DE10312556A1 - Vehicle climate control system has a regulation and control unit that controls the pressure in a compressor using an actuator based on pressure measurements and a pressure gradient regulation system - Google Patents

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Abstract

Vehicle climate control system has at least a pressure sensor (19) in the high pressure zone and a regulation and control unit (21), the input side of which is connected to the pressure sensor and the output side of which is connected to a pressure adjustment actuator (22) of the compressor (2). The control unit has a set value indicator that relates to a defined pressure rise in a predefined time interval, whereby if a deviation from the gradient is detected an actuator signal is output to the pressure adjustment actuator to reduce the deviation to an acceptable value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an air conditioning system for a Vehicle, especially for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Eine allgemein bekannte, gattungsgemäße Klimaanlage weist wenigstens einen Klimaverdichter, wenigstens ein Expansionsorgan und wenigstens einen ersten Wärmetauscher auf, die nacheinander angeordnet und durch Arbeitsmittelleitungen für einen Arbeitsmittelkreislauf verbunden sind. Der Arbeitsmittelkreislauf ist in Fließrichtung des Arbeitsmittels gesehen in einen zwischen einem druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters und dem Expansionsorgan befindlichen Hochdruckbereich mit Hochdruck und einen zwischen dem Expansionsorgan und einem saugseitigen Anschluss des Klimaverdichters befindlichen Niederdruckbereich mit Niederdruck geteilt. Das Arbeitsmittel ist zwischen dem saugseitigen und druckseitigen Anschluss mittels dem Klimaverdichter von Niederdruck auf Hochdruck für einen Druckanstieg verdichtbar.A well-known, generic air conditioning system has at least one climate compressor, at least one expansion element and at least a first heat exchanger on that are arranged one after the other and through work lines for one Working fluid circuit are connected. The work equipment cycle is in the flow direction of the working fluid seen in between a pressure-side connection of the air conditioning compressor and the expansion element located high pressure area with high pressure and one between the expansion element and a suction side Connection of the air conditioning compressor with the low pressure area Low pressure divided. The working medium is between the suction side and connection on the pressure side by means of the low pressure air conditioning compressor at high pressure for compressible an increase in pressure.

Bei einer regelmäßig eingesetzten Klimaanlage ist neben dem ersten Wärmetauscher ein zweiter Wärmetauscher in den Arbeitsmittelkreislauf eingebunden, wobei der erste Wärmetauscher im Hochdruckbereich und der zweite Wärmetauscher im Niederdruckbereich angeordnet ist. Daraus ergibt sich bei einem Betrieb der Klimaanlage als Kälteanlage folgender Arbeitsmittelkreislauf: Im Klimaverdichter wird das gasförmig vorliegende Arbeitsmittel komprimiert und über eine Arbeitsmittelleitung zum ersten Wärmetauscher geleitet. Da der erste Wärmetauscher mit Umgebungsluft umströmt ist, wird das Arbeitsmittel abgekühlt bzw. wenigstens teilweise kondensiert und fließt über eine Arbeitsmittelleitung zum Expansionsorgan. Dort wird das Arbeitsmittel entspannt und dem zweiten Wärmetauscher, der von der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Nutzluft umströmt ist, zugeführt. Der vorbeiströmenden Nutzluft, die zugleich teilweise entfeuchtet wird, wird Wärme entzogen, wodurch einerseits das Arbeitsmittel weitgehend verdampft wird und andererseits die Temperatur der Nutzluft gesenkt wird, so dass der Fahrzeuginnenraum mit der abgekühlten Nutzluft beaufschlagt und somit gekühlt wird. Das nach dem zweiten Wärmetauscher weitgehend gasförmig vorliegende Arbeitsmittel wird zum Klimaverdichter weitergeführt und dort für ein Schließen des Arbeitsmittelkreislaufes wieder verdichtet.With a regularly used air conditioning system is next to the first heat exchanger a second heat exchanger integrated in the working fluid circuit, the first heat exchanger in the high pressure area and the second heat exchanger in the low pressure area is arranged. This results in the operation of the air conditioning system as a refrigeration system following Working medium cycle: The working medium is gaseous in the air conditioning compressor compressed and over a working line to the first heat exchanger. Since the first heat exchanger surrounded by ambient air is, the working fluid is cooled or at least partially condenses and flows over a Working line to the expansion organ. There is the work equipment relaxed and the second heat exchanger, the useful air to be supplied to the vehicle interior flows around, fed. The flowing past Useful air, which is also partially dehumidified, is extracted from heat, whereby on the one hand the working fluid is largely evaporated and on the other hand the temperature of the useful air is lowered so that the vehicle interior with the cooled Useful air is applied and thus cooled. That after the second heat exchangers largely gaseous existing work equipment is continued to the air conditioning compressor and there for lock in of the working fluid circuit is compressed again.

Neben dem Kälteanlagentrieb ist ein Betreiben der Klimaanlage als Wärmepumpe ebenfalls bekannt. Dabei wird der eben beschriebene Kreislauf in umgekehrter Fließrichtung des Arbeitsmittels durchströmt, so dass am zweiten Wärmetauscher, der mit dem Fahrzeuginnenraum in Verbindung steht und nun als Kondensator bzw. Gaskühler eingesetzt ist, Wärme abgegeben wird für ein Aufheizen des Fahrzeuginnenraums. Zudem ist ein dritter Wärmetauscher, der z. B. als Abgaswärmetauscher ausgeführt ist, in den Arbeitsmittelkreislauf eingebunden, mittels dem im Niederdruckbereich das Arbeitsmittel wieder verdampft wird. Auch ist ein sog. Dreiecksprozess bei Klimaanlagen für ein Kraftfahrzeug eingesetzt, bei dem das Arbeitsmittel im Klimaverdichter verdichtet und im Expansionsorgan entspannt wird, so dass im Niederdruckbereich mittels einem ersten Wärmetauscher dem Arbeitsmittel Wärme entzogen wird. Das Arbeitsmittel liegt dabei während des ganzen Prozesses weitgehend gasförmig vor.In addition to the refrigeration system drive is an operation the air conditioner as a heat pump also known. The cycle just described is reversed flow direction flows through the work equipment, so that on the second heat exchanger, which is connected to the vehicle interior and now as a capacitor or gas cooler is used, heat is delivered for a heating of the vehicle interior. There is also a third heat exchanger, the z. B. as an exhaust gas heat exchanger is executed integrated in the working fluid circuit by means of the low pressure range the working fluid is evaporated again. It is also a so-called triangular process for air conditioners for a motor vehicle used in which the working fluid in the air conditioning compressor is compressed and expanded in the expansion element, so that in the low pressure area by means of a first heat exchanger the working medium heat is withdrawn. The work equipment lies throughout the entire process largely gaseous in front.

Unabhängig von der Ausführung der Klimaanlage besteht oftmals die Problematik, dass bei Inbetriebnahme der Klimaanlage, insbesondere bei hohen Umgebungslasten und bei starken Drehzahlsprüngen des Klimaverdichterantriebs bei der Verdichtung des Arbeitsmittels von Niederdruck auf Hochdruck mittels dem Klimaverdichter sehr hohe Druckanstiegsgeschwindigkeiten vorliegen. Dabei können sich insbesondere Druckspitzen und Überschwinger in Bereichen oberhalb des maximalen Arbeitsdrucks einstellen, so dass dadurch eine Überbelastung der beteiligten Systembauteile auftreten kann bzw. eine im Arbeitsmittelkreislauf eingebaute Sicherheitskomponente ansprechen kann. Dadurch wird einerseits die Lebensdauer der betroffenen Systembauteile nachteilig gesenkt, was zu einem früheren Reparaturfall und somit höheren Reparaturkosten führen kann und andererseits kann bei einem Ansprechen der Sicherheitskomponente die Klimaanlage vollständig abschalten. Zudem können dadurch ungünstige Unterschwinger in der Temperaturregelung nach dem Verdampfer auftreten, was zu einer unerwünschten Vereisung desselben führen kann.Regardless of the execution of the Air conditioning there is often the problem that when starting up the air conditioning system, particularly in the case of high environmental loads and strong jumps in speed of the air conditioning compressor drive when compressing the working fluid from low pressure to high pressure using the air conditioning compressor very high pressure rise speeds available. You can in particular pressure peaks and overshoots in areas above of the maximum working pressure so that it causes an overload of the system components involved can occur or one in the working fluid circuit built-in safety component can address. This will, on the one hand the lifespan of the affected system components is disadvantageously reduced, what an earlier Case of repair and thus higher Lead to repair costs can and on the other hand can when the safety component responds the air conditioner completely switch off. You can also thereby unfavorable Undershoots occur in the temperature control after the evaporator, resulting in an undesirable Lead to icing of the same can.

Aus der DE 198 32 479 A1 ist eine Klimaanlage bekannt, die dem oben beschriebenen Grundaufbau der gattungsgemäßen Klimaanlage entspricht. Der Kreislauf dieser Klimaanlage wird mittels einer elektronischen Steuereinheit geregelt, in die einerseits der Temperaturwert der durch den zweiten Wärmetauscher geströmten, abgegebenen Luft und andererseits der Niederdruck als Saugdruck eingegeben wird. Abhängig von diesen erfassten Werten und zusätzlich von der Umgebungstemperatur und der gewünschten Abkühlung im Fahrzeuginnenraum erfolgt eine Regelung des Kreislaufs durch Regelung des Klimaverdichters. Das Expansionsorgan ist als Festdrossel ausgebildet und Druckspitzen werden durch ein Druckbegrenzungsventil abgebaut, wodurch der schnelle Druckanstieg nicht beeinflusst wird.From the DE 198 32 479 A1 an air conditioner is known which corresponds to the basic structure of the generic air conditioner described above. The circuit of this air conditioning system is regulated by means of an electronic control unit, into which the temperature value of the air discharged through the second heat exchanger and the low pressure are entered as suction pressure. Depending on these recorded values and also on the ambient temperature and the desired cooling in the vehicle interior, the circuit is regulated by regulating the air conditioning compressor. The expansion device is designed as a fixed throttle and pressure peaks are reduced by a pressure relief valve, which means that the rapid rise in pressure is not affected.

In der EP 0 915 306 A2 ist eine Klimaanlage beschrieben, bei der die Arbeitsmittelleitung im Hochdruckbereich zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem Expansionsorgan und die Arbeitsmittelleitung im Niederdruckbereich zwischen dem zweiten Wärmetauscher und dem Klimaverdichter mit einem inneren Wärmetauscher verbunden sind. Somit wird das gasförmige Arbeitsmittel im Niederdruckbereich im inneren Wärmetauscher zusätzlich weiter erwärmt, wodurch die Leistung des Klimaanlagensystems verbessert werden kann. Zudem sind unterschiedliche Ausführungsvarianten beschrieben, mittels denen der innere Wärmetauscher entweder im Hochdruckbereich oder im Niederdruckbereich durch eine Bypassleitung, in der ein regelbares Ventil angeordnet ist, umgangen werden kann. Das in der Bypassleitung angeordnete Ventil wird beispielsweise in Abhängigkeit der Arbeitsmitteltemperatur im Hochdruckbereich gesteuert. Die vorstehenden Probleme treten auch hier auf.In the EP 0 915 306 A2 describes an air conditioning system in which the working medium line in the high pressure area between the first heat exchanger and the expansion element and the working medium line in the low pressure area between the second heat exchanger and the air conditioning compressor are connected to an inner heat exchanger. Thus, the gaseous working medium in the low-pressure area in the inner heat exchanger is additionally heated, which increases the performance of the air conditioning system tems can be improved. In addition, different design variants are described, by means of which the internal heat exchanger can be bypassed either in the high pressure area or in the low pressure area by a bypass line in which a controllable valve is arranged. The valve arranged in the bypass line is controlled, for example, as a function of the working medium temperature in the high pressure range. The above problems also occur here.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klimaanlage zu schaffen, die ein einfach beherrschbares Regelverhalten aufweist und deren Bauteile vor einer Drucküberlastung geschützt sind.The object of the invention is a To create air conditioning that is easy to control control behavior and whose components are protected against pressure overload.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task comes with the characteristics of claim 1 solved.

Gemäß Anspruch 1 ist wenigstens ein Drucksensor im Hochdruckbereich für eine Erfassung des Hochdrucks angeordnet. Zudem ist eine Regel-/Steuereinheit vorgesehen, an die eingangsseitig der Drucksensor als Ist-Druckwertgeber und ausgangsseitig wenigstens ein steuerbares Druckstellelement des Klimaverdichters als Stellglied angeschlossen sind. Des weiteren enthält die Regel-/Steuereinheit einen Sollwertgeber, an dem ein Druckgradienten-Sollwert entsprechend einem Druckanstieg in einem vorgegebenen Zeitraum eingestellt ist. Bei einer von der Regel-/Steuereinheit ermittelten Regelabweichung eines über das Drucksensorsignal und ein Zeitglied festgestellten Druckgradienten-Istwerts vom Druckgradienten-Sollwert ist ein zugeordnetes Stellsignal zum Abbau der Regelabweichung an das wenigstens eine steuerbare Druckstellelement des Klimaverdichters abgebbar.According to claim 1 is at least a pressure sensor in the high pressure area for detecting the high pressure arranged. There is also a control unit provided, on the input side of the pressure sensor as an actual pressure sensor and on the output side at least one controllable pressure control element of the Air conditioning compressor are connected as an actuator. Furthermore contains the regulating / control unit has a setpoint generator on which a pressure gradient setpoint set according to a pressure increase in a predetermined period is. With a control deviation determined by the control unit one about the pressure sensor signal and a timer determined pressure gradient actual value from the pressure gradient setpoint is an assigned control signal for Reduction of the control deviation on the at least one controllable pressure control element of the air conditioning compressor.

Vorteilhaft bei dieser Klimaanlage ist, dass mittels der Regel-/Steuereinheit ein vorbestimmter Druckgradienten-Sollwert beim Druckanstieg in einem vorgegebenen Zeitraum erhalten werden kann. Der Druckgradienten-Sollwert ist so in der Regel-/Steuereinheit eingestellt, dass der Druckanstieg von Niederdruck auf Hochdruck „sanft" umgesetzt wird. Damit ist die Gefahr von Überschwingern über eine vorzugsweise vorbestimmte Druckobergrenze weitgehend vermieden. Zudem ist einer Überbelastung der beteiligten Systembauteile, das alle im Hochdruckbereich angeordneten Bauteile sind, wie z. B. der erste Wärmetauscher oder die dementsprechenden Arbeitsmittelleitungen die den Klimaverdichter mit dem Wärmetauscher bzw. den Wärmetauscher mit dem Expansionsorgan verbinden, entgegengewirkt. Mit dem Drucksensor wird der jeweilige Ist-Druckwert ermittelt und an die Regel-/Steuereinheit weitergegeben. Dort werden die eingehenden Druckwerte in Abhängigkeit von der mittels dem Zeitglied festgestellten Zeiteinheit für den Druckgradienten-Istwert aufintegriert, der anschließend mit dem Druckgradienten-Sollwert verglichen wird. Bei einer Abweichung des Druckgradienten-Istwerts vom Druckgradienten-Sollwert wird ein Stellsignal an das steuerbare Druckstellelement des Klimaverdichters abgegeben, so dass der Klimaverdichter dementsprechend angepasst wird, dass der Druckgradienten-Sollwert erreicht werden kann. Diese Regelung des Druckanstiegs kann weitgehend unabhängig von der Betriebsweise bzw. unabhängig von der Ausführung und vom Aufbau der Klimaanlage angewendet werden. Sowohl im Kälteanlagenbetrieb als auch im Wärmepumpenbetrieb, aber auch bei Anwendung des sog. Dreiecksprozesses kann mit der erfindungsgemäßen Regel-/Steuereinheit zusammen mit dem wenigstens einen Drucksensor im Hochdruckbereich ein geregelter Druckanstieg erreicht werden. Das verwendete Arbeitsmittel ist dabei ohne Einfluss auf die Regelung des Druckanstiegs.Advantageous with this air conditioning system is that by means of the control unit a predetermined pressure gradient setpoint be obtained in a predetermined period when the pressure rises can. The pressure gradient setpoint is thus in the regulating / control unit set that the pressure increase from low pressure to high pressure is "gently" implemented. So there is a risk of overshoots over one preferably predetermined upper pressure limit largely avoided. It is also an overload of the system components involved, all arranged in the high pressure area Components are such. B. the first heat exchanger or the corresponding Working lines that line the air conditioning compressor with the heat exchanger or the heat exchanger connect with the expansion organ, counteracted. With the pressure sensor the respective actual pressure value is determined and sent to the control unit passed. There the incoming pressure values become dependent from the time unit for the actual pressure gradient value determined by means of the timer integrated, which then is compared with the pressure gradient setpoint. In the event of a deviation of the pressure gradient actual value from the pressure gradient setpoint becomes a Control signal sent to the controllable pressure control element of the air conditioning compressor, so that the air conditioning compressor is adjusted accordingly that the pressure gradient setpoint can be reached. This scheme of Pressure rise can be largely independent of the mode of operation or independently from execution and applied from the construction of the air conditioner. Both in refrigeration system operation as well as in heat pump operation, but even if the so-called triangular process is used, the control unit according to the invention together with the at least one pressure sensor in the high pressure range regulated pressure increase can be achieved. The work equipment used has no influence on the regulation of the pressure rise.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 2 kann das steuerbare Druckstellelement ein druckseitiges Regelventil und/oder ein saugseitiges Regelventil des Klimaverdichters sein. Somit kann mit einfachen Mitteln der Klimaverdichter bei einer Regelabweichung so angesteuert werden, dass der gewünschte Druckanstieg gemäß dem Druckgradienten-Sollwert erreicht werden kann. Grundsätzlich kann sowohl das druckseitige Regelventil als auch das saugseitige Regelventil angesteuert werden, wobei sich in Versuchen gezeigt hat, dass bei einer Regelung des druckseitigen Regelventils die Dynamik des Systemprozesses gegenüber einer Regelung des saugseitigen Regelventils verbessert ist.In a preferred embodiment according to claim 2, the controllable pressure control element can be a pressure-side control valve and / or a suction-side control valve of the air conditioning compressor. Consequently can the air conditioning compressor with simple means in the event of a control deviation are controlled so that the desired pressure rise according to the pressure gradient setpoint can be achieved. in principle can control the pressure side as well as the suction side Control valve can be controlled, which is shown in tests has that when regulating the pressure-side control valve Dynamics of the system process compared to regulation of the suction side Control valve is improved.

In einer alternativen Ausführung kann das steuerbare Druckstellelement gemäß Anspruch 3 eine Leistungsregelung für den Antrieb des Klimaverdichters sein. Ist der Klimaverdichter beispielsweise mit einem Elektromotor betrieben, so kann über eine Leistungsregelung des Elektromotors der Druckgradienten-Istwert bei einer Abweichung vom Druckgradienten-Sollwert eingestellt werden.In an alternative execution can the controllable pressure control element according to claim 3, a power control for the Drive the air conditioning compressor. For example, is the air conditioning compressor with operated by an electric motor, so can be via a power control the pressure gradient actual value of the electric motor in the event of a deviation from the pressure gradient setpoint.

Gemäß Anspruch 4 kann der Druckgradienten-Sollwert innerhalb des Regelbereichs konstant sein. Damit wird bei jeder erkannten Regelabweichung vom Druckgradienten-Sollwert ein konstanter Druckanstieg in einem vorgegebenen Zeitraum aufgrund der Regelung der Regel-/Steuereinheit erhalten.According to claim 4, the pressure gradient setpoint be constant within the control range. This will make everyone happy recognized control deviation from the pressure gradient setpoint a constant pressure rise in a predetermined period of time due to the regulation of the regulating / control unit receive.

Alternativ dazu kann gemäß Anspruch 5 der Druckgradienten-Sollwert innerhalb des Regelbereichs veränderbar sein. D. h., dass mit steigenden Hochdruck der Betrag des Druckgradienten reduzierbar ist. Wird diese Reduzierung schrittweise vollzogen, so ergibt sich eine Aneinanderreihung fallender Gradienten, so dass die Hochdruckgrenze asymptotisch angefahren wird. Ist der Systemhochdruck noch niedrig, so kann ein hoher Gradient gewählt werden, wobei mit zunehmenden Systemhochdruck der Betrag des Druckgradienten reduziert wird und somit der Druckverlauf flacher wird. Die dabei entstehende Rampe aus dem zusammengesetzten Gradienten G ist dabei als Funktion des Systemhochdrucks p zu sehen, wobei G = f(p) und die Anzahl der Gradienten beliebig ist.Alternatively, according to claim 5 the pressure gradient setpoint can be changed within the control range his. That is, with increasing high pressure, the amount of the pressure gradient is reducible. If this reduction is implemented gradually, this results in a series of falling gradients, so that the high pressure limit is approached asymptotically. Is the system high pressure still low, a high gradient can be selected, with increasing System high pressure the amount of the pressure gradient is reduced and thus the pressure curve becomes flatter. The resulting ramp from the composite gradient G is a function of System high pressure p can be seen, where G = f (p) and the number of gradients arbitrary is.

Der geregelte Druckanstieg kann gemäß Anspruch 6 über die Druckgradientenregelung im gesamten Systemhochdruckbereich erfolgen. D. h., dass sofort nach Zuschalten der Klimaanlage der Prozess gebremst und kontrolliert angefahren wird. Während des weiteren Betriebs der Klimaanlage wird jede Hochdruckänderung zu höheren Werten mit dem vorgegebenen Druckgradienten-Sollwert realisiert.The regulated pressure increase can be according to claim 6 over the pressure gradient control takes place in the entire system high pressure range. This means that the process is slowed down immediately after switching on the air conditioning and started in a controlled manner. During further operation the air conditioning system, every change in high pressure becomes higher values realized with the specified pressure gradient setpoint.

Ist gemäß Anspruch 7 in der Regel-/Steuereinheit ein Schwellwertgeber enthalten und ein vorgegebener Hochdruckwert als Druckschwellwert festgelegt, so kann der geregelte Druckanstieg über die Druckgradientenregelung im Hochdruckbereich bei einer Überschreitung des Druckschwellwertes erfolgen. Wird also beim Zuschalten bzw. beim Betrieb der Klimaanlage der Druckschwellwert erreicht, so wird von diesem Zeitpunkt an der Hochdruck kontrolliert gemäß dem vorgegebenen Druckgradienten-Sollwert angehoben.Is according to claim 7 in the control unit contain a threshold value transmitter and a predetermined high pressure value set as the pressure threshold, the regulated pressure increase can be via the Pressure gradient control in the high pressure range when exceeded of the pressure threshold. So when switching on or when the air conditioning system is operating, the pressure threshold is reached from that point on the high pressure is controlled according to the given Pressure gradient setpoint raised.

Zudem kann der Druckgradienten-Sollwert in seiner Größe vor Inbetriebnahme der Klimaanlage vom Systemausgleichsdruck abhängig gemacht werden. D. h. je höher der Systemausgleichsdruck, desto niedriger der Druckgradienten-Sollwert und umgekehrt. Dadurch wird bei hohem Systemausgleichsdruck der Druckanstieg von Beginn an stärker gebremst als bei niedrigem Systemausgleichsdruck.In addition, the pressure gradient setpoint in size before commissioning the air conditioning system are made dependent on the system compensation pressure. I.e. The higher the system compensation pressure, the lower the pressure gradient setpoint and vice versa. As a result, the pressure increase of Beginning stronger braked than at low system compensation pressure.

Ist gemäß Anspruch 8 in der Regel-/Steuereinheit ein Grenzwertgeber enthalten, kann ein vorgegebener Hochdruckgrenzwert als Maximaldruck des Hochdruckbereichs festgelegt sein. Durch den geregelten Druckanstieg mittels der Druckgradientenregelung wird der Maximaldruck kontrolliert erreicht, so dass ein Überschwingen des Ist-Druckwertes weitgehend ausgeschlossen ist.Is according to claim 8 in the control unit a limit transmitter can contain a predetermined high pressure limit be set as the maximum pressure of the high pressure area. By the regulated Pressure increase using the pressure gradient control becomes the maximum pressure reached in a controlled manner so that the actual pressure value overshoots is largely excluded.

In einer besonders bevorzugten, konkreten Ausführung kann gemäß Anspruch 9 der wenigstens eine Drucksensor direkt benachbart zum druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters im Hochdruckbereich angeordnet sein. Bei dieser Anordnung des Drucksensors direkt benachbart zum druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters kann die Dynamik des Systems und der damit verbundene Druckanstieg schnellstmöglichst erfasst werden, so dass eine Regelung des Druckgradienten-Istwerts sofort erfolgen kann. Grundsätzlich können im Hochdruckbereich mehrere Drucksensoren angeordnet sein, deren Messwerte zusammen in der Regel-/Steuereinheit zur Ermittlung des Druckgradienten-Istwerts umgesetzt werden.In a particularly preferred, concrete embodiment can according to claim 9 the at least one pressure sensor directly adjacent to the pressure side Connection of the air conditioning compressor in the high pressure area. With this arrangement of the pressure sensor directly adjacent to the connection on the pressure side of the air conditioning compressor can change the dynamics of the system and thus associated pressure increase are recorded as soon as possible, so that the pressure gradient actual value is regulated immediately can. in principle can several pressure sensors are arranged in the high pressure area, the Measured values together in the control unit to determine the Pressure gradient actual value are implemented.

Gemäß Anspruch 10 kann die Klimaanlage im Kälteanlagenbetrieb oder im Heiz-/Zuheizbetrieb betrieben werden. Unabhängig von der Betriebsart bzw. von der Ausführung und vom Aufbau der Klimaanlage kann die erfindungsgemäße Druckgradientenregelung angewendet werden. Der konkrete Aufbau der Klimaanlage, wie z. B. als Wasser- oder Luftwärmepumpe bzw. als Heißgas- oder Dreiecksprozess ist dabei unabhängig für die Anwendung der Druckgradientenregelung.According to claim 10, the air conditioning in the Refrigeration plant operation or be operated in heating / auxiliary heating mode. Independent of the operating mode or the design and structure of the air conditioning system can the pressure gradient control according to the invention be applied. The specific structure of the air conditioning, such as. B. as a water or air heat pump or as hot gas or triangular process is independent for the application of the pressure gradient control.

Mit der Verwendung von CO2 als Arbeitsmittel gemäß Anspruch 11 ist ein anerkannt umweltfreundliches Arbeitsmittel eingesetzt. Grundsätzlich kann als Arbeitsmittel jeder andere Stoff mit vergleichbaren physikalischen Eigenschaften, wie z. B. das Kältemittel R134a, eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Druckgradientenregelung ist unabhängig vom eingesetzten Arbeitsmittel.With the use of CO 2 as work equipment according to claim 11, a recognized environmentally friendly work equipment is used. In principle, any other substance with comparable physical properties, such as. B. the refrigerant R134a can be used. The pressure gradient control according to the invention is independent of the work equipment used.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage, mit der eine erfindungsgemäße Druckgradientenregelung möglich ist, wobei mit Pfeilen die Fließrichtung eines Arbeitsmittels im Kälteanlagenbetrieb eingezeichnet ist, 1 1 shows a schematic representation of an air conditioning system with which pressure gradient control according to the invention is possible, the direction of flow of a working medium in the refrigeration system being shown using arrows,

2 eine schematische Darstellung der Klimaanlage von 1, wobei mit Pfeilen die Fließrichtung für den Wärmepumpenbetrieb eingezeichnet ist, und 2 a schematic representation of the air conditioning system of 1 , with arrows the flow direction for heat pump operation is shown, and

3 eine schematische Darstellung von unterschiedlichen Druckanstiegen in einem Druck-Zeit-Diagramm. 3 a schematic representation of different pressure increases in a pressure-time diagram.

In 1 ist schematisch eine Klimaanlage 1 dargestellt, mit der ein Kälteanlagenbetrieb und ein Wärmepumpenbetrieb möglich ist.In 1 is an air conditioning system 1 shown, with which a refrigeration system operation and a heat pump operation is possible.

Im Kälteanlagenbetrieb wird das gasförmig vorliegende Arbeitsmittel in einem Klimaverdichter 2 komprimiert und über eine Arbeitsmittelleitung 3 zu einem Schaltventil 4 geleitet, von wo aus es über eine Arbeitsmittelleitung 5 zu einem ersten Wärmetauscher 6 weitergeführt wird. Der erste Wärmetauscher 6 ist mit Umgebungsluft beaufschlagt, so dass dort das Arbeitsmittel abgekühlt bzw. wenigstens teilweise kondensiert und weiter über eine Arbeitsmittelleitung 7 zu einem inneren Wärmetauscher 8 geleitet wird, in dem es zusätzlich zum ersten Wärmetauscher 6 weiter abgekühlt wird. Über eine Arbeitsmittelleitung 9 fließt das Arbeitsmittel zu einem Expansionsorgan 10, in dem es expandiert wird. Das abgekühlte und expandierte Arbeitsmittel fließt weiter über eine Arbeitsmittelleitung 11 in einen zweiten Wärmetauscher 12. Dort wird das Arbeitsmittel weitgehend verdampft, in dem es die Wärme aus der Luft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, aufnimmt, so dass dadurch eine Kühlung des Fahrzeuginnenraums erfolgt. Zudem wird die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft teilweise entfeuchtet. Über eine Arbeitsmittelleitung 13 strömt das nun gasförmig und flüssig vorliegende Arbeitsmittel in einen Akkumulator 14, in dem noch flüssig vorliegende Anteile des Arbeitsmittels aufgefangen werden. Eine Arbeitsmittelleitung 15 führt zu dem inneren Wärmetauscher 8, in dem das Arbeitsmittel im Gegenstromverfahren weiter angewärmt wird. Eine Arbeitsmittelleitung 16 verbindet den inneren Wärmetauscher 8 mit einem Schaltventil 17, von dem aus über eine Arbeitsmittelleitung 18 das Arbeitsmittel in den Klimaverdichter 2 strömt. Damit ist der Kälteanlagen-Kreislauf geschlossen und das Arbeitsmittel wird im Klimaverdichter 2 wieder verdichtet. Der Kälteanlagen-Kreislauf ist in 1 mit fett gezeichneten Arbeitsrnittelleitungen eingezeichnet, wobei die Pfeile die Fließrichtung des Arbeitsmittels kennzeichnen. Vom druckseitigem Anschluss des Klimaverdichters 2 über das Schaltventil 4, den ersten Wärmetauscher 6 bis zum Expansionsorgan 10 ist der Hochdruckbereich der Klimaanlage 1 definiert und vom Expansionsorgan 10 über den zweiten Wärmetauscher 12, den Akkumulator 14 und das Schaltventil 17 ist der Niederdruckbereich der Klimaanlage 1 definiert.In refrigeration system operation, the working fluid in gaseous form is used in an air conditioning compressor 2 compressed and via a work line 3 to a switching valve 4 headed from where it is via a work line 5 to a first heat exchanger 6 is continued. The first heat exchanger 6 is exposed to ambient air so that the working fluid cools down there or at least partially condenses and continues via a working fluid line 7 to an internal heat exchanger 8th is routed in addition to the first heat exchanger 6 is further cooled. Via a work line 9 the working fluid flows to an expansion organ 10 in which it is expanded. The cooled and expanded work equipment continues to flow through a work line 11 into a second heat exchanger 12 , There, the working fluid is largely evaporated by absorbing the heat from the air that is supplied to the vehicle interior, so that the interior of the vehicle is cooled. In addition, the air supplied to the vehicle interior is partially dehumidified. Via a work line 13 the working fluid, which is now in gaseous and liquid form, flows into an accumulator 14 , in which liquid parts of the working fluid are collected. A work line 15 leads to the inner heat exchanger 8th , in which the working fluid is further heated in a countercurrent process. A work line 16 connects the inner heat exchanger 8th with a switching valve 17 , from which via a work line 18 the working fluid in the air conditioning compressor 2 flows. The refrigeration system cycle is now complete closed and the working fluid is in the air conditioning compressor 2 compacted again. The refrigeration cycle is in 1 marked with work lines in bold, the arrows indicate the direction of flow of the work equipment. From the pressure side connection of the air conditioning compressor 2 via the switching valve 4 , the first heat exchanger 6 to the expansion organ 10 is the high pressure area of the air conditioner 1 defined and by the expansion organ 10 via the second heat exchanger 12 , the accumulator 14 and the switching valve 17 is the low pressure area of the air conditioner 1 Are defined.

Mit der Arbeitsmittelleitung 3 ist ein Drucksensor 19 über eine Arbeitsmittelleitung 20 gekoppelt, der für die erfindungsgemäße Druckgradientenregelung als Ist-Druckwertgeber fungiert. Ein dem durch den Drucksensor 19 erfassten Hochdruck proportionales Signal wird an eine Regel-/Steuereinheit 21 übertragen und dort verarbeitet. In der Regel-/Steuereinheit 21 ist ein Sollwertgeber enthalten, an dem ein Druckgradienten-Sollwert entsprechend einem bestimmten Druckanstieg in einem vorgegebenen Zeitraum eingestellt ist. Zudem ist ein Zeitglied in der Regel-/Steuereinheit 21 integriert, mittels dem die vom Drucksensor 19 ermittelten Hochdruckwerte zur Ermittlung des Druckgradienten-Istwerts in eine zeitliche Abfolge gesetzt werden können. Bei einer Abweichung des Druckgradienten-Istwerts vom in der Regel-/Steuereinheit 21 abgespeicherten Druckgradienten-Sollwert wird ein zugeordnetes Stellsignal zum Abbau dieser Regelabweichung an ein druckseitiges Regelventil 22 des Klimaverdichters 2 abgegeben. Mit dem Regelventil 22 wird die Verdichtungsleistung des Klimaverdichters 2 so geregelt, dass der Druckanstieg bzw. der Druckgradienten-Istwert dem vorgegebenen Druckgradienten-Sollwert angenähert bzw. dieser erreicht wird. Damit wird ein geregelter und dementsprechend „sanfter" Druckanstieg erhalten, bei dem die beteiligten Bauteile insbesondere die Bauteile im Hochdruckbereich keinen Überbelastungen ausgesetzt werden.With the work management 3 is a pressure sensor 19 via a work line 20 coupled, which functions as an actual pressure value transmitter for the pressure gradient control according to the invention. One by the pressure sensor 19 detected high pressure proportional signal is sent to a regulating / control unit 21 transferred and processed there. In the control unit 21 a setpoint generator is included, on which a pressure gradient setpoint is set in accordance with a specific pressure increase in a predetermined period. There is also a timer in the control unit 21 integrated, by means of which the pressure sensor 19 determined high pressure values for determining the pressure gradient actual value can be set in a time sequence. In the event of a deviation of the actual pressure gradient value from that in the regulating / control unit 21 stored pressure gradient setpoint is an assigned control signal to reduce this control deviation to a pressure-side control valve 22 of the air conditioning compressor 2 issued. With the control valve 22 becomes the compression performance of the air conditioning compressor 2 regulated in such a way that the pressure increase or the actual pressure gradient value approximates the predetermined pressure gradient setpoint value or is reached. This results in a controlled and, accordingly, "gentle" pressure increase, in which the components involved, in particular the components in the high pressure area, are not exposed to overloads.

In 2 ist schematisch die gleiche Klimaanlage 1 wie in 1 dargestellt, so dass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu 1 ist in 2 der Wärmepumpen-Kreislauf fett eingezeichnet und mit den Pfeilen ist die Fließrichtung des Arbeitsmittels im Wärmepumpen-Kreislauf gekennzeichnet. Das Arbeitsmittel wird dabei im Klimaverdichter 2 komprimiert und über die Arbeitsmittelleitung 3 zum Schaltventil 4 weitergeführt. Das Schaltventil 4 ist nun auf Wärmepumpenbetrieb umgestellt, so dass das Arbeitsmittel über eine Arbeitsmittelleitung 23 zum inneren Wärmetauscher 8 geführt ist. Von dort strömt das Arbeitsmittel über die Arbeitsmittelleitung 15 in den Akkumulator 14 und weiter über die Arbeitsmittelleitung 13 in den zweiten Wärmetauscher 12. Dort wird das Arbeitsmittel abgekühlt bzw. wenigstens teilweise kondensiert, in dem die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft dem Arbeitsmittel Wärme entzieht, was zu einer Erwärmung der Luft, die in den Fahrzeuginnenraum strömt, führt und damit zu einer Aufheizung desselben. Über die Arbeitsmittelleitung 11 gelangt das nun weitgehend flüssig vorliegende Arbeitsmittel zum Expansionsorgan 10 und wird dort entspannt. Weiter fließt das Arbeitsmittel über eine Arbeitsmittelleitung 24 zu einem dritten Wärmetauscher 25, der beispielsweise in einem Motorkühlkreislauf 26 einer nicht mit dargestellten Brennkraftmaschine liegt. Dort wird das Arbeitsmittel durch die Wärme des Motorkühlkreislaufes 26 verdampft. Über eine Arbeitsmittelleitung 27 strömt das verdampfte Arbeitsmittel zum Schaltventil 17 und von dort über die Arbeitsmittelleitung 18 in den Klimaverdichter 2, wobei das Schaltventil 17 ebenfalls auf Wärmepumpenbetrieb umgestellt ist. Somit ist der Wärmepumpen-Kreislauf geschlossen, wobei am zweiten Wärmetauscher 12, der im Lufteintritt der in den Fahrzeuginnenraum strömenden Luft angeordnet ist, eine Heizfunktion vorliegt.In 2 is schematically the same air conditioning 1 as in 1 shown, so that the same components are provided with the same reference numerals. In contrast to 1 is in 2 the heat pump circuit is shown in bold and the arrows indicate the direction of flow of the working fluid in the heat pump circuit. The working fluid is used in the air conditioning compressor 2 compressed and via the work line 3 to the switching valve 4 continued. The switching valve 4 is now switched to heat pump operation, so that the working fluid via a working fluid line 23 to the inner heat exchanger 8th is led. From there, the work equipment flows over the work equipment line 15 in the accumulator 14 and further on the work line 13 in the second heat exchanger 12 , There, the working medium is cooled or at least partially condensed, in which the air supplied to the vehicle interior extracts heat from the working medium, which leads to heating of the air flowing into the vehicle interior and thus to the heating of the same. Via the work line 11 the working fluid, which is now largely in liquid form, reaches the expansion organ 10 and is relaxed there. The equipment continues to flow through an equipment line 24 to a third heat exchanger 25 , for example in an engine cooling circuit 26 an internal combustion engine, not shown. There the working fluid is generated by the heat of the engine cooling circuit 26 evaporated. Via a work line 27 the evaporated working fluid flows to the switching valve 17 and from there on the work line 18 in the air conditioning compressor 2 , the switching valve 17 is also switched to heat pump operation. The heat pump circuit is thus closed, with the second heat exchanger 12 , which is arranged in the air inlet of the air flowing into the vehicle interior, a heating function is present.

Auch hier wird die erfindungsgemäße Druckgradientenregelung durchgeführt, da mittels dem Drucksensor 19, der über die Arbeitsmittelleitung 20 mit der Arbeitsmittelleitung 3 verbunden ist, der Hochdruck erfasst wird und dementsprechend ein Druckgradienten-Istwert in der Regel/Steuereinheit 21 ermittelt und mit dem vorgegebenen Druckgradienten-Sollwert verglichen wird. Die in den 1 und 2 beschriebene Klimaanlage, bei der zwischen einem Kälteanlagenbetrieb und einem Wärmepumpenbetrieb umgeschalten werden kann, dient hier nur als beispielhafte Ausführung für eine Erklärung der erfindungsgemäßen Druckgradientenregelung. Diese ist grundsätzlich bei jeder Ausführungsart von Klimaanlagen, die den Kühl- und/oder Heiz-/Zuheizbetrieb ermöglichen, einsetzbar, bei denen mit einem rapiden Druckanstieg, der regelmäßig auf die Systemdynamik zurückzuführen ist, zu rechnen ist. Mit der erfindungsgemäßen Druckgradientenregelung ist ein kontrolliertes Betreiben des Klimaverdichters 2 und damit ein kontrolliertes Anheben des Hochdruckes einfach möglich. Bei einem ungeregelten, meistens nahezu senkrechten Druckanstieg besteht zudem die Gefahr von möglichen Überschwingern über den maximal erlaubten Arbeitsdruck. Diese Überschwinger können mit der erfindungsgemäßen Druckgradientenregelung ebenfalls vermieden werden. Somit wird einer Überbelastung der Systembauteile vorteilhaft entgegengewirkt.The pressure gradient control according to the invention is also carried out here, since by means of the pressure sensor 19 who on the work line 20 with the work management 3 is connected, the high pressure is detected and, accordingly, an actual pressure gradient value in the control unit 21 determined and compared with the predetermined pressure gradient setpoint. The in the 1 and 2 Air conditioning system described, in which it is possible to switch between a refrigeration system operation and a heat pump operation, serves only as an exemplary embodiment for an explanation of the pressure gradient control according to the invention. In principle, this can be used in any type of air conditioning system that enables cooling and / or heating / auxiliary heating operation, in which a rapid increase in pressure, which can regularly be attributed to the system dynamics, can be expected. Controlled operation of the air conditioning compressor is possible with the pressure gradient control according to the invention 2 and thus a controlled raising of the high pressure is easily possible. In the case of an uncontrolled, usually almost vertical pressure rise, there is also the risk of possible overshoots above the maximum permitted working pressure. These overshoots can also be avoided with the pressure gradient control according to the invention. Overloading of the system components is thus advantageously counteracted.

In 3 ist schematisch ein Druck-Zeit-Diagramm dargestellt. Mit p0 ist der Systemausgleichsdruck und mit pmax der Maximalarbeitsdruck des Systems eingezeichnet. Mit einer senkrechten Doppellinie ist das Diagramm zweigeteilt, wobei links der Doppellinie beispielhaft zwei Graphen 28 und 29 für mögliche Druckanstiege ohne Druckgradientenregelung gezeigt sind. Aufgrund der Systemdynamik sind die Druckanstiege nahezu senkrecht, was nachteilig zu einer Überbelastung der beteiligten Systembauteile führen kann. Rechts der Doppellinie sind zwei Graphen 30 und 31 für Druckanstiege beispielhaft dargestellt, bei denen eine erfindungsgemäße Druckgradientenregelung erfolgt. Bei dem durch den Graph 30 dargestellten Druckanstieg ist in der Regel-/Steuereinheit 21 ein Schwellwertgeber integriert, in dem ein vorgegebener Hochdruckwert als Druckschwellwert 32 festgelegt ist. Wird beim Anfahren oder während des Betriebs der Klimaanlage 1 dieser Druckschwellwert 32 überschritten erfolgt ein geregelter Druckanstieg über die Druckgradientenregelung durch das kontrollierte Anheben des Hochdrucks wird der Maximaldruck pmax „sanft" angefahren, so dass mögliche Überschwinger einfach abzufangen bzw. ganz vermieden werden können. Bei dem mit dem Graph 31 dargestellten Druckanstieg wird sofort nach Zuschalten der Anlage mit der Druckgradientenregelung gearbeitet. Jede Hochdruckänderung zu höheren Werten wird mit dem vorgegebenen Druckgradienten-Sollwert realisiert. Der Druckgradienten-Sollwert, der in der Regel-/Steuereinheit 21 abgespeichert ist, setzt sich hierbei aus einer Anzahl fallender Gradienten zusammen, so dass die Hochdruckgrenze pmax asymptotisch angefahren wird. Bei niedrigen Systemhochdrücken werden hohe Gradienten gewählt und bei zunehmenden Drücken wird schrittweise der Betrag des Gradienten reduziert und damit der Druckverlauf flacher. D. h., dass jeweils bei Erreichen vordefinierter Druckwerte 33, 34 und 35 der Druckgradienten-Sollwert durch die Regel-/Steuereinheit 21 geändert wird, so dass der mit dem Graphen 31 beispielhaft dargestellte Verlauf des Druckanstiegs erreicht werden kann.In 3 a pressure-time diagram is shown schematically. The system equalization pressure is shown with p 0 and the maximum working pressure of the system with p max . The diagram is divided into two with a vertical double line, with two graphs on the left of the double line as examples 28 and 29 for possible pressure increases without pressure gradient control are shown. Due to the system dynamics, the pressure increases are almost vertical, which can disadvantageously lead to an overload of the system components involved. To the right of the double line are two graphs 30 and 31 Darge exemplary for increases in pressure provides a pressure gradient control according to the invention. In the case of the graph 30 pressure rise shown is in the regulating / control unit 21 a threshold value transmitter integrated, in which a predetermined high pressure value as a pressure threshold value 32 is set. Will be when starting up or during operation of the air conditioning 1 this pressure threshold 32 If there is a controlled pressure increase via the pressure gradient control by controlled raising of the high pressure, the maximum pressure p max is approached "gently" so that possible overshoots can be easily absorbed or avoided entirely 31 The pressure increase shown is worked with the pressure gradient control immediately after switching on the system. Every change in high pressure to higher values is realized with the specified pressure gradient setpoint. The pressure gradient setpoint in the control unit 21 is stored, is composed of a number of falling gradients, so that the high pressure limit p max is approached asymptotically. At low system high pressures, high gradients are chosen, and with increasing pressures, the amount of the gradient is gradually reduced and the pressure curve becomes flatter. This means that each time predefined pressure values are reached 33 . 34 and 35 the pressure gradient setpoint by the regulating / control unit 21 is changed so that with the graph 31 exemplary course of the pressure increase can be achieved.

Claims (11)

Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Klimaverdichter, wenigstens einem Expansionsorgan und wenigstens einem ersten Wärmetauscher, die nacheinander angeordnet und durch Arbeitsmittelleitungen für einen Arbeitsmittelkreislauf verbunden sind, wobei der Arbeitsmittelkreislauf in Fließrichtung des Arbeitsmittels gesehen in einen zwischen einem druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters und dem Expansionsorgan befindlichen Hochdruckbereich mit Hochdruck und einem zwischen dem Expansionsorgan und einem saugseitigem Anschluss des Klimaverdichters befindlichen Niederdruckbereich mit Niederdruck geteilt ist, wobei das Arbeitsmittel zwischen dem saugseitigen und druckseitigen Anschluss mittels dem Klimaverdichter von Niederdruck auf Hochdruck für einen Druckanstieg verdichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Drucksensor (19) im Hochdruckbereich für eine Erfassung des Hochdrucks angeordnet ist, und dass eine Regel-/Steuereinheit (21) vorgesehen ist, an die eingangsseitig der Drucksensor (19) als Ist-Druckwertgeber und ausgangsseitig wenigstens ein steuerbares Druckstellelement (22) des Klimaverdichters (2) als Stellglied angeschlossen sind und die einen Sollwertgeber enthält, an dem ein Druckgradienten-Sollwert entsprechend einem bestimmten Druckanstieg in einem vorgegebenen Zeitraum eingestellt ist, wobei bei einer von der Regel-/Steuereinheit (21) ermittelter Regelabweichung eines über das Drucksensorsignal und ein Zeitglied festgestellten Druckgradienten-Istwerts vom Druckgradienten-Sollwert ein zugeordnetes Stellsignal zum Abbau der Regelabweichung an das wenigstens eine steuerbare Druckstellelement (22) des Klimaverdichters (2) abgebbar ist.Air conditioning system for a vehicle, in particular for a motor vehicle with at least one air conditioning compressor, at least one expansion element and at least one first heat exchanger, which are arranged one after the other and are connected by working lines for a working medium circuit, the working medium circuit seen in the flow direction of the working medium in between a pressure-side connection of the Air conditioning compressor and the expansion element located high pressure area with high pressure and a low pressure area located between the expansion element and a suction side connection of the air conditioning compressor with low pressure, the working medium between the suction side and pressure side connection can be compressed by the air conditioning compressor from low pressure to high pressure for a pressure increase, characterized that at least one pressure sensor ( 19 ) is arranged in the high pressure area for detecting the high pressure, and that a regulating / control unit ( 21 ) is provided to which the pressure sensor ( 19 ) as actual pressure transmitter and on the output side at least one controllable pressure control element ( 22 ) of the air conditioning compressor ( 2 ) are connected as an actuator and which contains a setpoint generator on which a pressure gradient setpoint is set in accordance with a specific pressure increase in a predetermined period of time, with one of the regulating / control units ( 21 ) determined control deviation of an actual pressure gradient value determined by the pressure sensor signal and a timing element from the pressure gradient setpoint, an associated control signal for reducing the control deviation to the at least one controllable pressure control element ( 22 ) of the air conditioning compressor ( 2 ) is available. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Druckstellung ein druckseitiges Regelventil (22) und/oder ein saugseitiges Regelventil des Klimaverdichters (2) ist.Air conditioning system according to claim 1, characterized in that the controllable pressure position is a pressure-side control valve ( 22 ) and / or a suction-side control valve of the air conditioning compressor ( 2 ) is. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Druckstellelement eine Leistungsregelung für den Antrieb des Klimaverdichters ist.Air conditioning system according to claim 1 or claim 2, characterized characterized in that the controllable pressure control element is a power control for the drive of the air conditioning compressor. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgradienten-Sollwert innerhalb des Regelbereichs konstant ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pressure gradient setpoint is constant within the control range. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgradienten-Sollwert innerhalb des Regelbereichs veränderbar ist dergestalt, dass mit steigendem Hochdruck der Betrag des Druckgradienten, vorzugsweise schrittweise, reduzierbar ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pressure gradient setpoint can be changed within the control range is such that with increasing high pressure the amount of the pressure gradient, is preferably gradual, reducible. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der geregelte Druckanstieg über die Druckgradientenregelung im gesamten Hochdruckbereich erfolgt.Air conditioning system according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the regulated pressure rise over the pressure gradient control takes place in the entire high pressure range. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regel-/Steuereinheit (21) ein Schwellwertgeber enthalten ist und ein vorgegebener Hochdruckwert als Druckschwellwert festgelegt ist, und dass der geregelte Druckanstieg über die Druckgradientenregelung im Hochdruckbereich bei einer Überschreitung des Druckschwellwertes erfolgt.Air conditioning system according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the regulating / control unit ( 21 ) a threshold value transmitter is included and a predetermined high pressure value is defined as the pressure threshold value, and that the controlled pressure rise takes place via the pressure gradient control in the high pressure range when the pressure threshold value is exceeded. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regel-/Steuereinheit (21) ein Grenzwertgeber enthalten ist womit ein vorgegebener Hochdruckgrenzwert als Maximaldruck des Hochdruckbereichs festgelegt ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the regulating / control unit ( 21 ) a limit indicator is included with which a predetermined high pressure limit is defined as the maximum pressure of the high pressure range. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Drucksensor (19) direkt benachbart zum druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters (2) im Hochdruckbereich angeordnet ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one pressure sensor ( 19 ) directly adjacent to the pressure side connection of the air conditioning compressor ( 2 ) is arranged in the high pressure area. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (1) im Kälteanlagenbetrieb oder im Heiz-/Zuheizbetrieb betreibbar ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the air conditioning system ( 1 ) can be operated in refrigeration system operation or in heating / auxiliary heating mode. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel CO2 ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the working medium is CO 2 .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004008502B3 (en) * 2004-02-20 2005-08-04 Audi Ag Air conditioner operating process for motor vehicle involves initially controlling temperature dDEendent on at least one rest parameter and then using regulator
DE102004057159A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Volkswagen Ag Air conditioning for a motor vehicle
DE102007028794B4 (en) * 2006-06-26 2016-10-06 Denso Corporation Refrigeration circuit means

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524199C1 (en) * 1995-07-03 1996-05-09 Daimler Benz Ag Safety device for motor vehicle air-conditioning system
DE19841765A1 (en) * 1997-10-07 1999-04-08 Denso Corp Air-conditioning plant for car
EP0915306A2 (en) * 1997-11-06 1999-05-12 Denso Corporation Supercritical refrigerating apparatus
DE19832479A1 (en) * 1998-07-20 2000-01-27 Behr Gmbh & Co Vehicle air conditioning system employing carbon dioxide working fluid includes specially designed expansion valve having orifice with length and diameter orifice limiting maximum operational pressure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524199C1 (en) * 1995-07-03 1996-05-09 Daimler Benz Ag Safety device for motor vehicle air-conditioning system
DE19841765A1 (en) * 1997-10-07 1999-04-08 Denso Corp Air-conditioning plant for car
EP0915306A2 (en) * 1997-11-06 1999-05-12 Denso Corporation Supercritical refrigerating apparatus
DE19832479A1 (en) * 1998-07-20 2000-01-27 Behr Gmbh & Co Vehicle air conditioning system employing carbon dioxide working fluid includes specially designed expansion valve having orifice with length and diameter orifice limiting maximum operational pressure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004008502B3 (en) * 2004-02-20 2005-08-04 Audi Ag Air conditioner operating process for motor vehicle involves initially controlling temperature dDEendent on at least one rest parameter and then using regulator
DE102004057159A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Volkswagen Ag Air conditioning for a motor vehicle
US7900466B2 (en) 2004-11-26 2011-03-08 Volkswagen Ag Air-conditioning system for a motor vehicle
DE102007028794B4 (en) * 2006-06-26 2016-10-06 Denso Corporation Refrigeration circuit means

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