DE102012216559A1

DE102012216559A1 - Verfahren zur steuerung einer fahrzeugklimaregelungssystemlast

Info

Publication number: DE102012216559A1
Application number: DE102012216559A
Authority: DE
Inventors: John Eric Rollinger; Jeffrey Allen Doering; Hugh Hamilton; Brent Jacobson; Steve Pryor Perry
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2013-03-28
Also published as: CN103009959B; US20130074529A1; RU2625398C2; CN103009959A; RU2012138473A; US9272602B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung von Drehmoment für einen Klimaanlagenkompressor offenbart. In einem Beispiel ist der Klimaanlagenkompressor ein Verstellkompressor. Das Verfahren kann Fahrzeugbeschleunigungsreaktion verbessern, während gleichzeitig Kühlleistung für einen Fahrzeuginnenraum bereitgestellt wird.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugklimaregelungssystems. Das Verfahren kann besonders nützlich zur Verwaltung des Ein- und Ausschaltens eines Klimaregelungssystems sein.
Fahrzeugklimaanlagen können einem Fahrer unter warmen und/oder feuchten Umgebungsfahrbedingungen eine komfortable Umgebung bieten. Luft aus dem Fahrzeuginnenraum wird über einen Verdampfer geleitet, der die Luft abkühlt und Wasserdampf aus der Luft kondensiert, wodurch die Innenraumluft klimatisiert wird, um den Komfort des Fahrers zu verbessern. Klimaanlagen können mit einer hohen Kühlleistung bemessen sein, so dass dem Fahrer an besonders heißen Tagen behaglich sein kann. Es ist jedoch möglicherweise nicht wünschenswert, die Klimaanlage und den Klimaanlagenkompressor fortwährend zu betreiben, nachdem eine Fahrzeuginnenraumsolltemperatur erreicht ist.
Die Fahrzeuginnenraumtemperatur kann bei Hochleistungs-Klimaanlagen über mechanische Kopplung und Entkopplung der Klimaanlage mit/von der den Kompressor mit Energie versorgenden Quelle gesteuert werden. Die Kompressorkupplung kann zum Beispiel aktiviert werden, wenn die Innenraumtemperatur um ein vorbestimmtes Ausmaß über eine Sollinnenraumtemperatur zunimmt. Umgekehrt kann die Kompressorkupplung deaktiviert werden, wenn die Innenraumtemperatur um ein vorbestimmtes Ausmaß unter der Sollinnenraumtemperatur abnimmt. Mechanische Kopplung und Entkopplung des Klimaanlagenkompressors mit/von der Energiequelle kann für den Fahrer des Fahrzeugs jedoch wahrnehmbar und unerwünscht sein.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die oben genannten Nachteile erkannt und haben ein Verfahren zur Steuerung eines Klimaanlagenkompressors eines Fahrzeugs entwickelt, das Folgendes umfasst: Verringern einer Kältemitteldruckbeaufschlagungsleistung des Klimaanlagenkompressors vor Einrücken und Ausrücken des Klimaanlagenkompressors mit/von einer Energieumwandlungsvorrichtung, die den Klimaanlagenkompressor mit Drehenergie versorgt.
Durch Einstellung einer Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung vor Einrücken und Ausrücken der Klimaanlage mit/von einer Energieversorgung kann es möglich sein, Drehmomentstörungen des Fahrzeugtriebstrangs zu reduzieren. Wenn zum Beispiel eine Hublänge eines Klimaanlagenkompressorkolbens reduziert wird, kann eine Drehmomenthöhe zum Drehen des Kompressors reduziert werden. Folglich können Änderungen des Ausgangsdrehmoments der Energiequelle für den Fahrer des Fahrzeugs nicht so stark wahrnehmbar sein, wenn der Klimaanlagenkompressor mit einer Energiequelle gekoppelt wird, während ein geringeres Drehmoment erforderlich ist, um die Klimaanlagenkompressor zu drehen. Ebenso können Änderungen des Ausgangsdrehmoments der Energiequelle für den Fahrer nicht so stark wahrnehmbar sein, wenn der Klimaanlagenkompressor von der Energiequelle entkoppelt wird, während weniger Drehmoment erforderlich ist, um den Klimaanlagenkompressor zu drehen.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann der Lösungsansatz Übergänge zwischen Belastung und Entlastung eines Fahrzeugantriebsstrangs durch einen Klimaanlagenkompressor verbessern. Darüber hinaus kann der Lösungsansatz Steuerung der Kraftstoffzuteilung, wenn der Klimaanlagenkompressor mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt wird, verbessern, da Änderungen der Verbrennungsmotorlast reduziert werden können.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leicht hervor.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Ausführungsbeispiels, hier als die ausführliche Beschreibung bezeichnet, alleine betrachtet oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, besser verständlich, in den Zeichnungen zeigen:
1 ein Schemadiagramm einer Fahrzeugklimaanlage;
2 ein Schemadiagramm der Energieumwandlungsvorrichtung von 1, wobei es sich bei der Energieumwandlungsvorrichtung um einen Verbrennungsmotor handelt;
3 ein Blockdiagramm eines Steueralgorithmus oder -verfahrens zum Betrieb einer Klimaanlage eines Fahrzeugs;
4 ein Beispieldiagramm simulierter Signale, die während des Klimaanlagenbetriebs von Interesse sind;
5 ein Beispieldiagramm simulierter Signale, die bei Aktivierung der Klimaanlage von Interesse sind;
6 ein Beispieldiagramm simulierter Signale, die bei Deaktivierung der Klimaanlage von Interesse sind;
7 ein Beispielsimulationsdiagramm, das die Klimaanlagensteuertemperatur gegenüber Klimaanlagendrehmoment darstellt;
8A–8C Balkendiagramme, die Beispiele für Klimaanlagendrehmomentsteuerung darstellen;
9 ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugklimaanlage;
10 ein Verfahren zur Einstellung einer Klimaanlagenverdrängungsanforderung; und
11 ein Verfahren zur Bereitstellung eines sanften Startens und Stoppens eines Fahrzeugklimaanlagenkompressors.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft die Steuerung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Klimaanlage wie in 1 dargestellt konfiguriert sein. Des Weiteren kann die Klimaanlage mit einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs gekoppelt sein, wie in 2 dargestellt. In einem Beispiel wird die Klimaanlage über ein Steuersystem betrieben, wie in 3 dargestellt. Die 4–6 zeigen Signale, die bei Klimaanlagenbetrieb von Interesse sind. Klimaanlagentemperatur kann gegen das Klimaanlagendrehmoment ausgetauscht werden, wie in 7 dargestellt. Das Klimaanlagendrehmoment kann gesteuert werden, wie in 8C dargestellt, um den Fahrzeugbetrieb zu verbessern. Die Verfahren der 9–11 stellen eine Steuerung einer Klimaanlage mit schneller Reaktion und gleichmäßigen Übergängen zwischen verschiedenen Betriebsmodi bereit.
Nunmehr auf 1 Bezug nehmend, enthält die Klimaanlage 100 einen Verdampfer 8 zum Kühlen der Fahrzeuginnenraumluft. Luft wird durch das Gebläse 50 über den Verdampfer 8 geleitet und um den Fahrzeuginnenraum 2 herum geführt. Ein Klimaregler 26 betreibt das Gebläse 50 gemäß Bedienereinstellungen sowie Klimasensoren. Der Temperatursensor 4 liefert eine Anzeige der Temperatur des Verdampfers 8 an den Klimaregler 26. Ein Innenraumsensor 30 liefert eine Anzeige der Innenraumtemperatur an den Klimaregler 26. Analog dazu liefert ein Feuchtigkeitssensor 32 eine Anzeige der Innenraumfeuchtigkeit an den Klimaregler 26. Ein Solarlastsensor 34 liefert eine Anzeige der Innenraumerwärmung durch Sonnenlicht an den Klimaregler 26. Des Weiteren empfängt der Klimaregler Bedienereingaben von der Bediener-Schnittstelle 28 und führt der Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12 die Sollverdampfertemperatur und die Istverdampfertemperatur zu.
Die Bediener-Schnittstelle 28 gestattet einem Bediener, eine Sollinnenraumtemperatur, die Gebläsedrehzahl und den Verteilungsweg für klimatisierte Innenraumluft auszuwählen. Die Bediener-Schnittstelle 28 kann Wählscheiben und Drucktasten zur Auswahl von Klimaanlageneinstellungen enthalten. In einigen Beispielen kann die Bediener-Schnittstelle 28 Eingaben über ein berührungsempfindliches Display annehmen.
Kältemittel wird dem Verdampfer 8 über ein Verdampferventil 20 nach Pumpen in den Kondensator 16 zugeführt. Der Kompressor 18 empfängt Kältemittelgas von dem Verdampfer 8 und beaufschlagt das Kältemittel mit Druck. Wärme wird aus dem druckbeaufschlagten Kältemittel abgezogen, so dass das Kältemittel am Kondensator 16 verflüssigt wird. Das verflüssigte Kältemittel expandiert nach Durchströmen des Verdampferventils 20, wodurch eine Reduzierung der Temperatur des Verdampfers 8 verursacht wird.
Der Kompressor 18 enthält eine Kupplung 24, ein Verstellsteuerventil 22, einen Kolben 80 und eine Taumelscheibe 82. Der Kolben 80 beaufschlagt das Kältemittel in der Klimaanlage mit Druck, wobei das Kältemittel von dem Klimaanlagenkompressor 18 zu dem Kondensator 16 strömt. Die Taumelscheibe 82 stellt auf Grundlage von Ölfluss durch das Verstellsteuerventil 22 den Hub des Kolbens 80 ein, um den Druck einzustellen, mit dem das Kältemittel aus dem Klimaanlagenkompressor 18 ausgegeben wird. Die Kupplung 24 kann gezielt eingerückt und ausgerückt werden, um den Klimaanlagenkompressor 18 mit Drehenergie von der Energieumwandlungsvorrichtung 10 zu versorgen. In einem Beispiel ist die Energieumwandlungsvorrichtung 10 ein Verbrennungsmotor, der den Kompressor 18 und die Räder 60 über das Getriebe 70 mit Drehenergie versorgt. In anderen Beispielen ist die Energieumwandlungsvorrichtung 10 ein Elektromotor, der den Klimaanlagenkompressor 18 und die Räder 60 über das Getriebe 70 mit Drehenergie versorgt. Drehenergie kann dem Klimaanlagenkompressor 18 von der Energieumwandlungsvorrichtung 10 über einen Riemen 42 zugeführt werden. In einem Beispiel koppelt der Riemen 42 die Welle 40 über die Kupplung 24 mechanisch mit dem Klimaanlagenkompressor 18. Die Welle 40 kann eine Motorkurbelwelle, eine Ankerwelle oder eine andere Welle sein.
Auf diese Weise liefert die Anlage von 1 einem Klimaanlagenkompressor Drehenergie, um den Innenraum eines Fahrzeugs zu kühlen. Insbesondere stellt der Klimaanlagenkompressor ein negatives Drehmoment bereit, um die Energieumwandlungsvorrichtung zu beaufschlagen und das Kältemittel zu komprimieren, so dass das Kältemittel anschließend expandiert werden kann, um den Fahrzeuginnenraum kühlen. Die Höhe des der Energieumwandlungsvorrichtung durch den Klimaanlagenkompressor zugeführten negativen Drehmoments kann über die Kupplung und einen Aktor oder ein Ventil, das die Verstellpumpe einstellt, eingestellt werden.
Auf 2 Bezug nehmend, wird ein Beispiel für eine Energieumwandlungsvorrichtung gezeigt. Insbesondere ist die Energieumwandlungsvorrichtung 10 ein Verbrennungsmotor, der mehrere Zylinder umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, und der durch die elektronische Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12 gesteuert wird. Der Motor 10 enthält eine Brennkammer 230 und Zylinderwände 232 mit einem darin positionierten Kolben 236, der mit der Welle 40, die eine Kurbelwelle ist, verbunden ist. Die Brennkammer 230 steht in der Darstellung über ein Einlassventil 252 bzw. ein Auslassventil 254 mit einem Einlasskrümmer 244 und einem Auslasskrümmer 248 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 251 und einen Auslassnocken 253 betätigt werden. Als Alternative dazu können ein oder mehrere der Einlass- und Auslassventile durch eine elektromechanisch gesteuerte Ventilspulen- und -ankeranordnung betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 251 kann durch den Einlassnockensensor 255 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 253 kann durch den Auslassnockensensor 257 bestimmt werden. In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 266 so positioniert, dass es den Kraftstoff direkt in den Zylinder 230 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Als Alternative dazu kann Kraftstoff zu einem Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 266 liefert flüssigen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW von der Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12. Kraftstoff wird von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine (nicht gezeigte) Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, an das Kraftstoffeinspritzventil 266 geliefert. Das Kraftstoffeinspritzventil 266 wird vom Treiber 268, der auf die Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12 reagiert, mit Betriebsstrom versorgt. Darüber hinaus steht der Einlasskrümmer 244 in der Darstellung mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 262 in Verbindung, die eine Position der Drosselklappenplatte 264 verstellt, um Luftstrom von einem Lufteinlass 242 zum Einlasskrümmer 244 zu steuern. In einem Beispiel kann ein Niederdruck-Direkteinspritzungssystem verwendet werden, bei dem Kraftstoffdruck auf ungefähr 20–30 bar erhöht werden kann. Als Alternative dazu kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem zur Erzeugung höherer Kraftstoffdrücke verwendet werden.
Eine verteilerlose Zündanlage 288 liefert über eine Zündkerze 292 als Reaktion auf die Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12 einen Zündfunken zur Brennkammer 230. In der Darstellung ist eine Universal-Lambdasonde 226 (UEGO-Sonde, UEGO – Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 270 mit dem Auslasskrümmer 248 verbunden. Als Alternative dazu kann anstelle der UEGO-Sonde 226 eine Zweizustands-Lambdasonde eingesetzt werden.
Der Katalysator 270 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungssysteme, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 270 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
In der Darstellung von 1 ist die Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 202, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 204, einen Nurlesespeicher (ROM) 206, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 208, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 210 und einen herkömmlichen Datenbus enthält. Die Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12 erhält in der Darstellung neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit der Energieumwandlungsvorrichtung 10 gekoppelten Sensoren, darunter die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 214 gekoppelten Temperatursensor 212; einen mit einem Fahrpedal 280 gekoppelten Positionssensor 284 zur Erfassung von der durch den Fuß 282 ausgeübten Kraft; eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (MAP) von dem mit dem Einlasskrümmer 244 gekoppelten Drucksensor 222; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 218, der die Stellung der Welle 40 erfasst; eine Messung von in den Motor eintretender Luftmasse von dem Sensor 220; und eine Messung der Drosselklappenstellung vom Sensor 258. Es kann auch Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Energieumwandlungsvorrichtungssteuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 218 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, aus denen die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Motor mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Reihenkonfiguration oder Variationen oder Kombinationen davon haben. Des Weiteren können bei anderen Ausführungsformen andere Motorkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor.
Im Betrieb erfährt jeder Zylinder im Motor in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich allgemein das Auslassventil 254 und das Einlassventil 252 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 244 wird Luft in die Brennkammer 230 eingeleitet, und der Kolben 236 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 230 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 236 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 230 ihr größtes Volumen aufweist), wird in der Regel von dem Fachmann als unterer Totpunkt (uT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 252 und das Auslassventil 254 geschlossen. Der Kolben 236 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 230 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 236 an seinem Hubende befindet und der am nächsten zum Zylinderkopf liegt (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 230 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (oT) bezeichnet. Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch ein bekanntes Zündmittel, wie zum Beispiel eine Zündkerze 292, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 236 zum uT zurück. Die Welle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 254 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 248 abzugeben, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges nur als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern.
3 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung zum Betrieb einer Klimaanlage eines Fahrzeugs. Die Steuerung kann über Anweisungen in der elektronischen Steuerung 12, die in den in den 1 und 2 beschriebenen Systemen betrieben wird, ausgeführt werden. Die Steuerung 300 enthält einen ersten Abschnitt 302–332 und 350 zur Einstellung der Verdrängung eines Klimaanlagenverstellkompressors (zum Beispiel des Kompressors 18 von 1). Die Steuerung 300 enthält einen zweiten Abschnitt 340–344 zur Einstellung des Zustands der Klimaanlagenkompressorkupplung, der eine gezielte Übertragung von Drehenergie zu einem Klimaanlagenkompressor gestattet.
Bei 302 wird die Sollverdampfertemperatur in die Steuerung 300 eingegeben. In einem Beispiel kann die Sollverdampfertemperatur als Reaktion auf Bedienereingaben und Klimaanlageneingaben von einem Klimaregelungsmodul angefordert werden. Des Weiteren kann die Sollverdampfertemperatur zu einer Verdampfersteuertemperatur konvergieren, wenn der Klimaanlagenkompressor aktiviert ist. Die Sollverdampfertemperatur kann zu Umgebungstemperatur konvergieren, wenn die Klimaanlagenkompressorkupplung nicht aktiviert ist. Die Sollverdampfertemperatur wird zu 304 und 350 geleitet.
Bei 350 wird Vorwärtskopplungsverstärkung an die Sollverdampfertemperatur angelegt. In einem Beispiel wird die Verstärkung empirisch bestimmt und im Speicher gespeichert. Wenn die Sollverdampfertemperatur zum Beispiel 20°C beträgt, kann eine Verstellventilansteuerung von 60% Tastverhältnis einer Tabelle entnommen werden, die über die 20°C-Verdampfertemperatur indexiert ist. Dann kann das 60%-Tastverhältnis zu dem Verstellventil geleitet werden. In einem Beispiel kann die Vorwärtskopplungsverstärkung über eine oder mehrere der Variablen von Gebläsedrehzahl, Sollverdampfertemperatur, Umgebungstemperatur und solarer Last indexiert werden. Die Vorwärtskopplungsverstärkung wird von 350 zu 326 geleitet.
Bei 304 bestimmt die Steuerung 300 eine erwartete Verdampfertemperatur als Reaktion auf die Sollverdampfertemperatur, erfasste Verdampfertemperatur und den Zustand der Klimaanlagenkompressorkupplung. In einem Beispiel wird die erwartete Verdampfertemperatur gemäß dem Zustand der Klimaanlagenkompressorkupplung bestimmt.
Unter Klimaanlagenkompressorkupplung-aus-Bedingungen, wird die erwartete Verdampfertemperatur (exp_evp_tmp) durch exp_evp_tmp(K) = filt_dsd_evp_tmp(K – n) gegeben, wobei K eine ganze Zahl ist, die die K-te Bestimmung von exp_evp_tmp darstellt, n eine ganze Zahl ist, die eine Verzögerungszeit zwischen der aktuellen Bestimmung von exp_evp_tmp und filt_dsd_evp_tmp darstellt, und wobei filt_dsd_evp_tmp die gefilterte Sollverdampfertemperatur ist. Die Verzögerung n kann über Ansteuern der Klimaanlagenkompressorkupplung in einen ausgeschalteten Zustand aus einem Kupplungs-ein-Zustand und Aufzeichnen einer Zeitdauer, bevor der Verdampfer eine Endtemperatur erreicht, die auf Umgebungsbedingungen basiert, empirisch bestimmt und im Steuerungspeicher gespeichert werden. Die Zeitdauer bis zum Erreichen von Umgebungstemperatur ist eine Funktion des Verdampfervolumens, der Gebläsedrehzahl, der anfänglichen Verdampfertemperatur und der Umgebungsbedingungen. Somit nimmt exp_evp_tmp(K) den Wert von filt_dsd_evp_tmp, verzögert um n Ausführungszyklen der Steuerung 300, an.
In einem Beispiel wird filt_dsd_evp_tmp aus der Sollverdampfertemperatur bestimmt und der Filter erster Ordnung als filt_dsd_evp_tmp(K) = filt_dsd_evp_tmp(K – 1) + (1 – τ_aus)·(dsd_evp_tmp(K) – filt_dsd_evp_tmp(K – 1)) ausgedrückt, wobei dsd_evp_tmp die Sollverdampfertemperatur von 302 ist, K eine ganze Zahl ist, die die K-te Bestimmung von filt_dsd_evp_tmp darstellt, τ_aus sich auf eine Klimaanlagenkompressor-aus-Filterzeitkonstante und die Abtastrate der Sollverdampfertemperatur bezieht. Die Klimaanlagenkompressor-aus-Filterzeitkonstante stellt eine Anstiegsrate der Sollverdampfertemperatur von der aktuellen Verdampfertemperatur zu der Endverdampfertemperatur dar. Die Endverdampfertemperatur kann als Umgebungstemperatur geschätzt werden, während die aktuelle Verdampfertemperatur bei 308 erfasst werden kann. Die Klimaanlagenkompressor-aus-Filterzeitkonstante kann empirisch bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion gespeichert werden, die über die aktuelle Verdampfertemperatur und die Endverdampfertemperatur indexiert ist.
Auf diese Weise wird die Sollverdampfertemperatur gefiltert und verzögert, bevor sie zur Bestimmung eines Fehlers zwischen der Sollverdampfertemperatur und der Istverdampfertemperatur verwendet wird. Durch Umwandeln der Sollverdampfertemperatur in eine erwartete Verdampfertemperatur kann der Rückkopplungsabschnitt (zum Beispiel 306–332) der Steuerung 300 die Verzögerungszeit und die Zeitkonstante des in den 1 und 2 gezeigten physischen Systems kompensieren, indem er gestattet, dass die Istverdampfertemperatur die Sollverdampfertemperatur erreicht, bevor sie zusätzliche Steuermaßnahmen über auf die Sollverdampfertemperatur einwirkende Vorwärtskopplungsverstärkung hinaus trifft. Des Weiteren muss keine beobachtete Ausgabe der in den 1 und 2 dargestellten Klimaanlage modelliert und durch eine Verzögerung geleitet werden, um sie mit der Istverdampfertemperatur zu vergleichen, wie es bei einem Smith Predictor der Fall wäre. Stattdessen wird die in das Steuersystem eingegebene Sollverdampfertemperatur modifiziert, bevor sie zur Bereitstellung eines Verdampfertemperaturfehlersignals oder -werts verwendet wird.
Unter Klimaanlagenkompressorkupplung-ein-Bedingungen wird die erwartete Verdampfertemperatur (exp_evp_tmp) durch exp_evp_tmp(K) = filt_dsd_evp_tmp(K – m) gegeben, wobei K eine ganze Zahl ist, die die K-te Bestimmung von exp_evp_tmp darstellt, m eine ganze Zahl ist, die eine Verzögerung zwischen der aktuellen Bestimmung von exp_evp_tmp und filt_dsd_evp_tmp darstellt, und wobei filt_dsd_evp_tmp die gefilterte Sollverdampfertemperatur ist. Die Verzögerung m kann über Ansteuern der Klimaanlagenkompressorkupplung in einen eingeschalteten Zustand und Aufzeichnen einer Zeitdauer, bevor der Verdampfer eine Endabsenktemperatur erreicht, die auf Klimaanlagenkompressorpumpenfördermenge und Umgebungsbedingungen basiert, empirisch bestimmt und im Steuerungspeicher gespeichert werden. Somit nimmt exp_evp_tmp(K) den Wert von filt_dsd_evp_tmp, verzögert um m Ausführungszyklen der Steuerung 300, an.
In einem Beispiel wird filt_dsd_evp_tmp aus der Sollverdampfertemperatur bestimmt und der Filter erster Ordnung als filt_dsd_evp_tmp(K) = filt_dsd_evp_tmp(K – 1) + (1 – τ_ein)·(dsd_evp_tmp(K) – filt_dsd_evp_tmp(K – 1)) ausgedrückt, wobei dsd_evp_tmp die Sollverdampfertemperatur von 302 ist, K eine ganze Zahl ist, die die K-te Bestimmung von filt_dsd_evp_tmp darstellt, τ_ein sich auf eine Klimaanlagenkompressor-ein-Filterzeitkonstante und die Abtastrate der Sollverdampfertemperatur bezieht. Die Klimaanlagenkompressor-ein-Filterzeitkonstante stellt eine Abfallrate der Sollverdampfertemperatur von der aktuellen Verdampfertemperatur zu der Sollverdampfertemperatur dar. Die Klimaanlagenkompressor-ein-Filterzeitkonstante kann empirisch bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion gespeichert werden, die über die aktuelle Verdampfertemperatur und die Sollverdampfertemperatur indexiert ist.
Somit kann die erwartete Verdampfertemperatur bestimmt werden und es kann aktualisiert werden, ob die Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt oder ausgerückt ist. Somit wird der Rückkopplungsabschnitt (zum Beispiel 306–332) der Steuerung 300 auf Grundlage der erwarteten Verdampfertemperatur anstatt einer Differenz zwischen einer Sollverdampfertemperatur und einer Istverdampfertemperatur betrieben. Durch Modifizieren der Sollverdampfertemperatur zur Bereitstellung einer erwarteten Verdampfertemperatur kann die Steuerung 300 die Möglichkeit einer Überkorrektur oder eines Übersteuerns der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung verringern.
Bei 308 wird die Verdampfertemperatur erfasst oder geschätzt. In einem Beispiel wird die Verdampfertemperatur über ein Thermoelement oder einen Thermostat erfasst, wie in 1 gezeigt. Die erfasste Verdampfertemperatur wird zu 304, 306 und 342 weitergeleitet.
Bei 306 wird die Istverdampfertemperatur von der erwarteten Verdampfertemperatur subtrahiert, um einen Verdampfertemperaturfehler zu liefern. Der Verdampfertemperaturfehler ist eine Basis für Rückkopplungseinstellungen an der Verdrängung des Klimaanlagenverstellkompressors. Der Verdampfertemperaturfehler wird zu 310 geleitet.
Bei 310 beurteilt die Steuerung 300, ob der Verdampfertemperaturfehler größer ist als ein Schwellwert. Ist dies der Fall, dann geht die Steuerung 300 auf 318 über. Ansonsten geht die Steuerung 300 auf 310 über. Wenn der Verdampfertemperaturfehler kleiner ist als der Schwellwert, wirkt somit ein PID-Regler auf den Verdampfertemperaturfehler ein. Ansonsten wirkt eine Hochverstärkung und speicherlose Verstärkung auf den Verdampfertemperaturfehler ein.
In einem alternativen Beispiel kann die Steuerung 300 unter ausgewählten Betriebsbedingungen beiden Wegen, umfassend 318, 312, 314 und 316, den Verdampfertemperaturfehler zuführen. Wenn der Verdampfertemperaturfehler zum Beispiel geringer ist als 5°C, aber höher ist als 3°C, können 318, 312, 314 und 316 den Verdampfertemperaturfehlerwert erhalten. Wenn der Verdampfertemperaturfehler jedoch höher ist als 5°C, erhält nur 318 den Verdampfertemperaturfehlerwert. Wenn der Verdampfertemperaturfehler weiterhin geringer ist als 3°C erhalten nur 312, 314 und 316 den Verdampfertemperaturfehlerwert.
Bei 318 wird der Verdampfertemperaturfehler mit einer Hochverstärkung multipliziert. Die Hochverstärkung kann linear, quadratisch oder von einer höheren Ordnung sein. Als Alternative dazu kann die Hochverstärkung ein einziger Wert für negative Verdampfertemperaturfehler oder ein einziger Wert für positive Verdampfertemperaturfehler sein. In einem Beispiel wird Hochverstärkung aus einer im Speicher gespeicherten Funktion oder Tabelle bestimmt, die über den Verdampfertemperaturfehler indexiert ist. Wenn der Verdampfertemperaturfehler zum Beispiel 10°C beträgt, wird eine Tabelle durch Verwendung von 10°C indexiert, und die Ansteuerung durch das Verstellsteuerventil wird um 15% eingestellt. Die Hochverstärkung bei 318 enthält keinen Speicher, so dass durch die Steuerung 300 nur auf den aktuellen Verdampfertemperaturfehler und nicht auf vergangene Fehler bei der Verdampfertemperatur eingewirkt wird. Die Verstärkungs-Ausgabe aus 318 wird 322 zugeführt.
Bei 322 begrenzt die Steuerung 300 Ratenzunahmen der Ansteuerung des Verstellsteuerventils. Des Weiteren legt die Steuerung 300 in einigen Beispielen einen Tiefbandfilter an Einstellungen für das Verstellsteuerventil an. Wenn zum Beispiel eine Änderung des Verstellsteuerventils größer ist als 40% wird die Änderung der verstellbaren Steuerungsansteuerung auf 40% gehalten. Des Weiteren kann die Änderung gefiltert werden, um Einstellungen der verstellbaren Ansteuerung zu glätten. Die begrenzte Ansteuerung des Verstellsteuerventils wird zu dem Summierpunkt 326 geleitet.
Bei 312 stellt die Steuerung 300 das Verdampfertemperaturfehlersignal proportional ein, indem sie es mit einem proportionalen Betrag multipliziert, um einen proportionalen Klimaanlagenkompressorverdrängungseinstellungsterm bereitzustellen. Wenn der Verdampfertemperaturfehler zum Beispiel 10°C beträgt, kann er mit 0,5 multipliziert werden, um einen Wert von 5 zu erhalten. Der proportional eingestellte Verdampfertemperaturfehler wird zu dem Summierpunkt 324 geleitet.
Bei 314 integriert die Steuerung 300 den Verdampfertemperaturfehler und multipliziert dann den integrierten Temperaturfehler mit einem vorbestimmten Wert, um einen integralen Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungseinstellungsterm bereitzustellen. In einem Beispiel kann der Verdampfertemperaturfehler über ein Trapezintegrationsverfahren integriert werden. Somit enthält der integrierte Betrag aktuelle und vergangene Werte des Verdampfertemperaturfehlers und wird somit als einen Speicher für vergangene Verdampfertemperaturfehler aufweisend betrachtet. Der integrierte Verdampfertemperaturfehler wird zu dem Wind-up-Begrenzer 320 geleitet.
Bei 320 begrenzt die Steuerung 300 den Höchstwert des integrierten Verdampfertemperaturfehlers, so dass die Steuerung 300, wenn der Verdampfertemperaturfehler das Vorzeichen wechselt, schnell reagieren kann, ohne einen großen integrierten Wert der Verdampfertemperatur löschen zu müssen. Die Ausgabe aus dem Wind-up-Begrenzer 320 wird zu dem Summierpunkt 324 geleitet.
Bei 316 nimmt die Steuerung 300 eine Ableitung des Verdampfertemperaturfehlers und multipliziert diese mit einem vorbestimmten Wert, um einen Ableitungsklimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungs- einstellungsterm bereitzustellen. In einem Beispiel wird die Ableitung aus einem Wechsel zwischen einem aktuellen und einem jüngsten Verdampfertemperaturfehler sowie der Zeit zwischen Abtastungen bestimmt. Der Ableitungsterm kann zum Beispiel als evap_deriv = (evap_tmp_error(K – 1) – evap_tmp_error(K))/D bestimmt werden, wobei K die aktuelle Abtastungszahl und D die Anzahl von Sekunden pro Abtastung ist. Der Ableitungsterm wird zu dem Summierpunkt 324 geleitet.
Bei 324 werden die Proportional-, Ableitungs- und Integralterme summiert, um eine Ausgabe an den PID-Teil der Steuerung 300 bereitzustellen. Wenn der Verdampferfehler somit geringer ist als ein Schwellwert, dann wird somit durch einen PID-Regler auf den Verdampferfehler eingewirkt. Wenn der Verdampferfehler größer ist als ein Schwellwert, wird jedoch in einigen Beispielen die Ausgabe des Summmierers 324 auf null gezwungen. Die Ausgabe aus dem Summierer 324 wird zu dem Summierer 326 geleitet.
Bei 326 wird die Ausgabe der Vorwärtskopplungsverstärkung bei 350 zu der Ausgabe des PID-Reglers addiert, wie bei 324 summiert, und zu der Ausgabe des Hochverstärkungsbegrenzers 322 addiert. Somit stellt die Steuerung 300 unter bestimmten Bedingungen ein Steuersignal bereit, das auf der Vorwärtskopplungsverstärkung und der Hochverstärkungssteuerung basiert, ohne Speicher in der Steuerungsausgabe zu verwenden. Unter anderen Bedingungen stellt die Steuerung 300 ein Steuersignal bereit, das auf der Vorwärtskopplungsverstärkung und einem PID-Abschnitt basiert, der Speicher zur Bestimmung der Steuerungsausgabe verwendet. Somit enthält die Steuerung 300 auf Speicher basierende Ausgabe und speicherlose Ausgabe. Die Steuerung 300 leitet die Ausgabe des Summierers 326 zu 328.
Bei 328 stellt die Steuerung 300 ein Sanftstart- und -stoppmerkmal bereit, um Störungen der dem Klimaanlagenkompressor Drehenergie zuführenden Energieumwandlungsvorrichtung zu reduzieren. Insbesondere wenn die Steuerung 300 urteilt, die Klimaanlagenkompressorkupplung zu aktivieren, um die Klimaanlage mit der Energieumwandlungsvorrichtung zu koppeln, wird das Klimaanlagenkompressorverstellventil auf eine reduzierte oder minimale Verdrängung angesteuert, bevor die Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt wird. Das Klimaanlagenkompressorverstellventil wird eine vorbestimmte Zeitdauer nach Einrücken der Klimaanlagenkompressorkupplung auf einen erhöhten Wert angesteuert. In einem Beispiel wird die Klimaanlagenkompressorverdrängung nach einer vorbestimmten Zeitdauer ab Einrücken der Klimaanlagenkompressorkupplung allmählich auf ein Tastverhältnis als Ausgabe von 326 eingestellt, wie zum Beispiel durch Filtern der Ansteuerung, oder gerampt.
Wenn die Steuerung 300 urteilt, die Klimaanlagenkompressorkupplung zu deaktivieren, um den Klimaanlagenkompressor von der Energieumwandlungsvorrichtung zu entkoppeln, wird umgekehrt das Klimaanlagenkompressorverstellventil auf eine reduzierte oder minimale Verdrängung angesteuert, bevor die Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt wird. Das Klimaanlagenkompressorverstellventil wird eine vorbestimmte Zeitdauer auf einen verringerten Wert angesteuert, und die Klimaanlagenkompressorkupplung wird eine vorbestimmte Zeitdauer nach Verringerung der Klimaanlagenkompressorverdrängung eine geringere oder minimale Verdrängung ausgerückt. In einem Beispiel wird die Klimaanlagenkompressorverdrängung gerampt, sobald entschieden worden ist, die Klimaanlagenkompressorkupplung auszurücken. Der auf sanftes Starten oder Stoppen eingestellte Klimaanlagenkompressorverdrängungssteuerwert wird von 328 zu 330 geleitet.
Bei 330 steuert die Steuerung 300 das Klimaanlagendrehmoment als Reaktion auf Antriebsstrangdrehmomentanforderungen und zur Verfügung stehenden Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoment, wie unter Bezugnahme auf die 9–10 ausführlicher beschrieben. Unter bestimmten Fahrzeugbetriebsbedingungen kann es wünschenswert sein, das negative oder Widerstandsdrehmoment, das der Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, zu reduzieren, so dass durch die Energieumwandlungsvorrichtung zusätzliches Drehmoment zugeführt werden kann, um das Fahrzeug anzutreiben oder die Ausgabe aus anderen Fahrzeugsystemen zu erhöhen. Während eines Zustands, in dem ein Bediener ein Fahrpedal wesentlich niederdrückt, kann es zum Beispiel wünschenswert sein, die Höhe des durch den Klimaanlagenkompressor verbrauchten Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoments zu reduzieren. In einem anderen Beispiel kann eine Last einer Lichtmaschine auf eine Höhe ansteigen, bei der es wünschenswert ist, das dem Klimaanlagenkompressor zugeführte Drehmoment zu reduzieren, um die Lichtmaschinenausgabe zu erhöhen. In noch einem anderen Beispiel kann es wünschenswert sein, einem Klimaanlagenkompressor unter Motorleerlaufbedingungen, unter denen MAP-Druck höher ist als ein Schwellwert, zugeführtes Drehmoment zu reduzieren, so dass der MAP reduziert werden kann, um Bremskraftverstärkervakuum zu erhöhen. Somit gibt es viele Bedingungen, unter denen es wünschenswert sein kann, einem Klimaanlagenkompressor zugeführtes Drehmoment zu reduzieren.
Eine Art und Weise der Reduzierung von einem Klimaanlagenkompressor zugeführten Drehmoment besteht darin, die Klimaanlagenkupplung zu öffnen. Die unten ausführlicher beschriebene 8B beschreibt, wie Triebstrangdrehmoment erhöht werden kann, wenn es eine zunehmende Anforderung an zusätzlichem Triebstrangdrehmoment von der Energieumwandlungsvorrichtung gibt.
Wie unter Bezugnahme auf die 8C und 10 ausführlicher beschrieben, kann in einem anderen Beispiel an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegtes negatives Klimaanlagendrehmoment als Reaktion auf eine Erhöhung des angeforderten Triebstrangdrehmoments reduziert werden. Durch Reduzieren des negativen Klimaanlagenkompressordrehmoments proportional zu einer Erhöhung des angeforderten Triebstrangdrehmoments, kann eine Klimaanlagenkühlleistung reduziert werden, so dass das angeforderte Triebstrangdrehmoment bereitgestellt werden kann. Ebenso kann Kompressordrehmoment als Reaktion auf andere Energieumwandlungsvorrichtungsdrehomentanforderungen eingestellt werden. Zum Beispiel kann Kompressordrehmoment als Reaktion auf eine Kraftabnahmevorrichtung zum Betrieb einer hydraulischen Pumpe und/oder eine Lichtmaschinenlast und/oder eine Lenkservomomentanforderung und/oder eine Anforderung an zusätzlichem Motorvakuum reduziert werden. Die Steuerung 300 führt 332 eine eingestellte Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung nach möglicher Begrenzung des Klimaanlagenkompressordrehmoments als Reaktion auf andere Drehmomentanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung zu.
Bei 332 stellt die Steuerung 300 den Hub des Klimaanlagenkompressorkolbens über die Verdrängungsansteuerung ein, um die Druckausgabe des Klimaanlagenkompressors zu ändern. In einem Beispiel wird die Klimaanlagenverdrängungsansteuerung über Ändern eines Tastverhältnisses einer ein Ventil (zum Beispiel 20 von 1), das Fluidstrom zur Steuerung des Klimaanlagenkompressorkolbenhubs regelt, steuernden Wellenform eingestellt. In anderen Beispielen kann einem Elektromotor oder Solenoid eine variierende Spannung zugeführt werden, um die Klimaanlagenkompressordruckleistung zu steuern.
Auf diese Weise stellt die Steuerung 300 den Verstellklimaanlagenkompressor ein, um variierende Höhen einer Klimaanlagenverdampferkühlleistung bereitzustellen, während gleichzeitig das Drehmoment gesteuert wird, das der Klimaanlagenkompressor an eine Energieumwandlungsvorrichtung anlegt. Insbesondere kann die Verdampferkühlleistung durch Vergrößern des Hubs des Klimaanlagenkompressorkolbens, wodurch die Druckausgabe des Klimaanlagenkompressors erhöht wird, erhöht werden.
Bei 340 empfängt die Steuerung 300 Bediener- und Systemeingaben zur Steuerung einer Kupplung eines Klimaanlagenkompressors, der die gezielte Zuführung von Drehenergie von einer Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor gestattet. In einem Beispiel enthalten die Bediener- und Systemeingaben unter anderem solare Last, Gebläsedrehzahlansteuerung, Innenraumtemperaturanforderung, Verdampfertemperatur, Feuchtigkeitssensor, Klimaregelungsmoduls (zum Beispiel kühl; Wärme; Enteisen). Bediener- und Systemeingaben werden von 340 zu 342 geleitet.
Bei 342 wendet die Steuerung 300 eine Logik an, um zu bestimmen, ob eine Klimaanlagenkupplung betätigt werden soll oder nicht, so dass der Klimaanlagenkompressor Kältemittel mit Druck beaufschlagen kann, um die Temperatur eines Verdampfers (zum Beispiel des Verdampfers 8 von 1) zu reduzieren. Wenn zum Beispiel die Sollfahrzeuginnenraumtemperatur höher ist als die Istinnenraumtemperatur, kann die Klimaanlagenkompressorkupplung aktiviert werden, um zu gestatten, dass Drehenergie von einer Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen wird, so dass die Verdampfertemperatur gesenkt werden kann, wodurch die Fahrzeuginnenraumtemperatur reduziert wird. Wenn die Fahrzeuginnenraumtemperatur auf eine Höhe abgekühlt ist, die unter der Sollfahrzeuginnenraumtemperatur liegt, kann die Klimaanlagenkompressorkupplung deaktiviert werden, um zu unterbinden, dass Drehenergie von der Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen wird. Die Steuerung 300 stellt den Zustand der Klimaanlagenkupplung durch Leiten von Signalen zu 344 ein.
Bei 344 stellt die Steuerung 300 den Zustand einer Klimaanlagenkompressorkupplung ein. In einem Beispiel wird die Klimaanlagenkompressorkupplung elektromechanisch betätigt. In einem anderen Beispiel kann die Klimaanlagenkompressorkupplung hydraulisch betätigt werden. Somit kann elektrischer Strom oder hydraulisches Fluid verwendet werden, um die Klimaanlagenkupplung zu aktivieren oder zu deaktivieren. Des Weiteren kann die Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustandsausgabe bei 344 von dem bei 342 bestimmten Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand verzögert werden, um sanftes Starten/Stoppen der Klimaanlage und des Klimaanlagenkompressors zu erleichtern. Die Dauer der Verzögerungszeit kann konstant sein oder sich mit den Betriebsbedingungen der Klimaanlage ändern, wie unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird ein beispielhaftes Diagramm von simulierten Signalen gezeigt, die während des Betriebs der Klimaanlage von Interesse sind. Die Signale von 4 können über die Steuerung 12 der 1 und 2, die Anweisungen der in 3 beschriebenen Steuerung ausführt, bereitgestellt werden.
4 enthält zwei Diagramme. Das erste Diagramm von oben in 4 ist ein Diagramm der Verdampfertemperatur gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt die Verdampfertemperatur dar, und die Verdampfertemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die Kurve 402 stellt die Sollklimananlagenverdampfertemperatur (zum Beispiel 302 von 3) dar. Die Kurve 404 stellt die erwartete Klimaanlagenverdampfertemperatur (zum Beispiel 304 von 3) dar. Linie 410 stellt eine Klimaanlagenverdampfersteuertemperaturhöhe dar (zum Beispiel eine Temperatur, auf die der Klimaanlagenverdampfer bei Aktivierung der Klimaanlagenkompressorkupplung angesteuert wird).
Das zweite Diagramm von oben in 4 ist ein Diagramm des Zustands der Klimaanlagenkompressorkupplung. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt den Zustand der Klimaanlagenkompressorkupplung dar, und der Zustand der Klimaanlagenkompressorkupplung ist nahe der X-Achse geöffnet (zum Beispiel niedrige Höhe), und der Zustand der Klimaanlagenkompressorkupplung ist nahe dem Pfeil der Y-Achse geschlossen (zum Beispiel große Höhe).
Zum Zeitpunkt T₀ ist die Klimaanlagenkompressorkupplung aktiviert, und die Sollverdampfertemperatur 402 (zum Beispiel 302 von 3), wie sie durch einen Klimaregler (zum Beispiel 26 von 1) bereitgestellt wird, und die erwartete Verdampfertemperatur 404 (zum Beispiel 304 von 3) sind nahe der Klimaanlagenverdampfersteuertemperaturhöhe 410.
Zum Zeitpunkt T₁ wird die Klimaanlagenkompressorkupplung zyklisch abgeschaltet, so dass Drehenergie von einer Energieumwandlungsvorrichtung nicht zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen wird. Die Klimaanlagenkompressorkupplung kann als Reaktion auf eine Anforderung vom Fahrzeugführer oder als Reaktion auf andere Klimaanlageneingaben zyklisch abgeschaltet werden, um Energie zu sparen.
Zum Zeitpunkt T₂ beginnt sich die Sollklimaanlagenverdampfertemperatur 402 von der Klimaanlagenverdampfersteuertemperatur 410 weg zu bewegen, da die Klimaanlagenkompressorkupplung ausgerückt ist.
Zum Zeitpunkt T₃ beginnt die Klimaanlagenverdampfertemperatur 404 anzusteigen. Die Rate des erwarteten Klimaanlagenverdampfertemperaturanstiegs kann in Abhängigkeit von der Filterzeitkonstanten, die bei 304 in 3 ausgewählt wird, kleiner gleich der Rate des Sollklimaanlagenverdampfertemperaturanstiegs sein. Ebenso kann die Rate der erwarteten Klimaanlagenverdampfertemperaturabnahme in Abhängigkeit von der Filterzeitkonstanten, die bei 304 in 3 ausgewählt wird, kleiner gleich der Rate der Sollklimaanlagenverdampfertemperaturabnahme sein. Die Zeit zwischen T₁ und T₂ stellt die bei 304 in 3 gewählte Zeitverzögerung dar.
Zum Zeitpunkt T₄ wird die Klimaanlagenkompressorkupplung wieder aktiviert, so dass Drehenergie von der Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen wird. Kurz danach beginnen die Sollverdampfertemperatur 402 und die erwartete Verdampfertemperatur 404 abzunehmen.
Somit ist die erwartete Verdampfertemperatur 404 von der Sollverdampfertemperatur verzögert, so dass der Verdampfertemperaturfehler (zum Beispiel 306 von 3) näher mit der Istverdampfertemperatur in Verbindung steht. Folglich können Schwankungen der Steuerungsausgabe und der Isttemperatur reduziert werden, obgleich es eine bedeutende Phasenverzögerung von der Sollverdampfertemperatur und der Istverdampfertemperatur geben kann. Des Weiteren kann die Höhe der Sollverdampfertemperatur unter dynamischen Bedingungen reduziert werden, um die Möglichkeit einer Übersteuerung der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung (zum Beispiel 332 von 3) unter dynamischen Bedingungen zu reduzieren.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird ein Beispieldiagramm simulierter Signale gezeigt, die bei Aktivierung der Klimaanlage von Interesse sind. Insbesondere wird ein sanfter Start einer Klimaanlage gezeigt. Die Signale von 5 können über die Steuerung 12 der 1 und 2, die Anweisungen der in 3 beschriebenen Steuerung ausführt, bereitgestellt werden.
5 enthält drei Diagramme. Das erste Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm eines Klimaanlagenkompressorkolbenverdrängung- oder -hubsteuersignals (zum Beispiel 328 von 3) gegenüber Zeit. Die Pumpdruckleistung des Klimaanlagenkompressors nimmt mit Zunahme der Kolbenverdrängungsansteuerung zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt die Kompressorverdrängungsansteuerung dar, und die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu, wodurch die Kompressordruckleistung erhöht wird.
Das zweite Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm eines Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustands. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt den Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand dar, und der Sollkompressorkupplungszustand ist nahe der X-Achse geöffnet (zum Beispiel niedrige Höhe), und der Sollkompressorkupplungszustand ist nahe dem Pfeil der Y-Achse geschlossen (zum Beispiel große Höhe). Der Sollklimaanlagenkupplungszustand kann gemäß Klimaanlageneingaben bestimmt werden, wie bei 342 von 3 beschrieben.
Das dritte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustands. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt den Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand dar, und der Kompressorkupplungsansteuerungszustand öffnet die Klimaanlagenkompressorkupplung nahe der X-Achse (zum Beispiel niedrige Höhe), und der Kompressorkupplungsansteuerungszustand schließt die Klimaanlagenkompressorkupplung nahe dem Pfeil der Y-Achse (zum Beispiel große Höhe). Der Sollklimaanlagenkupplungszustand kann gemäß Klimaanlageneingaben bestimmt werden, wie bei 342 von 3 beschrieben.
Zum Zeitpunkt T₀ befindet sich der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand auf einer niedrigen Höhe, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung nicht aktiviert werden soll. Der Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand befindet sich auch auf einer niedrigen Höhe, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung nicht aktiviert werden soll. Des Weiteren befindet sich auch das Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungssignal auf einer niedrigen Höhe, wodurch die Klimaanlagenkompressordruckleistung und die Höhe des an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegten Drehmoments reduziert werden.
Zum Zeitpunkt T₁ wird der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand zyklisch eingeschaltet, so dass Drehenergie von einer Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen werden kann. Die Klimaanlagenkompressorkupplung kann zyklisch eingeschaltet werden, um die Luftklimatisierung zu starten, wodurch die Fahrzeuginnenraumtemperatur reduziert wird, oder nach zyklischem Abschalten des Klimaanlagenkompressors auf Grundlage von Klimaanlageneingaben. Der Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand bleibt auf einer niedrigen Höhe, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung nicht unmittelbar aktiviert wird, wenn sich der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand geändert hat. Des Weiteren bleibt die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einer niedrigen oder minimalen Höhe, so dass sich die Kompressordruckleistung auf einer niedrigen oder minimalen Höhe befindet.
Zum Zeitpunkt T₂ bleibt der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand in einem Zustand zum Einrücken der Klimaanlagenkompressorkupplung. Der Klimaanlagenkompressorkupplungszustand geht zu einer großen Höhe über, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung in einen aktiven eingerückten Zustand angesteuert wird, in dem Drehenergie von der Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen wird. Das Klimaanlagenkompressorverdrängungssteuersignal bleibt auf einer niedrigeren oder minimalen Höhe, so dass, wenn die Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt ist, ein Drehmoment niedriger Höhe an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegt wird. Somit wird bei Klimaanlagenkompressorkupplungseingriff nur eine geringe Last von dem Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegt.
Zum Zeitpunkt T₃ werden der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand und der Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand auf größeren Höhen gehalten. Des Weiteren beginnt das Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungssignal von der niedrigen oder minimalen Höhe auf eine Höhe gerampt zu werden, die die Sollverdampfertemperatur bereitstellt.
Die Zeit zwischen T₂ und T₃ kann eine Konstante sein, oder sie kann als Reaktion auf die Klimaanlagen- oder Energieumwandlungsvorrichtungsbetriebsbedingungen eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Zeit von T₂ bis T₃ eine erste Zeitdauer sein, wenn die Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, und die Zeit von T₂ bis T₃ kann eine zweite Zeitdauer sein, wobei die zweite Zeitdauer kürzer ist als die erste Zeitdauer, wenn die Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, wobei die zweite Motordrehzahl höher ist als die erste Motordrehzahl. Des Weiteren kann die Zeit mit Zunahme der Differenz zwischen der Anfangs- und der Endverdampfertemperatur zunehmen. Mit anderen Worten, die Rampenrate zwischen der Anfangsverdampfertemperatur und der Endverdampfertemperatur kann gemäß den Energieumwandlungsvorrichtungsbedingungen, den Klimaanlagenbedingungen und den Fahrzeugbedingungen eingestellt werden.
Wenn die mit dem Klimaanlagenkompressor gekoppelte Energieumwandlungsvorrichtung zum Beispiel ein Verbrennungsmotor ist, dann kann das Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungssignal auf eine erste Rate hochrampen, wenn der Klimaanlagenkompressor mit Motorleerlaufdrehzahl und -last (zum Beispiel 800 U/min und 0,12 Last) aktiviert ist. Wenn der Motor andererseits mit einer höheren Drehzahl und Last betrieben wird (zum Beispiel 200 U/min und 0,3 Last), dann kann das Klimaanlagenkompressorverdrängungssteuersignal mit einer zweiten Rate hochrampen, wobei die zweite Rate geringer ist als die erste Rate. Das Klimaanlagenkompressorverdrängungssteuersignal kann unter Bedingungen, unter denen es unwahrscheinlicher ist, dass eine schnellere Rampenrate von dem Bediener bemerkt wird, mit einer höheren Rate hochrampen. Des Weiteren kann die Hochramprate unter Bedingungen, unter denen die Energieumwandlungsvorrichtung schneller reagieren kann, um dem zusätzlichen Kompressordrehmoment entgegenzuwirken, erhöht werden. Wie oben erwähnt, kann eine Kompressorverdrängungsansteuerung zum Beispiel schneller hochgerampt werden, um die Kompressordruckleistung zu erhöhen, wenn ein Verbrennungsmotor mit Drehzahlen über Leerlaufdrehzahl betrieben wird, da eine höhere Motordrehzahl zusätzliche Verbrennungsereignisse bereitstellt, wodurch die Zeit reduziert wird, die eine Motorsteuerungseinstellung und ein Motordrehmoment brauchen, um dem Klimaanlagenkompressordrehmoment entgegenzuwirken.
Es kann eine andere Kompressorverdrängungshochrampstrategie bereitgestellt werden, wenn der Klimaanlagenkompressor mit einem Elektromotor gekoppelt ist. Zum Beispiel kann die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungshochramprate auf eine erste Rate erhöht werden, wenn die Motordrehzahl unter der Basisdrehzahl liegt (zum Beispiel der Motordrehzahl, bei der volles Motordrehmoment zur Verfügung steht, und über der, weniger als volles Motordrehmoment zur Verfügung steht). Wenn sich der Elektromotor jedoch auf einer höheren Drehzahl als die Basisdrehzahl befindet, kann die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungshochramprate im Vergleich zu der ersten Rate reduziert werden, um einem geringeren zur Verfügung stehenden Motordrehmoment bei höheren Motordrehzahlen Rechnung zu tragen.
Darüber hinaus kann die Klimaanlagenkompressorverdrängungshochramprate in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Klimaanlage eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Hochramprate erhöht werden, wenn die Differenz zwischen einer Anfangsverdampfertemperatur und einer End- oder Sollverdampfertemperatur kleiner ist als ein erster Schwellwert (zum Beispiel 10°C). Die Hochramprate kann verringert werden, wenn die Differenz zwischen der Anfangsverdampfertemperatur und der Sollverdampfertemperatur größer ist als ein zweiter Schwellwert (zum Beispiel 15°C).
Die Zeit zwischen T₂ und T₃ gestattet eine Stabilisierung des Drehmomentübertragungsausmaßes von dem Motor zu dem Klimaanlagenkompressor vor Einstellung der Klimaanlagenkompressorverdrängung. Die Zeitdauer zwischen T₂ und T₃ kann für Klimaanlagenbetriebsbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen und Energieumwandlungsvorrichtungsbedingungen eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Zeit zwischen T₂ und T₃ verlängert werden, wenn die Energieumwandlungsvorrichtung für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer betrieben worden ist. In einem alternativen Beispiel kann die Zeit zwischen T₂ und T₃ verlängert werden, wenn die Energieumwandlungsvorrichtung ein Verbrennungsmotor ist, der mit weniger als seiner Gesamtanzahl von Zylindern betrieben wird. Insbesondere wenn der Motor mit deaktivierten Zylindern betrieben wird, kann die Zeit zwischen T₂ und T₃ im Vergleich dazu, wenn der Motor mit einer größeren Anzahl von oder mit allen Motorzylindern betrieben wird, verlängert werden.
Auf diese Weise kann die Möglichkeit großer Drehmomentzunahmen zwischen der Energieumwandlungsvorrichtung und dem Klimaanlagenkompressor reduziert werden. Infolgedessen kann die Aktivierung der Klimaanlage für einen Fahrer nicht so stark wahrnehmbar sein.
Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird ein Beispieldiagramm simulierter Signale gezeigt, die bei Deaktivierung der Klimaanlage von Interesse sind. Insbesondere wird ein sanftes Stoppen einer Klimaanlage gezeigt. Die Signale von 6 können über die Steuerung 12 der 1 und 2, die Anweisungen der in 3 beschriebenen Steuerung ausführt, bereitgestellt werden.
6 enthält drei Diagramme. Das erste Diagramm von oben in 6 ist ein Diagramm eines Kompressorkolbenverdrängungs- oder -hubsteuersignals (zum Beispiel 328 von 3) gegenüber Zeit. Die Pumpdruckleistung des Klimaanlagenkompressors nimmt mit Zunahme der Kolbenverdrängungsansteuerung zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt die Kompressorverdrängungsansteuerung dar, und die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu, wodurch die Kompressordruckleistung erhöht wird.
Das zweite Diagramm von oben in 6 ist ein Diagramm eines Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustands. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt den Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand dar, und der Sollkompressorkupplungszustand ist nahe der X-Achse geöffnet (zum Beispiel niedrige Höhe), und der Sollkompressorkupplungszustand ist nahe dem Pfeil der Y-Achse geschlossen (zum Beispiel große Höhe). Der Sollklimaanlagenkupplungszustand kann gemäß Klimaanlageneingaben bestimmt werden, wie bei 342 von 3 beschrieben.
Das dritte Diagramm von oben in 6 ist ein Diagramm des Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustands. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Die Y-Achse stellt den Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand dar, und der Kompressorkupplungsansteuerungszustand öffnet die Klimaanlagenkompressorkupplung nahe der X-Achse (zum Beispiel niedrige Höhe), und der Kompressorkupplungansteuerungszustand schließt die Klimaanlagenkompressorkupplung nahe dem Pfeil der Y-Achse (zum Beispiel große Höhe). Der Sollklimaanlagenkupplungszustand kann gemäß Klimaanlageneingaben bestimmt werden, wie bei 342 von 3 beschrieben.
Zum Zeitpunkt T₀ befindet sich der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand auf einer großen Höhe, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung aktiviert ist. Der Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand befindet sich auch auf einer großen Höhe, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung aktiviert ist. Des Weiteren befindet sich auch das Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungssignal auf einer größeren Höhe, wodurch die Klimaanlagenkompressordruckleistung und die Höhe des an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegten Drehmoments erhöht werden.
Zum Zeitpunkt T₁ wird der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand zyklisch abgeschaltet, so dass keine Drehenergie von einer Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen werden kann, aber die Klimaanlagenkompressorkupplung bleibt bei T₁ eingerückt. Die Klimaanlagenkompressorkupplung kann zyklisch abgeschaltet werden, um die Luftklimatisierung anzuhalten, wodurch die Fahrzeuginnenraumtemperatur erhöht werden kann, oder um Energieverbrauch zu reduzieren. Der Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand bleibt auf einer größeren Höhe, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung nicht unmittelbar deaktiviert wird, wenn sich der Sollklimaanlagenkompressorzustand geändert hat. Des Weiteren bleibt die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einer größeren Höhe, so dass die Kompressordruckleistung höher bleibt.
Zum Zeitpunkt T₂ wird der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand auf einer niedrigeren Höhe gehalten. Der Klimaanlagenkompressorkupplungszustand wird jedoch auf einer größeren Höhe gehalten, so dass die Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt bleibt, um Drehmomentübertragung von der Vorrichtung zur Umwandlung elektrischer Energie zu dem Klimaanlagenkompressor zu gestatten. Darüber hinaus beginnt das Rampen des Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungssignals von der größeren Höhe auf eine niedrigere oder minimale Höhe, die einen reduzierten Kompressorausgangsdruck und weniger Kompressordrehmoment bereitstellt.
Die Zeit zwischen T₁ und T₂ kann eine Konstante sein, oder sie kann als Reaktion auf die Klimaanlagen- oder Energieumwandlungsvorrichtungsbetriebsbedingungen eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Zeit von T₁ bis T₂ eine erste Zeitdauer sein, wenn die Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, und die Zeit von T₁ bis T₂ kann eine zweite Zeitdauer sein, wobei die zweite Zeitdauer kürzer ist als die erste Zeitdauer, wenn die Motordrehzahl die zweite Motordrehzahl ist, wobei die zweite Motordrehzahl höher ist als die erste Motordrehzahl. Des Weiteren kann die Zeit mit Zunahme der Differenz zwischen der Anfangs- und der Endverdampfertemperatur zunehmen. Mit anderen Worten, die Rampenrate zwischen der Anfangsverdampfertemperatur und der Endverdampfertemperatur kann gemäß den Energieumwandlungsvorrichtungsbedingungen, den Klimaanlagenbedingungen und den Fahrzeugbedingungen eingestellt werden.
Wenn die mit dem Klimaanlagenkompressor gekoppelte Energieumwandlungsvorrichtung zum Beispiel ein Verbrennungsmotor ist, dann kann das Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungssignal auf eine erste Rate herunterrampen, wenn der Klimaanlagenkompressor bei Motorleerlaufdrehzahl und -last (zum Beispiel 800 U/min und 0,12 Last) deaktiviert wird. Wenn der Motor andererseits mit einer höheren Drehzahl und Last betrieben wird (zum Beispiel 200 U/min und 0,3 Last), dann kann das Klimaanlagenkompressorverdrängungssteuersignal mit einer zweiten Rate herunterrampen, wobei die zweite Rate höher ist als die erste Rate. Das Klimaanlagenkompressorverdrängungssteuersignal kann unter Bedingungen, unter denen es unwahrscheinlicher ist, dass eine schnellere Rampenrate von dem Bediener bemerkt wird, mit einer höheren Rate herunterrampen. Darüber hinaus kann die Herunterramprate der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung unter Bedingungen, unter denen die Energieumwandlungsvorrichtung schneller reagieren kann, um dem zusätzlichen Kompressordrehmoment entgegenzuwirken, erhöht werden. Wie oben erwähnt, kann eine Klimananlagenkompressorverdrängungsansteuerung zum Beispiel schneller heruntergerampt werden, um die Klimaanlagenkompressordruckleistung zu erhöhen, wenn ein Verbrennungsmotor mit Drehzahlen über Leerlaufdrehzahl betrieben wird, da eine höhere Motordrehzahl zusätzliche Verbrennungsereignisse bereitstellt, wodurch die Zeit reduziert wird, die eine Motorsteuerungseinstellung und ein Motordrehmoment brauchen, um dem Klimaanlagenkompressordrehmoment entgegenzuwirken.
Es kann eine andere Klimaanlangenkompressorverdrängungsherunterrampstrategie bereitgestellt werden, wenn der Klimaanlagenkompressor mit einem Elektromotor gekoppelt ist. Zum Beispiel kann die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungsherunterramprate auf eine erste Rate erhöht werden, wenn die Motordrehzahl unter der Basisdrehzahl liegt (zum Beispiel der Motordrehzahl, bei der volles Motordrehmoment zur Verfügung steht, und über der, weniger als volles Motordrehmoment zur Verfügung steht). Wenn sich der Elektromotor jedoch auf einer höheren Drehzahl als die Basisdrehzahl befindet, kann die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungsherunterramprate im Vergleich zu der ersten Rate reduziert werden, um einem geringeren zur Verfügung stehenden Motordrehmoment bei höheren Motordrehzahlen Rechnung zu tragen.
Darüber hinaus kann die Klimaanlagenkompressorverdrängungsherunterramprate in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Klimaanlage eingestellt werden.
Zum Beispiel kann die Herunterramprate erhöht werden, wenn die Differenz zwischen einer Anfangsverdampfertemperatur und einer End- oder Sollverdampfertemperatur kleiner ist als ein erster Schwellwert (zum Beispiel 10°C). Die Rampenrate kann verringert werden, wenn die Differenz zwischen der Anfangsverdampfertemperatur und der Sollverdampfertemperatur größer ist als ein zweiter Schwellwert (zum Beispiel 15°C).
Zum Zeitpunkt T₃ bleibt der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand in einem Zustand zum Ausrücken der Klimaanlagenkompressorkupplung. Des Weiteren ist das Klimaanlagenkompressorverdrängungssteuersignal auf eine niedrigere Höhe übergegangen, so dass, wenn die Klimaanlagenkompressorkupplung ausgerückt ist, ein Drehmoment niedriger Höhe von der Energieumwandlungsvorrichtung entkoppelt wird. Der Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerungszustand geht zum Zeitpunkt T₃ auf eine niedrigere Höhe über, die anzeigt, dass die Klimaanlagenkupplung in einen ausgerückten Zustand angesteuert ist, in dem Drehenergie von der Energieumwandlungsvorrichtung nicht zu dem Klimaanlagenkompressor übertragen wird. Somit wird bei Ausrücken der Klimaanlagenkompressorkupplung nur eine kleine Last von der Energieumwandlungsvorrichtung entkoppelt.
Die Zeit zwischen T₂ und T₃ gestattet eine Stabilisierung des Drehmomentübertragungsausmaßes von der Energieumwandlungsvorrichtung zu dem Klimaanlagenkompressor, bevor der Klimaanlagenkompressor von der Energieumwandlungsvorrichtung entkoppelt wird. Die Zeitdauer zwischen T₂ und T₃ kann für Klimaanlagenbetriebsbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen und Energieumwandlungsvorrichtungsbedingungen eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Zeit zwischen T₂ und T₃ verlängert werden, wenn die Energieumwandlungsvorrichtung für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer betrieben worden ist. In einem alternativen Beispiel kann die Zeit zwischen T₂ und T₃ verlängert werden, wenn die Energieumwandlungsvorrichtung ein Verbrennungsmotor ist, der mit weniger als seiner Gesamtanzahl von Zylindern betrieben wird. Insbesondere wenn der Motor mit deaktivierten Zylindern betrieben wird, kann die Zeit zwischen T₂ und T₃ im Vergleich dazu, wenn der Motor mit einer größeren Anzahl von oder allen Motorzylindern betrieben wird, verlängert werden.
Auf diese Weise kann die Möglichkeit starker Drehmomentabnahmen zwischen der Energieumwandlungsvorrichtung und dem Klimaanlagenkompressor reduziert werden. Infolgedessen kann die Deaktivierung der Klimaanlage für einen Fahrer nicht so stark wahrnehmbar sein.
Nunmehr auf 7 Bezug nehmend, wird ein simuliertes Diagramm gezeigt, das Klimaanlagensteuertemperatur gegenüber Klimaanlagendrehmoment darstellt. Die Y-Achse stellt die Verdampfertemperatur dar. Die X-Achse stellt zugelassenen Klimaanlagendrehmomentverbrauch (zum Beispiel von einer Energieumwandlungsvorrichtung verbrauchtes Drehmoment, wenn eine Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt ist und eine Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung an einen Klimaanlagenkompressor gegeben wird) dar.
Die Markierung 708 stellt die Höhe eines Drehmoments dar, das von einem Klimaanlagenkompressor an eine Energieumwandlungsvorrichtung angelegt wird, wenn eine Klimaanlagenkompressorkupplung nicht eingerückt ist. Die geringe Drehmomenthöhe ist das Drehmoment, das benötigt wird, um den Riemen und die Kupplungsnabe zu drehen.
Die Markierung 710 stellt die Höhe eines Drehmoments dar, das ein Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, wenn die Klimaanlagenkupplung eingerückt ist und wenn sich die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einer minimalen Höhe befindet. Die Höhe des an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegten Drehmoments vergrößert sich, da zusätzliche Masse vorliegt, die sich dreht, wenn die Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt ist und da der Klimaanlagenkompressor eine gewisse Pumpleistung hat, wenn sie auch gering ist, wenn sich die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einer minimalen Höhe befindet.
Die Markierung 714 stellt die Gefriertemperatur von Wasser dar. Die Markierung 712 stellt eine Umgebungstemperatur dar. Natürlich kann die Umgebungstemperatur variieren, so dass die Form der Temperaturkurve 702 mit abnehmender Umgebungstemperatur abflacht. Des Weiteren kann die Kurve 702 im mittleren Abschnitt steiler sein, wenn die Umgebungstemperatur erhöht ist. Schließlich kann die Umgebungstemperatur die niedrigste Temperatur beeinflussen, die erreicht werden kann, wenn der Klimaanlagenkompressor mit voller Leistung betrieben wird.
Die Kurve 702 stellt die Verdampfertemperatur dar, und die Verdampfertemperatur wird reduziert, wenn das Drehmoment, das der Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, zunimmt. Die Kurve 702 erreicht einen minimalen Wert, wenn sich das Klimaanlagenkompressordrehmoment auf seiner größten Höhe befindet. Somit kann beobachtet werden, dass der Klimaanlagenkompressor eine geringe Last für die Energieumwandlungsvorrichtung bereitstellen kann, wenn sich die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einer niedrigeren Höhe befindet. Als Alternative dazu kann der Klimaanlagenkompressor eine erhöhte Last für die Energieumwandlungsvorrichtung bereitstellen, wenn sich die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einer größeren Höhe befindet. Deshalb kann es wünschenswert sein, zunächst die Klimaanlagenkompressorlast an die Energieumwandlungsvorrichtung anzulegen, wobei sich die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einer niedrigeren Höhe befindet, so dass eine Drehmomentänderung für einen Bediener nicht so stark wahrnehmbar ist.
Die vertikale Markierung 704 stellt die Höhe eines Klimaanlagendrehmoments dar, das zulässig ist, während Antriebsstrangdrehmomentanforderungen (zum Beispiel vom Fahrer angefordertes Drehmoment und Motorzubehördrehmoment) durch die Energieumwandlungsvorrichtung erfüllt werden. Zum Beispiel kann einer Energieumwandlungsvorrichtung bei einer bestimmten Motordrehzahl ein Bremsmoment von 400 Nm an ihrer Kurbelwelle zur Verfügung stehen, und ein Klimaanlagenkompressor kann ein Drehmoment von 30 Nm an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegen, wenn die Klimaanlagenkompressorkupplung eingerückt ist und wenn sich die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf einem Maximum oder einer größeren Höhe befindet. Wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment (zum Beispiel Triebsstrangdrehmomentabgabe an die Fahrzeugräder, wie durch einen Fahrer über ein Fahrpedal angefordert) und das Motorzubehördrehmoment (zum Beispiel alle Zubehörlasten, außer der Klimaanlage, einschließlich Lichtmaschinendrehmoment, Lenkservomoment und Vakuumpumpen, aber nicht darauf beschränkt) 380 Nm beträgt, dann ist ein Klimaanlagendrehmoment von 20 Nm zulässig, während dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment und dem Motorzubehördrehmoment noch immer entsprochen werden. Somit kann der Klimaanlagenkompressor mit 67% der Leistung betrieben werden, während immer noch vom Fahrer angefordertes Drehmoment und Motorzubehördrehmoment auf voller Höhe bereitgestellt werden. Der Bereich links von der vertikalen Markierung 704 ist ein Bereich, in dem Antriebsstrangdrehmomentanforderungen erfüllt werden können, wo aber weniger als die volle Klimaanlagenkompressor- und Klimaanlagenkühlleistung zur Verfügung stehen. Der Bereich rechts von der vertikalen Markierung 704 ist ein Bereich, in dem Antriebsstrangdrehmomentanforderungen nicht erfüllt werden, wenn der Klimaanlagenkompressor mit einem Drehmoment größerer Höhe betrieben wird.
Die horizontale Markierung 706 stellt eine Verdampfertemperatur dar, die erreicht werden kann, wenn sich das Klimaanlagenkompressordrehmoment auf einer Höhe befindet, die Antriebsstrangdrehmomentanforderungen entspricht. Der Bereich über der Markierung 706 stellt einen Bereich der Verdampfertemperatur dar, der zur Verfügung steht, wenn sich das Klimaanlagenkompressordrehmoment auf einer Höhe befindet, auf der Antriebsstrangdrehmomentanforderungen erfüllt werden können, wobei die Klimaanlage auf oder unter dem Klimaanlagedrehmoment zum Erfüllen von Antriebsstranganforderungen betrieben wird. Der Bereich unter der Markierung 706 ist ein Bereich der Verdampfertemperatur, der nicht zur Verfügung steht, wenn sich das Klimaanlagenkompressordrehmoment auf einer Höhe befindet, auf der Antriebsstrangdrehmomentanforderungen erfüllt werden können.
Somit zeigt das Diagramm von 7, dass die Klimaanlagenkühlleistung dazu eingestellt werden kann, Antriebsstranganforderungen zu erfüllen. Wie durch 10 beschrieben, steht die volle Klimaanlagenkühlleistung zur Verfügung, bis Antriebsstrangdrehmomentanforderungen auf einen Schwellwert treffen. Wenn die Antriebsstrangdrehmomentanforderungen den Schwellwert übersteigen, wird die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung so eingestellt, dass das Klimaanlagenkompressordrehmoment proportional zu der Antriebsstrangdrehmomentanforderung, die den Schwellwert übersteigt, abnimmt.
Nunmehr auf 8A Bezug nehmend, wird ein Balkendiagramm gezeigt, das einen Zustand darstellt, in dem Antriebsstrangdrehmomentanforderungen und das Klimaanlagenkompressordrehmoment die Höhe des zur Verfügung stehenden Bremsmoments der Energieumwandlungsvorrichtung (zum Beispiel Motorbremsmoment) übersteigen. Insbesondere stellt der Balken 802 eine Höhe des zur Verfügung stehenden Bremsmoments der Energieumwandlungsvorrichtung dar. Der Balken 804 stellt eine Höhe des angeforderten Antriebsstrangdrehmoments dar, und der Balken 806 stellt eine Höhe des an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegten Klimaanlagenkompressordrehmoments dar.
Aus 8A geht hervor, dass alle Drehmomentanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung die Drehmomentabgabeleistung der Energieumwandlungsvorrichtung übersteigen. Deshalb steht dem einen oder den mehreren Drehmomentverbrauchern der Energieumwandlungsvorrichtung weniger Drehmoment als erwünscht zur Verfügung. Infolgedessen kann der Fahrzeugführer bemerken, dass dem Fahrzeugtriebstrang weniger Drehmoment zur Verfügung steht, um das Fahrzeug anzutreiben. Folglich ist der Fahrzeugführer möglicherweise enttäuscht von der Leistung des Fahrzeugs.
Nunmehr auf 8B Bezug nehmend, wird ein Balkendiagramm gezeigt, das einen Zustand darstellt, in dem die Klimaanlagenkupplung ausgerückt ist, so dass Antriebsstrangdrehmomentanforderungen erfüllt werden können, wenn das Klimaanlagenkompressordrehmoment und die Antriebsstrangdrehmomentanforderungen die Höhe des zur Verfügung stehenden Bremsmoments der Energieumwandlungsvorrichtung übersteigen. Insbesondere stellt der Balken 802 eine Höhe des zur Verfügung stehenden Bremsmoments der Energieumwandlungsvorrichtung dar. Der Balken 804 stellt eine Höhe des angeforderten Antriebsstrangdrehmoments dar. Für Klimaanlagenkompressordrehmoment ist kein Balken vorgesehen, da das Klimaanlagendrehmoment von der Energieumwandlungsvorrichtung entkoppelt ist. Obgleich die Sollantriebsstrangdrehmomentanforderungen erfüllt werden, kann der Bediener Unbehaglichkeit oder Unzufriedenheit darüber, dass die Klimaanlagenkühlleistung deaktiviert ist, verspüren.
Nunmehr auf 8C Bezug nehmend, wird ein Balkendiagramm gezeigt, das das Verfahren von 10 darstellt. Insbesondere wird die Höhe des von der Klimaanlage verbrauchten Drehmoments reduziert oder so eingestellt, dass das vom Antriebsstrang angeforderte Drehmoment und das Klimaanlagendrehmoment durch die Energieumwandlungsvorrichtung bereitgestellt werden können.
Der Balken 802 stellt die Höhe des zur Verfügung stehenden Bremsmoments der Energieumwandlungsvorrichtung dar. Der Balken 804 stellt eine Höhe des vom Antriebsstrang angeforderten Drehmoments dar, und der Balken 806 stellt eine Höhe des an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegten Klimaanlagenkompressordrehmoments dar.
Es kann beobachtet werden, dass das Klimaanlagendrehmoment im Vergleich zu 8A reduziert ist, so dass die Summe des vom Antriebsstrang angeforderten Drehmoments und des Klimaanlagendrehmoments der Höhe des von der Energieumwandlungsvorrichtung zur Verfügung stehenden Drehmoments entsprechen, ohne die Höhe des Antriebsstrangdrehmoments zu reduzieren. Auf diese Weise kann das vom Fahrer angeforderte Drehmoment bereitgestellt werden, um das Fahrzeug zu beschleunigen, während die Kühlleistung bei der Klimaanlage bleibt. Als Alternative dazu kann das Klimaanlagendrehmoment so eingestellt werden, dass ein Anteil des Klimaanlagendrehmoments reduziert wird, so dass das Antriebsstrangdrehmoment und das Klimaanlagendrehmoment auf eine gewünschte Höhe reduziert werden.
Nunmehr auf 9 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage gezeigt. Das Verfahren von 9 kann über Anweisungen bereitgestellt werden, die durch die Steuerung 12 der 1 und 2 in dem System, wie in den 1 und 2 beschrieben, ausgeführt werden.
Bei 902 bestimmt das Verfahren 900 die Betriebsbedingungen. Betriebsbedingungen können Klimaanlagenbetriebsbedingungen, Energieumwandlungsvorrichtungsbetriebsbedingungen und Fahrzeugbetriebsbedingungen umfassen. Betriebsbedingungen umfassen die Verdampfertemperatur, die solare Last, die Innenraumfeuchtigkeit, die Innenraumtemperatur, die Motordrehzahl, die Verbrennungsmotorlast, der Motorstrom und die Motordrehzahl, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Verfahren 900 geht nach Bestimmung der Betriebsbedingungen auf 904 über.
Bei 904 wählt das Verfahren 900 den Klimaanlagenkompressorkupplungszustand aus. In einem Beispiel wählt das Verfahren 900 den Klimaanlagenkompressorkupplungszustand, wie in den Figuren 340–344 von 3 beschrieben. Insbesondere empfängt das Verfahren 900 Bediener- und Klimaanlageneingaben. Die Eingaben werden über eine Logik verarbeitet, und der Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustand wird gewählt. Nach Wahl des Sollklimaanlagenkompressorkupplungszustands geht das Verfahren 900 auf 906 über.
Bei 906 bestimmt das Verfahren 900 die Sollverdampfertemperatur, wie bei 302 von 3 beschrieben. In einem Beispiel wird die Sollverdampfertemperatur der die Energieumwandlungsvorrichtung und den Klimaanlagenkompressor betreibenden Steuerung kontinuierlich zugeführt. Wenn die Klimaanlage deaktiviert ist, kann die Sollverdampfertemperatur auf Umgebungstemperatur eingestellt sein. Wenn die Klimaanlage aktiv ist, kann gestattet werden, dass die Sollverdampfertemperatur um eine Klimaanlagenverdampfersteuertemperatur schwankt, wie in 4 dargestellt. Das Verfahren 900 geht nach Bestimmung der Sollverdampfertemperatur auf 908 über.
Bei 908 bestimmt das Verfahren 900 eine Vorwärtskopplungs-Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung. Die Vorwärtskopplungsklimaanlagenkompressorverdrängungsan-steuerung kann wie bei 350 von 3 bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Sollverdampfertemperatur eine Funktion oder eine Tabelle indexieren, die einen variablen Wert eines Tastverhältnisses, eine Ansteuerungsspannung, einen Ansteuerungsstrom, einen Skalierer, der die Sollverdampfertemperatur unter Nennbetriebsbedingungen bereitstellt, wenn die Variable an den Klimaanlagenkompressorverdrängungsaktor (zum Beispiel das Steuerventil 20 von 1) abgegeben wird, angibt. Nach Bestimmung der Vorwärtskopplungsklimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung geht das Verfahren 900 auf 910 über.
Bei 910 bestimmt das Verfahren 900 die erwartete Verdampfertemperatur. In einem Beispiel wird die erwartete Verdampfertemperatur wie unter Bezugnahme auf 304 von 3 und 4 beschrieben bestimmt. Insbesondere werden eine Verzögerung und eine Filterzeitkonstante an die Sollverdampfertemperatur angelegt. In anderen Beispielen können eine Verzögerung und eine vorbestimmte Temperaturanstiegsratengrenze oder eine vorbestimmte Temperaturabnahmeratengrenze an die Sollverdampfertemperatur angelegt werden. Nach Bestimmung der erwarteten Verdampfertemperatur geht das Verfahren 900 auf 912 über.
Bei 912 bestimmt das Verfahren 900 einen Verdampfertemperaturfehler. Der Verdampfertemperaturfehler kann durch Subtrahieren der Istverdampfertemperatur von der erwarteten Verdampfertemperatur von 910 bestimmt werden. Nach Bestimmung des Verdampfertemperaturfehlers geht das Verfahren 900 auf 914 über.
Bei 914 beurteilt das Verfahren 900, ob der Verdampfertemperaturschwellwert höher ist als ein vorbestimmter Schwellwert. Ist dies der Fall, dann geht das Verfahren 900 auf 918 über. Ansonsten geht das Verfahren 900 auf 916 über.
Bei 918 bestimmt das Verfahren die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungseinstellungen (zum Beispiel die Einstellungen des Klimaanlagenkolbenhubs) aus proportionalen, integralen und derivativen (PID) Termen. In einem Beispiel werden die Klimaanlagenkompressoransteuerungseinstellungen aus PID-Termen wie bei 312–316, 320 und 324 beschrieben bestimmt. Insbesondere wird der Verdampferfehler über proportionale, integrale und derivative Termen modifiziert. Der integrale Term ist auf eine vorbestimmte Höhe begrenzt, so dass die Steuerung aufgrund eines Werts in dem integralen Term die Einstellung nicht fortführt, wenn der Verdampfertemperaturfehler nahe null ist. Die PID-Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungsein-stellungen werden zusammenaddiert, und das Verfahren 900 geht auf 920 über.
Bei 916 bestimmt das Verfahren 900 Klimaanlagenkompressorverdrängungseinstellungen über einen speicherlosen Hochverstärkungsvorgang. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 900 Klimaanlagenkompressoreinstellungen gemäß 318–322 von 3. Zum Beispiel kann der Verdampfertemperaturfehler mit einer parabolischen Funktion multipliziert werden, die die Klimaanlagenverdrängungseinstellung mit Zunahme des Verdampfertemperaturfehlers exponentiell erhöht. Das Verfahren 900 geht auf 920 über.
Bei 920 bestimmt das Verfahren 900 die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung durch Summieren der PID-, speicherlosen Hochverstärkungs- und Vorwärtskopplungs-Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungen. Nach Bestimmung der eingestellten Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung geht das Verfahren 900 auf 922 über.
Bei 922 stellt das Verfahren 900 ein sanftes Starten und sanftes Stoppen für den Klimaanlagenkompressor bereit, wenn der Klimaanlagenkompressor gestoppt oder gestartet wird. In einem Beispiel stellt das Verfahren 900 sanftes Starten und sanftes Stoppen für den Klimaanlagenkompressor bereit, wie bei 328 von 3, 5–6 und 11 beschrieben. Das sanfte Starten/Stoppen gestattet einen gleichmäßigen Drehmomentübergang, wenn die Klimaanlagenkompressorkupplung aktiviert und deaktiviert wird. Nach der Einstellung der Klimaanlagenkupplungsansteuerungen und der Klimaanlagenkompressorverdrängungssignale zur Bereitstellung eines sanften Startens und Stoppens des Klimaanlagenkompressors geht das Verfahren 900 auf 924 über.
Bei 924 stellt das Verfahren 900 ein Begrenzen und/oder Einstellen der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung für sanftes Starten und sanftes Stoppen für den Klimaanlagenkompressor bereit, wenn der Klimaanlagenkompressor gestoppt oder gestartet wird. In einem Beispiel stellt das Verfahren 900 ein sanftes Starten und ein sanftes Stoppen für den Klimaanlagenkompressor bereit, wie bei 328 von 3, 5–6 und 11 beschrieben. Das sanfte Starten/Stoppen gestattet einen gleichmäßigen Drehmomentübergang, wenn die Klimaanlagenkompressorkupplung aktiviert und deaktiviert wird. Nach der Einstellung der Klimaanlagenkupplungsansteuerungen und der Klimaanlagenkompressorverdrängungssignale zur Bereitstellung eines sanften Startens und Stoppens des Klimaanlagenkompressors geht das Verfahren 900 auf 924 über.
Bei 924 wird die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung zur Steuerung des Klimaanlagenkompressordrehmoments auf eine gewünschte Höhe unter gegebenem der Energieumwandlungsvorrichtung zur Verfügung stehenden Bremsmoment und gegebenen Antriebsstrangdrehmomentanforderungen begrenzt und/oder eingestellt. In einem Beispiel wird die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung wie bei 330 von 3, 8C und 10 beschrieben eingestellt und/oder begrenzt. Insbesondere kann die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung so eingestellt werden, dass die Antriebsstrangdrehmomentanforderungen erfüllt werden. Wenn die Antriebsstrangdrehmomentanforderungen über Reduzieren der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung, nicht erfüllt werden können, kann die Klimaanlagenkupplung geöffnet werden, um den Klimaanlagenkompressor von der Energieumwandlungsvorrichtung zu entkoppeln. Die Klimaanlagenkupplung kann nach Einstellung der Klimaanlagenverdrängungsansteuerung auf eine minimale Höhe deaktiviert werden. Nach Einstellung der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung auf Grundlage der Antriebsstrangdrehmomentanforderungen und des der Energieumwandlungsvorrichtung zur Verfügung stehenden Bremsmoments geht das Verfahren 900 auf 926 über.
Bei 926 gibt das Verfahren 900 die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung und die Klimaanlagenkompressorkupplungsansteuerung ab. Die Ansteuerungen können über ein Tastverhältnis, ein Controller Area Network (CAN), einen Datenbus, einen analogen Kanal oder eine andere bekannte Ausgabeart abgegeben werden. Nach Abgabe der Klimaanlagenansteuerungen geht das Verfahren 900 auf 928 über.
Bei 928 stellt das Verfahren 900 das von der Energieumwandlungsvorrichtung abgegebene Drehmoment zum Kompensieren von Änderungen der Antriebsstrangdrehmomentanforderungen und des Klimaanlagenkompressordrehmoments ein. In einem Beispiel, in dem die Energieumwandlungsvorrichtung ein Verbrennungsmotor ist, kann die Motorleistung über weiteres Öffnen einer Motordrosselklappe und Erhöhen einer in den Verbrennungsmotor eingespritzten Kraftstoffmenge erhöht werden. Der Motorzündzeitpunkt kann auch eingestellt werden, um das Motordrehmoment einzustellen. Wenn die Antriebsstrangdrehmomentanforderungen und/oder die Klimaanlagenkompressordrehmomentanforderungen reduziert werden, kann das Motordrehmoment umgekehrt über Schließen der Motordrosselklappe und Reduzieren der Menge des eingespritzten Kraftstoffs verringert werden. Die Motordrehmomentanforderung kann gemäß der Summe der Antriebsstrangdrehmomentanforderungen und des Klimaanlagenkompressordrehmoments bis zu der Volllast-Motordrehmomemtgrenze eingestellt werden.
In einem anderen Beispiel, in dem es sich bei der Energieumwandlungsvorrichtung um einen Elektromotor handelt, kann das Motordrehmoment über Einstellen von an ein Feld des Motors angelegtem Strom eingestellt werden. Wenn zum Beispiel zusätzliches Motordrehmoment angefordert wird, dann kann der angeforderte Feldstrom erhöht werden. Andererseits kann Feldstrom verringert werden, um Motorausgangsdrehmoment zu verringern.
Somit umfasst das Verfahren von 9, dass die in 3 beschriebene Steuerung die Klimaanlagenkupplung und den Klimaanlagenkompressor der 1 und 2 einstellt. Des Weiteren koordiniert das Verfahren von 9 Kupplungsansteuerungen und Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerungen, wie in den 5 und 6 dargestellt.
Nunmehr auf 10 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zum Begrenzen und/oder Einstellen einer Klimaanlagenverdrängungsanforderung gezeigt. Das Verfahren von 10 kann über durch die Steuerung 12 der 1 und 2 in dem in den 1 und 2 beschriebenen System ausgeführte Anweisungen bereitgestellt werden.
Bei 1002 bestimmt das Verfahren 1000 das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung. In einem Beispiel, in dem die Energieumwandlungsvorrichtung ein Verbrennungsmotor ist, kann zur Verfügung stehendes Verbrennungsmotorbremsmoment durch Betrieb des Verbrennungsmotors mit ausgewählten Verbrennungsmotordrehzahlen bei weit geöffneter Drosselklappe (WOT – wide open throttle) oder Volllast empirisch bestimmt werden. WOT-Verbrennungsmotorbremsmoment für die ausgewählten Verbrennungsmotordrehzahlen können in einer Tabelle oder in einer Funktion gehalten werden, die im Speicher gespeichert ist. Die Tabelle oder die Funktion kann durch Verwendung der aktuellen Verbrennungsmotordrehzahl indexiert werden, und die Tabelle oder die Funktion geben das WOT-Verbrennungsmotorbremsmoment aus, das als das zur Verfügung stehende Verbrennungsmotorbremsmoment interpretiert wird.
Wenn es sich bei der Energieumwandlungsvorrichtung um einen Motor handelt, kann das zur Verfügung stehende Motordrehmoment auf Grundlage der (des) zur Verfügung stehenden aktuellen Motordrehzahl und Feldstärke oder Feldstroms (zum Beispiel des maximalen Feldstroms) bei der aktuellen Motordrehzahl empirisch bestimmt und gespeichert werden. Das zur Verfügung stehende Bremsmoment kann über Indexieren der Tabelle oder Funktion unter Verwendung der aktuellen Motordrehzahl bestimmt werden. Nach Bestimmung des Bremsmoments der Energieumwandlungsvorrichtung geht das Verfahren 1000 auf 1004 über.
Bei 1004 bestimmt das Verfahren 1000 Antriebsstrangdrehmomentanforderungen. Antriebsstrangdrehmomentanforderungen können vom Bediener angefordertes Triebstrangdrehmoment und Motorzubehördrehmoment, außer dem Klimaanlagendrehmoment, umfassen. Das vom Bediener angeforderte Triebstrangdrehmoment kann über Ablesen eines mit einem Fahrpedal gekoppelten Sensors oder über eine andere Art von Bedienereingabe bestimmt werden. In einigen Beispielen kann das angeforderte Triebstrangdrehmoment durch eine Hybridsteuerung oder eine andere Steuerung bereitgestellt werden. Drehmoment von Motorzubehör kann über Modelle des Zubehörs oder aus empirisch bestimmten Nachschlagetabellen, die gemäß Betriebsbedingungen indexiert sind, bestimmt werden. Zum Beispiel kann eine Servolenkungslast auf Grundlage des Lenkradwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drehzahl der Energieumwandlungsvorrichtung bestimmt werden. Lichtmaschinenlast kann auf Grundlage von Lichtmaschinenfeldstrom und Lichtmaschinendrehzahl bestimmt werden. Die Antriebsstrangdrehmomentanforderung ist die Summe des vom Bediener angeforderten Triebstrangdrehmoments und des Motorzubehördrehmoments. Nach Bestimmung des Antriebsstrangdrehmoments geht das Verfahren 1000 auf 1006 über.
Bei 1006 bestimmt das Verfahren 1000 eine zur Verfügung stehende Klimaanlagenkompressordrehmomenthöhe. In einem Beispiel kann zur Verfügung stehendes Klimaanlagenkompressordrehmoment durch Subtrahieren der Antriebsstrangdrehmomentanforderungen von dem zur Verfügung stehenden Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung bestimmt werden. Der Rest des Drehmoments kann dem Klimaanlagenkompressor zur Verfügung gestellt werden. Wenn das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung zum Beispiel 400 Nm beträgt und die Antriebsstrangdrehmomentanforderungen 380 Nm betragen, dann steht dem Klimaanlagenkompressor ein Drehmoment von 20 Nm zur Verfügung.
Das Klimaanlagenkompressordrehmoment kann über ein Modell geschätzt werden, das Klimaanlagenkompressorreibmoment, Klimaanlagenkompressorträgheitsmoment, Klimaanlagenpumpmoment (zum Beispiel ein auf dem Klimaanlagenkompressorkopfdruck, der Klimaanlagenkompressorkupplungsdrehzahl und der Klimaanlagenkompressorverdrängung basierendes Kompressordrehmoment) und dynamisches Klimaanlagenpumpdrehmoment (zum Beispiel eine Änderung des Klimaanlagenkopfdrucks) summiert. Das Modell kann auch invertiert werden, um die Einstellung der Drehmomentabgabe der Energieumwandlungsvorrichtung zu bestimmen.
In anderen Beispielen können ausgeklügeltere Wege zur Bestimmung von zur Verfügung stehendem Klimaanlagendrehmoment bereitgestellt werden. Zum Beispiel können Antriebsstrangdrehmomentanforderungen zu Drehmomenthöhen zum Betrieb des Klimaanlagenkompressors mit einer Sollkühlleistung zur Bestimmung eines Verbraucherdrehmoments (zum Beispiel einer Höhe eines durch den Bediener angeforderten Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoments, Klimaanlage, Servolenkung, Lichtmaschine usw.) hinzuaddiert werden. Das Verbraucherdrehmoment wird dann von dem Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung subtrahiert. Wenn der Rest positiv ist, kann der Klimaanlagenkompressor mit der Sollkühlleistung betrieben werden (zum Beispiel kann der Klimaanlagenkompressor mit einem Hub betrieben werden, bei dem die Klimaanlagenkompressorausgangsdruckleistung der Sollkühlleistung entspricht). Die Höhe des Klimaanlagenkompressordrehmoments zum Betrieb einer Sollkühlleistung kann empirisch bestimmt und für anschließendes Abrufen im Speicher gespeichert werden. Wenn andererseits der Rest negativ ist, dann kann der Rest mit einer Konstanten oder Funktion multipliziert werden, um die Höhe einer Drehmomentreduktion in dem an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegten Klimaanlagenkompressordrehmoment zu bestimmen. Somit kann das Klimaanlagendrehmoment reduziert werden, um Klimaanlagenkühlleistung gegen Antriebsstrangdrehmoment oder Drehmoment für Zubehör außer der Klimaanlage auszutauschen.
In einem Beispiel, in dem das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung 390 Nm beträgt, betragen Antriebsstrangdrehmomentanforderungen 370 Nm, und das Drehmoment zum Betrieb der Klimaanlage mit voller Leistung ist 40 Nm, die Bremsmomentleistung der Energieumwandlungsvorrichtung ist 20 Nm minus dem Verbraucherdrehmoment (390 Nm – (370 Nm + 40 Nm) = –20 Nm). Deshalb muss von dem Klimaanlagendrehmoment und/oder der Antriebsstrangdrehmomentanforderung ein Drehmoment von mindestens 20 Nm entfernt werden, um das Verbraucherdrehmoment unter dem zur Verfügung stehenden Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoment zu halten. In einigen Beispielen kann eine zusätzliche Drehmomenthöhe entfernt werden. Zum Beispiel können 105% der Differenz zwischen dem zur Verfügung stehenden Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung und dem Verbraucherdrehmoment von dem Klimaanlagen- und/oder Antriebsstranganforderungsdrehmoment entfernt werden, um einen Überschussdrehmomentpuffer bereitzustellen. In diesem Beispiel kann das Klimaanlagenkompressordrehmoment um 10 Nm reduziert werden, so dass das Antriebsstrangdrehmoment um 10 Nm reduziert werden kann. Somit ist das von dem Klimaanlagenkompressor und den Antriebsstrangdrehmomentanforderungen angeforderte Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoment kleiner gleich dem zur Verfügung stehenden Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung. Auf diese Weise wird das angeforderte Klimaanlagendrehmoment um einen Betrag reduziert, der 50% der angeforderten Drehmomenthöhe darstellt, die das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung übersteigt, um das zur Verfügung stehende Klimaanlagenkompressordrehmoment von 30 Nm bereitzustellen. Das angeforderte Antriebsstrangdrehmoment wird um einen Betrag reduziert, der 50% der Höhe des angeforderten Drehmoments darstellt, das das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung übersteigt, aber die Drehmomentreduktion beträgt nur 3% des Antriebsstrangsanforderungsdrehmoments. Natürlich können über Änderungen von Funktionen oder Konstanten, die Drehmoment zwischen dem angeforderten Antriebsstrangdrehmoment und dem Klimaanlagendrehmoment zuweisen, andere Prozentanteile der Drehmomentreduktion bereitgestellt werden.
In anderen Beispielen, in denen das angeforderte Klimaanlagenkompressordrehmoment zu einem Zeitpunkt, zu dem das Antriebsstrangdrehmoment und das Klimaanlagendrehmoment das zur Verfügung stehende Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoment übersteigen, geringer ist als für volle Klimaanlagenkompressorkühlleistung verwendet, wird die Klimaanlagenkompressorkühlleistung zum derzeitigen Zeitpunkt dann gemäß einer Konstanten oder Funktion reduziert. Wenn das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung zum Beispiel 390 Nm beträgt, die Antriebsstranganforderungsdrehmoment 380 Nm beträgt und das Drehmoment zum Betrieb der Klimaanlage auf 80% der vollen Leistung 35 Nm beträgt, ist die Bremsmomentleistung der Energieumwandlungsvorrichtung 25 Nm minus dem Verbraucherdrehmoment (390 Nm – (380 Nm + 35 Nm) = 25 Nm). Deshalb muss ein Drehmoment von 25 Nm von dem Klimaanlagendrehmoment und/oder der Antriebsstrangdrehmomentanforderung entfernt werden. Das Klimaanlagenkompressordrehmoment kann um 15 Nm reduziert werden, so dass das Antriebsstrangdrehmoment nur um 10 Nm reduziert wird, um das angeforderte Verbraucherdrehmoment auf 390 Nm zu reduzieren. Somit wird das angeforderte Klimaanlagendrehmoment um einen Betrag reduziert, der 60% der Höhe des angefordertem Verbraucherdrehmoments, das das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung übersteigt, beträgt, um ein zur Verfügung stehendes Klimaanlagenkompressordrehmoment von 20 Nm bereitzustellen. Das angeforderte Antriebsstrangdrehmoment wird um einen Betrag reduziert, der 40% der Höhe des Verbraucherdrehmoments darstellt, das das zur Verfügung stehende Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung übersteigt, oder nur ca. 3% der Antriebsstrangdrehmomentanforderungen. In diesem Beispiel wird die Klimaanlagenkompressorkühlleistung zum derzeitigen Zeitpunkt gemäß einer Konstanten oder Kühlleistung, die eine Reduktion von 60% des Klimaanlagenkompressordrehmoments anfordert, reduziert.
Die Konstante oder die Funktion, die das angeforderte Klimaanlagenkompressordrehmoment einstellt, um das zur Verfügung stehende Klimaanlagenkompressordrehmoment bereitzustellen kann auf Grundlage der Änderungsrate des vom Bediener angeforderten Solltriebstrangdrehmoments indexiert sein. Wenn sich zum Beispiel das vom Bediener angeforderte Antriebsstrangsolldrehmoment um mehr als eine vorbestimmt Rate ändert, können 80% oder mehr der Reduktion des verbrauchten Drehmoments eine Reduktion des zur Verfügung stehenden Klimaanlagenkompressordrehmoments sein. Wenn sich jedoch das vom Bediener angeforderte Solltriebstrangdrehmoment um weniger als die vorbestimmte Rate ändert, können weniger als 80% der Reduktion des verbrauchten Drehmoments eine Reduktion des zur Verfügung stehenden Klimaanlagenkompressordrehmoments sein. Wenn die Änderungsrate des vom Bediener angeforderten Sollantriebsstrangmoments weniger als eine erste Höhe ist, dann wird die Höhe der Reduktion des zur Verfügung stehenden Klimaanlagenkompressordrehmoments um eine erste Höhe reduziert. Wenn die Änderungsrate des vom Bediener angeforderten Solltriebstrangdrehmoments höher ist als die erste Höhe, dann wird die Höhe der Reduktion des zur Verfügung stehenden Klimaanlagenkompressordrehmoments auf eine zweite Höhe reduziert, wobei die zweite Höhe größer ist als die erste Höhe. Auf diese Weise kann die Reduktion von zur Verfügung stehendem Klimaanlagenkompressordrehmoment auf der Änderungsrate des vom Bediener angeforderten Solltriebstrangdrehmoments basieren. Nach Bestimmung des zur Verfügung stehenden Klimaanlagenkompressordrehmoments geht das Verfahren 1000 auf 1008 über.
Bei 1008 begrenzt das Verfahren 1000 die Klimaanlagenverdrängungsansteuerung. In einem Beispiel wird die Klimaanlagenverdrängungsansteuerung auf das zur Verfügung stehende Klimaanlagenkompressordrehmoment begrenzt. Wenn das zur Verfügung stehende Klimaanlagenkompressordrehmoment zum Beispiel 20 Nm beträgt, wird die Klimaanlagenverdrängungsansteuerung auf einen Wert begrenzt, der 20 Nm oder weniger einer Last an der Energieumwandlungsvorrichtung über den Klimaanlagenkompressor bereitstellt. Somit sind das kombinierte zur Verfügung stehende Klimaanlagenkompressordrehmoment und das angeforderte Antriebsstranganforderungsdrehmoment kleiner gleich dem zur Verfügung stehenden Bremsmoment der Energieumwandlungsvorrichtung. Auf diese Weise kann das zur Verfügung stehende Klimaanlagenkompressordrehmoment mit variierendem Antriebsstrangdrehmoment reduziert oder erhöht werden. Nach Begrenzung der Klimaanlagenverdrängungsansteuerung geht das Verfahren 1000 zum Ende.
Nunmehr auf 11 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines sanften Startens und Anhaltens eines Fahrzeugklimaanlagenkompressors gezeigt. Das Verfahren von 11 kann über Anweisungen bereitgestellt werden, die durch die Steuerung 12 der 1 und 2 in dem System gemäß der Beschreibung in den 1 und 2 ausgeführt werden. Das Verfahren 1100 kann die in den 5 und 6 gezeigten beispielhaften Abläufe bereitstellen.
Bei 1102 beurteilt das Verfahren 1100, ob eine Anforderung an einer Klimaanlagenkompressorzustandsänderung vorliegt. Eine Anforderung an einer Klimaanlagenkompressorkupplungszustandsänderung kann als Reaktion auf eine Anforderung eines Bedieners erfolgen, eine Klimaanlage zu aktivieren oder zu deaktivieren. Zum Beispiel kann ein Klimaanlagenkupplungszustand von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand geändert werden, wenn zusätzliche Fahrzeuginnenraumkühlung angefordert wird. Des Weiteren kann eine Anforderung an einer Änderung des Klimaanlagenkupplungszustands als Reaktion auf eine Erhöhung oder Verringerung der Fahrzeuginnenraumtemperatur eingeleitet werden.
Wenn das Verfahren 1100 urteilt dass eine Anforderung an einer Zustandsänderung der Klimaanlagenkompressorkupplung vorliegt, geht das Verfahren 1100 auf 1104 über. Ansonsten geht das Verfahren 1100 zum Ende.
Bei 1104 beurteilt das Verfahren 1100, ob die Anforderung an einer Änderung des Klimaanlagenkompressorkupplungszustands eine Anforderung zum Schließen der Klimaanlagenkompressorkupplung ist. Ist dies der Fall, dann geht das Verfahren 1100 auf 1106 über. Ansonsten geht das Verfahren 1100 auf 1112 über. Somit stellt das Verfahren 1100 zwei verschiedene Abläufe zum Schließen (zum Beispiel Starten der Klimaanlage) und Öffnen (zum Beispiel Stoppen der Klimaanlage) der Klimaanlagenkompressorkupplung bereit.
Bei 1106 schließt das Verfahren 1100 die Klimaanlagenkompressorkupplung. In einem Beispiel kann die Klimaanlagenkupplung über Leiten eines Stroms oder einer Spannung an die Klimaanlagenkupplung geschlossen werden, so dass die Klimaanlagenkupplung elektromechanisch geschlossen wird. In anderen Beispielen kann die Klimaanlagenkupplung hydraulisch geschlossen werden. Die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung wird vor 1106 auch auf eine niedrige Höhe (zum Beispiel eine minimale Höhe) reduziert, wenn sie sich anfangs nicht auf einer niedrigen Höhe befindet. Nach Schließen der Klimaanlagenkompressorkupplung geht das Verfahren 1100 auf 1108 über.
Bei 1108 verzögert das Verfahren 1100 um eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor es weitere Klimaanlagenkompressoreinstellungen vornimmt. Zum Beispiel kann die Verzögerung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, wie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, eine Konstante oder eine Variable sein. Nach Ablauf der Verzögerungszeit geht das Verfahren 1100 auf 1110 über.
Bei 1110 rampt das Verfahren 1100 die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung hoch. Die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung erhöht die Klimaanlagenkompressorleistung der Druckbeaufschlagung des Kältemittels und der Kühlung des Verdampfers, wenn sie hochgerampt ist. In einem Beispiel verstärkt das Hochrampen der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung den Hub des Klimaanlagenkompressorkolbens. Das Rampen der Klimaanlagenkompressorverdrängung kann mit einer konstanten Rate erfolgen, wie in 5 gezeigt, oder von einer vorbestimmten Funktion abhängig sein (zum Beispiel eine parabolischen Rampenrate). Die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung beendet das Rampen, wenn die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung eine Höhe erreicht, die gleich der Summe der Vorwärtskopplungsverstärkung, der PID-Ausgabe und der Hochverstärkung ist, wie unter Bezugnahme auf 3 und 920 von 9 beschrieben. Nach Beendigung des Rampens der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung geht das Verfahren 1100 zum Ende.
Bei 1112 rampt das Verfahren 1100 die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung herunter. Die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung verringert die Klimaanlagenkompressorleistung der Druckbeaufschlagung des Kältemittels und der Kühlung des Verdampfers, wenn sie heruntergerampt ist. In einem Beispiel verringert das Herunterrampen der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung den Hub des Klimaanlagenkompressorkolbens. Das Rampen der Klimaanlagenkompressorverdrängung kann mit einer konstanten Rate erfolgen, wie in 6 gezeigt, oder von einer vorbestimmten Funktion abhängig sein (zum Beispiel eine parabolische Rampenrate). Die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung beendet das Rampen, wenn die Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung eine geringe oder minimale Höhe erreicht. Nach Beendigung des Herunterrampens der Klimaanlagenkompressorverdrängungsansteuerung geht das Verfahren 1100 zu 1114 über.
Bei 1114 verzögert das Verfahren 1100 um eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor es die Klimaanlagenkupplung öffnet. Zum Beispiel kann die Verzögerung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, wie unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, eine Konstante oder eine Variable sein. Nach Ablauf der Verzögerungszeit geht das Verfahren 1100 auf 1116 über.
Bei 1116 öffnet das Verfahren 1100 die Klimaanlagenkompressorkupplung. In einem Beispiel kann die Klimaanlagenkupplung durch Anhalten von der Klimaanlagenkupplung zugeführtem Strom oder zugeführter Spannung geöffnet werden, so dass die Klimaanlagenkupplung elektromechanisch geöffnet wird. In anderen Beispielen kann die Klimaanlagenkupplung hydraulisch geöffnet werden. Nach Öffnen der Klimaanlagenkupplung geht das Verfahren 1100 zum Ende. Auf diese Weise wird eine Drehmomentlast eines Klimaanlagenkompressors reduziert, bevor der Klimaanlagenkompressor mit/von einer Energieumwandlungsvorrichtung gekoppelt oder entkoppelt wird. Des Weiteren wird der Verlauf des Anlegens oder Entfernens des Drehmoments an die Energieumwandlungsvorrichtung von dem Klimaanlagenkompressor so eingestellt, dass Betriebsbedingungen der Energieumwandlungsvorrichtung berücksichtigt werden, um die Möglichkeit einer Störung des Fahrzeugführers zu reduzieren. Darüber hinaus wird gestattet, dass sich der Betrieb der Energieumwandlungsvorrichtung in einem Zustand stabilisiert, in dem die Klimaanlagenkompressorlast gering ist, bevor der Kompressor von der Energieumwandlungsvorrichtung entkoppelt wird oder bevor zusätzliches Drehmoment über den Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegt wird.
Wie für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, können in den 3 und 9–11 beschriebene Routinen eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt ist, ist für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass eine oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden können. Die schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch einen Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Gedankens und des Schutzbereichs der Beschreibung ersichtlich werden lassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Bezugszeichenliste
Fig. 2

288: ZÜNDANLAGE
268: FAHRER

302: SOLLVERDAMPFERTEMP.
304: ERWARTETE VERDAMPFERTEMP.
308: ERFASSTE VERDAMPFERTEMP.
310: TEMP. GRÖSSER ALS SCHWELLW.?
312: PROP. TERM
314: INTEGRALER TERM
316: DERIVAT. TERM
318: HOCHVERSTÄRKUNGSSTEUERUNG
320: ANTI-WIND-UP-GRENZEN
322: RATENBEGRENZUNG UND EINBLENDUNG
328: SANFTSTART-/-STOPP-STEUERUNG

330: KLIMAANL.-STEUERUNG

332: KOMPRESSORVERDRÄNG. EINSTELLEN
340: BEDIENER- UND SYSTEMEINGABEN
342: KOMPRESSORKUPPLUNGSSTEUERLOGIK
344: KOMPRESSORKUPPLUNG EINSTELLEN
350: VORWÄRTSKOPPLUNGSVERSTÄRKUNG

START: START
902: BETRIEBSBEDINGUNGEN BESTIMMEN
904: KOMPRESSORKUPPLUNGSZUSTAND WÄHLEN
906: SOLLVERDAMPFERTEMP. BESTIMMEN
908: VORWÄRTSKOPPLUNGSKOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG BESTIMMEN
910: ERWARTETE VERDAMPFERTEMP. BESTIMMEN
912: VERDAMPFERTEMPERATURFEHLER BESTIMMEN
914: VERDAMPFERTEMPERATURFEHLER HÖHER ALS SCHWELLWERT?
916: KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNGSEINSTELLUNGEN ÜBER SPEICHERLOSE HOCHVERSTÄRKUNG BESTIMMEN
918: KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNGSEINSTELLUNGEN ÜBER PID BESTIMMEN
920: SUMMIEREN DER KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG
922: SANFTES STARTEN/STOPPEN DER KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG
924: BEGRENZEN/EINSTELLEN DER KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG
926: KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG ABGEBEN
928: ABGEGEBENES ENERGIEUMWANDLUNGSVORRICHTUNGSDREHMOMENT EINSTELLEN
EXIT: ENDE

START: START
1002: ZUR VERFÜGUNG STEHENDES BREMSMOMENT DER ENERGIEUMWANDLUNGSVORRICHTUNG BESTIMMEN
1004: ANTRIEBSSTRANGDREHMOMENTANFORDERUNGEN BESTIMMEN
1006: ZUR VERFÜGUNG STEHENDES KLIMAANLAGENDREHMOMENT BESTIMMEN
1008: KLIMAANLAGENKOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG BEGRENZEN
EXIT: ENDE

START: START
1002: ANFORDERUNG AN KUPPLUNGSZUSTANDSÄND.?
1004: ANFORDERUNG ZUM SCHLIESSEN DER KUPPLUNG?
1106: KLIMAANLAGENKOMPRESSORKUPPLUNG SCHLIESSEN
1108: VERZÖGERN
1110: KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG HOCHRAMPEN
1112: KOMPRESSORVERDRÄNGUNGSANSTEUERUNG HERUNTERRAMPEN
1114: VERZÖGERN
1116: KLIMAANLAGENKOMPRESSORKUPPLUNG ÖFFNEN
EXIT: ENDE

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Klimaanlagenkompressors eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Last, die ein Klimaanlagenkompressor als Reaktion auf eine Differenz zwischen einem zur Verfügung stehenden Drehmoment von der Energieumwandlungsvorrichtung und Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung an eine Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, während weiterhin eine Klimaanlagenkühlleistung für einen Klimaanlagenverdampfer bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment, Zubehörlasten und die Last, die ein Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Last, die der Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, proportional zu der Differenz zwischen dem von der Energieumwandlungsvorrichtung zur Verfügung stehenden Drehmoment und Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Last, die der Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, als Funktion der Differenz zwischen dem von der Energieumwandlungsvorrichtung zur Verfügung stehenden Drehmoment und Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Last, die der Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, über eine Klimaanlagenverdrängungsansteuerung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Last, die der Klimaanlagenkompressor an die Energieumwandlungsvorrichtung anlegt, eine Last ist, die, wenn sie mit Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung kombiniert wird, kleiner ist als das zur Verfügung stehende Drehmoment von der Energieumwandlungsvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Energieumwandlungsvorrichtung um einen Verbrennungsmotor handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Energieumwandlungsvorrichtung um einen Elektromotor handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Klimaanlagenkühlleistung über druckbeaufschlagtes Kältemittel bereitgestellt wird.
Verfahren zur Steuerung eines Klimaanlagenkompressors eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Drehmomenthöhe für einen Klimaanlagenkompressor, die kleiner gleich einem Drehmoment ist, das volle Kompressorausgangsleistung bereitstellt, in einem ersten Modus; und Bereitstellen von weniger als einer Drehmomenthöhe zum Betrieb des Klimaanlagenkompressors auf voller Kompressorausgangsleistung in einem zweiten Modus als Reaktion auf eine Differenz zwischen einem zur Verfügung stehenden Drehmoment von einer Energieumwandlungsvorrichtung und Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung, während weiterhin Klimaanlagenkühlleistung für einen Klimaanlagenverdampfer bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin Einstellen von Drehmomentabgabe der Energieumwandlungsvorrichtung als Reaktion auf eine an die Energieumwandlungsvorrichtung angelegte Last umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei als Reaktion auf die Differenz zwischen dem zur Verfügung stehenden Drehmoment von der Energieumwandlungsvorrichtung und den Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung dem Klimaanlagenkompressor und Zubehörlasten zugeführtes Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoment reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei es sich bei der Energieumwandlungsvorrichtung um einen Verbrennungsmotor handelt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoment, das dem Klimaanlagenkompressor zugeführt wird, um mehr als die Höhe eines den Zubehörlasten zugeführten Drehmoments reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Energieumwandlungsvorrichtungsdrehmoment, das dem Klimaanlagenkompressor zugeführt wird, um weniger als das den Zubehörlasten zugeführte Drehmoment reduziert wird.
System zur Steuerung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: eine Energieumwandlungsvorrichtung; einen Klimaanlagenkompressor, der einen Kolben, ein Verstellsteuerventil zur Einstellung eines Hubs des Kolbens und eine Kupplung enthält, wobei der Klimaanlagenkompressor über die Kupplung gezielt mit der Energieumwandlungsvorrichtung gekoppelt wird; und eine Steuerung die Anweisungen zur Einstellung des Hubs des Kolbens als Reaktion auf eine Differenz zwischen einem zur Verfügung stehenden Drehmoment von der Energieumwandlungsvorrichtung und Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung, während weiterhin Klimaanlagenkühlleistung für einen Klimaanlagenverdampfer bereitgestellt wird.
System nach Anspruch 16, wobei es sich bei der Energieumwandlungsvorrichtung um einen Verbrennungsmotor handelt.
System nach Anspruch 17, das weiterhin Einstellen der Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors als Reaktion auf Lastanforderungen an die Energieumwandlungsvorrichtung umfasst.
System nach Anspruch 18, wobei die Lastanforderungen ein vom Bediener angefordertes Drehmoment und ein Lichtmaschinendrehmoment umfassen.
System nach Anspruch 16, wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen zur Begrenzung des Hubs des Kolbens als Reaktion auf einen Zustand der Kupplung enthält.