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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kältekreislaufvorrichtung
mit einem von einem Motor angetriebenen Kompressor und eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug, das diese verwendet.
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Hintergrund der Erfindung
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Herkömmlicherweise
verwenden manche Kältekreislaufvorrichtungen für
Fahrzeugklimaanlagen einen Kompressor mit variabler Verdrängung, der
Kältemittel komprimiert, indem er von einer Kraft angetrieben
wird, die von einem Fahrzeugmotor über einen Antriebsriemen übertragen
wird. Der Kompressor mit variabler Verdrängung kann eine
Kältemittelausstoßkapazität kontinuierlich
von 100% bis etwa 0% ändern.
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In
einer derartigen Kältekreislaufvorrichtung wird die Ausstoßkapazität
des Kompressors auf etwa 0% gesenkt, so dass der Kompressor im Wesentlichen
in einem Betriebsstoppzustand gebracht wird. Auf diese Weise hat
der Kompressor eine kupplungsfreie Struktur, ohne eine Kupplung
zum Unterbrechen des Übertragungswegs zu dem Motor zu verwenden.
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In
diesem Fall kann der Antriebsriemen jedoch durch die Kraft von dem
Motor zerrissen werden, während der Kompressor blockiert
ist. Folglich wurde eine Riemenscheibe vorgeschlagen, die einen Drehmomentbegrenzer
zum Schutz des Antriebsriemens umfasst, indem er die Übertragung
der Kraft von dem Motor auf den Kompressor unterbricht, wenn ein
von dem Motor an den Kompressor übertragenes Drehmoment
einen vorgegebenen Wert erreicht (siehe zum Beispiel
JP-A-10-292858 ).
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Eine
Kältekreislaufvorrichtung ist mit einem Motordrehzahlsensor
zum Erfassen einer Motordrehzahl und einem Kompressordrehzahlsensor
zum Erfassen der Anzahl von Umdrehungen eines Kompressors versehen,
um dadurch einen blockierten Zustand des Kompressors basierend auf
einem Sensorsignal von dem Motordrehzahlsensor und einem Sensorsignal
von dem Kompressordrehzahlsensor zu erfassen (siehe zum Beispiel
JP-A-61-275017 ) Eine
andere Kältekreislaufvorrichtung ist neben den vorstehend
beschriebenen zwei Drehzahlsensoren mit einem Temperatursensor zum
Erfassen der Temperatur eines Kompressorkörpers versehen,
um die falsche Bestimmung aufgrund einer Schwankung in der Anzahl
der Umdrehungen eines Kompressors in einem Überlastungszustand,
der durch Flüssigkeitskompression oder ähnliches
verursacht wird, zu verhindern (siehe zum Beispiel
JP-A-7-232544 ). In diesem
Fall wird der blockierte Zustand des Kompressors unter Verwendung
von Sensorsignalen von den zwei Drehzahlsensoren und der erfassten
Temperatur des Kompressorkörpers erfasst.
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Die
Verfahren erfordern jedoch, wie in den vorstehend beschriebenen
JP-A-61-275017 und
JP-A-7-232544 offenbart,
nicht nur den Motordrehzahlsensor, sondern auch den Kompressordrehzahlsensor,
um den blockierten Zustand des Kompressors zu erfassen. Das heißt,
der Kompressordrehzahlsensor, der im Allgemeinen nicht auf einem Fahrzeug
montiert ist, ist erforderlich, um zu bestimmen, ob ein Drehmomentbegrenzer
die Kraftübertragung von dem Motor an den Kompressor unterbricht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorangehenden Probleme
gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, die bestimmen kann,
ob ein Drehmomentbegrenzer eine Kraftübertragung von einem
Motor an einen Kompressor unterbricht oder nicht, ohne einen Kompressordrehzahlsensor
oder ähnliches zu verwenden.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug mit einer Kältekreislaufvorrichtung
bereitzustellen, die genau bestimmen kann, ob ein Drehmomentbegrenzer eine
Kraftübertragung von einem Fahrzeugmotor an einen Kompressor
unterbricht oder nicht, ohne einen Kompressordrehzahlsensor oder ähnliches
zu verwenden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung
einen Kompressor, der aufgebaut ist, um durch eine von einem Motor übertragene
Kraft angetrieben zu werden, um Kältemittel anzusaugen,
zu komprimieren und auszustoßen, einen Kältemittelkühler,
der aufgebaut ist, um von dem Kompressor ausgestoßenes
Hochdruckkältemittel zu kühlen, eine Dekompressionsvorrichtung,
die aufgebaut ist, um von dem Kältemittelkühler
gekühltes Kältemittel zu dekomprimieren, einen
Verdampfer, der aufgebaut ist, um das von der Dekompressionsvorrichtung
dekomprimierte Kältemittel zu verdampfen, einen Drehmomentbegrenzer, der
geeignet ist, eine Kraftübertragung von dem Motor an den
Kompressor zu unterbrechen, wenn ein von dem Motor an den Kompressor übertragenes Drehmoment
einen vorgegebenen Wert annimmt, eine Befehlseinrichtung, um dem
Kompressor zu befehlen, eine Kältemittelausstoßströmungsmenge
zu ändern, und eine erste Begrenzerbestimmungseinrichtung.
Die erste Begrenzerbestimmungseinrichtung ist geeignet, zu bestimmen,
ob die Kraftübertragung von dem Motor an den Kompressor
von dem Drehmomentbegrenzer unterbrochen ist, indem sie bestimmt,
ob eine Abweichung eines Kältemittelausstoßdrucks
des Kompressors unter einem vorgegebenen Druck ist, wenn die Befehlseinrichtung
dem Kompressor befiehlt, die Kältemittelausstoßströmungsmenge
des Kompressors zu ändern. Folglich kann die Kältemittelkreislaufvorrichtung
bestimmen, ob der Drehmomentbegrenzer die Kraftübertragung von
dem Motor an den Kompressor unterbricht oder nicht, ohne einen Kompressordrehzahlsensor
oder ähnliches zu verwenden.
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Zum
Beispiel kann die Kältekreislaufvorrichtung mit einem Druckerfassungsabschnitt
versehen sein, der aufgebaut ist, um den Kältemittelausstoßdruck
des Kompressors zu erfassen. In diesem Fall bestimmt eine erste
Begrenzerbestimmungseinrichtung basierend auf einem Erfassungsdruck,
der von dem Druckerfassungsabschnitt erfasst wird, ob die Abweichung
des Kältemittelausstoßdrucks des Kompressors unter
dem vorgegebenen Druck ist.
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Der
Kompressor kann ein Kompressor mit variabler Verdrängung
sein, der derart aufgebaut ist, dass er fähig ist, eine
Kältemittelausstoßkapazität zu ändern,
und der geeignet ist, die Kältemittelausstoßströmungsmenge
zu ändern, indem er die Kältemittelausstoßkapazität ändert.
In diesem Fall kann die Befehlseinrichtung ein Befehlssignal an
den Kompressor mit variabler Verdrängung ausgeben, wodurch
dem Kompressor befohlen wird, die Kältemittelausstoßkapazität
basierend auf einer relativen Einschaltdauer des Befehlssignals
zu ändern. Alternativ kann die Befehlseinrichtung dem Kompressor
mit variabler Verdrängung befehlen, die Kältemittelausstoßkapazität
des Kompressors zwischen einer ersten Kältemittelausstoßkapazität
und einer zweiten Kältemittelausstoßkapazität,
die unter der ersten Kältemittelausstoßkapazität
ist, umzuschalten.
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Außerdem
kann die Kältekreislaufvorrichtung ferner mit einer Berechnungseinrichtung
zum Berechnen und Bestimmen eines Maximalwerts für den
von dem Druckerfassungsabschnitt erfassten Erfassungsdruck, der
erhalten wird, wenn die Befehlseinrichtung dem Kompressor befiehlt,
die erste Kältemittelausstoßkapazität
als die Kältemittelausstoßkapazität festzulegen,
und eines Minimalwerts für den von dem Druckerfassungsabschnitt
erfassten Erfassungsdruck, der erhalten wird, wenn die Befehlseinrichtung
dem Kompressor befiehlt, die zweite Kältemittelausstoßkapazität
als die Kältemittelausstoßkapazität festzulegen,
versehen sein. In diesem Fall ist die Berechnungseinrichtung geeignet,
eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert als die
Abweichung des Kältemittelausstoßdrucks zu berechnen,
und die erste Begrenzerbestimmungseinrichtung bestimmt unter Verwendung
der von der Berechnungseinrichtung berechneten Abweichung, ob die
Abweichung unter dem vorgegebenen Druck ist.
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Alternativ
kann die Kältekreislaufvorrichtung ferner versehen sein
mit: einem Verdampfertemperaturerfassungsabschnitt, der aufgebaut
ist, um eine Temperatur des Kältemittels in dem Verdampfer
zu erfassen; einer Kapazitätssteuereinrichtung zum Steuern
der Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors
mit variabler Verdrängung, so dass die von dem Verdampfertemperaturerfassungsabschnitt
erfasste Temperatur sich einer Zieltemperatur nähert; und
einer zweiten Begrenzerbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob
die Kraftübertragung von dem Motor an den Kompressor durch den
Drehmomentbegrenzer unterbrochen ist, indem sie bestimmt, ob der
von dem Druckerfassungsabschnitt erfasste Erfassungsdruck unter
dem vorgegebenen Wert ist, nachdem die Kapazitätssteuereinrichtung den
Kompressor für eine gewisse Zeit steuert, so dass die Ausstoßkapazität
des Kompressors gleich oder größer als die vorgegebene
Kapazität ist. In diesem Fall ist die erste Begrenzerbestimmungseinrichtung
geeignet, nur dann zu bestimmen, ob die Kraftübertragung
von dem Motor an den Kompressor durch den Drehmomentbegrenzer unterbrochen
ist, wenn die zweite Begrenzerbestimmungseinrichtung bestimmt, dass
die Kraftübertragung von dem Motor an den Kompressor durch
den Drehmomentbegrenzer unterbrochen ist.
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In
der Kältemittelkreislaufvorrichtung kann ein Verdampfertemperaturerfassungsabschnitt
bereitgestellt sein, um eine Temperatur des Kältemittels in
dem Verdampfer zu erfassen. In diesem Fall ist die erste Begrenzerbestimmungseinrichtung
geeignet, zu bestimmen, ob die Abweichung des Kältemittelausstoßdrucks
des Kompressors unter dem vorgegebenen Wert ist, indem bestimmt
wird, ob eine Abweichung der von dem Verdampfertemperaturerfassungsabschnitt
erfassten Erfassungstemperatur unter einer vorgegebenen Temperatur
ist, wenn die Befehlseinrichtung dem Kompressor befiehlt, die Kältemittelausstoßströmungsmenge
des Kompressors zu ändern. Alternativ kann eine Drehmomentschätzeinrichtung
zum Schätzen eines Antriebsdrehmoments, das zum Antreiben
des Kompressors erforderlich ist, bereitgestellt werden. In diesem
Fall ist die erste Begrenzereinrichtung geeignet, zu bestimmen,
ob die Abweichung des Kältemittelausstoßdrucks
des Kompressors unter dem vorgegebenen Wert ist, indem sie bestimmt,
ob die Abweichung des von der Drehmomentschätzeinrichtung
geschätzten Antriebsdrehmoments unter einem vorgegebenen
Drehmoment ist, wenn die Befehlseinrichtung dem Kompressor befiehlt,
die Kältemittelausstoßströmungsmenge
des Kompressors zu ändern. Alternativ kann ein Strömungsmengensensor
bereitgestellt werden, um die Kältemittelausstoßströmungsmenge
des Kompressors zu erfassen. In diesem Fall ist die erste Begrenzereinrichtung
geeignet, zu bestimmen, ob die Abweichung des Kältemittelausstoßdrucks
des Kompressors unter dem vorgegebenen Wert ist, indem sie bestimmt,
ob die von dem Strömungsmengensensor erfasste Strömungsmenge
unter einer vorgegebenen Strömungsmenge ist, wenn die Befehlseinrichtung
dem Kompressor befiehlt, die Kältemittelausstoßströmungsmenge
des Kompressors zu ändern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug die Kältemittelkreislaufvorrichtung.
In diesem Fall wird der Kompressor von dem Motor für den Fahrzeugbetrieb
angetrieben. Im Allgemeinen umfasst die Klimaanlage ein Klimaanlagengehäuse,
das geeignet ist, den Verdampfer der Kältekreislaufvorrichtung
aufzunehmen, und ein Gebläse, das aufgebaut ist, um die
Luft in Richtung des Verdampfers in dem Klimaanlagengehäuse
zu blasen.
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Zum
Beispiel kann die Klimaanlage ferner mit einem Warnabschnitt, der
aufgebaut ist, um einen Fahrgast in dem Fahrzeugraum zu warnen,
und einer Warnsteuereinrichtung versehen sein. In diesem Fall warnt
die Warnsteuereinrichtung den Fahrgast durch Betätigen
des Warnabschnitts, dass die Kraftübertragung von dem Motor
an den Kompressor von dem Drehmomentbegrenzer unterbrochen ist,
wenn die erste Begrenzerbestimmungseinrichtung bestimmt, dass die
Kraftübertragung von dem Motor an den Kompressor von dem
Drehmomentbegrenzer unterbrochen ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen
wird, leichter offensichtlich, wobei:
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1 ein
schematisches Diagramm ist, das einen Gesamtaufbau einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Flussdiagramm ist, das einen Teil der Steuerverarbeitung zeigt,
die von einer in 1 gezeigten elektronischen Steuereinheit
(ESG) durchgeführt wird;
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3 ein
Flussdiagramm ist, das einen anderen Teil der Steuerverarbeitung
zeigt, die von der in 1 gezeigten elektronischen Steuereinheit
(ESG) durchgeführt wird;
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4 ein
Diagramm ist, das ein Steuerkennfeld zeigt, das in der in 3 gezeigten
Steuerverarbeitung verwendet wird;
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5A, 5B und 5C Zeitdiagramme sind,
welche die Änderungen in einer Verdampfertemperatur (Te),
einer relativen Ausgangseinschaltdauer und einem Kältemittelausstoßdruck
(Ph) zeigen, um einen Betriebszustand der in 1 gezeigten
Kältekreislaufvorrichtung zu erklären; und
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6 ein
Diagramm ist, das ein Steuerkennfeld zeigt, das in der in 3 gezeigten
Steuerverarbeitung verwendet wird.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nun
wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 6 eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Kältekreislaufvorrichtung typischerweise
für eine in 1 gezeigte Fahrzeugklimaanlage 1 verwendet. 1 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Gesamtaufbau der Klimaanlage 1 zeigt.
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Die
Klimaanlage 1 umfasst einen Kompressor 2 mit variabler
Verdrängung, einen Kondensator 3, einen Gas-Flüssigkeitsabscheider 4,
ein Expansionsventil 5 und einen Verdampfer 6.
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Der
Kompressor 2 mit variabler Verdrängung ist in
einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet. Der Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung hat eine bekannte Struktur und ist
aufgebaut, um das Kältemittel durch die von einem Motor 11 für
den Fahrzeugbetrieb über eine Riemenscheibe 9 und
einen Riemen 10 übertragene Kraft anzusaugen,
zu komprimieren und auszustoßen. Der Kompressor 2 mit variabler
Verdrängung umfasst ein elektromagnetisches Steuerventil 15 zum Ändern
einer Kältemittelausstoßkapazität von
etwa 0% bis 100% basierend auf einer relativen Einschaltdauer eines
Befehlssignals von einer elektronischen Steuereinheit 14 (ESG),
die später beschrieben werden soll.
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Das
Befehlssignal ist ein Signal, das eine konstante Frequenz hat und
bei dem eine Spannungsanlegungszeit Tein zum Anlegen der Spannung
und eine Spannungsanlege-Stoppzeit Taus zum Ausschalten des Anlegens
der Spannung auf einer Zeitachse abwechselnd festgelegt sind. Die
relative Einschaltdauer des Befehlssignals mit der konstanten Frequenz
gibt ein Verhältnis (= Tein/(Tein + Taus)) der Spannungsanlegezeit
Tein pro Zeiteinheit (Tein + Taus) an. Folglich wird das elektromagnetische
Steuerventil 15 derart betrieben, dass es bewirkt, dass
eine tatsächliche Kältemittelausstoßkapazität
sich einem Befehlswert nähert, welcher der relativen Einschaltdauer
entspricht.
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Die
Riemenscheibe
9 ist derart aufgebaut, dass sie als ein
Drehmomentbegrenzer zum Unterbrechen der Kraftübertragung
von dem Motor
11 an den Kompressor
2 mit variabler
Verdrängung verwendet werden soll, wenn ein Drehmoment
von dem Motor
11 einen vorgegebenen Wert erreicht. Der Drehmomentbegrenzer
ist eine wohlbekannte Struktur, wie zum Beispiel in dem vorstehend
beschriebenen
JP-A-10-292858 offenbart,
und eine spezifische Beschreibung davon wird folglich weggelassen.
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Der
Kondensator 3 ist in dem Motorraum angeordnet. Der Kondensator 3 ist
ein Kühler, der aufgebaut ist, um das Kältemittel
durch Austauschen von Wärme zwischen dem von dem Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung ausgestoßenen Kältemittel
und Außenluft, die von einem (nicht gezeigten) Gebläseventilator
geblasen wird, zu kühlen. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 4 ist
geeignet, das von dem Kondensator 3 gekühlte Kältemittel
in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges
Kältemittel abzuscheiden.
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Das
Expansionsventil 5 ist eine Dekompressionsvorrichtung,
die aufgebaut ist, um das abgeschiedene flüssigphasige
Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 4 strömt,
zu dekomprimieren und zu expandieren und eine Strömungsmenge
des Kältemittels, das aus einer Kältemittelauslassseite
des Expansionsventils 5 strömt, einzustellen.
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Insbesondere
umfasst das Expansionsventil 5 einen Temperaturabtastzylinder 5a zum
Erfassen der Kältemitteltemperatur zwischen einer Kältemittelansaugseite
des Kompressors 2 mit variabler Verdrängung und
einer Kältemittelauslassseite des Verdampfers 6.
Das Expansionsventil 5 erfasst einen Überhitzungsgrad
des Kältemittels auf der Kältemittelansaugseite
des Kompressors 2 mit variabler Verdrängung basierend
auf der Temperatur und dem Druck des in den Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung gesaugten Kältemittels und
stellt einen Öffnungsgrad seines Ventils derart ein, dass
der Überhitzungsgrad einen vorgegebenen Wert annimmt.
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Der
Verdampfer 6 ist in einem Klimaanlagengehäuse 7 einer
Innenklimatisierungseinheit der Fahrzeugklimaanlage angeordnet.
Der Verdampfer 6 ist ein Wärmetauscher zum Kühlen
der von einem Gebläseventilator 12 geblasenen
Luft durch Austauschen von Wärme zwischen dem von dem Expansionsventil 5 dekomprimierten
und expandierten Kältemittel und der von dem Gebläseventilator 12 geblasenen
Luft. Daher wird die den Verdampfer 6 durchlaufende Luft
durch Aufnehmen von Wärme aus der latenten Verdampfungswärme
in dem Verdampfer 6 gekühlt.
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Das
Klimaanlagengehäuse 7 ist mit einer Innenlufteinleitungsöffnung 7a,
einer Außenlufteinleitungsöffnung 7b und
einer Innen-/Außenluft-Umschaltklappe 7c zum selektiven Öffnen
und Schließen der Innenluftöffnung 7a und
der Außenluftöffnung 7b versehen. Die
von der Innenlufteinleitungsöffnung 7a eingeleitete
Innenluft und/oder die von der Außenlufteinleitungsöffnung 7b eingeleitete
Außenluft wird von dem Gebläseventilator 12 in
Richtung des Verdampfers 6 geblasen.
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Die
geblasene Luft durchläuft den Verdampfer 6, um
gekühlt zu werden. Ein Teil der in dem Verdampfer 6 gekühlten
Kühlluft strömt in eine Heizungseinheit 7d.
Die restliche Kühlluft, die den Verdampfer 6 durchlaufen
hat, strömt in einen Umleitungsdurchgang 7e. Die
den Umleitungsdurchgang 7e durchlaufende Luft und die Luft,
die die Heizungseinheit 7d durchläuft, werden
vermischt, so dass klimatisierte Luft mit einer gewünschten
Temperatur aus einem Auslass in einen Fahrzeugraum geblasen werden
kann.
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Eine
Luftmischklappe 7f ist auf einer luftstromaufwärtigen
Seite der Heizungseinheit 7d angeordnet und stellt ein
Verhältnis der Strömungsmenge von Luft, die von
dem Verdampfer 6 zu der Heizungseinheit 7d strömt,
und der Strömungsmenge von Luft, die von dem Verdampfer 6 zu
dem Umleitungsdurchgang 7e strömt, ein, wodurch
die Temperatur von Luft, die von dem Auslass in den Fahrzeugraum
geblasen wird, eingestellt wird. Die Klappen 7c und 7f werden
zum Beispiel von jeweiligen (nicht gezeigten) Servomotoren angetrieben.
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Nun
wird nachstehend ein elektrischer Steuerungsaufbau der Klimaanlage 1 für
ein Fahrzeug in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Die
elektrische Steuereinheit 14 (ESG) ist aus einem bekannten
Mikrocomputer und ähnlichem, einschließlich einer
Vielzahl von CPUs, ROMs, RAMs, Zeitschaltern und ähnlichem
aufgebaut. Der Grund, warum der Mikrocomputer die Vielzahl von CPUs
umfasst, ist, dass Computerprogramme, wie später beschrieben,
parallel ausgeführt werden.
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Die
elektronische Steuereinheit 14 führt das vorab
in dem ROM gespeicherte Computerprogramm basierend auf Ausgangssignalen
von einem Verdampfertemperatursensor 13, einem Hochdruckkältemittelsensor 18,
einem Strömungsmengensensor 2a, einer Gruppe von
Sensoren 16 für die Klimatisierung und einer Gruppe
von Bedienschaltern des Klimaanlagenbedienfelds 17 aus,
wodurch ein Elektromotor des Gebläseventilators 12,
das elektromagnetische Steuerventil 15 und Servomotoren
der Klappen 7a und 7f und ähnliche gesteuert
werden.
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Der
Verdampfertemperatursensor 13 ist an einer Position direkt
nach einem Luftauslassabschnitt des Verdampfers 6 in dem
Klimaanlagengehäuse 7 angeordnet. Der Verdampfertemperatursensor 13 ist aufgebaut,
um eine Luftauslasstemperatur direkt, nachdem die Luft den Verdampfer 6 durchläuft,
zu erfassen, um die Kältemitteltemperatur in dem Verdampfer 13 zu
erfassen. Die Lufttemperatur direkt, nachdem die Luft den Verdampfer 6 durchläuft,
ist ein Beispiel für eine Verdampfertemperatur Te.
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Der
Hochdruckkältemittelsensor 18 ist in einem Hochdruckkältemitteldurchgang
bereitgestellt, der auf einer kältemittelstromabwärtigen
Seite des Kompressors 2 mit variabler Verdrängung
und auf einer kältemittelstromaufwärtigen Seite
des Expansionsventils 5 positioniert ist. Der hochdruckseitige Kältemittelsensor 18 erfasst
einen Kältemitteldruck in dem Hochdruckkältemitteldurchgang
auf einer Hochdruckseite, bevor es dekomprimiert wird. Hier wird auf
den Kältemitteldruck in dem Hochdruckkältemitteldurchgang
als „Kältemittelausstoßdruck Ph" Bezug
genommen. Der hochdruckseitige Kältemittelsensor 18 der
vorliegenden Ausführungsform ist als ein Beispiel auf einer
Kältemittelauslassseite des Kondensators 3 angeordnet.
Der Strömungsmengensensor 2a ist auf einer Kältemittelauslassseite des
Kompressors 2 mit variabler Verdrängung bereitgestellt,
um eine Strömungsmenge des von dem Kompressor 2 ausgestoßenen
Kältemittels zu erfassen.
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Die
Gruppe von Sensoren 16 für die Klimatisierung
umfasst einen Außenluftsensor zum Erfassen einer Außenlufttemperatur
Tam, einen Innenluftsensor zum Erfassen einer Innenlufttemperatur
Tr innerhalb des Fahrzeugraums und einen Sonnenstrahlungssensor
zum Erfassen einer Menge der Sonnenstrahlung Ts, die ins Innere
des Fahrzeugraums eintritt.
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Die
Gruppe von Klimaanlagenbedienschaltern auf dem Klimaanlagenbedienfeld 17 umfasst
einen Klimaanlagenschalter 17a zum Ausgeben eines Bedienbefehlsignals
des Kompressors 2 mit variabler Verdrängung, einen
Luftauslassbetriebsartsschalter 17b zum Festlegen einer
Luftauslassbetriebsart und einen Temperaturfestlegungsschalter 17c zum
Festlegen der Temperatur des Inneren des Fahrzeugraums. Das Klimaanlagenbedienfeld 17 ist
mit einer Warnlampe 17d versehen, die aus einer Leuchtdiode und ähnlichem
gefertigt ist.
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Nun
wird nachstehend eine spezifische Steuerverarbeitung der elektronischen
Steuereinheit 14 der vorliegenden Ausführungsform
beschrieben.
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Die
elektronische Steuereinheit 14 führt die Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
und die Drehmomentbegrenzer-Betriebsbestimmungsverarbeitung parallel
aus. Wenn ein Klimaanlagenschaltermerker in dem Speicher gesetzt
ist, werden die Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
und die Drehmomentbegrenzer-Betriebsbestimmungsverarbeitung wiederholt durchgeführt.
Der Klimaanlagenschaltermerker wird gesetzt, wenn ein Klimaanlagenschalter 17a eingeschaltet
wird.
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Die
Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
und die Drehmomentbegrenzer-Betriebsbestimmungsverarbeitung werden
jeweils nachstehend beschrieben. (Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung).
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Die
elektronische Steuereinheit 14 führt das Computerprogramm
für die Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
gemäß dem in 2 gezeigten
Flussdiagramm durch.
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Bei
dem Schritt S100 wird eine Temperaturdifferenz ΔTe (= Te – TEO)
zwischen einer Verdampfertemperatur Te und einer Zieltemperatur
TEO bestimmt. In dem nächsten Schritt S110 wird ein Befehlswert
der Kältemittelausstoßmenge, das heißt, eine
relative Einschaltdauer eines Befehlssignals derart bestimmt, dass
sich die Temperaturdifferenz ΔTe (= Te – TEO)
null nähert. Das bestimmte Befehlssignal mit der relativen
Einschaltdauer wird an das elektromagnetische Steuerventil 15 des
Kompressors 2 mit variabler Verdrängung ausgegeben.
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Dann
erhöht oder verringert das elektromagnetische Steuerventil 15 die
Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 2,
so dass sich die Temperaturdifferenz ΔTe (= Te – TEO)
null nähert. Auf diese Weise wird die relative Einschaltdauer
des Befehlssignals derart bestimmt, dass sich die Temperaturdifferenz ΔTe
null nähert, und die Befehlsverarbeitung für den
Kompressor 2 mit variabler Verdrängung wird wiederholt,
so dass eine tatsächliche Kältemittelausstoßkapazität
des Kompressors 2 sich dem Befehlswert nähert,
welcher der relativen Einschaltdauer entspricht.
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Der
Kompressor 2 mit variabler Verdrängung erhöht
die Strömungsmenge des ausgestoßenen Kältemittels
mit zunehmender Ausstoßkapazität. Im Gegensatz
dazu verringert der Kompressor 2 mit variabler Verdrängung
die Strömungsmenge des ausgestoßenen Kältemittels
mit abnehmender Ausstoßkapazität. Die Kältemittelausstoßströmungsmenge wird
basierend auf der relativen Einschaltdauer (das heißt dem
Befehlswert für die Kältemittelausstoßkapazität)
gesteuert. Dann strömt und zirkuliert das aus dem Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung ausgestoßene Kältemittel
in dieser Reihenfolge durch den Kondensator 3, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 4, das Expansionsventil 5,
den Verdampfer 6 und den Kompressor 2 mit variabler
Verdrängung, so dass die Verdampfertemperatur Te sich der
Zieltemperatur TEO nähert.
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(Drehmomentbegrenzer-Betriebsbestimmungsverarbeitung)
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3 ist
ein Flussdiagramm, das die Drehmomentbegrenzer-Betriebsbestimmungsverarbeitung
zeigt. 5A ist ein Zeitablaufdiagramm,
das eine Änderung der Verdampfertemperatur Te zeigt, 5B ist
ein Zeitablaufdiagramm, das eine Änderung einer relativen
Ausgangseinschaltdauer zeigt, und 5C ist
ein Zeitablaufdiagramm, das eine Änderung in einem Kältemittelausstoßdruck
Ph zeigt.
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In
einer ersten Phase wird der Zustand des Drehmomentbegrenzers basierend
auf dem Kältemittelausstoßdruck Ph bestimmt, der
erhalten wird, wenn die relative Einschaltdauer des an den Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung ausgegebenen Befehlssignals (auf
das hier nachstehend als „relative Ausgangseinschaltdauer"
Bezug genommen wird) X Minuten lang oder länger bei 90%
oder mehr bleibt. In einer zweiten Phase wird der Zustand des Drehmomentbegrenzers
auch basierend auf einer Abweichung des Kältemittelausstoßdrucks
Ph bestimmt, die erhalten wird, wenn dem Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung befohlen wird, die Kältemittelausstoßkapazität
zu ändern.
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Die
Details der Drehmomentbegrenzer-Betriebsbestimmungsverarbeitung
werden nachstehend genannt.
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Die
elektronische Steuereinheit 14 führt das Computerprogramm
für die Bestimmung des Drehmomentbegrenzerbetriebs gemäß dem
Flussdiagramm von 3 aus.
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Zuerst
wird in dem in 3 gezeigten Schritt S200 bestimmt,
ob die relative Ausgangseinschaltdauer, die zur gegenwärtigen
Zeit ausgegeben wird, nicht weniger als 90% ist. Das heißt,
bei Schritt S200 wird bestimmt, ob die relative Ausgangseinschaltdauer,
die zur gegenwärtigen Zeit ausgegeben wird, gleich oder
größer als 90% ist. Die relative Ausgangseinschaltdauer
von 90% entspricht einem Befehlswert von 90% für die Kältemittelausstoßkapazität.
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Wenn
die relative Ausgangseinschaltdauer bei Schritt S200 unter 90% ist,
ist die Bestimmung „Nein". Dann kehrt der Betrieb bei Schritt
S200 zu der Bestimmungsverarbeitung zurück. Wenn die relative Ausgangseinschaltdauer
bei Schritt S200 gleich oder mehr als 90% ist, ist die Bestimmung „Ja",
und der Zeitschalter beginnt bei Schritt S210 zu messen.
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Bei
Schritt S220 wird bestimmt, ob die von dem Zeitschalter gemessene
Zeit nicht weniger als X Minuten ist. Wenn die von dem Zeitschalter
gemessene Zeit kürzer als X Minuten ist, ist die Bestimmung „Nein",
und folglich kehrt der Betrieb bei Schritt S220 zu der Bestimmungsverarbeitung
zurück. Danach wird die Bestimmungsverarbeitung bei Schritt
S220 wiederholt, bis der Zeitschalter X Minuten überschreitet.
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Wenn
die von dem Zeitschalter gemessene Zeit danach gleich oder mehr
als X Minuten ist, ist die Bestimmung bei Schritt S220 „Ja".
Dies bedeutet, dass dem Kompressor 2 mit variabler Verdrängung befohlen
wird, X Minuten oder länger eine Kältemittelausstoßkapazität
von 90% oder mehr beizubehalten.
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Dann
wird bei Schritt S230 bestimmt, ob der Kältemittelausstoßdruck
Ph nicht höher als ein Schwellwert PhA ist. Der Schwellwert
PhA ist ein Wert, der erhalten wird, indem ein Korrekturwert ΔPb zu
einem Kältemittelsättigungsdruck PY (siehe 4)
addiert wird, um eine falsche Bestimmung aufgrund einer drastischen Änderung
der Temperatur der Außenluft oder ähnlichem zu
vermeiden.
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Während
der Drehmomentbegrenzer zum Beispiel in einem Nichtbetriebszustand
ist, in dem die Kraft von dem Motor 11 an den Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung aufrecht erhalten wird, kann die Verdampfertemperatur
Te steigen, so dass sie von der Zieltemperatur TEO abweicht, wenn
eine thermische Last des Verdampfers 6 im Sommer groß ist.
-
Wenn
in diesem Fall die relative Ausgangseinschaltdauer durch die vorstehend
beschriebene Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
X Minuten oder länger bei 90% oder mehr bleibt, bleibt
die Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 2 mit
variabler Verdrängung X Minuten oder länger auf
90%. Als ein Ergebnis ist der Kältemittelausstoßdruck
Ph gleich oder höher als der Schwellwert PhA, und folglich
ist die Bestimmung bei Schritt S230 „Nein". Danach kehrt
der Betrieb zu Schritt S200 zurück.
-
Wenn
der Drehmomentbegrenzer in einen Betriebszustand gebracht wird,
in dem die Kraftübertragung von dem Motor 11 an
den Kompressor 2 mit variabler Verdrängung, wie
in 5a bis 5C gezeigt,
zu einer Zeit t0 unterbrochen wird, steigt die Verdampfertemperatur
Te, so dass sie während der Zeit t0 bis zu einer Zeit t2
von der Zieltemperatur TEO abweicht, wie in 5A gezeigt.
-
In
diesem Fall übersteigt die relative Ausgangseinschaltdauer
durch die Ausführung der vorstehend beschriebenen Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
während einer Zeit t1 bis zu der Zeit t2, wie in 5B gezeigt,
90%, so dass sie schließlich 100% wird. Selbst wenn die
relative Ausgangseinschaltdauer X Minuten oder länger bei
90% oder mehr bleibt, komprimiert der Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung das Kältemittel nicht. Auf
diese Weise wird der Kältemittelausstoßdruck Ph gleich
oder weniger als der Schwellwert PhA, und die Bestimmung bei Schritt
S230 ist „Ja".
-
Wenn
es an der Menge des in einen Kältekreislauf in der Vorrichtung 1 gefüllten
Kältemittels in Bezug auf eine vorgegebene Menge mangelt,
während der Drehmomentbegrenzer in dem Nichtbetriebszustand
ist, kann die Verdampfertemperatur Te steigen, so dass sie von der
Zieltemperatur TEO selbst dann abweicht, wenn der Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung das Kältemittel komprimiert.
-
Selbst
wenn in diesem Fall die relative Ausgangseinschaltdauer durch die
vorstehend beschriebene Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
X Minuten oder länger bei 90% oder mehr bleibt, wird der
Kältemitteldruck Ph gleich oder weniger als der Schwellwert
PhA, und folglich ist die Bestimmung bei Schritt S230 „Ja".
-
Wenn
es folglich in Bezug auf die vorgegebene Menge an der Kältemittelfüllmenge
fehlt, ist die Bestimmung bei Schritt S230, selbst während
der Drehmomentbegrenzer in dem Nichtbetriebszustand ist, „Ja",
was zu der falschen Bestimmung führen kann. Das heißt,
wenn die Kältemittelfüllmenge in Bezug auf die
vordefinierte Menge fehlt, kann sie nicht genau bestimmen, ob der Drehmomentbegrenzer betrieben
wird, solange die Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
ausgeführt wird.
-
Um
genau zu bestimmen, ob der Drehmomentbegrenzer betrieben wird, werden
die auf den Schritt S240 folgenden Schritte wie folgt ausgeführt.
-
Das
heißt, bei dem Schritt S240 wird der Kältemittelausstoßkapazität
befohlen, von 0% und 100% auf das jeweils andere umzuschalten, um
die Kältemittelausstoßströmungsmenge
des Kompressors 2 mit variabler Verdrängung zu ändern.
-
Insbesondere
ist ein Niederkapazitätsbefehl TL ein Befehl, um 10 Sekunden
lang kontinuierlich ein Befehlssignal, welches die relative Einschaltdauer
von 0% anzeigt, an das Steuerventil 15 auszugeben, während
ein Hochkapazitätsbefehl TH ein Befehl ist, um 20 Sekunden
lang kontinuierlich ein Befehlssignal, welches die relative Einschaltdauer
von 100% anzeigt, an das Steuerventil 15 auszugeben. Der
Niederkapazitätsbefehl TL und der Hochkapazitätsbefehl
TH werden abwechselnd umgeschaltet und ausgegeben.
-
Mit
anderen Worten werden der Niederkapazitätsbefehl TL und
der Hochkapazitätsbefehl TH von einem Niederkapazitätsbefehl
TL(n) auf einen Hochkapazitätsbefehl TH(n), auf einen Niederkapazitätsbefehl
TL(n + 1), auf einen Hochkapazitätsbefehl TH(n + 1), auf
einen Niederkapazitätsbefehl TL(n + 2), auf einen Hochkapazitätsbefehl
TH(n + 2), und ähnliche in dieser Reihenfolge umgeschaltet
(das heißt, TL(n) → TH(n) → TL(n + 1) → TH(n
+ 1) → TL(n + 2) → TH(n + 2) ...). Die Größe „n",
wie sie hier verwendet wird, bedeutet die Anzahl von Befehlen.
-
Der
Niederkapazitätsbefehl TL dient dazu, dem Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung zu befehlen, die Kältemittelausstoßkapazität
auf einen Befehlswert (z. B. 0%) zu setzen. Der Hochkapazitätsbefehl
TH dient dazu, dem Kompressor 2 mit variabler Verdrängung
zu befehlen, die Ausstoßkapazität auf einen Befehlswert
(z. B. 100%) zu setzen.
-
Bei
dem nächsten Schritt S241 wird ein Minimalwert P1 eines
Kältemittelausstoßdrucks Ph bestimmt, wenn dem
Kompressor 2 mit variabler Verdrängung befohlen
wird, die Ausstoßkapazität auf 0% festzulegen.
Ferner wird ein Maximalwert P2 des Kältemittelausstoßdrucks
Ph bestimmt, wenn dem Kompressor 2 mit variabler Verdrängung
befohlen wird, die Ausstoßkapazität auf 100% festzulegen.
-
Insbesondere
wird ein Niederkapazitätsbefehl TL(n) als ein Repräsentant
der Niederkapazitätsbefehle TL(n), TL(n + 1) und TL(n +
2) festgelegt. Der Minimalwert P1 des Kältemittelausstoßdrucks
Ph, wenn der Niederkapazitätsbefehl TL(n) ausgegeben wird,
wird bestimmt. Ferner wird ein Hochkapazitätsbefehl TH(n)
als ein Repräsentant der Hochkapazitätsbefehle
TH(n), TH(n + 1) und TH(n + 2) festgelegt. Der Maximalwert P2 des
Kältemittelausstoßdrucks Ph, wenn der Hochkapazitätsbefehl
TH(n) ausgegeben wird, wird bestimmt.
-
Bei
dem nächsten Schritt S242 wird eine Abweichung ΔP
des Kältemittelausstoßdrucks Ph bestimmt, die
erhalten wird, wenn dem Kompressor 2 mit variabler Verdrängung
befohlen wird, die Ausstoßkapazität von 0% auf
100% zu ändern. Insbesondere wird eine Druckdifferenz ΔP
(= P2 – P1) zwischen dem Maximalwert P2 und dem Minimalwert
P1 als die Abweichung ΔP bestimmt.
-
Bei
dem nächsten Schritt S250 wird bestimmt, ob die Abweichung ΔP
unter dem in 6 gezeigten Schwellwert ist.
-
Wenn
der Drehmomentbegrenzer betrieben wird, komprimiert der Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung das Kältemittel nicht. Folglich
nähert sich der Kältemittelausstoßdruck
Ph einem Sättigungsdruck, so dass er, wie in einer Kurve „a"
von 5C gezeigt, (nach der Zeit t2) auf einen konstanten
Wert konvergiert. Die Abweichung ΔP des Ausstoßdrucks Ph
kommt unter den Schwellwert B, und folglich ist die Bestimmung bei
Schritt S250 „Ja".
-
In
diesem Fall blinkt bei Schritt S260 die Warnlampe 17d.
Außerdem wird eine Außenluftbetriebsart zum Einleiten
nur der Außenluft in den Fahrzeugraum festgelegt. In der
Außenluftbetriebsart ist die Innenlufteinleitungsöffnung 7a von
der Innen-/Außenluft-Umschaltklappe 7c ganz geschlossen,
und die Außenlufteinleitungsöffnung 7b ist
ganz geöffnet, um dadurch nur die Außenluft in
das Klimaanlagengehäuse 7 einzuleiten, das sich
in dem Fahrzeugraum befindet. Dann wird ein Klimaanlagenschaltermerker
zurückgesetzt. Zusammen mit dem Zurücksetzarbeitsgang
wird die Ausführung der Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
verboten.
-
Wenn
es in dem vorstehend beschriebenen Schritt S250 in Bezug auf die
vordefinierte Menge an Kältemittel fehlt, wird der Kältemittelausstoßdruck
Ph ungeachtet des Nichtbetriebszustands des Drehmomentbegrenzers
nach der Zeit t2 verändert, wie durch eine Kurve „b"
in 5C gezeigt. Auf diese Weise wird eine Abweichung ΔP
gleich oder mehr als der Schwellwert B, und folglich ist die Bestimmung „Nein".
-
In
der vorliegenden Ausführungsform wird der in der Bestimmung
bei Schritt S250 verwendete Schwellwert B, wie in 6 gezeigt,
höher festgelegt, wenn die Temperatur der Außenluft
hoch wird. 6 ist eine Kennlinie, die eine
Beziehung zwischen dem Schwellwert (vorgegebener Druck B) und der
Außenlufttemperatur zeigt.
-
Wie
vorstehend beschrieben, wird in der vorliegenden Erfindung bestimmt,
ob der Drehmomentbegrenzer betrieben wird oder nicht, indem bestimmt wird,
ob die Abweichung ΔP des Kältemittelausstoßdrucks
unter dem vorgegebenen Druck B ist, wenn dem Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung befohlen wird, die elektronische
Steuereinheit 14 zu veranlassen, die Ausstoßkapazität
abwechselnd von 0% auf 100% und dann auf 0% umzuschalten ... (0% → 100% → 0%
...). Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird oder nicht, ohne einen Kompressordrehzahlsensor zu
verwenden.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform ist der Hochdruckkältemittelsensor 18,
wie vorstehend erwähnt, in dem Motorraum angeordnet, und
folglich wird der von dem Sensor 18 erfasste Kältemittelausstoßdruck
Ph von der Temperatur der Außenluft beeinflusst. Je höher
die Außenlufttemperatur, desto höher ist, wie
in 4 gezeigt, der Sättigungsdruck PY des
Kältemittels.
-
Ein
Schwellwert PhA, der für die Bestimmung in dem vorstehend
beschriebenen Schritt S230 (Kältemittelausstoßdruck-Bestimmungsabschnitt) verwendet
wird, wird höher festgelegt, wenn die Außenlufttemperatur
hoch wird. Folglich kann bei Schritt S230 bestimmt werden, ob der
Kältemitteldruck Ph höher als der Schwellwert
PhA ist, wobei eine Temperaturänderung der Außenluft
berücksichtigt wird.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform wird der Schwellwert B,
der in der Bestimmung der Druckabweichung bei Schritt S250 verwendet
wird, wie in 6 gezeigt, höher festgelegt,
wenn die Außentemperatur hoch wird. Folglich kann bei Schritt
S250 bestimmt werden, ob die Abweichung ΔP unter dem Schwellwert
B ist, wobei eine Temperaturänderung der Außenluft
berücksichtigt wird.
-
In
der vorliegenden Erfindung wird nach dem Bestimmen des Zustands
des Drehmomentbegrenzers bei Schritt S230 der Zustand des Drehmomentbegrenzers
bei Schritt S250 weiter bestimmt. Auf diese Weise kann genau bestimmt
werden, ob die Kraftübertragung von dem Motor 11 an
den Kompressor 2 mit variabler Verdrängung von
dem Drehmomentbegrenzer unterbrochen ist.
-
In
der Kältemittelausstoßkapazitäts-Änderungsbefehlsverarbeitung ändert
sich die Kältemittelausstoßkapazität
bei Schritt S240 der vorliegenden Ausführungsform von 0%
auf 100% und dann auf 0% (0% → 100% → 0%). Auf
diese Weise können die Ausstoßkapazitätssteuerungsverarbeitungsschritte bei
den Schritten S100 und S110 bei der Ausführung der Änderungsbefehlsverarbeitung
bei Schritt S240 nicht ausgeführt werden.
-
Die
elektronische Steuervorrichtung 14 führt die Kältemittelausstoßkapazitäts-Änderungsbefehlsverarbeitung
bei S240 nur aus, wenn die Bestimmung bei Schritt S230 „Ja"
ist, weil basierend auf dem Kältemittelausstoßdruck
Ph bestimmt wird, dass der Drehmomentbegrenzer betrieben werden
soll. Wenn folglich basierend auf dem Ausstoßdruck Ph bestimmt
wird, dass der Drehmomentbegrenzer in dem Nichtbetriebszustand ist,
wird die Befehlsverarbeitung bei dem Schritt S240 nicht ausgeführt.
-
Die
vorliegende Ausführungsform kann Gelegenheiten zur Ausführung
der Kältemittelausstoßkapazitäts-Änderungsbefehlsverarbeitung
bei Schritt S240 im Vergleich zu einem Fall, in dem die Befehlsverarbeitung
bei Schritt 240 ungeachtet der Bestimmung bei Schritt S230 durchgeführt
wird, verringern, wodurch die Ausführung der Kältemittelausstoßkapazitäts-Steuerungsverarbeitung
bei den Schritten S100 und S110 aufrechterhalten wird. Auf diese
Weise kann der Klimatisierungszustand des Inneren des Fahrzeugraums
(d. h. des Fahrgastraums) so gut wie möglich aufrecht erhalten
werden.
-
Wenn
die elektronische Steuereinheit 14 in der vorliegenden
Ausführungsform bestimmt, dass der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird, wird die Warnlampe 17d betrieben, so dass
sie blinkt, so dass sie einen Fahrgast warnen kann, dass der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird.
-
Wenn
der Kompressor 2 mit variabler Verdrängung beim
Anhalten des Fahrzeugs betrieben wird, wird im Allgemeinen eine
Leerlaufdrehzahl erhöht, um die Leistung von dem Motor
an den Kompressor 2 mit variabler Verdrängung
sicherzustellen. Zum Beispiel bewirkt die Erhöhung der
Leerlaufmotordrehzahl, dass der Motor 11 ungeachtet des
Betriebszustands des Drehmomentbegrenzers Brennstoff verschwendet.
-
Wenn
im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass der Drehmomentbegrenzer betrieben
wird, wird das Erhöhen der Leerlaufmotordrehzahl unterbunden,
um die Leistung von dem Motor an den Kompressor 2 mit variabler
Verdrängung sicherzustellen, und dadurch kann verhindert
werden, dass der Motor 11 Brennstoff verschwendet.
-
Wenn
in der vorliegenden Ausführungsform basierend auf der Abweichung ΔP
des Kältemittelausstoßdrucks bestimmt wird, dass
der Drehmomentbegrenzer betrieben wird, wird die Außenluftbetriebsart
festgelegt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Beschlagen
eines Fensterglases zusammen mit dem Stoppen des Kompressors 2 mit variabler
Verdrängung auftritt, und dadurch kann ein gutes Sichtfeld
des Fahrers über die Windschutzscheibe sichergestellt werden.
-
(Andere Ausführungsformen)
-
Wenngleich
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vollständig
beschrieben wurde, muss bemerkt werden, dass für Fachleute
der Technik vielfältige Änderungen und Modifikationen
offensichtlich werden.
-
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird unter
Verwendung des Erfassungsdrucks Ph, der von dem Hochdruckkältemittelsensor 18 erfasst
wird, bestimmt, ob der Drehmomentbegrenzer betrieben wird oder nicht,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Die folgenden Modifikationen (1), (2) und (3) können verwendet werden.
- (1) Die elektronische Steuereinheit 14 kann
bestimmen, ob der Drehmomentbegrenzer betrieben wird oder nicht,
indem sie eine von dem Verdampfertemperatursensor 13 erfasste
Erfassungstemperatur Te verwendet.
-
Insbesondere
wird ein Minimalwert P1 für die Erfassungstemperatur Te
bestimmt, wenn der Niederkapazitätsbefehl TL ausgegeben
wird, und ein Maximalwert P2 für die Erfassungstemperatur
Te bestimmt, wenn der Hochkapazitätsbefehl TH ausgegeben
wird. Eine Temperaturdifferenz zwischen dem Minimalwert P1 und dem
Maximalwert P2 wird als eine Abweichung ΔT berechnet. Ob
der Drehmomentbegrenzer betrieben wird oder nicht, wird bestimmt,
indem bestimmt wird, ob die Abweichung ΔT unter einer vorgegebenen
Temperatur ist oder nicht.
- (2) Ein Strömungsmengensensor
kann auf einer Ausstoßseite des Kompressors 2 mit
variabler Verdrängung bereitgestellt werden, und die elektronische
Steuereinheit 14 kann bestimmen, ob der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird oder nicht, indem sie die von dem Strömungsmengensensor
erfasste Strömungsmenge erfasst.
-
Insbesondere
wird der Minimalwert P1 für die Erfassungsströmungsmenge
bestimmt, wenn der Niederkapazitätsbefehl TL ausgegeben
wird, und der Maximalwert P2 für die Erfassungsströmungsmenge bestimmt,
wenn der Hochkapazitätsbefehl TH ausgegeben wird. Die Strömungsmengendifferenz
zwischen dem Minimalwert P1 und dem Maximalwert P2 wird als eine
Abweichung ΔRe berechnet. Ob der Drehmomentbegrenzer betrieben
wird oder nicht, wird bestimmt, indem bestimmt wird, ob die Abweichung ΔRe
unter einer vorgegebenen Strömungsmenge ist oder nicht.
-
Die
elektronische Steuereinheit 14 kann ein Antriebsdrehmoment
schätzen, das zum Antrieben des Kompressors 2 mit
variabler Verdrängung notwendig ist, und es kann unter
Verwendung des geschätzten Antriebsdrehmoments bestimmt
werden, ob der Drehmomentbegrenzer betrieben wird oder nicht.
-
Insbesondere
wird ein Minimalwert P1 für das geschätzte Antriebsdrehmoment
bestimmt, wenn der Niederkapazitätsbefehl TL ausgegeben wird,
und ein Maximalwert P2 für das geschätzte Antriebsdrehmoment
bestimmt, wenn der Hochkapazitätsbefehl TH ausgegeben wird.
Eine Differenz zwischen dem Minimalwert P1 und dem Maximalwert P2 wird
als eine Abweichung ΔK berechnet. Ob der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird oder nicht, wird bestimmt, indem bestimmt wird, ob
die Abweichung ΔK unter einem vorgegebenen Wert ist oder nicht.
-
Das
geschätzte Antriebsdrehmoment kann im Allgemeinen basierend
auf der folgenden mathematischen Formel 1 bestimmt werden: T = K·Ps[(Ph/Ps)m – 1]·Vc Formel 1wobei
Ph ein von dem Hochdruckkältemittelsensor 18 erfasster
Erfassungsdruck ist, und Ps ein Kältemittelansaugdruck
des Kompressors 2 mit variabler Verdrängung ist.
Der Kältemittelansaugdruck Ps wird aus der von dem Verdampfertemperatursensor 13 erfassten
Erfassungstemperatur Tc geschätzt. In der Formel 1 sind
K und m jeweilige Konstanten.
-
In
der Formel 1 ist Vc eine Ausstoßkapazität oder
ein Volumen des von dem Kompressor 2 mit variabler Verdrängung
komprimierten Kältemittels. Die Ausstoßkapazität
Vc hat eine Beziehung zu einer Kältemittelströmungsmenge
Gr, welche die folgende mathematische Formel erfüllt. Vc = Gr/(Nc·F) Formel 2wobei
Gr eine Kältemittelströmungsmenge in einem Kältemittelkreislauf
Rc ist. Der Strömungsmengensensor kann auf der Ausstoßseite
des Kompressors 2 mit variabler Verdrängung bereitgestellt
sein, um die Strömungsmenge des von dem Kompressor 2 mit variabler
Verdrängung ausgestoßenen Kältemittels zu
bestimmen. In der Formel 2 ist Nc eine Drehzahl des Kompressors 2 mit
variabler Verdrängung. Die Drehzahl Nc kann bestimmt werden,
indem die von dem Motordrehzahlsensor erfasste Motordrehzahl mit
einem Riemenscheibenverhältnis multipliziert wird.
-
Wie
vorstehend erwähnt, kann unter Verwendung des geschätzten
Antriebsdrehmoments bestimmt werden, ob der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird oder nicht, ohne den Kompressordrehzahlsensor zu
verwenden.
-
Jegliche
andere Einrichtungen und Bestandteile, abgesehen von dem Kompressordrehzahlsensor,
können verwendet werden, um das geschätzte Antriebsdrehmoment
zu bestimmen.
-
Wenngleich
die Kältekreislaufvorrichtung der vorliegenden Erfindung
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform auf die
Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug angewendet wird,
ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Alternativ kann die Kältekreislaufvorrichtung der vorliegenden
Erfindung auf eine motorbetriebene feste Klimaanlage angewendet werden.
-
Wenngleich
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Riemenscheibe 9 verwendet
wird, um den Drehmomentbegrenzer zu bilden, ist die vorliegende
Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Drehmomentbegrenzer
kann jede andere Struktur haben, welche die Kraftübertragung
von dem Motor 11 an den Kompressor 2 mit variabler
Verdrängung ungeachtet der Beziehung zu der Riemenscheibe 9 unterbricht,
wenn das Drehmoment von dem Motor 11 den vorgegebenen Wert
erreicht.
-
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Niederkapazitätsbefehl
TL(n) als der Repräsentant des Niederkapazitätsbefehls
TL der Niederkapazitätsbefehle TL(n), TL(n + 1) und TL(n
+ 2) festgelegt. Der Minimalwert P1 für den Kältemittelausstoßdruck
Ph des Niederkapazitätsbefehls TL(n) wird bestimmt. Ferner
ist Hochkapazitätsbefehl TH(n) als der Repräsentant
des Hochkapazitätsbefehls TH der Hochkapazitätsbefehle
TH(n), TH(n + 1) und TH(n + 2) festgelegt. Der Maximalwert P2 des
Kältemittelausstoßdrucks Ph des Hochkapazitätsbefehls
TH(n) wird bestimmt. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf
beschränkt, und das Folgende kann ausgeführt werden.
-
Das
heißt, ein anderer Niederkapazitätsbefehl als
der Niederkapazitätsbefehl TL(n) kann als der repräsentative
Niederkapazitätsbefehl TL der Niederkapazitätsbefehle
TL(n), TL(n + 1) und TL(n + 2) festgelegt werden. Ein Minimaldruck
P1 des Ausstoßdrucks Ph des Niederkapazitätsbefehls
kann bestimmt werden. Ferner kann ein anderer Hochkapazitätsbefehl
als der Hochkapazitätsbefehl TH(n) kann als der repräsentative
Hochkapazitätsbefehl TH der Hochkapazitätsbefehle
TH(n), TH(n + 1) und TH(n + 2) festgelegt werden. Ein Maximaldruck
P2 des Ausstoßdrucks Ph des Hochkapazitätsbefehls
kann bestimmt werden.
-
Alternativ
können P1 und P2 wie folgt bestimmt werden. Das heißt,
ein Minimalwert des Kältemittelausstoßdrucks Ph
in jedem der Niederkapazitätsbefehle TL(n), TL(n + 1) und
TL(n + 2) wird bestimmt. Der Mittelwert der Minimalwerte der jeweiligen
Niederkapazitätsbefehle wird bestimmt und als P1 definiert.
Ein Maximalwert für den Kältemittelausstoßdruck
Ph in jedem der Hochkapazitätsbefehle TH(n), TH(n + 1)
und TH(n + 2) wird bestimmt. Der Mittelwert der Maximalwerte der
jeweiligen Hochkapazitätsbefehle wird bestimmt und als
P2 definiert.
-
Wenngleich
der Niederkapazitätsbefehl TL in der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform einen Befehlswert für die Kältemittelausstoßkapazität (eine
zweite Kältemittelausstoßkapazität) auf
0% festlegt und der Hochkapazitätsbefehl TH einen Befehlswert
für die Kältemittelausstoßkapazität
(eine erste Kältemittelausstoßkapazität)
auf 100% festlegt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Alternativ
kann der Niederkapazitätsbefehl TL einen Befehlswert für
die Ausstoßkapazität auf 50% festlegen, und der
Hochkapazitätsbefehl TH kann einen Befehlswert für
die Ausstoßkapazität auf 100% festlegen.
-
Wenngleich
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Kompressor 2 mit
variabler Verdrängung als ein Kompressor verwendet wird,
ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Alternativ
kann ein Kompressor mit fester Verdrängung, dessen Kältemittelausstoßkapazität
konstant ist, verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht
darauf beschränkt, und folglich kann jeder elektrische
Kompressor verwendet werden, der von einem Elektromotor angetrieben
wird und geeignet ist, Kältemittel zu komprimieren. Der
elektrische Kompressor hat eine Kältemittelausstoßströmungsmenge,
die abhängig von der Anzahl der Umdrehungen des Elektromotors änderbar
ist.
-
Wenngleich
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die relative
Einschaltdauer des Befehlssignals verwendet wird, um die Kältemittelausstoßkapazität
für den Kompressor 2 mit variabler Verdrängung
zu steuern, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Alternativ kann ein elektrischer Stromwert des Befehlssignals verwendet werden.
Insbesondere, wenn ein Befehlsstrom, der durch das elektromagnetische
Steuerventil 15 des Kompressors 2 mit variabler
Verdrängung strömt, sich linear ändert, ändert
das Ventil 15 die Ausstoßströmungsmenge
ansprechend auf eine Änderung des Stromwerts des Befehlsstroms.
-
In
der vorstehenden Ausführungsform wird nur, wenn basierend
auf dem Ausstoßdruck Ph bestimmt wird, dass der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird, basierend auf der Abweichung ΔP des Ausstoßdrucks
bestimmt, ob der Drehmomentbegrenzer betrieben wird oder nicht,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Alternativ kann ungeachtet der auf dem Kältemittelausstoßdruck
Ph basierenden Bestimmung basierend auf der Abweichung ΔP
des Ausstoßdrucks bestimmt werden, ob der Drehmomentbegrenzer
betrieben wird.
-
Die
Entsprechungsbeziehung zwischen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
und den beigefügten Patentansprüchen wird nachstehend
angegeben. Die Verarbeitung bei Schritt S240 ist ein Beispiel für
einen Kältemittelströmungsmengen-Änderungsbefehlsabschnitt
(Einrichtung). Die Verarbeitung bei Schritt S250 ist ein Beispiel
für einen ersten Begrenzerbestimmungsabschnitt (Einrichtung).
Der Hochdruckkältemittelsensor 18 ist ein Beispiel
für einen Druckerfassungsabschnitt (Einrichtung). Der Schwellwert
PhA ist ein Beispiel für einen vorgegebenen Druck. Der
Schwellwert B ist ein Beispiel für einen vorgegebenen Druck.
Jede Verarbeitung bei den Schritten S241 und S242 ist ein Beispiel für
einen Berechnungsabschnitt (Einrichtung). Der Verdampfertemperatursensor 13 ist
ein Beispiel für eine Verdampfertemperaturerfassung(seinrichtung). Jede
Verarbeitung bei den Schritten S100 und S110 bildet einen Kapazitätssteuerungsabschnitt
(Einrichtung). Der Schritt S230 ist ein Beispiel für einen
zweiten Begrenzerbestimmungsabschnitt (Einrichtung). Die Warnlampe 17d ist
ein Beispiel für einen Warnabschnitt (Einrichtung). Die
Verarbeitung bei dem Schritt S260 ist ein Beispiel für
einen Warnsteuerungsabschnitt (Einrichtung).
-
Es
versteht sich, dass derartige Änderungen und Modifikationen
innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen, wie er
durch die beigefügten Patentansprüche definiert
ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 10-292858
A [0004, 0028]
- - JP 61-275017 A [0005, 0006]
- - JP 7-232544 A [0005, 0006]