DE10159266A1 - Kraftfahrzeug mit Klimaanlage - Google Patents
Kraftfahrzeug mit KlimaanlageInfo
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Abstract
Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klimakompressor, der eine Leistungsregelung durch Hubverstellung aufweist, wobei durch Regelung des Triebraumdrucks des Kompressors mittels mindestens eines Regelventils die Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die Klimaanlage mit Kennfeldregelung und mit einem Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung für ein elektronisches Motormanagement.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klima
kompressor, der eine Leistungsregelung durch Hubverstellung aufweist, wobei
durch Regelung des Triebraumdrucks des Kompressors mittels mindestens eines
Regelventils die Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die
Klimaanlage mit Kennfeldregelung, und mit einem Verbrennungsmotor mit einer
Einrichtung für ein elektronisches Motormanagement.
Kraftfahrzeuge mit derartigen Klimaanlagen sind bekannt. Sie besitzen eine
quasistatische Kennfeldregelung über eine Klimaanlagenregeleinrichtung. Pro
blematisch ist, daß bei fehlender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors,
wenn zum Beispiel aus einem leerlaufartigen Zustand oder Teillastzustand des
Verbrennungsmotors plötzlich das Fahrzeug beschleunigt werden soll und das
vom Verbrennungsmotor abgegebene Drehmoment zur Beschleunigung des
Fahrzeugs benötigt wird, so daß dieser nicht zusätzlich das Drehmoment für den
Klimakompressor aufbringen kann, der Klimakompressor nicht schnell genug über
die vorhandenen Regeleinrichtungen herunter geregelt werden kann, so daß das
vom Klimakompressor abgeforderte zusätzliche Drehmoment eventuell zum
Abwürgen des Verbrennungsmotors oder auf jeden Fall zur fehlenden
Beschleunigung des Fahrzeugs führt. Ebenso ist bei schnell auftretender
Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors keine hochdynamische Zuregelung
des Klimakompressors möglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Klimakompressorregelung zu schaffen,
die diese Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem
Klimakompressor, der eine Leistungsregelung durch Hubverstellung aufweist,
wobei durch Regelung des Triebraumdrucks des Kompressors mittels mindestens
eines Regelventils die Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für
die Klimaanlage mit Kennfeldregelung, und mit einem Verbrennungsmotor mit
einer Einrichtung für ein elektronisches Motormanagement, welche mit Priorität
gegenüber der Klimaregelung einen zumindest direkten Zugriff auf die
Hubverstellung des Klimakompressors hat. Erfindungsgemäß wird bei
unzureichender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors zum Antrieb des
mindestens teilweise ausgeschwenkten Klimakompressors die Einrichtung für das
elektronische Motormanagement den Klimakompressor mindestens teilweise
zurückschwenken. Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug mit
Klimaanlage bei hinreichender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors zum
Antrieb des Klimakompressors die Einrichtung für das elektronische
Motormanagement die Kompressorschwenkwinkelregelung über die
Triebraumdruckregelung wieder für das Klimaanlagenregelgerät zur
Klimaregelung freigeben und den Klimakompressor wieder schnell ausschwenken.
Vorzugsweise wird ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage so ausgestaltet sein,
daß die Prioritätssteuerung gegenüber der Klimaregelung einen zumindest
direkten Zugriff auf das mindestens eine Regelventil für die Hubverstellung hat.
Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage bevorzugt, bei welcher die
Prioriätssteuerung gegenüber der Klimaregelung direkten Zugriff auf einen
internen Regelkreis mit Drehmomenterfassung am Kompressor hat. Ein weiteres
erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus,
daß die Prioritätssteuerung gegenüber der Klimaregelung direkten Zugriff auf
einen internen Regelkreis mit Drehmomenterfassung am Kompressor mittels
berechneter Werte aus den Signalen diverser Klimaanlagensensoren hat.
Weiterhin wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher die Prioritäts
steuerung in einer integrierten Regelbox im Klimakompressorbereich angeordnet
ist, welche als Eingangsgröße eine Drehmomentvorgabe vom Motormanagement
erhält und das mindestens eine Regelventil für die Hubverstellung steuert.
Weiterhin wird ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit Klimaanlage bevorzugt,
bei dem als weitere Eingangsgröße der aktuelle Istwert des Kompressor
antriebsmoments zur Verfügung steht.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß
der aktuelle Istwert des Kompressorantriebsmomentes über eine direkte Messung
am Kompressor oder über ein Kennfeld aus den Klimaanlagenmeßwerten ermittelt
werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Regelkreis der Prioritätsschaltung.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung eines Regelkreises mit Prioritäts
schaltung.
Fig. 3 zeigt ebenfalls eine weitere Ausführung eines Regelkreises mit Priori
tätsschaltung.
In Fig. 1 ist schematisch ein Klimakompressor 1 dargestellt, an dessen Antrieb 2
ein Ist-Signal des Kompressorantriebsmomentes 3 abgegriffen wird. Der Istwert
des Klimakompressorantriebsmomentes 3 wird in einer Motorsteuerung 4 mit
einem Solldrehmoment 5 für den Klimakompressor verglichen, welches sich aus
der Reserve des Verbrennungsmotormomentes für den (zusätzlichen)
Klimakompressorantrieb berechnet. Dieses Reservemoment wird aus Daten des
Verbrennungsmotors innerhalb des Motormanagements, wie zum Beispiel dem
Istdrehmoment des Motors 6 und einer Drosselklappenstellung 7 ermittelt. Die
Motorsteuerung 4 gibt dann ein Regelsignal 8 an die Prioritätsschaltung 9 für den
Klimakompressor weiter, welche ein Auf- oder Abregeln des Klimakompressors
bewirkt. Die Prioritätsschaltung 9 ist der Klimaanlagensteuerung oder -regelung
10 prioritätsmäßig vorgeschaltet und übersteuert die Signale, die normalerweise
die Klimasteuerung oder -regelung dem Kompressor zuführen würde. Die
Prioritätsschaltung nimmt in dieser Darstellung direkten Eingriff auf die
Kompressorregelventile 11 (CCV1) und 12 (CCV2). Diese Regelventile regeln den
Zu- und Abfluß von Klimamittel in den und aus dem Kompressortriebraum und
damit den Schwenkwinkel des Klimakompressors.
Fig. 2 enthält eine Variante des Regelkreises aus Fig. 1. Bereits beschriebene
Komponenten sollen hier nicht noch einmal erwähnt werden. Der Unterschied
gegenüber Fig. 1 besteht darin, daß das Sollwertsignal 8 für das Klima
kompressormoment in eine eigene Elektronikeinheit 13 für den Kompressor
geleitet wird und Priorität vor dem Signal aus der Klimasteuerung 10 hat.
In Fig. 3 werden auch die bereits beschriebenen, bekannten Elemente nicht
mehr erwähnt, sondern es soll nur auf die Unterschiede eingegangen werden. Die
Motorsteuerung 4 gibt das entsprechende Drehmomentreservensignal direkt als
Signal 18 in die Klimasteuerung 10 hinein oder alternativ als Signal 19 parallel zu
dem Signal aus der Klimasteuerung 10 an eine elektronische Einheit 17, die als
integrierte Regelbox im Kompressorbereich betrachtet werden kann. Die
elektronische Regeleinheit 17 gibt entsprechend die Signale für die Regelventile
CCV1, also das Ventil 11, und CCV2, also das Ventil 12, weiter. Unterschiedlich
gegenüber den vorangegangenen Figuren ist, daß das Antriebs-Istmoment des
Klimaverdichters 1 durch Daten aus den Kennfeldern 14 der Klimaregelung, wie
zum Beispiel durch Berechnung mittels des Massenstroms 15 oder des
Druckverhältnisses Hochdruck zu Saugdruck 16 und gegebenenfalls weiteren
Daten ermittelt wird und als Ist-Moment 3' der elektronischen Einheit 17 zugeführt
wird.
Die Erfindung beinhaltet also die Ansteuerung der Kompressorschwenkwin
kelregelung über das Verbrennungsmotormanagement und damit eine Klima
regelung mit einer Prioritätsregelung für das Verbrennungsmotormanagement.
Alternativ kann die Regelung als interner Regelkreis mit Drehmomenterfassung
am Kompressor oder über berechnete Werte mittels diverser Klimaanlagen
sensoren, gegebenenfalls einer integrierten Regelbox am Kompressor und einer
Prioritätsregelung für die Motorsteuerung verwirklicht werden.
Voraussetzung für beide Varianten ist eine hochdynamische Kompressorregelung
und eine hysteresearme mechanische Regelbarkeit des Kompressors.
Über einen direkten Eingriff der Motorsteuerung auf die Kompressorregelventile
kann ein hochdynamischer Regelkreis der Drehmomentregelung geschaffen
werden. Dabei kann zum Beispiel unter Berücksichtigung der Drosselklap
penstellung des Verbrennungsmotors jederzeit die Drehmomentreserve für den
Klimakompressor ermittelt werden und im Falle eines Regelkonflikts mit der
Klimaregelung über eine Prioritätsregelung diese überfahren werden. Weiterhin
kann ein Regelkreis geschaffen werden, bei welchem der Drehmomentabgleich
über eine zusätzliche Regelbox am Klimakompressor abläuft. Diese steuert die
Kompressorregelventile. Eingangsgröße ist die Drehmomentvorgabe vom Motor
management sowie der aktuelle Istwert des Antriebsmoments für den Klima
kompressor. Dieser Istwert kann über eine direkte Messung am Kompressor oder
über ein Kennfeld aus den Klimaanlagenregelkreismeßwerten ermittelt werden.
Durch die vorher genannten erfindungsgemäßen Regelungen kann erreicht
werden, daß die Anforderurig der Fahrbarkeit bzw. der Fahrleistung des
Kraftfahrzeugs immer Priorität über die Klimaregelung hat, oder ständig eine
Kompromißregelung unter Ausnutzung des maximal verfügbaren Drehmoments
realisiert wird.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder
den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil
dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili
gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines
selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik
am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die
Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei
lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun
gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü
che unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste
hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abände
rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente
und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination
oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be
schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in
den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit
ten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind
und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen
Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-,
Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (10)
1. Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klimakompressor, der eine
Leistungsregelung durch Hubverstellung aufweist, wobei durch Regelung des
Triebraumdrucks des Kompressors mittels mindestens eines Regelventils die
Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die Klimaanlage mit
Kennfeldregelung, und mit einem Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung für
ein elektronisches Motormanagement, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein
richtung für das elektronische Motormanagement mit Priorität gegenüber der
Klimaregelung einen zumindest direkten Zugriff auf die Hubverstellung des
Klimakompressors hat.
2. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei unzureichender Drehmomentreserve des Verbren
nungsmotors zum Antrieb des mindestens teilweise ausgeschwenkten Klima
kompressors die Einrichtung für das elektronische Motormanagement den Kli
makompressor mindestens teilweise zurückschwenkt.
3. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei hinreichender Drehmomentreserve des Verbrennungs
motors zum Antrieb des Klimakompressors die Einrichtung für das elektroni
sche Motormanagement die Kompressorschwenkwinkelregelung wieder für die
Klimaanlagenregeleinrichtung zur Klimaregelung freigibt.
4. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch
2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung ge
genüber der Klimaregelung einen zumindest direkten Zugriff auf das mindes
tens eine Regelventil für die Hubverstellung hat.
5. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 1, Anspruch 2
oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioriätssteuerung gegen
über der Klimaregelung direkten Zugriff auf einen internen Regelkreis mit
Drehmomenterfassung am Kompressor hat.
6. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung gegenüber
der Klimaregelung direkten Zugriff auf einen internen Regelkreis mit Drehmo
menterfassung am Kompressor mittels berechneter Werte aus den Signalen
diverser Klimaanlagensensoren hat.
7. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung in einer in
tegrierten Regelbox im Klimakompressorbereich angeordnet ist, welche als
Eingangsgröße eine Drehmomentvorgabe vom Motormanagement erhält und
das mindestens eine Regelventil für die Hubverstellung steuert.
8. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die integrierte Regelbox als
weitere Eingangsgröße der aktuelle Istwert des Kompressorantriebsmomentes
zur Verfügung steht.
9. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Istwert des Kompres
sorantriebsmomentes über eine direkte Messung am Kompressor oder über
ein Kennfeld aus den Klimaanlagenmeßwerten ermittelt werden kann.
10. Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klimakompressor, der eine
Leistungsregelung durch Hubverstellung aufweist, wobei durch Regelung des
Triebraumdrucks des Kompressor mittels mindestens eines Regelventils die
Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die Klimaanlage mit
Kennfeldregelung, und mit einem Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung für
ein elektronisches Motormanagement, gekennzeichnet durch mindestens ein
in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |