用於機動車的空調設備的製作方法

2023-06-03 06:11:46

專利名稱：用於機動車的空調設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於機動車的空調設備，該空調設備具有冷卻劑迴路，冷卻劑可以通過該冷卻劑迴路藉助壓縮機抽出。
背景技術：
所述空調設備例如在Bosch的Kraftfahrtechnisches Taschenbuch第23版，Vieweg，1999，ISBN 3-528-03876-4，第778頁和779頁中得以公開。在上述空調設備中根據上述文獻已知，利用程序選擇進行自動調節以自動調節出所需的內部溫度、空氣量以及空氣分配。這些量是始終相互聯繫的並且不能被隨意改變。所設置的電子控制器既控制所有重要的影響量和幹擾量，也控制由乘客選定的溫度，並從中連續形成溫度額定值。將該溫度額定值與實際溫度相比較，並且確定的差值在控制器中產生用於供熱調節、冷卻調節和空氣量調節的參考量。另外一種功能是根據乘客設定的程序觸發用於空氣分配的閥門控制器。所有調節迴路都可以通過手操作進行影響。由調節獲得的溫度額定值通過水側或空氣側的調節達到。空氣量可以通過不同鼓風壓縮機級數或者無級的調節達到額定值。通常來說關係到不處理實際值的控制。在高速時，這一裝置就不夠用了，因為這時出現的背壓提高了輸送量。一種專門的控制器可以隨著行駛速度的增加首先將鼓風機轉速減小至停止狀態，並在背壓繼續上升的情況下通過節流閥限制進入的空氣流。

發明內容
本發明的任務是改進帶有空調設備的機動車的運行。
上述任務通過一種用於機動車的空調設備得以解決，該空調設備具有冷卻劑迴路，冷卻劑可以通過該冷卻劑迴路藉助壓縮機抽出，其中該空調設備具有用於根據在集成在冷卻劑迴路中的用於汽化冷卻劑的汽化器旁邊流過的空氣的溫度、在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向例如直接在壓縮機前存在的冷卻劑壓力和/或用於調節壓縮機的可調節的壓縮行程的調節信號確定壓縮機運行所必需的驅動扭矩的力矩確定器。
在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向在壓縮機前存在的壓力在本發明中尤其指的是在冷卻劑迴路中在汽化器和壓縮機之間存在的壓力。在集成在冷卻劑迴路中的用於汽化冷卻劑的汽化器旁邊流過的空氣的溫度在本發明中尤其指的是流過汽化器的散熱片系統的空氣。壓縮機運行所必需的驅動扭矩在本發明中尤其指的是用於以所希望的轉速或實際轉速運行壓縮機所必須施加的扭矩。
在本發明優選的設計方案中，調節信號是電流。
在本發明另一優選的設計方案中，冷卻劑是R134a，R152a或者二氧化碳。
在本發明另一優選的設計方案中，壓縮機運行所必需的驅動扭矩可以藉助於力矩確定器根據在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向在壓縮機後面存在的冷卻劑壓力確定。
在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向在壓縮機後面存在的冷卻劑壓力在本發明中尤其指的是在冷卻劑迴路中存在於壓縮機和汽化器之間的、尤其是存在於壓縮機與設置在汽化器前的閥門之間的壓力。
在本發明另一優選的設計方案中，壓縮機運行所必需的驅動扭矩可以藉助於力矩確定器根據壓縮機的驅動轉速確定。
此外上述任務-尤其結合上述特徵-通過一種具有空調設備的機動車解決，該空調設備具有冷卻劑迴路和力矩確定器，其中冷卻劑可以通過該冷卻劑迴路藉助壓縮機抽出，而所述力矩確定器則用於根據在集成在冷卻劑迴路中的用於汽化冷卻劑的汽化器旁邊流過的空氣的溫度、在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向例如直接在壓縮機前存在的冷卻劑壓力和/或用於調節壓縮機的可調節的壓縮行程的調節信號確定壓縮機運行所必需的驅動扭矩。
在本發明優選的設計方案中，機動車具有用於驅動機動車和用於驅動壓縮機的動力源以及用於根據可以藉助於力矩確定器確定的壓縮機運轉所必需的驅動扭矩控制動力源的驅動控制器。動力源例如可以是內燃機、電動機或混合式發動機。驅動控制器例如可以是發動機控制器。
另外上述任務通過一種運行用於機動車的尤其是具有上述特徵的空調設備的方法得以解決，該空調設備具有冷卻劑迴路，通過該冷卻劑迴路，冷卻劑尤其是R134a、R152a或者二氧化碳可以藉助壓縮機抽出，其中壓縮機運行所必需的驅動扭矩根據在集成在冷卻劑迴路中的用於汽化冷卻劑的汽化器旁邊流過的空氣的溫度、在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向例如直接在壓縮機前存在的冷卻劑壓力和/或用於調節壓縮機的可調節的壓縮行程的調節信號確定。
在本發明優選的設計方案中，壓縮機運行所必需的驅動扭矩根據在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向在壓縮機後面存在的冷卻劑壓力確定。
在本發明另一優選的設計方案中，壓縮機運行所必需的驅動扭矩根據壓縮機的驅動轉速確定。


其它優點及細節由以下對實施例的說明獲得。其中圖1是具有內燃機和空調設備的機動車的示意圖，圖2是用於確定壓縮機運轉所必需的驅動扭矩的力矩確定器，圖3是運行用於機動車的尤其具有上述特徵的空調設備的方法。
具體實施例方式
圖1示出了機動車1的示意圖。該機動車1具有內燃機2和用於控制內燃機2的發動機控制器3。此外，該機動車1具有空調設備5。
該空調設備5包括冷卻劑迴路10，通過該冷卻劑迴路，冷卻劑尤其是R134a、R152a或者二氧化碳藉助於壓縮機14沿箭頭15、16、17、18標出的流動方向抽出或者說可以抽出。壓縮機14由內燃機2驅動。在此尤其是壓縮機14的轉速nK與內燃機2的轉速成比例。流過冷卻劑迴路10的冷卻劑的體積流量可以通過調節壓縮機14的可調節的壓縮行程來調節。壓縮行程可以藉助於作為調節信號的壓縮機電流IK調節。
在冷卻劑迴路10中集成了用於汽化冷卻劑的汽化器11。該汽化器11具有未示出的散熱片，空氣23從該散熱片旁邊流過。當空氣23從散熱片旁邊流過後，這些空氣23就作為冷空氣22從汽化器11中流出。相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在汽化器11前面設置了恆溫膨脹閥21，該膨脹閥21根據冷卻劑相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在汽化器11後面的溫度TV進行調節。為測量冷卻劑相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在汽化器11後面的溫度TV設置了冷卻劑溫度傳感器25。
在冷卻劑迴路10中，相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14的後面設置了用於液化冷卻劑的冷凝器12。此外相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在冷凝器12的後面設置了用於存貯冷卻劑的冷卻劑貯存槽20。
空調設備5包括通過輸出壓縮機電流IK來控制壓縮機14的空調設備控制器30。空調設備控制器30中的輸入量是-在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14後面、尤其是在冷凝器12後面或者說在冷卻劑貯存槽20後面(並由此在汽化器14前面或者說在恆溫膨脹閥21前面)存在的冷卻劑壓力PHD，該壓力可藉助於壓力傳感器34測量，-壓縮機14的驅動轉速nK，該驅動轉速可以由發動機控制器3傳送給空調設備控制器30，-冷空氣22的溫度TLV，該溫度可通過溫度傳感器33測量，以及-在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14前面、並且尤其是在汽化器11後面存在的冷卻劑壓力PND，該壓力可藉助於壓力傳感器32測量。
空調設備控制器30包括在圖1和圖2中示出的用於根據以下量確定壓縮機14運轉所必需的驅動扭矩MK的力矩確定器31-在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14後面、尤其是在冷凝器12後面或者說在冷卻劑貯存槽20後面(並由此在汽化器14前面或者說在恆溫膨脹閥21前面)存在的冷卻劑壓力PHD，-壓縮機14的驅動轉速nK，-冷空氣22的溫度TLV，-在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14之前、並且尤其在汽化器11之後存在的冷卻劑壓力PND，-壓縮機電流IK。
力矩確定器31可以包括多維表格或者神經網絡。在上述實施例中，力矩確定器31包括多個相應於表格1的表格，在這些表格中填入了壓縮機14運轉所必需的驅動扭矩MK，該驅動扭矩取決於在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14之後、尤其在冷凝器12之後或者說在冷卻劑貯存槽20之後(並由此在汽化器14之前或者說在恆溫膨脹閥21之前)存在的冷卻劑壓力PHD和壓縮機14的驅動轉速nK。如果例如壓力PHD為20bar，並且驅動轉速nK為1000min-1，那麼壓縮機運轉所必需的驅動扭矩MK為20Nm。在此力矩確定器31包括多個這樣的表格，其中的壓縮機14運轉所必需的驅動扭矩MK的數據取決於-冷空氣22的溫度TLV，-在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14之前、並且尤其在汽化器11之後存在的冷卻劑壓力PND和/或者-壓縮機電流IK。
表格1是上述實施例的示例表格，其中IK＝0.7ATLV＝3℃PND＝3bar表格1 也可以使壓縮機14運轉所必需的驅動扭矩MK藉助於力矩確定器31根據-在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14之後、尤其在冷凝器12之後或者說在冷卻劑貯存槽20之後(並由此在汽化器14之前或者說在恆溫膨脹閥21之前)存在的冷卻劑壓力PHD和-壓縮機的驅動轉速nK以及下面的量中的一個或者兩個-冷空氣22的溫度TLV，-在冷卻劑迴路中相對於冷卻劑的流動方向15、16、17、18在壓縮機14之前、並且尤其在汽化器11之後存在的冷卻劑壓力PND和-壓縮機電流IK確定。
圖3示出的是在空調設備控制器30中實現的用於運行空調設備5的方法。在此在步驟40中求出壓縮機電流IK的當前值並傳送到壓縮機14。在下一步驟41中藉助於力矩確定器31確定壓縮機14運轉所必需的驅動扭矩MK，並在接下來的步驟42中輸出給發動機控制器3。
考慮到簡單性和明朗性，圖中的元件沒有忠實於其尺寸繪出。因此例如一些元件的數量級與其它元件相比是誇大地示出的，用於更好地理解本發明的實施例。
附圖標記列表1 機動車2 內燃機3 發動機控制器5 空調設備10 冷卻劑迴路11 汽化器12 冷凝器14 壓縮機15、16、17、18 流動方向20 冷卻劑貯存槽21 恆溫膨脹閥22 冷空氣23 空氣25 冷卻劑溫度傳感器30 空調設備控制器31 力矩確定器32，34 壓力傳感器33 溫度傳感器40，41，42 步驟
IK壓縮機電流MK驅動扭矩nK壓縮機的驅動轉速PHD，PND冷卻劑壓力TV冷卻劑溫度TLV冷空氣溫度
權利要求
1.用於機動車(1)的空調設備(5)，該空調設備(5)具有冷卻劑迴路(10)，冷卻劑可以通過該冷卻劑迴路藉助壓縮機(14)抽出，其特徵在於，所述空調設備(5)具有用於根據以下量確定壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)的力矩確定器(31)-在集成在冷卻劑迴路(10)中的用於汽化冷卻劑的汽化器(11)旁邊流過的空氣(22)的溫度(TLV)，-在冷卻劑迴路(10)中相對於冷卻劑的流動方向(15、16、17、18)在壓縮機(14)之前存在的冷卻劑壓力(PND)或者-用於調節壓縮機(14)的可調節的壓縮行程的調節信號(IK)。
2.按權利要求1所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)可以藉助於力矩確定器(31)根據在集成在冷卻劑迴路(10)中的汽化器(11)旁邊流過的空氣(22)的溫度(TLV)和在冷卻劑迴路(10)中相對於冷卻劑的流動方向(15、16、17、18)在壓縮機(14)之前存在的冷卻劑壓力(PND)確定。
3.按權利要求1所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)可以藉助於力矩確定器(31)根據在集成在冷卻劑迴路(10)中的汽化器(11)旁邊流過的空氣(22)的溫度(TLV)和用於調節壓縮機(14)的可調節的壓縮行程的調節信號(IK)確定。
4.按權利要求1所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)可以藉助於力矩確定器(31)根據在冷卻劑迴路(10)中相對於冷卻劑的流動方向(15、16、17、18)在壓縮機(14)之前存在的冷卻劑壓力(PND)和用於調節壓縮機(14)的可調節的壓縮行程的調節信號(IK)確定。
5.按權利要求1所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)可以藉助於力矩確定器(31)根據在集成在冷卻劑迴路(10)中的汽化器(11)旁邊流過的空氣(22)的溫度(TLV)、在冷卻劑迴路(10)中相對於冷卻劑的流動方向(15、16、17、18)在壓縮機(14)之前存在的冷卻劑壓力(PND)以及用於調節壓縮機(14)的可調節的壓縮行程的調節信號(IK)確定。
6.按上述權利要求中任一項所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述冷卻劑是R134a或R152a。
7.按權利要求1至5中任一項所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述冷卻劑是二氧化碳。
8.按上述權利要求中任一項所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)可以藉助於力矩確定器(31)根據在冷卻劑迴路(10)中相對於冷卻劑的流動方向(15、16、17、18)在壓縮機(14)之後存在的冷卻劑壓力(PHD)確定。
9.按上述權利要求中任一項所述的空調設備(5)，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)可以藉助於力矩確定器(31)根據壓縮機(14)的驅動轉速(nK)確定。
10.機動車(1)，其特徵在於，該機動車具有按上述權利要求中任一項所述的空調設備(5)。
11.按權利要求10所述的機動車(1)，其特徵在於，該機動車具有用於驅動機動車(1)和用於驅動壓縮機(14)的動力源(2)以及用於根據藉助於力矩確定器(31)可以確定的壓縮機(14)運轉所必需的驅動扭矩(MK)控制動力源(2)的驅動控制器(3)。
12.運行用於機動車(1)的空調設備(5)的方法，該空調設備(5)具有冷卻劑迴路(10)，冷卻劑可以通過該冷卻劑迴路(10)藉助於壓縮機(14)抽出，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)根據-在集成在冷卻劑迴路(10)中的用於汽化冷卻劑的汽化器(11)旁邊流過的空氣(22)的溫度(TLV)，-在冷卻劑迴路(10)中相對於冷卻劑的流動方向(15、16、17、18)在壓縮機(14)之前存在的冷卻劑壓力(PND)或者-用於調節壓縮機(14)的可調節的壓縮行程的調節信號(IK)確定。
13.按權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)根據在冷卻劑迴路(10)中相對於冷卻劑的流動方向(15、16、17、18)在壓縮機(14)之後存在的冷卻劑壓力(PHD)確定。
14.按權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，所述壓縮機(14)運行所必需的驅動扭矩(MK)根據壓縮機(14)的驅動轉速(nK)確定。
全文摘要
本發明涉及一種用於機動車(1)的空調設備(5)，該空調設備(5)具有冷卻劑迴路(10)，冷卻劑可以通過該冷卻劑迴路藉助壓縮機(14)抽出，其中該空調設備(5)具有用於根據在集成在冷卻劑迴路(10)中的用於汽化冷卻劑的汽化器(11)旁邊流過的空氣(22)的溫度(T
文檔編號B60H1/32GK101065262SQ200580040419
公開日2007年10月31日 申請日期2005年9月29日 優先權日2004年11月26日
發明者K·赫爾姆斯, P·赫爾曼 申請人:大眾汽車有限公司