DE3816500A1 - Verfahren zur regelung des betriebes eines kaeltemittelkompressors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Betriebes eines Kältemittelkompressors mit variabler Förder­ leistung, welcher Verstelleinrichtungen für die Förderlei­ stung umfaßt und in einem geschlossenen Kältemittelkreis­ lauf, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet ist, der einen mit der Auslaßseite des Kompressors verbundenen Kon­ densator, ein mit der Auslaßseite des Kondensators verbun­ denes Expansionsventil, einen mit der Auslaßseite des Expan­ sionsventils und mit der Einlaßseite des Kompressors ver­ bundenen Verdampfer und eine Steuerung umfaßt, welche mit den Verstelleinrichtungen des Kompressors verbunden ist, um die Verstellung derselben derart zu regeln, daß eine Variable der Klimaanlage auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird.

Neuere Kraftfahrzeugklimaanlagen verwenden für die Kom­ pression eines gasförmigen Kältemittels Kompressoren mit variabler Förderleistung, beispielsweise Kompressoren mit variabler Förderleistung, wie sie in einer früheren Anmeldung der Anmelderin (US-Patentanmeldung 0 93 797 vom 4. September 1987) beschrieben sind. Bei derartigen Kom­ pressoren sind Verstelleinrichtungen zum Verändern der Förderleistung vorgesehen. Beispielsweise umfassen die Verstelleinrichtungen des früheren Taumelscheibenkompressors Magnetventileinrichtungen zur Änderung des Anstellwinkels einer Taumelscheibenanordnung in Abhängigkeit vom Kühl­ leistungsbedarf, wodurch der Hub der Kolben des Kompressors erhöht oder verringert wird.

Bei dem üblichen Verfahren zur Regelung des Betriebes eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Förderleistung, insbesondere für Kraftfahrzeugklimaanlagen mit einem Ver­ dampfer als Wärmetauscher, wird gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 7 ein gewünschter Wert, der einer gewünschten Tempe­ ratur der Fahrgastzelle des Fahrzeugs entspricht, zu Beginn (Start) des Betriebes der Klimaanlage eingestellt. Anschließend wird die Temperatur am Auslaß des Verdampfers oder in der Fahrgastzelle erfaßt, um den Kühlleistungs­ bedarf der Klimaanlage zu ermitteln. Anschließend erfolgt die Berechnung einer manipulierten bzw. berechneten Variablen mit Hilfe eines Betätigungskreises für die Durchführung dieser Berechnung auf der Basis der gewünschten Temperatur einerseits und der gemessenen Temperatur am Auslaß des Ver­ dampfers bzw. in der Fahrgastzelle, und die Verstellein­ richtungen für die Förderleistung des Kompressors werden auf der Basis dieser berechneten Variablen betätigt. Auf diese Weise wird der Betrieb des mit variabler Förder­ leistung arbeitenden Kältemittelkompressors so geregelt, daß die geregelte bzw. die zu regelnde Variable der Klimaanlage einen entsprechenden Wert erreicht.

Da die Kraftfahrzeugklimaanlage einen geschlossenen Kälte­ mittelkreislauf aufweist, in dem der Kompressor, der Konden­ sator, das Expansionsventil und der Verdampfer in Serie mit­ einander verbunden sind, bewirkt eine Verstellung der För­ derleistung des Kompressors mit Hilfe der durch die berechnete Variable betätigten Verstelleinrichtungen des Kompressors - die Berechnung erfolgt auf der Basis der eingestellten gewünschten Temperatur und der gemessenen Temperatur am Verdampferauslaß - nicht sofort eine Reaktion am Verdampfer der Klimaanlage im Sinne der Änderung der geregelten Variablen. Zwischen der Betätigung der Verstelleinrichtung des Kompressors in Abhängigkeit von der berechneten Variablen und der entsprechenden Änderung der geregelten Variablen der Klimaanlage ergibt sich viel­ mehr eine Verzögerung, so daß Regelschwingungen der geregel­ ten Variablen um den gewünschten Temperaturwert eintreten können, wobei sich die Temperatur am Auslaß des Verdampfers erheblich ändert, was für die Insassen der Fahrgastzelle zu unangenehmen Temperaturschwankungen führt.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufge­ zeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Regelung der Förderleistung des Kompressors einer Klimaanlage anzugeben, bei dem das Auftreten von Regelschwingungen einer geregelten Variable unterdrückt wird, während gleichzeitig stabile Arbeits­ bedingungen für den Kompressor aufrechterhalten werden.

Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Verfahren gemäß der Erfindung durch die folgenden Verfahrens­ schritte gelöst:
Es wird eine physikalische Variable erfaßt, die eine Betriebsbedingung der Klimaanlage anzeigt;
es wird eine Änderung der geregelten Variablen der Klimaanlage erfaßt;
auf der Basis der erfaßten physikalischen Variablen wird bestimmt, ob die Betriebsbedingung der Klimaanlage stabil ist;
wenn festgestellt wurde, daß die Betriebsbedingung der Klimaanlage stabil ist, wird überprüft, ob erfaßte Änderungen der geregelten Variablen das Vorliegen von Regelschwingungen anzeigen; und
eine von der Steuerung berechnete Variable zur Ansteue­ rung der Verstelleinrichtungen für die Förderleistung des Kompressors wird für den Fall, daß das Vorliegen von Regelschwingungen festgestellt wird, derart geändert, daß Regelschwingungen der geregelten Variablen der Klimaan­ lage unterdrückt werden.

Die physikalische Variable, die eine Betriebsbedingung des Kompressors bzw. der Klimaanlage anzeigt, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kompressordrehzahl, die Umgebungstemperatur des zu klimatisierenden Fahrzeugs, die Intensität der das Fahrzeug treffenden Sonnenstrahlung, die Einlaßtemperatur des Verdampfers und eine elektrische Speisespannung sein, welche einem Gebläse für den Ver­ dampfer zugeführt wird.

Die geregelte Variable kann die Temperatur des gasförmigen Kältemittels am Auslaß des Verdampfers oder die in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs gemessene Temperatur oder die Temperatur am Auslaß eines Luftkanals sein, durch den die Luft nach Passieren des Wärmeaustauschers in die Fahr­ gastzelle strömt.

Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, daß Regelschwingungen unterdrückt werden, die zu unangenehmen Temperaturschwankungen in der Fahrgastkabine eines Kraftfahrzeugs führen könnten und daß die Unter­ drückung dieser Regelschwingungen technisch mit einem vergleichsweise geringen Aufwand erfolgen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Flußdiagramm der Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Steuerung für eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem mit variabler Förderleistung arbeitenden Kältemittelkompressor mit Verstelleinrichtungen für die Förderleistung; wobei Fig. 1 in zwei Teilfiguren Fig. 1A und 1B unterteilt ist;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm mit dem ge­ schlossenen Kältemittelkreislauf einer Kraft­ fahrzeugklimaanlage, welche nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren betrieben wird und mit einer in mehrere Blöcke aufgeteilten Steuerung für einen einen Bestandteil der Klimaanlage bildenden Kom­ pressor mit variabler Förderleistung;

Fig. 3 und 4 grafische Darstellungen zur Erläuterung von Regelschwingungen einer geregelten Variablen der Klimaanlage gemäß Fig. 2;

Fig. 5 eine grafische Darstellung des Verlaufs von Regelschwingungen einer geregelten Variablen der Klimaanlage und des Verlaufs der Variablen bei Unterdrückung solcher Regelschwingungen;

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Förder­ leistung zur Verwendung in einer Klimaanlage gemäß Fig. 2 und

Fig. 7 ein schematisches Flußdiagramm zur Erläuterung eines konventionellen Regelverfahrens für die Förderleistung des Kompressors einer Kraftfahr­ zeugklimaanlage.

Im einzelnen zeigt Fig. 2 eine Klimaanlage mit einem ge­ schlossenen Kältemittelkreislauf, in dem ein Kompressor 2 mit variabler Förderleistung angeordnet ist, beispielsweise ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung, der von einer Brennkraftmaschine 1 eines mit der Klima­ anlage ausgerüsteten Fahrzeugs angetrieben wird. Im Kälte­ mittelkreislauf liegen ferner ein Kältemittelkondensator 3, ein Expansionsventil 4 und ein Verdampfer 5 in Serie zu­ einander und zu dem Kompressor. Der Kältemittelkondensator 3, der mit dem auslaßseitigen Ende des Kompressors 2 verbunden ist, kondensiert das komprimierte Kältemittel aus dem Kom­ pressor 2 und leitet das Kondensat zu dem Expansionsventil 4 weiter. Nach dem Passieren des Expansionsventils 4 gelangt das Kältemittel in den Verdampfer 5, welcher die Luft in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs kühlt. Von der Auslaßseite des Verdampfers gelangt das Kältemittel zur Ansaugseite bzw. zum Einlaß des Kompressors 2. Wie am besten aus Fig. 6 deut­ lich wird, besitzt der mit variabler Förderleistung arbeiten­ de Taumelscheibenkompressor 2 eine mit Hilfe einer Taumel­ scheibe betätigbare Kolbenanordnung zum Komprimieren des gasförmigen Kältemittels, und ein Magnet-Steuerventil 6 dient zur Beeinflussung der Förderleistung des Kompressors 2. Im einzelnen wird das Steuerventil 6 derart betätigt, daß es einen Druck Pc in einer Taumelscheibenkammer 7 steuert, in der eine nicht drehbar angeordnete Taumelscheibe 8 a und eine von einer Antriebswelle 14 angetriebene drehbare Antriebs­ platte 8 b angeordnet sind. Aufgrund der Steuerung des Druckes Pc in der Taumelscheibenkammer 7 kann der Anstellwinkel der Taumelscheibe 8 a zwischen einer zur Drehachse der Antriebs­ welle 14 senkrechten Position und einer maximalen Schräglage gegenüber der Drehachse verändert werden, wobei der Anstell­ winkel der Taumelscheibe den Hub mehrerer Kolben 9 bestimmt und damit die Verdrängung bzw. die Förderleistung des Kom­ pressors. Das magnetisch betätigbare Steuerventil 6 umfaßt ein Ventilelement, welches verstellbar ist, um einen Kälte­ mittelkanal 11 zwischen einer Auslaßkammer 10 und der Taumelscheibenkammer 7 zu öffnen und zu schließen. Zur Betätigung des Ventils wird eine Magnetspule elektrisch ein- bzw. ausgeschaltet. Durch das Öffnen und Schließen des Kältemittelkanals 11 wird es möglich, die Menge des unter dem hohen Auslaßdruck Pd stehenden Kältemittels zu steuern, welches von der Auslaßkammer 10 in die Taumelscheibenkammer 7 fließt. Auf diese Weise wird der Druck Pc in der Taumel­ scheibenkammer 7 gesteuert. Das Ein- und Ausschalten der Magnetspule des Steuerventils 6 erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe eines getakteten Erregerstroms, dessen Tastver­ hältnis den mittleren freien Querschnitt für das durch den Kanal 11 fließende Kältemittel bestimmt. Bezüglich dieser Art der Steuerung wird auf die eingangs erwähnte frühere Anmeldung der Anmelderin (US 0 93 797) verwiesen.

Die Taumelscheibenkammer 7 steht ständig in Fluidverbindung mit einer Ansaugkammer 13, in der der relativ niedrige An­ saugdruck Ps herrscht, und zwar über einen Kanal 12, über den das an den Kolben in die Taumelscheibenkammer 7 austretende Leckgas in die Ansaugkammer 13 abfließen kann. Hierdurch wird ein unkontrollierter Druckanstieg in der Taumelscheiben­ kammer 7 verhindert.

Wie Fig. 2 zeigt, ist ein Drehzahlsensor 17 vorgesehen, welcher die Drehzahl der Antriebswelle 14 des Kompressors 2 erfaßt und ein Signal S ₁ liefert, welches den Betriebszu­ stand des Kompressors 2 anzeigt und einer Steuerung 19 zugeführt wird, die weiter unten noch näher erläutert wird und dazu dient, die Förderleistung des Kompressors durch Betätigung des Magnet-Steuerventils 6 zu steuern. Ein Temperatursensor 18 erfaßt die Temperatur am Auslaß des Verdampfers 5 und erzeugt ein Signal Cv ₁, welches ebenfalls der Steuerung 19 bzw. der Regelschaltung zugeführt wird. Diese umfaßt einen Schaltkreis 20 zum Erfassen der Betriebsbedingungen des Kompressors 2, einen Schaltkreis 21 zum Erfassen von Regelschwingungen, mit dessen Hilfe fest­ stellbar ist, ob ein Schwingen einer steuerbaren Variablen für die Klimaanlage eingetreten ist und einen Betätigungs­ kreis 22 zum Berechnen eines Steuersignals, welches an die Einrichtungen für die Verstellung der Förderleistung des Kompressors anzulegen ist, d. h. an das Magnet-Steuerventil 6. Schließlich ist noch eine Treiberschaltung 23 zur Speisung der Verstelleinrichtungen vorgesehen. Das Drehzahlsignal S ₁ und weitere Signale S ₂ bis S ₅, die dazu dienen, zu bestimmen, ob die Arbeitsbedingungen des Kompressors 2 stabil sind oder nicht, werden dem Schaltkreis 20 zugeführt. Die Signale S ₂ bis S ₅ können beispielsweise der Umgebungstemperatur, der Intensität der auf das Fahrzeug auftreffenden Sonnenstrahlung, der Temperatur am einlaßseitigen Ende des Verdampfers 5 und der Höhe der elektrischen Speisespannung für ein Gebläse des Verdampfers 5 entsprechen. Das Signal Cv ₁ und weitere Signale Cv ₂ und Cv ₃ werden an den Schaltkreis 21 angelegt und dienen dazu, festzustellen, ob hinsichtlich einer gesteuerten Variablen der Klimaanlage Regelschwingungen eingetreten sind. Die beiden Schaltkreise 20 und 21 sind mit dem Betätigungs­ kreis 22 verbunden, wo auf der Basis der Ausgangssignale der Schaltkreise 20 und 21 die Berechnung eines Steuer­ signals erfolgt. Das von dem Betätigungskreis berechnete Steuersignal wird der Treiberschaltung 23 zugeführt, welche elektrische Signale zur Steuerung des Tastverhältnisses des elektrischen Stroms für das Magnet-Steuerventil erzeugt. Die Steuerung 19 umfaßt ferner einen Zeit- bzw. Taktgeber 24 und eine Zählerschaltung 25, die beide mit dem Schaltkreis 21 verbunden sind. Ferner ist mit dem Betätigungskreis 22 eine nicht gezeigte Stelleinrichtung verbunden, an der ein gewünschter Sollwert, beispielsweise die gewünschte Temperatur in der Fahrgastzelle eingestellt werden kann.

Insgesamt dient die Steuerung 19 dazu, die Förderleistung des Kompressors 2 derart zu regeln bzw. zu steuern, daß eine überwachte Variable der Klimaanlage, die durch min­ destens eines der Signale Cv ₁ bis Cv ₃ angezeigt wird, auf den gewünschten Wert gebracht bzw. auf diesem Wert gehalten wird, ohne daß Regelschwingungen eintreten. Dabei arbeitet der Schaltkreis 21 zum Erfassen solcher Regelschwingungen nach einem der beiden nachstehend beschriebenen Verfahren.

Bei dem ersten Verfahren dient der Taktgeber 24 dazu, für den Schaltkreis 21 ein vorgegebenes Zeitintervall T₀ vorzu­ geben, wobei das von dem Temperatursensor 18 erfaßte Tempe­ ratursignal Cv ₁ von dem Schaltkreis 21 daraufhin überwacht wird, ob es einen vorgegebenen oberen Grenzwert Yu und einen vorgegebenen unteren Grenzwert Y 1 überschreitet, wobei die Vorgabe dieser Grenzwerte bezüglich eines Sollwertes Y₀ erfolgt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn das Signal Cv ₁ den oberen und den unteren Grenzwert Yu bzw. Y 1 überschreitet, wird mit Hilfe des Zählers 25 gezählt, wie oft diese Grenz­ wertüberschreitungen innerhalb des von dem Taktgeber 24 vor­ gegebenen Zeitintervalls T₀ auftreten. Wenn die von der Zählerschaltung bzw. dem Zähler 25 erfaßte Anzahl der Grenz­ wertüberschreitungen größer ist als eine vorgegebene Anzahl, die als Zählerstand an dem Zähler 25 eingestellt wurde, dann liefert der Schaltkreis 21 ein Ausgangssignal, welches an­ zeigt, daß Regelschwingungen der zu steuernden bzw. zu regelnden Variablen der Klimaanlage vorliegen.

Bei dem zweiten Verfahren, welches anhand von Fig. 4 er­ läutert wird, berechnet man die Schwankungsbreite Wi der geregelten Variablen, d. h. des Signals Cv ₁ des Temperatur­ sensors 18, während eines von dem Taktgeber 24 vorgegebenen Zeitintervalls T₀ mit Hilfe des Schaltkreises 21, welcher entscheidet, ob die berechnete Schwankungsbreite Wi der geregelten Variablen eine vorgegebene Schwankungsbreite W₀ überschreitet, wobei die Häufigkeit der Grenzwertüber­ schreitungen mit Hilfe des Zählers 25 gezählt wird. Wenn dabei ein vorgegebener Zählerstand erreicht wird, liefert der Schaltkreis 21 ein Ausgangssignal, welches anzeigt, daß bezüglich der zu regelnden Variablen Regelschwingungen eingetreten sind.

Die vorstehend beschriebenen Verfahren zum Bestimmen des Vorliegens von Regelschwingungen können ebenfalls unter Benutzung der weiteren Signale Cv ₂ und Cv ₃ durchgeführt werden.

Nachstehend soll nunmehr die Art der Steuerung bzw. Regelung des Kompressors mit variabler Förderleistung näher erläutert werden. Es soll zunächst angenommen werden, daß wegen der hohen Temperatur in der Fahrgastzelle eine Abkühlung der­ selben erforderlich ist. Folglich wird der Kompressor 2 über eine nicht gezeigte Magnetkupplung mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden, so daß die Antriebswelle 14 des Kompressors von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird. In dem Kompressor 2 beginnt folglich aufgrund der Hin- und Her­ bewegung der Kolben 9 in den Kompressionskammern des Kom­ pressors eine Kompression des Kältemittels, und das kom­ primierte gasförmige Kältemittel wird von der Auslaßkammer 10 des Kompressors 2 in den geschlossenen Kältemittelkreislauf der Klimaanlage abgegeben und fließt über den Kondensator 3, das Expansionsventil 4 und den Verdampfer 5 zurück zu der Ansaugkammer 13 des Kompressors 2, wobei am Verdampfer 5 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Umgebungsluft erfolgt.

Wie aus Fig. 1 (1A, 1B) und 2 deutlich wird, beginnt der Betrieb der Klimaanlage damit, daß die bereits erwähnte Magnetkupplung betätigt wird, um den Kompressor 2 mit der Brennkraftmaschine 1 zu verbinden. Die in einem Speicher des Betätigungskreises 22 gespeicherten Flaggen Fd und Fg, die den Betriebszustand des Kompressors 2 bzw. die gewählte Steuerverstärkung anzeigen, werden dabei auf 0 gesetzt (Fd = 0; Fg = 0). Ferner wird mit Hilfe der Stelleinrichtung der gewünschte Wert der geregelten Variablen in den Schalt­ kreis 21 eingegeben. Der Kompressor 2 fördert daraufhin komprimiertes Kältemittelgas in den geschlossenen Kühlkreis­ lauf, so daß die Luft in der Fahrgastzelle durch Wärmeaus­ tausch mit dem Verdampfer gekühlt wird und die Temperatur in der Fahrgastzelle allmählich absinkt, bis sich die gere­ gelte Variable dem gewünschten Wert nähert. Während der Kompressor 2 läuft, wird sein Betriebszustand von dem Dreh­ zahlsensor ständig überwacht. Außerdem wird die Temperatur am Auslaß des Verdampfers 5 mit Hilfe des Temperatursensors 18 ständig überwacht. Anschließend überprüft der Betätigungs­ kreis 22 der Steuerung 19, ob die Flagge bzw. Fahne Fg für die Wahl der Steuerverstärkung auf 0 gesetzt ist. Da die Flagge Fg anfänglich auf 0 gesetzt wird, führt der Betätigungs­ kreis sofort eine Berechnung durch, um eine berechnete Vari­ able für den Kompressor 2 zu erhalten, wobei er mit einer vorgegebenen Steuerverstärkung G₀ arbeitet. Die berechnete Variable wird der Treiberschaltung 23 zugeführt, um ein elektrisches Treibersignal für die Verdrängungsänderungs­ einrichtungen des Kompressors 2 zu erzeugen. In der Praxis ist das elektrische Ausgangssignal der Treiberschaltung ein elektrisches Steuersignal, welches das Tastverhältnis für den Erregerstrom ändert, welcher dem Magnet-Steuerventil 6 zuge­ führt wird, wodurch die Förderleistung des Kompressors 2 ge­ steuert wird.

Wenn anschließend beispielsweise die Drehzahl der Kom­ pressorantriebswelle 14 aufgrund einer plötzlichen Be­ schleunigung der Brennkraftmaschine 1 des Fahrzeugs schnell ansteigt, wird der Betriebszustand des Kompressors 2 in­ stabil. Folglich erfaßt der Drehzahlsensor 17 das schnelle Ansteigen der Drehzahl der Antriebswelle 14 und liefert das erfaßte Drehzahlsignal S ₁ an die Steuerung, woraufhin diese in ihren Ausgangszustand zurückkehrt, um die Betriebs­ bedingungen des Kompressors 2 auf der Basis des erfaßten Drehzahlsignals S ₁ zu erfassen.

Wenn andererseits die Drehzahl der Kompressorantriebswelle 14 wegen einer konstanten Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 konstant ist, dann sind die Betriebsbedingungen des Kompres­ sors 2 stabil. In diesem Fall bestimmt der Schaltkreis 21, ob die die Betriebsbedingung des Kompressors anzeigende Flagge Fd auf 0 gesetzt ist. Während die Flagge Fd anfangs auf 0 gesetzt wird, werden der Taktgeber 24 und der Zähler 25 gleichzeitig auf 0 gesetzt, sobald die Flagge Fd auf 1 gesetzt wird. Die Steuerung 19 beginnt wieder mit der Anfangsstufe, in der die Betriebsbedingung des Kompressors 2 erfaßt wird und durchläuft dann wieder die vorstehend be­ schriebenen Schritte.

Wenn der Betriebszustand des Kompressors 2 anschließend stabil ist, wird die Flagge Fd, die den Betriebszustand des Kompressors 2 anzeigt, zu 1. Der Zeitzähler des Zeitgebers 24 rückt um die Zeiteinheit T _i vor und der Schaltkreis 21 zum Erfassen der Regelschwingungen entscheidet, ob die zu regelnde Variable die oberen und unteren Grenzwerte Yu und Y 1 schneidet. Falls NEIN, kehrt die Steuerung 19 zu ihrer Anfangsstufe zurück und erfaßt die Betriebsbedingung des Kompressors 2. Falls JA, zählt der Zähler 25 wie oft die Variable während des vorgegebenen Zeitintervalls T₀ die Grenzwerte über- bzw. unterschreitet. Anschließend erfolgt die Entscheidung, ob der während des vorgegebenen Zeitinter­ valls T₀ erreichte Zählerstand C größer als der vorgegebene Zählerstand C₀ ist. Falls NEIN, ist hinsichtlich der zu steuernden Variablen keine Regelschwingung eingetreten und die Steuerung 19 kehrt wieder in ihren Anfangszustand zurück und erfaßt den Betriebszustand des Kompressors 2. Falls JA, wird die Flagge Fg für die Wahl der Steuerverstärkung G ₁ von 0 auf 1 gesetzt. Außerdem wird die den Betriebszustand des Kompressors 2 anzeigende Flagge von 1 auf 0 gesetzt.

Anschließend erfaßt die Steuerung 19 den Betriebszustand des Kompressors 2 und die Temperatur am Auslaß des Ver­ dampfers 5 und es erfolgt die Entscheidung, ob die Flagge Fg auf 0 gesetzt ist oder nicht. Da die Flagge Fg zu diesem Zeitpunkt bereits zu 1 geworden ist, wird die Steuerver­ stärkung korrigiert und verringert, und folglich wird die berechnete Variable G ₁ für den Kompressor 2 verringert. Wie Fig. 5 zeigt, werden die Regelschwingungen der geregelten Variablen der Klimaanlage folglich nach dem vorgegebenen Zeitintervall T₀ unterdrückt. Wenn der von dem Zähler des Taktgebers 24 innerhalb des Zeitintervalls T₀ erreichte Zählerstand den vorgegebenen Zählerstand überschreitet, wird die Flagge Fd, die den Betriebszustand des Kompressors 2 anzeigt, von 0 auf 1 gesetzt, und zwar unabhängig von jeglicher Korrektur der Steuerverstärkung, und es wird die nächste Operation durch­ geführt.

Anhand der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise der Steue­ rung 19 wird deutlich, daß bei dem beschriebenen Verfahren zur Steuerung der variablen Förderleistung des Taumelschei­ benkompressors die Steuerverstärkung dann, wenn der Betriebszustand des Kompressors stabil ist und wenn Regel­ schwingungen der gesteuerten Variablen der Klimaanlage eintreten, verringert wird, so daß eine berechnete Variable für die Ansteuerung der Einrichtungen zur Änderung der Förderleistung des Kompressors schnell verringert wird. Dies hat zur Folge, daß Regelschwingungen der gesteuerten Vari­ ablen der Klimaanlage schnell unterdrückt werden. Eine Temperaturänderung am Auslaß des Verdampfers 5 kann also schnell verhindert werden. Die Temperatur in der Fahrgast­ kabine kann folglich auf dem gewünschten Wert gehalten wer­ den, so daß sich die Passagiere in der Kabine stets komfor­ tabel fühlen.

Während gemäß dem erläuterten Ausführungsbeispiel die be­ rechnete Variable, die sich aus einem berechneten Anteil und einem Verstärkungsfaktor zusammensetzt, beim Auftreten von Regelschwingungen dadurch korrigiert wird, daß einfach der Verstärkungsfaktor geändert wird, kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung auch eine andere Änderung der Berechnungsvorschrift für die berechnete bzw. manipulierte Variable durchgeführt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung des Betriebes eines Kältemittel­ kompressors mit variabler Förderleistung, welcher Ver­ stelleinrichtungen für die Förderleistung umfaßt und in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet ist, der einen mit der Auslaßseite des Kompressors verbundenen Kondensator, ein mit der Auslaßseite des Kondensators verbundenes Expansionsventil, einen mit der Auslaßseite des Expan­ sionsventils und mit der Einlaßseite des Kompressors verbundenen Verdampfer und eine Steuerung umfaßt, welche mit den Verstelleinrichtungen des Kompressors verbunden ist, um die Verstellung derselben derart zu regeln, daß eine Variable der Klimaanlage auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Es wird eine physikalische Variable erfaßt, die eine Betriebsbedingung der Klimaanlage anzeigt;
es wird eine Änderung der geregelten Variablen der Klimaanlage erfaßt;
auf der Basis der erfaßten physikalischen Variablen wird bestimmt, ob die Betriebsbedingung der Klimaanlage stabil ist;
wenn festgestellt wurde, daß die Betriebsbedingung der Klimaanlage stabil ist, wird überprüft, ob erfaßte Änderungen der geregelten Variablen das Vorliegen von Regelschwingungen anzeigen; und
eine von der Steuerung berechnete Variable zur Ansteue­ rung von Verstelleinrichtungen für die Förderleistung des Kompressors wird für den Fall, daß das Vorliegen von Regelschwingungen festgestellt wird, derart geändert, daß Regelschwingungen der geregelten Variablen der Klimaan­ lage unterdrückt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als physikalische Variable, die eine Betriebsbedingung der Klimaanlage anzeigt, die Drehzahl des Kompressors, die Umgebungstemperatur des zu klimatisierenden Raums, die einfallende Sonnenenergie, die Temperatur am Einlaß des Verdampfers oder die elektrische Speisespannung für ein Verdampfergebläse erfaßt wird und daß als geregelte Vari­ able der Klimaanlage mindestens eine der folgenden Größen verwendet wird: die Temperatur am Auslaß des Verdampfers, die Temperatur am Auslaß einer Luftzu­ leitung, über die klimatisierte Luft in den zu klima­ tisierenden Raum eingeleitet wird, die Temperatur in dem zu klimatisierenden Raum.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als geregelte Variable der Klimaanlage die Temperatur am Auslaß des Verdampfers verwendet wird und daß das Erfassen von Regelschwingungen der geregelten Variablen folgende Schritte umfaßt:
Es wird festgestellt, ob die am Auslaß des Verdampfers erfaßte Temperatur vorgegebene obere und untere Grenz­ werte überschreitet, welche im Hinblick auf einen Soll­ wert der geregelten Variablen ausgewählt werden, wobei diese Feststellung während eines mit Hilfe von Zeitgeber­ einrichtungen vorgegebenen Zeitintervalls erfolgt
es wird mit Hilfe von Zähleinrichtungen gezählt, wie oft die erfaßte Temperatur die oberen und unteren Grenzwerte während des vorgegebenen Zeitintervalls überschreitet; und
es wird vom Vorliegen von Regelschwingungen der geregelten Variablen ausgegangen, wenn die ermittelte Anzahl von Grenzwertüberschreitungen eine vorgegebene Anzahl über­ schreitet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der geregelten Variablen der Klimaanlage um die Auslaßtemperatur des Verdampfers handelt und daß das Vorliegen von Regelschwingungen der geregelten Variablen gemäß den folgenden Verfahrensschritten ermittelt wird:
Die Schwankungsbreite der am Auslaß des Verdampfers er­ faßten Temperatur wird während eines vorgegebenen Zeit­ intervalls ermittelt;
es wird mittels Zähleinrichtungen gezählt, wie oft die ermittelte Schwankungsbreite eine vorgegebene Schwan­ kungsbreite überschreitet; und
das Vorliegen von Regelschwingungen der geregelten Vari­ ablen wird dann angenommen, wenn die ermittelte Anzahl von Überschreitungen der vorgegebenen Schwankungsbreite eine vorgegebene Anzahl überschreitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstelleinrichtungen für die Förderleistung des Kompressors ein Magnet-Steuerventil zur Änderung des Anstellwinkels einer Taumelscheibe des Kompressors verwendet wird.