EP2395243A1 - Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors - Google Patents

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EP2395243A1
EP2395243A1 EP10151519A EP10151519A EP2395243A1 EP 2395243 A1 EP2395243 A1 EP 2395243A1 EP 10151519 A EP10151519 A EP 10151519A EP 10151519 A EP10151519 A EP 10151519A EP 2395243 A1 EP2395243 A1 EP 2395243A1
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EP
European Patent Office
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compressor
temperature
request
compressor power
requests
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EP10151519A
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Marek Engelhardt
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Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
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    • F04B49/10—Other safety measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/08—Cylinder or housing parameters
    • F04B2201/0801—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0205—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/11—Outlet temperature

Definitions

  • the invention relates to a method referred to in the preamble of claim 1 for controlling the operation of a compressor.
  • compressors are frequently used in which a gaseous or liquid medium can be brought to a pressure which is above the ambient pressure.
  • the gaseous or liquid medium is often used as a control pressure medium, for example actuators, in particular piston-cylinder arrangements, can be acted upon.
  • An application in motor vehicles results from the need to provide the air springs of a level control system so with compressed air that it brings the body of the vehicle in a driving situation equitable distance to the road surface. Since such a level control system does not constantly provide for a height adjustment of the body of the vehicle, an associated compressor is required only ever put into operation if the need exists.
  • the corresponding compressors are usually designed as electric motor driven piston compressors. In order to minimize the cost of the compressors used relatively small compressors are increasingly used, which are thermally significantly burdened in a possibly longer-lasting operation, so that components can heat unacceptably high. Excessive thermal stress is usually first the exhaust valve or the piston seal of a reciprocating compressor damaged, which can ultimately lead to failure of the compressor and thus the level control system.
  • a compressor can be operated variably in terms of its on and off times.
  • the current duty cycle should be adapted to the current operating conditions of the compressor.
  • the switch-on duration can be varied, for example as a function of the prevailing in the environment of the compressor air temperature and air flow rate such that the duty cycle is shortened becomes, as the ambient temperature increases, and is prolonged as it decreases.
  • the ambient temperature can be determined based on a model calculation from the current vehicle exterior air temperature and / or theharamotoransaug Kunststofftemperatur.
  • the disadvantage here is that the known method as all duty cycle methods is consistently inaccurate because it does not take into account the thermodynamic properties of the compressor itself.
  • the controller takes, for example, no influence on the temperature band in which the compressor is ultimately operated.
  • a method for temperature-controlled control of a compressor for air suspension of a motor vehicle is known, which is designed as an estimation method and manages without a separate temperature sensor on the compressor.
  • the compressor is switched off by a control unit when a temperature estimate calculated by the latter exceeds an upper threshold value, or is switched on or is allowed to be switched on if a lower threshold value is undershot.
  • the respective last temperature estimated value is increased by a certain temperature jump when the compressor is switched on, the extent of which depends on the height of the last estimated value.
  • the estimated value is increased during a compressor operation in a predetermined manner and lowered at standstill of the compressor in a predetermined manner.
  • the disadvantage here is that the underlying for the process linear relationships in practice usually not present, since at large temperature differences, the temperature changes are greater than at small temperature differences. The temperature jump also does not take place in reality immediately, so that in this area, the control technology availability of the compressor is disadvantageously reduced.
  • EP 1 644 640 B1 a method of the type in question for controlling the operation of the compressor is known, in which the compressor is switched off by a controller to prevent thermal damage when a maximum value of the compressor temperature is reached or exceeded, and at least two system components compressor power requests to the Aim the controller and the Controller allocates compressor power to system components based on compressor power requests.
  • the invention has for its object to provide a method referred to in the preamble of claim 1 for controlling the operation of a compressor in which the flexibility of the control is increased.
  • the invention is based on the finding that the operation of the compressor can be made more flexible and adapted to the respective requirements when incoming compressor power requests of the system components are not necessarily processed in the order of their temporal input.
  • the invention is based on the idea to take into account in the allocation of compressor power according to the respective compressor power requests, to which increase the compressor temperature would cause the processing of the respective compressor power request. If the compressor has been switched off by the controller when a maximum value of the compressor temperature has been reached, incoming compressor power requests are initially not answered by the controller in order to allow the compressor to cool down so that thermal damage is avoided.
  • the control unit determines, based on an instantaneous compressor temperature calculated or measured as an estimated value, whether the temperature increase ⁇ T1 associated with the processing of the request becomes Reaching or exceeding the maximum compressor temperature would result. In this case the request will not be answered. However, if at the same time a further request or among several other requests before a request whose execution would lead to a lower temperature increase .DELTA.T2, which does not lead to exceeding the maximum value of the compressor temperature from the current compressor temperature, this request may according to the invention in the execution preferred become.
  • the compressor After processing of the request and an associated increase in the temperature of the compressor by ⁇ T2 the compressor cools down again. If a compressor temperature is reached which is so low that, starting from the instantaneous compressor temperature, the expected temperature difference ⁇ T1 does not lead to an exceeding of the maximum value of the compressor temperature, then the initially unanswered request can be answered.
  • the inventive method can also be carried out when there are a plurality of requests that can be stored according to their temporal input in the manner of a queue, but according to the invention are not necessarily processed according to the temporal order of their input. If there are several inquiries that would lead to different temperature increases of the compressor temperature, it is quite possible that these requests are processed in the inventive method according to the time sequence of their input, provided that this order of processing the criteria used in the invention, namely the current Compressor temperature and expected when processing the request increase the compressor temperature corresponds.
  • a further development of the invention provides that a request is selected from a plurality of compressor power requests from the control unit, the execution of which does not lead to exceeding the maximum value of the compressor temperature on the basis of the instantaneous compressor temperature and the expected increase in the compressor temperature during execution. In this way, thermal damage to the compressor are reliably avoided.
  • Another development of the invention provides that the allocation of compressor power is performed independently of the time sequence of the input of the compressor power requests. In this way, a high degree of flexibility is achieved in the processing of inquiries. However, it is not excluded that the order of execution of the requests coincidentally corresponds to the chronological order of their receipt.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides, in the allocation of compressor power, a classification of the compressor power requests, for example, in terms of safety aspects, is taken into account. If, for example, a compressor power request for a particularly system-important function, for example in a motor vehicle for the vehicle safety or pedestrian protection relevant system function, so a request can be prioritized, so that this prioritization overrides the inventively used for the allocation of compressor power criteria.
  • Embodiment the cooling of the processor continues until the associated with the safety-related system function compressor performance request is processed.
  • the instantaneous compressor temperature can be measured or calculated as a temperature estimate by the control unit.
  • a calculation of the instantaneous compressor temperature as a temperature estimate has the advantage that sensors for sensing the compressor temperature are not required. In this way, a particularly simple and interference-insensitive construction.
  • Corresponding methods for calculating the compressor temperature are, for example, by DE 103 30 121 A1 and EP 1 644 640 B1 are known and are therefore not explained here.
  • a compressor for example in connection with a level control system of a motor vehicle, is controlled by a control unit.
  • the compressor is turned off by the thermal damage prevention control unit when a maximum value ⁇ Tmax of the compressor temperature is reached or exceeded.
  • the request S1 requires a compressor power P1 and leads to an increase in the compressor temperature by .DELTA.T1.
  • the request S2 needs a compressor power P2 and leads to an increase of the compressor temperature by ⁇ T2
  • the request S3 needs a compressor power P3 and leads to a temperature increase ⁇ T3.
  • ⁇ T1 ⁇ T2 ⁇ T3 be assumed.
  • the controller continuously calculates the current compressor temperature as a temperature estimate, and determines whether the compressor has already cooled enough to be able to respond to compressor power requests.
  • the control unit determines that, based on the instantaneous compressor temperature, the temperature increase ⁇ T3 associated with the request S3 would result in exceeding the maximum value of the compressor temperature ⁇ Tmax, the lower temperature increase ⁇ T1 associated with the request S1 will not result in exceeding the maximum value ⁇ Tmax Compressor temperature leads, so the request S1 is first answered, so that the requesting system component, the required compressor power P1 is allocated, so that the associated system function is performed. After completing the appropriate system function, compressor cooling can continue. If the cooling has progressed so far that the temperature increase ⁇ T2 associated with the request S2 would not lead to the maximum value of the compressor temperature being exceeded, then this request can first be answered. Only then and after a further cooling of the process, the query S3 is answered.
  • the control unit would only restart the compressor when it has cooled down to such an extent that the temperature increase ⁇ T3 associated with the request S3 would not result in exceeding the maximum compressor temperature. If the compressor is cooled down accordingly, the required compressor power P3 is allocated according to the request S3. Inquiries S1 and S2, which would lead to lower temperature increases of the compressor temperature, are therefore not preferred in the case of such a classification. Society

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors wird der Kompressor von einem Steuergerät zur Vermeidung thermischer Schäden dann abgeschaltet, wenn ein von dem Steuergerät berechneter Temperatur-Schätzwert einen oberen Schwellenwert überschreitet. Hierbei berechnet das Steuergerät unter Heranziehung des Temperatur-Schätzwertes als Zustandsgröße eine Abkühlfunktion, die den zeitlichen Verlauf der Abkühlung des Kompressors repräsentiert. Erfindungsgemäß ermittelt das Steuergerät die Abkühlfunktion ausgehend von wenigstens einem ersten und einem zweiten Temperatur-Schätzwert, die räumlich zueinander beabstandeten Stellen des Kompressors zugeordnet sind, derart, dass die Abkühlfunktion ausgehend von der Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Temperatur-Schätzwert ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors.
  • In Kraftfahrzeugen werden häufig Kompressoren verwendet, in denen ein gasförmiges oder flüssiges Medium auf einen Druck bringbar ist, der über dem Umgebungsdruck liegt. Das gasförmige oder flüssige Medium wird häufig als Steuerdruckmedium genutzt, mit dem beispielsweise Aktuatoren, insbesondere Kolben-Zylinder-Anordnungen, beaufschlagbar sind.
  • Ein Anwendungsfall in Kraftfahrzeugen ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Luftfedern einer Niveauregulierungsanlage derart mit Druckluft zu versorgen, dass diese die Karosserie des Fahrzeugs in einen fahrsituationsgerechten Abstand zur Fahrbahnoberfläche bringt. Da eine solche Niveauregulierungsanlage nicht ständig für eine Höhenverstellung der Karosserie des Fahrzeugs sorgt, wird ein zugehöriger Kompressor bedarfsgerecht immer nur dann in Betrieb genommen, wenn die Notwendigkeit dazu besteht. Die entsprechenden Kompressoren sind in der Regel als elektromotorisch betriebene Kolbenkompressoren ausgebildet. Zur Minimierung der Kosten für die verwendeten Kompressoren werden verstärkt relativ kleine Kompressoren eingesetzt, die bei einem ggf. länger dauernden Betrieb thermisch erheblich belastet werden, so dass sich Bauteile unzulässig hoch erwärmen können. Bei zu starker thermischer Beanspruchung wird in der Regel zuerst das Auslaßventil oder die Kolbendichtung eines Kolbenkompressors beschädigt, was letztlich zu einem Ausfall des Kompressors und damit der Niveauregulierungsanlage führen kann.
  • Zur Vermeidung derartiger Schäden ist es beispielsweise durch DE 15 03 446 A1 , DE 19 43 936 A1 und EP 1 253 321 A2 bekannt, die Temperatur des Kompressors im Bereich der thermisch stark belasteten Bauteile direkt zu messen und bei einer thermischen Überlastung den Kompressor zur Abkühlung abzuschalten. Nachteilig hierbei ist, dass die notwendigen Temperatursensoren vergleichsweise teuer und bei kleinen Kompressoren aufgrund des beengten Bauraums im interessierenden Bereich nur schwer unterzubringen sind. Zwar deutet EP 1 253 321 A2 an, dass die Steuerung des Kompressorbetriebs auch ohne Temperatursensoren auf der Basis eines thermischen Modells erfolgen kann. Der Inhalt eines solchen Meß- bzw. Steuerungsverfahrens wird dabei jedoch nicht näher definiert.
  • Durch DE 39 19 407 A1 und DE 40 30 475 A1 ist es bekannt, die thermische Belastung eines Kompressors über die elektrische Leistungsaufnahme und/oder die Betriebsdauer des zu dem Kompressor gehörenden Elektromotors zu ermitteln. In eine ähnliche Richtung geht der aus DE 43 33 591 A1 bekannt gewordene Vorschlag, die Steuerung eines Kompressors durch Aufsummieren von dessen Einzeleinschaltzeiten und Einzelabschaltzeiten zu beeinflussen. Die Einzeleinschalt- und Abschaltzeiten stellen jeweils einen von mehreren Einflußfaktoren im Hinblick auf die thermische Belastung des Kompressors dar.
  • Durch DE 198 12 234 C2 ist es bekannt, dass ein Kompressor hinsichtlich seiner Ein- und Ausschaltzeiten variabel betrieben werden kann. Dabei soll die jeweils aktuelle Einschaltdauer an die aktuellen Betriebsbedingungen des Kompressors angepaßt werden. Als Parameter, in dessen Abhängigkeit die Einschaltdauer des Kompressors variiert wird, dienen die Wärmeübertragungsbedingungen, die zwischen dem Kompressor und der diesen umgebenden Luft herrschen. Dabei kann die Einschaltdauer beispielsweise in Abhängigkeit von der in der Umgebung des Kompressors herrschenden Lufttemperatur und Luftströmungsgeschwindigkeit derart variiert werden, dass die Einschaltdauer verkürzt wird, wenn die Umgebungstemperatur zunimmt, und verlängert wird, wenn sie abnimmt. Die Umgebungstemperatur kann dabei anhand einer Modellrechnung aus der aktuellen Fahrzeugaußenlufttemperatur und/oder der Fahrzeugmotoransauglufttemperatur bestimmt werden. Nachteilig ist hierbei, dass das bekannte Verfahren wie alle Einschaltdauermethoden durchweg ungenau ist, weil es die thermodynamischen Eigenschaften des Kompressors selbst nicht berücksichtigt. Die Steuerung nimmt dabei beispielsweise keinen Einfluß darauf, in welchem Temperaturband der Kompressor letztlich betrieben wird.
  • Durch DE 196 21 946 C2 ist ein Verfahren zur temperaturgestützten Steuerung eines Kompressors für eine Luftfederung eines Kraftfahrzeugs bekannt, das als Schätzverfahren ausgestaltet ist und ohne einen gesonderten Temperatursensor am Kompressor auskommt. Dazu ist vorgesehen, dass der Kompressor von einem Steuergerät abgeschaltet wird, wenn ein von diesem berechneter Temperatur-Schätzwert einen oberen Schwellenwert überschreitet, oder eingeschaltet wird bzw. ein Einschalten gestattet wird, wenn ein unterer Schwellenwert unterschritten wird. Dazu wird der jeweils letzte Temperatur-Schätzwert beim Einschalten des Kompressors um einen bestimmten Temperatursprung erhöht, dessen Maß von der Höhe des letzten Schätzwertes abhängig ist. Weiterhin wird der Schätzwert während eines Kompressorbetriebes in vorgegebener Weise erhöht und bei Stillstand des Kompressors in vorgegebener Weise abgesenkt. Nachteilig ist hierbei, da die für das Verfahren zugrundegelegten linearen Zusammenhänge in der Praxis in der Regel nicht vorliegen, da bei großen Temperaturdifferenzen die Temperaturänderungen größer sind als bei kleinen Temperaturdifferenzen. Der Temperatursprung findet außerdem in der Realität nicht augenblicklich statt, so dass in diesem Bereich auch die steuerungstechnische Verfügbarkeit des Kompressors nachteilig herabgesetzt ist.
  • Durch EP 1 644 640 B1 ist ein Verfahren der betreffenden Art zur Steuerung des Betriebs des Kompressors bekannt, bei dem der Kompressor von einem Steuergerät zur Vermeidung thermischer Schäden dann abgeschaltet wird, wenn ein Maximalwert der Kompressortemperatur erreicht oder überschritten wird, und bei dem wenigstens zwei Systemkomponenten Kompressorleistungs-Anfragen an das Steuergerät richten und das Steuergerät den Systemkomponenten in Abhängigkeit von den Kompressorleistungs-Anfragen Kompressorleistung zuteilt.
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors anzugeben, bei dem die Flexibilität der Steuerung erhöht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich der Betrieb des Kompressors flexibler und an die jeweiligen Anforderungen angepaßter gestalten läßt, wenn eingehende Kompressorleistungs-Anfragen der Systemkomponenten nicht zwangsläufig in der Reihenfolge ihres zeitlichen Einganges abgearbeitet werden. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, bei der Zuteilung von Kompressorleistung entsprechend den jeweiligen Kompressorleistungs-Anfragen zu berücksichtigen, zu welcher Erhöhung der Kompressortemperatur die Abarbeitung der jeweiligen Kompressorleistungs-Anfrage führen würde. Ist der Kompressor von dem Steuergerät beim Erreichen eines Maximalwertes der Kompressortemperatur abgeschaltet worden, so werden eingehende Kompressorleistungs-Anfragen von dem Steuergerät zunächst nicht beantwortet, um eine Abkühlung des Kompressors zu ermöglichen, so dass thermische Schäden vermieden sind. Geht beispielsweise während der Abkühlungsphase eine Anfrage ein, deren Abarbeitung zu einer Erhöhung der Kompressortemperatur um einen Temperaturwert ΔT1 führen würde, so ermittelt das Steuergerät ausgehend von einer als Schätzwert berechneten oder gemessenen momentanen Kompressortemperatur, ob die mit der Abarbeitung der Anfrage verbundene Temperaturerhöhung ΔT1 zu einem Erreichen oder Überschreiten der maximalen Kompressortemperatur führen würde. In diesem Falle wird die Anfrage nicht beantwortet. Liegt jedoch gleichzeitig eine weitere Anfrage oder unter mehreren weiteren Anfragen eine Anfrage vor, deren Abarbeitung zu einer geringeren Temperaturerhöhung ΔT2 führen würde, die ausgehend von der momentanen Kompressortemperatur nicht zu einer Überschreitung des Maximalwertes der Kompressortemperatur führt, so kann diese Anfrage erfindungsgemäß in der Abarbeitung vorgezogen werden. Nach Abarbeitung der Anfrage und einer damit verbundenen Temperaturerhöhung des Kompressors um ΔT2 kühlt der Kompressor wieder ab. Ist eine Kompressortemperatur erreicht, die so gering ist, dass ausgehend von der momentanen Kompressortemperatur die zu erwartende Temperaturdifferenz ΔT1 nicht zu einer Überschreitung des Maximalwertes der Kompressortemperatur führt, so kann die zunächst nicht beantwortete Anfrage beantwortet werden.
  • Entsprechend kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dann durchgeführt werden, wenn eine Mehrzahl von Anfragen vorliegt, die entsprechend ihrem zeitlichen Eingang nach Art einer Warteschlange abgespeichert werden können, erfindungsgemäß jedoch nicht zwangsläufig entsprechend der zeitlichen Reihenfolge ihres Einganges bearbeitet werden. Liegen mehrere Anfragen vor, die zu unterschiedlichen Temperaturerhöhungen der Kompressortemperatur führen würden, so ist es jedoch durchaus möglich, dass diese Anfragen in dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend der zeitlichen Reihenfolge ihres Eingangs bearbeitet werden, sofern diese Reihenfolge der Abarbeitung den erfindungsgemäß herangezogenen Kriterien, nämlich der momentanen Kompressortemperatur und der bei Abarbeitung der Anfrage zu erwartenden Erhöhung der Kompressortemperatur, entspricht.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus einer Mehrzahl von Kompressorleistungs-Anfragen von dem Steuergerät eine Anfrage ausgewählt wird, deren Abarbeitung ausgehend von der momentanen Kompressortemperatur und der bei der Abarbeitung zu erwartenden Erhöhung der Kompressortemperatur nicht zu einem Überschreiten des Maximalwertes der Kompressortemperatur führt. Auf diese Weise sind thermische Schäden an dem Kompressor zuverlässig vermieden.
  • Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zuteilung von Kompressorleistung unabhängig von der zeitlichen Reihenfolge des Einganges der Kompressorleistungs-Anfragen durchgeführt wird. Auf diese Weise ist bei der Abarbeitung der Anfragen eine hohe Flexibilität erzielt. Hierbei ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass die Reihenfolge der Abarbeitung der Anfragen zufällig der zeitlichen Reihenfolge ihres Einganges entspricht.
  • Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, bei der Zuteilung von Kompressorleistung eine Klassifizierung der Kompressorleistungs-Anfragen, beispielsweise hinsichtlich Sicherheitsaspekten, berücksichtigt wird. Liegt beispielsweise eine Kompressorleistungs-Anfrage für eine besonders systemwichtige Funktion vor, beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug eine für die Fahrzeugsicherheit oder einen Fußgängerschutz relevante Systemfunktion, so kann eine entsprechende Anfrage priorisiert werden, so dass diese Priorisierung die erfindungsgemäß zur Zuteilung von Kompressorleistung herangezogenen Kriterien übersteuert. Ist beispielsweise eine sicherheitsrelevante Systemfunktion auszuführen, für deren Ausführung die Abkühlung des Kompressors jedoch noch nicht weit genug fortgeschritten ist und liegt gleichzeitig eine Anfrage vor, die nicht sicherheitsrelevant ist, im Hinblick auf die erreichte Abkühlung des Kompressors jedoch ausgeführt werden könnte, so wird bei dieser Ausführungsform die Abkühlung des Prozessors fortgesetzt, bis die mit der sicherheitsrelevanten Systemfunktion verbundene Kompressorleistungs-Anfrage abgearbeitet wird.
  • Entsprechend den jeweiligen Anforderungen kann die momentane Kompressortemperatur gemessen oder als Temperatur-Schätzwert von dem Steuergerät berechnet werden. Eine Berechnung der momentanen Kompressortemperatur als Temperatur-Schätzwert hat den Vorteil, dass Sensoren zum Abfühlen der Kompressortemperatur nicht erforderlich sind. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders einfacher und störungsunempfindlicher Aufbau. Entsprechende Verfahren zur Berechnung der Kompressortemperatur sind beispielsweise durch DE 103 30 121 A1 und EP 1 644 640 B1 bekannt und werden daher hier nicht näher erläutert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Der Betrieb eines Kompressors, beispielsweise im Zusammenhang mit einer Niveauregulierungsanlage eines Kraftfahrzeuges, wird von einem Steuergerät gesteuert. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Kompressor von dem Steuergerät zur Vermeidung thermischer Schäden dann abgeschaltet, wenn ein Maximalwert ΔTmax der Kompressortemperatur erreicht oder überschritten wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel richten drei Systemkomponenten Kompressorleistungsanfragen S1 bzw. S2 bzw. S3 an das Steuergerät, wobei die Anfrage S1 eine Kompressorleistung P1 benötigt und zu einer Erhöhung der Kompressortemperatur um ΔT1 führt. Demgegenüber benötigt die Anfrage S2 eine Kompressorleistung P2 und führt zu einer Erhöhung der Kompressortemperatur um ΔT2, und die Anfrage S3 benötigt eine Kompressorleistung P3 und führt zu einer Temperaturerhöhung ΔT3. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sei ΔT1< ΔT2 < ΔT3 angenommen.
  • Im folgenden sei angenommen, dass das Steuergerät den Kompressor abgeschaltet hat, nachdem ein Maximalwert der Kompressortemperatur erreicht oder überschritten worden ist. Um thermische Schäden an dem Kompressor zu vermeiden, kann der Kompressor erst dann wieder in Betrieb genommen werden und Kompressorleistung abgeben, wenn er sich in ausreichendem Maße abgekühlt hat. Es sei angenommen, dass während der Abkühlungsphase des Kompressors zeitlich aufeinanderfolgend zunächst eine Anfrage S3, danach eine Anfrage S1 und anschließend eine Anfrage S2 eingeht, wie in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:
    Kompressorleistungs-Anfrage Benötigte Kompressorleistung Zu erwartende Erhöhung der Kompressortemperatur
    S3 P3 ΔT3
    S1 P1 ΔT1
    S2 P2 ΔT2
  • Während der Abkühlung des Prozessors berechnet das Steuergerät bei dieser Ausführungsform fortlaufend die momentane Kompressortemperatur als Temperatur-Schätzwert und stellt fest, ob der Kompressor bereits so weit abgekühlt ist, dass Kompressorleistungs-Anfragen beantwortet werden können.
  • Stellt das Steuergerät beispielsweise fest, dass ausgehend von der momentanen Kompressortemperatur die mit der Anfrage S3 verbundene Temperaturerhöhung ΔT3 zu einer Überschreitung des Maximalwertes der Kompressortemperatur ΔTmax führen würde, die mit der Anfrage S1 verbundene geringere Temperaturerhöhung ΔT1 jedoch nicht zu einer solchen Überschreitung des Maximalwertes ΔTmax der Kompressortemperatur führt, so wird zunächst die Anfrage S1 beantwortet, so dass der anfragenden Systemkomponente die benötigte Kompressorleistung P1 zugeteilt wird, so dass die zugehörige Systemfunktion ausgeführt wird. Nach Ausführung der entsprechenden Systemfunktion kann die Abkühlung des Kompressors fortgesetzt werden. Ist die Abkühlung soweit fortgeschritten, dass die mit der Anfrage S2 verbundene Temperaturerhöhung ΔT2 nicht zu einem Überschreiten des Maximalwertes der Kompressortemperatur führen würde, so kann zunächst diese Anfrage beantwortet werden. Erst daran anschließend und nach einer weiteren Abkühlung des Prozesses wird die Anfrage S3 beantwortet.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, bei der Zuteilung von Kompressorleistung eine Klassifizierung der Kompressorleistungs-Anfragen, beispielsweise hinsichtlich Sicherheitsaspekten, zu berücksichtigen. Handelt es sich bei der zu der Anfrage S3 zugehörigen Systemfunktion um eine sicherheitsrelevante Funktion, beispielsweise für die Fahrsicherheit oder den Fußgängerschutz im Zusammenhang mit einer Niveauregulierungsanlage eines Kraftfahrzeugs, so kann die Anfrage S3 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stets entsprechend klassifiziert und damit hinsichtlich der Ausführung priorisiert sein. In diesem Falle würde das Steuergerät den Kompressor erst dann wieder in Betrieb nehmen, wenn dieser soweit abgekühlt ist, dass die mit der Anfrage S3 verbundene Temperaturerhöhung ΔT3 nicht zu einem Überschreiten der maximalen Kompressortemperatur führen würde. Ist der Kompressor entsprechend abgekühlt, so wird die benötigte Kompressorleistung P3 entprechend der Anfrage S3 zugeteilt. Die Anfragen S1 und S2, die zu geringeren Temperaturerhöhungen der Kompressortemperatur führen würden, werden im Falle einer solchen Klassifizierung also nicht vorgezogen.Gesellschaft

Claims (5)

  1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors,
    bei dem der Kompressor von einem Steuergerät zur Vermeidung thermischer Schäden dann abgeschaltet wird, wenn ein Maximalwert der Kompressortemperatur erreicht oder überschritten wird, und
    bei dem wenigstens zwei Systemkomponenten Kompressorleistungs-Anfragen an das Steuergerät richten und das Steuergerät den Systemkomponenten in Abhängigkeit von den Kompressorleistungs-Anfragen Kompressorleistung zuteilt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Steuergerät Systemkomponenten die angefragte Kompressorleistung wenigstens teilweise in Abhängigkeit von der momentanen Kompressortemperatur und einer Erhöhung der Kompressortemperatur, die bei Zuteilung der Kompressorleistung entsprechend der jeweiligen Kompressorleistungs-Anfrage, zu erwarten ist, zuweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mehrzahl von Kompressorleistungs-Anfragen von dem Steuergerät eine Anfrage ausgewählt wird, bei der bei Zuteilung der angefragten Kompressorleistung eine Erhöhung der Kompressortemperatur auftritt, die ausgehend von der momentanen Kompressortemperatur nicht zu einem Überschreiten des Maximalwertes der Kompressortemperatur führt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung von Kompressorleistung unabhängig von der zeitlichen Reihenfolge des Eingangs der Kompressorleistungs-Anfragen ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Zuteilung von Kompressorleistung eine Klassifizierung der Kompressorleistungs-Anfragen, beispielsweise hinsichtlich Sicherheitsaspekten, berücksichtigt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils momentane Kompressortemperatur gemessen oder als Temperatur-Schätzwert von dem Steuergerät berechnet wird.
EP20100151519 2009-04-06 2010-01-25 Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kompressors Active EP2395243B1 (de)

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