Method for monitoring coolant level in cooling system

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却回路の高圧側において冷却媒体の相対圧力および温度が測定され、その測定温度並びに測定圧力から導き出される温度が冷却媒体・充填レベルに関連して評価されるような特に自動車の冷却設備における冷却媒体・充填レベルの監視方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却設備の冷却回路の制御および監視装置に多数のセンサの信号が導かれ、これらの導入される全入力信号に関係してあるいはこれらを考慮して冷却回路に存在する構成要素の最適な運転を保障するような出力信号を計算するために、センサの信号が互いに連結されるような自動車空調設備の制御方法は既に知られている（ドイツ連邦共和国特許第３７０６１５２Ａ１号公報参照）。 この場合冷却回路におけるセンサとして、圧縮機の出口側において高温ガス温度を検出するセンサ、蒸発器の入口側において噴射温度あるいは冷却媒体の圧力を検出するセンサ、圧縮機の入口側において吸込み圧力あるいは吸込み温度を検出するセンサが設けられている。

【０００３】しかし冷却設備の最適な運転は、冷却媒体の充填レベルが適正であるときしか保障されず、詳しくはその都度の制御方法は無関係となる。 これは特に環境問題をも考慮している。

【０００４】従って冷却設備における冷却媒体・充填レベルを監視するために、冒頭に述べた形式の方法が知られている（１９９０年１０月１９日発行、日本特許抄録 Ｍ−１０３７、Ｖｏｌ．１４／Ｎｏ．４８１＝ＪＰ−
Ａ−２−１９５１６４参照）。 この場合、圧縮機の出口側における高温ガス温度と圧力、凝縮器出口温度および圧縮機入口側における温度と圧力が測定され、これらの測定圧力値からそれに対応した温度が導き出され、この温度から更に冷却媒体のＬｏｇ ｐ−ｈ線図に関して計算によって冷却媒体の過熱が検出され、冷却媒体・充填レベルについて評価される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冒頭に述べた形式の公知の冷却設備の運転を一層最適にするような冷却媒体・充填レベルの簡単な監視方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的は、冒頭に述べた形式の方法において、冷却媒体の過少冷却（Ｕ）が、測定圧力に冷却媒体特有の関数に関連して対応した温度（温度＝ｆ（圧力））から測定温度を引き算することによって検出され、冷却媒体・充填レベルの大きさとして評価されることによって達成される。

【０００７】冒頭に述べた形式の方法においては、充填レベルの監視が最適な系統・充填およびＬｏｇ ｐ−ｈ
線図の限界線に関して冷却媒体の過熱を計算することによって行われ、即ち高い温度および比エンタルピの範囲で行われるが、本発明は、求められた冷却媒体の過少冷却が冷却媒体の充填状態に対する大きさをも表すという知識に基づいている。 本発明によれば、冷却媒体特有の関数（温度＝ｆ（圧力））が簡単にＬｏｇ ｐ−ｆ曲線の限界線の部分範囲を手本にして生ずるという利点、および高圧側で２つの測定値を検出すればよいので測定費用が安価であるという利点を有している。

【０００８】

【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。

【０００９】図１における概略図において、冷却設備１
の冷却回路は圧縮機１．１、凝縮器１．２、乾燥器１．
３付きの液体容器、噴射弁１．４および蒸発器１．５から形成されており、その場合、圧縮機出口と噴射弁入口との間が冷却媒体回路の高圧部分（図において二重線で示した部分）となっている。 凝縮器１．２と乾燥器１．
３との間の冷却媒体・高圧液体配管１．２．１に（ないしは乾燥器１．３と噴射弁１．４との間の配管１．３．
１に）、それぞれ１つの圧力センサ３および温度センサ２が乾燥器入口の近くに（ないしは乾燥器出口の近くに又は乾燥器自体に）配置されている。 これらのセンサによって冷却媒体の相対圧力並びに温度が測定される。 センサ２，３は信号配線２．１，３．１を介して監視装置４に接続されている。 この監視装置４はまず記憶器４．
１、減算器４．２およびスイッチ装置４．３を有している。 記憶器４．１には特性図として冷却設備の冷却媒体特有の関数Ｔ＝ｆ（ｐ）の特性曲線あるいは表が記憶されている。 その場合、Ｔは冷却媒体の温度であり、ｐは冷却媒体の相対圧力である。 記憶器４．１には信号配線３．１を介して測定圧力値ｐが導かれ、この圧力値ｐに対応した温度Ｔが先の関数に関連して求められ、読み取られ、そして信号配線４．１．１を介して減算器４．２
に導かれる。 この減算器４．２の他の入力端に信号配線２．１ ． １を介して測定温度値ＴＧがかかっている。

【００１０】減算器４．２において測定温度ＴＧを対応した温度Ｔから引き算して冷却媒体の過少冷却Ｕ（Ｕ＝
Ｔ−ＴＧ）が決定される。 この過少冷却Ｕはスイッチ回路４．３において冷却媒体・充填レベルの大きさとして次のように評価される。 即ち、Ｕが走行車のエンジン回転数ｎＭに関係して変化する所定の値Ｗ１（絶対温度）
より大きいとき（例えばＵ＞１Ｋ）、冷却媒体・充填レベルが適正であると評価され、即ち冷却媒体回路が適正に充填されていると評価され、これに対してＵが所定の値Ｗ１よりも小さいとき、冷却媒体・充填レベルが低すぎると評価され、即ち冷却媒体回路が十分に充填されていないと評価される。 しかしＵがエンジン回転数ｎＭに関係して変化する所定の値Ｗ２を超過したとき（例えばＵ＞１５Ｋ）、冷却媒体・充填レベルが高すぎると評価され、即ち冷却媒体回路が過剰に充填されていると評価される。 この評価の結果により、スイッチ装置４．３によって小さな過少充填の場合に運転手に対する警報器４．３．１が作動され、また大きな過少充填ないし過大充填の場合に冷却／冷房設備を遮断するためのスイッチ４．３．２が作動される。 これと無関係に評価は、スイッチ装置の診断記憶器４．３．３に欠陥信号としても記憶される。

【００１１】図３は、スイッチ装置４．３の記憶器４．
３．４に記憶された値Ｗ１，Ｗ２がエンジン回転数の関数としてどのように変化する（Ｗ＝ｆ（ｎＭ））かを示している。 このような変化は有利である。 何故ならば、
過少冷却計算が時間的に連続して行われ、即ち走行車の停止状態における無負荷回転数でしか行えない訳ではないからである。 図中において実線は値Ｗ１の限界線であり、破線は値Ｗ２の限界線である。 Ｕがこれらの限界線の間にあるとき、充填は適正である。 Ｕが限界線Ｗ２を超えているときは過大充填であり、Ｕが限界線Ｗ１を下回っているときは過少充填である。

【００１２】いま冷却設備の使用者により操作装置において時点ｔ１で圧縮機１．１が投入されると（図２と関連して図１参照）、圧力および温度が時点ｔ３（ないし時点ｔ＋５秒）から連続して測定される。 この時点は経験的に各冷却／冷房設備について決定しなければならず、原理的には、圧縮機の投入による圧力変動が沈静化する時点、即ち圧力信号が安定する時点に関係している。 この状態になったときに、第１の過少冷却の計算が時点ｔ４（ないし時点ｔ１＋７秒）で行われ、続く過少冷却の計算が時点ｔ５（ないし時点ｔ４＋３秒）、時点ｔ６（ないし時点ｔ５＋３秒）・・・ｔｎ（ないし時点ｔn-1 ＋３秒）で行われる。 この測定および計算は有利には、冷却媒体の過少冷却が準安定状態（ｄＵ／ｄｔ┤
一定）となるまで行われる。 圧縮機が新たに投入された場合ないし圧縮機連結信号が存在する場合にはじめてあらたに再び計算が行われる。

【００１３】その都度計算された過少冷却の評価が行われる時点ｔｎも変更でき、これはそれぞれ経験的にその都度の冷却媒体回路の構成要素に合わせねばならない。

【００１４】圧縮機１．１が既に時点ｔ４の前に再び遮断されているとき、過少冷却の計算は、時点ｔ０即ち圧縮機が最後に遮断された時点における測定値が基礎とされる。

【００１５】これに対して冷却設備がＥＣＯプログラムで運転されるか又は圧縮機が走行車点火がオンにされた後でも運転しないとき、過少冷却の計算は行われない。

【００１６】センサの測定値の検出は一般に公知のＡ／
Ｄ変換器の測定条件に応じて行われ、このために監視装置４の前置接続されたＡ／Ｄ変換器４．４において測定値がデジタル的にろ過される。 例えば古い測定値＋実際の測定値を４で割り算し３倍にしたものが有効な測定値となり、これは減衰率が計算で設備に合わされているＰ
ＴＩ素子（一次おくれ素子）に相応している。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、特に自動車の冷却設備における冷却媒体・充填レベルを簡単に監視でき、冷却設備の構成要素を最適に運転できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】監視装置を持った冷却設備のブロック図。

【図２】過少冷却・計算に対する時間経過図。

【図３】過少冷却を評価するための限界曲線図。

【符号の説明】

１ 冷却設備 １．１ 圧縮機 １．２ 凝縮器 ４．３．３ 診断記憶器 ４．３．４ 記憶器

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