DE3246838C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Regeln der Temperatur im Fahrgastraum eines Fahrzeugs mit einer Klimaanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges System wird bei Fahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Last­ kraftwagen und Omnibussen, verwendet.

Eine bisherige, in Fig. 1 dargestellte Lufttemperatur- Regelvorrichtung 1 für Kraftfahrzeuge umfaßt ein Gebläse 2, einen Verdampfer 3, einen Heizungswärmetauscher 4 und ähnliche Bauteile. Der Verdampfer 3 wird mittels eines Ex­ pansionsventils 5, eines Kondensators 6 und eines Verdichters 7 gekühlt. Der Verdichter 7 ist über eine elektromagnetische Kupplung 8 mit einer Antriebsmaschine 9 für das Fahrzeug verbunden.

Aus dem Verdampfer 3 austretende gekühlte Luft wird zum Heizungswärmetauscher 4 geleitet, der durch das von der Antriebsmaschine 9 zugeführte Kühlwasser mit Wärme versorgt wird. Der Heizungswärmetauscher 4 ist mit einer Luftmisch­ klappe 10 versehen, deren Öffnungswinkel einstellbar ist, um einen gewünschten Teil der Kühlluft vor dem Eintritt in den Fahrgastraum des Fahrzeugs über den Heizungswärmetau­ scher umzuleiten und damit die Innenraumtemperatur zu regeln.

Da bei dieser Vorrichtung die Lufttemperatur am Auslaß des Verdampfers 3 durch Regelung konstant gehalten wird, ist der Energieverlust aufgrund einer Wiedererwärmung eines Teils der gekühlten Luft potentiell sehr groß. Bei einer verbesserten, im Hinblick auf Energieeinsparung entwickel­ ten Vorrichtung wird die Beziehung zwischen der Lufttem­ peratur am Auslaß des Verdampfers 3 und der Stellung der Luftmischklappe 10 auf die in Fig. 2 dargestellte Weise geregelt. Diese Regelung erfolgt durch ein die Stellung der Luftmischklappe 10 abgreifendes Potentiometer 12, das normalerweise mit einem Stellglied 11 verbunden ist, sowie einen Thermistor 13 zur Erfassung der Lufttemperatur am Auslaß des Verdampfers 3. Zudem wird dabei der Verdichter 7 mittels der elektromagnetischen Kupplung 8 so ein- und ausgeschaltet, daß sich die Lufttemperatur am Verdampfer­ auslaß proportional zur Änderung der Stellung der Luft­ mischklappe 10 linear ändert. Diese verbesserte Vorrichtung ist jedoch immer noch mit den Mängeln behaftet, daß sie nicht so energiewirtschaftlich arbeitet, wie sie sollte und könnte, und die Temperaturregelung dabei nicht zufrieden­ stellend ist.

Ein System gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der DE-OS 29 39 954 bekannt. Dort wird aus der herr­ schenden Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeuges und aus der herrschenden Temperatur außerhalb des Fahrzeuges eine geschätzte Temperatur für die zuzuführende Luft ermittelt, die notwendig ist, um die gewünschte Temperatur im Fahr­ gastraum zu erreichen. Diese geschätzte Temperatur wird laufend neu ermittelt und an die geänderten Verhältnisse angepaßt. Dabei wird auch bereits die Position der Luft­ mischklappe jeweils gemessen und neu eingestellt, um den Anteil der durch den Heizungswärmetauscher einerseits ge­ führten Luft und der direkt in den Fahrgastraum strömenden Luft festzulegen. Allerdings ist bei dem bekannen System keine Möglichkeit vorgesehen, den zeitlichen Betrieb der Kühleinrichtung zu optimieren und nach Möglichkeit zu ver­ mindern, um den Verbrauch an Energie möglichst gering zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte System so zu verbessern, daß ein unnötiger Energieverbrauch ver­ mieden wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Regeleinheit über die Einrichtung zur Positionsbe­ stimmung der Luftmischklappe in Abhängigkeit von der Stel­ lung der Luftmischklappe die Einschaltdauer des Kompressors begrenzt. Besondere Ausgestaltungen des Systems sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Lufttemperatur-Regelvorrichtung für Fahrzeuge,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Luftmischklappenstellung und der Lufttemperatur am Verdampferauslaß bei der bekannten Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luft­ temperatur-Regelvorrichtung für Fahrzeuge,

Fig. 4 bis 6 Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung von Betriebsarten der Regelvorgänge bei der Ausführungsform nach Fig. 3,

Fig. 7 eine graphische Darstellung eines Bereichs größter Kühlleistung der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 6,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 9 ein Blockschschaltbild einer Regeleinheit gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert worden.

Die in Fig. 3 dargestellte, für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, vorgesehene Lufttemperatur-Regelvorrich­ tung 1 gemäß der Erfindung umfaßt ein Gebläse 2, einen Verdampfer 3 und einen Heizungswärmetauscher 4. Der Ver­ dampfer 3 wird durch ein Expansionsventil 5, einen Kon­ densator 6 und einen Verdichter 7 gekühlt. Letzterer ist über eine elektromagnetische Kupplung 8 mit einer Antriebs­ maschine 9 für das Fahrzeug verbunden, und der Heizungs­ wärmetauscher 4 wird mit dem von der Antriebsmaschine 9 erwärmten Kühlwasser beschickt. Eine Luftmischklappe 10 wird durch ein Stellglied 11 angesteuert, dessen Stellung mittels eines Potentiometers 12 erfaßt bzw. abgegriffen wird. Die Lufttemperatur am Auslaß des Verdampfers 3 wird durch einen Thermistor 13 erfaßt, während die Fahr­ gastraumlufttemperatur durch einen Thermistor 15 gemessen wird. Die von den Thermistoren 13 und 15 abgegriffenen Temperaturinformationen sowie die Einstellung eines Schal­ tereingabetyp-Temperatureinstellers 18 (am Armaturenbrett) werden einer Regeleinheit 17 eingegeben. Letztere besteht gemäß Fig. 9 im wesentlichen aus einer Eingabeschnittstelle mit einem Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 51 und einem Pegelwandler 52, einem Mikroprozessor-Chip 50 (CPU) und einer Ausgabeschnittstelle mit einem Puffer (Zwischenspeicher) 54, einem Relais 55, einem D/A-Wandler 56 und einem Ge­ bläseregler 57. Die Bauteile 51 bis 57 der Regeleinheit 17 sind sämtlich von an sich bekannter Bauart. Der Mikro­ prozessor 50, d. h. die Zentraleinheit (CPU), ist zur Durch­ führung eines Regelprogramms zur Ausführung des Regelab­ laufs gemäß den Fig. 4 bis 6 ausgelegt.

Vor der näheren Erläuterung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform soll zunächst eine Übersicht über ihre Arbeitsweise und ihr Arbeitsprinzip gegeben werden. Durch die dargestellte Regelvorrichtung wird die Fahrgastraum­ lufttemperatur so eingestellt, daß sie einem mittels des Temperatureinstellers 18 am Fahrzeug-Armaturenbrett ge­ wählten Temperaturwert entspricht. Gemäß Fig. 3 wird die Fahrgastraumtemperatur durch den den Thermistor 15 erfaßt oder gemessen. Der Temperatur-Istwert wird in der Regel­ einheit 17 mit dem vorher am Temperatureinsteller 18 ge­ wählten Temperatur-Sollwert verglichen. Sodann werden in der Regeleinheit 17 eine Abweichung DT zwischen den beiden Werten sowie eine integrierte Größe der Abweichung berechnet. Falls diese Berechnungen eine Abweichung er­ geben, steuert die Regeleinheit 17 die Luftmischklappe 10 über das Stellglied 11 an, um den in den Heizungswärme­ tauscher 4 eintretenden Mengenanteil des Kaltluftstroms vom Verdampfer 3 zu regeln. Die Auslaßlufttemperatur der Regel­ einheit wird dabei so variiert, daß sich die Fahrgastraum­ temperatur der Soll-Temperatur annähert. Dies bedeutet, daß diese Temperaturregelvorrichtung ständig mit Rückkopplung zur Einstellung der Auslaßtemperatur arbeitet.

In diesem Zusammenhang ist auf die mit der Rückkopplungs­ wirkung verbundene Bewegung der Luftmischklappe 10 hin­ zuweisen. Im Fall von externen Störungen der Fahrgastraum­ temperatur, z. B. infolge von Änderungen des Sonnenlicht­ einfalls, der Außentemperatur oder der Fahrtgeschwindig­ keit, ändert sich die Belastung der Lufttemperatur-Regel­ vorrichtung und mithin die Fahrgastraumtemperatur. Die Luftmischklappe 10 wird daher zur Einstellung der Fahr­ gastraumtemperatur in Abhängigkeit von der Temperaturände­ rung verstellt. Anders ausgedrückt: die Bewegung oder Ver­ stellung der Luftmischklappe 10 gibt empfindlich die sich von einem Augenblick zum anderen ändernde Klimatisierungs­ belastung als solche wieder. Beispielsweise sei angenommen, daß sich die Luftmischklappe 10 anfänglich in der in Fig. 3 in ausgezogenen Linien eingezeichneten Mittelstellung befindet; bei stärkerer Sonneneinstrahlung bewegt sich dann die Luftmischklappe 10 abwärts zur kühleren Seite CS, wo­ durch angezeigt wird, daß vergleichsweise gekühlt werden soll. Bei schwächerer Sonneneinstrahlung verlagert sich die Luftmischklappe 10 dagegen zur wärmeren Seite HS.

Im folgenden seien die Bewegungen der Luftmischklappe 10 vom Standpunkt der Kühlleistung betrachtet. Wenn sich diese Klappe 10 in ihrer untersten Stellung gemäß Fig. 3 befindet ("größte Kühlleistung"), erfolgt eine maximale Kühlung. In dieser Stellung der Luftmischklappe 10 ändert sich die Leistung der Vorrichtung für die Erwärmung zusätzlicher Last deutlich. Wenn sich die Klappe 10 da­ gegen nicht in der Stellung für größte Kühlleistung be­ findet, steht ersichtlicherweise noch zusätzliche Kühl­ leistung zur Verfügung. Im Hinblick auf eine Energieein­ sparung ist es offensichtlich unerwünscht, daß der Ver­ dichter 7 trotz überschüssiger Kühlleistung ständig ange­ trieben wird und die Temperaturregelung durch Wiedererwärmen mittels des Heizungswärmetauschers 4 erfolgt. Erfindungsge­ mäß wird daher der Verdichter 7 bedarfsweise ein- und aus­ geschaltet, und ein an die Last angepaßter Betrieb wird durch Änderung des Arbeitszyklus des Verdichters 7 so durchgeführt, daß eine Energieeinsparung erzielbar ist. Dieses verbesserte Lufttemperaturregelsystem wird nun erfindungsgemäß angewandt. Wenn der Arbeitszyklus des Verdichters 7 bei nicht in der Stellung größter Kühllei­ stung stehender Luftmischklappe 10 verkürzt wird, nähert sich wegen der längeren Abschaltzeit des Verdichters die Kühlleistung der Anlage ihrer Grenze in bezug auf die Betätigung der sich zur kühleren Seite CS verlagernden Luftmischklappe 10. Mit anderen Worten: wenn bei erfor­ derlicher Kühlung der Betrieb des Verdichters 7 so ge­ regelt wird, daß sich die Luftmischklappe 10 stets zur kühleren Seite CS verlagern kann, kann der Verdichter 7 mit einem wesentlich kleineren bzw. kürzeren Arbeitszyklus betrieben werden, so daß Leistung eingespart wird.

Wenn sich zudem die Luftmischklappe 10 in der Stellung für größte Kühlleistung befindet, dabei eine Kühlung erfolgt und die Innenraumtemperatur unter die Solltempe­ ratur absinkt, verkürzt die Regeleinheit 17 den Arbeits­ zyklus des Verdichters 7. Infolgedessen steigt die Innen­ raumtemperatur an; wenn sie die Solltemperatur übersteigt, verlängert die Regeleinheit 17 den Arbeitszyklus des Verdichters 7. Infolge dieser Regelbetriebsart wird der Arbeitszyklus des Verdichters 7 auf der kleinsten, für die Aufrechterhaltung der Innenraumtemperatur auf dem Sollwert erforderlichen Größe gehalten, so daß eine entsprechende Energieeinsparung realisierbar ist. Wenn somit die Vorrich­ tung so betrieben wird, daß die Luftmischklappe 10 zur zwangsweisen Verkürzung des Arbeitszyklus des Verdichters möglichst lange in der Stellung größter Kühlleistung ge­ halten wird, wird bei niedrigeren Außentemperaturen, insbesondere im Winter, der Verdichter 7 kaum wirksam, so daß die erfindungsgemäß erzielte Energieeinsparungswirkung besonders deutlich zutage tritt.

Gemäß Fig. 7 kann weiterhin bei der beschriebenen Aus­ führungsform eine Zone MCZ für größte Kühlleistung im voraus in die Nähe der Stellung MCP für größte Kühl­ leistung im Verstellbereich VE der Luftmischklappe 10 verlegt werden, und der Arbeitszyklus des Verdichters 7 wird so geregelt oder eingestellt, daß sich die Luft­ mischklappe 10 in diese Zone MCZ bewegen kann. Die Ände­ rung des Arbeitszyklus des Verdichters 7 erfolgt ver­ gleichsweise langsam und mit einer Ansprechzeitkonstante von 1 bis 3 min (Zeitspanne entsprechend einem einmali­ gen Ein- und Ausschalten des Verdichters) in Anpassung an langsame Änderungen der Fahrgastraumtemperatur. Bei schnellen Änderungen der Fahrgastraumtemperatur, typischer­ weise bedingt durch äußere Einflüsse, wird das schnelle Ansprechen der Luftmischklappe 10 (mit einer Zeitkonstante von wenigen Sekunden) ausgenutzt. Es ist darauf hinzu­ weisen, daß die Zone größter Kühlleistung (MCZ) auf höchstens 20% des gesamten Verstellbereichs der Luft­ mischklappe 10 begrenzt ist. In Fig. 7 ist mit MHP die Stellung größter Heizleistung der Luftmischklappe 10 an­ gegeben.

Die beschriebene Lufttemperatur-Regelvorrichtung besitzt unabhängig von ihrer Energiesparwirkung auch eine aus­ gezeichnete Ansprechkennlinie bezüglich der Aufrechter­ haltung einer gleichbleibenden Fahrgastraumtemperatur. Wenn der Bereich bzw. die Breite der Zone größter Kühlleistung (MCZ) minimal ausgelegt wird, wird die größte Energie­ einsparung realisiert. Bei einer Ausführungsform, bei der eine Verringerung der Luftfeuchtigkeit unabhängig von der Temperatur gewährleistet wird, wird der Arbeits­ zyklus des Verdichters 7 für die Verringerung der Luft­ feuchtigkeit auf ein Mindestmaß verkürzt. Im Vergleich zur entsprechenden bisherigen Anlage, bei welcher der Arbeitszyklus des Verdichters am größten gehalten wird, ist die erfindungsgemäß erzielte Energieeinsparung ganz erheblich. Bei der Erfindung wird dies zudem mit einer Mindestzahl an Bauteilen erreicht, wobei außerdem keine speziellen Meßfühler (z. B. ein Außentemperatur- oder ein Sonnenlicht-Meßfühler) nötig sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher sehr wirtschaftlich.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend be­ schriebenen Ausführungsform im einzelnen erläutert. Der Betrieb der Regeleinheit 17 gemäß Fig. 3 wird beim Schließen eines Stromversorgungskreises eingeleitet. Die Regeleinheit 17 enthält einen Mikroprozessor zur Ausführung eines Regelalgorithmus gemäß Fig. 4. Nach dem Einschalten der Stromversorgung werden in einem Schritt 100 die in einem Randomspeicher des Mikroprozessors enthaltenen Daten sämtlich auf "0" gelöscht. Im Schritt 101 wird ein Zeitgeber im Mikroprozessor in Gang gesetzt. Im fol­ genden Schritt 200 werden das Fahrgastraumtemperatursignal (Endtemperatur) vom Thermistor 13, das vom Potentiometer 12 gelieferte Stellungssignal für die Luftmischklappe, der Temperatur-Sollwert und ein Klimaanlagen-Schaltersignal oder ein Lufttrockner-Schaltersignal vom Armaturenbrett 16 der Regeleinheit 17 eingegeben. Sodann werden in einem Schritt 300 Berechnungen für die Lufttemperaturregelung im Fahrgastraum auf der Basis eines Proportionalitäts­ faktors, eines integralen Regelfaktors und eines abge­ leiteten bzw. Ableitungs-Regelfaktors, die sämtlich auf der gemessenen Abweichungsgröße der Fahrgastraumtemperatur von der Solltemperatur beruhen, zur Ansteuerung des Stellglieds 11 für die Luftmischklappe 10 durchgeführt. In einem Schritt 400 erfolgen weiterhin Berechnungen für die Ansteuerung des Gebläses 2 zur Regelung der Luftdurch­ satzmenge. Im Schritt 500 erfolgt schließlich die Steuerung des Kühlers. Die vorstehend genannte Reihe der Regelvor­ gänge wird mit Hilfe eines Taktgebers im Schritt 600 in einem 0,5 s-Takt ausgeführt.

Nachstehend ist die Arbeitsweise der Regeleinheit 17 im Schritt 500 näher erläutert. In Fig. 5 ist eine Reihe von Unterschritten für die Einstellung des Arbeitszyklus des Verdichters 7 dargestellt. Im Unterschritt 501 wird be­ stimmt, ob eine Kühlersteuerzeit CCT in einem Zeitgeber der Regeleinheit 17 auf "0" gesetzt ist. Diese Steuerzeit CCT gibt die Restzeit (Zahl der Zyklen) in einer EIN/AUS- Taktperiode des Verdichters 7 an. Da diese Steuerzeit CCT im Schritt 100 bei der Initialisierung auf "0" gesetzt worden ist, wird sie im Unterschritt 502 auf eine Größe entsprechend der gewünschten Zyklus- oder Taktperiode ge­ setzt. Letztere kann z. B. am Armaturenbrett 16 von Hand eingestellt oder rückgesetzt und dann im Unterschritt 502 der Regeleinheit 17 als Steuerzeit CCT eingegeben werden. Da eine Taktperiode von 1 bis 3 min zweckmäßig ist und im dargestellten Fall die Länge eines Einzeltakts oder -zyklus 0,5 s beträgt, kann die Steuerzeit CCT auf 120 bis 360 Takte eingestellt werden.

Im nächsten Unterschritt 510 erfolgt die Berechnung der Verdichterbetriebszeit CD nach einem in Fig. 6 darge­ stellten Steuer- oder Regelalgorithmus. Insbesondere wird dabei in einem Unterschritt 511 bestimmt, ob der betref­ fende Takt oder Zyklus ein anfänglicher bzw. erster Takt nach dem Einschalten der Stromversorgung ist; ist dies der Fall, so wird in einem Unterschritt 512 bestimmt, ob die Abweichung DT größer ist als 1°C. Wenn DT < 1°C festgestellt wird, so wird in einem Unterschritt 513 die Größe CD gleich CCT gesetzt, so daß der Verdichter 7 während der gesamten Taktperiode eingeschaltet bleibt. Wird dagegen DT < 1°C festgestellt, so wird in einem Un­ terschritt 514 die Größe CD auf 0 gesetzt, worauf der Regelvorgang auf den Unterschritt 530 (Fig. 5) übergeht. Im nächsten und in den folgenden Schritten der Berechnung der Verdichterbetriebszeit CD gemäß Fig. 6 erfolgt der Übergang vom Unterschritt 511 auf den Unterschritt 515, und wenn sich die Stellung AP der Luftmischklappe 10 in der Zone MCZ für größte Kühlleistung (einschließ­ lich der Stellung MCP für größte Kühlleistung) befindet, erfolgt ein Übergang auf den Unterschritt 516 zum Erhö­ hen der Größe von CD um F(DT) (mit F(DT) = eine der Temperaturabweichung DT proportionale Funktion). Im Un­ terschritt 517 wird sodann die Größe der Zeit CD erneut um die Größe F(DTI) erhöht (mit F(DTI) = eine Funktion, die der Änderung der Fahrgastraumlufttemperatur DTI proportional ist, welche durch den Unterschied zwischen der Innenraumtemperatur im augenblicklichen Takt TI und der Innenraumtemperatur im unmittelbar vorhergehenden Takt TI bestimmt wird). Es ist zu beachten, daß die Funk­ tionen F(DT) und F(DTI) beide schrittweise Funktionen sein können. Der Unterschritt 517 kann gewünschtenfalls jedoch entfallen. Wenn andererseits die Stellung AP der Luftmischklappe 10 nicht in der Zone MCZ für größte Kühlleistung liegt, oder wenn innerhalb der Grenzen einer sehr schmalen Zone für maximale Kühlleistung diese Stellung AP nicht der Stellung MCP für größte Kühlleistung entspricht, wird im Unterschritt 520 die Größe der Zeit CD um eine zweckmäßig zu wählende positive Größe A verkleinert.

Das Ergebnis der vorstehend erwähnten Berechnungen wird im Unterschritt 518 geprüft; falls dabei CD negativ ist, wird der Unterschritt 514 ausgeführt, um die Größe CD auf 0 zu setzen. Im Fall von CD 0 wird die Größe CD im Unterschritt 519 weiter geprüft; falls dabei CD größer ist als CCT, wird der Unterschritt 513 ausgeführt, um CD = CCT zu setzen. Diese Schritte gewährleisten, daß die Einschaltzeit CD des Verdichters 7 während jeder Takt- oder Zyklusperiode zwischen 0 und CCT liegt, die im Anfangszyklus der Gesamtlänge der Taktperiode gleich ist.

Anschließend wird gemäß Fig. 5 ein Unterschritt 530 aus­ geführt, in welchem die Zeitgeber-Ausgangsgröße CDOUT zum Einschalten des Verdichters 7 auf CD gesetzt wird. Im Unterschritt 531 wird dann festgestellt, ob ein Signal DRY anliegt. Dieses Signal DRY wird von einem Hand-Schalter oder einem automatischen Luftfeuchtigkeitssteller o. dgl. zur Anzeige dafür, daß die Luftfeuchtigkeit verringert werden soll, abgegeben. Wenn das Signal DRY (= Trocknen) nicht anliegt, geht der Regelvorgang auf den Unterschritt 540 über, wobei die Größe CDOUT des Zeitgeberausgangs unbeeinflußt bleibt. Beim Anliegen des Signals DRY wird der Unterschritt 532 zur Bestimmung, ob CDOUT < B gilt, ausgeführt, wobei das Symbol B die Betriebszeit des Ver­ dichters 7 bei minimalem Arbeitszyklus zur Verringerung der Raumluftfeuchtigkeit angibt. Im Unterschritt 533 wird hierauf CDOUT = B gesetzt, und es erfolgt ein Übergang auf den Unterschritt 540. Bei einer Ausführungsform, bei der die Funktion zur Luftfeuchtigkeitsverringerung nicht vorgesehen ist, können die Unterschritte 531 bis 533 ersichtlicherweise entfallen.

Die Regeleinheit 17 berechnet auch eine Größe COMP, wel­ che die Werte 0 und 1 besitzen kann und ein Kennzeichen zum Ein- und Ausschalten des Verdichters 7 darstellt. Die Größe COMP besitzt den Wert "0", wenn ein Lufttemperatur- Regelschalter, ein Hochspannungsschalter und/oder ein Niederspannungsschalter offen ist bzw. sind; sie besitzt den Wert "1" nur dann, wenn alle eben genannten Schalter geschlossen sind. Die Größen von CDOUT und COMP werden jeweils in den Unterschritten 540 bzw. 541 geprüft; wenn CDOUT = 0 oder COMP = 0 gilt, wird im Unterschritt 551 die Stromzufuhr zur elektromagnetischen Kupplung 8 be­ endet (mit dem Symbol COMP AUS bezeichnet), so daß der Verdichter 7 abgeschaltet wird.

Im Fall von DCOUT #0 und COMP #0 wird in einem Unterschritt 542 CDOUT um 1 verkleinert. Im Unterschritt 550 wird dann die elektromagnetische Kupplung 8 an Spannung gelegt (mit COMP EIN bezeichnet), so daß der Verdichter 7 ange­ trieben wird. Im Unterschritt 590 wird anschließend die Größe CCT um 1 erhöht, worauf ein Übergang auf den Schritt 600 erfolgt. Während einer Takt- oder Zyklusperiode von CCT × 0,5 s wird somit der Verdichter 7 für CD × 0,5 s eingeschaltet und für (CCT - CD) × 0,5 s ausgeschaltet. Der Arbeitszyklus entspricht somit CD ± CCT. Das in Fig. 5 mit den gestrichelten Linien eingerahmte Routineprogramm RT dient zur Bestimmung des Arbeitszyklus des Verdichters 7.

Wenn bei der beschriebenen Regelvorrichtung die Außentem­ peratur niedrig und mithin ein Kühlen unnötig ist, z. B. im Winter und zu anderen kühlen Jahreszeiten, wird der Arbeitszyklus des Verdichters 7, da die Luftmischklappe 10 nicht in der Stellung für größte Kühlleistung (oder in der Zone MCZ für größte Kühlleistung) steht, verkürzt, so daß der Verdichter 7 normalerweise abgeschaltet ist. Zudem arbeitet der Verdichter 7 auch in den wärmeren Jahreszeiten mit einem Arbeitszyklus, welcher der jeweiligen Kühl­ belastung oder -last angepaßt ist. Infolgedessen ist der Energieverlust infolge eines Wiedererwärmens der ge­ kühlten Luft durch den Heizungswärmetauscher 4 minimal, wo­ bei der kleinste erforderliche Verdichter-Arbeitszyklus er­ reicht werden kann. Zur Verringerung der Luftfeuchtigkeit arbeitet der Verdichter ebenfalls mit dem kleinsten oder kürzesten für diese Funktion notwendigen Arbeitszyklus. Bei Auswertung des Verdichter-Arbeitszyklus über ein volles Jahr hinweg zeigt sich somit eine große Energieeinsparung während des Winters und der kühleren Jahreszeiten, während auch im Sommer eine beträchtliche Energieeinsparung im Vergleich zu den bisherigen Lufttemperatur-Regelvorrichtun­ gen zu beobachten ist. Für die Erzielung der genannten Wir­ kungen sind zudem keine speziellen Meßfühler, wie Außen­ temperatur- oder Sonnenlicht-Meßfühler, erforderlich, so daß sich die vorgeschlagene Vorrichtung kostengünstiger darstellt.

Fig. 8 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der anstelle der Luftmischklappe 10 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ein Warmwasserdurchsatzmengen- Regelventil 19 vorgesehen ist.

Die Lufttemperatur-Regelvorrichtung 1 für Fahrzeuge ge­ mäß Fig. 8 umfaßt ein Gebläse 2, einen Verdampfer 3, ein Expansionsventil 5, einen Kondensator 6, einen Ver­ dichter 7, eine elektromagnetische Kupplung 8, eine Fahrzeug-Antriebsmaschine 9, ein Stellglied 11, ein Poten­ tiometer 12, einen Thermistor 13 zur Erfassung der Luft­ temperatur am Auslaß des Verdampfers 3, einen Thermistor 15 zur Erfassung der Fahrgastraumtemperatur, ein Armaturen­ brett 16, eine Regeleinheit 17 und einen Schaltereingabe­ typ-Temperatursteller 18 am Armaturenbrett 16.

Ähnlich wie bei der vorher beschriebenen Ausführungs­ form besteht die Regeleinheit 17 aus einer Eingabeschnitt­ stelle, einem Mikroprozessor, einer Ausgabeschnittstelle und zugeordneten Bauteilen. Der Mikroprozessor führt das in Fig. 4 dargestellte Regelprogramm aus.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 8 erläutert. Bei Einschalten der Stromversor­ gung für den Mikroprozessor im Schritt 100 werden die Randomspeicher-Daten im Mikroprozessor sämtlich auf "0" gelöscht. Im Schritt 201 wird dann ein im Mikropro­ zessor enthaltener Zeitgeber in Gang gesetzt. Im an­ schließenden Schritt 200 werden Signale entsprechend der vom Thermistor 15 ermittelten Fahrgastraumtemperatur, der vom Thermistor 13 gemessenen Verdampferauslaßluft­ temperatur und der durch das Potentiometer 12 bestimmten Stellung des Warmwasser-Regelventils 19 sowie ein Tempe­ ratur-Sollwert, ein Klimatisierungs-Schaltersignal und ein DRY- bzw. "TROCKEN"-Schaltersignal vom Armaturen­ brett 16 der Regeleinheit 17 eingegeben. Im Schritt 300 werden hierauf Berechnungen für die Fahrgastraumtemperatur­ regelung auf der Basis eines Proportionalitäts-Regelfaktors, eines integralen Regelfaktors und eines Ableitungs-Regel­ faktors, sämtlich Funktionen der gemessenen Abweichungs­ größe der Fahrgastraumtemperatur vom Temperatur-Sollwert, durchgeführt, um das Stellglied 11 für das Regelventil 19 anzusteuern. Die weiteren Arbeitsgänge der Vorrichtung, einschließlich der Regeleinheit 17, entsprechen denen bei der vorher beschriebenen Ausführungsform mit Luftmisch­ klappe 10.

Bei dieser abgewandelten Ausführungsform übernimmt mit­ hin eine Verstellung des Warmwasser-Regelventils 19 die Rolle der Einstellung der Luftmischklappe 10. Der Ar­ beitszyklus des Verdichters 7 kann dabei nach demselben Betriebsprinzip wie bei der zuerst beschriebenen Aus­ führungsform verkürzt werden.

Claims (3)

1. System zum Regeln der Temperatur im Fahrgastraum eines Fahrzeugs mit einer Klimaanlage, die folgende Bestandteile aufweist:
ein Gebläse,
eine Kühleinrichtung mit einem Kompressor und mit einem Verdampfer zum Kühlen der durch das Gebläse zugeführten Luft,
einen stromabwärts nach dem Verdampfer angeordneten Heizungswärmetauscher,
eine zwischen Verdampfer und Heizungswärmetauscher ange­ ordnete Luftmischklappe zum Einstellen des Verhältnisses der den Heizungswärmetauscher durchströmenden Luftmenge und der unter Umgehen des Heizungswärmetauschers unmittel­ bar in den Fahrgastraum strömenden gekühlten Luftmenge sowie
eine Regeleinheit zum Nachführen der Luftmisch­ klappe im Sinne einer Angleichung der Temperatur im Fahr­ gastraum an dessen gewünschte Solltemperatur und eine Einrichtung zur Positionsbestimmung der Luftmisch­ klappe,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (17) über die Einrichtung (12) zur Positionsbestimmung der Luftmischklappe (10) die Ein­ schaltdauer des Kompressors (7) begrenzt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (17) die Einschaltdauer des Kompressors (7) zum Angleichen der Isttemperatur des Fahrgastraums an die Solltemperatur regelt.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizungswärmetauscher durch Kühlwasser der Antriebs­ maschine (9) beheizt wird und daß der Kühlwasserstrom durch die Regeleinheit geregelt wird.