DE102007029345A1 - Energiesparendes Steuerungsverfahren für HVAC-Module bei abgeschaltetem Antrieb, welche in Strassenanwendungen zum Einsatz kommen - Google Patents
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Abstract
Ein energiesparendes HVAC-System für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeuges, welches ein steuerbares Klimaanlagensystem aufweist, zum Leiten eines gekühlten Luftstroms durch die Fahrgastkabine. Ein steuerbares Heizungssystem leitet einen erwärmten Luftstrom durch die Fahrgastkabine. Ein Benutzersteuerungspaneel umfasst Benutzereingabevorrichtungen zum manuellen Auswählen von Betriebsparametern des HVAC-Systems, wobei eine der Benutzereingabevorrichtungen einen Sparmodusauswähler aufweist. Eine Steuerung ist operativ mit dem Klimaanlagensystem, dem Heizungssystem und dem Benutzersteuerungspaneel verbunden. Die Steuerung steuert auf normale Weise das Klimaanlagensystem oder das Heizungssystem in Übereinstimmung mit manuell ausgewählten Betriebsparametern und überstimmt, in Reaktion auf einen Benutzer, welcher manuell den Sparmodus auswählt, die manuell ausgewählten Betriebsparameter und steuert das Klimaanlagensystem oder das Heizungssystem auf einem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus.
Description
- BEZUGNAHME AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
- Es gibt keine verwandten Anmeldungen.
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die Erfindung bezieht sich auf HVAC-Systeme für Fahrzeuge und insbesondere auf HVAC-Systeme für Fahrgastkabinen von großen Fahrzeugen.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gegenwärtig werden Klimaanlagensysteme für Fahrzeuge und insbesondere für Fahrgastkabinen von großen LKW über ein motorgetriebenes Klimaanlagensystem bereitgestellt. Im Hinblick auf Umweltverschmutzungen, und zwar sowohl Luftverschmutzung als auch Lärmbelästigung, besteht jedoch die Möglichkeit, dass es LKW nicht länger gestattet wird ihre Motoren in bestimmten Fällen leer laufen zu lassen, um die Klimaanlage für die Fahrgastkabine zu betreiben. Zusätzlich zu den Bedenken hinsichtlich der Umweltverschmutzungen wurde geschätzt, dass die Kosten für ein nächtliches Leerlaufen 2.400 Dollar pro Jahr im Hinblick auf den Treibstoffverbrauch umfassen und 250 Dollar pro Jahr im Hinblick auf zusätzliche Wartungsarbeiten. Hinsichtlich der Luftverschmutzung wurde geschätzt, dass ein einziger LKW, der ein Jahr lang leer läuft, 250 Pfund CO, 615 Pfund NOx und 17 Tonnen CO2 produziert.
- In der näheren Vergangenheit wurden modulare HVAC-Systeme für Fahrgastkabinen entwickelt, welche im Allgemeinen modular oder eigenständig sind. Manche oder alle modularen Komponenten sind in der Fahrgastkabine angeordnet. Elektrischer Strom für das HVAC-System kann durch das elektrische System des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Ein Einsparen von Energie mit einem HVAC-System für Fahrgastkabinen kann von Bedeutung sein, insbesondere wenn der Fahrzeugantrieb ausgeschaltet ist und separate Stromquellen nicht verfügbar sind, was es erforderlich macht, dass das HVAC-Modul über die Batterie betrieben wird. In Abhängigkeit des verfügbaren Batteriestroms und der Zeiterfordernisse für den Betrieb des HVAC-Moduls, kann es wichtig sein, die Heiz- und Klimaanlagensysteme zu begrenzen und/oder zu steuern.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung ist auf Energieeinsparungen in HVAC-Systemen für eine Passagierkabine eines Straßenfahrzeugs gerichtet.
- In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heiz-, Ventilations- und Klimatisierungs-Systems (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC), für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeugs offenbart. Das HVAC-System umfasst ein steuerbares Klimaanlagensystem und ein steuerbares Heizsystem, um entsprechend einen gekühlten oder erwähnten Luftstrom durch die Fahrgastkabine zu leiten. Das Verfahren umfasst, dass ein Benutzer manuell Betriebsparameter des HVAC-Systems auswählt; normales Steuern des Klimaanlagensystems oder des Heizungssystems in Übereinstimmung mit manuell ausgewählten Betriebsparametern; einen Benutzer, der selektiv einen Betriebssparmodus bestimmt; und in Reaktion auf einen Benutzer, der selektiv den Sparmodus bestimmt, das Überstimmen der manuell ausgewählten Betriebsparameter und Steuern des Klimaanlagensystems und des Heizungssystems auf einem vorgewählten Energiesparniveau, welches auf den ausgewählten Sparmodus reagiert.
- Es ist ein Merkmal der Erfindung, dass das Heizungssystem gesteuert werden kann, um eine Mehrzahl von Heizungsoutputniveaus zu produzieren, wobei das Steuern des Heizungssystems bei einem vorgewählten Energiesparniveau, welches auf den ausgewählten Sparmodus reagiert, das Auswählen eines niedrigsten aus der Mehrzahl von Heizungsoutputniveaus aufweist.
- Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, dass das Heizungssystem ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist, wobei die Steuerung des Heizungssystems bei dem vorgewählten Energiesparniveau, welches auf den ausgewählten Sparmodus reagiert, das Auswählen einer niedrigsten Gebläsegeschwindigkeit aufweist.
- Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, dass das Klimaanlagensystem einen Kompressor mit einer variablen Geschwindigkeit aufweist, wobei das Steuern des Klimaanlagensystems auf dem vorgewählten Energiesparniveau, welches auf den ausgewählten Sparmodus reagiert, das Auswählen einer niedrigsten Kompressorgeschwindigkeit aufweist.
- Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, dass das Klimaanlagensystem einen Kompressor aufweist, welcher üblicherweise bei einer einzigen Geschwindigkeit gesteuert wird, wobei das Steuern des Klimaanlagensystems bei dem ausgewählten Energiesparniveau, welches auf den ausgewählten Sparmodus reagiert, das intermittierende Betreiben des Kompressors aufweist.
- Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, dass das Klimaanlagensystem ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist, wobei das Steuern des Klimaanlagensystems bei dem vorgewählten Energieniveau, welches auf den ausgewählten Sparmodus reagiert, das Auswählen einer niedrigsten Gebläsegeschwindigkeit aufweist.
- Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, das HVAC-System aus Fahrzeugstromquellen anzutreiben, wenn ein Fahrzeugantrieb angeschaltet ist oder mittels einer Batterie, wenn der Fahrzeugantrieb abgeschaltet ist.
- In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines HVAC-Systems für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeugs offenbart. Das HVAC-System umfasst ein Klimaanlagensystem, welches einen variablen Kühlniveauoutput aufweist und ein Heizungssystem, welches einen variablen Heizniveauoutput aufweist, um jeweils einen gekühlten oder erwärmten Luftstrom durch die Fahrgastkabine zu leiten. Das HVAC-System wird selektiv von Fahrzeugstromquellen angetrieben oder von einer Batterie. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Benutzersteuerungspaneels, welches Benutzereingabevorrichtungen zum manuellen Auswählen von Betriebsparametern des HVAC-Systems umfasst, wobei eine der Benutzereingabevorrichtungen einen Sparmodusauswähler aufweist; normales Steuern des Klimaanlagensystems oder des Heizungssystems in Übereinstimmung mit den manuell ausgewählten Betriebsparametern; und in Reaktion auf den von einem Benutzer manuell ausgewählten Sparmodus, Überstimmen der manuell ausgewählten Betriebsparameter und Steuern des Klimaanlagensystems oder des Heizungssystems auf einem vorgewählten Energieniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus.
- In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein energiesparendes HVAC-System für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeugs offenbart, welches ein steuerbares Klimaanlagensystem zum Leiten eines gekühlten Luftstroms durch die Fahrgastkabine aufweist. Ein steuerbares Heizungssystem leitet einen erwärmten Luftstrom durch die Fahrgastkabine. Ein Benutzersteuerungspaneel umfasst Benutzereingabevorrichtungen zum manuellen Auswählen von Betriebsparametern des HVAC-Systems, wobei eine der Benutzereingabevorrichtungen einen Sparmodusauswähler aufweist. Eine Steuerung ist operativ mit dem Klimaanlagensystem, dem Heizungssystem und dem Benutzersteuerungspaneel verbunden. Die Steuerung steuert normalerweise das Klimaanlagensystem oder das Heizungssystem in Übereinstimmung mit manuell ausgewählten Betriebsparametern und überstimmt in Reaktion auf einen Benutzer, welcher den Sparmodus auswählt, die manuell ausgewählten Betriebsparameter und steuert das Klimaanlagensystem oder das Heizungssystem auf einem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sofort aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen offensichtlich.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein kombiniertes elektrisches Schema und ein Blockdiagramm für ein energiesparendes HVAC-System für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeugs in Übereinstimmung mit der Erfindung; -
2 ist eine Ansicht eines Benutzersteuerungspaneels für Schlafkabinen des HVAC-Systems gemäß1 ; -
2A ist eine Ansicht eines Benutzersteuerungspanels für eine Fahrerkabinensteuerung des HVAC-Systems gemäß1 ; -
3 ist ein Flussdiagramm, welches die Steuerungslogik dargestellt, welche durch das HVAC-System gemäß1 implementiert wird. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Unter Bezugnahme auf
1 bezieht sich die Erfindung auf ein Heiz-, Ventilations- und Klimatisierungs-Modul oder -System10 (HVAC), welches angenehme Temperaturen in einer Fahrgastkabine eines Fahrzeugs aufrechterhält, wie es durch den Kasten12 dargestellt wird, ohne dass der Hauptantrieb verwendet wird, indem ein elektronisches Steuerungsschema in einer Steuerung14 betrieben wird, welche auf effiziente Weise den Heizungs- und/oder Kühlungsoutput an die Heizungs- und/oder Kühlungsanforderungen anpasst. Die Fahrgastkabine12 kann eine Schlafkabine und/oder die Führer- oder Fahrerkabine aufweisen. - Dies HVAC-System
10 besteht aus ausgewählten HVAC-Komponenten und Sensoren, welche so gesteuert werden können, dass eine benötigte Kühlkapazität geliefert wird, während die verbrauchte Energie minimiert wird. Vorzugsweise umfasst bei einer Klimaanlage das HVAC-System10 einen Kompressor16 , eine Kompressorsteuerung18 , einen Kondensatorlüfter20 und ein Verdampfergebläse22 , welche alle eine stufenlos regelbare Geschwindigkeit (continuous variable speed) aufweisen. Das HVAC-System10 umfasst des Weiteren zusätzliche Komponenten (nicht gezeigt), wie beispielsweise einen Kondensator, eine Druckreduziervorrichtung, wie etwa ein Expansionsventil, ein thermostatisches Expansionsventil, eine Düsenröhre und vorzugsweise ein elektronisch gesteuertes Expansionsventil, und einen Verdampfer, welche alle in einem Kältemittelströmungspfad mit dem Kompressor20 in Serie geschaltet sind. Die Komponenten des Klimaanlagensystems selbst können herkömmlicher Natur sein. Ein beispielhaftes Klimaanlagensystem wird gezeigt und beschrieben in einer Anmeldung mit dem Titel „Energy sufficient capacity control system for an airconditioning system", Seriennummer 11/130,576, eingereicht am 17. Mai 2005, deren Beschreibung hiermit unter Bezugnahme aufgenommen wird. Das Verdampfergebläse22 leitet, wie üblich, einen gekühlten Luftstrom durch die Fahrgastkabine12 . - Das HVAC-System
10 umfasst auch einen Heizer24 . Der Heizer24 kann ein herkömmlicher treibstoffgetriebener Heizer sein oder ein Widerstandsheizer. Ein treibstoffgetriebener Heizer wird mittels Fahrzeugtreibstoff angetrieben und wird betrieben, um eine Mehrzahl von Heizoutput-Niveaus zu produzieren. Solch ein treibstoffgetriebener Heizer umfasst eine eigenständige Kühlmittelpumpe, welche erwärmtes Kühlmittel in dem Pfad des Verdampfergebläses22 durch die Schlafkabine12 leitet. Wenn ein Widerstandsheizer oder etwas Ähnliches verwendet wird, dann kann der Widerstandsheizer, wie üblich, in dem Luftströmungspfad des Verdampfergebläses22 platziert werden. Offensichtlich könnte ebenso ein separates Gebläse verwendet werden. - Das HVAC-System
10 umfasst eine Bedienerschnittstelle, welche mit einem Benutzersteuerungsmittel25 ausgestattet ist, das mit der Steuerung verbunden ist. Das Benutzersteuerungspanel ist typischerweise in der Schlafkabine angeordnet. Die Steuerung14 ist auch elektrisch verbunden mit und steuert die Kompressorsteuerung18 , den Kondensatorlüfter20 , das Verdampfergebläse22 und den Heizer24 . - Das HVAC-System
10 umfasst ein Stromsystemmodul in Form eines Laders/Umwandlers26 , welches mit einem Fahrzeuggenerator28 und einer Fahrzeugbatterie30 verbunden ist und welches selektiv mit einer 110 Volt Wechselstromquelle32 für die Verwendung von Fremdstrom verbunden ist. Das HVAC-System10 wird in einem Zustand, in dem der Antrieb abgeschaltet ist, angetrieben durch eine Batterie34 , welche einen 24 Volt Gleichstrom bereitstellt. Vorzugsweise wandelt der Lader/Umwandler26 einen 110 Volt Wechselstrom in einen 24 Volt Gleichstrom zum Aufladen der Einheit und einem hilfsweisen Aufladen der Batterie, um. - Das HVAC-System
10 kann in einem oder mehreren Gehäusen befestigt werden, welche in der Fahrzeugkabine12 montiert sind. Manche Verbindungen können anderswo befestigt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die spezielle Form des HVAC-Systems per se gerichtet, sondern eher auf das Steuerungsverfahren zum Energiesparen, welches in dem HVAC-System10 angewendet wird, wie weiter unten beschrieben. - Wie in
1 zu sehen, wird die Steuerung14 mit einem 12 Volt Gleichstrom betrieben, während der Kompressor16 , der Kondensatorlüfter20 , das Verdampfergebläse22 und der Heizer24 mit einem 24 Volt Gleichstrom betrieben werden. - Bezug nehmend auf
2 , weist das Steuerungspaneel25 eine Frontplatte36 auf. Auf der Frontplatte36 ist ein erster Drehsteuerungsknopf38 montiert und ein assoziierter Niveaumarkierer40 , sowie ein zweiter Drehsteuerungsknopf42 und ein assoziierter Indikatormarkierer44 . Der zweite Drehsteuerungsknopf42 fungiert auch als Druckknopf. Der erste Drehsteuerungsknopf38 wird für die Gebläsegeschwindigkeit sowohl im Heiz- als auch im Kühlmodus verwendet sowie als Heizungsoutput-Niveau im Heizmodus und umfasst Markierungen, welche numerische Niveaus der Gebläsegeschwindigkeit anzeigen. Das gewünschte Niveau der Gebläsegeschwindigkeit wird durch die speziellen Markierungen in der Nähe des Markierers40 dargestellt. - Die Druckknopffunktion des zweiten Drehsteuerungsknopfes
42 wird verwendet, um den Klimatisierungs-, d.h. Kühlmodus auszuwählen. In dem Klimatisierungsmodus leuchtet ein Indikatorlicht46 auf. Der zweite Drehsteuerungsknopf42 umfasst ein Kühlband48 und ein Heizband50 . In dem Klimatisierungsmodus wird die Kompressorgeschwindigkeit durch die Position des Kühlbands48 relativ zum Markierer44 bestimmt. In dem Heizmodus wird durch die Position des Heizbands50 relativ zu dem Markierer44 ein Wasser- oder Luftventilsteuerungsniveau-Output bestimmt. - Das Benutzersteuerungspaneel
25 umfasst einen Sparmodusdruckknopf52 , welcher beleuchtbar sein kann. Der Druckknopf52 gestattet es einem Benutzer, in Übereinstimmung mit der Erfindung einen Betriebssparmodus auszuwählen, wie unten beschrieben. Zusätzlich umfasst das Steuerungspaneel25 ein Indikatorlicht50 für Fremdstrom; ein Indikatorlicht56 , um anzuzeigen, wann die Batterieleistung genutzt wird; und ein Indikatorlicht58 , welches benutzt wird, um anzuzeigen, dass die Batterie in einem niedrigen Ladezustand ist. - Die Knöpfe und Druckknöpfe sind herkömmlich ausgestaltet und werden verwendet, um manuell Betriebsparameter auszuwählen, die durch die Steuerung
14 zum Steuern der Kompressorsteuerung18 , des Kondensatorlüfters20 , des Verdampfergebläses22 und des Heizers24 , benutzt werden. Die Steuerung14 kann irgendeine bekannte Logiksteuerung zum Steuern der verschiedenen Ausgangs- bzw. Outputvorrichtungen aufweisen. - In einem normalen Betriebsmodus ist, unter der Annahme, dass der Sparmodus nicht ausgewählt wird, der Steuerungsvorgang der folgende. In einer illustrativen Ausführungsform der Erfindung stellt der Heizer
24 entweder einen niedrigen Heizoutput oder einen hohen Heizoutput bereit und weist vier Gebläsegeschwindigkeiten auf. Wenn der erste Drehsteuerungsknopf38 auf 1, 2, 3 oder 4 gesetzt wird, wird ein niedriger Heizoutput verwendet und die Gebläsegeschwindigkeit wird durch die numerische Einstellung bestimmt. Wenn der erste Drehsteuerungsknopf38 auf 5, 6, 7 oder 8 gesetzt wird, wird der treibstoffgetriebene Heizer24 so eingestellt, dass er den höheren Heizoutput bei einer der vier Gebläsegeschwindigkeiten produziert, wie durch die numerische Einstellung bestimmt. In einem Klimaanlagenmodus wird der erste Drehsteuerungsknopf38 verwendet, um die Geschwindigkeit des Verdampfergebläses22 zu steuern. Der zweite Drehsteuerungsknopf42 steuert ein Wasser- oder Luftventil, welches das Band50 im Heizmodus verwendet sowie die Kompressorgeschwindigkeit unter Verwendung des Bandes48 im Kühlmodus. - Unter Bezugnahme auf
2A wird ein zweites Steuerungspaneel25A zur Verwendung in einer Fahrerkabine veranschaulicht. Das zweite Steuerungspaneel25A ist im Allgemeinen herkömmlicher Natur und ist so ausgestaltet, dass es einen Druckknopf59 zum Betreiben des HVAC-Systems10 von der Fahrerkabine aus umfasst. Insbesondere kann, wenn der Knopf59 gedrückt wird, die Fahrerkabinensteuerung verwendet werden, um das HVAC-Modul zu steuern. Alternativ kann der Knopf59 verwendet werden, um das HVAC-System10 anzutreiben. - Unter Bezugnahme auf
3 , illustriert ein Fließdiagramm die Logik, welche durch die Steuerung14 implementiert wird, beginnend beim Startmodus60 . Ein Entscheidungsblock62 bestimmt, ob die Steuerung in einem Sparmodus ist, welcher unter Verwendung des Druckknopfes52 ausgewählt werden kann, siehe2 , oder durch Anweisung von der Fahrerkabinensteuerung25A . Falls nicht, wird die Steuerung in einem normalen Modus unter der Benutzersteuerung bei Block64 betrieben. Das Benutzersteuerungsschema, in welchem das Klimaanlagensystem oder das Heizungssystem in Übereinstimmung mit den manuell ausgewählten Betriebsparametern gesteuert werden, wurde oben diskutiert. Im Folgenden werden die Parameter beschrieben, die in der Schlafkabine12 unter Verwendung des Steuerungspaneels25 aus2 gesteuert werden. Wenn der Sparmodus ausgewählt wurde, bestimmt ein Entscheidungsblock66 , ob das System10 in einem Heizungsmodus oder in einem Klimatisierungsmodus betrieben wird, wie es durch die Druckknopffunktion des zweiten Drehsteuerungsknopfes42 bestimmt wurde. In dem Sparmodus überstimmt die Steuerung14 die manuell ausgewählten Betriebsparameter, welche durch die Knöpfe38 und42 eingestellt wurden und steuert das Klimaanlagensystem oder das Heizungssystem auf einem vorgewählten Energiesparniveau. Beispielsweise wird in dem Heizmodus der Heizer24 auf die energiesparendste Gebläsegeschwindigkeit bei einem Block68 eingestellt und das Heizungsoutputniveau wird auf das energiesparendste Outputniveau bei einem Block70 eingestellt. Die Steuerung kehrt dann zu dem Entscheidungsblock62 zurück. In dem Klimatisierungsmodus wird das Gebläse22 bei Block72 auf die energiesparendste Gebläsegeschwindigkeit eingestellt und der Kompressor16 wird bei Block74 auf die energiesparendste Kompressorgeschwindigkeit gesteuert. Die Steuerung kehrt dann in einer Schleife zu Block62 zurück. Das energiesparendste Niveau ist das Niveau, welches die niedrigste Menge an Energie verbraucht und welches das niedrigste Niveau sein kann – abhängig von den speziellen Vorrichtungen. Der Betrieb ist grundsätzlich ähnlich bei der Steuerung des zweiten Steuerungspaneels25A . - In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Kompressor
16 bei einer einzigen Geschwindigkeit in dem normalen Betriebsmodus gesteuert werden und kann während des Sparmodus intermittierend bei Block74 betrieben werden. - Der Sparmodus wird vorzugsweise verwendet, wenn der Antrieb in einem AUS-Zustand ist, um Energieeinsparungen bereitzustellen und um die Batterie zu schonen. Der Sparmodus ist jedoch nicht auf einen AUS-Zustand des Antriebs begrenzt, er kann jederzeit verwendet werden, wie beispielsweise in einem AN-Zustand des Antriebs, welcher durch Generatorstrom oder ähnliches angetrieben wird oder aber durch Fremdstrom. Das HVAC-System
10 stellt für einen Insassen eines Straßenfahrzeugs die Möglichkeit bereit, Energie zu sparen, insbesondere wenn der Antrieb des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. - Offensichtlich ist die Anzahl der Gebläsegeschwindigkeiten, Kompressorgeschwindigkeiten und Wasserventilsperren variabel. Der Sparmodus kann auch auf einen tragbaren Generatorsatz angewendet werden, welcher auf dem Fahrzeug befestigt ist. Solch ein Generatorsatz könnte Treibstoff aus dem Treibstofftank ziehen, den belegten Raum mit Abwärme von dem Generator heizen und alle Elektronik, welche zum Betrieb des HVAC-Systems und der zugehörigen Steuerung notwendig ist, anzutreiben. Der Sparmodus für einen Generatorsatz würde der niedrigsten Energie entsprechen unter Verwendung von Einstellungen, welche auf allen benötigten Komponenten erhältlich sind, um das HVAC-System zu betreiben.
- Obwohl die Energie, welche zum Laden der Batterien
34 ,35 verwendet wird, aus dem Generator28 des Fahrzeugs, aus Fremdstrom32 oder einem Generatorsatz, kommen soll, könnte die Energie auch aus einer regenerativen Bremsung in einem Hybridfahrzeug erhalten werden, aus Solarstrom von einer Photovoltaikzelle oder gar einer Wasserstoffbrennstoffzelle. Das Konzept eines Sparmodusknopfs, welcher durch die Bedienperson für einen Betrieb im fahrenden oder geparkten Zustand ausgewählt wird, kann verwendet werden, um Energie zu sparen, welche beim thermischen Behandeln des belegten Raums verbraucht wird, und zwar unabhängig von der Stromquelle. - Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf Fließdiagramme und Blockdiagramme beschrieben. Es sollte verstanden werden, dass jeder Block des Fließdiagramms und Blockdiagramms durch Computerprogrammbefehle implementiert werden kann. Diese Programmbefehle können für einen Prozessor bereitgestellt werden, um eine Maschine zu erzeugen, so dass die Befehle, welche auf dem Prozessor ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen, welche in dem Block spezifiziert werden, erzeugen. Die Computerprogrammbefehle können von einem Prozessor ausgeführt werden, um eine Serie von Betriebsschritten zu erzeugen, welche vom Prozessor ausgeführt werden müssen, um einen computerimplementierten Prozess zu produzieren, so dass die Befehle, welche auf dem Prozessor ausgeführt werden, Schritte zum Implementieren der Funktionen bereitstellen, welche in den Blöcken spezifiziert wurden. Demgemäß unterstützen die Darstellungen Kombinationen von Mitteln zum Ausführen einer speziellen Funktion und Kombinationen von Schritten zum Durchführen der spezifizierten Funktion. Es wird auch verstanden werden, dass jeder Block und jede Kombination von Blöcken durch zweckgebundene Hardware-basierende Systeme implementiert werden kann, welche die spezifizierten Funktionen oder Schritte oder Kombinationen von zweckgebundener Hardware und Computerbefehlen ausführen.
- Es wird also ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen von Energieeinsparungen in HVAC-Systemen für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeugs offenbart.
Claims (20)
- Ein Verfahren zum Betreiben eines Heizungs-, Ventilations-, und Klimatisierungs-Systems (HVAC) für eine Fahrgastkabine eines Sraßenfahrzeuges, wobei das HVAC-System ein steuerbares Klimaanlagensystem umfasst und ein steuerbares Heizungssystem um jeweils einen gekühlten oder erwärmten Luftstrom durch die Fahrgastkabine zu leiten, wobei das Verfahren aufweist: manuelles Auswählen von Betriebsparametern des HVAC-Systems durch einen Benutzer; ein normales Steuern des Klimaanlagensystems oder des Heizungssystems in Übereinstimmung mit manuell ausgewählten Betriebsparametern; ein selektives Auswählen eines Betriebssparmodus durch einen Benutzer; und in Reaktion auf das selektive Auswählen des Sparmodus durch den Benutzer, Überstimmen der manuell ausgewählten Betriebsparameter und Steuern des Klimaanlagensystems oder des Heizungssystems bei einem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den Sparmodus welcher ausgewählt wurde.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 wobei das Heizungssystem gesteuert werden kann um eine Mehrzahl von Wärmeoutputniveaus zu produzieren und wobei das Steuern des Heizungssystems bei einem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den Sparmodus welcher ausgewählt wird das Auswählen des Heizungsoutputniveaus zur Bereitstellung der größten Energieeinsparungen aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 wobei das Heizungssystem ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist und wobei das Steuern des Heizungssystems auf dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das Auswählen einer Gebläsegeschwindigkeit zur Bereitstellung der größten Energieeinsparung aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 wobei das Klimaanlagensystem einen Kompressor mit variabler Geschwindigkeit aufweist, wobei das Steuern des Klimaanlagensystems auf dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das Auswählen einer Kompressorgeschwindigkeit zur Bereitstellung der größten Energieeinsparungen aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 wobei das Klimaanlagensystem einen Kompressor aufweist, welcher normal gesteuert wird mit einer einzigen Geschwindigkeit und wobei das Steuern des Klimaanlagensystems bei dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das periodische Betreiben des Kompressors aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 wobei das Klimaanlagensystem ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist und wobei das Steuern des Klimaanlagensystems bei dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das Auswählen einer Gebläsegeschwindigkeit, welche die größten Energieeinsparungen bereitstellt, aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 weiterhin aufweisend das Antreiben des HVAC Systems aus Fahrzeugstromquellen, wenn ein Fahrzeugantrieb angeschaltet ist oder aus einer Batterie wenn der Fahrzeugantrieb ausgeschaltet ist.
- Ein Verfahren zum Betreiben eines Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungs-Systems (HVAC) für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeuges, wobei das HVAC-System ein Klimaanlagensystem umfasst welches einen variablen Kühlniveauoutput umfasst, ein Heizungssystem welches einen variablen Heizniveauoutput besitzt, um entsprechend einen gekühlten oder erwärmten Luftstrom durch die Fahrgastkabine zu leiten, wobei das HVAC-System selektiv von den Fahrzeugstromquellen angetrieben wird oder von einer Batterie, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Benutzersteuerungspaneels welches Benutzereingabevorrichtungen zum manuellen Auswählen von Betriebsparametern des HAVC Systems umfasst, wobei eine der Benutzereingabevorrichtungen einen Sparmodusauswähler aufweist; normales Steuern des Klimaanlagensystems und des Heizungssystems in Übereinstimmung mit manuell ausgewählten Betriebsparametern; und in Reaktion auf einen von einem Benutzer manuell ausgewählten Sparmodus, Überstimmen der manuell ausgewählten Betriebsparameter und Steuern des Klimaanlagensystems oder des Heizungssystems auf ein vorgewähltes Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8 wobei das Steuern des Heizungssystems auf ein vorgewähltes Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das Auswählen eines Niveaus mit niedrigstem Energieverbrauch aus der Vielzahl von Heizniveauoutputniveaus aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8 wobei das Heizungssystem ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist, wobei das Steuern des Heizungssystems auf dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das Auswählen einer Gebläsegeschwindigkeit mit dem niedrigsten Energieverbrauch aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8 wobei das Klimaanlagensystem einen Kompressor mit variabler Geschwindigkeit aufweist und wobei das Steuern des Klimaanlagensystems auf dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das Auswählen einer Kompressorgeschwindigkeit mit einem niedrigsten Energieverbrauch aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 wobei das Klimaanlagensystem einen Kompressor aufweist welcher normal gesteuert wird mit einer einzigen Geschwindigkeit, wobei das Steuern des Klimaanlagensystems auf dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das intermittierende Betreiben des Kompressors aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 wobei das Klimaanlagensystem eine variable Gebläsegeschwindigkeit aufweist wobei das Steuern des Klimaanlagensystems auf dem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus das Auswählen einer Gebläsegeschwindigkeit mit einem niedrigsten Energieverbrauch aufweist.
- Ein energiesparendes Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungs-System (HVAC) für eine Fahrgastkabine eines Straßenfahrzeuges, aufweisend: ein steuerbares Klimaanlagensystem zum Leiten eines gekühlten Luftstroms durch die Fahrgastkabine; ein steuerbares Heizungssystem zum Leiten eines erwärmten Luftstroms durch die Fahrgastkabine; ein Benutzersteuerungspaneel welches Benutzereingabevorrichtungen zum manuellen Auswählen von Betriebsparametern des HVAC-Systems umfasst, wobei eine der Benutzereingabevorrichtungen einen Sparmodusauswähler aufweist; und eine Steuerung welche operativ mit dem Klimaanlagensystem, dem Heizungssystems und dem Benutzersteuerungspaneel verbunden ist, wobei die Steuerung normalerweise das Klimaanlagensystem oder das Heizungssystem in Übereinstimmung mit manuell ausgewählten Betriebsparametern steuert und, in Reaktion auf einen von einem Benutzer manuell ausgewählten Sparmodus, Überstimmen der manuell ausgewählten Betriebsparameter und Steuern des Klimaanlagensystems und des Heizungssystems auf einem vorgewählten Energiesparniveau in Reaktion auf den ausgewählten Sparmodus.
- Das energiesparende HVAC-System gemäß Anspruch 14 wobei der Sparmodus der Steuerung das Heizungssystem auf einem niedrigsten energieverbrauchenden Niveau aus der Mehrzahl von Heizniveauoutputniveaus steuert.
- Das energiesparende HVAC-System gemäß Anspruch 14 wobei das Heizungssystem ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist und wobei in dem Sparmodus die Steuerung eine Gebläsegeschwindigkeit mit dem niedrigsten Energieverbrauch auswählt.
- Das energiesparende HVAC-System gemäß Anspruch 14 wobei das Klimaanlagensystem einen Kompressor mit variabler Geschwindigkeit aufweist und wobei im Sparmodus die Steuerung eine Kompressorgeschwindigkeit mit dem niedrigsten Energieverbrauch auswählt.
- Das energiesparende HVAC-System gemäß Anspruch 14 wobei das Klimaanlagensystem einen Kompressor aufweist und wobei in dem Sparmodus die Steuerung den Kompressor intermittierend betreibt.
- Das energiesparende HVAC-System gemäß Anspruch 14 wobei das Klimaanlagensystem ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist und wobei im Sparmodus die Steuerung eine Gebläsegeschwindigkeit mit dem niedrigsten Energieverbrauch auswählt.
- Das energiesparende HVAC-System gemäß Anspruch 14 weiterhin aufweisend eine Batterie, wobei das HVAC-System von Fahrzeugstromquellen angetrieben wird wenn ein Fahrzeugantrieb angeschaltet ist bzw. von der Batterie wenn der Fahrzeugantrieb ausgeschaltet ist.
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