DE10159630A1 - Klimaanlage für ein Fahrzeug und Regelungseinrichtung für den Motor eines Fahrzeugs - Google Patents
Klimaanlage für ein Fahrzeug und Regelungseinrichtung für den Motor eines FahrzeugsInfo
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Abstract
Eine Einrichtung zur Regelung eines Motors für ein Fahrzeug und eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, die Ausblasrate eines Klimatisierungszwecken dienenden Kompressors zu der Zeit, wenn die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen worden ist, durch Abschätzen eines Lastmoments des Klimatisierungszwecken dienenden Kompressors in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in geeigneter Weise zu regeln. Die Klimaanlage für Fahrzeuge gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Veränderungsmittel für die Ausblasrate zum Verändern der Ausblasrate des Kompressors, der durch einen Fahrzeugmotor angetrieben ist, und ein Abschätzungsmittel für das Lastmoment zum Abschätzen einer physikalischen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff, nachdem die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen worden ist. Die Ausblasrate des Kompressors wird durch Regelung des Veränderungsmittels für die Ausblasrate in Abhängigkeit von dem Schätzwert der physikalischen Größe verändert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung zur Unterbrechung der Zufüh
rung von Kraftstoff zu einem Motor (Verbrennungsmotor) für ein Fahrzeug
während der Verzögerung des Fahrzeugs und eine Einrichtung zur Regelung der
Ausblasrate eines Kompressors in einer Klimaanlage, die in einem Fahrzeug,
das mit der obigen Regelungseinrichtung ausgestattet ist, angebracht ist.
Bei Fahrzeugen ist es soweit akzeptierte Praxis, den so genannten Kraftstoff-
Absperrungs-Regelungsvorgang zum Absperren der Zuführung von Kraftstoff zu
dem Motor des Fahrzeugs durchzuführen, um die Effizienz des Kraftstoffs
während des Verzögerungsvorgangs zu verbessern, bei dem die Größe der
Betätigung des Beschleunigers (die Größe, um die das Gaspedal niedergedrückt
wird) Null ist. Um zu verhindern, dass der Fahrzeugmotor zum Stillstand kommt
(um das Anhalten des Motors zu verhindern), wird in diesem Fall eine vorbe
stimmte untere Grenze der Drehzahl Neo (beispielsweise 800 Upm), bei der der
Fahrzeugmotor noch weiter läuft, dies sogar dann, wenn die Zuführung von
Kraftstoff unterbrochen wird, als eine Drehzahl für die Wiederaufnahme der
abgesperrten Zuführung von Kraftstoff eingestellt. Die Zuführung von Kraftstoff
wird wieder aufgenommen, wenn die Drehzahl des Motors niedriger als die
Drehzahl Neo der unteren Grenze wird.
Bei einem Fahrzeug, in dem die Klimaanlage eingebaut ist, ist die an dem Motor
ausgeübte Last, wenn die Klimaanlage in Betrieb steht, im Vergleich mit dem
Fall, bei dem die Klimaanlage nicht in Betrieb steht, um die Größe zu vergrö
ßern, die das Lastmoment des Kompressors an dem Motor ausübt. Dement
sprechend wird die Drehzahl Neo der unteren Grenze für die Wiederaufnahme
der Zuführung von Kraftstoff um eine vorbestimmte Größe α (beispielsweise um
200 Upm) höher eingestellt. Das heißt, wenn die Klimaanlage in Betrieb genom
men wird, wird die Zuführung von Kraftstoff wieder aufgenommen, wenn die
Motor-Drehzahl kleiner als Neo + α (beispielsweise 1000 Upm) wird.
Der oben angegebene Wert +α ist bestimmt worden, indem ein maximales
Lastmoment des Kompressors in Betracht gezogen wird, um zuverlässig den
Stillstand des Motors zu verhindern. Jedoch tritt der nachfolgend beschriebene
Nachteil auf.
Das heißt, bei Zuständen kleiner Kühllast, beispielsweise im Frühjahr und im
Herbst, muss der Kompressor das Kühlmittel nur mit einer niedrigen Rate
(niedriger Strömungsrate je Zeiteinheit) ausblasen. Wenn der Kompressor ein
solcher mit veränderbarer Kapazität ist, wird der Kompressor in einem Zustand
geringer Kapazität betrieben. Das Lastmoment des Kompressors verändert sich
proportional zu der Ausblas-Kapazität. Wenn der Kompressor in einem Zustand
geringer Kapazität betrieben wird, wird daher die Zuführung von Kraftstoff bei
einer hohen Drehzahl wiederaufgenommen, die Neo + α ist, obwohl die Unter
brechung der Zuführung von Kraftstoff sogar bei einer Drehzahl niedriger als
Neo + α aufrechterhalten werden kann, was Ursache dafür ist, dass der Motor
Kraftstoff in verschwenderischer Weise verbraucht.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 8-312 423 offen
bart einen Stand der Technik, bei dem ein zweiter Einstellpunkt der Drehzahl für
die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in dem Fall, dass die Klima
anlage in Betrieb steht, höher als ein erster Einstellpunkt der Drehzahl für die
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in dem Fall, dass die Klimaanlage
nicht in Betrieb steht, eingestellt wird und die Zuführung der Kraftstoffmenge zu
dem Motor auf mager geregelt wird, wenn die Klimaanlage in Betrieb steht,
wobei die Motor-Drehzahl zwischen dem ersten Einstellpunkt der Drehzahl und
dem zweiten Einstellpunkt der Drehzahl liegt.
Auch gemäß diesem Stand der Technik wird jedoch der Einstellpunkt der
Drehzahl zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in
Abhängigkeit davon heraufgesetzt oder herabgesetzt, ob die Klimaanlage in
Betrieb steht oder nicht in Betrieb steht. Daher wird Kraftstoff in verschwenderi
scher Weise bei Zuständen geringer Kühllast verbraucht.
In Hinblick auf die oben angegebene Situation ist es eine Aufgabe der vorliegen
den Erfindung, eine Regelungseinrichtung für den Motor eines Fahrzeugs zu
schaffen, die in geeigneter Weise die Zeitspanne regeln kann, während der die
Zuführung von Kraftstoff durch Abschätzung des Lastmoments des Klimatisie
rungszwecken dienenden Kompressors in dem Zustand für die Wiederaufnahme
der Zuführung von Kraftstoff unterbrochen wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage für ein
Fahrzeug zu schaffen, die in geeigneter Weise die Ausblasrate des Klimatisie
rungszwecken dienenden Kompressors durch Abschätzung des Lastmoments
des Klimatisierungszwecken dienenden Kompressors in dem Zustand für die
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff regeln kann.
Die vorliegende Erfindung ist geschaffen worden, um die obigen Aufgaben zu
lösen. Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung umfasst ein die Ausblasrate veränderndes Mittel (19) zum Verändern
der Ausblasrate eines Kompressors (1), der durch einen Fahrzeugmotor (4)
angetrieben ist, und ein das Lastmoment abschätzendes Mittel (S400) zum
Abschätzen einer physikalischen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompres
sors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff, nachdem die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen
worden ist, wobei die Ausblasrate des Kompressors (1) durch Regeln mittels des
die Ausblasrate verändernden Mittels (19) in Abhängigkeit von einem Schätzwert
der physikalischen Größe verändert wird, der von dem das Lastmoment
abschätzenden Mittel (S400) ausgegeben wird.
Dies macht es möglich, zu der Zeit, wenn die Zuführung von Kraftstoff unterbro
chen ist, eine geeignete Ausblasrate des Kompressors einzustellen, die dem
Schätzwert des Lastmoments des Kompressors in dem Zustand der Wiederauf
nahme der Zuführung von Kraftstoff entspricht.
Konkret gesprochen kann in diesem Fall die Ausblasrate des Kompressors (1)
verändert werden 1., durch Verwendung eines Kompressors mit variabler Kapa
zität oder 2. durch Verwendung eines Kompressors (1) mit feststehender
Kapazität mit einer konstanten Ausblasrate unter Zwischenschaltung einer die
Drehzahl verändernden Einrichtung zwischen dem Kompressor (1) und dem
Fahrzeugmotor (4), dessen Drehzahl-Änderungsverhältnis mittels eines Rege
lungssignals einer äußeren Einheit geregelt werden kann, und durch Verändern
der Drehzahl des Kompressors (1) durch Verändern des Drehzahl-Änderungs
verhältnisses der die Drehzahl verändernden Einrichtung.
Es ist weiter zulässig, einen Bezugswert, der mit dem Lastmoment des Kom
pressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff einzustellen und die Ausblasrate zu verändern, sodass
sich der Wert der physikalischen Größe dem Bezugswert annähert.
Wenn gemäß dieser Verfahrensweise der Bezugswert des Lastmoments des
Kompressors auf einen Grenzwert eingestellt wird, bei dem die Betriebskenn
linien des Fahrzeugmotors (4) noch in einer günstigen Zone aufrechterhalten
werden, wird dann die Ausblasrate des Kompressors verändert, sodass sich das
Lastmoment des Kompressors in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zufüh
rung von Kraftstoff dem Grenzwert annähert, bei dem die Motor-Betriebskenn
linien noch in der günstigen Zone aufrechterhalten werden.
Daher wird, wenn es einen Rand der Motorleistung gibt, während die Motor-
Betriebskennlinien in der günstigen Zone aufrechterhalten werden, die
Ausblasrate des Kompressors vergrößert, um das Kühlvermögen in dem Kühl
kreis zu vergrößern, um die Wirkung der Rückgewinnung von Energie während
der Verzögerung zu vergrößern.
Der oben angegebene Bezugswert kann das Lastmoment des Kompressors zu
der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in dem Zustand einer
maximalen Klimatisierungslast sein.
Bei der Klimaanlage für Fahrzeuge gemäß einer anderen Ausführungsform der
Erfindung wird ein Bezugswert, der mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in
einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff eingestellt, und wird die Ausblasrate des Kompressors (1) während des
Regelungsvorgangs für die Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff vergrö
ßert, um größer als die Ausblasrate zu der Zeit zu sein, wenn der Regelungs
vorgang für die Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff in dem Fall begon
nen wird, dass der Schätzwert der physikalischen Größe, der von dem das
Lastmoment abschätzenden Mittel (S400) ausgegeben wird, kleiner als der
Bezugswert ist, und wird die Ausblasrate des Kompressors (1) während des
Regelungsvorgangs für die Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff herab
gesetzt, um kleiner als die Ausblasrate zu der Zeit zu sein, wenn der Regelungs
vorgang für die Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff in dem Fall begon
nen wird, dass der Schätzwert der physikalischen Größe größer als der Bezugs
wert ist.
Dies macht es möglich, die Motor-Betriebskennlinien in der günstigen Zone
aufrechtzuerhalten sowie die Wirkung der Rückgewinnung von Energie während
der Verzögerung durch Vergrößerung der Ausblasrate des Kompressors zu
vergrößern.
In dem Fall, dass der Schätzwert der physikalischen Größe kleiner als der
Bezugswert ist, kann die Ausblasrate des Kompressors (1) während des
Regelungsvorgangs zur Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff zwangs
weise zu einer maximalen Ausblasrate gemacht werden.
Das das Lastmoment abschätzende Mittel (S400) ist in der Lage, die physikali
sche Größe auf der Grundlage der physikalischen Größe, die mit dem Lastmo
ment des Kompressors (1) und der Drehzahl des Kompressors (1) zu der Zeit in
einer Beziehung steht, wenn der Regelungsvorgang für die Unterbrechung der
Zuführung von Kraftstoff begonnen wird, und in Abhängigkeit von der Drehzahl
des Kompressors (1) in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff abzuschätzen.
Nachfolgend wird die Verfahrensweise für die Abschätzung des Lastmoments
beschrieben. Die Verzögerung des Fahrzeugs setzt sich für eine nur kurze
Zeitspanne fort, und daher wird die Zeit für die Unterbrechung der Zuführung von
Kraftstoff unvermeidlich kurz. Während dieser Periode wird daher berücksichtigt,
dass die thermische Last der Klimatisierung konstant aufrechterhalten wird.
Während des Regelungsvorgangs für die Unterbrechung der Zuführung von
Kraftstoff durchgeführt wird, wird daher die Ausblasrate des Kompressors unter
dem Gesichtspunkt der thermischen Last der Klimatisierung konstant aufrechter
halten. Durch die Ausnutzung dieser Beziehung ist es möglich, das Lastmoment
des Kompressors in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff aus dem dynamischen Kompressor-Zustand (dem Moment und der
Drehzahl) zu der Zeit, wenn der Regelungsvorgang für die Unterbrechung der
Zuführung von Kraftstoff begonnen wird, und aus der Drehzahl des Kompressors
in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff genau
abzuschätzen.
Hierbei ist der Zeitpunkt für den Beginn des Regelungsvorgangs für die Unter
brechung der Zuführung von Kraftstoff nicht strikt auf nur einen Zeitpunkt für den
Beginn der Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff beschränkt, sondern
kann er genau vor oder genau nach der Unterbrechung der Zuführung von
Kraftstoff liegen.
Hierbei kann weiter der Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff konkret ein Zeitpunkt sein, wenn die Drehzahl des Fahrzeugmotors (4)
auf eine vorbestimmte Drehzahl abgefallen ist, nachdem die Zuführung von
Kraftstoff unterbrochen worden ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befasst sich mit einer
Einrichtung zur Regelung eines Motors für ein Fahrzeug, die die Zuführung von
Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor (4) in einem vorbestimmten Zustand während
der Verzögerung des Fahrzeugs regelt und bei der eine Klimaanlage mit einem
Kompressor (1) vorgesehen ist, der durch den Fahrzeugmotor (4) angetrieben ist
und das Kühlmittel in einem Kühlkreis komprimiert und das Kühlmittel ausbläst,
wobei die Einrichtung zur Regelung des Motors für ein Fahrzeug umfasst:
ein das Lastmoment abschätzendes Mittel (S400) zum Abschätzen einer physikalischen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff; und
ein Regelungsmittel (S700a) für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraft stoff zur Veränderung des Zeitpunkts für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in Abhängigkeit von dem Schätzwert der physikalischen Größe, der von dem das Lastmoment abschätzenden Mittel (S400) abgegeben wird.
ein das Lastmoment abschätzendes Mittel (S400) zum Abschätzen einer physikalischen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff; und
ein Regelungsmittel (S700a) für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraft stoff zur Veränderung des Zeitpunkts für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in Abhängigkeit von dem Schätzwert der physikalischen Größe, der von dem das Lastmoment abschätzenden Mittel (S400) abgegeben wird.
Dies macht es möglich, in geeigneter Weise die Periode zu regeln, in der die
Zuführung von Kraftstoff unterbrochen ist, und zwar durch Abschätzung des
Lastmoments des Klimatisierungszwecken dienenden Kompressors in dem
Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff und durch geeignete
Bestimmung des Zeitpunkts für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraft
stoff (des Zeitpunkts für die Rückeinstellung der Unterbrechung der Zuführung
von Kraftstoff).
Der Bezugswert, der mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Bezie
hung steht, wird in dem Zustand für die Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff eingestellt, und in dem Fall, dass der Schätzwert der physikalischen
Größe kleiner als der Bezugswert ist, kann der Zeitpunkt für die Wiederauf
nahme der Zuführung von Kraftstoff verzögert werden, sodass sich die Betriebs
kennlinien des Fahrzeugmotors (4) einer Grenzlinie zwischen der mangelhaften
Zone (D) und der günstigen Zone (E) nähern.
Wenn der Schätzwert, der mit dem Lastmoment des Kompressors in einer
Beziehung steht, kleiner als der Bezugswert ist, d. h. wenn es noch einen Rand
der Motorleistung gibt, wird daher der Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff verzögert, um die Zeitspanne zu verlängern, in der die
Zuführung von Kraftstoff unterbrochen bleibt, um den Verbrauch von Kraftstoff
ohne Beeinträchtigung der Motor-Betriebskennlinien herabzusetzen.
Der oben genannte Bezugswert kann das Lastmoment des Kompressors zu der
Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in dem Zustand einer
maximalen Klimatisierungslast sein.
Bei einer Einrichtung zur Regelung des Motors eines Fahrzeugs gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Bezugs
wert, der mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in
dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff eingestellt, wird
der Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff über den
Zeitpunkt hinaus verzögert, der auf der Grundlage des Bezugswertes eingestellt
wird, wenn der Schätzwert der physikalischen Größe kleiner als der Bezugswert
ist, und wird der Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff
vor den Zeitpunkt vorgelegt, der auf der Grundlage des Bezugswertes eingestellt
wird, wenn der Schätzwert der physikalischen Größe größer als der Bezugswert
ist.
Wenn der Schätzwert, der mit dem Lastmoment des Kompressors in einer
Beziehung steht, kleiner als der Bezugswert ist, wird der Zeitpunkt für die
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff verzögert, um die Zeitspanne für
die Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff zu verlängern, um den Ver
brauch von Kraftstoff herabzusetzen. Wenn der Schätzwert, der mit dem
Lastmoment des Kompressors in einer Beziehung steht, größer als der Bezugs
wert ist, wird andererseits der Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff vorverlegt, um eine Beeinträchtigung der Motor-Betriebskennlinien
vorab zu vermeiden.
Das das Lastmoment abschätzende Mittel (S400) kann die physikalische Größe
auf der Grundlage der physikalischen Größe, die mit dem Lastmoment des
Kompressors (1) und der Drehzahl des Kompressors (1) in einer Beziehung
steht, zu der Zeit, wenn der Regelungsvorgang für die Unterbrechung der
Zuführung von Kraftstoff begonnen wird, und auf der Grundlage der Drehzahl
des Kompressors (1) in dem Zustand der Wiedereinstellung der Unterbrechung
der Zuführung von Kraftstoff abschätzen.
Dann ist es, wie oben beschrieben worden ist, möglich, das Lastmoment des
Kompressors in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff
aus dem dynamischen Zuständen des Kompressors (dem Moment und der
Drehzahl) zu der Zeit, wenn der Regelungsvorgang für die Unterbrechung der
Zuführung von Kraftstoff begonnen wird, und aus der Drehzahl des Kompressors
in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff zu bestim
men.
Bezugszeichen in Klammern bei den oben angegebenen Mitteln geben die
Korrespondenz zu konkreten Mitteln wieder, die in den weiter unten aufgezeigten
Ausführungsformen beschrieben werden.
Die vorliegende Erfindung ist deutlicher aus der Beschreibung zu verstehen, die
nachfolgend auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, wobei:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des gesamten Aufbaus einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein Diagramm der Regelungskennlinien eines Kompressors mit
veränderbarer Kapazität gemäß der ersten Ausführungsform ist;
Fig. 3 ein Fließdiagramm mit der Darstellung des Klimatisierungs-Rege
lungsvorgangs gemäß der ersten Ausführungsform ist;
Fig. 4 ein Diagramm mit der konkreten Darstellung des Inhalts des
Regelungsvorgangs eines Teils von Fig. 3 ist;
Fig. 5 ein Diagramm der Kennlinien mit der Darstellung der Beziehung
zwischen dem Lastmoment des Kompressors, dem hohen Druck
und dem Kapazitätsregelungs-Strom ist;
Fig. 6 ein Diagramm der Kennlinien mit der Darstellung der Beziehung
zwischen dem Lastmoment des Kompressors und der Motordreh
zahl (Kompressordrehzahl) ist;
Fig. 7 ein Diagramm der Regelungskennlinien des Kompressors mit
veränderbarer Kapazität gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
Fig. 8 ein Fließdiagramm mit der Darstellung des Kapazitäts-Regelungs
vorgangs gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
Fig. 9 ein Fließdiagramm mit der Darstellung des Kapazitäts-Regelungs
vorgangs gemäß einer vierten Ausführungsform ist;
Fig. 10 eine schematische Darstellung des gesamten Aufbaus gemäß
einer fünften Ausführungsform ist;
Fig. 11 ein Fließdiagramm mit der Darstellung des Klimatisierungs-Rege
lungsvorgangs gemäß der fünften Ausführungsform ist;
Fig. 12 ein Fließdiagramm mit der Darstellung des Berechnungsvorgangs
für die Motordrehzahl zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zufüh
rung von Kraftstoff gemäß einer sechsten Ausführungsform ist; und
Fig. 13 ein Fließdiagramm mit der Darstellung des Berechnungsvorgangs
für die Motordrehzahl zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zufüh
rung von Kraftstoff gemäß einer sechsten Ausführungsform ist.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des gesamten Aufbaus gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Kühlkreis R einer
Klimaanlage für Fahrzeuge weist einen Kompressor 1 auf, der das Kühlmittel
aufnimmt, komprimiert und ausbläst bzw. abgibt. Die Motorleistung eines
Fahrzeugmotors 4 wird an den Kompressor 1 über eine Riemenscheibe 2 und
einen Riemen 3 übertragen.
Wie verbreitet bekannt ist, treibt der Fahrzeugmotor 4 weiter Hilfseinrichtungen,
beispielsweise einen Generator, eine hydraulische Pumpe zum Antrieb des
Servo-Lenkungssystems und eine Kühlwasserpumpe, zusätzlich zu dem Antrieb
des Klimatisierungszwecken dienenden Kompressors 1 über ein Kraftübertra
gungsmittel, beispielsweise einen Riemen, an.
In dem Kühlkreis R strömt das überhitzte, gasförmige Kühlmittel mit einer hohen
Temperatur und einem hohen Druck, das von dem Kompressor 1 aus ausgebla
sen wird, in einen Kondensator 6 ein, wo das Kühlmittel bei einem Austausch
von Wärme mit der Außenluft gekühlt und kondensiert wird, die mittels eines
Kühllüfters, der nicht dargestellt ist, geblasen wird. Das mittels des Kondensators
6 kondensierte Kühlmittel strömt dann in einen Flüssigkeitsbehälter 7 ein, wo das
Kühlmittel in ein Gas und in eine Flüssigkeit aufgeteilt wird, und das überschüs
sige Kühlmittel (flüssige Kühlmittel) in dem Kühlkreis R wird in dem Flüssigkeits
behälter 7 gespeichert.
Der Druck des flüssigen Kühlmittels des Flüssigkeitsbehälters 7 wird mittels
eines Expansionsventils (Druckreduzierungsmittels) 8 herabgesetzt, um einen
Zwei-Phasen-Zustand eines Gases und einer Flüssigkeit bei niedrigem Druck
anzunehmen. Das Niederdruck-Kühlmittel von dem Expansionsventil 8 strömt in
einem Verdampfer (einen Wärmetauscher zum Kühlen) 9 ein. Der Verdampfer 9
ist in einem Klimatisierungsgehäuse 10 der Klimaanlage für ein Fahrzeug
eingebaut, und das Niederdruck-Kühlmittel, das in den Verdampfer 9 einströmt,
verdampft bei Absorption von Wärme aus der Luft in dem Klimatisierungsge
häuse 10. Der Auslass des Verdampfers 9 ist an die Einlassseite des Kompres
sors 1 angeschlossen, und hierdurch ist ein geschlossener Kreis durch die oben
angegebenen Teile, die den Kreis bilden, gebildet.
Das Klimatisierungsgehäuse 10 bildet einen Luftkanal für die klimatisierte Luft. In
dem Klimatisierungsgehäuse 10 ist ein Gebläse 11 an der stromaufwärtigen
Seite des Verdampfers 9 angeordnet. Ein Innenluft/Außenluft-Schaltkasten (nicht
dargestellt) ist an der Einlassseite des Gebläses 11 (der oberen Seite in Fig. 1)
angeordnet. Die Luft (Innenluft) in dem Fahrgastraum oder die Luft (Außenluft)
außerhalb des Fahrgastraums, die von dem Innenluft/Außenluft-Schaltkasten
aus aufgenommen wird, wird mittels des Gebläses 11 in das Klimatisierungsge
häuse 10 eingeblasen.
Stromabwärts des Verdampfers 9 ist in dem Klimatisierungsgehäuse 10 ein
Heißwasser-Heizkern (Wärmetauscher zum Heizen) 12 zum Erhitzen der Luft
unter Verwendung des heißen Wassers (Kühlwassers) des Fahrzeugmotors 4
als Wärmequelle eingebaut. Ein Bypass 13 ist durch die Seite des Heißwasser-
Heizkerns 12 gebildet. Das Ausmaß des Mischens der heißen Luft, die durch
den Heißwasser-Heizkern 12 hindurchtritt, und der kühlen Luft, die durch den
Bypass 13 hindurchtritt, wird unter Verwendung einer Luftmischklappe 14
eingestellt. Die Luftmischklappe 14 bildet ein Temperatur-Einstellmittel zum
Einstellen der Temperatur der Luft, die in den Fahrgastraum eingeblasen wird,
durch Einstellen des Verhältnisses zwischen der kühlen uft und der heißen Luft.
An dem stromabwärtigen Ende des Klimatisierungsgehäuses 10 sind ein
Kopfraum-Ausblasanschluss 15 zum Ausblasen der Luft auf die Oberkörper der
Insassen in dem Fahrgastraum, ein Fußraum-Ausblasapschluss 16 zum Ausbla
sen der Luft auf die Füße der Insassen in dem Fahrgastraum und ein Defroster-
Ausblasanschluss 17 zum Ausblasen der Luft auf die Innenfläche der Wind
schutzscheibe gebildet. Dieser Ausblasanschlüsse 15 bis 17 werden umge
schaltet und geöffnet und geschlossen mit Hilfe von Ausblas-Betriebsartklappen,
die nicht dargestellt sind. Die Luftmischklappe 14 und die Ausblas-Betriebsart
klappen werden mittels eines elektrischen Antriebsmittels, beispielsweise eines
Servomotors, über eine Hebeleinrichtung bewegt.
Ein Verdampfer-Ausblas-Temperatursensor (Mittel zum Feststellen des Kühlgra
des des Verdampfers) 18, der durch einen Thermistor gebildet ist, ist in dem
Klimatisierungsgehäuse 10 in einer Position angeordnet, wo die Luft von dem
Verdampfer 9 aus gerade ausgeblasen wird.
Bei dieser Ausführungsform ist der Kompressor 1 ein Kompressor mit von außen
veränderbarer Kapazität, der die Ausblas-Kapazität in Abhängigkeit von einem
Regelungssignal einer äußeren Einheit verändert. Der Kompressor 1 mit von
außen veränderbarer Kapazität ist ein bekannter Kompressor. Beispielsweise ist
er ein Taumelscheibenkompressor, der mit einer Veränderungseinrichtung 19 für
die Kapazität ausgestattet ist, die einen elektromagnetischen Druckregler
aufweist, der den Druck in der Taumelscheibenkammer unter Verwendung des
Ausblasdrucks und des Einlassdrucks regelt. Durch die Regelung des Drucks in
der Taumelscheibenkammer wird der Winkel der Neigung der Taumelscheibe
verändert, um kontinuierlich den Hub des Kolbens zu verändern, d. h. um
kontinuierlich die Ausblaskapazität des Kompressors über einem Bereich von
nahezu 0% bis 100% zu verändern.
Der elektrische Strom für die Veränderungseinrichtung 19 für die Kapazität wird
mittels einer Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 geregelt. Beispielsweise ändert
sich die Ausblaskapazität des Kompressors in ansteigender Richtung bei einer
Erhöhung des Regelungsstroms In, der in die Veränderungseinrichtung 19 für
die Kapazität fließt. Das heißt, der Regelungsstrom Inder in die Veränderungs
einrichtung 19 für die Kapazität einströmt, bestimmt direkt einen Sollwert eines
niedrigen Drucks Ps in dem Kühlkreis. Der Sollwert des niedrigen Drucks Ps
nimmt umgekehrt proportional zu der Zunahme des Regelungsstroms In ab, wie
in Fig. 2 dargestellt ist. Daher ändert sich die Ausblaskapazität des Kompressors
in ansteigender Richtung bei einer Erhöhung des Regelungsstroms In.
Daher ist es möglich, den niedrigen Druck Ps durch Erhöhung oder Absenkung
des Regelungsstroms In (durch Vergrößerung oder Verkleinerung der Ausblas
kapazität des Kompressors 1) zur Regelung des Kühlvermögens des Ver
dampfers 9 zu erhöhen oder abzusenken, sodass die Temperatur des Ver
dampfers 9 (die Temperatur die von dem Verdampfer aus ausgeblasenen Luft)
zu einer vorbestimmten Solltemperatur (die dem Sollwert des niedrigen Drucks
Ps entspricht) wird. Dies macht es möglich, solche Regelungsvorgänge durch
zuführen wie die Verhinderung, dass der Verdampfer 9 einfriert, das Einsparen
der durch den Kompressor 1 verbrauchten Energie etc.
Hierbei wird konkret gesprochen der Regelungsstrom In durch Regelung des
Lastverhältnisses geregelt. Der Regelungsstrom In kann jedoch direkt erhöht
oder abgesenkt werden, ohne sich auf die Regelung des Lastverhältnisses zu
verlassen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Kompressor 1 in der Lage, die Ausblaskapa
zität auf etwa 0% herabzusetzen. Daher ist keine elektromagnetische Kupplung
für das Anschließen oder Trennen des Kompressors 1 vorgesehen. Es ist jedoch
auch möglich, den Kompressor 1 mit einer elektromagnetischen Kupplung
auszustatten, um den Betrieb des Kompressors 1 durch Unterbrechen des
Fließens von elektrischem Strom zu der elektromagnetischen Kupplung zu
unterbrechen, wenn die Ausblaskapazität auf nahezu 0% herabgesetzt worden
ist.
Die Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 nimmt Feststellungssignale von einer
Gruppe bekannter Sensoren 20, die die Innenlufttemperatur, die Außenlufttem
peratur, die Größe des Sonnenscheins, die Temperatur des Motorkühlwassers
(heißen Wassers) feststellen, zur Regelung der Klimaanlage zusätzlich zu der
Aufnahme des Signals von dem oben genannten Sensor 18 auf. Weiter werden
Betriebssignale von einer Gruppe von Betriebsschaltern an einer Klimaanlagen-
Regelungstafel 21 eingegeben, die in der Nähe des Armaturenbretts im Fahr
gastraum eingebaut ist. Die Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 weist eine
Bestimmungseinheit 5a für das Kompressor-Lastmoment, die weiter unten noch
beschrieben wird, und eine Einheit 5b zur Berechnung der Kompressorkapazität,
wenn die Zuführung von Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor 4 unterbrochen ist,
auf.
Weiter ist die Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 mit der Motor-Regelungseinheit
22 an der Motorseite verbunden, und werden die Signale zwischen diesen
beiden Regelungseinheiten 5 und 22 eingegeben und ausgegeben. Wie gut
bekannt ist, regelt die Motor-Regelungseinheit 22 die Menge der Kraftstoffein
spritzung in den Fahrzeugmotor 4 und die Zündzeitpunkte auf der Grundlage der
Signale von der Gruppe der Sensoren 23 vollständig, die die Betriebszustände
des Fahrzeugmotors 4 feststellen. Die Motor-Regelungseinheit 22 ist mit einer
Regelungseinheit 22a für die Absperrung des Kraftstoffs ausgestattet, die weiter
unten noch beschrieben wird.
Die Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 und die Motor-Regelungseinheit 22 sind
durch einen gemeinsamen Microcomputer oder separate Microcomputer und
deren periphere Schaltkreise gebildet.
Als Nächstes wird nachfolgend die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform
beschrieben. Fig. 3 ist ein Fließdiagramm mit der Darstellung eines grundsätzli
chen Klimatisierungs-Regelungsvorgangs durch die Klimaanlagen-Regelungs
einheit 5. In Schritt S100 werden ein Zeitnehmer und ein Regelungssignal etc.
initialisiert. Dann werden in Schritt S200 verschiedene Signale eingelesen.
Konkret gesprochen liest die Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 die Verdampfer-
Ausblas-Temperatur TE von dem Sensor 18, Sensorsignale, wie beispielsweise
die Innenlufttemperatur TR, die Außenlufttemperatur TAM, die Größe des
Sonnenscheins TS und die Motor-Kühlwassertemperatur TW von der Gruppe
der Sensoren 20 sowie Betriebssignale (Einstellpunkt-Temperatur etc.) von der
Gruppe der Betriebsschalter an der Klimaanlagen-Regelungstafel 21. Durch die
Verbindung zwischen der Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 und der Motor-
Regelungseinheit 22 werden weiter die gegenwärtige Motordrehzahl Ne1, die
dem durch den Fahrgast betätigten Gaspedal entspricht, ein Absperrungssignal
FC für die Zuführung von Kraftstoff und ein Schwellenwert Neo für die Rückstel
lung der Absperrung der Zuführung von Kraftstoff, d. h. für die Beurteilung der
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff, eingelesen.
Hier wird das Absperrungssignal FC für die Zuführung von Kraftstoff von der
Kraftstoff-Absperrung-Regelungeinheit 22a während der Verzögerung des
Fahrzeugs abgegeben, bei der die Größe des Beschleunigerbetriebs Null ist. Der
Schwellenwert Neo zur Beurteilung der Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff ist ein Einstellpunkt-Wert, der vorab eingestellt worden ist, und wird
von der Kraftstoff-Absperrung-Regelungseinheit 22a ausgegeben.
Dann wird eine Vielzahl von Regelungswerten in Schritt S300 berechnet
(erzeugt), um die Klimatisierung automatisch zu regeln. Die Regelungswerte
können in einer Weise berechnet werden, die bekannt ist. Einfach beschrieben
zeigt Fig. 4 schematisch den Berechnungsvorgang in Schritt S300, bei dem die
Ausblas-Solltemperatur TAO die Temperatur der Luft ist, die in den Fahr
gastraum eingeblasen wird, um das Innere des Fahrgastraums auf der Einstell
temperatur Tset, die durch den Fahrgast eingestellt ist, unabhängig von einer
Änderung der thermischen Klimatisierungslast zu halten. Die Ausblas-Solltempe
ratur TAO wird auf der Grundlage der Einstelltemperatur Tset, der Außenluft
temperatur TAM, der Innenlufttemperatur TR und der Größe des Sonnenscheins
TS berechnet.
Die Soll-Blasrate BLW des Gebläses 11 wird auf der Grundlage von TAO
berechnet, und der Soll-Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 14 wird auf der
Grundlage von TAO, der Verdampfer-Ausblastemperatur TE und der Motor-
Kühlwassertemperatur TW berechnet. Weiter wird die Soll-Auslasstemperatur
TEO des Verdampfers 9 auf der Grundlage von TAO, TAM etc. berechnet. Der
Regelungsstrom In für die Kapazitäts-Veränderungseinrichtung 19 wird so
berechnet, dass die reale Verdampfer-Ausblastemperatur TE auf der Ver
dampfer-Soll-Ausblastemperatur TEO aufrechterhalten wird. Bei dieser Ausfüh
rungsform stehen der Regelungsstrom In und der niedrige Druck Ps in dem
Kühlkreis in einer Beziehung, wie in Fig. 2 dargestellt ist; d. h. der niedrige Druck
Ps in dem Kühlkreis nimmt mit Zunahme des Regelungsstroms In ab.
Als Nächstes geht die Verfahrensweise zu Schritt S400 weiter, wo der Zustand
für die Rückstellung der Kraftstoff-Unterbrechung während der Verzögerung des
Fahrzeugs vorausgesagt wird, d. h. das Lastmoment des Kompressors 1 zu der
Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff wird abgeschätzt. Hier
wird die Abschätzung des Lastmoments im Detail beschrieben. Die Verzögerung
des Fahrzeugs nimmt im Allgemeinen nur eine sehr kurze Zeitspanne in
Anspruch. Bei der Klimaanlage für ein Fahrzeug verändert sich daher die
thermische Klimatisierungslast während der Verzögerung des Fahrzeugs nicht
wesentlich. Daher kann das Lastmoment des Kompressors 1 zu dem Augenblick
der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff aus dem Betriebszustand des
Kühlkreises zu der Zeit, zu der das Fahrzeug die Verzögerung begonnen hat,
abgeschätzt werden.
Das heißt, das Lastmoment des Kompressors 1 steht in einer Korrelation zu der
Druckdifferenz zwischen dem hohen Druck Ph und dem niedrigen Druck Ps in
dem Kühlkreis. Je größer die Differenz zwischen dem hohen Druck und dem
niedrigen Druck (Ph - Ps) ist, desto größer ist das Lastmoment des Kompressors
1.
Fig. 5 ist ein Kennliniendiagramm, das die Beziehungen zwischen dem hohen
Druck Ph in dem Kühlkreis, dem Regelungsstrom In für die Kapazitäts-Verän
derungseinrichtung 19 und das Lastmoment des Kompressors 1 dargestellt. Das
Diagramm ist auf der Grundlage von Versuchsdaten, die durch einen realen
Betrieb des Kühlkreises gemessen worden sind, oder auf der Grundlage der
Ergebnisse einer Computersimulation erstellt worden und vorab in dem ROM
eines Microcomputers in der Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 gespeichert
worden.
Wie oben beschrieben nimmt der niedrige Druck Ps in dem Kühlkreis mit der
Zunahme des Regelungsstroms In zu. Daher nimmt das Lastmoment des
Kompressors 1 mit der Zunahme des Regelungsstroms In oder mit der Zunahme
des hohen Drucks Ph zu. Der Zustand der Kompressordrehzahl von Fig. 5 ist die
Kompressordrehzahl, die der Motordrehzahl Neo entspricht, die als Schwellen
wert für die Beurteilung der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff
verwendet wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben, wie die Motordreh
zahl Neo als der Schwellenwert für die Beurteilung bestimmt wird. In Fig. 6 sind
die Linien A und B äquidynamische Linien des Kompressors, entlang der die
Produkte aus Moment und Drehzahl des Kompressors 1 konstant bleiben, wobei
die Linie A das Produkt für den Fall dargestellt, wenn die thermische Klimatisie
rungslast ein Maximum ist, und die Linie B das Produkt für den Fall dargestellt,
wenn die thermische Klimatisierungslast um eine vorbestimmte Größe kleiner als
eine maximale Last ist (während eines Zustandes mit niedriger bis mittlerer
Last).
Die Linie C ist eine Grenzlinie zur Trennung der mangelhaften Zone D von der
günstigen Zone E der Betriebskennlinien des Fahrzeugmotors 4. Hierbei ist die
mangelhafte Zone D der Betriebskennlinien ein Bereich, wo der Motor zum
Stillstand kommen kann oder die NVH-Kennlinien beeinträchtigt sind, und ist die
günstige Zone E ein Bereich, wo der Motor nicht zum Stillstand kommt und die
NVH-Kennlinien nicht beeinträchtigt sind. Wie weit verbreitet bekannt ist, sind die
NVH-Kennlinien Betriebskennlinien, die unter dem Gesichtspunkt von Geräusch
(N), Vibration (V) und Bequemlichkeit bzw. Annehmlichkeit (H) abgeschätzt
werden.
Die Motordrehzahl für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff ist Neo
an dem Schnittpunkt der Linie A und der Linie C, sodass die Motor-Betriebs
kennlinien nicht in die mangelhafte Zone D eintreten, dies sogar dann nicht,
wenn die thermische Klimatisierungslast ein Maximum wird. An dem Schnittpunkt
der Linien A und C wird das Bezugs-Lastmoment des Kompressors, das Neo
entspricht, zu To.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Lastmoment des Kompressors in Schritt S400
abgeschätzt wird, wenn die Motordrehzahl Ne1 ist und die thermische Klimatisie
rungslast eine niedrige bis mittlere Last ist, wird die Drehzahl Ne1 auf der
äquidynamische Linie B des Kompressors aufgetragen, um dabei festzustellen,
dass das Lastmoment des Kompressors T1 ist. Dann steigt das reale Lastmo
ment des Kompressors bei Neo, wenn die Zuführung von Kraftstoff wieder
aufgenommen wird, auf T2 infolge der Eigenschaften auf der Linie B an. Das
heißt, die Motordrehzahl nimmt von Ne1 auf Neo ab und die Kompressordreh
zahl nimmt von Nc1, das Ne1 entspricht, auf Nco, das Neo entspricht, ab,
wodurch die Ausblaskapazität des Kompressors um eine Größe zunimmt, die
der Abnahme der Drehzahl entspricht, und das Lastmoment des Kompressors
von T1 auf T2 zunimmt.
Das Berechnungsprogramm in Schritt S400 dient dazu, das reale Lastmoment
T2 des Kompressors bei Neo zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff aus dem Kennliniendiagramm von Fig. 5 abzuschätzen.
In Fig. 5 ist der hohen Druck Ph auf der Abszisse angegeben, der mittels eines
Drucksensors zum Feststellen des hohen Drucks festgestellt wird, der zu der
Gruppe der Sensoren 20 gehört. Aus den Kennlinien von Fig. 5 wird, wenn Ph =
Pho zu dem Augenblick der Abschätzung des Lastmoments ist und wenn der
Regelungsstrom In, der in Schritt S300 berechnet worden ist, 0,4 A beträgt, aus
dem Schnittpunkt der Kennlinie des Regelungsstroms In = 0,4 A und Pho
abgeschätzt, dass das Lastmoment des Kompressors bei der Motordrehzahl
Neo zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff T2 ist.
Das Kennliniendiagramm (Regelungsplan) von Fig. 5 zeigt Kennlinien bei der
Motordrehzahl Neo zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung des Kraft
stoffs. Aus den Kennlinien der äquidynamischen Linien des Kompressors von Fig.
6 ist zu ersehen, dass eine umgekehrt proportionale Beziehung zwischen dem
Lastmoment des Kompressors und der Motordrehzahl besteht. Wenn es jedoch
ein Diagramm der Lastmoment-Kennlinien des Kompressors bei einer anderen
Motordrehzahl entsprechend zu Fig. 5 gibt, kann das aus dem anderen Kenn
liniendiagramm gefundene Lastmoment des Kompressors mit dem Drehzahlver
hältnis zwischen der anderen Motordrehzahl und der Motordrehzahl Neo zu der
Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff multipliziert werden, um
das Lastmoment des Kompressors bei der Motordrehzahl Neo zu der Zeit der
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff abzuschätzen. Schließlich wird
das Lastmoment des Kompressors bei Neo aus dem Gedankengut basierend
auf einer Formel (1), die weiter unten angegeben wird, abgeschätzt.
Nachdem das Lastmoment des Kompressors in dem Schritt S400 wie oben
beschrieben abgeschätzt worden ist, geht die Verfahrensweise zu Schritt S500
weiter, wo aus dem Kraftstoff-Zuführungs-Absperrungssignal FC beurteilt wird,
ob die Zuführung von Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor 4 unterbrochen wird bzw.
ist. Hierbei wird das Kraftstoff-Zuführung-Absperrungssignal FC von der Kraft
stoff-Absperrungs-Regelungseinheit 22a während der Verzögerung des Fahr
zeugs abgegeben, wobei die Größe der Betätigung des Beschleunigers Null ist.
Wenn die Motordrehzahl auf einen Schwellenwert Neo zur Beurteilung abnimmt,
wird das Kraftstoff-Zuführungs-Absperrungssignal FC zurückgestellt, und wird
die Absperrung der Zuführung von Kraftstoff zurückgestellt, d. h. die Zuführung
von Kraftstoff wird wieder aufgenommen.
Wenn die Zuführung von Kraftstoff in Schritt S500 unterbrochen wird, geht die
Verfahrensweise zu Schritt S600 weiter, wo beurteilt wird, ob der oben genannte
Schätzwert (beispielsweise T2) des Lastmoments des Kompressors mit dem
oben genannte Bezugswert To zusammenpasst (Fig. 6). Hierbei ist der Bezugs
wert To nicht strikt ein einzelner Punkt, sondern liegt er über einem Bereich, der
in einem gewissen Ausmaß weiter ist. Weiter ist der Schätzwert ein Wert, der
zuletzt aktualisiert worden ist und der praktisch als ein Wert zu der Zeit betrach
tet werden kann, wenn der Vorgang für das Absperren der Zuführung von
Kraftstoff begonnen worden ist.
Wenn der Schätzwert des Lastmoments des Kompressors mit dem Bezugswert
To nicht zusammenpasst, wird ein unabhängiger Vorgang in Schritt S700 zur
Regelung der Kapazität durchgeführt, während der Kraftstoff während der
Verzögerung unterbrochen ist. Konkret versprochen wird, wenn der Schätzwert
T2 kleiner als der Bezugswert To ist, der Regelungsstrom In, der dem Bezugs
wert To entspricht, aus dem Kennliniendiagramm von Fig. 5 ausgewählt. Das
heißt, wenn Ph = Pho ist, wie oben beschrieben worden ist, wird In = 0,8 A aus
dem Schnittpunkt von Pho und To ausgewählt. Dann nimmt der Sollwert des
niedrigen Drucks Ps nach dem Kennliniendiagramm in Fig. 2 ab, und nimmt die
Ausblaskapazität des Kompressors zu.
Das heißt, wenn der Schätzwert kleiner als der Bezugswert To zu der Zeit der
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff ist, gibt es einen Rand bei dem
Leistungsmoment des Motors 4. In diesem Fall wird daher das Lastmoment des
Kompressors (d. h. die Ausblaskapazität) auf den Level des Bezugswertes To
erhöht, der dem maximalen Moment entspricht, das nach den Motor-Betriebs
kennlinien zugelassen ist. Eine Erhöhung des Lastmoments des Kompressors
(d. h. der Ausblaskapazität) auf den Level des Bezugswertes To macht es
möglich, Energie während der Verzögerung zurückzugewinnen, um die Kühlmit
tel-Ausblasrate des Kompressors zu erhöhen und das Kühlvermögen des
Kühlkreises (des Verdampfers 9) zu vergrößern.
Es ist daher zulässig, zwangsweise die Temperatur des Verdampfers während
der Verzögerung herabzusetzen, um die Wirkung für das Sammeln der Kühle zu
erreichen. Wenn die normale Fahrweise nach der Beschleunigung wiederaufge
nommen wird, wird die Periode verlängert, während der die Kühlmittel-Ausblas
rate des Kompressors klein gehalten wird, der Kompressor mit verminderter Kraft
angetrieben wird und die Wirksamkeit des Kraftstoffs verbessert ist. Wenn der
Schätzwert den Bezugswert To infolge einer besonderen Ursache, die norma
lerweise nicht auftritt, überschreitet, wird der Regelungsstrom In auf einen Level,
der dem Bezugswert To entspricht, herabgesetzt. Dies vermeidet vorab das
Auftreten, dass die Motor-Betriebskennlinien in die mangelhafte Zone D von Fig.
5 infolge eines Übermaßes des Lastmoments des Kompressors eintreten,
während die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen ist, was bewirkt, dass der
Motor anhält oder die NVH-Eigenschaften beeinträchtigt werden.
Wie oben beschrieben worden ist, wird ein unabhängiger Vorgang in Schritt
S700 zur Regelung der Kapazität durchgeführt, während die Zuführung von
Kraftstoff während der Verzögerung unterbrochen ist. Dementsprechend werden
die Motor-Betriebskennlinien (das Antriebsvermögen) durch die Unterbrechung
der Zuführung von Kraftstoff nicht beeinträchtigt, und wird die Effizienz des
Kraftstoffs verbessert.
Wenn andererseits der Schätzwert des Lastmoments des Kompressors mit dem
oben angegebenen Bezugswert To in Schritt S600 zusammenpasst, geht die
Verfahrensweise zu Schritt S800 weiter, um die augenblickliche Kapazitätsrege
lung aufrechtzuerhalten. Das heißt, das Zusammenpassen des Schätzwertes
und des Bezugswertes To bedeutet, dass der augenblickliche Zustand der
Regelung der Kapazität für den Zustand zu der Zeit der Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff geeignet ist. Daher wird der Strom In für die Regelung
der Kapazität unverändert aufrechterhalten.
Wenn in Schritt S500 beurteilt wird, dass die Zuführung von Kraftstoff nicht
unterbrochen ist, geht die Verfahrensweise zu Schritt S900 weiter, wo die
Kapazitätsregelung während des normalen Betriebs gewählt wird, d. h. die
Kapazität wird durch den Regelungsstrom In, der in Schritt S300 berechnet
worden ist, geregelt. Konkret gesprochen wird, wenn TE größer als TEO wird,
der Regelungsstrom In erhöht, um die Ausblaskapazität zu vergrößern und den
niedrigen Druck Ps herabzusetzen. Wenn im Gegensatz hierzu TE kleiner als
TEO wird, wird der Regelungsstrom In herabgesetzt, um die Ausblaskapazität
herabzusetzen und den niedrigen Druck Ps zu erhöhen. Daher wird die Ausblas
kapazität so geregelt, dass die reale Verdampfer-Ausblastemperatur TE auf der
Verdampfer-Soll-Ausblastemperatur TEO aufrechterhalten wird.
In Schritt S1000 werden mehrere Regelungswerte von Schritt S300 und der
Regelungsstrom In, der in den Schritten S700 bis S900 schließlich bestimmt
worden ist, an verschiedene Einrichtungen zur automatischen Regelung der
Klimatisierung (zur Regelung der Kapazität des Kompressors 1, zur Regelung
der Ausblasrate des Gebläses 11, zur Regelung des Öffnungsgrades der
Luftmischklappe 14 etc.) ausgegeben.
Wie aus dem Kennliniendiagramm von Fig. 5 ersichtlich ist, kann der Rege
lungsstrom In bei dem hohen Druck Ph = Pho als In = 0,8 A direkt aus dem
Schnittpunkt von To und Pho aufgefunden werden. Entsprechend können die
Regelungsvorgänge der Schritte S600 bis S800 miteinander kombiniert werden,
um die Kapazität zu regeln, während die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen
ist.
Weiter kann die Abschätzung des Lastmoments des Kompressors in Schritt
S400 in Wirklichkeit zu dem Augenblick durchgeführt werden, wenn die Zufüh
rung von Kraftstoff im Begriff steht, unterbrochen zu werden. Daher ist es
zulässig, das Lastmoment des Kompressors in Schritt S400 abzuschätzen,
nachdem in Schritt S500 beurteilt worden ist, dass die Zuführung von Kraftstoff
unterbrochen ist.
Die erste Ausführungsform macht von dem Kompressor 1 mit von außen
veränderbarer Kapazität (mit Regelung des niedrigen Drucks) Gebrauch, der zur
Vergrößerung und Verkleinerung der Ausblaskapazität geeignet ist, sodass der
niedrige Druck Ps auf einem Sollwert des niedrigen Drucks Ps aufrechterhalten
wird, der, wie in Fig. 2 dargestellt ist, durch den Regelungsstrom In eingestellt
ist, der in der Kapazitäts-Veränderungseinrichtung 19 fließt. Die zweite Ausfüh
rungsform macht von dem Kompressor 1 mit von außen veränderbarer Kapazität
(mit Regelung der Ausblaskapazität) Gebrauch, der zur Vergrößerung und
Verkleinerung der Ausblaskapazität geeignet ist, sodass die Ausblasrate des
Kompressors (die Strömungsrate je Zeiteinheit) auf einer Soll-Strömungsrate
Gro aufrechterhalten wird, die, wie in Fig. 7 dargestellt ist, durch den Regelungs
strom In eingestellt wird, der in der Kapazitäts-Veränderungseinrichtung 19 fließt.
Konkreter beschrieben ist der Kompressor 1 mit von außen veränderbarer
Kapazität mit Regelung der Ausblasrate gemäß der zweiten Ausführungsform
mit einer Drosseleinheit an der Ausgangsseite ausgestattet. Die Druckdifferenz,
die zwischen vor und hinter der Drosseleinheit auftritt, steht in einer proportio
nalen Beziehung zu der Ausblasrate. Daher wird, wenn die Ausblaskapazität
vergrößert oder verkleinert wird, sodass die Druckdifferenz, die zwischen vor und
hinter der Drosseleinheit auftritt, gleich einer Soll-Druckdifferenz wird, dann die
Ausblasrate des Kompressors auf der Soll-Strömungsrate Gro aufrechterhalten.
Daher ist die Volumen-Veränderungseinrichtung 19 mit einer elektromagneti
schen Einrichtung ausgestattet, deren elektromagnetische Kraft durch den
Regelungsstrom In bestimmt wird, und wird die elektromagnetische Kraft, die der
Soll-Druckdifferenz entspricht, durch die elektromagnetische Einrichtung
bestimmt. Die Kapazität-Veränderungseinrichtung 19 ist weiter mit einer Ven
tileinrichtung ausgestattet, die den Ventil-Öffnungsgrad vergrößert oder verklei
nert, was einem Ausgleich zwischen der elektromagnetischen Kraft, die der Soll-
Druckdifferenz entspricht, und der Kraft infolge der Druckdifferenz, die zwischen
vor und hinter der Drosseleinheit auftritt, beruht.
Durch Regelung des Drucks in der Taumelscheibenkammer, die auf der Vergrö
ßerung oder Verkleinerung des Öffnungsgrades der Ventileinrichtung beruht, ist
es möglich, den Winkel der Neigung der Taumelscheibe zu verändern und die
Ausblaskapazität des Kompressors über einem Bereich von etwa 0% bis 100%
kontinuierlich zu verändern.
Wenn bei dem Kompressor 1 mit von außen veränderbarer Kapazität mit
Regelung der Ausblasrate keine Änderung des thermischen Lastzustandes des
Fahrzeugs oder der Einstelltemperatur Tset, die durch den Insassen eingestellt
wird, vorliegt, wird die Soll-Strömungsrate Gro konstant aufrechterhalten. In dem
Bereich, wo die Kapazität verändert werden kann, wird daher die Ausblasrate
des Kompressors unabhängig von einer Änderung der Drehzahl konstant
aufrechterhalten. Das heißt, wenn die Kompressor-Drehzahl ablehnt den, nimmt
die Ausblaskapazität des Kompressors zu, um die Ausblasrate konstant auf
rechtzuerhalten. Insbesondere findet die Verzögerung des Fahrzeugs nur
während einer kurzen Zeitspanne statt, und ist eine Änderung des thermischen
Lastzustandes des Fahrzeugs vernachlässigbar klein. Es kann daher in Betracht
gezogen werden, dass die Ausblasrate des Kompressors während der Verzöge
rung des Fahrzeugs konstant bleibt.
Die Ausblasrate des Kompressors wird durch das Produkt Ausblaskapazität mal
Drehzahl bestimmt, und es gibt eine als eins-zu-eins Beziehung zwischen der
Ausblaskapazität und dem Lastmoment des Kompressors. Wenn das Lastmo
ment des Kompressors zu dem Augenblick der Abstimmung des Lastmoments
des Kompressors (zu dem Augenblick, wenn die Unterbrechung des Kraftstoffs
für die Verzögerung des Fahrzeugs begonnen wird) mit T1 bezeichnet wird, die
Kompressor-Drehzahl, die der Motor-Drehzahl N1 zu diesem Augenblick ent
spricht, mit Nc1 bezeichnet wird, die Kompressor-Drehzahl, die der Motor-
Drehzahl Neo zu dem Augenblick, wenn die Zuführung von Kraftstoff wieder
aufgenommen wird, mit Nco bezeichnet wird und das abgeschätzte Lastmoment
zu diesem Augenblick mit T2 bezeichnet wird, gilt dann die nachfolgende Formel
(1):
T1 × Nc1 = Nco × T2 → T2 = T1 × (Nc1/Nco) (1)
In der obigen Formel (1) sind N1 und Nco bekannte Daten, die durch eine
Verbindung mit der Motor-Regelungseinheit 22 erhalten werden. Das Lastmo
ment T1 wird aus der Ausgabe eines Sensors erhalten, der direkt das Lastmo
ment des Kompressors feststellt, oder indirekt aus den Betriebszuständen des
Kühlkreises abgeschätzt.
Hierbei kann der Sensor, der das Lastmoment des Kompressors direkt feststellt,
ein Verwindungs-Detektorelement sein, das die Verwindung in der Scherrichtung
verursacht durch das Moment in der Kompressordrehwelle in eine Änderung der
elektrischen Eigenschaften umwandelt. Als ein Verfahren zur indirekten Ab
schätzung des Lastmoments des Kompressors kann beispielhaft angegeben
werden ein Verfahren der Abschätzung des Lastmoments des Kompressors auf
der Grundlage der Differenz zwischen dem hohen Druck und dem niedrigen
Druck in dem Kühlkreis etc., wie zuvor beschrieben worden ist.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wie oben beschrieben kann das Lastmo
ment des Kompressors zu dem Augenblick der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff in Schritt S400 in Fig. 3 entsprechend der oben angegebenen
Formel (1) abgeschätzt werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird weiter der Vorgang der Regelung der
Kapazität in Schritt S700 in Fig. 3 in der unten beschriebenen Weise durchge
führt.
Bei dem Kompressor 1 mit von außen veränderbarer Kapazität mit Regelung der
Ausblasrate, dies gemäß der zweiten Ausführungsform, bleibt die Ausblasrate Gr
des Kompressors während der kurzen Zeitspanne der Verzögerung des Fahr
zeugs konstant, und ändert sie sich proportional zu dem Regelungsstrom In, wie
in Fig. 7 dargestellt ist. Zu der Zeit der Unterbrechung der Zuführung von
Kraftstoff infolge der Verzögerung des Fahrzeugs und zu der Zeit der Wieder
aufnahme der Zuführung von Kraftstoff können daher die Regelungsströme In
durch die folgende Formel (2) ausgedrückt werden:
In1 α Gr1 α (T1 × Nc1)
In2 α Gr2 α (T2 × Nc2)
Gr1 = Gr2 (2)
In2 α Gr2 α (T2 × Nc2)
Gr1 = Gr2 (2)
In der obigen Formel (2) bezeichnet der Zusatz "1" den Zeitpunkt der Unterbre
chung der Zuführung von Kraftstoff, und bezeichnet der Zusatz "2" den Zeitpunkt
der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff. Daher nimmt Nc2 den
gleichen Wert wie Nco in der Formel (1) an.
Aus der Formel (2) kann der Regelungsstrom In2 für die Regelung der Kapazität
zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff als durch die
nachfolgende Formel (3) angegeben ausgedrückt werden:
In2 = In1 × (T2 × Nc2)/(T1 × Nc1) (3)
Hier kann das Lastmoment des Kompressors zu der Zeit, wenn die Unterbre
chung der Zuführung von Kraftstoff zurückgestellt wird, auf den Bezugswert To
erhöht werden, der ein maximal zulässiger Wert ist. Daher kann der Regelungs
strom Ino zum Ausgleichen des Schätzwertes T2 des Lastmoments des Kom
pressors zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff auf den
Bezugswert To wie durch die nachfolgende Formel (4) angegeben ausgedrückt
werden:
Ino = In1 × (To × Nc2)/(T1 × Nc1) (4)
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird, wenn der Schätzwert T2 des
Lastmoments des Kompressors zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff kleiner als der Bezugswert To bei der Regelung der Kapazität in
Schritt S700 in Fig. 3 ist, der Regelungsstrom In auf den Level von Ino erhöht,
um die Ausblaskapazität zu vergrößern, wodurch die Ausblasrate Gr des
Kompressors vergrößert wird. In dem Fall, dass der Schätzwert T2 den Bezugs
wert To infolge irgendeiner besonderen Ursache überschreitet, wird der Rege
lungsstrom In auf den Level von Ino herabgesetzt, um die Ausblaskapazität
herabzusetzen, wodurch die Ausblasrate Gr des Kompressors herabgesetzt
wird.
Durch Regelung der Kapazität wie oben beschrieben zeigt die zweite Ausfüh
rungsform ebenfalls die gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie diejenigen
bei der ersten Ausführungsform.
Bei der oben angegebenen ersten und zweiten Ausführungsform wird das
Lastmoment des Kompressors zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff in Schritt S700 den Fig. 3 abgeschätzt, und wird der Regelungs
strom in berechnet, sodass der Schätzwert zu dem Bezugswert To wird. Gemäß
der dritten Ausführungsform wird der Regelungsstrom In mittels einer anderen
Verfahrensweise berechnet.
Fig. 8 zeigt den Regelungsvorgang in Schritt S700 gemäß der dritten Ausfüh
rungsform. In Schritt S710 wird zuerst die Beziehung zwischen den Größen des
Schätzwertes des Lastmoments des Kompressors und des Bezugswertes To
beurteilt. Wenn der Schätzwert klein ist, geht die Verfahrensweise zu Schritt
S720 weiter, um den Regelungsstrom In um einen vorbestimmtes Verhältnis
(beispielsweise um 10%) von dem augenblicklichen Regelungsstrom zu der Zeit
der Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff zu vergrößern, um hierdurch die
Ausblaskapazität des Kompressors zu vergrößern.
Wenn der Schätzwert des Lastmoments des Kompressors größer als der
Bezugswert To infolge einer besonderen Ursache ist, geht die Verfahrensweise
zu Schritt S730 weiter, wo der Regelungsstrom In um einen vorbestimmtes
Verhältnis (beispielsweise um 10%) von dem augenblicklichen Regelungsstrom
zu der Zeit der Unterbrechung der Zuführung von Kraftstoff verringert wird, um
die Ausblaskapazität des Kompressors zu verkleinern.
Fig. 9 zeigt den Regelungsvorgang in Schritt S700 gemäß einer vierten Ausfüh
rungsform, wobei die Abszisse die Abweichung zwischen dem Bezugswert To
und dem Schätzwert des Lastmoments des Kompressors angibt und die Koordi
nate das Verhältnis der Korrektur des Regelungsstrom In angibt. Die linke Seite
von "0" auf der Abszisse in Fig. 9 ist ein positiver Bereich der Abweichung
(Bezugswert To < Schätzwert), und die rechte Seite von "0" auf der Abszisse ist
ein negativer Bereich der Abweichung (Bezugswert To < Schätzwert).
Die Kennlinien in Fig. 9 sind vorab in der Form eines Plans eingestellt und in
einem Speichermittel (beispielsweise ROM) eines Computers gespeichert. Das
heißt, das Verhältnis der Korrekturen wird aus der Abweichung zwischen dem
Bezugswert To und dem Schätzwert des Lastmoments des Kompressors
gefunden, und der augenblickliche Regelungsstrom zu der Zeit der Unterbre
chung der Zuführung von Kraftstoff wird mit dem Verhältnis der Korrektur
multipliziert, um den Regelungsstrom In zu berechnen, der korrigiert worden ist.
Die Kapazität wird mittels des korrigierten Regelungsstroms In geregelt.
Gemäß dem Regelungsvorgang, der von dem Plan von Fig. 9 Gebrauch macht,
werden die Regelungsvorgänge in den Schritten S600, S700 und S800 von Fig.
3 in Kombination miteinander durchgeführt, um das Verhältnis der Korrektur zu
vergrößern oder zu verkleinern.
Bei jeder oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform wird das
Lastmoment des Kompressors zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff abgeschätzt, und wird die Ausblaskapazität des Kompressors in
Abhängigkeit von dem Schätzwert verändert. Die Ausblaskapazität des Kom
pressors wird verändert, um die Ausblasrate des von dem Kompressor 1 aus
ausgeblasenen Kühlmittels zu verändern (um die Strömungsrate je Zeiteinheit zu
verändern). Hierbei kann die Ausblasrate durch das Produkt von Ausblaskapa
zität des Kompressors 1 und Drehzahl des Kompressors ausgedrückt werden.
Es ist daher auch zulässig, die Ausblasrate des von dem Kompressor 1 aus
ausgeblasenen Kühlmittels durch Verwendung des Kompressors 1 mit festge
legter Ausblasrate zu verändern, indem eine Geschwindigkeits-Veränderungs
einrichtung, die in der Lage ist, das Geschwindigkeits-Änderungsverhältnis
kontinuierlich oder in einer Vielzahl von Schritten zu verändern, zwischen dem
Kompressor 1 und dem Motor 4 zwischengeschaltet wird und indem das
Geschwindigkeits-Änderungsverhältnis der Geschwindigkeits-Veränderungsein
richtung verändert wird.
Konkret gesprochen wird in dem Fall, dass das Geschwindigkeits-Änderungs
verhältnis gleich der Division der Kompressor-Drehzahl (Ausgangs-Drehzahl)
durch die Motor-Drehzahl (Eingangs-Drehzahl) ist, wird das Geschwindigkeits-
Änderungsverhältnis vergrößert, wenn gewünscht wird, den Regelungsvorgang
für die Vergrößerung der Ausblaskapazität des Kompressors bei der oben
angegebenen ersten bis vierten Ausführungsform durchzuführen, und wird
umgekehrt das Geschwindigkeits-Änderungsverhältnis verkleinert, wenn
gewünscht wird, den Regelungsvorgang für die Verkleinerung der Ausblaskapa
zität des Kompressors bei der oben angegebenen ersten bis vierten Ausfüh
rungsform durchzuführen, um hierdurch die gleiche Funktion und die gleiche
Wirkung wie diejenigen bei der oben angegebenen ersten bis vierten Ausfüh
rungsform zu erreichen.
Bei der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform wird das
Lastmoment des Kompressors zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff abgeschätzt, und wird die Ausblaskapazität des Kompressors
(oder das Geschwindigkeits-Änderungsverhältnis der Geschwindigkeits-Verän
derungseinrichtung für den Antrieb des Kompressors) in Abhängigkeit von dem
Schätzwert geändert. Gemäß einer fünften Ausführungsform wird jedoch das
Lastmoment des Kompressors zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff abgeschätzt, und wird der Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff in Abhängigkeit von dem Schätzwert verändert.
Nachfolgend wird die fünfte Ausführungsform unter besonderer Beachtung der
Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform beschrieben. Fig. 10 ist ein
Diagramm mit der Darstellung des gesamten Aufbaus gemäß der fünften
Ausführungsform, wobei eine Motor-Regelungseinheit 20 mit einer Korrekturein
heit 22b für die Unterbrechung des Kraftstoffs zusätzlich zu der Regelungsein
heit 22a für die Unterbrechung des Kraftstoffs ausgestattet ist. Die Korrekturein
heit 22b korrigiert den Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff (den Zeitpunkt für die Rückstellung der Absperrung der Zuführung von
Kraftstoff) in Abhängigkeit von der Ausgabe der Abschätzungseinheit 5a für das
Kompressor-Lastmoment in der Klimaanlagen-Regelungseinheit 5.
Fig. 11 ist ein Fließdiagramm mit der Darstellung des Regelungsvorgangs
gemäß der fünften Ausführungsform, wobei gleiche Bereiche wie diejenigen von
Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ihre Beschreibung
jedoch nicht wiederholt wird. In Schritt S300 werden verschiedene Regelungs
werte in der gleichen Weise wie in Schritt S300 in Fig. 3 berechnet. Durch
Verwendung des Regelungsstroms In, der in Schritt S300 berechnet worden ist,
als endgültigem Wert wird der Regelungsvorgang zur Regelung der Kapazität
des Kompressors 1 (der Regelungsvorgang für die Regelung der Kapazität bei
normalem Betrieb in Schritt S900 in Fig. 3) durchgeführt.
In Schritt S700a in Fig. 11 wird der Zeitpunkt der Wiederaufnahme der Zufüh
rung von Kraftstoff einzig gemäß der fünften Ausführungsform geregelt. Konkret
gesprochen wird der Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff für die Korrektur in der unten beschriebenen Weise geregelt.
Wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, kann in Betracht
gezogen werden, dass die Leistung für den Antrieb des Kompressors (Moment ×
Drehzahl) während der Verzögerung, die während einer nur kurzen Zeitspanne
andauert, konstant aufrechtzuerhalten. In Fig. 6 kann daher, wenn das augen
blickliche Kompressor-Lastmoment zu der Zeit der Abschätzung T1 ist, die
Kompressor-Drehzahl Nc1 ist und die äquidynamische Linie B des Kompressors
Anwendung finden kann, dann das Grenz-Lastmoment des Kompressors, das es
gestattet, dass die Betriebskennlinien des Motors 4 in dem günstigen Bereich E
aufrechterhalten werden, zu To' aus dem Schnittpunkt der Linien B und C
berechnet werden.
Das heißt, durch Einstellen bzw. Auswählen der Kennlinien von Fig. 6 vorab und
Speichern derselben in einem Speichermittel (ROM) eines Computers ist es
möglich, die äquidynamische Linie B des Kompressors aus dem augenblickli
chen Kompressor-Lastmoment T1 und der Kompressor-Drehzahl Nc1 zu den
Zeitpunkt der Abschätzung auszuwählen und das Grenz-Lastmoment To' des
Kompressors aus dem Schnittpunkt der Linien B und C zu berechnen.
Auf der Grundlage des Grenz-Lastmoments To' des Kompressors, das berech
net worden ist, kann die entsprechende Motordrehzahl zu Neo' aus den Kennli
nien B und C von Fig. 6 gefunden werden. Die Motor-Drehzahl Neo' ist um eine
vorbestimmte Drehzahl Nα niedriger als die Motordrehzahl Neo, die dem
Bezugswert To entspricht, der auf der Grundlage der äquidynamischen Linie A
des Kompressors zu der Zeit der maximalen Klimatisierungslast bestimmt wird,
wobei die vorbestimmte Drehzahl Nα die Größe für die Korrektur des Zeitpunkts
für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in Schritt S700a ist.
Die Motor-Regelungseinheit 22 stellt eine unterbrochene Regelung ein, die zu
einem vorbestimmten Zeitintervall während der Regelungsroutine durchgeführt
wird, liest die Motordrehzahl Neo', die in Schritt S700a berechnet worden ist, in
einer Weise der unterbrochenen Regelung, stellt die Unterbrechung der Zufüh
rung von Kraftstoff bei der Motordrehzahl Neo' zurück und nimmt die Zuführung
von Kraftstoff wieder auf.
Wenn das in Schritt S400 abgeschätzte Lastmoment des Kompressors den
Bezugswert To überschreitet, infolge irgendeiner besonderen Ursache, die
üblicherweise nicht auftritt, wird die Motordrehzahl (die höher als Neo ist), die
aus dem Schnittpunkt des Schätzwertes und der Linie C gefunden wird, als die
korrigierte Motordrehzahl Neo' verwendet, wird die Unterbrechung des Kraftstoffs
zu einem frühen Zeitpunkt zurückgestellt, wobei auf die Motordrehzahl Neo'
Bezug genommen wird, und wird die Zuführung von Kraftstoff wieder aufge
nommen. Dies vermeidet vorab das Auftreten, dass die Motor-Betriebskennlinien
in die mangelhafte Zone D in Fig. 5 eintreten, während die Kraftstoffzuführung
infolge eines zu großen Lastmoments des Kompressors unterbrochenen ist bzw.
wird, und als Folge, dass der Motor stillsteht oder die NVH-Kennlinien beein
trächtigt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird daher, wenn es noch einen Rand der
Motorleistung gibt, die Motordrehzahl zu der Zeit, wenn die Zuführung von
Kraftstoff wiederaufgenommen wird, um eine vorbestimmte Größe Nα herabge
setzt, wodurch die Unterbrechung des Kraftstoffs für eine verlängerte Zeitspanne
aufrechterhalten wird, um den Verbrauch von Kraftstoff herabzusetzen. Gleich
zeitig wird, weil die Größe für die Korrektur des Zeitpunkts für die Wiederauf
nahme der Zuführung von Kraftstoff auf der Grundlage des Grenz-Lastmoment
To' des Kompressors bestimmt wird, was es möglich macht, dass die Betriebs
kennlinien des Motors 4 in der günstigen Zone E aufrechterhalten werden, die
Beeinträchtigung der Motor-Betriebskennlinien (des Antriebsvermögens), die mit
der Unterbrechung des Kraftstoffs verbunden ist, zuverlässig verhindert.
Der Regelungsvorgang für die Korrektur des Zeitpunkts für die Wiederaufnahme
der Zuführung von Kraftstoff gemäß der fünften Ausführungsform ist von dem
System zur Regelung der Kapazität des Kompressors 1 unabhängig. Bei der
fünften Ausführungsform kann jedoch das System für die Regelung der Kapazi
tät des Kompressors 1 entweder das System der ersten Ausführungsform oder
das System der zweiten Ausführungsform sein. Die fünfte Ausführungsform kann
in gleicher Weise sogar dadurch durchgeführt werden, dass die Ausblaskapazität
des Kompressors 1 konstant aufrechterhalten wird und das der Kompressor 1
mit feststehender Kapazität intermittierend betrieben wird, um die Fähigkeit des
Kompressors 1 zu verändern.
Bei der oben angegebenen fünften Ausführungsform wird der Zeitpunkt für die
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in Schritt S700a in Fig. 11 korri
giert, um das Grenz-Lastmoment To' des Kompressors zu erreichen, was es
noch möglich macht, dass die Betriebskennlinien des Motors 4 in dem günstigen
Bereich E liegen. Gemäß der sechsten Ausführungsform wird jedoch der
Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff mittels einer
anderen Verfahrensweise korrigiert.
Fig. 12 zeigt den Regelungsvorgang in Schritt S700a gemäß der sechsten
Ausführungsform. In Schritt S710a wird zuerst die Beziehung zwischen den
Größen des Schätzwertes und des Bezugswertes To des Lastmoments des
Kompressors beurteilt. Wenn der Schätzwert klein ist, geht die Verfahrensweise
zu Schritt S720a weiter, wo die Motordrehzahl Neo zu der Zeit der Wiederauf
nahme der Zuführung von Kraftstoff um eine vorbestimmte Größe (beispiels
weise um 100 Upm) herabgesetzt wird, um die Zeitspanne zu verlängern, in der
der Kraftstoff abgesperrt bleibt.
Wenn das abgeschätzte Lastmoment des Kompressors größer als der Bezugs
wert To, infolge irgendeiner Ursache, ist, geht die Verfahrensweise zu Schritt
S730a weiter, wo die Motordrehzahl Neo zu der Zeit der Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff um eine vorbestimmte Größe beispielsweise um 100
Upm) erhöht wird, um vorab die Unterbrechung des Kraftstoffs zurückzustellen.
Fig. 13 zeigt den Regelungsvorgang in Schritt S700a gemäß einer siebten
Ausführungsform, wobei die Abszisse die Abweichung zwischen dem Bezugs
wert To und dem Schätzwert des Lastmoments des Kompressors angibt und die
Ordinate die Größe der Korrektur der Motordrehzahl Neo zu der Zeit der Wie
deraufnahme der Zuführung von Kraftstoff angibt. Die Abweichung entlang der
Abszisse von Fig. 13 wird in der gleichen Weise wie diejenige von Fig. 9 ausge
drückt.
Die Kennlinien von Fig. 13 werden vorab in der Form eines Plans eingestellt
bzw. ausgewählt und in einem Speichermittel (beispielsweise ROM) eines
Computers gespeichert. Das heißt, die Größe der Korrektur der Motordrehzahl
Neo wird aus einer Abweichung zwischen dem Bezugswert To und dem Schätz
wert des Lastmoments des Kompressors gefunden und für die Korrektur der
Motordrehzahl Neo auf der Grundlage zu der Zeit der Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff bestimmt auf der Grundlage des Bezugswertes To des
Lastmoments des Kompressors verwendet. Daher zeigt die siebte Ausfüh
rungsform ebenfalls die gleiche Funktion und Wirkung wie diejenigen der fünften
Ausführungsform.
In Fig. 1, die den gesamten Aufbau der ersten Ausführungsform zeigt, ist die
Klimaanlagen-Regelungseinheit 5 mit der Abschätzungseinheit 5a für das
Kompressor-Lastmoment und mit der Einheit 5b zur Berechnung der Kapazität,
wann der Kraftstoff abgesperrt wird, ausgestattet. Stattdessen kann jedoch die
Motor-Regelungseinheit 22 mit der Abschätzungseinheit 5a für das Kompressor-
Lastmoment und mit der Einheit 5b zur Berechnung der Kapazität, wann in der
Kraftstoff abgesperrt wird ausgestattet, sein. In gleicher Weise kann in Fig. 10,
die den gesamten Aufbau der fünften Ausführungsform zeigt, die Motor-Rege
lungseinheit 22 mit der Abschätzungseinheit 5a für das Kompressor-Lastmoment
ausgestattet sein.
Die oben angegebenen Ausführungsformen machen alle von dem Kraftstoff-
Absperrungssignal FC Gebrauch, das von der Motor-Regelungseinheit 22
abgegeben wird. Es ist jedoch auch möglich, ein Signal der Kraftstoff-Einsprit
zungsgröße von der Motor-Regelungseinheit 22 zu erhalten und eine Beurteilung
durchzuführen, dass die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen ist, wenn die
Größe der Einspritzung von Kraftstoff kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Zwar ist die Erfindung unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen,
die zum Zweck der Darstellung ausgewählt worden sind, beschrieben worden,
jedoch ist ersichtlich, dass zahlreiche Modifikationen durch den Fachmann
durchgeführt werden können, ohne das Grundkonzept und den Umfang der
Erfindung zu verlassen.
Claims (12)
1. Klimaanlage für Fahrzeuge, die die Zuführung von Kraftstoff zu einem
Fahrzeugmotor (4) in vorbestimmten Zuständen während der Verzögerung des
Fahrzeugs unterbricht, umfassend:
einen Kompressor (1), der durch den Fahrzeugmotor (4) angetrieben ist, um ein Kühlmittel in einem Kühlkreis zu komprimieren und auszublasen;
ein Ausblasraten-Veränderungsmittel (19) zum Verändern der Ausblasrate des Kompressors (1); und
ein Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) zum Abschätzen einer physikali schen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff, nachdem die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen worden ist; wobei
die Ausblasrate des Kompressors (1) durch Regelung mittels des Ausblasraten- Veränderungsmittels (19) in Abhängigkeit von dem Schätzwert der physikali schen Größe, die von dem Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) abgegeben wird, verändert wird.
einen Kompressor (1), der durch den Fahrzeugmotor (4) angetrieben ist, um ein Kühlmittel in einem Kühlkreis zu komprimieren und auszublasen;
ein Ausblasraten-Veränderungsmittel (19) zum Verändern der Ausblasrate des Kompressors (1); und
ein Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) zum Abschätzen einer physikali schen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff, nachdem die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen worden ist; wobei
die Ausblasrate des Kompressors (1) durch Regelung mittels des Ausblasraten- Veränderungsmittels (19) in Abhängigkeit von dem Schätzwert der physikali schen Größe, die von dem Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) abgegeben wird, verändert wird.
2. Klimaanlage für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei ein Bezugswert, der mit
dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand
der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff eingestellt wird und wobei die
Ausblasrate des Kompressors (1) so geändert wird, dass sich der Schätzwert
der physikalischen Größe dem Bezugswert annähert.
3. Klimaanlage für Fahrzeuge nach Anspruch 2, wobei der Bezugswert das
Lastmoment des Kompressors zu der Zeit der Wiederaufnahme der Zuführung
von Kraftstoff in dem Zustand der maximalen Klimatisierungslast ist.
4. Klimaanlage für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei der Bezugswert, der mit
dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand
der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff eingestellt wird und wobei die
Ausblasrate des Kompressors (1) während des Regelungsvorgangs für das
Absperren der Zuführung von Kraftstoff vergrößert wird, um größer als die
Ausblasrate zu sein zu der Zeit, wenn der Regelungsvorgang für das Absperren
der Zuführung von Kraftstoff begonnen wird in dem Fall, dass der Schätzwert der
physikalischen Größe kleiner als der Bezugswert ist, und die Ausblasrate des
Kompressors (1) während des Regelungsvorgangs für das Absperren der
Zuführung von Kraftstoff verkleinert wird, um kleiner als die Ausblasrate zu sein
zu der Zeit, wenn der Regelungsvorgang für das Absperren der Zuführung von
Kraftstoff begonnen wird in dem Fall, dass der Schätzwert der physikalischen
Größe größer als der Bezugswert ist.
5. Klimaanlage für Fahrzeuge nach Anspruch 4, wobei in dem Fall, dass der
Schätzwert der physikalischen Größe kleiner als der Bezugswert ist, die Aus
blasrate des Kompressors (1) während des Regelungsbetriebs für die Absper
rung der Zuführung von Kraftstoff zwangsweise zu der maximalen Ausblasrate
gemacht wird.
6. Klimaanlage für Fahrzeuge nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
das Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) die physikalische Größe auf der
Grundlage der physikalischen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors
(1) und der Drehzahl des Kompressors (1) in einer Beziehung steht zu der Zeit,
wenn der Regelungsvorgang für die Absperrung der Zuführung von Kraftstoff
begonnen wird, und der Drehzahl des Kompressors (1) in dem Zustand der
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff abschätzt.
7. Klimaanlage für Fahrzeuge nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
der Zustand für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff ein Zeitpunkt
ist, zu dem die Drehzahl des Fahrzeugmotors (4) auf eine vorbestimmte Dreh
zahl abgefallen ist, nachdem die Zuführung von Kraftstoff unterbrochen worden
ist.
8. Einrichtung zur Regelung eines Motors für ein Fahrzeug, die die Zuführung
von Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor (4) in einem vorbestimmten Zustand
während der Verzögerung des Fahrzeugs abschaltet und die an einer Klimaan
lage mit einem Kompressor (1) angebracht ist, der durch den Fahrzeugmotor (4)
angetrieben ist, das Kühlmittel in einem Kühlkreis komprimiert und das Kühlmittel
ausbläst, wobei die Einrichtung zur Regelung des Motors für ein Fahrzeug
umfasst:
ein Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) zum Abschätzen einer physikali schen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff; und
ein Regelungsmittel (S700a) für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraft stoff zur Veränderung des Zeitpunkts für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in Abhängigkeit von dem Schätzwert der physikalischen Größe, die von der Abschätzungsmittel (S400) für das Lastmoment abgegeben wird.
ein Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) zum Abschätzen einer physikali schen Größe, die mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff; und
ein Regelungsmittel (S700a) für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraft stoff zur Veränderung des Zeitpunkts für die Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in Abhängigkeit von dem Schätzwert der physikalischen Größe, die von der Abschätzungsmittel (S400) für das Lastmoment abgegeben wird.
9. Einrichtung zur Regelung eines Motors für ein Fahrzeug nach Anspruch 8,
wobei ein Bezugswert, der mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer
Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff eingestellt wird und wobei in dem Fall, dass der Schätzwert der
physikalischen Größe kleiner als der Bezugswert ist, der Zeitpunkt für die
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff verzögert wird, sodass sich die
Betriebskennlinien des Fahrzeugmotors (4) einer Grenzlinie zwischen der
mangelhaften Zone (D) und der günstigen Zone (E) annähern.
10. Einrichtung zur Regelung eines Motors für ein Fahrzeug nach Anspruch 9,
wobei der Bezugswert das Lastmoment des Kompressors zu der Zeit der
Wiederaufnahme der Zuführung von Kraftstoff in dem Zustand der maximalen
Klimatisierungslast ist.
11. Einrichtung zur Regelung eines Motors für ein Fahrzeug nach Anspruch 8,
wobei ein Bezugswert, der mit dem Lastmoment des Kompressors (1) in einer
Beziehung steht, in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zuführung von
Kraftstoff eingestellt wird und wobei der Zeitpunkt für die Wiederaufnahme der
Zuführung von Kraftstoff über den Zeitpunkt hinaus, der auf der Grundlage des
Bezugswertes eingestellt wird, wenn der Schätzwert der physikalischen Größe
kleiner als der Bezugswert ist, verzögert wird und der Zeitpunkt für die Wieder
aufnahme der Zuführung von Kraftstoff vor den Zeitpunkt vorverlegt wird, der auf
der Grundlage des Bezugswertes eingestellt wird, wenn der Schätzwert der
physikalischen Größe größer als der Bezugswert ist.
12. Einrichtung zur Regelung eines Motors für ein Fahrzeug nach irgendeinem
der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Lastmoment-Abschätzungsmittel (S400) die
physikalische Größe auf der Grundlage der physikalischen Größe, die mit dem
Lastmoment des Kompressors (1) und der Drehzahl des Kompressors (1) in
einer Beziehung steht, zu der Zeit, wenn der Regelungsvorgang für die Absper
rung der Zuführung des Kraftstoff begonnen wird, und auf der Grundlage der
Drehzahl des Kompressors (1) in dem Zustand der Wiederaufnahme der Zufüh
rung von Kraftstoff abschätzt.
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2001
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