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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlkreisvorrichtung für ein Fahrzeug,
die eine Ausgabekapazität
eines Kompressors steuern kann, der durch einen Fahrzeugmotor angetrieben
wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuersystem
zum Steuern einer Ausgabekapazität
eines Kompressors.
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HINTERGRUND DER ERFINUNG
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In
einer Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug, die in der JP-A-2000-335232 beschrieben ist, ist ein Verstellmechanismus
zum Ändern
einer Ausgabekapazität
(Verdrängung)
eines Kompressors basierend auf einem externen Steuersignal vorgesehen.
In dieser Kühlkreisvorrichtung
wird, wenn eine Steuerung einen Beschleunigungszustand des Fahrzeugmotors
bestimmt, der Kompressor für
eine vorbestimmte Zeit abgeschaltet, und danach wird der Verstellmechanismus
in einen Teilkapazitätszustand gesetzt,
sodass der Kompressor mit einer Teilausgabekapazität arbeitet.
Nachdem der Kompressor mit der Teilausgabekapazität gearbeitet
hat, arbeitet der Kompressor wieder mit einer 100%-Ausgabekapazität.
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Demgemäß wird unmittelbar
nach einem Beschleunigungsbeginn des Fahrzeugmotors die Kompressorantriebsenergie
durch den Fahrzeugmotor zu Null, und die Beschleunigungseigenschaft
des Fahrzeugs kann verbessert werden. Weil dann der Kompressor mit
der Teilausgabekapazität
arbeitet, kann eine Kältemittelumlaufmenge
in der Kühlkreisvorrichtung
auf einer vorbestimmten Strömungsmenge
gehalten werden, wodurch ein Temperaturanstieg einer in einen Fahrzeugraum
geblasenen Luft reduziert wird. Gemäß Untersuchungen der Erfinder
kann jedoch bei dieser Steuerung des Kompressors das folgende Problem
verursacht werden.
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8 zeigte einen Taumelscheibenkompressor 2 mit
einem Verstellmechanismus (Regelventil) 15. Der Verstellmechanismus 15 stellt
den Druck in einer Kurbelkammer 22 ein, um so einen Neigungswinkel
einer Taumelscheibe 21 zu verändern und die Ausgabekapazität des Kompressors
zu steuern. Ferner enthält
der Verstell mechanismus (Regelventil) 15, wie in 9 dargestellt, einen Ventilkörper 15b und
eine elektromagnetische Spule 15a zum Verschieben des Ventilkörpers 15b und
ist mit der Kurbelkammer 22, einer Ausgabekammer 24 und
einer Ansaugkammer 23 durch Kanäle 25 im Kompressor 2 verbunden.
Im Verstellmechanismus 15 wird mittels eines Gleichgewichts
zwischen der Druckkraft Pf der elektromagnetischen Spule 15a und
dem Saugdruck Ps von der Ansaugkammer 23 der Öffnungsgrad
des im Kanal 25 zwischen der Kurbelkammer 22 und
der Ausgabekammer 24 positionierten Ventilkörpers 15b eingestellt,
wodurch der Druck Pc der Kurbelkammer 22 eingestellt wird.
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Wenn
zum Beispiel der Saugdruck Ps größer als
ein vorbestimmter Druckwert ist, bewegt sich der Ventilkörper 15b in
einer Ventilschließerichtung.
In diesem Fall wird der Kanal 25 von der Ausgabekammer 24 zur
Kurbelkammer 22 in einen Sperrzustand gesetzt, wodurch
die Ausgabekapazität
größer wird und
der Saugdruck Ps gesenkt wird. Im Gegensatz dazu bewegt sich der
Ventilkörper 15b in
einer Ventilöffnungsrichtung,
wenn der Saugdruck Ps kleiner als der vorbestimmte Druckwert ist.
In diesem Fall strömt das
Hochdruck-Kältemittel
aus der Ausgabekammer 24 zur Kurbelkammer 22,
wodurch die Ausgabekapazität
kleiner wird und der Saugdruck Ps größer wird. Als Ergebnis kann
der Saugdruck Ps einen vorbestimmten Wert erreichen.
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Weil
der Kompressor 2 die obigen Eigenschaften besitzt, ist
eine notwendige Ausgabekapazität
des Kompressors 2, die entsprechend einer Wärmelast
eines Verdampfapparats gesteuert werden muss, unterschiedlich, und
die Antriebsenergie des Kompressors 2 ist ebenfalls unterschiedlich,
selbst wenn der Steuerstromwert gleich ist. Wenn zum Beispiel die
Wärmelast
des Verdampfapparats klein ist, wird der Saugdruck Ps kleiner. In
diesem Fall ist die notwendige Ausgabekapazität des Kompressors 2 klein
und die Antriebsenergie des Kompressors 2 wird klein. Wenn
dagegen die Wärmelast
des Verdampfapparats groß ist,
wird der Saugdruck Ps höher.
In diesem Fall ist die notwendige Ausgabekapazität des Kompressors 2 zum
Erreichen des Saugdrucks Ps groß und
die Antriebsenergie des Kompressors 2 wird groß.
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Daher
wird zu einer Zeit, wenn die Beschleunigungssteuerung des Fahrzeugmotors
durchgeführt wird,
bei einer Veränderung
der Wärmelast
die Antriebsenergie des Kompressors nicht nur entsprechend einem
Abfall des Steuerstroms bestimmt. Zum Beispiel kann, falls der Steuerstrom
verringert wird, wenn die Wärmelast
klein ist, die Ausgabekapazität übermäßig abfallen.
In diesem Fall wird eine Zeit zum Erhöhen der Ausgabekapazität nach dieser
Steuerung länger,
und einem Insassen in einem Fahrzeugraum kann ein unbequemes Gefühl gegeben
werden. Falls dagegen der Steuerstrom gesenkt wird, wenn die Wärmelast
groß ist,
kann die Ausgabekapazität
des Kompressors nicht ausreichend vermindert werden, und der Energieverbrauch
des Fahrzeugmotors kann nicht effektiv reduziert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug zu schaffen, die eine Kühlleistung
verbessern kann, während
eine Beschleunigungsleistung eines Fahrzeugmotors verbessert werden
kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem
zum effektiven Steuern einer Ausgabekapazität eines Kompressors ohne Verschlechtern
der Beschleunigungsleistung eines Fahrzeugmotors vorzusehen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Kühlkreisvorrichtung für ein Fahrzeug
einen Verdampfapparat zum Kühlen
einer in einen Raum des Fahrzeugs zu blasenden Luft, einen durch
einen Fahrzeugmotor über
einen Kraftübertragungsmechanismus
angetriebenen Kompressor zum Ansaugen und Komprimieren eines im
Verdampfapparat verdampften Gaskältemittels,
einen Verstellmechanismus, der eine Ausgabekapazität des Kompressors
basierend auf einem externen Steuerwert verändert, um einen Saugdruck des
Kompressors auf einen vorbestimmten Saugdruck zu bringen, sowie
eine Steuereinheit zum Steuern der Ausgabekapazität des Kompressors.
Ferner enthält die
Steuereinheit eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Beschleunigungszustands
des Fahrzeugmotors, ein Erfassungselement, das eine Wärmelast
des Verdampfapparats erfasst, eine Einstelleinrichtung zum Einstellen
eines minimalen Steuerwerts entsprechend der durch das Erfassungselement
erfassten Wärmelast
in einem zulässigen
Kapazitätsbereich
des Kom pressors, und eine Steuereinrichtung, die den an den Verstellmechanismus
angelegten Steuerwert auf den durch die Einstelleinrichtung eingestellten
minimalen Steuerwert reduziert und den reduzierten Steuerwert auf
einen Steuerwert vor der Reduzierung zurückführt, wenn die Bestimmungseinrichtung
einen Beschleunigungszustand des Fahrzuggmotors bestimmt.
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Weil
der Steuerwert zu einer Zeit eines Beschleunigungszustandes des
Fahrzeugmotors auf den minimalen Steuerwert reduziert wird, der
durch die Einstelleinrichtung entsprechend der Wärmelast eingestellt wird, ist
es möglich,
den minimalen Steuerwert basierend auf der Wärmelast unabhängig von dem
Saugdruck des Kompressors zu steuern. Demgemäß kann die Kühlkreisvorrichtung
in einem Fall, wenn der Saugdruck des Kompressors in einem vorbestimmten
Druckbereich gesteuert wird, sowohl die Beschleunigungsleistung
des Fahrzeugmotors als auch die Kühlleistung des Verdampfapparats
verbessern.
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Zum
Beispiel kann die Einstelleinrichtung den minimalen Steuerwert kleiner
einstellen, wenn die Wärmelast
größer ist,
und die Einstelleinrichtung kann eine Verringerungsrate des minimalen
Steuerwerts kleiner einstellen, wenn die Wärmelast größer als eine vorbestimmte Last
ist. Ferner kann das Erfassungselement die Wärmelast durch Erfassen einer
Temperatur der durch den Verdampfapparat gekühlten Luft oder durch Erfassen
eines Saugdrucks des Kompressors erfassen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Steuersystem zum Steuern
einer Ausgabekapazität
eines Kompressors einer Kühlkreisvorrichtung
einen Verstellmechanismus, der die Ausgabekapazität des Kompressors
basierend auf einem externen Steuerwert verändert, um einen Saugdruck des
Kompressors auf einen vorbestimmten Saugdruck zu setzen, sowie eine
Steuereinheit zum Steuern der Ausgabekapazität des Kompressors. Die Steuereinheit
enthält
weiter eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Beschleunigungszustandes
des Fahrzeugmotors, ein Erfassungselement, das eine Wärmelast
der Kühlkreisvorrichtung
erfasst, eine Einstelleinrichtung zum Einsellen eines minimalen
Steuerwerts entsprechend der durch das Erfassungselement erfassten
Wärmelast
in einem zulässigen
Kapazitätsbereich
des Kompressors, und eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung
reduziert den an den Verstellmechanismus angelegten Steuerwert auf den
durch die Einstelleeinrichtung eingestellten minimalen Steuerwert
und führt
den reduzierten Steuerwert auf einen Steuerwert vor dem Reduzieren
zurück,
wenn die Bestimmungseinrichtung einen Beschleunigungszustand des
Fahrzeugmotors bestimmt. Demgemäß kann das
Steuersystem die Ausgabekapazität
des Kompressors ohne Verschlechtern der Beschleunigungsleistung
des Fahrzeugmotors effektiv steuern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Obige
sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Steuerabbildung zum Bestimmen eines niedrigsten Steuerstroms (minimaler
Steuerstrom) gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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3 ein Diagramm einer Änderung eines Steuerstroms
Ic zum Bilden der Steuerabbildung (3A), ein
Diagramm einer Änderung
eines Drehmoments zum Bilden der Steuerabbildung (3B) und
ein Diagramm einer Temperatur der zu blasenden Luft zum Bilden der
Steuerabbildung (3C);
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4 ein
Flussdiagramm eines Steuerprozesses gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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5 ein
Zeitdiagramm einer Veränderung des
Steuerstroms Ic im Steuerprozess von 4, wenn
ein Beschleunigungszustand erfasst wird;
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6 ein
Zeitdiagramm einer Veränderung einer
Kompressorantriebsenergie im Steuerprozess von 4,
wenn der Beschleunigungszustand erfasst wird;
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7 eine
Steuerabbildung zum Bestimmen eines niedrigsten Steuerstroms (minimaler
Steuerstrom) gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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8 eine
schematische Schnittansicht eines Taumelscheiben-Verstellkompressors;
und
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9 eine
schematische Darstellung eines Verstellmechanismus in dem Kompressor
von 8.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 zeigt
eine Kühlkreisvorrichtung 1 mit einem
Kompressor zum Komprimieren eines Kältemittels. Wie in 1 dargestellt,
wird der Kompressor 2 von einem Verbrennungsmotor 11 über einen Kraftübertragungsmechanismus,
wie beispielsweise einen Riemen 10 und dergleichen, angetrieben,
sodass der Kompressor 2 das Kältemittel ansaugt und komprimiert
und das komprimierte Kältemittel
ausgibt. Der Kompressor 2 ist ein Taumelschreiben-Verstellkompressor,
der seine Ausgabekapazität
durch Ändern
eines Neigungswinkels einer Taumelscheibe, die einen Kolben hin
und her bewegt, stufenlos variieren kann. Der Kompressor 2 hat
zum Beispiel den in 8 und 9 dargestellten
Aufbau.
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Der
Druck des vom Kompressor 2 ausgegebenen Kältemittels
wird durch einen Verstellmechanismus (Druckregelventil) 15 gesteuert,
und das im Druck gesteuerte Kältemittel
wird in eine Kammer eingeleitet, in welcher die Taumelscheibe aufgenommen
ist. Der Innendruck der Kammer wird so gesteuert, dass ein Neigungsdrehmoment,
das auf die Taumelscheibe wirkt, gesteuert wird. So wird die Ausgabekapazität des Kompressors 2 gesteuert.
Der Verstellmechanismus 15 wird durch ein Steuersignal (Steuerwert,
wie beispielsweise Steuerstrom Ic) von einer elektronischen Steuereinheit 14 elektrisch
gesteuert, sodass die Ausgabekapazität des Kompressors 2 gesteuert
werden kann. Die Ausgabekapazität des
Kompressors 2 wird größer, wenn
der an den Verstellmechanismus 15 angelegte Steuerstrom
Ic größer wird.
Die Ausgabekapazität
des Kompressors 2 kann stufenlos zwischen einer Kapazität von 0% und
100% verändert
werden. Die Ausgabekapazität des
Kompressors 2 ist zum Beispiel eine Menge des durch eine
Umdrehung einer Welle des Kompressors 2 ausgegebenen Kältemittels.
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Ein
Kondensator 3 ist ein hochdruckseitiger Wärmetauscher
zum Kühlen
und Kondensieren des Kältemittels.
Der Kondensator 3 führt
einen Wärmeaustausch
zwischen dem vom Kompressor 2 ausgegebenen Hochdruck-Hochtemperatur-Kältemittel und
der durch einen Kühllüfter (nicht
dargestellt) geblasenen Außenluft
durch.
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Ein
Flüssigkeitsauffanggefäß 4 ist
eine Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
zum Trennen des aus dem Kondensator 3 strömenden Kältemittels
in ein Dampfphasen-Kältemittel
und ein Flüssigphasen-Kältemittel.
Das Flüssigphasen-Kältemittel
wird in dem Flüssigkeitsauffanggefäß 4 als überschüssiges Kältemittel
gesammelt. Das gesammelte Flüssigphasen-Kältemittel
wird aus dem Flüssigkeitsauffanggefäß 4 zu
einem Expansionsventil 5 geleitet. Das Expansionsventil 5 ist
eine Dekompressionseinheit zum Dekomprimieren des aus dem Flüssigkeitsauffanggefäß 4 zugeführten Hochdruck-Flüssigkältemittels
in einen Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenzustand. In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein thermisches Expansionsventil als Expansionsventil 5 verwendet. Das
Expansionsventil 5 hat einen Thermomesszylinder 5a zum
Messen einer Temperatur des Kältemittels
an einer Auslassseite eines Verdampfapparats 6. In diesem
Fall steuert das Expansionsventil 5 seinen Drosselöffnungsgrad
so, dass der Überhitzungsgrad des
Kältemittels,
das von der Auslassseite des Verdampfapparates 6 in den
Kompressor 2 gesaugt wird, auf einen vorbestimmten Überhitzungsgrad
gesteuert wird.
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Der
Verdampfapparat 6 ist ein niederdruckseitiger Wärmetauscher,
der einen Wärmeaustausch zwischen
dem Niederdruck-Kältemittel
und der in einen Fahrzeugraum zu blasenden Luft durchführt. Das
durch das Expansionsventil 5 dekomprimierte Niederdruck-Kältemittel
wird im Verdampfapparat 6 verdampft, sodass die in den
Fahrzeugraum zu blasende Luft gekühlt wird. Zum Beispiel ist
der Verdampfapparat 6 in einem Klimakanal 7 angeordnet, durch
den die Luft in den Fahrzeugraum strömt. In diesem Fall wird das
in den Verdampfapparat 6 strömende Niederdruck-Kältemittel
durch Absorbieren von Wärme
aus der durch den Klimakanal 7 strömenden Luft verdampft, sodass
die Luft gekühlt
wird.
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Der
Kompressor 2, der Kondensator 3, das Flüssigkeitsauffanggefäß 4,
das Expansionsventil 5, der Verdampfapparat 6,
usw. sind durch eine Rohrleitung verbunden, um einen Kühlkreis
zu bilden.
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Ein
Gebläse 12 ist
in dem Klimakanal 7 zum Blasen der Luft zum Fahrzugraum
vorgesehen. Das Gebläse 12 bläst Innenluft
und/oder Außenluft,
die von einem Innenluft/Außenluft-Wechselkasten
(nicht dargestellt) angesaugt wird. Die Innenluft ist Luft innerhalb
des Fahrzeugraums, und die Außenluft
ist Luft außerhalb
des Fahrzeugraums.
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Ein
Heizer (nicht dargestellt) ist in dem Klimakanal 7 luftstromab
des Verdampfapparats 6 vorgesehen. Die durch den Verdampfapparat 6 geströmte Luft
wird durch den Heizer geheizt. Der Heizer steuert eine Luftheizmenge
zum Beispiel so, dass die Temperatur der in den Fahrzeugraum zu
blasenden Luft gesteuert wird. Ein Nachverdampfapparat-Temperatursensor 13 ist
nahe einer stromabwärtigen
Seite einer Luftauslassöffnung
des Verdampfapparats 6 im Klimakanal 7 vorgesehen,
um eine Temperatur der geblasenen Luft unmittelbar nach Durchströmen des Verdampfapparats 6 zu
erfassen. Der Nachverdampfapparat-Temperatursensor 13 kann
in diesem Ausführungsbeispiel
zum Erfassen der Kühlkapazität (Wärmelast)
des Verdampfapparats 6 benutzt werden. Ein Temperaturmesssignal
(Te) des Nachverdampfapparat-Temperatursensors 13 wird
einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 14 eingegeben.
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Als
nächstes
wird nun ein Steuersystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Bezug
auf 1 beschrieben. Die ECU 14 enthält einen
Mikrocomputer, der aus einer CPU, einem ROM und einem RAM sowie
Peripherieschaltungen aufgebaut ist. Die elektronische Steuereinheit 14 hat
einen Eingangsanschluss, dem verschiedenen Arten von Signalen, wie
beispielsweise für
die Klimatisierung notwendige Messsignale von Sensoren 16 und
Betriebssignale von Betätigungsschaltern
der Klimabedientafel (Klimatafel) 18 eingegeben werden.
Die Sensoren 16 enthalten einen Innentemperatursensor zum
Erfassen der Temperatur der Innenluft, einen Außentemperatursensor zum Erfassen
der Temperatur der Außenluft,
einen Sonnenstrahlungssensor zum Erfassen einer in den Fahrzugsraum
eindringenden Sonnen strahlung, einen Motorwassertemperatursensor zum
Erfassen einer Temperatur eines in den Heizerkern strömenden heißen Wassers,
und den Nachverdampfapparat-Temperatursensor 13,
der dem Erfassen der Temperatur (z.B. Lufttemperatur) Te des Verdampfapparats 6 dient.
Zusätzlich
ist mit dem Eingangsanschluss der ECU 14 als eine Erfassungseinheit
zum Erfassen eines Beschleunigungszustandes (Hochlastzustand) des
Motors 11 ein Drosselsensor 17 verbunden, der
ein Signal entsprechend einem Drosselöffnungsgrad des Motors 11 erzeugt.
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Die
Betriebsschalter der Klimabedientafel 18 enthalten einen
Automatikschalter zum Einstellen einer automatischen Klimasteuerung,
einen Temperatureinstellschalter zum Einstellen einer Solltemperatur
im Fahrzeugraum, einen Luftblasmengenauswahlschalter, einen Blasmodusauswahlschalter,
einen Innenluft/Außenluft-Auswahlschalter
sowie einen Klimaschalter, der dem Ein- und Ausschalten des Kompressors
dient. Der Klimaschalter kann die Ausgabekapazität des Kompressors 2 auf
Null oder einen beliebigen Wert setzen.
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Der
ROM der ECU 14 speichert die in 2 dargestellte
Steuerabbildung. Die Steuerabbildung gibt die Beziehung zwischen
der Nachverdampfapparattemperatur Te (Wärmelast des Verdampfapparats 6)
und einem an den Verstellmechanismus 15 angelegten Steuerstrom
Ic an. Hierbei ist die Wärmelast
des Verdampfapparats 6 in diesem Beispiel beispielhaft
als die Nachverdampfapparattemperatur Te angegeben. Die Steuerabbildung
von 2 wird zum Steuern der Ausgabekapazität des Kompressors 2 benutzt,
wenn ein Beschleunigungszustand des Motors 11 bestimmt
wird.
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Der
Steuerstrom Ic der Steuerabbildung von 2 wird bezüglich der
Nachverdampfapparattemperatur Te des Verdampfapparats 6 eingestellt,
wenn die von dem Gebläse 12 geblasene
Luftmenge in dieser Reihenfolge von Lo, M2, M4 und Hi höher wird. Weiter
wird die Beziehung des Steuerstrom Ic zur Nachverdampfapparattemperatur
Te in einem Fall, wenn der Steuerstrom Ic von einem Normalbetrieb sinkt,
genommen, wenn ein Drehmomentabfallmaß aufgrund eines Verringerungsmaßes der
Ausgabekapazität
des Kompressors 2 gleich oder größer als ein vorbestimmtes Maß (z.B.
2N) ist und eine erhöhte Temperatur
der in den Fahrgastraum geblasenen Luft gleich oder niedriger als
eine vorbestimmte Temperatur (z.B. 3°C) ist. 3A zeigt
eine Veränderung des
Steuerstroms Ic bei einer hohen Wärmelast Hi, 3B zeigt
eine Veränderung
des Drehmoments des Kompressors 2 bei der hohen Wärmelast
Hi, und 3C zeigt eine Veränderung
der Temperatur der in den Fahrgastraum geblasenen Luft bei der hohen Wärmelast
Hi.
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Das
vorbestimmte Maß (z.B.
2N) des Drehmomentabfalls des Kompressors 2 ist auf einen
Wert gesetzt, der zum Erzielen der Beschleunigungsleistung des Motors 11 durch
Reduzieren der Kompressorantriebsenergie relativ zum Motor 11 notwendig ist.
Die vorbestimmte Temperatur (z.B. 3°C) der erhöhten Temperatur der in den
Fahrgastraum geblasenen Luft ist so eingestellt, dass ein einem
Insassen im Fahrzeugraum aufgrund der erhöhten Temperatur der Luft gegebenes
unangenehmes Gefühl
in einem zulässigen
Bereich liegt.
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Ein
minimaler Steuerstrom Ic(min) kann basierend auf der Nachverdampfapparattemperatur
Te (Wärmelast)
unter Verwendung der Steuerabbildung berechnet werden. Deshalb kann
in diesem Ausführungsbeispiel
der minimale Steuerstrom Ic(min), der die zulässige Kapazität entsprechend
der Wärmelast erzielen
kann, eingestellt werden.
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In
der in 2 dargestellten Steuerabbildung ist der Steuerstrom
Ic kleiner eingestellt, wenn die Nachverdampfapparattemperatur Te
größer ist. Wenn
jedoch die Nachverdampfapparattemperatur Te größer als eine vorbestimmte Temperatur
(z.B. 8°C)
wird, d.h. wenn die Wärmlast
des Verdampfapparats 6 größer als ein vorbestimmter Wert
ist, wird der Steuerstrom Ic beinahe konstant gemacht. In diesem
Fall wird eine Abfallrate des Steuerstroms Ic zu Null (etwa Null).
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Als
nächstes
wird nun der Steuervorgang der ECU 14 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
unter Bezug auf 4 bis 6 beschrieben. 4 ist
ein Flussdiagramm eines durch die ECU 14 durchgeführten Steuerprozesses, 5 ist
ein Zeitdiagramm einer Veränderung
des Steuerstroms Ic, wenn ein Beschleunigungszustand erfasst wird,
und 6 ist ein Zeitdiagramm einer Veränderung
der Antriebsenergie des Kompressors 2, wenn der Beschleunigungszustand
erfasst wird.
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Wenn
ein Zündschalter
des Motors 11 eingeschaltet wird und der Automatikschalter
der Klimabedientafel 18 eingeschaltet wird, wird die Steuerroutine
von 4 gestartet.
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Die
ECU 14 liest in Schritt S100 die Messwerte der Sensoren 13, 16, 17 und
auch die Betriebssignale von den verschiedenen Betätigungsschaltern der
Klimatafel 18. Als nächstes
bestimmt in Schritt S110 eine Bestimmungseinrichtung der ECU 14,
ob sich der Motor 11 in einem Beschleunigungszustand befindet
oder nicht. Zum Beispiel bestimmt die Bestimmungseinrichtung der
ECU 14 einen Beschleunigungszustand, wenn der durch den
Drosselsensor 17 erfasste Drosselöffnungsgrad des Motors 11 größer als
ein vorbestimmter Wert ist.
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Wenn
in Schritt S110 kein Beschleunigungszustand des Motors 11 bestimmt
wird, kehrt das Steuerprogramm zurück zu Schritt S100. Wenn die Bestimmungseinrichtung
der ECU 14 in Schritt S110 den Beschleunigungszustand des
Motors 11 bestimmt, stellt eine Einstelleinrichtung der
ECU 14 den minimalen Steuerstrom Ic(min) basierend auf
der Steuerabbildung im ROM der ECU 14 ein. Das heißt, die
Einstelleinrichtung stellt einen Steuerstrom Ic entsprechend der
von dem Nachverdampfapparattemperatursensor 13 erhaltenen
Nachverdampfapparattemperatur Te (Wärmelast) als den minimalen
Steuerstrom Ic(min) ein.
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Als
nächstes
geht der Steuerprozess von der Einstelleinrichtung des Schritts
S120 zu einer Steuereinrichtung (Reduzier/Rückführ-Einrichtung) der Schritte
S130 und S140. In Schritt S130 wird der an den Verstellmechanismus 15 angelegte
Steuerstrom Ic auf den minimalen Steuerstrom Ic(min) reduziert, der
in Schritt S120 eingestellt wird, wie bei der Linie A von 5 dargestellt.
Mit diesem Vorgang des Reduzierens des Steuerstroms Ic auf den minimalen Steuerstrom
Ic(min) wird die Antriebsenergie des Kompressors 2 durch
den Fahrzeugmotor 11 reduziert, wie durch die Linie C in 6 dargestellt,
wodurch eine Beschleunigungsrate des Motors 11 erhöht wird.
Wie oben beschrieben, wird der minimale Steuerstrom Ic(min) so eingestellt,
dass der Temperaturanstieg der Luft durch den Abfall der Ausgabekapazität des Kompressors 2 gleich
oder kleiner als 3°C
ist. Dann wird in Schritt S140 der minimale Steuerstrom Ic(min)
mit einer vorbestimmten Rate erhöht, wie
durch die Linie W von 5 dargestellt. Deshalb wird
die Ausgabekapazität
des Kompressors 2 erhöht
und mit dem Anstieg des Steuerstroms Ic zurückgeführt. Wie durch die Linie B
in 5 dargestellt, wird die erhöhte Rate (Erhöhungsmaß) des an den
Verstellmechanismus 15 angelegten minimalen Steuerstroms
Ic so eingestellt, dass die Antriebsenergie des Kompressors 2 durch
den Motor 11 nicht schnell erhöht wird. Das heißt, die
reduzierte Antriebsenergie des Kompressors 2 wird ruhig
zurückgeführt, wie
durch die Linie D von 6 dargestellt, sodass die Kühlleistung
des Verdampfapparats 6 ohne Verschlechtern der Beschleunigungsleistung
des Fahrzeugmotors 11 ruhig erhöht werden kann.
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Als
nächstes
wird in Schritt S150 der Kompressor 2 mit der Ausgabekapazität vor der
Bestimmung des Beschleunigungszustandes betrieben.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird bei einer Bestimmung eines Beschleunigungszustandes der an
den Verstellmechanismus 15 angelegte Steuerstrom Ic auf
den minimalen Steuerstrom Ic(min) reduziert, der basierend auf einem
Abfallmaß der
Antriebsenergie des Kompressors 2 und dem zulässigen Bereich
der Kühlleistungsverschlechterung
des Verdampfapparats 6 bestimmt wird. Das heißt, die
Ausgabekapazität
des Kompressors 2 im Beschleunigungszustand des Kompressors 2 wird
basierend auf dem eingestellten minimalen Steuerstrom Ic(min) reduziert.
Daher kann die Ausgabekapazität
des Kompressors 2 selbst im Beschleunigungszustand entsprechend
der Wärmelast
des Verdampfapparats 6 unabhängig von der Kapazitätsänderung
zum Halten des Saugdrucks durch den Verstellmechanismus 15 eingestellt
werden. Als Ergebnis kann die Ausgabekapazität des Kompressors 2 zur
Zeit des Motorbeschleunigungszustands auf ein Maß entsprechend dem minimalen
Steuerstrom Ic(min) reduziert werden und kann dann wieder auf die
Ausgabekapazität
in dem Zustand vor dem Beschleunigen zurückgeführt werden. Demgemäß können sowohl
die Beschleunigungsleistung des Fahrzeugmotors 11 als auch
die Kühlleistung
des Verdampfapparats 6 auch in dem Kompressor 2,
bei welchem die Saugdrucksteuerung durch den Verstellmechanismus 15 gesteuert
wird, verbessert werden.
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Allgemein
muss in dem Kompressor 2 mit der Saugdrucksteuerung, wenn
der Saugdruck niedriger wird, der Steuerstrom Ic während eines
Anstiegs der Kapazität
erhöht
werden. Wenn dagegen der Saugdruck höher wird, muss der Steuerstrom
Ic während
eines Anstiegs der Kapazität
verringert werden. Weil sich der Saugdruck des Kompressors 2 bezüglich der
Wärmelast
des Verdampfapparats 6 ändert,
kann die Steuerung zur Zeit des Bestimmens des Beschleunigungszustandes
des Fahrzeugmotors 11 entsprechend den Eigenschaften des
Kompressors 2 mit der Saugdrucksteuerung durchgeführt werden.
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In
der Steuerabbildung von 2 ist, wenn die Wärmelast
größer als
eine vorbestimmte Wärmelast
ist, d.h. wenn die Nachverdampfapparattemperatur Te höher als
eine vorbestimmte Temperatur ist, die Abfallrate des Steuerstroms
Ic zum Bestimmen des minimalen Steuerstroms Ic(min) klein gemacht. Zum
Beispiel ist in diesem Ausführungsbeispiel
der minimale Steuerstrom Ic(min) etwa auf einen konstanten Wert
gesetzt, wenn die Wärmelast
größer als eine
vorbestimmte Wärmelast
ist. Deshalb kann verhindert werden, dass der Steuerstrom Ic bei
einer hohen Wärmelast übermäßig abfällt, wodurch
eine Verschlechterung der Kühlleistung
bei der Steuerung in einem Beschleunigungszustand oder nach dem
Beschleunigungszustand verhindert wird.
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Bei
dem Kompressor 2 mit dem Verstellmechanismus 15 kann
durch Verändern
der Ausgabekapazität
auf etwa Null die Kompressorantriebsenergie durch den Motor 11 etwa
zu Null gemacht werden. Deshalb kann der Kompressor 2 durch
den Riemen 10 immer mit dem Motor verbunden sein, ohne
einen Kupplungsmechanismus benutzen zu müssen.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 7 beschrieben.
Im zweiten Ausführungsbeispiel
wird der minimale Steuerstrom Ic(min) basierend auf der Steuerabbildung
von 7 entsprechend dem Saugdruck des Kompressors 2 bestimmt.
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7 zeigt
die Beziehung zwischen dem an den Verstellmechanismus 15 angelegten
Steuerstrom Ic und dem durch einen Drucksensor erfassten Saugdruck
des Kompressors 2. Wie in 7 dargestellt,
wird die Abfallrate des Steuerstrom Ic zum Bestimmen des minimalen
Steuerstrom Ic(min) reduziert, wenn der Saugdruck des Kompressors 2 größer als
ein vorbestimmter Wert ist. Zum Beispiel kann der Steuer strom Ic
zum Bestimmen des minimalen Steuerstroms Ic(min) etwa konstant eingestellt
werden, wenn der Saugdruck des Kompressors 2 größer als der
vorbestimmte Wert ist. Alternativ kann die Abfallrate des Steuerstroms
Ic zum Bestimmen des minimalen Steuerstroms Ic (min) entsprechend
der Kühlleistung
des Verdampfapparats 6 oder dem Saugdruck etwa konstant
eingestellt werden.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit ihren bevorzugten
Ausführungsbeispielen
unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben
worden ist, ist zu beachten, dass verschiedenen Änderungen und Modifikationen für den Fachmann
offensichtlich sein werden.
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Zum
Beispiel wird in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
die Abfallrate des minimalen Steuerstroms Ic(min) kleiner gemacht, wenn
die Wärmelast
der Steuerabbildung zum Bestimmen des minimalen Steuerstroms Ic(min)
groß ist;
die Abfallrate kann jedoch auch etwa zur gleichen Abfallrate gemacht
werden.
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In
Schritt S140 im Steuerablauf von 4 wird der
reduzierte Steuerstrom Ic um ein vorbestimmtes Anstiegsmaß (eine
vorbestimmte Erhöhungsrate)
erhöht,
nachdem der Steuerstrom Ic auf den minimalen Steuerstrom Ic(min)
reduziert wurde. Die Erhöhungsrate
des Steuerstroms Ic kann jedoch auch allmählich größer oder stufenweise eingestellt werden.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
wird der Beschleunigungszustand des Motors 11 basierend
auf dem Drosselöffnungsgrad
des Motors 11 bestimmt. Der Beschleunigungszustand des
Motors 11 kann jedoch auch basierend auf einem Betätigungsmaß (Pedalweg)
eines Beschleunigungsbetätigungsmechanismus
bestimmt werden.
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Ferner
kann, weil die Drehzahl des Motors 11 mit dem Drosselöffnungsgrad
in Beziehung steht, der Beschleunigungszustand des Motors 11 auch
basierend auf einer Drehzahl des Motors 11 oder einer Drehzahl
des Kompressors 2 bestimmt werden.
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Weiter
kann als Kompressor 2 irgendein Kompressor, wie beispielsweise
ein Spiraltyp oder ein Schiebertyp außer dem Taumelscheibentyp verwendet
werden. Außerdem
kann die Kühlkreisvorrichtung
mit dem Kompressor 2 in geeigneter Weise für eine Klimaanlage
oder eine Kühlvorrichtung
verwendet werden.
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Solche Änderungen
und Modifikationen liegen selbstverständlich im Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert
ist.