DE10037066A1 - Fahrzeugklimatisierungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung mit wenigstens einem Bedienelement, das der Klimatisierungssteuereinheit einen Vorgabewert liefert, wobei ein Strömungszustand durch eine Luftgeschwindigkeit und einen Turbulenzgrad der Luft gegeben ist, der durch Gebläsestärke, Luftverteilung zu den Ausströmdüsen die Ausströmrichtung an den Ausströmdüsen und weitere Aktoren, die auf den Strömungszustand einwirken, beeinflußbar ist, DOLLAR A und ein thermischer Zustand durch die Temperaturverteilung und Strahlungseinwirkung im Fahrzeuginnenraum gegeben ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mit dem wenigstens einen Bedienungspanel ein für den vom Insassen gewünschter Strömungszustand und ein thermischer Zustand vorgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Gattungsgemäße Fahrzeugklimatisierungseinrichtungen werden vom Fahrer über eine Bedieneinheit mit mehreren Bedienelementen ge­ steuert. Vielfach ist es möglich sowohl einen automatischen Be­ triebszustand als auch verschiedene individuelle, manuell wähl­ bare Betriebszustände einzustellen. Im automatischen Betriebs­ zustand wird die Einstellung der Luftverteilung durch ein in einem Mikroprozessor abgelegtes Programm vorgenommen, das neben der gewählten Innenraumtemperatur in der Regel auch externe Einflüsse berücksichtigt. Mit den individuell wählbaren Be­ triebszuständen ist es dem Fahrer möglich, die Luftzufuhr sei­ nen speziellen Wünschen und Bedürfnissen anzupassen. Hierzu sind mehrere Wahlmöglichkeiten für die Luftverteilung, gegebe­ nenfalls auch in Verbindung mit speziellen Gebläseeinstellun­ gen, vorgegeben. Zur Einstellung einzelner Komponenten, wie beispielsweise dem Gebläse, kann für jede Komponente ein Be­ dienelement vorgesehen sein. Dieses Bedienelement liefert einen Vorgabewert als Stellwert für die Komponente. Die Klimatisie­ rungseinrichtung regelt die Komponenten automatisch nach den Bedingungen, die die einzelnen Sensoren vorgeben. Empfindet der Benutzer des Fahrzeuges den eingestellten Automatikmodus nicht als angenehm, kann er über die Bedienelemente in den Automatik­ modus eingreifen.

Bei dieser Art einer Klimatisierungseinrichtung ist von Nach­ teil, daß alle Bedienungselemente einer bekannten Klimatisie­ rungseinrichtung vorhanden sind, die jeweils einzeln ein Aggre­ gat regeln. Empfindet der Benutzer das Gebläse als zu stark wird er das Bedienelement Gebläseregler zurückregeln. Dadurch wird der Automatikmodus für das Gebläse deaktiviert. Da unter­ schiedliche Benutzer aber auch andere Wünsche an die Stärke des Luftstroms haben, kann dies zu einer permanenten Deaktivierung der Automatikfunktion führen. Die anderen Komponenten behalten ihre automatische Einstellung bei, so daß nur weniger Luft­ massenstrom in das Fahrzeug gelangt und dadurch die benötigte Aufheizung oder Abkühlung länger dauert. Um die Aufheizung oder Abkühlung wieder zu beschleunigen, müssen die anderen Kompo­ nenten gegebenenfalls anders eingestellt werden. Hierzu muß der Bediener das entsprechende Bedienelement für die Heizung oder Kühlung neu einstellen. Die verschiedenen Bedienelemente sind verwirrend, da sie jeweils die einzelnen Komponenten regeln. Der Bediener benötigt viele Bedieneingriffe, um die Klimatisie­ rungseinrichtung für seine Bedürfnisse einzustellen. Erst nach einer Eingewöhnungsphase sind weniger Bedieneingriffe notwen­ dig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bedienung einer gattungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung zu vereinfa­ chen und die Klimatisierungseinrichtung auf die Bedürfnisse des Benutzers besser einzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Er­ findungsgegenstandes sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, daß ein Bedienelement vorgesehen ist, das einen Vorgabewert zur Auswahl eines Automatikprogramms liefert. Dieses Bedienelement beschreibt einen Wert, der für den Bediener anschaulich ist. So kann beispielsweise an dem Bedienelement die Zugempfindlichkeit eingestellt werden. Gibt der Benutzer eine starke Zugempfind­ lichkeit an, wird über den Vorgabewert ein Automatikprogramm ausgewählt, das das Gebläse verringert und dafür beispielsweise das Heiz- oder Kühlaggregat stärker ansteuert. Dieses Automa­ tikprogramm gibt dann eine optimale Einstellung aller Komponen­ ten vor. Diese automatische Einstellung aller Aggregate ist insbesondere bei Fahrzeugen mit aktuatorischer Düsenverstellung von Vorteil, da die Düsen von dem ausgewählten Automatikpro­ gramm automatisch so verstellt werden, daß beispielsweise die Zugbelastung des Insassen möglichst gering ist, ohne daß die Wärmeabfuhr aus der Kabine zu stark behindert wird. Deshalb wird die Gebläsestärke beibehalten und die Luft am Insassen vorbeigeführt. Die Bedieneingriffe können an dieser bezüglich Luftmenge und Ausblasrichtung verstellbaren Düse selbst entfal­ len oder zumindest stark minimiert werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in Ver­ bindung mit einer Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Klimatisierungseinrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Klimatisierungs­ steuereinheit,

Fig. 3 zwei Bedienelemente, sowie

Fig. 4 ein mögliches Kennfeld für die Einstellung der Stell­ größen.

Fig. 1 zeigt eine Klimatisierungseinrichtung 10 für Fahrzeuge. Die Klimatisierungseinrichtung 10 befindet sich unterhalb des Armaturenbretts 11 und beinhaltet ein von einem Elektromotor angetriebenes Luftansauggebläse 12, einen Kältemittelverdampfer 13 zur Kühlung und/oder Entfeuchtung des vom Gebläse angesaug­ ten Luftstroms 14, einen stromabwärts anschließenden Heizungs­ wärmeübertrager 15, eine Umluftklappe 16 zur Steuerung der wahlweisen Ansaugung von Frischluft 17 oder Umluft 18, eine Luftmischklappe 19 zur Steuerung des Mischungsverhältnisses von mittels des Heizungswärmeübertragers 15 erwärmter Luft zu nicht erwärmter, am Heizungswärmeübertrager vorbeigeführter Luft so­ wie eine Mehrzahl von Klimatisierungsluftkanälen, speziell ei­ nen Entfroster-Luftkanal 20, einen Belüftungs-Luftkanal 21, ei­ nen Fußraum-Luftkanal 22 sowie einen nicht gezeigten Fondraum- Luftkanal. Jeder Luftkanal 20,21, 22 verfügt über wenigstens ei­ ne zugehörige Luftklappe 20a, 21a, 22a. Diese Luftklappen 20a, 21a, 22a sowie die Umluftklappe 16 und die Luftmischklappe 19 werden über nicht gezeigte Aktuatoren betätigt, die wie in Fig. 2 gezeigt von der Klimasteuereinheit 1 mittels der Steuer­ signale 9 angesteuert werden. Mit den Steuersignalen 9 steuert die Klimasteuereinheit 1 auch die übrigen Komponenten der Kli­ matisierungseinrichtung zur Erzielung der automatischen Klima­ tisierungssteuerung. Die Drehzahl des Luftansauggebläses 12 und die Luftmischklappe 19 werden automatisch so geregelt, daß die Lufttemperatur im Fahrzeuginnenraum möglichst rasch den vorge­ gebenen Sollwert erreicht und dann beibehält. Die Klimatisie­ rungsluftkanäle 20, 21, 22 besitzen jeweils eine oder mehrere Auslaßöffnungen, an denen jeweils eine Ausströmdüse angeordnet ist. Die Klimatisierungssteuereinheit 1 verarbeitet die Aus­ gangssignale der oben angegebenen Sensorikeinheiten 2 bis 5, 7, 8 und den beiden Vorgabewerten 6 der beiden Bedienelemente aus Fig. 3 und generiert in Abhängigkeit davon die geeigneten Steu­ ersignale 9 zur automatischen Ansteuerung der Komponenten der Klimatisierungseinrichtung 10. Dies beinhaltet die Steuerung der Stellungen der Fahrzeugöffnungen, wie Schiebedach, Fen­ steröffnungen, der Drehzahl des Luftansauggebläses 12, sowie der Stellungen der Umluftklappe 16, der Luftmischklappe 19 und der Luftklappen 20a, 21a, 22a in den verschiedenen Klimatisie­ rungskanälen 20 bis 22 und insbesondere auch der Stellungen der verschiedenen Luftleitgitter der Ausströmdüsen um die Konditio­ nierung und Verteilung der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft situationsgerecht vorzunehmen. Zur Einstellung der Aus­ strömrichtung bei einer manuellen Verstellung mit Bedienelement 31 der Luftleitgitter einer Ausströmdüse, erfolgt die Verstel­ lung der Luftleitgitter der anderen Ausströmdüse gekoppelt. Bei einer Vorgabe, die den Fahrer als zugunempfindlich charakteri­ siert, sind die Ausströmrichtungen der linken Seitendüse und der Mitteldüse links direkt auf den Fahrer gerichtet. Bei der Vorgabe der Stellgrößen 9 der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung 10 wird zusätzlich zu den Vorgabewerten 6 der Zustand des Fähr­ zeuges beim Fahrzeugstart, die Vorkonditionierung des Fahrzeu­ ges, mitberücksichtigt.

Fig. 3 zeigt ein Bedienungspanel 32 für die Klimatisierungs­ einrichtung 10 mit zwei Bedienelementen 30, 31, die hier bei­ spielhaft als Schieberegler ausgeführt sind. Jedes Bedienele­ ment 30, 31 liefert einen Vorgabewert für die Klimatisie­ rungssteuereinheit 1. Am oberen Bedienelement 30 kann der Be­ nutzer seine gewünschte Komforttemperatur eingeben. Wünscht er sich es etwas wärmer, schiebt er den Schieberegler nach rechts auf +, wünscht er es sich etwas kühler, schiebt er den Regler nach links auf -. Am unteren Bedienelement 31 kann die Zugemp­ findlichkeit eingestellt werden. Bei geringer Zugempfindlich­ keit wird der Benutzer den Schieberegler nach rechts schieben, bei starker Zugempfindlichkeit wird er den Schieberegler nach links schieben. Diese wie in Fig. 1 beschrieben, liefern die beiden Bedienelemente 30, 31 jeweils einen Vorgabewert für die Einstellung der Stellgrößen 9 der Klimatisierungseinrichtung 10. Die Klimatisierungssteuereinheit 1 wählt in Abhängigkeit dieser beiden Vorgabewerte einen Automatikmodus aus und be­ stimmt die Einstellung sämtlicher Stellgrößen 9 der Klimatisie­ rungseinrichtung 10. Der Bediener kennt dann eine für ihn opti­ male Einstellung, die gegebenenfalls von der Grundeinstellung des Fahrzeuges abweicht. Diese für ihn optimale Einstellung wird er im allgemeinen beibehalten und nach Verstellung durch einen anderen Benutzer wieder neu einstellen.

Bei einer Mehrzonenklimaanlage sind für jede Zone getrennte Be­ dienungspanel vorgesehen. Um die Benutzerwünsche noch besser zufriedenzustellen, können für verschiedene Körperbereiche meh­ rere Bedienungspanel vorgesehen sein, oder aber es kann an ei­ nem Bedienungspanel eine Auswahlfunktion mit Speicherfunktion vorgesehen sein. Mit dieser Auswahlfunktion kann der Benutzer zuerst wählen, für welchen Körperbereich das Bedienungspanel 32 dient. Dann kann der Benutzer am Bedienungspanel die Einstel­ lung für den gewählten Körperbereich vorgeben.

Außerdem kann ein Anzeigemittel für die Steuerbarkeit des Sy­ stems aus den Aggregaten der Klimatisierungsanlage, der Luftka­ näle, des Innenraums und der Insassen vorgesehen sein. Bei­ spielsweise mit einer LED, die grün leuchtet, falls das System aus den Aggregaten der Klimatisierungsanlage, den Luftkanälen, des Innenraums und des Insassen steuerbar ist, und rot leuch­ tet, falls dies nicht der Fall ist. Dadurch wird der Benutzer gewarnt, falls die Vorgabewerte für Komforttemperatur und Zu­ gempfindlichkeit in dieser Kombination in der augenblicklichen Klimasituation nicht erreichbar sind (rote Farbe). Somit kann der Benutzer selbst entscheiden, ob ihm die Einstellung für die Komforttemperatur oder die Zugempfindlichkeit wichtiger ist, indem er beispielsweise eines der beiden Bedienelemente verän­ dert, bis die LED wieder grün leuchtet.

Fig. 4 zeigt ein mögliches Kennfeld zur Einstellung der Stell­ größen 9 der Klimatisierungseinrichtung 10. Dieses Kennfeld be­ stimmt die Einstellungen der Stellgrößen in Abhängigkeit der Vorgabewerte der Bedienelemente. Als Vorgabewerte sind über die Bedienelemente Komforttemperatur (therm.BE) und Zugempfindlich­ keit (Zug-BE) einstellbar. Als Beispiel wurden die drei Werte +(stark), 0(normal) und -(wenig) ausgewählt. Zwischenwerte sind ebenso einstellbar. Außerdem wurden fünf Klimasituationen aus­ gewählt. Eine Klimasituation wird über die Werte sämtlicher hierzu im Fahrzeug eingebauter Sensoren bestimmt, wie bei­ spielsweise dem Innen- und Außentemperatursensor oder dem Son­ nensensor. Entsprechend der Klimasituation und der Einstellung der beiden Bedienelemente Komforttemperatur und Zugempfindlich­ keit werden dann die Luftaustrittstemperatur, die Gebläsestär­ ke, die Luftverteilung zu den Düsen und die Ausströmrichtung an den Düsen (aktive Ausströmer) eingestellt.

Als Beispiel wird der erste Fall in der Tabelle herausgegrif­ fen.

Überhitzung Sommer wird beispielsweise durch eine hohe Innen­ temperatur und eine hohe Außentemperatur festgestellt. Andere Sensorwerte werden aber ebenfalls zur Klimasituationsbestimmung benutzt. Am Bedienelement stellt der Benutzer die Komforttempe­ ratur und seine Zugempfindlichkeit ein, die im allgemeinen un­ abhängig von der jeweiligen Klimasituation für jeden Benutzer charakteristisch ist. Der in dem Beispiel gewählte Benutzer fühlt sich bei einer überdurchschnittlich hohen Komforttempera­ tur (+) wohl und ist nicht zugempfindlich (-). Die Luftaus­ trittstemperatur ist daher nur niedrig und nicht auf dem mini­ malen Wert und die Gebläsestärke ist hoch. Da der Benutzer nicht zugempfindlich ist, sind die Ausströmer im Gesichtsbe­ reich mit Luft beaufschlagt und die Ausströmrichtung ist direkt auf das Gesicht gerichtet. Wäre der Insasse dagegen in der gleichen Situation zugempfindlich (+), so würden die Düsen ebenfalls bei hoher Gebläseleistung so eingestellt, daß die Luft am Kopf vorbeistreicht, aber die überschüssige Wärme den­ noch mit einem hohen Luftdurchsatz und einer tieferen Lufttem­ peratur aus dem Innenraum transportiert wird.

In den anderen Zeilen der Tabelle sind weitere Fälle abgelegt, nach denen die Stellgrößen eingestellt werden.

Claims (11)

1. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung (10) mit wenigstens einem Bedienelement (32), das der Klimatisierungssteuereinheit (1) einen Vorgabewert liefert, wobei ein Strömungszustand durch ei­ ne Luftgeschwindigkeit und einen Turbulenzgrad der Luft gegeben ist, der durch Gebläsestärke, Luftverteilung zu den Ausströmdü­ sen, die Ausströmrichtung an den Ausströmdüsen und weitere Ak­ toren, die auf den Strömungszustand einwirken beeinflußbar ist, und ein thermischer Zustand durch die Temperaturverteilung und Strahlungseinwirkung im Fahrzeuginnenraum gegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem wenigstens einen Bedienelement ein für den vom In­ sassen gewünschter Strömungszustand und ein thermischer Zustand vorgegeben wird.

2. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Bedienelement eine Zugempfindlichkeit, von stark zugemp­ findlich zu nicht zugempfindlich, vorgegeben werden kann und einen Vorgabewert für den Strömungszustand liefert.

3. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bedienelemente (30, 31) vorgesehen sind, die den Strömungszustand durch eine Zugempfindlichkeit und den thermi­ schen Komfort durch die Komforttemperatur vorgeben, wobei nach beiden Vorgabewerten mindestens ein Automatikmodus für die Kli­ matisierungseinrichtung ausgewählt wird.

4. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Vorgabewerten Komforttemperatur und Zugempfindlich­ keit die Verteilung der klimatisierten Luft auf die einzelnen Düsen und die Luftausströmrichtung eingestellt wird.

5. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehrzonenklimaanlage für jede Zone getrennte Be­ dienungspanel vorgesehen sind.

6. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für Einstellungen für verschiedene Körperbereiche mehrere Bedienungspanel vorgesehen sind.

7. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Bedienungspanel (32) mit einer Auswahlfunktion Einstel­ lungen für verschiedene Körperbereiche möglich sind, die je­ weils speicherbar sind.

8. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anzeigemittel für die Steuerbarkeit des Systems aus den Aggregaten der Klimatisierungsanlage, der Luftkanäle, des In­ nenraums und der Insassen vorgesehen ist.

9. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Ausströmrichtung bei einer manuellen Verstellung der Luftleitgitter einer Ausströmdüse die Verstel­ lung der Luftleitgitter der anderen Ausströmdüsen gekoppelt er­ folgt.

10. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung (10) nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabewerte der Komforttemperatur und Zugempfindlich­ keit Stellgrößen für die Fahrzeugöffnungen vorgeben.

11. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung (10) nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkonditionierung des Fahrzeuges bei Fahrzeugstart zu­ sammen mit den Vorgabewerten Komforttemperatur und Zugempfind­ lichkeit bei der Vorgabe der Stellgrößen (9) der Fahrzeugklima­ tisierungseinrichtung (10) berücksichtigt wird.