DE19841765A1

DE19841765A1 - Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit Motordrehzahlregelung

Info

Publication number: DE19841765A1
Application number: DE19841765A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Takano; Hiroshi Kishita; Kurato Yamasaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 1999-04-08
Also published as: JP3329275B2; JPH11170858A; US5924296A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Kühl- bzw. Kälte mittelkompressor mit äußerlich veränderlicher Kapazität angetrieben durch den Fahrzeugmotor und insbesondere eine Klimaanlage die die Leerlaufdrehzahl des Motors auf der Grundlage erstens des Kompressordrehmomentes, berechnet aus dem hochdruckseitigen Druck eines vorrichtungsseitigen Kühl- bzw. Kältekreises und zweitens des Wertes eines Regelungsstroms eines elektromagnetischen Re gelungsventils für die Kompressorkapazität.

In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. H.1-271 645 ist ein Kühl- bzw. Kältemittelkompressor mit einer innerlich veränderlichen Kapazität be kannt, bei dem das zum Antrieb des Kompressors notwendige Drehmoment wäh rend des Leerlaufs auf der Grundlage des hochdruckseitigen Drucks des Kühl- bzw. Kältekreises berechnet wird. Dabei wird eine Motorregelung zur Stabilisie rung der Leerlaufdrehzahl des Motors auf der Grundlage dieses Kompressormo mentes durchgeführt. In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. H.1-175 517 ist ein Kühl- bzw. Kältekreis mit einem Kühl- bzw. Kältemittelkom pressor mit äußerlich veränderlicher Kapazität bekannt, und wird das für den An trieb des Kompressors benötigte Drehmoment während des Leerlaufs berechnet auf der Grundlage der Kühlzwecken dienenden Heizlast und des Einlaßdrucks des Kühl- bzw. Kältemittelkompressors. Dabei wird eine Motorregelung zur Stabi lisierung der Leerlaufdrehzahl des Motors auf der Grundlage dieses Kompressor momentes durchgeführt.

Wenn jedoch der obenangegebene erste Stand der Technik bei einem Kühlkreis mit einem Kühl- bzw. Kältemittelkompressor mit äußerlich veränderlicher Kapazität Anwendung findet, ist zu bestimmten Zeiten, wie beispielsweise im Frühjahr und im Herbst, wenn die Kühlzwecken dienende Heizlast eine mittlere Heizlast ist, der Unterschied zwischen dem geschätzten Kompressormoment und dem tatsächli chen Kompressormoment groß. Folglich ist die Leerlaufdrehzahl des Motors nicht stabil, und kann ein Aussetzen des Motors auftreten.

Bei dem obengenannten zweiten Stand der Technik wird das Kompressormoment auf der Grundlage der Heizzwecken dienenden Kühllast und des Einlaßdrucks des Kühl- bzw. Kältemittelkompressors abgeschätzt. Jedoch ist diese Art der Berechnungsmethode in Hinblick auf das tatsächliche Kompressormoment zu indirekt und wenig genau. Daher ist die Leerlaufdrehzahl des Motors nicht stabil, und kann ein Aussetzen des Motors auftreten.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug zu schaffen, die das Kompressormoment während des Leerlaufs und während des Fahrens mit guter Genauigkeit beurteilen bzw. einschätzen kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Motorregelungsvorrichtung zu schaffen, die dieses genau abgeschätzte Kompressormoment verwenden kann, um eine Regelung für die Stabilisierung der Motordrehzahl durchzuführen.

Unter einem ersten Aspekt der Erfindung wird das für den Antrieb des Klimaanla gen-Kühl- bzw. Kältemittelkompressors benötigte Kompressormoment auf der Grundlage des festgestellten hochdruckseitigen Drucks des Kühlkreises und des festgestellten niederdruckseitigen Drucks des Kühlkreises berechnet. Dieses be rechnete Kompressormoment sorgt für eine genaue Annäherung an das tatsächli che Kompressormoment und kann daher für zahlreiche Regelungsarten verwen det werden.

Fig. 17 zeigt eine Ansicht mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem hoch druckseitigen Druck, dem Kompressormoment und dem Zuführungsdruck. Das geschätzte Kompressormoment (T) eines Kühl- bzw. Kältemittelkompressors wird mittels des Zuführungsdrucks (hochdruckseitiger Druck (Pd)), des Einlaßdrucks des Kühl- bzw. Kältemittelkompressors (niederdruckseitiger Druck Ps)) und der Zuführungskapazität (Vc) des Kühl- bzw. Kältemittelkompressors bestimmt, wie durch die nachfolgend angegebene Gleichung 1 ausgedrückt.

T ∝ (k/k-1).Ps{(Pd/Ps)^(k-1)/k-1)}Vc. Gleichung 1

Hierbei wird, wenn der niederdruckseitige Druck (Ps) auf einen feststehenden Wert (beispielsweise Ps = 2 kgf/cm² G) geregelt wird, das Kompressormoment durch den hochdruckseitigen Druck (Pd) und die Zuführungskapazität (vc) be stimmt. In der Praxis (beispielsweise, wenn bei einer wirtschaftlichen Regelung die Nachverdampfer-Temperatur auf eine Nachverdampfer-Solltemperatur TEO gere gelt wird) erscheint jedoch, wenn die Zuführungskapazität (Vc) klein ist, kein hoher hochdruckseitiger Druck (Pd) (s. A), erscheint kein niedriger hochdruckseitiger Druck (Pd) (s. B), wenn die Zuführungskapazität groß ist, und kann ein geschätz tes Kompressormoment aus dem hochdruckseitigen Druck (Pd) erreicht werden.

Daher kann für unterschiedliche Werte des niederdruckseitigen Druck (Ps) das geschätzte Kompressormoment (T) aus dem hochdruckseitigen Druck (Pd) und dem niederdruckseitigen Druck (Ps) angenähert werden. Hierbei kann in dem Fall eines Kühl- bzw. Kältemittelkompressors, weil der niederdruckseitige Druck (Ps) mittels eines Regelungsstromwertes geregelt wird, dieser Regelungsstromwert anstelle des niederdruckseitigen Druck (Ps) verwendet werden.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bei gemeinsamer Betrachtung mit den bei gefügten Zeichnungen, in denen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht mit der Darstellung der Gesamtbauweise einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine elektromagnetische Kupplung und einen Kompressor mit veränderlicher Zuführungskapazität der ersten Ausfüh rungsform;

Fig. 3A eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines in dem Kompres sor eingebauten elektromagnetischen Kapazitätsregelungsventils und

Fig. 3B ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem Regelungsstromwert und dem Einstellwert des Einlaßdrucks des Kompressors;

Fig. 4A eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des elektromagnetischen Kapazitätsregelungsventils, wenn die Zufüh rungskapazität groß ist und

Fig. 4B eine Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des Kompressors, wenn die Zuführungskapazität groß ist;

Fig. 5A eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des elektromagnetischen Kapazitätsregelungsventils, wenn die Zufüh rungskapazität klein ist und

Fig. 5B eine Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des Kompressors, wenn die Zuführungskapazität groß ist;

Fig. 6 ein Fließdiagramm mit der Darstellung der mittels einer Klimatisie rungs-ECU durchgeführten Veränderungsregelung der Kompressorka pazität;

Fig. 7 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Außentemperatur und einer ersten Nachverdampfer-Kühlluft-Soll temperatur bei der Erfindung;

Fig. 8 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Kühlluft-Solltemperatur und einer zweiten Nachverdampfer-Kühl luft-Solltemperatur;

Fig. 9 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem hochdruckseitigen Druckwert und dem Kompressormoment, wenn der Regelungsstromwert 0,9 Amper beträgt;

Fig. 10 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem hochdruckseitigen Druckwert und dem Kompressormoment, wenn der Regelungsstrom mit 0,7 A beträgt;

Fig. 11 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem hochdruckseitigen Druckwert und dem Kompressormoment, wenn der Regelungsstromwert 0,6 A beträgt;

Fig. 12 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem hochdruckseitigen Druckwert und dem Kompressormoment, wenn der Regelungsstromwert 0,5 A beträgt;

Fig. 13 ein Fließdiagramm mit der Darstellung der mittels einer Motor-ECU durchgeführten Regelung zur Stabilisierung der Leerlaufdrehzahl;

Fig. 14 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs mit der Darstellung von Verände rungen der Motordrehzahl, der Innentemperatur, der Nachverdampfer- Kühlluft-Temperatur und des Kompressormomentes;

Fig. 15 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem hochdruckseitigen Druckwert und dem Kompressormoment;

Fig. 16A ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen (Nc/Nca) und K bei einer Kapazität von 100% und

Fig. 16B ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen (Nc/Nca) und K, wenn die Kapazität verändert wird, dies bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 17 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehungen zwischen dem hochdruckseitigen Druck, dem Kompressormoment und dem Zufüh rungsdruck bei einem Kühl- bzw. Kältemittelkompressor mit veränderli cher Kapazität.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 bis Fig. 15 zeigen eine Motorfahrzeug-Klimaanlage einer ersten bevorzug ten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung der Gesamtbauweise der Klimaanlage.

Bei der Klimaanlage dieser bevorzugten Ausführungsform werden zahlreiche Kli matisierungs-Betätigungselemente in einer Klimatisierungseinheit 1 zum Klimati sieren der Luft innerhalb des Fahrgastraums eines Fahrzeugs mittels einer Klima tisierungs-Regelungseinheit (nachfolgend bezeichnet als Klimatisierungs-ECU) 2 geregelt. Die Betätigungselemente, die ein Leerlauf-Regelungsventil (nachfolgend bezeichnet als ISC-Ventil) 3 bei einem Fahrzeugmotor (einem Verbrennungsmo tor) E umfassen, mittels einer Motor-Regelungseinheit (nachfolgend bezeichnet als Motor-ECU) 4 geregelt.

Die Klimatisierungseinheit 1 besitzt einen Klimatisierungskanal 10 zum Einführen von Luft innenseitig des Fahrgastraums oder von Luft außerhalb des Fahr gastraums in den Fahrgastraum des Fahrzeugs. Ein Zentrifugalgebläse zum Bla sen von Luft in Richtung zu dem Inneren des Fahrgastraums durch diesen Klima tisierungskanal 10 hindurch ist an dem stromaufwärtigen Ende des Klimatisie rungskanals 10 angebracht. Dieses Zentrifugalgebläse besteht aus einem Geblä semotor 11, der mittels der Klimatisierungs-ECU 2 geregelt ist, und aus einem Zentrifugallüfter 12, der mittels des Gebläsemotors 11 um laufend angetrieben ist.

An dem stromabwärtigen Ende des Klimatisierungskanals 10 sind ein Defroster- Auslaß (DEF) zum Blasen hauptsächlich von warmer Luft auf die Innenseite der Windschutzscheibe, ein Kopfraum-Auslaß (Kopfraum) zum Blasen hauptsächlich von kalter Luft zu dem Kopf und dem Oberkörper eines Fahrgastes und ein Fuß raum-Auslaß (Fußraum) zum Blasen hauptsächlich von warmer Luft zu den Bei nen und Füßen eines Fahrgastes ausgebildet (keiner dieser Auslässe ist in den Figuren dargestellt).

Ein Verdampfer 6, der ein Kühlzwecken dienender Wärmetauscher zum Kühlen von durch den Klimatisierungskanal 10 hindurchtretender Luft ist und der Be standteil eines Kühlkreises 5 ist, der in dem Fahrzeug eingebaut ist, ist zentral in dem Klimatisierungskanal 10 derart so angeordnet, daß er den Gesamtquerschnitt des Luftkanals innerhalb des Klimatisierungskanals 10 einnimmt.

Der obengenannte Kühlkreis 5 weist auf einen Kompressor 7 zum Aufnehmen, Komprimieren und Zuführen eines Kühl- bzw. Kältemittels; einen Kondensator 13 zum Kondensieren des Kühl- bzw. Kältemittels von dem Kompressor 7 im Wege des Wärmeaustauschs mit Außenluft; einem Behälter 14 zum Abscheiden bzw. Aufteilen von gasförmigen/flüssigem Kühl- bzw. Kältemittel von dem Kondensator 13 und zum vorübergehenden Speichern überschüssigen Kühl- bzw. Kältemittels innerhalb des Kühlkreises 5; und ein Expansionsventil 15 zum Herabsetzen des Drucks des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels aus diesem Behälter 14 und zur Be wirkung der Expandierung desselben. Der obengenannte Verdampfer 6 bewirkt, daß das Niederdruck-Kälte- bzw. Kühlmittel von dem Expansionsventil 15 im Wege des Wärmeaustauschs mit Luft innerhalb des Klimatisierungskanals 10 ver dampft. Kühl- bzw. Kältemittelleitungen verbinden diese Teile miteinander. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Kühllüfter, der mittels eines Antriebsmotors 17 umlaufend angetrieben ist, zum zwangsweisen Blasen von Außenluft durch den Kondensator 13 hindurch.

Als nächstes wird der Kompressor 7 der bevorzugten Ausführungsform auf der Grundlage von Fig. 1 bis Fig. 5B kurz beschrieben. Zunächst wird auf Fig. 2 Be zug genommen; Fig. 2 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Kompressors 7 mit veränderlicher Verdrängung mit einer eingebauten elektromagnetischen Kupplung. Das heißt, eine elektromagnetische Kupplung 8 zum Übertragen und Abschalten der Antriebskraft von dem Motor E an den Kompressor 7 ist mit dem Kompressor 7 verbunden. Die elektromagnetische Kupplung 8 weist auf ein Sta torgehäuse 32, das mit einem dazwischen liegenden ringförmigen Anbauflansch 31 an dem Gehäuse 44 des Kompressors 7 befestigt ist, einen Rotor 34, an des sen Umfang eine Riemenscheibe 33 befestigt ist, die mit dem Motor E über einen Riemen V verbunden ist, einen Anker 35, der diesem Rotor 34 über einen engen Spalt zugewandt ist und eine Reibfläche zur reibungsbehafteten Zusammenwir kung mit einer Reibfläche des Rotors 34 aufweist, eine elektromagnetische Spule 37 zum Anziehen des Ankers 35 in Richtung zu dem Rotor 34 gegen die elasti sche Kraft einer Gumminabe oder eines ähnlichen elastischen Elementes 36 durch das Erzeugen eines Magnetflusses, wenn ein Strom dort hindurchfließt, und eine innere Nabe 39, die den Anker 35 mit der Welle 40 des Kompressors 7 über eine äußere Nabe 38 und die Gumminabe 36 verbindet.

Der Kompressor 7 ist ein solcher bekannter Gattung und kann beispielsweise ein Ablenkplatten-Kompressor sein, dessen Zuführungskapazität verändert werden kann. Der Kompressor weist auf eine Welle 40, die sich zusammen mit der inne ren Nabe 39 der elektromagnetischen Kupplung 8 dreht; eine Taumelscheiben platte 41, die diagonal an dieser Welle 40 befestigt ist, und Kolben 42, die an der Taumelscheibenplatte 41 angebracht sind. Das obengenannte Gehäuse 44 steht mit einem Zylinder 43 in Verbindung, in dem die Kolben 42 gleiten. Ein elektroma gnetisches Zuführungsregelungsventil ist mit dem hinteren Ende des Gehäuses 44 zur Veränderung der Zuführungskapazität des Kompressors 7 verbunden.

Der Zylinder 43, die Kolben 42 und eine Ventilplatte 46 bilden Zylinderkammern 45. Eine Einlaßöffnung (nicht dargestellt), die mittels eines Ansaugventils (nicht dargestellt) geöffnet und geschlossen wird, das mit einem elastischen Metallblech ausgebildet ist, ist in der Ventilplatte 46 in Richtung zu deren Zentrum hin ausge bildet. Diese Einlaßöffnung ist mit einem Einlaßanschluß 48 verbunden, der in dem Ventilkörper 47 des elektromagnetischen Zuführungsregelungsventils 9 aus gebildet ist. Eine Zuführungsöffnung 50, die mittels eines Abgabeventils 49 geöff net und geschlossen wird, das mit einem elastischen Metallblech ausgebildet ist, ist in Richtung zu dem Umfang der Ventilplatte 46 hin ausgebildet. Diese Zufüh rungsöffnung 50 steht mit einem Zuführungsanschluß 51 in Verbindung, der in dem Ventilkörper 47 ausgebildet ist. Eine feststehende Drossel 53 ist innerhalb des Gehäuses 44 (s. Fig. 3A, 4A und 5A) zum wirksamen Anschließen einer Kur belkammer 52 vorgesehen, damit die Taumelscheibenplatte 41 in Richtung zu dem Einlaßanschluß 48 verschoben werden kann.

Wenn ein Strom durch die elektromagnetische Spule 37 der elektromagnetischen Kupplung 8 fließt, wird der Anker 35 der elektromagnetischen Kupplung 8 in Richtung zu dem Rotor 34 hin angezogen, und kommt er mit dem Rotor 34 zum Reibungseingriff, und wird Energie von dem Motor E über den Riemen V und die elektromagnetische Kupplung 8 an die Welle 40 des Kompressors 7 übertragen. Demzufolge beginnt der Kühlkreis 5 zu arbeiten, und wird eine Luftkühltätigkeit des Verdampfers 6 erreicht.

Wenn der durch die elektromagnetische Spule 37 der elektromagnetischen Kupplung 8 hindurchfließende Strom angehalten wird (d. h., wenn die elektroma gnetische Spule 37 abgeschaltet wird), bewegt sich der Anker 35 der elektroma gnetischen Kupplung 8 von dem Rotor 34 weg, und wird der Reibungseingriff des Rotors 34 und des Ankers 35 beendet. Demzufolge wird von dem Motor E keine Energie an die Welle 40 des Kompressors 7 übertragen, und wird die Luftkühltä tigkeit des Verdampfers 6 beendet.

Als nächstes wird das elektromagnetische Zuführungsregelungsventil 9 unter Be zugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 5B beschrieben. Zunächst wird auf Fig. 3A und 3B Bezug genommen; Fig. 3A ist eine schematische Ansicht des elektromagneti schen Zuführungsregelungsventils 9, das in den Kompressor gemäß Darstellung eingebaut ist, während Fig. 3B ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem Regelungsstromwert und dem Einstellwert des Einlaßdrucks des Kompressors 7 ist.

Das elektromagnetische Zuführungsregelungsventil 9 besitzt einen Ventilkörper 47, in dem ein Druckkanal 54, auf den der Kompressoreinlaßdruck (Ps) zur Ein wirkung gebracht wird, ein Druckkanal 55, auf den der Kompressorzuführungs druck (Pd) zur Einwirkung gebracht wird, ein Druckkanal 56, der einen Kurbel kammerdruck (Pc) auf die Kurbelkammer 52 zur Einwirkung bringt, und eine Ver bindungsöffnung 57 ausgebildet sind, die die Druckkanäle 55, 56 verbindet.

Der Grad des Öffnens der Verbindungsöffnung 57 wird durch die Position eines Ventilelementes 58 bestimmt. Die Position des Ventilelementes 58 wird durch die Position eines Plungers 59 und eines Balgs 60 bestimmt. Der Plunger 59 und der Balg 60 sind mit dem Ventilelement 58 über Stangen 61, 62 verbunden. Die Ein stellposition des Plungers 59 wird entsprechend der Größe des der elektromagne tischen Spule 63 zugeführten Regelungsstroms verändert. Das Bezugszeichen 64 bezeichnet eine Rückstellfeder zum Zurückstellen des Plungers 59 in die Aus gangsposition.

Somit verändert das elektromagnetische Zuführungsregelungsventil 9 die Zufüh rungskapazität des Kompressors 7 durch eine Veränderung des Einstellwertes des Einlaßdruckes (Ps) des Kompressors 7 auf der Grundlage des Rege lungsstroms von der Klimatisierungs-ECU 2, wie in Fig. 3B dargestellt ist. Das heißt, gemäß Darstellung in Fig. 3A ist das Zuführungsregelungsventil 9 in Hin blick darauf gestaltet, die Außenkraft an dem Plunger 59 und dem Balg 60 mittels eines Regelungsstroms zu verändern, der an der elektromagnetischen Spule 63 innerhalb des Ventilkörpers 47 zur Einwirkung gebracht wird. Das Zuführungsre gelungsventil 9 führt eine Regelung durch, um eine Nachverdampfer-Kühlluft- Solltemperatur (TEO) durch Veränderung des Grades der Öffnung des Ventilele mentes 58 zu erreichen, um den Einlaßdruck (Ps) einzustellen.

Die Verfahrensweise, mittels der die Zuführungskapazität des Kompressors 7 mittels des Zuführungsregelungsventils 9 verändert wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4A bis 5B beschrieben. Fig. 4A ist eine schematische An sicht mit der Darstellung des Zustandes des Zuführungsregelungsventils 9, wenn die Zuführungskapazität des Kompressors 7 groß ist, und Fig. 4B ist eine sche matische Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des Kompressors, wenn die Zuführungskapazität groß ist. Fig. 5A ist eine schematische Ansicht mit der Dar stellung des Zustandes des Zuführungsregelungsventils 9, wenn die Zuführungs kapazität des Kompressors 7 klein ist, und Fig. 5B ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des Kompressors 7, wenn die Zuführungska pazität klein ist.

Wenn die Nachverdampfer-Kühlluft-Isttemperatur (TE) erheblich höher ist als die oben angesprochene Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO), wird zu nächst der Regelungsstrom (1), der durch die elektromagnetische Spule 63 des Zuführungsregelungsventils 9 fließt, vergrößert, und wird der Einstellwert des Einlaßdruckes (Ps) des Kompressors 7 hierdurch verringert. In diesem Fall zieht sich gemäß Darstellung in Fig. 4A der Plunger 59 des Zuführungsregelungsventils 9 zurück, nähert sich das Ventilelement 58 des Zuführungsregelungsventils 9 der Verbindungsöffnung 57, und verkleinert sich der Grad des Öffnens der Verbin dungsöffnung 57. Folglich tritt der Zuführungsdruck (Pd) des Kompressors 7 in den Druckkanal 56 weniger schnell bzw. leicht ein, und nimmt der Kurbelkammer druck (Pc) ab. Dann vergrößert sich infolge des Kurbelkammerdrucks (Pc), der abnimmt, wie in Fig. 4B dargestellt ist, die Neigung der Taumelscheibenplatte 41 des Kompressors 7, und wird der Hub der Kolben 42 länger. Demzufolge steigt der Zuführungsdruck (Pd) des Kompressors 7 an. Folglich vergrößert sich die Zuführungskapazität des Kompressors 7.

Wenn die Nachverdampfer-Kühlluft-Isttemperatur (TE) im wesentlichen gleich der Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO) ist, wird der Regelungsstrom (1), der durch die elektromagnetische Spule 63 des Zuführungsregelungsventils 9 fließt, verkleinert, und wird der Einstellwert des Einlaßdrucks (Ps) des Kompres sors 7 hierdurch erhöht. In diesem Fall streckt sich gemäß Darstellung in Fig. 5A der Plunger 59, bewegt sich das Ventilelement 58 von der Verbindungsöffnung 57 weg, und vergrößert sich der Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung 57. Folglich tritt der Zuführungsdruck (Pd) des Kompressors 7 in den Druckkanal 56 ein, und steigt der Kurbelkammerdruck (Pc) an. Dann nimmt infolge des Kurbelkammer drucks (Pc), der sich vergrößert, wie in Fig. 5B dargestellt ist, die Neigung der Taumelscheibenplatte 41 des Kompressors 7 ab, und wird der Hub der Kolben 42 kürzer. Demzufolge sinkt der Zuführungsdruck (Pd) des Kompressors 7 ab. Folg lich nimmt die Zuführungskapazität des Kompressors 7 ab.

Als nächstes wird die Bauweise der Klimatisierungs-ECU 2 der bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Schaltsignale von Schaltern an einer Klimatisierungsregelungstafel (nicht dargestellt), die in der Front des Fahrgastraums eingebaut ist, werden der Klimatisierungs-ECU 2 zuge führt, die die Klimatisierungseinheit 1 regelt. Ein Temperatureinstellschalter 21 zum Einstellen der Temperatur innerhalb des Fahrgastraums auf eine gewünschte Temperatur ist an der Klimatisierungsregelungstafel vorgesehen.

Ein üblicher Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM usw. ist in nerhalb der Klimatisierungs-ECU 2 vorgesehen, und Sensorsignale von verschie denen Sensoren werden mittels eines Eingabekreises (nicht dargestellt) ana log/digital-umgewandelt und in diesen Mikrocomputer eingegeben. Wenn der Zündschalter zum Starten und Ausschalten des Motors E des Fahrzeuges einge schaltet wird, wird die Klimatisierungs-ECU 2 mittels Gleichstromenergie betrie ben, die dieser von einer in dem Fahrzeug eingebauten Batterie aus zugeführt wird.

Der Mikrocomputer besitzt auch eine Nachverdampfer-Kühlluft-Temperaturbe stimmungseinrichtung 101 zum Bestimmen einer ersten und einer zweiten Nach verdampfer-Kühlluft-Temperatur, beispielsweise auf der Grundlage der Kühlluft- Solltemperatur (TAO) und der Außenluft-Temperatur (TAM), und eine Rege lungsstrom-Berechnungseinrichtung 102 zum Berechnen des Regelungsstrom wertes (1), so daß sich die Nachverdampfer-Kühlluft-Isttemperatur (TE) der Nach verdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO) annähert. Der Mikrocomputer ist auch mit einer Kompressormoment-Berechnungseinrichtung 103 zum Berechnen des Kompressormomentes, das zum Antrieb des Kompressors 7 benötigt wird, und mit einer Kompressor-Regelungseinrichtung 104 zum Zuführen des berechneten Regelungsstroms (1) zu der elektromagnetischen Spule 63 des Zuführungsrege lungsventils 9 und hierdurch zur Regelung der Zuführungskapazität des Kompres sors 7 ausgestattet.

Die obengenannten Schalter und Sensoren stellen Klimatisierungs-Umweltfakto ren fest, die für das Klimatisieren des Fahrgastraums benötigt werden. Ein Au ßenluft-Temperatursensor 52, der einen Außenluft-Temperaturdetektor zum Fest stellen der Lufttemperatur außerhalb des Fahrgastraums aufweist, ein Innenluft- Temperatursensor 23, der einen Innenluft-Temperaturdetektor zum Feststellen der Lufttemperatur innerhalb des Fahrgastraums aufweist, und ein Sonnenstrah lungssensor 24, der einen Sonnenstrahlungsdetektor zum Feststellen der in den Fahrgastraum eintretenden Sonnenstrahlung aufweist, sind mit der Klimatisie rungs-ECU 2 verbunden.

Mit der Klimatisierungs-ECU 2 sind auch verbunden ein Nachverdampfer-Kühlluft- Temperatur-Sensor 25, der einen Kühlgrad-Detektor zum Feststellen des aktuel len Grades der mittels des Verdampfers bewirkten Kühlung aufweist, und ein Hochdruck-Sensor 26, der einen Hochdruckdetektor zum Feststellen des hoch druckseitigen Drucks des Kühlkreises 5 aufweist. Von diesen ist der Nachver dampfer-Kühlluft-Temperatursensor 25 ein Thermistor zum Feststellen der Tem peratur der Luft in dem Klimatisierungskanal 10, nachdem diese gerade durch den Verdampfer 6 (nachfolgend bezeichnet als Nachverdampfer-Kühlluft-Temperatur (TE)) hindurchgetreten ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Hochdrucksensor 26 ist in einer geeigneten Position zwischen dem Zuführungsanschluß des Kompressors 7 und dem Einlaß des Expansionsventils 25 eingebaut und stellt den Kühl- bzw. Kältemitteldruck in der Hochdruck-Kühl- bzw. Kältemittelleitung (den Zuführungs druck Pd des Kompressors 7) des Kühlkreises 5 fest.

Als nächstes wird die Bauweise der Motor-ECU 4 der bevorzugten Ausführungs form auf der Grundlage von Fig. 1 beschrieben. Die Motor-ECU 4 besitzt ebenfalls einen normalen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM usw., und Sensorsignale von verschiedenen Sensoren werden mittels eines Eingabekreises analog/digital-umgewandelt und in diesen Mikrocomputer eingegeben. Die Motor-ECU 4 wird wie die Klimatisierungs-ECU 2 durch Gleichstromenergie betrieben, die dieser von der Fahrzeugbatterie aus zugeführt wird, wenn der Zündschalter eingeschaltet ist.

Der Mikrocomputer besitzt eine Leerlauf-Stabilisierungs-Regeleinrichtung 105 zum Stabilisieren der Leerlaufdrehzahl des Motors E auf der Grundlage des Kompres sormomentes, das mittels der Berechnungseinrichtung 103 für das Kompressor moment der Klimatisierungs-ECU 2 berechnet wird. Ein Fahrzeuggeschwindig keits-Sensor 27, der einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektor zum Feststellen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufweist, und ein Drehzahlsensor 28, der einen Drehzahldetektor zum Feststellen der Drehzahl des Motors E aufweist, sind mit der Motor-ECU 4 verbunden.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der Klimatisierungs-ECU 2 der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 12 beschrieben. Hierbei ist Fig. 6 ein Fließdiagramm mit der Darstellung der die Kompressorkapazität verän dernden Regelung, die mittels der Klimatisierungs-ECU 2 durchgeführt wird.

Zunächst wird, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird und Gleichstromenergie der Klimatisierungs-ECU 2 zugeführt wird, die Routine von Fig. 6 begonnen. Schaltsignale von dem Schaltern an der Klimatisierungs-Regelungstafel werden eingelesen (Schritt S1). Insbesondere werden die Einstelltemperatur (Tset), die mit dem Temperatureinstellschalter 21 eingestellt wird, usw. eingelesen.

Als nächstes werden Sensorsignale von den Sensoren eingelesen (Schritt S2). Insbesondere werden die Außenluft-Temperatur (TAM), die mittels des Außenluft- Temperatursensors 22 festgestellt wird, die Sonnenstrahlung (TS), die mittels des Sonnenstrahlungs-Sensors 24 festgestellt wird, die Innenlufttemperatur (TR), die mittels des Innenluft-Temperatursensors 23 festgestellt wird, die Nachverdampfer- Kühlluft-Isttemperatur (TE), die mittels des Nachverdampfer-Kühlluft-Temperatur sensors 25 festgestellt wird, und der hochdruckseitige Druck (Ph) des Kühlkreises 5, der mittels des Hochdrucksensors 26 festgestellt wird, eingelesen.

Dann wird auf der Grundlage eines Musters (Kennliniendiagramm oder Plan), das in dem ROM vorgespeichert ist, wie in Fig. 7 dargestellt ist, eine erste Nachver dampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1) aus der Außenluft-Temperatur (TAM) be rechnet (Schritt S3), die mittels des Außenluft-Temperatursensors 22 festgestellt wird. Insbesondere wird aus dem in Fig. 7 dargestellten Muster die erste Nach verdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1) so berechnet (eingestellt), daß sie hö her als die Außenluft-Temperatur (TAM) ist.

Dann wird auf der Grundlage der nachfolgend angegebenen Gleichung 2, die in dem ROM gespeichert ist, die Kühlluft-Solltemperatur (TAO) der in den Fahr gastraum eingeblasenen Luft berechnet (Schritt S4).

TAO = Kset.Tset-KR.TR-KAM.TAM-KS.TS + C. Gleichung 2

Hierbei ist Tset die Einstelltemperatur, die mit dem Temperatureinschaltschalter 21 eingestellt wird, ist TR die Innenlufttemperatur, die mittels des Innenluft-Tem peratursensors 23 festgestellt wird, ist TAM die Außenlufttemperatur, die mittels des Außenluft-Temperatursensors 22 festgestellt wird, und ist TS die Sonnen strahlung, die mittels des Sonnenstrahlungssensors 24 festgestellt wird. Kset, KR, KAM und KS sind Zuschläge, und C ist eine Korrekturkonstante.

Als nächstes wird auf der Grundlage eines Musters (Kennliniendiagramm oder Plan), das in dem ROM gespeichert ist, wie in Fig. 8 dargestellt ist, eine zweite Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO2) aus der Kühlluft-Solltemperatur (TAO), die in Schritt S4 bestimmt worden ist, berechnet (Schritt S5). Insbesondere wird aus dem in Fig. 8 dargestellten Muster die zweite Nachverdampfer-Kühlluft- Solltemperatur (TEO2) so berechnet, daß sie höher wird, wenn die Kühlluft-Soll temperatur (TAO) höher wird.

Als nächstes wird bestimmt, ob die erste Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1), die in Schritt S3 bestimmt worden ist, einen niedrigeren Wert aufweist als die zweite Nachverdampfer-Kühlluft-Temperatur (TEO2), die in Schritt S6 be stimmt worden ist, oder nicht. Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung JA lautet, d. h. wenn bestimmt wird, daß die erste Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1) einen Wert niedriger als die zweite Nachverdampfer-Kühlluft-Solltempe ratur (TEO2) aufweist, wird die erste Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1) als die Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO) eingelesen (Schritt S7).

Wenn andererseits das Ergebnis der Bestimmung von Schritt S6 NEIN lautet, d. h. wenn bestimmt wird, daß die zweite Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO2) einen Wert gleich der oder niedriger als die erste Nachverdampfer-Kühl luft-Solltemperatur (TEO1) aufweist, wird die zweite Nachverdampfer-Kühlluft- Solltemperatur (TEO2) als die Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO) eingelesen (Schritt S8).

Nachdem die Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO) so bestimmt worden ist, wird beispielsweise im Wege einer Rückkoppelungsregelung (Pl-Regelung) ein Regelungsstromwert (I) des Kompressors 7, der den Sollwert des Rege lungsstroms bildet, der der elektromagnetischen Spule 63 des Zuführungssteue rungsventils 9 zugeführt wird, berechnet (bestimmt) (Schritt S9). Insbesondere wird der Regelungsstromwert (I) auf der Grundlage der nachfolgend angegebenen Gleichungen 3 und 4 berechnet.

En = TE-TEO Gleichung 3

I = (I-1)-Kp{(En-En-1) + (q/Ti).En}. Gleichung 4

Hierbei ist TEO die Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur, die in Schritt S8 ein gelesen wird, ist Kp eine Proportionalitätskonstante, ist q eine Auswahl- bzw. Er probungszeit (beispielsweise 1 Sek.), ist TE die Nachverdampfer-Kühlluft-Isttem peratur, ist die Ti eine Integrationszeit, ist En die Temperaturabweichung in dieser Zeit, ist En-1 die Temperaturabweichung der vorausgehenden Zeit, ist in der Re gelungsstromwert (I) dieser Zeit, und ist In-1 der Regelungsstromwert der voraus gehenden Zeit.

Als nächstes wird die Kapazitätsregelung des Kompressors 7 so durchgeführt, daß die Nachverdampfer-Kühlluft-Isttemperatur (TE), die mittels des Nachver dampfer-Kühlluft-Temperatursensors 25 festgestellt wird, und die Nachverdamp fer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO) im wesentlichen gleich werden. Insbesondere wird der Regelungsstromwert (I), der in Schritt S9 erhalten worden ist, der elek tromagnetischen Spule 63 des Zuführungsregelungsventils 9 zugeführt (Schritt S10).

Als nächstes wird auf der Grundlage des Regelungsstromwertes (I), der in Schritt S10 erhalten worden ist, und des hochdruckseitigen Drucks (Ph) des Kühlkreises 5, der mittels des Hochdrucksensors 26 festgestellt worden ist, ein geschätztes Kompressormoment berechnet. Insbesondere wird das geschätzte Kompressor moment auf der Grundlage von Mustern (Kennliniendiagrammen oder Plänen), die in dem ROM gespeichert sind, wie in Fig. 9 bis 12 dargestellt ist, berechnet (Schritt S11).

Das in Schritt S11 erhaltene geschätzte Kompressormoment wird dann an die Motor-ECU 4 übertragen (Schritt S12). Hiernach kehrt die Verarbeitung zum Aus gangspunkt zurück.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der Motor-ECU 4 dieser bevorzugten Ausfüh rungsform auf der Grundlage von Fig. 1, Fig. 6 und Fig. 13 kurz beschrieben. Fig. 13 ist ein Fließdiagramm mit der Darstellung der Leerlaufdrehzahl-Stabilisierungs regelung für die Motor-ECU 4.

Als erstes werden, wenn die Routine von Fig. 13 beginnt, Sensorsignale von Sen soren eingelesen (Schritt S21). Insbesondere werden die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (V), die mittels des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 27 festgestellt wird, und die Drehzahl (NE) des Motors E, die mittels des Drehzahlsensors 28 festgestellt wird, eingelesen.

Dann wird das mittels der Klimatisierungs-ECU 2 erhaltene geschätzte Kompres sormoment aufgenommen (Schritt S22).

Dann wird auf der Grundlage des aufgenommenen geschätzten Kompressormo mentes das ISC-Ventil 3, das als eine Leerlaufdrehzahl-Stabilisierungseinrichtung dient, betätigt, um die Leerlaufdrehzahl des Motors E zu stabilisieren (Schritt S23). Hiernach kehrt die Verarbeitung zum Ausgangspunkt zurück.

Nachfolgend wird die Aufgabe der Kompressormomentberechnung auf der Grundlage von Fig. 14 beschrieben. In einem Kühlkreis 5, der von einem Kom pressor 7 mit äußerlich veränderlicher Kapazität wie bei dieser bevorzugten Ausführungsform Gebrauch macht, verändert sich das Kompressormoment stark entsprechend der Kühlzwecken dienenden Heizlast. Folglich ist beispielsweise, wenn das Fahrzeug unmittelbar nach dem Starten des Motors E gefahren wird und dann nach einer Weile angehalten wird, anfänglich die Innentemperatur (TR: die Einlaßtemperatur der dem Verdampfer zugeführten Luft) hoch, und ist die Kühlzwecken dienende Heizlast hoch, kühlt jedoch das Innere des Fahrgastraums allmählich ab, und sinkt die Kühlzwecken dienende Heizlast.

Folglich wird das Kompressormoment kleiner als das Kompressormoment vor dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug gefahren worden ist, was zu einem Anstieg der Drehzahl des Motors E führt. Um dies zu verhindern während das Fahrzeug fährt, wird bewirkt, daß das Kompressormoment, das ansteigen würde, wenn der Motor E auf die Leerlaufdrehzahl gebracht würde, unmittelbar bzw. sofort berech net, wird die Motor-ECU veranlaßt, eine vorweg nehmende Regelung durchzufüh ren, und wird hierdurch die Leerlaufdrehzahl des Motor E stabilisiert.

Fig. 15 zeigt eine Verteilung des Kompressormomentes unter allen Heizlastzu ständen für den Kompressor 7 mit äußerlich veränderlicher Kapazität. Der schraf fierte Bereich in Fig. 15 zeigt die Verteilung des Kompressormomentes unter allen Heizlastzuständen für einen Kompressor mit innerlich veränderlicher Kapazität. In dem Fall eines Kühlkreises mit einem Kompressor mit innerlich veränderlicher Ka pazität kann, weil die Breite der Verteilung des Kompressormomentes schmal ist (± 0,3 kgm), das Kompressormoment mit dem hochdruckseitigen Druckwert des Kühlzyklusses allein abgeschätzt werden. Hierbei ist der Kompressor mit innerlich veränderlicher Kapazität ein Kompressor mit veränderlicher Kapazität, für den der eingestellte Wert des Einlaßdrucks nicht verändert werden kann.

In dem Fall eines Kühlkreises 5 mit einem Kompressor 7 mit äußerlich veränderli cher Kapazität wie bei der bevorzugten Ausführungsform ist es andererseits, weil die Breite der Verteilung des Kompressormomentes weit ist, nicht möglich, das Kompressormoment mit ausschließlich dem hochdruckseitigen Druck (Ph) des Kühlkreises 5 abzuschätzen. Aus diesem Grund wird bei der bevorzugten Ausfüh rungsform der Regelungsstromwert für die direkte Regelung des Kompressors 7, d. h. der Regelungsstromwert (I), der der elektromagnetischen Spule 63 des Zu führungsregelungsventils 9 zugeführt wird, hinzugefügt. Das Ergebnis hiervon ist das in den Kennliniendiagrammen von Fig. 9 bis Fig. 12 dargestellt. Aus diesen Kennliniendiagrammen kann die Verteilungsbreite des Kompressormomentes so bestimmt werden, daß sie innerhalb von ± 0,3 kgm liegt.

Wie oben beschrieben wird bei dieser bevorzugten Ausführungsform in einem Kühlkreis 5 mit einem Kompressor 7 mit äußerlich veränderlicher Kapazität ein abgeschätztes Kompressormoment berechnet aus dem Regelungsstromwert für die direkte Regelung des Kompressors 7, das heißt, dem Regelungsstromwert (I), der der elektromagnetischen Spule 63 des Zuführungsregelungsventils 9 zuge führt wird, und dem hochdruckseitigen Druck (Ph) des Kühlkreises 5, und wird die Stabilisierungsregelung der Leerlaufdrehzahl des Motors E auf der Grundlage die ses geschätzten Kompressormomentes durchgeführt.

Demzufolge sind sogar dann, wenn die Kühlzwecken dienende Heizlast eine mittlere Heizlast ist, das berechnete abgeschätzte Kompressormoment und das tatsächliche Kompressormoment etwa die gleichen. Das heißt, weil es möglich ist, das Kompressormoment genau abzuschätzen, kann die hochlaufende Motordreh zahl überwunden werden, und kann das Auftreten eines Aussetzen des Motors überwunden werden.

Zweite Ausführungsform

Fig. 16A und 16B zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung; Fig. 16A ist ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen (Nc/Nca) und K, wenn die Kompressorkapazität 100% ist, und Fig. 16B ist ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen (Nc/Nca) und K, wenn sich die Kom pressorkapazität verändert.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein Drehzahlsensor (nicht dargestellt) für das Feststellen der Kompressordrehzahl (Nc) vorgesehen, wird die Kom pressordrehzahl (Nc) oder die Motordrehzahl (Ne) festgestellt, und wird das Kom pressormoment (T) während der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit abge schätzt. Der Grund, warum dieses Abschätzungsverfahren durchgeführt werden kann, besteht darin, daß das Kompressormoment (T) während der Fahrt mit kon stanter Geschwindigkeit auf der Grundlage der nachfolgend angegebenen Glei chung 5 berechnet werden kann.

T = Kompressormoment während des Leerlaufs.K. Gleichung 5

Hierbei ist 0<K<1. K in der Gleichung 5 ist eine Funktion der Kompressordrehzahl und kann direkt aus der Kompressordrehzahl (Nc) erhalten werden oder kann aus der Motordrehzahl (Ne), die mittels des Drehzahlsensors 28 bestimmt wird, abge schätzt werden. Auch K verändert sich mit dem Zustand der Veränderung der äu ßerlich veränderlichen Kapazität des Kompressors 7, wie mittels der in den Kenn liniendiagrammen von Fig. 16A und 16B dargestellten Korrekturformeln angege ben ist. In Fig. 16A und 16B ist Nc die Kompressordrehzahl, und ist Nca, die Kompressordrehzahl während des Leerlaufs.

Durch die Feststellung des Kompressormomentes (T) während der Fahrt mit kon stanter Drehzahl, wie oben beschrieben, ist es möglich, auch während einer kon stanten Fahrt zahlreiche Elemente der Motorregelung, wie beispielsweise die Re gelung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung oder des Fahrzeugvergasers, die Zünd zeitpunktregelung, die Leerlaufdrehzahlregelung und die Klopfregelung, und der Regelung des Weges der Kraft einschließlich der Regelung des Getriebes oder dergleichen genauer durchzuführen. Auch bei dem Übergang von einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit oder dem Leerlauf zu einer Beschleunigungsfahrt ist des möglich, eine Verringerung der Beschleunigung infolge des Betriebes der Klimatisierungseinheit zu verhindern.

Weitere Ausführungsformen

Bei den obenbeschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wurde die Rege lungsstrom-Berechnungseinrichtung 102 zum Berechnen des Regelungsstrom wertes für das direkte Regeln des Kompressors 7 als der Niederdruckdetektor verwendet, jedoch kann alternativ ein Kühl- bzw. Kältemittel-Drucksensor, der den niederdruckseitigen Druck oder den Verdampfungsdruck des Kühlkreises 5 oder den Einlaßdruck des Kompressors 7 feststellt, als der Niederdruckdetektor ver wendet werden.

Bei den obenbeschriebenen Ausführungsformen ist die Außenlufttemperatur (TAM), die mittels des Außenluft-Temperatursensors 22 festgestellt wird, als ein Parameter zum Berechnen der ersten Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1) verwendet worden, jedoch kann alternativ die Außenluft-Temperatur (TAM), die mittels des Außenluft-Temperatursensors 22 festgestellt wird, als der Parameter für das Berechnen der ersten Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1) verwendet werden, wenn die Einlaß-Betriebsart die Betriebsart der Einfüh rung von Außenluft ist. Des weiteren kann die Innentemperatur (TR), die mittels des Innenluft-Temperatursensors 23 festgestellt wird, verwendet werden, wenn die Einlaß-Betriebsart die Betriebsart der Umwälzung von Innenluft ist.

Auch kann ein Einlaßtemperatur-Sensor zum Feststellen der Einlaßtemperatur der zu dem Verdampfer 6 hin aufgenommenen Luft innerhalb des Klimatisierungska nals 10 an der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers 6 vorgesehen sein. Des weiteren kann anstelle der Außenluft-Temperatur die Einlaß-Temperatur, die mit tels des Einlaßtemperatur-Sensors festgestellt wird, als der Parameter für das Be rechnen der ersten Nachverdampfer-Kühlluft-Solltemperatur (TEO1) verwendet werden.

Obwohl bei den obenbeschriebenen bevorzugten Ausführungsformen die Dreh kraft des Motors E an den Kompressor 7 mittels einer Riemenübertragungsein richtung und einer elektromagnetischen Kupplung 8, die zwischen dem Kompres sor 7 und dem Motor E angeordnet ist, übertragen worden ist, können alternativ der Kompressor 7 und der Motor E direkt miteinander verbunden sein.

Die obenbeschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind so gestaltet, daß der Einstellwert des Einlaßdrucks des Kompressors 7 niedriger wird, wenn der Regelungsstromwert (I), der der elektromagnetischen Spule 63 des Zuführungs regelungsventils 9 zugeführt wird, d. h. der Regelungsstromwert (I) zum direkten Regeln des Kompressors 7, zunimmt. Jedoch kann alternativ der Einstellwert des Einlaßdrucks des Kompressors niedriger werden, wenn der Regelungsstromwert (I) abnimmt.

Bei den obenbeschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist das ISC-Ventil 3 betätigt worden, und ist die Stabilisierungsregelung der Leerlaufdrehzahl des Mo tors auf der Grundlage eines geschätzten Kompressorwertes durchgeführt wor den. Alternativ kann beispielsweise das Drehzahländerungsmuster eines Automa tikgetriebes des Fahrzeugs auf der Grundlage des geschätzten Kompressormo mentes verändert werden.

Insbesondere kann wenn beispielsweise das geschätzte Kompressormoment groß ist, die Geschwindigkeitserhöhung vom ersten Gang zum zweiten Gang oder vom zweiten Gang zum dritten Gang so gestaltet sein, daß sie weniger bereitwillig auftritt. Alternativ kann es unterbunden sein, daß das Getriebe in den Overdrive umschaltet. Und wenn das geschätzte Kompressormoment klein ist, kann die Ge schwindigkeitserhöhung vom ersten Gang zum zweiten Gang oder von zweiten Gang zum dritten Gang so ausgebildet sein, daß sie mehr bereitwillig auftritt. Oder das Getriebe kann so ausgebildet sein, daß es mehr bereitwillig in den Overdrive umschaltet.

Durch feines Regeln der Veränderungen des Musters der automatischen Dreh zahlveränderung auf der Grundlage des geschätzten Kompressormomentes ist, weil die Drehzahl des Motors E niedriger gehalten werden kann, die Größe des Kraftstoffverbrauchs des Motors E herabgesetzt, und ist es möglich, eine Beein trächtigung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verhindern.

Bei einem Motor mit einer direkten Kraftstoffeinspritzung läuft, wenn die Motorlast klein ist, der Motor mit einer mageren Verbrennung, und wird, wenn die Motorlast infolge beispielsweise des Einschaltens eines Kompressors groß ist, die Menge des in den Motor eingespritzten Kraftstoffes vergrößert, wird das Luft/Kraftstoff- Verhältnis herabgesetzt, und läuft der Motor mit einem normalen Luft/Kraftstoff- Verhältnis.

Bei dieser Art eines Motors mit einer direkten Einspritzung ist durch das feine Re geln der Veränderungen der Menge des in den Motor eingespritzten Kraftstoffs entsprechend dem Wert eines geschätzten Kompressormomentes, das dem tat sächlichen Kompressorwert angenähert ist, weil es möglich ist, die Menge des in den Motor eingespritzten Kraftstoffs herabzusetzen, die Größe des Kraftstoffver brauchs des Motors E kleiner, und ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Kraft stoffwirtschaftlichkeit zu verhindern.

Zwar ist die vorstehend gegebene Beschreibung eine solche bevorzugter Ausfüh rungsformen der Erfindung, jedoch kann die Erfindung modifiziert, verändert und abgewandelt werden, ohne den Umfang und die Bedeutung der Ansprüche zu verlassen.

Claims

1. Klimaanlage für ein Fahrzeug umfassend:

(a) einen Kühlkreis, umfassend:
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des dort von einem Druckreduzierungs mittel (15) aus einströmenden Kühl- bzw. Kältemittels;
ein Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressor (7) zum Komprimieren des dort von dem Kühl- bzw. Kältemittel-Verdampfer (6) aus einströmenden Kühl- bzw. Kältemittels; und
ein Zuführungskapazitäts-Veränderungsmittel (9) zum Verändern der Zuführungs kapazität des Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressors (7) durch Verändern des Ein stellwertes des Einlaßdrucks des Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressors entspre chend einem diesem zugeführten Regelungsstromwert;
(b) ein Hochdruck-Feststellungsmittel (26) zum Feststellen des hochdruckseitigen Drucks des Kühlkreises;
(c) ein Niederdruck-Feststellungsmittel (102) zum Feststellen des niederdrucksei tigen Drucks des Kühlkreises; und
(d) ein Moment-Berechnungsmittel (103) zum Berechnen des zum Antriebs des Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressors benötigten Kompressormomentes auf der Grundlage der festgestellten hochdruckseitigen und niederdruckseitigen Drücke.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Hochdruck-Feststellungsmittel (26) ein Hochdruck-Sensor zum Feststellen des Drucks des Kühl- bzw. Kältemittels in dem Kühlkreis zwischen dem Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressor (7) und dem Druckreduzierungsmittel (15) ist.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Niederdruck-Feststellungsmittel (102) einen Regelungsstromdetektor zum Feststellen des Regelungsstromwertes umfaßt, der dem Zuführungskapazitäts-Veränderungsmittel (9) zugeführt wird.

4. Klimaanlage nach Anspruch 1, weiter umfassend:
ein Kühlgrad-Feststellungsmittel (25) zum Feststellen des mittels des Kühl- bzw. Kältemittel-Verdampfers bewirkten Kühlgrades;
ein Sollkühlgrad-Feststellungsmittel (2) zum Feststellen des Sollkühlgrades ent sprechend mindestens der Außenluft-Temperatur; und
ein Kompressorregelungsmittel (2) zum Verändern der Zuführungskapazität des Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressors durch Verändern des Regelungsstromwertes (I), der dem Zuführungskapazitäts-Veränderungsmittel (9) zugeführt wird, dies derart, daß der mittels des Kühl- bzw. Kältemittel-Verdampfers (6) bewirkte und mittels des Kühlgrad-Feststellungsmittels (25) festgestellte Kühlgrad sich dem mittels des Sollkühlgrad-Bestimmungsmittels (9) bestimmten Sollkühlgrad annä hert.

5. Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei der Kompressor (7) durch den Fahr zeugmotor (E) angetrieben ist und weiter umfassend einen Motorregler (4) zum Regeln der Drehzahl des den Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressor antreibenden Motors, wobei der Motorregler (4) ein Drehzahlstabilisierungs-Regelungsmittel (3) zum Stabilisieren der Leerlaufdrehzahl des Motors auf der Grundlage des mittels des Moment-Berechnungsmittels (103) berechneten Kompressormomentes auf weist.

6. Klimaanlage nach Anspruch 5, wobei die Regelung des Motors (E) oder die Regelung der Kraftübertragung bzw. des Getriebes auf der Grundlage des mittels des Moment-Berechnungsmittels (103) berechneten Kompressormomentes durchgeführt wird.

7. Klimaanlage nach Anspruch 1, weiter umfassend:
ein Kompressordrehzahl-Feststellungsmittel (2, 28) zum Feststellen der Drehzahl des Kühl- bzw. Kältemittelkompressors, wobei das Moment-Berechnungsmittel (103) das zum Antrieb des Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressors benötigte Kom pressormoment auf der Grundlage der mittels des Kompressordrehzahl-Feststel lungsmittels (2, 28) festgestellten Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressordrehzahl, des mittels des Hochdruck-Feststellungsmittels (26) festgestellten hochdruckseitigen Drucks und des mittels des Niederdruck-Feststellungsmittels (102) festgestellten niederdruckseitigen Drucks berechnet.

8. Klimaanlage für ein Motorfahrzeug, umfassend:
einen Kühlkreis, der einen Verdampfer (6) zum Verdampfen von Niederdruck- Kühl- bzw. Kältemittel und einen Kompressor (7) zum Komprimieren des von dem Verdampfer (6) aus eingeführten Kühl- bzw. Kältemittels aufweist, wobei der Kompressor (7) eine Kapazitäts-Regelungseinrichtung (9) aufweist, die den Ein stell-Einlaßdruck des Kompressors auf der Grundlage eines dieser zugeführten Regelungssignals (I) verändert;
einen Detektor (26), der den hochdruckseitigen Druck des Kühlkreises feststellt; und
einen Regler (2), der zur Regelung des Arbeitsmomentes des Kompressors auf der Grundlage des hochdruckseitigen Drucks und des Regelungssignals (I) ar beitet.

9. Klimaanlage nach Anspruch 8, wobei das Regelungssignal (I) den nieder druckseitigen Druck des Kompressors repräsentiert.

10. Klimaanlage nach Anspruch 9, wobei die Kapazitäts-Regelungseinrichtung (9) ein elektromagnetisches Regelungsventil ist, das zur Veränderung der Kühl- bzw. Kältemittel-Zuführungskapazität des Kompressors auf der Grundlage des mittels des erzeugten Regelungssignals arbeitet.

11. Klimaanlage nach Anspruch 10, weiter umfassend einen Temperatursensor (23), der mit dem Regler (2) in Verbindung steht, zum Feststellen der Temperatur des Fahrgastraumes, wobei der Regler das Regelungssignal abgibt, um die Kühl- bzw. Kältemittel-Zuführungskapazität des Kompressors zu verändern, um hier durch zu bewirken, daß die festgestellte Temperatur sich der Solltemperatur (TAO) annähert.

12. Klimaanlage nach Anspruch 8, wobei der Regler (2) weiterhin zur Stabilisie rung der Drehzahl des Fahrzeugmotors (E) auf der Grundlage des geschätzten Momentes des Kompressors (7) und auf der Grundlage von Fahrzeugarbeitspa rametern arbeitet.

13. Klimaanlage nach Anspruch 8, weiter umfassend einen Kompressor-Dreh zahlsensor (2, 28) zum Abtasten der Kompressordrehzahl, wobei der Regler wei terhin zur Abschätzung des Kompressormomentes während der Fahrt mit kon stanter Geschwindigkeit als eine Funktion der Kompressordrehzahl arbeitet.

14. Verfahren zum Regeln eines äußerlich veränderlichen Kompressors in einer Motorfahrzeug-Klimaanlage, umfassend:
das Feststellen von Klimaanlagen-Arbeitsparametern (51- 52) die die Außenluft- Temperatur der Luft außerhalb des Fahrgastraums und die Innenluft-Temperatur der Luft innerhalb des Fahrgastraums umfassen;
das Bestimmen der Kühlluft-Solltemperatur auf der Grundlage des Abtastschrittes (S3-S8);
das Zuführen eines Kompressor-Regelungsstromes zu dem Kompressor (S10), wobei der Kompressor-Regelungsstrom einen Wert auf der Grundlage des Schrittes des Bestimmens der Kühlluft-Solltemperatur aufweist und für den nie derdruckseitigen Druck des Kühlkreises repräsentativ ist;
das Abschätzen des zum Antrieb des Kompressors benötigten Kompressormo mentes auf der Grundlage des Kompressorregelungsstromes und des hochdruck seitigen Drucks des Kühlkreises (S11).

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Erfassen der Klimatisierungs- Arbeitsparameter (S2) weiter das Bestimmen der Einstelltemperatur eines Fahr gastraums umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bestimmen der Kühlluft-Solltempe ratur (S3-S8) umfaßt:
das Berechnen einer ersten Kühlluft-Solltemperatur auf der Grundlage der festge stellten Außenluft-Temperatur (S3);
das Berechnen der Luft-Solltemperatur für die klimatisierte Luft, die in den Fahr gastraum eingeblasen wird, aus den festgestellten Klimatisierungs-Arbeitspara metern einschließlich der Außenluft- und der Innenluft-Temperatur (S4);
das Berechnen einer zweiten Kühlluft-Solltemperatur auf der Grundlage der Luft- Solltemperatur (S5);
das Bestimmen, ob die erste Kühlluft-Solltemperatur niedriger als die zweite Kühlluft-Solltemperatur ist (S6); und
das Einlesen der niedrigeren Temperatur von erster und zweiter Kühlluft-Solltem peratur als die bestimmte Kühlluft-Solltemperatur (S7-S8).

17. Verfahren nach Anspruch 14, weiter umfassend das Stabilisieren der Motor drehzahl auf der Grundlage des geschätzten Kompressormomentes, das aus dem Schritt der Abschätzung erhalten ist (S12, S21-23).