DE102009057824B4

DE102009057824B4 - Verfahren zur Steuerung eines Klimaanlagen-Gebläses und eines Motorraum-Lüfters in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009057824B4
Application number: DE102009057824.2A
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: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: DE102009057824A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Klimaanlagen-Gebläses und eines Lüfters im Motorraum eines Kraftfahrzeugs während einer Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs einer Klimaanlage, wobei der Kältekreislauf abgeschaltet wird, wenn der aktuelle Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position innerhalb des Kältemittelkreislaufs einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Hochdruckabschaltung das 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, und dass nach erfolgter Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs das Klimaanlagen-Gebläse für einen vorgegebenen Zeitraum oder bis zum Eintritt einer vorgegebenen Bedingung mit einer gegenüber einer aufgrund sonstiger Anforderungen angeforderten Gebläseleistung reduzierten Gebläseleistung betrieben wird und der Lüfter im Motorraum für einen vorgegebenen Zeitraum oder bis zum Eintritt einer vorgegebenen Bedingung mit maximaler Lüfterleistung betrieben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Klimaanlagen-Gebläses und eines Lüfters im Motorraum eines Kraftfahrzeugs während einer Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs einer Klimaanlage 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 einen 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.
Aus der DE 603 07 932 T2 ist bereits ein Verfahren zum Kontrollieren eines elektromotorisch angetriebenen Gebläses bekannt, wobei die Lüfterleistung des Gebläses in Abhängigkeit vom Kältemitteldruck des Kältemittels der Klimaanlage vorgegeben wird.
Aus der JP 2003-021 410 A ist ein Verfahren zur Steuerung eines Lüfters bekannt, wobei in Abhängigkeit vom Kältemitteldruck des Kältemittels einer Klimaanlage die Lüfterdrehzahl vorgegeben 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. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem abhängigen Anspruch 2.
Die Erfindung geht von einem herkömmlichen Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage durch einen entsprechenden Kältekreislauf bzw. eine entsprechende Kältekreislaufsteuerung oder -Regelung aus. Dabei erfolgt (in bekannter Weise) eine Hochdruckabschaltung - d. h. eine Abschaltung des Kältekreislaufs - sobald der aktuelle Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position im Kältemittelkreislauf, insbesondere im Kondensator, einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass vor der Hochdruckabschaltung das 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, und dass (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 wird, und der Lüfter im Motorraum für einen vorgegebenen Zeitraum oder bis zum Eintritt einer vorgegebenen Bedingung mit maximaler Lüfterleistung betrieben wird.
Gemäß einer Ausführung wird ein 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. 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 nach erfolgter 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.
Alternativ oder zusätzlich kann auch bereits vor der Hochdruckabschaltung in die Klimaanlagenregelung bzw. in die Steuerung oder Regelung der den Kältemitteldruck zumindest indirekt beeinflussenden Aktuatoren 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. Wird die Gebläseleistung bereits vor der Hochdruckabschaltung reduziert, so kann für den Fall, dass trotzdem eine Hochdruckabschaltung erfolgt, das Klimaanlagen-Gebläse mit dieser bereits reduzierten Gebläseleistung oder einer noch weiter reduzierten Gebläseleistung betrieben werden.
Ebenso kann auch während einer sog. „Cool-Down Phase“ (Abkühlphase des aufgeheizten Fahrgastinnenraums) der Lüfter im Motorraum für eine bestimmte Zeit mit erhöhter bzw. maximaler Leistung betrieben werden. 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. 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 würde bspw. der Lüfter im Motorraum dann aus Energiegründen nur mit einer geringen bzw. geringeren Leistung betrieben werden. Durch diese Maßnahme kann ein Abschalten der Klimaanlage bzw. des Kältekreislaufs während einer Cool-Down Phase verhindert und eine ausreichende Kühlung des Fahrzeuginnenraums erreicht werden.
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.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Klimaanlagen-Gebläses und eines Lüfters im Motorraum eines Kraftfahrzeugs während einer Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs einer Klimaanlage, wobei der Kältekreislauf abgeschaltet wird, wenn der aktuelle Hochdruck des Kältemittels an einer vorgegebenen Position innerhalb des Kältemittelkreislaufs einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Hochdruckabschaltung das 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, und dass nach erfolgter Hochdruckabschaltung des Kältekreislaufs das Klimaanlagen-Gebläse für einen vorgegebenen Zeitraum oder bis zum Eintritt einer vorgegebenen Bedingung mit einer gegenüber einer aufgrund sonstiger Anforderungen angeforderten Gebläseleistung reduzierten Gebläseleistung betrieben wird und der Lüfter im Motorraum für einen vorgegebenen Zeitraum oder bis zum Eintritt einer vorgegebenen Bedingung mit maximaler Lüfterleistung betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während einer 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.