DE19747264A1

DE19747264A1 - Method for driving auxiliary user, particular air-conditioning compressor in vehicle provided with drive machine

Info

Publication number: DE19747264A1
Application number: DE19747264A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Lutz
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-10-25
Filing date: 1997-10-25
Publication date: 1999-05-06

Abstract

The visco-coupling for torque transmission is moved cyclically upwards and downwards. The cycle of the connected visco-coupling is smaller than that of the disconnected coupling. The upward and downward movement takes place in a time span of more than two seconds. The cycle of the disconnected visco-coupling is approximately four times as long as that of the connected visco-coupling.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben eines Neben verbrauchers, insbesondere des Klimakompressors, eines mit einer Antriebsmaschine versehenen Kraftfahrzeugs über eine von der Antriebsmaschine betriebene Viskokupplung, deren Abtriebsteil mit dem Nebenverbraucher und deren Antriebsteil mit der An triebsmaschine in Verbindung steht.The invention relates to a method for driving an auxiliary consumer, especially the air conditioning compressor, one with a Drive motor vehicle provided via one of the Driving machine operated viscous coupling, its driven part with the secondary consumer and their drive part with the An driving machine is connected.

Die EP 0 293 102 B1 offenbart eine Viskokupplung zum Antrieb eine Lüfters. Diese Lüfterkupplung weist ein mit einer Arbeits kammer und eine Vorratskammer versehenes Gehäuse und einen in der Arbeitskammer rotierend angeordneten Läufer auf. Zum Aus tausch der in ihnen enthaltenen viskosen Flüssigkeit stehen die Arbeitskammer und die Vorratskammer miteinander in Verbindung. Die Steuerung des Flüssigkeitsaustausches erfolgt über eine ex terne Druckquelle. Der Läufer wird permanent über die Kurbelwel le des Motors angetrieben. In der Arbeitskammer ist er so ange ordnet, daß zwischen ihm und den Kammerwänden ein Scherspalt besteht. Wird in die Arbeitskammer Flüssigkeit gepumpt, kann durch die im Scherspalt entstehende Reibung das Drehmoment des Läufers auf das Gehäuse übertragen werden. Das Gehäuse selbst kann mit Lüfterflügeln versehen sein oder ein Flügelrad antrei ben. Die Menge der Flüssigkeit in der Arbeitskammer bestimmt den Schlupf, der sich zwischen Lüfter und Gehäuse einstellt, und somit die Drehzahl des Gehäuses. Mit zunehmender Flüssigkeits menge sinkt der Schlupf. Zum Regeln der Kupplung wird aus der Vorratskammer Flüssigkeit in entsprechender Menge in die Arbeitskammer gedrückt. Um die Drehzahl des Lüfters zu ver gleichmäßigen, ist bei dieser Kupplung vorgesehen, das zur Steuerung der Pumpe notwendige elektrische Signal periodisch gepulst zur Verfügung gestellt wird. Über eine Steuereinrichtung kann die Dauer der Impulse in Abhängigkeit von der erfaßten Drehzahl der Last variiert werden. Durch diese Ansteuerung wird die Kupplung in einem optimalen Drehzahlbereich gehalten.EP 0 293 102 B1 discloses a viscous coupling for driving a fan. This fan clutch has one with a working chamber and a pantry provided housing and an in rotors arranged in a rotating arrangement in the working chamber. To the end exchange of the viscous liquid contained in them Working chamber and the pantry in connection with each other. The liquid exchange is controlled via an ex internal pressure source. The runner is constantly on the crankshaft le of the motor driven. He's so excited in the Chamber of Labor orders that a shear gap between him and the chamber walls consists. Liquid can be pumped into the working chamber due to the friction in the shear gap, the torque of the Runner be transferred to the housing. The housing itself can be provided with fan blades or drive an impeller ben. The amount of liquid in the working chamber determines the Slip that occurs between the fan and the housing, and hence the speed of the housing. With increasing fluid amount of slip decreases. To regulate the clutch, the Storage chamber liquid in the appropriate amount in the Working chamber pressed. To check the fan speed uniform, is provided in this coupling, which for Control of the pump necessary electrical signal periodically pulsed is made available. Via a control device can the duration of the pulses depending on the detected Speed of the load can be varied. Through this control the clutch is kept in an optimal speed range.

Das Trägheitsmoment eines Lüfters ist recht niedrig, so daß die ser auch bereits dann in Rotation versetzt werden kann, wenn der Schlupf innerhalb der Viskokupplung (noch) hoch ist. Die Ein gangsdrehzahl der Viskokupplung ist von der Drehzahl der An triebsmaschine des Fahrzeugs direkt abhängig. Wird eine Visko kupplung zum Antrieb des Kompressors einer Klimaanlage verwen det, muß im Kompressor eine Vergleichmäßigung des Volumenstromes erreicht werden, damit dessen Wirkungsgrad und Kühlleistung ak zeptabel ist. Da der Schlupf der Viskokupplung regelbar ist, könnte eine Vergleichmäßigung des Volumenstromes im Kompressor herbeigeführt werden. Eine Viskokupplung hat jedoch den Nachteil, daß großer Schlupf eine hohe Verlustleistung bedeutet, die von der Antriebsmaschine geliefert werden muß.The moment of inertia of a fan is quite low, so that can be rotated even when the Slip within the viscous coupling is (still) high. The one The speed of the viscous coupling is the speed of the on engine directly dependent on the vehicle. Becomes a visco Use clutch to drive air conditioning compressor det, an equalization of the volume flow must in the compressor can be achieved so that its efficiency and cooling capacity ak is acceptable. Since the slip of the viscous coupling can be regulated, could equalize the volume flow in the compressor be brought about. However, a viscous coupling has that Disadvantage that large slip means high power loss, which must be supplied by the prime mover.

Um den Wirkungsgrad nicht zu negativ zu beeinflussen, werden deshalb zuschaltbare Klimakompressoren eingesetzt, die mit einer Verstelleinrichtung für den Förderhub versehen sind, um so den Volumenstrom der Kälteflüssigkeit zu vergleichmäßigen. Bei einem großen Förderhub ist der Wirkungsgrad gut, er sinkt jedoch mit sinkendem Hub. Wird dieser zu gering, kann der Wirkungsgrad u. U. auf Null absinken. Durch die Regelung wird er also wesentlich herabgesetzt.In order not to influence the efficiency too negatively therefore switchable air conditioning compressors used with a Adjustment device for the conveying stroke are provided so as to To even volume flow of the refrigerant. At a efficiency, the efficiency is good, but it also decreases sinking stroke. If this is too low, the efficiency can u. U. sink to zero. The regulation makes it essential reduced.

Nachteilig ist auch, daß durch das schlagartige Zuschalten des Kompressors das Reaktionsmoment zu rasch, nämlich ebenfalls schlagartig, ansteigt, was zu zu spürbaren Stößen im Antriebs system und somit zu Komforteinbußen für die Fahrzeugpassagiere führt.Another disadvantage is that the sudden switching on Compressor the reaction torque too quickly, namely also abruptly, increases, resulting in noticeable bumps in the drive system and thus to loss of comfort for the vehicle passengers leads.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll ein Verfahren zum An treiben eines Nebenverbrauchers, insbesondere des Klimakompres sors eines Kraftfahrzeuges geschaffen werden, das einen hohen Wirkungsgrad sicherstellt und mit dem Stöße beim Einschalten des Nebenverbrauchers in den Antriebsstrang ausgeschlossen werden.Based on this problem, a procedure for drive a secondary consumer, especially the climate compress Sors of a motor vehicle can be created that a high Ensures efficiency and with the bumps when turning on the Secondary consumers in the drive train are excluded.

Zur Problemlösung wird eine Viskokupplung, deren Abtriebsteil mit dem Nebenverbraucher und deren Antriebsteil mit der An triebsmaschine in Verbindung steht zur Drehmomentübertragung zyklisch hinauf- und heruntergefahren.A viscous coupling, the driven part of which is used to solve the problem with the secondary consumer and their drive part with the An engine is connected to torque transmission cycling up and down.

Die Viskokupplung selbst wird also getaktet betrieben. Sie wird eingeschaltet, bis zu ihrer Maximaldrehzahl hochgefahren, diese Drehzahl über eine definierte Zeitdauer gehalten und anschlie ßend auf 0 heruntergefahren. Sie bleibt dann für eine gegenüber der Zuschaltzeit längere Zeitdauer ausgeschaltete, um dann wie der getaktet eingeschaltet und bis auf Maximaldrehzahl herauf und nach einer bestimmten Zeitdauer von dieser wieder auf 0 her untergefahren zu werden. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn eine Viskokupplung verwendet wird, bei der eine Schlupfreduzierung sehr schnell realisierbar ist.The viscous coupling itself is therefore operated in a clocked manner. she will switched on, ramped up to their maximum speed, this Speed is held for a defined period of time and then utting down to 0. Then she stays opposite for one switched on for a longer period of time, then how the clocked switched on and up to maximum speed and after a certain period of time from this back to 0 to be driven under. For this purpose, it is advantageous if a Viscous coupling is used in which a slip reduction can be realized very quickly.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, nicht verstellbare Kompres soren zu verwenden, die kostengünstig erhältlich sind und einen hohen Wirkungsgrad haben. Die Vergleichmäßigung des Volumenstro mes wird durch entsprechende Taktung der Viskokupplung erreicht. Da der Schlupfabbau in der Viskokupplung stetig und keinesfalls schlagartig erfolgt, wird das Reaktionsmoment des Nebenverbrau chers langsam aufgefangen und in das Antriebssystem geleitet, so daß Schläge beim Zuschalten vermieden werden. Die Fahrzeuginsas sen merken also nicht, wenn der Klimakompressor zugeschaltet wird, dennoch ist eine gleichmäßige und kontinuierliche Klimati sierung des Fahrzeugs möglich.With this procedure it is possible to use non-adjustable compresses to use sensors that are available at low cost and one have high efficiency. The equalization of the volume flow mes is achieved by appropriate timing of the viscous coupling. Since the slip reduction in the viscous coupling is steady and by no means occurs suddenly, the reaction moment of the secondary consumption chers slowly caught and directed into the drive system, so that shocks when switching on are avoided. The vehicle insas So you don't notice when the air conditioning compressor is switched on is, nevertheless, an even and continuous climate possible vehicle.

Vorzugsweise ist der Zyklus der zugeschalteten Viskokupplung kleiner als der Zyklus der abgeschalteten Viskokupplung. Das Hinauf- und Herunterfahren der Viskokupplung erfolgt insbesonde re vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von mehr als 20 Se kunden.The cycle of the activated viscous coupling is preferred less than the cycle of the deactivated viscous coupling. The The viscous coupling is moved up and down in particular re preferably within a period of more than 20 Se Customers.

Eine besonders günstige Steuerung ist möglich, wenn die Zeit dauer der abgeschalteten Viskokupplung etwa vier mal so lang ist wie die Zeitdauer der eingeschalteten Viskokupplung. Sicherge stellt sein sollte, daß der Zuschaltzyklus so lang ist, daß die Viskokupplung auf ihre der Antriebsdrehzahl zugeordnete Höchst drehzahl hinaufgefahren wird.A particularly cheap control is possible if the time is about four times as long like the length of time the viscous coupling is switched on. Secure should be that the connection cycle is so long that the Viscous coupling to its maximum assigned to the drive speed speed is increased.

Die Zeitdauer der eingeschalteten Viskokupplung (Taktlänge) ist abhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors. Ist diese hoch, wird das Hinauf- und Herunterfahren in kurzer Zeit erfolgen, das heißt die Kupplung wird nur kurzzeitig mit ihrer Höchstdrehzahl (geringstmöglicher Schlupf) betrieben. Bei entsprechend niedri ger Drehzahl des Verbrennungsmotors wird die Einschaltzeit der Kupplung entsprechend lang gewählt sein, damit eine ausreichende Klimatisierung des Fahrzeuginneren möglich ist. Wesentlicher Parameter ist, den Volumenstrom im Klimakompressor während der Betriebsdauer des Fahrzeugs möglichst konstant zu halten.The time period of the activated viscous coupling (cycle length) is depending on the speed of the drive motor. Is this high the up and down will be done in a short time, the is called the clutch is only briefly at its maximum speed (lowest possible slip) operated. With a correspondingly low ger speed of the internal combustion engine is the switch-on time of the Coupling must be chosen accordingly long, so that a sufficient Air conditioning of the vehicle interior is possible. More essential The parameter is the volume flow in the air conditioning compressor during the To keep the operating time of the vehicle as constant as possible.

Um Energie zurückzugewinnen ist es vorteilhaft, wenn die Visko kupplung grundsätzlich beim Abbremsen des Fahrzeugs zugeschaltet wird. Damit eine entsprechende Dynamik des Fahrzeugs auch bei eingeschalteter Klimaanlage vorhanden ist, hat sich als vorteil haft herausgestellt, wenn die Viskokupplung während des Be schleunigen des Fahrzeugs oberhalb einer festgelegten Drehzahl des Antriebsmotors (beispielsweise 1000 min^-1) abgeschaltet wird. Die Regelung der benötigten Energie wird vorgegeben von der Tem peratur im Fahrzeuginneren und der Außentemperatur.In order to recover energy, it is advantageous if the viscous clutch is always switched on when the vehicle is braked. Thus a corresponding dynamics of the vehicle is also present in the air conditioning, has been found to be advantageous when the viscous coupling during loading accelerate the vehicle above a predetermined speed of the drive motor (for example, 1000 min ^-1) is switched off. The regulation of the required energy is determined by the temperature inside the vehicle and the outside temperature.

Durch die getaktete Ansteuerung der Kupplung reduziert sich der Verlust von derzeit mehr als 5% auf etwa 1%. Das Taktverhält nis bestimmt die abzugebende Leistung. Die Mindesteinschaltzeit sollte im Bereich von zwei Sekunden liegen. Die maximale Ein schaltzeit ist abhängig von der Größe des Kondensators und der Motordrehzahl.The clocked activation of the clutch reduces the Loss from currently more than 5% to about 1%. The clock ratio nis determines the performance to be delivered. The minimum switch-on time should be in the range of two seconds. The maximum one switching time depends on the size of the capacitor and the Engine speed.

Claims

1. Method for driving an auxiliary consumer, in particular one of the air conditioning compressor with a drive machine provided motor vehicle, via one of the drive ma Machine operated viscous coupling, the driven part with the Auxiliary consumers and their drive part with the drive machine is connected and the viscous coupling Torque transmission up and down cyclically becomes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cycle of the activated viscous coupling is smaller than the cycle of the deactivated viscous coupling.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Up and down within a period of takes more than two seconds.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the cycle of the viscous coupling switched off about four times as long as the cycle of the activated visco clutch.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the viscous coupling on its the An drive speed assigned to the maximum speed becomes.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the viscous coupling for energy recovery voltage is switched on when braking the vehicle.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the viscous coupling during the acceleration nigens the vehicle above a specified speed the drive machine is switched off.