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Die
Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit: einer
Sensorvorrichtung zum Erfassen von ein Innenraumklima des Kraftfahrzeuges
beschreibenden Umweltparametern, einer Bedienvorrichtung zum Einstellen
von momentanen Bedienerwünschen
zu dem Innenraumklima und einer Regeleinrichtung zum Regeln der
Umweltparameter durch Steuern von auf das Innenraumklima des Kraftfahrzeuges
einwirkenden Klimaparametern in Abhängigkeit von den erfassten
Umweltparametern und den Bedienerwünschen.
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Klimaanlagen
der eingangs genannten Art sind bekannt. Die
DE 3409321 A1 beschreibt
eine Klimaanlage für
Kraftfahrzeuge mit einer Regeleinrichtung zum Regeln des Innenraumklimas
nach fest vorgegebenen Regelkennlinien.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine verbesserte Klimatisierung für Kraftfahrzeuge
bereitzustellen.
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Die
Aufgabe ist mit einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit: einer
Sensorvorrichtung zum Erfassen von einem Innenraumklima des Kraftfahrzeuges
beschreibenden Umweltparametern, einer Bedienvorrichtung zum Einstellen
von momentanen Bedienerwünschen
zu dem Innenraumklima und einer Regeleinrichtung zum Regeln der
Umweltparameter durch Steuern von auf das Innenraumklima des Kraftfahrzeuges
einwirkenden Klimaparametern in Abhängigkeit von den Umweltparametern
und den erfassten Bedienerwünschen
dadurch gelöst,
dass die Klimaanlage eine Adaptionsvorrichtung zum Anpassen von
Regelparameter der Regeleinrichtung in Abhängigkeit von Vergangenheitswerten
der an der Bedieneinrichtung angefallenen Bedienwünschen.
Vorteilhaft können
die Regelparameter auf Basis der Vergangenheitswerte so angepasst
werden, dass sich eine auf die persönlichen Bedürfnisse des Bedieners zugeschnittene
Klimaregelung ergibt. Vorteilhaft können nach Fahrzyklen, bei denen
der Bediener die Klimaanlage manuell eingestellt hat, also seine
Bedienerwünsche über die
Bedienvorrichtung eingegeben hat, die Regelkennlinien angepasst
beziehungsweise an die individuellen Bedürfnisse des Bedieners adaptiert
werden. Unter Regelparameter können
in dieser Anmeldung Regelkennlinien und/oder Regelalgorithmen verstanden
werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Klimaanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsvorrichtung
eine Speichervorrichtung zum diskreten oder indiskreten Speichern
der Vergangenheitswerte aufweist. Die Vergangenheitswerte können aus
den Bedieneingriffen in vergangenen Fahrzyklen gewonnen und gespeichert
werden. Diese können
beispielsweise diskret oder indiskret in der Speichereinrichtung
abgelegt werden. Es ist auch möglich,
die Bedienereingriffe beziehungsweise die Vergangenheitswerte der
Bedienerwünsche
unscharf abzuspeichern, beispielsweise in Form von das Bedienerverhalten
beschreibenden Regeln. Eine solche Regel könnte beispielsweise lauten:
Sanftere Kühlung,
gleichbleibende Kühlung,
stärkere
Kühlung
gewünscht.
Dies ermöglicht
es, aus einer Vielzahl von erkannten Vergangenheitswerten von Bedienereingriffen
eine Regel zu generieren, die dann wiederum die eigentliche Regelung
verändert – durch
Adaptieren der Regelparameter – beziehungsweise
an die Bedienerwünsche
anpasst. Es ist denkbar, diese Vergangenheitswerte pro Fahrzyklus
zu Speichern und auszuwerten.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Adaptionsvorrichtung
rücksetzbar
ist, insbesondere durch Löschen
der Vergangenheitswerte. Vorteilhaft können so Adaptierungen bei einem
Fahrerwechsel oder auch sich plötzlich ändernde
Wünsche
ein und desselben Bedieners berücksichtigt werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Speichereinrichtung
der Adaptionsvorrichtung zur Abbildung mehrerer Bediener ausgelegt
ist. Vorteilhaft können
also mehrere Bediener das Kraftfahrzeug nutzen, wobei die Klimaanlage
an die unterschiedlichen Bediener anpassbar ist. Die Nutzung eines
anderen Bedieners kann beispielsweise manuell durch eine entsprechende
Eingabe an der Bedienvorrichtung erfolgen, beispielsweise in Form
einer Aktivierung einer Memoryfunktion. Es ist auch möglich, die
Umschaltung auf einen anderen Bediener automatisch vorzunehmen,
beispielsweise abhängig von
dem Schlüssel,
der verwendet wird.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Adaptionsvorrichtung
in einem Lernmodus betreibbar ist. Vorteilhaft kann so vermieden
werden, dass einmal gefundene und als positiv empfundene Anpassungen
der Klimaanlage erhalten bleiben, also nicht nach der Lernphase
durch weitere Anpassungen überschrieben
werden. Hierzu kann die Adaptionsvorrichtung der Klimaanlage so
lange in dem Lernmodus betrieben werden, bis sich die gewünschte Anpassung
eingestellt hat. Danach kann der Lernmodus abgeschaltet werden und
die Parametrierung der Klimaanlage bleibt bei weiteren folgenden
Fahrzyklen konstant.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Klimaanlage
eine Sicherheitsvorrichtung aufweist, die sicherheitsgefährdende
Eingriffe der Adaptionsvorrichtung blockiert. Sicherheitsgefährdende
Eingriffe können
beispielsweise die Sicht behindernde Zustände des Innenraumklimas darstellen.
Ein zu langes Verwenden der Umlufttaste oder beispielsweise ein
Abschalten oder zu starkes Verringern der Gebläseleistung kann beispielsweise
zu einer unerwünschten
Anhebung des Taupunktes an der Windschutzscheibe und dadurch zu
einem Beschlagen derselben führen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Adaptionsvorrichtung
zum Erkennen von Wiederholungen in den Vergangenheitswerten ausgelegt
ist, wobei darauf basierend die Regelkennlinien so anpassbar sind,
dass sich wiederholende Bedienerwünsche zukünftig automatisch berücksichtigbar
sind. Vorteilhaft wird nach einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen,
also nach einer bestimmten Anzahl von Fahrzyklen mit sich wiederholenden Bedienereingriffen
automatisch das gewünschte
Innenraumklima eingeregelt. Vorteilhaft muss der Bediener dazu keine
weiteren Bedieneingriffe mehr tätigen.
Vielmehr wird ihm automatisch sein in der Vergangenheit wiederholt
gewünschtes
Innenraumklima eingeregelt.
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Die
Aufgabe ist außerdem
mit einem Verfahren zum Regeln eines mit Umweltparametern beschreibbaren
Innenraumklimas eines Kraftfahrzeuges mit einer Klimaanlage mit
folgendem Schritt gelöst:
Anpassen von Regelkennlinien in Abhängigkeit von das Innenraumklima
betreffenden Vergangenheitswerten von Bedienwünschen eines Bedieners der
Klimaanlage des Kraftfahrzeuges. Durch die Anwendung des Verfahrens
ist die Regelung des Innenraumklimas an bedienerspezifische Wünsche adaptierbar.
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Die
Aufgabe ist schließlich
mit einem Kraftfahrzeug mit einer wie oben beschriebenen beziehungsweise
arbeitenden Klimaanlage gelöst.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene
Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind.
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Die
einzige 1 zeigt ein Regelschema einer
Klimaanlage für
ein Kraftfahrzeug, wobei die Klimaanlage eine Adaptionsvorrichtung
aufweist.
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1 zeigt
ein Regelschema einer Klimaanlage 1 mit einer Adaptionsvorrichtung 3.
Außerdem weist
die Klimaanlage eine Bedienvorrichtung 5 und einen auf
eine Stellvorrichtung 7 wirkenden Regler 9 auf.
Die Stellvorrichtung 7 wirkt auf eine Strecke 11, beispielsweise
das Innenraumklima eines Kraftfahrzeuges 13. Das Innenraumklima
des Kraftfahrzeuges 13 kann durch Umweltparameter, die
durch den Buchstaben X gekennzeichnet sind, beschrieben werden.
Bei den Umweltparametern X kann es sich um einen Vektor handeln,
beispielsweise mit zumindest einem oder mehreren der folgenden Elemente, jeweils
einzeln oder mehrfach: einer Innenraumtemperatur, Mischlufttemperatur,
Innenraumfeuchtigkeit, Schadstoffkonzentration, Strömungsgeschwindigkeit,
einen Wärmeeintrag
durch Strahlung und/oder Ähnliches.
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Zum
Erfassen beziehungsweise Messen von zumindest einem oder mehreren
der Umweltparameter X weist die Klimaanlage 1 eine Sensorvorrichtung 15 auf.
Die Sensorvorrichtung 15 kann dazu entsprechende Temperatur-,
Feuchtigkeits-, Regen-, Positions- und/oder Schadstoffsensoren aufweisen.
Es ist denkbar, mittels der Sensorvorrichtung 15 auch mittels
der Klimaanlage 1 nicht steuerbare weitere Umweltparameter,
die sich jedoch ebenfalls direkt oder indirekt auf das Innenraumklima
auswirken und/oder dieses beschreiben zu erfassen, beispielsweise
um diese mittels einer Störgrößenaufschaltung
bei der Regelung berücksichtigen
zu können.
Es kann sich dabei beispielsweise um einen Sonnenstand, eine vorhandene
Strahlungsintensität,
eine Außenraumtemperatur,
eine Außenfeuchtigkeit,
eine Witterung, wie beispielsweise Nebel und/oder Regen, und/oder Ähnliches
handeln.
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Zur
Einstellung der Klimaanlage 1 kann ein Bediener beziehungsweise
Nutzer des Kraftfahrzeuges 13 Einstellungen beziehungsweise
Eingriffe an der Bedienvorrichtung 5 vornehmen. Die Bedienvorrichtung 5 kann
dazu direkt mit der Stellvorrichtung 7 gekoppelt sein,
also direkt auf die Stellvorrichtung 7 einwirken. Außerdem kann
die Bedienvorrichtung 5 einen Sollwert beziehungsweise
Sollwertvektor W beeinflussen. Dabei kann es sich beispielsweise
um eine vorgewählte
Innenraumtemperatur beziehungsweise ein Set von Innenraumtemperaturen,
beispielsweise links und rechts, handeln. Bei dem Sollwertvektor
kann es sich auch um einen zeitlich variablen Vektor handeln, beispielsweise
falls ein Automatikmodus eingeschaltet ist. Außerdem kann die Bedienvorrichtung 5 überlagernd
auf Regelparameter 17 des Reglers 9 der Klimaanlage 1 einwirken. Die
Regelparameter 17 dienen dazu, den Sollwertvektor W mit
den Umweltparametern X zu verrechnen, um daraus entsprechende Stellanweisungen
für die
Stellvorrichtung 7 zu generieren.
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Die
Stellvorrichtung 7 wirkt auf Klimaparameter, die durch
den Vektor Y in 1 symbolisiert sind. Bei den
Klimaparametern Y kann es sich beispielsweise um die Gebläsespannung
und/oder die Klappenstellung der Klimaanlage 1 handeln.
Ferner ist es denkbar, darunter die Einstellung einer Vorrichtung
zur Steuerung der Licht- und Wärmedurchlässigkeit
der Fensteröffnungen
des Kraftfahrzeuges 13 zu verstehen, beispielsweise eines
Rollos oder variabel durchlässiger
Scheiben. Die Klimaparameter Y steuern das durch die Umweltparameter
X beschreibbare Innenraumklima. Dazu wirken die Klimaparameter Y
auf die steuerbaren Umweltparameter X.
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Die
Adaptionsvorrichtung 3 ist mit der Bedienvorrichtung 5 gekoppelt
und dazu ausgelegt, Einstellungen der Bedienvorrichtung 5 zu
verarbeiten. Dazu kann die Adaptionsvorrichtung 3 eine
Speichervorrichtung 19 zum Speichern von Vergangenheitswerten
von Bedieneingriffen beziehungsweise an der Bedienvorrichtung 5 eingestellten
Bedienerwünschen
aufweisen. Konkret ist die Adaptionsvorrichtung 3 so mit
der Bedienvorrichtung 5 gekoppelt, dass deren Einwirkung
auf die Stellvorrichtung 7, auf die Regelparameter 17 und/oder
den Sollwertvektor W abgreifbar beziehungsweise verarbeitbar und/oder speicherbar
sind. Die dazu notwendigen Verbindungen sind in 1 gestrichelt
symbolisiert.
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Dazu
kann die Adaptionsvorrichtung 3 zum Erkennen von wiederholten
Bedieneingriffen, die an der Bedienvorrichtung 5 vorgenommen
werden, ausgelegt sein. Für
den Fall einer solchen Wiederholung kann die Adaptionsvorrichtung 3 verändernd auf
die Regelparameter 17 einwirken. Bei den Regelparametern 17 kann
es sich beispielsweise um hinterlegte Kennlinien und/oder einen
entsprechenden Regelalgorithmus des Reglers 9 handeln.
Die Adaptionsvorrichtung 3 und der Regler 9 ergeben
also einen adaptiven Regler 21, der durch ein gestricheltes
Rechteck in 1 symbolisiert ist. Zur Anpassung
der Regelparameter 17 können
diese beispielsweise durch bestimmte Regeln verändert und/oder ersetzt werden. Es
ist jedoch auch möglich,
die vorhandenen Regelparameter 17 lediglich mit einem Korrekturfaktor,
der von der Adaptionsvorrichtung 3 vorgegeben wird, zu verrechnen.
Schließlich
kann die Adaptionsvorrichtung 3 den Sollwertvektor W anpassen.
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Zusätzlich können, wie
bereits beschrieben, auf dieselbe Art und Weise durch entsprechend
von der Bedienvorrichtung 5 generierte Befehle die Regelparameter 17 angepasst
werden.
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Die
Stellvorrichtung 7 kann eine Vielzahl von Stellgliedern 23 aufweisen,
beispielsweise Stellmotoren zur Ansteuerung der Klappen der Klimaanlage 1, Spannungsregler
zur Einstellung des Gebläses,
eine Kupplung zur Zuschaltung oder Abschaltung eines Klimakompressors
der Klimaanlage 1 und/oder weitere.
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Die
Klimaanlage 1 weist eine Klimaanlagenabstimmung, die diskret
oder indiskret Eingriffe des Bedieners speichert und die Regelung,
soweit dies sicherheitstechnische Belange zulassen, optimiert, auf.
Dies kann einer gewissen Dämpfung
unterliegen, beispielsweise um Fehlbedienungen zu vermeiden. Für den Fall,
dass sich ein Bedienverhalten des Bedieners wiederholt, kann die
Regelung beziehungsweise der Regler 21 der Klimaanlage 1 die
gewünschten Änderungen
des Bedieners aktiv in die Regelparameter 17 aufnehmen.
Im Ergebnis ist dadurch die Klimaanlagenregelung der Klimaanlage 1 auf
die persönlichen
Bedürfnisse
des Bedieners zugeschnitten. Diese Anpassung kann kontinuierlich
erfolgen oder in besonderen Lernphasen, die beispielsweise der Bediener
selbst definieren kann. Hierzu kann eine nicht näher dargestellte Lerntaste
der Bedienvorrichtung 5 vorgesehen sein.
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Die
Eingabe kann über
die ohnehin vorhandene Bedienvorrichtung 5 erfolgen, lediglich
durch die dabei möglichen
manuellen Bedieneingriffe des Bedieners, wie beispielsweise Temperatur,
Luftmenge und/oder Luftverteilung. Vorteilhaft können sicherheitssensible Tasten,
wie Defrost, Umluft oder Abschalten des Klimakompressors davon grundsätzlich ausgenommen
werden oder zumindest abhängig
von entsprechenden Außenbedingungen
ausgenommen werden. Parameter für
Enteisung, Beschlagentfernung und -verhinderung können Priorität haben,
können
also unveränderlich
sein.
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Falls
ein Kunde beispielsweise im Sommer sofort nach dem Motorstart, also
zu Beginn eines Fahrzyklus sehr kalt angeblasen werden möchte, ist es
denkbar, dass dieser eine voreingestellte Regelparametrierung, die üblicherweise
22°C Innenraumtemperatur
einzuregeln versucht, durch einen manuellen Eingriff an der Stellvorrichtung 7 in
maximale Kühlung ändert. Nach
einer bestimmten Fahrtzeit ist es denkbar, dass es dem Bediener
wegen der daraus resultierenden sehr hohen Gebläse- und Kühlleistung zu kalt und/oder
zu laut wird, so dass dieser in den Automatikmodus zurückkehrt,
aber eine Sollwerttemperatur von 19°C statt der empfohlenen 22°C wählt. Die
Klimaanlage 1 kann daraus mittels der Adaptionsvorrichtung 3 die
Regelparameter 17 so anpassen, dass bei zukünftigen
Fahrzyklen die Gebläsespannung
sofort nach dem Start angehoben wird, die Klimaanlage 1 auf
Umluft geschaltet wird, der Klimakompressor mit maximalem Hub angesteuert
wird und nach Beharrung der Innentemperatur eine um ca. 3°C niedrigere
Sollwerttemperatur dem Regler 9 übergeben wird. Die Adaptionsvorrichtung 3 kann also
auch verändernd
auf den Sollwertvektor W einwirken.
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Eine
Personalisierung (Memoryfunktion) ist ebenso möglich wie eine Rückstellung
mittels einer Reset-Taste der Bedienvorrichtung 5, so dass
vorteilhaft auch andere Bediener des Kraftfahrzeuges 13 in den
Genuss einer adaptierten Klimaregelung kommen können.
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Zusammenfassend
werden Bedienereingriffe mittels der Adaptionsvorrichtung 3 in Änderungen der
Regelparameter 17, Änderungen
des Sollwertvektors W und/oder Änderungen
eines Eingangssignals der Stellvorrichtung 7 umgesetzt.
Hierzu kann das Bedienerverhalten aufgezeichnet werden und beispielsweise
nach Erkennen von Wiederholungen oder bestimmten Mustern in die
Korrekturen umgesetzt werden. Außerdem denkbar, über die
Adaptionsvorrichtung 3 jahreszeitliche Verläufe – insbesondere
durch zusätzliche
Auswertung von Kalenderdaten – zu
speichern und in eine Änderung
der Regelparameter 17 umzusetzen. Hierzu kann die Adaptionsvorrichtung 3 zusätzlich die
Umweltparameter X beobachten, so dass auch eine Anpassung der Klimaregelung
an verschiedene Einsatzorte des Kraftfahrzeuges 13, beispielsweise
in tropischen Gebieten oder im anderen Extrem sehr kühlen Gebieten möglich ist.
Vorteilhaft sind die Anpassungen mittels der Adaptionsvorrichtung 3 variabel,
also nicht fest verdrahtet, und damit nicht abhängig von bestimmten vom Bediener
oder einem Servicepersonal vorzunehmenden Einstellungen.
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- 1
- Klimaanlage
- 3
- Adaptionsvorrichtung
- 5
- Bedienvorrichtung
- 7
- Stellvorrichtung
- 9
- Regler
- 11
- Strecke
- 13
- Kraftfahrzeug
- 15
- Sensorvorrichtung
- 17
- Regelparameter
- 19
- Speichervorrichtung
- 21
- Regler
- 23
- Stellglieder