DE102007004765A1

DE102007004765A1 - Verfahren zum Temperieren eines Kraftfahrzeugs im Stillstand

Info

Publication number: DE102007004765A1
Application number: DE102007004765A
Authority: DE
Inventors: Ralph Ostermeier; Robert Herbolzheimer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-07
Also published as: WO2008092582A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs im Stillstand mittels einer passiven Resttemperierungseinheit zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle des Kraftfahrzeugs und/oder durch Nutzen von Restkälte einer Kältequelle des Kraftfahrzeugs und mittels einer aktiven Temperierungseinheit, bspw. einer Standheizung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein einziges Bedienelement vorgesehen ist, durch dessen Betätigung in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen entweder die passive Resttemperierungseinheit oder die aktive Temperierungseinheit aktiviert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs im Stillstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf ein Kraftfahrzeug zum Temperierendes Fahrzeuginnenraums im Stillstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Um im Stillstand befindliche Fahrzeuge optimal zu temperieren sind derzeit verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt. So offenbart die DE 197 31 071 A1 eine Anlage zum Temperieren des Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs im Stillstand, bei dem die im Fahrzeug noch vorhandene Restwärme einer Wärmequelle und Restkälte einer Kältequelle genutzt wird. Die Anlage umfasst ein Bedienelement, bei dessen Betätigung abhängig von der letzen Einstellung der Heiz- und Klimaanlage entweder eine selbsttätig optimierte Zuführung der Restwärme zumindest eines Wärmetauschers oder eine optimierte Zuführung der Restkälte zumindest eines Verdampfers in den Fahrzeuginnenraum erfolgt. Eine Vorrichtung zum Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle des Kraftfahrzeugs ist bereits in neueren BMW-Fahrzeugen verbaut.
Da die Nutzung von Restwärme und/oder Restkälte nur möglich ist, wenn die dafür genutzten Wärmequellen und/oder Kältequellen sich in einem Zustand befinden, in dem sie Wärme und/oder Kälte abgeben können, in der Regel also unmittelbar nach (längerem) Betrieb des Kraftfahrzeugs, sind derartige Systeme oft nicht ausreichend, um eine optimale Temperierung des Fahrzeuginnenraums im Stillstand zu ermöglichen.
Neben den genannten Vorrichtungen zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle oder Restkälte einer Kältequelle werden zum Heizen des Fahrzeugs im Stillstand oft Zuheiz- bzw. Standheizgeräte und zum Kühlen zusätzliche Klimaanlagen verwendet, die Ihre Energie in der Regel aus mitgeführtem Kraftstoff beziehen. Derartige Heiz- und Kühlgeräte haben einen erheblichen Kraftstoffverbrauch und damit verbunden hohe Schadstoffemissionen.
Bei Fahrzeugen, die bspw. sowohl mit einer Restwärmeeinheit zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle des Kraftfahrzeugs, als auch mit einer Standheizung ausgestattet sind, bleibt es dem Fahrer überlassen, welche Heizvorrichtung er zum Aufheizen des Fahrzeugs im Stillstand verwendet. Da der Fahrer in der Regel nicht weiß, ob die vorhandene Restwärme der Wärmequelle ausreicht, um sein Fahrzeug zu Temperieren, wird er in der Regel gleich die Standheizung aktivieren und die Restwärmeeinheit ungenutzt lassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Temperieren des Kraftfahrzeugs im Stillstand anzugeben, bei dem der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen möglichst gering gehalten werden können und trotzdem eine optimale Temperierung gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Grundgedanke der Erfindung ist, dass die Auswahl der optimalen Temperierungseinrichtung zur Temperierung des Fahrzeuginnenraums im Stillstand nicht vom Fahrer vorgenommen werden soll. Vielmehr zeichnet sich bei einem Kraftfahrzeug mit einer passiven Resttemperierungseinheit zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle des Kraftfahrzeugs und/oder durch Nutzen von Restkälte einer Kältequelle des Kraftfahrzeugs und mit einer aktiv betreibbaren Temperierungseinheit das erfindungsgemäße Verfahren zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand dadurch aus, dass nur ein (einziges) Bedienelement vorgesehen ist, durch dessen Betätigung in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen entweder die passive Resttemperierungseinheit oder die aktive Temperierungseinheit aktiviert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. dementsprechend ausgestattete Kraftfahrzeug bietet den Vorteil, dass der Fahrer keine Kenntnis haben muss, welche Art der Temperierung gerade am besten ist. Durch das Vorhandensein nur eines Bedienelements wird der Fahrer nicht unnötig verwirrt. Die Auswahl der richtigen Temperierungsart des Fahrzeuginnenraums im Stillstand des Fahrzeugs erfolgt somit nicht durch den Fahrer, sondern durch einen im Fahrzeug implementierten Algorithmus, der in Abhängigkeit verschiedener Randbedingungen und vorgegebener Bedingungen die optimale Temperierungsart ermittelt und aktiviert.
Unter passiven Resttemperierungseinheiten sind derartige Temperierungseinheiten zu verstehen, welche die vorhandenen Wärme eines durch den Fahrbetrieb aufgeheizten Wärmeelements oder die vorhandene Kälte während des Fahrbetriebs abgekühlten Kälteelements, bspw. eines Verdampfers einer Klimaanlage nutzen. Im Gegensatz dazu wird bei aktiven Temperierungseinheiten mittels einer zur Verfügung stehenden Energiequelle die notwendige Wärme- oder Kühlleistung erst bei Bedarf erzeugt.
Grundsätzlich wird bei der Auswahl der optimalen Temperierungseinrichtung davon ausgegangen, dass die passive Resttemperierungseinheit der aktiven Temperierungseinheit vorzuziehen ist, da diese kaum zusätzliche Energie zum Nutzen der Restwärme bestimmter Wärmequellen oder Restkälte bestimmter Kältequellen benötigt. Da die Restwärme bzw. Restkälte ohnehin vorhanden ist, ist lediglich eine Ansteuerung von Aktuatoren notwendig, damit die Wärme bzw. Kälte in den Fahrzeuginnenraum geleitet werden kann.
Unter der Voraussetzung, dass die passive Resttemperierungseinheit eine Restwärmeeinheit und die aktive Temperierungseinheit eine Standheizung ist, wird bei Betätigung des Bedienelements zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand zuerst die vorhandene Restwärme der Wärmequelle, bspw. des Motorwassers oder der Brennkraftmaschine an sich, ermittelt. Überschreitet die Temperatur der Wärmequelle eine vorgegebene erste Grenztemperatur, wird zunächst die Restwärmeeinheit zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums durch Nutzen von Restwärme der Wärmequelle des Kraftfahrzeugs aktiviert. Wird während des Betriebs der Restwärmeeinheit erkannt, dass die Temperatur der Wärmequelle nicht mehr zum Erwärmen des Innenraums ausreicht, da die Temperatur der Wärmequelle unter den ersten Grenzwert oder einen vorgegebenen zweiten Grenzwert, der niedriger als der erste Grenzwert ist, gefallen ist, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung automatisch vom Betrieb der Restwärmeeinheit in den Betrieb der Standheizung umgeschaltet werden ohne dass der Fahrer dazu irgendein Bedienelement betätigen oder eine andere Handlung vornehmen muss. Dadurch wird eine optimale Temperierung des Fahrzeuginnenraums im Stillstand auch dann gewährleistet, wenn die Temperatur der Wärmequelle nicht mehr zum Aufheizen des Fahrzeuginnenraums ausreicht.
Ist von Anfang an die vorgegebene Bedingung bzw. die vorgegebenen Bedingungen nicht erfüllt, wird bei Betätigung des Bedienelements zum Tempe rieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand gleich die Standheizung aktiviert.
Unter der Voraussetzung, dass die passive Resttemperierungseinheit eine Restkälteeinheit und die aktive Temperierungseinheit eine im Stillstand aktivierbare Klimaanlage ist, wird bei Betätigung des Bedienelements zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand zuerst die vorhandene Restkälte der Kältequelle, bspw. des Verdampfers einer im Fahrbetrieb aktiven Klimaanlage, ermittelt. Unterschreitet die Temperatur der Kältequelle eine vorgegebene dritte Grenztemperatur, wird zunächst die Restkälteeinheit zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums durch Nutzen von Restkälte der Kältequelle des Kraftfahrzeugs aktiviert. Wird während des Betriebs der Restkälteeinheit erkannt, dass die Temperatur der Kältequelle nicht mehr zum Abkühlen des Innenraums ausreicht, da die Temperatur der Kältequelle über den dritten Grenzwert oder einen vorgegebenen vierten Grenzwert, der größer als der dritte Grenzwert ist, gestiegen ist, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung automatisch vom Betrieb der Restkälteeinheit in den Betrieb der aktiven Temperierungseinheit, hier der im Stillstand aktivierbaren Klimaanlage umgeschaltet werden ohne dass der Fahrer dazu irgendein Bedienelement betätigen oder eine andere Handlung vornehmen muss. Dadurch wird eine optimale Temperierung des Fahrzeuginnenraums im Stillstand auch dann gewährleistet, wenn die Temperatur der Kältequelle nicht mehr zum Abkühlen des Fahrzeuginnenraums ausreicht.
Ist von Anfang an die vorgegebene Bedingung bzw. sind die vorgegebenen Bedingungen nicht erfüllt, wird bei Betätigung des Bedienelements zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand gleich die im Stillstand aktivierbare Klimaanlage aktiviert.
Ist das Kraftfahrzeug mit allen genannten Temperierungseinheiten für den Stillstand ausgestattet, also mit einer Restwärmeeinheit, einer Restkälteein heit, einer Standheizung und einer im Stillstand aktivierbaren Klimaanlage, können entweder zwei Bedienelemente vorgesehen sein, wobei jedem Bedienelement genau eine Temperierungsart, also Heizen oder Kühlen zugeordnet ist, oder es kann auch nur ein Bedienelement vorgesehen sein, welches in Abhängigkeit von der letzten Einstellung der im Fahrbetrieb aktiven Klimaanlage entweder einen Kühl- oder Heizvorgang entsprechend der Erfindung aktiviert.
Vorteilhafterweise ist das Bedienelement im Kraftfahrzeug und/oder in einer Fernbedienungseinheit angeordnet. Die Fernbedienung kann dabei derart ausgestaltet sein, dass bei Betätigung des entsprechenden Bedienelements auf der Fernbedingung gleich die Standheizung aktiviert wird. Zusätzlich kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand eine Timer-Funktion im Fahrzeug oder der Fernbedienung vorgesehen sein, wodurch die Aktivierung der Restwärmeeinheit und/oder der Standheizung über die Timer-Funktion programmiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Steuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung einer herkömmlichen Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug implementiert sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur als Beispiel ein vereinfachtes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufheizen des Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs im Stillstand.
Es wird vorausgesetzt, dass das hier nicht dargestellte Kraftfahrzeug zumindest mit einer Restwärmeeinheit zum Aufheizen des Kraftfahrzeugs durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle und mit einer Standheizung ausgestattet ist. Zu Beginn des Verfahrens wird in einem Schritt 10 abgefragt, ob das für die Temperierung des Fahrzeuginnenraums im Stillstand vorgesehene Bedienelement (Fahrzeug, Fernbedienung) betätigt wurde, also der Wunsch nach Aufheizen des Fahrzeuginnenraums und somit die Bedingung „BE gedrückt?" vorliegt. Wird durch (erneute) Betätigung des Bedienelements der Wunsch nach Temperierung zurückgenommen, ist also (BE = gedrückt?) = n, wird über den Schritt 15 wieder zum Schritt 10 zurückgegangen. Im Schritt 15 werden ggf. die aktive Restwärmeeinheit R oder die aktive Standheizung ST deaktiviert (R–, St–). Dies ist nur notwendig, wenn diese zuvor aktiv waren und nun erkannt wurde, dass das Bedienelement BE nicht mehr gedrückt ist, der Fahrer also keine Temperierung des Fahrzeuginnenraums im Stillstand mehr wünscht. Die Restwärmeeinheit R und die Standheizung St können auch deaktiviert werden, sobald der Fahrer die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs startet und weitere Bedingungen für die Deaktivierung vorliegen, da ab diesem Zeitpunkt die Temperierung über die herkömmliche Klimaanlage im Fahrzeug vorgenommen werden kann.
Ist das Bedienelement BE jedoch gedrückt, also (BE = gedrückt?) = j, wird zum Schritt 20 gegangen. Dort wird die mittels einer Sensoreinheit ermittelte Temperatur T einer Wärmequelle, hier des Motorwassers mit einem ersten Grenzwert GW verglichen.
Ist die Temperatur T größer als der erste Grenzwert GW, also (T > GW2?) = j, wird davon ausgegangen, dass die zur Verfügung stehende Wärme der Wärmequelle ausreicht, den Fahrzeuginnenraum durch Nutzen der Restwärme der Wärmequelle zu erwärmen. Dementsprechend wird im Schritt 30 die im Fahrzeug vorhandene Restwärmeeinheit R aktiviert (R+), wodurch die Restwärme der Wärmequelle in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird.
Ist die Temperatur T kleiner als der erste Grenzwert GW, also (T > GW?) = n, reicht die Restwärme der Wärmequelle nicht aus, um den Fahrzeuginnenraum aufzuheizen. Deshalb wird im Schritt 40 die im Fahrzeug vorhandene Standheizung ST zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraums aktiviert (ST+). War zuvor die Restwärmeeinheit R aktiv, wird diese im Schritt 40 zusätzlich deaktiviert (R–).
Sowohl nach Aktivierung der Restwärmeeinheit R im Schritt 30, also auch nach Aktivierung der Standheizung ST im Schritt 40, wird zum Anfang der Routine, also zum Schritt 10 zurückgekehrt. Dort wird wieder abgefragt, ob das Bedienelement BE noch gedrückt ist. Wenn das Bedienelement BE nicht mehr gedrückt ist, werden im Schritt 15 ggf. sowohl die Restwärmeeinheit R als auch die Standheizung ST in Abhängigkeit von ihrem Aktivierungszustand deaktiviert (R–, ST–). Ist das Bedienelement BE weiterhin gedrückt bzw. liegt weiterhin der Wunsch zur Temperierung vor, wird im Schritt 20 wieder die Temperatur T der Wärmequelle abgefragt. Ist bei aktivierter Restwärmeeinheit R die Temperatur T der Wärmequelle zwischenzeitlich unter den ersten Grenzwert GW gesunken, wird die Restwärmeeinheit R deaktiviert (R–) und die die Standheizung aktiviert (ST+). Anstelle des ersten Grenzwertes GW könnte hier auch ein zweiter Grenzwert abgefragt werden, der kleiner ist als der erste Grenzwert GW.
Dieses Ausführungsbeispiel steht nur beispielhaft für die verschiedenen Möglichkeiten. Ist das Fahrzeug beispielsweise mit einer Restkälteeinheit und mit einer im Stillstand aktivierbaren Klimaanlage ausgestattet, sind ist der Verfahrensablauf im Wesentlichen identisch dem hier gezeigten, wobei im Unterschied dazu die entsprechenden vorgegebenen Grenzwert nicht überschritten, sonder unterschritten sein müssen, um eine Temperierung mittels der passiven Resttemperierungseinheit zu ermöglichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19731071 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs im Stillstand mittels einer passiven Resttemperierungseinheit (R) zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle des Kraftfahrzeugs und/oder durch Nutzen von Restkälte einer Kältequelle des Kraftfahrzeugs und mittels einer aktiven Temperierungseinheit (ST), dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement (BE) vorgesehen ist, durch dessen Betätigung in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen entweder die passive Resttemperierungseinheit (R) oder die aktive Temperierungseinheit (ST) aktiviert (R+; ST+) wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die passive Resttemperierungseinheit eine Restwärmeeinheit (R) zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraums durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle, und die aktive Temperierungseinheit eine Standheizung (ST) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Bedienelements (BE) die Restwärmeeinheit (R) aktiviert wird, wenn die vorhandene Restwärme (T) der Wärmequelle einen vorgegebenen ersten Grenzwert (GW) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Bedienelements (BE) die Standheizung (ST) aktiviert wird, wenn die vorgegebenen Bedingungen zum Aktivieren der Restwärmeeinheit (R) nicht erfüllt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei anfänglich aktivierter Restwärmeeinheit (R) diese deaktiviert und die Standheizung (ST) aktiviert wird, wenn während der aktiven Restwärmeeinheit (R) die vorhandene Restwärme der Wärmequelle den vorgegebenen ersten (GW) oder einen vorgegebenen zweiten Grenzwert, der kleiner als der erste Grenzwert (GW) ist, unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die passive Resttemperierungseinheit eine Restkälteeinheit zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums durch Nutzen von Restkälte einer Kältequelle, und die aktive Temperierungseinheit eine Klimaanlage ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Bedienelements (BE) die Restkälte aktiviert wird, wenn die vorhandene Restkälte der Kältequelle einen vorgegebenen dritten Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Bedienelements (BE) die Klimaanlage aktiviert wird, wenn die vorgegebenen Bedingungen zum Aktivieren der Restkälteeinheit nicht erfüllt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei anfänglich aktivierter Restkälteeinheit diese deaktiviert und die Klimaanlage aktiviert wird, wenn während der aktiven Restkälteeinheit die vorhandene Restkälte der Kältequelle den vorgegebenen dritten oder einen vorgegebenen vierten Grenzwert, der größer als der dritte Grenzwert ist, überschreitet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (BE) im Kraftfahrzeug und/oder in einer Fernbedienungseinheit angeordnet ist.
Kraftfahrzeug mit einer passiven Resttemperierungseinheit (R) zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums im Stillstand durch Nutzen von Restwärme einer Wärmequelle und/oder Restkälte einer Kältequelle, und mit einer aktiven Temperierungseinheit (ST), dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement (BE) vorgesehen ist, durch dessen Betätigung in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen entweder die passive Resttemperierungseinheit (R) oder die aktive Temperierungseinheit (ST) aktivierbar ist.