DE102010010628A1 - Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage - Google Patents

Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102010010628A1
DE102010010628A1 DE201010010628 DE102010010628A DE102010010628A1 DE 102010010628 A1 DE102010010628 A1 DE 102010010628A1 DE 201010010628 DE201010010628 DE 201010010628 DE 102010010628 A DE102010010628 A DE 102010010628A DE 102010010628 A1 DE102010010628 A1 DE 102010010628A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
system parameters
vehicle system
vehicle
refrigerant
air conditioning
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.)
Withdrawn
Application number
DE201010010628
Other languages
English (en)
Inventor
Kai-Ove PIETSCH
Lothar SEYBOLD
Ioannis LAZARIDIS
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.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
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 GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Priority to DE201010010628 priority Critical patent/DE102010010628A1/de
Publication of DE102010010628A1 publication Critical patent/DE102010010628A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00978Control systems or circuits characterised by failure of detection or safety means; Diagnostic methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines kritischen Betriebszustand einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kraftfahrzeug-Klimaanlage, wobei außerhalb des Kältemittelrn (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) ermittelt und miteinander und/oder mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden, wobei bei einer Abweichung zumindest eines der ermittelten Fahrzeug-Systemparameter (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) von einem vorgegebenen Grenzwert zumindest ein den Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnendes Signal erzeugt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kraftfahrzeug-Klimaanlage.
  • Hintergrund
  • Klimaanlagen finden heutzutage eine weit verbreitete Anwendung in Kraftfahrzeugen. Gängige Klimasysteme weisen einen geschlossenen Kältemittelkreislauf auf, in welchem ein Kältemittel unter Aufnahme thermischer Energie aus dem Fahrzeuginnenraum und unter Abgabe thermischer Energie an die Fahrzeugumgebung zirkuliert.
  • Der Kältemittelkreislauf stellt eine fluidführende Verbindung der einzelnen Klimaanlagenkomponenten, nämlich Kompressor, Kondensator, Expansionseinrichtung und Verdampfer zur Verfügung. Unter den genannten Komponenten ist es insbesondere der Kompressor, der überwiegend zu den Anschaffungs- und Fertigungskosten einer Klimaanlage beiträgt. Er ist zudem der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt, wenn Kältemittel aus dem Kältekreislauf entweicht. Steigt beispielsweise die Temperatur des Kältemittels über einen zulässigen Grenzwert an, so lässt die Schmierwirkung des Kompressoröls merklich nach; Beschädigungen des Kompressors oder ein Totalausfall des Kompressors wären die Folge.
  • Es ist daher erforderlich, etwaigen Kältemittelverlust im Kältemittelkreislauf einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage möglichst frühzeitig zu erkennen.
  • Die EP 1 270 292 B1 beschreibt eine Klimaanlage, die einen Druck-Temperatur-Sensor umfasst, mit dem der Druck und die Temperatur des Kältemittels im Kältemittelkreislauf im Bereich zwischen Kompressor und Kondensator gemessen werden. Die gemessenen Parameter werden hierbei mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen, sodass bei einem Überschreiten eines Grenzwerts ein unzulässig hoher Kältemittelverlust festgestellt werden kann.
  • Hierbei wird innerhalb eines vorgegebenen Bereichs für jeden Kältemitteldruck ein Grenzwert der Kältemitteltemperatur festgelegt, wobei die Grenzwerte auf einer als Gerade ausgebildeten Grenzlinie liegen und die Grenzlinie von der Drehzahl des Kompressors und/oder der Außentemperatur und/oder der Lufttemperatur am Austritt eines im Kreislauf angeordneten Verdampfers abhängig ist.
  • Hierbei ist es stets erforderlich, dass Systemparameter des Kältemittelkreislaufs, wie etwa die Kältemitteltemperatur und/oder der Kältemitteldruck sensorisch erfasst werden. Die bekannten Sensoren und die von ihnen erzeugbaren Signale sind somit die einzigen Indikatoren für einen kritischen Betriebszustand der Klimaanlage. Bei Fehlfunktionen oder einem Ausfall jener unmittelbar im Kältemittelkreislauf angeordneten Sensoren können zu vermeidende kritische Betriebszustände der Klimaanlage nach wie vor eintreten.
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes und verbessertes Verfahren zur Detektion kritischer Betriebszustände einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kraftfahrzeug-Klimaanlage bereitzustellen. Ziel der Erfindung ist es ferner, Systemparameter des Kältemittelkreislaufs derart zu regeln, dass der Kompressor der Klimaanlage stets unter optimalen, die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit des Kompressors fördernden Betriebsbedingungen betrieben wird.
  • Erfindung
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach Patentanspruch 1 mit einem System gemäß Patentanspruch 10, einem Computerprogrammprodukt nach Patentanspruch 12 sowie mittels eines Kraftfahrzeugs nach Patentanspruch 13 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Detektion eines kritischen Betriebszustands einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kraftfahrzeug-Klimaanlage ausgebildet. Es sieht vor, dass eine Anzahl von außerhalb des Kältemittelkreislaufs ermittelbaren Fahrzeug-Systemparameter bestimmt und miteinander und/oder mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden. Bei einer auf diese Art und Weise ermittelten Abweichung zumindest eines der Fahrzeug-Systemparameter von einem vorgegebenen Grenzwert wird zumindest ein den Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnendes Signal erzeugt und/oder es wird unmittelbar eine Regelgröße der Klimaanlage verändert.
  • Von Vorteil erweist es sich hierbei, dass bereits anhand einer Auswertung von nicht Klimaanlagen zugehörigen Parametern Rückschlüsse auf den Betriebszustand der Klimaanlage getroffen werden können. Im günstigsten Fall ist hierbei zur Ermittlung der Fahrzeug-Systemparameter die Implementierung gesonderter Sensoren nicht erforderlich sondern die Fahrzeug-Systemparameter können allesamt von ohnehin vorhandenen und für andere Fahrzeugsysteme und -funktionen vorgesehenen Sensoren oder Stell- und Regelgrößen abgeleitet werden.
  • Vorzugsweise sind etliche, wenn nicht gar sämtliche zur Bestimmung des kritischen Klimaanlagen-Betriebszustandes erforderlichen Fahrzeug-Systemparameter ohnehin in der Fahrzeug-Bordelektronik abgelegt und/oder werden von dieser stets aktualisiert.
  • Zur Bestimmung der vorgegebenen Grenzwerte kann auf empirisch ermittelte und in einem Speicher abgelegte Grenzwerte zurückgegriffen werden. Ergänzend oder alternativ hierzu kann aber auch vorgesehen sein, dass die Grenz- oder Referenzwerte in Abhängigkeit der Fahrzeug-Systemparameter ermittelt oder innerhalb gewisser Grenzen modifiziert werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass für die Fahrzeugsystemparameter die Stellung einer Umluftklappe, die Motordrehzahl, die Umgebungstemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Sollwert einer Fahrzeuginnenraumtemperatur, die eingestellte Innenraum-Gebläsestufe und/oder die relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft in Betracht gezogen werden. Hierbei kann eine beliebige Auswahl bezüglich Anzahl und Art der genannten Fahrzeug-Systemparameter zur Erkennung eines zu vermeidenden kritischen Klimaanlagen-Betriebszustandes bereits ausreichend sein.
  • So kann beispielsweise anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Umgebungstemperatur, der Ist-Temperatur im Fahrzeuginnenraum und der Sollwert-Temperatur im Innenraum die von der Klimaanlage bereitzustellende Kühlleistung recht zuverlässig geschätzt oder gar vergleichsweise präzise berechnet werden. Liegt die berechnete oder geschätzte Klimaanlagen-Leistung bereits oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes, so kann ein entsprechendes Signal erzeugt werden, demzufolge zumindest eine Regelgröße der Klimaanlage zur Vermeidung eines drohenden kritischen Betriebszustandes verändert werden kann, auch ohne das der Fahrer des Fahrzeugs hiervon in Kenntnis gesetzt werden muss. Die Signalerzeugung kann insoweit auch lediglich für interne Regelprozesse Verwendung finden.
  • Beispielsweise wird hierzu die Leistung der Klimaanlage durch Drosselung der Kompressorleistung verringert. Die zuvor angegebene Auswahl an Fahrzeug-Systemparametern ist keinesfalls als abschließend zu betrachten. Grundsätzlich können sämtliche der Bordelektronik des Fahrzeuges zur Verfügung stehenden Zustandsgrößen zur Erkennung eines drohenden oder sich anbahnenden kritischen Betriebszustandes der Kraftfahrzeug-Klimaanlage herangezogen werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ermittelten oder von der Bord-Elektronik bereitgestellten Fahrzeug-Systemparameter mit einem Parameter-Kennfeld verglichen werden und bei Überschreitung vorgegebener Grenzwerte oder Grenzlinien, die Leistung der Klimaanlage um ein vorgegebenes Maß gedrosselt wird. Das Maß um welches die Klimaanlage hierbei zu drosseln ist, kann fest vorgegeben werden. Hierbei kann beispielsweise die Leistungsminderung als auch die Zeitdauer der Leistungsreduzierung der Klimaanlage fest vorgegeben sein. Das Parameterkennfeld für die Fahrzeug-Systemparameter kann ferner empirisch ermittelt oder aber auch variabel, durch Vorgabe funktionaler Zusammenhänge einzelner Fahrzeug-Systemparameter berechnet werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest eine den aktuellen Zustand des Kältemittelkreislaufs der Klimaanlage kennzeichnende Messgröße sensorisch erfasst und zur Ermittlung eines kritischen Betriebszustandes der Klimaanlagen mit den Fahrzeug-Systemparametern verglichen wird. Die Fahrzeug-Systemparameter, welche außerhalb des Kältemittelkreislaufs ermittelt und bereitgestellt werden, können hierbei zur Bestimmung von Referenz- oder Grenzwerten dienen. Ergibt ein Abgleich der sensorisch erfassten Messwerte mit jenen Referenz- oder Grenzwerten eine Abweichung oberhalb eines zulässigen Schwellwertes, so wird entweder ein den kritischen Betriebszustand kennzeichnendes Signal erzeugt und/oder aber es wird direkt eine Regelgröße der Klimaanlage verändert.
  • Demgemäß ist vorgesehen, die mit der Messgröße zu vergleichenden Grenzwerte oder Referenzwerte anhand der Fahrzeug-Systemparameter jeweils aktuell zu ermitteln.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Verdampferaustrittstemperatur und/oder der Druck des im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittels sensorisch als Messgrößen ermittelt werden. Entsprechende Sollwertgrenzen für die am Verdampfer der Klimaanlage sensorisch erfassbare Kältemitteltemperatur bzw. für den stromabwärts des Kompressors sensorisch erfassbaren Kältemitteldrucks können hierbei ausschließlich anhand der außerhalb des Kältemittelkreislaufs erfassbaren Fahrzeug-Systemparameter bestimmt werden.
  • Zulässige Grenzwerte oder Parameterintervalle für die Kältemitteltemperatur bzw. für den Kältemitteldruck können anhand der Fahrzeug-Systemparameter präzise ermittelt bzw. mit ausreichender Genauigkeit abgeschätzt werden. Durch einen Abgleich mit einem im Kältemittelkreislauf gemessenen Kältemittelparameter kann beispielsweise der kritische Anstieg der Kältemitteltemperatur und/oder ein entsprechend abfallender oder ansteigender Kältemitteldruck präzise ermittelt werden, was Rückschlüsse auf einen eventuellen Kältemittelverlust ermöglicht.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird infolge der Ermittlung eines kritischen Betriebszustands der Klimaanlage mittels der Fahrzeug-Bordelektronik ein Fehlercode gespeichert, ein visuell und/oder akustisch wahrnehmbarer Warnhinweis erzeugt und/oder die Klimaanlage in ihrer Leistung gedrosselt und/oder gänzlich abgeschaltet. Diese einzelnen Maßnahmen sind je nach ermittelter quantitativer Abweichung von Grenz- oder Referenzwerten auszuwählen.
  • Weicht eine gemessene Kältemitteltemperatur oder ein entsprechend gemessener Kältemitteldruck nur unwesentlich von vorgegebenen Grenz- oder Referenzwerten ab, so kommt bevorzugt eine geringfügige Drosselung der Klimaanlage und gegebenenfalls das Abspeichern eines Fehlercodes in der Bordelektronik in Frage. Im Rahmen einer Fahrzeug-Inspektion kann der Fehlercode ausgelesen und die Klimaanlage auf eventuelle Fehlfunktionen hin untersucht werden. Ist die quantitative Abweichung gemessener Klimaanlagen-Parameter bedeutend größer und ist eine Beschädigung des Kompressors zu befürchten, ist nach der Erfindung vorgesehen, den Fahrer des Fahrzeugs visuell und/oder akustisch zu warnen und/oder die Klimaanlage zu deaktivieren.
  • Daneben und nach einem unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches Mittel zur Bestimmung einer Anzahl von außerhalb des Kältemittelskreislaufs ermittelbaren Fahrzeug-Systemparametern aufweist und Mittel zum Vergleichen der Fahrzeug-Systemparameter untereinander und/oder mit vorgegebenen Grenzwerten umfasst.
  • Ferner weist das System Regelmittel zur Veränderung zumindest einer Regelgröße der Klimaanlage und/oder Mittel zur Erzeugung eines den Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnenden Signals auf, wobei die Regel- und Erzeugungsmittel bei Abweichung zumindest eines der ermittelten Fahrzeug-Systemparameters von einem vorgegebenen Grenzwert eine Klimaanlagen-Regelgröße verändern oder entsprechend ein den jeweiligen Zustand kennzeichnendes Signal erzeugen.
  • Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass ferner Mittel zum sensorischen Erfassen zumindest einer den Zustand des Kältemittelkreislaufs kennzeichnenden Messgröße, insbesondere der Kältemitteltemperatur und/oder des Kältemitteldrucks vorgesehen sind. Des Weiteren sind entsprechende Vergleichsmittel vorgesehen, um die zumindest eine Messgröße mit vorgegebenen und/oder von den Fahrzeug-Systemparametern ableitbaren Grenzwerten zu vergleichen und abhängig vom vorgenommenen Vergleich und gegebenenfalls abhängig von der quantitativen Abweichung der gemessenen Messgrößen von vorgegebenen oder von Fahrzeug-Systemparametern abgeleiteten Grenzwerten entsprechende Gegenmaßnahmen, wie etwa das Drosseln der Klimaanlagenleistung, ein Abschalten der Klimaanlage oder lediglich die Erzeugung entsprechender Warnsignale einzuleiten.
  • Daneben betrifft die Erfindung ferner ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Computers oder einer vergleichbaren logischen Recheneinheit, wobei das Computerprogrammprodukt Programmmittel zur Bestimmung einer Anzahl von außerhalb des Kältemittelkreislaufs ermittelbaren Fahrzeug-Systemparametern aufweist sowie Programmmittel zum Vergleichen der Systemparameter untereinander und/oder mit vorgegebenen Grenzwerten umfasst.
  • Daneben sind Programmmittel zum Verändern zumindest einer Regelgröße der Klimaanlage und/oder Programmmittel zur Erzeugung eines den Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnenden Signals bei Abweichung zumindest eines der ermittelten Fahrzeug-Systemparameter von einem vorgegebenen Grenzwert vorgesehen.
  • Schließlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches mit einem zuvor beschriebenen Erkennungssystem und/oder mit dem genannten Computerprogrammprodukt ausgestattet ist.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierbei bilden sämtliche im Text beschriebenen und in den Figuren bildlich dargestellten Merkmale in jeglicher sinnvolle Kombination untereinander den Gegenstand der Erfindung.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Zustandsdiagramm, welches den Wirkungszusammenhang zwischen Kältemitteldruck- und -temperatur gegenüber der Kältemittelmenge verdeutlicht,
  • 2 ein Blockdiagramm einer ersten Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 3 ein Blockdiagramm betreffend eine alternative Betriebsweise des Verfahrens.
  • In 1 ist ein Zustandsdiagramm 10 eines Kältemittelkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage dargestellt. Das Diagramm ist in drei Bereiche 12, 14, 16 unterteilt, wobei der Bereich 12 einen Kältemittelmangel, der Bereich 14 eine optimale Kältemittelmenge und der Bereich 16 einen Kältemittelüberschuss kennzeichnet. Dementsprechend kennzeichnet der Graph 18 dene im Kältemittelkreislauf vorhandenen Kältemitteldruck.
  • Je nach Kältemittelmenge stellen sich im Betrieb der Kraftfahrzeug-Klimaanlage Kältemitteldruck und -temperatur ein. Der Graph 20 kennzeichnet in vereinfachter Darstellung das jeweilige Temperatur- und Druckniveau des Kältemittels zur jeweils vorliegenden Kältemittelmenge. Während das Druck- und Temperaturniveau in den Bereichen 14, 16 bei optimaler Kältemittelmenge, bzw. bei einem Kältemittelüberschuss im Wesentlichen konstant bleibt, führt ein Kältemittelmangel zunehmend zur Erhöhung des Temperatur- und zu einer Absenkung des Druckniveaus.
  • Als Folge hiervon kann insbesondere der Kompressor der Klimaanlage Schaden nehmen. Wird beispielsweise eine vorgegebene Grenztemperatur überschritten, so lässt die Schmierwirkung des Kompressoröls merklich nach und der Kompressor kann irreparabel beschädigt werden.
  • In 2 ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung eines kritischen Betriebszustands der Kraftfahrzeug-Klimaanlage schematisch dargestellt. Zur Erkennung oder Ermittlung eines etwaigen Klimaanlagenkompressor schädigenden Betriebszustandes des Kältemittelkreislaufs ist hierbei vorgesehen, ausschließlich außerhalb des Kältemittelkreislaufs ermittelbare Fahrzeug-Systemparameter zu verwenden. Beispielsweise kann anhand der Stellung einer Umluftklappe 26, der Motordrehzahl 28, der Umgebungstemperatur 30 sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit 32 bereits die von der Klimaanlage bereitzustellende Kühlleistung zumindest geschätzt werden.
  • Der von den Parametern 26, 28, 30, 32 aufgespannte Parameterraum kann beispielsweise in einem Steuergerät 22 der Bordelektronik des Fahrzeuges etwa in einer Wertetabelle oder einem Kennfeld abgespeichert sein. In einem ersten Schritt 100 sammelt das Steuergerät 22 zumindest die Fahrzeug-Systemparameter 26, 28, 30, 32 und vergleicht diese in einem nachfolgenden Schritt 102 mit abgespeicherten Grenzwerten. Die einzelnen Parameter 26, 28, 30, 32 können hierbei untereinander als auch jeweils separat mit gespeicherten Grenzwerten oder Grenzkurven bzw. Kennfeldern verglichen werden.
  • Ergibt der in Schritt 102 vorgenommene Vergleich, dass die Parameter 26, 28, 30, 32 sämtlich innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegen, fährt das System mit Schritt 104 fort; die Klimaanlage wird dabei unverändert weiter betrieben.
  • Ergibt der in Schritt 102 durchgeführte Vergleich jedoch, dass eine oder mehrere Fahrzeug-Systemparameter 26, 28, 30, 32 außerhalb vorgegebener Grenzwerte liegen, so wird im nachfolgenden Schritt 106 ein den Betriebszustand der Kraftfahrzeug-Klimaanlage kennzeichnendes Signal erzeugt. Dieses kann je nach Art und Betrag der ermittelten Grenzwertabweichung beispielsweise als Fehlercode in der Kraftfahrzeug-Bordelektronik gespeichert werden oder zur Erzeugung eines vom Fahrer wahrnehmbaren akustischen und/oder visuellen Warnsignals verwendet werden.
  • Des Weiteren ist vorgesehen, dass das infolge der Grenzwertüberschreitung erzeugte Signal unmittelbar zur Regelung der Kraftfahrzeug-Klimaanlage, so etwa zur Drosselung der Kompressorleistung oder gar zu Abschaltung der Klimaanlage verwendet wird.
  • Wesentlich bei dem in 2 skizzierten Verfahren ist es, dass zur Ermittlung eines kritischen Klimaanlagen-Betriebszustandes keinerlei Klimaanlageninterne Parameter sensorisch erfasst werden müssen. Allein aus den ohnehin in der Bordelektronik des Fahrzeugs vorhandenen Fahrzeug-Systemparametern kann die Leistungsanforderung an die Klimaanlage geschätzt werden, aus welcher die den kritischen Betriebszustand charakterisierenden Messgrößen, wie Kältemitteltemperatur und Kältemitteldruck mit ausreichender Genauigkeit abgeleitet werden können.
  • Wird die Kraftfahrzeug-Klimaanlage beispielsweise unter äußerst widrigen Umweltbedingungen in Betrieb genommen, etwa bei sehr hoher Umgebungstemperatur, niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit oder gar im Stillstand des Fahrzeuges und wird dabei eine durch entsprechende Stellung der Umluftklappe 26 maximale Kühlleistung der Klimaanlage vom Fahrer angefordert, so kann das Steuergerät aufgrund abgespeicherter und empirisch ermittelter Daten hieraus eine sich üblicherweise unter diesen Randbedingungen einstellende Kältemitteltemperatur und den zugehörigen Kältemitteldruck berechnen.
  • Liegen diese anhand der Fahrzeug-Systemparameter 26, 28, 30, 32 mittelbar abgeleiteten Kältemittelparameter außerhalb vorgegebener Grenzwerte, so können im Schritt 106 dem jeweiligen Kältemittel-Zustand entsprechende Signale erzeugt und/oder direkt entsprechend kompensierende Regelungsmaßnahmen für die Klimaanlage in die Wege geleitet werden.
  • Die in 2 angegebenen Parameter 26, 28, 30, 32 sind keinesfalls als abschließend zu betrachten. So können für eine präzisere Berechnung oder Schätzung der Klimaanlagen-Systemparameter noch weitere Fahrzeug-Parameter, wie beispielsweise die relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft 24 als auch die in der Klimaautomatik des Kraftfahrzeugs vom Anwender vorgegebene Sollwert-Innenraumtemperatur 36 und die Innenraum-Gebläsestufe 34 verwendet werden.
  • Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung geht dabei über die bloße Kältemittelverlust-Detektion hinaus. So ist es insbesondere im Sinne der Erfindung, bereits eine steigende Temperatur des zirkulierenden Kältemittels quantitativ zu erfassen und im Bedarfsfall geeignete Gegenmaßnahmen, etwa die Drosselung der Klimaanlagenleistung einzuleiten, damit die Klimaanlagenkomponenten, insbesondere der Kompressor stets unter optimalen Betriebsbedingungen betrieben werden kann.
  • Das Blockdiagramm gemäß 3 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 2 werden zwei weitere Fahrzeug-Systemparameter, nämlich die Innenraum-Gebläsestufe 34 als auch die Innenraum-Sollwerttemperatur 36 berücksichtigt. Anhand der Parameter-Stellung der Umluftklappe 26, Innenraum-Sollwerttemperatur 36, Innenraum-Gebläsestufe 34 und Umgebungstemperatur 30 wird im Steuergerät 22 im Verfahrensschritt 200 eine Sollwertgrenze der Kältemittelaustrittstemperatur am Klimaanlagen-Verdampfer bestimmt.
  • In ähnlicher Art und Weise wird unabhängig hiervon anhand der Umgebungstemperatur 30 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 32 im Schritt 202 ein entsprechender Grenzwert für den Kältemitteldruck stromabwärts des Kompressors ermittelt.
  • Zusätzlich zu den variabel und den vorherrschenden Gegebenheiten anpassbaren Grenzwerten bezüglich Kältemitteltemperatur und Kältemitteldruck werden die Kältemitteltemperatur 40 und/oder der Kältemitteldruck 42 mit Hilfe hierfür vorgesehener Sensoren direkt im Kältemittelkreislauf ermittelt. In den Schritten 204 respektive 206 wird der Kältemittel-Istwert 40 mit dem in Schritt 200 berechneten Grenzwert verglichen.
  • Analog hierzu erfolgt in Schritt 206 ein entsprechender Vergleich des Kältemitteldrucks 42 mit dem im Schritt 202 berechneten Grenzwert. Sofern beide in den Schritten 204 und 206 jeweils separat voneinander durchgeführten Vergleiche ergeben, dass Kältemitteltemperatur 40 und Kältemitteldruck 42 innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegen, fährt das Verfahren in Schritt 208 ohne Erzeugung eines Signals fort und kehrt zu den Schritten 200, 202 zurück.
  • Wird jedoch bei einem der in Schritt 204 bzw. 206 durchgeführten Vergleiche das Erreichen oder Überschreiten eines der Grenzwerte ermittelt, so ist dies ein Indiz für einen durch Kältemittelmangel bedingten Temperaturanstieg. Es wird im nachfolgenden Schritt 210 ein entsprechendes, den jeweiligen Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnendes Signal erzeugt. In Abhängigkeit des in Schritt 210 erzeugten Signals kann je nach Art und Betrag der ermittelten Grenzwertabweichung in einem nachfolgenden Schritt 212 entweder ein Fehlercode in der Fahrzeug-Bordelektronik abgespeichert, ein Warnhinweis an den Fahrer ausgegeben werden, die Klimaanlage in ihrer Leistung gedrosselt oder gänzlich abgeschaltet werden.
  • Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. An der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen können vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Zustandsdiagramm
    12
    Bereich
    14
    Bereich
    16
    Bereich
    18
    Druckkurve
    20
    Temperaturkurve
    22
    Steuergerät
    24
    Umgebungsluftparameter
    26
    Umluftklappenstellung-Parameter
    28
    Motordrehzahlparameter
    30
    Umgebungstemperatur-Parameter
    32
    Fahrzeuggeschwindigkeit-Parameter
    34
    Gebläsestufe-Parameter
    36
    Innenraum-Sollwertemperatur-Parameter
    40
    Kältemitteltemperatur
    42
    Kältemitteldruck
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1270292 B1 [0005]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Erkennung eines kritischen Betriebszustand einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kraftfahrzeug-Klimaanlage, wobei außerhalb des Kältemittelkreislaufs eine Anzahl von Fahrzeug-Systemparametern (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) ermittelt und miteinander und/oder mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden, wobei bei einer Abweichung zumindest eines der ermittelten Fahrzeug-Systemparameter (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) von einem vorgegebenen Grenzwert zumindest ein den Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnendes Signal erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als zu ermittelnde Fahrzeug-Systemparameter (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) die Stellung einer Umluftklappe, die Motordrehzahl, die Umgebungstemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Sollwert einer Fahrzeuginnenraumtemperatur, die eingestellte Gebläsestufe und/oder die relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft vorgesehen sind.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ermittelten Fahrzeug-Systemparameter (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) mit einem Parameter-Kennfeld verglichen werden und bei Überschreitung vorgegebener Grenzwerte oder Grenzlinien, die Leistung der Klimaanlage um ein vorgegebenes Maß gedrosselt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine den Zustand des Kältmittelkreislaufs kennzeichnende Messgröße (40, 42) sensorisch erfasst und zur Ermittlung eines kritischen Betriebszustands der Klimaanlage mit den Fahrzeug-Systemparametern (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) verglichen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die mit der Messgröße (40, 42) zu vergleichenden Grenzwerte anhand der Fahrzeug-Systemparameter (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) ermittelt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Verdampferaustrittstemperatur (40) und/oder der Druck (42) des im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittels als sensorisch zu erfassende Messgrößen ermittelt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand der Fahrzeug-Systemparameter (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) zulässige Sollwertgrenzen für die am Verdampfer der Klimaanlage sensorisch erfassbare Kältemitteltemperatur (40) bestimmt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand der Fahrzeug-Systemparameter (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) zulässige Sollwertgrenzen für den stromabwärts des Kompressors sensorisch erfassbaren Kältemitteldruck (42) bestimmt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei infolge der Ermittlung eines kritischen Betriebszustands der Klimaanlage mittels einer Bordelektronik ein Fehlercode gespeichert, ein visuell und/oder akustisch wahrnehmbarer Warnhinweis erzeugt und/oder die Klimaanlage in ihrer Leistung gedrosselt und/oder abgeschaltet wird.
  10. System zur Durchführung eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Mitteln zur Bestimmung einer Anzahl von außerhalb des Kältemittelkreislaufs ermittelbaren Fahrzeug-Systemparametern (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) und mit Mitteln zum Vergleichen der Systemparameter untereinander und/oder mit vorgegebenen Grenzwerten, ferner mit Signalerzeugungsmitteln zum Erzeugen zumindest eines den Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnenden Signals bei Abweichung zumindest eines der ermittelten Fahrzeug-Systemparameter von einem vorgegebenen Grenzwert.
  11. System nach Anspruch 10 ferner mit Mitteln zum sensorischen Erfassen zumindest einer den Zustand des Kältmittelkreislaufs kennzeichnenden Messgröße (40, 42) und mit Mitteln zum Vergleichen der Messgröße mit vorgegebenen und/oder aus den Fahrzeug-Systemparametern (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) ableitbaren Grenzwerten.
  12. Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 mittels eines Computer, mit Programmmitteln zur Bestimmung einer Anzahl von außerhalb des Kältemittelkreislaufs ermittelbaren Fahrzeug-Systemparametern (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) und mit Programmmitteln zum Vergleichen der Systemparameter untereinander und/oder mit vorgegebenen Grenzwerten, ferner mit Programmmitteln zum Erzeugen zumindest eines den Betriebszustand der Klimaanlage kennzeichnenden Signals bei Abweichung zumindest eines der ermittelten Fahrzeug-Systemparameter von einem vorgegebenen Grenzwert.
  13. Kraftfahrzeug mit einem System nach einem der Ansprüche 10 oder 11 und/oder mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12.
DE201010010628 2010-03-09 2010-03-09 Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage Withdrawn DE102010010628A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010010628 DE102010010628A1 (de) 2010-03-09 2010-03-09 Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010010628 DE102010010628A1 (de) 2010-03-09 2010-03-09 Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010010628A1 true DE102010010628A1 (de) 2011-09-15

Family

ID=44507717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010010628 Withdrawn DE102010010628A1 (de) 2010-03-09 2010-03-09 Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010010628A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014191801A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor lock determination device
CN113635736A (zh) * 2021-09-14 2021-11-12 东风汽车集团股份有限公司 一种汽车热管理系统压缩机压力保护控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19713197A1 (de) * 1997-03-28 1998-10-01 Behr Gmbh & Co Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug sowie Klimaanlage mit einem Kältemittelkreis
DE10326218A1 (de) * 2003-05-22 2004-12-16 Höfler, Michael, Winter Park Verfahren und System zur Abschaltung eines sekundären Verbrauchers in Fahrzeugen
EP1270292B1 (de) 2001-06-27 2007-01-10 Behr GmbH & Co. KG Verfahren zur Erkennung eines Kältemittelverlustes in einem Kältemittelkreislauf und Kälte- oder Klimaanlage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19713197A1 (de) * 1997-03-28 1998-10-01 Behr Gmbh & Co Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug sowie Klimaanlage mit einem Kältemittelkreis
EP1270292B1 (de) 2001-06-27 2007-01-10 Behr GmbH & Co. KG Verfahren zur Erkennung eines Kältemittelverlustes in einem Kältemittelkreislauf und Kälte- oder Klimaanlage
DE10326218A1 (de) * 2003-05-22 2004-12-16 Höfler, Michael, Winter Park Verfahren und System zur Abschaltung eines sekundären Verbrauchers in Fahrzeugen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014191801A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor lock determination device
CN113635736A (zh) * 2021-09-14 2021-11-12 东风汽车集团股份有限公司 一种汽车热管理系统压缩机压力保护控制方法
CN113635736B (zh) * 2021-09-14 2023-04-14 东风汽车集团股份有限公司 一种汽车热管理系统压缩机压力保护控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013224398B4 (de) Verfahren zur Steuerung einer Wasserpumpe eines Fahrzeuges sowie System dafür
DE102007017823B4 (de) Turbolader mit einer Einrichtung zum Feststellen einer Fehlfunktion des Turboladers und ein Verfahren zum Feststellen einer solchen Fehlfunktion
DE112004002645B4 (de) Verfahren zur Fehlfunktionserkennung bei einem Öltemperaturfühler eines Automatikgetriebes
DE102012204492B4 (de) Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit von Hydraulikkomponenten im Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges
DE102012106058B4 (de) Verfahren zum ermitteln eines versagens einer aktiven luftklappe
DE102017111976A1 (de) Motorkühlsysteme und -verfahren
DE112020004382T5 (de) Klimaanlagenvorrichtung für Freizeitfahrzeuge
DE102008011225A1 (de) Diagnoseverfahren und Antriebssteuerung
DE102013209013B4 (de) Verfahren zum Detektieren eines Fluidverlusts oder einer Blockade in einem Hydraulikkreis unter Verwendung eines exponentiell gewichteten Filters mit gleitendem Mittelwert
DE102010049088A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Reifendruckkontrolle an einem Fahrzeug sowie Verfahren zur Anzeige von Informationen zur Befüllung eines Fahrzeugreifens
DE102019217408A1 (de) Verfahren und System zur Fehlerdiagnose eines dualen Spülsystems
DE102015111932A1 (de) Aktive-Luftklappe-und-elektrischer-Thermostat-Integrationssteuerverfahren und Steuereinrichtung für Fahrzeug
DE102014224507A1 (de) Diagnoseverfahren für Relaisgesteuerten elektrischen Lüfter mit mehreren Drehzahlen
DE102010010628A1 (de) Verfahren zur Erkennung kritischer Betriebszustände einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage
DE102016014223A1 (de) Verfahren zur Unterstützung eines Fahrzeuginsassen beim Verbessern einer Luftqualität in einem Innenraum eines Fahrzeugs
DE102016002429A1 (de) Verfahren zur Bestimmung des Luftmassenstroms eines Luftstroms zur Klimatisierung eines Fahrgastraumes eines Fahrzeugs
DE102013220369A1 (de) Verfahren zur Begrenzung einer erhöhten Kältemittel-Konzentration im Fahrzeuginnenraum
DE102012208819B4 (de) Verfahren für die steuerung und regelung von kälteanlagen und wärmepumpen mit luftbeaufschlagtem verdampfer
DE102008050854B4 (de) Start-Stopp-Vorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb einer automatischen Start-Stopp-Vorrichtung eines Fahrzeugs
DE10254485A1 (de) Kraftfahrzeug
DE102016222706A1 (de) Fehlerdiagnose für eine Kraftstoffpumpe
DE202015102583U1 (de) Umwälzung für Druckverlustereignis
DE102013225487B4 (de) Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts einer Kompressoranordnung für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug
WO2018166810A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kältemittelkreislaufs für eine fahrzeugklimaanlage
DE102007052453B4 (de) Diagnosevorrichtung bzw. Diagnoseverfahren bei Abgasturboladern im Betrieb am Verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: SPITZFADEN, RALF, DR., DE

Representative=s name: LKGLOBAL ] LORENZ & KOPF PARTG MBB PATENTANWAE, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: LKGLOBAL ] LORENZ & KOPF PARTG MBB PATENTANWAE, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee