DE102008031508A1 - Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinrichtung, welche mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeugs zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Kupplungseinrichtung den Motor zum Übertragen eines Drehmoments mit einem Kältemittelverdichter eines Klimatisierungssystems koppelt, und einem zweiten Zustand, in welchem die Kupplungseinrichtung den Motor und den Kältemittelverdichter voneinander entkoppelt, geschaltet wird, wobei mittels der Steuereinrichtung zumindest ein weiterer Betriebsparameterwert ermittelt und die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit der Drehzahl und des zumindest einen weiteren Betriebsparameterwerts (D1, D2, B1-18) gesteuert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Klimatisierungssystem mit einer steuerbaren Kupplungseinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinrichtung der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Klimatisierungssystem mit einer steuerbaren Kupplungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art.
  • Ein derartiges Verfahren sowie ein derartiges Klimatisierungssystem sind dabei beispielsweise bereits aus der DE 2 146 727 A als bekannt zu entnehmen. Dabei wird eine Kupplungseinrichtung des Klimatisierungssystems mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeugs zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Kupplungseinrichtung den Motor zum Übertragen eines Drehmoments mit einem Kältemittelverdichter des Klimatisierungssystems koppelt, und einem zweiten Zustand, in welchem die Kupplungseinrichtung den Motor und den Kältemittelverdichter voneinander entkoppelt, geschaltet. Auf diese Weise kann einerseits verhindert werden, dass der Kältemittelverdichter bei hohen Motordrehzahlen über seinen zulässigen Drehzahlbereich hinaus betrieben wird, andererseits kann ein vom Kältemittelverdichter verursachtes Schleppmoment auf den Motor reduziert werden, wenn der Motor mit verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen betrieben wird.
  • Als nachteilig an dem bekannten Verfahren bzw. dem bekannten Klimatisierungssystem ist dabei der Umstand anzusehen, dass das Schalten der Kupplungseinrichtung nur vergleichsweise unflexibel durchgeführt werden kann und daher zu einem erhöhten Energieverbrauch des Motors führt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinrichtung sowie ein Klimatisierungssystem mit einer steuerbaren Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass ein verringerter Energiebedarf des Motors ermöglicht ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Klimatisierungssystem mit einer steuerbaren Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens – soweit anwendbar – als vorteilhafte Ausgestaltungen des Klimatisierungssystems und umgekehrt anzusehen sind.
  • Ein Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinrichtung eines Klimatisierungssystems, welches einen verringerten Energiebedarf des zugeordneten Motors ermöglicht, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass mittels der Steuereinrichtung zumindest ein weiterer Betriebsparameterwert ermittelt und die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit der Drehzahl und des zumindest einen weiteren Betriebsparameterwerts gesteuert wird. Hierdurch kann die Kupplungseinrichtung wesentlich flexibler und verbrauchsoptimierend geschaltet werden, da unterschiedliche Betriebssituationen besser berücksichtigt werden können. Zudem können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedlichste Kupplungseinrichtungstypen – beispielsweise mechanische, elektrische oder mono- bzw. bistabile Magnet-Kupplungen – betriebssituationsoptimiert geschaltet werden, wodurch dasselbe Verfahren kostensenkend für unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen bzw. -ausstattungslinien verwendet werden kann. Der Motor kann dabei grundsätzlich als Brennkraftmaschine und/oder als Elektromotor ausgebildet sein.
  • Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung als vorteilhaft gezeigt, dass als weiterer Betriebsparameterwert ein Betriebszustand einer Zündanlage des Motors und/oder ein Betriebszustand des Klimatisierungssystems und/oder ein Betriebszustand eines Kältemittelverdampfers des Klimatisierungssystems und/oder ein Diagnosemodus des Kraftfahrzeugs und/oder ein Betriebszustand des Kältemittelverdichters und/oder ein Betriebszustand der Kupplungseinrichtung und/oder ein Betriebszustand eines Regelventils des Kältemittelverdichters und/oder ein Betriebszustand eines Temperaturfühlers des Kältemittelverdampfers und/oder ein Spannungsniveau der Steuereinrichtung und/oder ein Kältemittelfüllstand des Klimatisierungssystems und/oder ein Innendruck des Klimatisierungssystems und/oder eine Betriebstemperatur eines Kühlmittels des Motors und/oder eine Kältemitteltemperatur des Kältemittelverdampfers und/oder ein einen Leerlauf des Motors charakterisierender Stabilitätswert und/oder ein Betriebszustand des Motors ermittelt wird. Hierdurch kann die Kupplungseinrichtung durch geeignete Wahl des bzw. der Betriebsparameterwerte optimal geschaltet und der Energiebedarf des zugeordneten Motors des Kraftfahrzeugs besonders stark gesenkt werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, indem als weiterer Betriebsparameterwert ein Regelventilstrom des Regelventils des Kältemittelverdichters ermittelt wird. Hierdurch ist es mit anderen Worten möglich, den Energiebedarf des Motors auch bei Klimatisierungssystemen mit extern geregelten Kältemittelverdichtern vorteilhaft zu verringern, da der Kältemittelverdichter im Gegensatz zum Stand der Technik bei abgeschaltetem bzw. zu deaktivierendem Klimatisierungssystems vom Motor getrennt werden kann und somit nicht unnötig weiterläuft.
  • Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der Steuereinrichtung zunächst geprüft wird, ob der Regelventilstrom des Regelventils des Kältemittelverdichters für eine vorbestimmte Zeitdauer, insbesondere zwei Sekunden, einen vorbestimmten Stromgrenzwert, insbesondere 0 mA, erreicht und/oder unterschritten hat und anschließend ein das Prüfergebnis charakterisierender Betriebsparameterwert abgeleitet und bei der Steuerung der Kupplungseinrichtung verwendet wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Kupplungseinrichtung nicht unter Last geschaltet wird, was insbesondere beim Schalten vom ersten in den zweiten Zustand zu einer erhöhten Materialbelastung und einer dementsprechend verkürzten Lebensdauer führen könnte.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, indem als weiterer Betriebsparameterwert der Bautyp der Kupplungseinrichtung ermittelt wird. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Variantencodierung erfolgen, wodurch eine weitere einfache und kostensenkende Möglichkeit gegeben ist, das Verfahren an unterschiedliche Kupplungseinrichtungstypen anzupassen und somit für unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen, -ausstattungslinien und Klimatisierungssysteme zu verwenden.
  • Eine konstruktiv besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit, den Energiebedarf des Motors zusätzlich zu senken, ist in weiterer Ausgestaltung dadurch ermöglicht, dass als Kupplungseinrichtung eine Magnetkupplung verwendet wird. Dies erlaubt ein besonders einfaches und schnelles Schalten der Kupplungseinrichtung zwischen den beiden Zuständen, wobei als Kupplungseinrichtung grundsätzlich eine monostabile und/oder eine bistabile Magnetkupplung verwendet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung mittels der Steuereinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand geschaltet wird, indem sie mit einem Dauerstrom und/oder mit einem Stromimpuls beaufschlagt wird und/oder indem sie von einer Stromquelle getrennt wird. Hierdurch kann die jeweilige Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung optimal berücksichtigt werden. Bei einer monostabilen Magnetkupplung kann dabei vorgesehen sein, dass diese bei einer Dauerbestromung in die erste und beim Trennen von der Stromquelle in die zweite Stellung oder umgekehrt geschaltet wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine bistabile Magnetkupplung durch entsprechende Stromimpulse in die jeweils andere Stellung umgeschaltet werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem mit einer steuerbaren Kupplungseinrichtung, welche mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeugs zwischen einem ersten Zustand, in welchem der Motor mittels der Kupplungseinrichtung zum Übertragen eines Drehmoments mit einem Kältemittelverdichter des Klimatisierungssystems gekoppelt ist, und einem zweiten Zustand, in welchem der Motor mittels der Kupplungseinrichtung vom Kältemittelverdichter entkoppelt ist, schaltbar ist, wobei ein verringerter Energiebedarf des Motors erfindungsgemäß dadurch ermöglicht ist, dass die Steuereinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet ist. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind bereits den entsprechenden Beschreibungsabschnitten zu entnehmen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung als monostabile und/oder als bistabile Magnetkupplung ausgebildet ist. Hierdurch ist eine hohe konstruktive Freiheit gegeben, um den Motor mit dem Kältemittelverdichter zu koppeln bzw. von diesem zu entkoppeln. Eine monostabile Magnetkupplung bietet dabei insbesondere den Vorteil, dass diese beim Trennen der Kupplungseinrichtung von ihrer zugeordneten Stromquelle – beispielsweise beim Abschalten des Klimatisierungssystems, einer Zündung oder des Motors – definiert in den ersten oder in den zweiten Zustand schaltet. Alternativ bietet eine bistabile Magnetkupplung den Vorteil, dass sie die beiden unterschiedlichen Zustände stromlos hält und somit einen zusätzlich verringerten Energiebedarf ermöglicht.
  • Dabei kann der Energiebedarf des Motors in weiterer Ausgestaltung dadurch gesenkt werden, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung mit einer gegenüber einer Stromstärke bei gestartetem Motor verringerten Stromstärke zu beaufschlagen, solange sich der Motor des Kraftfahrzeugs bei aktivierter Zündung in einem gestoppten Betriebszustand befindet. Hierdurch kann insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einer Start-Stop-Automatik bzw. bei sogenannten Mild- oder Fullhybrid-Fahrzeugen zusätzliche Energie eingespart und der gestoppte Zustand des Motors entsprechend länger aufrechterhalten werden.
  • Ein zusätzlich verringerter Energiebedarf des Motors ist in weiterer Ausgestaltung dadurch ermöglicht, dass ein mit der Steuereinrichtung gekoppeltes Regelventil vorgesehen ist, mittels welchem eine dem Kältemittelverdichter zuführbare Kältemittelmasse einstellbar ist. Hierdurch kann die Kältemittelmasse bzw. das Fördervolumen des Kältemittelverdichters optimal an die jeweiligen Betriebsparameterwerte des Klimatisierungssystems bzw. des Motors angepasst werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
  • 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Steuern einer Kupplungseinrichtung eines Klimatisierungssystems; und
  • 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Steuern einer Kupplungseinrichtung eines Klimatisierungssystems.
  • 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Steuern einer als Magnetkupplung ausgebildeten Kupplungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, welche mittels einer Steuereinrichtung zwischen einem ersten Zustand, in welchem ein Motor des Kraftfahrzeugs mittels der Kupplungseinrichtung zum Übertragen eines Drehmoments mit einem Kältemittelverdichter des Klimatisierungssystems gekoppelt ist, und einem zweiten Zustand, in welchem der Motor mittels der Kupplungseinrichtung vom Kältemittelverdichter entkoppelt ist, geschaltet wird. Für das Verfahren wird dabei zur vereinfachten und beschleunigten Durchführung Boolesche Algebra in im Folgenden näher erläuterter Weise verwendet.
  • Zunächst wird mittels der Steuereinrichtung des Klimatisierungssystems in Schritt 10 eine Drehzahl des als Brennkraftmaschine ausgebildeten Motors ermittelt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung mit einem Motorsteuergerät gekoppelt ist und von diesem die Drehzahl empfängt. Anhand der ermittelten Drehzahl wird über eine Hysteresefunktion und der Zweipunktgrenzwerte 0 U/min und 400 U/min ein die Drehzahl charakterisierender Betriebsparameterwert D1 ermittelt, der als Boolesche Variable somit den Wert 0 oder 1 bzw. ”Falsch” oder ”Wahr” annehmen kann. Wenn die Drehzahl unter 0 U/min bzw. 400 U/min liegt, wird dem Betriebsparameterwert D1 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet.
  • In Schritt 12 wird mittels der Steuereinrichtung als weiterer, ebenfalls eine Boolesche Variable darstellender Betriebsparameterwert B1 ein einen Leerlauf des Motors charakterisierender Stabilitätswert ermittelt. Hierdurch kann festgestellt werden, ob die Leerlaufdrehzahl des Motors stabil ist, da dies beispielsweise bei maximalen Lenkradeinschlägen nicht immer gegeben sein kann. Die beiden Betriebsparameterwerte D1 und B1 werden danach in Schritt 14 durch den logischen ODER-Operator v verknüpft, wodurch ein weiterer, die Drehzahl charakterisierender Betriebsparameterwert D2 ermittelt wird. In Schritt 16 wird als weiterer Betriebsparameterwert B2 ermittelt, ob sich der Motor bei aktivierter Zündanlage in einem gestoppten Betriebszustand befindet, wie es insbesondere bei als RSG-, Direktstart-, Mildhybrid- oder Fullhybrid-Fahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugen auftreten kann. Die beiden Betriebsparameterwerte D2 und B2 werden in Schritt 18 mit dem logischen UND-Operator ∧ verknüpft, wodurch der weitere Betriebsparameterwert B3 ermittelt wird. In den weiteren Verfahrensschritten 2046 werden mehrere weitere, grundsätzlich optionale Betriebsparameterwerte B4–B17 ermittelt, die in Schritt 48 gemeinsam mit dem Betriebsparameterwert B3 durch den logischen ODER-Operator v verknüpft werden.
  • In Schritt 20 wird dazu als Betriebsparameterwert B4 ein Betriebszustand einer Zündanlage des Motors ermittelt. Wenn die Zündanlage ausgeschaltet ist (”Klemme 15 aus”), wird dem Betriebsparameterwert B4 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 22 wird als Betriebsparameterwert B5 ein manuell einstellbarer Betriebszustand des Klimatisierungssystems ermittelt. Wenn das Klimatisierungssystems manuell ausgeschaltet ist (”AC_Off”), wird dem Betriebsparameterwert B5 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 24 wird als Betriebsparameterwert B6 ein Betriebszustand des Klimatisierungssystems ermittelt. Wenn das Klimatisierungssystems – beispielsweise aufgrund eines Fehlers – ausgeschaltet ist (”Off”), wird dem Betriebsparameterwert B6 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 26 wird als Betriebsparameterwert B7 ermittelt, ob sich das Kraftfahrzeug in einem Diagnosemodus, beispielsweise während der Fertigung, befindet. Wenn ja, wird dem Betriebsparameterwert B7 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 28 wird als Betriebsparameterwert B8 ein Betriebszustand des Kältemittelverdichters ermittelt. Wenn der Kältemittelverdichter beispielsweise während der Fertigung gesperrt bzw. verriegelt ist, wird dem Betriebsparameterwert B8 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 30 wird als Betriebsparameterwert B9 ein Betriebszustand der Kupplungseinrichtung ermittelt. Wenn ein Fehler aufgetreten ist – beispielsweise ein Kurzschluss, ein Leerlauf oder einer bzw. mehrere nicht erfolgreiche Schaltversuche – wird dem Betriebsparameterwert B9 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 32 wird als Betriebsparameterwert B10 ein Betriebszustand eines grundsätzlich optionalen Regelventils des Kältemittelverdichters ermittelt, sofern dieses vorhanden ist. Wenn ein Fehler aufgetreten ist – beispielsweise ein Kurzschluss, ein Leerlauf oder einer bzw. mehrere nicht erfolgreiche Schaltversuche – wird dem Betriebsparameterwert B10 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 34 wird als Betriebsparameterwert B11 ein Betriebszustand eines Temperaturfühlers des Kältemittelverdampfers ermittelt. Wenn bei diesem ein Fehler aufgetreten ist – beispielsweise ein Kurzschluss oder ein Leerlauf – wird dem Betriebsparameterwert B11 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 36 wird als Betriebsparameterwert B12 ein Spannungsniveau der Steuereinrichtung ermittelt. Wenn eine Unterspannung – beispielsweise U < 9 V – oder eine Überspannung – beispielsweise U > 16 V – vorliegt, wird dem Betriebsparameterwert B12 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 38 wird als Betriebsparameterwert B13 ein Kältemittelfüllstand des Klimatisierungssystems ermittelt. Wenn der Kältemittelfüllstand bzw. der Kältemitteldruck beispielsweise aufgrund eines Lecks ein kritisches Niveau unterschreitet, wird dem Betriebsparameterwert B13 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 40 wird als Betriebsparameterwert B14 ein Regelventilstrom des Regelventils des Kältemittelverdichters ermittelt, sofern dieses vorhanden ist. Dabei wird zunächst geprüft, ob der Regelventilstrom des Regelventils für eine vorbestimmte Zeitdauer, beispielsweise zwei Sekunden, einen vorbestimmten Stromgrenzwert, beispielsweise 0 mA, erreicht bzw. unterschritten hat, um zuverlässig auszuschließen, dass die Kupplungseinrichtung unter Last aus dem ersten in den zweiten Zustand geschaltet wird. Dabei ist anzumerken, dass ein Schalten aus dem zweiten, entkoppelten in den ersten, gekoppelten Zustand grundsätzlich ohne Zeitverzögerung durchgeführt werden kann. Wenn die genannte Bedingung für den Regelventilstrom erfüllt ist, wird dem Betriebsparameterwert B14 der Wert 1, ansonsten der Wert 0 zugeordnet.
  • In Schritt 42 wird als Betriebsparameterwert B15 ein Innendruck des Klimatisierungssystems ermittelt. Dem Betriebsparameterwert B15 wird dabei der Wert 1 zugeordnet, wenn ein Niederdruck < 0,5 bar oder ein Hochdruck > 33 bar vorliegt. Alternativ wird dem Betriebsparameterwert B15 der Wert 0 zugeordnet, wenn der Innendruck zwischen 0,5 bar bzw. 0,7 bar und 31 bar bzw. 33 bar liegt. Die Zuordnung erfolgt dabei erneut mit Hilfe von Hysteresefunktionen, um ein permanentes Wechseln des Betriebsparameterwerts B15 in den Schaltbereichen zu vermeiden. In Schritt 44 wird als Betriebsparameterwert B16 eine Betriebstemperatur eines Kühlmittels des Motors ermittelt. Dem Betriebsparameterwert B16 wird mit Hilfe einer Hysteresefunktion der Wert 1 zugeordnet, wenn die Betriebstemperatur über 128°C bzw. über 130°C liegt. Ansonsten wird dem Betriebsparameterwert B16 der Wert 0 zugeordnet. In Schritt 46 wird schließlich als Betriebsparameterwert B17 eine Kältemitteltemperatur am Kältemittelverdampfer des Klimatisierungssystems ermittelt. Dem Betriebsparameterwert B17 wird mit Hilfe einer Hysteresefunktion der Wert 1 zugeordnet, wenn die Kältemitteltemperatur unter –1°C bzw. –2°C liegt. Ansonsten wird dem Betriebsparameterwert B17 der Wert 0 zugeordnet.
  • In Schritt 48 werden – wie bereits erwähnt – die unterschiedliche Betriebszustände des Kraftfahrzeugs und des Klimatisierungssystems charakterisierenden Betriebsparameterwerte B3–B17 gemeinsam durch den logischen ODER-Operator v verknüpft. Wenn wenigstens einer der Betriebsparameterwerte B3–B17 den Wert 1 besitzt, wird in Schritt 50 schließlich die Kupplungseinrichtung in den zweiten Zustand geschaltet bzw. in diesem belassen, in welchem sie den Motor vom Kältemittelverdichter entkoppelt. Wenn keiner der Betriebsparameterwerte B3–B17 den Wert 1 besitzt, wird die Kupplungseinrichtung in Schritt 50 umgekehrt in den ersten Zustand geschaltet, in welchem sie den Motor zum Übertragen eines Drehmoments mit dem Kältemittelverdichter koppelt. Das Schalten gemäß Schritt 50 erfolgt dabei in Abhängigkeit des Bautyps der Kupplungseinrichtung, welcher mit Hilfe einer entsprechenden Variantencodierung von der Steuereinrichtung ermittelt werden kann. Im Fall einer monostabilen Magnetkupplung wird die Kupplungseinrichtung durch Beaufschlagung mit einem Dauerstrom bzw. durch Trennen von einer Stromquelle zwischen den beiden Zuständen geschaltet. Im Fall eines gestoppten Motors wird die Kupplungseinrichtung dabei in den zweiten Zustand geschaltet, um den gestoppten Betriebszustand möglichst lange aufrecht erhalten zu können und dementsprechend den Kraftstoffbedarf des Motors zu senken. Im Fall einer bistabilen Magnetkupplung wird die Kupplungseinrichtung zwischen den beiden Zuständen geschaltet, indem sie mit einem Stromimpuls beaufschlagt wird. Dabei wird vorzugsweise sichergestellt, dass die Kupplungseinrichtung auch bei gestopptem Motor in Kühlbereitschaft bleibt. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass auch das Motorsteuergerät mit der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist und diese schaltet, um den Motor beispielsweise bei Beschleunigungsvorgängen, Anfahren am Berg oder Notfall-Situationen vom Kältemittelverdichter zu entkoppeln. Alternativ kann das Motorsteuergerät der Steuereinrichtung einen entsprechenden Betriebsparameterwert B übermitteln, der von dieser bei der Steuerung berücksichtigt wird. Weiterhin kann zur Reduzierung des Energiebedarfs des Motors vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung mit einer gegenüber einer Stromstärke bei gestartetem Motor verringerten Stromstärke zu beaufschlagen, solange sich der Motor des Kraftfahrzeugs bei aktivierter Zündung in einem gestoppten Betriebszustand befindet.
  • 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Steuern einer Kupplungseinrichtung eines Klimatisierungssystems. Der grundsätzliche Ablauf und die Betriebsparameterwerte B1–B17 sind dabei bereits aus der vorhergehenden Beschreibung bekannt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird in einem zusätzlichen Schritt 52 als weiterer Betriebsparameterwert B18 ein Abschaltkriterium aus einer Regelabweichung X einer Kältemittelverdampfertemperatur ermittelt. Wenn X > 0 ist, ist die Kälteanlage nicht in Betrieb, so dass dem Betriebsparameterwert B18 der Wert 1 zugeordnet wird. Wenn X <= 0 ist, ist die Kälteanlage in Betrieb, so dass dem Betriebsparameterwert B18 der Wert 0 zugeordnet wird. Hierdurch ist eine energieeffiziente Berücksichtigung des Betriebszustands des Kältemittelverdampfers und damit eine weitere Optimierung des Energiebedarfs des Motors ermöglicht.
  • In Schritt 54 werden die Betriebsparameterwerte B3–B13 und B15–B18 gemeinsam durch den logischen ODER-Operator v verknüpft. Der in Schritt 40 ermittelte Betriebsparameterwert B14, wird im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel erst im folgenden Schritt 56 berücksichtigt und zusammen mit dem in Schritt 54 ermittelten Betriebsparameterwert B19 durch den logischen UND-Operator ∧ verknüpft. Hierdurch wird besonders zuverlässig sichergestellt, dass die Kupplungseinrichtung nicht unter Last, sondern frühestens dann geschaltet wird, wenn der Regelventilstrom des Regelventils des Kältemittelverdichters für die vorbestimmte Zeitdauer, vorzugsweise zwei Sekunden, den vorbestimmten Stromgrenzwert, vorzugsweise 0 mA, erreicht bzw. unterschritten hat. In Schritt 50 wird schließlich die Kupplungseinrichtung in vorstehend beschriebener Weise in den zweiten Zustand geschaltet, in welchem sie den Motor vom Kältemittelverdichter entkoppelt, wenn die Junktion in Schritt 56 das Resultat 1 bzw. ”Wahr” ergibt. Aufgrund des UND-Operators in Schritt 56 müssen dazu jedoch der Betriebsparameterwert B14 und wenigstens einer der Betriebsparameterwert B3–B13, B15–B18 den Wert 1 aufweisen. Besitzt umgekehrt entweder der Betriebsparameterwert B14 den Wert 0 und/oder keiner der Betriebsparameterwerte B3–B13, B15–B18 den Wert 1, wird die Kupplungseinrichtung in Schritt 50 entsprechend in den ersten Zustand geschaltet bzw. in diesem belassen, in welchem sie den Motor zum Übertragen eines Drehmoments mit dem Kältemittelverdichter koppelt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 2146727 A [0002]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinrichtung, welche mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeugs zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Kupplungseinrichtung den Motor zum Übertragen eines Drehmoments mit einem Kältemittelverdichter eines Klimatisierungssystems koppelt, und einem zweiten Zustand, in welchem die Kupplungseinrichtung den Motor und den Kältemittelverdichter voneinander entkoppelt, geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung zumindest ein weiterer Betriebsparameterwert ermittelt und die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit der Drehzahl und des zumindest einen weiteren Betriebsparameterwerts (D1, D2, B1–18) gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Betriebsparameterwert ein Betriebszustand (B4) einer Zündanlage des Motors und/oder ein Betriebszustand (B5) des Klimatisierungssystems und/oder ein Betriebszustand (B11) eines Kältemittelverdampfers des Klimatisierungssystems und/oder ein Diagnosemodus (B7) des Kraftfahrzeugs und/oder ein Betriebszustand (B8) des Kältemittelverdichters und/oder ein Betriebszustand (B9) der Kupplungseinrichtung und/oder ein Betriebszustand (B10) eines Regelventils des Kältemittelverdichters und/oder ein Betriebszustand (B11) eines Temperaturfühlers des Kältemittelverdampfers und/oder ein Spannungsniveau (B12) der Steuereinrichtung und/oder ein Kältemittelfüllstand (B13) des Klimatisierungssystems und/oder ein Innendruck (B15) des Klimatisierungssystems und/oder eine Betriebstemperatur (B16) eines Kühlmittels des Motors und/oder eine Kältemitteltemperatur (B17) des Kältemittelverdampfers und/oder ein einen Leerlauf des Motors charakterisierender Stabilitätswert (B1) und/oder ein Betriebszustand (D1, B2) des Motors ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Betriebsparameterwert ein Regelventilstrom des Regelventils des Kältemittelverdichters ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung zunächst geprüft wird, ob der Regelventilstrom des Regelventils des Kältemittelverdichters für eine vorbestimmte Zeitdauer, insbesondere zwei Sekunden, einen vorbestimmten Stromgrenzwert, insbesondere 0 mA, erreicht und/oder unterschritten hat und anschließend ein das Prüfergebnis charakterisierender Betriebsparameterwert (B14) abgeleitet und bei der Steuerung der Kupplungseinrichtung verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Betriebsparameterwert der Bautyp der Kupplungseinrichtung ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungseinrichtung eine Magnetkupplung verwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung mittels der Steuereinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand geschaltet wird, indem sie mit einem Dauerstrom und/oder mit einem Stromimpuls beaufschlagt wird und/oder indem sie von einer Stromquelle getrennt wird.
  8. Klimatisierungssystem mit einer steuerbaren Kupplungseinrichtung, welche mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeugs zwischen einem ersten Zustand, in welchem der Motor mittels der Kupplungseinrichtung zum Übertragen eines Drehmoments mit einem Kältemittelverdichter des Klimatisierungssystems gekoppelt ist, und einem zweiten Zustand, in welchem der Motor mittels der Kupplungseinrichtung vom Kältemittelverdichter entkoppelt ist, schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
  9. Klimatisierungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung als monostabile und/oder als bistabile Magnetkupplung ausgebildet ist.
  10. Klimatisierungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung mit einer gegenüber einer Stromstärke bei gestartetem Motor verringerten Stromstärke zu beaufschlagen, solange sich der Motor des Kraftfahrzeugs bei aktivierter Zündung in einem gestoppten Betriebszustand befindet.
  11. Klimatisierungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Steuereinrichtung gekoppeltes Regelventil vorgesehen ist, mittels welchem eine dem Kältemittelverdichter zuführbare Kältemittelmasse einstellbar ist.
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