-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Diese
Erfindung betrifft ein Kältekreislaufsystem, das eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
zum Abscheiden eines aus einem Verdampfer strömenden Kältemittels
in ein Gas und eine Flüssigkeit hat.
-
2. Beschreibung der verwandten Technik
-
In
dem bisherigen Stand der Technik offenbart die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 3404990 ein Kältekreislaufsystem, das derart
aufgebaut ist, dass der Überschuss und die Knappheit der in
dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen Menge an Kältemittel
geschätzt werden können. In dem in diesem Patent
Nr.
3404990 offenbarten
Kältekreislaufsystem wird der Kältemitteldruck
auf der Hochdruckseite des Systems von einem Drucksensor erfasst,
und der Überschuss oder die Knappheit des abgeschlossenen
Kältemittels wird unter Verwendung des auf diese Weise
erfassten hochdruckseitigen Kältemitteldrucks Pd geschätzt.
Nach der Beurteilung, dass die Kältemittelmenge überschüssig oder
knapp ist, wird der Kompressor gestoppt, um es zu schützen.
-
Insbesondere
wird die abgeschlossene Kältemittelmenge nach dem Ablauf
einer vorbestimmten Zeit seit dem Start des Kompressors in dem Fall
als überschüssig geschätzt, wenn der
hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd nicht niedriger als
ein erster Solldruck Pa ist, und in dem Fall als knapp geschätzt,
in dem der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd nicht höher
als ein zweiter Solldruck ist. Ferner wird die abgeschlossene Kältemittelmenge
in dem Fall als knapp geschätzt, in dem der hochdruckseitige
Kältemitteldruck Pd vor dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit
nach dem Start des Kompressors niedriger als ein dritter Solldruck
Pc ist.
-
In
dem Verfahren werden die ersten bis dritten Solldrücke
in der Beziehung Pa > Pb > Pc gehalten, um einen
Fehler, dass die abgeschlossene Kältemittelmenge knapp
ist, vor dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach dem Start des
Kompressors zu verhindern.
-
Die japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung Nr. 2001-173556 oder die
japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung Nr. 2000-81157 sind bekannt
dafür, dass sie ein Kältekreislaufsystem mit einem
Kältemittelkompressor mit variabler Verdrängung
offenbaren.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
In
einem Kältekreislaufsystem mit einem Sammler als einer
Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung zum Abscheiden
des aus dem Verdampfer strömenden Kältemittels
in ein Gas und eine Flüssigkeit und Zuführen des
abgeschiedenen gasphasigen Kältemittels an den Kompressoreinlass
ist es notwendig, dass der Überschuss und die Knappheit der
abgeschlossenen Kältemittelmenge genau geschätzt
werden. Der Grund ist, dass das Kältekreislaufsystem dieser
Art derart aufgebaut ist, dass angenommen wird, dass das von dem
Sammler in Richtung des Einlasses des Kompressors strömende
Kältemittel im Wesentlichen in der Gasphase gesättigt ist.
-
In
dem Fall, in dem die abgeschlossene Kältemittelmenge zum
Beispiel knapp ist, würde das aus dem Sammler in Richtung
des Einlasses des Kompressors strömende Kältemittel
eine überhitzte Gasphase annehmen, und der Durchsatz des
in dem System zirkulierten Kältemittels würde
mit dem Ergebnis verringert, dass das Kältekreislaufsystem
keine ausreichende Kühlfähigkeit zeigen könnte.
Ferner könnte das Kompressoröl, das in das Kältemittel
gemischt ist, um den Kompressor zu schmieren, nicht an den Kompressor
zurückgeführt werden, wodurch eine unzureichende
Schmierung des Kompressors bewirkt wird.
-
Andererseits
würde in dem Fall, in dem die Menge des abgeschlossenen
Kältemittels überschüssig ist, das aus
dem Sammler in Richtung des Kompressoreinlasses strömende
Kältemittel eine flüssige Phase oder einen gasförmig-flüssigen
Zweiphasenzustand annehmen, wodurch sich ein Problem stellt, das
als das Flüssigkeitskompressionsproblem bezeichnet wird,
wodurch die Nutzungsdauer des Kompressors nachteilig beeinflusst
wird.
-
Zum
Beispiel würde in einer Anwendung des Kältekreislaufsystems
auf das Fahrzeugklimatisierungssystem, das Kohlendioxid mit einer
niedrigen kritischen Temperatur als Kältemittel verwendet,
das, was als das Tot-Ansaug- bzw. Nichtsaug- bzw. ”Dead Soak”-Phänomen
bezeichnet wird, bei dem die Motorkühlvorrichtungen ausgeschaltet
sind und die Temperatur in dem Motorraum steil ansteigt, sobald der
Fahrzeugantriebsmotor ausgeschaltet wird, bewirken, dass die Temperatur
des in dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen Kältemittels
steigt, nachdem der Systembetrieb beendet wird.
-
Wenn
die Kältemitteltemperatur einmal auf diese Weise steigt,
kann der Kältemitteldruck in dem System selbst in dem Fall,
in dem die abgeschlossene Kältemittelmenge so leicht überschüssig
ist, dass sich das Flüssigkeitskompressionsproblem nicht stellt,
nach dem Beenden des Systembetriebs abnorm steigen. Diese abnorme
Zunahme des Kältemitteldrucks würde den Zusammenbruch
der Vorrichtungen bewirken, die das System ausmachen.
-
In
dem Fall, in dem der Überschuss oder die Knappheit der
abgeschlossenen Kältemittelmenge wie in dem in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr.
3404990 offenbarten Kältekreislaufsystem nur unter
Verwendung des hochdruckseitigen Kältemittels geschätzt
wird, kann aufgrund der Tatsache, dass, wie in dem Absatz 0005 der
Patentveröffentlichung beschrieben, der Bereich des hochdruckseitigen
Kältemitteldrucks, der für den Betrieb des Kompressors
geeignet ist, sich aufgrund der Temperaturänderung der
Umgebung, in der das Kältekreislaufsystem installiert ist, ändert,
keine ausreichende Schätzgenauigkeit erzielt werden.
-
Angesichts
der vorstehend beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der Erfindung,
ein Kältekreislaufsystem zur Verfügung zu stellen,
das fähig ist, den Überschuss und die Knappheit
der Menge des in dem Kältekreislaufsystem eingeschlossenen Kältemittels
genau zu schätzen.
-
Eine
zweite Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Kältekreislaufsystem
zur Verfügung zu stellen, das fähig ist, den Überschuss
und die Knappheit der Menge des in dem Kältekreislaufsystem
eingeschlossenen Kältemittels genau zu schätzen
und auf diese Weise den Kompressor zu schützen.
-
Eine
dritte Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Kältekreislaufsystem
zur Verfügung zu stellen, das fähig ist, selbst
in dem Fall, in dem das Kältemittel in einer überschüssigen
Menge in dem Kältekreislaufsystem abgeschlossen ist, den
Schaden an den Vorrichtungen, die das System ausmachen, zu verhindern.
-
Um
die vorstehend beschriebenen Aufgaben zu lösen, wird gemäß einem
Aspekt der Erfindung ein Kältekreislaufsystem zur Verfügung
gestellt, das umfasst:
einen Kompressor (11) zum Komprimieren
und Ausstoßen eines Kältemittels;
einen Strahler
(12) zum Abgeben der Wärme des aus dem Kompressor
(11) ausgestoßenen Kältemittels;
eine
Dekompressionseinrichtung (13) zum Dekomprimieren und Expandieren
des Kältemittels, von dem Wärme durch den Strahler
(12) abgegeben wird;
einen Verdampfer (14)
zum Verdampfen des von der Dekompressionseinrichtung (13)
dekomprimierten und expandierten Kältemittels;
eine
Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung (15) zum
Abscheiden des Kältemittels, das aus dem Verdampfer (14)
ausströmt, in ein Gas und eine Flüssigkeit;
eine
Ausstoßtemperaturerfassungseinrichtung (26) zum
Erfassen einer physikalischen Größe, die mit der Temperatur
des aus dem Kompressor (11) ausgestoßenen Kältemittels
korreliert ist;
eine Ausstoßdruckerfassungseinrichtung
(25) zum Erfassen einer physikalischen Größe,
die mit dem Druck des aus dem Kompressor (11) ausgestoßenen Kältemittels
korreliert ist;
eine Verdampfungstemperaturerfassungseinrichtung (24)
zum Erfassen einer physikalischen Größe, die mit
der Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Verdampfer
(14) korreliert ist; und
eine Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
(S71) zum Schätzen des Kältemittelzustands auf
der Auslassseite der Gas- Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15) wenigstens unter Verwendung, der von der Ausstoßtemperaturerfassungseinrichtung
(26) erfassten Ausstoßerfassungstemperatur (Td),
eines von der Ausstoßdruckerfassungseinrichtung (25)
erfassten Ausstoßerfassungsdrucks (Pd) und einer von der
Verdampfungstemperaturerfassungseinrichtung (24) erfassten
Verdampfungserfassungstemperatur (Te).
-
Mit
diesem Aufbau schätzt die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
(S71) den Kältemittelzustand auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15) wenigstens unter Verwendung der erfassten Ausstoßtemperatur
(Td), des erfassten Ausstoßdrucks (Pd) und der erfassten
Verdampfungstemperatur (Te). Im Vergleich mit dem Fall der Verwendung
nur des hochdruckseitigen Drucks, um den Überschuss oder
den Mangel der abgeschlossenen Kältemittelmenge zu schätzen,
kann der Überschuss oder der Mangel der Menge des in dem
Kältekreislaufsystem abgeschlossenen Kältemittels
genauer geschätzt werden.
-
Wie
insbesondere unter Bezug auf Ausführungsformen später
im Detail beschrieben, kann die Enthalpie des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15), das von der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung (15)
in Richtung des Einlasses des Kompressors (11) strömt,
wenn einmal die Ausstoßtemperatur (Td), der Ausstoßdruck
(Pd) und die Verdampfungstemperatur (Te) erfasst sind, aus der isentropen
Kurve des Kältemittels bestimmt werden. Ferner kann der
Kältemittelzustand auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15) aus der Enthalpie genau geschätzt werden.
-
In
dem Fall, in dem der genau geschätzte Kältemittelzustand
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15), der gasförmig-flüssige Zweiphasenzustand
mit dem Beschaffenheitsgrad ist, der nicht höher als ein
vorbestimmter Wert ist, wird die abgeschlossene Kältemittelmenge
als überschüssig geschätzt, während
die abgeschlossene Kältemittelmenge in dem Fall, in dem
das Kältemittel in der Gasphase auf einen vorbestimmten Überhitzungsgrad
oder höher überhitzt ist, als knapp geschätzt
wird. Auf diese Weise kann der Überschuss oder die Knappheit
der in dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen Kältemittelmenge mit
hoher Genauigkeit geschätzt werden.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann das Kältekreislaufsystem ferner
umfassen:
eine Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung
(11a) zum Ändern der Kältemittelausstoßkapazität
des Kompressors (11) und
eine Ausstoßkapazitätssteuerungseinrichtung
(20a) zum Steuern des Betriebs der Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung
(11a). Die Ausstoßkapazitätssteuerungseinrichtung
(20a) kann den Betrieb der Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung
(11a) in einer derartigen Weise steuern, um die Kältemittelausstoßkapazität
des Kompressors (11) in dem Fall zu verringern, in dem
die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung (S71)
schätzt, dass der Kältemittelzustand auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung (15)
der gasförmig-flüssige Zweiphasenzustand mit einer
Beschaffenheit, die nicht höher als eine Referenzbeschaffenheit
(KX) ist, und/oder der gasphasige Zustand mit einem Überhitzungsgrad
von nicht weniger als einem vorbestimmten Referenzüberhitzungsgrad
(KSH) ist.
-
Mit
diesem Aufbau wird angenommen, dass der Kältemittelzustand
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15), der von der Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
(S71) genau geschätzt wird, der gasförmig-flüssige
Zweiphasenzustand mit einer Beschaffenheit ist, die nicht höher
als die vorbestimmte Referenzbeschaffenheit (KX) ist, und/oder der
gasphasige Zustand, der einen Überhitzungsgrad hat, der
nicht geringer als ein vorbestimmter Referenzüberhitzungsgrad
(KSH) ist. Dann verringert die Kapazitätsteuerungseinrichtung (20a)
die Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors
(11), und daher kann der Kompressor (11) geschützt
werden, indem die Schwierigkeit vermieden wird, die andernfalls
zu der Zeit, wenn die abgeschlossene Kältemittelmenge überschüssig
oder knapp ist, beim Betrieb des Kompressors (11) verursacht
werden könnte.
-
Die
Formulierung „verringert die Kältemittelausstoßkapazität
des Kompressors (11)”, wie sie hier verwendet
wird, bedeutet nicht nur, den Druck und den Durchsatz des aus dem
Kompressor (11) ausgestoßenen Kältemittels
zu verringern, sondern auch den Betrieb des Kompressors (11)
zu beenden.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann das Kältekreislaufsystem eine
Warneinrichtung (34) umfassen, um immer einen Alarm an
einen Benutzer auszugeben, wenn die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
(S71) schätzt, dass der Kältemittelzustand auf
der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15) der gasförmig-flüssige Zweiphasenzustand
mit einer Beschaffenheit ist, die nicht höher als die vorbestimmte
Referenzbeschaffenheit ist.
-
Mit
diesem Aufbau gibt die Warneinrichtung (34) immer dann
einen Alarm an einen Benutzer aus, wenn die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
(S71) schätzt, dass der Kältemittelzustand auf
der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung (15)
der gasförmig-flüssige Zweiphasenzustand mit einer
Beschaffenheit ist, die nicht höher als die vorbestimmte
Referenzbeschaffenheit (KX) ist. Selbst in dem Fall, in dem die
Menge des in dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen Kältemittels,
nachdem der Systembetrieb beendet wird, ein wenig überschüssig
ist, werden die Bestandteilvorrichtungen des Systems davor bewahrt,
durch die Temperaturzunahme der Umgebung, in der das Kältekreislaufsystem
installiert ist, beschädigt zu werden.
-
In
dem Kältekreislaufsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
(S71) den Kältemittelzustand auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15) auch unter Verwendung des Kompressionswirkungsgrads
(ηc) des Kompressors (11) schätzen. Dadurch
kann der Kältemittelzustand auf der Auslassseite der Gas
Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung (15) mit höherer
Genauigkeit geschätzt werden.
-
Der
Begriff „Kompressionswirkungsgrad (ηc)”,
wie er hier verwendet wird, ist als ein Wert definiert, der erhalten
wird, indem die Enthalpiezunahme ΔH1 des in dem Kompressor
(11) isentrop komprimierten Kältemittels (11)
durch die Enthalpiezunahme ΔH2 des tatsächlich
in dem Kompressor (11) druckerhöhten Kältemittels
dividiert wird.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann das Kältekreislaufsystem ferner
eine Drehzahlerfassungseinrichtung (27) zum Erfassen einer
physikalischen Größe umfassen, die mit der Drehzahl
des Kompressors (11) korreliert ist. Ein Kompressionswirkungsgrad
(ηc) kann basierend auf einer erfassten Drehzahl (Ne),
die von der Drehzahlerfassungseinrichtung (27) erfasst
wird, bestimmt werden.
-
Mit
der Zunahme der Drehzahl des Kompressors (11) erhöht
die sich ergebende Reibungswärme die Kältemitteltemperatur
und folglich die tatsächliche Enthalpiezunahme ΔH2,
was seinerseits den Kompressionswirkungsgrad (ηc) verringert.
Die Verwendung des basierend auf der erfassten Drehzahl (Ne) bestimmten
Kompressionswirkungsgrads (ηc) macht es daher möglich,
den Kältemittelzustand auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15) mit noch höherer Genauigkeit zu schätzen.
-
In
dem Kältekreislaufsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Kompressionswirkungsgrad (ηc) basierend
auf einem Differenzdruck (ΔP) zwischen dem erfassten Ausstoßdruck
(Pd) und einem Ansaugkältemitteldruck (Ps) des Kompressors (11)
bestimmt werden.
-
Mit
der Zunahme des Differenzdrucks (ΔP) zwischen dem erfassten
Ausstoßdruck (Pd) und dem Ansaugkältemitteldruck
(Ps) neigt die Reibungswärme dazu, in dem Kompressor (11)
erzeugt zu werden, mit dem Ergebnis, dass die Kältemitteltemperatur
und auch die tatsächliche Enthalpiezunahme ΔH2 steigen,
um dadurch den Kompressionswirkungsgrad (ηc) zu verringern.
Durch die Verwendung des Kompressionswirkungsgrads (ηc),
der basierend auf dem Differenzdruck (ΔP) bestimmt wird,
kann daher der Kältemittelzustand auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung (15)
mit einer noch höheren Genauigkeit geschätzt werden.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann das Kältekreislaufsystem ferner
einen Innenwärmetauscher (16) zum Austauschen
von Wärme zwischen dem aus dem Strahler (12) ausströmenden
Kältemittel und dem in den Kompressor (11) eingeleiteten Kältemittel
umfassen. Die Kältemittelzustandschätzeinrichtung
(S71) kann den Kältemittelzustand auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung (15)
auch unter Verwendung einer Wärmetauschmenge (Hex) in dem
Innenwärmetauscher (16) schätzen.
-
Mit
diesem Aufbau schätzt die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
(S71) den Kältemittelzustand des in den Kompressor (11)
eingeleiteten Kältemittels auch in dem Kältekreislaufsystem
mit dem Innenwärmetauscher (16) unter Verwendung
der Enthalpiezunahme, und daher kann der Kältemittelzustand
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
(15) mit einer hohen Genauigkeit geschätzt werden.
-
In
dem Kältekreislaufsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Wärmetauschmenge (Hex) leicht basierend
auf dem Durchsatz des aus dem Kompressor (11) ausgestoßenen
Kältemittels, der erfassten Verdampfungstemperatur (Te)
und der Temperatur des aus dem Strahler (12) strömenden Kältemittels
bestimmt werden.
-
In
dem Kältekreislaufsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Kompressor (11) den Kältemitteldruck über
den kritischen Druck hinaus erhöhen, und das Kältemittel
kann Kohlendioxid sein. Insbesondere angesichts der Tatsache, dass
die kritische Temperatur von Kohlendioxid etwa 31°C ist, steigt
der Druck nach dem Beenden des Systembetriebs leicht mit der Temperaturzunahme
der Umgebung, in der das Kältekreislaufsystem installiert
ist. Als ein Ergebnis ist es sehr vorteilhaft, den Überschuss
oder die Knappheit der abgeschlossenen Kältemittelmenge
genau zu schätzen.
-
Die
Bezugsnummern, die in den Klammern nach den Bezeichnungen der jeweiligen
Einrichtungen, die vorstehend beschrieben sind, und in den beigefügten
Patentansprüchen eingefügt sind, bezeichnen die
Entsprechung mit spezifischen Einrichtungen, die in den Ausführungsformen
nachstehend beschrieben sind.
-
Die
vorliegende Erfindung kann aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, wie nachstehend dargelegt, zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen vollständiger verstanden werden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
ein Diagramm, das einen allgemeinen Aufbau des Kältekreislaufsystems
gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
-
2 ist
Kennliniendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Steuerstrom und
dem Durchsatz des aus dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittels
zeigt.
-
3 ist
ein Flussdiagramm, das den Steuerbetrieb des Kältekreislaufsystems
gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
-
4 ist
ein Flussdiagramm, das die wesentlichen Teile für den Steuerbetrieb
des Kältekreislaufsystems gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt.
-
5 ist
ein Mollier-Diagramm, das den Kältemittelzustand gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt.
-
6 ist
ein Mollier-Diagramm zum Erklären des Kompressionswirkungsgrads
gemäß einer zweiten Ausführungsform.
-
7 ist
ein Diagramm, das die Änderung des Kompressionswirkungsgrads
gegen die Drehzahl des Kompressors zeigt.
-
8 ist
ein Diagramm, das die Änderung des Kompressionswirkungsgrads
gegen den Differenzdruck zwischen dem Druck des aus dem Kompressor
ausgestoßenen Kältemittels und dem Druck des in
den Kompressor eingeleiteten Kältemittels zeigt.
-
9 ist
ein Diagramm, das einen allgemeinen Aufbau des Kältekreislaufsystems
gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
-
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
(Erste Ausführungsform)
-
Eine
erste Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 5 beschrieben. Ein
Kältekreislaufsystem 10 gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung wird für das Klimatisierungssystem
von Fahrzeugen mit Eigenantrieb verwendet. Ein allgemeiner Aufbau
des Kältekreislaufsystems 10 gemäß dieser
Ausführungsform ist in 1 gezeigt.
-
Das
Kältekreislaufsystem 10 verwendet Kohlendioxid
als ein Kältemittel und bildet einen überkritischen
Kältekreislauf, in dem der Druck des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt
(überkritischer Zustand). Das Kältemittel wird
mit dem Kälteanlagenöl zum Schmieren eines Kompressors 11, das
in dem System zusammen mit dem Kältemittel zirkuliert wird,
vermischt.
-
Der
Kompressor 11, der das Kältemittel in dem Kältekreislaufsystem 10 einsaugt,
komprimiert und ausstößt, wird durch die Antriebskraft,
die von einem (nicht gezeigten) Fahrzeugantriebsmotor durch eine
Riemenscheibe und einen Riemen an ihn übertragen wird,
drehend angetrieben.
-
Der
Kompressor 11 ist ein wohlbekannter Kompressor vom Taumelscheibentyp
mit variabler Verdrängung, der derart aufgebaut ist, dass
die Ausstoßkapazität durch das von einer später
beschriebenen Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ausgegebene
Steuersignal kontinuierlich geändert werden kann. Die Ausstoßkapazität
ist als ein geometrisches Volumen des Arbeitsraums zum Einleiten
und Komprimieren des Kältemittels, d. h. das Zylindervolumen zwischen
dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt des Kolbenhubs definiert.
-
Insbesondere
ist der Kompressor 11 aus einer (nicht gezeigten) Taumelscheibenkammer
zum Einleiten des Ansaugkältemittels und des Ausstoßkältemittels,
einem elektromagnetischen Kapazitätssteuerventil 11a zum
Einstellen des Verhältnisses zwischen dem Ansaugkältemittel
und dem Ausstoßkältemittel, das in die Taumelscheibenkammer
eingeleitet wird, und einer (nicht gezeigten) Taumelscheibe, deren
Kippwinkel entsprechend dem Druck der Taumelscheibenkammer geändert
wird, aufgebaut. Entsprechend diesem Kippwinkel der Taumelscheibe wird
der Kolbenhub (die Ausstoßkapazität) geändert.
-
Das
elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a hat
einen druckansprechenden Mechanismus zum Erzeugen der Kraft aufgrund
des Differenzdrucks zwischen dem Ansaugkältemitteldruck
und dem Ausstoßkältemitteldruck des Kompressors 11 und
einen elektromagnetischen Mechanismus zum Erzeugen der elektromagnetischen
Kraft in entgegengesetzter Beziehung zu der von dem Differenzdruck
erzeugten Kraft eingebaut, so dass der Ventilöffnungsgrad
(das Verhältnis zwischen dem Ansaugkältemittel
und dem Ausstoßkältemittel) eingestellt wird und
der Druck der Taumelscheibenkammer durch das Gleichgewicht zwischen
der Kraft aufgrund des Differenzdrucks der Taumelscheibenkammer und
der elektromagnetischen Kraft geändert wird.
-
Die
elektromagnetische Kraft des elektromagnetischen Mechanismus wird
durch den von der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ausgegebenen Steuerstrom
Ic bestimmt. Mit der Zunahme des Steuerstroms Ic wird der Druck
der Taumelscheibenkammer für einen vergrößerten
Kippwinkel der Taumelscheibe verringert. Als ein Ergebnis wird der
Kolbenhub (die Ausstoßkapazität) erhöht.
Andererseits wird mit der Abnahme des Steuerstroms Ic der Druck
der Taumelscheibenkammer erhöht, um dadurch den Kippwinkel
der Taumelscheibe zu verringern. Auf diese Weise wird der Kolbenhub
(die Ausstoßkapazität) verringert.
-
Gemäß der
Zunahme oder Abnahme der Ausstoßkapazität wird
der Durchsatz des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels jeweils erhöht oder verringert. Daher
bildet das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a gemäß dieser Ausführungsform
eine Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung.
Die Beziehung zwischen dem Steuerstrom Ic und dem Durchsatz des
aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen Kältemittels
ist gemäß dieser Ausführungsform derart,
dass der Durchsatz des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels, wie in dem Kennliniendiagramm von 2 gezeigt, mit
dem Steuerstrom Ic steigt.
-
Die
Ausgabe des Steuerstroms Ic wird aufgrund des Aufbaus der Stromsteuerschaltung
gewöhnlich durch Steuern der relativen Einschaltdauer geändert.
Der Wert des Steuerstroms Ic kann jedoch direkt kontinuierlich,
aber nicht durch Steuern der relativen Einschaltdauer, geändert
werden (in analoger Weise). Durch Regeln des Steuerstroms Ic auf
diese Weise kann der Kompressor 11 die Ausstoßkapazität kontinuierlich
im Bereich von etwa 0% bis 100% ändern.
-
Der
Kompressor mit variabler Verdrängung und das Kapazitätssteuerventil,
die aufgebaut sind, um die Funktion der Steuerung des Durchsatzes
des zirkulierenden Kältemittels aufzuweisen, sind in der
japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichung Nr. 2001-173556 beschrieben.
Diese Ausführungsform umfasst auch einen Drehzahlsensor
27 zum
Erfassen der Drehzahl des Fahrzeugantriebsmotors. Daher kann der
Durchsatz Gr des in dem System zirkulierten Kältemittels
durch die Drehzahl des Kompressors
11, die aus der Motordrehzahl
und dem Steuerstrom Ic bestimmt wird, bestimmt werden.
-
Der
Kompressor 11 gemäß dieser Ausführungsform,
dessen Ausstoßkapazität auf etwa 0% festgelegt
werden kann, kann einen kupplungsfreien Aufbau haben, der, wie vorstehend
beschrieben, normalerweise durch eine Riemenscheibe und einen Riemen
mit dem Fahrzeugantriebsmotor verbunden ist. Die Antriebskraft kann
natürlich alternativ von dem Fahrzeugantriebsmotor durch
eine elektromagnetische Kupplung übertragen werden.
-
Ein
Strahler 12 ist mit der Auslassseite des Kompressors 11 verbunden.
Der Strahler 12 ist ein Strahlungswärmetauscher
zum Abgeben der Wärme des Hochdruckkältemittels
durch Austauschen von Wärme zwischen dem Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel,
das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und
der Außenluft, die von einem Kühlventilator 12a geblasen
wird. Der Kühlventilator 12a ist ein elektrisch
betriebenes Gebläse, dessen Drehzahl (geblasene Luftmenge)
durch die Steuerspannung gesteuert wird, die von der später
beschriebenen Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ausgegeben
wird.
-
Wie
vorstehend beschrieben, wird in dem Kältekreislaufsystem 10 gemäß dieser
Ausführungsform ein überkritischer Kältekreislauf
angewendet, und daher gibt das durch den Strahler 12 geführte Kältemittel
Wärme in einem überkritischen Zustand ab, ohne
kondensiert zu werden.
-
Ein
Drucksteuerventil 13 ist mit dem Auslass des Strahlers 12 verbunden.
Das Drucksteuerventil 13 ist eine Dekompressionseinrichtung,
die aufgebaut ist, um das aus dem Strahler 12 strömende Hochdruckkältemittel
zu dekomprimieren und zu expandieren und gleichzeitig den Ventilöffnungsgrad (Drosselöffnungsgrad)
durch eine mechanische Einrichtung einzustellen, so dass der hochdruckseitige Kältemitteldruck
einen Zielhochdruck erreicht.
-
Insbesondere
umfasst das Drucksteuerventil 13 eine Temperaturabtasteinheit 13a,
die am Auslass des Strahlers 12 angeordnet ist.
-
Ein
Druck, welcher der Temperatur des Hochdruckkältemittels
am Auslass des Strahlers 12 entspricht, wird in der Temperaturabtasteinheit 13a erzeugt,
und der Ventilöffnungsgrad des Drucksteuerventils 13 wird
durch das Gleichgewicht zwischen dem Innendruck der Druckabtasteinheit 13a und
dem Kältemitteldruck am Auslass des Strahlers 12 geregelt.
-
Als
ein Ergebnis kann der hochdruckseitige Kältemitteldruck
auf den Zielhochdruck eingestellt werden, der durch die hochdruckseitige
Kältemitteltemperatur am Auslass des Strahlers
12 bestimmt
ist. Für Details des Kältemittelkompressors mit
variabler Verdrängung und das Drucksteuerventil
13 mit
der Hochdrucksteuerfunktion siehe die
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
Nr. 2000-81157 etc.
-
Ein
Verdampfer 14 ist mit dem Auslass des Drucksteuerventils 13 verbunden.
Der Verdampfer 14 ist ein endothermer Wärmetauscher
zum Austauschen von Wärme zwischen dem Niederdruckkältemittel,
dessen Druck durch das Drucksteuerventil 13 verringert
ist, und der von dem Gebläseventilator 14a in
den Fahrgastraum geblasenen Luft, um dadurch das Niederdruckkältemittel
zu verdampfen und auf diese Weise die endotherme Funktion zu zeigen.
Der Gebläseventilator 14a ist ein elektrisch betriebenes Gebläse,
dessen Drehzahl (geblasene Luftmenge) durch die von der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ausgegebene
Steuerspannung gesteuert wird.
-
Der
Verdampfer 14 ist in einem nicht gezeigten Gehäuse
angeordnet, das den Luftweg in der Innenklimatisierungseinheit des
Fahrzeugklimatisierungssystems bildet, um die Luft in den Fahrgastraum
zu blasen. Ein Heizungskern, der eine Heizeinrichtung zum Wiederheizen
der geblasenen Luft durch Austauschen von Wärme zwischen
dem Motorkühlwasser und der von dem Verdampfer 14 gekühlten
Luft bildet, ist auf der luftstromabwärtigen Seite des
Verdampfers 14 in dem Gehäuse angeordnet. Als
ein Ergebnis kann die Temperatur der Luft, die in den Fahrgastraum
geblasen wird, welcher einen Raum bildet, der klimatisiert werden
soll, eingestellt werden.
-
Ein
Sammler 15 ist mit dem Kältemittelauslass des
Verdampfers 14 verbunden. Der Sammler 15 ist ein
Gas-Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden des aus dem Verdampfer 14 strömenden
Kältemittels in ein flüssigphasiges Kältemittel
und ein gasphasiges Kältemittel, während das überschüssige flüssigphasige
Kältemittel gleichzeitig in dem System gelagert wird. Der
Sammler 15 hat einen gasphasigen Kältemittelauslass,
der mit dem Kältemitteleinlass des Kompressors 11 verbunden
ist, um das gasphasige Kältemittel auszustoßen.
-
Der
gasphasige Kältemittelauslass ist in der Form eines U-förmigen
Rohrs gekrümmt. Ein Kälteanlagenölloch
zum Einleiten des Kälteanlagenöls, das in dem
Sammler 15 bleibt, in das U-förmige Rohr ist auf
dem untersten Teil des U-förmigen Rohrs angeordnet. Daher
nimmt das von dem Auslass für gasphasiges Kältemittel
des Sammlers 15 in Richtung des Einlasses des Kompressors 11 ausströmende Kältemittel
den gasförmig-flüssigen Zweiphasenzustand an,
der nicht ganz gesättigt, aber im Wesentlichen mit dem
Gas gesättigt ist.
-
Als
nächstes wird die elektrische Steuereinheit dieser Ausführungsform
kurz beschrieben. Die Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ist
aus einem wohlbekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM und
einem RAM und deren peripheren Schaltungen aufgebaut. Die Klimatisierungssteuerungseinheit 20 führt
entsprechend dem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm verschiedene
arithmetische Operationen und Prozesse aus, um dadurch den Betrieb
der vorstehend beschriebenen verschiedenen elektrischen Aktuatoren 11a, 12a, 14a zu
steuern.
-
Die
Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ist integral mit einer
Steuereinrichtung zum Steuern der verschiedenen elektrischen Aktuatoren
aufgebaut. Gemäß dieser Ausführungsform
ist jedoch der Software- und Hardwareaufbau der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 zum
Steuern des Betriebs des elektromagnetischen Kapazitätssteuerventils 11 als
eine Ausstoßkapazitätssteuerungseinrichtung 20a konstruiert.
-
Klimatisierungssensoren 21 bis 27 und
ein Bedienfeld 30, die in dem Fahrgastraum angeordnet sind,
sind mit der Eingangsseite der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 verbunden,
in welche die Erfassungssignale der Klimatisierungssensoren 21 bis 27 und
Bediensignale verschiedener auf dem Bedienfeld 30 angeordneter
Bedienschalter 31 bis 33 eingegeben werden.
-
Die
Klimatisierungssensoren 21 bis 27 umfassen insbesondere
einen Außenlufttemperatursensor 21 zum Erfassen
der Außenlufttemperatur Tam, einen Innenlufttemperatursensor 22 zum
Erfassen der Innenlufttemperatur Tr, einen Sonnenstrahlungssensor 23 zum
Erfassen der Sonneneinstrahlungsmenge Tsonne des in den Fahrgastraum
einfallenden Lichts, einen Verdampfertemperatursensor 24 zum Erfassen
der Lamellentemperatur Te des Verdampfers 14, einen hochdruckseitigen
Drucksensor 25 zum Erfassen des Drucks Pd des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels, einen hochdruckseitigen Temperatursensor 26 zum
Erfassen der Temperatur Td des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels und einen Drehzahlsensor 27.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform bildet der hochdruckseitige Drucksensor 25 eine
Ausstoßdruckerfassungseinrichtung, die mit dem Druck des
aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen Kältemittels
korreliert ist, der hochdruckseitige Temperatursensor 26 bildet
eine Ausstoßtemperaturerfassungseinrichtung, die mit der
Temperatur des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels korreliert ist, der Verdampfertemperatursensor 24 bildet
eine Verdampfungstemperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen einer
physikalischen Größe, die mit der Verdampfungstemperatur
des Kältemittels in dem Verdampfer 14 korreliert
ist, und ferner bildet der Drehzahlsensor 27 eine Drehzahlerfassungseinrichtung zum
Erfassen einer physikalischen Größe, die mit der Drehzahl
des Kompressors 11 korreliert ist.
-
Wie
vorstehend beschrieben, steuert das Drucksteuerventil 13 gemäß dieser
Ausführungsform den hochdruckseitigen Kältemitteldruck
in einer derartigen Weise, dass er sich dem Zielhochdruck, der durch
die hochdruckseitige Kältemitteltemperatur am Auslass des
Strahlers 12 bestimmt ist, nähert. Daher kann
der Außenlufttemperatursensor 21 zum Erfassen
der Außenlufttemperatur Tam, die nahe der hochdruckseitigen
Kältemitteltemperatur an dem Auslass des Strahlers 12 ist,
auch als die Ausstoßdruckerfassungseinrichtung verwendet
werden.
-
Da
ferner der Strahler 12 Wärme zwischen dem Kältemittel
und der Außenluft austauscht, wirkt der Außenlufttemperatursensor 21 gemäß dieser Ausführungsform
auch als eine Lufttemperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der
Temperatur der Luft, die zu dem Strahler 12 geblasen werden
soll.
-
Die
auf dem Bedienfeld 30 angeordneten Bedienschalter umfassen
insbesondere einen Klimatisierungsschalter 31 zum Ausgeben
eines Bedienbefehlsignals für das Fahrzeugklimatisierungssystem, einen
Autoschalter 32 zum Ausgeben eines automatischen Steueranforderungssignals,
das die automatische Steuerung des Klimatisierungszustands anfordert,
und einen Temperaturfestlegungsschalter 33, der eine Zieltemperaturfestlegungseinrichtung
zum Festlegen der Zieltemperatur Tsoll in dem Fahrgastraum ausmacht,
welcher den zu kühlenden Raum bildet.
-
Die
Anzeigeplatte des Bedienfelds hat eine Warnlampe, die eine Warneinrichtung
zum Ausgeben eines Alarms an den Insassen in dem Fall bildet, in dem
der Zustand des Kältemittels auf der Auslassseite des Sammlers 15,
das aus dem Sammler 15 in Richtung des Einlasses des Kompressors 11 strömt (worauf
hier nachstehend als der Kältemittelzustand auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung Bezug genommen
wird), in dem gasförmig-flüssigen Zweiphasenzustand
mit einer Beschaffenheit ist, die nicht höher als eine
vorbestimmte Referenzbeschaffenheit KX ist, oder dem gasphasigen
Zustand mit einem Überhitzungsgrad ist, der nicht geringer
als ein vorbestimmter Überhitzungsgrad KSH ist.
-
Die
Ausgangsseite der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ist
mit dem Eingang des Bedienfelds und den elektrischen Aktuatoren,
wie etwa dem elektromagnetischen Kapazitätssteuerventil 11a des Kompressors 11 und
den Elektromotoren des Kühlventiltors 12a und
dem Luftgebläseventilator 14a, verbunden. Der
betrieb dieser Vorrichtungen wird durch das Ausgangssignal der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 gesteuert.
-
Als
nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform,
die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, unter Bezug auf 3 bis 5 erklärt. 3 und 4 sind
Flussdiagramme, die das von der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 ausgeführte Steuerverfahren
zeigen. Dieses Steuerverfahren wird begonnen, indem der Autoschalter 32 mit
dem nicht gezeigten Motoranlasserschalter (Zündschalter)
in den Ein-Zustand eingeschaltet wird.
-
Zuerst
werden, wie in 3 gezeigt, das Flag bzw. der
Merker und der Zeitschalter in Schritt S1 initialisiert. Der nächste
Schritt S2 liest das von den Klimatisierungssensoren 21 bis 27 erfasste
Erfassungssignal und das Bediensignal des Bedienfelds 30 ein.
-
Als
nächstes berechnet der Schritt S3 die Zielausblastemperatur
TAO der in den Fahrgastraum geblasenen Luft. Diese Zielausblastemperatur
TAO wird mit der nachstehenden Gleichung F1 basierend auf der von
dem Temperaturfestlegungsschalter 33 bestimmten Solltemperatur
Tsoll und der Änderung der Klimatisierungswärmelast
berechnet. TAO = KsollxTxoll – KrxTr – KamxTam – KsonnexTsonne
+ C... (F1)wobei
Ksoll, Kr, Kam und Ksonne Steuerverstärkungen bezeichnen
und C eine Korrekturkonstante bezeichnet.
-
Als
nächstes werden in Schritt S4 die Steuerbedingungen für
die verschiedenen Klimatisierungssteuerungsvorrichtungen außer
dem Kompressor 11 bestimmt. Insbesondere wird unter all
den verschiedenen elektrischen Aktuatoren außer dem elektromagnetischen
Kapazitätssteuerventil 11a, die mit der Ausgangsseite
der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 verbunden sind,
das an den Elektromotor des Gebläseventilators 14a ausgegebene
Steuersignal bestimmt.
-
Zum
Beispiel wird das Steuersignal (die Steuerspannung), die an den
Elektromotor des Gebläseventilators 14a ausgegeben
wird, basierend auf der Zielluftblastemperatur TAO unter Bezug auf
das vorher in der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 gespeicherte
Steuerkennfeld bestimmt, um die passende Luftblasmenge entsprechend
der Zielluftblastemperatur TAO sicherzustellen.
-
Insbesondere
wird die Luftmenge auf den Maximalwert festgelegt, indem die Steuerspannung in
dem sehr tiefen Temperaturbereich (maximaler Kühlbereich)
und dem sehr hohen Temperaturbereich (maximaler Heizbereich) der
TAO maximiert wird. Mit der Zunahme der TAO von dem sehr tiefen Temperaturbereich
in Richtung des Zwischentemperaturbereichs oder der Abnahme der
TAO von dem sehr hohen Temperaturbereich in Richtung des Zwischentemperaturbereichs
wird die Steuerspannung verringert, um dadurch die Luftmenge zu
verringern. Wenn die TAO in den vorbestimmten Zwischentemperaturbereich
eintritt, wird die Steuerspannung minimiert, um dadurch die Luftmenge
zu minimieren.
-
Als
nächstes bestimmt der Schritt S5 die Zielkältemittelverdampfungstemperatur
TEO in dem Verdampfer 14. Insbesondere wird die Zielkältemittelverdampfungstemperatur
TEO basierend auf der Zielluftblastemperatur TAO unter Bezug auf
das vorher in der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 gespeicherte
Steuerkennfeld bestimmt. Gemäß dieser Ausführungsform
wird die TEO in einer derartigen Weise bestimmt, dass sie mit der
Zunahme der TAO steigt.
-
Als
nächstes bestimmt der Schritt S6 die Kältemittelausstoßkapazität
des Kompressors 11. Insbesondere wird der Fehler En (Te – TEO)
zwischen der von dem Verdampfertemperatursensor 24 erfassten Lamellentemperatur
Te des Verdampfers 14 und der Zielkältemittelverdampfungstemperatur
TEO berechnet, und basierend auf diesem Fehler En wird der an das
elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a ausgegebene
Steuerstrom Ic durch das Rückkopplungssteuerungsverfahren
basierend auf der Proportional-Integral-Regelung (PI-Regelung) in
einer derartigen Weise geändert, dass Te sich TEO nähert.
-
Als
nächstes schätzt der Schritt S7 den Zustand des
Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung,
das aus dem Sammler 15 in Richtung des Einlasses des Kompressors 11 strömt,
und führt basierend auf dem Schätzergebnis den
Steuerbetrieb nach der Bestimmung des Überschusses oder
der Knappheit des in dem Kältekreislaufsystems abgeschlossenen
Kältemittels durch. Das Verfahren in Schritt S7 wird in
Bezug auf das Flussdiagramm von 4 detaillierter
erklärt.
-
Zuerst
schätzt der Schritt S71 den Zustand des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
unter Verwendung der Ausstoßkältemitteltemperatur
(erfasste Ausstoßtemperatur) Td, die von dem hochdruckseitigen
Temperatursensor 26 erfasst wird, des Ausstoßkältemitteldrucks
(erfasster Ausstoßdruck) Pd, der von dem hochdruckseitigen
Drucksensor 25 erfasst wird, und der Lamellentemperatur
(erfasste Verdampfungstemperatur) Te, die von dem Verdampfertemperatursensor 24 erfasst
wird. Gemäß dieser Ausführungsform bildet
daher der Schritt S71 eine Kältemittelzustandsschätzeinrichtung.
-
Die
Schätzung des Kältemittelzustands auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung in Schritt
S71 wird unter Bezug auf das Mollier-Diagramm von 5 im
Detail erklärt. Zuerst wird der Zustand des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels (Punkt Cout in 5) aus der ausgestoßenen
Kältemitteltemperatur Td und dem ausgestoßenen
Kältemitteldruck Pd bestimmt. Ferner ist die Lamellentemperatur
Te ein Wert, der der Kältemittelverdampfungstemperatur
in dem Verdampfer 14 entspricht, und daher kann der Kältemittelverdampfungsdruck
Ps in dem Verdampfer 14 aus der Lamellentemperatur Te bestimmt
werden.
-
Das
in den Kompressor 11 eingeleitete Kältemittel
wird von dem Kompressor 11 isentrop komprimiert. Daher
kann die Enthalpie des Kältemittels auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung aus dem Punkt
(Punkt Cin in 5) bestimmt werden, der zu dem
Kältemitteldruck gleich dem Kältemittelverdampfungsdruck
Ps auf der isentropen Kurve gehört, die durch den Punkt
Cout verläuft. Aus dieser Enthalpie kann der Zustand des
Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
geschätzt werden.
-
In
dem Kältekreislaufsystem mit dem Sammler 15, wie
in dieser Ausführungsform, stellt der Zustand des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
ideal Werte dar, die sich im Wesentlichen auf der gesättigten Gaskurve
befinden, wenn der Überschuss oder die Knappheit der abgeschlossenen
Kältemittelmenge nicht besteht.
-
In
dem Fall, in dem der Zustand des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels, wie durch den Punkt Cout1 angezeigt, ist,
muss die Enthalpie des Kältemittels auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung noch die gesättigte
Gaskurve erreichen, und folglich nimmt das Kältemittel
den Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenzustand (Punkt Cin1 in 5)
an. In dem Fall, in dem der Zustand des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels wird durch den Punkt Cout2 angezeigt ist, übersteigt
die Enthalpie des Kältemittels auf der Auslassseite der
Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung die Sättigungsgaslinie,
und daher nimmt das Kältemittel den überhitzten
gasphasigen Zustand (Punkt Cin2 in 5) an.
-
Als
nächstes beurteilt der Schritt S72, wie in 4 gezeigt,
ob der in Schritt S71 geschätzte Zustand Cin des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
der gas-flüssige Zweiphasenzustand mit einer Beschaffenheit
nicht höher als eine vorbestimmte Referenzbeschaffenheit
KX ist oder nicht. In dem Fall, in dem der Zustand Cin des Kältemittels
auf der Auslassseite den gasförmig-flüssigen Zweiphasenzustand
mit einer Beschaffenheit von nicht höher als einer vorbestimmten
Referenzbeschaffenheit KX annimmt, wird die Menge des in dem Kältekreislaufsystem
eingeschlossenen Kältemittels als überschüssig
beurteilt, und das Verfahren geht weiter zu Schritt S74.
-
Schritt
S74 erleuchtet die Warnlampe 34. Dann ändert der
Schritt S75 den an das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a ausgegebenen Steuerstrom
Ic, um im Wesentlichen 0% der Ausstoßkapazität
des Kompressors 11 zu erreichen, d. h. den Betrieb des
Kompressors 11 zu stoppen. Dann geht das Verfahren weiter
zu Schritt S8. Andererseits geht das Verfahren in dem Fall, in dem
der Zustand Cin des Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
noch den gasförmig-flüssigen Zweiphasenzustand
mit einer Beschaffenheit nicht höher als der vorbestimmten Referenzbeschaffenheit
KX annehmen muss, weiter zu Schritt S73.
-
Der
Schritt S73 beurteilt, ob der Zustand Cin des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
den gasphasigen Zustand mit einem Überhitzungsgrad von
nicht weniger als einem vorbestimmten Referenzüberhitzungsgrad
KSH annimmt oder nicht. In dem Fall, in dem der Zustand Cin des
Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
den gasphasigen Zustand mit dem Überhitzungsgrad von nicht
weniger als dem vorbestimmten Überhitzungsgrad KSH annimmt,
wird die Menge des abgeschlossenen Kältemittels als knapp beurteilt,
und das Verfahren geht durch den Schritt S74, S75 und S8 in dieser
Reihenfolge weiter.
-
Andererseits
wird die Menge des abgeschlossenen Kältemittels in dem
Fall, in dem der Zustand Cin des Kältemittels auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung noch den gasphasigen
Zustand mit dem Überhitzungsgrad erreichen muss, der nicht
geringer als der vorbestimmte Referenzüberhitzungsgrad
KSH ist, weder als überschüssig noch knapp beurteilt,
und das Verfahren geht weiter zu Schritt S8.
-
Der
Schritt S8 gibt das Steuersignal von der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 in
einer Weise an den elektrischen Aktuator aus, um die in Schritt
S4 und S7 bestimmte Steuerbedingung sicherzustellen. In dem nächsten
Schritt S9 ist das Verfahren die Steuerzeitspanne τ lang
in Bereitschaft, und nach der Beurteilung, dass die Steuerzeitspanne τ vergangen ist,
kehrt das Verfahren zu Schritt S2 zurück.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform arbeitet das System wie vorstehend beschrieben,
und in dem Fall, in dem die Menge des abgeschlossenen Kältemittels weder
als überschüssig noch knapp beurteilt wird, wird
das aus dem Kompressor 11 ausgestoßene Kältemittel
in dieser Reihenfolge durch den Strahler 12, das Drucksteuerventil 13,
den Verdampfer 14, den Sammler 15 und den Kompressor 11 zirkuliert,
um dadurch die in den Fahrgastraum geblasene Luft zu kühlen.
-
Andererseits
stoppt die Ausstoßkapazitätssteuerungseinrichtung 20a in
dem Fall, in dem die Menge des abgeschlossenen Kältemittels
als überschüssig oder knapp beurteilt wird, im
Wesentlichen den Betrieb des Kompressors 11. Daher kann
der Kompressor 11 geschützt werden, indem die
unzureichende Schmierung oder Flüssigkeitskompression, die
andernfalls in dem Kompressor 11 durch den Überschuss
oder die Knappheit der abgeschlossenen Kältemittelmenge
bewirkt werden könnte, vermieden wird.
-
In
dem Verfahren schätzt der Steuerschritt S71, der die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung ausmacht,
den Zustand des Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
unter Verwendung der Ausstoßkältemitteltemperatur
Td, des Ausstoßkältemitteldrucks Pd und der Lamellentemperatur
Te. Daher kann der Überschuss oder die Knappheit der in
dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen Kältemittelmenge
mit höherer Genauigkeit geschätzt werden als wenn
er/sie nur unter Verwendung des hochdruckseitigen Kältemitteldrucks
geschätzt wird.
-
Um
gemäß dieser Ausführungsform den Überschuss
oder die Knappheit der abgeschlossenen Kältemittelmenge
mit hoher Genauigkeit zu bestimmt, wird die Referenzbeschaffenheit
KX insbesondere auf 0,85, und der Referenzüberhitzungsgrad KSH
auf 10°C festgelegt. Ferner zeigt die von den gegenwärtigen
Erfindern durchgeführte Studie, dass die Referenzbeschaffenheit
KX von 0,9 und der Referenzüberhitzungsgrad KSH von 5°C
bevorzugt werden.
-
Ferner
wird in dem Fall, in dem der Überschuss oder die Knappheit
der abgeschlossenen Kältemittelmenge geschätzt
wird, in dem Schritt S74 die Warnlame erleuchtet, und daher kann
der Benutzer den Überschuss oder die Knappheit der abgeschlossenen
Kältemittelmenge erkennen. Als ein Ergebnis wird die Menge
des Kältemittels selbst in dem Fall, in dem die Menge des
in dem Kältekreislauf abgeschlossenen Kältemittels
ein wenig überschüssig ist, in der Menge verringert,
oder andernfalls kann die Schutzmaßnahme ergriffen werden.
Daher werden die Bestandteilvorrichtungen des Systems davor geschützt,
nach dem Beenden des Systembetriebs durch das Tot-Ansaugen beschädigt
zu werden.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Zustand
des Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
unter Verwendung der isentropen Kurve, wie in 5 gezeigt,
geschätzt, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, dass das
Kältemittel von dem Kompressor 11 isentrop komprimiert
wird. Andererseits wird die zweite Ausführungsform unter
Bezug auf einen Fall erklärt, in dem der Zustand des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
auch unter Verwendung des Kompressionswirkungsgrads ηc
des Kompressors 11 geschätzt wird.
-
Der
Kompressionswirkungsgrad ηc wird unter Bezug auf das in 6 gezeigte
Mollier-Diagramm erklärt. Der Kompressionswirkungsgrad ηc gemäß dieser
Ausführungsform ist als ein Wert definiert, der in einer
derartigen Weise erhalten wird, dass die Enthalpiezunahme ΔH1
des in dem Kompressor 11 isentrop komprimierten Kältemittels
durch die Enthalpiezunahme ΔH2 des Kältemittels
dividiert wird, dessen Druck tatsächlich von dem Kompressor 11 erhöht
wird.
-
Wie
in 6 gezeigt, ist die Enthalpiezunahme ΔH1
in der idealen isentropen Kompression (Cin bis Cout in 6)
kleiner als die Enthalpiezunahme ΔH2 in dem Kompressionstakt
(Cin zu Cout' in 6), in dem der Druck des Kältemittels
tatsächlich von dem Kompressor 11 erhöht
wird. Dies liegt an der Tatsache, dass der Leistungsverlust aufgrund
der Reibung oder ähnlichem in dem Kompressionsmechanismus
des Kompressors 11 verursacht wird und die durch den Leistungsverlust
erzeugte Wärme das Kältemittel unerwünschterweise
heizt.
-
Der
Kompressionswirkungsgrad ηc sinkt, wie in 7 gezeigt,
mit der Zunahme der Drehzahl des Kompressors 11 und sinkt
auch mit der Zunahme des Differenzdrucks zwischen dem Ausstoßkältemitteldruck
Pd und dem Ansaugkältemitteldruck Ps des Kompressors 11.
Daher wird gemäß dieser Ausführungsform
der Zustand des Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeits-Abscheidungseinrichtung,
wie nachstehend beschrieben, in dem Steuerschritt S71, der die Kältemittelzustandsschätzeinrichtung
ausmacht, geschätzt. Der allgemeine Aufbau des Kältekreislaufsystems 10 gemäß dieser
Ausführungsform ist ähnlich dem der ersten Ausführungsform.
-
In
Schritt S71 dieser Ausführungsform wird der Zustand des
Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
neben der Ausstoßkältemitteltemperatur Td, dem
Ausstoßkältemitteldruck Pd und der Lamellentemperatur
Te unter Verwendung der Drehzahl Ne, die von dem Drehzahlsensor 27 zum
Erfassen der Motordrehzahl erfasst wird, geschätzt. Wie
vorstehend beschrieben, ist die von dem Drehzahlsensor 27 erfasste
Drehzahl Ne mit der Drehzahl des Kompressors 11 korreliert.
-
Die
Lamellentemperatur Te ist mit dem Kältemittelverdampfungsdruck
PS korreliert, und daher kann die Druckdifferenz ΔP aus
dem Ausstoßkältemitteldruck Pd und der Lamellentemperatur
Te bestimmt werden.
-
Angesichts
dessen wird der Kompressionswirkungsgrad ηc des Kompressors 11 gemäß dieser Ausführungsform
basierend auf der erfassten Drehzahl Ne, dem Ausstoßkältemitteldruck
Pd und der Lamellentemperatur Te unter Bezugnahme auf das vorher
gespeicherte Steuerkennfeld bestimmt.
-
Wie
in der ersten Ausführungsform werden der Zustand des aus
dem Kompressor 11 ausgestoßenen Kältemittels
und der Kältemittelverdampfungsdruck Ps in dem Verdampfer 14 bestimmt.
Dann wird basierend auf der isentropen Kurve, die durch den Kompressionswirkungsgrad ηc
korrigiert ist, die Enthalpie des Kältemittels auf der
Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
bestimmt, und basierend auf dieser Enthalpie wird der Zustand des
Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
geschätzt.
-
Insbesondere
wird die Enthalpie des Kältemittels an diesem Punkt auf
der isentropen Kurve des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels, wo der Kältemitteldruck gleich dem
Kältemittelverdampfungsdruck Ps ist, wie in der ersten
Ausführungsform, als vorläufige Enthalpie bezeichnet.
Dann wird der Wert, der erhalten wird, indem die vorläufige Enthalpie
von der Enthalpie des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels subtrahiert wird, als eine vorläufige
Enthalpiezunahme bezeichnet.
-
Es
wird angenommen, dass der Wert, der durch Dividieren der vorläufigen
Enthalpiezunahme durch den Kompressionswirkungsgrad ηc
erhalten wird, eine tatsächliche Enthalpiezunahme des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
in Bezug auf das aus dem Kompressor 11 ausgestoßene
Kältemittel ist. Dann wird die Enthalpie des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung durch
Subtrahieren der tatsächlichen Enthalpiezunahme von der
Enthalpie des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels geschätzt.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform wird der Kompressionswirkungsgrad ηc
unter Verwendung der erfassten Drehzahl Ne und des Differenzdrucks ΔP
zwischen dem Ausstoßkältemitteldruck Pd und dem
Ansaugkältemitteldruck Ps bestimmt, und dieser Kompressionswirkungsgrad ηc
wird verwendet, um den Zustand des Kältemittels auf der
Auslassseite der Gas- Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
zu schätzen. Daher kann der Zustand des aus dem Sammler 15 in
Richtung des Einlasses des Kompressors 11 strömenden
Kältemittels mit einer noch höheren Genauigkeit
geschätzt werden.
-
Auf
diese Weise kann der Überschuss oder die Knappheit der
in dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen Kältemittelmenge
mit einer höheren Genauigkeit geschätzt werden,
während gleichzeitig der Schaden an den Bestandteilvorrichtungen
des Kältekreislaufsystems verhindert wird.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
Das
Kältekreislaufsystem 10 gemäß dieser Ausführungsform
umfasst einen Innenwärmetauscher 16, wie in 9 gezeigt,
der zu dem Aufbau der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
hinzugefügt ist. 9 zeigt
einen allgemeinen Aufbau des Kältekreislaufsystems 10 gemäß dieser Ausführungsform.
In 9 sind die Bestandteile, die denen der ersten
Ausführungsform äquivalent oder mit diesen identisch
sind, jeweils mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
-
Der
Innenwärmetauscher 16 dient zum Kühlen
des Kältemittels, das einen hochdruckseitigen Kältemittelweg 16a durchläuft,
durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel,
das den hochdruckseitigen Kältemittelweg 16a durchläuft,
das aus dem Auslass des Strahlers 12 strömt, und
dem Kältemittel, das einen niederdruckseitigen Kältemittelweg 16b durchläuft,
das zu dem Einlass des Kompressors 11 strömt.
Als ein Ergebnis kann die Enthalpiedifferenz (die Kühlkapazität)
zwischen der Enthalpie des Kältemittels am Einlass des
Verdampfers 14 und der Enthalpie des Kältemittels
an dessen Auslass vergrößert werden.
-
Ein
spezifischer Aufbau, der für den Innenwärmetauscher 16 verwendet
wird, umfasst einen Aufbau, in dem die Kältemittelrohrleitungen,
die den hochdruckseitigen Kältemittelweg 16a und
den niederdruckseitigen Kältemittelweg 16b bilden,
durch Hartlöten verbunden sind, um Wärme miteinander auszutauschen,
oder einen Aufbau eines Doppelrohrwärmetauschers, in dem
der niederdruckseitige Kältemittelweg 16b auf
der Außenseite der Innenrohrleitung, welche den hochdruckseitigen
Kältemittelweg 16a bildet, angeordnet ist.
-
In
dem System mit dem Innenwärmetauscher 16 wie in
dieser Ausführungsform wird das aus dem Verdampfer 14 strömende
Kältemittel in den Kompressor 11 eingeleitet,
nachdem es von dem Kältemittel aus dem Auslass des Strahlers 12 geheizt wurde.
Die Schätzung des Zustands des Kältemittels an
dem Einlass des Kompressors 11, das aus dem Sammler 15 strömt,
mit dem ähnlichen Verfahren wie dem der ersten Ausführungsform
würde daher unerwünschterweise zu der Schätzung
des Zustands des Kältemittels führen, das von
dem niederdruckseitigen Kältemittelweg 16b des
Innenwärmetauschers 16 in Richtung des Kompressors 11 strömt.
-
Angesichts
dessen schätzt der Schritt S71 gemäß dieser
Ausführungsform den Zustand des Kältemittels an
dem Einlass des Kompressors 11 neben der Ausstoßkältemitteltemperatur
Td, dem Ausstoßkältemitteldruck Pd und der Lamellentemperatur Te
unter Verwendung der Außenlufttemperatur Tam, der erfassten
Drehzahl Ne und der Wärmeaustauschmenge Hex zwischen dem
aus dem Auslass des Strahlers 12 strömenden Kältemittel
und dem zu dem Einlass des Kompressors 11 strömenden
Kältemittel in dem Innenwärmetauscher 16.
-
Diese
Wärmeaustauschmenge Hex kann basierend auf dem Durchsatz
des Kältemittels, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen
wird, der Lamellentemperatur Te und der Außenlufttemperatur
Tam bestimmt werden. Insbesondere wird die Temperatur Ts des in
den Kompressor 11 eingeleiteten Kältemittels gemäß nachstehender
Gleichung F2 bestimmt. Ts = f(Te,
Tam, Gr, ϕ)... (F2)wobei
Gr der Durchsatz des in dem System zirkulierten Kältemittels
ist und ϕ der Wärmeaustauschwirkungsgrad des Innenwärmetauschers 16 ist.
-
Der
Durchsatz Gr des in dem System zirkulierten Kältemittels,
d. h. der Durchsatz des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels, wird, wie vorstehend beschrieben, durch die
Drehzahl des Kompressors 11 bestimmt, welche aus dem Steuerstrom
Ic und der erfassten Drehzahl Ne bestimmt wird. Ferner ist der Wärmeaustauschwirkungsgrad ϕ ein
Wert, der durch die Länge und die Wärmeleitfähigkeit
der Kältemittelwege 16a, 16b des Innenwärmetauschers 16 bestimmt
ist.
-
Die
Ansaugkältemitteltemperatur Ts, die durch die Gleichung
F2 bestimmt ist, wird mit der Lamellentemperatur Te, d. h. der Kältemittelverdampfungstemperatur
in dem Verdampfer 14 verglichen. Auf diese Weise kann die
Temperaturzunahme des Kältemittels auf der Auslassseite
der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung in dem Innenwärmetauscher 16,
d. h. die Wärmeaustauschmenge Hex in dem Innenwärmetauscher 16,
bestimmt werden.
-
Ferner
wird wie in der ersten Ausführungsform angenommen, dass
eine vorläufige Enthalpie als die Enthalpie des Kältemittels
an dem Punkt auf der isentropen Kurve des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen
Kältemittels definiert ist, an dem der Kältemitteldruck
gleich dem Kältemittelverdampfungsdruck Ps ist. Durch Subtrahieren
des Enthalpiebetrags, welcher der Wärmeaustauschmenge Hex entspricht,
von der vorläufigen Enthalpie kann die Enthalpie des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
geschätzt werden.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform kann, wie vorstehend beschrieben, in dem
Kältekreislaufsystem mit dem Innenwärmetauscher 16 wie
in der ersten Ausführungsform der Überschuss oder
der Mangel der Menge des in dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen
Kältemittels genau geschätzt werden, um den Kompressor
zu schützen, während gleichzeitig verhindert wird,
dass die Systembestandteile beschädigt werden.
-
In
dieser Ausführungsform kann der Zustand des Kältemittels
auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
wie in der zweiten Ausführungsform unter Verwendung des
Kompressionswirkungsgrads ηc geschätzt werden.
Als ein Ergebnis kann der Überschuss oder die Knappheit
der Menge des in dem Kältekreislaufsystem abgeschlossenen
Kältemittels mit höherer Genauigkeit geschätzt
werden, und der Kompressor kann geeignet geschützt werden,
während gleichzeitig geeignet verhindert wird, dass die
Vorrichtungen, welche die Bestandteile des Systems ausmachen, beschädigt
werden.
-
(Andere Ausführungsformen)
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt und kann, wie nachstehend
beschrieben, vielfältig modifiziert werden.
- (1) Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
wird der Kältemittelkompressor vom Taumelscheibentyp 11 mit
variabler Verdrängung als der Kompressor und das elektromagnetische
Kapazitätssteuerventil 11a als die Ausstoßkapazitätssteuerungseinrichtung
verwendet. Der Kompressor und die Ausstoßkapazitätsänderungseinrichtung
sind jedoch nicht auf diese Vorrichtungen beschränkt. Zum
Beispiel kann alternativ der Kältemittelkompressor mit
fester Verdrängung oder der elektrisch betriebene Kompressor
mit einem Elektromotor verwendet werden. In diesem Fall wird die
Ausstoßkapazität pro Umdrehung des Kompressors
mit der Drehzahl des Elektromotors multipliziert, um dadurch den Durchsatz
Gr des in dem System zirkulierten Kältemittels zu bestimmen.
Ferner kann die Drehzahl des Elektromotors basierend auf der Steuerspannung
und der Steuerfrequenz, die an den Elektromotor ausgegeben werden,
erfasst werden, und daher kann der Drehzahlsensor 27 gestrichen werden.
- (2) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
wird der Kältemitteldurchsatz Gr unter Verwendung des Steuerstroms
Ic berechnet, der von der Klimatisierungssteuerungseinheit 20 an
das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a ausgegeben
wird. Jedoch kann alternativ ein Durchsatzsensor zum Erfassen des
Durchsatzes des in dem System zirkulierten Kältemittels
verwendet werden. Ein spezifisches Beispiel für diesen
Durchsatzsensor umfasst einen Massendurchsatzsensor, wie etwa einen
Differenzdruck-Durchsatzsensor oder einen Heißdraht-Durchsatzsensor.
- (3) Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
stellen einen Fall dar, in dem der Verdampfertemperatursensor 24 zum
Erfassen der Lamellentemperatur Te des Verdampfers 14 als eine
Verdampfungstemperaturerfassungseinrichtung verwendet wird. Als
eine Alternative kann der Temperatursensor zum Erfassen der Oberflächentemperatur
auf der Auslassrohrleitung des Verdampfers 14, der Temperatursensor
zum direkten Erfassen der Kältemitteltemperatur in dem Verdampfer 14 oder
der Drucksensor zum Erfassen des Kältemittelverdampfungsdrucks
in dem Verdampfer 14 als die Verdampfungstemperaturerfassungseinrichtung
verwendet werden.
- (4) Die zweite Ausführungsform wird vorstehend unter
Bezug auf einen Fall beschrieben, in dem der Kompressionswirkungsgrad ηc
unter Verwendung der erfassten Drehzahl Ne und des Differenzdrucks ΔP
zwischen dem Ausstoßkältemitteldruck Pd und dem
Ansaugkältemitteldruck Ps bestimmt wird. Jedoch kann der
Kompressionswirkungsgrad ηc verwendet werden, der unter
Verwendung der erfassten Drehzahl Ne oder des Differenzdrucks ΔP
bestimmt wird.
- (5) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
wird, wie in dem Flussdiagramm von 3 gezeigt,
der Zustand des Kältemittels auf der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
für jede Steuerzeitspanne während des Systembetriebs
bestimmt. Jedoch kann der Zustand des Kältemittels auf
der Auslassseite der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung
nur direkt nach dem Einschalten des Systems geschätzt werden,
und der Überschuss oder die Knappheit der abgeschlossenen
Kältemittelmenge kann beurteilt werden.
- (6) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
wird die Warnlampe als die Warneinrichtung verwendet. Jedoch kann
alternativ eine Audiovorrichtung zum Ausgeben eines Tonalarms oder
eine Vibrationsvorrichtung zum Ausgeben eines Alarms durch die Vibration
verwendet werden.
- (7) Wenngleich die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
einen Fall darstellen, in dem das erfindungsgemäße
Kältekreislaufsystem 10 für das Fahrzeugklimatisierungssystem
verwendet wird, ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt.
Zum Beispiel ist die Erfindung mit gleicher Wirkung auf eine Kühl-Gefriervorrichtung
für die gewerbliche Anwendung oder einen Haushaltskühlschrank
anwendbar.
- (8) Allerdings stellen die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
eine Anwendung dar, in welcher der Strahler 12 einen Außenwärmetauscher
zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel
und Außenluft bildet und der Verdampfer 14 zum
Kühlen des Fahrgastraums als ein Innenwärmetauscher
verwendet wird. Die Erfindung ist jedoch auch auf einen Wärmepumpenkreislauf
anwendbar, in dem der Verdampfer 14 als ein Außenwärmetauscher
zum Aufnehmen der Wärme von einer Wärmequelle,
wie etwa der Umgebungsluft, und der Strahler 12 als ein
Innenwärmetauscher zum Heizen eines Fluids, wie etwa der
Luft oder des Wassers, aufgebaut ist.
-
Während
die Erfindung unter Bezug auf spezifische Ausführungsformen
beschrieben wurde, die zu Veranschaulichungszwecken gewählt
wurden, sollte offensichtlich sein, dass von Fachleuten der Technik
zahlreiche Modifikationen daran vorgenommen werden könnten,
ohne von dem grundlegenden Konzept und dem Bereich der Erfindung
abzuweichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 3404990 [0002, 0002, 0011]
- - JP 2001-173556 [0005, 0054]
- - JP 2000-81157 [0005, 0061]