DE102015208410B4

DE102015208410B4 - Verfahren und Klimatisierungskompressorsystem zum Erzeugen von Vakuum für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015208410B4
Application number: DE102015208410.8A
Authority: DE
Inventors: Ralph Wayne Cunningham; Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2035-05-07
Also published as: US9541237B2; US20150323138A1; CN105089839B; RU2015117272A; RU2673222C2; CN105089839A; DE102015208410A1

Abstract

Verfahren (600) zum Erzeugen von Vakuum, umfassend:Betreiben eines Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils (302), um eine Klimatisierungskompressorarbeit als Antwort auf eine Anforderung, eine Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, zu reduzieren, wobei ein Klimatisierungskompressor (218) selektiv mit einem Motor (10) gekoppelt ist, und ferner umfassend ein Entkoppeln des Klimatisierungskompressors (218) von dem Motor (10) über eine Klimatisierungskompressorkupplung (224),wobei das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302) in einem Durchlass (391, 491) positioniert ist, der einen Rückschlagventileinlass (380, 480) eines Rückschlagventils (305, 308) mit einem Rückschlagventilauslass (381, 481) des Rückschlagventils (305, 308) verbindet, wobei das Rückschlagventil (305, 308) an einem Einlass (312) oder Auslass (319) des Klimatisierungskompressors (218) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Erzeugen von Vakuum für Vakuumverbraucher eines Fahrzeugs. Die Systeme und Verfahren können besonders nützlich für Fahrzeuge sein, die mit höheren Geschwindigkeiten fahren.
Vakuum kann in einem Fahrzeug als eine Antriebskraft, um eine Position von Aktuatoren einzustellen, um das Einstellen eines Aktuators zu unterstützen und/oder als eine Möglichkeit, Gase von einem Ort zu einem anderen Ort zu überführen, verwendet werden. Zum Beispiel kann Vakuum einen Fahrer, der das Bremspedal eines Fahrzeugs betätigt, oder das Spülen von Kraftstoffdämpfen von einem Kraftstoffdampf-Aufbewahrungskanister zu einem Motor unterstützen. Eine Möglichkeit, Vakuum zu erzeugen, ist, einen Motor gedrosselt zu betreiben. Bei niedrigeren Motorlasten kann die Motordrosselklappe teilweise geschlossen sein, um das Motordrehmoment zu reduzieren. Vakuum kann innerhalb des Motorlufteinlasssystems in einer Position stromab von der Drosselklappe erzeugt werden. Daher kann der Motor eine kostengünstige Möglichkeit zum Erzeugen von Vakuum sein. Motoren mit kleinerem Hubraum neigen jedoch dazu, im Vergleich mit Motoren mit größerem Hubraum mit höherem Einlasskrümmerdruck zu arbeiten. Wenn ein Motor in größeren Höhen betrieben wird, kann es zusätzlich schwieriger für den Motor sein, Vakuum zu erzeugen, da sich der Luftdruck in größeren Höhen im Vergleich zum Luftdruck auf Meereshöhe verringert. Folglich kann ein Motor in größeren Höhen weniger gedrosselt betrieben werden, um die gleiche Menge an Drehmoment zu erzeugen, als in niedrigeren Höhen. Daher kann es schwieriger sein, in größeren Höhen Vakuum über den Motor zu erzeugen.
Eine Möglichkeit, zusätzliches Vakuum in größeren Höhen zu erzeugen, ist es, eine Belastung zu verringern, die auf den Motor ausgeübt wird, wenn der Motor in größeren Höhen betrieben wird. Es kann jedoch nicht möglich oder erwünscht sein, eine Belastung, die auf einen Motor ausgeübt wird, jedes Mal, wenn Vakuum erforderlich ist, zu verringern, ohne den Betrieb der Vorrichtung zu verschlechtern, die Belastung für den Motor bereitstellt. Folglich kann der Motor weniger Vakuum erzeugen als gewünscht, oder Fahrzeugpassagiere können durch verschlechterte Leistung von Subsystemen, die vom Motor über längere Zeitspannen entlastet werden, um Vakuumerzeugung zu verbessern, verärgert werden.
Aus der DE 10 2012 216 559 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugklimaregelungssystems bekannt. Das Verfahren weist ein 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.
Die US 4 982 576 A offenbart eine Klimaanlagenladestation, die Kältemittel aus einer Klimaanlage abzieht, zurückgewinnt, indem sie bestimmte Materialien entfernt, und das zurückgewonnene Kältemittel zu derselben Klimaanlage zurückführt. Hierbei wird auch neues Zusatzkältemittel an die Klimaanlage in der Menge bereitgestellt, die für eine vollständige Aufladung erforderlich ist. Ein Mikroprozessor stellt eine Diagnosefähigkeit bereit und enthält Tabellen mit akzeptablen Werten von Parametern, wie z. B. Luftauslasstemperatur, Ansaugdruck usw., für verschiedene Automobilfabrikate und Klimaanlagentypen; Vorkehrungen zum Anpassen der akzeptablen Bereiche solcher Werte aufgrund eines oder mehrerer Umgebungsfaktoren getroffen, von denen einer die relative Umgebungsfeuchtigkeit sein kann. Der Mikroprozessor zeigt nach Vergleich der tatsächlichen Werte mit akzeptablen Wertebereichen der Betriebswerte der Klimaanlage mögliche Ursachen einer Fehlfunktion der Klimaanlage auf einem Videobildschirm an. Es wird ein Selbsttest sowohl des Mikroprozessors und der zugehörigen elektrischen Elemente als auch mechanischer Elemente wie Leitungen, Ventile und einer Waage durchgeführt.
Die Erfinder hierin haben die oben erwähnten Nachteile erkannt und ein Verfahren zum Erzeugen von Vakuum entwickelt, umfassend: Betreiben eines Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils, um Klimatisierungskompressorarbeit als Antwort auf eine Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, zu reduzieren.
Durch das Öffnen eines Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils als Antwort auf eine Anforderung von Vakuum kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Erzeugens von Vakuum für Fahrzeugsysteme auf eine Weise bereitzustellen, die für Fahrzeuginsassen weniger bemerkbar ist. Im Besonderen kann ein Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil für kurze Zeitspannen (z.B. weniger als fünf Sekunden) geöffnet werden, um den Klimatisierungskompressor vom Motor zu entlasten. Daher kann der Klimatisierungskompressor vom Motor für kurze Zeitspannen entlastet werden, sodass Vakuum in einem Vakuumbehälter wieder aufgefüllt werden kann. Zusätzlich ermöglicht das Öffnen der Klimatisierungskompressor-Umleitungskupplung einer Klimatisierungskompressorkupplung, geschlossen zu bleiben, sodass eine geringere Möglichkeit von Verschlechterung der Klimatisierungskupplung besteht.
Das Kompressorumleitungsventil kann asynchron in Bezug auf die unmittelbare Kompressorkolbenposition geöffnet werden. Zum Beispiel kann das Kompressorumleitungsventil geöffnet werden, wenn ein Kolben des Klimatisierungskompressors sich in irgendeiner Position in seinem Zyklus befindet. In anderen Beispielen können jedoch das eine oder die mehreren Kompressorumleitungsventile synchron mit der Kolbenposition geöffnet und geschlossen werden und daher kontinuierlich den „eingeschlossenen“ Dampf, der komprimiert werden soll, variieren. Zum Beispiel kann das Kompressorumleitungsventil während jedes Kompressionshubs des Kompressorkolbens zehn Grad vor dem Kompressionshub am oberen Totpunkt (OT) geöffnet werden. Wenn der Klimatisierungskompressor mehrere Kolben umfasst, kann das Kompressorumleitungsventil synchron mit den unterschiedlichen Kolben geöffnet und geschlossen werden. Das Öffnen und Schließen des Kompressorumleitungsventils kann synchron gesteuert werden, um den Klimatisierungskompressor zwischen vollständiger Kompression und keiner (oder niedriger Kompression) zu variieren.
Die vorliegende Beschreibung kann einige Vorteile liefern. Der Lösungsansatz kann nämlich Vakuumerzeugung für ein Fahrzeug verbessern. Zusätzlich kann der Lösungsansatz die Möglichkeit von einer Verschlechterung der Klimatisierungskupplung verringern. Ferner kann der Lösungsansatz die Unannehmlichkeit der Fahrzeugpassagiere verringern, indem die Klimatisierungskompressorbelastung auf einen Motor für kurze Intervalle verringert wird, während denen eine Verringerung der Klimatisierungssystemausgabe weniger bemerkbar ist.
Die obenstehenden Vorteile und weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Beschreibung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung leicht ersichtlich, allein oder in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
Es soll verstanden werden, dass die obenstehende Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll nicht Hauptmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands bestimmen, dessen Umfang ausschließlich durch die Ansprüche definiert ist, die der detaillierten Beschreibung folgen. Außerdem beschränkt sich der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen, die einen bestimmten der oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung genannten Nachteile löst.
Die hierin beschriebenen Vorteile werden umfassender durch das Lesen eines Beispiels einer Ausführungsform, hierin als die detaillierte Beschreibung bezeichnet, allein oder in Bezug auf die Zeichnungen verstanden, wobei:

1 ein schematisches Diagramm eines Motors zum Erzeugen von Vakuum ist;
2 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugklimatisierungssystems ist;
3-4 schematische Diagramme von Klimatisierungskompressor-Umleitungsdurchlässen sind;
5 simulierte Betriebssequenzen für die Systeme aus 1-4 gemäß dem Verfahren aus 6 sind; und
6 ein Verfahren zum Bereitstellen von Vakuum für ein Fahrzeug ist.

Die vorliegende Beschreibung betrifft das Bereitstellen von Vakuum für ein Fahrzeug. Vakuum ist durch einen Motor für einen Vakuumbehälter wie in 1 gezeigt bereitgestellt. Der Motor kann in einem Fahrzeug umfasst sein, das ein Klimatisierungssystem wie in 2-4 gezeigt umfasst. Das Klimatisierungssystem kann wie in der Sequenz aus 5 gezeigt betrieben sein, um Vakuumerzeugung innerhalb eines Motors zu verbessern. Das Verfahren aus 6 beschreibt eine Möglichkeit, Belastung zu steuern, die auf einen Motor ausgeübt wird, sodass der Motor Vakuum bereitstellen kann, während zur gleichen Zeit die Möglichkeit, Passagiere aufgrund von Betriebsausfall des Fahrzeugsystems während der Vakuumerzeugung zu verärgern, verringert wird.
In Bezug auf 1 ist ein Motor 10, der eine Vielzahl an Zylindern umfasst, von denen einer in 1 gezeigt ist, durch eine elektrische Steuereinheit 12 gesteuert. Der Motor 10 umfasst eine Brennkammer 30 und Zylinderwandungen 32 mit einem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Es ist die Brennkammer 30 gezeigt, die mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 über ein Einlassventil 52 beziehungsweise ein Auslassventil 54 kommuniziert. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch eine Einlassnocke 51 und eine Auslassnocke 53 betrieben werden. Die Position der Einlassnocke 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 festgelegt werden. Die Position der Auslassnocke 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 festgelegt werden.
Es ist eine Einspritzdüse 66 gezeigt, die positioniert ist, um Kraftstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen, was für Fachleute auf dem Gebiet als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ dazu kann Kraftstoff in einen Ansaugkanal eingespritzt werden, was für Fachleute auf dem Gebiet als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Die Einspritzdüse 66 liefert Flüssigkraftstoff im Verhältnis zu einer Pulsbreite von einer Steuereinheit 12. Kraftstoff wird an die Einspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) geliefert, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoff-Zuteiler (nicht gezeigt) umfasst. Zusätzlich ist der Einlasskrümmer 44 gezeigt, der mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 kommuniziert, die eine Position einer Drosselklappe 64 einstellt, um Luftstrom vom Motoreinlass 42 zu steuern.
Einem Vakuumbehälter 138 kann Vakuum über einen Auswerfer 20 geliefert werden. Ein Auswerfervakuum-Durchflusssteuerventil 22 kann geöffnet werden, um Luft vom Motoreinlass 42 zu erlauben, durch den Auswerfer 20 durchzuströmen. Luft kann den Auswerfer 20 durchströmen und einen Niedrigdruckbereich innerhalb des Auswerfers 20 schaffen, wobei eine Vakuumquelle für den Vakuumbehälter 138 bereitgestellt wird. Luft, die durch den Auswerfer 20 strömt, wird zum Einlasskrümmer 44 stromab von Drosselklappe 62 hingeführt. Ein Rückschlagventil 63 stellt sicher, dass Luft nicht vom Auswerfer 20 auf den Vakuumbehälter 138 übergeht.
Obwohl der Auswerfer 20 nützlich ist, um ein Einlasskrümmervakuum und einen Vakuumwert zu steigern, hat er möglicherweise nicht die Kapazität, um so viel Vakuum wie gewünscht in einer kurzen Zeitspanne bereitzustellen. Ferner kann die Leistung des Auswerfers 20 in Zeiten, in denen das Gaspedal 130 nicht gedrückt ist oder in denen die Motordrehmomentbelastung niedrig ist, reduziert sein, da Vakuum, das durch den Auswerfer 20 bereitgestellt ist, zunimmt, wenn Luftstrom durch den Auswerfer 20 zunimmt. Folglich kann es erwünscht sein, das Einlasskrümmervakuum über eine Vielzahl an Steuervorgängen zu erhöhen, einschließlich das Reduzieren und/oder Eliminieren von Kriechdrehmoment, während Vakuum über den Auswerfer 20 bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann der Auswerfer 20 noch tieferes Vakuum für das Fahrzeugvakuumsystem bereitstellen.
Der Vakuumbehälter 138 stellt Vakuum für einen Bremskraftverstärker 140 über das Rückschlagventil 65 bereit. Der Vakuumbehälter 138 kann auch Vakuum für andere Vakuumverbraucher wie etwa Turbolader-Ladedruckregelklappen-Aktuatoren, Heizungs- oder Ventilationsaktuatoren, Antriebssystem-Aktuatoren (z.B. Allradantrieb-Aktuatoren), Kraftstoffdampfreinigungssysteme, Motorkurbelgehäuseentlüftung und Kraftstoffsystem-Lecktestsysteme bereitstellen. Das Rückschlagventil 61 beschränkt Luftstrom vom Vakuumbehälter 138 auf sekundäre Vakuumverbraucher (z.B. andere Vakuumverbraucher als das Fahrzeugbremssystem). Der Bremskraftverstärker 140 kann einen internen Vakuumbehälter umfassen und die Kraft, die durch den Fuß 152 über das Bremspedal 150 bereitgestellt ist, verstärken, um den Zylinder 148 anzuweisen, die Fahrzeugbremsen (nicht gezeigt) zu betätigen.
Eine verteilerlose Zündanlage 88 stellt einen Zündfunken für die Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 als Antwort auf die Steuereinheit 12 bereit. Ein universeller Abgassauerstoffsensor (UEGO-Sensor) 126 ist gekoppelt an den Auslasskrümmer 48 stromauf von einem Katalysator 70 gezeigt. Alternativ dazu kann der UEGO-Sensor 126 durch einen Zwei-Punkt-Abgassauerstoffsensor ersetzt werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel verschiedene Katalysatorziegel umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, jede mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwegekatalysator sein.
Die Steuereinheit 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der einschließt: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabe-Kanäle 104, einen Nur-Lese-Speicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108, ein Keep Alive Memory 110 und einen herkömmlichen Daten-Bus. Die Steuereinheit 12 ist gezeigt, dass sie verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 10 gekoppelt sind, empfängt, zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen, die einschließen:

Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 112, der mit einem Kühlmantel 114 gekoppelt ist; einen Positionssensor 134, der mit einem Gaspedal 130 zum Abfühlen der Gaspedalposition, die durch den Fuß 132 eingestellt ist, gekoppelt ist;
einen Positionssensor 154, der mit einem Bremspedal 150 zum Abfühlen der Bremspedalposition gekoppelt ist; einen Klopfsensor zum Ermitteln von Zündung von Endgasen (nicht gezeigt); eine Messung von Motorladedruck (MAP) vom Drucksensor 121, der mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 abfühlt; eine Messung von Luftmasse, die in den Motor von Sensor 120 (z.B. ein Hitzdraht-Luftdurchflussmessgerät) eintritt; eine Messung oder ein Wert an Vakuum im Vakuumbehälter 138 über einen Vakuum- oder Drucksensor 69; und eine Messung der Drosselklappenposition von einem Sensor 58. Barometerdruck kann auch über einen Sensor 183 zur Verarbeitung durch die Steuereinheit 12 abgefühlt werden. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt ein Motorpositionssensor 118 eine festgelegte Anzahl an abstandsgleichen Impulsen während jeder Umdrehung der Kurbelwelle, aus der die Motordrehzahl (RPM) ermittelt werden kann.

In manchen Beispielen kann der Motor mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Serienkonfiguration oder eine Variation oder Kombinationen davon aufweisen.
Ferner können in manchen Beispielen weitere Motorkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einen Vier-Takt-Zyklus: Der Zyklus umfasst den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Expansionstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet. Luft wird in die Brennkammer 30 über den Einlasskrümmer 44 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe des Bodens des Zylinders und am Ende des Takts (z.B. wenn die Brennkammer 30 das größte Volumen hat) befindet, wird typischerweise von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung als unterer Totpunkt bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung Zylinderkopf, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem der Kolben 36 am Ende seines Takts ist und sich am nächsten zum Zylinderkopf (z.B. wenn die Brennkammer 30 das kleinste Volumen hat) befindet, wird typischerweise von Fachleuten auf dem Gebiet als oberer Totpunkt bezeichnet. In einem Verfahren, das hierin nachfolgend als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einem Verfahren, das hierin nachfolgend als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündungsmittel wie etwa eine Zündkerze 92 gezündet, was zu Verbrennung führt. Während des Expansionstakts drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zurück zum unteren Totpunkt. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Rotationsdrehmoment der Rotationswelle um. Während des Ausstoßtakts öffnet sich schließlich das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch für den Auslasskrümmer 48 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum oberen Totpunkt zurück. Es ist anzumerken, dass das Obenstehende nur als ein Beispiel beschrieben ist, und dass die Öffnungs- und/oder Schließzeitsteuerungen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa um positive oder negative Ventilüberlappung, späte Schließung des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
Nun in Bezug auf 2 umfasst das Klimatisierungssystem 200 einen Verdampfer 228 zum Kühlen der Luft im Fahrgastraum. Luft wird über ein Gebläse 250 über den Verdampfer 228 geleitet und in den Fahrgastraum 202 gerichtet. Eine Klimasteuereinheit 226 betreibt das Gebläse 250 gemäß den Bedienereinstellungen sowie der Klimasensoren. Ein Temperatursensor stellt eine Anzeige der Temperatur des Verdampfers 228 für die Klimasteuereinheit 226 bereit. Ein Fahrgastraum-Temperatursensor 230 stellt eine Anzeige der Fahrgastraumtemperatur für die Klimasteuereinheit 226 bereit. Auf ähnliche Weise stellt ein Feuchtigkeitssensor 232 der Klimasteuereinheit 226 eine Anzeige der Feuchtigkeit im Fahrgastraum bereit. Ein Sonnenbelastungssensor 234 stellt eine Anzeige der Erwärmung des Fahrgastraums durch Sonnenlicht für die Klimasteuereinheit 226 bereit. Die Klimasteuereinheit 226 empfängt auch Bedienereingaben von einer Bedienerschnittstelle 208 und liefert die gewünschte Verdampfertemperatur und tatsächliche Verdampfertemperatur an die Motorsteuereinheit 12.
Die Bedienerschnittstelle 208 ermöglicht es einem Bediener, eine gewünschte Fahrgastraumtemperatur, eine Lüfterdrehzahl und einen Verteilungsweg für die klimatisierte Luft im Fahrgastraum (z.B. klimatisierte Frischluft oder klimatisierte umgewälzte Luft) auszuwählen. Die Bedienerschnittstelle 208 kann Skalenscheiben und Druckknöpfe umfassen, um Klimaeinstellungen auszuwählen. In manchen Beispielen kann die Bedienerschnittstelle 208 Eingaben über einen Sensorbildschirm annehmen.
Kühlmittel wird für den Verdampfer 228 über ein Verdampferventil 220 bereitgestellt, nachdem es in einen Kondensator 216 gepumpt wurde. Ein Klimatisierungskompressor 218 empfängt Kühlmittelgas vom Verdampfer 228 und setzt das Kühlmittel unter Druck. Dem unter Druck gesetzten Kühlmittel wird Wärme entzogen, sodass das Kühlmittel im Kondensator 216 verflüssigt wird. Das verflüssigte Kühlmittel dehnt sich aus, nachdem es durch das Verdampferventil 220 durchgeströmt ist, und veranlasst, dass die Temperatur des Verdampfers 228 reduziert wird.
Der Klimatisierungskompressor 218 umfasst eine Klimatisierungskompressorkupplung 224 und einen Kolben 280. Der Kolben 280 setzt das Kühlmittel im Klimatisierungssystem 200 unter Druck, das vom Klimatisierungskompressor 218 zum Kondensator 216 fließt. Ein Drucksensor 245 fühlt den Kopfdruck des Klimatisierungskompressors ab. Die Klimatisierungskompressorkupplung 224 kann selektiv gekuppelt oder entkuppelt sein, um den Klimatisierungskompressor 218 mit Rotationsenergie vom Motor 10 zu versorgen. In einem Beispiel liefert der Motor 10 Rotationsenergie über ein Getriebe 270 an den Klimatisierungskompressor 218 und die Räder 260. Rotationsenergie kann vom Motor 10 über einen Riemen 242 an den Klimatisierungskompressor 218 geliefert werden. In einem Beispiel koppelt der Riemen 242 die Kurbelwelle 40 mechanisch über die Klimatisierungskompressorkupplung 224 mit dem Klimasteuerungskompressor 218.
Auf diese Weise stellt das System aus 2 Rotationsenergie für einen Klimasteuerungskompressor bereit, um den Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu kühlen. Im Speziellen stellt der Klimatisierungskompressor ein negatives Drehmoment bereit, um den Motor zu belasten und das Kühlmittel zu verdichten, sodass das Kühlmittel anschließend ausgedehnt werden kann, um den Fahrgastraum des Fahrzeugs zu kühlen. Der Betrag des negativen Drehmoments, das für den Motor durch den Klimatisierungskompressor bereitgestellt ist, kann über die Kupplung und einen Aktuator oder ein Ventil, das die verstellbare Verdrängungspumpe einstellt, einstellend sein. Das negative Drehmoment, das für den Motor über den Klimatisierungskompressor bereitgestellt ist, kann über die Klimatisierungskompressorkupplung 224 entfernt werden.
Nun in Bezug auf 3 ist ein erstes beispielhaftes Klimatisierungskompressorsystem 300 gezeigt. Das Klimatisierungskompressorsystem 300 umfasst ein elektrisch betriebenes Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302, ein erstes Rückschlagventil 305, ein zweites Rückschlagventil 308, einen Klimatisierungskompressor 218 und einen Kolben 280. Kühlmittel fließt in der angezeigten Richtung durch den Klimatisierungskompressor 218. In dieser beispielhaften Konfiguration ist das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 beim Einlass 312 des Klimatisierungskompressors 218 positioniert, wobei es das Rückschlagventil 305 überbrückt. Daher ist das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 im Durchlass 391 positioniert, der den Rückschlagventileinlass 380 mit dem Rückschlagventilauslass 381 verbindet. Der Klimatisierungskompressor kann mehrere Kolben aufweisen, die phasenverschoben in Bezug auf andere Klimatisierungskompressorkolben arbeiten. In einem solchen Fall weist jeder Kolben sein eigenes Einlassrückschlagventil und Auslassrückschlagventil auf und würde daher eine Vielzahl an Umleitungsventilen benötigen, um zum Beispiel alle Einlassrückschlagventile zu deaktivieren.
Das Rückschlagventil 305 wird überbrückt, wenn das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 auf eine offene Position eingestellt ist. Das Überbrücken des Rückschlagventils 305 ermöglicht es Kühlmittel, durch das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 über den Kolben 280 hin und her gepumpt zu werden, wobei die Pumparbeit des Klimatisierungskompressors 218 verringert wird. Eine Schließfederkraft des Rückschlagventils 308 wird durch den Klimatisierungskompressor 218 nicht überwunden, wenn das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 in einem geöffneten Zustand ist. Folglich bildet sich am Auslass 310 des Klimatisierungskompressors 218 kein Kühlmitteldruck. Die Steuereinheit 12 kann das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 selektiv betreiben, basierend auf Fahrzeugbetriebsbedingungen, die einen Vakuumwert innerhalb des Vakuumbehälters 138 wie in 1 gezeigt einschließen.
Ein Solenoid-betriebener Kolben, der das Rückschlagventil offen hält, ist funktional gleichwertig wie ein Ventil, das parallel zum Rückschlagventil installiert ist. Und in manchen Beispielen kann der Solenoid-betriebene Kolben konfiguriert sein, um das System umzusetzen.
Nun in Bezug auf 4 ist ein alternatives Klimatisierungskompressorsystem 400 gezeigt. Komponenten des Klimatisierungskompressorsystems 400, die die gleichen numerischen Kennzahlen wie Komponenten im Klimatisierungskompressorsystem 300 aufweisen, sind die gleichen Komponenten und arbeiten gleich, außer es ist angegeben. Daher wird der Kürze halber eine Beschreibung jedes Systembestandteils weggelassen.
In diesem Beispiel des Klimatisierungskompressorsystems ist das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 am Auslass 319 des Klimatisierungskompressors 218 positioniert, wobei es das Rückschlagventil 308 überbrückt. Daher ist das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 im Durchlass 491 positioniert, der den Rückschlagventileinlass 480 mit dem Rückschlagventilauslass 481 verbindet.
Das Rückschlagventil 308 wird überbrückt, wenn das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 auf eine offene Position eingestellt ist. Das Überbrücken des Rückschlagventils 308 ermöglicht es Kühlmittel, durch das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 über den Kolben 280 hin und her gepumpt zu werden, wobei die Pumparbeit des Klimatisierungskompressors 218 verringert wird. Zusätzliches Kühlmittel fließt nicht über das Rückschlagventil 305 in den Klimatisierungskompressor 218, da eine Schließfederkraft des Rückschlagventils 305 durch den Klimatisierungskompressor 218 nicht überwunden wird, wenn das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 in einem geöffneten Zustand ist. Folglich wird am Einlass 312 des Klimatisierungskompressors 218 der Kühlmitteldruck nicht niedriger. Die Steuereinheit 12 kann das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil 302 selektiv betreiben, basierend auf Fahrzeugbetriebsbedingungen, die einen Vakuumwert innerhalb des Vakuumbehälters 138 wie in 1 gezeigt einschließen.
Daher stellen die Systeme aus 1-4 ein System zum Erzeugen von Vakuum bereit, umfassend: einen Motor, der einen Einlasskrümmer einschließt; einen Klimatisierungskompressor; ein erstes Rückschlagventil an einem Einlass des Klimatisierungskompressors; ein zweites Rückschlagventil an einem Auslass des Klimatisierungskompressors; eine Klimatisierungskompressorkupplung, die den Motor selektiv mit dem Klimatisierungskompressor koppelt; und ein elektrisch betriebenes Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil am Einlass oder Auslass des Klimatisierungskompressors. Das System umfasst ferner eine Steuereinheit und ausführbare Befehle, die in nicht-transitorischem Speicher gespeichert sind, zum Betreiben des elektrisch betriebenen Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils als Antwort auf einen Vakuumwert eines Vakuumbehälters. Das System umfasst ferner eine Klimatisierungskompressorkupplung und zusätzliche ausführbare Befehle zum Öffnen der Klimatisierungskompressorkupplung als Antwort auf einen in einem Vakuumbehälter gespeicherten Vakuumwert.
In manchen Beispielen umfasst das System ferner zusätzliche Befehle, die Klimatisierungskompressorkupplung für eine festgelegte Zeitdauer nicht zu schließen, seit sich die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet hat. Das System umfasst, dass das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil in einem Durchlass positioniert ist, der einen Einlass des ersten Rückschlagventils mit einem Auslass des ersten Rückschlagventils verbindet. Das System umfasst auch, dass das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil in einem Durchlass positioniert ist, der den Einlass des zweiten Rückschlagventils mit einem Auslass des zweiten Rückschlagventils verbindet.
Nun in Bezug auf 5 ist eine simulierte Betriebssequenz für das System aus 1-4 gemäß dem Verfahren aus 6 gezeigt. Vertikale Markierungen T0-T4 zeigen Zeiten von Interesse während der Sequenz an.
Die erste Kurve von oben aus 5 ist eine Kurve vom Vakuumwert eines Vakuumbehälters über die Zeit. Der Vakuumbehälter kann mit einem Motoreinlasskrümmer über einen Auswerfer wie in 1 oder direkt mit dem Motoreinlasskrümmer über ein Rückschlagventil gekoppelt sein. Die Y-Achse stellt Vakuum und Vakuumsteigerungen (z.B. Druckverringerungen) in der Richtung des Pfeils der Y-Achse dar. Die X-Achse stellt Zeit und Zeitzunahmen von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 dar. Die horizontale Linie 502 stellt einen oberen Vakuumschwellenwert dar, bei dem Vakuum nicht angefordert wird (z.B. die Vakuumanforderung wird nicht durchgesetzt), sobald Vakuum im Vakuumbehälter größer als der Wert der Linie 502 ist. Die horizontale Linie 504 stellt einen unteren Vakuumschwellenwert dar, bei dem Vakuum angefordert wird (z.B. die Vakuumanforderung wird durchgesetzt), sobald Vakuum im Vakuumbehälter niedriger als der Wert der Linie 504 ist.
Die zweite Kurve von oben aus 5 ist eine Kurve einer Vakuumanforderung über die Zeit. Die Vakuumanforderung kann bereitgestellt sein, wenn Vakuum, das innerhalb des Vakuumbehälters gespeichert ist, weniger als einen Vakuumschwellenwert beträgt. Die Vakuumanforderung wird durchgesetzt, wenn die Vakuumspur einen höheren Wert aufweist (z.B. nahe dem Pfeil der Y-Achse). Die Vakuumanforderung wird nicht durchgesetzt, wenn die Vakuumspur auf einem niedrigeren Wert liegt (z.B. nahe der X-Achse).
Die dritte Kurve von oben aus 5 ist eine Kurve vom Kopfdruck des Klimatisierungskompressors über die Zeit. Der Auslassdruck des Klimatisierungskompressors kann als Kopfdruck bezeichnet werden. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors nimmt in die Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit und Zeitzunahmen von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 dar. Die horizontale Linie 510 stellt eine obere Kopftemperatur des Klimatisierungskompressors dar, bei der eine Klimatisierungskupplung geöffnet wird, um den Kopfdruck des Klimatisierungskompressors zu begrenzen. Die horizontale Linie 512 stellt einen Kopfdruck des Klimatisierungskompressors dar, unter dem ein Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil aktiviert werden kann, um die Klimatisierungskompressorbelastung auf einen Motor als Antwort auf eine Vakuumanforderung zu senken. Bei Kopfdruck des Klimatisierungskompressors über der Linie 512 kann die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet werden, um die Belastung auf einen Motor als Antwort auf eine Vakuumanforderung zu verringern. Die horizontale Linie 514 stellt einen Kopfdruck des Klimatisierungskompressors dar, bei dem die Klimatisierungskompressorkupplung aktiviert werden kann, nachdem die Klimatisierungskompressorkupplung als Antwort auf einen höheren Kopfdruck des Klimatisierungskompressors, während Klimatisierung angefordert wird, geöffnet wurde.
Die vierte Kurve von oben aus 5 ist eine Kurve des Zustands des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils über die Zeit. Der Zustand des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils wird durchgesetzt (z.B. die Spur weist einen höheren Wert auf), um das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil zu öffnen und die Arbeit des Klimatisierungskompressors zu verringern. Der Zustand des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils wird nicht durchgesetzt (z.B. die Spur weist einen niedrigeren Wert auf), um das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil zu schließen und die Arbeit des Klimatisierungskompressors zu erhöhen.
Die fünfte Kurve von oben aus 5 ist eine Kurve des Zustands der Klimatisierungskompressorkupplung über die Zeit. Der Zustand der Klimatisierungskompressorkupplung wird durchgesetzt (z.B. geschlossen), wenn der Zustand der Klimatisierungskompressorkupplung auf einem höheren Wert liegt (z.B. nahe des Pfeils der Y-Achse). Der Zustand der Klimatisierungskompressorkupplung wird nicht durchgesetzt (z.B. geöffnet), wenn die Spur des Zustands der Klimatisierungskompressorkupplung auf einem niedrigeren Wert liegt (z.B. nahe der X-Achse).
Bei Zeit T0 ist der Vakuumwert des Vakuumbehälters auf über Wert 502 erhöht, was anzeigt, dass es einen hohen Vakuumwert im Vakuumbehälter gibt. Die Vakuumanforderung wird nicht durchgesetzt, da der Vakuumwert des Vakuumbehälters einen höheren Wert beträgt. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors nimmt ab, da Kühlmittel im Klimatisierungssystem die Umgebungsluft abkühlt und Druck abnimmt. Der Zustand des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils wird nicht durchgesetzt, da der Vakuumwert des Vakuumbehälters hoch ist. Zusätzlich liegt der Zustand der Klimatisierungskompressorkupplung auf einem niedrigeren Wert, was anzeigt, dass die Klimatisierungskupplung offen ist. Die Klimatisierungskupplung wurde zuvor als Antwort darauf, dass der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors den Wert 510 übersteigt, geöffnet.
Zwischen Zeit T0 und Zeit T1 bleibt der Vakuumwert des Vakuumbehälters erhöht und die Vakuumanforderung wird nicht durchgesetzt. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors verläuft als Antwort auf das zyklische Ein- und Ausschalten der Klimatisierungskompressorkupplung zyklisch auf und ab. Die Klimatisierungskompressorkupplung ist ausgeschaltet (z.B. auf einem niedrigeren Wert), wenn der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors den Wert 510 erreicht. Die Klimatisierungskompressorkupplung ist eingeschaltet (z.B. auf einem höheren Wert), wenn der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors auf Wert 514 abnimmt.
Bei Zeit T1 wurde der Vakuumwert des Vakuumbehälters auf Wert 504 als Antwort auf Vakuumverbraucher, die Vakuum verwenden, reduziert. Die Vakuumanforderung wird als Antwort darauf durchgesetzt, dass der Vakuumwert im Vakuumbehälter auf Wert 504 verringert wird. Dem Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil wird ein offener Zustand als Antwort auf die Vakuumanforderung und den Kopfdruck des Klimatisierungskompressors, der weniger als Wert 512 beträgt, angewiesen. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors beginnt langsam abzunehmen, da die Arbeit des Klimatisierungskompressors durch das Öffnen des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils verringert wird. Die Klimatisierungskompressorkupplung bleibt geschlossen, da der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors weniger als Wert 510 beträgt.
Bei Zeit T2 ist der Vakuumwert des Vakuumbehälters auf Wert 502 durch Luft, die vom Vakuumbehälter zum Motoreinlasskrümmer gepumpt wird, gestiegen. Die Vakuumanforderung geht als Antwort auf den höheren Vakuumwert des Vakuumbehälters auf einen niedrigeren Wert über, um anzuzeigen, dass kein zusätzliches Vakuum angefordert wird. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors fängt an, als Antwort auf den Zustand des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils, das auf einen niedrigeren Wert übergeht, bei dem das Umleitungsventil geschlossen wird, zu steigen. Die Klimatisierungskompressorkupplung bleibt in einem geschlossenen Zustand, was es dem Motor ermöglicht, den Klimatisierungskompressor zu rotieren, um den Kompressorausgangsdruck zu erhöhen.
Zwischen Zeit T2 und Zeit T3 bleibt der Vakuumwert des Vakuumbehälters erhöht und beginnt dann nahe der Zeit T3 abzunehmen. Die Vakuumanforderung wird nicht durchgesetzt und der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors verläuft als Antwort auf das zyklische Ein- und Ausschalten der Klimatisierungskompressorkupplung zyklisch auf und ab, basierend auf dem zyklischen Verlauf des Klimatisierungskompressordrucks zwischen Wert 510 und Wert 514. Das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil bleibt nicht durchgesetzt (z.B. geschlossen), sodass der Klimatisierungskompressor nicht umgeleitet wird.
Bei Zeit T3 ist der Vakuumwert des Vakuumbehälters auf weniger als Wert 504 verringert. Die Vakuumanforderung wird als Antwort auf den Wert des Vakuumbehälters, der weniger als Wert 504 beträgt, durchgesetzt. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors ist jedoch größer als Wert 512, daher bleibt der Zustand des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils auf einem niedrigeren Wert, bei dem das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil nicht geöffnet ist. Stattdessen wird die Klimatisierungskompressorkupplung als Antwort auf die Vakuumanforderung und den Kopfdruck des Klimatisierungskompressors, der größer als Wert 512 ist, geöffnet. Das Öffnen der Klimatisierungskupplung entkoppelt den Klimatisierungskompressor vom Motor, was dem Motor ermöglicht, mit einer niedrigeren Motorluftmenge zu arbeiten, um das gleiche Drehmoment bereitzustellen. Folglich kann der Motor zusätzliches Vakuum erzeugen. Der Vakuumwert des Vakuumbehälters beginnt anzusteigen, nachdem die Klimatisierungskupplung geöffnet wurde.
Bei Zeit T4 ist der Vakuumwert im Vakuumbehälter auf einen höheren Wert als Wert 502 angestiegen, da der Motor Luft vom Vakuumbehälter in den Einlasskrümmer pumpt. Die Vakuumanforderung geht als Antwort auf den Vakuumwert, der den Wert 502 übersteigt, auf einen niedrigeren Wert über. Der Zustand des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils bleibt auf einem niedrigeren Wert, bei dem das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil geschlossen ist und der Zustand der Klimatisierungskompressorkupplung sich nicht ändert, bis der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors weniger als den Schwellenwert 514 beträgt.
Auf diese Weise ist es möglich, die Arbeit des Klimatisierungskompressors und das Drehmoment, das auf den Motor ausgeübt wird, durch das Öffnen eines Umleitungsventils oder einer Kupplung zu verringern. Außerdem kann es durch das Auswählen des Öffnens des Umleitungsventils oder der Kupplung basierend auf dem Kopfdruck des Klimatisierungskompressors möglich sein, Kupplungsverschlechterung des Klimatisierungskompressors zu verringern.
Nun in Bezug auf 6 ist ein Verfahren zum Bereitstellen von Vakuum für ein Fahrzeug gezeigt. Das Verfahren nach 6 kann in das System aus 1-4 integriert werden, da ausführbare Befehle in nicht-transitorischem Speicher gespeichert sind. Außerdem kann das Verfahren aus 6 die in 5 gezeigte Betriebssequenz bereitstellen.
Bei 602 legt das Verfahren 600 Betriebsbedingungen fest. Die Betriebsbedingungen können Kopfdruck des Klimatisierungskompressors, Vakuumwert, der im Vakuumbehälter gespeichert ist, Zustand der Klimatisierungsanforderung und Zustand der Klimatisierungskupplung umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Verfahren 600 geht zu 604 über, nachdem die Betriebsbedingungen festgelegt sind.
Bei 604 beurteilt das Verfahren 600, ob Klimatisierung angefordert wird. In einem Beispiel kann festgelegt werden, dass Klimatisierung basierend auf einer Eingabe von einem Schalter des Klimatisierungssystems oder einer Bedienerschnittstelle angefordert wird. Wenn die Eingabe durchgeführt wird (z.B. auf digitaler Ebene), ist die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht zu 606 über. Andernfalls ist die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zum Ausgang über.
Bei 606 beurteilt das Verfahren 600, ob der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors größer als ein erster Schwellenwertdruck ist. In einem Beispiel ist der erste Schwellenwertdruck ein Obergrenzendruck. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors größer als der erste Schwellenwertdruck ist, ist die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht zu 608 über. Andernfalls ist die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 610 über.
Bei 608 öffnet das Verfahren 600 die Klimatisierungskompressorkupplung, um den Klimatisierungskompressor vom Motor auszukuppeln. Das Öffnen der Klimatisierungskompressorkupplung verringert die Belastung des Kompressors, die auf den Motor ausgeübt wird, und entfernt die Leistungsquelle vom Kompressorkolben, um den Kompressor zu deaktivieren. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors wird verringert, nachdem die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet wurde, da der Kompressor nicht arbeitet und da das verdichtete Kühlmittel verwendet wird, um die Luft im Fahrgastraum zu kühlen. Zusätzlich geht das Klimatisierungssystem als Antwort auf das Öffnen der Klimatisierungskompressorkupplung in einen Umwälzmodus (z.B. Luft außerhalb des Fahrgastraums wird nicht gekühlt und in der Fahrgastkabine umgewälzt oder die Menge an Außenluft wird verringert und die Menge der umgewälzten Luft im Fahrgastraum wird erhöht) von einem Nicht-Umwälzmodus (Luft außerhalb des Fahrgastraums wird gekühlt und im Fahrgastraum umgewälzt) über. Auf diese Weise kann die Kühlung des Fahrzeuginnenraums verlängert werden und eine Änderung der Innenraumfeuchtigkeit kann weniger merkbar sein. Das Verfahren 600 geht zum Ausgang über, nachdem die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet ist.
Bei 610 beurteilt das Verfahren 600, ob es eine Anforderung von Vakuum oder eine andere Anforderung gibt, um den Klimatisierungskompressor zu deaktivieren. Eine Vakuumanforderung kann als Antwort auf einen Vakuumwert, der in einem Vakuumbehälter gespeichert ist und der weniger als einen Schwellenwert beträgt, erzeugt werden. Eine andere Anforderung zum Deaktivieren des Klimatisierungskompressors kann Fahrzeugbeschleunigung, die weniger als einen Schwellenbeschleunigungswert beträgt, eine Änderung des angeforderten Motordrehmoments, das größer als ein Schwellenwert ist, den Motor, der im Leerlaufsteuermodus arbeitet und die Klimatisierungsbelastung, die auf einem hohen Wert liegt, bei dem es nicht erwünscht sein kann, den Klimatisierungskompressorausgang für länger als eine Schwellenzeitdauer (z.B. fünf Sekunden) zu verringern, umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass eine Anforderung von Vakuum oder eine andere Anforderung, um den Klimatisierungskompressor auszukuppeln, vorliegt, ist die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht zu 620 über. Andernfalls ist die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 612 über.
Bei 612 beurteilt das Verfahren 600, ob die Klimatisierungskompressorkupplung für eine festgelegte Zeitdauer (z.B. 5 Sekunden) geöffnet war. In einem Beispiel kann das Verfahren 600 einen Zeitgeber starten, wenn die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet wird, um zu ermitteln, wie lange die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet war. Es kann wünschenswert sein, dass die Klimatisierungskompressorkupplung für zumindest die festgelegte Zeitdauer geöffnet ist, bevor die Klimatisierungskompressorkupplung geschlossen wird, um Kupplungsverschlechterung zu verringern. Auf diese Weise kann der Arbeitszyklus der Klimatisierungskompressorkupplung verringert werden. Wenn das Verfahren 600 festlegt, dass die Klimatisierungskompressorkupplung für die festgelegte Zeitdauer offen war, ist die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht zu 614 über. Andernfalls ist die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zum Ausgang über.
Bei 614 öffnet das Verfahren 600 das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil. Durch das Öffnen des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils kann die Klimatisierungskompressorkupplung geschlossen werden, sodass wenig Belastung durch den Klimatisierungskompressor auf den Motor ausgeübt wird, wobei Reibungskräfte auf die Klimatisierungskompressorkupplung während des Schließens der Kupplung verringert werden. Der Verfahren 600 geht zu 616 über, nachdem das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil geöffnet ist.
Bei 616 schließt das Verfahren 600 die Klimatisierungskompressorkupplung. Das Schließen der Klimatisierungskompressorkupplung koppelt den Klimatisierungskompressor mechanisch mit dem Motor. Die Kupplung kann eine elektromechanische Kupplung sein. Das Verfahren 600 geht zu 628 über, nachdem die Kupplung geschlossen ist.
Bei 618 schließt das Verfahren 600 das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil. Das Schließen des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils ermöglicht es dem Klimatisierungskompressor, Kopfdruck aufzubauen und zu erhalten, während es dem Klimatisierungskompressor nicht erlaubt ist, Kopfdruck aufzubauen, wenn das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil offen ist. Daher übt der Klimatisierungskompressor Drehmoment auf den Motor aus, nachdem die Klimatisierungskompressorkupplung geschlossen ist, sodass Kupplungsreibung verringert werden kann. Zusätzlich wird das Klimatisierungssystem vom Umwälzmodus in einen Nicht-Umwälzmodus übergeleitet. Das Verfahren 600 geht zum Ausgang über, nachdem das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil geschlossen ist.
Bei 620 beurteilt das Verfahren 600, ob der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors größer als ein zweiter Schwellenwertdruck ist, wobei der zweite Schwellenwertdruck weniger beträgt als der erste Schwellenwertdruck, der bei 606 beschrieben wurde. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors größer als der zweite Schwellenwertdruck ist, ist die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht zu 622 über. Andernfalls ist die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 624 über. In anderen Worten: Wenn die Klimatisierungskompressorkupplung kurz davor ist, aufgrund von hohem Kopfdruck des Klimatisierungskompressors entkuppelt zu werden, kann die Klimatisierungskompressorkupplung früher entkuppelt werden, um Vakuum zu verbessern.
Bei 622 öffnet das Verfahren 600 die Klimatisierungskompressorkupplung, um den Klimatisierungskompressor vom Motor auszukuppeln. Das Öffnen der Klimatisierungskompressorkupplung, wenn der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors größer als der zweite Schwellendruck ist, ermöglicht es dem Restdruck im Klimatisierungskühlkreis, das Kühlen des Fahrgastraums fortzusetzen, während die Klimatisierungskompressorkupplung für eine Schwellenzeitdauer geöffnet ist. Die Schwellenzeitdauer kann auf einer Zeitdauer basieren, die Kupplungsverschlechterung verringert. Der Kopfdruck des Klimatisierungskompressors wird verringert, nachdem die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet wird, da der Kompressor nicht arbeitet und da das verdichtete Kühlmittel verwendet wird, um die Luft im Fahrgastraum zu kühlen. Zusätzlich geht das Klimatisierungssystem als Antwort auf das Öffnen der Klimatisierungskompressorkupplung in einen Umwälzmodus (z.B. Luft außerhalb des Fahrgastraums wird nicht gekühlt und in der Fahrgastkabine umgewälzt oder die Menge an Außenluft wird verringert und die Menge der umgewälzten Luft im Fahrgastraum wird erhöht) von einem Nicht-Umwälzmodus (Luft außerhalb des Fahrgastraums wird gekühlt und im Fahrgastraum umgewälzt) über. Auf diese Weise kann die Kühlung des Fahrzeuginnenraums verlängert werden und eine Änderung der Innenraumfeuchtigkeit kann weniger merkbar sein. Das Verfahren 600 geht zum Ausgang über, nachdem die Klimatisierungskompressorkupplung geöffnet ist.
Bei 624 öffnet das Verfahren 600 das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil. Das Öffnen des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils verringert den Kopfdruck, der durch den Klimatisierungskompressor entstanden sein kann, wobei die Belastung eingeschränkt wird, die der Klimatisierungskompressor auf den Motor ausübt. Der Motor kann mehr Vakuum im Motoreinlasskrümmer erzeugen, wenn die Belastung, die auf den Motor ausgeübt wird, verringert wird, da der Motor mit weniger Luft arbeiten kann, wenn leichtere Belastungen auf den Motor ausgeübt werden. Zusätzlich geht das Klimatisierungssystem als Antwort auf das Öffnen der Klimatisierungskompressorkupplung in einen Umwälzmodus (z.B. Luft außerhalb des Fahrgastraums wird nicht gekühlt und in der Fahrgastkabine umgewälzt oder die Menge an Außenluft wird verringert und die Menge der umgewälzten Luft im Fahrgastraum wird erhöht) von einem Nicht-Umwälzmodus (Luft außerhalb des Fahrgastraums wird gekühlt und im Fahrgastraum umgewälzt) über. Auf diese Weise kann die Kühlung des Fahrzeuginnenraums verlängert werden und eine Änderung der Innenraumfeuchtigkeit kann weniger merkbar sein. Das Verfahren 600 geht zu 626 über, nachdem das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil geöffnet ist.
Bei 626 beurteilt das Verfahren 600, ob es eine Anforderung von Vakuum oder eine andere Anforderung gibt, um den Klimatisierungskompressor zu deaktivieren. Eine Anforderung von Vakuum und andere Deaktivierungen des Klimatisierungskompressors sind bei 610 beschrieben. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass eine Anforderung von Vakuum oder eine andere Anforderung zum Auskuppeln des Klimatisierungskompressors vorliegt, ist die Antwort Ja und das Verfahren 600 kehrt zu 624 zurück. Andernfalls ist die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 628 über.
Bei 628 schließt das Verfahren 600 das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil. Das Schließen des Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils erlaubt es dem Klimatisierungskompressor, Kopfdruck aufzubauen und zu erhalten, während es dem Klimatisierungskompressor nicht erlaubt ist, Kopfdruck aufzubauen, wenn das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil offen ist. Daher wendet der Klimatisierungskompressor Drehmoment auf den Motor an, nachdem die Klimatisierungskompressorkupplung geschlossen ist, sodass Kupplungsreibung verringert wird. Das Verfahren 600 geht zum Ausgang über, nachdem das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil geschlossen ist.
Auf diese Weise verringert das Verfahren 600 selektiv die Kompressorbelastung, die auf einen Motor auf zwei unterschiedliche Weisen ausgeübt wird. Die Klimatisierungskompressorkupplung kann mechanisch die Klimatisierungskupplung vom Motor trennen, wenn der Klimatisierungskompressor für längere Zeiten deaktiviert ist, und das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil kann geöffnet werden, wenn der Klimatisierungskompressor für kürzere Zeiten deaktiviert ist. Dieser Ansatz kann Kupplungsverschlechterung des Klimatisierungskompressors verringern und Reduktionen im Ausgang des Klimatisierungskompressors weniger bemerkbar für Fahrzeugpassagiere machen.
Daher stellt das Verfahren aus 6 ein Verfahren zum Erzeugen von Vakuum bereit, umfassend: Betreiben eines Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils, um Klimatisierungskompressorarbeit als Antwort auf eine Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, zu reduzieren. Das Verfahren umfasst, dass das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil in einem Durchlass positioniert ist, der einen Einlass des Rückschlagventils mit einem Auslass des Rückschlagventils verbindet, wobei das Rückschlagventil an einem Auslass eines Klimatisierungskompressors angeordnet ist. Das Verfahren umfasst auch, dass das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil in einem Durchlass positioniert ist, der einen Einlass des Rückschlagventils mit einem Auslass des Rückschlagventils verbindet, wobei das Rückschlagventil an einem Einlass eines Klimatisierungskompressors angeordnet ist.
In manchen Beispielen umfasst das Verfahren, dass die Anforderung, Vakuum zu produzieren, auf einem Vakuumwert eines Vakuumbehälters basiert, und umfasst ferner das Übergehen eines Klimatisierungssystems in einen Umwälzmodus als Antwort auf die Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren. Das Verfahren umfasst, dass ein Klimatisierungskompressor selektiv mit einem Motor gekoppelt ist, und ferner das Entkoppeln des Klimatisierungskompressors von dem Motor über eine Kupplung. Das Verfahren umfasst, dass die Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, auf einem gespeicherten Vakuumwert basiert, der weniger als einen Schwellenvakuumwert beträgt. Das Verfahren umfasst, dass die Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, wenn die gewünschte Beschleunigung des Fahrers höher als ein Schwellenwert ist. Das Verfahren umfasst auch, dass die Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, auf einem Klimatisierungskompressorkopfdruck, der einen Schwellenkopfdruck übersteigt, und einer gewünschten Klimatisierungskompressorauszeit, die weniger als eine Schwellenzeit beträgt, basiert. Das Verfahren umfasst, dass die Schwellenzeit auf einer minimalen Auskupplungszeit der Klimatisierungskupplung basiert.
Das Verfahren aus 6 stellt auch ein Verfahren zum Erzeugen von Vakuum bereit, umfassend: Betreiben eines Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils, um Klimatisierungskompressorarbeit als Antwort auf eine Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung und Klimatisierungskompressorkopfdruck, der weniger als einen Schwellendruck beträgt, zu reduzieren, zu reduzieren. Das Verfahren umfasst ferner das Öffnen einer Klimatisierungskompressorkupplung als Antwort auf die Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung und Klimatisierungskompressorkopfdruck, der mehr als den Schwellendruck beträgt, zu reduzieren. Das Verfahren umfasst, dass die Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren, auf einem Motor basiert, der sich bei Leerlaufdrehzahl befindet. Das Verfahren umfasst, dass das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil als Antwort auf die Anforderung, Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren, geöffnet wird und als Antwort auf einen in einem Vakuumbehälter gespeicherten Vakuumwert, der größer als ein Schwellenvakuumwert ist, geschlossen wird. Das Verfahren umfasst auch, dass Kühlmittel durch das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil fließt.
Wie für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung ersichtlich ist, können die in 6 beschriebenen Programme eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl an Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen darstellen. Als solche können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Sequenz parallel durchgeführt werden oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt notwendig, um die hierin beschriebenen Objekte, Merkmale und Vorteile zu erreichen, sie ist aber bereitgestellt, um Veranschaulichung und Beschreibung zu vereinfachen. Obwohl es nicht explizit veranschaulicht ist, erkennen Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung, dass einer oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden können, abhängig von der bestimmten verwendeten Strategie. Außerdem können die beschriebenen Maßnahmen, Betriebe, Verfahren und/oder Funktionen Code, der in nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuerungssystem programmiert werden soll, grafisch darstellen.
Damit schließt die Beschreibung. Ihr Lesen durch Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung würde viele Änderungen und Modifizierungen vergegenwärtigen, ohne vom Geist und vom Umfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten 13-, 14-, 15-, V6-, V8-, V10- und V12- Motoren, die mit Konfigurationen aus Erdgas, Benzin, Diesel oder Alternativkraftstoff arbeiten, die vorliegende Erfindung vorteilhaft nützen.
6

602: BETRIEBSBEDINGUNGEN DES FAHRZEUGS ERMITTELN
604: KLIMATISIERUNG ANGEFORDERT?
606: IST DER KOPFDRUCK DES KLIMATISIERUNGSKOMPRESSORS GRÖSSER ALS EIN ERSTER SCHWELLENWERT?
608: KLIMATISIERUNGSKOMPRESSOR VOM MOTOR AUSKUPPELN
610: ANFORDERUNG VON VAKUUM ODER ANDERES DEAKTIVIEREN DES KLIMATISIERUNGSKOMPRESSORS?
612: IST DIE KLIMATISIERUNGSKOMPRESSORKUPPLUNG FÜR EINE FESTGELEGTE ZEIT OFFEN?
614: KLIMATISIERUNGSKOMPRESSOR-UMLEITUNGSVENTIL ÖFFNEN
616: KLIMATISIERUNGSKOMPRESSOR AN DEN MOTOR KUPPELN
618: KLIMATISIERUNGSKOMPRESSOR-UMLEITUNGSVENTIL SCHLIESSEN
620: IST DER KOPFDRUCK DES KLIMATISIERUNGSKOMPRESSORS GRÖSSER ALS EIN ZWEITER SCHWELLENWERT?
622: KLIMATISIERUNGSKOMPRESSOR VOM MOTOR AUSKUPPELN
624: KLIMATISIERUNGSKOMPRESSOR-UMLEITUNGSVENTIL ÖFFNEN
626: ANFORDERUNG VON VAKUUM ODER ANDERES DEAKTIVIEREN DES KLIMATISIERUNGSKOMPRESSORS?
628: KLIMATISIERUNGSKOMPRESSOR-UMLEITUNGSVENTIL SCHLIESSEN

Claims

Verfahren (600) zum Erzeugen von Vakuum, umfassend: Betreiben eines Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils (302), um eine Klimatisierungskompressorarbeit als Antwort auf eine Anforderung, eine Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, zu reduzieren, wobei ein Klimatisierungskompressor (218) selektiv mit einem Motor (10) gekoppelt ist, und ferner umfassend ein Entkoppeln des Klimatisierungskompressors (218) von dem Motor (10) über eine Klimatisierungskompressorkupplung (224), wobei das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302) in einem Durchlass (391, 491) positioniert ist, der einen Rückschlagventileinlass (380, 480) eines Rückschlagventils (305, 308) mit einem Rückschlagventilauslass (381, 481) des Rückschlagventils (305, 308) verbindet, wobei das Rückschlagventil (305, 308) an einem Einlass (312) oder Auslass (319) des Klimatisierungskompressors (218) angeordnet ist.
Verfahren (600) nach Anspruch 1, wobei eine Anforderung, Vakuum zu produzieren, auf einem Vakuumwert eines Vakuumbehälters (138) basiert, und ferner umfassend ein Übergehen eines Klimatisierungssystems in einen Umwälzmodus als Antwort auf die Anforderung, die Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren.
Verfahren (600) nach Anspruch 1, wobei die Anforderung, die Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, auf einem gespeicherten Vakuumwert basiert, der weniger als einen Schwellenvakuumwert beträgt.
Verfahren (600) nach Anspruch 1, wobei die Anforderung, die Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, auf einer Fahrzeugbeschleunigung basiert, die weniger als einen Schwellenbeschleunigungswert beträgt.
Verfahren (600) nach Anspruch 1, wobei die Anforderung, die Klimatisierungskompressorbelastung für weniger als eine festgelegte Zeitdauer zu reduzieren, auf einem Klimatisierungskompressorkopfdruck, der einen Schwellenkopfdruck übersteigt, und einer gewünschten Klimatisierungskompressorauszeit, die weniger als eine Schwellenzeit beträgt, basiert.
Verfahren (600) nach Anspruch 5, wobei die Schwellenzeit auf einer Mindestauskupplungszeit der Klimatisierungskompressorkupplung (224) basiert.
Verfahren (600) zum Erzeugen von Vakuum, umfassend: Betreiben eines Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils (302), um eine Klimatisierungskompressorarbeit als Antwort auf eine Anforderung, eine Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren, und einen Klimatisierungskompressorkopfdruck, der kleiner als ein Schwellendruck ist, zu reduzieren, wobei die Anforderung, die Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren, auf einem Motor (10) basiert, der sich bei Leerlaufdrehzahl befindet, wobei das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302) in einem Durchlass (391, 491) positioniert ist, der einen Rückschlagventileinlass (380, 480) eines Rückschlagventils (305, 308) mit einem Rückschlagventilauslass (381, 481) des Rückschlagventils (305, 308) verbindet, wobei das Rückschlagventil (305, 308) an einem Einlass (312) oder Auslass (319) des Klimatisierungskompressors (218) angeordnet ist.
Verfahren (600) nach Anspruch 7, ferner umfassend ein Öffnen einer Klimatisierungskompressorkupplung (224) als Antwort auf die Anforderung, die Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren, und einen Klimatisierungskompressorkopfdruck, der größer als der Schwellendruck ist.
Verfahren (600) nach Anspruch 8, wobei das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302) als Antwort auf die Anforderung, die Klimatisierungskompressorbelastung zu reduzieren, geöffnet wird und als Antwort auf einen in einem Vakuumbehälter (138) gespeicherten Vakuumwert, der größer als ein Schwellenvakuumwert ist, geschlossen wird.
Verfahren (600) nach Anspruch 8, wobei ein Kühlmittel durch das Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302) fließt.
Klimatisierungskompressorsystem (300, 400) zum Erzeugen von Vakuum, umfassend: einen Motor (10), der einen Einlasskrümmer (44) einschließt; einen Klimatisierungskompressor (218); ein erstes Rückschlagventil (305) an einem Einlass (312) des Klimatisierungskompressors (218); ein zweites Rückschlagventil (308) an einem Auslass (319) des Klimatisierungskompressors (218); eine Klimatisierungskompressorkupplung (224), die den Motor (10) und den Klimatisierungskompressor (218) selektiv koppelt; und ein elektrisch betriebenes Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302), das am Einlass (312) oder Auslass (319) des Klimatisierungskompressors (218) positioniert ist.
Klimatisierungskompressorsystem (300, 400) nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Steuereinheit (12) und ausführbare Befehle, die in einem nicht-transitorischem Speicher gespeichert sind, zum Betreiben des elektrisch betriebenen Klimatisierungskompressor-Umleitungsventils (302) als Antwort auf einen Vakuumwert eines Vakuumbehälters (138).
Klimatisierungskompressorsystem (300, 400) nach Anspruch 12, ferner umfassend zusätzliche ausführbare Befehle zum Öffnen der Klimatisierungskompressorkupplung (224) als Antwort auf den in dem Vakuumbehälter (138) gespeicherten Vakuumwert.
Klimatisierungskompressorsystem (300, 400) nach Anspruch 13, ferner umfassend zusätzliche Befehle, die Klimatisierungskompressorkupplung (224) für eine festgelegte Zeitdauer nicht zu schließen, nachdem sich die Klimatisierungskompressorkupplung (224) geöffnet hat.
Klimatisierungskompressorsystem (300, 400) nach Anspruch 11, wobei das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302) in einem Durchlass (391) positioniert ist, der einen Rückschlagventileinlass (380) des ersten Rückschlagventils (305) und einen Rückschlagventilauslass (381) des ersten Rückschlagventils (305) verbindet.
Klimatisierungskompressorsystem (300, 400) nach Anspruch 11, wobei das elektrisch betriebene Klimatisierungskompressor-Umleitungsventil (302) in einem Durchlass (491) positioniert ist, der einen Rückschlagventileinlass (480) des zweiten Rückschlagventils (308) und einen Rückschlagventilauslass (481) des zweiten Rückschlagventils (308) verbindet.