DE10200378A1 - Gerät und Verfahren zum Steuern eines elektrischen Verdichters - Google Patents

Abstract

Ein elektrischer Verdichter hat einen Motor M und einen Verdichtungsmechanismus, der durch den Motor M angetrieben ist. Der Verdichter bildet einen Teil des Kühlkreislaufs einer Klimaanlage. Ein Steuergerät des Verdichters stellt die Drehzahl des Motors M ein, um die aus dem Verdichtungsmechanismus ausgelassene verdichtete Kühlgasmenge oder die Verdrängung des Verdichters pro Zeiteinheit zu steuern. Wenn der energetische Wirkungsgrad des Motors M niedriger ist als ein vorbestimmtes Niveau, dann führt das Steuergerät eine Ein-/Aus-Steuerung durch, indem der Motor M abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Während der Ein-/Aus-Steuerung wird eine erforderliche pro Zeiteinheit ausgelassene Kühlgasmenge erhalten und der energetische Wirkungsgrad des Motors M in der Ein-Zeit ist höher als das vorbestimmte Niveau.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und auf ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Verdichters, der bei einer Fahrzeugklimaanlage verwendet wird (sofern nichts anderes angegeben ist, sollen nachfolgend unter dem Begriff "Steuern" allgemein "Steuer- oder Regelvorgänge" zusammengefasst werden).

Bei einem üblichen elektrischen Verdichter wird die Drehzahl eines Motors unter Verwendung eines Inverters eingestellt, wodurch die Verdrängung eines aus dem Verdichtungsmechanismus ausgelassenen Kühlgases pro Zeiteinheit gesteuert wird. Bei der Steuerung ist es unter Verwendung eines Inverters schwierig oder gar unmöglich, den Motor unter einer unteren Grenzdrehzahl zu betätigen. Daher kann unter Verwendung eines Inverters keine geringe Verdrängung gesteuert werden. Somit wird der Motor abwechselnd bei einer geringen Drehzahl ein- und ausgeschaltet, die nahe an der untersten Drehzahl ist, wenn die Verdichterverdrängung in jenem Bereich gesteuert werden muss, der unter dem Wert entsprechend der untersten Drehzahl des Motors ist. Die Ein-/Aus-Steuerung ermöglicht einen Betrieb des Verdichters in einem niedrigen Verdrängungsbereich, der durch die Invertersteuerung nicht erzielt werden kann.

Wenn jedoch der Verdichter bei einer niedrigen Drehzahl betrieben wird, die nahe der untersten Drehzahl der Invertersteuerung ist, dann ist der energetische Wirkungsgrad des Motors und des Inverters verglichen mit einem Bereich höherer Motordrehzahl niedrig. Ein derartiger Betrieb bei niedriger Drehzahl des Motors verringert somit den gesamten energetischen Wirkungsgrad des Verdichters. Insbesondere muss der energetische Wirkungsgrad erhöht werden, um jene Periode zu verlängern, bei der die Klimaanlage ohne Aufladen der Batterie arbeiten kann, da ein bei einer Fahrzeugklimaanlage verwendeter elektrischer Verdichter durch die Fahrzeugbatterie angetrieben wird.

Demnach ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät und ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Verdichters vorzusehen, die die Verdichterverdrängung in einem weiten Bereich einstellen und den energetischen Wirkungsgrad des Verdichters verbessern.

Um die vorstehend genannte Aufgabe und andere Gesichtspunkte im Sinne der vorliegenden Erfindung zu erzielen, ist ein Steuergerät für einen elektrischen Verdichter vorgesehen, der einen Motor und einen durch den Motor angetriebenen Verdichtungsmechanismus enthält. Der Verdichter bildet einen Teil eines Kühlkreislaufes einer Klimaanlage. Das Steuergerät stellt die Drehzahl des Motors ein, um die aus dem Verdichtungsmechanismus pro Zeiteinheit ausgelassene Kühlgasmenge zu steuern. Wenn der voraussichtliche energetische Wirkungsgrad des Motors niedriger ist als ein vorbestimmtes Niveau, dann wird eine Ein-/Aus-Steuerung durchgeführt, indem der Motor abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Während der Ein-/Aus-Steuerung wird eine erforderliche pro Zeiteinheit ausgelassene Kühlgasmenge erhalten, und der energetische Wirkungsgrad des Motors in der Ein-Zeit ist größer als das vorbestimmte Niveau.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die anhand von Beispielen die Prinzipien der Erfindung erläutern.

Die Erfindung wird zusammen mit ihrer Aufgabe und ihren Vorteilen unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich:

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines elektrischen Spiralverdichters;

Fig. 2 zeigt eine Abbildung zum Bestimmen des energetischen Wirkungsgrads des in der Fig. 1 gezeigten Motors; und

Fig. 3 zeigt eine Zeitkarte der Ein-/Aus-Steuerung.

Ein Gerät zum Steuern eines elektrischen Spiralverdichters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Der elektrische Spiralverdichter wird bei einer Fahrzeugklimaanlage verwendet.

Wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, hat ein Kühlkreis der Fahrzeugklimaanlage den elektrischen Spiralverdichter und einen externen Kühlkreislauf 40. Der Kühlkreislauf 40 hat zum Beispiel einen Kondensator 41, eine Dekompressions-Vorrichtung und einen Verdampfer 43. Die Dekompressionsvorrichtung ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Expansionsventil 42. Zum Zwecke der Darstellung wird die linke Seite gemäß der Fig. 1 als die Vorderseite des Verdichters definiert, und die rechte Seite gemäß der Fig. 1 wird als die Hinterseite des Verdichters definiert.

Wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, ist ein mittleres Gehäuseelement 12 an dem hinteren Ende einer ortsfesten Spirale 11 gekoppelt. Ein Motorgehäuseelement 13 ist an dem hinteren Ende des mittleren Gehäuseelements 12 gekoppelt. Die ortsfeste Spirale 11, das mittlere Gehäuseelement 12 und das Motorgehäuseelement 13 bilden das Gehäuse des Verdichters. Die ortsfeste Spirale 11 hat eine ortsfeste Grundplatte 11a und einen ortsfesten Spiralenabschnitt 11b, der von der Grundplatte 11a vorsteht.

Eine Antriebswelle 14 ist durch das mittlere Gehäuseelement 12 und das Motorgehäuseelement 13 durch Lager 15, 16 drehbar gestützt. Die Antriebswelle 14 hat eine Kurbelwelle 14a, die zu der ortsfesten Spirale 11 vorsteht. Eine Buchse 17 ist um die Kurbelwelle 14a herum gepasst. Eine bewegbare Spirale 18 ist durch die Buchse 17 mittels eines Lagers 19 drehbar gestützt. Die bewegbare Spirale 18 hat eine bewegbare Grundplatte 18a und einen bewegbaren Spiralenabschnitt 18b, der von der bewegbaren Grundplatte 18a vorsteht. Die Spiralenabschnitte 11b und 18b sind miteinander in Eingriff. Die ortsfeste Grundplatte 11a, der ortsfeste Spiralenabschnitt 11b, die bewegbare Grundplatte 18a und der bewegbare Spiralenabschnitt 18b definieren Verdichtungskammern 20.

Ein Orbitierring 21 befindet sich zwischen dem mittleren Gehäuseelement 12 und der bewegbaren Spirale 18. Zylindrische Stifte 22 (in der Zeichnung ist nur einer gezeigt) sind an dem Orbitierring 21 gesichert. Die Stifte 22 erstrecken sich über die Dicke des Orbitierrings 21 hinaus und sind voneinander gleichmäßig beabstandet. Eine ringartige Druckaufnahmeplatte 23 befindet sich zwischen dem mittleren Gehäuseelement 12 und dem Orbitierring 21. Die Druckaufnahmeplatte 23 hat Löcher 23a, deren Positionen den Positionen der Stifte 22 entsprechen. Außerdem hat die bewegbare Grundplatte 18a Löcher 18c, deren Positionen den Positionen der Stifte 22 entsprechen. Die Enden von jedem Stift 22 sind in das entsprechende Paar Löcher 18c, 23a gepasst. Die Stifte 22 und die Löcher 18c, 23a bilden einen Rotationssperrmechanismus.

Dabei verhindert der Rotationssperrmechanismus eine Drehung der bewegbaren Spirale 18, wenn sich die Kurbelwelle 14a dreht, während das Orbitieren der bewegbaren Spirale 18 zugelassen wird.

Ein Einlass 24 ist an der Außenwand der ortsfesten Spirale 11 ausgebildet. Das Kühlmittel aus dem Verdampfer 42 strömt durch den Einlass 24 hindurch und wird zwischen der ortsfesten und der bewegbaren Spirale 11, 18 eingeschlossen, die die Verdichtungskammer an dem äußeren Umfang der Spiralenabschnitte 11b, 18b bilden. Ein Auslassanschluss 25 ist an der Mitte der ortsfesten Grundplatte 11a der ortsfesten Spirale 11 ausgebildet. Wenn sich die Verdichtungskammer 20 an dem anderen Ende der Spiralenabschnitte 11b, 18b befindet, dann verbindet der Auslassanschluss 25 die Verdichtungskammer 20 mit dem Kondensator 41.

Wenn sich die Antriebswelle 14 dreht, dann bewegt die Orbitalbewegung der bewegbaren Spirale 18 die Verdichtungskammer 20 zu dem inneren Ende der Spiralenabschnitte 11b, 18b, während sich das Volumen der Verdichtungskammer 20 verringert. Demnach wird das Kühlmittel in der Verdichtungskammer 20 verdichtet und nachfolgend zu dem externen Kühlkreislauf 40 durch den Auslassanschluss 25 hindurch ausgelassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die ortsfeste Spirale 11, die bewegbare Spirale 18, die Antriebswelle 14 und der Rotationssperrmechanismus 22, 18c, 23a einen Verdichtungsmechanismus C.

Eine Motorkammer 27 ist durch das mittlere Gehäuseelement 12 und das Motorgehäuseelement 13 definiert. Ein Stator 28 befindet sich in der Motorkammer 27 und ist an der Innenwand des Motorgehäuses 13 gesichert. Ein Rotor 29 ist an der Antriebswelle 14 gesichert, und er befindet sich in der Motorkammer 27. Der Rotor 29 ist dem Stator 28 zugewandt. Der Stator 28 und der Rotor 29 bilden einen Wechselstrommotor und insbesondere einen Synchronmotor. Wenn in den Stator 28 ein Wechselstrom eingespeist wird, dann drehen sich der Rotor 29 und die Antriebswelle 24 einstückig bei einer Drehzahl Nc, die synchron zu einer Frequenz der Stromquelle ist, wodurch der Verdichtungsmechanismus C das Kühlgas verdichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden der Stator 28, der Rotor 29 und die Antriebswelle 14 einen Motor M.

Wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, hat das Steuergerät eine Steuereinheit 51 und eine Stromquelle, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine Batterie 52 ist, einen Inverter 53 und eine Gruppe 54 von Informationserfassungsvorrichtungen. Die Steuereinheit 51 hat eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine Eingabe-Abgabe-Schnittstelle. Der Inverter 53 ist zwischen der Batterie 52 und dem Stator 28 des Motors M angeordnet. Die Erfassungsvorrichtungsgruppe 54 erfasst Informationen, auf deren Grundlage die Steuereinheit 51 den in den Motor M eingespeisten elektrischen Strom steuert.

Die Erfassungsvorrichtungsgruppe 54 hat einen Temperatursollwertgeber 55, einen Ansauglufttemperatursensor 58, einen Auslasslufttemperatursensor 56 und eine Strommessvorrichtung 57. Der Temperatursollwertgeber 55 wird zum Stellen einer Solltemperatur in der Fahrgastzelle verwendet. Der Ansauglufttemperatursensor 58 erfasst die Temperatur der Luft, die durch ein Gebläse (nicht gezeigt) zu dem Verdampfer 43 geführt wird. Der Auslasslufttemperatursensor 56 erfasst die Temperatur der Luft, die durch den Verdampfer 43 hindurch in die Fahrgastzelle ausgestoßen wird. Die Strommessvorrichtung 57 misst den elektrischen Strom, der in den Stator 28 eingespeist wird.

Die Steuereinheit 51 betätigt den Inverter 53 entsprechend den von der Erfassungsvorrichtungsgruppe 54 erfassten Informationen, wodurch ein Gleichstrom von der Batterie 52 in einen Wechselstrom gewandelt wird. Die Steuereinheit 51 speist den Wechselstrom in den Stator 28 ein und ändert außerdem die Frequenz des Wechselstroms. Wenn die Stromfrequenz geändert wird, dann wird die Drehzahl Nc des Rotors 29 (der Antriebswelle 14) geändert, die synchron mit der Stromfrequenz ist. Dies ändert die verdichtete Kühlgasmenge, die aus der Verdichtungskammer 20 des Verdichtungsmechanismus C pro Zeiteinheit ausgelassen wird bzw. die Verdrängung des Verdichtungsmechanismus C.

Die Steuereinheit 51 bestimmt die Solltemperatur der aus der Klimaanlage ausgestoßenen Luft oder die Temperatur der der Fahrgastzelle zugeführten Luft auf der Grundlage von Temperaturinformationen, die durch die Erfassungsvorrichtungsgruppe 54 zugeführt werden. Die Temperaturinformationen enthalten zum Beispiel die Temperatur der in die Klimaanlage eingezogenen Luft, die Temperatur der ausgestoßenen Luft und die Solltemperatur der Fahrgastzelle. Die Steuereinheit 51 bestimmt die Solldrehzahl des Motors M oder die Sollverdrängung des Verdichtungsmechanismus C auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Sollwert und dem gegenwärtigen Wert der Temperatur der ausgestoßenen Luft. Die Steuereinheit 51 befiehlt dem Inverter 53 einen Betrieb bei jener Frequenz, die der Sollmotordrehzahl entspricht. Demnach wird die Drehzahl Nc des Motors M, und zwar die Verdrängung des Verdichtungsmechanismus C, gemäß der Kühllast so eingestellt, dass die Temperatur der ausgestoßenen Luft zu der Solltemperatur wird.

Die Steuereinheit 51 enthält eine in der Fig. 2 gezeigte Abbildung zum Bestimmen, ob der energetische Wirkungsgrad des Motors M (Verhältnis der abgegebenen Energie zu der eingegebenen Energie) geringer ist als ein vorbestimmtes Niveau. In dieser Abbildung werden das Abgabemoment Tr des Motors M und die Drehzahl Nc der Antriebswelle 14 als Parameter verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Abgabemoment Tr auf der Grundlage der Stromstärkeinformationen von der Strommessvorrichtung 57 geschätzt, und die Drehzahl Nc der Antriebswelle 14 wird auf der Grundlage der Stromfrequenz des zu dem Inverter 53 gesendeten Signals geschätzt. Bei dieser Prozedur wird die Abbildung verwendet, die bestimmt, ob der energetische Wirkungsgrad des Motors M geringer ist als das vorbestimmte Niveau, und die Rechenlast in der Steuerschaltung 51 ist verglichen mit jener Prozedur reduziert, die eine aufeinanderfolgende Berechnungsfolge von Gleichungen enthält. Der diagonal schraffierte Bereich der in der Fig. 2 gezeigten Abbildung stellt die Kombinationen des Abgabemoments Tr und der Drehzahl Nc dar, die aufgrund des Aufbaus des Motors M niemals auftreten.

Wenn auf der Grundlage der Abbildung gemäß der Fig. 2 bestimmt wird, dass der energetische Wirkungsgrad des Motors M niedriger ist als das vorbestimmte Niveau, dann schaltet die Steuereinheit 51 die Steuerprozedur des Motors M (des Inverters 53) von der Drehzahlsteuerung zu der Ein-/Aus-Steuerung um, wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist. Die Ein-/Aus-Steuerung bezieht sich auf eine Prozedur, bei der der Motor M abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Beim Einschalten wird der Motor M so gesteuert, dass er bei einer vorbestimmten Drehzahl Nc1 betrieben wird, die einen bevorzugten energetischen Wirkungsgrad bewirkt.

Der energetische Wirkungsgrad des Motors M fällt im Allgemeinen dann unter das vorbestimmte Niveau, wenn die Kühllast klein ist. Dabei schwankt das Motorabgabemoment Tr in der Ein-Zeit während der Ein-/Aus-Steuerung in einem niedrigen und engen Bereich. Daher wird der Motor M kaum in einem Bereich eines energetischen Wirkungsgrads betrieben, der niedriger ist als das vorbestimmte Niveau, falls die Drehzahl Ncl in der Ein-Zeit ein konstanter Wert ist, der bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel durch Experimente erhalten wird. Somit ruft das Festlegen der Drehzahl Nc1 auf einen konstanten Wert in der Praxis kaum ein Problem hervor. Ein konstanter Wert der Drehzahl Nc1 reduziert die Rechenlast in der Steuereinheit 51 verglichen mit einer Prozedur, bei der die effizienteste Motordrehzahl Nc der Ein- /Aus-Steuerung in jeder Ein-Zeit auf der Grundlage des Abgabemoments Tr und der Drehzahl Nc der vorherigen Ein-Zeit berechnet wird.

Wenn erfasst wird, dass die Temperatur der ausgestoßenen Luft um einen vorbestimmten Betrag höher ist als die Solltemperatur, dann beginnt die Steuereinheit 51 eine Erhöhung der Motordrehzahl Nc des Motors M von Null auf die vorbestimmte Drehzahl Nc1. Daher startet eine Reduzierung der Temperatur der ausgestoßenen Luft. Wenn erfasst wird, dass die Temperatur der ausgestoßenen Luft um einen vorbestimmten Betrag niedriger ist als die Solltemperatur, dann hält die Steuereinheit 51 den Motor M an. Dies bewirkt einen Beginn einer Erhöhung der Temperatur der ausgestoßenen Luft. Auf diese Art und Weise wird die Betätigungszeit (die Ein-Zeit) des Motors M pro Zeiteinheit, und zwar die Verdrängung des Verdichtungsmechanismus, gemäß der Kühllast so eingestellt, dass die Temperatur der ausgestoßenen Luft zu der Solltemperatur wird.

In der Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen t eine Periode, in der die Drehzahl des Motors M von Null auf die Drehzahl Nc1 erhöht wird. Die Steuereinheit 51 ändert die Länge der Periode t auf der Grundlage der Kühllast, die durch die Differenz zwischen der Temperatur der in die Klimaanlage eingezogenen Luft und der aus der Klimaanlage ausgestoßenen Luft angegeben wird. Anders gesagt ändert die Steuereinheit 51 die Erhöhungsrate der Motordrehzahl Nc oder die Erhöhungsrate der Frequenz des Inverters 53 auf der Grundlage der Temperaturdifferenz.

Falls die Temperaturdifferenz relativ groß ist, wenn der Motor M gestartet wird, dann wird eine große Kühllast geschätzt, und das Lastmoment unmittelbar nach dem Start des Motors M wird relativ groß geschätzt. In diesem Fall kann die Phase des Motors M nicht synchron sein, und zwar kann die Drehphase des Motors M von der Phase der Frequenz des Inverters 52 versetzt sein. Anders gesagt würde die Steuereinheit 51 den Start des Motors M voraussichtlich fehlerhaft durchführen. Daher erweitert die Steuereinheit 51 die Periode t derart, dass die Stromfrequenz langsam zu der Sollfrequenz erhöht wird. Dies ermöglicht eine zuverlässige Synchronisation der Motordrehzahl Nc mit der Stromfrequenz, ohne dass sie außer Phase geraten.

Wenn die Temperaturdifferenz klein ist, dann wird die Kühllast klein geschätzt, und das Lastmoment unmittelbar nach dem Start des Motors M wird ebenfalls als klein geschätzt. In diesem Fall ist es wenig wahrscheinlich, dass der Motor M außer Phase gerät. Daher verkürzt die Steuereinheit 51 die Periode t derart, dass die Stromfrequenz schnell auf die Sollfrequenz erhöht wird. Demnach wird die Kühlwirkung des Verdichtungsmechanismus C schnell erhöht, wodurch ein Anstieg der Temperatur der ausgestoßenen Luft unterdrückt wird.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat die folgenden Vorteile.

(1) Wenn der voraussichtliche energetische Wirkungsgrad des Motors M niedriger ist als das vorbestimmte Niveau, falls die Drehzahlregelung fortgesetzt wird, dann wird die Steuerung des Motors M von der Drehzahlregelung zu der Ein-/Aus-Steuerung umgeschaltet. Dies ermöglicht einen Betrieb des Motors M bei einem hohen energetischen Wirkungsgrad. Der Motor M wird nicht in einem niedrigen Drehzahlbereich betrieben, der nahe an der untersten Motordrehzahl gemäß der Invertersteuerung ist, es sei denn, die Motordrehzahl wird von Null erhöht oder auf Null verringert. Daher ist der energetische Wirkungsgrad bei Betrachtung des gesamten Betriebs des Verdichters verbessert. Außerdem wird die elektrische Ladung der Batterie 52 aufrechterhalten, wodurch die Periode des Klimaanlagenbetriebs verlängert wird, ohne dass die Batterie 52 geladen wird. Anders als in dem Fall, wenn der Motor M nur durch die Drehzahlregelung betrieben wird, ermöglicht die Ein-/Aus-Steuerung des Verdichters einen Betrieb bei geringen Verdrängungen, wodurch der Bereich der steuerbaren Verdrängung erweitert ist.

(2) Beim Starten des Motors wird die Erhöhungsrate der Motordrehzahl Nc oder die Erhöhungsrate der Stromfrequenz entsprechend der Kühllast der Klimaanlage geändert. Daher wird zuverlässig verhindert, dass der Motor M außer Phase gerät, wenn der Motor M gestartet wird, wodurch die Klimaanlagenfunktion verbessert ist.

Es sollte für einen Durchschnittsfachmann klar sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen ausgeführt werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sollte klar sein, dass die Erfindung in den folgenden Ausführungsformen ausgeführt werden kann.

Bei der Ein-/Aus-Steuerung des Motors M kann die Erhöhungsrate der Motordrehzahl von Null auf die vorbestimmte Drehzahl Nc auf der Grundlage der Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur an dem Einlass des Verdampfers 43 und der Temperatur an dem Auslass des Verdampfers 43 eingestellt werden. Außerdem kann die Erhöhungsrate der Motordrehzahl auf der Grundlage der Differenz zwischen dem hohen Kühlmitteldruck (Auslassdruck) und dem niedrigen Kühlmitteldruck (Ansaugdruck) eingestellt werden.

Während der Drehzahlregelung des Motors M kann die Steuerung periodisch zu der Ein-/Aus-Steuerung in einer vorbestimmten Periode umgeschaltet werden, um zu bestimmen, ob die Ein-/Aus- Steuerung gestartet werden soll.

Insbesondere wird die elektrische Leistungsaufnahme in jeder periodischen Ein-/Aus-Steuerung mit der elektrischen Leistungsaufnahme in der Drehzahlsteuerung verglichen. Falls die elektrische Leistungsaufnahme in der Ein-/Aus-Steuerung geringer ist als in der Drehzahlregelung, dann bestimmt die Steuereinheit 51, dass der Wirkungsgrad in der Drehzahlregelung unter ein vorbestimmtes Niveau fällt, und sie schaltet die Steuerung zu der kontinuierlichen Ein-/Aus-Steuerung um.

Der Verdichtungsmechanismus C muss nicht in der Spiralbauart wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein. Zum Beispiel kann Verdichtungsmechanismus C in der Kolbenbauart ausgeführt sein.

Daher sollen die gegenwärtigen Beispiele und Ausführungsbeispiele der Darstellung dienen und nicht einschränkend sein, und die Erfindung ist nicht auf die darin gegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Umfangs und der Äquivalenz der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.

Ein elektrischer Verdichter hat einen Motor M und einen Verdichtungsmechanismus, der durch den Motor M angetrieben ist. Der Verdichter bildet einen Teil des Kühlkreislaufs einer Klimaanlage. Ein Steuergerät des Verdichters stellt die Drehzahl des Motors M ein, um die aus dem Verdichtungsmechanismus ausgelassene verdichtete Kühlgasmenge oder die Verdrängung des Verdichters pro Zeiteinheit zu steuern. Wenn der energetische Wirkungsgrad des Motors M niedriger ist als ein vorbestimmtes Niveau, dann führt das Steuergerät eine Ein-/Aus-Steuerung durch, indem der Motor M abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Während der Ein-/Aus-Steuerung wird eine erforderliche ausgelassene Kühlgasmenge pro Zeiteinheit erhalten, und der energetische Wirkungsgrad des Motors M in der Ein-Zeit ist höher als das vorbestimmte Niveau.

Claims (8)

1. Steuergerät für einen elektrischen Verdichter, der einen Motor (M) und einen durch den Motor (M) angetriebenen Verdichtungsmechanismus hat, wobei der Verdichter einen Teil eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage bildet und das Steuergerät die Drehzahl des Motors (M) einstellt, um eine aus dem Verdichtungsmechanismus pro Zeiteinheit ausgelassene Kühlgasmenge zu steuern, und das Steuergerät ist dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der voraussichtliche energetische Wirkungsgrad des Motors (M) niedriger ist als ein vorbestimmtes Niveau, das Steuergerät eine Ein-/Aus-Steuerung durchführt, indem es den Motor (M) abwechselnd ein- und ausgeschaltet, um so eine erforderliche pro Zeiteinheit ausgelassene Kühlgasmenge zu erhalten, und der energetische Wirkungsgrad des Motors (M) in der Ein-Zeit ist höher als das vorbestimmte Niveau.

2. Steuergerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Motor (M) während der Ein-/Aus-Steuerung gestartet wird, das Steuergerät die Kühllast der Klimaanlage erfasst, und wobei das Steuergerät die Erhöhungsrate der Motordrehzahl verringert, wenn die Kühllast hoch ist, und wobei es die Erhöhungsrate der Motordrehzahl erhöht, wenn die Kühllast niedrig ist.

3. Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (M) ein Wechselstrommotor (M) ist, und wobei das Steuergerät die Motordrehzahl ändert, indem es die Frequenz des in den Motor (M) eingespeisten Stroms ändert.

4. Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät bestimmt, ob der Motorwirkungsgrad niedriger ist als das vorbestimmte Niveau, indem es sich auf eine Abbildung bezieht, in der das Abgabemoment und die Drehzahl des Motors (M) als Parameter verwendet werden.

5. Steuerverfahren zum Steuern eines elektrischen Verdichters, der einen Motor (M) und einen durch den Motor (M) angetriebenen Verdichtungsmechanismus hat, wobei der Verdichter ein Teilen eines Kühlkreislaufs einer Klimaanlage bildet und die Drehzahl des Motors (M) eingestellt wird, um die aus dem Verdichtungsmechanismus pro Zeiteinheit ausgelassene Kühlgasmenge zu steuern, und das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der voraussichtliche energetische Wirkungsgrad des Motors (M) niedriger ist als ein vorbestimmtes Niveau, eine Ein-/Aus- Steuerung durchgeführt wird, indem der Motor (M) abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird, um so eine erforderliche pro Zeiteinheit ausgelassene Kühlgasmenge zu erhalten, und der energetische Wirkungsgrad des Motors (M) in der Ein-Zeit ist höher als das vorbestimmte Niveau.

6. Steuerverfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Motor (M) während der Ein-/Aus-Steuerung gestartet wird, die Kühllast der Klimaanlage erfasst wird, und wobei die Erhöhungsrate der Motordrehzahl verringert wird, wenn die Kühllast hoch ist, und wobei die Erhöhungsrate der Motordrehzahl erhöht wird, wenn die Kühllast niedrig ist.

7. Steuerverfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (M) ein Wechselstrommotor (M) ist, und wobei die Motordrehzahl dadurch geändert wird, dass die Frequenz des in den Motor (M) eingespeisten Stroms geändert wird.

8. Steuerverfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmt wird, ob der Motorwirkungsgrad niedriger ist als das vorbestimmte Niveau, indem auf eine Abbildung bezug genommen wird, in der das Abgabemoment und die Drehzahl des Motors (M) als Parameter verwendet werden.