DE10052898A1

DE10052898A1 - Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE10052898A1
Application number: DE2000152898
Authority: DE
Inventors: Atsuo Inoue; Masato Tsuboi; Satoshi Kamei; Hideyuki Kogure; Kenichiro Sato
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2001-07-26
Also published as: FR2802151A1; FR2802151B1

Abstract

Eine Fahrzeugklimaanlage hat Leistungsverbraucher, die einen Kopressor (18) und eine Heizung (52, 27) umfassen. Die Klimaanlage nimmt ihre Energiequelle im Wesentlichen von einer Hauptantriebsquelle (23) zum Antreiben eines Fahrzeuges. Das System weist eine Energieverbrauchsabschätzvorrichtung zur Abschätzung einer Energiemenge, die durch den Leistungsverbraucher wie beispielsweise den Kompressor und eine Heizung (52, 27) verbraucht wird, auf. In dem Regelsystem werden sowohl der Antriebszustand eines Fahrzeuges als auch die Anforderung an die Klimaanlagenseite zu der vorliegenden Zeit berücksichtigt, wobei die Notwendigkeit der Leistungsbegrenzungsregelung auf der Klimaanlagenseite ausreichend bestimmt wird, und wenn die Leistungsbeschränkung erforderlich ist, kann eine optimale Regelung für den Kompressor oder/und die Heizung unter dem Zustand zu der vorliegenden Zeit durchgeführt werden, ohne das Fahren des Fahrzeuges zu beeinträchtigen, wodurch eine stabile Klimatisierung erzielt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugklimaanla gen, deren Energiequelle aus der Hauptantriebsquelle zum An treiben eines Fahrzeuges genommen wird (Energie, die von einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor stammt), und, insbe sondere auf Fahrzeugklimaanlagen, die eine optimale Regelung eines leistungsvariablen Kompressors erzielen, der als ein Leistungsverbraucher in einem Kühlkreislauf vorgesehen ist oder/und eines anderen Energieverbrauchers, einschließlich ei ner Heizung, die relativ viel Energie verbraucht, wenn eine Einschränkung hinsichtlich der Energie erforderlich ist, die von der Hauptantriebsquelle aus der Sicht der Fahrleistungsfä higkeit etc. geliefert wird.

In Fahrzeugklimaanlagen wird deren Leistungsquelle häufig aus einer Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges her genommen (ein Verbrennungsmotor oder im Falle eines Elektro fahrzeuges ein Elektromotor). In einer solchen Klimaanlage, deren Energiequelle gleich der Energie zum Fahren eines Fahr zeuges ist, wird deren Regelung so durchgeführt, dass eine Zunahme der von der Klimaanlage verbrauchten Energie den An triebszustand (den Fahrzustand) des Fahrzeuges nicht beein flusst. Wenn z. B. eine Drehzahl eines Verbrennungsmotors höher als ein vorbestimmter Wert ist, oder, wenn ein Öffnungsgrad einer Drosselklappe größer als ein vorbestimmter Wert ist, kann eine Verdrängung eines Kompressors, der in einem Kühl kreislauf eines Klimaanlage vorgesehen ist, so geregelt wer den, dass sie auf Null eingestellt wird (beispielsweise indem eine Kupplung für den Kompressor ausgekoppelt wird). Diese Re gelung wird durchgeführt, ohne die Leistung zu erkennen, die zu dieser Zeit von dem Kompressor verbraucht wird, d. h. unge achtet des Leistungsverbrauches des Kompressors.

Ferner ist bei dieser Regelung nur die Information bezüglich des Betriebes/Nicht-Betriebes des Kompressors für die Regelung für die Hauptantriebsquelle vorgesehen. Es ist beispielsweise während des Kühlbetriebs nur die Information hinsichtlich des Betriebes/Nicht-Betriebes eines Kühlers für eine ECU eines Verbrennungsmotors vorgesehen, und die Motor-ECU führt eine Regelung zur Korrektur des Kraftstoffverbrauches und eine Kor rektur des Drosselklappenöffnungsgrades ausschließlich mittels der Information hinsichtlich des Betriebes/Nicht-Betriebes des Kühlers durch.

Bei einer solchen Regelung kann jedoch insbesondere zu einer Zeit einer niedrigen thermischen Kühllast (niedriger Leistung) die Wahrscheinlichkeit, die Verdrängung eines Kompressors zu Null zu machen (Wahrscheinlichkeit, die Kupplung auszukuppeln) mehr als nötig erhöht werden, die Regelung kann instabil wer den und es kann beispielsweise eine Schwankung einer Tempera tur der ausgeblasenen Luft hervorgerufen werden.

Darüber hinaus kann insbesondere zu einer Zeit einer niedrigen thermischen Kühllast (niedriger Leistung) die Korrektur eines Kraftstoffverbrauches oder die Korrektur eines Drosselklappen öffnungsgrades übermäßig durchgeführt werden und deshalb be steht eine Gefahr, dass eine Drehzahl eines Verbrennungsmotors übermäßig ansteigen könnte.

Ferner wird die von der Hauptantriebsquelle zum Antreiben ei nes Fahrzeuges gelieferte Energie zum Verbrauch von Energie für verschiedene Zubehörausstattungen außer einem Kompressor in einem Kühlkreislauf verwendet.

Genauer gesagt wird deren Energieverbrauch relativ groß, wenn eine Heizung vorgesehen ist. Deshalb sind in einem Fall, in dem ein solcher Leistungsverbraucher, dessen Verbrauchsenergie gleich der Energie zum Antreiben eines Fahrzeuges ist, eine Regelung für eine stabile Klimatisierung ebenso wie eine Rege lung für ein stabiles Antreiben des Fahrzeuges erwünscht, um eine stabile Klimatisierung ohne Auswirkung auf das Fahren des Fahrzeuges zu erzielen, indem der jeweilige Energieverbraucher auf optimale Bedingungen eingeregelt wird, während die Ver brauchsenergie für den jeweiligen Leistungsverbraucher in Ab hängigkeit von einer Energie, die zum Fahren des Fahrzeuges zu jener Zeit erforderlich ist, relativ zur gesamten Energiemen ge, die von der Hauptantriebsquelle erzeugt wird, angemessen eingeschränkt wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Fahrzeugklima anlagen zu schaffen, die eine stabile Regelung für die Klima tisierung ohne Auswirkung auf den Antrieb eines Fahrzeuges er zielen können, indem eine Leistung, die von einem Kompressor in Abhängigkeit von einem Zustand zu der vorliegenden Zeit verbraucht wird, adäquat bzw. angemessen abgeschätzt wird, und indem die Verbrauchsleistung des Kompressors adäquat einge schränkt wird, nicht indem der Betrieb des Kompressors ge stoppt wird, wenn festgestellt wird, dass die Leistung, die für den Kompressor erforderlich ist, die Energie zum Antreiben des Fahrzeuges beeinflussen könnte.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, die eine solche stabile Rege lung für die Klimatisierung ohne Auswirkung auf den Antrieb eines Fahrzeuges erzielen kann, indem die Leistung, die für verschiedene Leistungsverbraucher verwendbar ist, adäquat ab geschätzt wird, einschließlich von wenigstens einer Heizung, vorzugsweise zu der gleichen Zeit, in der eine Leistung abge schätzt wird, die von einem Kompressor verbraucht wird, in Ab hängigkeit von einem Zustand zu der vorliegenden Zeit.

Die Aufgaben und Ziele, werden durch eine Fahrzeugklimaanlage der nachstehend definierten Ansprüche gelöst. Eine erfindungs gemäße Fahrzeugklimaanlage besitzt ein Gebläse zum Ausblasen von Luft und einen inneren Wärmetauscher zum Kühlen oder Hei zen von Luft, die durch das Gebläse in eine Führungsöffnung in das Innere eines Fahrzeuges eingeblasen wird. Die Klimaanlage enthält ferner einen Dampfkompressionskühlkreislauf oder/und einen Dampfkompressionswärmepumpenkreislauf der einen lei stungsvariablen Kompressor und eine Verdrängungsregelungsvor richtung zur Einstellung einer Verdrängung des Kompressors und Regelung einer Ausstoßmenge des Kompressors hat. Der Kompres sor ist über einen Kühlmittelkreislauf, der ein Kühlmittel, das zwischen dem Kompressor und dem inneren Wärmetauscher zir kuliert, komprimiert, mit dem inneren Wärmetauscher verbunden und kann eine Ausstoßmenge des komprimierten Kühlmittels ver ändern. Die Klimaanlage weist eine Leistungsabschätzvorrich tung zur Abschätzung einer Kompressorverbrauchsleistung, die während des Betriebes des Kompressors erzeugt wird, auf. Der innere Wärmetauscher dient im Falle des Dampfkompressionskühl kreislaufes als Verdampfer und er dient im Falle des Dampfkom pressionswärmepumpenkreislaufes als Kondensator.

Die Klimaanlage kann eine Erkennungsvorrichtung für die Menge an eingeblasener Luft zur Erfassung oder Abschätzung einer physikalischen Menge, die eine Korrelation mit einer Luftmen ge, die durch das Gebläse eingeblasen wird, hat, eine Tempera turerkennungsvorrichtung für die Luft, die einen inneren Wär metauscher passiert, zur Erfassung oder Abschätzung einer Tem peratur der Luft, die durch den inneren Wärmetauscher strömt, eine Ansaugdruckerkennungsvorrichtung zur Erfassung oder Ab schätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das in den Kompres sor eingesaugt wird, und eine Ausstoßdruckerkennungsvorrich tung zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes des Kühlmit tels, das von dem Kompressor ausgestoßen wird, haben und die Leistungsabschätzungsvorrichtung kann die Kompressorver brauchsleistung abschätzen, die sich auf die Information be zieht, die von der Erkennungsvorrichtung für die Menge an ein geblasener Luft, der Erkennungsvorrichtung für die Temperatur der Luft, die den inneren Wärmetauscher passiert, der Erken nungsvorrichtung für den Ansaugdruck und der Erkennungsvor richtung für den Ausstoßdruck erhalten wird.

Ferner kann die Klimaanlage eine Erkennungsvorrichtung für ei ne Ausstoßmenge zur Erfassung oder Abschätzung einer physika lischen Menge, die eine Korrelation mit der ausgestoßenen Men ge des Kompressors hat, haben, ebenso wie eine Erkennungsvor richtung für einen Ansaugdruck zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das in den Kompressor einge saugt wird, und eine Erkennungsvorrichtung für den Ausstoß druck zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes des Kühlmittels, das von dem Kompressor ausgestoßen wird, und die Lei stungsabschätzungsvorrichtung kann die Kompressorverbrauchs leistung hinsichtlich der Information abschätzen, die von der Erkennungsvorrichtung für die Ausstoßmenge, der Erkennungsvor richtung für den Ansaugdruck und der Erkennungsvorrichtung für den Ausstoßdruck erhalten wird.

Um die Energie zum Antreiben eines Fahrzeuges gemäß der vorbe schriebenen Abschätzung der Kompressorverbrauchsleistung aus reichend abzuschätzen, kann die Klimaanlage eine Ausgabevor richtung für einen abgeschätzten Verbrauchsleistungswert zur Umwandlung eines Wertes der Kompressorverbrauchsleistung, die durch die Leistungsabschätzungsvorrichtung abgeschätzt wird, in ein elektrisches Signal und zum Ausgeben des elektrischen Signals an eine externe Informationseinrichtung aufweisen und die externe Informationseinrichtung kann eine Regelungsvor richtung für eine Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges aufweisen. Die Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges enthält einen Elektromotor in einem Elektro fahrzeug und keinen Verbrennungsmotor. Ferner ist in einem so genannten Hybridfahrzeug auch eine zusammengesetzte Leistungs quelle enthalten.

Des weiteren kann die Klimaanlage ferner eine Einstellvorrich tung zur Einstellung der Leistungsfähigkeit eines inneren Wär metauschers und eine Informationsspeichervorrichtung aufwei sen. Die Informationsspeichervorrichtung speichert einen Lei stungsgrenzwert als maximal zulässigen Wert einer Leistung, die von dem Kompressor verbraucht wird. Die Verdrängungsrege lungsvorrichtung kann den abgeschätzten Verbrauchsleistungs wert des Kompressors mit dem Leistungsgrenzwert vergleichen und regelt eine Leistungsfähigkeit des inneren Wärmetauschers durch Einstellung der Verdrängung des Kompressors, bezugnehmend auf eine Soll-Leistungsfähigkeit des inneren Wärmetau schers, die durch die Einstellvorrichtung für die Leistungsfä higkeit des inneren Wärmetauschers eingestellt wurde, wenn der Wert der abgeschätzten Verbrauchsleistung niedriger als der Leistungsgrenzwert ist, und regelt eine tatsächliche Leistung, die für den Kompressor verbraucht wird, durch Einstellung der Verdrängung des Kompressors, so dass der Wert der abgeschätz ten Verbrauchsleitung den Leistungsgrenzwert nicht überschrei tet, wenn der Wert der abgeschätzten Verbrauchsleistung gleich oder höher als ein Leistungsgrenzwert ist.

In diesem Ausführungsbeispiel kann die Klimaanlage des weite ren eine Erfassungsvorrichtung zur Leistungsmengenerfassung für die Erfassung einer Einstellmenge eines Ausgangs der Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges aufweisen, und der Leistungsgrenzwert kann in Reaktion auf eine Ausgangs leistungs-Einstellungsmenge, die von der Erfassungsvorrichtung für die Einstellungsmenge erfasst wird, verändert werden. Fer ner kann die Klimaanlage eine Drehzahlerfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Drehzahl der Hauptantriebsquelle zum An treiben eines Fahrzeuges aufweisen und der Leistungsgrenzwert kann in Reaktion auf eine Drehzahl, die von der Drehzahlerfas sungsvorrichtung erfasst wird, verändert werden. Ferner kann die Verdrängungsregelung eine Berechnungsvorrichtung zur Be rechnung einer Abweichung enthalten und die Verdrängungsrege lungsvorrichtung kann die Verdrängung des Kompressors regeln, unter Bezugnahme auf eine Differenz zwischen dem abgeschätzten Verbrauchsleistungswert und dem Leistungsgrenzwert, der durch die Berechnungsvorrichtung berechnet wurde, wenn der abge schätzte Verbrauchsleistungswert gleich oder höher als der Leistungsgrenzwert ist.

Ferner sieht die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugklimaanla ge vor, die Leistungsverbraucher einschließlich wenigstens ei ner Heizung enthält. Die Klimaanlage nimmt ihre Energiequelle im Wesentlichen von einer Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges. Die Klimaanlage weist eine Energiever brauchsabschätzungsvorrichtung zur Abschätzung einer Menge der Energie, die von einem Leistungsverbraucher verbraucht wurde, abgeschätzt wird.

Die oben beschriebene Heizung umfaßt außer einer Elektrohei zung eine Reibungsheizung und sie umfaßt alle Arten an Heizun gen, die eine relativ große Energiemenge verbrauchen. Ferner kann eine Sitzheizung und eine thermische Drahtheizung für ei ne Antibeschlageinrichtung enthalten sein. Als Leistungsver braucher kann neben Heizungen beispielsweise ein Motor zum An treiben eines Gebläses, das in einer Luftführung für die Kli maanlage vorgesehen ist, ein Motor zum Antreiben eines äußeren Gebläses, das an einer Stelle eines äußeren Wärmetauschers vorgesehen ist, der sich in einem Kühlkreislauf befindet, und des weiteren ein Licht, ein Wischer, etc., enthalten sein. Es können nämlich alle Ausrüstungsgegenstände, deren Energiequel le von einer Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeu ges genommen werden, enthalten sein. Unter diesen Ausrüstungs gegenständen berücksichtigt die vorliegende Erfindung insbe sondere eine Heizung, die einen relativ großen Energiever brauch besitzt.

Ferner wird es in der vorliegenden Erfindung unter weiterer Beachtung eines Kompressors, der einen großen Energieverbrauch zeigt, vorgezogen, dass eine Vorrichtung zur Abschätzung einer Energiemenge, die von dem Kompressor als Leistungsverbraucher verbraucht wird, zusätzlich zu der Energieverbrauchabschätzvorrichtung für die oben beschriebene Ausrüstung einschließ lich wenigstens eine Heizung vorgesehen ist.

Deshalb kann die Klimaanlage auch in dieser Klimaanlage, die wenigstens eine Heizung enthält, ein Gebläse zum Blasen von Luft und einen inneren Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen von Luft, die durch das Gebläse in eine Führungsöffnung in Richtung eines Fahrzeuginnenraumes geblasen wird, haben. Die Klimaanlage kann ferner einen Dampfkompressionskühlkreislauf oder/und einen Dampfkompressionswärmepumpenkreislauf enthal ten, der einen variablen Verdrängungskompressor und eine Ver drängungsregelungsvorrichtung zur Einstellung einer Verdrän gung des Kompressors und zur Regelung einer Ausstoßmenge des Kompressors hat. Der Kompressor ist über einen Kühlkreislauf mit dem inneren Wärmetauscher verbunden, komprimiert Kühlmit tel, das zwischen dem Kompressor und dem inneren Wärmetauscher zirkuliert, und kann eine Ausstoßmenge des komprimierten Kühl mittels verändern. Die Klimaanlage kann eine Leistungsabschät zungsvorrichtung zur Abschätzung einer Kompressorverbrauchs leistung, die während des Betriebes des Kompressors erzeugt wird, aufweisen.

Ferner kann diese Klimaanlage auch eine Erkennungsvorrichtung für eine eingeblasene Luftmenge zur Erfassung oder Abschätzung einer physikalischen Menge, die in Korrelation mit einer Luft menge, die von dem Gebläse eingeblasen wird, steht, eine Er kennungsvorrichtung für die Temperatur von Luft, die den inne ren Wärmetauscher passiert, zur Erfassung oder Abschätzung ei ner Temperatur der Luft, die durch den inneren Wärmetauscher geht, eine Erkennungsvorrichtung für den Ansaugdruck zur Er fassung oder Abschätzung eines Druckes des Kühlmittels, das in den Kompressor eingesaugt wird, und eine Erkennungsvorrichtung für einen Ausstoßdruck zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes des Kühlmittels, das von dem Kompressor ausgestoßen wird, haben, und die Leistungsabschätzungsvorrichtung kann die Kompressorverbrauchsleistung hinsichtlich einer Information abschätzen, die von der Erkennungsvorrichtung für die einge blasene Luftmenge, der Erkennungsvorrichtung für die Tempera tur des den inneren Wärmetauscher passierenden Luft, der Er kennungsvorrichtung des Ansaugdruckes und der Erkennungsvor richtung des Ausstoßdruckes erhalten wird.

Ferner kann diese Klimaanlage eine Informationsspeichervor richtung zur Speicherung einer Energiegrenzmenge haben, die für die Einrichtungen verwendbar ist, deren Energiequelle von der Hauptantriebsquelle genommen werden, und die Klimaanlage kann eine Summe der abgeschätzten Verbrauchsenergien der Lei stungsverbraucher und des Kompressors oder irgendeiner der Vielzahl an Ausrüstungseinrichtungen, mit der Energiegrenzmen ge, die in der Informationsspeichervorrichtung gespeichert ist, verglichen werden und wenigstens eine Verdrängung des Kompressors oder eine Leistung, die von dem Leistungsverbrau cher verbraucht wird, wenn die Summe der abgeschätzten Ver brauchsmengen höher als die Energiegrenzmenge ist, reduzieren kann. Durch diese Regelung kann eine Energiemenge, die in der Lage ist, für die Klimaanlagenseite verwendet zu werden, aus reichend eingeschränkt werden, relativ zu der Gesamtenergie von der Hauptantriebsquelle in Abhängigkeit von dem Antriebs zustand eines Fahrzeuges zur vorliegenden Zeit, und in Abhän gigkeit von der beschränkten Energiemenge kann eine optimale Regelung der Leistungsverbraucher und des Kompressors möglich sein.

Ferner kann in der Klimaanlage, die wenigstens eine Heizung enthält, die Klimaanlage des weiteren eine Einstellmengener fassungsvorrichtung zur Erfassung einer Einstellmenge einer Ausgangsleistung der Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges enthalten, und der Leistungsgrenzwert kann in Reak tion auf eine Ausgangsleistungseinstellmenge, die von der Ein stellmengenerfassungsvorrichtung erfasst wird, verändert wer den. Ferner kann die Klimaanlage eine Drehzahlerfassungsvor richtung zur Erfassung einer Drehzahl der Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges aufweisen und der Leistungs grenzwert kann in Reaktion auf eine Drehzahl, die durch die Drehzahlerfassungsvorrichtung erfasst wird, verändert werden. Ferner kann die Verdrängungsregelungsvorrichtung eine Berech nungsvorrichtung zur Berechnung einer Abweichung enthalten und die Verdrängungsregelungsvorrichtung kann die Verdrängung des Kompressors regeln, bezugnehmend auf eine Differenz zwischen dem abgeschätzten Verbrauchsleistungswert und dem Leistungs grenzwert, der durch die Berechnungsvorrichtung berechnet wur de, wenn der abgeschätzte Verbrauchsleistungswert gleich oder höher als der Leistungsgrenzwert ist.

In Fahrzeugklimaanlagen gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Leistung, die für den Kompressor erforderlich ist, und des weiteren eine Leistung, die für die Leistungsverbraucher einschließlich einer Heizung erforderlich sind, ausreichend abgeschätzt werden, in Abhängigkeit von dem derzeitigen Zu stand. Andererseits kann auf der Seite der Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges eine Leistung, die zum Antrei ben des Fahrzeuges erforderlich ist, in Abhängigkeit von dem derzeitigen Fahrzustand berechnet werden und unter Verwendung des berechneten Ergebnisses kann berechnet werden, wie viel Energie auf den Kompressor und die Leistungsverbraucher der Klimaanlage übertragen werden kann. Eine Maximalleistung, die für den Kompressor verwendbar ist, und eine Maximalleistung, die für die Leistungsverbraucher verwendbar ist, kann in Ab hängigkeit von der eingeschränkten Leistung, die von der Regelung zum Antrieb des Fahrzeuges bestimmt wurde, abgeschätzt werden, und, basierend auf dieser Abschätzung, können aktuelle Regelungen des Kompressors und der Leistungsverbraucher durch geführt werden. Der Kompressor und die Leistungsverbraucher können nämlich unter jeweiligen Optimalbedingungen unter Be rücksichtigung sowohl der Energieeinschränkung, die für die Regelung zum Antrieb des Fahrzeuges erforderlich ist, als auch eine Energie, die für die Klimaanlage erforderlich ist, gere gelt werden.

Deshalb können die Leistungsverbraucher unter einer optimalen Bedingung innerhalb eines gewährbaren verwendbaren Leistungs bereiches geregelt werden, ohne unnötige Einschränkung ihres Betriebes. Genauer gesagt kann der Kompressor unter einer op timalen Bedingung innerhalb eines zulässigen verwendbaren Lei stungsbereiches geregelt werden, ohne die Schaltregelung eines Ein-/Aus-Betriebes durchzuführen (ohne unnötigerweise die Ver drängung des Kompressors auf Null zu regeln), wodurch ein sta biler Klimatisierungszustand unter Unterdrückung einer Verän derung der eingeblasenen Luft zu erzielt wird.

Ferner wird die zu regelnde Leistung für die Leistungsverbrau cher oder den Kompressor bei jeder optimalen Bedingung festge stellt, in Abhängigkeit von den vorliegenden Fahrbedingungen (Drosselklappenöffnungsgrad, Motordrehzahl), weil eine Lei stung, die von den gesamten Leistungsverbrauchern zu dieser Zeit verbraucht wird, insbesondere eine Leistung, die von dem Kompressor verbraucht wird, erkannt wird. Deshalb kann die Auswirkung auf die Klimatisierung aufgrund der Leistungsbe schränkung (instabile Lufttemperatur, Mangel an Leistungsfä higkeit) auf ein Minimum unterdrückt werden.

Andererseits kann auch auf der Seite der Hauptantriebsquelle eine übermäßige Korrektur des Kraftstoffverbrauchs oder eine übermäßige Korrektur des Drosselklappenöffnungsgrades verhin dert werden, da eine große Schwankung der Leistung, die von der Seite der Klimaanlage verbraucht wird, unterdrückt werden kann, und deshalb kann eine Drehzahl eines Verbrennungsmotors und eine Fahrzeuggeschwindigkeit stabil werden. Weil nämlich eine Leistung, die von den gesamten Leistungsverbrauchern zu dieser Zeit verbraucht wird, insbesondere eine Leistung, die von dem Kompressor verbraucht wird, erkannt wird, kann eine optimale Regelung für den Verbrennungsmotor erzielt werden. Insbesondere kann eine Zunahme der Leerlaufdrehzahl bei nied riger thermischer Kühllast oder die Zunahme einer Motordreh zahl während eines Fahrzustandes bei langsamer Fart auf einer ebenen Fläche verhindert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer den anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer Klimaanlage gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm einer Klimaanlage gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm einer Klimaanlage gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die Regelung der Klimaanla ge, die in Fig. 1 gezeigt ist, zeigt.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Regelung der Klimaanla ge, die in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Regelung der Klimaanla ge, die in Fig. 3 gezeigt ist, zeigt.

Fig. 7 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem An saugdruckregelsignal und einem Ansaugdruck eines Kompressors zeigt.

Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm einer Klimaanlage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das die Regelung für einen Kom pressor in der Klimaanlage, die in Fig. 8 gezeigt ist, zeigt.

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das die Regelung für eine Hei zung in der Klimaanlage, die in Fig. 8 dargestellt ist, zeigt.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen Klimaanlagen für Fahrzeuge gemäß er sten bis dritten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfin dung. Fig. 1 stellt einen Fall eines Kühlkreislaufes dar, der einen Dampfkompressionskühlkreislauf hat. Fig. 2 stellt einen Fall dar, bei dem ein Wärmekreislauf einen Dampfkompressions wärmepumpenkreislauf hat. Fig. 3 stellt jeweils einen Fall ei nes Kühlkreislaufes dar, der eine elektrische Heizung in einem Kreislauf eines Verbrennungsmotorkühlwassers hat. Die Fig. 4 bis 6 zeigen Blockdiagramme der Regelungen entsprechend der jeweiligen Klimaanlagen, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind.

In Fig. 1 enthält eine Klimaanlage 1 eine Luftführung 2 und eine Innenluftzuführöffnung 4 und eine Außenluftzuführöffnung 5 sind an einer Eingangsposition der Luftführung 2 geöffnet. Ein Schaltschieber 3 regelt ein Verhältnis einer von einer Öffnung 4 eingesaugten Luftmenge zu jener von der Öffnung 5. Eingesaugte Luft wird durch ein Gebläse 6 in die Luftführung 2 geleitet. Ein Verdampfer 7 ist an einer Position stromabwärts des Gebläses 6 als innerer Wärmetauscher zur Kühlung der Luft, die durch die Luftführung 2 geleitet wurde, vorgesehen. Eine Heißwasserheizung 8 ist an einer Position stromabwärts des Verdampfers 7 vorgesehen. Ein Luftmischregler 10 ist an einer Position unmittelbar stromabwärts der Heißwasserheizung 8 vor gesehen. Ein Verhältnis einer Luftmenge, die durch die Heiß wasserheizung 8 strömt, zu jener, die die Heizung 8 umgeht, wird durch Einstellen eines Öffnungsgrades des Luftmischreg lers 10 geregelt, der durch eine Luftmischreglerbetätigungs einrichtung 9 betätigt wird. Die temperierte Luft wird durch jeweilige Luftausstoßöffnungen 14, 15 und 16 in das Innere ei nes Fahrzeuges geleitet (beispielsweise DEF-Modus- Luftausstoßöffnung 14, VENT-Modus-Luftausstoßöffnung 15, FOOT- Modus-Luftausstoßöffnung 16). Jeweilige Regler 11, 12 und 13 sind für die Regelung der Öffnungs-/Schließ-Funktionen der je weiligen Luftausstoßöffnungen 14, 15 und 16 vorgesehen.

Kühlmittel wird in einem Kühlmittelkreislauf 17 zirkuliert, der einen leistungsvariablen Kompressor 18 enthält. Kühlmit tel, das durch den Kompressor 18 komprimiert worden ist, wird durch den Kondensator 9, den Aufnehmer 20 und das Expansions ventil 21 zum Verdampfer 7 geleitet und das Kühlmittel von dem Verdampfer 7 wird in den Kompressor 18 eingesaugt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Ausstoßdruck oder ein Druck, der dem Ausstoßdruck des Kompressors 18 entspricht, durch einen Drucksensor 22 erfasst. Dieser Ausstoßdruck kann beispielswei se von einer Verdampferausgangsseitenlufttemperatur, einer Verdampferausgangsseitenkühlmitteltemperatur, etc., abge schätzt werden.

Der Kompressor 18 wird unter Verwendung einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors 23, der als Hauptantriebsquelle zum An treiben eines Fahrzeuges vorgesehen ist, angetrieben. Die Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges enthält in einem Elektrofahrzeug außer einem Verbrennungsmotor einen Elektromotor. Im Falle der Verwendung eines Verbrennungsmotors als Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges wird die von ihr eingestellte Ausgangsleistungsmenge durch einen Drosselklappenöffnungsgrad geregelt, und im Fall einer Verwen dung eines Elektromotors wird die Menge von diesem durch eine elektrische Leistung, die dem Motor aufgezwungen wird, gere gelt. Die Funktion und die Verdrängung des Kompressors 18 wer den durch eine Kupplung 24 und einen Ansaugdruckregler, der sich in dem Kompressor 18 (nicht gezeigt) befindet, geregelt. Das Verdrängungsregelungssignal und das Kupplungsregelungs signal kommen von dem Hauptregler 25.

Als leistungsvariabler Kompressor 18 wird ein Kompressor ver wendet, dessen Ansaugdruck zwangsläufig bestimmt und in Reak tion auf ein Verdrängungsregelsignal geregelt wird, wie bei spielsweise ein Kompressor, der in der JP-B-4-23114 offenbart ist. Bei einem solchen leistungsvariablen Kompressor kann die Regelfähigkeit zwischen dem Ansaugdruckregelsignal und dem An saugdruck beispielsweise wie in Fig. 7 dargestellt gezeigt werden.

Jedoch kann der Ansaugdruck durch Verwendung der folgenden Verfahren (a) bis (e) erfasst oder abgeschätzt werden:

a) indem der Ansaugdruck durch einen Drucksensor erfasst wird,
b) indem eine Kühlmitteltemperatur an der Verdampfereingangs seite durch einen Temperatursensor erfasst wird,
c) indem eine Lufttemperatur an einer Verdampferausgangsseite durch einen Temperatursensor erfasst wird,
d) indem eine Temperatur zwischen Rippen eines Verdampfers durch einen Temperatursensor erfasst wird,
e) indem der Ansaugdruck von dem Ansaugdruckregelsignal, das von dem Regler gemäß dem in Fig. 7 dargestellten Verhältnis, wie es in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigt ist, ausgegeben wird, abgeschätzt wird.

Das Motorkühlwasser wird von einem Radiator 26 abgegeben und zirkuliert in einer Heißwasserheizung 8, nachdem dessen Tempe ratur durch eine Reibungsheizung 27, die von dem Motor 23 an getrieben wird, geregelt wurde.

Ein Signal einer Soll-Fahrzeuginnentemperatur wird von einer Fahrzeuginnentemperatureinstellvorrichtung 28 in einen Hauptregler 25 eingegeben. Die Spannung eines Gebläses 6 (Drehzahl) wird von einem Signal geregelt, das von dem Hauptregler 25 an den Gebläsespannungsregler 29 geleitet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Verdampferausgangssei tenlufttemperatursensor 30 zur Erfassung einer Verdampferaus gangsseitenlufttemperatur an einer Position unmittelbar strom abwärts von dem Verdampfer 7 vorgesehen und das erfasste Si gnal wird in den Hauptregler 25 eingegeben. Des weiteren wer den in diesem Ausführungsbeispiel die Signale eines Druckes, der von einem Drucksensor 22 erfasst wird, eine Temperatur, die von einem Innenlufttemperatursensor 31 erfasst wird, eine Sonneneinstrahlungsmenge, die von einem Sonneneinstrahlungs sensor 32 erfasst wird und eine Temperatur, die von einem Außenlufttemperatursensor 33 erfasst wird, jeweils in den Hauptregler 25 eingegeben. Des weiteren werden von einer Mo tor-ECU 34 Signale eines Drosselklappenöffnungsgrades und ei ner Motordrehzahl in den Hauptregler 25 eingegeben.

Obwohl in Fig. 1 ein Beispiel eines Kühlsystems auf der Grund lage eines Dampfkompressionskühlkreislaufes gezeigt ist, zeigt Fig. 2 ein Beispiel eines Heizsystems auf der Grundlage eines Dampfkompressionswärmepumpenkreislaufes.

In einem Kühlkreislauf 44 der Klimaanlage 41, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein Kondensator 42 in der Luftführung 2 als innerer Wärmetauscher vorgesehen, und ein Verdampfer 43 ist an einer Position außerhalb der Luftführung 2 als ein äu ßerer Wärmetauscher vorgesehen. Das von dem leistungsvariablen Kompressor 18 komprimierte Kühlmittel wird an den Kondensator 42 geleitet und Luft, die durch den Kondensator 42 strömt, wird für den Heizbetrieb durch die Lufterwärmung mittels des Kondensators 42 erwärmt. Der Kondensatorausgangsseitenlufttem peratursensor 45 ist an einer Stelle der Ausgangsseite des Kondensators 42 vorgesehen. Der übrige Aufbau ist im Wesentli chen der gleiche wie jener des in Fig. 1 dargestellten Systems und deshalb wird eine Erläuterung weggelassen, indem die glei chen Bezugszeichen wie diejenigen aus Fig. 1 für die entspre chenden Teile vorgesehen werden.

Fig. 3 stellt eine Klimaanlage 51 dar, die gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine elektri sche Heizung 52 in dem Kreislauf des Motorkühlwassers enthält. Ein Gleichstrom, der von einer von dem Motor 23 betriebenen Drehstromlichtmaschine 53 erzeugt wird, wird an die elektri sche Heizung 52 angelegt. Die Regelung zum Anlegen des Stromes an die elektrische Heizung 52 wird in Reaktion auf das Heizregelsignal, das von dem Hauptregler 25 kommt, durchgeführt. Der übrige Aufbau ist im Wesentlichen derselbe wie jener des in Fig. 1 dargestellten Systems und deshalb wird die Erläuterung weggelassen, indem die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in Fig. 1 für die entsprechenden Teile vorgesehen werden.

In dem Hauptregler 25 werden die folgenden Regelungen durchge führt. Zunächst zeigt Fig. 4 die Regelung für eine Klimaanlage 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung, die in Fig. 1 dargestellt ist.

Eine Soll-Einblaslufttemperatur TOs wird durch die folgende Gleichung aus einem Signal für eine Soll- Fahrzeuginnentemperatur Trs, das von einer Fahrzeuginnentempe ratureinstelleinrichtung 28 eingestellt wird, einem Signal für die Sonneneinstrahlmenge RAD, die durch den Sonneneinstrahl sensor 32 erfasst wird, einem Signal für die Innenlufttempera tur TR, das durch den Innenlufttemperatursensor 31 erfasst wird, und einem Signal für die Außenlufttemperatur AMB, das durch den Außenlufttemperatursensor 33 erfasst wird, berech net.

TOs = Kp1(TR - Trs) + f(AMB, RAD, Trs),

wobei Kp1 ein Koeffizient ist.

Eine Gebläsespannung BLV wird durch die folgende Gleichung un ter Verwendung der berechneten Soll-Einblaslufttemperatur TOs berechnet.

BLV = f(TOs)

Ein Luftmischregleröffnungsgrad AMD wird durch die folgende Gleichung berechnet.

AMD = f(TOs, TW, TV),

wobei TW eine Temperatur des Motorkühlwassers am Eingang der Heißwasserheizung 8 ist, und wobei TV eine Soll- Verdampferausgangsseitenlufttemperatur ist. Die jeweiligen Si gnale der berechneten BLV und AMD werden jeweils an den Geblä sespannungsregler 29 und die Luftmischreglerbetätigungsein richtung 9 geleitet.

Die Soll-Verdampferausgangsseitenlufttemperatur TV wird aus der Außenlufttemperatur AMB durch die folgende Gleichung be rechnet.

TV = a . AMB + b,

wobei a und b Konstanten sind.

Der berechnete Kompressoransaugdruck PSa wird durch die fol gende Gleichung berechnet.

PSa = P + In

P = Kp2 . (TV - Te) . . . Proportionalterm

In = I_n-1 - Kp2 . Ki1 . (TV - Te) . . . Integralterm,

wobei Te eine Verdampferausgangsseitenlufttemperatur ist, die von dem Verdampferausgangsseitenlufttemperatursensor 30 er fasst wird, und Kp2 und Ki1 Koeffizienten sind.

In der vorliegenden Erfindung wird eine Leistung für einen Kompressor Trq1 durch die Berechnung unter Verwendung der fol genden Gleichung abgeschätzt.

Trq1 = f(BLV, Tin, Ps, Pd),

wobei Ps ein berechneter Kompressoransaugdruckregelwert ist, und wobei Pd ein Kompressorausstoßdruck ist, der durch den Drucksensor 22 erfasst wird, oder ein dazu entsprechender Druck. Tin wird in Abhängigkeit von der Information der Schaltbedingung der Innenluft/Außenluft wie folgt berechnet.

Im Falle der Einführung von Außenluft:

Tin = AMB

Im Falle der Zirkulation von Innenluft:

Tin = TR

Anschließend kann ein eingeschränkter Leistungswert LTD, der von der Seite einer Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges bestimmt wird, nämlich, wie viel Leistung für die Seite der Klimaanlage einschließlich eines Kompressors und ei ner Reibungsheizung verbraucht werden kann, in Abhängigkeit von dem Zustand der Hauptantriebsquellenseite zu der vorlie genden Zeit berechnet werden.

Ein eingeschränkter Leistungswert LTD wird in Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenschaften der Einschränkung (LTDth, LTDne) bestimmt, die im Voraus als Eigenschaften gespeichert worden sind, wie diejenigen, die in Fig. 4 gezeigt sind, jeweils re lativ zu dem Drosselklappenöffnungsgrad TH und der Motordrehzahl Ne. Zu jener Zeit wird, wenn LTDth ≧ LTDne ist, der Zu stand LTD = LTDne verwendet und, im Falle von LTDth < LTDne, wird der Zustand LTD = LTDth verwendet.

Da in diesem Ausführungsbeispiel eine Reibungsheizung 27 zur Regelung der Temperatur des Motorkühlwassers als Wärmequelle für die Heißwasserheizung 8 verwendet wird, wird des weiteren eine Leistung Trq2, die durch diese Reibungsheizung 27 ver braucht wird, durch die Berechnung unter Verwendung der nach folgenden Gleichung abgeschätzt.

Trq2 = f(Ne, TWin, TWout),

wobei TWin eine Eingangsseitenmotorkühlwassertemperatur ist, und wobei TWout eine Ausgangsseitenmotorkühlwassertemperatur ist.

Unter Verwendung des berechneten Kompressorleistungsabschät zungswertes Trq1, des bestimmten eingeschränkten Leistungswer tes LTD, der von der Hauptantriebsquellenseite eingeschränkt wird, und dem berechneten Reibungsheizungsleistungsabschätz wert Trq2, die wie oben beschrieben bestimmt wurden, wird ein Kompressoransaugdruckregelsignalwert PSb unter einer lei stungsbeschränkten Bedingung durch die nachfolgende Gleichung berechnet.

PSb = f(Trq1 + Trq2 - LTD) = P + In

P = Kp3 . (Trq1 + Trq2 - LTD)

In = I_n-1 - Kp3 . Ki2 . (Trq1 + Trq2 - LTD),

wobei Kp3 und Ki2 Koeffizienten sind. Es wird nämlich ein op timaler Kompressoransaugdruckregelsignalwert unter einem lei stungseingeschränkten Zustand berechnet und bestimmt.

Anschließend wird bestimmt, welcher Wert ausgewählt werden sollte, aus dem vorstehend genannten Kompressoransaugdruckre gelsignalwert PSa, der anhand der Erfordernisse der Regelung für die Klimaanlage berechnet wurde, und aus dem oben be schriebenen Kompressoransaugdruckregelsignalwert PSb unter ei nem leistungseingeschränkten Zustand, der von der Regelung für die Hauptantriebsquelle erforderlich ist.

Es wird nämlich im Fall von Trq1 + Trq2 - LTD < 0:
(In dem Fall, in dem es nicht notwendig ist, die Leistung der Kompressorseite zu beschränken)

Ps = PSa

ausgewählt.

Alternativ wird in einem Fall Trq1 + Trq2 - LTD ≧ 0:
(In dem Fall, in dem es notwendig ist, die Leistung der Kom pressorseite zu beschränken)

Ps = PSb

ausgewählt.

Das ausgewählte Ps wird an den Ansaugdruckregler des Kompres sors 18 als ein tatsächliches Kompressoransaugdruckregelsignal geleitet.

Somit werden zu dieser Zeit sowohl der Fahrzustand eines Fahr zeuges als auch das Erfordernis von der Klimaanlagenseite berücksichtigt, und die Notwendigkeit der Leistungsbeschrän kungsregelung der Klimaanlagenseite wird bestimmt, ebenso wie eine optimale Regelung für den Kompressor 18 unter der Bedin gung zu dieser vorliegenden Zeit erzielt werden kann, wenn die Leistungsbeschränkung erforderlich ist.

Fig. 5 veranschaulicht die Regelung für die Fahrzeugklimaanla ge 41, die in Fig. 2 dargestellt ist, gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausfüh rungsbeispiel kann im Wesentlichen die gleiche Regelung wie die in Fig. 4 dargestellte Regelung durchgeführt werden, außer dass die Berechnung, die die Kondensatorausgangsseitenlufttem peratur anstelle der Verdampferausgangsseitenlufttemperatur in der in Fig. 4 dargestellten Regelung verwendet, benützt wird, und außer dass es nicht notwendig ist, die von einer Reibungs heizung verbrauchte Leistung zu berücksichtigen.

Fig. 6 veranschaulicht die Regelung für die Fahrzeugklimaanla ge 51, die in Fig. 3 dargestellt ist, gemäß einem dritten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausfüh rungsbeispiel kann im Wesentlichen die gleiche Regelung wie die Regelung, die in Fig. 4 dargestellt ist, durchgeführt wer den, außer dass die elektrische Heizgerätespannung BH durch die nachfolgende Gleichung berechnet wird, und außer dass die Verbrauchsleistung Trq2 der elektrischen Heizung anstelle der durch eine Reibungsheizung verbrauchte Leistung durch die nachfolgende Gleichung abgeschätzt und berechnet wird.

BH = f(TOs)

Trq2 = η . f(BH)

wobei η ein Wirkungsgrad ist.

Obwohl Fig. 5 einen Fall eines Heizbetriebes zeigt und Fig. 4 einen Fall eines Kühlbetriebes zeigt, werden in jedem Fall, ähnlich zu der Regelung, die in Fig. 4 gezeigt ist, sowohl der Antriebszustand eines Fahrzeuges als auch die Anforderung für die Klimaanlagenseite zu der vorliegenden Zeit berücksichtigt und die Notwendigkeit der Leistungsbeschränkungsregelung auf der Klimaanlagenseite wird bestimmt, ebenso wie eine optimale Regelung für den Kompressor 18 unter der Bedingung in der vor liegenden Zeit erzielt werden kann, wenn die Leistungsbe schränkung erforderlich ist.

Fig. 8 zeigt eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einem vierten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der Klimaanla ge 61 dieses Ausführungsbeispieles ist eine Reibungsheizung im Vergleich zu der Klimaanlage 1, die in Fig. 1 dargestellt ist, nicht vorgesehen, und eine elektrische Heizung 62 ist in der Ausstoßöffnung 16 als Leistungsverbraucher vorgesehen. Die Re gelung zur Anlegung von Strom an das elektrische Heizgerät 62 wird über einen elektrischen Heizgerätetreiber 63 durchge führt. Ferner wird ein Außengebläse 64 zur Beschleunigung der Wärmeabstrahlung des Kondensators 19 vorgesehen. Ein Treiber 63 für die elektrische Heizung und ein äußeres Gebläse 64 wer den jeweils in Reaktion auf die Signale von dem Hauptregler 25 geregelt, ebenso wie die Regelsignale für den Kompressor 18, der Luftmischreglereinrichtung 9 und der Gebläsespannungsreg ler 29 von dem Hauptregler 25 abgegeben werden. Des weiteren wird in diesem Ausführungsbeispiel ein abgeschätztes Lei stungsbeschränkungswertsignal von dem Hauptregler 25 an die Motor-ECU 34 geleitet. Der übrige Aufbau ist im Wesentlichen der gleiche wie derjenige des ersten Ausführungsbeispieles, das in Fig. 1 gezeigt ist.

In dem Hauptregler 25 wird die folgende Regelung durchgeführt.

Fig. 9 veranschaulicht hauptsächlich die Regelung in Bezug auf den Kompressor 18 und Fig. 10 veranschaulicht hauptsächlich die Regelung in Bezug auf die elektrische Heizung 62.

Zunächst werden, wie in Fig. 9 gezeigt ist, in der Regelung für den Kompressor 18 die gleichen Berechnungen wie diejeni gen, die in Fig. 4 gezeigt sind in Bezug auf eine Soll- Einblaslufttemperatur TOs, eine Gebläsespannung BLV, einen Luftmischschiebeöffnungsgrad AMD, einer Soll-Verdampferaus gangsseitenlufttemperatur TV und eines berechneten Kompressor ansaugdruckes PSa, wie folgt verwendet.

TOs = Kp1(TR - Trs) + f(AMB, RAD, Trs)

BLV = f(TOs)

AMD = f(TOs, TW, TV)

TV = a . AMB + b

PSa = P + In

P = Kp2 . (TV - Te) . . . Proportionalterm

In = I_n-1 - Kp2 . Ki1 . (TV - Te) . . . Integralterm

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Leistung, die von der Klimaanlagenseite Trq verbraucht werden kann, durch die Be rechnung der nachfolgenden Gleichung abgeschätzt.

Trq = Trqc + Trqe,

wobei Trqc eine Leistung ist, die in der Lage ist, von dem Kompressor 18 verbraucht zu werden, und Trqe ist eine Lei stung, die in der Lage ist, durch den anderen Leistungsver braucher verbraucht zu werden. Die Kompressorverbrauchslei stung Trqc wird durch Berechnung der folgenden Gleichung abge schätzt.

Trqc = f(BLV, Tin, Ps, Pd)

Durch die Berechnung der nachfolgenden Gleichung wird eine an dere Verbraucherleistung Trqe abgeschätzt.

Trqe = η(FW + BLW),

wobei Ps ein berechneter Kompressoransaugdruckregelwert ist, und Pd ein Kompressorausstoßdruck ist, der von einem Drucksen sor oder einem Druck, der dem entspricht, erfasst wird. FW ist eine Leistung für das Außengebläse 64. BLW ist eine Leistung für ein Innengebläse 6. "η" ist ein Wirkungsgrad einer Dreh stromlichtmaschine, die von einem Motor angetrieben wird.

Tin wird in Abhängigkeit von der Information der Schaltbedin gung der Innenluft/Außenluft wie folgt ausgewählt.
im Falle der Einführung von Außenluft:

Tin = AMB

im Falle der Zirkulation von Innenluft:

Tin = TR.

Die Außenluftgebläseleistung FW wird anhand der berechneten Außengebläsespannung FV durch die nachfolgende Gleichung be rechnet.

FW = f(FV)

Eine Innengebläseleistung BLW wird anhand der berechneten In nengebläsespannung BLV durch die nachfolgende Gleichung be rechnet.

BLW = f(BLV)

Anschließend kann ein eingeschränkter Leistungswert ELT, der von der Seite einer Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges bestimmt wird, nämlich, wie groß die Leistung ist, die für die Seite der Klimaanlage einschließlich eines Kom pressors und einer später beschriebenen elektrischen Heizung verbraucht werden kann, in Abhängigkeit von dem Zustand der Hauptantriebsquellenseite zu der vorliegenden Zeit berechnet werden.

Ein eingeschränkter Leistungswert ELT wird in Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenschaften der Beschränkung (ELTth, ELTne) bestimmt, die im Voraus jeweils als Eigenschaften wie diejeni gen, die in Fig. 9 gezeigt sind, relativ zum Drosselklappen öffnungsgrad TH und der Motordrehzahl Ne gespeichert worden sind. Zu jener Zeit wird im Falle von ELTth ≧ ELTne eine Be dingung ELT = ELTne verwendet und im Falle von ELTth < ELTne wird eine Bedingung ELT = ELTth verwendet.

Unter Verwendung des berechneten abgeschätzten Verbrauchslei stungswertes Trq und dem vorstehend beschriebenen einge schränkten Leistungswert ELT, der wie vorstehend beschrieben bestimmt wurde, wird der Kompressoransaugdruckregelsignalwert PSb unter einer eingeschränkten Leistungsbedingung durch die folgende Gleichung berechnet.

PSb = f(Trq - ELT) = P + In

P = Kp3 . (Trq - ELT)

In = I_n-1 - Kp3 . Ki2 . (Trq - ELT),

wobei Kp3 und Ki2 Koeffizienten sind. Es wird nämlich ein op timaler Kompressoransaugdruckregelsignalwert unter einer ein geschränkten Leistungsbedingung berechnet und bestimmt.

Anschließend wird bestimmt, welcher Wert ausgewählt werden sollte, aus einem Kompressoransaugdruckregelsignalwert PSa, der anhand der Anforderung der Regelung für die Klimaanlage berechnet wurde, und dem vorstehend beschriebenen Kompressor ansaugdruckregelsignalwert PSb unter einer eingeschränkten Leistungsbedingung, der aus der Regelung für die Hauptan triebsquelle erforderlich ist.

Es wird nämlich im Falle von Trq - ELT < 0:
(In einem Fall, in dem es nicht notwendig ist, die Leistung der Kompressorseite zu beschränken)

Ps = PSa

ausgewählt.

Alternativ wird im Falle von Trq - ELT ≧ 0:
(In einem Fall, in dem es notwendig ist, die Leistung der Kom pressorseite zu beschränken)

Ps = PSb

ausgewählt.

Das ausgewählte Ps wird als ein tatsächliches Kompressoran saugdruckregelsignal zu dem Ansaugdruckregler des Kompressors 18 geliefert.

Somit werden sowohl der Fahrzustand eines Fahrzeuges als auch die Anforderungen der Klimaanlagenseite zu der vorliegenden Zeit berücksichtigt und die Notwendigkeit der Leistungsein schränkungsregelung der Klimaanlagenseite wird bestimmt, eben so wie eine optimale Regelung für den Kompressor 18 unter der Bedingung der vorliegenden Zeit erzielt werden kann, wenn die Leistungsbeschränkung erforderlich ist.

Fig. 10 stellt die Regelung hauptsächlich für die elektrische Heizung 62 in einer Klimaanlage 61, die in Fig. 8 dargestellt ist, dar. Die Regelung hinsichtlich der Regelung für den Ge bläsespannungsregler und die Regelung für die Luftmischregler betätigungseinrichtung ist die gleiche, wie diejenige, die in Fig. 9 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Soll-Ausgangsseitenlufttemperatur der elektrischen Heizung TV anhand der Soll-Temperatur der eingeblasenen Luft TOs berech net werden, beispielsweise als eine Temperatur TOs plus 1°C. TV wird nämlich beispielsweise durch die nachfolgende Glei chung berechnet.

TV = TOs + 1

Somit wird die Soll-Temperatur der Luft, die aus der Ausstoß öffnung 16 ausgeblasen wird (beispielsweise eine FUSS- Auslaßöffnung (FOOT discharge port)) höher als die Temperatu ren der Luft, die aus den übrigen Ausstoßöffnungen 14 und 15 ausgeblasen wird, eingestellt, wodurch eine komfortablere Kli matisierung im Fahrzeuginneren erzielt wird.

Ein elektrischer Heizgerätespannungsregelsignalwert HTVa wird durch die folgende Gleichung berechnet.

HTVa = P + In

P = Kp4 . (TV - Th) . . . Proportionalterm

In = I_n-1 - Kp4 . Ki3 . (TV - Th) . . . Integralterm,

wobei Th eine Ausgangsseitenlufttemperatur der elektrischen Heizung ist, die von einem Ausgangsseitenlufttemperatursensor der elektrischen Heizung erfasst wird.

Kp4 und Ki3 sind Koeffizienten.

Eine Verbrauchsleistung Trq hinsichtlich der elektrischen Hei zung 62 wird durch Berechnen der folgenden Gleichung abge schätzt.

Trq = η(HTW + FW + BLW)

Eine Leistung Trq, die in der Lage ist, auf der Klimaanlagen seite verbraucht zu werden, wird abgeschätzt und bestimmt. Da bei ist "η" ein Wirkungsgrad einer Drehstromlichtmaschine. Ei ne Verbrauchsleistung der elektrischen Heizung HTW wird durch Berechnen der folgenden Gleichung unter Verwendung der berech neten Spannung der elektrischen Heizung HTV abgeschätzt.

HTW = f(HTV)

Eine Inneren Gebläseleistung BLW wird durch die folgende Glei chung unter Verwendung der berechneten Innengebläsespannung BLV berechnet.

BLW = f(BLV)

Anschließend wird ähnlich zu dem Fall, der in Fig. 9 gezeigt ist, bestimmt, wie viel Leistung (ein zulässiger Leistungs wert) für die Seite der elektrischen Heizung von dem einge schränkten Leistungswert ELT, der von der Seite einer Hauptan triebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges bestimmt wird, verbraucht werden kann. Ein eingeschränkter Leistungswert ELT wird in Abhängigkeit von den Signalen des Drosselklappenöff nungsgrades TH oder/und der Motordrehzahl Ne, ähnlich zu der in Fig. 9 gezeigten Regelung bestimmt.

Unter Verwendung des berechneten Verbrauchsleistungsabschätz wertes Trq und des eingeschränkten Leistungswertes ELT wird ein Spannungsregelsignalwert der elektrischen Heizung HTVb un ter einer eingeschränkten Leistungsbedingung durch die folgen de Gleichung berechnet.

HTVb = f(Trq - ELT) = P + In

P = Kp5 . (Trq - ELT)

In = I_n-1 - Kp5 . Ki4 . (Trq - ELT),

wobei Kp5 und Ki4 Koeffizienten sind. Es wird nämlich ein op timaler Spannungsregelsignalwert der elektrischen Heizung un ter einer Leistungseinschränkungsbedingung berechnet und be stimmt.

Anschließend wird festgestellt, welcher Wert ausgewählt werden sollte, aus einem Spannungsregelsignalwert der elektrischen Heizung HTVa, der aus den Erfordernissen der Regelung für die Klimaanlage berechnet wird, und dem oben beschriebenen Span nungsregelsignalwert der elektrischen Heizung HTVb unter einem Leistungseinschränkungszustand, der aus der Regelung für die Hauptantriebsquelle erforderlich ist.

Im Falle Trq - ELT < 0 wird nämlich:
(In dem Fall, in dem es nicht notwendig ist, die Leistung der Seite der elektrischen Heizung zu beschränken)

HTV = HTVa

ausgewählt.

Alternativ wird im Falle Trq - ELT ≧ 0:
(In einem Fall, in dem es notwendig ist, die Leistung der Sei te der elektrischen Heizung zu beschränken)

HTV = HTVb

ausgewählt.

Das ausgewählte HTV wird an einen Treiber für die elektrische Heizung 63 als ein tatsächliches Spannungsregelsignal für die elektrische Heizung 62 geleitet.

Somit werden beide, der Antriebszustand eines Fahrzeuges und das Erfordernis der Klimaanlagenseite zu der vorliegenden Zeit berücksichtigt und die Notwendigkeit der Leistungsbeschrän kungsregelung der Klimaanlagenseite wird bestimmt, ebenso wie eine optimale Regelung für die elektrische Heizung 62 unter der Bedingung zu der vorliegenden Zeit erzielt werden kann, wenn die Leistungsbeschränkung erforderlich ist.

Obwohl die Regelungen für den Kompressor 18 und die elektri sche Heizung 62 separat im Vorgenannten beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich ebenso bevorzugt, dass beide Regelungen zusammen durchgeführt werden.

Eine Fahrzeugklimaanlage hat Leistungsverbraucher, die einen Kompressor und eine Heizung umfassen. Die Klimaanlage nimmt ihre Energiequelle im Wesentlichen von einer Hauptantriebs quelle zum Antreiben eines Fahrzeuges. Das System weist eine Energieverbrauchsabschätzvorrichtung zur Abschätzung einer Energiemenge, die durch den Leistungsverbraucher wie bei spielsweise einen Kompressor und eine Heizung verbraucht wird, auf. In dem Regelsystem werden sowohl der Antriebszustand ei nes Fahrzeuges als auch die Anforderung der Klimaanlagenseite zu der vorliegenden Zeit berücksichtigt, wobei die Notwendig keit der Leistungsbegrenzungsregelung auf der Klimaanlagensei te ausreichend bestimmt wird, und wenn die Leistungsbeschrän kung erforderlich ist, kann eine optimale Regelung für den Kompressor oder/und die Heizung unter dem Zustand zu der vor liegenden Zeit durchgeführt werden, ohne das Fahren des Fahr zeuges zu beeinträchtigen, wodurch eine stabile Klimatisierung erzielt wird.

Claims

1. Fahrzeugklimaanlage, die ein Gebläse (64, 6) zum Einblasen von Luft und einen inneren Wärmetauscher (42) zum Kühlen oder Erwärmen von Luft, die von dem Gebläse in eine Führungsöffnung in das Innere eines Fahrzeuges geblasen wird, enthält, wobei die Klimaanlage einen Dampfkompressionskühlkreislauf oder/und einen Dampfkompressionswärmepumpenkreislauf enthält, der einen verdrängungsvariablen Kompressor (18) und eine Verdrängungsre gelvorrichtung zur Einstellung einer Verdrängung des Kompres sors und zur Regelung einer Ausstoßmenge des Kompressors hat, wobei der Kompressor über einen Kühlkreislauf (44) mit dem in neren Wärmetauscher (42) verbunden ist, wobei das komprimierte Kühlmittel zwischen dem Kompressor (18) und dem inneren Wärme tauscher (42) zirkuliert, und er in der Lage ist, eine Aus stoßmenge des komprimierten Kühlmittels zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Leistungsabschät zungsvorrichtung zur Abschätzung einer Kompressorverbrauchs leistung, die während des Betriebs des Kompressors erzeugt wird, abzuschätzen.

2. Klimaanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Gebläseluftmengenerkennungsvorrichtung zur Erfassung oder Abschätzung einer physikalischen Menge hat, die in Korrelation mit einer Luftmenge von durch das Gebläse (64, 6) eingeblasener Luft steht, eine Temperatur- Erkennungsvorrichtung einer den inneren Wärmetauscher (42) passierenden Luft, zur Erfassung oder Abschätzung einer Tempe ratur der Luft, die durch den inneren Wärmetauscher strömt, eine Ansaugdruckerkennungsvorrichtung zur Erfassung oder Ab schätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das in den Kompres sor (18) eingesaugt wird, und eine Ausstoßdruckerkennungsvorrichtung zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das von dem Kompressor ausgestoßen wird, wobei die Leistungsabschätzvorrichtung die Kompressorverbrauchslei stung bezugnehmend auf die Information abschätzt, die von der Gebläseluftmengenerkennungsvorrichtung, der Erkennungsvorrich tung für die Luft, die den inneren Wärmetauscher (42) pas siert, der Ansaugdruckerkennungsvorrichtung und der Ausstoß druckerkennungsvorrichtung erhalten wird.

3. Klimaanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Ausstoßmengenerkennungsvorrichtung zur Erfassung oder Abschätzung einer physikalischen Menge hat, die in Korrelation mit der Ausstoßmenge des Kompressors (18) steht, eine Ansaugdruckerkennungsvorrichtung zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das in den Kompressor eingesaugt wird, und eine Ausstoßdruckerkennungs vorrichtung zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das von dem Kompressor ausgestoßen wird, wobei die Leistungsabschätzvorrichtung die Kompressorverbrauchslei stung abschätzt, bezugnehmend auf eine Information, die von der Ausstoßmengenerkennungsvorrichtung, der Ansaugdruckerken nungsvorrichtung und der Ausstoßdruckerkennungsvorrichtung er halten wird.

4. Klimaanlage gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Ausgabevor richtung für den abgeschätzten Verbrauchsleistungswert auf weist, zum Umwandeln eines Wertes der Kompressorverbrauchslei stung, die durch die Leistungsabschätzvorrichtung abgeschätzt wird, in ein elektrisches Signal und zum Ausgeben des elektri schen Signals an eine externe Informationseinrichtung, wobei die externe Informationseinrichtung eine Regelvorrichtung für eine Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges auf weist.

5. Klimaanlage gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Einstellvor richtung der Leistungsfähigkeit eines inneren Wärmetauschers (42) aufweist und eine Informationsspeichervorrichtung, wobei die Informationsspeichervorrichtung einen Leistungsgrenzwert als maximal zulässigen Wert einer Leistung speichert, die durch den Kompressor (18) verbraucht wird, und wobei die Ver drängungsregelvorrichtung den abgeschätzten Verbrauchslei stungswert des Kompressors mit dem Leistungsgrenzwert ver gleicht und eine Leistungsfähigkeit des inneren Wärmetauschers durch Einstellen der Verdrängung des Kompressors regelt, be zugnehmend auf eine Soll-Leistung des inneren Wärmetauschers, die durch die Einstellvorrichtung der Leistungsfähigkeit für den inneren Wärmetauscher eingestellt wird, wenn der abge schätzte Verbrauchsleistungswert niedriger als der Leistungs grenzwert ist und eine tatsächliche Leistung regelt, die für den Kompressor verbraucht wird, indem die Verdrängung des Kom pressors so eingestellt wird, dass der abgeschätzte Ver brauchsleistungswert den Leistungsgrenzwert nicht überschrei tet, wenn der abgeschätzte Verbrauchsleistungswert gleich oder höher als der Leistungsgrenzwert ist.

6. Klimaanlage gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Einstellmengenerfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Einstellmenge einer Ausgangsleistung der Hauptantriebsquelle zum Antrieb eines Fahrzeuges aufweist, und dass der Leistungsgrenzwert in Reaktion auf eine Ausgangsleistungseinstellmenge, die durch die Einstellungserfassungsvor richtung erfasst wurde, verändert wird.

7. Klimaanlage gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Drehzahlerfassungsvorrichtung zur Erfas sung einer Drehzahl der Hauptantriebsquelle (23) zum Antrieb eines Fahrzeuges aufweist, und dass der Leistungsgrenzwert in Reaktion auf eine Drehzahl, die durch die Drehzahlerfassungs vorrichtung erfasst wurde, verändert wird.

8. Klimaanlage gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verdrängungsregelvorrichtung eine Be rechnungsvorrichtung zur Berechnung einer Abweichung enthält, und dass die Verdrängungsregelvorrichtung die Verdrängung des Kompressors (18) regelt, bezugnehmend auf eine Differenz zwi schen dem abgeschätzten Verbrauchsleistungswert und dem Lei stungsgrenzwert, der durch die Berechnungsvorrichtung berech net wurde, wenn der abgeschätzte Verbrauchsleistungswert gleich oder höher als der Leistungsgrenzwert ist.

9. Fahrzeugklimaanlage, die einen Leistungsverbraucher hat, der wenigstens eine Heizung umfasst, wobei die Klimaanlage ih re Energiequelle im Wesentlichen von einer Hauptantriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges nimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Energieverbrauchsabschätzvorrichtung zur Abschätzung einer Energiemenge aufweist, die von dem Lei stungsverbraucher verbraucht wird.

10. Klimaanlage gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage ein Gebläse (64, 6) zum Blasen von Luft hat, sowie einen inneren Wärmetauscher (42) zum Kühlen oder Erwär men von Luft, die von dem Gebläse in eine Führungsöffnung in das Innere eines Fahrzeuges geblasen wird, wobei die Klimaan lage einen Dampfkompressionskühlkreislauf oder/und Dampfkom pressionswärmepumpenkreislauf enthält, der einen variablen Verdrängungskompressor (18) und eine Verdrängungsregelvorrich tung zur Einstellung einer Verdrängung des Kompressors auf weist und eine Ausstoßmenge des Kompressors regelt, wobei der Kompressor (18) über einen Kühlkreislauf mit dem inneren Wär metauscher (42) verbunden ist, der ein Kühlmittel, das zwi schen dem Kompressor und dem inneren Wärmetauscher zirkuliert, komprimiert und in der Lage ist, eine Ausstoßmenge des kompri mierten Kühlmittels zu verändern, und wobei die Klimaanlage eine Leistungsabschätzvorrichtung zur Abschätzung einer Kom pressorverbrauchsleistung aufweist, die während des Betriebes des Kompressors erzeugt wird.

11. Klimaanlage gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Erkennungsvorrichtung für die einge blasene Luftmenge zur Erfassung oder Abschätzung einer physi kalischen Menge hat, die in Korrelation mit einer Luftmenge, die von dem Gebläse (64, 6) eingeblasen wird, steht, eine Tem peraturerkennungsvorrichtung für eine Luft, die den inneren Wärmetauscher (42) passiert, zur Erfassung oder Abschätzung einer Temperatur von Luft, die durch den inneren Wärmetauscher strömt, eine Ansaugdruckerkennungsvorrichtung zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das in den Kompressor (18) eingesaugt wird, und eine Ausstoßdruckerken nungsvorrichtung zur Erfassung oder Abschätzung eines Druckes eines Kühlmittels, das von dem Kompressor ausgestoßen wird, wobei die Leistungsabschätzungsvorrichtung die Kompressorver brauchsleistung abschätzt, bezugnehmend auf eine Information, die von der Erkennungsvorrichtung für die eingeblasene Luft menge, der Temperaturerkennungsvorrichtung für die Luft, die den inneren Wärmetauscher passiert, der Ansaugdruckerkennungs vorrichtung und der Ausstoßdruckerkennungsvorrichtung erhalten wird.

12. Klimaanlage gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die Klimaanlage eine Informationsspeichervor richtung zur Speicherung einer Energiegrenzmenge aufweist, die für die Ausrüstung verwendbar ist, deren Energiequelle von der Hauptantriebsquelle (23) genommen wird, und wobei die Klimaan lage eine Summe der abgeschätzten Verbrauchsenergien der Lei stungsverbraucher und des Kompressors (18) oder irgendeiner anderen Mehrzahl von Ausrüstungseinrichtung mit dem Ener giegrenzbetrag, der in der Informationsspeichervorrichtung ge speichert ist, vergleicht und wenigstens entweder eine Ver drängung des Kompressors und/oder eine Leistung, die von dem Leistungsverbraucher verbraucht wird, reduziert, wenn die Sum me der abgeschätzten Verbrauchsenergien höher als die Ener giegrenzmenge ist.

13. Klimaanlage gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung eine elektrische Heizung (52) aufweist.

14. Klimaanlage gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung eine Reibungsheizung (27) aufweist.