DE10312556B4 - Air conditioning system for a vehicle, in particular for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

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) zur Regelung/Steuerung des Arbeitsmittelkreislaufes 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...Air conditioning system for a vehicle, in particular for a motor vehicle, having at least one air compressor, at least one expansion element and at least one first heat exchanger, which are arranged one after the other and connected by working fluid lines for a working fluid circuit,
wherein the working fluid circuit in the flow direction of the working fluid is divided into a high-pressure region located between a pressure-side connection of the air compressor and the expansion element with high pressure and a low-pressure region located between the expansion element and a suction-side connection of the air compressor,
wherein the working fluid between the suction-side and pressure-side connection by means of the air compressor from low pressure to high pressure for a pressure increase is compressible,
characterized,
in that at least one pressure sensor (19) is arranged in the high-pressure region for detecting the high-pressure, and that a control / control unit (21) is provided for controlling / controlling the working-medium circuit, to the input side of which the pressure sensor (19) acts as an actual pressure transmitter and on the output side at least one controllable pressure actuator (22) of the air compressor (2) are connected as an actuator and
which one setpoint generator ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

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

Eine allgemein bekannte 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 air conditioning has at least one air compressor, at least one expansion element and at least one first heat exchanger on, arranged one after the other and through work lines for one Working medium circuit are connected. The working fluid circuit is in the flow direction of the working fluid seen in a between a pressure side Connection of the air compressor and the expansion device located High pressure area with high pressure and one between the expansion device and a suction-side connection of the air compressor located low pressure area shared with low pressure. The working fluid is between the suction side and pressure-side connection by means of the low pressure air compressor on high pressure for a pressure increase compressible.

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.at a regularly used Air conditioning is next to the first heat exchanger, a second heat exchanger integrated into the working medium circuit, wherein the first heat exchanger in the high pressure area and the second heat exchanger in the low pressure area is arranged. This results in operation of the air conditioner as a refrigeration system following Working fluid circuit: In the air compressor, the gaseous working fluid is used compressed and over directed a working fluid line to the first heat exchanger. Since the first heat exchanger flows around with ambient air is, the working fluid is cooled or at least partially condenses and flows over one Work center management to the expansion organ. There is the work equipment relaxed and the second heat exchanger, which is flowed around by the useful air to be supplied to the vehicle interior, fed. The passing Useful air, which is also partially dehumidified, heat is removed, 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 Applied useful air and thus cooled. That after the second heat exchangers largely gaseous present work equipment is continued to the air compressor and there for lock in of the working fluid circuit again compressed.

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.Next the refrigeration system drive is an operation of the air conditioning as a heat pump also known. In this case, the circuit just described in the reverse flow direction flows through the working fluid, so that at the second heat exchanger, which is in communication with the vehicle interior and now as a condenser or gas cooler is used, heat is delivered for a heating of the vehicle interior. In addition, 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 area the working fluid is evaporated again. Also is a so-called triangle process in air conditioners for a motor vehicle used in which the working fluid in the air compressor compressed and expanded in the expansion organ, so that in the low pressure area by means of a first heat exchanger the working medium heat is withdrawn. The work equipment lies during the whole 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.Independent of the execution The air conditioning is often the problem that at startup the air conditioning, especially at high environmental loads and at strong speed jumps the air compressor drive during the compression of the working fluid from low pressure to high pressure by means of the air compressor very high pressure rise rates available. It can especially pressure peaks and overshoots in areas above Set the maximum working pressure, thereby overloading the involved system components can occur or one in the working medium circuit integrated safety component can appeal. This will on the one hand Deteriorated the lifetime of affected system components, what an earlier one Repair case and thus higher Repair costs lead can and on the other hand, in a response of the safety component the air conditioning completely switch off. In addition, you can unfavorable Undershoots in the temperature control after the evaporator occur what an undesirable Icing of the same lead can.

Aus der DE 198 32 479 A1 ist eine gattungsgemäße Klimaanlage bekannt, die im Grundaufbau der oben beschriebenen 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 dabei als Festdrossel ausgebildet und Druckspitzen werden durch ein Druckbegrenzungsventil abgebaut, wodurch der schnelle Druckanstieg nicht beeinflusst wird.From the DE 198 32 479 A1 a generic air conditioning is known, which corresponds in the basic structure of the air conditioning system described above. The cycle of this air conditioner is controlled by means of an electronic control unit, in which on the one hand, the temperature value of the streamed through the second heat exchanger, discharged air and on the other hand, the low pressure is entered as the suction pressure. Depending on these recorded values and additionally on the ambient temperature and the desired cooling in the vehicle interior, the circulation is regulated by regulation of the air compressor. The expansion element is designed as a fixed throttle and pressure peaks are reduced by a pressure relief valve, whereby the rapid increase in pressure is not affected.

Die DE 195 24 199 C1 zeigt eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, die einen regelmäßigen verwendeten Aufbau mit einem Klimaverdichter, einem ersten Wärmetauscher als Kondensator, einem Expansionsorgan und einem zweiten Wärmetauscher als Verdampfer aufweist. Die einzelnen Bauteile sind durch Arbeitsmittelleitungen für einen Arbeitsmittelkreislauf verbunden. Der Verdampfer ist in einem Luftverteilerkanal angeordnet, der zum Fahrzeuginnenraum führt und mit einem Luftstrom beaufschlagt werden kann. Der Luftstrom kann dabei mittels einer Klappenbetätigung wahlweise auf Frischluftzufuhr oder auf Umluftbetrieb eingestellt sein. Das Expansionsorgan und der Klimaverdichter teilen die Klimaanlage in einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich, wobei sowohl im Niederdruckbereich als auch im Hochdruckbereich jeweils ein Drucksensor zur Erfassung des Arbeitsmitteldruckes angeordnet ist. Fällt der Arbeitsmitteldruck unterhalb eines für jeden Drucksensor separat voreinstellbaren, minimal zulässigen Grenzwert, so wird ein Detektionssignal durch den Drucksensor erzeugt, mittels dem die Klappensteuerung der betätigbaren Klappe für den Luftstrom auf Frischluftzufuhr eingestellt wird. Somit wird mittels der beiden Drucksensoren ein Druckabfall im Arbeitsmittelkreislauf überwacht, so dass hiermit eine etwaige Leckage des Arbeitsmittelkreislaufs erkannt werden kann. Ist ein derartiger Druckabfall durch einen der beiden Drucksensoren erfasst, so wird mit einer entsprechenden Regel-/Steuereinheit die im Luftverteilerkanal angeordnete Klappe betätigt, so dass der Luftstrom auf Frischluftzufuhr eingestellt wird. Dadurch wird das aus der Leckage der Klimaanlage austretende und möglicherweise in den Fahrzeuginnenraum gelangte Arbeitsmittel durch die zuströmende Frischluft derart verdünnt, dass ein mögliches Gefahrenpotenzial für die Fahrzeuginsassen gesenkt ist.The DE 195 24 199 C1 shows an air conditioning system for a motor vehicle, which has a regular ver turned construction with an air compressor, a first heat exchanger as a condenser, an expansion element and a second heat exchanger as an evaporator. The individual components are connected by working fluid lines for a working fluid circuit. The evaporator is arranged in an air distribution channel, which leads to the vehicle interior and can be acted upon by an air flow. The air flow can be adjusted by means of a flap actuator either fresh air or recirculation mode. The expansion element and the air compressor share the air conditioning system in a low-pressure area and a high-pressure area, wherein a pressure sensor for detecting the working fluid pressure is arranged both in the low-pressure area and in the high-pressure area. If the working fluid pressure falls below a minimum permissible limit which can be preselected separately for each pressure sensor, then a detection signal is generated by the pressure sensor, by means of which the flap control of the actuatable flap for the air flow is set to fresh air supply. Thus, a pressure drop in the working fluid circuit is monitored by means of the two pressure sensors, so that hereby a possible leakage of the working fluid circuit can be detected. If such a pressure drop is detected by one of the two pressure sensors, the flap arranged in the air distribution channel is actuated with a corresponding regulating / control unit, so that the air flow is adjusted to fresh air supply. As a result, the working fluid emerging from the leakage of the air conditioning system and possibly reaching the vehicle interior is diluted by the inflowing fresh air in such a way that a potential danger potential for the vehicle occupants is reduced.

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 is described an air conditioner in which the working medium line in the high pressure region between the first heat exchanger and the expansion element and the working medium line in the low pressure region between the second heat exchanger and the air compressor are connected to an inner heat exchanger. Thus, the gaseous working fluid is additionally heated in the low-pressure region in the inner heat exchanger, whereby the performance of the air conditioning system can be improved. In addition, different embodiments are described, by means of which the inner heat exchanger can be bypassed either in the high pressure region or in the low pressure region 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 region. 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.task The invention is to provide an air conditioning system that is easy controllable control behavior and their components against pressure overload protected are.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 ist wenigstens ein Drucksensor im Hochdruckbereich für eine Erfassung des Hochdrucks angeordnet. Zudem ist eine Regel-/Steuereinheit zur Regelung/Steuerung des Arbeitsmittelkreislaufes 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 one pressure sensor in the high pressure region for detection arranged the high pressure. In addition, a control / regulating unit for control / regulation provided the working fluid circuit to the input side of the Pressure sensor as actual pressure transmitter and the output side at least a controllable pressure actuator of the air compressor as an actuator are connected. Furthermore, contains the control / control unit a setpoint generator to which a pressure gradient setpoint corresponding to a pressure increase is set in a given period of time. At one of the Regulating / control unit determined deviation of the above Pressure sensor signal and a timer detected pressure gradient actual value from the pressure gradient setpoint is an associated control signal to Reduction of the control deviation to the at least one controllable pressure actuator of the air 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.An advantage of this air conditioner is that by means of the control unit / control unit, a predetermined pressure gradient setpoint can be obtained in the pressure increase in a predetermined period. The pressure gradient setpoint is set in the control / control unit so that the pressure rise from low pressure to high pressure is "smoothly" implemented, thus largely avoiding the risk of overshoots over a preferably predetermined upper pressure limit All the components arranged in the high-pressure region are counteracted, such as the first heat exchanger or the corresponding working fluid lines which connect the air compressor to the heat exchanger and the heat exchanger to the expansion element, respectively.The respective actual pressure value is determined with the pressure sensor and sent to the control unit The incoming pressure values are integrated there as a function of the time unit determined by the timer for the pressure gradient actual value, which is then compared with the pressure gradient setpoint serving setpoint, an actuating signal is delivered to the controllable pressure actuator of the air compressor, so that the air compressor is adjusted accordingly that the pressure gradient setpoint can be achieved. This regulation of pressure rise can be largely independent of the operation or regardless of the design and construction of the air conditioning are applied. Both in refrigeration system operation and in heat pump operation, but also when using the so-called. Triangular process can be achieved with the control / control unit according to the invention together with the at least one pressure sensor in the high pressure region, a regulated pressure increase. The working fluid 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 actuator a pressure-side control valve and / or a suction-side control valve of the air compressor. Consequently can with simple means the air compressor at a control deviation be controlled so that the desired pressure increase according to the pressure gradient setpoint can be achieved. in principle can both the pressure-side control valve and the suction side Control valve are driven, which is shown in experiments has that in a control of the pressure-side control valve the Dynamics of the system process compared to a control 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 embodiment the controllable pressure actuator according to claim 3, a power control for the Be drive of the air compressor. Is the air compressor, for example, with operated by an electric motor, so can via a power control of the electric motor, the pressure gradient actual value at a deviation be set 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 set point can be within the control range be constant. This is for every detected control deviation from Pressure gradient setpoint a constant increase in pressure in a given Period obtained due to the regulation of the control unit.

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.alternative this may according to claim 5 the pressure gradient setpoint can be changed within the control range be. That is, with increasing high pressure, the amount of the pressure gradient is reducible. If this reduction is completed step by step, This results in a sequence of falling gradients, so that the high pressure limit is approached asymptotically. Is the system high pressure still low, so a high gradient can be chosen, 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, 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.Of the regulated pressure increase can according to claim 6 over the pressure gradient control in the entire system high pressure range done. This means that the process is slowed down immediately after switching on the air conditioning system and is approached in a controlled manner. During the further operation the air conditioner will change any high pressure changes to 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 / control unit contain a threshold and set a predetermined high-pressure value as the pressure threshold, so can the regulated pressure increase via the pressure gradient control in the high pressure range when exceeded the pressure threshold take place. So when switching on or when the air conditioner reaches the pressure threshold, it will from this point on the high pressure 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.moreover the pressure gradient setpoint may be in size before commissioning the air conditioning from System compensation pressure dependent be made. Ie. The higher the system balance pressure, the lower the pressure gradient set point, and vice versa. As a result, at high system compensation pressure, the pressure increase of Start stronger slowed down as 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 / control unit may contain a limit a predetermined high pressure limit as the maximum pressure of the high pressure area be set. Due to the regulated pressure increase by means of the pressure gradient control the maximum pressure is reached in a controlled manner, so that an overshoot the actual pressure value 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 may according to claim 9 the at least one pressure sensor directly adjacent to the pressure side Connection of the air compressor can be arranged in the high pressure area. In this arrangement of the pressure sensor directly adjacent to the pressure-side connection of the air compressor can change the dynamics of the system and that connected pressure increase are detected as soon as possible, so that a regulation of the pressure gradient actual value takes place immediately can. in principle can be arranged in the high pressure region, a plurality of pressure sensors whose Measured values together in the control unit to determine the Pressure gradient actual value can be 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 conditioner can be operated in the refrigeration system operation or in the heating / Zuheizbetrieb. Regardless of the operating mode or of the design and construction of the climate The pressure gradient control according to the invention can be used. The concrete structure of the air conditioning, such. As a water or air heat pump or as a hot gas or triangular process is independent for the application of 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 a working fluid according to claim 11, a recognized environmentally friendly work equipment is used. Basically, any other substance with comparable physical properties, such. As the refrigerant R134a, are used. The pressure gradient control according to the invention is independent of the working medium used.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.Based a drawing, the invention is explained in detail.

Es zeigen:It demonstrate:

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 a schematic representation of an air conditioner, with a pressure gradient control according to the invention is possible, with arrows the flow direction of a working fluid is shown in the refrigeration system operation,

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 of 1 , Wherein arrows with the flow direction for the heat pump operation is located, 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 schematically an air conditioner 1 shown, with a refrigeration plant 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 Arbeitsmittelleitungen 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 gaseous working fluid is in an air compressor 2 compressed and via a working medium line 3 to a switching valve 4 directed, from where it over a working medium line 5 to a first heat exchanger 6 is continued. The first heat exchanger 6 is acted upon by ambient air, so that there cooled the working fluid or at least partially condensed and further via a working fluid line 7 to an internal heat exchanger 8th in which it is in addition to the first heat exchanger 6 is cooled further. About a work center 9 the working fluid flows to an expansion organ 10 in which it is expanded. The cooled and expanded working fluid continues to flow through a working fluid line 11 in a second heat exchanger 12 , There, the working fluid is largely evaporated, in which it receives the heat from the air, which is supplied to the vehicle interior, so that thereby takes place a cooling of the vehicle interior. In addition, the air supplied to the vehicle interior is partially dehumidified. About a work center 13 the now gaseous and liquid working fluid flows into an accumulator 14 in which still liquid present proportions of the working fluid are collected. A work center management 15 leads to the inner heat exchanger 8th , in which the working fluid is further heated in the countercurrent process. A work center management 16 connects the inner heat exchanger 8th with a switching valve 17 from which via a work center 18 the working fluid in the air compressor 2 flows. Thus, the refrigeration system cycle is closed and the working fluid is in the air compressor 2 condensed again. The refrigeration system cycle is in 1 drawn with bold drawn working fluid lines, the arrows indicate the direction of flow of the working fluid. From the pressure side connection of the air 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 over 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 center management 3 is a pressure sensor 19 via a work center 20 coupled, which acts as an actual pressure transmitter for the pressure gradient control according to the invention. A through the pressure sensor 19 detected high-pressure proportional signal is sent to a control / control unit 21 transferred and processed there. In the control unit 21 is a setpoint generator included, where a pressure gradient setpoint corresponding to a certain pressure increase in a predetermined period is set. In addition, a timer in the Regel- / 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 case of a deviation of the pressure gradient actual value from that in the control unit 21 stored pressure gradient setpoint is an associated control signal to reduce this deviation to a pressure-side control valve 22 of the air compressor 2 issued. With the control valve 22 is the compaction power of the air compressor 2 regulated so that the pressure increase or the pressure gradient actual value approaches the predetermined pressure gradient setpoint or this is achieved. This results in a regulated and accordingly "gentle" increase in pressure, in which the components involved, in particular the components in the high-pressure region, are not exposed to overloading.

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 represented, so that same Components are provided with the same reference numerals. In contrast to 1 is in 2 the heat pump cycle is shown in bold and the arrows indicate the direction of flow of the working fluid in the heat pump cycle. The working fluid is in the air compressor 2 compressed and over the working medium 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 medium line 23 to the inner heat exchanger 8th is guided. From there, the working fluid flows through the work center 15 in the accumulator 14 and further on the labor resource management 13 in the second heat exchanger 12 , There, the working fluid is cooled or at least partially condensed, in which the air supplied to the vehicle interior deprives the working fluid heat, which leads to a heating of the air flowing into the vehicle interior, and thus to the same heating. About the work center 11 The now largely liquid present working fluid reaches the expansion organ 10 and relaxes there. Furthermore, the working fluid flows through a working medium line 24 to a third heat exchanger 25 for example, in an engine cooling circuit 26 a not shown with internal combustion engine. There, the working fluid is due to the heat of the engine cooling circuit 26 evaporated. About a work center 27 the vaporized working fluid flows to the switching valve 17 and from there via the Arbeitsmittelleitung 18 in the air compressor 2 , wherein the switching valve 17 also switched to heat pump operation. Thus, the heat pump cycle is closed, wherein the second heat exchanger 12 , which is arranged in the air inlet of the air flowing into the vehicle interior, there is a heating function.

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.Again, the pressure gradient control according to the invention is carried out, since by means of the pressure sensor 19 who is over the labor resource 20 with the work center 3 is connected, the high pressure is detected and accordingly a pressure gradient actual value in the control / control unit 21 determined and compared with the predetermined pressure gradient setpoint. The in the 1 and 2 described air conditioning in which can be switched 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. This is in principle in each embodiment of air conditioning systems that allow the cooling and / or heating / Zuheizbetrieb, can be used, in which a rapid pressure increase, which is due to the system dynamics regularly, is expected. With the pressure gradient control according to the invention is a controlled operation of the air compressor 2 and thus a controlled lifting of the high pressure easily possible. In the case of an uncontrolled, mostly nearly vertical increase in pressure, there is also the danger of possible overshoots above the maximum permitted working pressure. These overshoots can also be avoided with the pressure gradient control according to the invention. Thus, an overload of the system components is 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 schematically a pressure-time diagram is shown. P 0 is the system compensation pressure and p max is the maximum working pressure of the system. With a vertical double line, the diagram is divided into two, with the double line on the left as an example two graphs 28 and 29 are shown for possible pressure increases without pressure gradient control. Due to the system dynamics, the pressure rises 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 for pressure increases exemplified, in which a pressure gradient control according to the invention takes place. In the case of the graph 30 shown pressure increase is in the control / control unit 21 integrated a threshold, in which a predetermined high pressure value as a pressure threshold 32 is fixed. When starting up or during operation of the air conditioner 1 this pressure threshold 32 If the pressure is increased by a controlled increase in the high pressure, the maximum pressure p max is approached "smoothly" so that possible overshoots can easily be trapped or completely avoided 31 The pressure increase shown is worked immediately after switching on the system with the pressure gradient control. Any change in the high pressure to higher values is realized with the specified pressure gradient setpoint. The pressure gradient setpoint, in the control unit 21 is stored here, is composed of a number of falling gradient, so that the high pressure limit p max is approached asymptotically. At low system high pressures, high gradients are selected, and as the pressures increase, the gradient gradually reduces and the pressure profile becomes flatter. This means that each time predefined pressure values are reached 33 . 34 and 35 the pressure gradient setpoint by the control unit 21 is changed, so that with the graph 31 illustrated course of the pressure rise 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) zur Regelung/Steuerung des Arbeitsmittelkreislaufes 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 compressor, at least one expansion element and at least one first heat exchanger, which are successively arranged and connected by working fluid lines for a working fluid circuit, wherein the working fluid circuit in the flow direction of Working means seen in a located between a pressure-side connection of the air compressor and the expansion element high-pressure region with high pressure and located between the expansion element and a suction-side connection of the air compressor low pressure region is divided with low pressure, the working fluid between the suction side and pressure side connection means of the air compressor of low pressure High pressure for a pressure increase is compressible, characterized in that at least one pressure sensor ( 19 ) is arranged in the high pressure region for detecting the high pressure, and that a control / control unit ( 21 ) is provided for the regulation / control of the working medium circuit, to the input side of the pressure sensor ( 19 ) as an actual pressure transmitter and on the output side at least one controllable pressure control element ( 22 ) of the air compressor ( 2 ) are connected as an actuator and which contains a setpoint generator to which a pressure gradient setpoint is set according to a certain pressure rise in a predetermined period, wherein at one of the control unit ( 21 ) determined deviation of a detected via the pressure sensor signal and a timer pressure gradient actual value of pressure gradient setpoint an associated control signal to reduce the control deviation to the at least one controllable pressure actuator ( 22 ) of the air compressor ( 2 ) is deliverable. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Druckstellelement 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 control element, a pressure-side control valve ( 22 ) and / or a suction-side control valve of the air compressor ( 2 ). 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 actuator a power control for the drive of the air compressor is. 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 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 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, preferably stepwise, 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 that the regulated pressure increase 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 control unit ( 21 ) a threshold value transmitter is contained and a predetermined high-pressure value is defined as the pressure threshold value, and that the regulated pressure increase takes place via the pressure gradient control in the high-pressure region 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 control unit ( 21 ) a limit value transmitter is included, whereby a predetermined high-pressure limit value is defined as the maximum pressure of the high-pressure region. 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 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 ( 1 ) is operable in refrigeration system operation or in the heating / Zuheizbetrieb. 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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