DE102011116110A1 - Air conditioning apparatus for motor car, has signal generation unit assigned to air conditioning unit to actuate compressor with advance signal around time displacement immediately before starting of motor car - Google Patents

Air conditioning apparatus for motor car, has signal generation unit assigned to air conditioning unit to actuate compressor with advance signal around time displacement immediately before starting of motor car Download PDF

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Abstract

The apparatus has a refrigerant circuit (K) connected with a compressor (11) i.e. swashplate compressor, having variable piston displacement, and an air conditioning unit (17) for actuating a drive signal (A) for adjusting the piston displacement of the compressor. A signal generation unit (31) is assigned to the air conditioning unit to actuate the compressor with an advance signal (V) around a time displacement immediately before starting of a motor car, where a predetermined minimum piston displacement at the compressor is more adjustable with the advance signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Klimaanlage.The invention relates to an air conditioner for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for controlling such an air conditioner.

In Fahrzeugklimaanlagen werden üblicherweise Taumelscheiben-Kompressoren mit veränderbarem Hubvolumen eingesetzt. Der Taumelscheiben-Kompressor wird dabei u. a. in Abhängigkeit von der Soll-Fahrzeuginnenraumtemperatur sowie in Abhängigkeit weiterer Eingangsparameter vom Klimasteuergerät angesteuert.In vehicle air conditioners, swash plate compressors with variable displacement are usually used. The swash plate compressor is u. a. controlled by the climate control unit as a function of the desired vehicle interior temperature and as a function of further input parameters.

Aus der DE 101 35 727 A1 ist eine gattungsgemäße Klimaanlage für ein Fahrzeug bekannt, in deren Kältemittelkreislauf ein Taumelscheiben-Kompressor geschaltet ist. Der Taumelscheiben-Kompressor weist eine Kompressorwelle auf, die in bekannter Weise mit der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs in trieblicher Verbindung ist und daher ab dem Motorstart-Zeitpunkt in Drehung versetzt ist. Auf der Kompressorwelle sitzt eine neigungsverstellbare Taumelscheibe, die zumindest einen Hubkolben des Kompressors zur Kältemittel-Verdichtung antreibt. In Abhängigkeit vom Neigungswinkel der Taumelscheibe stellt sich ein Hubvolumen des Hubkolbens ein. Die Taumelscheibe ist zwischen einer senkrechten Endlage ohne Hubvolumen sowie einer, mit maximalem Neigungswinkel geneigten Endlage mit maximalem Hubvolumen neigungsverstellbar. Ein derartiger Taumelscheiben-Kompressor ist grob schematisch in der 2 dargestellt. Demzufolge kann der Taumelscheiben-Neigungswinkel durch Beaufschlagung einer Kompressor-Kurbelkammer, in der die Taumelscheibe angeordnet ist, mit einem Steuerdruck eingestellt werden. Der Steuerdruck kann wiederum in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad eines Kompressorregelventils variiert werden, das ein Elektromagnetventil sein kann. Im unbestromten Zustand, das heißt bei abgestelltem Fahrzeug, ist das Regelventil in einer Offenstellung, in der ein Druckausgleich zwischen der Kurbelkammer, der Druckseite und der Saugseite des Kompressors hergestellt ist. In diesem Fall nimmt die Taumelscheibe eine Druckausgleichsstellung ein. In der Druckausgleichsstellung ist die Taumelscheibe um einen geringen Neigungswinkel geneigt.From the DE 101 35 727 A1 a generic air conditioning system for a vehicle is known, in the refrigerant circuit, a swash plate compressor is connected. The swash plate compressor has a compressor shaft, which is in known manner with the internal combustion engine of the vehicle in driving connection and is therefore offset from the engine start time in rotation. On the compressor shaft sits a tilt-adjustable swash plate, which drives at least one reciprocating piston of the compressor for refrigerant compression. Depending on the inclination angle of the swash plate adjusts a stroke volume of the reciprocating piston. The swashplate is tilt-adjustable between a vertical end position without stroke volume and an end position inclined at a maximum inclination angle with maximum displacement. Such a swash plate compressor is roughly schematically in the 2 shown. As a result, the swash plate inclination angle can be adjusted by pressurizing a compressor crank chamber in which the swash plate is arranged with a control pressure. The control pressure may in turn be varied depending on the degree of opening of a compressor control valve, which may be a solenoid valve. In the de-energized state, that is, when the vehicle is parked, the control valve is in an open position, in which a pressure equalization between the crank chamber, the pressure side and the suction side of the compressor is made. In this case, the swash plate assumes a pressure compensation position. In the pressure equalization position, the swash plate is inclined by a small inclination angle.

Bei dem obigen, aus der DE 101 35 727 A1 bekannten Kompressor ergibt sich beim Motorstart das folgende Anfahrverhalten: So wird die mit der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung stehende Kompressorwelle unmittelbar nach Motorstart in Drehung versetzt. Dadurch greifen Fliehkräfte an der mitdrehenden Taumelscheibe an. Die Taumelscheibe wird daher fliehkraftbedingt von ihrer Druckausgleichsstellung, in der die Taumelscheibe einen minimalen Neigungswinkel einnimmt, in die senkrechte Endlage verlagert, in der der zugeordnete Hubkolben kein Hubvolumen aufweist. Ausgehend von dieser senkrechten Endlage erfolgt dann in Abhängigkeit vom Ansteuersignal des Klimasteuergeräts eine Neigungsverstellung der Taumelscheibe. Das Ansteuersignal wird oftmals erst mit einer Einschaltverzögerung von 2 bis 4 Sekunden nach erfolgtem Motorstart vom Klimasteuergerät zum Kompressor geleitet. Entsprechend ist dadurch die Ansprechempfindlichkeit des Kompressors reduziert. Das Ansprechverhalten wird zudem beeinträchtigt, wenn im Kompressor keine Gasphase, sondern vielmehr flüssiges Kältemittel vorhanden ist. Dadurch kann das Aufregeln des Kompressors nur in einer stark verzögerten Ansprechzeit von bis zu 2 Minuten erfolgen.In the above, from the DE 101 35 727 A1 known compressor results in the following starting behavior when starting the engine: Thus, the standing with the internal combustion engine in drive connection compressor shaft is set immediately after engine start in rotation. As a result, centrifugal forces act on the co-rotating swash plate. The swash plate is therefore centrifugally displaced by its pressure compensation position in which the swash plate occupies a minimum angle of inclination, moved to the vertical end position in which the associated reciprocating piston has no stroke volume. Starting from this vertical end position is then carried out in dependence on the control signal of the climate control unit, a tilt adjustment of the swash plate. The drive signal is often only with a switch-on delay of 2 to 4 seconds after the engine has been started by the climate control unit to the compressor. Accordingly, this reduces the responsiveness of the compressor. The response is also impaired if there is no gas phase in the compressor, but rather liquid refrigerant. As a result, the compressor can be regulated only in a strongly delayed response time of up to 2 minutes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Klimaanlage bereitzustellen, bei der das Ansprechverhalten der Klimaanlage nach einem Motorstart verbessert ist.The object of the invention is to provide an air conditioner for a vehicle and a method for driving such an air conditioner in which the responsiveness of the air conditioner after engine startup is improved.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem im Kältemittelkreislauf geschalteten Kompressor, dessen Hubvolumen veränderbar ist. Der Kompressor wird im laufenden Klimaanlagen-Betrieb mittels eines Ansteuersignals geregelt, das vom Klimasteuergerät generiert wird. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist dem Klimasteuergerät zusätzlich eine Signalerzeugungseinheit zugeordnet. Mit der Signalerzeugungseinheit kann der Kompressor bereits um einen Zeitversatz vor dem Motorstart-Zeitpunkt mit einem Vorlaufsignal angesteuert werden. Mit dem Vorlaufsignal wird am Kompressor ein vorgegebenes Mindest-Hubvolumen fest eingestellt, mit dem der Kompressor unmittelbar nach dem Motorstart ohne Zeitverzögerung Kältemittel fördert. Die Klimaanlage kann somit nahezu ohne Zeitverzögerung nach dem Motorstart anlaufen.The invention relates to an air conditioner with a compressor connected in the refrigerant circuit, the displacement of which is variable. The compressor is controlled in the current air conditioner operation by means of a drive signal, which is generated by the climate control unit. According to the characterizing part of claim 1, the climate control unit is additionally assigned a signal generation unit. With the signal generating unit, the compressor can already be controlled by a time offset before the engine start time with a lead signal. With the flow signal, a predetermined minimum displacement is set at the compressor, with which the compressor promotes refrigerant immediately after engine start without delay. The air conditioning can thus start with almost no time delay after engine start.

Die oben dargelegte Ansteuerung mit dem Vorlaufsignal bereits vor dem Motorstart ist insbesondere bei Taumelscheiben-Kompressoren vorteilhaft: Ein Taumelscheiben-Kompressor weist prinzipiell eine Kompressorwelle und eine darauf neigungsverstellbar, jedoch drehfest montierte Taumelscheibe auf. Die Kompressorwelle ist in Antriebsverbindung, etwa Riemenverbindung, mit der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, so dass die Kompressorwelle bereits unmittelbar nach dem Motorstart angetrieben wird. Die darauf sitzende Taumelscheibe kann zwischen einer zur Kompressorwelle senkrechten Endlage ohne Hubvolumen und einer mit maximalen Neigungswinkel geneigten Endlage mit maximalem Hubvolumen neigungsverstellt werden. Die Taumelscheibe treibt wiederum einen in Axialrichtung verstellbaren Hubkolben an, dessen Hubvolumen in Abhängigkeit vom Taumelscheiben-Neigungswinkel variiert.The above-described control with the flow signal already before the engine start is particularly advantageous in swash plate compressors: A swash plate compressor has in principle a compressor shaft and a tilt-adjustable, but rotatably mounted swash plate on it. The compressor shaft is in driving connection, such as belt connection, with the internal combustion engine of the vehicle, so that the compressor shaft is already driven immediately after engine start. The swash plate seated thereon can be tilt-adjusted between an end position, which is vertical to the compressor shaft, without a stroke volume and an end position, which is inclined at a maximum inclination angle, with a maximum displacement. The swash plate in turn drives an axially adjustable Reciprocating piston whose displacement varies depending on the swash plate inclination angle.

Der Taumelscheiben-Neigungswinkel kann durch Beaufschlagung einer Kompressor-Kurbelkammer, in der die Taumelscheibe angeordnet ist, mit einem Steuerdruck eingestellt werden. Der Steuerdruck kann wiederum in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad eines Kompressor-Regelventils variiert werden. Das Regelventil kann einen Einlass zum Anschluss an die Kompressor-Druckseite, einen ersten Auslass zum Anschluss an die Kurbelkammer und einen zweiten Auslass zum Anschluss an die Kompressor-Saugseite aufweisen. Das Regelventil ist bei abgestelltem Fahrzeug in seiner Offenstellung, in der zwischen der Kurbelkammer, der Druckseite sowie der Saugseite des Kompressors ein Druckausgleich hergestellt ist. In dieser Ruhelage nimmt die Taumelscheibe eine Druckausgleichsstellung ein, in der die Taumelscheibe um einen geringen Neigungswinkel geneigt ist. In der Geschlossenstellung kann dagegen das Regelventil den zweiten Auslass zur Saugseite schließen. In diesem Fall ist die Saugseite von der Kurbelkammer strömungstechnisch entkoppelt, während die Druckseite und die Kurbelkammer verbunden bleiben.The swash plate inclination angle can be adjusted by pressurizing a compressor crank chamber in which the swash plate is arranged with a control pressure. The control pressure can in turn be varied depending on the degree of opening of a compressor control valve. The control valve may have an inlet for connection to the compressor pressure side, a first outlet for connection to the crank chamber and a second outlet for connection to the compressor suction side. The control valve is in parked vehicle in its open position in which between the crank chamber, the pressure side and the suction side of the compressor, a pressure equalization is established. In this rest position, the swash plate assumes a pressure compensation position in which the swash plate is inclined by a small inclination angle. In the closed position, on the other hand, the control valve can close the second outlet to the suction side. In this case, the suction side of the crank chamber is fluidically decoupled, while the pressure side and the crank chamber remain connected.

Erfindungsgemäß kann die Signalerzeugungseinheit das Regelventil bereits vor dem Motorstart-Zeitpunkt mit dem Vorlaufsignal ansteuern, das heißt in eine Geschlossenstellung verbringen.According to the invention, the signal generating unit can control the control valve before the engine start time with the flow signal, ie spend in a closed position.

Mit der Ansteuerung des Regelventils mit dem Vorlaufsignal bereits vor dem Motorstart wird der Sachverhalt zunutze gemacht, dass die Taumelscheibe bei noch nicht angetriebener, d. h. stillstehender Kompressorwelle die oben erwähnte Druckausgleichsstellung einnimmt. In der Druckausgleichsstellung ist die Taumelscheibe bereits um einen Neigungswinkel geneigt. Durch Schließen des Regelventils noch vor dem Motorstart kann die Kurbelkammer bereits zum Motorstart-Zeitpunkt mit einem gewissen Steuerdruck beaufschlagt werden. Dadurch wird der in der Druckausgleichsstellung vorhandene Neigungswinkel der Taumelscheibe festgelegt. Zum Motorstart-Zeitpunkt wird daher die Taumelscheibe aufgrund der angreifenden Fliehkräfte nicht zurück in ihre senkrechte Endlage ohne Hubvolumen verstellt. Vielmehr verbleibt der Neigungswinkel unverändert, wodurch unmittelbar beim Motorstart-Zeitpunkt der Hubkolben mit einem Mindest-Hubvolumen Kältemittel fördern kann.With the control of the control valve with the flow signal already before the engine start, the fact is made use of the fact that the swash plate at not yet driven, d. H. stationary compressor shaft assumes the above-mentioned pressure equalization position. In the pressure equalization position, the swash plate is already inclined by an inclination angle. By closing the control valve before the engine starts, the crank chamber can already be acted upon at the engine start time with a certain control pressure. As a result, the inclination angle of the swash plate existing in the pressure compensation position is determined. At the engine start time, therefore, the swash plate is not adjusted back to its vertical end position without stroke volume due to the attacking centrifugal forces. Rather, the angle of inclination remains unchanged, whereby directly at the engine start time of the reciprocating can promote refrigerant with a minimum displacement.

Nach erfolgtem Motorstart wird das Regelventil des Taumelscheiben-Kompressors im laufenden Betrieb in Abhängigkeit von Eingangsparametern, etwa der Sollausblastemperatur oder der Verdampfertemperatur, weiter geregelt.After the engine has started, the control valve of the swash plate compressor is further controlled during operation as a function of input parameters, such as the desired outlet temperature or the evaporator temperature.

Die Signalerzeugungseinheit kann eine Erfassungseinrichtung aufweisen, mit der ein bevorstehender Motorstart erfassbar ist, auf welcher Grundlage das Vorlaufsignal erzeugt werden kann. Die Erfassungseinrichtung kann beispielhaft eine Motorstart-Betätigung des Fahrers erfassen. Beispielhaft kann das Fahrzeug ein Zündschloss aufweisen, das mit Hilfe eines Zündschlüssels drehbetätigbar ist. Durch Drehbetätigung des Zündschlosses in eine Endstellung erfolgt in an sich bekannter Weise der Motorstart. Mit der Erfassungseinrichtung kann bereits vor Erreichen der Endstellung eine Zwischenstellung erfasst werden, bei der das Vorlaufsignal erzeugt wird und noch vor dem Motorstart der Kompressor erfindungsgemäß ansteuerbar ist.The signal generation unit may have a detection device, with which an imminent engine start can be detected, on which basis the advance signal can be generated. The detection device may detect, for example, an engine start operation of the driver. By way of example, the vehicle may have an ignition lock that can be rotationally actuated with the aid of an ignition key. By turning operation of the ignition in an end position takes place in a conventional manner, the engine start. With the detection device, an intermediate position can be detected even before reaching the end position, in which the flow signal is generated and according to the invention can be controlled before the engine start.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the subclaims can be used individually or else in any desired combination with one another, except, for example, in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 ein stark vereinfachtes Blockschaltdiagramm einer Klimaanlage in einem Fahrzeug; 1 a highly simplified block diagram of an air conditioner in a vehicle;

2 in einer Seitenschnittdarstellung ein Taumelscheiben-Kompressor; 2 in a side sectional view of a swash plate compressor;

3 ein Kompressor-Regelventil des Taumelscheiben-Kompressors aus der 2; und 3 a compressor control valve of the swash plate compressor from the 2 ; and

4 ein Diagramm, mit dem die Ansteuerung des Kompressors sowie der Motorstart veranschaulicht ist. 4 a diagram illustrating the control of the compressor and the engine start is illustrated.

In der 1 ist grob schematisch eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Die Klimaanlage weist einen über Personenausströmer in den Fahrzeuginnenraum 1 mündenden, gestrichelt dargestellten Luftströmungskanal 3 auf, durch den ein Luftstrom 5 in den Fahrzeuginnenraum 1 geführt wird. Im Luftströmungskanal 3 ist ein Heizungswärmetauscher 7 eines nicht weiter dargestellten Kühlmittelkreislaufes 8 und ein Verdampfer 9 angeordnet. Der Verdampfer 9 ist Bestandteiles eines Kältemittelkreislaufes K, in dem in bekannter Weise noch ein Kompressor 11, ein Verflüssiger 13 sowie ein Expansionsorgan 15 in Reihe geschaltet sind. Zudem weist die Klimaanlage ein Klimasteuergerät 17 auf, mit dem im laufenden Klimaanlagen-Betrieb ein Ansteuersignal A generiert wird, mit dem das Hubvolumen H (2) des Kompressors 11 in Abhängigkeit von Eingangsparameter eingestellt wird. Beispielhaft sind in der 1 als Eingangsparameter eine Ausblastemperatur T1 sowie eine Verdampfertemperatur T2 gezeigt. Das Klimasteuergerät 17 ist in Signalverbindung mit einer übergeordneten elektronischen Steuereinrichtung 19. Mit der elektronischen Steuereinrichtung 19 werden, abgesehen von dem Klimasteuergerät 17, weitere nicht gezeigte Nebenaggregate (Licht, Kraftstoffpumpe, Scheibenwischer, etc.) und über das Motorsteuergerät 21 die Brennkraftmaschine 23 des Fahrzeugs angesteuert. Die Brennkraftmaschine 23 ist in bekannter Weise mit den Nebenaggregaten in Antriebsverbindung. Beispielhaft ist in der 1 ein Riementrieb 25 angedeutet, mit dem die in der 1 und 2 gezeigte Kompressorwelle 27 mit der Brennkraftmaschine 23 in Antriebsverbindung ist.In the 1 is roughly schematically illustrated an air conditioner for a motor vehicle. The air conditioning system has a person Ausströmer in the vehicle interior 1 opening, dashed lines shown air flow channel 3 on, through which a stream of air 5 in the vehicle interior 1 to be led. In the air flow channel 3 is a heating heat exchanger 7 a not shown coolant circuit 8th and an evaporator 9 arranged. The evaporator 9 is part of a refrigerant circuit K, in which in a known manner, a compressor 11 , a liquefier 13 as well as an expansion organ 15 are connected in series. In addition, the air conditioner has a climate control unit 17 on, with the current air conditioner operation, a drive signal A is generated, with which the stroke volume H ( 2 ) of the compressor 11 in dependence of Input parameter is set. Exemplary are in the 1 shown as input parameters, a blow-out temperature T 1 and an evaporator temperature T 2 . The climate control unit 17 is in signal communication with a parent electronic controller 19 , With the electronic control device 19 Beyond the climate control unit 17 , other accessories not shown (light, fuel pump, windscreen wiper, etc.) and the engine control unit 21 the internal combustion engine 23 controlled by the vehicle. The internal combustion engine 23 is in a known manner with the ancillary units in drive connection. Is exemplary in the 1 a belt drive 25 hinted that with the in the 1 and 2 shown compressor shaft 27 with the internal combustion engine 23 is in drive connection.

Gemäß der 1 kann durch Drehbetätigung des Zündschlosses 26 in eine Endstellung E ein Motorstart erfolgen, bei dem über die elektronische Steuereinrichtung 19 und das Motorsteuergerät 21 die Brennkraftmaschine 23 in Betrieb genommen wird. Zusätzlich wird bei der Drehbetätigung des Zündschlosses 26 mittels eines Sensors 29 eine Zwischenstellung Z des Zündschlüssels erfasst, mit dem ein entsprechendes Aktivierungssignal zu einer Signalerzeugungseinheit 31 geleitet wird. Die Signalerzeugungseinheit 31 ist in der 1 ein vom Klimasteuergerät 17 separater elektronischer Programmbaustein. Alternativ dazu kann der Programmbaustein 31 auch im Klimasteuergerät 17 integriert sein. Mit der Signalerzeugungseinheit 31 und dem Sensor 29 kann daher bereits vor Erreichen der Endstellung E ein unmittelbar bevorstehender Motorstart erfasst werden. Die Signalerzeugungseinheit 31 erzeugt auf dieser Grundlage ein Vorlaufsignal V, mit dem der Klimakompressor 11 um einen Zeitversatz Δt (4) bereits vor dem Motorstart-Zeitpunkt tM angesteuert wird. Mit dem Vorlaufsignal V ist ein vorgegebenes Mindest-Hubvolumen Hmin (2) am Kompressor 11 einstellbar.According to the 1 can by turning the ignition 26 in an end position E an engine start, in which via the electronic control device 19 and the engine control unit 21 the internal combustion engine 23 is put into operation. In addition, during the rotary operation of the ignition 26 by means of a sensor 29 detects an intermediate position Z of the ignition key, with which a corresponding activation signal to a signal generating unit 31 is directed. The signal generation unit 31 is in the 1 one from the climate control unit 17 separate electronic program block. Alternatively, the program block 31 also in the climate control unit 17 be integrated. With the signal generation unit 31 and the sensor 29 Therefore, an imminent engine start can already be detected before the end position E is reached. The signal generation unit 31 generates on this basis a flow signal V, with which the air conditioning compressor 11 by a time offset Δt ( 4 ) is already activated before the engine start time t M. With the advance signal V is a predetermined minimum stroke volume H min ( 2 ) on the compressor 11 adjustable.

Das Startverhalten des Kompressors 11 ist nachfolgend anhand der 2 und 3 beschrieben, die speziell einen Taumelscheiben-Kompressor 11 betreffen. Der Aufbau und die Funktionsweise des Taumelscheiben-Kompressors 11 sind anhand der 2 und 3 nur insoweit gezeigt und beschrieben, als es zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Weitere Einzelheiten zum Aufbau sowie der Funktionsweise des Taumelscheiben-Kompressors 11 sind der DE 101 35 727 A1 entnehmbar.The starting behavior of the compressor 11 is below on the basis of 2 and 3 specifically described a swash plate compressor 11 affect. The structure and operation of the swash plate compressor 11 are based on the 2 and 3 shown and described only to the extent necessary to understand the invention. Further details on the structure and operation of the swash plate compressor 11 are the DE 101 35 727 A1 removable.

Gemäß der 2 weist der Taumelscheiben-Kompressor 11 die bereits erwähnte Kompressorwelle 27 auf, die in Antriebsverbindung 25 mit der Brennkraftmaschine 23 ist. Das heißt, dass ab dem Motorstart-Zeitpunkt tM die Kompressorwelle 27 angetrieben ist. Zudem sitzt eine Taumelscheibe 33 drehfest, jedoch neigungsverstellbar, auf der Kompressorwelle 27. Die Taumelscheibe 33 treibt einen in Axialrichtung beweglichen Hubkolben 34 an, der mit einem änderbaren Hubvolumen H Kältemittel fördern kann. Die Taumelscheibe 33 ist zwischen einer zur Kompressorwelle 27 senkrechten Endlage I ohne Hubvolumen H und einer, mit maximalem Neigungswinkel geneigten Endlage 11 mit maximalem Hubvolumen Hmax neigungsverstellbar.According to the 2 has the swash plate compressor 11 the already mentioned compressor shaft 27 on that in drive connection 25 with the internal combustion engine 23 is. That is, from the engine start timing t M, the compressor shaft 27 is driven. In addition, sits a swash plate 33 non-rotatable, but tilt-adjustable, on the compressor shaft 27 , The swash plate 33 drives an axially movable piston 34 on, which can promote H with a variable displacement H refrigerant. The swash plate 33 is between one to the compressor shaft 27 vertical end position I without stroke volume H and one with maximum inclination angle inclined end position 11 with maximum stroke volume H max tilt-adjustable.

Der Taumelscheiben-Neigungswinkel ist durch Beaufschlagung einer Kompressor-Kurbelkammer 35, in der die Taumelscheibe 33 angeordnet ist, mit einem Steuerdruck p (2) einstellbar. Die zur Neigungsverstellung der Taumelscheibe 33 erforderliche Verstellmimik sowie deren druckdichte Begrenzung der Kurbelkammer 35 sind in der 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Der in der Kurbelkammer 35 vorherrschende Steuerdruck p ist in Abhängigkeit von einem Öffnungsgrad eines Kompressorregelventils 37 variierbar. Das Regelventil 37 ist in der 3 als ein Elektromagnetventil ausgeführt, das vor dem Motorstart-Zeitpunkt tM von der Signalerzeugungseinrichtung 31 mit dem Vorlaufsignal V oder nachdem Motorstart-Zeitpunkt tM, d. h. im laufenden Betrieb, von dem Klimasteuergerät 17 mit dem Ansteuersignal A angesteuert wird.The swash plate tilt angle is by applying a compressor crank chamber 35 in which the swash plate 33 is arranged with a control pressure p ( 2 ) adjustable. The tilt adjustment of the swash plate 33 required Verstellmimik and their pressure-tight limitation of the crank chamber 35 are in the 2 omitted for clarity. The one in the crank chamber 35 prevailing control pressure p is dependent on an opening degree of a compressor control valve 37 variable. The control valve 37 is in the 3 executed as a solenoid valve, the before the engine start time t M from the signal generating means 31 with the advance signal V or after engine start time t M , ie during operation, from the climate control unit 17 is driven with the drive signal A.

Gemäß der 3 weist das Regelventil 37 einen Einlass 38 zum Anschluss an eine Kompressordruckseite 39 (2), einen ersten Auslass 41 zum Anschluss an die Kurbelkammer 35 und einen zweiten Anschluss 43 zum Anschluss an die Kompressor-Saugseite 47 auf. In der 3 ist das Regelventil 37 im unbestromten Zustand, d. h. bei abgestelltem Fahrzeug, gezeigt, bei dem ein Schließelement des Regelventils 37 mit einer Federkraft in die Offenstellung gedrückt ist. In der Offenstellung erfolgt ein Druckausgleich zwischen der Kurbelkammer 35, der Druckseite 39 sowie der Saugseite 47. Dadurch nimmt die Taumelscheibe 33 eine Druckausgleichsstellung III (2) ein, die sich zwischen den beiden Endlagen I, II befindet. In der Druckausgleichsstellung III ist die Taumelscheibe 33 um einen gewissen Neigungswinkel geneigt, mit dem ein Mindest-Hubvolumen Hmin an Kältemittel förderbar ist. Demgegenüber ist in einer Geschlossenstellung des Regelventils 37 der zweite Auslass 43 zur Saugseite 47 geschlossen. Die Saugseite 47 ist in diesem Fall von der Kurbelkammer 35 strömungstechnisch entkoppelt, während die Druckseite 39 und die Kurbelkammer 43 miteinander verbunden bleiben.According to the 3 has the control valve 37 an inlet 38 for connection to a compressor pressure side 39 ( 2 ), a first outlet 41 for connection to the crank chamber 35 and a second connection 43 for connection to the compressor suction side 47 on. In the 3 is the control valve 37 in the de-energized state, ie when the vehicle is parked, shown in which a closing element of the control valve 37 is pressed with a spring force in the open position. In the open position, pressure equalization takes place between the crank chamber 35 , the print side 39 as well as the suction side 47 , This will take the swash plate 33 a pressure compensation position III ( 2 ), which is located between the two end positions I, II. In the pressure compensation position III is the swash plate 33 inclined by a certain inclination angle, with which a minimum displacement H min of refrigerant can be conveyed. In contrast, in a closed position of the control valve 37 the second outlet 43 to the suction side 47 closed. The suction side 47 is in this case from the crank chamber 35 fluidically decoupled while the pressure side 39 and the crank chamber 43 stay connected.

Bei der Ansteuerung des Regelventils 37 mit dem Vorlaufsignal V geht das Regelventil 37 bereits vor dem Motorstart-Zeitpunkt tM in die Geschlossenstellung über. Das Regelventil 37 wird daher geschlossen, bevor die Kompressorwelle 27 zu drehen beginnt. Die Taumelscheibe 33 kann daher im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehr fliehkraftbedingt in ihre senkrechte Endlage I (kein Hubvolumen) verlagert werden. Vielmehr wird die Taumelscheibe 33 bereits zum Motorstart-Zeitpunkt tM mit einem gewissen Steuerdruck p belastet, mit dem die Taumelscheibe 33 schon bei Beginn der Kompressorwellen-Drehung in ihre Druckausgleichsstellung III gehalten wird. Bereits mit Beginn der Kompressorwellen-Drehung fördert daher der Kompressor 11 ohne Zeitverzögerung mit dem, der Druckausgleichsstellung III zugeordneten Mindest-Hubvolumen Hmin. Ab dem Motorstart-Zeitpunkt tM wird darin das Regelventil mittels des Ansteuersignales A angesteuert, das von dem Klimasteuergerät 17 in Abhängigkeit der bereits genannten Eingangsparameter generiert wird. Dieser Sachverhalt ist in dem Diagramm der 4 grob schematisch wiedergegeben, in dem mit durchgezogener Linie ein Signalverlauf des Vorlauf-/Ansteuersignals V, A gezeigt ist. Mit gestrichelter Linie ist der Motorstart wiedergegeben, während mit strichpunktierter Linie die am Ausströmerbereich erfasste Ausblastemperatur T2 der Luftströmung 5 gezeigt ist.When controlling the control valve 37 with the flow signal V, the control valve goes 37 already before the engine start time t M in the closed position on. The control valve 37 is therefore closed before the compressor shaft 27 starts to turn. The swash plate 33 Therefore, in contrast to the prior art no more due to centrifugal force are shifted to their vertical end position I (no stroke volume). Rather, the swash plate 33 already loaded at the engine start time t M with a certain control pressure p, with the swash plate 33 already held at the beginning of the compressor shaft rotation in their pressure compensation position III. Therefore, already with the beginning of the compressor shaft rotation promotes the compressor 11 without delay with the, the pressure equalization position III associated minimum stroke volume H min . From the engine start point in time t M , the control valve is actuated therein by means of the drive signal A, which is generated by the climate control device 17 is generated as a function of the already mentioned input parameters. This fact is in the diagram of 4 roughly schematically reproduced, in which a solid line, a waveform of the feed / drive signal V, A is shown. The dashed line shows the engine start, while the dotted line shows the exhaust air temperature T 2 of the air flow detected by the dot-dash line 5 is shown.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10135727 A1 [0003, 0004, 0023] DE 10135727 A1 [0003, 0004, 0023]

Claims (10)

Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem in einem Kältemittelkreislauf (K) geschalteten Kompressor (11) mit veränderbarem Hubvolumen (H), und mit einem Klimasteuergerät (17), das den Kompressor (11) zur Einstellung des Kompressor-Hubvolumens (H) mit einem Ansteuersignal (A) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass dem Klimasteuergerät (17) eine Signalerzeugungseinheit (31) zugeordnet ist, die um einen Zeitversatz (Δt) unmittelbar vor einem Motorstart des Fahrzeugs den Kompressor (11) mit einem Vorlaufsignal (V) ansteuert, mit dem ein vorgegebenes Mindest-Hubvolumen (Hmin) am Kompressor (11) einstellbar ist.Air conditioning system for a vehicle with a compressor connected in a refrigerant circuit (K) ( 11 ) with variable displacement (H), and with a climate control unit ( 17 ), which is the compressor ( 11 ) for adjusting the compressor stroke volume (H) with a drive signal (A), characterized in that the climate control unit ( 17 ) a signal generation unit ( 31 ) is assigned to the compressor by a time offset (.DELTA.t) immediately before an engine start of the vehicle ( 11 ) with a supply signal (V), with which a predetermined minimum displacement (H min ) at the compressor ( 11 ) is adjustable. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (11) ein Taumelscheiben-Kompressor ist, der eine Kompressorwelle (27), die mit einem Fahrzeug-Antriebsaggregat (23) in trieblicher Verbindung (25) ist lind ab dem Motorstart vom Fahrzeug-Antriebsaggregat (23) angetrieben ist, und eine Taumelscheibe (33) aufweist, die zwischen einer zur Kompressorwelle (27) senkrechten Endlage (I) ohne Hubvolumen (H) und einer mit maximalem Neigungswinkel geneigten Endlage (II) mit maximalem Hubvolumen (Hmax) neigungsverstellbar ist.Air conditioning system according to claim 1, characterized in that the compressor ( 11 ) is a swash plate compressor, which is a compressor shaft ( 27 ) connected to a vehicle drive unit ( 23 ) in operational connection ( 25 ) is low starting from the engine start of the vehicle drive unit ( 23 ), and a swash plate ( 33 ) between one to the compressor shaft ( 27 ) vertical end position (I) without stroke volume (H) and a maximum inclination angle inclined end position (II) with a maximum displacement (H max ) is tilt-adjustable. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelscheiben-Neigungswinkel durch Beaufschlagung einer Kompressor-Kurbelkammer (35), in der die Taumelscheibe (33) angeordnet ist, mit einem Steuerdruck (p) einstellbar ist, welcher Steuerdruck (p) in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad eines Kompressor-Regelventils (37) variierbar ist, und dass die Signalerzeugungseinheit (31) zur Ansteuerung mit dem Vorlaufsignal (V) in Signalverbindung mit dem Regelventil (37) ist.Air conditioning system according to claim 2, characterized in that the swash plate inclination angle by applying a compressor crank chamber ( 35 ), in which the swash plate ( 33 ) is adjustable, with a control pressure (p) is adjustable, which control pressure (p) in dependence on the opening degree of a compressor control valve ( 37 ) and that the signal generation unit ( 31 ) for driving with the flow signal (V) in signal communication with the control valve ( 37 ). Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (37) einen Einlass (38) zum Anschluss an eine Kompressor-Druckseite (39), einen ersten Auslass (41) zum Anschluss an die Kurbelkammer (35) und einen zweiten Auslass (43) zum Anschluss an die Kompressor-Saugseite (47) aufweist.Air conditioning system according to claim 3, characterized in that the control valve ( 37 ) an inlet ( 38 ) for connection to a compressor pressure side ( 39 ), a first outlet ( 41 ) for connection to the crank chamber ( 35 ) and a second outlet ( 43 ) for connection to the compressor suction side ( 47 ) having. Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ruhelage das Regelventil (37) in einer Offenstellung ist, in der ein Druckausgleich zwischen der Kurbelkammer (43) und der Druckseite (39) sowie der Saugseite (47) hergestellt ist und in der die Taumelscheibe (33) eine Druckausgleichstellung (III) zwischen ihren beiden Endlagen (I, II) einnimmt, in welcher Druckausgleichsstellung die Taumelscheibe (33) um einen Neigungswinkel geneigt ist, mit dem ein Mindest-Hubvolumen (Hmin) förderbar ist.Air conditioning system according to claim 4, characterized in that in a rest position the control valve ( 37 ) in an open position, in which a pressure equalization between the crank chamber ( 43 ) and the print side ( 39 ) as well as the suction side ( 47 ) and in which the swash plate ( 33 ) occupies a pressure equalization position (III) between its two end positions (I, II), in which pressure compensation position the swash plate ( 33 ) is inclined by an inclination angle with which a minimum displacement volume (H min ) can be conveyed. Klimaanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (37) in einer Geschlossenstellung den zweiten Auslass (43) zur Saugseite (47) schließt, so dass die Saugseite (47) von der Kurbelkammer (35) entkoppelt ist, während die Druckseite (39) und die Kurbelkammer (35) verbunden bleiben.Air conditioning system according to claim 4 or 5, characterized in that the control valve ( 37 ) in a closed position the second outlet ( 43 ) to the suction side ( 47 ) closes, so that the suction side ( 47 ) from the crank chamber ( 35 ) is decoupled while the print side ( 39 ) and the crank chamber ( 35 ) remain connected. Klimaanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (37) durch Beaufschlagung mit dem Vorlaufsignal (V) vor dem Motorstart in die Geschlossenstellung übergeht, so dass zum Motorstart-Zeitpunkt (tM) die Taumelscheiben-Neigung auf die Neigung in der Druckausgleichsstellung (III) festgelegt t, mit der bereits zum Motorstart-Zeitpunkt (tM) das Mindest-Hubvolumen (Hmin) förderbar ist.Air conditioning system according to claim 5 or 6, characterized in that the control valve ( 37 ) transitions to the closed position by application of the advance signal (V) before the engine start, so that at the engine start time (t M ) the swash plate inclination is set to the inclination in the pressure equalization position (III) with that already at the engine start time (t M ) the minimum stroke volume (H min ) is eligible. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ab dem Motorstart das Regelventil (37) in Abhängigkeit von Eingangsparametern ausgehend von der Druckausgleichsstellung (III) die Neigung der Taumelscheibe (33) regelt.Air conditioning system according to one of claims 2 to 7, characterized in that from the engine start the control valve ( 37 ) in dependence on input parameters starting from the pressure equalization position (III) the inclination of the swash plate ( 33 ) regulates. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinheit (31) eine Erfassungseinrichtung (29) aufweist, die einen bevorstehenden Motorstart erfasst und auf dieser Grundlage des Vorlaufsignal (V) erzeugt.Air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the signal generating unit ( 31 ) a detection device ( 29 ), which detects an imminent engine start and generates on this basis of the flow signal (V). Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Zündschloss (26) aufweist, das mittels eines Zündschlüssels drehbetätigbar ist, und dass die Erfassungseinrichtung (29) vor Erreichen einer Zündstellung (E) eine Zwischenstellung (Z) erfasst, bei der das Vorlaufsignal (V) erzeugt wird.Air conditioning system according to claim 9, characterized in that the vehicle is an ignition lock ( 26 ), which is rotatably actuated by means of an ignition key, and that the detection device ( 29 ) detects an intermediate position (Z) before reaching an ignition position (E), in which the flow signal (V) is generated.
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