DE69007018T2

DE69007018T2 - Fahrzeugklimaanlage.

Info

Publication number: DE69007018T2
Application number: DE69007018T
Authority: DE
Inventors: Eiichi Ohtsu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2010-11-10
Also published as: DE69007018D1; CA2029613C; US5167127A; CA2029613A1; JPH03156262A; EP0427282B1; EP0427282A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage derjenigen Art, auf die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 Bezug genommen wird. Eine solche Fahrzeugklimaanlage ist aus GB-A-2 217 876 bekannt.
Es gibt verschiedene Vorrichtungen, die als Sicherheitsvorrichtung für den Fall des Auftretens eines Fehlers bei dem Regler einer Fahrzeugklimaanlage verwendet werden: eine Vorrichtung, bei der ein Regelungsmodus entsprechend dem Betriebszustand eines Motors ausgewählt wird, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-57- 147908 beschrieben, eine Vorrichtung, bei der ein Fehlerfeststellungsmittel in einem Regler vorgesehen ist, um zu ermöglichen, daß bei Auftreten eines Fehlers ein Sicherheitsventil geöffnet wird, wie in der nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Sho-59-136569 beschrieben, eine Vorrichtung, bei der bei Auftreten einer hohen Motordrehzahl eine elektromagnetische Kupplung ausgeschaltet wird, um einen Kompressor anzuhalten oder den Kompressor mit verringerter Kapazität laufen zu lassen oder diesen auf eine geringe Kapazität zu begrenzen, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-59-205553 beschrieben, eine Vorrichtung, bei der die Kapazität eines Kompressors verringert wird, wenn die Motordrehzahl einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-57-175423 beschrieben, eine Vorrichtung, bei der die Kapazität eines Kompressors auf Grundlage von zwei Werten der Temperatur der Luft kurz nach dem Ausströmen aus dem Verdampfer und der erforderlichen Austrittsluft-Temperatur geregelt wird, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-62-94748 beschrieben etc.
Es gibt verschiedene herkömmliche Vorrichtungen zur Verhinderung der Änderung der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft. Hierzu gehört eine Vorrichtung, bei der zur Verringerung der Kraftstoffkosten die Betriebsart eines Kompressors durch ein Motordrehzahl-Erfassungssignal sowie ein Leerlauf-Erfassungssignal, die den Zustand des Fahrzeugs anzeigen, geändert wird, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-60-82427 beschrieben; bei einer weiteren Vorrichtung wird durch Erfassung der Änderung der Kondensatortemperatur als auch der Änderung der Verdampfertemperatur, die den Zustand des Kühlkreislaufs anzeigen, die Kapazität eines Kompressors geändert, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-63-25456 beschrieben; bei einer weiteren Vorrichtung wird die Kapazitätsregelungskonstante auf Grundlage von Daten geändert, die angeben, ob die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft in einem zulässigen Temperaturbereich liegt, der ihren Zielwert einschließt, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-64-49852 beschrieben; und bei einer weiteren Vorrichtung wird der Kapazitätsregelungsbetrag reduziert, wenn während der Stabilisierung des Betriebszustands bei dem Kapazitätsregelungsbetrag eines Kompressors ein Nachpendeln auftritt, wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-63-285282 beschrieben.
Bei dem herkömmlichen, in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-57-147908 und der nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Sho- 59-136569 beschriebenen Verfahren wird nicht in Erwägung gezogen, die Einwirkung der Austrittsluft-Temperatur u. ä. auf in dem Fahrzeug fahrende Personen auf ein Minimum zu beschränken, wenn das Motordrehzahlsignal oder das Signal der Temperatur der unmittelbar aus dem Verdampfer aus strömenden Luft aufgrund von gerissenen Drähten o. ä. unterbrochen oder die Kapazität des Kompressors aufgrund eines Fehlers des Kapazitätsreglers auf ihren Maximalwert eingestellt ist. Daraus ergibt sich ein Problem, da die Funktion der herkömmlichen Vorrichtung mit einem Kompressor mit konstanter Kapazität bei Auftreten eines Fehlers beeinträchtigt wird.
Bei dem herkömmlichen, in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-57-147908 beschriebenen Verfahren wird nicht in Erwägung gezogen, externen Geräten, Signale zuzuführen, um eine Unterstützung durch diese externen Geräte anzufordern. Bei dem herkömmlichen, in der nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Sho- 59-136569 beschriebenen Verfahren wird keine Sicherungsmaßnahme für den Fall eines fehlerhaften Reglers in Erwägung gezogen. Daraus ergibt sich ein Problem, da bei Auftreten eines Fehlers bei dem Regler der Kompressor mit großer Kapazität weiterarbeitet, so daß der Verdampfer einfriert und keine Lüftung mehr möglich ist.
Bei dem herkömmlichen, in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-60-82472 beschriebenen Verfahren wird die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft durch die Änderung des Zustands des Fahrzeugs geändert. Daraus ergibt sich ein Problem, da die Änderung der Lufttemperatur als unangenehm empfunden wird. Bei dem herkömmlichen, in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-63-25456 beschriebenen Verfahren wird die Temperatur durch die Änderung des Zustands des Kühlkreislaufs geändert. Daraus ergibt sich ein Problem, da die Änderung der Lufttemperatur als unangenehm empfunden wird.
Bei dem herkömmlichen, in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-64-49852 beschriebenen Verfahren werden die Einregelzeitkonstante u. ä. des Kühlkreislaufs entsprechend dem Zustand des Kühlkreislaufs, wie z. B. der Außenlufttemperatur, geändert. Daher lassen sich Schwankungen der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft nicht ausreichend verringern. Daraus ergibt sich ein Problem, da die Änderung der Lufttemperatur als unangenehm empfunden wird. Ferner wird bei dem herkömmlichen, in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho-63-285282 beschriebenen Verfahren die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft entsprechend dem Nachpendeln geändert, wenn im Kapazitätsregelungsbetrag des Kompressors ein Nachpendeln auftritt. Daraus ergibt sich ein Problem, da die Änderung der Lufttemperatur als unangenehm empfunden wird.
GB-A-2 217 876 beschreibt eine Fahrzeugklimaanlage mit einem Kühlapparat, an dem ein Kompressor mit variabler Kapazität angebracht ist, einem Wärmeregler zur Versorgung eines Fahrzeuginnenraums mit klimatisierter Luft, einem Motorregler zur Regelung eines Motors zum Antrieb des genannten Kompressors, in dem genannten Motor, dem genannten Kühlapparat, dem genannten Wärmeregler und dem genannten Motorregler vorgesehenen Sensoren, sowie einem Regelungsschaltungsbereich, der mit den genannten Sensoren, dem genannten Kühlapparat und dem genannten Wärmeregler verbunden ist.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, bei der die Leistungsfähigkeit, die derjenigen eines Kompressors mit konstanter Kapazität nicht unterlegen ist, aufrechterhalten wird, auch wenn in der Fahrzeugklimaanlage mit einem Kompressor mit variabler Kapazität ein Fehler auftritt; oder anders ausgedrückt, die Leistungsfähigkeit wird aufrechterhalten, selbst wenn bei der Übertragung zwischen einem Auströmlufttemperatur-Sensor am Verdampfer und einer Regelungsschaltung ein Fehler auftritt.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, bei der sich das Einfrieren des Verdampfers verhindern läßt, auch wenn in der Verbindungsleitung zwischen dem Temperatursensor und der Regelungsschaltung ein Fehler auftritt.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, bei der sich das durch die Änderung der Lufttemperatur hervorgerufene unangenehme Gefühl vermeiden läßt, indem die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft so geregelt wird, daß eine angenehme Temperatur beibehalten wird, auch wenn sich Bedingungen des Kühlkreislaufs, wie z. B. die Außenlufttemperatur und das Übersetzungsverhältnis eines Getriebes, ändern.
Zur Lösung der ersten Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage festgestellt, ob bei dem Kapazitätsregelmechanismus des Kompressors mit variabler Kapazität ein Fehler vorliegt, wobei der Kompressor nur dann ausgeschaltet wird, wenn das logische Produkt eines Fehlersignals und eines einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitenden Motordrehzahlsignals logisch wahr ist.
Ferner ist ein Mittel zur Feststellung eines Fehlers bei dem Motordrehzahlsignal vorgesehen, so daß bei Auftreten eines Fehlers das Motordrehzahlsignal durch die maximale Drehzahl ersetzt werden kann.
Ferner wird festgestellt, ob die Wärmebelastung des Verdampfers einen vorgegebenen Wert überschreitet, so daß der Kompressor nur dann ausgeschaltet oder die Kapazität des Kompressors auf einen Sollwert eingestellt wird, wenn das logische Produkt des Wärmebelastung-Feststellungssignals und des einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitenden Motordrehzahlsignals logisch wahr ist.
Zur Lösung der zweiten Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage festgestellt, ob bei den Eingangssignalen u. ä. ein Fehler vorliegt, so daß die Werte der Ausströmluft- Temperatur, der Außenlufttemperatur, der Innenlufttemperatur u. ä. durch Sollwerte ersetzt werden, wenn entschieden wurde, daß der Fehler bei den Eingangssignalen u. ä. auftrat.
Ferner ist ein Mittel zur Feststellung eines Fehlers bei dem Signal, das die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft angibt, vorgesehen, so daß der Kältemittelverdampfungsdruck auf Grundlage eines Regelungssignals zur Bestimmung der Kältemittelverdampfungsmenge des Kompressors auf einen Einfrier-Grenzwert geregelt wird.
Zur Lösung der dritten Aufgabe werden bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage entsprechend dem Zielwert der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft, der Motordrehzahl und der Außenlufttemperatur Berechnungskonstanten zur Bestimmung des Kapazitätsregelungsbetrags des Kompressors ausgewählt, so daß die Kapazität des Kompressors auf Grundlage der Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem Zielwert der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft geregelt werden kann. Fernen können die Konstanten auf Grundlage der Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem Zielwert der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft geändert werden.
Ferner wird der Kapazitätsregelungsbetrag des Kompressors auf Grundlage der Änderung der Außenlufttemperatur der Ansaugluft der Klimaanlage und der Änderung der Innenlufttemperatur korrigiert, entsprechend der Änderung des Zustands des Kühlkreislaufs.
Ferner wird der Kapazitätsregelungsbetrag des Kompressors auf Grundlage der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebes korrigiert.
Wenn ein Kompressor mit variabler Kapazität bei maximaler Kapazität sehr schnell läuft, dann besteht im allgemeinen die Möglichkeit, daß der Kompressor aufgrund der Unwucht der sich drehenden Masse beschädigt wird. Daher ist es erforderlich, bei schneller Drehung die Kapazität des Kompressors zu verringern oder den Kompressor auszuschalten.
Der Kompressor wird ausgeschaltet, wenn die beiden Bedingungen, daß im Kapazitätsregelmechanismus des Kompressors ein Fehler festgestellt wurde und daß das Motordrehzahlsignal einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitet, vorliegen. Daher wird eine Beschädigung des Kompressors verhindert. Wenn eine der beiden Bedingungen nicht vorliegt, erfolgt darüberhinaus eine gute Kühlung wie bei einem Kompressor mit konstanter Kapazität.
Ferner wird das Motordrehzahlsignal auf seine maximale Drehzahl eingestellt, wenn das Mittel zur Feststellung eines Fehlers des Motordrehzahlsignals einen Fehler erfaßt. Daher wird der Kompressor ausgeschaltet, damit dieser nicht beschädigt wird, wenn bei schneller Drehung ein Fehler auftritt. Wenn auch bei schneller Drehung kein Fehler auftritt, wird dagegen weiterhin gekühlt.
Ferner wird der Kompressor ausgeschaltet, wenn die beiden Bedingungen, daß die Wärmebelastung des Verdampfers einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitet und daß das Motordrehzahlsignal einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitet, vorliegen. Daher wird verhindert, daß der Kompressor bei großer Kapazität durch schnelle Drehung des Kompressors beschädigt wird.
Ferner wird durch Einstellen der Kapazität des Kompressors auf einen konstanten Wert eine Kühlung wie bei einem Kompressor mit konstanter Kapazität aufrechterhalten.
Ferner werden wenn eine Fehlerdiagnose ein Vorliegen eines Fehlers bei Eingangssignalen u. ä. ergibt, die Werte der Ausströmluft-Temperatur, der Außenlufttemperatur, der Innenlufttemperatur u. ä. durch Sollwerte ersetzt. Daher wird ein Einfrieren des Verdampfers verhindert, so daß sich die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft auf einen Zielwert regeln läßt.
Ferner wird bei Feststellung eines Fehlers bei dem Signal, das die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft angibt, die Kältemittelverdampfungsmenge so geregelt, daß die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft über einem Einfriergrenzwert gehalten wird. Daher wird ein Einfrieren des Verdampfers verhindert, auch wenn im Temperatursensor ein Fehler aufgetreten ist.
Die Bedingungen des Kühlkreislaufs lassen sich aus dem Zielwert der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft, aus der Motordrehzahl und aus der Außenlufttemperatur ermitteln, so daß die Kapazität des Kompressors auf Grundlage von Konstanten, die entsprechend den Bedingungen optimiert wurden, geregelt werden kann. Daher läßt sich die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft zuverlässig auf einen Zielwert regeln, so daß sich eine angenehme Temperatur der Austrittsluft ergibt.
Ferner läßt sich aus der Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem Zielwert der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft der Überschwingungsbetrag der Einregelzeit ermitteln, so daß Konstanten zur Festsetzung des Kapazitätsregelungsbetrags des Kompressors korrigiert werden können. Daher läßt sich die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft zuverlässig auf einen Zielwert regeln, so daß sich eine angenehme Temperatur der Austrittsluft ergibt.
Der Kapazitätsregelungsbetrag des Kompressors wird in einer vorgegebenen Zeit korrigiert, bevor sich die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft durch die Änderung der Wärmebelastung des Verdampfers, die durch die Änderung der Ansaugluft der Klimaanlage bewirkt wird, zeitweise ändert. Daher wird eine Änderung der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft verhindert, so daß eine angenehme Temperatur der Austrittsluft aufrechterhalten wird.
Der Kapazitätsregelungsbetrag des Kompressors wird in einer vorgegebenen Zeit korrigiert, bevor sich die Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft durch ein verzögertes Ansprechen des Kapazitätsregelmechanismus, das durch die plötzliche Änderung der Kompressordrehgeschwindigkeit bewirkt wird, die wiederum durch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes bewirkt wird, zeitweise ändert. Daher wird eine Änderung der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft verhindert, so daß eine angenehme Temperatur der Austrittsluft aufrechterhalten wird.
Fig. 1 zeigt ein Anlagenkonfigurationsdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Fahrzeugklimaanlage,
Fig. 2 bis Fig. 5 zeigen Ablaufdiagramme eines Programms, das in einem Speicher des in Fig. 1 dargestellten Mikrocomputers gespeichert ist,
Fig. 6 zeigt ein Diagramm der Änderung der Ausströmluft-Temperatur infolge eines Arbeitsgangs in Fig. 1 und
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 eine Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Anlagenkonfigurationsdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Fahrzeugklimaanlage. Die Klimaanlage umfaßt einen Wärmereglerbereich 1, einen Regelungsschaltungsbereich 2 und einen Motorregler 3. Der Wärmereglerbereich 1, der Regelungsschaltungsbereich 2 und der Motorregler 3 sind durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden.
Der Wärmereglerbereich 1 umfaßt einen Ventilator 5, der von einem in einem Kanal angebrachten Motor 4 angetrieben wird, eine Innenluft-Ansaugöffnung 6 zum Ansaugen der Innenluft des klimatisierten Raums, eine Außenluft-Ansaugöffnung 7 zum Ansaugen der Außenluft, einer Einlaßklappe zum Wählen zwischen der Innenluft-Ansaugöffnung 6 und der Außenluft-Ansaugöffnung 7, einem Verdampfer 9 zum Kühlen der angesaugten Luft, eine Luftmischklappe 14, die in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer 9 angeordnet ist, ein Heizgerät 15, eine Entfrosterklappe 16 zur Regelung der Luftzufuhr des klimatisierten Raums, eine Ventilationsklappe 17, einen Entfrosterluftkanal 18, einen Ventilationsluftkanal 19, einen Bodenluftkanal 20 sowie einen Kühlapparat, der den Verdampfer 9 enthält.
Die Einlaßklappe 8, die Luftmischklappe 14 sowie die Entfrosterklappe 16 und Ventilationsklappe 17 werden von elektrischen Stellantrieben 28 bzw. 29 bzw. 30 betätigt.
In einem Luftaustrittsbereich sind Temperatursensoren, die mit den Bezugszahlen 44 bis 50 bezeichnet sind, sowie ein Stellwiderstand 27 zum Einstellen der Temperatur vorgesehen.
Der Kühlapparat umfaßt einen Kompressor 10, einen in der Nähe eines Kühlers angebrachten Kondensator (nicht gezeigt), ein Expansionsventil (nicht gezeigt) sowie den Verdampfer 9. Als Kompressor 10 kann z. B. ein "Schrägplatten-Kompressor" mit variabler Kapazität verwendet werden. Bei einem solchen Kompressor wird die Kompressorkapazität geregelt, indem über ein sich im Kompressor befindendes Regelventil 11 der Neigungswinkel der schrägstehenden Platte geregelt wird. Der Kompressor 10 wird mittels eines Motors und eines Keilriemens von einer Riemenscheibe 12 gedreht und mittels einer Magnetkupplung 13 angehalten bzw. in Gang gesetzt.
Die entsprechend der Stellung der Einlaßklappe 8 angesaugte Innen- bzw. Außenluft wird mittels des Verdampfers 9 gekühlt. Die Kühlleistung des Kompressors 10 wird dadurch eingestellt, daß die Kompressordrehgeschwindigkeit, das Expansionsventil, ein elektrischer Strom, der dem sich im Kompressor 10 befindenden Regelventil 11 zugeführt wird, u. ä. geregelt wird. Die Luft, die durch den Verdampfer 9 geströmt ist, wird durch die Luftmischklappe 14 in zwei Teile unterteilt, und zwar einen Teil, der als gekühlte Luft am Heizgerät 15 vorbeigeleitet wird, und einen Teil, der als auf eine geeignete Temperatur erwärmte Luft durch das Heizgerät 15 hindurchgeleitet wird.
Die von dem Heizgerät auf eine geeignete Temperatur erwärmte Luft gelangt in den Fahrzeuginnenraum durch einen Luftkanal, den der Regelungsschaltungsbereich 2 durch Einstellen der Entfrosterklappe 16 und der Ventilationsklappe 17 aus den Luftkanälen (Entfrosterluftkanal 18, Ventilationsluftkanal 19 und Bodenluftkanal 20) auswählt.
Bei den Luftkanälen gibt es drei Kombinationsmöglichkeiten. Kurz gesagt aus drei Kombinationen wird eine Kombination ausgewählt, und zwar ein Ventilationsmodus (im folgenden als "VENT" bezeichnet), bei dem die Luft aus dem Ventilationsluftkanal austritt, ein Kombinationsmodus (im folgenden als "KOMBI" bezeichnet), bei dem die Luft aus dem Ventilationsluftkanal 19 und dem Bodenluftkanal 20 austritt, oder ein Bodenmodus (im folgenden als "BODEN" bezeichnet), bei dem die Luft aus dem Entfrosterluftkanal 18 und dem Bodenluftkanal 20 austritt.
Der Motorregler 3 berechnet auf Grundlage des Ausgangssignals eines in einem Ansaugrohr des Motors vorgesehenen Luftstrommessers 36 die Ansaugluftmenge, um die dem Motor zuzuführende Grundeinspritzmenge (Tp) zu ermitteln. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird durch Korrektur der Grundeinspritzmenge auf Grundlage eines Korrekturwerts C&sub0; bestirnmt, der sich aus Signalen eines Servolenkungs-Reglers 37, eines Getriebereglers 38 (im folgenden als AT-Regler bezeichnet), eines Motordrehzahlsensors 39 u. ä. ergibt. Damit wird die Kraftstoffeinspritzdauer eines Einspritzventils 40 zur Zufuhr von Kraftstoff zum Motor geregelt.
Weiterhin regelt der Motorregler 3 ein Klimatisierungsrelais 43 zur Zufuhr einer Spannung zur Magnetkupplung 13, um den Kompressor 10 zeitweise zu betätigen. Das Klimatisierungsrelais 43 wird eingeschaltet, wenn der Motorregler 3 vom Regelungsschaltungsbereich 2 fehlerfreie Daten und einen Einschaltbefehl erhält.
Bei der obengenannten Anordnung wird ein Fehler des Klimatisierungsreglers 2 auch dann festgestellt, wenn die Datenübermittlung zwischen dem Klimatisierungsregler 2 und dem Motorregler 3 anomal ist. Bei Feststellung eines Fehlers des Klimatisierungsreglers 2 kann daher die Magnetkupplung 13 ausgeschaltet werden. Dies verhindert ein Einfrieren des Verdampfers 9.
Weiterhin sind der Motorregler 3 und der Regelungsschaltungsbereich 2 über einen seriellen Ein-Ausgangsanschluß miteinander verbunden. so daß zwischen ihnen Informationen, wie z. B. die erforderliche Austrittsluft-Temperatur, die Sensortemperatur u. ä. in Form von binären Daten ausgetauscht werden können. An eine Verbindungsleitung 41 zum Austausch von Informationen kann zum Empfangen und Anzeigen von Ausgangssignalen der jeweiligen Vorrichtungen ein Fehlerdiagnosegerät 42 angeschlossen werden.
Bei der obengenannten Anordnung wird ein Fehler des Klimatisierungsreglers 2 durch ein externens Gerät festgestellt. Daher läßt sich ein Einfrieren des Verdampfers, das durch den Betrieb des Kompressors mit großer Kapazität über einen längeren Zeitraum hinweg bewirkt würde, und somit ein Ausfallen der Ventilation des Fahrzeuginnenraums verhindern.
Bei Parkstellung "P" oder Neutralstellung "N" des Getriebes regelt der Motorregler 3 den Motor im Leerlauf, in dem die für den Fahrzeuginnenraum erforderliche Austrittsluft-Temperatur Tconf sinkt, dergestalt, daß die Drehzahl steigt.
Durch das obengenannte Verfahren kann eine zu geringe Kühlleistung korrigiert werden.
Im folgenden wird der Regelungsschaltungsbereich 2 beschrieben. Der Regelungsschaltungsbereich 2 umfaßt einen Mikrocomputer 21 zur Ausführung arithmetischer Operationen, Bewertungen u. ä. zum Zweck der Regelung. Bei dieser Ausführung umfaßt der Mikrocomputer 21 eine Zentraleinheit (im folgenden abgekürzt zu "ZE") , einen Festspeicher (im folgenden abgekürzt zu "ROM") zur Speicherung von Prozeduren (Programmen, Konstanten), einen Direktzugriffsspeicher (im folgenden abgekürzt zu "RAM"), einen Ein-Ausgangsanschluß (im folgenden abgekürzt zu "E/A"), einen Analog/Digital-Umsetzungs-Eingangsanschluß (im folgenden abgekürzt zu "A/D"), einen beliebigen Pulsbreitenmodulation-Ausgangsanschluß (im folgenden abgekürzt zu "PBM") sowie einen seriellen Ein-Ausgangsanschluß (im folgenden abgekürzt zu "sE/A").
Als wesentlicher Bestandteil eines Oszillators ist ein Quartzresonator 22 mit einer Frequenz von 1 MHz zur Festlegung eines Grundzyklus mit dem Mikrocomputer 21 verbunden. Eine Stromquelle umfaßt eine Batteriequelle (durch +B dargestellt), die von einer Batterie (nicht abgebildet) gespeist wird, und eine Zusatzquelle (durch +Acc dargestellt), die zugeschaltet wird, wenn sich ein Schlüsselschalter (nicht abgebildet) in "Acc"- bzw. "EIN"-Stellung befindet. Die Stromquelle ist über eine Stromquellenschaltung 23 mit dem Mikrocomputer 21 verbunden. Die Stromquellenschaltung 23 umfaßt ein Konstantspannungselement zur Erzeugung einer konstanten Spannung von 5V, das diese Spannung dem Mikrocomputer 21 und seinen peripheren Schaltungen zuführt.
Der Regelungsschaltungsbereich 2 ist wie oben beschrieben über den sE/A-Anschluß mit dem Motorregler 3 verbunden; außerdem ist er wie folgt mit dem Wärmereglerbereich 1 verbunden.
Die mit den Bezugszahlen 44 bis 50 bezeichneten Temperatursensoren, d. h. ein Außenlufttemperatur-Sensor 44, ein Innenlufttemperatur-Sensor 45 zur Erfassung der Temperatur im Fahrzeuginnenraum, ein Entfrosterkanaltemperatur-Sensor 46, ein Ventilationskanaltemperatur-Sensor 47, ein Bodenkanaltemperatur-Sensor 48, ein Verdampferausströmlufttemperatur-Sensor 49 und ein Verdampferkältemitteltemperatur-Sensor 50 sind über einen A/D-Umsetzer mit dem Mikrocomputer 21 verbunden. Weiterhin ist der Stellwiderstand 27 zum Einstellen der Temperatur so wie oben beschrieben angeschlossen. Die von diesen Sensoren kommenden elektrischen Signale werden in digitale binäre Daten umgesetzt, die einzeln dem Mikrocomputer 21 zugeführt werden.
Außerdem werden die Einlaßklappe 8, die Luftmischklappe 14 sowie die Entfrosterklappe 16 und die Ventilationsklappe 17 von den elektrischen Stellantrieben 28 bzw. 29 bzw. 30 betätigt. Die elektrischen Stellantriebe 28, 29 und 30 werden über eine Steuer-IS und Klappen-Treiberkreise 31, 32 und 33 gemäß des Anweisungen des Mikrocomputers 21 betätigt.
Ein Dauerspannungs-Treiberkreis 34 führt eine Regelung mit Rückführung aus, um die dem Motor 4 zugeführte Spannung auf den vom Mikrocomputer 21 angegebenen Wert zu korrigieren. Ferner führt ein Dauerstrom-Treiberkreis 35 eine Regelung mit Rückführung aus, um den durch die Spule des Regelventils 11 fließenden Strom auf den vom Mikrocomputer 21 angegebenen Wert zu korrigieren.
Eine Schaltergruppe zur Bedienung der Klimaanlage, die außerhalb der Klimaanlage, d. h. im klimatisierten Fahrzeuginnenraum, angebracht ist, umfaßt einen "AUS"-Schalter 24 zum Ausschalten, einen "AUTO"-Schalter 25 für maximales Trocknen und einen "SPAR"-Schalter 26 für Sparbetrieb.
Der Inhalt eines Regelungsprogramms, das im ROM des Mikrocomputers 21 der Klimaanlage, die entsprechend der obigen Beschreibung aufgebaut ist, gespeichert ist, wird im folgenden unter Bezugnahme auf den in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Regelungsablauf beschrieben.
Das Programm ist aufgeteilt in eine Hintergrundarbeitsroutine (im folgenden als "HGA-Routine" bezeichnet), wie in Fig. 2 gezeigt, und eine Zeitgeberroutine (im folgenden als "Zeitgeber-Routine" bezeichnet), wie in Fig. 3 gezeigt. Die HGA-Routine wird mit einem Intervall von etwa 100 ms wiederholt ausgeführt. Die Zeitgeber-Routine wird mit einem Intervall von etwa 5 ms wiederholt ausgeführt.
Bei jedem Einschalten der Acc-Stromquelle beginnt nach einem Initialisierungsschritt (100) die HGA-Routine. Die Zeitgeber- Routine wird mit vorgegebenen Zeitintervallen (bei dieser Ausführung 5 ms) ausgeführt, während die HGA-Routine durch die Unterbrechungsfunktion des Mikrocomputers 21 unterbrochen wird. Wenn die Zeitgeber-Routine beendet ist, d. h. wenn ein RTI-Befehl ("Return to interrupt point" = "Zum Unterbrechungspunkt zurückkehren") ausgeführt wird, beginnt an einem Unterbrechungspunkt wieder die HGA-Routine.
Im Initialisierungsschritt (100) der HGA-Routine werden über die Ausgangsanschlüsse des E/A des Mikrocomputers 21 die externen Geräte angehalten, im RAM gespeicherte Flaggen FT, FC, FX und FA auf Null gestellt und Zähler CT, CC, CK und zum Speichern der Anzahl der Operationen auf Anfangswerte CTS, CCS, CKS und Null zurückgestellt. Wenn am Anfang die B-Stromquelle zugeschaltet wird, wird der Anfangswert eines Koeffizienten Kint in den RAM eingeschrieben. Kurz gesagt, der Mikrocomputer 21 wird vor Beginn der Regelung initialisiert.
Es wird festgestellt, ob sich die Acc-Stromquelle im EIN-Zustand befindet. Wenn sich die Acc-Stromquelle nicht im EIN- Zustand befindet, wird Schritt 101 wiederholt.
Nach der Initialisierung werden die HGA-Routine und die Zeitgeber-Routine ausgeführt. Im folgenden wird die Zeitgeber- Routine beschrieben.
Die Zeitgeber-Routine wird mit vorgegebenen Zeitintervallen (bei dieser Ausführung 5 ms) ausgeführt, wobei die HGA-Routine wiederholt ausgeführt wird.
In dem in Fig. 3 gezeigten Ablaufdiagramm wird in Schritt 200 festgestellt, ob sich die Acc-Stromquelle im EIN-Zustand befindet. Wenn sich die Acc-Stromquelle nicht im EIN-Zustand befindet, wird die Routine ohne eine Operation beendet. Wenn sich dagegen die Acc-Stromquelle im EIN-Zustand befindet, wird der Zähler CT zur Regelung der Luftmischklappe 14, der im Initialisierungsschritt 100 initialisiert wurde, abwärts gezählt (Schritt 201). Dann wird in Schritt 202 festgestellt, ob der Zähler CT auf Null steht, d. h. ob eine vorgegebene Zeit vorüber ist. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung "JA" ist, wird die Flagge FT auf Null gestellt, damit die Luftmischklappe 14 eingestellt werden kann, und gleichzeitig wird zur Vorgabe eines Zeitintervalls der Zähler CT auf einen Anfangswert CTS (bei dieser Ausführung auf "2000", was 10 s entspricht) zurückgestellt (Schritt 203).
Dann wird der Zähler CC zur Regelung des Kompressors 10, der im Initialisierungsschritt 100 initialisiert wurde, abwärts gezählt (Schritt 204). Dann wird in Schritt 205 festgestellt, ob der Zähler CC auf Null zurückgestellt ist, d. h. ob eine vorgegebene Zeit vorüber ist. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung "JA" ist, wird die Flagge FC auf Null gestellt, damit der Kompressor 10 eingestellt werden kann, und gleichzeitig wird zur Vorgabe eines Zeitintervalls der Zähler CC auf einen Anfangswert CCS (bei dieser Ausführung auf "3000", was 15 s entspricht) zurückgestellt (Schritt 206).
Im nächsten Schritt 207 wird festgestellt, ob die die Magnetkupplungsregelung betreffende Flagge FK auf "1" gestellt ist. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung "JA" ist, wird der Zähler CT abwärts gezählt (Schritt 208). Dann wird in Schritt 209 festgestellt, ob der Zähler CK auf Null gestellt ist, d. h. ob eine vorgegebene Zeit vorüber ist. Dann wird die Flagge FK auf Null gestellt und gleichzeitig der Zähler CK auf einen Anfangswert CKS (bei dieser Ausführung auf "600", was 3 s entspricht) zurückgestellt (Schritt 210).
Im nächsten Schritt 211 wird festgestellt, ob sich der Treiberkreis 32 für die Luftmischklappe 14 im EIN-Zustand befindet, d. h. ob die Flagge FA "1" ist. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung "JA" ist, wird der Zähler CA abwärts gezählt (Schritt 212). Dann wird in Schritt 213 festgestellt, ob der Zähler CA auf Null gestellt ist, d. h. ob eine vorgegebene Zeit vorüber ist. Danach wird die Flagge FA auf Null gestellt und der Befehl zum Drehen der Luftmischklappe 14 beendet (Schritt 214).
Wie oben beschrieben, mißt die Zeitgeber-Routine Zeitintervalle, in denen Befehle zur Regelung der Luftmischklappe 14, des Kompressors 10, der Magnetkupplung 13 und des Treiberkreises 32 gegeben werden.
In der HGA-Routine werden auf Basis der Zeitgeber-Routine die Fehlerdiagnose, die Wärmeregelung und die Kompressorregelung in der Hauptsache wie folgt ausgeführt.
Nach Beendigung des Initialisierungsschritts 100 wird in Schritt 101 festgestellt, ob sich die Acc-Stromquelle im EIN- Zustand befindet. Wenn sich die Acc-Stromquelle nicht im EIN- Zustand befindet, wird Schritt 101 wiederholt.
Wenn sich dagegen die Acc-Stromquelle im EIN-Zustand befindet, werden die Signalspannungen des Außenlufttemperatur-Sensors 44, des Innenlufttemperatur-Sensors 45, des Entfrosterkanaltemperatur-Sensors 46, des Ventilationskanaltemperatur- Sensors 47, des Bodenkanaltemperatur-Sensors 48, des Verdampferausströmlufttemperatur-Sensors 49, des Verdampferkältemitteltemperatur-Sensors 50 und des Stellwiderstands 27 zum Einstellen der Temperatur in digitale Signale umgesetzt und dem Mikrocomputer 21 zugeführt (Schritt 102). Dann werden die Außenlufttemperatur Td, die Innenlufttemperatur Tr, die Entfrosterkanaltemperatur Tdd, die Ventilationskanaltemperatur Tdr, die Bodenkanaltemperatur Tdf, die Ausströmluft-Temperatur Tint, die Kältemitteltemperatur Tref und die Solltemperatur Ts auf Grundlage einer Signal/Temperatur-Umsetzungstabelle berechnet, die im ROM des Mikrocomputers gespeichert ist.
Die Kommunikation mit externen Geräten, wie z. B. einem Motorregler 3, erfolgt über den sE/A-Anschluß auf Grundlage der obengenannten Daten (Schritt 103). Beispiele für die ausgegebenen Daten sind die erforderliche Austrittsluft-Temperatur Tconf sowie Daten, die ein Versagen von Sensoren und Regelventilen sowie deren Betriebszustand betreffen. Beispiele für die eingegebenen Daten sind dagegen die Motordrehzahl Nc, das Übersetzungsverhältnis sowie der Betriebszustand von Zusatzgeräten, wie z. B. einer Servolenkung (Schritt 103). Wenn ein Zusatzgerät, wie z. B. eine Servolenkung, in Betrieb ist, ist der EIN-Zustand der Magnetkupplung 13 begrenzt, d. h. die Flagge FK ist auf "1" gestellt.
Bei der Fehlerdiagnose (Schritt 104) wird festgestellt, ob das Eingangssignal einen Wert angenommen hat, bei dem ein Reißen von Drähten oder ein Kurzschluß vorliegt d. h. ob das Eingangssignal anomal ist. Wenn Fehler vorhanden sind, werden numerische Werte wie folgt ersetzt. Die optimalen Ersatzwerte sind von Klimaanlage zu Klimaanlage verschieden. Bei dieser Ausführung werden die Ersatzwerte Tref = 0(ºC), Tint = Tref -2(ºC), Tr = 25(ºC), Ta = 20(ºC) und Nc = 9000 (Umin&supmin;¹) erzeugt.
Wenn dagegen kein Fehler vorliegt, wird die Abweichung ΔTr der Innenlufttemperatur Tr von der Solltemperatur Ts wie folgt berechnet.
ΔTr = Ts - Tr ...(1)
Die erforderliche Austrittsluft-Temperatur Tconf wird wie folgt berechnet (Schritt 105).
Tconf = 2(Ts - 25) + 2,5ΔTr - 0,7Ta + 35 ...(2)
Durch Ausführung der obengenannten Fehlerdiagnose (Schritt 104) wird ein Einfrieren des Verdampfers 9 auch dann verhindert, wenn im Ausströmlufttemperatur-Sensor 49 des Verdampfers 9 ein Fehler auftritt. Daher kann der Fahrzeuginnenraum selbst bei Auftreten eines Fehlers im Sensor 49 gekühlt werden.
Die Wärmeregelung im Wärmereglerbereich 1 mit Ausnahme des Kompressors 10 (Schritt 106) und die Regelung des Kompressors 10 (Schritt 107) werden auf Grundlage des berechneten Werts ausgeführt. Danach wird zu Schritt 101 der Routine zurückgekehrt und die Ausführung dem Regelungsroutine wie oben beschrieben wiederholt.
Im folgenden werden die Wärmeregelung (Schritt 106) und die Kompressorregelung (Schritt 107) unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme der Figuren 4 und 5 im einzelnen beschrieben.
Bei der Wärmeregelung (Schritt 106) in Fig. 4 werden hauptsächlich die Öffnungsstellung der Einlaßklappe 8, der Luftmischklappe 14, der Entfrosterklappe 16 und der Ventilationsklappe 17 sowie die Drehgeschwindigkeit des Ventilators 5 geregelt.
Zuerst wird in Schritt 300 festgestellt, ob der "AUS"-Schalter eingeschaltet ist. Wenn dieser Schalter eingeschaltet ist, wird die Einlaßklappe 8 geöffnet, um Außenluft einzulassen (Schritt 301). Wenn dieser Schalter dagegen nicht eingeschaltet ist, wird die Öffnungsstellung der Einlaßklappe 8 entsprechend der erforderlichen Austrittsluft-Temperatur Tconf bestimmt, wodurch die Menge der angesaugten Innenluft und der angesaugten Außenluft entsprechend den in Fig. 4 (Schritt 302) gezeigten Kennlinien abgestimmt wird. Zur Regelung der Öffnungsstellung der Einlaßklappe 8 wird dem Klappen-Treiberkreis 31 ein Befehlswert zugeführt, der auf den Werten der angesaugten Luftmengen basiert (Schritt 303).
Dann wird in Schritt 304 nochmals festgestellt, ob der "AUS"- Schalter 24 eingeschaltet ist. Wenn dieser Schalter eingeschaltet ist, wird die dem Motor 4 zugeführte Spannung VM auf 0 V geregelt, damit sich der Ventilator 5 nicht dreht (Schmitt 305). Wenn dieser Schalter dagegen nicht eingeschaltet ist, wird die dem Motor 4 zugeführte Spannung VM entsprechend den in Fig. 4 gezeigten Kennlinien auf Grundlage der mit Gleichung (1) berechneten Abweichung ΔTr der Innenlufttemperatur von der Solltemperatur geregelt (Schritt 306). Dann wird zur Erlangung der Sollspannung Vm dem Dauerspannungs-Treiberkreis 34 ein Befehlswert zugeführt, um die Drehzahl des Motors 4 und die Drehgeschwindigkeit des Ventilators 5 zu regeln (Schritt 307).
Dann wird auf Grundlage der vom Außenlufttemperatur-Sensor 44 erfaßten Außenlufttemperatur Ta die Öffnungsstellung der Entfrosterklappe 16 und der Ventilationsklappe 17 in Abhängigkeit davon, ob der Ventilations-, der Kombinations- oder der Bodenmodus gewählt wurde, entsprechend den in Fig. 4 gezeigten Kennlinien eingestellt (Schritt 308). Zur Regelung der Öffnungsstellung der Entfrosterklappe 16 und der Ventilationsklappe 17 wird dem Klappen-Treiberkreis 33 ein Befehlswert zugeführt (Schritt 309).
Im nächsten Schritt 310 wird festgestellt, ob in der Zeitgeberroutine eine vorgegebene Zeit vergangen ist, d. h. ob die Flagge FT, die in einer vorgegebenen Zeit auf "0" zurückgestellt sein soll, auf "0" gestellt ist. Wenn die Flagge FT auf "1" gestellt ist, wird die Wärmeregelungsroutine beendet, da die vorgegebene Zeit noch nicht vorüber ist. Wenn dagegen die Flagge FT auf "0" gestellt ist, wird sie auf "1" gestellt, und es wird festgestellt, ob der Ventilationsmodus gewählt wurde (Schritt 311) und ob der Kombinationsmodus oder Bodenmodus gewählt wurde (Schritt 313). Im Ventilationsmodus wird die Kanaltemperatur Td der Ventilationskanaltemperatur Tdv gleichgesetzt (Schritt 312) . Im Kombinationsmodus wird die Kanaltemperatur Td dem Durchschnitt der Ventilationskanaltemperatur Tdv und der Bodenkanaltemperatur Tdf gleichgesetzt (Schritt 314). Im Bodenmodus wird die Kanaltemperatur Td dem Durchschnitt der Entfrosterkanaltemperatur Tdd und der Bodenkanaltemperatur Tdf gleichgesetzt (Schritt 315).
Danach wird das Produkt CA der Differenz zwischen Tconf und Td, die wie oben beschrieben berechnet wurden, und dem Koeffizienten KA berechnet und gleichzeitig die Flagge FA, die anzeigt, daß die Messung der Zeit, in der dem Klappen-Treiberkreis 32 Energie zugeführt wird, in Gang ist, auf "1" gestellt (Schritt 316). Dann wird die Luftmischklappe 14 so gedreht, daß CA gegen "0" geht (Schritt 317).
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von Fig. 5 die Kompressorregelungsroutine (107) im einzelnen beschrieben.
Zuerst wird festgestellt, ob der "AUS"-Schalter 24 eingeschaltet ist (Schritt 400). Wenn der "AUS"-Schalter ausgeschaltet ist, d. h. wenn die Klimaanlage in Betrieb ist, wird weiterhin festgestellt, ob der "SPAR"-Schalter eingeschaltet ist (Schritt 401). Wenn der "SPAR"-Schalter ausgeschaltet ist, ist der "AUTO"-Schalter eingeschaltet. In diesem Fall wird die Ausströmluft-Zieltemperatur Tinto des Verdampfers 9 auf eine Grenztemperatur TminR (bei dieser Ausführung 3ºC) eingestellt, bei der der Verdampfer 9 einfriert. Dann wird zu Schritt 410 der Routine übergegangen.
Wenn dagegen die Klimaanlage nicht in Betrieb oder der "SPAR"-Schalter eingeschaltet ist, wird die Temperatur Tinto so eingestellt, daß sie gleich Tconf ist, wodurch die Kühlleistung dergestalt geregelt wird, daß sich eine angenehme Temperatur ergibt (Schritt 403). Dann wird festgestellt, ob die Drehzahl Nc niedriger ist als die Leerlaufdrehzahl Nidle, d. h. ob der Motor im Leerlauf ist (Schritt 404). Wenn der Motor im Leerlauf ist, wird die Belastung des Motors durch den Kompressor 10 verringert, indem Tinto um eine Konstante Cint (bei dieser Ausführung 2ºC) vergrößert wird (Schritt 405). Es wird festgestellt, ob Tinto niedriger als die Grenztemperatur TminR ist (Schritt 406). Wenn Tinto niedriger als die Grenztemperatur TminR ist, wird der Wert von Tinto durch TminR ersetzt, damit ein Einfrieren des Verdampfers 9 verhindert wird (Schritt 407). Es wird weiterhin festgestellt, ob Tinto größer ist als die Obergrenze TmaxR (bei dieser Ausführung 15ºC) der zweckmäßigen Ausströmluft-Temperatur (Schritt 408). Wenn Tinto größer ist als TmaxR, wird Tinto durch TmaxR ersetzt (Schritt 409). Nur in dem Fall, in dem durch die Fehlerdiagnose (104) festgestellt wird, daß kein Fehler vorliegt, werden der entsprechend der Ausströmluft-Zieltemperatur Tinto bestimmte Koeffizient Kint, die Motordrehzahl Nc und die Außenlufttemperatur Ta korrigiert (Schritt 410). Kurz gesagt, der im RAM des Mikrocomputers 21 gespeicherte Köeffizient Kint wird korrigiert, um die Ausströmluft-Temperatur Tint zuverlässig zu regeln, so daß sie sich der Ausströmluft-Zieltemperatur Tinto annähert. Die Korrektur wird wie folgt ausgeführt. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird der Koeffizient Kint proportional zum Überschwingungsbetrag (A/ΔT) bei der Annäherung von Tint an Tinto reduziert. Weiterhin wird der Koeffizient Kint proportional zum Übergangsbetrag (B/ΔT) des Verhältnisses von Tinto zu Tint vergrößert, wenn die Änderung von Tint einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Die Korrektur wird an Punkt A oder Punkt B in Fig. 6 ausgeführt.
Der optimale Wert des Koeffizienten Kint kann entsprechend dem Zustand des Kühlkreislaufs gewählt werden. Kurz gesagt, es wird der im RAM des Mikrocomputers 21 gespeicherte Koeffizient Kint gewählt (Schritt 411).
Dann wird der Stromzielwert IsolR des Regelventils 11 zur Einstellung des Neigungswinkels der schrägstehenden Platte des Kompressors 10 auf Grundlage des Stromwerts Isol und der Differenz ΔTinto (= Tinto - Tint) zwischen der Ausströmluft-Zieltemperatur Tinto und der Ausströmluft-Temperatur Tint mit der folgenden Gleichung bestimmt (Schritt 412).
IsolR = Isol + Kint Tinto ...(3)
Der Stromzielwert IsolR zur Einstellung des Neigungswinkels der schrägstehenden Platte wird wie öben beschrieben bestimmt. Wenn jedoch die Luftansaugregelung und das Getriebe- Übersetzungsverhältnis Rpre, die die Ausströmluft-Temperatur Tint beeinflussen, geändert werden, wird die folgende Korrektur ausgeführt, um den Einfluß auf die Ausströmluft-Temperatur zu verringern.
Durch den Vergleich mit im RAM des Mikrocomputers 21 gespeicherten Daten wird in Schritt 413 festgestellt, ob bei der Luftansaugregelung eine Änderung vorliegt (Schritt 303). Wenn eine Änderung vorliegt, wird auf Grundlage der Innenlufttemperatur Tr und der Außenlufttemperatur Ta die Temperaturdifferenz ΔTra berechnet (Schritt 414).
ΔTra = Tr - Ta ...(4)
Dann wird festgestellt, ob die Innenluft-Ansaugöffnung gewählt ist (Schritt 415). Wenn die Außenluft-Ansaugöffnung gewählt ist, wird die Differenz ΔTra wie folgt ersetzt (Schritt 416).
ΔTra = -ΔTra
Weiterhin wird gemäß der folgenden Gleichung und unter Verwendung des Koeffizienten Kra der Stromzielwert IsolR korrigiert (Schritt 417).
IsolR = IsolR + Kra ΔTra ...(5)
Wenn das Übersetzungsverhältnis Rpre geändert wird, wird der Stromzielwert IsolR um einen Wert korrigiert, der sich aus der Multiplikation der Differenz zwischen dem Übersetzungsverhältnis Rpre und dem darauffolgenden Übersetzungsverhältnis Rnext mit dem Koeffizienten Kr ergibt, wie in der folgenden Gleichung dargestellt (Schritt 418).
IsolR = IsolR + Kr (Rnext - Rpre) ...(6)
Da der Einfluß der Änderung des Zustands des Fahrzeugs vorausberechnet wird, wird aufgrund der obengenannten Korrektur die Änderung der Ausströmluft-Temperatur Tint verringert.
Kurz gesagt, die Änderung der Lufttemperatur im Bereich hinter dem Verdampfer wird auf Grundlage von Daten der Klimaanlage und von Daten, die vom Motorregler kommen vorausberechnet, so daß die Regelung der Kompressorkapazität korrigiert und der Einfluß von Störungen berücksichtigt wird. Daher wird bewirkt, daß die Temperatur der Austrittsluft angenehm bleibt. Weiterhin wird der optimale Wert der Lufttemperaturregelung im Bereich hinter dein Verdampfer entsprechend den Bedingungen des Kühlkreislaufs, wie z. B. der Außentemperatur, gewählt. Außerdem wird durch die Regelung die obengenannte Konstante auf einen optimalen Wert gebracht. Daher wird die Temperatur der ausströmenden Luft zuverlässig auf den Zielwert eingestellt, ohne daß dabei Schwankungen auftreten.
Die Kapazität des Kompressors 10 wird durch den Stromwert Isol bestimmt. Bei abnehmendem Stromwert nimmt die Kapazität des Kompressors 10 zu. Wenn unter dieser Bedingung längere Zeit hochtourig gefahren wird, kann es geschehen, daß der Kompressor 10 aufgrund der Unwucht des sich drehenden Körpers beschädigt wird. Daher muß ein Mindeststromwert Imin festgelegt werden. Kurz gesagt, der durch das Regelventil 11 fließende Mindeststroin Imin wird durch die Kennlinie in Fig. 5 bestimmt, so daß der Mindeststrom Imin bei zunehmender Motordrehzahl Nc zunimmt (Schritt 419).
Dann wird festgestellt, ob der Stromzielwert Isol kleiner ist als Imin (Schritt 420). Wenn der Stromzielwert Isol kleiner ist als Imin, wird dieser Wert auf den Mindestwert gesenkt (Schritt 421). Weiterhin wird festgestellt, ob der Stromzielwert IsolR größer ist als die zulässige Obergrenze Imax (bei dieser Ausführung 1 A) (Schritt 422). Wenn IsolR größer ist als Imax, wird er auf die Obergrenze gesenkt (Schritt 423).
Durch das oben beschriebene Verfahren läßt sich verhindern, daß der Kompressor bei großer Kapazität durch anhaltende schnelle Drehung beschädigt wird.
Nach Einstellung des Stroms auf den Stromzielwert, wie oben beschrieben, wird festgestellt, ob bei dem Regelventil 11 ein Fehler vorliegt (Schritt 424). Insbesondere wird festgestellt, ob der vom Dauerstrom-Treiberkreis 35 abgegebene Strom vom vorgegebenen Strom abweicht, d. h. ob eine Spule oder eine Leitung des Regelventils 11 defekt oder kurzgeschlossen ist. Der von der folgenden Prozedur erzeugte Stromzielwert IsolR und das Ein- bzw. Ausschalten der Magnetkupplung werden in Abhängigkeit vom Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Fehlers bestimmt. Wenn kein Fehler vorliegt, wird festgestellt, ob Tconf kleiner eingestellt werden kann als ein einer großen Wärmebelastung entsprechender Wert Tlo (bei dieser Ausführung 0ºC), d. h. ob die Kapazität des Kompressors 10 vergrößert werden kann (Schritt 425). Wenn die Kapazität vergrößert werden kann oder ein Fehler des Regelventils festgestellt wird, wird festgestellt, ob die Motordrehzahl Nc größer ist als ein vorgegebener Wert Nh (bei dieser Ausführung 4000 Umin&supmin;¹) (Schritt 426). Wenn Nc größer ist als Nh, wird zu Schritt 432 der Prozedur übergegangen. In diesem Fall kann die Kapazität des Kompressors auf einen Sollwert eingestellt werden, um wie mit einem Kompressor mit konstanter Kapazität eine gute Kühlung zu erreichen.
Wenn die Drehzahl nicht hoch ist, d. h. wenn festgestellt wird, daß der Kompressor nicht beschädigt werden wird, wird wiederum festgestellt, ob der "AUS"-Schalter eingeschaltet ist (Schritt 427). Wenn die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, wird zu Schritt 432 der Prozedur übergegangen. Wenn dagegen die Klimaanlage in Betrieb ist, wird festgestellt, ob die Magnetkupplung 13 eingeschaltet ist (Schritt 428). Wenn die Kupplung nicht eingeschaltet ist, wird festgestellt, ob die Flagge FK zur Begrenzung des Einschaltens der Magnetkupplung auf "1" eingestellt ist (Schritt 429). Wenn die Flagge FK auf "1" eingestellt ist, wird zu Schritt 427 der Prozedur übergegangen. Wenn dagegen die Magnetkupplung eingeschaltet oder die Flagge FK auf "0" eingestellt ist, wird festgestellt, ob die Flagge FC zur Änderung des dem Regelventil 11 zugeführten Stroms auf "0" eingestellt ist (Schritt 430). Wenn die Flagge FC auf "0" eingestellt ist, wird dem Dauerstrom-Treiberkreis 35 der Befehl gegeben, daß der wie oben beschrieben berechnete Strom IsolR als Zielstrom gelten soll, und gleichzeitig in den RAM der Befehl eingeschrieben, daß die Magnetkupplung eingeschaltet werden soll (Schritt 431). Wenn dagegen die Flagge FC auf "1" eingestellt ist, wird die Prozedur beendet.
In Schritt 432 wird andererseits dem Dauerstrom-Treiberkreis 35 der Befehl gegeben, daß 0 A als Zielstrom gelten sollen, und gleichzeitig in den RAM der Befehl eingeschrieben, daß die Magnetkupplung ausgeschaltet werden soll.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration wird der Kompressor 10 nur dann angehalten, wenn ein Fehler des Regelventils und gleichzeitig eine hohe Drehzahl vorliegt. Kurz gesagt, der Kompressor wird ohne Beschädigung betrieben, ungeachtet einer hohen Drehzahl und eines Fehlers des Regelventils 11, solange beide Faktoren nicht gleichzeitig auftreten. Daher erfolgt eine ununterbrochene Kühlung. Wenn das Kompressordrehgeschwindigkeitssignal anomal ist, wird zur Ermöglichung der Kühlung der Kompressor 10 betrieben, wenn nicht die Notwendigkeit besteht, den Kompressor aufgrund seiner schnellen Drehung zu schützen. Ein weiterer Vorteil ist, daß in dem Fall, in dem bei schneller Drehung die Wärmebelastung des Verdampfers groß und die Leistung des Kompressors 10 nicht reduziert ist, durch Anhalten des Kompressors 10 eine Beschädigung verhindert wird.
Außerdem wird die Funktion des Kompressors durch die übrigen normalen Geräte unterstützt, wodurch die Funktion wie bei einem Kompressor mit konstanter Kapazität aufrechterhalten wird.
Fig. 7 zeigt ein Regelungsablaufdiagramm einer Kompressorregelungsprozedur bei einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. In Fig. 7 sind Schritte, die denen in Fig. 5 gleichen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und es ist nur der Teil, der von Fig. 5 abweicht, genauer dargestellt. Es wird festgestellt, ob bei der Fehlerdiagnose (Schritt 104) ein Fehler des Ausströmlufttemperatur-Sensors 49 nachgewiesen wurde. Bei Vorliegen eines Fehlers wird der Zielstromwert IsolR durch einen vorgegebenen Stromwert ItrX ersetzt, bei dem der Kältemittel-Verdampfungsdruck im Verdampfer 9 einen Einfrier-Grenzwert (bei dieser Ausführung 200 kPa) erreicht (Schritt 434).
Bei dieser Ausführung läuft zur Aufrechterhaltung der Kühlung der Kompressor 10 weiter, wenn im Ausströmlufttemperatur-Sensor 49 ein Fehler auftritt, wobei verhindert wird, daß der Verdampfer 9 einfriert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Anhalten des Kompressors verhindert, wenn festgestellt wird, daß nur bei dem Kapazitätsregelmechanismus des Kompressors, dem Motordrehzahlsignal o. ä. ein Fehler vorliegt. Daher erfolgt eine fortwährende Kühlung, bei der verhindert wird, daß der Kompressor beschädigt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Einfrieren des Verdampfers verhindert und gleichzeitig die Austrittsluft-Temperatur auf einen Zielwert eingestellt, auch wenn bei den Eingangssignalen ein Fehler vorliegt, da die Eingangssignale durch Sollwerte ersetzt werden. Ferner wird der Kältemittel- Verdampfungsdruck über dem Einfrier-Grenzwert gehalten, auch wenn bei dem Lufttemperatur-Sensor an der Ausströmseite des Verdampfers ein Fehler auftritt. Daher wird ein Einfrieren des Verdampfers verhindert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kapazität des Kompressors auf Grundlage der optimalen Konstante des Kühlkreislaufs entsprechend dem Zielwert der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft, der Motordrehzahl und der Außenlufttemperatur geregelt. Daher wird die Kapazität des Kompressors zuverlässig so auf einen Zielwert eingestellt, daß die Austrittsluft eine angenehme Temperatur hat. Ferner werden auf Grundlage der Differenz zwischen dem Meßwert und dein Zielwert der Ausströmluft-Temperatur Konstanten korrigiert, wobei eine Änderung der Ansaugluft sowie eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe berücksichtigt wird, so daß der Kapazitätsregelungsbetrag korrigiert wird, bevor eine zeitweise Änderung der Temperatur der in den Bereich hinter dem Verdampfer gelangenden Luft eintritt. Infolgedessen wird eine Änderung der Ausströmluft- Temperatur verhindert, wodurch eine angenehme Temperatur der Austrittsluft aufrechterhalten wird.

Claims

1. Fahrzeugklimaanlage, bestehend aus einem Kühlapparat (9, 10) mit einem Kompressor (10) mit variabler Kapazität, an dem ein Kapazitätsregelmechanismus angebracht ist, aus einem Regelungsschaltungsbereich (2) zur Regelung des Betriebs des genannten Kompressors (10), sowie aus einem Motorregler (3) zur Regelung eines Motors zum Antrieb des genannten Kompressors (10), dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Regelungsschaltungsbereich ein Mittel (21) umfaßt, das auch bei Auftreten eines Fehlers auf Grundlage von mindestens zwei Erfassungssignalen betreffend den genannten Kühlapparat (9, 10), den genannten Motor und den genannten Motorregler (3) feststellt, ob der genannte Kompressor (10) ausgeschaltet werden soll oder nicht.

2. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der genannten Erfassungssignale ein Signal ist, das erzeugt wird, wenn die Drehzahl des genannten Motors einen vorgegebenen Wert übersteigt.

3. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wärmeregler (1) zur Versorgung eines Fahrzeuginnenraums mit klimatisierter Luft, wobei der genannte Regelungsschaltungsbereich eine Regelung ausführt, um den genannten Kompressor auszuschalten oder die Kapazität des genannten Kompressors (10) auf einen Sollwert festzusetzen, wenn festgestellt wird, daß die erfaßte Drehzahl des genannten Motors einen vorgegebenen Wert übersteigt und daß die Wärmebelastung in dem genannten Fahrzeuginnenraum den Bereich der variablen Kapazität des genannten Kompressors überschreitet.

4. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Feststellung, daß die erfaßte Drehzahl des genannten Motors einen anomalen Wert annimmt, der anomale Wert als die maximale Drehzahl des genannten Motors gilt.

5. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wärmeregler (1) zur Versorgung eines Fahrzeuginnenraums mit klimatisierter Luft, durch in dem genannten Motor, dem genannten Kühlapparat (9, 10), dem genannten Wärmeregler und dem genannten Motorregler (3) vorgesehene Sensoren (36, 39, 44-50), und dadurch, daß der genannte Regelungsschaltungsbereich (2) mit den genannten Sensoren (36, 39, 44-50), dem genannten Kühlapparat (9, 10), dem genannten Wärmeregler (1) verbunden ist, und dadurch, daß der genannte Regelungsschaltungsbereich (2) über Verbindungsleitungen den genannten Kühlapparat (9, 10) und den genannten Wärmeregler (1) regelt, wobei der genannte Kühlapparat (9, 10) und der genannte Wärmeregler (1) so geregelt werden, daß der genannte Fahrzeuginnenraum in einem vorgegebenen klimatisierten Zustand gehalten wird, indem mehrere Eingangswerte durch vorgegebene Sollwerte ersetzt werden, wenn festgestellt wird, daß die genannten Eingangssignale, die dem Regelungsschaltungsbereich zugeführt werden, anomal sind.

6. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Feststellung, daß ein Erfassungssignal eines Lufttemperatur-Sensors (44-50), der einem Verdampfer (9) des Kühlapparats (9, 10) nachgeschaltet ist, einen anomalen Wert annimmt, die Menge des Kältemitteldurchflusses in dem genannten Kompressor (10) mit variabler Kapazität als ein Grenzwert gilt, bei dem der genannte Verdampfer (9) einfriert.

7. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wärmeregler (1) zur Versorgung eines Fahrzeuginnenraums mit klimatisierter Luft, bei dem ein Verdampfer (9) in dem genannten Kühlapparat (9, 10) vorgesehen ist, einen in dem genannten Verdampfer (9) vorgesehenen Temperatursensor (49), sowie einen Regelungsschaltungsbereich (2) zum Empfangen eines Signals des genannten Temperatursensors (49) und zur Regelung des genannten Kapazitätsregelmechanismus (11) auf Grundlage des von dem genannten Temperatursensor (49) erhaltenen Signals, wobei bei Feststellung, daß das Signal des genannten Temperatursensors nicht anomal ist, ein Regelungswert für den genannten Kapazitätsregelmechanismus (11) des genannten Kompressors (10) mit variabler Kapazität auf Grundlage eines Regelungskoeffizienten und einer Differenz zwischen einem von dem genannten Regelungsschaltungsbereich (2) berechneten Zielwert der Temperatur der aus dem genannten Verdampfer (9) ausströmenden Luft und einem gemessenen Wert der Ausstromluft-Temperatur, die von dem genannten Temperatursensor (49) erfaßt wird, korrigiert wird.

8. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Regelungskoeffizient auf Grundlage des Zielwerts der Temperatur der aus dem genannten Verdampfer (9) ausströmenden Luft, der Drehzahl des genannten Motors und der Außenlufttemperatur korrigiert wird.

9. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wärmeregler (1) zur Versorgung eines Fahrzeuginnenraums mit klimatisierter Luft, durch in dem genannten Kühlapparat (9, 10), dem genannten Motorregler (3) und dem genannten Wärmeregler (1) vorgesehene Sensoren (44-50) und durch einen Regelungsschaltungsbereich (2) zum Empfangen von Signalen der genannten Sensoren (44-50) und zur Regelung des genannten Kapazitätsregelmechanismus (11) auf Grundlage der von den genannten Sensoren (44-50) erhaltenen Signale, wobei ein Regelungswert für den genannten Kapazitätsregelmechanismus (11) durch Vorausberechnen einer Änderung einer Betriebsbedingung des genannten Kühlapparats und auf Grundlage von in dem Regelungsbereich des genannten Kühlapparats gespeicherten Daten korrigiert wird.

10. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Regelungsbereich des genannten Kühlapparats gespeicherten Daten eine Differenz zwischen einer Innenlufttemperatur und einer Temperatur außerhalb des genannten Wärmereglers (1) angeben.

11. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem genannten Motorregler erhaltenen Daten eine Differenz im Übersetzungsverhältnis eines Getriebes angeben.

12. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem genannten Motorregler erhaltenen Daten eine Differenz im Übersetzungsverhältnis eines Getriebes angeben.

13. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Regelungswert bei hohen Drehzahlen des genannten Motors begrenzt wird, um die Kapazität des genannten Kompressors (10) zu verringern.