DE10200637C1 - Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung sowie Klimatisierungseinrichtung selbst - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Steuerung einer Klimatisierungseinrichtung, bei welcher die Einzelkomponenten über eine Steuerung beeinflussbar sind, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7. Um hierbei zu erreichen, dass die Klimatisierungseinrichtung im Mobileinsatz, insbesondere beim abgestellten Fahrzeug, einfacher zu betreiben ist, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass über eine Steuereinheit (1) mindestens eine der Einzelkomponenten der Klimatisierungseinrichtung zu einer anderen oder zu den anderen Komponenten zeitversetzt einschaltbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine derauf bezogene Einrichtung zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung, bei welcher die Einzelkomponenten über eine Steuerung beeinflussbar sind, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1.

Verfahren und Einrichtungen hierzu sind vielfach bekannt. Die notwendigen Komponenten einer Klimatisierungseinrichtung sind Kompressor, Verdampfer, Kondensator und Lüfter sowie die Steuereinheit. Dies sind die grundsätzlich notwendigen Komponenten. Diese Grundkomponenten findet man in stationären Klimatisierungseinrichtungen gleichermaßen wie in mobilen Klimatisierungseinrichtungen. Mobile Klimatisierungseinrichtungen sind beispielsweise auch aus dem Fahrzeugbau bekannt. Auch dort sind wiederum alle diese genannten Komponenten vorhanden. Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung bezieht sich jedoch im wesentlichen auf mobile Klimatisierungseinrichtungen, wobei mobil im weitesten Sinne ortveränderlich bedeutet. Dies bedeutet, dass Klimatisierungseinrichtungen der genannten gattungsgemäßen Art entweder in Fahrzeugen im Fahrbetrieb selbst betrieben werden, oder aber auch nachfolgend stationär, wenn das Fahrzeug abgestellt ist. Hierzu sind Klimatisierungseinrichtungen im wesentlichen für Kraftfahrzeuge im allgemeinen, aber auch für Wohnmobile, Wohnanhänger und Kühlfahrzeuge zu verstehen. Grundlegend problematisch ist, dass Klimatisierungseinrichtungen in der Regel leistungsstarke elektrische Aggregate sind, und deren Mobileinsatz ist nicht unproblematisch. In der Regel werden Kraftfahrzeuge, sobald diese abgestellt sind, nicht weiter nachgekühlt, da die Leistungsaufnahme der Klimatisierungseinrichtung einfach zu hoch ist.

Aus dem Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, 01/02, 2001 Oldenbourg Industrieverlag, sind Heizungssteuerungen in vielfältiger Art bekannt. Diese beziehen sich jedoch auf die Haustechnik, und somit auf den stationären Einsatz. Hat man auf diese Weise umfangreich Mittel zur Steuerung zur Verfügung, dann sind auch Steuerprogramme der vielfältigsten Art umsetzbar.

Für kleine Klimaanlagen sind solche Mittel aber nicht einsetzbar.

Gleiches gilt aber auch für Wohnmobile. Bei Wohnmobilen gibt es nunmehr noch die Möglichkeit, die Klimatisierungseinrichtung bekanntermaßen entweder an einem extern herangeführten Netzanschluss anzuschließen, oder aber kurzzeitig einen Batteriebetrieb zu gewähren.

In beiden Fällen sind Klimatisierungseinrichtungen der bekannten Art auf genau diese Problematik nicht appliziert.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass die Klimatisierungseinrichtung im Mobileinsatz, insbesondere beim abgestellten Fahrzeug mit niedrigen Einschaltströmen und niedrige Leistungsaufnahme zu betreiben ist.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2-8 angegeben.

Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte, Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 6 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist hierbei, dass in der Einschaltphase der Klimatisierungseinrichtung mindestens eine Einzelkomponente zu einer anderen oder zu den anderen Komponenten zeitversetzt eingeschaltet wird.

Hiermit vermeidet man grundsätzlich das Auftreten hoher Einschaltströme, die besonders dann störend sind, wenn das Fahrzeug abgestellt ist und der eigentliche Antriebsmotor samt Generator nicht mehr in Betrieb sind. Dies gilt dann sowohl für den Batteriebetriebsfall, als auch den Fall eines von extern zugeführten Netzanschlusses. Im letztgenannten Fall betrifft dies das Abstellen des Fahrzeuges beispielsweise auf einem Campingplatz üblicher Art, bei dem entsprechende Netzanschlüsse zur Verfügung stehen. Üblicherweise tritt auch hier die Problematik auf, dass bei einer insgesamten Einschaltung der Klimatisierungseinrichtung derart hohe Einschaltströme erzeugt werden, dass die Sicherungen hierbei auslösen. Um dies zu verhindern, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in der besagten Einschaltphase der Klimatisierungseinrichtung mindestens eine der Einzelkomponenten zu einer weiteren oder den übrigen anderen Komponenten zeitversetzt eingeschaltet, so dass kein im Einschaltaugenblick entstehender hoher Einschaltstrom entsteht.

Darüber hinausgehend ist ausgestaltet, dass mehrere Einzelkomponenten nacheinander geschaltet werden, um die Einschaltleistung zu beschränken.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet worden, dass der genannte Zeitversatz in einer Steuereinheit berechnet wird. Weiterhin ist es möglich, diesen besagten errechneten oder ermittelten Zeitversatz sodann adaptiv abzuspeichern.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die Einzelkomponente "Kompressionsstufe" in mindestens zwei Leistungsstufen unterteilt ist, die nacheinander angesteuert werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass über die Steuereinheit die Zustände Netzbetrieb und Batteriebetrieb erkannt werden.

Auf diese Weise kann die Steuereinheit die grundsätzlich unterschiedlichen Betriebsweisen voneinander unterscheiden und sodann die Steuerung auf den ein oder anderen Fall auslegen. Im Falle von Netzbetrieb wird die Steuereinheit dies somit erkennen und sodann lediglich im Einschaltmodus einen nach einem oder mehreren der genannten Verfahrensansprüche zeitversetzten Einschalten von Einzelkomponenten oder mindestens einer Einzelkomponente zu den übrigen Komponenten durchführen. Dies dient dann zur Verringerung des Einschaltstromes und somit zur Verhinderung des Auslösens der elektrischen Sicherung.

Für den Fall, dass die Steuereinheit Batteriebetrieb erkennt, wird die insgesamt angesteuerte Leistung der Klimatisierungseinrichtung verringert. Dies geschieht dadurch, dass die Leistung der besonders energieintensiven Einzelkomponenten reduziert bzw. stark reduziert läuft. Auf diese Weise ist die Klimatisierungseinrichtung in Betrieb und liefert zumindest eine geringe Kühlleistung, jedoch bei gleichzeitiger Schonung der Batterie.

Dies ist damit realisiert, dass bei Batteriebetrieb die niedrigere Leistungsstufe angesteuert wird.

Im Hinblick auf eine Klimatisierungseinrichtung der genannten Art wird, wie oben bereits erwähnt, die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 6 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu sind dann in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Kern der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung ist hierbei, dass die Einzelkomponenten nicht gemeinsam, sondern in Stufen nacheinander eingeschaltet werden, um den Einschaltstrom zu verringern. Dabei wird entweder eine Stufe zu allen anderen separat geschaltet, oder mehrere Stufen werden nacheinander separat geschaltet. Die Totzeiten zwischen den einzelnen Stufen können dabei von einer Steuerung ermittelt werden und auf diese Weise können Totzeiten oder Pausezeiten von einem Einschalttakt zum nächsten berechnet werden.

Praktisch bedeutet dies, dass beispielsweise der Kompressor als sog. Twin- Kompressorstufe ausgebildet ist. Anders als jedoch im internen Stand der Technik üblich, werden die beiden Kompressorenkomponenten nicht gleichzeitig und gemeinsam beschaltet, sondern getrennt beschaltet, so dass diese auch getrennt einschaltbar sind.

Darüber hinausgehend kann dann auch Verdampfer, Kondensator, Lüfter und dgl. weitere Komponenten, die elektrischen Strombedarf haben, entweder dann nach dem Kompressor nachgeschaltet oder auch in Stufen nachgeschaltet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben:

Es zeigt die Abbildung eine schematische Darstellung der Einzelkomponenten einer Klimatisierungseinrichtung. Kernstück ist eine Steuerung 1, die wiederum eine Stromversorgung aufweist, entweder mittels normal üblicher Netzanschlussverbindung 10 oder aber auch durch Verbindung zum fahrzeuginternen Batteriesystem 20. Weiterhin ist dann von der Steuerung ausgehend der Kompressor, in diesem Falle ein Twin-Kompressor 30, beschaltet, der in der erfindungsgemäßen Weise betrieben wird. Weitere Komponenten, wie Verdampfer 40, Kondensator 50 und Lüfter 60 sind ebenfalls von der Steuerung angesteuert und werden über diese geschaltet. Innerhalb der Steuerung 1 können Steuerprogramme implementiert werden oder aber durch Wechselspeichermedien 2 importiert werden, wodurch bestimmte Steuerungsverhalten generiert werden. Grundsätzlich ist das Ziel, gemäß der Erfindung in verschiedenen Betriebsweisen, nämlich entweder in der Betriebsweise mit Netzanschluss oder in der Betriebsweise fahrzeugintern, beispielsweise beim abgestellten Fahrzeug über Batteriebetrieb vorzugehen. Im Falle des Netzanschlusses kommt es dabei darauf an, dass der Einschaltstrom niedrig gehalten wird, um externe Absicherungen durch Sicherungselemente nicht unnötig auszulösen, und somit keine elektrische Energie mehr zur Verfügung zu haben.

Im anderen Falle geht es um die Schonung der Batterie oder der bordeigenen elektrischen Energieversorgung, wobei es nicht nur auf niedrige Anlaufströme ankommt, sondern auch zusätzlich gegebenenfalls noch eine Verringerung der Gesamtleistung zu erreichen, um die Batterie als solche zu schonen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung einer Klimatisierungseinrichtung, bei welcher die Einzelkomponenten über eine Steuerung beeinflussbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Mobileinsatz in Fahrzeugen insbesondere beim abgestellten Fahrzeug, in der Einschaltphase der Klimatisierungseinrichtung mindestens eine Einzelkomponente zu einer anderen oder zu den anderen Komponenten zeitversetzt eingeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelkomponenten nacheinander geschaltet werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkomponente Kompressionsstufe in mindestens zwei Leistungsstufen unterteilt ist, die nacheinander angesteuert werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Steuereinheit die Zustände Netzbetrieb und Batteriebetrieb erkannt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Batteriebetrieb die niedrigere Leistungsstufe angesteuert wird.

6. Klimatisierungseinrichtung für ein Verfahren nach Anspruch 1 mit Einzelkomponenten, wie Kompressor, Verdampfer, Kondensator und Lüfter sowie einer Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung im Mobileinsatz in einem Fahrzeug verwendet wird, und
dass über eine Steuereinheit (1) mindestens eine der Einzelkomponenten der Klimatisierungseinrichtung zu einer anderen oder zu den anderen Komponeten zeitversetzt eingeschaltbar ist,
dass mehrere Einzelkomponeten der Klimatisierungseinrichtung in chronologischer wählbarer Weise nacheinander schaltbar sind, und
dass der Zeitversatz in der Steuereinheit (1) berechenbar ist.

7. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (30) als zweistufiger Twinkompressor aufgebaut ist.

8. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) mindestens zwei Betriebsstufen automatisch erkennt, und dass diese Betriebsstufen Netzbetrieb und Batteriebetrieb sind.