DE102009026419A1

DE102009026419A1 - Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE102009026419A1
Application number: DE102009026419A
Authority: DE
Inventors: Jeong-Hoon Lee; Sae-Won Oh; Tae-Eun Kim; Young-Min Kim; Jae-Yup Kim
Original assignee: Halla Climate Control Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2029-05-23
Also published as: DE102009026419B4; CN101684791A; US8155833B2; CN101684791B; US20100076602A1; KR20100035049A; JP4998930B2; KR101149206B1; JP2010076745A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors zum Zweck der Verhinderung von Geräuschen, die im Falle eines unzureichenden Kältemittelflusses aufgrund einer geringeren Abgabeleistung des Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug auftreten. Bei dem Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem der Kompressor eine Zylinderbohrung 13 zum Komprimieren eines Kältemittels, einen in die Zylinderbohrung 13 eingesetzten Kolben 15, eine Taumelscheibe 48, die eine regelbare Neigung bezüglich einer Antriebswelle 40 aufweist, und ein Regelventil 35 zur Regelung der Neigung der Taumelscheibe 48 aufweist, wird die Abgabeleistung des Kompressors erhöht, wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Beschleunigungsrate vorbestimmte Bedingungen erfüllen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses des Kompressors vorausberechnet, wobei dann die Leistung des Neigungsregelventils (ECV) erhöht wird, um zu verhindern, dass der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, wodurch die Funktionstüchtigkeit des Kompressors verbessert und das Problem der Geräuschbildung gelöst wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung betrifft die und beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2008-0094351 , die am 25. September 2008 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors zum Zweck der Verhinderung von Geräuschen, die im Falle eines unzureichenden Kältemittelflusses aufgrund einer geringeren Abgabeleistung des Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug auftreten.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Klimatisierungsvorrichtung wird zur Erwärmung oder Kühlung eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs eingebaut. Für ein Kühlsystem einer derartigen Klimatisierungsvorrichtung wird im allgemeinen ein Taumelscheibenkompressor als Kompressor verwendet, der ein gasförmiges Niedertemperatur- und Niederdruck-Kältemittel, das von einem Verdampfer eingeleitet wird, komprimiert, so dass daraus ein Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel wird, und es dann zum Kondensator weiterleitet.
Der Betrieb des Taumelscheibenkompressors erfolgt abhängig davon, ob ein Schalter einer Klimatisierungsvorrichtung ein- oder ausgeschaltet ist. Wird der Kompressor betrieben, so sinkt die Temperatur des Verdampfers; wird der Kompressor abgeschaltet, so steigt die Temperatur des Verdampfers.
Taumelscheibenkompressoren werden hierbei in Kompressoren mit unveränderlicher Leistung und Kompressoren mit variabler Leistung unterteilt. Diese Kompressoren werden mit Energie, die durch die Drehkraft eines Fahrzeugmotors übertragen wird, betrieben. Der Kompressor mit unveränderlicher Leistung wird dabei mit einer elektronischen Kupplung zur Steuerung des Betriebs des Kompressors bereitgestellt.
Bei Bereitstellung einer elektronischen Kupplung kann sich allerdings die Motordrehzahl ändern, wenn der Kompressor betrieben oder abgeschaltet wird, was die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs beeinträchtigen kann.
Daher wird in jüngerer Zeit keine Kupplung mehr bereitgestellt, sondern stattdessen der Kompressor mit variabler Leistung verwendet, der bei laufendem Motor immer in Betrieb ist und geeignet ist, die Kältemittelabgabeleistung durch die Veränderung einer Neigung einer Taumelscheibe des Kompressors zu variieren.
Bei einem derartigen Taumelscheibenkompressor mit variabler Leistung wird im allgemeinen ein Druckregelventil zur Regelung einer Neigung der Taumelscheibe zum Zweck der Regulierung der Kältemittelabgabemenge verwendet. In jüngster Zeit kommt ein Taumelscheiben-Neigungsregelventil (im folgenden „ECV” genannt) zum Einsatz, dessen Betrieb elektrisch gesteuert wird.
Somit wird bei Einsatz eines Taumelscheibenkompressors, der ein ECV verwendet, die Neigung der Taumelscheibe durch die Leistung des ECV oder eines angelegten Stromwerts verändert, wobei die Kältemittelabgabemenge des Kompressors je nach der Neigung der Taumelscheibe bestimmt wird.
Daraus folgt, dass die Leistung des ECV oder des angelegten Stromwerts ein wesentlicher Faktor zur Bestimmung der Verdampfer-Temperatur ist (im folgenden versteht man unter dem Fall, dass der Kompressor in Betrieb ist, dass die ECV-Leistung mehr als null (0) beträgt und ein Kältemittel abgegeben wird).
Die eben genannte ECV-Leistung ist ein Prozentwert, der ein Zeitintervall, während der das ECV eingeschaltet ist, gemessen an der gesamten Zeit, aufweist. Somit erhöht sich die Kältemittelabgabe des Kompressors bei hoher Leistung, während die Kältemittelabgabe bei niedriger Leistung abnimmt.
1 ist eine Schnittdarstellung eines inneren Aufbaus eines konventionellen Taumelscheibenkompressors mit variabler Leistung.
Wie in der Figur dargestellt, ist bei einem konventionellen Taumelscheibenkompressor mit variabler Leistung eine zentrale Bohrung 11 durch eine Mitte eines Zylinderblocks 10 hindurch ausgebildet, wobei eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 13 derart durch den Zylinderblock 10 hindurch ausgebildet sind, dass sie die Zentralbohrung 11 radial umgeben. Weiterhin ist ein Kolben 15 beweglich in jeder Zylinderbohrung 13 angebracht, wodurch ein Kältemittel in der Zylinderbohrung 13 komprimiert wird.
Ein vorderes Gehäuse 20 ist an einem Ende des Zylinderblocks 10 angebracht. Das vordere Gehäuse 20 und der Zylinderblock 10 definieren in sich eine Kurbelkammer 21.
Außerdem ist am anderen Ende des Zylinderblocks 10, d. h., an einer dem vorderen Gehäuse 20 gegenüberliegenden Seite, ein hinteres Gehäuse 30 angebracht. Im hinteren Gehäuse ist eine Ansaugkammer 31 zur wahlweisen Verbindung mit der Zylinderbohrung 13 ausgebildet. Die Ansaugkammer 31 dient dabei der Weiterleitung eines zu komprimierenden Kältemittels in die Zylinderbohrung 13.
Weiterhin ist eine Abgabekammer 33 im hinteren Gehäuse 30 ausgebildet. Die Abgabekammer 33 ist in einem Bereich ausgebildet, der einer Mitte einer Seite des hinteren Gehäuses 30, die dem Zylinderblock 10 zugewandt ist, entspricht. Die Abgabekammer 33 stellt einen Raum bereit, in dem sich das in der Zylinderbohrung 13 komprimierte Kältemittel vorübergehend befindet. An einer Seite des hinteren Gehäuses 30 wird ein Regelventil 35 bereitgestellt, wobei das Regelventil 35 einen Winkel einer weiter unten beschriebenen Taumelscheibe 48 durch die Regulierung eines Öffnungsgrades eines Kanals zwischen der Abgabekammer 33 und der Kurbelkammer 21 regelt.
Eine Antriebswelle 40 ist durch die zentrale Bohrung 11 des Zylinderblocks 10 und eine Wellenbohrung 23 des vorderen Gehäuses 20 hindurch drehbar angebracht. Die Antriebswelle 40 dreht sich aufgrund der von einem Motor übertragenen Antriebskraft. Die Antriebswelle 40 ist durch ein Lager 42 drehbar am Zylinderblock 10 und dem vorderen Gehäuse 20 angebracht.
Weiterhin ist ein Rotor 44 derart an der Kurbelkammer 21 angebracht, dass die Antriebswelle 40 durch eine Mitte des Rotors verläuft und der Rotor sich zusammen mit der Antriebswelle 40 dreht. Dabei ist der Rotor 44 weitgehend scheibenförmig und an der Antriebswelle 40 befestigt. Weiterhin ist ein Gelenkarm 46 ausgebildet, der an einer Seite des Rotors 44 hervorragt.
Eine Taumelscheibe 48 ist mit dem Rotor 44 gelenkig verbunden und an der Antriebswelle 40 angebracht, so dass sie sich zusammen mit der Antriebswelle 40 dreht. Die Taumelscheibe 48 ist derart an der Antriebswelle 40 angebracht, dass sie einen Winkel aufweist, der sich je nach der Abgabeleistung des Kompressors ändert. Anders ausgedrückt ist die Taumelscheibe 40 zwischen einem Zustand, in dem sie senkrecht zu einer Längsrichtung der Antriebswelle 40 verläuft, und einem Zustand, in dem sie in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Antriebswelle 40 geneigt ist, angeordnet. Die Taumelscheibe 48 weist einen Rand auf, der durch Schuhvorrichtungen 50 mit den Kolben 15 verbunden ist. Anders ausgedrückt ist der Rand der Taumelscheibe 48 durch die Schuhvorrichtung 50 derart mit einem Verbinder 17 des Kolbens 15 verbunden, dass der Kolben 15 durch die Drehung der Taumelscheibe 48 linear in der Zylinderbohrung 13 hin- und herbewegt wird.
Ein Verbindungsarm 52, der mit dem Gelenkarm 46 des Rotors 44 verbunden ist, ist derart ausgebildet, dass er auf der Taumelscheibe 48 hervorsteht. An einem vorderen Ende des Verbindungsarms 52 ist ein Gelenkstift 54 in einer zur Längsrichtung des Verbindungsarms 52 senkrechten Richtung angebracht, wobei der Gelenkstift 54 drehbar an einer Halterung 47 eingehakt ist, die an einem vorderen Ende des Gelenkarms 46 des Rotors 44 ausgebildet ist.
Eine hintere Feder 56 wird zur Bereitstellung von Federkraft zwischen dem Rotor 44 und der Taumelscheibe 48 bereitgestellt. Die hintere Feder 56 ist um eine Außenfläche der Antriebswelle 40 herum angebracht und stellt Federkraft in einer Richtung bereit, in der eine Neigung der Taumelscheibe 48 abnimmt.
Ein Taumelscheibenstopper 58 ist derart ausgebildet, dass er auf einer Oberfläche der Taumelscheibe 48 hervorsteht. Der Taumelscheibenstopper 58 dient der Regulierung eine Neigungsgrads der Taumelscheibe 48 bezüglich der Antriebswelle 40.
Ein Antriebswellenstopper 60 wird an einem Ende der Antriebswelle 40 bereitgestellt. Der Antriebswellenstopper 60 ist um die Außenfläche der Antriebswelle 40 herum angebracht, wobei der Antriebswellenstopper 60 der Regelung eines Einbauorts der Taumelscheibe 48 dient, wenn sie in einer zur Längsrichtung der Antriebswelle 40 senkrechten Richtung aufgerichtet ist.
Die japanische offengelegte Patentpublikation Nr. 2005-104305 offenbart ein Verfahren zur Maximierung der Abgabeleistung eines Kompressors unabhängig von einer Soll-Kühltemperatur, wenn die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs verringert wird, derart, dass das Maximum der Bremsenergie als Antriebsenergie des Kompressors genutzt werden kann, wenn die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs verringert wird. Gleichwohl tritt bei diesem Verfahren dadurch ein Problem auf, dass die Abgabeleistung des Kompressors unnötigerweise auf das Höchstmaß erhöht wird, was einen reibungslosen Kältemittelfluss verhindert.
Ist die Kältemittelabgabemenge des Kompressors gering, besteht zudem die Gefahr, dass das Kältemittel bei Aufrechterhalten des oben genannten Zustands nicht reibungslos im Kompressor zirkulieren kann, was Geräusche verursachen kann.
Dadurch wird die ECV-Leistung niedrig gehalten, so dass Geräusche erzeugt werden, wenn der Kältemitteldurchfluss des Kompressors gering ist, und sich die Funktionstüchtigkeit des Kompressors verschlechtert, wodurch es zu Problemen bei der Benutzung kommt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde zu dem Zweck entwickelt, die voranstehend genannten Probleme, die im Stand der Technik auftreten, zu lösen. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Funktionstüchtigkeit eines Kompressors durch die Vorausberechnung eines Zustands eines geringen Kältemitteldurchflusses des Kompressors und durch die anschließende Erhöhung der Leistung des Taumelscheiben-Neigungsregelventils (ECV) verbessert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Erreichung der Ziele wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist: Überwachen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Beschleunigungsrate vorbestimmte Bedingungen erfüllen, und Bestimmen, ob ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Leistung einen Zustand eines geringen Kältemittel-Durchflusses erreicht; und Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, dass der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht. Bei einem Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem der Kompressor eine Zylinderbohrung zum Komprimieren eines Kältemittels, einen in die Zylinderbohrung eingesetzten Kolben, eine Taumelscheibe, die eine regelbare Neigung bezüglich einer Antriebswelle aufweist, und ein Regelventil zur Regelung der Neigung der Taumelscheibe aufweist, weist das Verfahren den folgenden Schritt auf: Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Beschleunigungsrate vorbestimmte Bedingungen erfüllen und der Kompressor somit einen Zustand eines geringen Kältemittelsdurchflusses erreicht.
Dabei kann beim Schritt der Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert die Abgabeleistung des Kompressors auf den vorbestimmten Wert geregelt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate und die Abgabeleistung des Kompressors vorbestimmte Bedingungen erfüllen, wobei der vorbestimmte Wert ein ungefährer Mittelwert innerhalb eines Abgabeleistungsbereichs des Kompressors sein kann.
Zudem kann das Verfahren nach dem Schritt der Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert weiterhin die folgenden Schritte aufweisen: Bestimmen, ob eine Aufrechterhaltungszeit, während der die Abgabeleistung bei dem vorbestimmten Wert aufrechterhalten wird, abläuft; Regelung der Abgabeleistung in einer üblichen Weise, wenn die Aufrechterhaltungszeit abläuft; und Bestimmen, ob eine vorgegebene Zykluszeit abläuft, wobei die voranstehend genannten Schritte nach dem Ablauf der Zykluszeit, beginnend mit dem Schritt der Bestimmung, ob ein Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, wiederholt werden.
Dabei kann der ungefähre Mittelwert im Abgabeleistungsbereich ein vorbestimmter Wert zwischen 45% und 65% innerhalb des Abgabeleistungsbereichs sein.
Weiterhin kann beim Schritt der Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert die Abgabeleistung des Taumelscheibenkompressors mit variabler Leistung um einen vorbestimmten Wert erhöht werden.
Nach der Erhöhung der Abgabeleistung des Kompressors kann die Abgabeleistung des Kompressors entsprechend einer vorbestimmten Verringerungsrate linear verringert werden.
Dabei kann die Abgabeleistung des Kompressors durch die Erhöhung der ECV-Leistung um etwa 10% der ECV-Leistung erhöht werden.
Weiterhin kann die Verringerungsrate der Abgabeleistung des Kompressors etwa 20% der ECV-Leistung pro Minute betragen.
Wenn bestimmt wird, ob der Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemittelsdurchflusses erreicht, kann geprüft werden, ob der Kältemitteldruck des Kompressors eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlicher auf bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung eingegangen werden. Dadurch werden die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines inneren Aufbaus eines konventionellen Taumelscheibenkompressors mit variabler Leistung;
2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit einer Klimatisierungsvorrichtung und ein Motorsteuerungssystem, die in der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, darstellt;
3 zeigt einen Graph, der eine Änderung der ECV-Leistung entsprechend dem Betrieb gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 zeigt einen Graph, der eine Änderung der ECV-Leistung entsprechend dem Betrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlicher auf bevorzugte Ausführungsformen eines Verfahrens zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingegangen werden.
Zunächst sollen unter Bezugnahme auf 2 eine Steuereinheit einer Klimatisierungsvorrichtung zur Steuerung des Betriebs der Klimatisierungsvorrichtung und ein Motorsteuerungssystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben werden.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit einer Klimatisierungsvorrichtung und ein Motorsteuerungssystem, die in der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, darstellt.
Wie in der Figur dargestellt, weist die Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuereinheit 100 der Klimatisierungsvorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors 300 auf. Die Steuereinheit 100 der Klimatisierungsvorrichtung erfasst die Zustandsinformation über ein Kraftfahrzeug und regelt die Abgabeleistung des Kompressors 300 derart, dass die Temperatur im Fahrzeuginnenraum nach dem Wunsch eines Benutzers eingestellt wird.
Zu diesem Zweck weist die Steuereinheit 100 der Klimatisierungsvorrichtung eine Hauptsteuervorrichtung 110 auf. Die Hauptsteuervorrichtung 110 errechnet die Abgabeleistung des Kompressors 300 entsprechend der Zustandsinformation, welche die Temperatur des Fahrzeuginnenraums, die Außentemperatur, die Verdampfertemperatur, den solaren Fluss, die Motordrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Kältemitteldruck (im folgenden „APT” genannt) und die Kältemitteltemperatur enthält, und steuert den Betrieb des Kompressors 300 mittels eines ECV-Treibers 120, der weiter unten beschrieben werden soll.
Die Hauptsteuervorrichtung 110 erhöht außerdem die Abgabeleistung des Kompressors 300, wenn mittels Faktoren zur Bestimmung eines geringen Durchflusses (Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigungsrate, APT, Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, usw.) bestimmt wird, dass sich der Kompressor 300 in einem Zustand eines geringen Durchflusses befindet, so dass verhindert wird, dass der Kompressor 300 den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht.
Zu diesem Zweck weist die Hauptsteuervorrichtung 110 einen Pufferspeicher 115 zur Speicherung der Faktoren zur Bestimmung des geringen Durchflusses auf. Anders ausgedrückt speichert der Pufferspeicher 115 die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate und den APT, die von einem weiter unten beschriebenen Motorsteuerungssystem 200 übertragen werden, sowie die vom ECV-Treiber 120 gesammelte ECV-Leistung (entsprechend der Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors) zeitlich aufeinanderfolgend.
Unter dem hier verwendeten Begriff „Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses”) wird im folgenden ein Zustand verstanden, in dem sich die Funktionstüchtigkeit des Kompressors aufgrund einer unzureichenden Schmierung, die durch einen geringeren Kältemittelfluss hervorgerufen wird, verschlechtert, was Geräusche erzeugt.
Die Steuereinheit 100 der Klimatisierungsvorrichtung steuert die Abgabeleistung des Kompressors durch Regulieren der ECV-Leistung derart, dass die Neigung der vorgenannten Taumelscheibe 48 geregelt wird. Zu diesem Zweck wird die Steuereinheit 100 der Klimatisierungsvorrichtung mit dem ECV-Treiber 120 bereitgestellt.
Der ECV-Treiber 120 dient der Steuerung der Abgabeleistung des Kompressors 300 und reguliert einen Öffnungsgrad eines Kanals zwischen der Abgabekammer 33 und der Kurbelkammer 21 über das Regelventil 35, so dass der Winkel der (weiter unten beschriebenen) Taumelscheibe 48 geregelt wird, und dadurch die Abgabeleistung des Kompressors 300 gesteuert wird.
Weiterhin weist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Motorsteuerungssystem 200 zur Steuerung der Leistung eines Motors 500 zum Zweck der Regulierung einer Motordrehzahl (im folgenden „RPM” genannt) eines Kraftfahrzeugs auf.
Das Motorsteuerungssystem 200 dient der Regulierung der Leistung des Motors 500 entsprechend einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und reguliert die Menge an Kraftstoff und Luft, die durch die Bedienung eines Fahrers durch eine Drosselklappe 400 dem Motor zugeführt wird, so dass die Leistung des Motors 500 gesteuert wird.
Weiterhin stellt das Motorsteuerungssystem 200 die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Beschleunigungsrate aus den Bestimmungsfaktoren für den geringen Durchfluss an der Hauptsteuervorrichtung 110 der Steuereinheit 100 der Klimatisierungsvorrichtung bereit. Zu diesem Zweck weist das Motorsteuerungssystem 200 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 210, der die Fahrzeuggeschwindigkeit misst und den gemessenen Wert zur Hauptsteuervorrichtung 110 überträgt, und einen Ventilsensor 220, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 400 zur Berechnung der Beschleunigungsrate misst und die gemessene Beschleunigungsrate dann an der Hauptsteuervorrichtung 110 bereitstellt, auf.
Wie weiter oben ausgeführt, werden die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 210 und dem Ventilsensor 220 gemessenen Werte zeitlich aufeinanderfolgend im Pufferspeicher 115 gespeichert.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 erläutert werden, auf welche Weise Steuereinheiten der Klimatisierungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Kältemittelknappheitszustand eines Kompressors erfassen und die Abgabeleistung des Kompressors erhöhen.
Zunächst soll eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben werden.
3 zeigt einen Graph, der eine Änderung der ECV-Leistung entsprechend dem Betrieb gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, während 4 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 3 stellt der oberste Graph die Fahrzeuggeschwindigkeit dar, während der darunter abgebildete Graph die vom Ventilsensor 220 gemessene Beschleunigungsrate des Fahrzeugs darstellt, und der unterste Graph die ECV-Leistung des Kompressors darstellt. Eine x-Achse stellt die Zeit dar.
Dabei wird die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Einheit km/h angegeben, während die Beschleunigungsrate als Prozentsatz der Öffnung der Drosselklappe 400 (TPS%) angegeben wird und die ECV-Leistung des Kompressors in der Einheit % angegeben wird.
Wenn dabei die Bedingungen über einen vorbestimmten Zeitraum (im folgenden „Bezugszeitraum” genannt) derart sind, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit (im folgenden „Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert” genannt) nicht überschreitet, die Beschleunigungsrate einen vorbestimmten Wert (im folgenden „Nicht-Beschleunigungsreferenzwert” genannt) nicht überschreitet und die ECV-Leistung einen vorbestimmten Wert (im folgenden „Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert” genannt) nicht überschreitet, erreicht der Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses, so dass Geräusche erzeugt werden, wobei die Hauptsteuervorrichtung 110 bestimmt, dass sich die Funktionstüchtigkeit verschlechtert. Infolgedessen erhöht die Hauptsteuervorrichtung 110 die ECV-Leistung auf einen vorbestimmten Wert, wenn der Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erfasst wird.
Der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert wird dabei in der Einheit km/h angegeben, während der Nicht-Beschleunigungsreferenzwert ein Referenzwert ist, der einen Zustand definiert, in dem ein Kraftfahrzeug nicht beschleunigt wird oder in dem die Beschleunigungsrate sehr gering ist, und der als der Prozentsatz der Öffnung der Drosselklappe 400 (TPS%) angegeben wird, und der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert ein willkürlich gewählter Wert ist, der in einen mittleren Abschnitt innerhalb eines Betriebsbereichs des Kompressors fällt, und als ECV-Leistung in der Einheit % angegeben wird. Geht man zum Beispiel davon aus, dass die ECV-Leistung eines Fahrzeugkompressors zwischen 35% und 85% variiert, so ist der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert ein willkürlich gewählter Wert von annähernd 60%.
Weiterhin ist der Bezugszeitraum (TD), der durch Versuche errechnet wird, ein Zeitintervall, das in der Einheit s angegeben wird. Es wird bestimmt, dass der Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, wenn der Zustand, der die voranstehend genannten Bedingungen erfüllt, während des Bezugszeitraums (TD) aufrechterhalten wird.
Im in 3 dargestellten Graph liegt an einem Punkt, an dem die Fahrzeuggeschwindigkeit zum ersten Mal niedriger als der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert ist, die Beschleunigungsrate nicht über dem Nicht-Beschleunigungsreferenzwert, und liegt die Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, d. h., die ECV-Leistung, nicht über dem Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert, so dass die drei Faktoren zur Bestimmung des geringen Durchflusses die Bedingungen erfüllen. Der Zustand, in dem die Bedingungen erfüllt sind, hält allerdings nicht während des Bezugszeitraums an, sondern die Beschleunigungsrate wird noch vor Ablauf des Bezugszeitraums über den Nicht-Beschleunigungsreferenzwert hinaus erhöht. Infolgedessen bestimmt die Hauptsteuervorrichtung 110, dass sich der Kompressor nicht im Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses befindet, so dass die ECV-Leistung nicht erhöht wird.
Anschließend ist zu sehen, dass an einem Punkt, an dem die Fahrzeuggeschwindigkeit zum zweiten Mal niedriger als der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert ist, der Bezugszeitraum abläuft, während die Beschleunigungsrate nicht über dem Nicht-Beschleunigungsreferenzwert liegt und die ECV-Leistung nicht über dem Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert liegt. In diesem Fall bestimmt die Hauptsteuervorrichtung 110, dass sich der Kompressor im Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses befindet, und erhöht die ECV-Leistung.
Dabei erhöht die Hauptsteuervorrichtung 110 die ECV-Leistung auf einen vorgegebenen Zwangswert („forced value”) und erhält den Wert für eine bestimmte Zeitdauer (im folgenden „Aufrechterhaltungszeit” genannt) aufrecht.
Dabei wird der Zwangswert vorab durch Versuche entsprechend derart berechnet, dass der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses verlassen kann, wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate und die ECV-Leistung ihre jeweiligen Referenzwerte während des Bezugszeitraums unterschreiten und sich der Kompressor somit im Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses befindet. Der Zwangswert ist mindestens gleich dem oder größer als der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert.
Außerdem ist die durch Versuche errechnete Aufrechterhaltungszeit (TM) ein Zeitintervall, das ausreicht, um zu verhindern, dass der Kompressor erneut den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, indem der reibungslose Kältemittelfluss des Kompressors ermöglicht wird.
Die ECV-Leistung wird somit erhöht, um zu verhindern, dass der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht und Geräusche erzeugt. Würde indes die Hauptsteuervorrichtung 110 die ECV-Leistung nicht erhöhen, so würde der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreichen und dadurch Geräusche verursachen.
Weiterhin wird die ECV-Leistung nach Ablauf der Aufrechterhaltungszeit wieder verringert, so dass der ursprüngliche Zustand aufrechterhalten wird.
Wie in den Figuren dargestellt, werden dabei die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate und die ECV-Leistung während des Bezugszeitraums so aufrechterhalten, dass sie jeweils den Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert, den Nicht-Beschleunigungsreferenzwert und den Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert nicht überschreiten, wobei die Hauptsteuervorrichtung 110 die ECV-Leistung jedoch nicht erhöht, bevor eine vorbestimmte Zeitdauer (im folgenden „Zykluszeit” genannt) vorüber ist. Der Grund dafür ist, dass der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses während der Zykluszeit nicht erreicht, wenn die ECV-Leistung erhöht ist.
Anders ausgedrückt wird die Zykluszeit durch Versuche errechnet und entspricht einer Mindestzeit, die nötig ist, damit der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, nachdem der Kompressor während der Aufrechterhaltungszeit mit dem Zwangswert betrieben wurde.
Nachfolgend soll ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Das Verfahren zur Steuerung eines Kompressors gemäß dieser Ausführungsform beginnt zunächst zusammen mit dem Betreiben der Klimatisierungsvorrichtung (S100).
Dann wird bestimmt, ob der Kompressor 300 die Eintrittsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt (S110).
Die Eintrittsbedingungen sind erfüllt, wenn der Zustand, in dem sowohl die Bedingung der Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, als auch die Bedingung der Nicht-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und die Bedingung der niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit erfüllt sind, während des Bezugszeitraums aufrechterhalten wird.
Dabei versteht man unter der Bedingung der Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, dass die ECV-Leistung den Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert nicht überschreitet, unter der Bedingung der Nicht-Beschleunigung versteht man, dass die Beschleunigungsrate des Kraftfahrzeugs (der Öffnungsgrad einer Drosselklappe) den Nicht-Beschleunigungsreferenzwert nicht überschreitet, und unter der Bedingung der Fahrzeuggeschwindigkeit versteht man, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit die Bedingung der niedrigen Geschwindigkeit nicht überschreitet, wobei der oben genannte Zustand während des Bezugszeitraums (TD) erhalten wird, wie dies weiter oben ausgeführt wurde.
Anders ausgedrückt wird der Schritt S110 derart ausgeführt, dass die Zeit von dem Moment an gezählt wird, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate des Kraftfahrzeugs und die Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors nicht über den jeweiligen Referenzwerten liegen, wobei dann überwacht wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate des Kraftfahrzeugs und die Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors derart aufrechterhalten werden, dass sie nicht über den jeweiligen Referenzwerten liegen, bis die gezählte Zeit dem Bezugszeitraum (TD) entspricht.
In Schritt S110 führt die Steuereinheit 100 der Klimatisierungsvorrichtung eine übliche ECV-Steuerung durch (S120), wenn in Schritt S110 bestimmt wird, dass die Eintrittsbedingungen nicht erfüllt sind. Unter „üblicher ECV-Steuerung” versteht man hier, dass nach der Erfassung der Zustandsinformation über ein Kraftfahrzeug die ECV-Leistung entsprechend der Abgabeleistung des Kompressors 300 derart gesteuert wird, dass die Temperatur im Inneren des Fahrzeugs verändert wird, bis eine gewünschte Temperatur erreicht ist.
Sind die Eintrittsbedingungen erfüllt, wird die Zeit erneut gezählt (S130). Die dabei gezählte Zeit wird nicht zu der Zeit hinzugezählt, die in Schritt S110 zur Bestimmung, ob die Eintrittsbedingungen erfüllt sind, gezählt wurde. Anders ausgedrückt wird die Zeit gestartet und dann erneut von null (0) an gezählt.
Da gleichzeitig die Eintrittsbedingungen in Schritt S110 erfüllt sind, wird die ECV-Leistung als der Zwangswert zur Steuerung des Kompressors ausgegeben (S140). Dabei wird der Zwangswert so festgelegt, dass er nicht kleiner als der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert und nicht kleiner als ein ungefährer Mittelwert im Betriebsbereich des Kompressors ist, wie dies weiter oben ausgeführt wurde. Da die Eintrittsbedingungen in Schritt S110 erfüllt sind, wird bestimmt, dass sich der Kompressor im Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses befindet, so dass die Entstehung von Geräuschen durch die Ausgabe der ECV-Leistung als hoher Zwangswert verhindert wird.
Außerdem wird während der Regelung der ECV-Leistung als Zwangswert überwacht, ob die gezählte Zeit, die von Schritt S130 an gezählt wird, gleich der oder länger als eine vorbestimmte Aufrechterhaltungszeit ist (S150).
Unter der Aufrechterhaltungszeit versteht man ein Zeitintervall zur Aufrechterhaltung der ECV-Leistung als Zwangswert, wobei die Aufrechterhaltungszeit ein durch Versuche errechnetes Zeitintervall ist, das den reibungslosen Fluss des Kältemittels des Kompressors gestattet und dadurch verhindert, dass der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht.
Wenn bestimmt wird, dass die gezählte Zeit aus Schritt S150 gleich der oder länger als die Aufrechterhaltungszeit ist, wird der Kompressor nach einem üblichen ECV-Steuerverfahren gesteuert (S160). Unter einem „üblichen ECV-Steuerverfahren” versteht man dabei, dass nach dem Erfassen der Zustandsinformation über ein Kraftfahrzeug die ECV-Leistung entsprechend der Abgabeleistung des Kompressors derart gesteuert wird, dass die Temperatur im Kraftfahrzeug verändert wird, bis eine erwünschte Temperatur erreicht wird, wie dies weiter oben ausgeführt wurde.
Wird dagegen bestimmt, dass die gezählte Zeit aus Schritt S150 die Aufrechterhaltungszeit nicht überschreitet, so wird die ECV-Leistung zur Steuerung des Kompressors als Zwangswert aufrechterhalten.
Wenn die gezählte Zeit die Aufrechterhaltungszeit überschreitet und der Kompressor dementsprechend auf eine übliche Art, das ECV zu steuern, gesteuert wird, wird die in Schritt S130 begonnene Zählung der Zeit fortgesetzt, um zu bestimmen, ob die gezählte Zeit gleich der oder länger als die Zykluszeit ist (S170).
Ist die gezählte Zeit als Ergebnis von Schritt 170 gleich der oder länger als die Zykluszeit, so wird die Abfolge von Schritten, beginnend mit Schritt S110 zur Bestimmung, ob ein Fahrzeugzustand die Eintrittsbedingungen erfüllt, wiederholt.
Weiterhin soll nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 und 6 die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
5 zeigt einen Graph, der eine Änderung der ECV-Leistung entsprechend dem Betrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, während 6 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 zeigt Betriebszustände des Fahrzeugs und des Kompressors bei Betrieb einer Klimatisierungsvorrichtung während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs.
Der oberste Graph stellt den Kältemitteldruck des Kompressors dar, während der zweite Graph die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, der darunter abgebildete Graph die vom Ventilsensor 220 gemessene Beschleunigungsrate des Kraftfahrzeugs darstellt und der unterste Graph die Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors darstellt. Weiterhin stellt eine x-Achse die Zeit dar.
Der Kältemitteldruck wird dabei in der Einheit kgf/cm² angegeben, die Fahrzeuggeschwindigkeit wird in der Einheit km/h angegeben, die Beschleunigungsrate des Kraftfahrzeugs wird als ein Prozentsatz der Öffnung der Drosselklappe 400 (TPS%) angegeben, und die ECV-Leistung eines Kompressors wird in der Einheit % angegeben.
Wenn dabei die Bedingungen über einen vorbestimmten Zeitraum (im folgenden „Bezugszeitraum” genannt) derart sind, dass der Kältemitteldruck einen vorbestimmten Wert (im folgenden „Kältemitteldruckreferenzwert” genannt) unterschreitet, die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit (im folgenden „Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert” genannt) unterschreitet, die Beschleunigungsrate einen vorbestimmten Wert (im folgenden „Nicht-Beschleunigungsreferenzwert” genannt) unterschreitet und die ECV-Leistung einen vorbestimmten Wert (im folgenden „Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert” genannt) unterschreitet, erreicht der Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses, so dass Geräusche erzeugt werden, wobei die Hauptsteuervorrichtung 110 bestimmt, dass sich die Funktionstüchtigkeit verschlechtert.
Das oben angeführte Verfahren ist indes nur ein Beispiel zur Bestimmung des Zustands des geringen Kältemitteldurchflusses eines Kompressors, wobei nicht alle voranstehend genannten Parameter, d. h., Kältemitteldruck, Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigungsrate und Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, gleichzeitig bei der Bestimmung des Zustands des geringen Kältemitteldurchflusses eines Kompressors verwendet werden müssen. Anders ausgedrückt muss der Kältemitteldruck nicht als Grundlage zur Bestimmung des Zustands des geringen Kältemitteldurchflusses eines Kompressors gewählt werden.
Dabei wird der Kältemitteldruckreferenzwert in der Einheit kgf/cm² angegeben, während der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert in der Einheit km/h angegeben wird, der Nicht-Beschleunigungsreferenzwert ein Referenzwert ist, der einen Zustand definiert, in dem ein Kraftfahrzeug nicht beschleunigt wird oder die Beschleunigungsrate sehr gering ist, und als der Prozentsatz der Öffnung der Drosselklappe 400 (TPS%) angegeben wird, und der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert ein willkürlich gewählter Wert ist, der in einen mittleren Abschnitt innerhalb eines Betriebsbereichs des Kompressors fällt, und als ECV-Leistung in der Einheit % angegeben wird. Geht man zum Beispiel davon aus, dass die ECV-Leistung eines Fahrzeugkompressors zwischen 35% und 85% variiert, so ist der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert ein willkürlich gewählter Wert von annähernd 60%.
Der Kältemittelreferenzwert, der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert, der Nicht-Beschleunigungsreferenzwert und der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert werden dabei durch Versuche als Referenzwerte zur Bestimmung des Zustands des geringen Kältemitteldurchflusses eines Kompressors berechnet. Zum Beispiel kann der Kältemittelreferenzwert 9 kgf/cm² betragen, während der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert 30 km/h betragen, der Nicht- Beschleunigungsreferenzwert 6% betragen und der Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert 60% ECV-Leistung betragen kann.
Weiterhin ist der Bezugszeitraum (TD), der durch Versuche errechnet wird, ein Zeitintervall, das in der Einheit s angegeben wird. Es wird bestimmt, dass der Kompressor einen Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, wenn der Zustand, der die vorstehend genannten Bedingungen erfüllt, während des Bezugszeitraums (TD) aufrechterhalten wird.
Im in 5 dargestellten Graph unterschreitet an einem Punkt, an dem die Fahrzeuggeschwindigkeit zum ersten Mal niedriger als der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert ist, der Kältemitteldruck den Kältemitteldruckreferenzwert, während die Beschleunigungsrate den Nicht-Beschleunigungsreferenzwert unterschreitet, die Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors den Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert unterschreitet, so dass die vier Faktoren zur Bestimmung des geringen Durchflusses die Bedingungen erfüllen. Der Zustand, in dem die Bedingungen erfüllt sind, hält allerdings nicht während des Bezugszeitraums an, sondern die Beschleunigungsrate wird noch vor Ablauf des Bezugszeitraums über den Nicht-Beschleunigungsreferenzwert hinaus erhöht. Infolgedessen bestimmt die Hauptsteuervorrichtung 110, dass sich der Kompressor nicht im Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses befindet, so dass die ECV-Leistung nicht erhöht wird.
Anschließend ist zu sehen, dass an einem Punkt, an dem die Fahrzeuggeschwindigkeit zum zweiten Mal niedriger als der Niedriggeschwindigkeitsreferenzwert ist, die Bezugszeit abläuft, während der Kältemitteldruck den Kältemitteldruckreferenzwert unterschreitet, die Beschleunigungsrate den Nicht-Beschleunigungsreferenzwert unterschreitet und die Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors den Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert unterschreitet. In diesem Fall bestimmt die Hauptsteuervorrichtung 110, dass sich der Kompressor im Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses befindet, und erhöht die ECV-Leistung.
Dabei erhöht die Hauptsteuervorrichtung 110 die aktuelle ECV-Leistung auf einen um einen vorgegebenen ECV-Leistungskompensationswert erhöhten ECV-Leistungswert, um die ECV-Leistung zu erhöhen, damit verhindert wird, dass der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht und Geräusche erzeugt. Würde die Hauptsteuervorrichtung 110 die ECV-Leistung dagegen nicht erhöhen, so würde der Kompressor den Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreichen und dadurch Geräusche verursachen.
Nach Verringerung der erhöhten ECV-Leistung in einem bestimmten Verhältnis (einer Kompensationsverringerungsrate) auf die ursprüngliche ECV-Leistung, wird die ECV-Leistung in einer üblichen Weise gesteuert.
Dabei wird der ECV-Leistungskompensationswert, der ein Inkrement der ECV-Leistung ist, die verhindert, dass der Kompressor den Zustand des geringen Durchflusses erreicht, durch Versuche berechnet. Vorzugsweise werden 10% o. ä. der ECV-Leistung als ECV-Leistungskompensationswert festgelegt. Um jedoch eine übermäßige Erhöhung der ECV-Leistung zu verhindern, liegt die um den ECV-Leistungskompensationswert erhöhte ECV-Leistung vorzugsweise nicht über 85%.
Die Kompensationsverringerungsrate ist eine Verringerungsrate, durch die verhindert wird, dass sich die ECV-Leistung schnell ändert, wenn die ECV-Leistung verringert wird. Vorzugsweise wird die Verringerungsrate derart festgelegt, dass die ECV-Leistung pro Minute um 20% verringert wird.
Weiterhin ist die Kompensationsverringerungsrate der ECV-Leistung ebenfalls ein Wert, der durch Versuche berechnet wird, wobei die ECV-Leistung nach der Verringerung der ECV-Leistung bei einer Rate von 20% pro Minute vorzugsweise auf eine übliche Weise gesteuert wird.
Unter Bezugnahme auf 6 soll nachfolgend ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Schritt für Schritt beschrieben werden. Das Verfahren zur Steuerung eines Kompressors gemäß dieser Ausführungsform beginnt zunächst zusammen mit dem Betreiben der Klimatisierungsvorrichtung (S200).
Wenn die Klimatisierungsvorrichtung in Betrieb ist, wird dann bestimmt, ob ein Kraftfahrzeug die Eintrittsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt (S210).
Die Eintrittsbedingungen sind dabei erfüllt, wenn der Zustand, in dem sowohl die Bedingung des Kältemitteldrucks, als auch die Bedingung der Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, die Bedingung der Nicht-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und die Bedingung der niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit erfüllt sind, während eines vorgegebenen Bezugszeitraums (TD) aufrechterhalten werden.
Dabei versteht man unter der Bedingung des Kältemitteldrucks, dass der Kältemitteldruck des Kompressors 300 den Kältemitteldruckreferenzwert unterschreitet; unter der Bedingung der Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors versteht man, dass die ECV-Leistung den Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert nicht überschreitet; unter der Bedingung der Nicht-Beschleunigung versteht man, dass die Beschleunigungsrate des Kraftfahrzeugs (der Öffnungsgrad einer Drosselklappe) den Nicht-Beschleunigungsreferenzwert nicht überschreitet, und unter der Bedingung der Fahrzeuggeschwindigkeit versteht man, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit die Bedingung der niedrigen Geschwindigkeit nicht überschreitet.
Dann wird weiterhin bestimmt, ob ein derartiger Zustand während des Bezugszeitraums (TD) aufrechterhalten wird, wobei anschließend bestimmt wird, ob die Eintrittsbedingungen erfüllt sind.
Wenn als Bestimmungsergebnis aus Schritt S210 bestimmt wird, dass der Zustand, in dem sowohl die Bedingung des Kältemitteldrucks, als auch die Bedingung der Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, die Bedingung der Nicht-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und die Bedingung der niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit erfüllt sind, während des Bezugszeitraums (TD) aufrechterhalten werden, wird die ECV-Leistung des Kompressors auf den erhöhten ECV-Leistungswert erhöht (S220).
Dabei ist der erhöhte ECV-Leistungswert gleich einem oder größer als ein Wert, den man durch das Addieren des ECV-Leistungskompensationswerts zur ECV-Leistung zu einem Zeitpunkt erhält, an dem die Eintrittsbedingungen in Schritt S210 erfüllt sind, d. h., zu einem aktuellen Zeitpunkt, an dem der Bezugszeitraum (TD) vorüber ist, nachdem sowohl die Bedingung des Kältemitteldrucks, als auch die Bedingung der Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors, die Bedingung der Nicht-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und die Bedingung der niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit erfüllt sind.
Wie oben ausgeführt, ist der ECV-Leistungskompensationswert ein Inkrement der ECV-Leistung, das verhindert, dass der Kompressor den Zustand des geringen Durchflusses erreicht. Der ECV-Leistungskompensationswert wird durch Versuche errechnet, wobei etwa 10% der ECV-Leistung als ECV-Leistungskompensationswert festgelegt werden können.
Beträgt zum Beispiel die ECV-Leistung zu einem aktuellen Zeitpunkt, an dem die Eintrittsbedingungen erfüllt sind, 40%, und beträgt der vorgegebene ECV-Leistungskompensationswert 10%, so wird der erhöhte ECV-Leistungswert 50% betragen. Weiterhin wird in Schritt S220 der Kompressor dadurch gesteuert, dass der erhöhte ECV-Leistungswert von 50% als ECV-Leistung des Kompressors festgelegt wird.
Wenn die ECV-Leistung auf den erhöhten ECV-Leistungswert erhöht ist, d. h., wenn die aktuelle ECV-Leistung um den ECV-Leistungskompensationswert erhöht ist, startet die Zählung der vergangenen Zeit (S230).
Dabei wird die vergangene Zeit gezählt, um die ECV-Leistung entsprechend der vorgegebenen Kompensationsverringerungsrate linear zu senken, wobei gleichzeitig die ECV-Leistung erhöht wird, wie dies weiter oben ausgeführt wurde. Dabei ist die Kompensationsverringerungsrate eine Verringerungsrate zur Verhinderung einer schnellen Änderung der ECV-Leistung und kann als eine ECV-Leistungsverringerungsrate bezüglich der Zeit festgelegt werden (zum Beispiel eine Verringerungsrate der ECV-Leistung von 20% pro Minute). Dementsprechend wird die vergangene Zeit gezählt, so dass die ECV-Leistung bei einer vorgegebenen konstanten Rate entsprechend der vergangenen Zeit verringert wird.
Dadurch wird in Schritt S220 bei erhöhter ECV-Leistung die vergangene Zeit gezählt und die ECV-Leistung langsam verringert. Die ECV-Leistung wird als Wert berechnet, den man durch Subtraktion eines Wertes, der durch die Multiplikation der Kompensationsverringerungsrate mit der vergangenen Zeit erhalten wird, vom in Schritt S220 errechneten erhöhten ECV-Leistungswert erhält (S240).
Anders ausgedrückt erhält man in einem Fall, in dem die ECV-Leistung zu dem Zeitpunkt, an dem die Eintrittsbedingungen erfüllt sind, 40% beträgt, der vorgegebene ECV-Leistungskompensationswert 10% beträgt und der erhöhte ECV-Leistungswert somit 50% beträgt, wenn die Kompensationsverringerungsrate 20% beträgt, die ECV-Leistung zur Steuerung des Kompressors an einem Punkt, an dem 15 Sekunden vergangen sind, indem man 20%/Minute × 15 Sekunden von 50% subtrahiert, was 45% ergibt.
Wie weiter oben ausgeführt, wird in Schritt S240 die ECV-Leistung kontinuierlich berechnet und gesteuert, wenn die vergangene Zeit vorüber ist.
Während Schritt S240 wie weiter oben ausgeführt durchgeführt wird, wird anschließend kontinuierlich überwacht, ob die in Schritt S240 berechnete aktuelle ECV-Leistung bis unter einen Kompensationsabschlusswert gesenkt wird (S250).
Dabei lässt sich der Kompensationsabschlusswert durch die Subtraktion des ECV-Leistungskompensationswerts vom erhöhten ECV-Leistungswert erhalten. Der durch die Subtraktion des ECV-Leistungskompensationswerts vom erhöhten ECV-Leistungswert erhaltene Wert wird dabei ein ECV-Leistungswert, wenn die Eintrittsbedingungen in Schritt S210 und S220 erfüllt sind. Anders ausgedrückt kann dieser Wert einer ECV-Leistung vor der zwangsweisen Erhöhung der ECV-Leistung entsprechen; er kann jedoch auch als ein anderer unterschiedlicher Wert festgelegt werden. Zum Beispiel kann der Kompensationsabschlusswert gleich dem Betriebsgeschwindigkeitsreferenzwert sein.
In einem anderen Fall kann Schritt S250 durch Vergleichen der vergangenen Zeit mit einer vorgegebenen Zeit durchgeführt werden. Beträgt zum Beispiel der vorgegebene ECV-Leistungskompensationswert 10% pro Minute und die Kompensationsverringerungsrate 20% pro Minute, so ist die erhöhte ECV-Leistung nach 30 Sekunden wieder zum Ausgangswert zurückgekehrt, so dass Schritt S250 durch die Überwachung, ob die vergangene Zeit 30 Sekunden oder mehr beträgt, durchgeführt werden kann.
Weiterhin wird als ein Ergebnis der Bestimmung in Schritt S250 der Kompressor in einer üblichen Weise, das ECV zu steuern, gesteuert, wenn die ECV-Leistung den Kompensationsabschlusswert nicht überschreitet oder die vergangene Zeit einer vorgegebenen Zeit oder einem längeren Zeitraum entspricht (S260). Dabei versteht man unter einer üblichen Weise, das ECV zu steuern, dass die ECV-Leistung nach Erfassen der Zustandsinformation über ein Kraftfahrzeug entsprechend der Abgabeleistung des Kompressors 300 derart gesteuert wird, dass die Temperatur im Kraftfahrzeug auf die vom Benutzer gewünschte Temperatur eingestellt wird.
Wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es weiter oben ausgeführt wurde, verwendet, lassen sich die folgenden Vorteile erwarten.
Durch Vorausberechnen eines Zustands eines geringen Kältemitteldurchflusses des Kompressors und die anschließende Erhöhung der ECV-Leistung wird verhindert, dass der Kompressor einen Zustand des geringen Kältemitteldurchflusses erreicht. Ein Vorteil besteht somit in der Verbesserung der Funktionstüchtigkeit des Kompressors.
Weiterhin wird bei der vorliegenden Erfindung durch Vorausberechnen eines Zustands eines geringen Kältemitteldurchflusses des Kompressors und durch die anschließende Erhöhung der ECV-Leistung verhindert, dass der Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, wodurch vom Kompressor erzeugte Geräusche verringert werden und damit Stabilität für die Benutzer gewährleistet wird.
Weiterhin wird bei der Erhöhung der ECV-Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung die ECV-Leistung auf einen Mittelwert innerhalb eines üblichen Betriebsbereichs der ECV-Leistung erhöht. Das ist insofern vorteilhaft, als eine übermäßige Erhöhung der ECV-Leistung verhindert wird (verglichen mit einem Fall, in dem eine maximale Erhöhung der ECV-Leistung erfolgt), wodurch die Kraftstoffeffizienz eines Kraftfahrzeugs verbessert werden kann und verhindert werden kann, dass es zu einem übermäßigen Drehmoment und damit zu Schwankungen der Motordrehzahl kommt.
Ferner wird die ECV-Leistung bei einer moderaten Rate verringert, wenn die ECV-Leistung nach der Erhöhung der ECV-Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung verringert wird, so dass Schwankungen der ECV-Leistung verringert und ein Einfluss auf eine Änderung des Drehmoments eines Kraftfahrzeugs dadurch reduziert wird.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern wird durch die anhängenden Ansprüche definiert. In dem Fachmann geläufiger Weise können verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, ohne den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- KR 10-2008-0094351 [0001]
- JP 2005-104305 [0024]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Kompressors einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei der Kompressor eine Zylinderbohrung (13) zum Komprimieren eines Kältemittels, einen in die Zylinderbohrung (13) eingesetzten Kolben (15), eine Taumelscheibe (48), die eine regelbare Neigung bezüglich einer Antriebswelle (40) aufweist, und ein Regelventil (35) zur Regelung der Neigung der Taumelscheibe (48) aufweist, wobei das Verfahren durch das Aufweisen der folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Regeln der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Beschleunigungsrate vorbestimmte Bedingungen erfüllen und der Kompressor somit einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Schritt der Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert die Abgabeleistung des Kompressors auf den vorbestimmten Wert geregelt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate und die Abgabeleistung des Kompressors vorbestimmte Bedingungen erfüllen, und wobei der vorbestimmte Wert ein ungefährer Mittelwert innerhalb eines Abgabeleistungsbereichs des Kompressors ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren nach dem Schritt der Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen, ob eine Aufrechterhaltungszeit während der die Abgabeleistung bei dem vorbestimmten Wert aufrechterhalten wird, abläuft; Regeln der Abgabeleistung auf eine übliche Weise, wenn die Aufrechterhaltungszeit abläuft; und Bestimmen, ob eine vorgegebene Zykluszeit abläuft, wobei nach Ablauf der Zykluszeit die voranstehend aufgeführten Schritte, beginnend mit dem Schritt der Bestimmung, ob ein Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der ungefähre Mittelwert innerhalb des Abgabeleistungsbereichs ein vorbestimmter Wert zwischen 45% und 65% innerhalb des Abgabeleistungsbereichs ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Schritt der Regelung der Abgabeleistung des Kompressors auf einen vorbestimmten Wert die Abgabeleistung des Taumelscheibenkompressors mit variabler Leistung um einen vorbestimmten Wert erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei nach der Erhöhung der Abgabeleistung des Kompressors die Abgabeleistung des Kompressors entsprechend einer vorbestimmten Verringerungsrate linear verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Abgabeleistung des Kompressors durch die Erhöhung der Leistung des Neigungsregelventils (ECV) um etwa 10% der ECV-Leistung erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Verringerungsrate der Abgabeleistung des Kompressors etwa 20% der ECV-Leistung pro Minute beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei bei der Bestimmung, ob der Kompressor einen Zustand eines geringen Kältemitteldurchflusses erreicht, geprüft wird, ob der Kältemitteldruck des Kompressors eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.