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Title:
MOTOR VEHICLE WITH AN AIR CONDITIONING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/047929
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a motor vehicle comprising an air conditioning system with an air conditioning compressor, whose output can be regulated by a stroke adjustment, said stroke adjustment being effected by the regulation of the pressure in the drive chamber of the compressor using at least one control valve. The invention also relates to a regulation device for the air conditioning system with a regulation of the characteristic diagram and to an internal combustion engine with a device for electronic motor management.

Inventors:
PARSCH WILLI (DE)
RINNE FRANK (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/003777
Publication Date:
June 20, 2002
Filing Date:
September 26, 2001
Export Citation:
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Assignee:
LUK FAHRZEUG HYDRAULIK (DE)
PARSCH WILLI (DE)
RINNE FRANK (DE)
International Classes:
B60H1/32; (IPC1-7): B60H1/32
Foreign References:
DE19642832C11997-09-18
DE3905542A11989-10-12
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Claims:
Patentansprüche
1. Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klimakompressor, der eine Leistungs regelung durch Hubverstellung aufweist, wobei durch Regelung des Triebraumdrucks des Kompressors mittels mindestens eines RegeRventils die Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die Klimaanlage mit Kennfeldregelung, und mit ei nem Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung für ein elektronisches Motormanage ment, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für das elektronische Motorma nagement mit Priorität gegenüber der Klimaregelung einen zumindest direkten Zugriff auf die Hubverstellung des Klimakompressors hat.
2. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß bei unzureichender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors zum Antrieb des mindestens teilweise ausgeschwenkten Klimakompressors die Einrich tung für das elektronische Motormanagement den Klimakompressor mindestens teil weise zurückschwenkt.
3. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß bei hinreichender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors zum Antrieb des Klimakompressors die Einrichtung für das elektronische Motormanage ment die Kompressorschwenkwinkelregelung wieder für die Klimaanlagenregelein richtung zur Klimaregelung freigibt.
4. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung gegenüber der Kli maregelung einen zumindest direkten Zugriff auf das mindestens eine Regelventil für die Hubverstellung hat.
5. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioriätssteuerung gegenüber der Kli maregelung direkten Zugriff auf einen internen Regelkreis mit Drehmomenterfassung am Kompressor hat.
6. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung gegenüber der Klima regelung direkten Zugriff auf einen internen Regelkreis mit Drehmomenterfassung am Kompressor mittels berechneter Werte aus den Signalen diverser Klimaanlagensen soren hat.
7. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung in einer integrierten Regelbox im Klimakompressorbereich angeordnet ist, welche als Eingangsgröße eine Drehmomentvorgabe vom Motormanagement erhält und das mindestens eine Regel ventil für die Hubverstellung steuert.
8. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die integrierte Regelbox als weitere Ein gangsgröße der aktuelle Istwert des Kompressorantriebsmomentes zur Verfügung steht.
9. Kraftfahrzeug mit Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Istwert des Kompressorantriebs momentes über eine direkte Messung am Kompressor oder über ein Kennfeld aus den Klimaanlagenmeßwerten ermittelt werden kann.
10. Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klimakompressor, der eine Leistungs regelung durch Hubverstellung aufweist, wobei durch Regelung des Triebraumdrucks des Kompressor mittels mindestens eines Regelventils die Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die Klimaanlage mit Kennfeldregelung, und mit ei nem Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung für ein elektronisches Motormanage ment, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.
Description:
Kraftfahrzeug mit Klimaanlage Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klima- kompressor, der eine Leistungsregelung durch Hubverstellung aufweist, wobei durch Regelung des Triebraumdrucks des Kompressors mittels mindestens eines Regelventils die Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die Klimaanlage mit Kennfeldregelung, und mit einem Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung für ein elektronisches Motormanagement.

Kraftfahrzeuge mit derartigen Klimaanlagen sind bekannt. Sie besitzen eine quasistatische Kennfeldregelung über eine Klimaanlagenregeleinrichtung. Problematisch ist, daß bei fehlender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors, wenn zum Beispiel aus einem leerlaufartigen Zustand oder Teillastzustand des Verbrennungsmotors plötzlich das Fahrzeug beschleunigt werden soll und das vom Verbrennungsmotor abgegebene Drehmoment zur Beschleunigung des Fahrzeugs benötigt wird, so daß dieser nicht zusätzlich das Drehmoment für den Klimakompressor aufbringen kann, der Klimakompressor nicht schnell genug über die vorhandenen Regeleinrichtungen herunter geregelt werden kann, so daß das vom Klimakompressor abgeforderte zusätzliche Drehmoment eventuell zum Abwürgen des Verbrennungsmotors oder auf jeden Fall zur fehlenden Beschleunigung des Fahrzeugs führt. Ebenso ist bei schnell auftretender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors keine hochdynamische Zuregelung des Klimakompressors möglich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Klimakompressorregelung zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, mit einem Klimakompressor, der eine Leistungsregelung durch Hubverstellung aufweist, wobei durch Regelung des Triebraumdrucks des Kompressors mittels mindestens eines Regelventils die Hubverstellung bewirkt wird, mit einer Regeleinrichtung für die Klimaanlage mit Kennfeldregelung, und mit einem Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung für ein elektronisches Motormanagement, welche mit Priorität gegenüber der Klimaregelung einen zumindest direkten Zugriff auf die Hubverstellung des Klimakompressors hat. Erfindungsgemäß wird bei unzureichender Drehmomentreserve

des Verbrennungsmotors zum Antrieb des mindestens teilweise ausgeschwenkten Klimakompressors die Einrichtung für das elektronische Motormanagement den Klimakompressor mindestens teilweise zurückschwenken. Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug mit Klimaanlage bei hinreichender Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors zum Antrieb des Klimakompressors die Einrichtung für das elektronische Motormanagement die Kompressorschwenkwinkelregelung über die Triebraumdruckregelung wieder für das Klimaanlagenregelgerät zur Klimaregelung freigeben und den Klimakompressor wieder schnell ausschwenken.

Vorzugsweise wird ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage so ausgestaltet sein, daß die Prioritätssteuerung gegenüber der Klimaregelung einen zumindest direkten Zugriff auf das mindestens eine Regelventil für die Hubverstellung hat. Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage bevorzugt, bei welcher die Prioriätssteuerung gegenüber der Klimaregelung direkten Zugriff auf einen internen Regelkreis mit Drehmomenterfassung am Kompressor hat. Ein weiteres erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus, daß die Prioritätssteuerung gegenüber der Klimaregelung direkten Zugriff auf einen internen Regelkreis mit Drehmomenterfassung am Kompressor mittels berechneter Werte aus den Signalen diverser Klimaanlagensensoren hat.

Weiterhin wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher die Prioritätssteuerung in einer integrierten Regelbox im Klimakompressorbereich angeordnet ist, welche als Eingangsgröße eine Drehmomentvorgabe vom Motormanagement erhält und das mindestens eine Regelventil für die Hubverstellung steuert. Weiterhin wird ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit Klimaanlage bevorzugt, bei dem als weitere Eingangsgröße der aktuelle Istwert des Kompressorantriebsmoments zur Verfügung steht.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der . aktuelle Istwert des Kompressorantriebsmomentes über eine direkte Messung am

Kompressor oder über ein Kennfeld aus den Klimaanlagenmeßwerten ermittelt werden kann.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.

Figur 1 zeigt einen Regelkreis der Prioritätsschaltung.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführung eines Regelkreises mit Prioritätsschaltung.

Figur 3 zeigt ebenfalls eine weitere Ausführung eines Regelkreises mit Priori- tätsschaltung.

In Figur 1 ist schematisch ein Klimakompressor 1 dargestellt, an dessen Antrieb 2 ein Ist- Signal des Kompressorantriebsmomentes 3 abgegriffen wird. Der Istwert des Klimakompressorantriebsmomentes 3 wird in einer Motorsteuerung 4 mit einem Solldrehmoment 5 für den Klimakompressor verglichen, welches sich aus der Reserve des Verbrennungsmotormomentes für den (zusätzlichen) Klimakompressorantrieb berechnet. Dieses Reservemoment wird aus Daten des Verbrennungsmotors innerhalb des Motormanagements, wie zum Beispiel dem Istdrehmoment des Motors 6 und einer Drosselklappenstellung 7 ermittelt. Die Motorsteuerung 4 gibt dann ein Regelsignal 8 an die Prioritätsschaltung 9 für den Klimakompressor weiter, welche ein Auf-oder Abregeln des Klimakompressors bewirkt. Die Prioritätsschaltung 9 ist der Klimaanlagensteuerung oder-regelung 10 prioritätsmäßig vorgeschaltet und übersteuert die Signale, die normalerweise die Klimasteuerung oder-regelung dem Kompressor zuführen würde. Die Prioritätsschaltung nimmt in dieser Darstellung direkten Eingriff auf die Kompressorregelventile 11 (CCV1) und 12 (CCV2). Diese Regelventile regeln den Zu- und Abfluß von Ktimamittei in den und aus dem Kompressortriebraum und damit den Schwenkwinkel des Klimakompressors.

Figur 2 enthält eine Variante des Regelkreises aus Figur 1. Bereits beschriebene Komponenten sollen hier nicht noch einmal erwähnt werden. Der Unterschied gegenüber Figur 1 besteht darin, daß das Sollwertsignal 8 für das Klimakompressormoment in eine eigene Elektronikeinheit 13 für den Kompressor geleitet wird und Priorität vor dem Signal aus der Klimasteuerung 10 hat.

In Figur 3 werden auch die bereits beschriebenen, bekannten Elemente nicht mehr erwähnt, sondern es soll nur auf die Unterschiede eingegangen werden. Die Motorsteuerung 4 gibt das entsprechende Drehmomentreservensignal direkt als Signal 18 in die Klimasteuerung 10 hinein oder alternativ als Signal 19 parallel zu dem Signal aus der Klimasteuerung 10 an eine elektronische Einheit 17, die als integrierte Regelbox im Kompressorbereich betrachtet werden kann. Die elektronische Regeleinheit 17 gibt entsprechend die Signale für die Regelventile CCV1, also das Ventil 11, und CCV2, also das Ventil 12, weiter. Unterschiedlich gegenüber den vorangegangenen Figuren ist, daß das Antriebs-Istmoment des Klimaverdichters 1 durch Daten aus den Kennfeldern 14 der Klimaregelung, wie zum Beispiel durch Berechnung mittels des Massenstroms 15 oder des Druckverhältnisses Hochdruck zu Saugdruck 16 und gegebenenfalls weiteren Daten ermittelt wird und als Ist-Moment 3'der elektronischen Einheit 17 zugeführt wird.

Die Erfindung beinhaltet also die Ansteuerung der Kompressorschwenkwinkelregelung über das Verbrennungsmotormanagement und damit eine Klimaregelung mit einer Prioritätsregelung für das Verbrennungsmotormanagement. Alternativ kann die Regelung als interner Regelkreis mit Drehmomenterfassung am Kompressor oder über berechnete Werte mittels diverser Klimaanlagensensoren, gegebenenfalls einer integrierten Regelbox am Kompressor und einer Prioritätsregelung für die Motorsteuerung verwirklicht werden.

Voraussetzung für beide Varianten ist eine hochdynamische Kompressorregelung und eine hysteresearme mechanische Regelbarkeit des Kompressors.

Über einen direkten Eingriff der Motorsteuerung auf die Kompressorregetventite kann ein hochdynamischer Regelkreis der Drehmomentregelung geschaffen werden. Dabei kann zum Beispiel unter Berücksichtigung der Drosselklappenstellung des Verbrennungsmotors jederzeit die Drehmomentreserve für den Klimakompressor ermittelt werden und im Falle eines Regelkonflikts mit der Klimaregelung über eine Prioritätsregelung diese überfahren werden. Weiterhin kann ein Regelkreis geschaffen

werden, bei welchem der Drehmomentabgleich über eine zusätzliche Regelbox am Klimakompressor abläuft. Diese steuert die Kompressorregelventile. Eingangsgröße ist die Drehmomentvorgabe vom Motormanagement sowie der aktuelle Istwert des Antriebsmoments für den Klimakompressor. Dieser Istwert kann über eine direkte Messung am Kompressor oder über ein Kennfeld aus den Klimaanlagenregelkreismeßwerten ermittelt werden.

Durch die vorher genannten erfindungsgemäßen Regelungen kann erreicht werden, daß die Anforderung der Fahrbarkeit bzw. der Fahrleistung des Kraftfahrzeugs immer Priorität über die Klimaregelung hat, oder ständig eine Kompromißregelung unter Ausnutzung des maximal verfügbaren Drehmoments realisiert wird.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offen- barte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unter- anspruches hin ; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteran- sprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung auf- weisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Viel- mehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzel- nen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Ge- genstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf-und Arbeitsverfahren betreffen.




 
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