DE4207859A1 - Kaeltemittelkreislauf einer fahrzeug-klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkreislauf einer Fahrzeug-Klimaanlage mit einer durch ein Steuersignal ak­ tivierbaren Absaugvorrichtung für das Kältemittel.

Aus der DE 38 41 487 A1 ist eine stationäre Kältemaschine bekannt, bei der von potentiellen Leckagestellen des Käl­ temittelkreislaufes abzweigende Absaugleitungen vorge­ sehen sind, die zu einer Absaugpumpe mit einem nachge­ schalteten Speichervolumen für das ggf. abgesaugte Kälte­ mittel führen. Wird mittels geeigneter Sensoren eine Leckage erkannt, so wird diese bekannte Absaugvorrichtung in Betrieb genommen, da das freie Entweichen von Kälte­ mittel in die Umgebung unerwünscht, bzw. umweltschädigend ist.

Auch bei Klimaanlagen in Fahrzeugen/Kraftfahrzeugen sollte ein freies Entweichen von Kältemittel in die Umge­ bung unter allen Umständen vermieden werden. Hierfür eine geeignete Maßnahme aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das die Ab­ saugvorrichtung aktivierende Steuersignal aus den Signa­ len eines Crash-Sensors abgezweigt wird. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird der in Kraftfahrzeugen oftmals be­ reits vorhandene Crash-Sensor, der einen unmittelbar be­ vorstehenden Unfall oder Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis erkennt und beispielsweise einen Airbag für die Fahrzeuginsassen oder andere Sicherheitsvorrichtungen ak­ tiviert, dazu genutzt, ein Entweichen von Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf infolge dieses Fahrzeug-Unfalles zu verhindern. Wird somit durch den Crash-Sensor ein be­ vorstehender Fahrzeug-Unfall gemeldet, so wird schlagar­ tig die Kältemittelabsaugvorrichtung in Betrieb genommen, so daß nun das gesamte Kältemittel aus dem bei Unfällen zumeist auch zerstörten Kältemittelkreislauf in ein si­ cheres Reservoir abgezogen wird. Ein unkontrolliertes Austreten von Kältemittel in die Umgebung infolge eines Fahrzeug-Unfalles wird auf diese Weise sicher vermieden.

Abweichend vom oben zitierten Stand der Technik kann für eine Fahrzeug-Klimaanlage die Absaugvorrichtung deutlich einfacher ausgebildet werden, wenn diese aus einem Unter­ druck-Reservoir besteht, das über ein durch das Steuer­ signal im Öffnungssinn aktivierbares Ventil an den Kältemittelkreislauf ankoppelbar ist. Bei einem kompressorbetriebenen Kältemittelkreislauf ist diese Absaugvorrichtung bevorzugt kompressordruckseitig ange­ ordnet. Erkennt somit der Crash-Sensor einen bevorstehen­ den Fahrzeug-Unfall und somit die bevorstehende Gefahr des unkontrollierten Entweichens von Kältemittel in die Umgebung, so wird ein zunächst leerer, evakuierter Speicherbehälter für das abgesaugte Kältemittel, d. h. also das sog. Unterdruck-Reservoir, an den Kältemittel­ kreislauf angeschlossen. Schlagartig strömt somit das ge­ samte Kältemittel aus dem Kreislauf in den Speicherbehäl­ ter. Um ein nachfolgendes Entweichen des Kältemittels aus dem Speicherbehälter zu verhindern, kann das besagte Ven­ til wieder geschlossen werden; daneben ist es aber auch möglich, zusätzlich ein zum Speicherbehälter, bzw. Unter­ druck-Reservoir, hin öffnendes Rückschlagventil vorzu­ sehen.

Zusätzlich kann das Unterdruck-Reservoir über eine ab­ sperrbare Rücksaugleitung mit der Saugseite des Kälte­ mittelkompressors verbunden sein. Sollte nämlich der Crash-Sensor einen bevorstehenden Fahrzeug-Unfall erkannt haben, tatsächlich jedoch dieser Unfall vermieden worden sein, so ist es wünschenswert, das Kältemittel auf ein­ fache Weise wieder aus dem Unterdruckreservoir zurück in den Kältemittelkreislauf befördern zu können. Mit der be­ sagten Rücksaugleitung, die für diesen Fall selbstverständlich geöffnet werden muß, ist dies unter Zuhilfenahme des ohnehin vorhandenen Kältemittelkompres­ sors auf einfache Weise möglich. In gleicher Weise er­ folgt die Erzeugung des benötigten Unterdruckes im Speicherbehälter bzw. im Unterdruck-Reservoir vorzugs­ weise unter Zuhilfenahme des Kältemittelkompressors, der über eine absperrbare Leitung, nämlich über die absperr­ bare Rücksaugleitung, saugseitig mit dem Unterdruck-Re­ servoir verbunden ist. Um im Reservoir auch niedrigere Drücke als die üblichen Saugdrücke zu erzeugen, ist es denkbar, diesen kompressorsaugseitigen Unterdruck durch Absperren der Saugleitung des eigentlichen Kältemittel­ kreislaufes zu erhöhen. Das Absperren dieser Saugleitung könnte entweder mit einem separaten Ventil oder in beson­ ders vorteilhafter Weise mit einem ggf. bereits vorhan­ denen elektronisch ansteuerbaren Expansionsventil, das im Kältemittelkreislauf dem Verdampfer vorgeschaltet ist, erfolgen.

Bei Anlagen mit einem Kältemittelkreislauf, in dem saug­ seitig des Kältemittelkompressors ohnehin bereits ein Sammelbehälter bzw. Speicherbehälter für flüssiges Kälte­ mittel vorgesehen ist, kann dieser Speicherbehälter über ein durch das Steuersignal des Crash-Sensors im Öffnungs­ sinn aktivierbares Ventil ebenfalls kompressordruckseitig an den Kältemittelkreislauf ankoppelbar sein. Dieser Speicherbehälter ist somit zugleich Teil der Kältemittel- Absaugvorrichtung. Um die Sicherheit im Crashfall noch weiter zu verbessern, ist es denkbar, den größten Teil des Kältemittels im Speicherbehälter crashsicher zu spei­ chern, solange die Klimaanlage nicht benutzt wird. Dieser Vorgang läßt sich analog dem oben beschriebenen Fall der Fehlauslösung unschwer mittels Ventilen steuern. Generell ist es dabei denkbar, die bereits in einem üblichen Käl­ temittelkreislauf vorhandenen Druckschalter (Hochdruck- und Niederdruckschalter) zum gezielten Ansteuern der in verschiedenen Teilstücken des Kältemittelskreislaufes mündenden Absaugleitungen zu benutzen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das aus den Signalen des Crash-Sensors abgezweigte Steuersignal zu­ sätzlich dazu verwendet werden, den Kältemittelkompressor stillzusetzen. Beispielsweise kann hierfür eine bereits vorhandene Kompressor-Kupplung gelöst werden, um bei einem weiteren Betrieb eines üblicherweise auch den Käl­ temittelkompressor antreibenden Fahrzeug-Antriebsaggrega­ tes anschließend an einen Unfall das weitere Hinausbeför­ dern des Kältemittels in die Umgebung durch den Kompres­ sor zu unterbinden. Dies sowie weitere Vorteile der Er­ findung werden auch aus der folgenden Beschreibung zweier lediglich in Prinzipschaltbildern dargestellter bevorzug­ ter Ausführungsbeispiele ersichtlich.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 enthält ein in sei­ ner Gesamtheit mit 1 bezeichneter Kältemittelkreislauf einer Fahrzeug-Klimaanlage in bekannter Weise unter an­ derem einen Kältemittelkompressor 2, einen Kondensator 3 sowie einen Verdampfer 4 mit vorgeschaltetem Expansions­ ventil 4a. Zusätzlich zweigt von diesem Kältemittelkreis­ lauf 1 kompressordruckseitig eine Absaugleitung 5 ab, die über ein ansteuerbares Ventil 6 sowie ein Rückschlagven­ til 7 zu einem Unterdruck-Reservoir/Speicherbehälter 8 führt. Von diesem Speicherbehälter/Unterdruck-Reservoir 8 führt eine Rücksaugleitung 9, in der ein Sperrventil 10 angeordnet ist, zur Saugseite des Kältemittelkompressors 2.

Üblicherweise sind das ansteuerbare Ventil 6 sowie das Sperrventil 10 geschlossen, so daß der gezeigte Kälte­ mittelkreislauf 1 in üblicher Weise arbeitet und bei­ spielsweise über den Verdampfer 4 den Innenraum des Kraftfahrzeuges klimatisiert. Dieses Kraftfahrzeug ist zudem mit einem Crash-Sensor 11 versehen, der unter Zwi­ schenschaltung einer geeigneten Auswerteelektronik über eine Steuerleitung 12 mit dem ansteuerbaren Ventil 6 ver­ bunden ist. Wird somit über diesen Crash-Sensor 11 ein bevorstehender Fahrzeug-Unfall erkannt, so wird das Ven­ til 6 geöffnet. Aufgrund des zunächst in Unterdruck-Re­ servoir/Speicherbehälter 8 vorliegenden Vakuums gelangt nun das gesamte Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 1 schlagartig in den Speicherbehälter 8, der bevorzugt so ausgebildet und angeordnet ist, daß er bei einem Fahr­ zeug-Unfall nicht zu Schaden kommt. Wird somit bei dem bevorstehenden Fahrzeug-Unfall der Kältemittelkreislauf 1, d. h. beispielsweise die Leitungen zwischen dem Kom­ pressor 2 und dem Kondensator 3 oder auch zwischen dem Kompressor 2 und dem Verdampfer 4 beschädigt, so kann dennoch nunmehr kein Kältemittel aus dem Kältemittel­ kreislauf in die Umgebung entweichen, da sich das Kälte­ mittel vollständig im geschützten Speicherbehälter 8 be­ findet.

Sollte durch glückliche Umstände jedoch ein Fahrzeug-Un­ fall vermieden worden sein, obwohl der Crash-Sensor 11 einen bevorstehenden Unfall erkannt hatte, so ist es wün­ schenswert, das Kältemittel auf einfache Weise wieder aus dem Speicherbehälter 8 in den eigentlichen Kälte­ mittelkreislauf 1 zurückzuführen. Hierzu wird bei ge­ schlossenem Ventil 6 nunmehr das Sperrventil 10 in der Rücksaugleitung 9 geöffnet. Mit Inbetriebnahme des Kälte­ mittelkompressors 2 saugt dieser das Kältemittel aus dem Speicherbehälter 8 ab und führt das Kältemittel voll­ ständig in den Kältemittelkreislauf 1 zurück.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind gleiche Ele­ mente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In diesem Kältemittelkreislauf 1 ist jedoch stets ein Speicherbe­ hälter 8 eingebunden, von dem aus der Kältemittelkompres­ sor 2 gasförmiges Kältemittel absaugt. Indem dieser Speicherbehälter 8 über ein durch das Steuersignal des Crash-Sensors 11 im Öffnungssinn aktivierbares Ventil 6 kompressordruckseitig an den Kältemittelkreislauf 1 an­ koppelbar ist - anlog oben ist hierzu eine mit einem Rückschlagventil 7 versehene Absaugleitung 5 vorgesehen - bildet dieser Speicherbehälter zugleich einen Teil der erfindungsgemäßen Absaugvorrichtung. Gegenüber dem Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1 zeichnet sich diese Variante somit durch einen verringerten zusätzlichen Bauaufwand aus. Der Crash-Sensor 11 kann dabei über die Steuerlei­ tungen 12 auch weitere Ventile oder zusätzlich den Kälte­ mittelkompressor 2 ansteuern, d. h. den Kompressor im Falle eines Unfalls abschalten. Dabei soll darauf hinge­ wiesen werden, daß diese beiden Figurendarstellungen le­ diglich prinzipielle Anordnungen zeigen. Es kann erfor­ derlich sein, weitere Ventile vorzusehen oder diese an­ ders in geeigneter Weise anzusteuern. Derartige Abwand­ lungen können jedoch durchaus noch unter dem Inhalt der Patentansprüche fallen.

Claims (6)

1. Kältemittelkreislauf (1) einer Fahrzeug-Klimaanlage mit einer durch ein Steuersignal aktivierbaren Ab­ saugvorrichtung (Unterdruck-Reservoir (8), Ventil (6), Absaugleitung (5)) für das Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal aus den Signalen eines Crash-Sensors (11) abgezweigt wird.

2. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung aus einem über ein durch das Steuersignal im Öff­ nungssinn aktivierbares Ventil (6) an den Kälte­ mittelkreislauf (1) ankoppelbaren Unterdruck-Reser­ voir (8) besteht.

3. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Kältemittelkompressor (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung kompressordruckseitig angeordnet ist.

4. Kältemittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdruck-Reservoir (8) über eine absperrbare Rücksaugleitung (9) mit der Saugseite des Kältemittelkompressors (2) ver­ bunden ist.

5. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung aus einem kompressorsaugseitig in den Kältemittel­ kreislauf (1) eingebundenen Speicherbehälter (8) be­ steht, der über ein durch das Steuersignal im Öff­ nungssinn aktivierbares Ventil (6) kompressordruck­ seitig an den Kältemittelkreislauf (1) ankoppelbar ist.

6. Kältemittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal den Kältemittelkompressor (2) stillsetzt.