控制由乘客选定的温度，并从中连续形成温度额定值。将该温度额定值与实际温度相比较，并且确定的差值在控制器中产生用于供热调节、冷却调节和空气量调节的参考量。另外一种功能是根据乘客设定的程序触发用于空气分配的阀门控制器。所有调节回路都可以通过手操作进行影响。由调节获得的温度额定值通过水侧或空气侧的调节达到。空气量可以通过不同鼓风压缩机级数或者无级的调节达到额定值。通常来说关系到不处理实际值的控制。在高速时，这一装置就不够用了，因为这时出现的背压提高了输送量。一种专门的控制器可以随着行驶速度的增加首先将鼓风机转速减小至停止状态，并在背压继续上升的情况下通过节流阀限制进入的空气流。
发明内容
本发明的任务是改进带有空调设备的机动车的运行。
上述任务通过一种用于机动车的空调设备得以解决，该空调设备具有冷却剂回路，冷却剂可以通过该冷却剂回路借助压缩机抽出，其中该空调设备具有用于根据在集成在冷却剂回路中的用于汽化冷却剂的汽化器旁边流过的空气的温度、在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向例如直接在压缩机前存在的冷却剂压力和/或用于调节压缩机的可调节的压缩行程的调节信号确定压缩机运行所必需的驱动扭矩的力矩确定器。
在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向在压缩机前存在的压力在本发明中尤其指的是在冷却剂回路中在汽化器和压缩机之间存在的压力。在集成在冷却剂回路中的用于汽化冷却剂的汽化器旁边流过的空气的温度在本发明中尤其指的是流过汽化器的散热片系统的空气。压缩机运行所必需的驱动扭矩在本发明中尤其指的是用于以所希望的转速或实际转速运行压缩机所必须施加的扭矩。
在本发明优选的设计方案中，调节信号是电流。
在本发明另一优选的设计方案中，冷却剂是R134a，R152a或者二氧化碳。
在本发明另一优选的设计方案中，压缩机运行所必需的驱动扭矩可以借助于力矩确定器根据在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向在压缩机后面存在的冷却剂压力确定。
在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向在压缩机后面存在的冷却剂压力在本发明中尤其指的是在冷却剂回路中存在于压缩机和汽化器之间的、尤其是存在于压缩机与设置在汽化器前的阀门之间的压力。
在本发明另一优选的设计方案中，压缩机运行所必需的驱动扭矩可以借助于力矩确定器根据压缩机的驱动转速确定。
此外上述任务-尤其结合上述特征-通过一种具有空调设备的机动车解决，该空调设备具有冷却剂回路和力矩确定器，其中冷却剂可以通过该冷却剂回路借助压缩机抽出，而所述力矩确定器则用于根据在集成在冷却剂回路中的用于汽化冷却剂的汽化器旁边流过的空气的温度、在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向例如直接在压缩机前存在的冷却剂压力和/或用于调节压缩机的可调节的压缩行程的调节信号确定压缩机运行所必需的驱动扭矩。
在本发明优选的设计方案中，机动车具有用于驱动机动车和用于驱动压缩机的动力源以及用于根据可以借助于力矩确定器确定的压缩机运转所必需的驱动扭矩控制动力源的驱动控制器。动力源例如可以是内燃机、电动机或混合式发动机。驱动控制器例如可以是发动机控制器。
另外上述任务通过一种运行用于机动车的尤其是具有上述特征的空调设备的方法得以解决，该空调设备具有冷却剂回路，通过该冷却剂回路，冷却剂尤其是R134a、R152a或者二氧化碳可以借助压缩机抽出，其中压缩机运行所必需的驱动扭矩根据在集成在冷却剂回路中的用于汽化冷却剂的汽化器旁边流过的空气的温度、在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向例如直接在压缩机前存在的冷却剂压力和/或用于调节压缩机的可调节的压缩行程的调节信号确定。
在本发明优选的设计方案中，压缩机运行所必需的驱动扭矩根据在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向在压缩机后面存在的冷却剂压力确定。
在本发明另一优选的设计方案中，压缩机运行所必需的驱动扭矩根据压缩机的驱动转速确定。
附图说明
其它优点及细节由以下对实施例的说明获得。其中：
图1是具有内燃机和空调设备的机动车的示意图，
图2是用于确定压缩机运转所必需的驱动扭矩的力矩确定器，
图3是运行用于机动车的尤其具有上述特征的空调设备的方法。
具体实施方式
图1示出了机动车1的示意图。该机动车1具有内燃机2和用于控制内燃机2的发动机控制器3。此外，该机动车1具有空调设备5。
该空调设备5包括冷却剂回路10，通过该冷却剂回路，冷却剂尤其是R134a、R152a或者二氧化碳借助于压缩机14沿箭头15、16、17、18标出的流动方向抽出或者说可以抽出。压缩机14由内燃机2驱动。在此尤其是压缩机14的转速nK与内燃机2的转速成比例。流过冷却剂回路10的冷却剂的体积流量可以通过调节压缩机14的可调节的压缩行程来调节。压缩行程可以借助于作为调节信号的压缩机电流IK调节。
在冷却剂回路10中集成了用于汽化冷却剂的汽化器11。该汽化器11具有未示出的散热片，空气23从该散热片旁边流过。当空气23从散热片旁边流过后，这些空气23就作为冷空气22从汽化器11中流出。相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在汽化器11前面设置了恒温膨胀阀21，该膨胀阀21根据冷却剂相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在汽化器11后面的温度TV进行调节。为测量冷却剂相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在汽化器11后面的温度TV设置了冷却剂温度传感器25。
在冷却剂回路10中，相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14的后面设置了用于液化冷却剂的冷凝器12。此外相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在冷凝器12的后面设置了用于存贮冷却剂的冷却剂贮存槽20。
空调设备5包括通过输出压缩机电流IK来控制压缩机14的空调设备控制器30。空调设备控制器30中的输入量是：
-在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14后面、尤其是在冷凝器12后面或者说在冷却剂贮存槽20后面(并由此在汽化器14前面或者说在恒温膨胀阀21前面)存在的冷却剂压力PHD，该压力可借助于压力传感器34测量，
-压缩机14的驱动转速nK，该驱动转速可以由发动机控制器3传送给空调设备控制器30，
-冷空气22的温度TLV，该温度可通过温度传感器33测量，以及
-在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14前面、并且尤其是在汽化器11后面存在的冷却剂压力PND，该压力可借助于压力传感器32测量。
空调设备控制器30包括在图1和图2中示出的用于根据以下量确定压缩机14运转所必需的驱动扭矩MK的力矩确定器31：
-在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14后面、尤其是在冷凝器12后面或者说在冷却剂贮存槽20后面(并由此在汽化器14前面或者说在恒温膨胀阀21前面)存在的冷却剂压力PHD，
-压缩机14的驱动转速nK，
-冷空气22的温度TLV，
-在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14之前、并且尤其在汽化器11之后存在的冷却剂压力PND，
-压缩机电流IK。
力矩确定器31可以包括多维表格或者神经网络。在上述实施例中，力矩确定器31包括多个相应于表格1的表格，在这些表格中填入了压缩机14运转所必需的驱动扭矩MK，该驱动扭矩取决于在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14之后、尤其在冷凝器12之后或者说在冷却剂贮存槽20之后(并由此在汽化器14之前或者说在恒温膨胀阀21之前)存在的冷却剂压力PHD和压缩机14的驱动转速nK。如果例如压力PHD为20bar，并且驱动转速nK为1000min-1，那么压缩机运转所必需的驱动扭矩MK为20Nm。在此力矩确定器31包括多个这样的表格，其中的压缩机14运转所必需的驱动扭矩MK的数据取决于：
-冷空气22的温度TLV，
-在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14之前、并且尤其在汽化器11之后存在的冷却剂压力PND和/或者
-压缩机电流IK。
表格1是上述实施例的示例表格，其中：
IK＝0.7A
TLV＝3℃
PND＝3bar
                           表格1
Figure A20058004041900091
也可以使压缩机14运转所必需的驱动扭矩MK借助于力矩确定器31根据：
-在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14之后、尤其在冷凝器12之后或者说在冷却剂贮存槽20之后(并由此在汽化器14之前或者说在恒温膨胀阀21之前)存在的冷却剂压力PHD和
-压缩机的驱动转速nK
以及下面的量中的一个或者两个：
-冷空气22的温度TLV，
-在冷却剂回路中相对于冷却剂的流动方向15、16、17、18在压缩机14之前、并且尤其在汽化器11之后存在的冷却剂压力PND和-压缩机电流IK
确定。
图3示出的是在空调设备控制器30中实现的用于运行空调设备5的方法。在此在步骤40中求出压缩机电流IK的当前值并传送到压缩机14。在下一步骤41中借助于力矩确定器31确定压缩机14运转所必需的驱动扭矩MK，并在接下来的步骤42中输出给发动机控制器3。
考虑到简单性和明朗性，图中的元件没有忠实于其尺寸绘出。因此例如一些元件的数量级与其它元件相比是夸大地示出的，用于更好地理解本发明的实施例。
                   附图标记列表
1                  机动车
2                  内燃机
3                  发动机控制器
5                  空调设备
10                 冷却剂回路
11                 汽化器
12                 冷凝器
14                 压缩机
15、16、17、18     流动方向
20                 冷却剂贮存槽
21                 恒温膨胀阀
22                 冷空气
23                 空气
25                 冷却剂温度传感器
30                 空调设备控制器
31                 力矩确定器
32，34             压力传感器
33                 温度传感器
40，41，42         步骤
IK                    压缩机电流
MK                    驱动扭矩
nK                    压缩机的驱动转速
PHD，PND             冷却剂压力
TV                    冷却剂温度
TLV                   冷空气温度

Claims (14)

1.用于机动车(1)的空调设备(5)，该空调设备(5)具有冷却剂回路(10)，冷却剂可以通过该冷却剂回路借助压缩机(14)抽出，其特征在于，所述空调设备(5)具有用于根据以下量确定压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)的力矩确定器(31)：
-在集成在冷却剂回路(10)中的用于汽化冷却剂的汽化器(11)旁边流过的空气(22)的温度(TLV)，
-在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之前存在的冷却剂压力(PND)或者
-用于调节压缩机(14)的可调节的压缩行程的调节信号(IK)。
2.按权利要求1所述的空调设备(5)，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)可以借助于力矩确定器(31)根据在集成在冷却剂回路(10)中的汽化器(11)旁边流过的空气(22)的温度(TLV)和在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之前存在的冷却剂压力(PND)确定。
3.按权利要求1所述的空调设备(5)，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)可以借助于力矩确定器(31)根据在集成在冷却剂回路(10)中的汽化器(11)旁边流过的空气(22)的温度(TLV)和用于调节压缩机(14)的可调节的压缩行程的调节信号(IK)确定。
4.按权利要求1所述的空调设备(5)，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)可以借助于力矩确定器(31)根据在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之前存在的冷却剂压力(PND)和用于调节压缩机(14)的可调节的压缩行程的调节信号(IK)确定。
5.按权利要求1所述的空调设备(5)，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)可以借助于力矩确定器(31)根据在集成在冷却剂回路(10)中的汽化器(11)旁边流过的空气(22)的温度(TLV)、在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之前存在的冷却剂压力(PND)以及用于调节压缩机(14)的可调节的压缩行程的调节信号(IK)确定。
6.按上述权利要求中任一项所述的空调设备(5)，其特征在于，所述冷却剂是R134a或R152a。
7.按权利要求1至5中任一项所述的空调设备(5)，其特征在于，所述冷却剂是二氧化碳。
8.按上述权利要求中任一项所述的空调设备(5)，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)可以借助于力矩确定器(31)根据在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之后存在的冷却剂压力(PHD)确定。
9.按上述权利要求中任一项所述的空调设备(5)，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)可以借助于力矩确定器(31)根据压缩机(14)的驱动转速(nK)确定。
10.机动车(1)，其特征在于，该机动车具有按上述权利要求中任一项所述的空调设备(5)。
11.按权利要求10所述的机动车(1)，其特征在于，该机动车具有用于驱动机动车(1)和用于驱动压缩机(14)的动力源(2)以及用于根据借助于力矩确定器(31)可以确定的压缩机(14)运转所必需的驱动扭矩(MK)控制动力源(2)的驱动控制器(3)。
12.运行用于机动车(1)的空调设备(5)的方法，该空调设备(5)具有冷却剂回路(10)，冷却剂可以通过该冷却剂回路(10)借助于压缩机(14)抽出，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)根据
-在集成在冷却剂回路(10)中的用于汽化冷却剂的汽化器(11)旁边流过的空气(22)的温度(TLV)，
-在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之前存在的冷却剂压力(PND)或者
-用于调节压缩机(14)的可调节的压缩行程的调节信号(IK)确定。
13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)根据在冷却剂回路(10)中相对于冷却剂的流动方向(15、16、17、18)在压缩机(14)之后存在的冷却剂压力(PHD)确定。
14.按权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述压缩机(14)运行所必需的驱动扭矩(MK)根据压缩机(14)的驱动转速(nK)确定。
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