DE3743407C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Klimaanlagen-Kompressors für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.

Aus der DE-OS 26 14 290 ist es bekannt, die Kupplung zwischen dem Klimaanlagen-Kompressor und dem Motor durch den im Ansaugkrümmer des Motors bestehenden Unterdruck zu steuern. Die Steuerung erfolgt derart, daß der Kompressor dann vom Motor getrennt wird, wenn der Druck einen fest eingestellten Wert entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigungszustand unterschreitet. Der Kompressor wird nach Ausrücken der Kupplung dann wieder mit dem Motor verbunden, wenn nach der Abtrennung eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Durch diese Maßnahme soll gewährleistet werden, daß bei Fahrzeugen mit niedrigen Leistungen während der Anfangsphase einer Beschleunigung, insbesondere im Stadtverkehr eine hinreichend große Antriebsleistung zur Verfügung steht. Dadurch aber, daß der Kompressor nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer ohne Berücksichtigung des nunmehr herrschenden Beschleunigungszustandes wieder angetrieben wird, kommt es zu einem ständigen An- und Abschalten, wenn das Fahrzeug kontinuierlich im Hochlastbereich betrieben wird, wie dies z. B. bei einer Bergfahrt oder bei hoher Geschwindigkeit der Fall ist.

Aus der EP-00 45 933 ist ein System bekannt, das den Klimaanlagen-Kompressor in Abhängigkeit von der Motordrehzahl unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Kompressor-Drehzahl an- oder abschaltet.

Aus der DE-OS 35 42 147 ist ein System der eingangs genannten Art bekannt, das für Fahrzeuge mit Automatikgetriebe gedacht ist. Die Steuerschaltung für das Automatikgetriebe ist mit einem Geschwindigkeitsfühler ausgestattet, der die Fahrzeuggeschwindigkeit abtastet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit fließt jedoch nicht direkt in die Entscheidung mit ein, ob der Kompressor an den Motor gekoppelt wird, oder nicht. Diese Entscheidung wird vielmehr in Abhängigkeit vom Getriebezustand unter weiterer Berücksichtigung der Drosselklappenöffnung getroffen. Wie eine Klimaanlagen-Kopplung bei einem Fahrzeug oder Automatik-Getriebe erfolgen soll, ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Weiterhin wird bei dem bekannten System die Drosselklappenöffnung ermittelt, um dementsprechend den Kompressor ein- oder auszuschalten. Wenn das Gaspedal - wie dies bei Fahrzeugen mit manuellen Schaltgetrieben häufig geschieht - nur kurz betätigt wird, um z. B. den Motor hochdrehen zu lassen, so wird beim bekannten System jedesmal die Kupplung für den Klimaanlagen-Kompressor ausgerückt, um hinterher wieder eingerückt zu werden. Dies ergibt einen erhöhten Verschleiß sowie störende Geräusche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weitertzubilden, daß der Klimaanlagen-Kompressor nur dann abgeschaltet wird, wenn dies zur Erzielung eines angestrebten Fahrzustandes notwendig ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 3.

Dadurch, daß der Druck im Ansaugkrümmer als Maß für die auf den Motor wirkende Last verwendet wird, kann ein überflüssiges Abschalten des Klimaanlagen-Kompressors bei kurzzeitigem Gasgeben verhindert werden, da der Druck im Ansaugkrümmer der Drosselklappenstellung nur verzögert folgt.

Da weiterhin der Referenzdruckwert, bei dessen Überschreitung der Klimaanlagen-Kompressor abgetrennt wird, mit sinkender Geschwindigkeit ebenfalls sinkt, wird gewährleistet, daß im Bereich niedriger Geschwindigkeit, also im Stadtverkehr oder auf der Landstraße die in diesen Fahrsituationen häufig notwendigen Beschleunigungsvorgänge mit der vollen Motorleistung durchgeführt werden können. Bei höheren Geschwindigkeiten wird eine Reserve-Leistung zurückbehalten, um das Fahrzeug bei einem Überholmanöver nochmals beschleunigen zu können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus dem Anspruch 2.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Klimaanlagensystems;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Systems bzw. zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 eine Tabelle zur Ermittlung der Kompressor-Stopp- Bedingungen;

Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Beispiels des Be­ triebs des Steuersystems, und

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Anordnung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein in einem Kraftfahrzeug mon­ tierter Motor E einen Ansaugkrümmer 1, eine Drosselklappe 2 im Ansaugkrümmer 1 und einen Druckfühler 3 zum Feststellen des Drucks im Ansaugkrümmer 1. Das Fahrzeug weist einen Geschwin­ digkeitsfühler 4 und eine Steuereinheit 5 auf, die mit Aus­ gangssignalen vom Druckfühler 3 und vom Geschwindigkeitsfüh­ ler 4 versorgt wird. Eine Klimaanlage C umfaßt einen Kompres­ sor 7 und eine elektromagnetische Kupplung 8, zum Ankoppeln der Ausgangswelle des Motors an den Kompressor 7. Weiterhin sind ein Verdampfer 9, ein Kondensator 10 und ein Relais 6 vorgesehen, um die Kupplung 8 mit Strom zu versorgen. Eine Spule 13 und ein Relaisschalter 14 des Relais 6 sind mit einer Batterie 12 über einen Klimaanlagenschalter 11 verbunden.

Fig. 2 zeigt die Steuereinheit 5. Hierbei wird das Ausgangs­ signal des Druckfühlers 3 einem Ansaugkrümmerdruck-Rechner 21 und das Ausgangssignal des Geschwindigkeitsfühlers 4 einem Kfz-Geschwindigkeitsrechner 22 zum Berechnen der Kraftfahr­ zeuggeschwindigkeit zugeführt. Ein Ansaugdrucksignal P und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V werden einem Kompressor- Stoppabschnitt 23 zugeführt. Der Abschnitt 23 gibt ein Signal zum Ausrücken der Kupplung unter vorbestimmten Bedingungen ab, die im folgenden näher erläutert werden. Das Ausrücksignal wird einer Ausgangsschaltung 24 zugeführt, welche den Kreis der Spule 13 öffnet und diese abschaltet, so daß der Relais­ schalter 14 öffnet und die Kupplung 8 ausrückt.

Fig. 3 zeigt eine Tabelle, in welcher der Kompressor-Stoppbe­ reich (Ausrücken der Kupplung 8) gezeigt ist. Das Ausrücken der Kupplung 8 wird vom Ansaugkrümmerdruck P, der mit der Motorlast übereinstimmt, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V festgelegt. Der Ansaugkrümmerdruck P, welcher das Anhalten des Kompressors definiert, nimmt bei sinkender Fahrzeugge­ schwindigkeit ab.

Fig. 5 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren bzw. beschreibt die Arbeitsweise des zuvor dargestellten Systems. Im Schritt S101 wird der Ansaugkrümmerdruck P basierend auf dem Ausgangs­ signal des Druckfühlers 3 berechnet. Im Schritt S102 wird ba­ sierend auf dem Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeits­ fühlers 4 die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs berechnet. Da­ nach wird ein Referenzdruck P′ aus der Tabelle nach Fig. 3 in Schritt S103 abgeleitet, und zwar in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Der Ansaugkrümmerdruck P wird mit dem Referenzdruck P′ im Schritt S104 verglichen. Wenn der Druck P oberhalb des Referenzdruckes P′ liegt - dies bedeutet, daß die auf den Motor wirkende Last oberhalb eines Bezugs­ wertes liegt -, schreitet das Programm zum Schritt S105 fort. Im Schritt S105 gibt die Steuereinheit 5 ein Signal zum Ausrücken der Kupplung ab, so daß der Schalter 14 öffnet und die Kupplung 8 ausrückt. In diesem Fall hält der Kompressor an, wodurch die auf den Motor wirkende Last verringert bzw. die zum Antreiben des Fahrzeugs zur Verfügung stehende Lei­ stung wächst. Wenn der Druck P unter den Referenzdruck P′ sinkt, so wird die Kupplung im Schritt S105 eingerückt. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit 5 derart ausgebildet, daß das Ausrücksignal für eine vorbestimmte Zeitdauer angehalten wird, woraufhin die Kupplung nach diesem Intervall wieder eingerückt wird.

Die folgende Beschreibung bezieht sich unter anderem auf die Fig. 3 und 4. Beim Start eines Fahrzeugs liegt der Ansaug­ druck P oberhalb eines Referenzdrucks Po, da dieser auf einem niedrigen Wert liegt. Dementsprechend wird die Kupplung 8 aus­ gerückt, und der Kompressor 7 ist ausgeschaltet. Bei der Fahrzeuggeschwindigkeit V1, wenn der Druck P unterhalb eines Referenzdrucks P1 liegt, ist der Kompressor in Betrieb. Wenn der Druck P über einen Referenzdruck P2 bei einer Fahrzeugge­ schwindigkeit V2 steigt, so wird der Kompressor angehalten.

Vorzugsweise ist eine Hysterese zwischen dem An- und Ausschal­ ten des Kompressors vorgesehen, indem man den Ausschaltrefe­ renzdruck auf einen höheren Lastwert als den Anschaltreferenz­ druck setzt, und zwar bei derselben Kraftfahrzeuggeschwindig­ keit. Weiterhin kann die auf den Motor wirkende Last über die Drosselklappenstellung oder über andere Parameter festgestellt werden, welche dem Ansaugkrümmerdruck bzw. der Drosselklappen­ position proportional sind.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Fahrleistung des Fahrzeugs bei niedrigen Geschwindigkeiten verbessert und bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten die Klimaleistung eben­ falls verbessert.

Claims (3)

1. Verfahren zum Steuern eines Klimaanlagen-Kompressors für ein Kraftfahrzeug, das vom Motor des Kraftfahrzeuges getrieben wird,
mit einer elektromagnetischen Kupplung (8) zum Ankoppeln des Motors (E) mit den Kompressor (7);
mit einem Geschwindigkeitsfühler (4) zur Erfassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, der ein Geschwindigkeitssignal (V) abgibt,
mit einem Lastfühler (3, 21) zur Erfassung der auf den Motor (E) wirkenden Last, der ein Lastsignal (P) abgibt, und
mit einer Steuereinheit (5) mit einer darin vorgesehenen Tabelle (Fig. 3) zum Speichern und Auslesen von Daten in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (V), die unter Einbeziehung der auf den Motor (E) wirkenden Last einen Schalter (14) zum Einrücken der elektromagnetischen Kupplung (8) ansteuert,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lastfühler (3, 21) als Druckfühler zum Abtasten des Druckes im Ansaugkrümmer (1) des Motors (E) ausgebildet ist, und
daß in der Tabelle (Fig. 3) mit sinkender Geschwindigkeit (V) abnehmende Referenz-Druckwerte (P′) speicherbar sind und der Schalter (14) dann zum Ausrücken der Kupplung (8) und Abtrennen des Komparators (7) vom Motor (E) angesteuert wird, wenn der abgetastete Druck (P) den Referenzdruck (P′) übersteigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzdruck (P′) zum Ausschalten des Kompressors bei derselben Geschwindigkeit auf einen höheren Wert einstellbar ist als der Referenzdruck zum Anschalten des Kompressors, so daß eine Hysterese zwischen dem Einschalten und dem Ausschalten des Kompressors entsteht.

3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend eine elektromagnetische Kupplung (8) zum Ankoppeln des Kraftfahrzeug-Motors (E) an den Kompressor (7), einen Geschwindigkeitsfühler (4) zur Erfassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, der ein Geschwindigkeitssignal (V) abgibt, einen Lastfühler (3, 21) zur Erfassung der auf den Motor (E) wirkenden Last, der ein Lastsignal (P) abgibt, und eine Steuereinheit (5) mit einer darin vorgesehenen Tabelle zum Speichern und Auslesen von Daten in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (V), die unter Einbeziehung der auf den Motor (E) wirkenden Last einen Schalter (14) zum Einrücken der elektromagnetischen Kupplung (8) ansteuert, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lastfühler (3, 21) als Druckfühler zum Abtasten des Drucks im Ansaugkrümmer (1) des Motors (E) angeordnet ist, und
daß die Tabelle in der Steuereinheit (5) derart ausgebildet ist, daß mit sinkender Geschwindigkeit (V) abnehmende Referenz-Druckwerte (P′) speicherbar sind und der Schalter (14) dann zum Ausrücken der Kupplung (8) und Abtrennen des Kompressors (7) vom Motor (E) angesteuert wird, wenn der abgetastete Druck (P) den Referenzdruck (P′) übersteigt.