DE102009057823A1

DE102009057823A1 - Verfahren zur Steuerung eines Motorraum-Lüfters in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009057823A1
Application number: DE102009057823A
Authority: DE
Inventors: Mattias Bruce; Michael Heil; Robert Salzberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2011-06-16

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Lüfters im Motorraum eines Kraftfahrzeugs während einer Fahrgastraum-Abkühlphase einer Klimaanlage, wobei der Lüfter zumindest teilweise mit einer in Abhängigkeit von der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung betrieben wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass während der Fahrgastraum-Abkühlphase der Lüfter im Motorraum des Kraftfahrzeugs mit einer gegenüber einer aufgrund der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung, insbesondere mit maximaler Lüfterleistung betrieben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Lüfters im Motorraum eines Kraftfahrzeugs während einer Fahrgastraum-Abkühlphase einer Klimaanalage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Prinzipiell wird zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums innerhalb eines Kühlmittelkreislaufs das im Verdampfer befindliche gasförmige Kältemittel durch einen Kompressor angesaugt und unter hohem Druck in den Kondensator gedrückt. Im Kondensator wird dem Kühlmittel Wärme entzogen und es wird flüssig. Das unter Druck stehende flüssige Kältemittel gelangt dann in einem Verdampfer, wo sich der Druck verringert und das Kältemittel somit wieder gasförmig wird. Während dieses Vorgangs entzieht das Kältemittel der Umgebungsluft Wärme, d. h. die Umgebungsluft um den Verdampfer kühlt sich ab. Diese abgekühlte Luft wird dann mittels eines Klimaanlagen-Gebläses in den Fahrgastinnenraum geblasen, wodurch eine Abkühlung dessen erreicht wird.
Insbesondere bei hoher Kältekreislaufbelastung (z. B. aufgrund hoher Kälteleistung, reduzierter Lüfterleistung im Motorraum, Rückenwind und/oder hohen Außentemperaturen) kann der Fall eintreten, dass die eingetragene Energie im Kältemittel nicht mehr abgeführt werden kann und der Druck im Kältekreislauf deshalb stark ansteigt. Um die Klimaanlage, insbesondere den Kühlmittelkreislauf der Klimaanlage vor unnötigen Schäden zu schützen erfolgt deshalb bei Überschreitung einer vorgegebenen Druckgrenze eine Abschaltung des Kältekreislaufs. – Dies führt jedoch zu einer nicht mehr ausreichenden Abkühlung der Luft im Fahrzeuginnenraum. Reduziert sich der Druck wieder, startet der Kühlkreislauf erneut.
Nach mehrmaliger Hochdruckabschaltung wird der Kältemittelkreislauf soweit mit Energie aufgeladen, dass ein Wiedereinschalten dauerhaft verhindert wird. Aus der DE 10 2006 016 166 A1 ist bereits eine Klimaanlage bekannt, die zur Vermeidung einer Hochdruckabschaltung derart angesteuert wird, dass bei Erreichen eines vorgegebenen Kältemitteldruck-Grenzwertes im Kondensator die Leistung des Fahrzeuggebläses reduziert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Vermeidung bzw. zur Reduzierung von vermehrten Hochdruckabschaltungen der Klimaanlage anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der Erfindung geht von einem herkömmlichen Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage mit einem entsprechenden Kältekreislauf bzw. einer entsprechende Kältekreislaufsteuerung oder -Regelung aus. Zusätzlich wird davon ausgegangen, dass ein im Motorraum vorhandener Lüfter, der zur Kühlung von Motorkomponenten im Motorraum dient, zumindest teilweise mit einer in Abhängigkeit von der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers bzw. der aktuellen Ladebilanz-Begrenzung des Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung betrieben wird. Unter dem Begriff „Ladebilanz-Begrenzung” ist dabei die Ladebilanz bzw. die Laderegelung für den Energiespeicher zu verstehen, die sich in der Regel dadurch auszeichnet, dass insbesondere bei Unterschreitung einer vorgegebenen Mindestladegrenze der Batterie ein entsprechendes Signal zum Energiesparen an die Klimaanlage und andere elektrische Verbraucher (wie z. B. den Lüfter im Motorraum) ausgesendet wird. Aufgrund dieses Signals wird bspw. der Lüfter im Motorraum dann aus Energiegründen nur mit einer geringen bzw. geringeren Leistung betrieben.
Da aber insbesondere während einer sog. Cool-Down Phase (= Fahrgastraum-Abkühlphase) eine hohe Kältekreislaufbelastung vorliegt, die zu einer schnellen und sehr starken Kältemittelverdichtung, und damit verbunden zu einer Hochdruckabschaltung führen kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass während dieser Fahrgastraum-Abkühlphase der Lüfter im Motorraum zumindest teilweise mit einer gegenüber einer aufgrund der aktuellen Ladebilanz des Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung, insbesondere mit einer maximalen Lüfterleistung betrieben wird. Dies bedeutet, dass die Anforderung zur Vermeidung einer Hochdruckabschaltung an den Lüfter bzw. die Lüfteransteuerung in dieser Phase höher ist als die Anforderung an den Lüfter aufgrund der aktuellen Ladebilanz-Begrenzung für elektrische Verbraucher. Durch diese Maßnahme kann ein Abschalten der Klimaanlage bzw. des Kältekreislaufs während einer Fahrgastraum-Abkühlphase bzw. Cool-Down Phase verhindert und eine ausreichende Kühlung des Fahrzeuginnenraums erreicht werden.
Vorteilhafterweise wird der Lüfter während der Fahrgastraum-Abkühlphase jedoch nur für ein vorgegebenes Zeitintervall und/oder für die Dauer des Vorliegens vorgegebener Parameterwerte mit einer erhöhten Lüfterleistung betrieben. Durch diese Einschränkung kann sichergestellt werden, dass z. B. bei einer sehr langen Fahrgastraum-Abkühlphase mit maximaler Lüfterleistung trotzdem keine so starke Entladung des Energiespeichers erfolgt, dass ein einwandfreier Betrieb des Fahrzeugs nicht mehr sichergestellt werden kann.
Bei den zu überwachenden Parameterwerten kann es sich bspw. um den Ladezustand der Batterie und/oder um den aktuellen Druck bzw. Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position innerhalb des Kältemittelkreislaufs handeln, d. h. der Lüfter kann während der Fahrgastraum-Abkühlphase in Abhängigkeit vom Ladezustand des Batteriespeichers und/oder in Abhängigkeit vom aktuellen Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position innerhalb des Kältemittelkreislaufs mit einer gegenüber einer aufgrund der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung betrieben werden.
Alternativ oder zusätzlich kann auch bereits vor einer Hochdruckabschaltung (= Abschaltung des Kältekreislaufs sobald der aktuelle Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position im Kältemittelkreislauf, insbesondere im Kondensator, einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet) in die Klimaanlagenregelung derart eingegriffen werden, dass eine Hochdruckabschaltung vermieden oder zumindest hinausgezögert werden kann. So kann bspw. bereits vor der Hochdruckabschaltung das Klimaanlagen-Gebläse mit einer reduzierten Gebläseleistung betrieben werden (insbesondere ab Erreichen eines vorgegebenen Grenzdruckes), wobei die Höhe der Reduzierung wiederum in Abhängigkeit vom aktuellen Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position innerhalb des Kältemittelkreislaufs vorgegeben werden kann.
Weiter kann auch noch nach (bzw. während) einer Hochdruckabschaltung in die Klimaanlagenregelung bzw. in die Steuerung oder Regelung der den Kältemitteldruck zumindest indirekt beeinflussenden Aktuatoren eingegriffen werden, so dass eine schnelle Rückkehr in den Normalbetrieb der Klimaanlage erreicht werden kann. So kann z. B. (unmittelbar) nach erfolgter Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs das Klimaanlagen-Gebläse mit einer gegenüber einer aufgrund sonstiger Anforderungen (die unabhängig von einer Hochdruckabschaltung bzw. der Gefahr einer drohenden Hochdruckabschaltung sind) angeforderten Gebläseleistung reduzierten Gebläseleistung betrieben werden und/oder der im Motorraum angeordneter Lüfter mit einer gegenüber einer aufgrund sonstiger Anforderungen (die unabhängig von einer Hochdruckabschaltung bzw. der Gefahr einer drohenden Hochdruckabschaltung sind) angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung, insbesondere mit maximaler Lüfterleistung betrieben werden. Dies bedeutet, dass während der Beruhigungsphase das Klimaanlagen-Gebläse und/oder der Lüfter unabhängig von sonstigen Anforderungen (z. B. der Ladebilanzbegrenzungssteuerung) derart angesteuert werden, dass eine schnelle Abkühlung des Kältemittels und damit verbunden eine schnellere Reduzierung des Hochdrucks erreicht werden kann. Vorteilhafterweise werden während der erfolgten Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs das Klimaanlagen-Gebläse und/oder der Lüfter im Motorraum für einen vorgegebenen Zeitraum, der fest oder variabel vorgegeben werden kann, oder bis zum Eintritt einer vorgegebenen Bedingung mit einer reduzierten Gebläseleistung und/oder erhöhten Lüfterleistung betrieben. Somit kann sichergestellt werden, dass eine ausreichende Abkühlung und demnach auch Druckreduzierung erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren, sowie dessen vorteilhafte Ausgestaltungen können mittels eines implementierten Algorithmus oder einer entsprechenden Baugruppenanordnung in einem dafür vorgesehenen Steuergerät durchgeführt werden.
Die Vorteile der Erfindung sind nun darin zu sehen, dass durch die oben beschriebenen Maßnahmen zum einen ein zu häufiges bzw. permanentes Abschalten des Kältekreislaufs verhindert wird, und zum anderen auch ein Wiedereinschalten eines aufgrund des Hochdrucks abgeschalteten Kältekreislaufs begünstigt wird.
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 102006016166 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Lüfters im Motorraum eines Kraftfahrzeugs während einer Fahrgastraum-Abkühlphase einer Klimaanlage, wobei der Lüfter zumindest teilweise mit einer in Abhängigkeit von der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrgastraum-Abkühlphase der Lüfter im Motorraum des Kraftfahrzeugs mit einer gegenüber einer aufgrund der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung, insbesondere mit maximaler Lüfterleistung betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter während der Fahrgastraum-Abkühlphase für ein vorgegebenes Zeitintervalle mit einer gegenüber einer aufgrund der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter während der Fahrgastraum-Abkühlphase in Abhängigkeit vom Ladezustand des Batteriespeichers und/oder in Abhängigkeit vom aktuellen Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position innerhalb des Kältemittelkreislaufs mit einer gegenüber einer aufgrund der aktuellen Ladebilanz eines Energiespeichers angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Hochdruckabschaltung ein vorhandenes Klimaanlagen-Gebläse mit einer reduzierten Gebläseleistung betrieben wird, wobei die Höhe der Reduzierung in Abhängigkeit vom aktuellen Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position innerhalb des Kältemittelkreislaufs vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder während einer erfolgter Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs der Klimaanlage der Lüfter im Motorraum mit einer gegenüber einer aufgrund sonstiger Anforderungen angeforderten Lüfterleistung erhöhten Lüfterleistung, insbesondere mit maximaler Lüfterleistung betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder während einer erfolgter Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs der Klimaanlage ein vorhandenes Klimaanlagen-Gebläse mit einer gegenüber einer aufgrund sonstiger Anforderungen angeforderten Gebläseleistung reduzierten Gebläseleistung betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs das Klimaanlagen-Gebläse und/oder der Lüfter im Motorraum für einen vorgegebenen Zeitraum oder bis zum Eintritt einer vorgegebenen Bedingung mit einer reduzierten Gebläseleistung und/oder erhöhter Lüfterleistung betrieben werden.