DE102008047294A1

DE102008047294A1 - Kompressionskälteanlage und Verfahren zum Betreiben einer Kompressionskälteanlage

Info

Publication number: DE102008047294A1
Application number: DE102008047294A
Authority: DE
Inventors: Klaus Arold; Christian Dipl.-Ing. Kerschl (FH); Herbert Dipl.-Ing. Wieszt (FH)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Arold Klaus De; Kerschl Christian Dipl-Ing (fh) De; Wieszt Herbert Dipl-Ing (fh) De
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2009-05-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kompressionskälteanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdichter, welcher mittels einer Betätigungsvorrichtung von einer Bedienperson in Betrieb und außer Betrieb nehmbar ist, wobei bei der Inbetriebnahme eine Antriebswelle des Verdichters in Bewegung versetzbar ist und wobei eine Steuerungseinrichtung (10) vorgesehen ist, mittels welcher der Verdichter unabhängig von dem mittels der Betätigungsvorrichtung eingestellten Betriebszustand in Betrieb nehmbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Kompressionskälteanlage für ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kompressionskälteanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdichter, welcher mittels einer Betätigungsvorrichtung von einer Bedienperson in Betrieb und außer Betrieb nehmbar ist, wobei bei der Inbetriebnahme eine Antriebswelle des Verdichters in Bewegung versetzbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kompressionskälteanlage.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 10 2005 031 511 A1 , ist ein Verdichter für eine Kompressionskälteanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem eine Antriebswelle des Verdichters mittels einer Riemenscheibe in Bewegung versetzbar ist. Wird die Kompressionskälteanlage von einer Bedienperson mittels einer Betätigungsvorrichtung, etwa mittels einer AC-On/Off-Taste, außer Betrieb genommen, so fördert der mittels der Riemenscheibe angetriebene Verdichter Kältemittel mit einer gegen Null gehenden Förderleistung. Jedoch geht mit diesem Dauerbetrieb des Verdichters geht ein erhöhter Energiebedarf der Kompressionskälteanlage einher.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Verdichter von Kompressionskälteanlagen bekannt, bei welchen im Zustand der Außerbetriebnahme die Antriebswelle des Verdichters steht. Diese Verdichter sind häufiger von Schäden betroffen, welche mit hohen Reparaturkosten einhergehen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kompressionskälteanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche gegen Schäden gegenüber dem Stand der Technik weniger anfällig ist und vergleichsweise energiesparend betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Kompressionskälteanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patenanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Kompressionskälteanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Verdichter, welcher mittels einer Betätigungsvorrichtung von einer Bedienperson in Betrieb und außer Betrieb nehmbar ist, wobei bei der Inbetriebnahme eine Antriebswelle des Verdichters in Bewegung versetzbar ist, ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher der Verdichter unabhängig von dem mittels der Betätigungsvorrichtung eingestellten Betriebszustand in Betrieb nehmbar ist. Der Verdichter ist also in Betrieb nehmbar, auch wenn die Bedienperson mittels der Betätigungsvorrichtung, etwa mittels der AC-On/Off-Taste, eine Außerbetriebnahme des Verdichters eingestellt hat.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es zu Schäden an dem Verdichter, insbesondere an Dichtungen und/oder Lagern von bewegten Bauteilen des Verdichters, kommen kann, wenn die Antriebswelle über längere Zeit nicht in Bewegung versetzt wurde. Undichtigkeiten und/oder sonstige Schäden können hierbei in sehr hohen Reparaturkosten für einen Nutzer der Kompressionskälteanlage resultieren, etwa wenn der Verdichter gewartet oder ausgetauscht werden muss. Durch das von der Einstellung des Betriebszustands durch die Bedienperson unabhängige Inbetriebnehmen des Verdichters sind Schäden, insbesondere an Dichtungen und/oder Lagern, sehr weitgehend vermeidbar. Der vollständig außer Betrieb nehmbarer Verdichter ermöglicht zudem ein vergleichsweise energiesparendes Betreiben der Kompressionskälteanlage, da kein Dauerbetrieb des Verdichters gegeben ist.
Die Antriebswelle des Verdichters kann mittels einer Kupplung, insbesondere mittels einer Magnetkupplung, in Bewegung versetzbar sein. Hierbei ist eine die Kupplung aufweisende Riemenscheibe des Verdichters von einem Antriebsaggregat des Fahrzeugs angetrieben. Alternativ kann der Verdichter elektrisch antreibbar sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verdichter mittels der Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von einer Zeitdauer einer Außerbetriebnahme in Betrieb nehmbar. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Verdichter mittels der Steuerungseinrichtung nach einer Standzeit von einer Woche in Betrieb genommen wird, um Schäden insbesondere an Dichtungen und/oder Lagern der Antriebswelle oder anderer während der Außerbetriebnahme nicht bewegter Bauteile zu vermeiden.
Ergänzend oder alternativ kann der Verdichter mittels der Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von einer mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke in Betrieb nehmbar sein. Beispielsweise kann nach einer zurückgelegten Fahrstrecke von 2.000 km die Inbetriebnahme des Verdichters mittels der Steuerungseinrichtung bewirkt werden.
Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Verdichter mittels der Steuereinrichtung bei Anforderung eines Defrostbetriebs einer Belüftungseinrichtung in Betrieb nehmbar ist. Die Bedienperson kann hierbei manuell den Defrostbetrieb der Belüftungseinrichtung, also ein Enteisen bzw. Beschlagfreihalten einer Verglasung eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs, einstellen. Bei einer solchen Anforderung des Defrostbetriebs kann in vorteilhafter Weise das Betreiben des Verdichters gezielt zum Entfeuchten der Luft und somit zum Beschlagfreimachen bzw. Beschlagfreihalten der Verglasung genutzt werden.
In vorteilhafter Weise ist das inbetriebnehmen des Verdichters mittels der Steuerungseinrichtung von einem Fahrzeuginsassen weder wahrnehmbar noch, etwa über den Status der AC-On/Off-Taste, erkennbar. So kann die AC-On/Off-Taste anzeigen, dass die Kompressionskälteanlage außer Betrieb genommen ist, auch wenn tatsächlich der Verdichter mittels der Steuerungseinrichtung in Betrieb genommen ist.
Ein Verhindern einer Wahrnehmbarkeit der Inbetriebnahme des Verdichters kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass der Verdichter in einem sehr niedrigen, insbesondere 1% bis 10% einer Volllast betragenden, Lastzustand, insbesondere für eine vorgegebene Zeitdauer, in Betrieb nehmbar ist. Beispielsweise kann der Verdichter mit Minimallast während 10 Minuten betrieben werden, so dass eine Kühlwirkung der Kompressionskälteanlage von dem Fahrzeuginsassen nicht wahrnehmbar ist.
In vorteilhafter Weise muss die Bedienperson das inbetriebnehmen des Verdichters zum Vermeiden von Schäden an bewegten Bauteilen nicht mittels der Betätigungsvorrichtung aktiv einstellen. Die Bedienperson wird also nicht mit zusätzlichen, gegebenenfalls schwer nachvollziehbaren Eingabeaufforderungen, etwa einem Einschalten der Kompressionskälteanlage im Winter bei niedrigen Außentemperaturen, konfrontiert.
Die für die erfindungsgemäße Kompressionskälteanlage beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Kompressionskälteanlage. Bei diesem wird erfindungsgemäß, wenn für einen Verdichter von einer Bedienperson mittels einer Betätigungsvorrichtung eine Außerbetriebnahme eingestellt wird, der Verdichter unabhängig von dem mittels der Betätigungsvorrichtung eingestellten Betriebszustand mittels einer Steuerungseinrichtung in Betrieb genommen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt ein Ablaufdiagramm zum Überwachen und Inbetriebnehmen eines Verdichters einer Kompressionskälteanlage für ein Kraftfahrzeug.
In einer Steuerungseinrichtung 10 einer nicht näher gezeigten Kompressionskälteanlage eines Kraftfahrzeugs erfolgt eine Überwachung 12 einer Zeitdauer, über welche hinweg ein Verdichter der Kompressionskälteanlage außer Betrieb genommen ist. Des Weiteren erfolgt eine Überwachung 14 einer Fahrstrecke, welche das Kraftfahrzeug zurücklegt. Als weitere Randbedingung 16 wird geprüft, ob ein Defrostbetrieb einer Belüftungseinrichtung manuell oder automatisch eingestellt wurde. Die Belüftungseinrichtung ist hierbei mit Luft beaufschlagbar, welche mittels der Kompressionskälteanlage gekühlt und entfeuchtet wurde.
Die Überwachungen 12, 14 der Zeitdauer der Außerbetriebnahme des Verdichters und der mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke sind mittels eines UND-Operators 18 verknüpft. In einer alternativen Ausführungsform kann lediglich die Standzeit des Verdichters oder die Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs überwacht werden, oder die Überwachungen 12, 14 können mittels eines logischen ODER-Operators verknüpft sein.
Die Randbedingung 16, welche über das Vorliegen eines Defrostbetriebs Auskunft gibt, ist mit dem Ergebnis des UND-Operators 18 mittels eines logischen ODER-Operators 20 verknüpft. Liegt also die Randbedingung 16 vor oder ergaben die Überwachung 12, dass eine Standzeit des Verdichters eine Woche überschritten hat und die Überwachung 14, dass eine Laufleistung des Fahrzeugs 2.000 km überschritten hat, so wird ein Steuersignal 22 erzeugt. Das Steuersignal 22 bewirkt ein Inbetriebnehmen des Verdichters der Kompressionskälteanlage.
Hierbei wird der Verdichter mit einer Minimallast, beispielsweise mit 1% seiner Volllast, während einer Zeitdauer von 10 Minuten betrieben und hierbei eine Antriebswelle des Verdichters und/oder weitere bewegbare Bauteile in Bewegung versetzt.
Durch das periodische, also in Abhängigkeit von Standzeit oder Fahrleistung erfolgenden, bzw. situationsgesteuerte, also in Abhängigkeit von der Anforderung des Defrostbetriebs erfolgende, Inbetriebnehmen des Verdichters sind Schäden an Lagern und/oder Dichtungen des Verdichters infolge zu langer Standzeiten vermeidbar. Dadurch ist auch während der Wintermonate, während welcher der Verdichter nicht von einer Bedienperson mittels einer Betätigungsvorrichtung, etwa mittels der AC-On/Off-Taste, in Betrieb genommen wird, für ein Schäden vermeidendes Betreiben des Verdichters gesorgt.
Wurde der Verdichter mittels der Steuerungseinrichtung 10 in Betrieb genommen, also entweder bei Vorliegen der Randbedingung 16 oder nach Verstreichen der vorgegebenen Zeitdauer der Außerbetriebnahme und nach Zurücklegen der vorgegebenen Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs, so erfolgt ein Zurücksetzen 24 von Zählern, welche die Überwachungen 12, 14 durchführen. Die von den Zählern aufgezeichneten Standzeiten des Verdichters bzw. zurückgelegten Fahrstrecken des Kraftfahrzeugs werden in der Steuerungseinrichtung 10 digital ausgewertet.
Ein Lastzustand des Verdichters ist vorliegend mittels eines durch die Steuerungseinrichtung 10 ansteuerbaren Regelventils stufenlos einstellbar. Zusätzlich weist der Verdichter eine Kupplung, beispielsweise eine Magnetkupplung, auf, mittels welcher die Antriebswelle durch Einkuppeln in Bewegung versetzbar ist. Ein solcher Verdichter, bei welchem im ausgekuppelten Zustand die Antriebswelle nicht angetrieben ist, ermöglicht ein besonders energiesparendes Betreiben der Kompressionskälteanlage.

10: Steuerungseinrichtung
12, 14: Überwachung
16: Randbedingung
18: UND-Operator
20: ODER-Operator
22: Steuersignal
24: Zurücksetzen

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 102005031511 A1 [0002]

Claims

Kompressionskälteanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdichter, welcher mittels einer Betätigungsvorrichtung von einer Bedienperson in Betrieb und außer Betrieb nehmbar ist, wobei bei der Inbetriebnahme eine Antriebswelle des Verdichters in Bewegung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (10) vorgesehen ist, mittels welcher der Verdichter unabhängig von dem mittels der Betätigungsvorrichtung eingestellten Betriebszustand in Betrieb nehmbar ist.
Kompressionskälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungseinrichtung (10) der Verdichter in Abhängigkeit von einer Zeitdauer einer Außerbetriebnahme in Betrieb nehmbar ist.
Kompressionskälteanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungseinrichtung (10) der Verdichter in Abhängigkeit von einer mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke in Betrieb nehmbar ist.
Kompressionskälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungseinrichtung (10) eine Zeitdauer zumindest einer Außerbetriebnahme des Verdichters und/oder eine mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Fahrstrecke überwachbar ist.
Kompressionskälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungseinrichtung (10) der Verdichter bei Anforderung eines Defrostbetriebs einer Belüftungseinrichtung in Betrieb nehmbar ist.
Kompressionskälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungseinrichtung (10) der Verdichter in einem niedrigen, insbesondere 1% bis 10% einer Volllast betragenden, Lastzustand, insbesondere für eine vorgegebene Zeitdauer, in Betrieb nehmbar ist.
Kompressionskälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lastzustand des Verdichters, insbesondere mittels eines durch die Steuerungseinrichtung (10) ansteuerbaren Regelventils, stufenlos einstellbar ist.
Kompressionskälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle des Verdichters mittels einer Kupplung, insbesondere mittels einer Magnetkupplung, in Bewegung versetzbar ist.
Verfahren zum Betreiben einer Kompressionskälteanlage für ein Kraftfahrzeug, bei welchem für einen Verdichter von einer Bedienperson mittels einer Betätigungsvorrichtung eine Außerbetriebnahme eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter unabhängig von dem mittels der Betätigungsvorrichtung eingestellten Betriebszustand mittels einer Steuerungseinrichtung (10) in Betrieb genommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Kompressionskälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchgeführt wird.