DE102013225487A1

DE102013225487A1 - Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts eines elektrischen Kompressors für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013225487A1
Application number: DE102013225487.3A
Authority: DE
Inventors: Sung Mun Cho
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: KR101481314B1; US9581348B2; US20150066217A1; DE102013225487B4

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts eines elektrischen Kompressors für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug wird zur Verfügung gestellt, welches eine übermäßige Zunahme der Temperatur des Steuergeräts unter der Steuerung eines Ausgangsstroms des Steuergeräts verhindert. Das Verfahren weist einen Abschnitt zur Temperaturbestimmung des Erfassens der Temperatur des Steuergeräts und des Feststellens auf, ob die erfasste Temperatur gleich wie oder niedriger als eine Referenztemperatur ist oder nicht, welche um eine bestimmte Anzahl von Graden niedriger als eine vorher definierte Soll-Temperatur ist, wenn ein Betätigungssignal der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird. Ein Abschnitt zur Stromsteuerung steuert einen Ausgangsstrom des Steuergeräts zum Verringern der Temperatur, bis die erfasste Temperatur die Referenztemperatur oder darunter erreicht, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Referenztemperatur ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts eines elektrischen Kompressors für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug, was auf diese Weise eine übermäßige Zunahme der Temperatur des Steuergeräts verhindert, um damit die Leistungsfähigkeit des Steuergeräts zu verbessern.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen ist ein Klimatisierungssystem für ein umweltfreundliches Fahrzeug (Elektrofahrzeuge, Hybrid-Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellen-Fahrzeuge, etc.) ein vollautomatisches System zur Temperaturregelung (FATC), welches einen elektrischen Kompressor zum Verbessern der Leistung für die Raumkühlung/das Erwärmen verwendet, was auf diese Weise die Umwelt schützt und die globale Erwärmung vermindert, etc.
Wie in 1 dargestellt, weist der elektrische Kompressor 10 eine Struktur auf, bei welcher in ein Steuergerät 11, ein Motor 12 und ein Kompressor 13 integriert sind, um eine ausgezeichnete Raumausnutzung, ein niedriges Gewicht und eine maximierte Leistungsdichte zu erzielen. Das Steuergerät 11 weist vorwiegend eine auf einer elektronischen Schaltung basierende Leiterplatte und elektronische Geräte auf. Da die elektronischen Schaltungen anfällig für Wärme sind, ist das Kühlen des Steuergeräts 11 ein wichtiger Faktor beim Verbessern der Leistungsfähigkeit des elektrischen Kompressors 10.
Das Steuergerät 11 wird im Allgemeinen unter Verwendung sowohl eines Durchfluss eines Kühlmittels in einer Klimaanlage als auch einer vom Fahrzeug herbeigeführten Luftströmung während des Betriebs eines Fahrzeugs gekühlt. Während des Betriebs des Fahrzeugs wird das Steuergerät durch einen Durchfluss eines Kühlmittels und die vom Fahrzeug herbeigeführte Luftströmung ausreichend gekühlt, somit kann der elektrische Kompressor 10 normal betrieben werden.
Wenn jedoch eine Bewegung des Fahrzeugs während des Betriebs zum Stillstand kommt, wie zum Beispiel wenn auf das Umschalten einer Ampel gewartet wird, dann gibt es keine Kühlwirkung durch die vom Fahrzeug herbeigeführte Luftströmung, und somit nimmt die Temperatur im Inneren des Steuergeräts 11 rasch zu. Falls die Temperatur des Steuergeräts 11 über einen normalen Temperaturbereich hinaus zunimmt, dann hält das Steuergerät 11 seinen Betrieb in Übereinstimmung mit einer Fehler-Logik zum Selbstschutz an, und somit ist der Betrieb des elektrischen Kompressors ausgesetzt.
Um den ausgesetzten elektrischen Kompressor erneut in Betrieb zu setzen, muss das Steuergerät 11 des elektrischen Kompressors 10 erneut gestartet werden, nachdem ein Fahrzeug ausgeschalten wurde, was für die Fahrgäste unpraktisch ist und die Qualität der Klimaanlage verschlechtert.
Das vorstehende soll lediglich zu dem Verstehen des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung unterstützen und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Offenbarung in den Bereich des Standes der Technik fällt, welcher dem Fachmann bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Demzufolge wurde die vorliegende Offenbarung unter Berücksichtigung der obigen Probleme gemacht, welche im Stand der Technik auftreten, und die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts eines elektrischen Kompressors für eine Klimaanlage für ein Fahrzeug gerichtet, so dass wenn die Temperatur des Steuergeräts einen normalen Temperaturbereich in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs überschreitet, dann nimmt der Ausgangsstrom ab, um damit eine übermäßige Zunahme der Temperatur des Steuergeräts zu verhindern, was auf diese Weise die Betriebsstabilität und die Leistungsfähigkeit des Steuergeräts verbessert.
Um die obigen Aufgabe zu erfüllen, wird in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts eines elektrischen Kompressors für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug zur Verfügung gestellt, aufweisend einen Abschnitt zur Temperaturbestimmung des Erfassen der Temperatur des Steuergeräts und des Feststellens, ob die erfasste Temperatur gleich wie oder niedriger als eine Referenztemperatur ist oder nicht, welche um eine bestimmte Anzahl von Graden niedriger als eine vorher definierte Soll-Temperatur ist, wenn ein Betätigungssignal der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird. In einem Abschnitt zur Stromsteuerung wird ein Ausgangsstrom des Steuergeräts derart gesteuert, dass er sich verringert, bis die erfasste Temperatur die Referenztemperatur oder darunter erreicht, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Referenztemperatur ist.
Die Soll-Temperatur kann diejenige Temperatur sein, welche eine Grenze zwischen einem normalen Betriebsbereich und einem unnormalen Betriebsbereich ist. In bestimmten Ausführungsformen kann die Soll-Temperatur 60°C betragen.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Referenztemperatur 2°C bis 4°C niedriger als die Soll-Temperatur sein.
Der Abschnitt zur Stromsteuerung kann einen Abschnitt des Vergleichens der momentanen Temperaturänderung pro Sekunde mit einer vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät aufweisen, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Referenztemperatur ist, und in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis das Steuern des Ausgangsstroms des Steuergeräts derart, dass er sich in zwei Ablaufschritten verringert.
Wenn die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist, dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem ersten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors in dem Kompressor um einen festgelegten Prozentsatz abnimmt, bis die erfasste Temperatur die Referenztemperatur oder darunter erreicht.
Wenn die Temperaturänderung pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist, dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem zweiten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors in dem Kompressor auf einen minimalen Wert abnimmt, welcher zum Antreiben des Kompressors benötigt wird, bis die Temperaturänderung pro Sekunde gleich wie oder niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
In bestimmten Ausführungsformen kann die vorher definierte Temperaturänderung 2°C betragen.
In bestimmten Ausführungsformen kann der festgelegte Prozentsatz von 70% bis 80% reichen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts eines elektrischen Kompressors für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug zur Verfügung gestellt, aufweisend einen Abschnitt zur Temperaturbestimmung des Erfassens der Temperatur des Steuergeräts und des Feststellens, ob die erfasste Temperatur gleich wie oder niedriger als eine vorher definierte Soll-Temperatur ist oder nicht, wenn ein Betätigungssignal der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird. In einem Abschnitt zur Stromsteuerung wird ein Ausgangsstrom des Steuergeräts derart gesteuert, dass er sich verringert, bis die erfasste Temperatur die Soll-Temperatur oder darunter erreicht, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Soll-Temperatur ist.
Der Abschnitt zur Stromsteuerung kann einen Abschnitt des Vergleichens einer Temperaturänderung pro Sekunde mit einer vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät aufweisen, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Soll-Temperatur ist, und in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis das Steuern des Ausgangsstroms des Steuergeräts derart, dass er sich in zwei Ablaufschritten verringert.
Wenn die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist, dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem ersten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors in dem Kompressor um einen festgelegten Prozentsatz abnimmt, bis die erfasste Temperatur die Soll-Temperatur oder weniger erreicht.
Wenn die Temperaturänderung pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist, dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem zweiten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors in dem Kompressor auf einen minimalen Wert abnimmt, welcher zum Antreiben des Kompressors benötigt wird, bis die Temperaturänderung pro Sekunde gleich wie oder niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung wird die Temperatur des Steuergeräts des elektrischen Kompressors daran gehindert, übermäßig auf einen bestimmten Wert zuzunehmen, welcher einen negativen Einfluss auf den Betrieb des Steuergeräts besitzt, und verhindert somit ein Aussetzen des Kompressors aufgrund von einem Anstieg der Temperatur des Steuergeräts, was auf diese Weise die Betriebsstabilität des Kompressors verbessert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
1 ist eine Ansicht, welche einen elektrischen Kompressor für eine Klimaanlage zeigt.
2 ist ein Schaubild, welches die Temperatursteuerung für ein Steuergerät des Kompressors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 und 4 sind Ablaufdiagramme, welche die Temperatursteuerung für das Steuergerät in Übereinstimmung mit einer ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung im Detail eines Verfahrens zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts eines elektrischen Kompressors für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug mit Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen.
Wie in 1 bis 3 dargestellt, weist das Steuerungsverfahren in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform einen Abschnitt zur Temperaturbestimmung des Erfassens der Temperatur eines Steuergerät 11 und des Feststellens auf, ob die erfasste Temperatur gleich wie oder niedriger als eine Referenztemperatur ist oder nicht, welche um eine bestimmte Anzahl von Graden niedriger als eine vorher definierte Soll-Temperatur ist, wenn ein Betätigungssignal der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird. In einem Abschnitt zur Stromsteuerung wird ein Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 derart gesteuert, sich er sich verringert, bis die erfasste Temperatur die Referenztemperatur oder darunter erreicht, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Referenztemperatur ist.
Die Soll-Temperatur ist diejenige Temperatur, welche eine Grenze zwischen einem normalen Betriebsbereich und einem unnormalen Betriebsbereich ist. Die Soll-Temperatur kann vorzugsweise 60°C in Übereinstimmung mit der Leistungsfähigkeit des Steuergeräts 11 betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Der normale Betriebsbereich weist einen Abschnitt auf, welcher von 0°C bis 60°C reicht, welcher keinen negativen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Steuergeräts 11 besitzt, und der unnormale Betriebsbereich weist einen Abschnitt auf, welcher höher als 60°C ist, der einen negativen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Steuergeräts 11 besitzt.
Die Referenztemperatur ist diejenige Temperatur, welche 2 bis 4 Grad niedriger als die Soll-Temperatur (60°C) ist, somit kann die Referenztemperatur vorzugsweise 57°C betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Der normale Betriebsbereich weist einen Übergangsbereich auf, welcher sich zwischen der Referenztemperatur (57°C) und der Soll-Temperatur (60°C) bewegt.
Der Abschnitt zur Stromsteuerung weist einen Abschnitt des Vergleichens einer Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde mit einer vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät 11 auf, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur des Steuergeräts 11 höher als die Referenztemperatur (57°C) ist, und in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis das Steuern des Ausgangsstroms des Steuergeräts 11 derart, dass er sich in zwei Ablaufschritten verringert.
Die vorher definierte Temperaturänderung kann 2°C betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Wenn die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s < 2°C), dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem ersten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors 12 in dem Kompressor 10 um einen festgelegten Prozentsatz abnimmt, bis die erfasste Temperatur die Referenztemperatur (57°C) oder darunter erreicht.
Der erste Steuerungsschritt ist derjenige Steuerungsschritt, welcher in einem Übergangsbereich ausgeführt wird, so dass der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 derart gesteuert wird, so dass die momentane Drehzahl des Motors 12 des Kompressors 10 um 70% bis 80% abnimmt.
Zudem, wenn die Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde (das heißt ΔT/s > 2°C) ist, dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem zweiten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors 12 in dem Kompressor 10 auf einen minimalen Wert abnimmt, welcher zum Antreiben des Kompressors 13 benötigt wird, bis die Temperaturänderung pro Sekunde gleich wie oder niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
Der zweite Steuerungsschritt ist derjenige Steuerungsschritt, welcher in dem unnormalen Betriebsbereich ausgeführt wird, so dass der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 derart gesteuert wird, dass er sich mehr als in dem ersten Steuerungsschritt verringert.
Wenn zum Beispiel die Temperatur des Steuergeräts 11 innerhalb des normalen Betriebsbereichs liegt, dann weist der Ausgangsstrom des Steuergeräts eine 100% Ausgabe auf und zu diesem Zeitpunkt weist die Leistungsfähigkeit einer Klimaanlage 100% auf. Wenn die Temperatur des Steuergeräts 11 jedoch innerhalb des Übergangsbereichs liegt, dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 auf ungefähr 80% Ausgabe mittels des ersten Steuerungsschritts herabgesetzt, und zu diesem Zeitpunkt beträgt die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage ungefähr 80%.
Obwohl nach dem ersten Steuerungsschritt der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 von einem Niveau in dem normalen Betriebsbereich um ein festgelegtes Niveau verringert wird, und somit die Leistungsfähigkeit einer Klimaanlage ebenfalls um ein bestimmtes Niveau herabgesetzt wird, da die Luft in einem Fahrzeug bereits abgekühlt ist, nimmt ein Fahrgast kaum eine Temperaturänderung der Luft in dem Fahrzeug wahr. Unterdessen wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 auf einem herabgesetzten Niveau beibehalten, so dass die Temperatur des Steuergeräts 11 nicht weiter zunehmen kann, was auf diese Weise ein Aussetzen des Steuergeräts 11 und ebenfalls der Klimaanlage infolge einer Zunahme der Temperatur verhindert.
Zudem, wenn die Temperatur des Steuergeräts 11 innerhalb des unnormalen Betriebsbereichs liegt, dann wird der zweite Steuerungsschritt ausgeführt. Hier wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 auf ungefähr 50% bis 60% Ausgabe verringert, welche niedriger als in dem ersten Steuerungsschritt ist, und zu diesem Zeitpunkt ist die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage erheblich verringert.
Obwohl nach dem zweiten Steuerungsschritt das Steuergerät 11 einen minimalen Strom ausgibt, welcher zum Antreiben des Kompressors 13 benötigt wird, so dass der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 und die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage erheblich verringert sind, setzt im Gegensatz zu der herkömmlichen Technologie das Steuergerät 11 den Betrieb des Kompressors 10 nicht aus, um sich selbst zu schützen. Somit braucht ein Fahrer ein Fahrzeug nicht auszuschalten und das Steuergerät 11 erneut zu starten, was auf diese Weise zu einer Verbesserung der Betriebsstabilität eines Produkts beiträgt.
Die Betriebsweise der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert werden.
Wenn ein Betätigungssignal einer Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird (S11), dann wird die Temperatur des Steuergeräts 11, welches einen elektrischen Kompressor für eine Klimaanlage bestimmt, erfasst (S12), und die erfasste Temperatur des Steuergeräts 11 wird mit der Referenztemperatur (57°C) verglichen (S13).
Hier, falls das Betätigungssignal der Klimaanlage nicht erzeugt wird, dann wird die Steuerungslogik für den Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 nicht ausgeführt.
Wenn in S13 festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur des Steuergeräts 11 höher als die Referenztemperatur ist, dann werden die Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde und die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät 11 miteinander verglichen (S14).
Hier, falls festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s < 2°C), dann wird der Ausgangsstrom des Steuergerät in dem ersten Steuerungsschritt verringert, so dass die momentane Drehzahl des Motors 12 in dem Kompressor 10 um 70% bis 80% verringert wird (S15).
Nach dem ersten Steuerungsschritt fährt die Steuerungslogik fort zu S13, und die Temperatur des Steuergeräts 11 wird erneut mit der vorher definierten Referenztemperatur (57°C) verglichen. Hier, falls festgestellt wird, dass die Temperatur des Steuergeräts 11 niedriger als die Referenztemperatur (57°C) ist (das heißt, die Temperatur des Steuergeräts 11 liegt innerhalb des normalen Betriebsbereichs), dann wird die Steuerung des Ausgangsstroms des Steuergeräts 11 nicht länger ausgeführt.
Ebenso in diesem Fall, falls jedoch erneut festgestellt wird, dass die Temperatur des Steuergeräts 11 höher als die Referenztemperatur ist, dann wird der erste Steuerungsschritt wiederholt ausgeführt, bis die Temperatur des Steuergeräts 11 die Referenztemperatur (57°C) oder darunter erreicht.
Zudem, wenn festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/sec > 2°C), dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 in dem zweiten Steuerungsschritt verringert, so dass die momentane Drehzahl des Motors 12 in dem Kompressor 10 auf eine minimale Drehzahl verringert ist, welche zum Antreiben des Kompressor 13 benötigt wird (S16).
Nach dem zweiten Steuerungsschritt fährt die Steuerungslogik fort zu S14, und die Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde wird erneut mit der vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde verglichen. Hier, falls festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s < 2°C), dann wird der zweite Steuerungsschritt nicht länger ausgeführt, sondern der erste Steuerungsschritt wird mit Hilfe von S15 ausgeführt.
Ebenso in diesem Fall, falls jedoch festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s > 2°C), dann wird der zweite Steuerungsschritt wiederholt ausgeführt, bis die Temperaturänderung pro Sekunde die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde oder darunter erreicht.
Wenn die Temperatur des Steuergeräts 11 des Kompressors 10 mit dem oben stehend erwähnten Verfahren gesteuert wird, wie in dem vorangegangenem dargelegt, obwohl die Leistungsfähigkeit einer Klimaanlage geringfügig verringert ist, kann ein Überhitzen des Steuergeräts verhindert werden.
Somit setzt das Steuergerät 11 nicht gewaltsam den Betrieb des Kompressors 10 aus, um sich selbst vor einer Zunahme der Temperatur zu schützen. Deshalb, sogar wenn ein Fahrzeug während des Reisens in heißer Umgebung anhält, zum Beispiel im Sommer, dann wird der elektrische Kompressor 10 angetrieben, so dass ein Fahrer das Fahrzeug nicht auszuschalten und das Steuergerät 11 erneut zu starten braucht, um den Kompressor 10 erneut zu starten, was auf diese Weise zu einer Verbesserung der Betriebsstabilität eines Produkts beiträgt.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Steuerungsverfahrens für ein Steuergerät eines elektrischen Kompressors in einer Klimaanlage in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Die Steuerungslogik der in 3 dargestellten ersten Ausführungsform weist einen Vergleich zwischen der Temperatur des Steuergeräts 11 mit der Referenztemperatur (57°C) auf, wohingegen die Steuerungslogik der in 4 dargestellten zweiten Ausführungsform einen Vergleich zwischen der Temperatur des Steuergeräts 11 mit einer Soll-Temperatur (60°C) aufweist.
Das Steuerungsverfahren der zweiten Ausführungsform weist einen Abschnitt zur Temperaturbestimmung des Erfassens der Temperatur eines Steuergeräts 11 und des Feststellens auf, ob die erfasste Temperatur niedriger als eine vorher definierte Soll-Temperatur ist oder nicht, wenn ein Betätigungssignal der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird. In einem Abschnitt zur Stromsteuerung wird ein Ausgangsstrom des Steuergerät derart gesteuert, dass er sich verringert, bis die erfasste Temperatur die Soll-Temperatur oder darunter erreicht, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Soll-Temperatur ist.
Hier ist die Soll-Temperatur diejenige Temperatur, welche die Grenze zwischen einem normalen Betriebsbereich und einem unnormalen Betriebsbereich ist. Die Soll-Temperatur kann vorzugsweise 60°C in Übereinstimmung mit der Leistungsfähigkeit des Steuergeräts 11 betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Der normale Betriebsbereich weist einen Abschnitt auf, welcher von 0°C bis 60°C reicht, welcher keinen negativen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Steuergeräts 11 besitzt, und der unnormale Betriebsbereich weist einen Abschnitt auf, welcher höher als 60°C ist, welcher einen negativen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Steuergeräts 11 besitzt.
Der normale Betriebsbereich umfasst einen Übergangsbereich, welcher sich zwischen einer Referenztemperatur (57°C) und der Soll-Temperatur (60°C) bewegt.
Der Abschnitt zur Stromsteuerung weist einen Abschnitt des Vergleichens einer Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde mit einer vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät 11 auf, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur des Steuergeräts 11 höher als die Soll-Temperatur (60°C) ist, und in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis das Steuern des Ausgangsstroms des Steuergeräts 11 derart, dass er sich in zwei Ablaufschritten verringert.
In bestimmten Ausführungsformen kann die vorher definierte Temperaturänderung 2°C betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
In einem Fall eines Wechsels der Betriebsart zu einem Zustand der abgeschalteten Steuerung aufgrund von einem externen Umfeld oder einer unnormalen Zunahme der Temperatur aufgrund eines Fehlers des Fahrzeugs, falls die Bedingung von Δ2°C/s für das Inkrement der Temperatur vorliegt, dann wird eine Logik angewandt, so dass eine konstante Basisausgabe, das heißt eine Leerlaufdrehzahl (zum Beispiel 1400 U/min bis 1600 U/min), ohne eine Störung des Steuergeräts 11 ausgegeben wird. Somit gibt das Steuergerät selbst keine übermäßige Ausgabe aus, so dass die Temperatur von selbigem aufgrund von seiner stromherabsetzenden Funktion nicht zunimmt, mit dem Ergebnis, dass das Steuergerät 11 auf einem bestimmten Temperaturniveau fortlaufend in Betrieb ist.
Wenn die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s < 2°C), dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem ersten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors 12 in dem Kompressor 10 um einen festgelegten Prozentsatz abnimmt, bis die erfasste Temperatur die Soll-Temperatur (60°C) oder darunter erreicht.
Der erste Steuerungsschritt ist derjenige Steuerungsschritt, welcher in einem Übergangsbereich ausgeführt wird, so dass der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 derart gesteuert wird, dass die momentane Drehzahl des Motors 12 des Kompressors 10 um 70% bis 80% abnimmt.
Zudem, wenn die Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s > 2°C), dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in einem zweiten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors 12 in dem Kompressor 10 auf einen minimalen Wert abnimmt, welcher zum Antreiben des Kompressors 13 benötigt wird, bis die Temperaturänderung pro Sekunde gleich wie oder niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
Der zweite Steuerungsschritt ist derjenige Steuerungsschritt, welcher in dem unnormalen Betriebsbereich ausgeführt wird, so dass der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 derart gesteuert wird, dass er mehr als in dem ersten Steuerungsschritt abnimmt.
Zum Beispiel, wenn die Temperatur des Steuergeräts 11 innerhalb des normalen Betriebsbereichs liegt, dann weist der Ausgangsstrom des Steuergeräts eine 100% Ausgabe auf und zu diesem Zeitpunkt beträgt die Leistungsfähigkeit einer Klimaanlage 100%. Wenn die Temperatur des Steuergeräts 11 jedoch innerhalb des Übergangsbereichs liegt, dann ist der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 auf ungefähr 80% Ausgabe mittels des ersten Steuerungsschritts verringert, und zu diesem Zeitpunkt weist die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage ungefähr 80% auf.
Obwohl nach dem ersten Steuerungsschritt der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 von einem Niveau in dem normalen Betriebsbereich um ein festgelegtes Niveau verringert wird, und somit die Leistungsfähigkeit einer Klimaanlage ebenfalls um ein bestimmtes Niveau herabgesetzt ist, da die Luft in einem Fahrzeug bereits abgekühlt ist, nimmt ein Fahrgast kaum eine Temperaturänderung der Luft in dem Fahrzeug wahr. Unterdessen wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 auf einem herabgesetzten Niveau beibehalten, so dass die Temperatur des Steuergeräts 11 nicht weiter zunehmen kann, was auf diese Weise ein Aussetzen des Steuergeräts 11 und ebenfalls der Klimaanlage infolge einer Zunahme der Temperatur verhindert.
Zudem, wenn die Temperatur des Steuergeräts 11 innerhalb des unnormalen Betriebsbereichs liegt, dann wird der zweite Steuerungsschritt ausgeführt. Hier wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 auf ungefähr 50% bis 60% niedriger als in dem ersten Steuerungsschritt verringert, und zu diesem Zeitpunkt ist die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage erheblich verringert.
Obwohl nach dem zweiten Steuerungsschritt das Steuergerät 11 einen minimalen Strom ausgibt, welcher zum Antreiben des Kompressors 13 benötigt wird, so dass der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 und die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage erheblich verringert sind, setzt im Gegensatz zu der herkömmlichen Technologie das Steuergerät 11 den Betrieb des Kompressors 10 nicht aus, um sich selbst zu schützen. Somit braucht ein Fahrer ein Fahrzeug nicht auszuschalten und das Steuergerät 11 erneut zu starten, was auf diese Weise zu einer Verbesserung der Betriebsstabilität eines Produkts beiträgt.
Die Betriebsweise der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert werden.
Wenn ein Betätigungssignal einer Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird (S21), dann wird die Temperatur des Steuergeräts 11, welches einen elektrischen Kompressor 10 für eine Klimaanlage bestimmt, erfasst (S22), und die erfasste Temperatur des Steuergeräts 11 wird mit der Soll-Temperatur (60°C) verglichen (S23).
Falls das Betätigungssignal der Klimaanlage nicht erzeugt wird, dann wird die Steuerungslogik für den Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 nicht ausgeführt.
Wenn in S23 festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur des Steuergeräts 11 höher als die Soll-Temperatur ist, dann werden die Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde und die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät 11 miteinander verglichen (S24).
Falls festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s < 2°C), dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts in dem ersten Steuerungsschritt verringert, so dass die momentane Drehzahl des Motors 12 in dem Kompressor 10 um 70% bis 80% (S25) verringert ist.
Nach dem ersten Steuerungsschritt fährt die Steuerungslogik fort zu S23, und die Temperatur des Steuergeräts 11 wird erneut mit der vorher definierten Soll-Temperatur (60°C) verglichen. Hier, falls festgestellt wird, dass die Temperatur des Steuergeräts 11 niedriger als die Soll-Temperatur (60°C) ist (das heißt die Temperatur des Steuergeräts liegt innerhalb des normalen Betriebsbereichs), dann wird die Steuerung für den Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 nicht länger ausgeführt.
Ebenso in diesem Fall, falls jedoch erneut festgestellt wird, dass die Temperatur des Steuergeräts 11 höher als die Soll-Temperatur ist, dann wird der erste Steuerungsschritt wiederholt ausgeführt, bis die Temperatur des Steuergeräts 11 die Soll-Temperatur (60°C) oder darunter erreicht.
Zudem, wenn festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s > 2°C), dann wird der Ausgangsstrom des Steuergeräts 11 in dem zweiten Steuerungsschritt verringert, so dass die momentane Drehzahl des Motors 12 in dem Kompressor 10 auf eine minimale Drehzahl verringert ist, welche zum Antreiben des Kompressors 13 benötigt wird (S26).
Nach dem zweiten Steuerungsschritt fährt die Steuerungslogik fort zu S24, und die Temperaturänderung (ΔT) pro Sekunde wird erneut mit der vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde verglichen. Hier, falls festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s (2°C), dann wird der zweite Steuerungsschritt nicht länger ausgeführt, sondern der erste Steuerungsschritt wird mittels S25 ausgeführt.
Ebenso in diesem Fall, falls jedoch festgestellt wird, dass die Temperaturänderung pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist (das heißt ΔT/s > 2°C), dann wird der zweite Steuerungsschritt wiederholt ausgeführt, bis die Temperaturänderung pro Sekunde die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde oder darunter erreicht.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke offenbart wurde, wird der Fachmann jedoch erkennen, dass unterschiedliche Veränderungen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dabei von dem Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen, wie sie in den angehängten Patentansprüchen offenbart sind.

Claims

Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts (11) eines elektrischen Kompressors (10) für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug, aufweisend: einen Abschnitt zur Temperaturbestimmung des Erfassens der Temperatur des Steuergeräts (11) und des Feststellens, ob die erfasste Temperatur gleich wie oder niedriger als eine Referenztemperatur ist oder nicht, welche um eine bestimmte Anzahl von Graden niedriger als eine vorher definierte Soll-Temperatur ist, wenn ein Betätigungssignal der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird; und einen Abschnitt zur Stromsteuerung des Steuerns eines Ausgangsstroms des Steuergeräts (11) zum Verringern der Temperatur, bis die erfasste Temperatur die Referenztemperatur oder darunter erreicht, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Referenztemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Soll-Temperatur diejenige Temperatur ist, welche eine Grenze zwischen einem normalen Betriebsbereich und einem unnormalen Betriebsbereich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Soll-Temperatur 60°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Referenztemperatur um 2°C bis 4°C niedriger als die Soll-Temperatur ist.
Verfahren. nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zur Stromsteuerung einen Abschnitt des Vergleichens einer Temperaturänderung pro Sekunde mit einer vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät (11), falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Referenztemperatur ist, und in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis, das Steuern des Ausgangsstroms des Steuergeräts (11) derart aufweist, dass er sich in zwei Ablaufschritten verringert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Ausgangsstrom des Steuergeräts (11) in einem ersten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert wird, dass er sich verringert, so dass eine momentane Drehzahl eines Motors (12) in dem Kompressor (10) um einen festgelegten Prozentsatz abnimmt, bis die erfasste Temperatur die Referenztemperatur oder darunter erreicht, wenn die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Ausgangsstrom des Steuergeräts (11) in einem zweiten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert wird, dass er sich verringert, so dass eine momentane Drehzahl eines Motors (12) in dem Kompressor (10) auf einen minimalen Wert abnimmt, welcher zum Antreiben des Kompressors (13) benötigt wird, bis die Temperaturänderung pro Sekunde gleich wie oder niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist, wenn die Temperaturänderung pro Sekunde größer als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die vorher definierte Temperaturänderung 2°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der festgelegte Prozentsatz von 70% bis 80% reicht.
Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Steuergeräts (11) eines elektrischen Kompressors (10) für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug, aufweisend: einen Abschnitt zur Temperaturbestimmung des Erfassens der Temperatur des Steuergeräts (11) und des Feststellens, ob die erfasste Temperatur gleich wie oder niedriger als eine vorher definierte Soll-Temperatur ist oder nicht, wenn ein Betätigungssignal der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand eines Fahrzeugs erzeugt wird; und einen Abschnitt zur Stromsteuerung des Steuerns eines Ausgangsstroms des Steuergeräts (11) zum Verringern der Temperatur, bis die erfasste Temperatur die Soll-Temperatur oder darunter erreicht, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Soll-Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Soll-Temperatur diejenige Temperatur ist, welche eine Grenze zwischen einem normalen Betriebsbereich und einem unnormalen Betriebsbereich ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Soll-Temperatur 60°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Abschnitt zur Stromsteuerung einen Abschnitt des Vergleichens einer Temperaturänderung pro Sekunde mit einer vorher definierten Temperaturänderung pro Sekunde in Bezug auf das Steuergerät (11) und in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis das Steuern des Ausgangsstroms des Steuergeräts (11) derart aufweist, dass er sich in zwei Ablaufschritten verringert, falls festgestellt wird, dass die erfasste Temperatur höher als die Soll-Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Ausgangsstrom des Steuergeräts (11) in einem ersten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert wird, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors (12) in dem Kompressor (10) um einen festgelegten Prozentsatz abnimmt, bis die erfasste Temperatur die Soll-Temperatur oder weniger erreicht, wenn die Temperaturänderung pro Sekunde niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Ausgangsstrom des Steuergeräts (11) in einem zweiten Steuerungsschritt wiederholt derart gesteuert wird, dass er sich verringert, so dass die momentane Drehzahl eines Motors (12) in dem Kompressor (10) auf einen minimalen Wert abnimmt, welcher zum Antreiben des Kompressors (13) benötigt wird, wenn die Temperaturänderung pro Sekunde höher als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist, bis die Temperaturänderung pro Sekunde gleich wie oder niedriger als die vorher definierte Temperaturänderung pro Sekunde ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die vorher definierte Temperaturänderung 2°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der festgelegte Prozentsatz von 70% bis 80% reicht.