CN105189157A - 机动车的加热和/或冷却单元的预先空气调节方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在停车时对机动车的加热和/或冷却单元进行预先空气调节的方法和系统，其中，加热和/或冷却单元为了车内室的加热和/或冷却从蓄电器得到能量，并且在停车时按遥控起动装置(BE)的信号(10)在第一功率级(LS1h、LS1k)中激活加热和/或冷却单元，并且根据预定条件(50、140)从第一功率级(LS1h、LS1k)接入加热和/或冷却单元的第二功率级(LS2h，LS2k)。按照本发明，第一功率级(LS1h、LS1k)这样实施，即在通风阀(K)至少几乎关闭时，通过加热和/或冷却单元的相应控制，加热和/或冷却回路在内部进行预先空气调节，以达到预定的额定温度。

Description

机动车的加热和/或冷却单元的预先空气调节方法和系统
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的方法和一种相应的装置，用于在停车时对机动车的加热和/或冷却单元进行预先空气调节，该加热和/或冷却单元为了加热和/或冷却从蓄电器中得到能量。
背景技术
为了处于停车的车辆能优化地调温，目前已知不同装置和方法。DE19731071A1公开一种用于在停车时给机动车的车内室调温的设备。其中，该设备利用在车辆中仍存在的热源的余热和冷源的余冷。
由于利用余热和余冷仅在为此使用的热源和/或冷源处于可释放热和/或冷的状态下才是可能的，因此一般直接在机动车的(较长时间的)运行以后，这样的系统常常不足以在停车时给车内室优化地调温。
除了用于在停车时给车内室调温的装置之外，为了在停车时加热或冷却车辆，常常使用加热器或者说停车加热器或者电驱动的冷却装置，它们一般借助于内燃机或热能存储器得到能量。这样的加热和/或冷却单元具有显著的燃料消耗并从而具有高的有害物质排放。
车辆新方案、特别是混合动力车辆建议以下方案：用于在停车时运行加热和/或冷却单元的需要的能量利用已有的蓄电器。DE102005004950A1公开一种用于混合动力车辆的空气调节设备，其中，预先空气调节借助于已在系统中串联地存在的电动的冷却剂压缩机，其能够由车辆的牵引蓄电池控制。虽然这样的系统具有优点：在没有来自内燃机或燃料加热器的排放的情况下可以预先空气调节，不过由于蓄电器的存储容量，预先空气调节只在有限的时间段上是可能的。一旦充电状态处在或落在预定的极限值以下，预先空气调节就(不再)是可能的，因为否则机可能危及动车的运行。这对于驾驶员导致显著的舒适损失。
由EP2117857B1已知一种用于借助于加热和/或冷却单元在停车时对机动车进行预先空气调节的方法，该加热和/或冷却单元从蓄电器得到能量，该加热和/或冷却单元能以至少两个功率级运行。在此，在停放的车辆的加热和/或冷却单元开始激活时，开始以具有少能量消耗的第一功率级运行加热和/或冷却单元，并且只在车门解锁或打开时才从第一功率级接入具有较高能量消耗的第二功率级。
发明内容
本发明的目的是，将上述方法在能量消耗方面在考虑车辆的优化的空气调节的情况下进一步改进。
该目的通过一种按照权利要求1所述的方法和一种按照权利要求7所述的系统达到。有利的进一步方案由从属权利要求得出。
本发明的基本构想是，在停车中(或者说在车辆锁止和被离开的情况下)预先空气调节时，其中，用于车内室的预先空气调节的能量由蓄电器得到，为了仍然能确保机动车的完全的功能，原则上不允许过大的能量消耗。但如果只进行减弱的内室预先空气调节，则客户通过打开一个或多个车门丢失预先空气调节效果的大部分。内室由于过少地预调温的表面很快地感到过热或过冷。
在此基础上，在按照本发明的用于在停车时对在机动车中的加热和/或冷却单元进行预先空气调节的方法中，加热和/或冷却单元为了加热和/或冷却从蓄电器得到能量。该方法原则上这样实施，即在停车将加热和/或冷却单元按遥控起动装置的信号在开始时在第一功率级激活并且只根据预定条件才从第一功率级接入到加热和/或冷却单元的第二功率级。按照本发明，第一功率级这样实施，即在通风阀至少几乎关闭时通过加热和/或冷却单元的相应控制在加热和/或冷却回路内进行空气的内部的预先空气调节，以便达到预定的额定温度。换言之，在第一功率级中只或几乎只空气在加热和/或冷却单元内相应地调温。通过通风阀的完全的或几乎完全的关闭，阻止在车内室中已预调温的空气逸出，并且防止加热和/或冷却单元又由于新吸取的正好在调温开始时几乎没有预先空气调节的空气量而需要从头开始。
加热和/或冷却单元的预先空气调节借助于遥控起动装置激活(在第一功率级中)可以在此按不同方式实现。例如遥控起动装置可以是单独的无线电远程操作装置的一部分或集成于钥匙单元中。作为替换，遥控起动装置也可以是软件功能的一部分，它集成于智能手机或平板电脑中。
该方法特别是在具有电驱动装置的车辆中得到证实，其中，由蓄电器得到用于驱动装置的电能。
此外在按照本发明的方法中有利的是，在第一功率级中为了加热和/或冷却单元的内部的预先空气调节，风机被停用或只用小的功率运行，因为运行由于(几乎)关闭的通风阀是不需要的。通过风机停用或风机以小功率运行，也没有或只有少量附加的能量消耗。
如果在第一功率级期间为了加热和/或冷却单元的内部的预调温以达到预定的额定温度而达到或超过额定温度或与额定温度相关的值，则在本发明的有利的进一步方案中，至少有时结束或中断加热和/或冷却单元的控制，如果在第一功率级期间加热和/或冷却单元的控制结束或中断的情况下加热和/或冷却单元内部的温度与额定温度或相关于额定温度的值偏离得大于预定的差值，或经过规定的时间间隔，则有利地再次激活控制，使得可以保证存在加热和/或冷却单元的足够的预先空气调节，并从而在激活第二功率级时达到车内室的快速的空气先空气调节。
本发明的另一方面在于从第一功率级向第二功率级的转换时刻。由于转换时刻应该这样选择，即驾驶员，一旦他登上机动车，就应该连续得到感觉，即在车内室的空气的预先空气调节以后考虑到他的要求，在本发明的有利的实施形式中，如果行李舱或车门、优选驾驶员车门解锁或打开，则从第一功率级接入第二功率级。按照机动车的解锁系统的实施形式，如果驾驶员操作远程操作单元的操作元件，如果无线电单元在车辆周围的预定范围内被探测到，或者如果借助于钥匙手动地在门或行李舱的锁上解锁车辆，则发生车辆的解锁。在车辆解锁时或在打开车门或驾驶员车门时是否实现第二功率级的激活，可以坚定地预定，或根据蓄电器的充电状态实现，其中，在小的充电状态时从第一功率级向第二功率级的转换过程才应该尽可能晚地实现，优选在打开机动车的驾驶员门时才实现。
为了可以保证，驾驶员在登上机动车时遇到或估计优化的预调温的车内室，必须通过相应的第二功率级给驾驶员这种感觉。第二功率级有利地这样实施，即打开直到那时至少几乎关闭的通风阀和/或提高风机功率，从而在加热和/或冷却单元内预调温的空气流出到车内室中。驾驶员由此立即具有要求的冷的或热的空气在流出处供使用，在准备阶段不需要大能量。因此主观地考察，车辆使用者用只少能量消耗就得到比在由现有技术已知的预先空气调节中更大的效果。
另外为了可以保证，优化地预先空气调节在加热和/或冷却单元内的空气，按照本发明的系统为了按照上述方法在停车时在机动车中对加热和/或冷却单元进行预先空气调节而这样实施，即在加热和/或冷却单元内设置空气返回，用以将已进行空气调节的空气返回到风机的进气管道。通过该空气返回得出至少接近于封闭的空气回路，空气在第一功率级期间可以通过该空气回路循环。
有利的是，通过系统的相应的实施形式也可以保证，只在第一功率级中，预先空气调节的空气可以在加热和/或冷却单元内循环。这样可以有利地在空气返回的入口处设置过压阀，该过压阀在相应大的空气压力时打开，从而预先空气调节的空气通过空气返回能流向风机的进气管道。如果通风阀至少几乎关闭并因为通向车内室的路径是阻塞的，则建立该相应高的空气压力。
作为替换，代替过压阀，也可以在空气返回的入口处设置可电控的阀，其在第一功率级期间至少有时是部分地或完全地打开的。
附图说明
现在借助实施例详细地说明按照本发明的方法和用来实施本发明方法的可能的装置。附图如下：
图1按照本发明的方法用于在停车时对机动车的加热—冷却单元进行预先空气调节的简化的示例性的流程图，
图2简化的用以实施上述方法的系统。
具体实施方式
原则上在该实施例中出发点为，加热—冷却单元从蓄电器得到对车内室进行预先空气调节的能量，该蓄电器同时用于机动车的起动和有时也用于作为驱动单元的电动机。按照本发明的方法在此在用于控制和/或调节加热—冷却单元的控制单元中实施为程序。
当由驾驶员借助于车辆外部的操作元件BE激活加热—冷却单元以在停车时对其车辆进行预先空气调节时，在步骤10开始用于在停车时机动车的加热—冷却单元的预先空气调节的方法。操作元件BE可以集成于单独的无线电远程操作装置中或集成于钥匙单元中，其中，可以设置共同的或分开的操作元件BE用于开始加热过程或用于开始冷却过程。另一激活可能性在于智能电话。为简单起见以下只提及操作元件BE。
在驾驶员通过操作操作元件BE而表达其对预先空气调节的期望以后，在步骤20检验，为车辆的预先空气调节使用的蓄电器的充电状态LZ是否超过预定的极限值GW。极限值对此这样设置，即加热—冷却单元的激活不导致车辆的起动过程的损害。如果蓄电器的充电状态LZ低于预定的极限值GW，则转到步骤25。不激活加热—冷却单元或如果它事先已激活，则将它在步骤25停用，结束方法或程序。
如果蓄电器充电状态LZ超过极限值GW，则在步骤30检验，驾驶员是否期望车内室的加热H或冷却。这可以例如这样确定：检验驶员是否已操作用于加热的操作元件BE或用于冷却的操作元件BE。作为替换，在激活操作元件BE时可将预设的额定值与车内温度实际值或可比较的温度相比较，并由由得出是否需要加热模式或冷却模式。
如果驾驶员期望车内室的加热H，则在步骤40激活加热—冷却单元的第一加热功率级LSIh。该第一加热功率级LSIh这样实施，即在通风阀至少几乎关闭时通过在加热回路内相应的控制在内部进行预先空气调节以达到由驾驶员预定的额定温度。同时为了加热—冷却单元的内部的预先空气调节只用小功率运行加热—冷却单元的风机，这样只需要少能量，但同时保证，确保在加热—冷却单元内足够的空气循环。为了空气在加热—冷却单元内可以良好地循环，作为可选项，设定在图2中详细描述的空气返回，用以将加热的空气返回到加热—冷却单元的风机的进气管道。
在激活第一加热功率级LSIh以后，在下一步骤5中询问，是否打开驾驶员门TüR。只要未打开驾驶员门TüR，则程序总是再次跳回步骤20。因此连续地询问蓄电器的充电状态LZ，以便必要时可以中断预先空气调节，如果充电状态LZ落在极限值GW以下的话。如果充电状态LZ足够，则相应地在第一加热功率级LSIh中运行加热—冷却单元。
在这里未示出，但同样可考虑，在步骤20检验，预先空气调节的空气是否已达到额定温度。如果是这种情况，则可以至少暂时停用第一加热功率级，以便可以进一步节省能量。
一旦在步骤50识别，打开了车辆的驾驶员门TüR，就转到步骤60。在那里激活加热—冷却单元的第二加热功能级LS2h。该第二加热功率级LS2h这样实施，即现在打开几乎关闭的通风阀并且必要时提高风机功率，从而驾驶员在登上车内室时被吹送已按其需要预先空气调节的空气。由此至少给出车内室已按其要求预调温的感觉。
在激活第二加热功率级LS2h以后，在下一步骤70中询问，是否起动了车辆或者说发动机，一旦起动发动机，就从步骤70转入步骤80，在那里结束预先空气调节VHKA并且激活常规的空气调节HKA。
如果驾驶员不期望车内室的加热H，而是期望冷却，则在步骤130激活第一冷却功率级LS1k。该第一冷却功能级LS1k这样实施，即类似于在通风阀至少几乎关闭的时加热，通过在加热—冷却回路内的相应控制，加热—冷却单元在内部进行预先空气调节，以达到由驾驶员预定的额定温度。同时，为了内部的预先空气调节，只以小功率运行加热—冷却单元的风机，从而只需要少能量，但同时俣证，确保在加热—冷却单元内足够的空气循环。
在激活第一冷却功率LS1k以后，在下一步骤140中询问，是否打开了驾驶员门TüR。只要未打开驾驶员门TüR，程序总是再次跳回步骤20，因此连续地询问蓄电器的充电状态LZ，以便必要时可以中断预先空气调节，如果充电状态LZ落在极限值GW以下的话。如果充电状态LZ足够，则在第一冷却功率级LS1s中操作加热—冷却单元。
一旦在步骤140识别，打开了车辆的驾驶员门TüR，就转到步骤160。在那里激活加热—冷却单元的第二冷却功率级LS2k，该第二冷却功率级LS2k这样实施，即加热—冷却单元现在以高功率冷却车内室。在激活第二冷却功率级LS2k以后转到步骤70，并且如上所述程序继续进行，或以发动机M的起动而结束。由此在考虑车内室的情况下确保车内室的优化的冷却。
在这里描述的方法只应是大大简化的实施例。当然还可以询问其他的系统参数并且与之相应地进行需要的系统干预。这样的运行策略也可以与其他策略(例如利用车窗下降、活动车顶打开、座位加热激活的通风策略)和/或与在停车时用于蓄电池冷却的策略相耦合，但总是必须注意到蓄电器的充电状态。
图2现在示出简化的用以实施上述方法的系统。在此以简化形式示出常规的加热和冷却单元，其根据预定条件通过新鲜空气阀FLK的相应位置借助于后置的风机G吸入新鲜空气FL或循环空气UL。吸入的空气根据混合阀MK的调节而经由蒸发器V和在蒸发器V下游设置的单元由加热－热交换器HWT和作为可选项的所谓PCT元件PCT引导并由此按照要求加热或冷却。
在常规实施的加热－空气调节设备中现在将调温的空气直接通过解冻阀、通风阀和底室阀K的相应位置而经由解冻通道D和/或通风通道B和/或底室通道F导入车内室。
为了在第一功率级中在通风阀K至少几乎关闭时通过相应控制可以达到在加热—冷却单元内空气的良好的预先空气调节，在加热—冷却单元内设定空气返回LRF用以将(进行空气调节的)加热的和/或冷却的空气返回到风机G的进气管道。因此通过空气循环并从而优化地预调温，形成几乎封闭的空气回路。
为了可以保证，在第二功率级中并且也在加热－空气调节设备的正常运行时空气通过通风阀K流入车内室而不再通过空气返回流向风机G的进气管道，在空气返回的入口处设置阀V，其在第一功率级中被打开或是打开的，从而加热的或冷却的空气通过空气返回LRF可流向风机G的进气管道。该阀可以作为简单的过压阀实施，它在达到规定的空气压力时打开；或作为可电控的阀实施。可电控的阀可以在此根据实际的功率级或要求的条件相应地打开、关闭或保持在任意的中间位置。

Claims (9)

1.用于在停车时对在机动车中的加热和/或冷却单元进行预先空气调节的方法，其中，加热和/或冷却单元为了车内室的加热和/或冷却从蓄电器中得到能量，并且在停车时按遥控起动装置的信号在第一功率级中激活加热和/或冷却单元，并且根据预定条件从第一功率级接入加热和/或冷却单元的第二功率级，其特征在于，第一功率级(LS1h、LS1k)这样实施，即在通风阀(K)至少几乎关闭时，通过加热和/或冷却单元的相应控制，加热和/或冷却回路在内部进行预先空气调节，以达到预定的额定温度。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一功率级(LS1h、LS1k)中，为了加热和/或冷却回路的内部的预先空气调节，风机(G)停用或只以小功率运行。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一功率级(LS1h、LS1k)期间，为了加热和/或冷却回路的内部的预先空气调节，为了达到预定的额定温度，如果在加热和/或冷却单元内或在空气通道中达到或超过额定温度，则至少有时结束或中断加热和/或冷却单元的控制。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，在第一功率级(LS1h、LS1k)期间在加热和/或冷却单元的控制结束或中断时，如果在加热和/或冷却回路内的温度与额定温度偏离得大于预定的差值和/或如果经过预定的时间段，则再次激活所述控制。
5.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，如果车门、优选驾驶员车门(TüR)解锁或打开，则从第一功率级(LS1h、LS1k)接入第二功率级(LS2h，LS2k)。
6.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，第二功率级这样实施，即至少几乎关闭的通风阀(K)打开和/或风机功率提高。
7.用于在停车时对机动车的加热和/或冷却单元进行预先空气调节的系统，该加热和/或冷却单元能按照按权利要求1至6中任一项所述的方法控制，其特征在于，在加热和/或冷却回路内设定空气返回(LRF)，用以将加热的和/或冷却的空气返回到风机(G)的进气管道。
8.按照权利要求7所述的系统，其特征在于，在空气返回(LRF)的入口处设置过压阀(V)，该过压阀在相应大的空气压力时打开，从而加热的或冷却的空气能通过空气返回(LRF)而流向风机(G)的进气管道。
9.按照权利要求7所述的系统，其特征在于，在空气返回(LRF)的入口处设置可电控的阀(V)，该可电控的阀在第一功率级(LS1h、LS1k)期间至少有时部分或完全打开，从而加热的或冷却的空气能通过空气返回(LRF)而流向风机(G)的进气管道。
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