DE10316856A1

DE10316856A1 - Klimaanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10316856A1
Application number: DE10316856A
Authority: DE
Inventors: Takafumi Masuda; Takahiro Ishihara; Yasutane Hijikata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2003-10-30
Also published as: JP2003306031A; US20030192326A1; GB2389920B; GB0308887D0; GB2389920A; US6715303B2; JP4062954B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Kältekreislauf (RC) mit einem Verdichter (1) veriabler Verdrängung. Eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung (FC) wird in Reaktion auf eine Fahrzeugverzögerung ausgeführt. In der Kraftstoffunterbrechungssteuerung (FC) wird die Verdrängung zunächst erhöht, so dass ein Verdampfer (9) eine Kältespeicherung durchführt. Wenn eine Motordrehzahl (NE) auf einen bestimmten Pegel (NE1) verringert ist, wird die Verdrängung daraufhin verringert, um die Motorlast zu verringern. Die Verdrängung wird auf dem verringerten Pegel für eine vorbestimmte Zeitdauer (tx) oder bis zum Ende der Kraftstoffunterbrechnungssteuerung (FC) gehalten. Selbst dann, wenn die Verdrängung verringert wird, vermag der Verdampfer (9) Luft zu kühlen, weil der Verdampfer (9) die Kältespeicherung durchführt. Die Zeitdauer, um die Verdrängung auf dem verringerten Pegel zu halten, ist außerdem begrenzt. Es ist deshalb möglich, einen übermäßigen Temperaturanstieg zu verhindern und eine komfortable Klimatisierung aufrechtzuerhalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Klimaanlage zur Aufrechterhaltung eines Komfortempfindens angesichts einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung des Fahrzeugmotors.

Wenn bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug während eines Verzögerungsvorgangs die Gaspedalbetätigung null beträgt, wird eine sogenannte Kraftstoffunterbrechungssteuerung ausgeführt. Das heißt, die Kraftstoffzufuhr zu dem Fahrzeugmotor wird unterbrochen, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugmotors zu verbessern. Bei dem Motor handelt es sich um einen Verbrennungsmotor. Die Gaspedalbetätigung wird üblicherweise als Niederdrückgrad des Gaspedals ermittelt. Um in diesem Fall eine Motorblockade zu verhindern, wird eine Kraftstoffunterbrechungsaufhebungsdrehzahl mit einer Motordrehzahl an der unteren Grenze gewählt, bei welcher der Fahrzeugmotor selbst dann nicht blockiert, wenn die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird. Die Kraftstoffzufuhr wird wieder aufgenommen, wenn die Motordrehzahl unter die vorbestimmte Aufhebungsdrehzahl fällt.

In einem mit einer Klimaanlage versehenen Kraftfahrzeug wird der Klimatisierungsverdichter durch den Fahrzeugmotor angetrieben. Wenn der Verdichter betrieben wird, wird deshalb die Fahrzeugmotorantriebsart um das Ausmaß eines Verdichterlastdrehmoments größer, als dann, wenn der Verdichter sich nicht in Betrieb befindet. Die Kraftstoffunterbrechungsaufhebungsdrehzahl NEa während des Verdichterbetriebs wird deshalb um die vorbestimmte Drehzahl höher gewählt als die Kraftstoffunterbrechungsaufhebungsdrehzahl NEb während eines Stopps des Verdichterbetriebs, wie in Fig. 4 gezeigt. Wenn der Verdichter sich in Betrieb befindet, wird deshalb die Kraftstoffzufuhr bei einer relativ höheren Motordrehzahl wieder aufgenommen und die Kraftstoffzufuhr wird relativ früher wieder aufgenommen. Wenn der Verdichter angetrieben wird, wird deshalb die Kraftstoffunterbrechungszeitdauer kürzer als dann, wenn der Verdichter nicht angetrieben ist.

Die Erfinder haben an einem experimentellen System Untersuchungen durchgeführt. Um in diesem System die Kraftstoffunterbrechungszeitdauer zu verlängern, wird die Aufhebungsdrehzahl bis auf die Aufhebungsdrehzahl verringert, wenn der Verdichter nicht angetrieben ist. Zu diesem Zweck wurde ein Verdichter variabler Verdrängung mit sich ändernder. Verdrängung als Klimatisierungsverdichter angewendet. Außerdem wird die Fahrzeugmotorantriebslast verringert durch eine Verringerung der Verdichterverdrängung auf einen kleinen Wert während eines Fahrzeugverzögerungsvorgangs.

Das bloße Verringern der Verdrängung führt jedoch zu dem Problem, dass während der sommerlichen Jahreszeit, wenn die Fahrgastzelle gekühlt wird, eine Verringerung der Kühlkapazität des Verdampfers Anlass dafür ist, dass die Temperatur der in die Fahrgastzelle zugeführten kalten Luft steigt. Dies beeinträchtigt das Kühlempfinden.

Die JP-A-6-115346 offenbart ein System, welches die Verdichterverdrängung verringert, um eine Fahrzeugmotorblockade bei einem plötzlichen Fahrzeugverzögerungsvorgang zu unterbinden. Selbst diese herkömmliche Technik beeinträchtigt ebenfalls in ähnlicher Weise das Kühlempfinden durch die verringerte Kühlkapazität des Verdampfers.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht (deshalb) darin, eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die dazu in der Lage ist, eine komfortable Bedingung selbst dann aufrechtzuerhalten, wenn die Verdrängung des Verdichters in Reaktion auf einen Verzögerungsvorgang verringert wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge einen Kältekreislauf und eine Steuereinheit. Der Kältekreislauf weist einen Verdichter Variabler Verdrängung und einen Verdampfer zum Kühlen von Luft auf, die einer Fahrgastzelle zugeführt wird. Der Verdickter wird durch einen Fahrzeugmotor angetrieben, der einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung bei einem Fahrzeugverzögerungsvorgang unterworfen ist. Die Steuereinheit steuert zumindest die Verdrängung des Verdichters. Die Steuereinheit steuert die Verdrängung sowohl dann, wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird, wie dann, wenn diese nicht durchgeführt wird. Wenn dem Fahrzeugmotor Kraftstoff zugeführt wird, d. h., wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung nicht durchgeführt wird, steuert die Steuereinheit die Verdrängung auf Grundlage eines Kühlgrads des Verdampfers. Wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird, führt die Steuereinheit eine zwangsweise Verringerungssteuerung für die Verdrängung durch. Bei der Zwangsverdrängungssteuerung verringert die Steuereinheit die Verdrängung auf einen vorbestimmten kleinen Wert. Die Steuereinheit wählt außerdem eine Zeitdauer für die Zwangsverringerungssteuerung derart, dass die Zeitdauer verkürzt ist, wenn die Wärmelast zum Kühlen erhöht ist.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine Zeitdauer für die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durch die Zwangsverringerungssteuerung verlängert werden. Die Zeitdauer für die Zwangsverringerungssteuerung wird außerdem verkürzt, wenn die Wärmelast zum Kühlen erhöht ist. Beispielsweise wird die Zeitdauer verkürzt, wenn eine Kühllufttemperatur erhöht ist. Der Temperaturanstieg der Luft, die der Fahrgastzelle zugeführt wird, wird durch Verkürzung der Zeitdauer der Zwangsverringerungssteuerung der Verdrängung verzögert. Dadurch kann ein komfortables Kühlempfinden aufrechterhalten werden und die Beeinträchtigung des Kühlempfindens kann unterbunden bzw. verzögert werden.

Der Kühlgrad des Verdampfers kann durch eine Temperatur oder einen Druck betreffend den Verdampfer, wie etwa die Temperatur von Luft, die durch den Verdampfer abgekühlt wird und durch die Verdampferoberflächentemperatur wiedergegeben werden.

Die Steuereinheit kann eine Kältespeichersteuerung durchführen, wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung stattfindet. Die Kältespeichersteuerung kann unmittelbar vor der Zwangsverringerungssteuerung durchgeführt werden, und sie kann durchgeführt werden durch Erhöhung der Verdrängung insofern als der Kühlgrad des Verdampfers höher gehalten wird als derjenige, der erzielt wird, wenn dem Fahrzeugmotor Kraftstoff zugeführt wird. Beispielsweise kann der Kühlgrad des Verdampfers auf einen höheren Wert gesteuert werden als ein normaler Grad, mit dem der Wärmetauschwirkungsgrad hochgehalten werden kann. Beispielsweise wird die Temperatur des Verdampfers bei der Kältespeichersteuerung auf einen niedrigeren Wert gesteuert als bei normaler Steuerung.

Die Steuereinheit vermag die Verdrängung ausgehend von einem Wert, der durch die Zwangsverringerungssteuerung erzielt wird, auf einen Wert zu erhöhen, der erzielt wird, wenn dem Fahrzeugmotor Kraftstoff in Reaktion auf eine Beendigung der Kraftstoffunterbrechungssteuerung zugeführt wird. Eine schlagartige Änderung der Temperatur der Luft, die der Fahrgastzelle zugeführt wird, kann dadurch verhindert werden.

Die Wärmelast kann durch zumindest entweder die Außenlufttemperatur oder ein Luftvolumen angezeigt werden, das der Fahrgastzelle zugeführt wird. In diesem Fall kann die Zeitdauer verkürzt werden, wenn die Außenlufttemperatur erhöht ist, oder wenn das Luftvolumen vergrößert ist.

Die Wärmelast kann durch einen tatsächlich gemessenen Kühlgrad des Verdampfers wiedergegeben sein. In diesem Fall kann die Zeitdauer verkürzt werden durch Beenden der Zwangsverringerungssteuerung, wenn der Kühlgrad einen vorbestimmten Grad erreicht.

Die Steuereinheit kann eine Einrichtung zum Steuern der Verdrängung auf Grundlage des Kühlgrads, eine Einrichtung zum Durchführen der Zwangsverringerungssteuerung und eine Einrichtung zum Regeln der Zeitdauer für die Zwangsverringerungssteuerung aufweisen.

Die Steuereinheit kann die Verdrängung auf einen vorbestimmten großen Wert steuern, wenn die eine Motordrehzahl anzeigende Information anzeigt, dass die Motordrehzahl innerhalb eines Hochdrehzahlbereichs in Richtuni auf eine vorbestimmte Drehzahl verringert ist, ausgehend vom Beginn der Kraftstoffunterbrechungssteuerung. Die Steuereinheit beginnt mit der Zwangsverringerungssteuerung, wenn die Motordrehzahl unter einen vorbestimmten Pegel in einem Niederdrehzahlbereich verringert ist.

Die Zeitdauer kann durch eine Verdrängungsverringerungsregelzeit gewählt sein. Die Verdrängungsverringerungsregelzeit kann in Übereinstimmung mit sowohl der Außentemperatur wie dem Luftvolumen definiert sein. Die Verdrängungsverringerungsregelzeit wird verkürzt, wenn die Außenlufttemperatur erhöht ist, wenn die Außenlufttemperatur sich in einem vorbestimmten Hochtemperaturbereich befindet, der höher ist als eine vorbestimmte erste Temperatur, beispielsweise 25°C. Die Verdrängungsverringerungsregelzeit wird verkürzt, wenn die Außentemperatur erniedrigt ist, wenn die Außentemperatur sich in einem vorbestimmten Niedertemperaturbereich befindet, der unterhalb einer vorbestimmten zweiten Temperatur liegt, beispielsweise 17°C.

Die Verdrängungsverringerungsregelzeit kann mit einer maximalen Dauer in einem Bereich gewählt sein, der zwischen der vorbestimmten ersten Temperatur, beispielsweise 25°C, und der vorbestimmten zweiten Temperatur, beispielsweise 17°C, liegt.

Die Verdrängungsverringerungsregelzeit kann verkürzt werden, wenn das Luftvolumen vergrößert ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm von Bestandteilen einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Flussdiagramm einer Klimatisierungssteuerung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Teils von Fig. 2,
Fig. 4 ein Zeitlaufdiagramm der Kraftstoffunterbrechungssteuerung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 ein Zeitlaufdiagramm einer Arbeitsweise der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 eine Kurvendarstellung der Beziehungen zwischen einer Verdrängungsverringerungsregelzeit tx und einer Außentemperatur TAM in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7A ein Zeitlaufdiagramm von Kurven eines Temperaturanstiegs ΔT unter mehreren Außentemperaturbedingungen, und
Fig. 7B ein Zeitlaufdiagramm von Kurven eines Temperaturanstiegs ΔT unter mehreren Luftvolumenbedingungen.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind sämtliche Bestandteile an einem Fahrzeugmotor angebracht. Ein Kältekreislauf RC bildet Teil einer Klimaanlage. Der Kältekreislauf RC weist einen Verdichter 1 auf, der ein Kältemittel ansaugt, verdichtet und austrägt. Ein Fahrzeugmotor (EG) 4 treibt den Verdichter 1 über eine Riemenscheibe 2 und einen Riemen 3 an.
Bei dem Verdichter 1 handelt es sich um einen Verdichter mit extern variabler Verdrängung. Die Verdrängung kann in Übereinstimmung mit einem Steuersignal geändert werden, das dem Verdichter 1 von außen zugeführt wird. Mehrere Arten eines Verdichters mit extern variabler Verdrängung sind bekannt und diese Verdichter können sämtliche als Verdichter 1 eingesetzt werden. Ein Taumelplattenverdichter ist beispielsweise mit einer Verdrängungsänderungseinrichtung 5 versehen, die eine elektromagnetische Drucksteuereinheit aufweist, welche den Druck einer Taumelplattenkammer steuert unter Verwendung eines Austragdrucks und eines Ansaugdrucks. Die Einrichtung vermag den Kolbenhub kontinuierlich zu ändern, d. h., die Verdrängung des Verdichters, und zwar innerhalb eines Bereichs von etwa 0% bis 100% durch Steuerung des Drucks der Taumelplattenkammer zur Änderung des Neigungswinkels der Taumelplatte.
In dem Kältekreislauf RC strömt ein überhitztes gasförmiges Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel, das aus dem Verdichter 1 ausgetragen wird, in einen Verflüssiger bzw. Kondensator 6. In dem Verflüssiger 6 wird das Kältemittel abgekühlt und verflüssigt durch Wärmetausch mit der Außenluft. Bevorzugt ist ein Kühlgebläse auf der stromaufwärtigen oder stromabwärtigen Seite des Verflüssigers 6 vorgesehen. Das im Verflüssiger 6 verflüssigte Kältemittel strömt daraufhin in einen Flüssigkeitssammelbehälter 7, in welchem das Kältemittel in Dampf und Flüssigkeit getrennt wird. Überschüssiges flüssiges Kältemittel in dem Kältekreislauf RC wird in dem Flüssigkeitssammelbehälter 7 bevorratet.
Das flüssige Kältemittel aus dem Flüssigkeitssammelbehälter 7 wird durch ein Expansionsventil 8 einer Druckverringerungseinrichtung auf ein Kältemittel mit niedrigerem Druck überführt bzw. verringert und wird dadurch ein niederdruckseitiges Zweiphasen-Kältemittel aus Dampf und Flüssigkeit. Das niederdruckseitige Kältemittel aus dem Expansionsventil 8 strömt in einen Verdampfer 9. Bei dem Verdampfer 9 handelt es sich um einen inneren Wärmetauscher für eine Klimaanlage. Der Verdampfer 9 ist in dem Gehäuse 10 der Klimaanlage angeordnet. Das niederdruckseitige Kältemittel, welches dem Verdampfer 9 zugeströmt ist, wird verdampft und absorbiert Wärme aus der Luft in dem Klimatisierungsgehäuse 10. Der Kältemittelauslass des Verdampfers 9 ist mit der Ansaugseite des Verdichters 1 verbunden, wodurch ein geschlossener Kreislauf aus den Bestandteilen des vorstehend genannten Kreislaufs gebildet ist.
Das Klimatisierungsgehäuse 10 stellt einen Luftdurchlass der Klimaanlage bereit. In dem Klimatisierungsgehäuse 10 ist ein Gebläse 11 auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers 9 angebracht. Ein Ansaugumschaltkasten 11a ist auf der Einlass- Seite des Gebläses 11 vorgesehen. Der Ansaugumschaltkasten 11a saugt selektiv Innenluft aus der Fahrgastzelle als Rezirkulationsluft RA an, wenn eine Rezirkulationsbetriebsart gewählt ist. Der Ansaugumschaltkasten 11a saugt selektiv Außenluft als Frischluft FA an, wenn eine Frisch(luft)betriebsart gewählt ist. Die Rezirkulationsluft RA bzw. die Frischluft FA wird gewählt und in das Klimatisierungsgehäuse 10 durch das Gebläse 11 übertragen.
Auf der stromabwärtigen Seite des Verdampfers 9 in dem Klimatisierungsgehäuse 10 ist ein Heißwasserheizerkern 12 zum Heizen der Luft angeordnet unter Verwendung von Kühlwasser für den Motor 4 als Wärmequelle. Der Heizwasserheizerkern 12 bildet einen Klimatisierungswärmetauscher. Ein Umgehungsdurchlass 13 ist neben dem Heißwasserheizerkern 12 gebildet. Das Mischungsverhältnis der heißen Luft, die den Heißwasserheizerkern 12 durchsetzt, und der kühlen Luft, welche den Umgehungsdurchlass 13 durchsetzt, wird durch eine Luftmischklappe 14 geregelt. Die Luftmischklappe 14 bildet eine Temperatursteuereinrichtung, welche die Temperatur TAA von Luft steuert, die in die Fahrgastzelle zugeführt wird durch Regeln des Mischungsverhältnisses der heißen und kalten Luft.
Auf dem luftstromabwärtigen Ende des Klimatisierungsgehäuses 10 sind ein Gesichtslufteinlass 15, an welchem klimatisierte Luft in Richtung auf den Oberkörper von Insassen der Fahrgastzelle geblasen wird, ein Fußluftauslass 16, an welchem die klimatisierte Luft in Richtung auf den Fußbereich der Insassen zugeführt wird, und ein Entfrosterluftauslass 17 gebildet, an welchem die Luft auf die Innenseite der Windschutzscheibe geblasen wird. Diese Luftauslässe 15 bis 17 werden durch eine nicht gezeigte Betriebsartwahlklappe wahlweise geöffnet und geschlossen. Die Luftmischklappe 14 und die Betriebsartwahlklappe werden durch eine elektrische Antriebseinrichtung, wie etwa einen Servomotor, durch einen Verbindungs- bzw. Gelenkmechanismus angetrieben. Unmittelbar hinter dem Luftauslass des Verdampfers 9 in dem Klimatisierungsgehäuse 10 ist außerdem ein Verdampferauslassluftemperatursensor 18 als Einrichtung zum Ermitteln des Kühlgrads des Verdampfers angebracht.
Die Zufuhr von elektrischem Strom zu der Verdrängungsänderungseinrichtung 5 des Verdichters 1 wird durch eine Klimatisierungssteuereinheit (CC) 19 gesteuert. Eine Erhöhung des Steuerstroms ICO der Verdrängungsänderungseinrichtung 5 verändert beispielsweise die Verdrängung des Verdichters in Richtung auf eine stärkere Verdrängung. Die Verdrängung des Verdichters 1 wird deshalb erhöht oder erniedrigt durch Erhöhen oder Erniedrigen des Steuerstroms ICO, wodurch der Durchsatz von Kältemittel erhöht oder erniedrigt wird, das ausgehend vom Verdichter gefördert wird (der Durchsatz des Kältemittels pro Zeiteinheit), wodurch der niedrigere Druck Ps in dem Kältekreislauf bzw. der niederdruckseitige Druck Ps erhöht oder verringert wird.
Das Kühlausmaß des Verdampfers 9 kann variiert und gesteuert werden durch Variieren und Steuern des niederdruckseitigen Drucks Ps. Beispielsweise kann die Temperatur im Verdampfer 9 das Kühlausmaß des Verdampfers 9 anzeigen und gesteuert werden auf eine Zieltemperatur durch eine Steuerung des niederdruckseitigen Drucks. In dieser Ausführungsform zeigt die Lufttemperatur am Luftauslass des Verdämpfers 9 die Temperatur am Verdampfer 9 an. Die Zieltemperatur entspricht einem Zieldruck des niederdruckseitigen Drucks Ps. Folglich ist es möglich, mehrere Steuervorgänge durchzuführen, wie etwa eine Entfrostungssteuerung des Verdampfers 9, eine Steuerung der Antriebslast des Verdichters und eine Steuerung zum Verringern der Antriebslast des Verdichters 1.
Der Wert des Steuerstroms ICO kann geändert werden durch eine Einschaltdauersteuerung bei dieser Ausführungsform; er kann jedoch auch direkt erhöht oder verringert werden ohne Nutzung dieser Steuerart.
Der Verdichter 1 gemäß des vorliegenden Beispiels verringert die Verdrängung auf einen Minimalwert, der etwa 0% niedrig ist, und er ist nicht mit einer elektromagnetischen Kupplung zur Unterbrechung des Betriebs des Verdichters 1 versehen. Die elektromagnetische Kupplung kann deshalb zusätzlich für den Verdichter 1 vorgesehen werden, so dass die Stromzufuhr zu der elektromagnetischen Kupplung unterbrochen wird, wenn die Verdichterverdrängung auf einen niedrigen Wert von etwa 0% verringert wird, wodurch der Betrieb des Verdichters 1 gestoppt wird.
Der Klimatisierungssteuereinheit 19 werden Ermittlungssignale nicht nur von dem vorstehend genannten Sensor 18 zugeführt, sondern auch von bekannten Sensoren 20 zur Ermittlung von Bedingungen, wie etwa der Innenlufttemperatur, der Außenlufttemperatur, des Sonnenstrahlungswerts und der Motorkühlwassertemperatur. Außerdem werden Betätigungssignale von Betätigungsschaltern zugeführt, beispielsweise von einem Klimatisierungsschalter 21a auf einem Klimatisierungssteuerpaneel 21, das im Bereich des Instrumentenbretts der Fahrgastzelle angeordnet ist.
Die Klimatisierungssteuereinheit 19 ist außerdem mit einer Motorsteuereinheit (EC) 22 über eine Zwischensteuereinheit- Kommunikationsleitung verbunden. Signale können deshalb zwischen diesen beiden Steuereinheiten 19 und 22 ein- und ausgegeben werden.
Die Motorsteuereinheit 22 führt, wie an sich bekannt, die Steuerung der in dem Fahrzeugmotor 4 einzuspritzenden Kraftstoffmenge und des Zündzeitpunkts in Übereinstimmung mit Signalen durch, die von Sensoren 23 zugeführt werden, die Betriebsbedingungen des Fahrzeugmotors 4 ermitteln.
Ein Drossel(klappen)ventil 24 ist in dem Ansaugluftdurchlass 4a des Fahrzeugmotors 4 angeordnet. Ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil 25 ist parallel zu dem Drosselventil 24 geschaltet. Das Öffnungsausmaß des Drosselventils 24 wird durch ein Gaspedal 26 eingestellt, das durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird. Das Leerlaufdrehzahlsteuerventil 25 weist ein Stellorgan 27 mit einem Schrittmotor und dergleichen auf. Das Öffungsausmaß des Leerlaufdrehzahlsteuerventils 25 wird durch das Stellorgan 27 eingestellt.
Die Klimatisierungssteuereinheit 19 und die Motorsteuereinheit 22 können aus getrennten Mikrocomputern oder einem gemeinsamen Mikrocomputer bestehen.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform näher erläutert. Wie in der in Fig. 2 gezeigten Routine gezeigt, beginnt diese mit dem Start der Klimaanlage. Im Schritt S10 initialisiert die Klimatisierungssteuereinheit 19 Einstellungen, wie etwa Variable, Zeitgeber und Steuerflaggen. Daraufhin werden im Schritt S20 verschiedene Signale eingegeben.
Im Schritt S20 gibt beispielsweise eine Steuereinheit 19 Sensorsignale, wie etwa eine Verdampferauslasstemperatur TE von dem Sensor 18, eine Innenlufttemperatur TR, eine Außenlufttemperatur TAM, einen Sonnenstrahlungswert TS und eine Motorkühlwassertemperatur TW von den Sensoren 20 ein. Die Steuereinheit 19 gibt außerdem ein Signal von einer Solltemperatur Tset und ein Signal von einem Verdichterbetätigungsbefehl zum Betätigen des Verdichters 1 von den Schaltern ein, die auf dem Klimatisierungssteuerpaneel 21 angeordnet sind. Außerdem werden ein Kraftstoffunterbrechungssignal FC und ein Stromwert des Motordrehzahlsignals NE von der Motorsteuereinheit 22 eingegeben.
Als nächstes werden im Schritt S30 verschiedene Steuerwerte zur automatischen Steuerung der Klimaanlage berechnet. Die Berechnung dieser Steuerwerte kann durch ein bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Fig. 3 zeigt im Schritt S30 eine allgemeine Berechnungsart. Die Zielauslasslufttemperatur TAO ist die Temperatur von Luft, die in die Fahrgastzelle zugeführt wird und sie wird benötigt, um die Solltemperatur Tset aufrechtzuerhalten. In dieser Berechnung ist die Zielauslasslufttemperatur TAO durch Berechnen der Solltemperatur Tset, der Außenlufttemperatur TAM, der Innenlufttemperatur TR und des Werts der Sonnenstrahlung TS gegeben.
Das Zielluftvolumen BLW des Gebläses 11 wird auf Grundlage der Zielauslasslufttemperatur TAO berechnet. Das Zielöffnungsausmaß SW der Luftmischklappe 14 wird auf Grundlage der Zielauslasslufttemperatur TAO, der Verdampferauslasslufttemperatur TE und der Motorkühlwassertemperatur TW berechnet. Die Zielauslasslufttemperatur TEO des Verdampfers 12 wird auf Grundlage der Ziellufttemperatur TAO und der Außenlufttemperatur TAM berechnet.
Als nächstes wird im Schritt S40 ermittelt, ob oder ob nicht der Klimatisierungsschalter 21a auf dem Klimatisierungssteuerpaneel 21 eingeschaltet ist. Wenn der Klimatisierungsschalter 21a sich in Einschaltstellung befindet, wird ein Befehl zum Antreiben des Verdichters 1 in einer Betriebsbedingung ausgegeben. Wenn der Klimatisierungsschalter 21a sich in einer Ausschaltstellung befindet, wird ein Befehl zum Stoppen des Verdichters 1 ausgegeben. Wenn der Klimatisierungsschalter 21a sich in Ausschaltstellung befindet, ist keine Verarbeitung erforderlich, um die Verdichterverdrängung in den Schritten S40 bis S120 zu steuern. Das Programm schreitet deshalb direkt zum Schritt S130 weiter, um einen Steuerwert auszugeben, der durch die Berechnung im Schritt S30 gegeben ist, und zwar zu einem jeweiligen Stellorganabschnitt, um dadurch jeden Bestandteil der Klimaanlage in Übereinstimmung mit dem Steuerwert zu betätigen.
Im Schritt S130 wird daraufhin der Steuerstrom ICO, der der Verdrängungsänderungseinrichtung 5 des Verdichters 1 zugeführt werden soll, mit null entsprechend dem Klimatisierungsschalter 21a gewählt, der sich in seiner Ausschaltstellung befindet. Die Kapazität des Verdichters 1 wird deshalb auf die minimale Kapazität nahe an null verringert.
Wenn der Klimatisierungsschalter 21a sich in der Einschaltstellung befindet, schreitet das Programm zum Schritt S50 weiter. Im Schritt S50 wird entschieden, ob oder ob nicht die Kraftstoffunterbrechungssteuerung ausgeführt wird durch Evaluieren des Kraftstoffunterbrechungssignals FC von der Motorsteuereinheit 22. Die Motorsteuereinheit 22 ist dazu ausgelegt, eine Bedingung zu ermitteln, in welcher das Gaspedal nicht niedergedrückt ist, und die Kraftstoffunterbrechungssteuerung auszuführen und das Kraftstoffunterbrechungssignal FC auszugeben in Reaktion auf die Ermittlung von keinem Niederdrücken des Gaspedals. Wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt, um das Fahrzeug zu verzögern, wird deshalb die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durch die Motorsteuereinheit 22 ausgeführt und die Klimatisierungssteuereinheit 19 wird hierüber informiert.
Im Schritt S50 wird ermittelt, ob oder ob nicht das Kraftstoffunterbrechungssignal FC erzeugt wird. Wenn das Kraftstoffunterbrechungssignal FC erzeugt wird, wird im nachfolgenden Schritt S60 ermittelt, dass die Motordrehzahl NE des Fahrzeugmotors 4 die erste Solldrehzahl NE1 übersteigt. Die erste Schldrehzahl NE1 entspricht der Kraftstoffunterbrechungsaufhebungsdrehzahl NEa in Fig. 4, d. h., sie liegt in einem relativ hohen Drehzahlbereich, in welchem der Fahrzeugmotor 4 ungeachtet dessen nicht blockiert, dass der Verdichter 1 sich in Betrieb befindet.
Wenn die Motordrehzahl NE die Ungleichung NE ≥ NE1 erfüllt, schreitet das Programm deshalb zum Schritt S70 weiter. Im Schritt S70 wird ein Wert der Verdichterverdrängung zur Verwendung des Verdampfers 9 als Kältespeicherung berechnet. Während des Verzögerungsvorgangs wird die Trägheitskraft der Fahrzeugkarosserie so gesammelt, dass der Verdichter 1 (dadurch) angetrieben wird. Wenn die Motordrehzahl NE die Ungleichung NE ≥ NE1 erfüllt, wird deshalb die Verdichterverdrängung erhöht, um die Temperatur des Verdampfers 9 zu erniedrigen. Hierdurch führt der Verdampfer 9 eine Kältespeicherung durch.
Als nächstes wird die im Schritt S70 durchgeführte Berechnung unter Bezug auf Fig. 5 näher erläutert. In Fig. 5 erreicht der Niederdrückgrad des Gaspedals zum Zeitpunkt t0 den Wert 0 und die Kraftstoffunterbrechungssteuerung wird eingeleitet, um die Kraftstoffzufuhr zu stoppen. Die Kraftstoffunterbrechungssteuerung wird daraufhin bis zu einem Zeitpunkt t1 fortgesetzt. Die Motordrehzahl NE wird während einer Zeitdauer ausgehend vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 verringert. Die Klimatisierungssteuereinheit 19 führt den Schritt S70 während dieser Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t1 durch. Die Klimatisierungssteuereinheit 19 führt eine Kältespeichersteuerung durch, demnach die Verdrängung des Verdichters 1 so gesteuert wird, dass in dem Verdampfer 9 Kälte gespeichert wird. Die Verdrängung des Verdichters 1 wird stärker erhöht als dies erforderlich wäre zum Kühlen von Luft, die den Verdampfer 9 durchsetzt, und zwar bei einem Zielpegel, beispielsweise der Zielverdampferauslasslufttemperatur TEO. Der Verdampfer 9 wird deshalb unter den üblichen Pegel gekühlt und arbeitet als Kältespeichervorrichtung.
Die Verdrängungssteuerung des Verdichters 1 stellt eine Rückkopplungssteuerung dar, wie etwa eine Proportional-Integral- Steuerung. Die Rückkopplungssteuerung ist dazu ausgelegt, den Steuerstrom ICO derart zu variieren, dass eine Abweichung EN sich einem vorbestimmten Wert nähert. Beispielsweise liegt die Abweichung EN vor als EN = TE - TEO, wobei es sich bei TE um einen tatsächlichen Wert der Verdampferauslasslufttemperatur handelt, ermittelt durch den Temperatursensor 18, und wobei es sich bei TEO um die Zielverdampferauslasslufttemperatur handelt. Der Steuerstrom ICO kann auf Grundlage der Abweichung EN berechnet werden. Die Verdrängung wird hierdurch so gesteuert, dass der tatsächliche Wert TE zur Annäherung an den Zielwert TEO gebracht wird. In dieser Ausführungsform führt eine Erhöhung des Steuerstroms ICO zu einer Vergrößerung der Verdrängung des Verdichters 1.
Im Schritt S70 wird die Berechnung der Verdichterverdrängung zur Kältespeicherung in dem Verdampfer ausgeführt. Insbesondere wird während der Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t1 die Zielverdampferauslasslufttemperatur TEO mit einer Temperatur TEO1, beispielsweise etwa 1°C, gewählt, die niedriger ist als die niedrigste Zieltemperatur, beispielsweise 3 bis 4°C bei der normalen Klimatisierung. Die Abweichung EN wird berechnet als EN = TE - TEO1. Die Abweichung EN wird deshalb vergrößert, um den Steuerstrom ICO auf einen Wert ICO1 zu erhöhen. Die Verdrängung des Verdichters 1 wird folglich vergrößert, um eine größere Kühlfähigkeit im Verdampfer 9 zu erzielen, wodurch die Kältespeicherung im Verdampfer 9 möglich wird.
Wenn die Zeit über den Zeitpunkt t1 nach der Fahrzeugverzögerung hinaus abgelaufen ist und die Motordrehzahl NE unter die erste Solldrehzahl NE1 abgenommen hat, wird im Schritt S60 die Entscheidung NEIN getroffen, weshalb das Steuerprogramm zum Schritt S80 weiterschreitet, wo eine Entscheidung erfolgt, ob die Motordrehzahl NE sich zwischen der ersten Solldrehzahl NE1 und der zweiten Solldrehzahl NE2 befindet. Die zweite Solldrehzahl NE2 ist um einen vorbestimmten Wert niedriger als die erste Solldrehzahl NE1, entsprechend der Aufhebungsdrehzahl NEb in Fig. 4. Das heißt, bei der Drehzahl NE2 handelt es sich um eine Drehzahl nahe an der unteren Grenze des Drehzahlbereichs, innerhalb welchem der Fahrzeugmotor 4 nicht blockiert, wenn der Verdichter sich in einem Stoppzustand befindet.
Wenn NE in dem Bereich zwischen NE1 und NE2 liegt, schreitet das Programm zum Schritt S90 weiter, wo die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx in Sekunden zur Regelung der Zeitdauer zum Verringern bzw. Verkleinern der Verdrängung berechnet wird. Fig. 6 zeigt ein Beispiel eines praktischen Verfahrens zum Berechnen der Verdrängungsverringerungsregelzeit tx, die ermittelt wird durch die Außenlufttemperatur TAM und den Luftvolumenpegel im Gebläse 11. Einzelheiten der Fig. 6 sind nachfolgend erläutert.
Daraufhin wird im Schritt S100 ermittelt, ob oder ob nicht eine abgelaufene Zeit ty nach dem Zeitpunkt t1 innerhalb der Verdrängungsverringerungsregelzeit tx liegt. Wenn ty < tx ist, schreitet das Programm zum Schritt S110 weiter, um die minimale Verdrängung während der Verzögerung zu berechnen. Beispielsweise wird der Minimalstrom zum Wählen der minimalen Verdrängung als Steuerstrom ICO berechnet. Im Schritt S110 wird deshalb der Steuerstrom ICO ungeachtet der Abweichung EN ermittelt.
Wenn die abgelaufene Zeit ty die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx überschreitet, zweigt das Programm vom Schritt S100 zum Schritt S120 ab. Im Schritt S120 wird eine normale Verdrängungsberechnung durchgeführt. In diesem Schritt wird der Steuerstrom ICO auf Grundlage der Abweichung EN berechnet. Die Abweichung wird berechnet als EN = TE - TEO, wobei die Zieltemperatur TEO der normale Wert ist, beispielsweise 3 bis 4°C. Die Verdichterverdrängung wird in Übereinstimmung mit dem Steuerstrom ICO eingestellt. Der tatsächliche Wert der Verdampferauslasslufttemperatur TE nähert sich deshalb an die Zielverdampferauslasslufttemperatur TEO an, die höher ist als im Schritt S70. In Fig. 5 wird der Schritt S110 ausgehend vom Zeitpunkt t1 zu einem Zeitpunkt t12 ausgeführt. Wenn das System den Schritt S100 nicht enthält, kann der Schritt S110 bis zu einem Zeitpunkt t2 ausgeführt werden und Wellenformen können verzögert werden, wie in Fig. 5 mit durchbrochenen Linien gezeigt.
Wenn entschieden wird, dass im Schritt S100 ty ≥ tx gilt, gibt die Klimatisierungssteuereinheit 19 ein Signal aus, das die Entscheidung anzeigt, und zwar an die Motorsteuereinheit 22. Die Motorsteuereinheit 22 nimmt die Kraftstoffzufuhr zu dem Fahrzeugmotor 4 in Reaktion auf das Signal von der Klimatisierungssteuereinheit 19 wieder auf und schaltet das Kraftstoffunterbrechungssignal FC aus.
Wenn daraufhin die Motordrehzahl NE unter den Wert NE2 fällt, gilt im Schritt S80 NE < NE2, und das Programm schreitet direkt zum Schritt S120 weiter, um die Verdrängung für den normalen Betrieb zu berechnen. Das heißt, wenn NE unter NE2 fällt, wird die Verdrängungssteuerung zugunsten der normalen Steuerung durch den Schritt S120 selbst dann wieder aufgenommen, wenn die abgelaufene Zeit ty nicht erreicht wurde, zu der Verdrängungsverringerungsregelzeit tx. Wenn NE < NE2 bei der Kraftstoffunterbrechungssteuerung erfüllt ist, die in der Motorsteuereinheit 22 ausgeführt wird, wird die Kraftstoffzufuhr wieder aufgenommen und das Kraftstoffunterbrechungssignal FC wird ausgeschaltet.
Während des normalen Betriebs des Fahrzeugs wird das Kraftstoffunterbrechungssignal FC ausgeschaltet gehalten. Das Programm schreitet deshalb direkt vom Schritt S50 zum Schritt S120 weiter, um die Berechnung der Verdrängung im normalen Betrieb durchzuführen.
Wenn das Kraftstoffunterbrechungssignal FC ausgeschaltet wird, nachdem die Verdichterverdrängung mit dem minimalen Wert gewählt ist, schreitet das Programm vom Schritt S50 zum Schritt S120 weiter. In dieser Übergangsphase wird die Verdrängung ausgehend von der minimalen Verdrängung auf die Verdrängung vergrößert, die durch die Rückkopplungssteuerung ermittelt wird. In dieser Übergangsphase erhöht der Schritt S120 allmählich die Verdrängung, um eine Motorblockierung bzw. die Wahrscheinlichkeit dafür zu verringern. Beispielsweise wird der Steuerstrom ICO allmählich nach dem Zeitpunkt t12 erhöht, wie in Fig. 5 gezeigt.
Als nächstes werden mit dieser Ausführungsform erzielbare Vorteile anhand von Fig. 5 bis 7 näher erläutert. Wenn die Motordrehzahl NE höher als die erste Solldrehzahl NE1 ist, läuft unmittelbar nach Beginn der Verzögerung der Fahrzeugmotor innerhalb eines Bereichs hoher Drehzahl, in welchem der Fahrzeugmotor 4 ungeachtet dessen nicht blockiert, dass der Verdichter 1 betrieben ist. Wenn NE ≥ NE1 zutrifft, wird deshalb die Temperatur des Verdampfers 9 abgesenkt durch Ausführen der Verdrängungsberechnung, die zu einer Vergrößerung der Verdichterverdrängung im Schritt S70 führt. Hierdurch ist es möglich, den Verdampfer 9 als Kältespeicher zu nutzen. Selbst dann, wenn die Verdrängung später verringert wird, ist es deshalb möglich, den Temperaturanstieg der Luft, die in die Fahrgastzelle zugeführt werden soll, zu verringern und zu unterdrücken durch Austragen gespeicherter thermischer Kälteenergie in dem Verdampfer 9.
Wenn die Motordrehzahl einen geringeren Wert erreicht als die erste Solldrehzahl NE1 zum Zeitpunkt der Verzögerung, wird die Verdichterverdrängung auf den minimalen Wert verringert. Die Antriebslast des Fahrzeugmotors 4 auf den Verdichter kann dadurch auf nahezu den Nullpegel verringert werden, um eine Motorblockade zu verhindern. Aufgrund der verringerten Antriebslast wird die Verringerungsrate der Motordrehzahl verringert und eine Verzögerung wird durchgeführt, um die Motordrehzahl NE mit dem Wert der zweiten Solldrehzahl NE2 zu erreichen. Es ist deshalb möglich, die Kraftstoffunterbrechungszeitdauer um eine Zeitdauer ta zu verlängern, wie in Fig. 5 gezeigt.
Die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx zum Verzögerungszeitpunkt wird außerdem berechnet, um die Verdrängungsverringerungszeit ty innerhalb der Regelzeit tx durch die Schritte S90 und S100 zu begrenzen. Es ist deshalb möglich, die Beeinträchtigung des Kühlempfindens zu unterbinden, die aus einer Verringerung der Verdichterverdrängung herrührt, nach Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr.
In Fig. 5 bezeichnen durchgezogene Linien Wellenformen in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform. Die durchbrochenen Linien bezeichnen Wellenformen in Übereinstimmung mit einer Vergleichsausführungsform, welche die Schritte S90 und S100 nicht umfasst. Im Fall des Vergleichsbeispiels wird die Kraftstoffunterbrechungssteuerung zum Zeitpunkt t2 beendet, weil die Motordrehzahl NE unter die zweite Solldrehzahl NE2 fällt. In Übereinstimmung mit diesem Vergleichsbeispiel wird die Verdrängung auf der minimalen Verdrängung für eine Zeitdauer tr gehalten, die der Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 entspricht. Während dieser Zeitdauer wird der Verdrängungssteuerstrom ICO verringert und mit dem minimalen Strom beibehalten. In Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel wird die Temperatur der Luft, die in die Fahrgastzelle zugeführt wird, erhöht, wie durch die durchbrochene Linie im unteren Teil von Fig. 5 gezeigt. Die Fahrgäste in der Fahrgastzelle empfinden dadurch einen komfortablen Temperaturanstieg. Das heißt, das Vergleichsbeispiel kann das Kühlempfinden der Fahrgäste während des Klimatisierungsbetriebs in der sommerlichen Jahreszeit beeinträchtigen. Fig. 7A und 7B zeigen Ergebnisse von Experimenten, die durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durchgeführt wurden. Fig. 7A und 7B zeigen den Temperaturanstieg ΔT der klimatisierten Luft, die der Fahrgastzelle zugeführt wird, nachdem die Verdichterverdrängung auf den Minimalwert verringert ist. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit aufgetragen, wobei t = 0 der Zeit t1 in Fig. 5 entspricht. Das heißt, die Verdichterverdrängung wird zum Zeitpunkt = 0 auf die minimale Verdrängung geändert.
Fig. 7A zeigt Kurven des Temperaturanstiegs ΔT der Luft, die in die Fahrgastzelle zugeführt wird, nachdem die Verdrängung auf die minimale Verdrängung von 0 geändert ist. Fig. 7A zeigt außerdem, dass die Außenlufttemperaturwärmelast, angezeigt durch die Außenlufttemperatur TAM, die Kurven des Temperaturanstiegs ΔT beeinflusst. In Fig. 7A sind die Kurven des Temperaturanstiegs ΔT unter mehreren Außenlufttemperaturbedingungen gemessen, wie etwa TAM = 25°C, TAM = 30°C und TAM = 35°C. Sämtliche Kurven sind unter einer Bedingung gemessen, demnach die Ansaugbetriebsart die Frisch(luft)betriebsart ist, demnach der Luftvolumenpegel M1 beträgt, und demnach die Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h beträgt. Der Luftvolumenpegel M1 entspricht dem siebten Pegel von (insgesamt) 31 Pegeln.
Fig. 7B zeigt Kurven des Temperaturanstiegs ΔT der in die Fahrgastzelle zugeführten Luft, nachdem die Verdrängung auf die minimale Verdrängung von 0 geändert ist. Fig. 7B zeigt, dass das Luftvolumen den Temperaturanstieg ΔT beeinflusst. Wie in Fig. 7B gezeigt, wird eine Erhöhungsrates der Lufttemperaturanstiegs ΔT größer, wenn der Luftvolumenpegel M2 beträgt, und zwar größer als dann, wenn der Luftvolumenpegel M1 beträgt. Der Luftvolumenpegel M2 ist größer als der Luftvolumenpegel M1 und entspricht dem 13. Pegel von (insgesamt) 31 Pegeln. Die Kurven in Fig. 7B sind unter einer Bedingung gemessen, demnach die Ansaugbetriebsart die Frisch(luft)betriebsart ist, demnach die Außenlufttemperatur TAM 30°C beträgt, und demnach die Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h beträgt.
Es hat sich durch Messung mit Sensoren bestätigt, dass im Fall des Luftvolumenpegels = M2, wenn eine Zeit von etwa 8 Sekunden abgelaufen ist, zum Zeitpunkt t10, nach einer Änderung auf minimale Verdrängung, das Ausmaß des Temperaturanstiegs ΔT den Bereich von 4,3°C erreicht, wodurch den Fahrzeuginsassen ein unkomfortables Empfinden vermittelt wird. Es hat sich außerdem hierdurch bestätigt, dass im Fall des Luftvolumenpegels = M1, wenn die Zeit von etwa 12 Sekunden abgelaufen ist, zum Zeitpunkt t11, nach der Änderung auf minimale Verdrängung, das Ausmaß des Temperaturanstiegs ΔT den Bereich von 4,3°C erreicht, wodurch den Fahrzeuginsassen ein unkomfortables Empfinden vermittelt wird.
Die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx wird auf Grundlage der experimentellen Ergebnisse von Fig. 7A und 7B in Bezug auf eine Änderung der Außenlufttemperatur und des Luftvolumenpegels ermittelt, wie in Fig. 6 gezeigt. Das heißt, es besteht eine Korrelation, demnach die Belastung der Klimaanlage des Verdampfers 9 zunimmt bei einer Erhöhung der Außenlufttemperatur und des Luftvolumenpegels. Es wird deshalb ermittelt, dass innerhalb des Kühlbetriebsbereichs zum Kühlen der Fahrgastzelle mit anderen Worten bei hoher Außenlufttemperatur die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx mit einem Anstieg der Außenlufttemperatur abnimmt und außerdem abnimmt, wenn der Luftvolumenpegel ≥ M2 im Vergleich zum Luftvolumenpegel < M2. In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass die hohe Außenlufttemperatur 25°C beträgt oder höher ist, wie in Fig. 6 gezeigt.
Wenn die Belastungen der Klimaanlage des Verdampfers 9 mit einer Erhöhung der Außenlufttemperatur oder einer Erhöhung des Luftvolumenpegels steigt, wird die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx verkleinert, um dadurch die abgelaufene Zeit ty regeln zu können, wenn die Verdichterverdrängung auf den minimalen Wert verringert ist, und zwar innerhalb der Zeit tx entsprechend der Belastung der Klimaanlage.
Im Fall des Vergleichsbeispiels und wie in Fig. 5 gezeigt, wird der Verdrängungssteuerstrom ICO ausgehend vom minimalen Strom zum Zeitpunkt t2, zu welchem die Motordrehzahl NE < NE2 wird, erhöht. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch der Verdrängungssteuerstrom ICO ausgehend vom minimalen Strom zum Zeitpunkt t12 erhöht, der durch den Zeitpunkt tx ermittelt ist und früher liegt als der Zeitpunkt t2. Ein derartiges früheres Wiederaufnehmen der Verdrängung wird erreicht durch Begrenzen der Zeitdauer zum Unterdrücken der Verdrängung.
Wie in Fig. 5 gezeigt, kann deshalb der Temperaturanstieg von Luft, die in die Fahrgastzelle zugeführt wird, unter das Vergleichsbeispiel gedrückt werden, das durch die durchbrochene Linie bezeichnet ist, wodurch eine Beeinträchtigung des Kühlempfindens der Insassen unterbunden wird.
Im Bereich der Außenlufttemperatur TAM ist = 17 bis 25°C nimmt, wie in Fig. 6 gezeigt, die Belastungen der Klimaanlage in Zwischenjahreszeiten, wie etwa im Frühling und im Herbst, ab. Der Bedarf, die Entfeuchtungskapazität des Verdampfers zum Entfrosten der Windschutzscheibe aufrechtzuerhalten, nimmt ebenfalls ab. Die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx wird deshalb mit einem Maximum gewählt, um eine maximale Verlängerung der Kraftstoffunterbrechungsdauer zu bewirken.
Bei einer niedrigen Außenlufttemperatur von etwa unterhalb 17°C besteht die Gefahr, dass die Windschutzscheibe bei Verringerung der Temperatur derselben beschlägt. Es wird deshalb ermittelt, dass die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx mit dem Temperaturabfall der Außenlufttemperatur verringert bzw. verkürzt wird, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist. Die Windschutzscheibenbeschlagentfernungskapazität kann deshalb erreicht werden durch Verhindern einer Beeinträchtigung der Entfeuchtungskapazität des Verdampfers bei niedrigen Außenlufttemperaturen.
Während eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung vorstehend dargestellt und erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern zahlreichen Modifikationen und Abwandlungen zugänglich.
In der ersten Ausführungsform wird bei der Berechnung der minimalen Verdrängung während der Verzögerung im Schritt S110 der Verdrängungssteuerstrom auf den minimalen Strom verringert, wodurch die Verdichterverdrängung auf die minimale Verdrängung von etwa 0 verringert wird. Stattdessen kann im Schritt S110 die Verdichterverdrängung mit einem Wert berechnet werden, der geringfügig größer als die minimale Verdrängung ist.
Im Hinblick auf tatsächliche Fahr- und Laufbedingungen des Fahrzeugs kann, das Fahrzeug einer wiederholten Verzögerung mit kurzen Zwischenräumen ausgesetzt sein. Wenn in diesem Fall die Verdichterverdrängung bei jedem Verzögerungsvorgang auf einen kleinen Wert gesteuert wird, reicht die Zeitregelung alleine nicht aus, um den Temperaturanstieg von Luft, die in die Fahrgastzelle geblasen wird, wirksam zu unterbinden. Das heißt, in einigen Fällen kann die Beeinträchtigung der Kühlempfindung nicht unterbunden werden. Um diesen Nachteil zu überwinden, kann eine zusätzliche Verdrängungsverringerungssteuerung innerhalb der vorbestimmten Zeit aufgehoben bzw. unterbunden werden, wenn das Fahrzeug innerhalb einer vorbestimmten Zeit erneut verzögert wird, nachdem die Verdrängungsverringerungssteuerung zum Zeitpunkt der Verzögerung durchgeführt wurde. Unter bestimmten Bedingungen kann die Kraftstoffzufuhr zum Zeitpunkt t1 wieder aufgenommen werden, zu welchem die Motordrehzahl NE den Schwellenwert NE1 erreicht, wie in Fig. 5 gezeigt. In diesem Fall wird die Kraftstoffunterbrechungssteuerung zum Zeitpunkt t1 aufgehoben. Gleichzeitig berechnet die Steuereinheit 19 die Verdrängung für einen normalen Betrieb im Schritt S120 ausgehend vom Zeitpunkt t1. Die Zwangsverringerung der Verdichterverdrängung wird dadurch vollständig aufgehoben.
In der ersten Ausführungsform wird die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx auf Grundlage der Außenlufttemperatur TAM und des Luftvolumenpegels ermittelt. Die Wärmelast zu Kühlzwecken ist deshalb in der Frisch(luft)betriebsart höher als in der Rezirkulationsbetriebsart. Die Ansaugbetriebsart, wie etwa die Frisch(luft)betriebsart und die Rezirkulationsbetriebsart können deshalb zusätzlich als Parameter zum Ermitteln der Verdrängungsverringerungsregelzeit tx in Betracht gezogen werden. In diesem Fall kann die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx in der Frisch(luft)betriebsart im Vergleich zu derjenigen in der Rezirkulationsbetriebsart verringert sein.
In der ersten Ausführungsform wird die Verdrängungsverringerungsregelzeit tx im Schritt S90 berechnet und die Zeitdauer zum Verringern der Verdrängung wird innerhalb der Zeit tx geregelt. Die Berechnung der Verdrängungsverringerungsregelzeit tx kann jedoch unterbleiben und als Ersatz für die Berechnung der Regelzeit kann der Verdrängungsverringerungsendzeitpunkt direkt ermittelt werden auf Grundlage des tatsächlichen Kühlgrads des Verdampfers 9. In diesem Fall kann die Verdrängungsverringerungszeitdauer in Übereinstimmung mit einer Restmenge der gespeicherten Kälte im Verdampfer 9 geregelt werden.
Beispielsweise kann die Verdrängungsverringerungssteuerung beendet sein, wenn der Temperaturanstieg ΔT einen vorbestimmten Wert erreicht. Der Temperaturanstieg ΔT wird durch ΔT = TE2 - TE1 berechnet, wobei TE1 ein Wert der Auslasslufttemperatur TE des Verdampfers 9 zum Verdrängungsverringerungssteuerstartzeitpunkt, beispielsweise dem Zeitpunkt t1 in Fig. 5 ist, und wobei TE2 ein tatsächlicher bzw. aktueller Wert der Luftauslasstemperatur TE während der Verdrängungsverringerungssteuerung ist. Ein derartiges Regelsystem für die Verdrängungsverringerungssteuerzeitdauer ist auch dahingehend wirksam, einen komfortablen Zustand selbst dann beizubehalten, wenn die Verdrängungsverringerungsregelsteuerung ausgeführt wird.
Als weiteres Beispiel eines ähnlichen Konzepts wird eine Temperaturdifferenz zwischen der tatsächlichen Auslasstemperatur TE des Verdampfers 9 nach dem Start der Verdrängungsverringerungssteuerung und der Zielverdampferauslasslufttemperatur TEO ermittelt. Die Verdrängungsverringerungssteuerung kann beendet werden, wenn die Temperaturdifferenz auf einen vorbestimmten Wert zugenommen hat.
In der ersten Ausführungsform werden die drei Verdrängungsberechnungsbetriebsarten in Übereinstimmung mit einem Vergleichsergebnis zwischen der Motordrehzahl NE und den ersten und zweiten Solldrehzahlen NE1 und NE2 gewählt. Anstelle der Motordrehzahl kann jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit genutzt werden, weil eine bestimmte Beziehung zwischen der Motordrehzahl NE und der Fahrzeuggeschwindigkeit besteht. Beispielsweise können die ersten und zweiten Sollfahrzeuggeschwindigkeiten als Ersatz für die ersten und zweiten Solldrehzahlen NE1 und NE2 als Schwellenwerte für die Entscheidungsfindung bereitgestellt werden. In diesem Fall werden die Verdrängungsberechnungsbetriebsarten in Übereinstimmung mit einem Vergleich zwischen den ersten und zweiten Sollfahrzeuggeschwindigkeiten und dem aktuellen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit gewählt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert wurde, wird bemerkt, dass sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen erschließen. Diese Abwandlungen und Modifikationen liegen sämtliche im Umfang der vorliegenden Erfindung, die in den anliegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

1. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, die dazu ausgelegt sind, eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung auszuführen, um Kraftstoffzufuhr zu einem Fahrzeugmotor (4) bei einer Fahrzeugverzögerung zu unterbrechen, wobei die Klimaanlage aufweist:
Einen Verdichter (1), der durch den Fahrzeugmotor (4) angetrieben ist, wobei der Verdichter (1) ein solcher mit variabler Verdrängung ist, der einen Teil eines Kältekreislaufs (RC) bildet,
einen Verdampfer (9), bei dem es sich um einen Bestandteil des Kältekreislaufs RC handelt, und der der Fahrgastzelle zuzuführende Luft kühlt, und
eine Steuereinheit (19), welche die Verdrängung des Verdichters (1) steuert, wobei
die Steuereinheit (19) die Verdrängung auf Grundlage eines Kühlgrads des Verdampfers (9) steuert, wenn dem Fahrzeugmotor Kraftstoff zugeführt wird,
die Steuereinheit (19) eine Zwangsverringerungssteuerung für die Verdrängung durchführt, um die Verdrängung auf einen vorbestimmten kleinen Wert zu verringern, wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird, und die Steuereinheit (19) eine Zeitdauer für die Zwangsverringerungssteuerung derart wählt, dass die Zeitdauer verkürzt wird, wenn die Wärmelast für den Kühlvorgang erhöht ist.

2. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (19) eine Kältespeichersteuerung durchführt, wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird, wobei die Kältespeichersteuerung unmittelbar vor der Zwangsverringerungssteuerung durchgeführt wird, sowie durch Vergrößern der Verdrängung insofern als der Kühlgrad des Verdampfers (9) höher gehalten wird als derjenige, der erzielt wird, wenn dem Fahrzeugmotor Kraftstoff zugeführt wird.

3. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (19) die Verdrängung ausgehend von einem Wert allmählich erhöht, der durch die Zwangsverringerungssteuerung erzielt wird, auf einen Wert, der erzielt wird, wenn dem Fahrzeugmotor Kraftstoff in Reaktion auf eine Beendigung der Kraftstoffunterbrechungssteuerung zugeführt wird.

4. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Wärmelast angezeigt ist durch zumindest entweder eine Außenlufttemperatur (TAM) oder ein Luftvolumen, das der Fahrgastzelle zugeführt werden soll, und wobei die Zeitdauer verkürzt wird, wenn die Außenlufttemperatur (TAM) erhöht ist oder wenn das Luftvolumen vergrößert ist.

5. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Wärmelast durch einen tatsächlich gemessenen Kühlgrad des Verdampfers (9) dargestellt ist, und wobei die Zeitdauer verkürzt ist durch Beenden der Zwangsverringerungssteuerung, wenn der Kühlgrad einen vorbestimmten Grad erreicht.

6. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (19) aufweist:
Eine Einrichtung (S120) zum Steuern der Verdrängung auf Grundlage des Kühlgrads des Verdampfers (9), wenn dem Fahrzeugmotor Kraftstoff zugeführt wird,
eine Einrichtung (S110) zum Durchführen der Zwangsverringerungssteuerung durch Verringern der Verdrängung auf einen vorbestimmten kleinen Wert, wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird, und
eine Einrichtung (S90, S100) zum Regeln der Zeitdauer für die Zwangsverringerungssteuerung derart, dass die Zeitdauer verkürzt wird, wenn die Wärmelast für den Kühlvorgang erhöht ist.

7. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei
die Steuereinheit (19) die Verdrängung auf einen vorbestimmten großen Wert steuert, wenn eine eine Motordrehzahl (NE) anzeigende Information anzeigt, dass die Motordrehzahl (NE) innerhalb eines Hochdrehzahlbereichs verringert ist in Richtung auf eine vorbestimmte Motordrehzahl ausgehend vom Beginn der Kraftstoffunterbrechungssteuerung, und
die Steuereinheit (19) mit der Zwangsverringerungssteuerung beginnt, wenn die Motordrehzahl (NE) in einem Niederdrehzahlbereich unter einen vorbestimmten Pegel verringert ist.

8. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 4, wobei die Zeitdauer durch eine Verdrängungsverringerungsregelzeit (tx) gewählt ist, die in Übereinstimmung mit sowohl der Außenlufttemperatur (TAM) wie dem Luftvolumen festgelegt ist, wobei die Verdrängungsverringerungsregelzeit (tx) verkürzt wird, wenn die Außentemperatur (TAM) erhöht ist, wenn die Außentemperatur (TAM) sich in einem vorbestimmten Hochtemperaturbereich befindet, der höher ist als eine vorbestimmte erste Temperatur (25°C), und wobei die Verdrängungsverringerungsregelzeit (tx) verkürzt wird, wenn die Außentemperatur (TAM) verringert ist, wenn die Außentemperatur (TAM) sich in einem vorbestimmten Niedertemperaturbereich befindet, der niedriger als eine vorbestimmte zweite Temperatur (17°C) ist.

9. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 8, wobei die Verdrängungsverringerungsregelzeit (tx) mit einer maximalen Dauer in einem Bereich gewählt ist, der zwischen der vorbestimmten ersten Temperatur (25°C) und der vorbestimmten zweiten Temperatur (17°C) liegt.

10. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 8, wobei die Verdrängungsverringerungsregelzeit (tx) verkürzt wird, wenn das Luftvolumen vergrößert ist.