DE102021118448A1 - Control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor - Google Patents

Control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor Download PDF

Info

Publication number
DE102021118448A1
DE102021118448A1 DE102021118448.7A DE102021118448A DE102021118448A1 DE 102021118448 A1 DE102021118448 A1 DE 102021118448A1 DE 102021118448 A DE102021118448 A DE 102021118448A DE 102021118448 A1 DE102021118448 A1 DE 102021118448A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control unit
electronic control
electric
vehicle
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021118448.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Markus Kammermaier
Christina Leuthold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102021118448.7A priority Critical patent/DE102021118448A1/en
Priority to PCT/EP2022/066934 priority patent/WO2023285088A1/en
Publication of DE102021118448A1 publication Critical patent/DE102021118448A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B60H1/3208—Vehicle drive related control of the compressor drive means, e.g. for fuel saving purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H2001/006—Noise reduction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3269—Cooling devices output of a control signal
    • B60H2001/327—Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit
    • B60H2001/3272—Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit to control the revolving speed of a compressor

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit zur Reduzierung eines Betriebsgeräusches eines einen Verdichtermotor umfassenden elektrischen Kältemittelverdichters. Der elektrische Kältemittelverdichter ist Teil einer Klimaanlage eines elektrifizierten Kraftfahrzeugs, der sowohl zum Heizen (Wärmepumpenbetrieb) als auch zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums genutzt wird. Der elektrische Kältemittelverdichter wird ebenfalls zur Kühlung eines Hochvoltspeichers verwendet.Erfindungsgemäß umfasst eine elektronische Steuereinheit zur Reduzierung eines Betriebsgeräusches eines einen elektrischen drehzahlgesteuerten Verdichtermotor umfassenden elektrischen Kältemittelverdichters einer Klimaanlage in einem elektrifizierten Kraftfahrzeug ein Funktionsmodul, das (insbesondere durch ein entsprechendes Softwareprogramm und eine Kennlinie) derart ausgestaltet ist, dass die Ansteuerung des Verdichtermotors in mindestens einem definierten Drehzahlbereich ausgeblendet wird.The invention relates to an electronic control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor that includes a compressor motor. The electric refrigerant compressor is part of an air conditioning system in an electrified motor vehicle, which is used both for heating (heat pump operation) and for cooling the vehicle interior. The electric refrigerant compressor is also used to cool a high-voltage accumulator. According to the invention, an electronic control unit for reducing operating noise of an electric refrigerant compressor, comprising an electric speed-controlled compressor motor, of an air conditioning system in an electrified motor vehicle includes a functional module that (in particular by a corresponding software program and a characteristic curve) is configured in this way is that the activation of the compressor motor is suppressed in at least one defined speed range.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit zur Reduzierung eines Betriebsgeräusches eines elektrischen Kältemittelverdichters in einem elektrifizierten Kraftfahrzeug, bei dem der Kältemittelverdichter elastisch mit einer elektrischen Antriebseinheit gekoppelt ist.The invention relates to a control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor in an electrified motor vehicle, in which the refrigerant compressor is elastically coupled to an electric drive unit.

Klimaanlagen in einem Kraftfahrzeug weisen typischerweise einen Kältemittelkreislauf auf, in welchem das Kältemittel verdichtet, kondensiert, entspannt und verdampft wird. Der Kältemittelkreislauf umfasst dazu einen Kältemittelverdichter (auch als Kompressor bezeichnet), der kaltes gasförmiges Kältemittel ansaugt und dieses verdichtet. Ferner ist ein Verflüssiger (auch Kondensator genannt) vorgesehen, in welchem Kältemittelgas unter Abgabe von Wärmeenergie an die Umgebung abgekühlt wird und dabei kondensiert. In einem Verdampfer verdampft das Kältemittel unter Aufnahme von Wärmeenergie aus der Umgebung.Air conditioning systems in a motor vehicle typically have a refrigerant circuit in which the refrigerant is compressed, condensed, expanded and evaporated. For this purpose, the refrigerant circuit includes a refrigerant compressor (also referred to as a compressor), which draws in cold gaseous refrigerant and compresses it. Furthermore, a liquefier (also called a condenser) is provided, in which refrigerant gas is cooled while releasing thermal energy to the environment and condenses in the process. In an evaporator, the refrigerant evaporates while absorbing thermal energy from the environment.

Insbesondere in Elektrofahrzeugen mit mindestens einer rein elektrischen Antriebseinheit (insbesondere Hochvolt-Elektromaschine, auch kurz E-Maschine genannt) wird der Kältemittelverdichter typischerweise elektrisch durch Drehzahlregelung eines Verdichtermotors ((Niedervolt-) Elektromotor) betrieben.In particular in electric vehicles with at least one purely electric drive unit (in particular a high-voltage electric machine, also known as an electric machine for short), the refrigerant compressor is typically operated electrically by controlling the speed of a compressor motor ((low-voltage) electric motor).

Aus der DE 10 2010 008 899 A1 ist beispielsweise eine Steuereinheit zum Ansteuern eines Lüfters in einem Kraftfahrzeug mit Klimaanlage bekannt, wobei die Klimaanlage einen elektrischen Kältemittelverdichter mit elektrischem Verdichtermotor umfasst, welcher für sich genommen durch sein Betriebsgeräusch akustisch auffällig ist. Daher wird gemäß der DE 10 2010 008 899 A1 der Lüfter abhängig von der aktuellen Leistung oder Motordrehzahl des elektrischen Kältemittelverdichters derart angetrieben, dass das Betriebsgeräusch des elektrischen Kältemittelverdichters zumindest teilweise überdeckt wird.From the DE 10 2010 008 899 A1 For example, a control unit for controlling a fan in a motor vehicle with an air conditioning system is known, the air conditioning system comprising an electric refrigerant compressor with an electric compressor motor, which is acoustically noticeable by its operating noise. Therefore, according to the DE 10 2010 008 899 A1 the fan is driven depending on the current output or engine speed of the electric refrigerant compressor in such a way that the operating noise of the electric refrigerant compressor is at least partially covered.

Nachteilig an dieser bekannten Lösung ist, dass der Lüfter zusätzliche erhöhte Störgeräusche abgibt, auch wenn diese psychoakustisch möglicherweise weniger auffallen.A disadvantage of this known solution is that the fan emits additional increased noise, even if this may be less noticeable psychoacoustically.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine akustische Auffälligkeit eines elektrischen Kältemittelverdichters ohne Maskierung durch andere Störgeräusche zu reduzieren.It is the object of the invention to reduce an acoustic abnormality of an electric refrigerant compressor without being masked by other disturbing noises.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.This object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous developments are the subject matter of the dependent patent claims.

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit zur Reduzierung eines Betriebsgeräusches eines einen Verdichtermotor umfassenden elektrischen Kältemittelverdichters. Der elektrische Kältemittelverdichter ist Teil einer Klimaanlage eines elektrifizierten Kraftfahrzeugs, der sowohl zum Heizen (Wärmepumpenbetrieb) als auch zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums genutzt wird. Der elektrische Kältemittelverdichter wird ebenfalls zur Kühlung eines Hochvoltspeichers verwendet.The invention relates to an electronic control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor that includes a compressor motor. The electric refrigerant compressor is part of an air conditioning system in an electrified motor vehicle, which is used both for heating (heat pump operation) and for cooling the vehicle interior. The electric refrigerant compressor is also used to cool a high-voltage battery.

Erfindungsgemäß umfasst eine elektronische Steuereinheit zur Reduzierung eines Betriebsgeräusches eines einen elektrischen drehzahlgesteuerten Verdichtermotor umfassenden elektrischen Kältemittelverdichters einer Klimaanlage in einem elektrifizierten Kraftfahrzeug ein Funktionsmodul, das (insbesondere durch ein entsprechendes Softwareprogramm und eine Kennlinie) derart ausgestaltet ist, dass die Ansteuerung des Verdichtermotors in mindestens einem definierten Drehzahlbereich ausgeblendet wird.According to the invention, an electronic control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor, comprising an electric speed-controlled compressor motor, of an air conditioning system in an electrified motor vehicle comprises a functional module which is designed (in particular by means of a corresponding software program and a characteristic curve) in such a way that the compressor motor is activated in at least one defined manner speed range is hidden.

Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:

  • Aufgrund von überlagerten Anregungen im Gesamtfahrzeug kommt es bei einem bestimmten angesteuerten Drehzahlband eines elektrischen Kältemittelverdichters („eKMV“) zu einer akustisch auffälligen und teilweise störenden Geräuschkulisse mit zusätzlich auftretenden Vibrationen im Fahrzeug-Innenraum. Die vorliegende Erfindung trägt zur signifikanten Reduzierung der akustischen Auffälligkeit und zur Reduzierung bzw. Vermeidung von Vibrationen bei.
The invention is based on the following considerations:
  • Due to superimposed excitations in the entire vehicle, an acoustically noticeable and sometimes disturbing background noise with additional vibrations occurs in the vehicle interior at a certain controlled speed range of an electric refrigerant compressor ("eKMV"). The present invention contributes to the significant reduction in acoustic abnormalities and to the reduction or elimination of vibrations.

Bekannt sind derzeit insbesondere mehrfach gelagerte Systeme zur Entkopplung der akustischen Übertragung, die jedoch teuer und aufwändig sind.In particular, systems with multiple bearings for decoupling the acoustic transmission are currently known, but they are expensive and complex.

Die Erfindung schlägt insbesondere eine Ausblendung eines bestimmten Drehzahlbereiches bei der Ansteuerung des Verdichtermotors, vorzugsweise über Kennlinien-Ansteuerung, vor. Bei einer bestimmten Ausführungsform hat sich beispielsweise der Drehzahlbereich zwischen 19% und 31 % eines von 0% bis 100% verstellbaren Verdichtermotors als besonders vorteilhaft herausgestellt.The invention proposes, in particular, that a specific speed range be suppressed when the compressor motor is activated, preferably by means of characteristic curve activation. In a specific embodiment, for example, the speed range between 19% and 31% of a compressor motor that can be adjusted from 0% to 100% has proven to be particularly advantageous.

Das Betriebsgeräusch des elektrischen Kältemittelverdichters wird umso störender empfunden, je stärker dieses von einem anderen Störgeräusch, wie z.B. dem Drehgeräusch der E-Maschine, verstärkt wird. Hierfür ist ursächlich, dass das Betriebsgeräusch des elektrischen Kältemittelverdichters in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug im Gegensatz zu den allgemein vertrauten Geräuschen klassischer Aggregate eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor ein weniger vertrautes Geräusch ist und daher akustisch wesentlich auffälliger ist. Dies kann so weit gehen, dass der Fahrzeuginsasse von dem Geräusch oder der Vibration des Kältemittelverdichters auf einen Fahrzeugdefekt schließt, obwohl tatsächlich kein Defekt vorliegt.The operating noise of the electric refrigerant compressor is felt to be all the more disturbing the stronger it is amplified by another disturbing noise, such as the rotating noise of the e-machine. The reason for this is that the operating noise of the electric refrigerant compressor in a hybrid or electric vehicle, in contrast to the generally familiar noises of classic units of a vehicle with a combustion engine, is a less familiar noise and is therefore acustic table is much more noticeable. This can go so far that the vehicle occupant concludes that there is a vehicle defect from the noise or the vibration of the refrigerant compressor, although there is actually no defect.

Die Erfindung geht von einem elektrischen Kältemittelverdichter aus, der mit ebenfalls Körperschallschwingungen erzeugenden Komponenten akustisch derart gekoppelt ist, dass die Störgeräusche des Kältemittelverdichters zum Teil sogar verstärkt werden. Insbesondere die E-Maschine sowie die Fahrzeugkarosserie sind derartige Komponenten.The invention is based on an electric refrigerant compressor that is acoustically coupled to components that also generate structure-borne noise vibrations in such a way that the background noise of the refrigerant compressor is even amplified in part. In particular, the electric machine and the vehicle body are such components.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in mindestens einem definierten Drehzahlbereich des Verdichtermotors, der zuvor empirisch zu ermitteln ist, die Störgeräusche des Kältemittelverdichters besonders durch die Anregungen der E-Maschine verstärkt werden. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Rahmen der Temperaturregelung durch den Kältemittelverdichter dieser definierte Drehzahlbereich zur Ansteuerung des Verdichtermotors nach oben und/oder nach unten übersprungen wird.The invention is based on the finding that in at least one defined speed range of the compressor motor, which is to be determined empirically beforehand, the noise from the refrigerant compressor is particularly amplified by the excitations of the electric machine. It is therefore proposed according to the invention that, within the framework of the temperature regulation by the refrigerant compressor, this defined speed range is skipped upwards and/or downwards in order to activate the compressor motor.

Hierbei wird die Temperaturregelung in eine Temperatursteuerung überführt; d.h. eine Abweichung der Ist-Temperatur zur Soll-Temperatur wird solange zugelassen, bis eine Regelung außerhalb des definierten Drehzahlbereiches wieder möglich ist.Here, the temperature regulation is converted into a temperature control; i.e. a deviation of the actual temperature from the target temperature is permitted until regulation outside the defined speed range is possible again.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Temperaturabweichung während der Aussetzung der Temperaturreglung durch eine andere temperaturbeeinflussende Größe zumindest teilweise kompensiert werden. Insbesondere kann diese Größe das Ansteuersignal eines Chiller-Ventils und/oder eines wassergekühlten Kondensators (WCC) im Gesamtwärmemanagementkreislauf eines Elektrofahrzeuges sein.In an advantageous development of the invention, the temperature deviation can be at least partially compensated for by another temperature-influencing variable during the suspension of the temperature regulation. In particular, this variable can be the control signal of a chiller valve and/or a water-cooled condenser (WCC) in the overall thermal management circuit of an electric vehicle.

Vorzugsweise wird zum Ansteuern des Verdichtermotors die auszublendende Drehzahl aus einer in der Steuereinheit abgespeicherten Kennlinie (beispielsweise in Form einer Look-Up-Tabelle) abgerufen. Die Kennlinie wird vorzugsweise vorab empirisch bestimmt.In order to control the compressor motor, the rotational speed to be masked out is preferably retrieved from a characteristic curve stored in the control unit (for example in the form of a look-up table). The characteristic curve is preferably determined empirically in advance.

Bei der empirischen Bestimmung des auszublendenden Drehzahlbereichs werden Akustikmessungen oder Akustiksimulationen zur Erfassung des Drehzahlbereichs durchgeführt, in dem das Betriebsgeräusch des Kältemittelverdichters durch akustische Anregungen anderer Komponenten verstärkt wird. Der auszublendende Drehzahlbereich ist also derart bestimmt, dass eine bestimmte Lautstärke des überlagerten Betriebsgeräusches bzw. dass zumindest keine Verstärkung des Betriebsgeräusches durch Schwingungsanregungen einer anderen Komponente, insbesondere der E-Maschine und der Fahrzeugkarosserie, auftritt.In the empirical determination of the speed range to be suppressed, acoustic measurements or acoustic simulations are carried out to record the speed range in which the operating noise of the refrigerant compressor is amplified by acoustic excitations from other components. The speed range to be suppressed is therefore determined in such a way that the superimposed operating noise has a certain volume or that at least the operating noise is not amplified by vibration excitations of another component, in particular the electric machine and the vehicle body.

Details der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

  • 1 schematisch einen Überblick über wichtige Komponenten in einem Elektrofahrzeug, die von der Erfindung betroffen sind,
  • 2 ein schematisches Beispiel für eine Kennlinie zur Ausblendung des definierten Drehzahlbereichs und
  • 3 die akustische Wirkung der Erfindung.
Details of the invention are described with reference to the attached drawing based on an exemplary embodiment. It shows
  • 1 schematically an overview of important components in an electric vehicle that are affected by the invention,
  • 2 a schematic example of a characteristic curve for hiding the defined speed range and
  • 3 the acoustic effect of the invention.

1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines möglichen Gesamtwärmemanagements eines Elektrofahrzeuges mit einer elektronischen Steuereinheit 4, mit einem Kältemittelverdichter 1 einer Klimaanlage in einem ersten Wärmekreislauf/ Kältekreislauf 6 und mit einem Chiller 8 in einem zweiten Wärmekreislauf/ Kältekreislauf 7. Die Wärmekreisläufe 6 und 7 führen über einen Wärmetauscher 5. Beispielsweise kann auch ein wassergekühlter Kondensator 11 im Wärmekreislauf 6 angeordnet sein. Der Kältemittelverdichter 1 umfasst einen elektrischen drehzahlgesteuerten Verdichtermotor 9 und ist beispielsweise über einen Halter und vergleichsweise einfache Lager 3 durch Schrauben mit dem Gehäuse einer E-Maschine 2 verbunden. Diese Anordnung kann auch eine Schallisolierung als akustische Hülle für den Kältemittelverdichter 1 beinhalten. Der Halter, der Kältemittelverdichter 1, die Lager 3, die Schrauben und die Schallisolierung sind dann vorzugsweise über eine zusätzliche Schraubverbindung an der elektrischen Antriebseinheit befestigt (nicht näher dargestellt). Dadurch ist der Kältemittelverdichter 1 akustisch mit der E-Maschine 2 derart gekoppelt, dass das Betriebsgeräusch des Verdichtermotors 9 zumindest in einem definierten Drehzahlbereich dn (siehe auch 2), der empirisch zu ermitteln ist, durch Schwingungsanregungen der E-Maschine und/oder durch weitere akustisch relevante Komponenten (z.B. Lenkradhilfe, Fahrwerksanregungen, usw.) verstärkt wird. 1 shows schematically a section of a possible overall thermal management of an electric vehicle with an electronic control unit 4, with a refrigerant compressor 1 of an air conditioning system in a first heating circuit/refrigeration circuit 6 and with a chiller 8 in a second heating circuit/refrigeration circuit 7. The heating circuits 6 and 7 lead via a heat exchanger 5. For example, a water-cooled condenser 11 can also be arranged in the heat circuit 6. The refrigerant compressor 1 includes an electric speed-controlled compressor motor 9 and is connected to the housing of an electric machine 2 by screws, for example via a holder and comparatively simple bearings 3 . This arrangement can also include soundproofing as an acoustic envelope for the refrigerant compressor 1 . The holder, the refrigerant compressor 1, the bearings 3, the screws and the sound insulation are then preferably attached to the electric drive unit via an additional screw connection (not shown in detail). As a result, the refrigerant compressor 1 is acoustically coupled to the electric machine 2 in such a way that the operating noise of the compressor motor 9 is at least in a defined speed range dn (see also 2 ), which is to be determined empirically, is amplified by vibration excitations of the electric motor and/or by other acoustically relevant components (e.g. steering wheel assistance, chassis excitations, etc.).

Erfindungsgemäß ist eine elektronische Steuereinheit 4 vorgesehen, die z. B. das Steuergerät der Klimaanlage oder der E-Maschine 2 sein kann, und die ein Funktionsmodul 10 dergestalt enthält, dass die Ansteuerung des Verdichtermotors 9 in mindestens einem definierten Drehzahlbereich dn ausgeblendet wird. Dies kann durch eine Kennlinie, wie in 2 schematisch dargestellt ist, vom Funktionsmodul 10 gesteuert werden. In 2 ist eine Drehzahlkennlinie des Verdichtermotors 9 dargestellt, der grundsätzlich zwischen 0% und 100% verstellbar ist, wobei erfindungsgemäß der definierte Drehzahlbereich dn, hier z.B. zwischen 19% und 31 %, vermieden und entweder nach oben oder nach unten übersprungen wird. Es findet also mit anderen Worten eine Drehzahlausblendung A statt.According to the invention, an electronic control unit 4 is provided, the z. B. can be the control unit of the air conditioner or the electric machine 2, and contains a function module 10 such that the control of the compressor motor 9 is hidden in at least one defined speed range dn. This can be done using a characteristic as in 2 is shown schematically, are controlled by the function module 10. In 2 a speed characteristic of the compressor motor 9 is shown, which is basically adjustable between 0% and 100%, according to the invention the defined Speed range dn, here for example between 19% and 31%, is avoided and skipped either upwards or downwards. In other words, speed skipping A takes place.

In 3 ist die Lautstärke L in [dB] eines im Fahrzeug gemessenen Störgeräusches, das insbesondere auf dem drehzahlabhängigen Betriebsgeräusches des Verdichters 1 basiert, über der Drehzahl n des Verdichtermotors 9 aufgetragen. Eine derartige Messung kann zur empirischen Ermittlung des definierten auszublenden Drehzahlbereichs dn verwendet werden.In 3 the volume L in [dB] of a noise measured in the vehicle, which is based in particular on the speed-dependent operating noise of the compressor 1, is plotted against the speed n of the compressor motor 9. Such a measurement can be used to empirically determine the defined speed range dn to be suppressed.

Vorzugsweise wird während der Ausblendung A des definierten Drehzahlbereiches dn die übliche Temperaturregelung durch den Verdichtermotor 9 ausgesetzt und die dadurch entstehende Abweichung der Ist-Temperatur von der Soll-Temperatur T_soll wird zumindest zum Teil beispielsweise durch den Chiller 8 und/oder den wassergekühlten Kondensator 11 kompensiert. Dabei kann ein Ventil des Chillers 8 „digital“ geöffnet oder geschlossen, um die jeweilige Gegenwirkung einer reduzierten Kühlung oder Erwärmung aufgrund der Ausblendung A zu erreichen.Preferably, during the suppression A of the defined speed range dn, the usual temperature regulation by the compressor motor 9 is suspended and the resulting deviation of the actual temperature from the setpoint temperature T_soll is at least partially compensated for, for example, by the chiller 8 and/or the water-cooled condenser 11 . In this case, a valve of the chiller 8 can be opened or closed “digitally” in order to achieve the counteracting effect of reduced cooling or heating due to blanking A.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann bei Vorliegen bestimmter Bedingungen die Ausblendung A auch ausgeschaltet werden. Hierzu kann die Steuereinheit 4 bestimmte akustisch relevante Eingangsinformationen, wie die Fahrzeuggeschwindigkeit v, die Innenraum-Gebläse-Leistung P und/oder die Antriebsart (Allradantrieb FWD oder Einachsantrieb TWD) auswerten. Derartige Bedingungen können vorzugsweise folgende sein:

  • - Die Fahrzeuggeschwindigkeit v liegt über einer ersten definierten Schwelle S1, wodurch im Fahrzeuginnenraum das Betriebsgeräusch des Verdichters 1 durch Abroll-Störgeräusche der Räder überdeckt wird.
  • - Die Innenraum-Gebläse-Leistung P liegt über einer zweiten definierten Schwelle S2, wodurch im Fahrzeuginnenraum das Betriebsgeräusch des Verdichters 1 durch Gebläse-Geräusche überdeckt wird.
  • - Bei einem Fahrzeug, mit dem ein straßengekoppelten Allradantrieb FWD möglich ist, wird zeitweise auf einen Einachsantrieb TWD umgeschaltet, wobei sich die E-Maschine 2, die mit dem Verdichter 1 akustisch gekoppelt ist, auf der abgeschalteten Achse befindet und somit zeitweise ausgeschaltet wird.
In an advantageous development of the invention, blanking A can also be switched off if certain conditions are present. For this purpose, the control unit 4 can evaluate certain acoustically relevant input information, such as the vehicle speed v, the interior fan power P and/or the drive type (four-wheel drive FWD or single-axle drive TWD). Such conditions can preferably be the following:
  • - The vehicle speed v is above a first defined threshold S1, whereby the operating noise of the compressor 1 is masked by rolling noise from the wheels in the vehicle interior.
  • - The interior fan power P is above a second defined threshold S2, whereby the operating noise of the compressor 1 is masked by fan noise in the vehicle interior.
  • - In a vehicle with which a road-coupled FWD all-wheel drive is possible, a switch is made to a single-axle drive TWD at times, with the E-machine 2, which is acoustically coupled to the compressor 1, being on the switched-off axle and thus being switched off at times.

Die vorstehende Reduzierung des Geräusches des elektrischen Kältemittelverdichters stellt somit eine definierte Drehzahlausblendung A im Unterschied zum Stand der Technik dar, aus dem lediglich eine Drehzahlanpassung zur Maskierung oder zur Leistungsreduzierung des Kältemittelverdichters bekannt ist.The above reduction in the noise of the electric refrigerant compressor thus represents a defined speed suppression A, in contrast to the prior art, from which only speed adjustment for masking or for reducing the power of the refrigerant compressor is known.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102010008899 A1 [0004]DE 102010008899 A1 [0004]

Claims (7)

Elektronische Steuereinheit (4) zur Reduzierung eines Betriebsgeräusches eines einen elektrischen drehzahlgesteuerten Verdichtermotor (9) umfassenden elektrischen Kältemittelverdichters (1) einer Klimaanlage in einem elektrifizierten Kraftfahrzeug mit einem Funktionsmodul (10) dergestalt, dass die Ansteuerung des Verdichtermotors (9) in mindestens einem definierten Drehzahlbereich (dn) ausgeblendet wird.Electronic control unit (4) for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor (1) comprising an electric speed-controlled compressor motor (9) of an air conditioning system in an electrified motor vehicle, with a functional module (10) such that the compressor motor (9) is activated in at least one defined speed range (dn) disappears. Elektronische Steuereinheit (4, 10) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auszublendende Drehzahlbereich (dn) derart bestimmt ist, dass ein bestimmter drehzahlabhängiger Störgeräuschpegel (L) und/oder die Übertragung von Vibrationen im Fahrzeuginnenraum verhindert wird/werden.Electronic control unit (4, 10) according to Claim 1 , characterized in that the speed range (dn) to be suppressed is determined in such a way that a specific speed-dependent background noise level (L) and/or the transmission of vibrations in the vehicle interior is/are prevented. Elektronische Steuereinheit (4, 10) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auszublendende Drehzahlbereich (dn) derart bestimmt ist, dass zumindest keine Verstärkung des Betriebsgeräusches durch Schwingungsanregungen einer anderen Komponente, insbesondere der E-Maschine (2) und der Fahrzeugkarosserie, auftritt.Electronic control unit (4, 10) according to Claim 1 , characterized in that the speed range (dn) to be suppressed is determined in such a way that at least no amplification of the operating noise through vibration excitations of another component, in particular the electric machine (2) and the vehicle body, occurs. Elektronische Steuereinheit (4, 10) nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Ausblendung (A) des definierten Drehzahlbereiches (dn) die übliche Temperaturregelung durch den Verdichtermotor (9) ausgesetzt wird und die dadurch entstehende Abweichung der Ist-Temperatur von der Soll-Temperatur (T_soll) zumindest teilweise durch eine andere temperaturbeeinflussende Größe kompensiert wird.Electronic control unit (4, 10) according to one of the preceding patent claims, characterized in that while the defined speed range (dn) is blanked out (A), the usual temperature regulation by the compressor motor (9) is suspended and the resulting deviation in the actual temperature from the setpoint temperature (T_soll) is at least partially compensated by another temperature-influencing variable. Elektronische Steuereinheit (4, 10) nach dem vorangegangenen Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine andere temperaturbeeinflussende Größe das Ansteuersignal eines Chillers (8) und/oder das Ansteuersignal eines wassergekühlten Kondensators (11) im Gesamtwärmemanagement (6, 7) des Elektrofahrzeuges ist.Electronic control unit (4, 10) according to the preceding patent claim, characterized in that another temperature-influencing variable is the activation signal of a chiller (8) and/or the activation signal of a water-cooled condenser (11) in the overall heat management system (6, 7) of the electric vehicle. Elektronische Steuereinheit (4, 10) nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen bestimmter Bedingungen abhängig von bestimmten akustisch relevanten Eingangsinformationen (v, P, TWD) die Ausblendung (A) des definierten Drehzahlbereichs (dn) ausschaltbar ist.Electronic control unit (4, 10) according to one of the preceding patent claims, characterized in that when certain conditions are present, depending on certain acoustically relevant input information (v, P, TWD), the suppression (A) of the defined speed range (dn) can be switched off. Elektronische Steuereinheit (4, 10) nach dem vorangegangenen Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmte Bedingungen zur Ausschaltung der Ausblendung (A) folgende sind: - die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) liegt über einer ersten definierten Schwelle (S1) und/oder - die Innenraum-Gebläse-Leistung (P) liegt über einer zweiten definierten Schwelle (S2) und/oder - bei einem Fahrzeug, mit dem ein straßengekoppelten Allradantrieb (FWD) möglich ist, wird zeitweise auf einen Einachsantrieb (TWD) umgeschaltet.Electronic control unit (4, 10) according to the preceding claim, characterized in that certain conditions for switching off the blanking (A) are the following: - the vehicle speed (v) is above a first defined threshold (S1) and/or - the interior Blower output (P) is above a second defined threshold (S2) and/or - in the case of a vehicle with which road-coupled all-wheel drive (FWD) is possible, a switch is made to single-axle drive (TWD) at times.
DE102021118448.7A 2021-07-16 2021-07-16 Control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor Pending DE102021118448A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021118448.7A DE102021118448A1 (en) 2021-07-16 2021-07-16 Control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor
PCT/EP2022/066934 WO2023285088A1 (en) 2021-07-16 2022-06-22 Control unit for reducing the operating noise of an electrical refrigerant compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021118448.7A DE102021118448A1 (en) 2021-07-16 2021-07-16 Control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021118448A1 true DE102021118448A1 (en) 2023-01-19

Family

ID=82270654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021118448.7A Pending DE102021118448A1 (en) 2021-07-16 2021-07-16 Control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021118448A1 (en)
WO (1) WO2023285088A1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2255421A (en) 1991-05-02 1992-11-04 * Norm Pacific Automation Corporation Noise control of air conditioner
DE102004027000A1 (en) 2003-06-05 2004-12-23 Denso Corp., Kariya fluid machine
DE10336498A1 (en) 2003-08-08 2005-03-03 Linde Kältetechnik GmbH & Co. KG Method for reducing the noise of a machine set
DE112007000915A5 (en) 2006-04-21 2009-01-15 Steinhauer Elektromaschinen Ag Method for wiring a switchgear, wiring station, switch at such a station, harnessing of cables and scissors at a wiring station
DE102010008899A1 (en) 2010-02-23 2011-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, 80809 Method for partial masking of operation noise of electromotor of electrical refrigeration compressor of air conditioning apparatus in e.g. hybrid car, involves actuating fan such that noise is masked and compressor is perceived
DE102015218825A1 (en) 2015-09-30 2017-03-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control system for the air conditioning of a vehicle
DE102016206337A1 (en) 2015-12-23 2017-06-29 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Method for operating an electromotive auxiliary unit
DE102017107538A1 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Ipetronik Gmbh & Co. Kg Control device and method for noise reduction of auxiliary equipment for a vehicle
DE112017000915T5 (en) 2016-02-22 2018-10-31 Dometic Sweden Ab Air conditioning control
EP3017982B1 (en) 2013-07-02 2019-09-25 Denso Corporation Vehicular air conditioning device
US10551086B2 (en) 2014-04-22 2020-02-04 Trane International Inc. Sound level control in an HVAC system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4258905B2 (en) * 1999-05-11 2009-04-30 株式会社デンソー Air conditioner for vehicles
JP2010100264A (en) * 2008-10-27 2010-05-06 Denso Corp Air-conditioning device for vehicle
WO2014151375A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Trane International Inc. Apparatuses, systems, and methods of variable frequency drive operation and control
JP2018127929A (en) * 2017-02-07 2018-08-16 住友重機械工業株式会社 Compressor unit for cryogenic refrigerator, and cryopump system
JP2019123284A (en) * 2018-01-12 2019-07-25 株式会社デンソー Vehicle air-conditioner

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2255421A (en) 1991-05-02 1992-11-04 * Norm Pacific Automation Corporation Noise control of air conditioner
DE102004027000A1 (en) 2003-06-05 2004-12-23 Denso Corp., Kariya fluid machine
DE10336498A1 (en) 2003-08-08 2005-03-03 Linde Kältetechnik GmbH & Co. KG Method for reducing the noise of a machine set
DE112007000915A5 (en) 2006-04-21 2009-01-15 Steinhauer Elektromaschinen Ag Method for wiring a switchgear, wiring station, switch at such a station, harnessing of cables and scissors at a wiring station
DE102010008899A1 (en) 2010-02-23 2011-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, 80809 Method for partial masking of operation noise of electromotor of electrical refrigeration compressor of air conditioning apparatus in e.g. hybrid car, involves actuating fan such that noise is masked and compressor is perceived
EP3017982B1 (en) 2013-07-02 2019-09-25 Denso Corporation Vehicular air conditioning device
US10551086B2 (en) 2014-04-22 2020-02-04 Trane International Inc. Sound level control in an HVAC system
DE102015218825A1 (en) 2015-09-30 2017-03-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control system for the air conditioning of a vehicle
DE102016206337A1 (en) 2015-12-23 2017-06-29 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Method for operating an electromotive auxiliary unit
DE112017000915T5 (en) 2016-02-22 2018-10-31 Dometic Sweden Ab Air conditioning control
DE102017107538A1 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Ipetronik Gmbh & Co. Kg Control device and method for noise reduction of auxiliary equipment for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023285088A1 (en) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2117857B1 (en) Method for pre-climatizing a stopped motor vehicle
DE112010002544B4 (en) Control method for a vehicle
DE102010008899B4 (en) Method for masking the operating noise of an electric refrigerant compressor and control unit
DE102007037626A1 (en) Method for optimizing vehicle air conditioning control systems
DE102011107540A1 (en) A method of operating a motor vehicle in a sports mode of operation
EP2625051B1 (en) Air-conditioning device and method for air-conditioning an interior and/or at least one component of an electric vehicle
DE102009000115A1 (en) Device for power management of a vehicle
DE102012210221A1 (en) Cooling device for vehicles and method for controlling and / or regulating a cooling device
DE102018128857A1 (en) System and method for controlling a compressor of a cold start vehicle
DE102008005754A1 (en) Motor vehicle i.e. hybrid vehicle, has energy storage storing and releasing energy changed in mechanical operating energy, cooling device cooling energy storage, and refrigerating machine attached to cooling device
DE102007022855A1 (en) Method for cooling components of a motor vehicle
DE102009053649A1 (en) Method for pre-air conditioning passenger compartment of motor vehicle, involves supplying component of air conditioning system of motor vehicle with electrical energy
DE102012101402B4 (en) Control system for an automotive air conditioning system
DE102021118448A1 (en) Control unit for reducing the operating noise of an electric refrigerant compressor
DE102013213347A1 (en) System for controlling a heating air conditioning in a motor vehicle
DE102012021445A1 (en) Device for refrigeration of electronic component in motor car, has air line that is provided at housing portion of receiving unit such that partial airflow stream is passed through air line for cooling electronic component
DE102013009561A1 (en) Method for controlling the cooling of a traction battery
DE10133208C1 (en) Fan speed regulating system for air conditioning system used in road vehicle has temperature, vehicle speed, humidity and outside air temperature sensors
DE102007025727A1 (en) Method for controlling exhaust for cooling heat exchanger of air conditioning system, involves determining exhaust signal by control equipment for controlling exhaust
DE102019115207A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR A SPLIT REFRIGERATOR
DE102017219888A1 (en) Method for operating a heat pump
DE102011089276A1 (en) Cooling control technology of a high-voltage battery for a vehicle
DE102012014306B4 (en) Motor vehicle with a drive system comprising a permanent-magnet electric machine and method for operating a drive system of a motor vehicle
DE102011004831A1 (en) Energy management for a motor vehicle with heating or air conditioning system
DE102008046317A1 (en) Air conditioning system operating method for motor vehicle i.e. passenger car, involves filling refrigerant storage with pressure subjected refrigerant using compressor, where compressor is coupled with engine of motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed