-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten eines Abtauprozesses eines Wärmeübertragers einer Wärmepumpe eines Kraftfahrzeuges, wobei die Wärmepumpe einen Wärmeübertrager, einen Verdampfer und einen Saugdrucksensor aufweist, wobei der Wärmeübertrager dem Verdampfer zugeordnet ist, wobei ein Saugdruck gemessen wird, wobei eine Saugdruckänderungsrate ermittelt wird, wobei ein Abtauprozess des Wärmeübertragers eingeleitet wird, wenn die Saugdruckänderungsrate einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
-
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend eine Wärmepumpe und eine Datenverarbeitungsvorrichtung eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens zum Einleiten eines Abtauprozesses eines Wärmeübertragers der Wärmepumpe des Kraftfahrzeuges.
-
Wärmepumpen werden in der Fahrzeugtechnik zum Beheizen des Fahrzeuginnenraums eingesetzt. Die zum Heizen benötigte Wärme wird aus der Außenluft entnommen. Hierzu muss ein Wärmeübertrager der Wärmepumpe, auch Umgebungs-Wärmeübertrager genannt, unter die Umgebungstemperatur gekühlt werden. Unterschreitet die Außenluft dabei ihren Taupunkt, bildet sich Reif auf der Oberfläche des Wärmeübertragers, wodurch die Luft am Durchströmen des Wärmeübertragers gehindert wird. Ein effizienter Betrieb der Wärmepumpe ist dann nicht mehr gesichert. Bei einer Vereisung des Wärmeübertragers nimmt aufgrund der zunehmenden Vereisung der Luftmassenstrom durch den Wärmeübertrager ab. Um eine höhere treibende Temperaturdifferenz zu ermöglichen, sinkt der Saugdruck bei konstanter Wärmeaufnahme ab.
-
Um eine Durchströmung des Wärmeübertragers mit Außenluft zu ermöglichen, sind Abtauzyklen notwendig, in denen der Wärmeübertrager aufgeheizt wird. Während des Abtauzyklus schmilzt das Eis, und eine Durchströmung des Wärmeübertragers mit Außenluft kann wieder erfolgen.
-
Zum Einleiten des Abtauprozesses sind im Stand der Technik Verfahren bekannt, bei denen eine Abnahme des Saugdrucks der Wärmepumpe, bzw. des Verdichters der Wärmepumpe, überwacht wird.
-
Ferner sind Verfahren bekannt, bei denen eine zusätzliche Sensorik verwendet wird, mit der die Schichtdicke des auf dem Wärmeübertrager gebildeten Eises oder Reifes gemessen wird.
-
Die
EP 0 788 910 B1 offenbart eine Fahrzeugklimaanlage mit verbessertem Frostschutz, wobei eine Vereisung des Wärmeübertragers durch Vergleich einer ermittelten oder gemessenen Saugdruckänderungsrate mit einem vorbestimmten Referenzwert erfolgt.
-
Eine Änderung des Saugdrucks oder der Saugdruckänderungsrate kann jedoch neben einer Vereisung des Wärmeübertragers auch durch wechselnde Umgebungs- oder Randbedingungen verursacht werden.
-
Wird beispielsweise die Verdichterdrehzahl des Verdichters der Wärmepumpe vereisungsunabhängig erhöht, oder liegt ein geringerer Luftmassenstrom durch den Wärmeübertrager aufgrund einer Verringerung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vor, so kann es zu einem Abfall des Saugdrucks und damit einhergehend zu einer Änderung der Saugdruckänderungsrate kommen, ohne dass eine Vereisung des Wärmeübertragers vorliegt.
-
Weitere Randbedingungen, welche eine vereisungsunabhängige Änderung der Saugdruckänderungsrate bewirken können, sind beispielsweise eine Änderung der Außentemperatur oder eine veränderte Ventilstellung.
-
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren führen Änderungen derartiger Randbedingungen dazu, dass Abtauprozesse für den Wärmeübertrager eingeleitet werden, obwohl keine oder nur eine geringe Vereisung des Wärmeübertragers vorliegt.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Einleiten eines Abtauprozesses eines Wärmeübertragers einer Wärmepumpe eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, welches unempfindlich gegenüber kurzzeitigen Änderungen von nicht auf einer Vereisung des Wärmeübertragers beruhenden Randbedingungen ist.
-
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Verfahren zum Einleiten eines Abtauprozesses eines Wärmeübertragers einer Wärmepumpe eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, wobei die Wärmepumpe einen Wärmeübertrager, einen Verdampfer und einen Saugdrucksensor aufweist, wobei der Wärmeübertrager dem Verdampfer zugeordnet ist, wobei ein Saugdruck gemessen wird, wobei eine Saugdruckänderungsrate ermittelt wird, wobei ein Abtauprozess des Wärmeübertragers eingeleitet wird, wenn die Saugdruckänderungsrate einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wobei ferner vorgesehen ist, dass Änderungen der Saugdruckänderungsrate, welche auf kurzen Zeitskalen erfolgen, nicht berücksichtigt werden.
-
Die Wärmepumpe kann Teil einer Klimatisierungseinrichtung bzw. einer Klimaanlage des Kraftfahrzeuges sein.
-
Der Wärmeübertrager ist dem Verdampfer zugeordnet und ist insbesondere als Umgebungsluft-Wärmeübertrager oder als Frontend-Wärmeübertrager ausgebildet. Über den Wärmeübertrager kann mittels des Verdampfers Wärme aus der Umgebungsluft aufgenommen werden und in den Innenraum oder Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges über den Kondensator und einen zweiten, dem Kondensator zugeordneten Wärmeübertrager bzw. Innenraum-Wärmeübertrager abgegeben werden.
-
Die Wärmepumpe weist einen Saugdrucksensor auf, mittels welchem der Saugdruck am Verdichter im Kühlmittelkreislauf der Wärmepumpe gemessen wird.
-
Aus dem gemessenen Saugdruck wird die Saugdruckänderungsrate, das heißt die zeitliche Ableitung des Saugdruckes, ermittelt. Ein Abtauprozess des Wärmeübertragers wird eingeleitet, wenn die Saugdruckänderungsrate einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Dabei ist jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, dass Änderungen der Saugdruckänderungsrate, welche auf kurzen Zeitskalen erfolgen, nicht berücksichtigt werden.
-
Änderungen der Saugdruckänderungsrate auf kurzen Zeitskalen können von Änderungen von Randbedingungen verursacht werden, welche nicht oder nicht primär auf eine Vereisung des Wärmeübertragers zurückzuführen sind.
-
Beispielsweise können eine Änderung der Fahrgeschwindigkeit, eine Änderung der Lüfterdrehzahl im Frontend oder im Innenraum des Kraftfahrzeuges, eine Änderung der Stellung eines Kühlerrollos oder einer Kühlerjalousie, eine Änderung einer Verdichterdrehzahl des Verdichters, oder eine Änderung der Außentemperatur oder der Außenfeuchte zu einer Veränderung des Saugdrucks innerhalb eines kurzen Zeitraums führen. Wird beispielsweise innerhalb eines vergleichsweise kurzen Zeitraums die Verdichterdrehzahl erhöht, so sinkt der Saugdruck innerhalb dieses Zeitraums stark ab, verläuft danach jedoch wieder weitestgehend konstant. Ein Absinken des Saugdrucks in dem kurzen Zeitraum führt zu einem kurzfristig starken Anstieg der Saugdruckänderungsrate, welche den vorbestimmten Grenzwert überschreiten kann.
-
Da erfindungsgemäß Änderungen der Saugdruckänderungsrate auf kurzen Zeitskalen nicht berücksichtigt werden, werden somit im Rahmen der Erfindung bei von Änderungen der Randbedingungen, welche nicht mit einer Vereisung des Wärmeübertragers ursächlich zusammenhängen, hervorgerufenen Änderungen der Saugdruckänderungsrate keine Abtauprozesse ausgelöst.
-
Derartige Randbedingungen, auch Störfaktoren genannt, welche anderweitig messbar oder abschätzbar sind, wie beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, die Verdichterdrehzahl, die Lüfterdrehzahl etc. können somit berücksichtigt werden und eine Vereisung des Wärmeübertragers kann zuverlässiger bestimmt werden.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die kurze Zeitskala weniger als 60 Sekunden, weiter bevorzugt weniger als 45 Sekunden, insbesondere bevorzugt weniger als 30 Sekunden, weiter insbesondere bevorzugt weniger als 10 Sekunden, beträgt.
-
Mit anderen Worten werden den vorbestimmten Grenzwert überschreitende Saugdruckänderungsraten nicht berücksichtigt, wenn die Änderung der Saugdruckänderungsrate auf kurzen Zeitskalen von weniger als 60 Sekunden, bevorzugt von weniger als 45 Sekunden, weiter bevorzugt von weniger als 30 Sekunden und insbesondere bevorzugt von weniger als 10 Sekunden, auftreten.
-
Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die Wärmepumpe einen Verdichter, eine Drossel und einen Kondensator aufweist.
-
Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Änderungen der Saugdruckänderungsrate, welche auf kurzen Zeitskalen erfolgen, von Randbedingungen, welche nicht mit einem Vereisungszustand des Wärmeübertragers ursächlich zusammenhängen, bewirkt werden.
-
Ferner bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Randbedingungen eine Fahrgeschwindigkeit, und/oder eine Lüfterdrehzahl, und/oder eine Stellung einer Kühlerjalousie und/oder eines Kühlerrollos, und/oder eine Verdichterdrehzahl, und/oder eine Außentemperatur, und/oder eine Außenfeuchte umfassen.
-
Liegt eine Veränderung einer oder mehrerer dieser Randbedingungen auf kurzen Zeitskalen vor, so kann dies zu einer Veränderung des Saugdrucks führen, welche ebenfalls auf kurzen Zeitskalen stattfindet. Nach der Veränderung des Saugdrucks verläuft dieser im Wesentlichen konstant weiter. In einem solchen Fall würde jedoch die Saugdruckänderungsrate aufgrund der Veränderung des Saugdrucks innerhalb eines kurzen Zeitraums stark ansteigen und kann den vorbestimmten Grenzwert überschreiten. Da Änderungen der Saugdruckänderungsrate, welche auf kurzen Zeitskalen erfolgen, erfindungsgemäß nicht berücksichtigt werden, können Änderungen der vorbenannten Randbedingungen als Störfaktoren erkannt und von der Entscheidung, ob ein Abtauprozess eingeleitet werden soll, ausgeschlossen werden.
-
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Abtauprozess nur eingeleitet wird, wenn die Saugdruckänderungsrate für einen vorbestimmten Zeitraum den vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
-
Der vorbestimmte Zeitraum kann dabei im Wesentlichen der kurzen Zeitskala entsprechen.
-
Tritt beispielsweise eine Saugdruckänderungsrate auf, welche den vorbestimmten Grenzwert nicht für den vorbestimmten Zeitraum überschreitet, so kann diese ignoriert werden, da diese mit großer Wahrscheinlichkeit auf eine von Randbedingungen oder Störfaktoren bewirkte Änderung des Saugdrucks zurückzuführen ist, und nicht ursächlich mit einer Vereisung des Wärmeübertragers zusammenhängt.
-
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Saugdruckänderungsrate nach einem Überschreiten des vorbestimmten Grenzwerts nach einem vorbestimmten Zeitraum erneut ermittelt wird, und dass der Abtauprozess nur eingeleitet wird, wenn die Saugdruckänderungsrate nach dem vorbestimmten Zeitraum den vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
-
Dies kann beispielsweise umgesetzt werden, indem nachdem die Saugdruckänderungsrate ein erstes Mal den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, die Saugdruckänderungsrate ein weiteres Mal nach dem vorbestimmten Zeitraum ermittelt wird. Liegt auch nach dem vorbestimmten Zeitraum die Saugdruckänderungsrate oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes, so kann davon ausgegangen werden, dass die Saugdruckänderungsrate dauerhaft oberhalb des Grenzwerts liegt und daher eine Vereisung des Wärmeübertrages anzeigt. Es kann dann ein Abtauprozess für den Wärmeübertrager eingeleitet werden.
-
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass der vorbestimmte Zeitraum zwischen einer Sekunde und 60 Sekunden, bevorzugt zwischen 5 Sekunden und 45 Sekunden, weiter bevorzugt zwischen 10 und 30 Sekunden, beträgt.
-
Da Änderungen von Randbedingungen, welche nicht mit einem Vereisungszustand des Wärmeübertragers ursächlich zusammenhängen, meist nur Änderungen der Saugdruckänderungsrate über einen Zeitraum von beispielsweise 10 bis 30 bewirken, können derartige Störfaktoren von der Beurteilung, ob ein Abtauprozess eingeleitet werden soll, ausgeschlossen werden. Größere Änderungen der Fahrgeschwindigkeit oder Änderungen der Verdichterdrehzahl, beispielsweise aufgrund einer Änderung der Einstellungen einer Klimaanlage, benötigen meist nur einen Zeitraum von 10 bis 30 Sekunden, bis die Änderung vollständig umgesetzt ist.
-
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Überschreitung des vorbestimmten Grenzwertes durch die Saugdruckänderungsrate nur berücksichtigt wird, wenn die Wärmepumpe sich in einem stationären Betriebszustand befindet.
-
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Randbedingungen ermittelt werden, wobei eine Differenz von einem für die ermittelten Randbedingungen zu erwartenden Saugdruck zu einem für vorbestimmte Referenzrandbedingungen zu erwarteten Referenzsaugdruck ermittelt wird, wobei ein Vergleichssaugdruck durch Subtraktion der ermittelten Differenz von dem gemessenen Saugdruck ermittelt wird, und wobei die Saugdruckänderungsrate bezüglich des Vergleichssaugdrucks ermittelt wird.
-
Bei den Randbedingungen kann es sich um eine Fahrgeschwindigkeit, die Lüfterdrehzahl im Frontend oder im Innenraum, um eine Stellung des Kühlerrollos oder Kühlerjalousie, um eine Verdichterdrehzahl, eine Außentemperatur oder eine Außenfeuchte oder um Ventilstellungen handeln.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die vorbestimmten Referenzrandbedingungen eine Referenzaußentemperatur, und/oder eine Referenzheizleistung, und/oder oder eine Referenzluftmenge an einem Frontend, und/oder eine Referenzluftfeuchtigkeit, und/oder eine Referenzverdichterdrehzahl, und/oder eine Referenzluftmenge im Innenraum umfassen.
-
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Referenzaußentemperatur -10 °C ist, dass die Referenzheizleistung 5 kW ist, dass Referenzluftmenge am Frontend 1 kg/s ist, dass die Referenzluftfeuchtigkeit 2 g/kg ist, dass die Referenzverdichterdrehzahl 3000 1/min ist, und dass die Referenzluftmenge im Innenraum 4 kg/min ist.
-
Für die ermittelten Randbedingungen wird ein zu erwartender Saugdruck ermittelt, wobei davon ausgegangen wird, dass der zu erwartende Saugdruck für einen unvereisten Wärmeübertrager gilt. Der zu erwartende Saugdruck kann mittels dem Fachmann bekannter Verfahren aus den ermittelten Randbedingungen rechnerisch oder mittels einer Tabelle bestimmt werden. Ferner wird ein Referenzsaugdruck für vorbestimmte Referenzrandbedingungen ermittelt. Anschließend wird die Differenz zwischen dem für die tatsächlich gemessenen Randbedingungen zu erwartenden Saugdruck und dem Referenzsaugdruck vom tatsächlichen Saugdruck abgezogen, um einen Vergleichssaugdruck zu erhalten. Liegt keine Vereisung des Wärmeübertragers vor, so sollte der Vergleichssaugdruck dem Referenzsaugdruck entsprechen. Liegt hingegen eine Vereisung des Wärmeübertragers vor, so wird der tatsächliche Saugdruck von dem zu erwartenden Saugdruck für die gemessenen Randbedingungen abweichen. Folglich wird auch der Vergleichssaugdruck von dem Referenzsaugdruck abweichen. Der Vorteil der Verwendung des Vergleichssaugdrucks besteht darin, dass Änderungen der Randbedingungen, wie beispielsweise der Fahrgeschwindigkeit oder einer nicht mit einer Vereisung ursächlich zusammenhängenden Änderung der Verdichterdrehzahl herausgerechnet werden. Derartige Störfaktoren bewirken daher keine Änderung der auf dem Vergleichssaugdruck basierenden Saugdruckänderungsrate. Lediglich von einer zunehmenden Vereisung herrührende Änderungen des Saugdruckes schlagen sich dann in einer Änderung der Saugdruckänderungsrate nieder.
-
Steigt beispielsweise die Verdichterdrehzahl aufgrund einer Änderung der Einstellungen einer Klimaanlage über einen kurzen Zeitraum von beispielsweise zehn Sekunden an, so kann zu jedem Zeitpunkt für die entsprechend veränderte Randbedingung der Verdichterdrehzahl ein zu erwartender Saugdruck ermittelt werden, und es kann von diesem zu erwartenden Saugdruck die Differenz zu dem Referenzsaugdruck bestimmt werden. Wird dann diese Differenz vom tatsächlich gemessenen Saugdruck subtrahiert, so entspricht der dadurch erhaltene Vergleichssaugdruck, wenn keine Vereisung des Wärmeübertragers vorliegt, dem konstanten Referenzsaugdruck.
-
Beispielsweise kann ein Referenzsaugdruck für eine Referenzaußentemperatur von -10°C, eine Referenzheizleistung von 5 kW, eine Referenzluftmenge von 1 kg/s am Frontend, eine Referenzluftfeuchtigkeit von 2 g/kg, eine Referenzverdichterdrehzahl von 3000 U/min und eine Referenzluftmenge im Innenraum von 4 kg/min ermittelt werden. Beträgt die tatsächlich gemessene Außentemperatur -20°C, so wird für diese Randbedingung ein um 10 bar niedrigerer Saugdruck erwartet. Durch Subtraktion der Differenz von 10 bar wird der bei einer Außentemperatur von -20°C tatsächlich gemessene Saugdruck auf den Referenzsaugdruck zurückgeführt. Liegt keine Vereisung des Wärmeübertragers vor, so entspricht der so erhaltene Vergleichssaugdruck dem Referenzsaugdruck. Liegt hingegen eine Vereisung vor, so wird der Vergleichssaugdruck von dem Referenzsaugdruck abweichen.
-
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der vorbestimmte Grenzwert an die Randbedingungen angepasst wird.
-
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Saugdruckänderungsrate auf eine Referenzsaugdruckänderungsrate normiert wird, und dass die normierte Saugdruckänderungsrate mit dem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird.
-
Es kann somit für Änderungen der Randbedingungen auch anstelle eines Referenzsaugdrucks eine Referenzsaugdruckänderungsrate ermittelt werden, und es wird dann die gemessene Saugdruckänderungsrate auf die Referenzsaugdruckänderungsrate normiert. Auch mit diesem Verfahren können Änderungen der Saugdruckänderungsrate auf kurzen Zeitskalen ausgeglichen werden.
-
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem Kraftfahrzeug umfassend eine Wärmepumpe und eine Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Wärmepumpe einen Verdampfer, einen Verdichter, eine Drossel, einen Kondensator und einen Saugdrucksensor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe und die Datenverarbeitungsvorrichtung zur Durchführung eines vorbeschriebenen Verfahrens eingerichtet sind.
-
Sämtliche für das vorbeschriebene Verfahren erläuterten Merkmale, Ausbildungen, Vorteile und Funktionen können in entsprechender Weise auf das Kraftfahrzeug übertragen werden.
-
Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Wärmepumpe und einer Datenverarbeitungsvorrichtung,
- 2a einen zeitlichen Verlauf eines Saugdrucks,
- 2b einen zeitlichen Verlauf einer Verdichterdrehzahl,
- 2c einen zeitlichen Verlauf einer Saugdruckänderungsrate,
- 3a weitere zeitliche Verläufe von Saugdrücken,
- 3b weitere zeitliche Verläufe von Verdichterdrehzahlen, und
- 3c weitere zeitliche Verläufe von Saugdruckänderungsraten.
-
Anhand der 1 bis 3c soll ein Verfahren 100 zum Einleiten eines Abtauprozesses eines Wärmeübertragers 10 einer Wärmepumpe 11 eines Kraftfahrzeuges 200 erläutert werden.
-
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 200 mit einer Wärmepumpe 11 einer nicht näher dargestellten Klimatisierungseinrichtung und mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung 12. Die Wärmepumpe 11 weist einen Verdampfer 13, einen Verdichter 14, einen Kondensator 15, eine Drossel 16 und einen Saugdrucksensor 17 auf. Die Wärmepumpe 11 und die Datenverarbeitungsvorrichtung 12 sind zur Durchführung eines nachstehend erläuterten Verfahrens 100 ausgebildet. Dem Verdampfer 13 ist ein Wärmeübertrager 10 zugeordnet, welcher als Umgebungsluft-Wärmeübertrager oder Frontend-Wärmeübertrager ausgebildet ist. Dem Kondensator 15 ist ein Innenraum-Wärmeübertrager 18 zugeordnet.
-
2a zeigt einen zeitlichen Verlauf eines mittels des Saugdrucksensors 17 gemessenen tatsächlichen Saugdrucks 19. Der Saugdruck 19 nimmt über den gesamten Zeitraum aufgrund einer zunehmenden Vereisung des Wärmeübertragers 10 exponentiell ab. Zu einem Zeitpunkt t1 sinkt der Saugdruck 19 innerhalb eines kurzen Zeitraums 20 aufgrund einer sprunghaften Änderung einer in 2b gezeigten Verdichterdrehzahl 21 rapide ab. Der schnelle Anstieg der Verdichterdrehzahl 21 führt zu einem starken Absinken des Saugdruckes 19. Aufgrund des schnellen Absinkens des Saugdruckes 19 steigt die Saugdruckänderungsrate 22 wie in 2c gezeigt innerhalb des Zeitraums 20 rapide an und überschreitet kurzfristig einen vorbestimmten Grenzwert 23. Nach dem Überschreiten des Grenzwerts 23 sinkt die Saugdruckänderungsrate 22 schnell ab. Aufgrund der zunehmenden Vereisung des Wärmeübertragers 10, welche ein exponentielles Absinken des Saugdrucks 19 in 2a bewirkt, überschreitet die Saugdruckänderungsrate 22 zu einem Zeitpunkt t2 erneut und dauerhaft den vorbestimmten Grenzwert 23.
-
Ziel des Verfahrens 100 ist es, dass das kurzzeitige Überschreiten des vorbestimmten Grenzwerts 23 durch die Saugdruckänderungsrate 22 zum Zeitpunkt t1 für die Beurteilung, ob ein Abtauprozess des Wärmeübertragers 10 eingeleitet werden soll, nicht berücksichtigt wird. Erst das zweite und dauerhafte Überschreiten des vorbestimmten Grenzwerts 23 durch die Saugdruckänderungsrate 22 zum Zeitpunkt t2 soll einen Abtauprozess des Wärmeübertragers 10 auslösen. Dies wird ermöglicht, indem bei einem erstmaligen Überschreiten des vorbestimmten Grenzwerts 23 durch die Saugdruckänderungsrate 22 nach einem vorbestimmten Zeitraum 24 von beispielsweise 10 bis 30 Sekunden erneut die Saugdruckänderungsrate 22 ermittelt wird. Überschreitet die Saugdruckänderungsrate 22 auch nach dem vorbestimmten Zeitraum 24 den vorbestimmten Grenzwert 23, wie dies zum Zeitpunkt t2 der Fall ist, so wird ein Abtauprozess eingeleitet. Liegt die Saugdruckänderungsrate 22 jedoch nach dem vorbestimmten Zeitraum 24 wieder unterhalb des vorbestimmten Grenzwerts 23, so bleibt das Überschreiten des Grenzwerts 23 wie zum Zeitpunkt t1 unberücksichtigt, und es wird kein Abtauprozess eingeleitet.
-
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens 100 wird anhand der 3a bis 3c erläutert. In 3a ist der zeitliche Verlauf des gemessenen Saugdrucks 19 identisch zu dem der 1a. Ebenso ist in 3b der Verlauf der Verdichterdrehzahl 21 identisch zu dem Verlauf der 2b. In der 3c ist die aus dem Saugdruck 19 der 3a ermittelte Saugdruckänderungsrate 22 gezeigt, welche zum Zeitpunkt t1 kurzfristig den vorbestimmten Grenzwert 23 überschreitet.
-
In 3b ist ferner eine konstante Referenzverdichterdrehzahl 25 gezeigt. Für diese konstante Referenzverdichterdrehzahl 25 und für weitere, nicht gezeigte Randbedingungen wie beispielsweise eine Referenzaußentemperatur oder eine Referenzluftmenge an einem Frontend wird ein zu erwartender Referenzsaugdruck 26 (3a) auf Basis entsprechender Rechenmodelle oder Tabellen ermittelt, welcher aufgrund der konstanten Referenzrandbedingungen ebenfalls konstant ist. Bei der Durchführung des Verfahrens 100 werden zudem kontinuierlich die tatsächlichen Randbedingungen, wie die tatsächliche Verdichterdrehzahl 21, die tatsächliche Luftmenge am Frontend etc. ermittelt. Aus den tatsächlichen Randbedingungen wird anhand der Rechenmodelle oder Tabellen ein zu erwartender Saugdruck 27 ermittelt, unter der Annahme, dass keine Vereisung des Wärmeübertragers 10 vorliegt. Aufgrund der Änderung der tatsächlichen Verdichterdrehzahl 21 zum Zeitpunkt t1 weist auch der zu erwartende Saugdruck 27 zum Zeitpunkt t1 einen starken Abfall auf. Da jedoch dem zu erwartenden Saugdruck 27 keine Vereisung des Wärmeübertragers 10 zugrunde liegt, verläuft der zu erwartende Saugdruck 27 ansonsten im Wesentlichen konstant.
-
Verfahrensgemäß wird kontinuierlich die Differenz 28 zwischen dem zu erwartenden Saugdruck 27 und dem Referenzsaugdruck 26 ermittelt und von dem tatsächlichen Saugdruck 19 abgezogen. Hierdurch wird ein Vergleichssaugdruck 29 erhalten, aus dem der starke Abfall des Saugdrucks 19 zum Zeitpunkt t1 herausgerechnet wurde. Da der exponentielle Abfall des tatsächlichen Saugdrucks 19 aufgrund einer zunehmenden Vereisung des Wärmeübertragers 10 auch bei dem Vergleichssaugdruck 29 auftritt, weicht der Vergleichssaugdruck 29 zunehmend von dem Referenzsaugdruck 26 ab.
-
In 3c ist neben der auf Basis des tatsächlichen Saugdrucks 19 ermittelten Saugdruckänderungsrate 22 die aus dem Vergleichssaugdruck 29 ermittelte Saugdruckänderungsrate 30 dargestellt. Gegenüber der aus dem tatsächlichen Saugdruck 19 ermittelten Saugdruckänderungsrate 22 weist die aus dem Vergleichssaugdruck 29 ermittelte Saugdruckänderungsrate 30 kein starkes Ansteigen zum Zeitpunkt t1 mehr auf. Erst etwa zum Zeitpunkt t2 überschreitet die aus dem Vergleichssaugdruck 29 ermittelte Saugdruckänderungsrate 30 den vorbestimmten Grenzwert 23, so dass ein Abtauprozess eingeleitet werden kann.
-
Da die aus dem Vergleichssaugdruck 29 ermittelte Saugdruckänderungsrate 30 zeitlich etwas später den vorbestimmten Grenzwert 23 überschreitet, kann der Grenzwert 23 auch an die tatsächlichen Randbedingungen angepasst, im vorliegenden Fall abgesenkt, werden, um den Beginn des Abtauprozesses etwas nach vorne auf den Zeitpunkt t2 zu legen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Verfahren
- 200
- Kraftfahrzeug
- 10
- Wärmeübertrager
- 11
- Wärmepumpe
- 12
- Datenverarbeitungsvorrichtung
- 13
- Verdampfer
- 14
- Verdichter
- 15
- Kondensator
- 16
- Drossel
- 17
- Saugdrucksensor
- 18
- Innenraum-Wärmeübertrager
- 19
- Tatsächlicher Saugdruck
- 20
- Zeitraum
- 21
- Verdichterdrehzahl
- 22
- Saugdruckänderungsrate
- 23
- Grenzwert
- 24
- Vorbestimmter Zeitraum
- 25
- Referenzverdichterdrehzahl
- 26
- Referenzsaugdruck
- 27
- Zu erwartender Saugdruck
- 28
- Differenz
- 29
- Vergleichssaugdruck
- 30
- Saugdruckänderungsrate
- t1
- Zeitpunkt
- t2
- Zeitpunkt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
