DE69107019T2

DE69107019T2 - Sensor und Steuerungssystem für eine Kraftfahrzeugklimaanlage.

Info

Publication number: DE69107019T2
Application number: DE69107019T
Authority: DE
Inventors: Kazumitsu Kobayashi; Masaru Kuribara; Toru Takeshita
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd; Sanden Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd; Sanden Corp
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-11-05
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: DE69107019D1; EP0485185A1; US5197298A; US5275009A; JPH04177072A; EP0485185B1; JPH0820151B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage, und insbesondere auf eine Klimaanlage, die zur Benutzung in Kraftfahrzeugen geeignet ist.
Eine typische herkömmliche Klimaanlage, zum Beispiel eine typische herkömmliche Klimaanlage für Fahrzeuge ist so ausgelegt, wie z.B. in Figur 8 gezeigt ist. Man läßt ein Kühlmittel wie Freongas auf einem Zirkulationsweg 1, der durch ein Rohr 2 gebildet ist, zirkulieren. Wenn Kompressor 3, ein Kondensator 4, ein Expansionsventil 11 und ein Verdampfer 5 sind in dem Zirkulationsweg in dieser Reihenfolge in der Zirkulationsrichtung des Kühlmittels vorgesehen, die durch den Pfeil "A" gezeigt ist. Die endothermische Oberfläche des Verdampfers 5 ist dem Inneren des Fahrzeuges (nicht gezeigt) ausgesetzt. Nachdem das Kühlmittel durch den Kompressor 3 komprimiert ist, macht das Kühlmittel einen Phasenübergang von einem Hochdruckgas zu einer Hochdruckflüssigkeit in dem Kondensator 4 und weiter zu einem Niederdruckgas, wenn es durch das Expansionsventil 11 und den Verdampfer 5 geht. Wenn das Kühlmittel von der Flüssigphase zur der Gasphase (Dampfphase) durch den Verdampfer 5 übergeführt wird, absorbiert das Kühlmittel Wärme aus dem Inneren des Fahrzeuges, und das Fahrzeuginnere wird gekühlt. Das Expansionsventil 11 ist zwischen dem Kondensator 4 und dem Verdampfer 5 vorgesehen. Das Expansionsventil 11 verringert den Druck des Kühlmittels auf einen relativ niedrigen Druck so, daß das verflüssigte Hochdruckkühlmittel leicht verdampft werden kann, wenn es durch den Verdampfer 5 geht.
Der Kompressor 3 wird durch einen Motor 6 des Fahrzeuges über eine Riemenscheibe 6A, einen V-Riemen 8 und eine Riemenscheibe 7A angetrieben, die an einer elektromagnetischen Kupplung 7 angebracht ist. Die elektromagnetische Kupplung 7 steuert den Antrieb des Kompressors 3. Die elektromagnetische Kupplung 7 wird anfänglich von einem Klimaanlagenschalter (nicht gezeigt) gesteuert. Wenn der Klimaanlagenschalter "Ein" geschaltet ist, wird die elektromagnetische Kupplung 7 aktiviert und der Kompressor 3 von dem Motor 6 angetrieben.
Ein Aufnahmetank 9 ist in dem Zirkulationsweg 1 an einer Stelle zwischen dem Kondensator 4 und dem Verdampfer 5 vorgesehen. Der Aufnahmetank 9 speichert zeitweilig das Kühlmittel, das in der Flüssigphase gewesen ist. Auf der Oberseite des Aufnahmetankes 9 ist ein Inspektionsloch 9A zum Beobachten der Verflüssigung des Kühlmittels vorgesehen. Ein Drucksensor 10 ist an dem Aufnahmetank 9 angebracht. Der Drucksensor 10 erfaßt den Druck des Kühlmittels in dem Aufnahmetank 9. Wenn der Druck in dem Aufnahmetank 9 einen vorbestimmten Druck überschreitet, wird ein Signal zu einer Steuereinheit (nicht gezeigt) gesendet. Die Steuereinheit sendet ein "Aus-Signal" an die Kupplung 7, wenn der Drucksensor 10 einen übermäßigen Druck erfaßt, und die Kupplung wird freigegeben und der Kompressor 3 angehalten. Somit kann das Brechen des Rohres 2 oder anderer Komponenten durch Anhalten des Kompressors 3 verhindert werden. Wenn der Druck des Kühlmittels sich auf einen anderen vorbestimmten Druck von dem übermäßigen Druck verringert, sendet der Drucksensor 10 ein Signal zu der Steuereinheit. Die Steuereinheit sendet ein "Ein-Signal" an die Kupplung 7, und der Kompressor 3 wird wieder angetrieben. Diese Ein-Aus-Tätigkeit des Kompressors 3 in Übereinstimmung mit der Erfassung des Drukkes des Kühlmittels durch den Drucksensor 10 wird automatisch gesteuert. Schäden an dem Rohr 2 oder anderer Komponenten und das Überhitzen des Kompressors können durch diese Steuerung verhindert werden.
Bei solch einer herkömmlichen Klimaanlage gibt es die folgenden Probleme. In einem Fall zum Beispiel, in dem Fremdkörper zwischen den Zylinder und den Kolben des Kompressors 3 eintreten, kann der Kompressor blockiert werden. In solch einem Fall kann das Kühlmittel nicht in dem Zirkulationsweg 1 zirkulieren, und die Kühlfähigkeit der Anlage nimmt schnell ab. Der Fahrer des Fahrzeuges kann nicht bestimmen, ob die Abnahme der Kühlfähigkeit durch Blockieren des Kompressors 3 oder durch das Lecken des Kühlmittels verursacht wird. Daher ist bei der herkömmlichen Klimaanlage ein Rotationserfassungssensor an der Außenseite des Kompressors 3 angebracht, und das Blockieren des Kompressors wird durch den Sensor erfaßt.
Bei einer solchen herkömmlichen Klimaanlage ist es jedoch oft notwendig, da die Größe und die Art des Kompressors in Abhängigkeit von dem Typ des Fahrzeuges variiert, den Kompressor neu zu entwerfen, damit der Rotationserfassungssensor an der Außenseite des Kompressors angebracht werden kann. Das Arbeiten oder Durchführen der Rekonstruktion des Kompressor ist sehr zeitaufwendig und teuer.
Selbst wenn weiterhin der Rotationserfassungssensor an dem Kompressor angebracht ist, kann Kühlmittellecken nicht erfaßt werden.
Folglich ist es wünschenswert, eine Klimaanlage vorzusehen, die sowohl das Blockieren eines Kompressors als auch das Lecken von Kühlmittel bestimmen und erfassen kann, ohne daß ein Rotationserfassungssensor für den Kompressor vorgesehen wird.
Die JP-A-SHO 55-19 655 offenbart eine Klimaanlage mit einen Zirkulationsweg zum Zirkulieren eines Kühlmittels, einem Kompressor, einem Kondensator und einem Verdampfer, die in dem Zirkulationsweg vorgesehen sind, und einem Drucksensor zum Erfassen eines Druckes in dem Zirkulationsweg, und gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine derartige Anlage dadurch gekennzeichnet, daß die Klimaanlage aufweist: ein Kühlmittelphasenerfassungsmittel, das auf einem Pfad des Zirkulationsweges zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer an einer Position, an der sich das Kühlmittel in einer Flüssigphase befinden sollte, vorgesehen ist zum Nachweisen, ob sich das Kühlmittel in einer Flüssigphase oder einer Dampfphase befindet, und Mittel zum Bestimmen, ob der Kompressor in einem blockierten Zustand ist, wenn das Kühlmittelphasenerfassungsmittel eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Druck erfaßt, der einen vorbestimmten Druck nicht übersteigt, oder ob es ein Kühlmittelleck gibt, wenn der Phasensensor eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Druck höher als der vorbestimmte Druck erfaßt.
Die JP-A-SHO 55-19 655 offenbart ein Sensor- und Steuersystem zum Erfassen von Kühlmittellecken in einer Klimaanlage mit einem Kühlkreislauf zum Zirkulieren von Kühlmittel, wobei der Kühlkreislauf einen Kompressor, einen Kondensator und einen Verdampfer enthält, das Sensor- und Steuersystem aufweist, einen Drucksensor zum Erfassen des Druckes des Kühlmittels in dem Kühlkreislauf und Ausgeben eines Kühlmitteldrucksignales, und gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein solches System gekennzeichnet durch Kühlmittelphasenerfassungsmittel zum Nachweisen, ob das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf in einer flüssigen oder dampfförmigen Phase vorliegt, und Ausgeben eines Kühlmittelphasensignales, und Steuermittel, das mit dem Druckerfassungsmittel und dem Kühlmittelphasenerfassungsmittel und dem Kompressor verbunden ist, zum Bestimmen, ob der Kompressor blockiert ist, wenn das Kühlmittelphasenerfassungsmittel eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Druck erfaßt, der einen vorbestimmten Druck nicht überschreitet, oder ob es ein Kühlmittelleck gibt, wenn der Phasensensor eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Druck höher als der vorbestimmte Druck erfaßt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erfassen der Phase eines Kühlmittels in einem Kühlmittelkreislauf in einer Klimaanlage vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist: Behältermittel, das mit dem Kühlmittelkreislauf verbunden ist, zum Aufnehmen von mindestens einem Teil des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf, Flußstagnationsmittel, das mit dem Behältermittel verbunden ist, zum Vorsehen eines Abschnittes des Kontainermittels für einen stagnierenden Fluß des Kühlmittels, Temperaturerfassungsmittel, das einen exothermischen Sensor aufweist und mit dem Behältermittel verbunden ist zum Erfassen einer Temperatur des stagnierenden Flusses des Kühlmittels und Ausgeben eines Temperatursignales, und Komparatormittel, das mit dem Temperaturerfassungsmittel verbunden ist zum Vergleichen des Temperatursignales mit einem vorbestimmten Wert, wobei der Abschnitt des Kühlmittels von dem Kühlmittelkreislauf bestimmt wird, das er sich in der Dampfphase befindet, wenn das Temperatursignal einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Die JP-A-SHO 55-19 655 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer Klimaanlage mit einem Kühlmittelkreislauf zum Zirkulieren von Kühlmittel, wobei der Kühlmittelkreislauf einen Kompressor aufweist, das Verfahren den Schritt des Messens des Druckes eines Kühlmittels in einem vorbestimmten Abschnitt eines Kühlmittelkreislaufes aufweist; und gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist solch ein Verfahren gekennzeichnet durch die Schritte bestimmen, ob das Kühlmittel in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes sich in der Dampfphase befindet, Bestimmen des Vorhandenseins eines Kühlmittelleckes, wenn bestimmt wird, daß sich das Kühlmittel in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes in einer Dampfphase befindet, und der Druck des Kühlmittels in der vorbestimmten Position des Kühlmittelkreislaufes einen vorbestimmten Druck überschreitet, Bestimmen des Vorhandenseins einer Kompressorblockadel wenn bestimmt wird, daß sich das Kühlmittel in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes in einer Dampfphase befindet, und der Druck des Kühlmittels in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes nicht einen vorbestimmten Druck überschreitet, Aktivieren einer Warnvorrichtung als Reaktion auf das Bestimmen von entweder einem Kühlmittelleck oder einer Kompressorblockade, und Deaktivieren des Kompressors als Reaktion auf den Nachweis von entweder einem Kühlmittelleck oder einer Kompressorblockade.
Daher werden sowohl ein Kühlmittelleck als auch eine Kompressorblockade bestimmt, ohne daß ein Rotationserfassungssystem für den Kompressor benutzt wird. Durch diese Bestimmung können Schäden an den Rohren und den anderen Komponenten und Kompressorüberhitzung verhindert werden, wodurch der Betrag der notwendigen Reparaturarbeit minimiert wird. Als Resultat kann die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Anlage stark erhöht werden. In den begleitenden Zeichnungen:
Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer Klimaanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Flußsensors der in Figur 1 gezeigten Klimaanlage.
Figur 3 ist ein Blockschaltbild, das das Steuersystem der in Figur 1 gezeigten Klimaanlage zeigt.
Figur 4A ist ein Diagramm, das die Eigenschaft des Ausgangssignales des Flußsensors zeigt, wenn ein Kühlmittelleck in der in Figur 1 gezeigten Klimaanlage vorhanden ist.
Figur 4B ist ein Diagramm, das die Eigenschaft des Ausgangssignales des Flußsensors zeigt, wenn ein Kompressors in der in Figur 1 gezeigten Klimaanlage blockiert ist.
Figur 5A ist ein Diagramm, das die Eigenschaft des Ausgangssignales eines Drucksensors zeigt, wenn ein Kühlmittelleck in der in Figur 1 gezeigten Klimaanlage vorhanden ist.
Figur 5B ist ein Diagramm, das die Eigenschaft des Ausgangssignales eines Drucksensors zeigt, wenn ein Kompressor in der in Figur 1 gezeigten Klimaanlage blockiert ist.
Figur 6 ist ein Flußdiagramm, das die Steuerung der in Figur 1 gezeigten Klimaanlage zeigt.
Figur 7 ist eine vertikale Schnittansicht eines Flußsensors einer Klimaanlage einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 8 ist eine schematische Ansicht einer Klimaanlage nach dem Stand der Technik.
Es wird Bezug genommen auf die Zeichnungen, Figuren 1 bis 6 stellen eine Klimaanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in Figur 1 gezeigt ist, zirkuliert ein Kühlmittel wie Freongas in einem Zirkulationsweg 21, der durch ein Rohr 22 gebildet wird. Ein Kompressor 23, ein Kondensator 24, ein Expansionsventil 31 und ein Verdampfer 25 sind auf dem Zirkulationsweg 21 in dieser Reihenfolge in der Zirkulationsrichtung des Kühlmittels vorgesehen, die durch den Pfeil "A" gezeigt ist. Die endothermische Oberfläche des Verdampfers 25 ist dem Inneren des Fahrzeuges (nicht gezeigt) ausgesetzt. Nachdem das Kühlmittel durch den Kompressor 23 komprimiert ist, untergeht das Kühlmittel einer Phasentransformation von einem Hochdruckgas zu einer Hochdruckflüssigkeit in dem Kondensator 24 und weiter zu einem Niederdruckgas in dem Expansionsventil 31 und dem Verdampfer 25. Wenn das Kühlmittel von der flüssigen Phase zu der Gasphase (Dampfphase) durch den Verdampfer 25 umgewandelt wird, absorbiert das Kühlmittel Wärme aus dem Inneren des Fahrzeuges, und das Innere des Fahrzeuges wird gekühlt. Das Expansionsventil 31 ist zwischen dem Kondensator 24 und dem Verdampfer 25 vorgesehen. Das Expansionsventil 31 verringert den Druck des Kühlmittels auf einen relativ niedrigen Druck, damit das Verdampfen des verflüssigten Hochdruckkühlmittels erleichtert wird, wenn es durch den Verdampfer 25 geht.
Der Kompressor 23 wird durch einen Motor 26 des Fahrzeuges über eine Riemenscheibe 26A, einen V-Riemen 28 und eine Riemenscheibe 27A, die an einer elektromagnetischen Kupplung 27 angebracht ist, angetrieben. Die elektromagnetische Kupplung 27 steuert den Antrieb des Kompressors 23 durch Steuern der Übertragung der Antriebskraft des Motors auf den Kompressor. Die elektromagnetische Kupplung 27 wird anfänglich durch einen Klimaanlagenschalter 48 (Figur 3) gesteuert. Wenn der Klimaanlagenschalter eingeschaltet wird, wird die elektromagnetische Kupplung 27 aktiviert und der Kompressor 23 durch den Motor 26 angetrieben.
Ein Aufnahmetank 29 ist auf dem Zirkulationsweg 21 an einer Position zwischen dem Kondensator 24 und dem Verdampfer 25 vorgesehen. Der Aufnahmetank 29 speichert zeitweilig das Kühlmittel, das in der flüssigen Phase gewesen ist. Auf der Oberseite des Aufnahmetankes 29 ist ein Inspektionsloch 29A zum Beobachten der Verflüssigung des Kühlmittels vorgesehen. Ein Drucksensor 30 ist an dem Aufnahmetank 29 angebracht. Der Drucksensor 30 erfaßt den Kühlmitteldruck in dem Aufnahmetank 29, und das erfaßte Signal wird zu einer Steuereinheit 44 (Figur 3) gesendet.
Ein Flußsensor 41 ist als Kühlmittelphasenerfassungsmittel auf einem Pfad des Zirkulationsweges 21 zwischen dem Kondensator 24 und dem Verdampfer 25 dort vorgesehen, wo das Kühlmittel in einer Flüssigphase sein sollte, was bei dieser Ausführungsform bei einer Position stromabwärts von dem Aufnahmetank 29 der Fall ist. Ein Gehäuse 42 des Flußsensors 41 weist einen zylindrischen Abschnitt 42A und einen Kühlmittelstagnationsabschnitt 42B auf, der so gebildet ist, daß er nach unten vorsteht, wie in Figur 2 gezeigt ist. Die Enden des zylindrischen Abschnittes 42A sind dem Rohr 22 verbunden, und der Abschnitt bildet einen Teil des Zirkulationsweges 21. Der Kühlmittelstagnationsabschnitt 42B sieht einen Abschnitt stagnierenden Flusses in dem Kühlmittelfluß des Abschnittes 42A in die Richtung vor, die durch Pfeile "A" bezeichnet ist. Der Stagnationsabschnitt 42B speichert zeitweilig Kühlmittel darin.
Ein Termistor 43, nämlich ein selbst-exothermischer Temperaturerfassungstermistor ist in dem Kühlmittelstagnationsabschnitt 42B an einer Position nahe dem Boden vorgesehen. Der Termistor 43 wird auf eine vorbestimmte Temperatur durch den von einer Battarie zugeführten Strom erwärmt, die als Leistungsquelle vorgesehen ist (nicht gezeigt). Der erwärmte Termistor 43 wird durch das Kühlmittel in dem Stagnationsabschnitt 42B gekühlt. Der Grad der Kühlung des erwärmten Termistors 43 ändert sich in Abhängigkeit von dem Phasenzustand des Kühlmittels, nämlich ob das Kühlmittel in einer Flüssigphase oder einer Dampfphase ist. Die Variation in der Temperatur aufgrund der selbst-exothermischen Tätigkeit des Termistors 43 wird als die Variation eines Spannungssignales "VF" erfaßt. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein Termistor 43 vom selbst-exothermischen Typ verwendet wird, kann ein anderes Bauelement, z.B. ein selbst-exothermischer Posistor (eine Art selbst-exothermischer Termistor) benutzt werden.
Figur 3 stellt das Steuersystem der Klimaanlage dar. Die Steuereinheit 44 ist aus einem Mikrocomputer gebaut und weist eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 45, einen Prozessor 46 und einen Speicher 47 auf, wie in Figur 3 gezeigt ist. Der Klimaanlagenschalter 48, der Drucksensor 30 und der Flußsensor 41 sind mit der Eingangsseite der Eingabe-/Ausgabeeinheit 45 verbunden, und die Kupplung 27, eine Kompressorblockadewarnvorrichtung 49 und eine Kühlmittelleckwarnvorrichtung 50 sind mit der Ausgangsseite der Eingabe- /Ausgabeeinheit verbunden. Diese Warnvorrichtungen 49 und 50 bestehen z.B. aus einer Lampe, einem Summer oder einer Sprachsyntheseeinrichtung, die auf dem Armaturenbrett des Fahrzeuges (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Der Speicher 47 enthält ROMs (nur Lesespeicher) und RAMs (wahlfreier Speicher) und weist ein Speichergebiet 47A auf. Ein vorbestimmter Wert (Spannung "VF0", die mit dem Signal "VF" von dem Flußsensor 41 zu vergleichen ist, und ein vorbestimmter Wert (Spannung) "VP0", der mit dem Signal von dem Drucksensor 30 zu vergleichen ist, sind in dem Speichergebiet 47A gespeichert. Ein Programm, wie es in Figur 6 gezeigt ist, ist in dem Speicher 47 gespeichert und bestimmt, ob sich das Kühlmittel in einer Flüssigphase oder in einer Dampfphase befindet und ob der Kompressor 23 blockiert ist, in dem Signale von dem Flußsensor 41 und dem Drucksensor 30 mit den obigen vorbestimmten Werten verglichen wird.
Figuren 4A und 4B zeigen die Eigenschaften der Ausgangsspannungen (Widerstandswerte) des Termistors 43, der als Erfassungsabschnitt des Flußsensors 41 funktioniert. Wenn Kühlmittel leckt, ändert sich die Ausgangsspannung "VF", wie in Figur 4A gezeigt ist. Wenn der Kompressor 23 blockiert ist, ändert sich die Ausgangsspannung "VF", wie in Figur 4B gezeigt ist. Figuren 5A und 5B zeigen die Eigenschaften der Ausgangsspannung des Drucksensors 30. Wenn das Kühlmittel leckt, ändert sich die Ausgangsspannung "VP", wie in Figur 5A gezeigt ist. Wenn der Kompressor 23 blockiert ist, ändert sich die Ausgangsspannung "VP", wie in Figur 5B gezeigt ist. Gemäß diesen Eigenschaften unterscheiden sich die Variationen der Ausgangsspannung "VF" des Flußsensors 41 und die Ausgangsspannung "VP" des Drucksensors 30 voneinander, wenn das Kühlmittelleck und wenn der Kompressor 23 blockiert ist. Wenn insbesondere der Kompressor 23 blockiert ist, ändern sich, da der Betrieb des Kompressors angehalten ist, die Ausgangsspannung "VF" des Flußsensors 41 und die Ausgangsspannung "VP" des Drucksensors 30 schnell, wie in Figuren 4B und 5B gezeigt ist. Wenn jedoch das Kühlmittel aus dem System leckt, ändert sich die Ausgangsspannung "VP" des Drucksensors 30 allmählich, da das Kühlmittel allmählich trotz des kontinuierlichen Betriebes des Kompressors 23 leckt, wie in Figur 5A gezeigt ist.
Wenn bei der obigen Anlage der Klimaanlagenschalter 48 "Ein"-geschaltet wird, wird die Kupplung 27 geschlossen, die Antriebskraft des Motors 26 wird zu dem Kompressor 23 über die Kupplung übertragen und der Kompressor angetrieben. Wenn zur gleichen Zeit die Klimaanlage gestartet wird, wird auch die in Figur 6 gezeigte Steuerung gestartet.
Wie in Figur 6 gezeigt ist, werden nachdem die Steuerung gestartet ist, die Ausgangsspannung "VF" des Flußsensors 41 und die Ausgangsspannung "VP" des Drucksensors 30 in Schritt S1 gelesen. In Schritt S2 wird bestimmt, ob die Ausgangsspannung "VF" des Flußsensors 41 größer als die vorbestimmte Spannung "VF0" ist, die in dem Speichergebiet 47A des Speichers 47 gespeichert ist, und bei der Bedingung, bei der das Kühlmittel von der Flüssigphase zu der Dampfphase übergeht. Wenn die Ausgangsspannung "VF" größer als die Spannung "VF0" bestimmt wird, wird bestimmt, daß das Kühlmittel, das in der Flüssigphase sein sollte, sich in der Gasphase befindet, und der Fluß geht zu Schritt S3. Wenn bestimmt wird, daß die Ausgangsspannung "VF" nicht größer als die Spannung "VF0" ist, wird bestimmt, daß sich das Kühlmittel in der Flüssigphase befindet, und der Fluß geht zurück zu Schritt S1. In diesem Zustand wird der Betrieb des Kompressors 23 fortgesetzt.
In Schritt S3 wird bestimmt, ob die Spannung "VP" des Drucksensors 30, die in Schritt S1 gelesen wurde, größer als die vorbestimmte Spannung "VP0" ist, die in dem Speichergebiet 47A des Speichers 47 gespeichert worden ist. Wenn bestimmt wird, daß die Ausgangsspannung "VP" größer als die Spannung "VP0" ist, wird bestimmt, daß der Kompressor 23 nicht blockiert ist, und der Fluß geht zu Schritt S4. Wenn bestimmt wird, daß die Ausgangsspannung "VP" nicht größer als die Spannung "VP0" ist, geht der Fluß zu Schritt S6.
In Schritt 4 kann bestimmt werden, da in Schritt S2 bestimmt worden ist, daß die Ausgangsspannung "VF" des Flußsensors 41 größer als die vorbestimmte Spannung "VP0" ist, und in Schritt S3 bestimmt worden ist, daß die Ausgangsspannung "VP" des Drucksensors 30 größer als die vorbestimmte Spannung "VP0" ist, daß es ein Kühlmittelleck gibt und ein Warnsignal wird ausgegeben. Die Warnung wird an den Fahrer des Fahrzeuges durch die Warnvorrichtung 50 gegeben. Dann geht der Fluß zu Schritt S5. In Schritt S5 wird die Kupplung 27 freigegeben, der Kompressor 23 und der Motor 26 werden voneinander getrennt und der Betrieb des Kompressors wird gestoppt.
In Schritt S6 kann bestimmt werden, da in Schritt S2 bestimmt worden ist, daß die Ausgangsspannung "VF" des Flußsensors 41 größer als die vorbestimmte Spannung "VF0" ist, und in Schritt S3 bestimmt worden ist, daß die Ausgangsspannung "VP" des Drucksensors 30 nicht größer als die vorbestimmte Spannung "VP0" ist, daß sich der Kompressor 23 in einem blockierten Zustand befindet, und ein Warnsignal wird ausgegeben. Die Warnung wird dem Fahrer des Fahrzeuges durch die Warnvorrichtung 49 gegeben. Dann geht der Fluß zu Schritt S5. Wie oben beschrieben wurde, wird der Betrieb des Kompressors 23 durch Freigeben der Kupplung 27 in Schritt S5 gestoppt.
Bei dem obigen Fluß stellen der Schritt S2 und der Schritt S3 Mittel zum Bestimmen dar, ob sich der Kompressor 23 in einem blockierten Zustand befindet, gemäß den Signalen von dem Kühlmittelphasenerfassungsmittel (Flußsensor 41) und Drucksensor 30.
Somit wird bei diesem System durch ein Signal von dem Flußsensor 41 bestimmt, ob es Kühlmittel in einer Dampfphase in dem Kühlmittel gibt, das in einer Flüssigphase sein soll, wie auch durch die Variation des durch den Drucksensor 30 erfaßten Druckes des Kühlmittels bestimmt wird, ob sich der Kompressor 23 in einem blokkierten Zustand befindet oder ob es ein Kühlmittelleck gibt. Die Kompressorblockadewarnvorrichtung 49 und die Kühlmittelleckwarnvorrichtung 50 können geeignet tätig sein, und der Fahrer weiß den genauen Grund, warum sich die Kühlfähigkeit verringert. Da der Servicetechniker schnell und genau den Grund für die Warnungen erkennen kann, kann die Klimaanlage schnell und leicht repariert werden. Da weiter der Kompressor 23 unmittelbar gestoppt wird, wenn irgendein Warnsignal ausgegeben wird, können weitere Schäden wie Kompressorfestfressen verhindert werden. Als Resultat kann die Lebensdauer des Kompressors 23 effektiv ausgedehnt werden, und die Zuverlässigkeit der Klimaanlage wird deutlich erhöht. Da es weiterhin nicht notwendig ist, einen Rotationserfassungssensor an der Außenseite des Kompressors vorzusehen, kann das vorliegende System leicht eingebaut oder gegen irgendeinen Kompressor oder irgendeinem Fahrzeug ausgewechselt werden.
Obwohl der selbst-exothermische Termistor 43 in dem Kühlmittelstagnationsabschnitt 42B vorgesehen ist, können andere Strukturen eingesetzt werden. Zum Beispiel stellt Figur 7 die Anbringungsstruktur eines Flußsensors 51 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Der Flußsensor 51 ist als ein Einstecksensor konstruiert und direkt an der Wand des Rohres 22 angebracht, daß den Zirkulationsweg 21 bildet. Ein selbst-exothermischer Termistor 52 ist in dem Sensor 51 eingebaut. Dieser Flußsensor 51 kann an dem Aufnahmetank 29 abgebracht werden.
Die Art des Flußsensors ist auch nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann ein Flußsensor vom Kapazitätstyp oder ein Flußsensor vom Widerstandstyp verwendet werden.

Claims

1. Klimaanlage mit einem Zirkulationsweg (21) zum Zirkulieren eines Kühlmittels, einem Kompressor (23), einem Kondensator (24) und einem Verdampfer (25), die in dem Zirkulationsweg (21) vorgesehen sind, und einem Drucksensor (30) zum Erfassen eines Drukkes in dem Zirkulationsweg (21),

dadurch gekennzeichnet, daß die Klimaanlage aufweist ein Kühlmittelphasenerfassungsmittel (41, 51), das auf einem Pfad des Zirkulationsweges (21) zwischen dem Kondensator (24) und dem Verdampfer (25) an einer Position, an der das Kühlmittel in einem Flüssigphase sein sollte, vorgesehen ist zum Nachweisen, ob sich das Kühlmittel in der Flüssigphase oder in der Dampfphase befindet, und Mittel zum Bestimmen, ob der Kompressor (23) in einem blokkierten Zustand ist, wenn das Kühlmittelphasenerfassungsmittel eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Druck erfaßt, der einen vorbestimmten Druck nicht übersteigt, oder ob es ein Kühlmittelleck gibt, wenn der Phasensensor eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Drucker höher als der vorbestimmte Druck erfaßt.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei der das Kühlmittelphasenerfassungsmittel einen Flußsensor (41, 51) aufweist.

3. Klimaanlage nach Anspruch 2, bei der der Flußsensor (41, 51) ein Temperaturerfassungselement (43, 52) vom selbst-exothermischen Typ aufweist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 3, bei der das Temperaturerfassungsmittel vom selbst-exothermischen Typ ein selbst-exothermischer Thermistor (43, 52) ist.

5. Klimaanlage nach Anspruch 2, bei der der Flußsensor ein Flußsensor vom Kapazitätstyp ist.

6. Klimaanlage nach Anspruch 2, bei der der Flußsensor ein Flußsensor vom Widerstandstyp ist.

7. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der der Flußsensor (41) in einem Kühlmittelstagnationsabschnitt (42B) vorgesehen ist, der auf dem Zirkulationsweg (21) zwischen dem Kondensator (24) und dem Verdampfer (25) gebildet ist.

8. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der der Flußsensor (51) an einem Rohr(22), das den Zirkulationsweg (21) bildet, an einer Position nahe der inneren Oberfläche des Rohrs (22) angebracht ist.

9. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Aufnahmetank (29) auf dem Zirkulationsweg (21) an einer Position zwischen dem Kondensator (24) und dem Verdampfer (25) vorgesehen ist und der Drucksensor (30) in dem Aufnahmetank 29 vorgesehen ist.

10. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Bestimmungsmittel eine Steuereinheit (44) mit einer Eingabe- /Ausgabeeinheit (45), einem Prozessor (46) und einem Speicher (47) aufweist.

11. Klimaanlage nach Anspruch 10, bei der in dem Speichermittel gespeichert sind ein vorbestimmter Wert, der mit dem Signal von dem Kühlmittelphasenerfassungsmittel (41, 51) zu vergleichen ist, ein vorbestimmter Wert, der mit dem Signal von dem Drucksensor (30) zur vergleichen ist und ein Programm zum Bestimmen, ob das Kühlmittel sich in einer Flüssigphase oder in einer Dampfphase befindet, und zum Bestimmen, ob der Kompressor (23) sich in einem blockierten Zustand befindet, in dem die Signale von dem Kühlmittelphasenerfassungsmittel (41, 51) und dem Drucksensor (30) mit vorbestimmten Werten verglichen werden.

12. Klimaanlage nach Anspruch 10 oder 11, bei der ein Klimaanlagenschalter (48), der Drucksensor (30) und das Kühlmittelphasenerfassungsmittel (41, 51) mit der Eingangsseite der Eingabe-/Ausgabeeinheit (45) verbunden sind und eine Kupplung (27) zum Steuern der Verbindung des Kompressors (23) mit einer Antriebsquelle (26) dafür, eine Vorrichtung (49) zum Warnen des Blockierens des Kompressors (23) und eine Vorrichtung (50) zum Warnen des Leckens des Kühlmittels mit der Ausgangsseite der Eingabe-/Ausgabeeinheit (45) verbunden sind.

13. Klimaanlage nach Anspruch 12, bei der sowohl die Vorrichtung (49) zum Warnen des Blockierens des Kompressors (23) als auch die Vorrichtung (50) zum Warnen des Leckens des Kühlmittels eine Lampe, einen Summer oder eine Sprachsyntheseeinheit aufweisen.

14. Klimaanlage nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Antriebsquelle (26) für den Kompressor (23) ein auf dem Fahrzeug angebrachter Motor (26) ist.

15. Sensor und Steuersystem zum Erfassen von Kühlmittellecks und Kompressorblockaden in einer Klimaanlage mit einem Kühlmittelkreislauf (21) zum Zirkulieren von Kuhlmittel, wobei der Kühlmittelkreislauf (21) einen Kompressor (23), einen Kondensator (24) und einen Verdampfer (25) aufweist, das Sensor und Steuersystem einen Drucksensor (30) zum Erfassen des Druckes des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf (21) und Ausgeben eines Kühlmitteldrucksignales aufweist, gekennzeichnet durch Kühlmittelphasenerfassungsmittel (41, 51) zum Erfassen, ob sich das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf (21) in einer Flüssig- oder Dampfphase befindet, und zum Ausgeben eines Kühlmittelphasensignales, und Steuermittel (44), das mit dem Druckerfassungsmittel (30) und dem Kühlmittelphasenerfassungsmittel (41, 51) und dem Kompressor (23) verbunden ist, zum Bestimmen, ob der Kompressor (23) blockiert ist, wenn das Kühlmittelphasenerfassungsmittel eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Druck erfaßt, der einen vorbestimmten Druck nicht übersteigt, oder ob es ein Kühlmittelleck gibt, wenn der Phasensensor eine Dampfphase nachweist und der Drucksensor einen Druck höher als der vorbestimmte Druck erfaßt.

16. Gerät nach Anspruch 15, weiter mit Kompressorblockadeanzeigemittel, das mit dem Steuermittel verbunden ist, zum Anzeigen einer Kompressorblockade, wobei das Kompressorblockadeanzeigemittel (49) durch das Steuermittel (44) als Reaktion auf eine Bestimmung aktiviert wird, daß der Kompressor (23) blockiert ist.

17. Gerät nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Kühlmittelleckanzeigemittel (50) durch das Steuermittel (44) als Reaktion auf eine Bestimmung aktiviert wird, das ein Kühlmittelleck vorhanden ist.

18. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem das Steuermittel (44) als Reaktion auf eine Bestimmung, das ein Kühlmittelleck vorhanden ist oder das der Kompressor (23) blockiert ist, den Kompressor (23) deaktiviert.

19. Vorrichtung zum Erfassen der Phase eines Kühlmittels in einem Kühlmittelkreislauf (21) in einer Klimaanlage, wobei die Vorrichtung aufweist: Behältermittel (42), das mit dem Kühlmittelkreislauf (21) verbunden ist, zum Aufnehmen von mindestens einem Teil des Kühlmittels von dem Kühlmittelkreislauf (21), Flußstagnationsmittel (42B), das mit dem Behältermittel (42) verbunden ist, zum Versehen eines Abschnittes des Behältermittels (42) mit einem stagnierenden Fluß von Kühlmittel, Temperaturerfassungsmittel (43) mit einem exothermischen Sensor, das mit dem Behältermittel (42) verbunden ist, zum Erfassen einer Temperatur des stagnierenden Flusses von Kühlmittel und Ausgeben eines Temperatursignales, und Vergleichsmittel (44), das mit dem Temperaturerfassungsmittel (43) verbunden ist, zum Vergleichen des Temperatursignales mit einem vorbestimmten Wert, wobei für den Teil des Kühlmittels von dem Kühlmittelkreislauf (21) bestimmt wird, daß er sich in einer Dampfphase befindet, wenn das Temperatursignal einen vorbestimmten Wert überschreitet.

20. Verfahren zum Steuern einer Klimaanlage mit einem Kühlmittelkreislauf (21) zum Zirkulieren von Kühlmittel, wobei der Kühlmittelkreislauf (21) einen Kompressor (23) aufweist und das Verfahren den Schritt des Messens von Druck eines Kühlmittel in einem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes (21) aufweist;

gekennzeichnet durch die Schritte: Bestimmen, ob sich das Kühlmittel in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes (21) in einer Dampfphase befindet, Bestimmen des Vorhandenseins eines Kühlmittelleckes, wenn von dem Kühlmittel in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes (21) bestimmt ist, daß es sich in einer Dampfphase befindet, und der Druck in dem Kühlmittel in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes (21) einen vorbestimmten Druck überschreitet, Bestimmen des Vorhandenseins einer Kompressorblockade, wenn von dem Kühlmittel in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes (21) bestimmt wird, daß es sich in einer Dampfphase befindet, und der Druck des Kühlmittels in dem vorbestimmten Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes (21) nicht einen vorbestimmten Druck überschreitet, Aktivieren einer Warnvorrichtung (49, 50) als Reaktion auf die Bestimmung entweder eines Kühlmittelleckes oder einer Kompressorblockade und Deaktivieren des Kompressors (23) als Reaktion der Bestimmung entweder eines Kühlmittelleckes oder einer Kompressorblockade.