DE102007005498A1 - Air conditioner, particularly vehicle air conditioner, has coolant cycle, in which compressor, gas cooler and air flow through compressor are arranged, and regulating device is provided for performance of compressor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Regeln einer derartigen Klimaanlage.The The invention relates to an air conditioning system, in particular a motor vehicle air conditioning system, according to the preamble of claim 1 and a Method for controlling such an air conditioner.
Bei Kraftfahrzeug-Klimaanlagen mit dem Kältemittel R134a erfolgt eine Überwachung üblicherweise mittels Druck- und Temperatursensoren im Sammler, welcher nach dem Kondensator angeordnet ist. Hierbei wird die Unterkühlung des Kältemittels mit Hilfe des Druck-/Temperatursensors bestimmt, welche ein Indikator für einen eventuell vorhandenen Kältemittelmangel ist. Ein derartiges Verfahren ist jedoch nur bei unterkritischen Prozessen, also beispielsweise mit dem Kältemittel R134a, möglich. Bei Kältemitteln, die auch im überkritischen Bereich arbeiten, wie beispielsweise R744, ist dieses Verfahren wegen fehlender Unterkühlung nicht auf diese Weise anwendbar.at Automotive air conditioning systems with the refrigerant R134a done monitoring usually by means of pressure and temperature sensors in the collector, which after the capacitor is arranged. This is the subcooling of the refrigerant determined with the help of the pressure / temperature sensor, which is an indicator for a possible lack of refrigerant is. However, such a method is only for subcritical Processes, for example with the refrigerant R134a, possible. For refrigerants, which are also in supercritical Working area, such as R744, is this procedure not applicable in this way due to lack of supercooling.
Aus
der
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klimaanlage zur Verfügung zu stellen.It It is an object of the invention to provide an improved air conditioning system to deliver.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is solved by an air conditioner with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of Dependent claims.
Erfindungsgemäß ist eine Klimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit einem Kältemittelkreislauf, in welchem zumindest ein Kompressor, ein Gaskühler und ein luftdurchströmter Verdampfer angeordnet sind, und einer Regelung für die Leistung des Kompressors vorgesehen, wobei ein Temperatursensor im Bereich zwischen dem Kompressor und dem Gaskühler vorgesehen ist, der Teil einer Überwachungseinrichtung für die Kältemittelmenge des Kältemittelkreislaufs ist, und die Überwachungseinrichtung ein Kennfeld für die Unterscheidung plausibler Werte und nicht plausibler Werte der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur (Plausibilitäts-Kennfeld) zumindest in Abhängigkeit von einem weiteren messtechnisch ermittelte Wert beinhaltet. Ein derartiges Plausibilitäts-Kennfeld kann auf einige wenige Parameter eingegrenzt werden, so dass mit bereits auf Grund der normalen Regelung der Klimaanlage usw. vorhandenen Parametern eine Überwachung des Kältemittelkreislaufs erfolgen kann.According to the invention an air conditioner, in particular a motor vehicle air conditioning, with a refrigerant circuit in which at least one compressor, a gas cooler and an air-flow evaporator are arranged, and a scheme for the performance of the Compressor provided, with a temperature sensor in the range between the compressor and the gas cooler is provided, the part a monitoring device for the amount of refrigerant of the refrigerant circuit, and the monitoring device a map for the distinction of plausible values and not plausible values of the temperature measured by the temperature sensor (Plausibility map) at least in dependence from another metrologically determined value. One Such plausibility map can be on a few Parameter be limited, so with already due to the normal control of air conditioning etc. existing parameters monitoring the refrigerant circuit can take place.
Beim Temperatursensor handelt es sich beispielsweise um einen Anlege-Temperaturfühler, der auf der Außenseite eines Rohres angeordnet ist. Hierbei ist er bevorzugt samt seinem Gehäuse am Kompressoraustritt außenseitig angebracht und mit dem Rohr thermisch gekoppelt, so dass der Temperatursensor die Außentemperatur des Rohres ermittelt. Derartige Temperatursensoren sind relativ kostengünstig und zudem einfach anbringbar.At the Temperature sensor is, for example, a contact temperature sensor, which is arranged on the outside of a tube. in this connection he is preferred together with its housing at the compressor outlet mounted on the outside and thermally coupled to the tube, so that the temperature sensor the outside temperature of the pipe determined. Such temperature sensors are relatively inexpensive and also easy to attach.
Der Temperatursensor ist vorzugsweise zur Umgebung hin von einer thermischen Isolation umgeben, so dass die Messwerte nicht durch Umwelteinflüsse beeinträchtigt werden. Die Isolation umgibt hierbei bevorzugt das Rohr in einem Bereich um den Sensor herum, so dass auch die gute Wärmeleitfähigkeit des Rohrs in Verbindung mit der benachbarten Umgebungstemperatur keinen Einfluss auf die Messwerte hat.Of the Temperature sensor is preferably to the environment of a thermal Surrounded isolation, so the readings are not affected by environmental factors be affected. The insulation preferably surrounds here the tube in an area around the sensor, so that too good thermal conductivity of the pipe in conjunction with the adjacent ambient temperature has no influence on the measured values Has.
Der Sensor kann auch ein in das System eingebrachter Sensor sein, der die Temperatur des Kältemittels direkt detektiert.Of the Sensor may also be a sensor incorporated in the system which the temperature of the refrigerant detected directly.
Bevorzugt ist ein Drucksensor im Bereich zwischen dem Kompressor und einem Expansionsorgan vorgesehen, mit dem ein Druck messbar ist, der an die Überwachungseinheit übermittelbar und für den Vergleich der ermittelten Temperatur mit dem Kennfeld heranziehbar ist. Ein derartiger Hochdrucksensor ist üblicherweise bereits für die normale Regelung des Kältemittelkreislaufs vorhanden, so dass kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist, sondern lediglich der Messwert an einer zweiten Stelle verwendet wird.Prefers is a pressure sensor in the area between the compressor and one Expander provided with a pressure that is measurable, the the monitoring unit transmissible and for the comparison of the determined temperature with the map can be used is. Such a high pressure sensor is usually already for normal regulation of the refrigerant circuit present, so no additional component required is, but only the measured value used in a second place becomes.
Ein weiterer Temperatursensor ist bevorzugt in einem von einem Gebläse geförderten Luftstrom hinter dem Verdampfer angeordnet, mit dem eine Temperatur messbar ist, die an die Überwachungseinheit übermittelbar und für den Vergleich der ermittelten Temperatur mit dem Kennfeld heranziehbar ist. Auch ein derartiger Temperatursensor ist üblicherweise für eine optimale Regelung der Klimaanlage vorhanden, so dass auch in diesem Fall kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist, sondern der Messwert an einer zweiten Stelle nochmals verwendet wird.One another temperature sensor is preferably in one of a fan conveyed airflow arranged behind the evaporator, with which a temperature can be measured, which can be transmitted to the monitoring unit and for the comparison of the determined temperature with the Map is zoomable. Also, such a temperature sensor is usually for optimal regulation of Air conditioning available, so that in this case no additional Component is required, but the reading on a second Place is used again.
Der Kompressor ist bevorzugt ein Kompressor mit variablem Hubvolumen, welches über ein Regelventil einstellbar ist.Of the Compressor is preferably a compressor with variable displacement, which is adjustable via a control valve.
Als
Parameter, die bei der Beurteilung der Heißgas-Temperatur
herangezogen werden, dienen insbesondere der nach dem Gaskühler
(
Im Rahmen der Regelung des Kompressors bei Abweichungen der ermittelten Heißgas-Temperatur von den Werten des Plausibilitäts-Kennfeldes kann bei Überschreiten der Grenzen eine sofortige Abschaltung des Kompressors veranlasst werden. Alternativ kann auch die Größe der Abweichung gewichtet werden, so dass in Abhängigkeit der Abweichung die Leistung des Kompressors verringert und zu einem späteren Zeitpunkt eine erneute Überprüfung erfolgt. Bessert sich der Zustand nicht oder innerhalb von einer vorgegebenen Anzahl von Messungen nicht, so wird eine Abschaltung des Kompressors veranlasst.in the Frame of the control of the compressor in case of deviations of the determined Hot gas temperature from the values of the plausibility map can if the limits are exceeded, an immediate shutdown be caused of the compressor. Alternatively, the size the deviation will be weighted, so depending the deviation reduces the performance of the compressor and becomes one a later review he follows. The condition does not improve or within one predetermined number of measurements, so will a shutdown of the compressor causes.
Durch das Vorsehen einer Überwachungseinheit, welche den Betriebszustand des Kompressors anhand von Messwerten des Kältemittelkreislaufs überwacht, kann eine rechtzeitige Abschaltung des Kompressors beispielsweise bei einer Kältemittelleckage aus dem Kältemittelkreislauf erfolgen, so dass teuere Folgeschäden, wie beispielsweise eine Reparatur oder ein Totalschaden des Kompressors, vermieden werden können. Ferner lassen sich durch das Vorsehen der Überwachungseinheit im Falle einer rechtzeitigen Erkennung und Beseitigung einer Kältemittelleckage Komforteinbußen vermeiden.By the provision of a monitoring unit which determines the operating state the compressor is monitored on the basis of measured values of the refrigerant circuit, can be a timely shutdown of the compressor, for example with a refrigerant leakage from the refrigerant circuit done so that expensive consequential damage, such as a repair or a total loss of the compressor, avoided can be. Furthermore, by providing the monitoring unit in case of timely detection and elimination of refrigerant leakage Avoid loss of comfort.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:in the The invention is based on an embodiment explained in detail with reference to the drawing. Show it:
In
Die
Regelung des Kompressors
Für
die Ermittlung einer nicht ausreichenden Kältemittelmenge
werden vorliegend die folgenden Messwerte herangezogen: (Hoch-)Druck
PRCA und (Heißgas-)Temperatur TRCA nach dem Kompressor, also
im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs, Lufttemperatur
nach dem Verdampfer TLVA, Luftmenge des Klimagebläses GL_VD,
Umgebungstemperatur TA, Kompressor-Drehzahl nC, die Kompressor-Ansteuerung
PWM-duty und Fahrgeschwindigkeit v. Ferner können beispielsweise
noch berücksichtigt werden, die Innentemperatur TI, die
Sonneneinstrahlung, die Luftfeuchtigkeit. Hier bei wird die gemessene
Temperatur TRCA dahingehend überprüft, ob sie
bei den gegebenen Betriebsbedingungen und -parametern plausibel
ist. Hierfür ist ein Plausibilitäts-Kennfeld im
Klimasteuergerät hinterlegt, wie es in
Der
Soll-Bereich des Plausibilitäts-Kennfelds wird durch einen
Bereich gebildet, in
Gemäß einer
Variante in Bezug auf die Regelung des Kompressors
Gemäß einer
weiteren Variante in Bezug auf die Regelung des Kompressors
Die Überwachungseinrichtung kann auch bei Kältemittelkreisläufen mit zwei und mehr Verdampfern verwendet werden. In diesem Fall können Teilzweige der Kältemittelkreisläufe, wenn zu wenig Kältemittel in einem Teilbereich des Kältemittelkreislaufs ermittelt wird, abgeschaltet werden, um den Kompressor zu schützen. Eine Freigabe des abgeschalteten Teilbereichs kann erfolgen, wenn sich die Betriebsbedingungen wieder geändert haben, d. h. in diesem Fall sind Abschaltungen von Teilbereichen reversibel.The monitoring device can also be used with refrigerant circuits with two and more evaporators are used. In this case, partial branches the refrigerant circuits if too little refrigerant determined in a subregion of the refrigerant circuit will be shut off to protect the compressor. A release of the switched-off subarea can take place if the operating conditions have changed again, d. H. In this case, shutdowns of partial areas are reversible.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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