DE102013202986A1 - Method for regulating or controlling refrigerant circuit of motor vehicle, involves selecting switch-on time point or switch-off time point of compressor depending on operating condition of drive unit or on temperature of air stream - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung und/oder Steuerung eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for controlling and / or controlling a refrigerant circuit, in particular of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Kompressoren von Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge können über Kupplungen an den Verbrennungsmotor gekoppelt sein. Dies ermöglicht ein situationsbedingtes Anschalten oder Ausschalten des Kompressors. Im Zuge der Bestrebungen der Hersteller den Kraftstoffverbrauch ihrer Fahrzeuge insgesamt zu senken, werden unter anderem Maßnahmen realisiert, welche die Anzahl der Anschaltvorgänge und die Anzahl der Ausschaltvorgänge erhöht. Dies findet beispielsweise aufgrund der Verwendung von Start-Stopp-Systemen statt, die ein situationsgerechtes Abschalten des Verbrennungsmotors erlauben.Compressors of air conditioning systems for motor vehicles can be coupled via clutches to the internal combustion engine. This allows a situation-based turning on or off the compressor. In the course of the efforts of the manufacturers to reduce the fuel consumption of their vehicles overall, inter alia, measures are implemented, which increases the number of startup operations and the number of shutdown operations. This takes place for example due to the use of start-stop systems, which allow a situation-appropriate shutdown of the internal combustion engine.
Der Anstieg der Zyklenzahl führt zu einer erhöhten Belastung, der einzelnen Komponenten, wie etwa der Kupplung, dem Kompressor und anderen Komponenten des Kältemittelkreislaufs.The increase in the number of cycles results in an increased load on the individual components, such as the clutch, the compressor and other components of the refrigerant circuit.
Um diesen Mehrbelastungen zu begegnen, sind verschieden Ansätze bekannt. Unter anderem können die betroffenen Komponenten derart neu dimensioniert werden, dass die Mehrbelastung über die avisierte Lebensdauer kompensiert werden kann. Dies resultiert jedoch in größeren Abmessungen und höheren Gewichten der Komponenten, was aufgrund der herrschenden Bauraumsituationen zu vermeiden ist. Höhere Gewichte stehen außerdem den Bestrebungen entgegen, möglichst gewichtsoptimierte Komponenten zu verwenden.To counteract these additional burdens, various approaches are known. Among other things, the affected components can be re-dimensioned in such a way that the additional burden can be compensated for over the planned service life. However, this results in larger dimensions and higher weights of the components, which is due to the prevailing space conditions to avoid. Higher weights are also contrary to the efforts to use as weight-optimized components.
Alternativ kann eine Abänderung der Klimaregelung vorgesehen werden, wodurch die Zyklenzahl reduziert werden kann. Dies geht jedoch mit Einbußen im Komfort einher.Alternatively, a modification of the climate control can be provided, whereby the number of cycles can be reduced. However, this is associated with losses in comfort.
Nachteilig an den Lösungen gemäß dem Stand der Technik ist insbesondere, dass eine ausreichende Dauerhaltbarkeit bei möglichst geringem Gewicht und möglichst maximalem Komfort mit den steigenden Anforderungen an den Kältemittelkreislauf nicht zu gewährleisten ist.A disadvantage of the solutions according to the prior art is in particular that a sufficient durability with the lowest possible weight and maximum comfort as possible with the increasing demands on the refrigerant circuit is not guaranteed.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Regelung und/oder Steuerung eines Kältemittelkreislaufs bereitzustellen, welches gegenüber dem Stand der Technik optimiert ist.DESCRIPTION OF THE INVENTION, OBJECT, SOLUTION, ADVANTAGES It is the object of the present invention to provide a method for controlling and / or controlling a refrigerant circuit, which is optimized over the prior art.
Die Aufgabe des Verfahrens zur Regelung und/oder Steuerung eines Kältemittelkreislaufs wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.The object of the method for controlling and / or controlling a refrigerant circuit is achieved by a method having the features according to claim 1.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung und/oder Steuerung eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei der Kältemittelkreislauf zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – einen Kompressor, welcher über eine Kupplung an eine Antriebseinheit angebunden ist,
- – einen Verdampfer, welcher von einem Kältemittel durchströmt ist und von einem Luftstrom umströmt ist,
- – eine Speichereinheit, welche dem Verdampfer in Luftströmungsrichtung derart vorgelagert und/oder nachgelagert ist, dass sie ebenfalls von dem Luftstrom umströmt wird, wobei die Speichereinheit von einem Kältemittel durchströmt ist und die Speichereinheit ein Latentmedium aufweist, welches in thermischem Austausch mit dem Kältemittel steht, wobei
wobei ein Anschaltzeitpunkt und/oder ein Ausschaltzeitpunkt des Kompressors abhängig von einem Betriebszustand der Antriebseinheit und/oder von einer Temperatur des Luftstroms gewählt wird und die Zeitspanne, während welcher der Kompressor ausgeschaltet ist, von einer thermischen Kapazität der Speichereinheit und/oder einer Differenz der aktuellen Temperatur des Luftstroms und einer Solltemperatur des Luftstroms abhängig ist.An embodiment of the invention relates to a method for controlling and / or controlling a refrigerant circuit, in particular of a motor vehicle, wherein the refrigerant circuit comprises at least the following components:
- A compressor, which is connected via a coupling to a drive unit,
- An evaporator, which is flowed through by a refrigerant and is surrounded by an air flow,
- A storage unit, which is upstream and / or downstream of the evaporator in the direction of air flow, so that it also flows around the air flow, wherein the storage unit is flowed through by a refrigerant and the storage unit has a latent medium which is in thermal exchange with the refrigerant, in which
wherein a turn-on time and / or a turn-off time of the compressor is selected depending on an operating state of the drive unit and / or a temperature of the air flow and the time period during which the compressor is turned off from a thermal capacity of the storage unit and / or a difference of the current one Temperature of the air flow and a target temperature of the air flow is dependent.
Ein Kraftfahrzeug kann hierbei ein verbrennungsmotorisch betriebenes Fahrzeug sein, beispielsweise ein PKW oder ein LKW/NKW. Auch können Fahrzeuge mit elektromotorischer Unterstützung wie beispielsweise Hybridfahrzeuge gemeint sein. Hierzu zählen insbesondere sogenannte Micro-Hybride, Mild-Hybride und Voll-Hybride. Micro-Hybride zeichnen sich durch eine relativ geringe zusätzliche elektrische Leistung aus und weisen oft lediglich Start-Stopp-Funktionalitäten auf. Mild-Hybride zeichnen sich durch eine größere elektrische Zusatzleistung aus und können neben einer Start-Stopp-Funktionalität beispielsweise auch die Möglichkeit zum rein elektrischen Anfahren oder die Möglichkeit elektrische Energie zu rekuperieren aufweisen. Voll-Hybride weisen in der Regel eine noch größere elektrische Zusatzleistung auf und können zusätzlich beispielsweise ein rein elektrisches Fahren über längere Abschnitte ermöglichen.A motor vehicle may in this case be a vehicle operated by combustion engine, for example a car or a truck / commercial vehicle. Also, vehicles with electromotive assistance such as hybrid vehicles may be meant. These include in particular so-called micro-hybrids, mild hybrids and full hybrids. Micro hybrids are characterized by a relatively low additional electrical power and often have only start-stop functionalities. Mild hybrids are characterized by a greater electrical additional power and, in addition to a start-stop functionality, for example, the possibility for purely electrical starting or the ability to recuperate electrical energy. Full hybrids usually have an even greater electrical auxiliary power and, in addition, for example, can enable purely electric driving over longer sections.
Ein Anschaltzeitpunkt beschreibt den Zeitpunkt, bei dem der Kompressor von einem passiven Zustand in einen aktiven Zustand überführt wird. Dies kann beispielsweise durch das Erzeugen eines Kraftflusses zwischen einer Antriebseinheit und dem Kompressor geschehen. Alternativ kann beispielsweise auch ein elektrischer Antrieb aktiviert werden. Der Ausschaltzeitpunkt beschreibt entsprechend den Zeitpunkt, an welchem der Kompressor von einem aktiven Zustand in einen passiven Zustand überführt wird.An activation time describes the time at which the compressor is transferred from a passive state to an active state. This can be achieved, for example, by generating a force flow between a drive unit and the Compressor happen. Alternatively, for example, an electric drive can be activated. The switch-off time accordingly describes the time at which the compressor is transferred from an active state to a passive state.
Der Luftstrom, beziehungsweise die Temperatur des Luftstroms bezieht sich auf die Luftmenge, welche den Verdampfer und/oder die Speichereinheit umströmt und schließlich zur Abkühlung und/oder Aufheizung in den Fahrgastinnenraum geleitet wird. Dabei ist mit einer Temperatur des Luftstroms im vorliegenden Fall die Temperatur des Luftstroms nach dem Verdampfer und der Speichereinheit gemeint.The air flow, or the temperature of the air flow relates to the amount of air flowing around the evaporator and / or the storage unit and is finally passed to the passenger compartment for cooling and / or heating. In this case, a temperature of the air flow in the present case means the temperature of the air flow downstream of the evaporator and the storage unit.
Die thermische Kapazität der Speichereinheit beschreibt die Wärmemenge, die von der Speichereinheit aufgenommen werden kann. Sie ist im Wesentlichen durch die physikalischen Eigenschaften des in der Speichereinheit vorgesehenen Latentmediums sowie der vorgehaltenen Menge des Latentmediums bestimmt.The thermal capacity of the storage unit describes the amount of heat that can be absorbed by the storage unit. It is essentially determined by the physical properties of the latent medium provided in the storage unit and the quantity of latent medium stored.
Die aktuelle Temperatur des Luftstroms beschreibt jeweils eine Temperatur zu einem bestimmten betrachteten Zeitpunkt. Die Solltemperatur beschreibt hingegen eine durch eine Vorgabe definierte Wunschtemperatur, die ausgehend von der aktuellen Temperatur erreicht werden soll. Die Solltemperatur kann dabei entweder durch einen definierten spezifischen Wert vorgegeben sein oder durch ein Temperatursollfenster definiert sein, welches mit einer gewissen vorgebbaren Toleranz eine vorgegebene Temperatur oberhalb und/oder unterhalb des vorgegebenen Wertes umfasst. Dabei ist das Temperatursollfenster von einer oberen Grenztemperatur und einer unteren Grenztemperatur beschränkt.The current temperature of the airflow describes a respective temperature at a particular time considered. By contrast, the setpoint temperature describes a desired temperature defined by a preset, which is to be achieved starting from the current temperature. The setpoint temperature can either be predetermined by a defined specific value or be defined by a temperature setpoint window, which with a certain predefinable tolerance comprises a predetermined temperature above and / or below the predetermined value. The temperature target window is limited by an upper limit temperature and a lower limit temperature.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung, kann es vorgesehen sein, dass die thermische Kapazität entweder die maximale thermische Kapazität der Speichereinheit oder die zu einem bestimmten Zeitpunkt tatsächlich zur Verfügung stehende thermische Kapazität ist.In an alternative embodiment of the invention, it may be provided that the thermal capacity is either the maximum thermal capacity of the storage unit or the thermal capacity actually available at a particular time.
Die maximale thermische Kapazität ist unter anderem abhängig von den physikalischen Eigenschaften des verwendeten Latentmediums, der in der Speichereinheit vorgehaltenen Menge und der geometrischen Gestaltung der Speichereinheit. Die zur Verfügung stehende thermische Kapazität ist im Wesentlichen durch den Ladezustand der Speichereinheit bestimmt. Der Ladezustand gibt dabei an, wie viel Prozent der maximal möglichen thermischen Kapazität in der Speichereinheit verfügbar sind.Among other things, the maximum thermal capacity depends on the physical properties of the latent medium used, the quantity stored in the storage unit and the geometric configuration of the storage unit. The available thermal capacity is essentially determined by the state of charge of the storage unit. The state of charge indicates what percentage of the maximum possible thermal capacity is available in the storage unit.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn der Kompressor beim Erreichen einer vorgebbaren unteren Grenztemperatur des Luftstroms ausgeschaltet wird und/oder beim Erreichen einer vorgebbaren oberen Grenztemperatur des Luftstroms angeschaltet wird.Furthermore, it is preferable if the compressor is switched off when reaching a predeterminable lower limit temperature of the air flow and / or turned on when reaching a predetermined upper limit temperature of the air flow.
Eine vorgebbare untere Grenztemperatur beschreibt eine definierte Temperatur des Luftstroms nach dem Verdampfer und der Speichereinheit, welche gerade noch akzeptiert wird bevor der Kompressor ausgeschaltet wird. Die obere Grenztemperatur beschreibt analog eine definierte Höchsttemperatur des Luftstroms nach dem Verdampfer und der Speichereinheit, die noch akzeptiert wird bevor der Kompressor eingeschaltet wird.A predeterminable lower limit temperature describes a defined temperature of the air flow after the evaporator and the storage unit, which is just accepted before the compressor is turned off. The upper limit temperature analogously describes a defined maximum temperature of the air flow downstream of the evaporator and the storage unit, which is still accepted before the compressor is switched on.
Ziel der Grenztemperaturen ist es ein Temperaturfenster zu kreieren, in welchem der Luftstrom in einem durch das Temperaturfenster definierten für den Insassen komfortablen Bereich liegt. Ein Anschalten beziehungsweise Ausschalten anhand dieser Grenztemperaturen Ist besonders vorteilhaft, da so ein genau definiertes Temperaturfenster erzeugbar ist. Die obere und die untere Grenztemperatur können dabei beispielsweise die das Temperatursollfenster um die Solltemperatur TSOLL begrenzenden Temperaturen sein.The aim of the limit temperatures is to create a temperature window in which the air flow is in a comfortable area defined by the temperature window for the occupant. Switching on or off with reference to these limit temperatures is particularly advantageous since a precisely defined temperature window can be generated in this way. In this case, the upper and lower limit temperatures may be, for example, the temperatures limiting the temperature setpoint window about the setpoint temperature T SOLL .
Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn die maximale thermische Kapazität der Speichereinheit durch das gewählte Latentmedium und durch das in der Speichereinheit vorhandene Volumen des Latentmediums bestimmt wird.In addition, it may be advantageous if the maximum thermal capacity of the storage unit is determined by the selected latent medium and by the volume of the latent medium present in the storage unit.
Je nach Auswahl des Latentmediums kann in einer sonst unveränderten Speichereinheit eine höhere oder niedrigere thermische Kapazität realisiert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da so Speichereinheiten für unterschiedliche Anforderungsprofile durch die Auswahl des Latentmediums erzeugt werden können.Depending on the selection of the latent medium, a higher or lower thermal capacity can be realized in an otherwise unchanged storage unit. This is particularly advantageous since memory units for different requirement profiles can be generated by selecting the latent medium.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Zeitspanne, während welcher der Kompressor ausgeschaltet ist, von der Durchströmungsfläche des Verdampfers und/oder der Speichereinheit, von der Luftfeuchtigkeit und von dem Luftmassenstrom durch den Verdampfer und/oder die Speichereinheit abhängig gewählt ist.It is also advantageous if the time span during which the compressor is switched off is selected as dependent on the flow area of the evaporator and / or the storage unit, on the humidity and on the air mass flow through the evaporator and / or the storage unit.
Die Merkmale, wie die Durchströmungsfläche, die Luftfeuchtigkeit und der Luftmassenstrom beeinflussen die Zeitspanne, während welcher der Kompressor ausgeschaltet ist, da durch sie im Wesentlichen der Temperaturübergang zwischen dem Verdampfer und/oder der Speichereinheit auf den Luftstrom bestimmt wird. Eine größere oder kleinere Durchströmungsfläche begünstigt oder reduziert den Wärmeübergang. Ebenso wirken sich Veränderungen der Luftfeuchtigkeit und des Luftmassenstroms auf den Wärmeübertrag aus. Dies ist vorteilhaft, da dadurch vielfältige Möglichkeiten zur Beeinflussung der Zeitspanne gegeben sind und eine auf die äußeren Bedingungen, wie etwa der Einbausituation oder den physikalischen Größen der Umgebungsluft, zugeschnittene Lösung realisierbar ist.The features such as the flow area, the humidity and the air mass flow affect the period during which the compressor is turned off, as it essentially determines the temperature transition between the evaporator and / or the storage unit to the air flow. A larger or smaller flow area favors or reduces the heat transfer. Likewise, changes in air humidity and air mass flow affect the heat transfer. This is advantageous because As a result, diverse possibilities for influencing the time span are given and a solution tailored to the external conditions, such as the installation situation or the physical parameters of the ambient air, can be realized.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass bei einer Umgebungstemperatur von ungefähr 25° Celsius 60% bis 100%, vorzugsweise 80% bis 100% des Latentmediums nach dem Anschalten des Kompressors in einer Zeit von 20 Sekunden bis 40 Sekunden, vorzugsweise in ungefähr 30 Sekunden, in eine feste Phase, insbesondere eine eisförmige Phase, übergehen.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it may be provided that at an ambient temperature of about 25 ° Celsius 60% to 100%, preferably 80% to 100% of the latent medium after the compressor is turned on in a time of 20 seconds to 40 seconds, preferably in about 30 seconds, into a solid phase, in particular an ice-like phase.
Ein möglichst schneller Phasenübergang und damit eine hohe Ladungsdynamik ist besonders vorteilhaft, um eine möglichst hohe Betriebsbereitschaft der Speichereinheit zu erreichen. Je schneller der Phasenübergang stattfindet, umso schneller kann eine hohe thermische Kapazität erreicht werden. Dies ist insbesondere für die Dauer der Zeitspanne, während welcher der Kompressor ausgeschaltet ist, vorteilhaft.The fastest possible phase transition and thus a high charge dynamics is particularly advantageous in order to achieve the highest possible operational readiness of the storage unit. The faster the phase transition takes place, the faster a high thermal capacity can be achieved. This is particularly advantageous for the duration of the period during which the compressor is switched off.
Auch kann es zweckmäßig sein, wenn beim Stillstand des Kompressors und einer vorgegebenen Solltemperatur des Luftstroms, welche unterhalb der aktuellen Temperatur des Luftstroms liegt, dem Luftstrom Wärme durch das Latentmedium und/oder das Kältemittel der Speichereinheit und/oder des Verdampfers entzogen wird, bis entweder die Wunschtemperatur des Luftstroms erreicht ist oder die zur Verfügung stehende thermische Kapazität des Latentmediums und/oder des Kältemittels nicht mehr ausreicht, um eine weitere Abkühlung des Luftstroms herbeizuführen.It may also be expedient if, at standstill of the compressor and a predetermined setpoint temperature of the air flow, which is below the current temperature of the air flow, heat is removed from the air flow through the latent medium and / or the refrigerant of the storage unit and / or the evaporator, either the desired temperature of the air flow is reached or the available thermal capacity of the latent medium and / or the refrigerant is no longer sufficient to bring about a further cooling of the air flow.
Dies ist besonders vorteilhaft zur Senkung der Temperatur des Luftstroms, wenn der Kompressor nicht angeschaltet ist. Eine solche Situation, in welcher der Kompressor nicht angeschaltet ist, kann beispielsweise bei einem Ampelstopp auftreten. Hierbei kann der Motor abgeschaltet sein, wodurch auch der Kompressor ausgeschaltet ist. Der Kompressor kann beispielsweise auch während des Fahrbetriebs ausgeschaltet sein.This is particularly advantageous for lowering the temperature of the airflow when the compressor is not turned on. Such a situation in which the compressor is not turned on, for example, occur at a traffic light stop. In this case, the engine can be switched off, whereby the compressor is turned off. For example, the compressor may also be switched off while driving.
Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, wenn bei einer nicht mehr zur Kühlung auf die entsprechende Solltemperatur des Luftstroms ausreichenden thermischen Kapazität des Latentmediums und/oder des Kältemittels, entweder der Kompressor angeschaltet wird, oder eine Temperatur des Luftstroms oberhalb der Solltemperatur für eine vorgebbare Zeitdauer und/oder für ein vorgebbares Temperatursollfenster akzeptiert wird.Moreover, it is preferable if at a no longer sufficient for cooling to the corresponding target temperature of the air flow thermal capacity of the latent medium and / or the refrigerant, either the compressor is turned on, or a temperature of the air flow above the set temperature for a predetermined period of time and / or accepted for a specifiable temperature target window.
Eine vorgebbare Zeitdauer oder ein vorgebbares Temperaturfenster beschreiben hier jeweils von außen vorgegebene Intervalle. Während dieser Intervalle wird auch eine außerhalb der definierten Grenzen liegende Temperatur des Luftstroms, entweder bis zum Verstreichen einer gewissen Zeitdauer oder bis zum Unterschreiten beziehungsweise Überschreiten einer absoluten Grenztemperatur, akzeptiert. Dies geschieht, um die Zeitspanne, während der der Kompressor ausgeschaltet ist, längst möglich zu gestalten. Das Temperaturfenster und das Zeitfenster sind dabei beispielsweise abhängig von der maximal erlaubten Temperaturabweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs.A predefinable time duration or a predeterminable temperature window describe here in each case predetermined intervals from outside. During these intervals, a temperature outside the defined limits of the air flow, either up to the lapse of a certain period of time or until falling below or exceeding an absolute limit temperature accepted. This is done in order to make the time span during which the compressor is switched off possible. The temperature window and the time window are dependent, for example, on the maximum permitted temperature deviation between the desired value and the actual value of the temperature in the interior of the vehicle.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verfügung stehende thermische Kapazität in der Speichereinheit durch ein zumindest zeitweises Anschalten des Kompressors erhöht wird.A preferred embodiment is characterized in that the available thermal capacity is increased in the storage unit by at least temporarily turning on the compressor.
Durch das Anschalten des Kompressors, wird das im Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemittel abgekühlt. Gleichzeitig findet ein Wärmeübergang zwischen dem Latentmedium und dem Kältemittel statt. Dadurch wird dem Latentmedium nach und nach Wärme entzogen und das Latentmedium geht in eine feste Phase über, wodurch die thermische Kapazität der Speichereinheit erhöht wird.By switching on the compressor, the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is cooled down. At the same time there is a heat transfer between the latent medium and the refrigerant. As a result, the latent medium gradually withdrawn heat and the latent medium is in a solid phase, whereby the thermal capacity of the storage unit is increased.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.Advantageous developments of the present invention are described in the subclaims and the following description of the figures.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:In the following the invention will be explained in detail by means of embodiments with reference to the drawings. In the drawings show:
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention
Die
In dem Flussdiagramm wird der Kühlbetrieb der Klimaanlage betrachtet. Folglich ist davon auszugehen, dass bei einer aktuellen Temperatur TIST, welche kleiner als der vorgegebene Wert TSOLL ist oder unter der unteren Grenztemperatur TGRENZ,U eines Temperatursollfensters liegt, die Temperatur beispielsweise durch eine Heizfunktion der Klimaanlage angehoben wird. Dies ist in dem Flussdiagramm nicht dargestellt.In the flowchart, the cooling operation of the air conditioner is considered. Consequently, it can be assumed that at a current temperature T ACT which is smaller than the predetermined value T SOLL or is below the lower limit temperature T LIMIT, U of a temperature target window, the temperature is raised, for example, by a heating function of the air conditioning system. This is not shown in the flowchart.
Das Flussdiagramm weist sowohl Blöcke auf in denen der Kompressor angeschaltet wird als auch Blöcke in denen der Kompressor ausgeschaltet wird. Grundsätzlich kann der Kompressor dabei jeweils ausgeschaltet werden oder ausgeschaltet bleiben. Dies ist abhängig von dem Betriebszustand des Kompressors vor dem jeweiligen Block. Ebenso kann der Kompressor angeschaltet werden oder angeschaltet bleiben. Der Block gibt damit an, welchen Betriebszustand der Kompressor nach dem Durchlaufen des jeweiligen Blockes hat. Dies ist unabhängig von dem Betriebszustand des Kompressors vor dem Block.The flowchart includes blocks in which the compressor is turned on as well as blocks in which the compressor is turned off. In principle, the compressor can be switched off or switched off. This depends on the operating state of the compressor before the respective block. Likewise, the compressor can be turned on or remain turned on. The block indicates which operating state the compressor has after passing through the respective block. This is independent of the operating state of the compressor before the block.
Im mit dem Bezugszeichen
Im Falle einer positiven Abfrage, also bei laufendem Motor, wird in dem mit dem Bezugszeichen
Die Solltemperatur TSOLL resultiert dabei beispielsweise aus einem Wunsch des Fahrers. Die Solltemperatur TSOLL kann dabei entweder ein vorgebbarer einzelner Wert sein oder aber ein definiertes Temperatursollfenster.The target temperature T SOLL results, for example, from a desire of the driver. The setpoint temperature T SOLL can either be a predefinable individual value or else a defined temperature setpoint window.
In einer idealtypischen Betrachtung kann eine genau definierte vorgegebene Temperatur erreicht und gehalten werden. In der Realität und unter Einbeziehung der Vielzahl der die Solltemperatur TSOLL beeinflussenden Faktoren, sowie der Komplexität des Kältemittelkreislauf und der Klimaanlage insgesamt, ist die Verwendung eines Temperatursollfensters für die Solltemperatur TSOLL vorteilhaft. In diesem Fall beschreibt TSOLL ein Temperatursollfenster, welches um die vorgegebene Solltemperatur TSOLL gelegt wird. Solange sich die Isttemperatur TIST des Luftstroms in diesem Temperatursollfenster befindet, wird keine aktive Beeinflussung des Kältemittelkreislaufs durch Regelungs- und/oder Steuerungsbefehle vorgenommen.In an ideal-typical view, a precisely defined predetermined temperature can be achieved and maintained. In reality, and taking into account the multiplicity of the factors influencing the target temperature T SOLL , as well as the complexity of the refrigerant circuit and the air conditioning system as a whole, the use of a temperature target window for the target temperature T SOLL is advantageous. In this case, T SOLL describes a temperature target window , which is set by the specified target temperature T SOLL . As long as the actual temperature T IST of the air flow is in this temperature target window, no active influence of the refrigerant circuit is made by control and / or control commands.
Ist die Solltemperatur TSOLL erreicht, wird der Kompressor ausgeschaltet. Der Ausschaltvorgang kann alternativ auch erst dann erfolgen, wenn eine gewisse untere Grenztemperatur TGRENZ,U, welche beispielsweise die untere Temperaturgrenze eines Temperatursollfensters darstellt, erreicht wird. In diesem Fall kann durch das Weiterlaufen des Kompressors eine weitere Umwandlung des Latentmediums in der Speichereinheit bewirkt werden, wodurch die zur Verfügung stehende thermische Kapazität Cth,IST der Speichereinheit erhöht wird.When the set temperature T SOLL is reached, the compressor is switched off. Alternatively, the switch-off process can also take place only when a certain lower limit temperature T LIMIT, U , which represents, for example, the lower temperature limit of a temperature setpoint window , is reached. In this case, by further running the compressor, further conversion of the latent medium in the storage unit can be effected, thereby increasing the available thermal capacity C th, IST of the storage unit.
Das Ausschalten des Kompressors ist in dem Block mit dem Bezugszeichen
Nachdem der Kompressor in diesem Fall angeschaltet wurde, wird mittels einer Rückführschleife wieder zum Block
Ausgehend von Block
Ausgehend von Block
Sinkt TIST in Block
Ein Sinken von TIST nach Block
Ist in Block
Alternativ kann bei einer negativen Antwort bei der Abfrage in Block
In Block
Steigt TIST über TSOLL hinaus oder über TGRENZ,O des Temperatursollfensters wird der Kompressor in Block
In Block
Für den Fall, dass TIST sinkt, wird in Block
Generell, kann eine Absenkung von TIST über ein Anschalten des Kompressors erreicht werden, wodurch das Kältemittel im Kreislauf abgekühlt wird und somit ein Wärmeübertrag vom Luftstrom auf das Kältemittel stattfindet. Alternativ kann eine Absenkung von TIST durch einen Wärmeübertrag zwischen dem Luftstrom und dem Latentmedium in der Speichereinheit erfolgen.In general, a reduction of T IST can be achieved by switching on the compressor, whereby the refrigerant is cooled in the circuit and thus takes place a heat transfer from the air flow to the refrigerant. Alternatively, a reduction of T IST can be effected by a heat transfer between the air flow and the latent medium in the storage unit.
Bei abgeschaltetem Motor ist auch der Kompressor nicht in Betrieb. Dies gilt zumindest für einen mechanisch über den Motor angetriebenen Kompressor. Die Entscheidung zum Anschalten des Kompressors ist damit auch gleichbedeutend mit dem Anschalten des Motors. Ein Ausschalten des Kompressors kann dagegen auch bei laufendem Motor geschehen.When the engine is off and the compressor is not in operation. This applies at least for a mechanically driven via the engine compressor. The decision to turn on the compressor is thus synonymous with turning on the engine. On the other hand, switching off the compressor can also be done while the engine is running.
Durch die Speichereinheit kann die Zeitspanne Δt, die verstreicht, bis der Kompressor wieder angeschaltet werden muss, um eine vorgegebene Solltemperatur TSOLL oder ein Temperatursollfenster zu erreichen beziehungsweise die Isttemperatur TIST auf dem Niveau der Solltemperatur TSOLL oder in dem Temperatursollfenster zu halten, verlängert werden.By the memory unit, the period of time .DELTA.t, which elapses until the compressor must be turned on again to achieve a predetermined target temperature T SOLL or a temperature target window or to keep the actual temperature T IST at the level of the target temperature T SOLL or in the temperature target window, extended become.
Es kann generell auch eine weitere Absenkung von TIST stattfinden, auch ohne dass der Kompressor angeschaltet ist. Die Absenkung wird dann über einen Wärmeübergang zwischen dem Luftstrom und dem Latentmedium der Speichereinheit erreicht. Falls die zur Verfügung stehende thermische Kapazität Cth,IST der Speichereinheit nicht mehr ausreicht, um einen Absenkung von TIST zu verursachen, muss der Kompressor hinzugenommen werden, um eine weitere Absenkung zu erreichen. Durch das Anschalten des Kompressors wird gleichzeitig die zur Verfügung stehende thermische Kapazität Cth,IST der Speichereinheit wieder erhöht.In general, a further reduction of T IST can take place, even without the compressor being switched on. The lowering is then achieved via a heat transfer between the air flow and the latent medium of the storage unit. If the available thermal capacity C th, IS of the storage unit is no longer sufficient to cause a decrease of T IST , the compressor must be added to achieve a further reduction. By turning on the compressor, the available thermal capacity C th, IST of the storage unit is simultaneously increased again.
Das in
Die
Entlang der X-Achse ist die Zeit t aufgetragen, entlang der Y-Achse ist die Isttemperatur TIST aufgetragen. Das Diagramm zeigt einen beispielhaften Verlauf
Der Schnittpunkt
Der Schnittpunkt
Der Schnittpunkt
Innerhalb des Temperatursollfensters
In
Die
Es können in alternativen Ausführungsformen auch abweichende Verläufe der Isttemperatur TIST auftreten. Die
Alle Figuren dienen zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens. Sie sind beispielhaft und besitzen keinen beschränkenden Charakter.All figures serve to illustrate the inventive idea. They are exemplary and have no limiting character.
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