DE3134041A1

DE3134041A1 - Klimaanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3134041A1
Application number: DE19813134041
Authority: DE
Inventors: Kenichi Katasuta Ibaraki Chonan; Toshikatsu Ibaraki Ito; Takanori Hitachi Ibaraki Shibata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-09-01
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1982-04-15
Also published as: KR830006577A; JPS5744751A; GB2083133A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 -

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Klimaanlage oder Luftkonditioniereinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Steuereinrichtung, die bei im Leerlauf befindlicher Brennkraftmaschine deren Drehzahl in einem Ausmass erhöht, das einer aus der Klimaanlage bestehenden Belastung entspricht, um einen Ausfall der Brennkraftmaschine zu verhindern und die Klimaanlage auch dann gebrauchsfähig zu machen, wenn sich die Brennkraftmaschine im Leerlauf befindet.

Bei einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge wird im allgemeinen ein Kühlkompressor durch die Leistung einer Brennkraftmaschine betrieben. In diesem Fall bildet der Kompressor eine Belastung für die Brennkraftmaschine, deren Drehzahl insbesondere im Leerlauf herabgesetzt wird. Folglich fällt die Brennkraftmaschine in einen instabilen Zustand oder steht in einigen Fällen still. Diese Möglichkeit hindert den Kompressor, eine ausreichend hohe Kühlleistung zu entfalten. Ein herkömmliches Kraftfahrzeug verwendet im Hinblick auf die Beseitigung dieses Nachteils ein Verfahren zum zwangsläufigen Korrigieren des Öffnungsgrads einer Drossel für die Brennkraftmaschine beim Start des Kompressors, um ein Verringern der Drehzahl der Brennkraftmaschine um mehr als einen gegebenen Betrag zu verhindern. Eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird als Schneileerlaufsteuereinrichtung bezeichnet.

Diese Art der SehneHeerlaufSteuereinrichtung ist zum Beispiel in der japanischen Patent-Veröffentlichung No. 15734/1977 vom 2. Mai 1977 angegeben. Diese Schnelleerlaufsteuereinrichtung ist so ausgelegt, dass sie die Ausführung des Schnelleerlaufsteuervorgangs wirksam dann ermöglicht, wenn

das Fahrzeug im normalen Zustand läuft und wenn es verzögert wird, und zwar unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Wenn demnach ein Schnelleerlaufsteuervorgang insbesondere dann ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug verzögert wird oder eine geneigte Strecke abwärts fährt, d. h. wenn eine Motorbremsung erfolgen soll, wird das Fahrzeug beschleunigt. Dies verursacht nicht nur einen Mangel an Motorbremswirkung, sondern erfordert auch ein häufiges Betätigen der Bremsen in Verbindung mit der Motorbremsung. Dies ergibt einen grossen Kraftstoffverlust.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kraftstoff sparenden Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, die beim Verzögern . eines Kraftfahrzeugs die Vermeidung einer Kraftstoffverschwendung gestattet, die eine Einrichtung zum Ermitteln eines verzögerten Zustande einer Brennkraftmaschine enthält und die eine Einrichtung zum Unterbrechen eines Schnelleerlaufsteuervorgangs enthält, wenn ein Ausgangssignal der Ermittlungseinrichtung ein gegebenes Niveau erreicht hat, um hierdurch die Verschwendung von Kraftstoff zu vermeiden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen?

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuersystems einer Ausfuhrungsform einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Steuersystems einer weiteren Ausführungsform einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Steuersystems einer weiteren Ausführungsform einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach der Erfindungr

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Steuersystems einer weiteren Ausführungsform einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Schaltung für die Steuereinrichtung von Fig. 4.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Wenn eine elektromagnetische Kupplung 19 erregt wird, wird Energie auf einen Kompressor übertragen, der für gewöhnlich über einen Riementrieb durch eine Welle einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine so angetrieben wird, dass hierdurch ein Kühlmittel verdichtet wird. Wenn zum Schliessen der Kupplung 19 ein Kühlerschalter 10 eingeschaltet wird, wird gleichzeitig ein Magnetventil 17 betätigt, das in einer eine Druckermittlungsöffnung 14 mit einem Unterdruckservomotor

16 verbindenden Leitung vorgesehen ist. Wenn das Magnetventil 17 geöffnet ist, um das Einführen eines Unterdrucks in einem Ansaugrohr 13 in den Unterdruckservomotor 16 zu ermöglichen, wird hierdurch ein Schnelleerlaufhebel 15 um einen gegebenen Betrag geschwenkt und der Öffnungsgrad eines Drosselventils 12 für die Brennkraftmaschine um einen gegebenen Betrag auf ein. höheres Niveau korrigiert. Folglich wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht. Der bei dieser Ausführungsform verwendete Unterdruckservomotor besteht aus einem Servomotor mit Unterdruckmembran, der unter Verwendung eines Unterdrucks der Brennkraftmaschine betätigt wird. Wenn eine Spule des Magnetventils 17 erregt ist, wird die Membran mit einem Unterdruck der Brennkraftmaschine beaufschlagt und das Drosselventil 12 durch den Unterdruck betätigt. Unterdruckeinlassleitungen 171, 172 erstrecken sich von der Ünterdruckermittlungsöffnung 14 über das Magnetventil

17 zum Unterdruckservomotor 16 und sind mit einem Unterdruckschalter 18 verbunden. Der Unterdruckschalter 18 besteht aus , einem Ermittlungsteil 182 und einem Kontakt 181, an den die Spule des Magnetventils 17 angeschlossen ist.

Die Niveaus eines Unterdrucks im Saugrohr 13 im Hinblick auf die verschiedenen Betriebszustände der Brennkraftmaschine sind etwa die folgenden:

Betriebszustand der Brennkraftmaschine Ansaugunterdruck

Leerlaufbetrieb -350 -500 mm Hg

Normaler Betrieb O -450 mm Hg

Verzögerter Betrieb -500 -650 mm Hg

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird für einen Fall beschrieben, bei dem ein Steuersignal des Magnetventils 17 und der normalerweise geschlossene Kontakt 181 des Unterdruckschalters 18 in Reihe mit einem Betätigungsvakuum für den auf -550 mm Hg eingestellten Unterdruckschalter 18 geschaltet sind.

Da der Unterdruck im Saugrohr 13 während des Leerlaufs und des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine höher als der Betriebsdruck für den Unterdruckschalter 18 sind, ist dessen Kontakt geschlossen, so dass sich die Schnelleerlaufsteuerfunktionen während des Leerlaufs entfalten. Während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine wird ein Schnelleerlaufhebel 15 in Richtung eines Pfeils A durch einen nicht gezeigten Beschleunigungshebel geschwenkt, der antriebsmässig mit dem Schnelleerlaufhebel 15 verbunden ist, so dass dieser den Betriebsbereich des Unterdruckservomotors 16 überschreitet. Folglich werden in der Praxis die Schnelleerlauffunktionen unterbrochen.

Da der Unterdruck im Saugrohr 13 während eines verzögerten Zustands geringer als der durch den.Unterdruckschalter 18 festgelegte Druck ist, wird dessen Kontakt geöffnet, so dass das Magnetventil 17 ausgeschaltet wird. Folglich wird der Unterdruckservomotor 16 zurückgestellt zur Unterbrechung der Funktion der Schnelleerlaufsteuereinrichtung.

Daher kann gemäss dieser Ausführungsform die Vergeudung von Kraftstoff durch die Schnelleerlaufsteuereinrichtung während eines verzögerten Betriebs der Brennkraftmaschine ohne Abänderung des Fahrzeugs vermieden werden. Es kann mit anderen Worten die Aufgabe der Erfindung lediglich durch Verbinden der Unterdruckleitungen 171, 172 mit dem Unterdruckschalter 8 gelöst werden.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Klimaanlage oder Luftkonditioniereinrichtung für Kraftfahrzeuge nach der Erfindung. Diese Ausführungsform ist bei einer Schnelleerlaufsteuereinrichtung in einem Vergaser angewendet, der ein elektronisches Kraftstoffspritzventil verwendet.

In Fig. 2 sind dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen und Symbolen wie in Fig. T bezeichnet. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform in folgendem Punkt. Die zweite Ausführungsform ist mit einem unterdruckbetätigten Ventil 21 anstatt mit dem Schneileerlaufhebel 15 und dem Unterdruckservomotor 16 der Ausführungsform von Fig. 1 versehen. Das Ventil 21 gestattet die Einführung eines gasförmigen Gemische in ein Saugrohr 13 über eine das gasförmige Gemisch einlassende Öffnung A. Mit anderen Worten, die Schneileerlaufsteuereinrichtung im Vergaser mit dem elektronischen Kraftstoffspritzventil ist derart ausgelegt, dass das Ventil 21 durch einen Unterdruckschalter 18 betätigt wird zur Einführung eines gasförmigen Gemische in die Brennkraftmaschine und zur Erzielung von dessen erforderlicher Drehzahl.

Bei der oben beschreibenen Konstruktion wird ein Magnetventil 17 betätigt, wenn der Unterdruckschalter 18 nicht eingeschaltet ist, um das Öffnen des Ventils 21 zu ermöglichen. Somit wird ein gasförmiges Gemisch in die öffnung A mit der erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit eingeführt, um die Leerlaufdrehung der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Während

- 8 - . eines Verzögerungsbetriebs der Brennkraftmaschine wird ein

Kontakt des Unterdruckschalters 18 geöffnet und das Ventil 21 durch das Magnetventil 17 geschlossen. Folglich wird in

f die Öffnung A kein gasförmiges Gemisch eingeführt, so dass

keine unnötige Kraftstoffmenge während des verzögerten Betriebs der Brennkraftmaschine verbraucht wird.

Folglich kann gemäss der zweiten Ausführungsform der Betrieb der Schneileerlaufsteuereinrichtung während eines verzögerten Betriebs der Brennkraftmaschine in derselben Weise wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 unterbrochen 'werden.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach der Erfindung. Diese Ausführungsform wird wie bei der Ausführungsform von Fig. 2 auch bei einer Schnelleerlaufsteuereinrichtung in einem Vergaser mit einem elektronischen Kraftstoffspritzventil verwendet.

Dieselben Teile wie in Fig. 2 sind in Fig. 3 mit denselben Bezugszeichen und Symbolen bezeichnet. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform im folgenden Punkt. Die dritte Ausführungsform ist anstatt mit dem Magnetventil 17, dem unterdruckbetätigten Ventil 21 und der das gasförmige Gemisch einlassenden öffnung von Fig. 2 mit einem Magnetventil 22 versehen, um die Luft durch das Magnetventil 22 in eine Lufteinlassöffnung B an der stromauf gelegenen Seite eines Drosselventils einzulassen, wobei das Magnetventil 22 über einen Vakuumschalter 18 mit einem Kühlerschalter 10 verbunden ist. Bei der dritten Ausführungsform ist die Schnelleerlaufsteuereinrichtung im Vergaser mit einem elektronischen Spritzventil derart ausgelegt, dass das Magnetventil 22 durch einen Unterdruckschalter 18 betätigt wird, um die Luft in denjenigen Teil des Vergasers 11 einzuführen, der sich auf der stromauf gelegenen Seite des Drosselventils 12 befindet, und um die erforderliche Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erzielen. Die dritte Ausführungsform gestattet wie die Ausführungsform von Fig. 2 eine Unterbre-

chung des Betriebs der Schneileerlaufsteuerung während eines verzögerten Betriebs der Brennkraftmaschine.- Bei der dritten Ausführungsform wird das Magnetventil 22 unmittelbar durch den Unterdruckschalter 18 gesteuert*

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach der Erfindung „■

In Fig. 4 sind dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen und Symbolen wie in Fig. 1 bezeichnete Die vierte Ausführungsform unterscheiden sich von der in Fig» 1 gezeigten Ausführungsform in folgendem Punkt., Die vierte Aus führungs form enthält anstatt des Unterdruckschalter 13 der Ausführungsform von Fig. 1: einen unterdruckbetätigten Servomotor 23, ein durch den Hub einer Membran des Unterdruckservomotors 23 betätigtes Potentiometer 24, ein Pedal 25 für eine Beschleunigungseinrichtung und ein mit dem Pedal 25 antriebsmässig verbundenes Potentiometer' 26= Die Ausgänge dieser beiden Potentiometer werden durch eine Luftzustandssteuereinrichtung verarbeitet zur Betätigung eines Magnetventils 17 durch Anwendung des Ergebnisses dieses Vorgangs. Die Schaltung der Luftzustandssteuereinrichtung ist gemäss der noch zu beschreibenden Fig„ 5 ausgebildet.

Das Potentiometer 26 ist so ausgelegt, dass, wenn sich das Beschleunigungspedal 25 in einem völlig nicht niedergedrückten Zustand befindet,, sich eine Ausgangssignalspannung des Potentiometers 26 auf einem gegebenen Niveau befindet, das zum Beispiel nahe Null ist, wobei das Potentiometer 26 ein elektrisches Potential abgibt, das proportional zum Niederdrückwinkel des Beschleunigungspedals 25 ist. Das Potentiometer 24 ist so ausgelegt, dass seine Ausgangsspannung proportional einem Unterdruck der Brennkraftmaschine ist, wobei zum Beispiel bei Erhöhung eines Unterdrucks der Brennkraftmaschine die Ausgangsspannung des Potentiometers 24 erhöht wird. Der Betrieb dieser Ausführungsform wird nun bei betätigter Motorbremsung

- ίο -

erläutert. Das Beschleunigungspedal 25 befindet sich normalerweise in einem nicht niedergedrückten Zustand, wobei der Ausgang des Potentiometers 26 sich auf einem gegebenen Niveau in der Nähe von Null befindet. Wenn auch nicht in der Zeichnung dargestellt, ist ein Drosselventil 12 auch über ein Gestänge derart angeschlossen, das es für die Brennkraftmaschine im wesentlichen proportional zum öffnurigsgrad des Beschleunigungspedals 25 betätigt werden kann. Wenn sich das Beschleunigungspedal 25 in einem nicht niedergedrückten Zustand befindet, ist auch der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 für die Brennkraftmaschine ein Minimum (auf der Schliesseite) .' In einem sogenannten Motorbremszustand, bei dem die Brennkraftmaschine durch die Trägheit einer Last zu rotieren gezwungen wird, wird der Unterdruck in einem Saugrohr. 13 für die Brennkraftmaschine erhöht. Demnach kann der Zustand, bei dem die Brennkraftmaschine als sogenannte Motorbremse betrieben wird, durch zwei Bedingungen bestimmt werden, d. h. durch einen den Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals darstellenden Ausgang V_ar und durch einen einen Unterdruck der Brennkraftmaschine darstellenden Ausgang V„_v.

V_ar, ^j- konstanter Wert
^VEV > £v

Das 6 in der letzten Formel ist ein Signalausgang des Potentiometers 24, der zum Beispiel erreicht wird, wenn ein Unterdruck der Brennkraftmaschine nicht über -550 mm Hg (angegeben in der im obigen Abschnitt angegebenen Tabelle), bei dem ein Fahrzeug beginnt, verzögert zu werden.

Die Konstruktion der Schaltung der Luftzustandssteuereinrichtung 27 wird nun beschrieben. Gemäss Fig. 5 besteht die Luftzustandssteuereinrichtung 27 aus: einem aus Differenzverstärkern 271 , 272 bestehenden Komparator, einem UND-Glied 173 und einem einen Elektromagnet betätigenden Treiber 274.

Die Komparator en 271,272 senden Bezugsspannungen V_{R f}.., ^VRef2 ^bezü<i^licn hiervon empfangenen Eingangs Signalen 24a, 26a zu Ausgangssignalen von jedem hiervon aus. Wenn ^24a ~ ^R f1 bezüglich des Ausgangs V des Potentiometers für das Beschleunigungspedal ist, so wird das Niveau eines Ausgangs des !Comparators 271 hoch. Ein Ausgang des Potentiometers wird so abgegeben, dass er der obigen Formel genügt, wenn sich das Beschleunxgungspedal in einem nicht niedergedrücken Zustand befindet. Wenn V~_t ^ V_ „ bezüglich des

26a -" Ref 2

Ausgangs V_2f- des Potentiometers 24 für den Unterdruckservomotor 23 ist, so wird das Niveau eines Ausgangs des Komparators 272 hoch zur Erzeugung eines Ausgangs, wenn die Motorbremsung in Betrieb ist. Wenn die beiden obigen Formeln erfüllt sind, werden Signale vom UND-Glied 173 und vom Treiber 274 abgegeben und gestatten eine Betätigung des Magnetventils 27.

Gemäss der in der obigen Weise aufgebauten Erfindung wird die Schnelleerlaufsteuereinrichtung in üblicher Weise betrieben, während der Kompressor in Betrieb ist zur Korrektur des Öffnungsgrads der Drossel für die Brennkraftmaschine und zur Erhöhung von deren Drehzahl, wobei die Schneileerlaufsteuereinrichtung während der Verzögerung der Brennkraftmaschine ausgelöst wird,

Daher gestattet die Erfindung eine Erhöhung des Bremsmoments bei einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, bei dem die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine ursprünglich nicht erforderlich ist, etwa einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, bei dem die Motorbremsung in Bet:.ieb ist, wobei der Kraftstoff für die Brennkraftmaschine im grösstmöglichen Ausmass eingespart und der Kompressor zwangsläufig betrieben wird. Somit kann ein verschwenderischer Kraftstoffverbrauch bei Kraftfahrzeugen mit Klimaanlagen in grösstem Ausmass verringert werden.

Leerseite

Claims

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ. 68o-32.791P 28. Aug. 1981 8QQQ München 22 « Steinsdorfstr. 10 HITACHI, LTD., Tokyo, Japan Klimaanlage für Kraftfahrzeuge Ansprüche

1.) Klimaanlage für Kraftfahrzeuge

- mit einer Schnelleerlaufsteuerung zum Erhöhen des Öffnungsgrads eines antriebsmässig mit einer Beschleunigungseinrichtung verbundenen Drosselventils zum Verhindern einer Drehzahlabnahme einer Brennkraftmaschine auf Grund von deren durch einen Kompressor

der Klimaanlage erzeugten Belastung, gekennzeichnet

- durch eine erste Einrichtung (18) zum Ermitteln eines verzögerten Zustands der Brennkraftmaschine und

- durch eine zweite Einrichtung (17) zum Auslösen der Schnelleerlaufsteuereinrichtung (16), wenn der verzögerte Zustand der Brennkraftmaschine ermittelt ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die erste Einrichtung (18) aus einer Einrichtung zum Ermitteln des Unterdrucks in einem Saugrohr (13) besteht und

- dass die zweite Einrichtung (17) aus einer Einrichtung zum Auslösen der Schnelleerlaufsteuereinrichtung (16)

680-16873-H8121

besteht, wenn ein Ausgang der ersten Einrichtung (18) ein gegebenes Niveau erreicht hat.

3. Klimaanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die zweite Einrichtung (17) die Schnelleerlaufsteuereinrichtung (16) auslöst, wenn der Unterdruck im Saugrohr (13) -550 bis etwa-650 mm Hg beträgt»

4. Klimaanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- dass zum Erzeugen eines Ausgangs für die Steuerung

der zweiten Einrichtung (17) die erste Einrichtung (18) einen Niederdrückbetrag der Beschleunigungseinrichtung ermittelt.

5. Klimaanlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die zweite Einrichtung (17) betätigt wird, wenn der Niederdrückbetrag der Beschleunigungseinrichtung ein zweites gegebenes Niveau erreicht hat, wobei der Unterdruck im Saugrohr (1.3) ein drittes gegebenes Niveau überschritten hat.