WO2008014731A1 - Air-conditioning system for a vehicle and method for controlling an air-conditioning system - Google Patents

Abstract

The invention relates to an air-conditioning system (10) for a motor vehicle having a refrigeration circuit (12) which has a compressor (14) which is driven by an engine of the motor vehicle, a condenser (16) and an evaporator (18, 20), having a refrigeration accumulator (22) which can be unloaded via a coolant circuit (24), and having a control unit (26) which can set the air-conditioning system into different operating states, wherein in a first operating state of the air-conditioning system, an interior space of the motor vehicle can be cooled by the evaporator as the compressor is driven, and wherein in a second operating state of the air-conditioning system, which is provided in particular for auxiliary air-conditioning, the interior space of the vehicle can be cooled by unloading the refrigeration accumulator when the compressor is not driven. It is provided according to the invention that the control unit (26) can be supplied with signals which characterize a loading of the engine, and that the air-conditioning system (10) can be transferred by the control unit into the second operating mode if the loading of the engine exceeds a predefined value. The invention also relates to a method for controlling an air-conditioning system (10) according to the invention.

Description

KliitiatisierungsSystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Steuern eines KlimatisierungssystemsA climate control system for a motor vehicle and method for controlling an air conditioning system

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines KIi- matisierungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kältekreis, der einen durch einen Motor des Kraftfahrzeugs ange- triebenen Kompressor, einen Kondensator und einen Verdampfer aufweist, einem Kältespeicher, der über einen Kühlmittelkreis entladbar ist, und einer Steuereinheit, die das Klimatisierungssystem in verschiedene Betriebszustände versetzen kann, wobei in einem ersten Betriebszustand des KIi- matisierungssystems ein Innenraum des Kraftfahrzeugs bei angetriebenem Kompressor durch den Verdampfer gekühlt wird und wobei in einem zweiten Betriebszustand des Klimatisierungssystems, der insbesondere zur Standklimatisierung vorgesehen ist, der Innenraum des Kraftfahrzeugs bei nicht an- getriebenem Kompressor durch Entladen des Kältespeichers gekühlt wird.The invention relates to a method for controlling a calibration system for a motor vehicle, comprising a refrigeration circuit, which has a compressor driven by an engine of the motor vehicle, a condenser and an evaporator, a cold accumulator which can be discharged via a coolant circuit, and Control unit, which can put the air conditioning system in various operating conditions, wherein in a first operating state of the Kiimatisierungssystems an interior of the motor vehicle is cooled with driven compressor by the evaporator and wherein in a second operating state of the air conditioning system, which is provided in particular for stationary air conditioning, the interior of the motor vehicle is cooled by unloading the cold storage when not driven compressor.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Steuern eines Klimatisierungssystems für ein Kraftfahrzeug, mit ei- nem Kältekreis, der einen durch einen Motor des Kraftfahrzeugs angetriebenen Kompressor, einen Kondensator und einen Verdampfer aufweist, einem Kältespeicher, der über einen Kühlmittelkreis entladbar ist, und einer Steuereinheit, die das Klimatisierungssystem in verschiedene Betriebszustände versetzen kann, wobei in einem ersten Betriebszustand des Klimatisierungssystems ein Innenraum des Kraftfahrzeugs bei angetriebenem Kompressor durch den Verdampfer gekühlt wird und wobei in einem zweiten Betriebszustand des Klimatisie- rungssystems, der insbesondere zur Standklimatisierung vorgesehen ist, der Innenraum des Kraftfahrzeugs bei nicht angetriebenem Kompressor durch Entladen des Kältespeichers gekühlt wird.The invention further relates to a method for controlling an air conditioning system for a motor vehicle, comprising a refrigeration circuit having a compressor driven by an engine of the motor vehicle, a condenser and an evaporator, a cold accumulator which can be discharged via a coolant circuit, and a control unit , which can put the air conditioning system in various operating states, wherein in a first operating state of the air conditioning system, an interior of the motor vehicle is cooled by the evaporator with the compressor driven, and wherein in a second operating state of the air conditioning tion system, which is provided in particular for stationary air conditioning, the interior of the motor vehicle is cooled with unloaded compressor by unloading the cold storage.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Derartige Klimatisierungssysteme sowie die Verfahren zum Steuern der Klimatisierungssysteme sind bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2004 019 607 Al. Die Systeme bieten die Möglichkeit, einen Fahrzeuginnenraum bei laufendem Verbrennungsmotor zu kühlen, indem durch einen von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Kompressor eine direkte Energie- auskopplung aus dem Verbrennungsmotor erfolgt . Um in derSuch air conditioning systems and the methods for controlling the air conditioning systems are known, for example from DE 10 2004 019 607 Al. The systems offer the possibility of cooling a vehicle interior while the internal combustion engine is running, in that a direct energy extraction from the internal combustion engine takes place by means of a compressor driven by the internal combustion engine. To be in the

Lage zu sein, den Fahrzeuginnenraum auch im Stand des Fahrzeugs zu kühlen, ist ein Kältespeicher vorgesehen, der insbesondere durch den Kompressor geladen werden kann. Ebenso ist denkbar, dass der Kältespeicher auf andere Weise gela- den wird, beispielsweise durch einen separaten elektrisch antreibbaren Kompressor. In letzterem Fall liegt eine herkömmliche primäre Klimaanlage für den Fahrbetrieb vor, welche bei laufendem Verbrennungsmotor betreibbar ist, während ein weiteres autarkes Klimatisierungssystem vorgesehen ist, über das ein Kältespeicher geladen wird. Unabhängig davon, ob der Kältespeicher in die primäre Klimaanlage des Kraftfahrzeugs eingebunden oder autark vorgesehen ist, ist im Kältespeicher die Kälteenergie im Stand des Kraftfahrzeugs entnehmbar, das heißt bei ruhendem Verbrennungsmotor. So kann eine Klimatisierung vor in Betriebnahme des Kraftfahrzeugs erfolgen oder bei sonstigen Standzeiten, insbesondere zur Klimatisierung von Fahrer und Schlafkabinen von Nutz- fahrzeugen. An der Klimatisierung von Kraftfahrzeugen ist problematisch, dass der Antriebsmotor durch seine Kopplung an den Kompressor des Kältekreises eine zusätzliche Belastung er- fährt. Dies führt bei leistungsschwachen Verbrennungsmotoren zu einem spürbaren Verlust an Antriebsleistung und insbesondere bei hohen Belastungszuständen zu einem stark ü- berhöhten Kraftstoffverbrauch. Wird ein Antriebsmotor hinreichend stark ausgelegt, so fallen diese Probleme zwar we- niger ins Gewicht, bestehen jedoch prinzipiell fort, einhergehend mit der Verteuerung des Antriebsmotors aufgrund seiner durch die Klimaanlage bedingte stärkeren Auslegung.To be able to cool the vehicle interior even in the state of the vehicle, a cold storage is provided, which can be charged in particular by the compressor. It is also conceivable that the cold storage is charged in another way, for example by a separate electrically driven compressor. In the latter case, there is a conventional primary air conditioning for driving operation, which is operable with the engine running, while another self-contained air conditioning system is provided, via which a cold storage is loaded. Regardless of whether the cold storage is integrated into the primary air conditioning of the motor vehicle or self-contained, the cold energy in the state of the motor vehicle can be removed in the cold storage, that is at dormant internal combustion engine. Thus, an air conditioning before commissioning of the motor vehicle or in other life, in particular for the air conditioning of drivers and sleeping cabins of commercial vehicles. On the air conditioning of motor vehicles, it is problematic that the drive motor experiences an additional load due to its coupling to the compressor of the refrigeration circuit. In the case of low-performance internal combustion engines, this leads to a noticeable loss of drive power and, especially at high load conditions, to a greatly increased fuel consumption. If a drive motor is designed to be sufficiently powerful, these problems are less significant, but in principle continue to exist, together with the increase in the cost of the drive motor due to its stronger design due to the air conditioning system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden, indem ein Klimatisierungssystem und ein Verfahren zum Steuern eines Klimatisierungssystems mit verbesserten Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden.It is an object of the present invention to at least partially overcome the problems of the prior art by providing an air conditioning system and method for controlling an air conditioning system having improved characteristics.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst .This object is achieved with the features of the independent claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Klimatisierungs- system dadurch auf, dass dem Steuergerät Signale zuführbar sind, die eine Belastung des Motors charakterisieren, und dass das Klimatisierungssystem durch das Steuergerät in den zweiten Betriebszustand überführbar ist, wenn die Belastung des Motors einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der an sich für die Standklimatisierung vorgesehene Betriebszustand des Klimatisierungssystems kann daher in einer den Fahrzeugmotor entlastenden Weise auch im Fahrbetrieb einge- setzt werden. Hierdurch werden Belastungsspitzen des Motors vermindert, was die unerwünschten Leistungseinbüßen und die stark überhöhten Verbrauchswerte bei hoher Antriebsleistung senkt. Gerät ein Fahrzeug bei einer Bergauffahrt beispielsweise in den Zustand einer hohen Belastung des Verbren- nungsmotors, so kann während dieser Bergauffahrt die zurThe invention builds on the generic air conditioning system in that the control unit signals can be fed, which characterize a load on the engine, and that the air conditioning system can be converted by the control unit in the second operating state when the load the motor exceeds a predetermined value. The operating state of the air conditioning system, which is provided per se for the stationary air-conditioning system, can therefore also be used while driving in a manner that relieves the vehicle engine. As a result, load peaks of the engine are reduced, which reduces the undesirable performance losses and greatly increased consumption values at high drive power. If a vehicle is driving uphill, for example, into the state of a high load on the internal combustion engine, then during this uphill drive the vehicle can be used

Klimatisierung erforderliche Energie dem Kältespeicher entnommen werden. Bei einer an die Bergauffahrt anschließenden Phase geringer Belastung, beispielsweise bei einer Bergabfahrt, kann dann der Kältespeicher ohne weiteres wieder ge- laden werden.Air conditioning required energy to be removed from the cold storage. In the case of a low-load phase following the ascent, for example when driving downhill, the cold storage tank can then be recharged without further ado.

Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass dem Steuergerät Signale zuführbar sind, die eine Motordrehzahl und eine Fahrzeuggeschwindig- keit repräsentieren, und dass das Klimatisierungssystem in den zweiten Betriebszustand überführbar ist, wenn die Motordrehzahl über einem vorgegebenen Grenzwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen. Hohe Motordrehzahl und geringe Fahrzeuggeschwindigkeit stellen ein typisches Indiz für das Vorliegen einer hohen Belastung des Verbrennungsmotors dar, beispielsweise während der Bergauffahrt mit kleinen Getriebegang. Insofern können allein diese Kriterien herangezogen werden, um von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand umzuschalten, das heißt den Kompressor abzuschalten und die weitere Klimatisierung durch Entladen des Kältespeichers vorzunehmen. Es ist weiterhin denkbar, dass das Vorliegen einer Bergauffahrt, welche der typische Fall eines Fahr- zeugbetriebs mit hoher Antriebsleistung ist, dadurch verifiziert wird, dass Werte eines Neigungssensors als weiteres notwendiges Kriterium für die Umschaltung von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand herangezogen werden, wobei dann wahlweise die Erfüllung einer Auswahl der genannten Kriterien als hinreichendes Kriterium dienen können oder auch nur die Erfüllung aller dieser Kriterien ausreichend dafür ist, dass in den zweiten Betriebszustand umgeschaltet werden kann. Im Hinblick auf das Feststellen einer Bergauffahrt sind mehrere Varianten denkbar. Neben der Berücksichtigung der Drehzahl, der Geschwindigkeit und eines Neigungssensors ist die Auswertung von Daten eines Navigationssystems, welches neben den Ebenenkoordinaten auch die Höhe über dem Meeresspiegel als Ausgangsdatenwert zur Verfügung stellt, denkbar.The invention is developed in a particularly advantageous manner by the fact that the control unit signals are fed, representing an engine speed and a Fahrzeuggeschwindig- speed, and that the air conditioning system is convertible to the second operating state, when the engine speed is above a predetermined limit and the vehicle speed below a predetermined limit. High engine speed and low vehicle speed are a typical indication of the presence of a high load of the internal combustion engine, for example, during uphill driving with small gear. In this respect, these criteria alone can be used to switch from the first operating state to the second operating state, that is to switch off the compressor and to carry out the further air conditioning by discharging the cold accumulator. It is also conceivable that the existence of a hill-run, which is the typical case of a driving is verified by the fact that values of a tilt sensor are used as another necessary criterion for switching from the first operating state to the second operating state, in which case the fulfillment of a selection of said criteria can optionally serve as a sufficient criterion or even only the fulfillment of all these criteria is sufficient for the fact that in the second operating state can be switched. With regard to the determination of an uphill drive, several variants are conceivable. In addition to the consideration of the rotational speed, the speed and a tilt sensor, the evaluation of data of a navigation system, which also provides the height above the sea level as output data value in addition to the plane coordinates, is conceivable.

Es kann vorgesehen sein, dass dem Steuergerät die Signale direkt von mit dem Steuergerät verbundenen Sensoren zuführbar sind.It can be provided that the control unit, the signals can be fed directly from sensors connected to the control unit.

Alternativ oder zusätzlich kann die Erfindung in der Weise ausgebildet sein, dass dem Steuergerät die Signale über einen Datenbus des Kraftfahrzeugs zuführbar sind. Im letzten Fall können gegenüber dem vorher genannten Fall Sensoren eingespart werden, da Drehzahlwerte und Geschwindigkeits- werte ohnehin in jedem Fahrzeug ermittelt werden und in jedem Betriebszustand zur Verfügung stehen.Alternatively or additionally, the invention may be designed in such a way that the control unit, the signals via a data bus of the motor vehicle can be fed. In the latter case, sensors can be saved compared to the previously mentioned case, since speed values and speed values are determined anyway in each vehicle and are available in every operating state.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren da- durch auf, dass dem Steuergerät Signale zugeführt werden, die eine Belastung des Motors charakterisieren, und dass das Klimatisierungssystem durch das Steuergerät in den zweiten Betriebszustand überführt wird, wenn die Belastung des Motors einen vorgegebenen Wert überschreitet . Damit werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems auch im Rahmen eines Verfahrens realisiert. Dies gilt auch für die nachfolgend angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen dieses erfindungs- gemäßen Verfahrens .The invention builds on the generic method by the fact that the control unit signals are supplied that characterize a load on the engine, and that the air conditioning system is converted by the control unit in the second operating state when the load the motor exceeds a predetermined value. Thus, the advantages and special features of the air conditioning system according to the invention are also realized in the context of a method. This also applies to the following particularly preferred embodiments of this inventive method.

Demgemäß kann vorgesehen sein, dass dem Steuergerät Signale zugeführt werden, die eine Motordrehzahl und eine Fahrzeug- geschwindigkeit repräsentieren, und dass das Klimatisierungssystem in den zweiten Betriebszustand überführt wird, wenn die Motordrehzahl über einem vorgegebenen Grenzwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen.Accordingly, it can be provided that the control unit signals are supplied representing an engine speed and a vehicle speed, and that the air conditioning system is transferred to the second operating state when the engine speed is above a predetermined limit and the vehicle speed is below a predetermined limit.

Das Verfahren ist in bevorzugter Weise derart ausgebildet, dass dem Steuergerät die Signale direkt von mit dem Steuergerät verbundenen Sensoren zugeführt werden.The method is preferably designed such that the control unit, the signals are supplied directly from connected to the controller sensors.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass dem Steuergerät die Signale über einen Datenbus des Kraftfahrzeugs zugeführt werden.Furthermore, it can be provided that the signals are fed to the control unit via a data bus of the motor vehicle.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine an sich für die Standklimatisierung vorgesehen Einrichtung in vorteilhafter Weise im Hinblick auf die Entlastung eines Verbrennungsmotors nutzen lässt, was Vorteile im Hinblick auf die zur Verfügung stehende Antriebsleistung sowie den Kraftstoffverbrauch und die damit einhergehenden Emissionen des Kraftfahrzeugs mit sich bringt. Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is based on the finding that a device which is provided per se for auxiliary climate control can advantageously be used with regard to the relief of an internal combustion engine, which offers advantages with regard to the available drive power as well as the fuel consumption and associated emissions of the motor vehicle brings with it. The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings by way of particularly preferred embodiments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems undFigure 1 is a schematic representation of an air conditioning system according to the invention and

Figur 2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens .FIG. 2 shows a flow chart for explaining a method according to the invention.

Beschreibung von bevorzugten AusführungsformenDescription of preferred embodiments

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfin- dungsgemäßen Klimatisierungssystems. Das Klimatisierungs- system 10 umfasst einen Kältekreis 12. In dem Kältekreis 12 sind ein von einem nicht dargestellten Motor des Kraftfahrzeugs angetriebener Kompressor 14, ein Kondensator 16, eine Trockner/Sammler-Einrichtung 32, ein Expansionsventil 34, ein Verdampfer 18 und ein Rückschlagventil 36 in der genannten Reihenfolge in Strömungsrichtung des Kältemittels angeordnet. Parallel zu dem Expansionsventil 34 und dem Verdampfer 18 können ein weiteres Expansionsventil 38 und ein weiterer Verdampfer 20 angeordnet sein. Die Bereitstel- lung eines zusätzlichen parallel angeordneten Verdampfers 20 mit vorgelagertem Expansionsventil 38 ist optional, und sie kann beispielsweise für den Fall sinnvoll eingesetzt werden, dass der Kältekreis 12 zum Kühlen verschiedener Be- reiche des Fahrzeuginnenraums optimal eingesetzt werden soll, beispielsweise zum Kühlen einer Fahrerkabine und einer dahinter angeordneten Schlafkabine. In diesem Fall können die als Wärmetauscher wirkenden Verdampfer 18, 20 in optimierter Weise dort angeordnet werden, wo die Kälte benötigt wird. In den parallelen mit den Verdampfern 18, 20 ausgestatteten Pfaden sind weiterhin Magnetventile 66, 68 vorgesehen, so dass die Verdampfer 18, 20 gemeinsam oder wahlweise eingebunden werden können. Weiter parallel zu den Verdampfern 18, 20 mit vorgelagerten Ξxpansionsventilen 34, 38 ist ein zusätzlicher Verdampfer 40 mit vorgelagertem Expansionsventil 42 vorgesehen. Dieser Verdampfer 40 ist innerhalb eines Kältespeichers 22 angeordnet, so dass durch den Verdampfer 40 der Kältespeicher 22 geladen werden kann. Um den Verdampfer 40 und das vorgelagerte Expansionsventil 42 wahlweise in den Kältekreis 12 einzubinden und somit einen Ladevorgang des Kältespeichers 22 zu bewirken, ist ein Magnetventil 44 vorgesehen. Der Kältespeicher 22 ist weiterhin mit einem Kühlmittelkreis 24 verbunden, über den Kälte aus dem Kältespeicher 22 abgeführt werden kann. DerFigure 1 shows a schematic representation of an inventive air conditioning system. The air conditioning system 10 comprises a refrigeration circuit 12. The refrigeration circuit 12 includes a compressor 14 driven by an engine, not shown, a condenser 16, a dryer / collector 32, an expansion valve 34, an evaporator 18, and a check valve 36 arranged in the order mentioned in the flow direction of the refrigerant. Parallel to the expansion valve 34 and the evaporator 18, a further expansion valve 38 and a further evaporator 20 may be arranged. The provision of an additional parallel arranged evaporator 20 with upstream expansion valve 38 is optional, and it can be used meaningfully, for example, in the case that the refrigeration circuit 12 for cooling various rich of the vehicle interior to be used optimally, for example for cooling a driver's cab and a sleeping cabin arranged behind it. In this case, the evaporators acting as a heat exchanger 18, 20 can be arranged in an optimized manner, where the cold is needed. Solenoid valves 66, 68 are furthermore provided in the parallel paths equipped with the evaporators 18, 20, so that the evaporators 18, 20 can be integrated jointly or optionally. Next to the evaporators 18, 20 with Ξxpansionsventilen upstream 34, 38, an additional evaporator 40 is provided with upstream expansion valve 42. This evaporator 40 is disposed within a cold reservoir 22 so that the cold storage 22 can be charged by the evaporator 40. In order to selectively integrate the evaporator 40 and the upstream expansion valve 42 in the refrigeration circuit 12 and thus to effect a charging process of the cold accumulator 22, a solenoid valve 44 is provided. The cold storage 22 is further connected to a coolant circuit 24, can be removed via the cold from the cold storage 22. Of the

Kühlmittelkreis 24 enthält einen Wärmeübertrager 46, einen Ausgleichsbehälter 48 mit Füllstandsensor, eine Pumpe 50 und einen in dem Kältespeicher 22 angeordneten Wärmetauscher 62, wobei die dem Kühlmittelkreis 24 zugehörigen Kom- ponenten in Strömungsrichtung des Kühlmittels in der genannten Reihenfolge angeordnet sind. Der Kältemittelkreis 12 ist weiterhin mit einem in Strömungsrichtung hinter dem im Kältespeicher 22 angeordneten Verdampfer 40 angeordnetem Temperatursensor 52 ausgestattet. Weiterhin ist der Kühl- mittelkreis mit bezüglich dem im Kältespeicher 22 angeordneten Wärmetauscher 62 eingangsseitig und ausgangsseitig angeordneten Temperatursensoren 54, 56 sowie einem Massen- stromsensor 58 in Strömungsrichtung hinter der Pumpe 50 ausgestattet. Die genannten Temperatursensoren 52, 54, 56 und der Massenstromsensor 58 dienen der Bestimmung des Ladezustandes im Kältespeicher 22, wobei der Temperatursensor 52 im Kältekreis 12 insbesondere in Kombination mit dem Massenstromsensor 58 und der Pumpenleistung 50 zur Bestimmung des Ladezustandes genutzt wird, während die Temperatursensoren 54, 56 im Kühlmittelkreis 24 durch Vergleich von Kühlmitteleingangstemperatur und Kühlmittelausgangstemperatur sowie unter Hinzuziehung gespeicherter Kennfelder eine Bestimmung des Ladezustandes des Kältespeichers 22 zulassen. Zum Erfassen und Beeinflussen der Betriebsweise des Klimatisierungssystems 10 ist eine Steuereinheit 26 vorgesehen. Diese Steuereinheit 26 empfängt Signale von den Temperatursensoren 52, 54, 56, dem Massenstromsensor 58, einem Drehzahlsensors 28, der die Drehzahl des Kraftfahrzeugmotor ermittelt, einem Geschwindigkeitssensor 30 und einem Temperatursensor 60 zur Ermittlung der Umgebungstemperatur. Weiterhin ist dem Steuergerät 26 ein Hauptschalter 64 zugeordnet .Coolant circuit 24 includes a heat exchanger 46, a surge tank 48 with level sensor, a pump 50 and arranged in the cold storage 22 heat exchanger 62, wherein the coolant circuit 24 associated components are arranged in the flow direction of the coolant in that order. The refrigerant circuit 12 is furthermore equipped with a temperature sensor 52 arranged downstream of the evaporator 40 arranged in the cold storage 22. Furthermore, the coolant circuit with temperature sensors 54, 56 arranged on the input side and output side with respect to the heat exchanger 62 arranged in the cold accumulator 22 and a mass flow sensor 58 in the flow direction behind the pump 50 fitted. The temperature sensors 52, 54, 56 and the mass flow sensor 58 are used to determine the state of charge in the cold storage 22, wherein the temperature sensor 52 is used in the refrigerant circuit 12 in particular in combination with the mass flow sensor 58 and the pump power 50 for determining the state of charge, while the temperature sensors 54 , 56 in the coolant circuit 24 by comparison of coolant inlet temperature and coolant outlet temperature and by using stored maps a determination of the state of charge of the cold accumulator 22 allow. For detecting and influencing the operation of the air conditioning system 10, a control unit 26 is provided. This control unit 26 receives signals from the temperature sensors 52, 54, 56, the mass flow sensor 58, a speed sensor 28, which detects the rotational speed of the motor vehicle engine, a speed sensor 30 and a temperature sensor 60 for determining the ambient temperature. Furthermore, the controller 26 is associated with a main switch 64.

Das erfindungsgemäße KlimatisierungsSystem 10 arbeitet wie folgt. Bei der herkömmlichen Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums ist der Kältekreis 12 in bekannter Weise in Betrieb. Dabei können die Verdampfer 18, 20 wahlweise oder gemeinsam aktiviert werden. Die dem Innenraum zuzuführende Luft wird mittels nicht dargestellter Gebläse den Verdampfern 18, 20 zugeführt. In diesem ersten Betriebszustand des Klimatisierungssystems 10 wird der Innenraum des Kraftfahrzeugs somit über die Verdampfer 18, 20 oder wahlweise durch einen dieser Verdampfer 18, 20 gekühlt. Das Entladen desThe air conditioning system 10 of the invention operates as follows. In the conventional air conditioning of the vehicle interior of the refrigerant circuit 12 is in a known manner in operation. The evaporators 18, 20 can be activated selectively or jointly. The air to be supplied to the interior is supplied to the evaporators 18, 20 by means of unillustrated blowers. In this first operating state of the air conditioning system 10, the interior of the motor vehicle is thus cooled via the evaporators 18, 20 or optionally by one of these evaporators 18, 20. Unloading the

Kältespeichers 22 erfolgt durch Aktivierung des Kühlmittelkreises 24, indem die Pumpe 50 durch die Steuereinheit 26 eingeschaltet wird. Folglich strömt Kältemittel durch den Wärmetauscher 62, es kann dort Wärme abgeben und dann im abgekühlten Zustand dem Wärmeübertrager 46 zugeführt werden. Dort wird das abgekühlte Kühlmittel mit einem Luft- strom beaufschlagt, der nachfolgend dem Innenraum zugeführt werden kann. Nach Ausströmen aus dem Wärmeübertrager 46 und Durchströmen des Ausgleichsbehälters 58 wird das Kühlmittel wieder der Pumpe 50 zugeführt. Das Entladen des Kältespeichers 22 stellt somit im Hinblick auf die Kühlung des Fahrzeuginnenraums einen zweiten Betriebszustand dar, der her- kömmlicherweise zur Standklimatisierung verwendet wird.Cold storage 22 takes place by activation of the coolant circuit 24 by the pump 50 is turned on by the control unit 26. Consequently, refrigerant flows through the Heat exchanger 62, it can give off heat there and then supplied to the heat exchanger 46 in the cooled state. There, the cooled coolant is supplied with an air flow, which can subsequently be supplied to the interior. After flowing out of the heat exchanger 46 and flowing through the surge tank 58, the coolant is fed back to the pump 50. The discharging of the cold accumulator 22 thus represents, with regard to the cooling of the vehicle interior, a second operating state, which is conventionally used for stationary air conditioning.

Wird nun aufgrund der von den Sensoren 28, 30 übermittelten Werte durch die Steuereinheit 26 festgestellt, dass die Motordrehzahl einen vorgegebenen Wert überschreitet, so dass typischerweise ein hoher Lastzustand des Fahrzeugmotors vorliegt, wird durch die Steuereinheit 26 bei laufendem Fahrzeugmotor veranlasst, dass der Kältekreis 12 deaktiviert wird, während der Kühlmittelkreis 24 aktiviert wird. Auf diese Weise wird der Fahrzeugmotor in der beschriebenen vorteilhaften Weise entlastet.If, owing to the values transmitted by the sensors 28, 30, it is determined by the control unit 26 that the engine speed exceeds a predetermined value, so that a high load condition of the vehicle engine is typically present, the control unit 26 causes the refrigeration circuit 12 to be activated when the vehicle engine is running is deactivated while the coolant circuit 24 is activated. In this way, the vehicle engine is relieved in the described advantageous manner.

Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach der Einleitung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Schritt SOl wird in Schritt S02 geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Ist dies nicht der Fall, so verbleibt das Klimatisierungssystem 10 in seinem ersten Betriebszustand, das heißt bei erwünschter Klimatisierung erfolgt diese durch den Antrieb des Kompressors. Im anderen Fall wird in Schritt S03 geprüft, ob die Motordrehzahl einen vorgegebenen Wert überschreitet. Ist dies nicht der Fall, so verbleibt das Klimatisierungssystem 10 wiederum in seinem vorgegebenen Zustand. Im anderen Fall liegen ausrei- chende Kriterien dafür vor, um von einem hohen Lastzustand des Verbrennungsmotors auszugehen, so dass in den zweiten Betriebszustand übergegangen werden kann, dass heißt der Kompressor wird nicht weiter angetrieben, und die Klimati- sierung des Innenraums erfolgt durch Entladen des Kältespeichers. Das angegebene Verfahren wird zyklisch durchlaufen, das heißt die Parameter Geschwindigkeit und Drehzahl werden kontinuierlich als Kriterien für die Wahl des Betriebszustandes geprüft.FIG. 2 shows a flow chart for explaining a method according to the invention. After the initiation of the method according to the invention in step SO1, it is checked in step S02 whether the vehicle speed falls below a predetermined value. If this is not the case, then the air conditioning system 10 remains in its first operating state, that is, when desired air conditioning, this is done by the drive of the compressor. In the other case, it is checked in step S03 whether the engine speed exceeds a predetermined value. If this is not the case, then the air conditioning system 10 remains in its predetermined state. In the other case, sufficient ing criteria for assuming a high load state of the internal combustion engine, so that it is possible to move to the second operating state, that is to say the compressor is no longer driven, and the interior of the air conditioning system is discharged by discharging the cold accumulator. The specified process is cycled, that is, the parameters speed and speed are continuously checked as criteria for the selection of the operating state.

Die vorliegende Erfindung wurde am Beispiel eines Klimati- sierungssystems 10 erläutert, bei dem der Kältespeicher 22 in die herkömmliche Fahrzeugklimaanlage eingebunden ist, das heißt durch die Leistung des Kompressors 14 geladen wird, der direkt vom Fahrzeugmotor angetrieben wird. Die Erfindung ist aber auch im Zusammenhang mit andersartigen Klimatisierungssystemen einsetzbar. Beispielsweise ist es denkbar, dass die den Kältespeicher 22 enthaltende Anlage autark ausgestaltet ist, das heißt von der herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage getrennt vorliegt. Die autarke Klimaanlage ist dann vorzugsweise mit einem elektrischen Kompressor ausgestattet, der ausschließlich für das Laden des Kältespeichers zuständig ist. Tritt bei einem solchen System die Überlastung des Antriebsmotors auf, so kann auch hier die herkömmliche, nicht mit dem Kältespeicher gekoppelte Klimaanlage abgeschaltet und die Klimatisierung durch die autarke Klimaanlage übernommen werden, in dem deren Kälte- Speicher entladen wird. In dem Fall, dass eine autarke Klimaanlage vorliegt, kann ein einziges Steuergerät für die Steuerung der autarken Klimaanlage und der herkömmlichenThe present invention has been explained using the example of an air-conditioning system 10, in which the cold storage 22 is integrated into the conventional vehicle air conditioning system, that is, charged by the power of the compressor 14, which is driven directly by the vehicle engine. However, the invention can also be used in connection with other types of air conditioning systems. For example, it is conceivable that the system containing the cold storage 22 is made self-sufficient, that is, separated from the conventional vehicle air conditioning system. The self-sufficient air conditioning is then preferably equipped with an electric compressor, which is responsible for charging the cold storage. Occurs in such a system, the overload of the drive motor, so here, the conventional, not coupled with the cold storage air conditioning switched off and the air conditioning can be taken over by the self-sufficient air conditioning in which the cold storage is discharged. In the event that a self-sufficient air conditioning is present, a single control unit for the control of self-sufficient air conditioning and the conventional

Fahrzeugklimaanlage vorgesehen sein, oder die Steuergeräte sind getrennt, und sie sind in der Lage, miteinander zu kommunizieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass getrennte Steuergeräte für die herkömmliche Klimaanlage und die autarke Klimaanlage einem übergeordneten Steuergerät zugeordnet sind, das die getrennten Steuergeräte koordiniert.Vehicle air conditioning system may be provided, or the control units are disconnected, and they are able to communicate with each other. Another possibility is that separate control units for the conventional air conditioning and self-sufficient air conditioning are assigned to a higher-level control unit that coordinates the separate control units.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential to the realization of the invention both individually and in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 Klimatisierungssystem10 air conditioning system

12 Kältekreis12 refrigerant circuit

14 Kompressor 16 Kondensator14 compressor 16 condenser

18 Verdampfer18 evaporators

20 Verdampfer20 evaporators

22 Kältespeicher22 cold storage

24 Kühlmittelkreis 26 Steuereinheit24 coolant circuit 26 control unit

28 Drehzahlsensor28 speed sensor

30 Geschwindigkeitssensor30 speed sensor

32 Trockner/Sammler-Einrichtung32 dryer / collector facility

34 vorgelagertes Expansionsventil 36 Rückschlagventil34 upstream expansion valve 36 check valve

38 vorgelagertes Expansionsventil38 upstream expansion valve

40 Verdampfer40 evaporators

42 vorgelagertes Expansionsventil 44 Magnetventil42 upstream expansion valve 44 solenoid valve

46 Wärmeübertrager46 heat exchanger

48 Ausgleichsbehälter48 expansion tank

50 Pumper 52 Temperatursensor50 Pumper 52 temperature sensor

54 Temperatursensor54 temperature sensor

56 Temperatursensor56 temperature sensor

58 Massenstromsensor58 mass flow sensor

60 Temperatursensor 62 Wärmetauscher60 Temperature sensor 62 Heat exchanger

64 Hauptschalter64 main switch

66 Magnetventil66 solenoid valve

68 Magnetventil 68 solenoid valve

Claims

ANSPRÜCHE

1. Klimatisierungssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit1. Air conditioning system (10) for a motor vehicle, with

einem Kältekreis (12) , der einen durch einen Motor des Kraftfahrzeugs angetriebenen Kompressor (14) , einen Kondensator (16) und einen Verdampfer (18, 20) auf- weist,a refrigeration circuit (12) having a compressor (14) driven by an engine of the motor vehicle, a condenser (16) and an evaporator (18, 20),

einem Kältespeicher (22) , der über einen Kühlmittel- kreis (24) entladbar ist, unda cold storage device (22) which can be discharged via a coolant circuit (24), and

- einer Steuereinheit (26) , die das Klimatisierungssystem in verschiedene Betriebszustände versetzen kann,a control unit (26) which can put the air-conditioning system in various operating states,

wobei in einem ersten Betriebszustand des Klimatisierungssystem ein Innenraum des Kraftfahrzeugs bei ange- triebenem Kompressor durch den Verdampfer kühlbar ist undwherein, in a first operating state of the air conditioning system, an interior of the motor vehicle can be cooled by the evaporator when the compressor is driven, and

wobei in einem zweiten Betriebszustand des Klimatisierungssystems, der insbesondere zur Standklimatisierung vorgesehen ist, der Innenraum des Kraftfahrzeugs bei nicht angetriebenem Kompressor durch Entladen des Kältespeichers kühlbar ist,wherein in a second operating state of the air conditioning system, which is provided in particular for stationary air conditioning, the interior of the motor vehicle with non-driven compressor by discharging the cold storage is coolable,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

dass dem Steuergerät (26) Signale zuführbar sind, die eine Belastung des Motors charakterisieren, und dass das KlimatisierungsSystem (10) durch das Steuergerät in den zweiten Betriebszustand überführbar ist, wenn die Belastung des Motors einen vorgegebenen Wert überschreitet .that the control unit (26) signals are fed, which characterize a load on the engine, and that the air conditioning system (10) is convertible by the control unit in the second operating state, when the load of the motor exceeds a predetermined value.

2. Klimatisierungssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Air conditioning system (10) according to claim 1, characterized in that

dass dem Steuergerät (26) Signale zuführbar sind, die eine Motordrehzahl und eine Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentieren, undin that signals which represent an engine speed and a vehicle speed can be fed to the control unit (26), and

dass das KlimatisierungsSystem (10) in den zweiten Betriebszustand überführbar ist, wenn die Motordrehzahl über einem vorgegebenen Grenzwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen.the climate control system (10) is convertible to the second operating state when the engine speed is above a predetermined limit and the vehicle speed is below a predetermined limit.

3. Klimatisierungssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät (26) die Signale direkt von mit dem Steuergerät verbundenen Sensoren (28, 30) zuführbar sind .3. Air conditioning system (10) according to claim 1 or 2, character- ized in that the control unit (26) the signals directly from connected to the control unit sensors (28, 30) can be fed.

4. Klimatisierungssystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät die4. Air conditioning system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit

Signale über einen Datenbus des Kraftfahrzeugs zuführbar sind.Signals can be supplied via a data bus of the motor vehicle.

5. Verfahren zum Steuern eines Klimatisierungssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit5. A method for controlling an air conditioning system (10) for a motor vehicle, with

einem Kältekreis (12) , der einen durch einen Motor des Kraftfahrzeugs angetriebenen Kompressor (14) , einen Kondensator (16) und einen Verdampfer (18, 20) aufweist,a refrigerant circuit (12) having a driven by an engine of the motor vehicle compressor (14), a Capacitor (16) and an evaporator (18, 20),

einem Kältespeicher (22) , der über einen Kühlmittel- kreis (24) entladbar ist, unda cold storage device (22) which can be discharged via a coolant circuit (24), and

einer Steuereinheit (26) , die das Klimatisierungssystem in verschiedene Betriebszustände versetzen kann,a control unit (26), which can put the air conditioning system in various operating states,

- wobei in einem ersten Betriebszustand des Klimatisierungssystem ein Innenraum des Kraftfahrzeugs bei angetriebenem Kompressor durch den Verdampfer gekühlt wird und- In a first operating state of the air conditioning system, an interior of the motor vehicle is cooled by the evaporator with driven compressor and

- wobei in einem zweiten Betriebszustand des Klimatisierungssystems, der insbesondere zur Standklimatisierung vorgesehen ist, der Innenraum des Kraftfahrzeugs bei nicht angetriebenem Kompressor durch Entladen des Kältespeichers gekühlt wird,wherein, in a second operating state of the air conditioning system, which is provided in particular for stationary air conditioning, the interior of the motor vehicle is cooled by discharging the cold storage when the compressor is not driven,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

dass dem Steuergerät (26) Signale zugeführt werden, die eine Belastung des Motors charakterisieren, undthat the control unit (26) signals are supplied, which characterize a load of the motor, and

dass das Klimatisierungssystem (10) durch das Steuergerät in den zweiten Betriebszustand überführt wird, wenn die Belastung des Motors einen vorgegebenen Wert überschreitet .that the air conditioning system (10) is converted by the control unit in the second operating state, when the load of the motor exceeds a predetermined value.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet. dass dem Steuergerät (26) Signale zugeführt werden, die eine Motordrehzahl und eine Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentieren, und6. The method according to claim 5, characterized. that the control unit (26) signals are supplied representing an engine speed and a vehicle speed, and

- dass das Klimatisierungssystem (10) in den zweiten Betriebszustand überführt wird, wenn die Motordrehzahl über einem vorgegebenen Grenzwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen.- That the air conditioning system (10) is converted to the second operating state when the engine speed is above a predetermined limit and the vehicle speed is below a predetermined limit.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät (26) die Signale direkt von mit dem Steuergerät verbundenen Sensoren (28, 30) zugeführt werden.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the control device (26), the signals directly from connected to the controller sensors (28, 30) are supplied.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät die Signale über einen Datenbus des Kraftfahrzeugs zugeführt werden. 8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the control unit, the signals are supplied via a data bus of the motor vehicle.