DE102008005758B4

DE102008005758B4 - Verfahren zur vernetzten Steuerung von einer ein Innenraumklima eines Kraftfahrzeuges beeinflussenden Klimaanlage

Info

Publication number: DE102008005758B4
Application number: DE102008005758.4A
Authority: DE
Inventors: Matthias Michniacki; Helmut Walter; Christof Böttcher
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2028-01-25
Also published as: DE102008005758A1; WO2009092552A1

Abstract

Verfahren zur vernetzten Steuerung von einer ein Innenraumklima eines Innenraums (4) eines Kraftfahrzeuges (3) beeinflussenden Klimaanlage (11) und zumindest einer weiteren von der Klimaanlage (11) unabhängigen, das Innenraumklima des Innenraums (4) beeinflussenden und ansteuerbaren Komponente (9,13,15) des Kraftfahrzeuges (3), mit folgenden Schritten:- Ermitteln eines Istwert-Vektors (31) mit zumindest einer das Innenraumklima charakterisierenden Größe,- Ermitteln eines Stellgrößenvektors (39) in Abhängigkeit des Istwert-Vektors (31),- Ansteuern der Klimaanlage (11) und der zumindest einen weiteren Komponente (9,13,15) mittels des Stellgrößenvektors (39),- Betreiben einer Sitzkühlung (13) als weitere Komponente mit voller Leistung und Betreiben der Klimaanlage (11) mit einer verringerten Kühlleistung, solange der Istwert-Vektor (31) folgende Werte aufweist: eine Innenraumtemperatur ist größer als eine Schwelltemperatur, ein Startvorgang des Kraftfahrzeuges (3) liegt weniger als eine Zeitspanne tzurück.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vernetzten Steuerung von einer ein Innenraumklima eines Kraftfahrzeuges beeinflussenden Klimaanlage, eine Regeleinrichtung zur Regelung und/oder Steuerung des Innenraumklimas des Kraftfahrzeuges sowie ein mit der Regeleinrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Verfahren sowie Regeleinrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Sie dienen insbesondere zur Temperierung eines Innenraums des Kraftfahrzeuges. Die DE 340 93 21 A1 beschreibt eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Regeleinrichtung zum Regeln des Innenraumklimas nach vorgegebenen Regelkennlinien.
Aus der US 6 079 485 A ist bereits ein Klimasystem für ein Kraftfahrzeug bekannt mit einer Klimaanlage für einen Passagierraum sowie einer Sitzheizungs- und Kühleinrichtung. Das Klimasystem umfasst ferner eine Regeleinrichtung zur Regelung der Betriebsweise des Klimasystems, wobei ein Ermitteln eines Istwert-Vektors mit einer den Innenraum charakterisierenden Größe, Ermitteln eines Stellgrößen-Vektors in Abhängigkeit von dem Istwert-Vektor und ein Ansteuern des Klimasystems mittels des Stellgrößen-Vektors vorgesehen ist.
Aus der DE 103 54 032 A1 ist eine Fahrzeug-Klimaanlage bekannt, wobei ein Abkühlvorgang in mehrere Stufen getrennt wird. In der Anfangsstufe wird eine durch eine Gebläseeinheit geblasene Gesamtluftmenge auf einen Maximalwert eingestellt. Mit Fortschreiten des Abkühlvorgangs, das heißt wenn die innere Lufttemperatur der Fahrgastzelle sinkt, wird die in die Fahrgastzelle geblasene gesamte Luftmenge reduziert.
Aus der DE 199 48 735 A1 ist bereits ein Verfahren zur Klimatisierung von Fahrzeugsitzen bekannt, bei dem unter anderem in einer Sitzrückenlehne und einem Sitzkissen Feuchtigkeitssensoren angeordnet sind, die mit einem jeweils lokalen Steuergerät signaltechnisch beziehungsweise logisch verschaltet sind.
Aus der EP 1 477 784 A1 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die automatisch entsprechend einer Intensität einer UV-Strahlung reagiert, wobei ein UV-Detektor ein elektrisches Signal entsprechend der UV-Intensität generiert und ein Aktuierungssignal in Abhängigkeit von einem Vergleich des generierten elektrischen Signals mit einem Schwellwert erzeugt wird.
Aus der DE 29 41 305 A1 ist bereits ein elektrisches Steuergerät für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage bekannt, mit einer ersten Einrichtung zum Feststellen einer unerwünschten Zusammensetzung der Außenluft und einer zweiten Einrichtung zum Feststellen einer unerwünschten Zusammensetzung der Innenluft.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Steuern und/oder Regeln eines Innenraumklimas eines Innenraums eines Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, insbesondere ein schnelleres und/oder wirtschaftlicheres Erreichen eines als komfortabel empfundenen Innenraumklimas.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren zur vernetzten Steuerung von einer ein Innenraumklima eines Innenraums eines Kraftfahrzeuges beeinflussenden Klimaanlage und zumindest einer weiteren von der Klimaanlage unabhängigen, das Innenraumklima des Innenraums beeinflussenden und ansteuerbaren Komponente des Kraftfahrzeuges gelöst. Das Verfahren weist die Schritte Ermitteln eines Istwert-Vektors mit zumindest einer das Innenraumklima charakterisierenden Größe, Ermitteln eines Stellgrößen-Vektors in Abhängigkeit des Istwert-Vektors und Ansteuern der Klimaanlage der zumindest einen weiteren Komponente mittels des Stellgrößen-Vektors auf. Der Istwert-Vektor kann beispielsweise durch Messen von herrschenden Umweltparametern ermittelt werden. Vorteilhaft ist es möglich, eine vernetzte Mehrparameter-Regelung und/oder -Steuerung für das Innenraumklima des Kraftfahrzeuges zu realisieren, deren Stellglieder die üblicherweise bei einer Klimaanlage vorhandenen Stellglieder sowie zusätzlich die zumindest eine weitere Komponente aufweisen. Vorteilhaft können dadurch eventuelle verschwenderische Systemzustände erkannt und reduziert werden. Außerdem ist es möglich, mittels der weiteren Komponente und der Klimaanlage das Innenraumklima schneller in einen gewünschten Zustand zu versetzen. Denkbar ist es auch, den Energieverbrauch der Klimaanlage durch den Einsatz der weiteren Komponente zu reduzieren, wobei sich vorteilhaft trotz des Einsatzes der weiteren Komponente ein insgesamt geringerer Energieverbrauch ergeben kann. Vorgesehen ist dabei ein Ansteuern einer Sitzkühlung mittels des Stellgrößen-Vektors als weitere Komponente. Vorteilhaft können sowohl die Klimaanlage als auch die Sitzkühlung zum Einstellen und/oder Einregeln des Innenraumklimas verwendet werden. Vorteilhaft kann dadurch ein gewünschtes Innenraumklima schneller und/oder wirtschaftlicher erreicht werden.
Vorgesehen ist das Betreiben der Sitzkühlung mit voller Leistung und Betreiben der Klimaanlage mit einer verringerten Kühlleistung, solange der Istwert-Vektor folgende Werte aufweist: eine Innenraumtemperatur ist größer als eine Schwelltemperatur, ein Startvorgang des Kraftfahrzeuges liegt weniger als eine Zeitspanne t_start zurück. Mittels der Sitzkühlung kann sehr schnell ein komfortables Klima in der Nähe von Insassen des Kraftfahrzeugs erreicht werden. Vorteilhaft kann während der Zeit kurz nach dem Start aufgrund der maximal eingestellten Sitzkühlung ohne wesentlichen Verlust an Behaglichkeit Kühlleistung der Klimaanlage zurückgenommen werden. Diese kurz nach einem Start des aufgeheizten Kraftfahrzeuges quasi nicht oder nur sehr gering wahrgenommene Leistungsreduzierung der Klimaanlage kann vorteilhaft maßgeblich zu einer Reduzierung des für einen Abkühlvorgang beziehungsweise ein schnelles Erreichen eines als komfortabel empfundenen Innenraumklimas aufzuwendenden Energieaufwands beitragen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln des Stellgrößen-Vektors in Abhängigkeit des Istwert-Vektors und eines Sollwert-Vektors. Zur Ermittlung des Stellgrößen-Vektors kann ein Soll-Ist-Abgleich durchgeführt werden, wobei eine Regelung des Innenraumklimas möglich wird. Der Sollwert-Vektor kann beispielsweise aus Bedienerwünschen, die mittels einer Bedieneinheit des Kraftfahrzeuges eingebbar sein können, ermittelt werden. Zusätzlich und/oder alternativ ist es möglich, den Sollwert-Vektor mittels festen und/oder kennlinienabhängigen Vorgaben zusätzlich oder alternativ zu ermitteln. Der Stellgrößen-Vektor kann beispielsweise Vorgabewerte für eine Klappenansteuerung, eine Gebläse-Drehzahlsteuerung und/oder eine Kühlleistung der Klimaanlage sowie Vorgabewerte für eine Ansteuerung der zumindest einen weiteren Komponente enthalten.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Reduzierung der Leistung der Sitzkühlung, solange der Istwert-Vektor folgende Werte aufweist: Eine Innenraumtemperatur ist größer als eine Schwelltemperatur und ein Startvorgang des Kraftfahrzeuges liegt weniger als eine Zeitspanne t_start zurück, und solange die Innenraumtemperatur beabstandet in einem vorgegebenen Intervall zu einer Soll-Temperatur des Innenraumklimas hin abfällt. Die Reduzierung der Leistung der Sitzkühlung kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen, beispielsweise abhängig von dem Temperaturverlauf des Innenraumklimas in Richtung der Soll-Temperatur, beispielsweise proportional oder in einem beliebigen anderen Zusammenhang. Bei Erreichen der Soll-Temperatur kann die Sitzkühlung beispielsweise auf einem vorgegebenen Prozentwert der vollen Leistung eingestellt werden, beispielsweise einem Wert, der störende Zuglufterscheinungen minimiert und dennoch ein komfortables Sitzgefühl ermöglicht. Vorteilhaft ist es möglich, so ein abruptes, wahrnehmbares Schalten der Sitzkühlung zu vermeiden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Betreiben der Sitzkühlung mit voller Leistung, wenn die Innenraumtemperatur größer ist als die Schwelltemperatur und ein Signal einer Fernbedienung des Kraftfahrzeuges ein Öffnen des Kraftfahrzeuges anzeigt. Vorteilhaft kann aus dieser Konstellation auf ein zuvor geparktes und stark erwärmtes Kraftfahrzeug geschlossen werden. Die Zeit, die zwischen dem Öffnen des Kraftfahrzeuges und dem tatsächlichen Einsteigen verbleibt, kann sinnvoll bereits für eine Kühlung der Sitze des Kraftfahrzeuges ausgenutzt werden. Vorteilhaft ist auch dadurch der Gesamtenergieaufwand für eine Herstellung eines thermischen Komforts beziehungsweise ein als komfortabel empfundenes Innenraumklima des Kraftfahrzeuges reduzierbar.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Getrenntes Ansteuern von zumindest zwei Sitzen, vorzugsweise 4 bis 5 Sitzen der Sitzkühlung, in Abhängigkeit des Istwert-Vektors und des Sollwert-Vektors, wobei der Istwert-Vektor und der Sollwert-Vektor pro Sitz eine Klimazone des Kraftfahrzeuges abbilden. Die Sollwerte pro Klimazone können beispielsweise Luftgeschwindigkeit, eine Temperatur, eine Feuchte und/oder weitere Parameter betreffen. Vorteilhaft ist es möglich, mittels der Ansteuerung der Sitzkühlung auf besonders leichte Art und Weise Klimazonen des Kraftfahrzeuges zu realisieren. Insbesondere ist eine von einer Einstellung der Düsen unabhängige Steuerung und/oder Regelung der Klimazonen möglich. Vorteilhaft befinden sich Insassen des Kraftfahrzeuges üblicherweise sehr dicht bei den Sitzen, so dass sich ein vergleichsweise geringer Energieaufwand für das Herstellen der Klimazonen ergibt, also ein Energieübertritt von einer Klimazone in eine benachbarte Klimazone minimal gehalten werden kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ansteuern der Sitzkühlung in Abhängigkeit eines Signals einer Sitzbelegungserkennung des Kraftfahrzeuges. Vorteilhaft kann auch das ohnehin vorhandene Signal der Sitzbelegungserkennung in die Steuer- beziehungsweise Regelstrategie mit einbezogen werden. Es ist denkbar, je nach Zustand des Istwert-Vektors ein Abkühlen mittels der Klimaanlage oder der Sitzkühlung zu wählen. Dabei ist es denkbar, die Sitze einzelnen anzusteuern, also beispielsweise nur einen Sitz, mehrere Sitze oder alle Sitze zu kühlen, insbesondere nur Sitze zu kühlen, die auch tatsächlich besetzt sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln eines Störgrößenvektors mit zumindest einer das Innenraumklima beeinflussenden Größe. Bei dem Störgrößenvektor kann es sich beispielsweise um eine Außentemperatur, einen Sonnenstand, eine Fahrtgeschwindigkeit und/oder weitere Parameter handeln. Vorteilhaft können diese Größen bei der Regel- und/oder Steuerungsstrategie berücksichtigt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln des Stellgrößenvektors in Abhängigkeit des Störgrößenvektors. Vorteilhaft kann eine Störgrößenaufschaltung realisiert werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln des Störgrößenvektors in Abhängigkeit einer mittels eines Solarsensors gemessenen Strahlungsintensität. Die Strahlungsintensität kann Aufschlüsse über einen Wärmeeintrag in den Innenraum des Kraftfahrzeuges geben, wobei dieser Wärmeeintrag beispielsweise in eine Berechnung einer Kühlleistung der Klimaanlage eingehen kann, insbesondere bevor sich eine Änderung der Strahlungsintensität in Form einer Änderung einer Regelgröße zeigt. Der Solarsensor kann ein, zwei, mehrere, beispielsweise vier Quadranten erfassen und somit auch Aufschlüsse über Wärmeeinträge, beispielsweise in verschiedene Klimazonen des Kraftfahrzeuges ermöglichen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln folgender Größen des Stellgrößenvektors in Abhängigkeit der Strahlungsintensität des Störgrößenvektors: Einstellen einer Beschattungseinrichtung zum Beschatten des Innenraums. Vorteilhaft kann mittels der Beschattungseinrichtung der das Innenraumklima negativ beeinflussende Wärmeeintrag gänzlich oder zumindest zu einem Großteil verhindert werden.
Bei der Beschattungseinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Rollo, eine Jalousie oder auch um eine Vorrichtung zur elektrisch schaltbaren Verdunkelung von Scheiben handeln.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln des Istwert-Vektors mittels Signalen von zumindest einem der folgenden Sensoren: außerdem VOK-Messung (Volatile Organische Komponenten), CO₂-Sensor, Feuchtesensor. Mittels der Sensoren können Aufschlüsse über eine Luftqualität gewonnen werden, die in die Steuer- und/oder Regelstrategie eingehen können.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln folgender Größen des Stellgrößenvektors in Abhängigkeit der Signale des CO₂-Sensors und des Feuchtesensors des Istwert-Vektors: Einstellung einer Umluftklappe der Klimaanlage des Kraftfahrzeuges. Mittels der Umluftklappe kann ein in den Innenraum einströmender Frischluftanteil eingestellt werden. Dazu können beispielsweise für einen CO₂-Gehalt und einen Feuchtigkeitsgehalt des Innenraums Schwellwerte definiert werden, die es nicht zu überschreiten gilt. Vorteilhaft kann so immer nur ein minimaler Anteil an Frischluft dem Innenraum zugeführt werden, was beim Temperieren, also beispielsweise beim Heizen oder Kühlen des Innenraums Energieeinsparungen ermöglicht, beispielsweise bis zu 50 %. Vorteilhaft kann diese Energieeinsparung ohne eine Einbuße an Komfort erfolgen, insbesondere da die den Komfort beeinflussenden Parameter wie Feuchte und CO₂-Gehalt regelbar und/oder steuerbar sind. Dazu kann der Sollwert-Vektor Soll-Werte für den Feuchte- und/oder CO₂-Gehalt aufweisen, wobei eine Feuchte- und CO₂-Regelung möglich wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln des Istwert-Vektors und/oder des Störgrößenvektors in Abhängigkeit von Signalen von zumindest einem der folgenden Messglieder: Innenraumtemperatursensor, Außentemperatursensor, Solarsensor, Feuchtesensor, CO₂-Sensor, Luftqualitätssensor, Sitzbelegungserkennung. Vorteilhaft können sämtliche Messwerte im Sinne einer vernetzten Regelung und/oder Steuerung einer entsprechenden Steuer- und/oder Regeleinheit zugeführt werden und mithin bei einer Steuerung und/oder Regelung des Innenraumklimas Berücksichtigung finden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist folgender Schritt vorgesehen: Ermitteln des Stellgrößenvektors mit zumindest einer oder mehrer der folgenden Stellgrößen: Ansteuersignale einer Umluftklappe der Klimaanlage, Ansteuersignale einer Kälteleistung der Klimaanlage, Ansteuersignale einer Gebläsestufe der Klimaanlage, Steuersignale der Sitzkühlung, Steuersignale der Beschattungseinrichtung. Vorteilhaft können im Sinne einer vernetzten Regelung und/oder Steuerung sämtliche im Kraftfahrzeug vorhandenen Stelleinrichtungen bei einer Regelstrategie für ein schnelles Herstellen eines als komfortabel empfundenen Innenraumklimas eingesetzt werden.
Die Aufgabe ist außerdem mit einer Regeleinrichtung zum Regeln und/oder Steuern eines Innenraumklimas eines Innenraums eines Kraftfahrzeuges, ausgelegt und eingerichtet zum Ausführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung weist zumindest ein Element der folgenden Gruppe: einen Innentemperatursensor, Außentemperatursensor, Solarsensor, Feuchtesensor, CO₂-Sensor, Luftqualitätssensor, Sitzbelegungserkennungssensor als Messglieder und zumindest ein Element der folgenden Gruppe: eine Umluftklappe, ein Gebläse, einen Klimakompressor, eine Sitzheizung und/oder -kühlung und eine Beschattungseinrichtung als Stellglieder und einen die Stellglieder mittels eines aus den Messgliedern gewinnbaren Istwert-Vektors sowie Stellgrößenvektors und eines vorgebbaren Sollwert-Vektors bestimmbaren Stellgrößenvektors ansteuernden Regler auf. Vorteilhaft kann eine integrierte Regelung und/oder Steuerung des Innenraumklimas mittels des Reglers und gegebenenfalls diesem zugeordneten Mess- sowie Stellgliedern des Kraftfahrzeuges erfolgen.
Die Aufgabe ist außerdem mit einem Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Regeleinrichtung gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die einzige 1 zeigt ein Regelschema einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug zur vernetzten und integrierten Steuerung und/oder Regelung eines Innenraumklimas eines Kraftfahrzeuges.
1 zeigt ein Regelschema einer Regeleinrichtung 1 eines Kraftfahrzeuges 3 zur Steuerung und/oder Regelung eines Innenraumklimas eines Innenraums 4 des Kraftfahrzeuges 3. Die Regeleinrichtung 1 weist einen Regler 5 zur Ansteuerung von einer Vielzahl von Stellgliedern 7 auf, beispielsweise einer Frisch-/ Umluftklappe 9, einer Klimaanlage 11, einer Sitztemperierung 13 und/oder einer Beschattungseinrichtung 15. Die Sitztemperierung 13 kann beispielsweise eine Sitzheizung und/oder eine Sitzkühlung aufweisen. Die Stellglieder der Klimaanlage 11 können beispielsweise eine Kälteleistung eines Klimakompressors der Klimaanlage und eine Gebläsestufe der Klimaanlage beeinflussen. Die Regeleinrichtung 1 weist außerdem eine Vielzahl von Sensoren 17 auf, beispielsweise einen Innentemperatursensor 19, einen Feuchtesensor 21, einen Luftqualitätssensor 23, einen Außentemperatursensor 25, einen Solarsensor 27 und/oder eine Sitzbelegungserkennung 29. Bei dem Innentemperatursensor 19 kann es sich auch um eine Vielzahl von verschiedenen Innentemperatursensoren handeln, beispielsweise um verschiedene Klimazonen des Innenraums des Kraftfahrzeuges 3 zu ermöglichen. Ebenso kann dies für den Feuchtesensor 21 und den Luftqualitätssensor 23 der Fall sein.
Die Messwerte der Sensoren 17 können in Vektoren abgelegt werden. Der Innentemperatursensor 19, der Feuchtesensor 21 sowie der Luftqualitätssensor 23 können zu einem Istwert-Vektor 31 zusammengefasst werden. Die Messwerte des Außentemperatursensors 25, des Solarsensors 27 sowie des Sitzbelegungserkennungssensors 29 können zu einem Störgrößenvektor 33 zusammengefasst werden. Der Istwert-Vektor 31 sowie der Störgrößenvektor 33 beschreiben das Innenraumklima des Kraftfahrzeuges 3 und werden dem Regler 5 zur Verfügung gestellt. Der Istwert-Vektor 31 kann mit einem Sollwert-Vektor 35 verrechnet und ebenfalls dem Regler 5 zur Verfügung gestellt werden.
Auf den Innenraum 4 des Kraftfahrzeuges 3 wirken Störgrößen 37 ein. Die Störgrößen 37 wirken sich auf das Innenraumklima des Innenraums 4 des Kraftfahrzeuges 3 aus und können mittels der Sensoren 25, 27, 29 in den Störgrößenvektor 33 umgesetzt werden. Mittels des Störgrößenvektors 33 kann beispielsweise eine Störgrößenaufschaltung für eine schnellere Steuerung und/oder Regelung des Innenraumklimas des Innenraums 4 realisiert werden. Aus dem Istwert-Vektor 31, dem Störgrößenvektor 33 und/oder dem Sollwert-Vektor 35 kann der Regler 5 der Regeleinrichtung 1 einen Stellgrößenvektor 39 ermitteln beziehungsweise berechnen. Der Stellgrößenvektor 39 steuert die nachgeschalteten Stellglieder 7. Vorteilhaft kann der Regler 5 die Informationen sämtlicher Sensoren 17 zur Ansteuerung sämtlicher Stellglieder 7 des Kraftfahrzeuges 3 im Sinne einer vernetzten und/oder integrierten Regelung und/oder Steuerung des Innenraumklimas des Innenraums 4 des Kraftfahrzeuges 3 mit einbeziehen.
Vorteilhaft kann die Vielzahl von Einrichtungen zur Beeinflussung des Innenraumklimas des Innenraums 4 des Kraftfahrzeuges 3 berücksichtigt werden. Vorteilhaft kann mittels des Reglers 5 der Regeleinrichtung 1 vernetzt eine Regelung für einen thermischen Komfort, also Kühlung und/oder Heizung des Innenraums 4 gewährleistet werden. Vorteilhaft können ohnehin vorhandene Sensoren 19 - 29 des Kraftfahrzeuges 3 in das Reglerkonzept mit einbezogen werden. Vorteilhaft kann der Reglerentwurf des Reglers 5 hinsichtlich eines Energiebedarfs für die Klimatisierung bei gleichzeitiger Beibehaltung oder Verbesserung des Komforts optimiert werden. Zusätzlich kann vorteilhaft ein Bauraumbedarf für die Klimaanlage 11 verringert werden, insbesondere durch eine schwächere Auslegung, beispielsweise durch eine reduzierte Kälteleistungsfähigkeit oder geringere maximale Luftmassenströme.
Vorteilhaft kann die Regeleinrichtung 1 zur schnellstmöglichen und wirtschaftlichsten Erreichung eines Komfortbereichs des Innenraumklimas eingesetzt werden. Vorteilhaft muss die Klimaanlage 11 unmittelbar nach dem Start nicht mit voller Leistung betrieben werden, bis eine vorgegebene Innenraum-Solltemperatur erreicht ist. Im Falle des vorliegenden vernetzten Systems der Regeleinrichtung 1 kann bei einem Start des Kraftfahrzeuges 3 zuerst die Sitztemperierung 13 beziehungsweise eine Sitzkühlung der Sitztemperierung 13 mit voller Leistung betrieben werden. Durch die Einbindung von Signalen 41 weiterer Komponenten des Kraftfahrzeugs 3, z.B. eines Signals einer Zentralverriegelungsfernbedienung des Kraftfahrzeuges 3, können ein oder mehrere Sitze vor dem eigentlichen Fahrzeugstart auch vorgekühlt werden. Die Klimaanlage 11 kann während der Abkühlphase mit geringerer Leistung betrieben werden. Bei Annäherung der Ist-Temperatur an die Soll-Temperatur wird die Leistung der Sitzkühlung sukzessive reduziert. Durch einen auf diese Weise durchgeführten Abkühlvorgang kann der Energieaufwand für den thermischen Komfort insgesamt reduziert werden. Vorteilhaft ist es auch möglich, durch eine solche Integration der Klimaanlage 11 und der Sitztemperierung 13 auf einfache Art und Weise mehrere Klimazonen, beispielsweise vier Klimazonen des Kraftfahrzeuges 3 zu realisieren. Vorteilhaft ist bei Einbeziehung der Sitztemperierung 13 dies sehr viel weniger aufwändig als beispielsweise vier Klimazonen allein durch eine konventionelle Klappen-, Gebläse und Leistungssteuerung der Klimaanlage 11 zu erzeugen.
Vorteilhaft kann durch die Einbeziehung der Sitzbelegungserkennung 29 der Regler 5 für thermischen Komfort entscheiden, ob es wirtschaftlicher ist, eine gewünschte Abkühlung über eine Temperaturabsenkung des gesamten Innenraums 4 oder über die Abkühlung eines einzelnen Sitzes zu realisieren.
Vorteilhaft kann unter Einbeziehung von Sensorinformationen des Solarsensors 27 in den Regler 5 für thermischen Komfort eine Beschattung des Fahrzeuginnenraums mittels der Beschattungseinheit 15, beispielsweise Jalousien, oder elektrisch schaltbare Verdunkelung automatisiert werden. Die gegebenenfalls ohnehin vorhandene Beschattungseinheit 15 muss in diesem Fall nicht mehr manuell bedient werden.
Vorteilhaft lassen sich im Umluftbetrieb gegenüber einem Frischluftbetrieb bis zu 50 % Energie beim Heizen oder Kühlen einsparen. Vorteilhaft kann dennoch mittels der Auswertung des Feuchtesensor 21 und/oder des Luftqualitätssensor 23 ein verstärkter Scheibenbeschlag und/oder schlechte Luftqualität im Innenraum 4 vermieden werden. Entsprechende Messwerte können dank der vernetzten Regelung zu einer entsprechenden Stellbewegung der Umluftklappe 9 und/oder weiterer Stellelemente der Klimaanlage 11 umgesetzt werden, wobei vorteilhaft ohne Einbußen von Komfort Energie eingespart werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Regeleinrichtung
3: Kraftfahrzeug
4: Innenraum
5: Regler
7: Stellglieder
9: Frisch-/ Umluftklappe
11: Klimaanlage
13: Sitztemperierung
15: Beschattungseinrichtung
17: Sensoren
19: Innentemperatursensor
21: Feuchtesensor
23: Luftqualitätssensor
25: Außentemperatursensor
27: Solarsensor
29: Sitzbelegungserkennungssensor
31: Istwert-Vektor
33: Störgrößenvektor
35: Sollwert-Vektor
37: Störgrößen
39: Stellgrößenvektor
41: Signal

Claims

Verfahren zur vernetzten Steuerung von einer ein Innenraumklima eines Innenraums (4) eines Kraftfahrzeuges (3) beeinflussenden Klimaanlage (11) und zumindest einer weiteren von der Klimaanlage (11) unabhängigen, das Innenraumklima des Innenraums (4) beeinflussenden und ansteuerbaren Komponente (9,13,15) des Kraftfahrzeuges (3), mit folgenden Schritten: - Ermitteln eines Istwert-Vektors (31) mit zumindest einer das Innenraumklima charakterisierenden Größe, - Ermitteln eines Stellgrößenvektors (39) in Abhängigkeit des Istwert-Vektors (31), - Ansteuern der Klimaanlage (11) und der zumindest einen weiteren Komponente (9,13,15) mittels des Stellgrößenvektors (39), - Betreiben einer Sitzkühlung (13) als weitere Komponente mit voller Leistung und Betreiben der Klimaanlage (11) mit einer verringerten Kühlleistung, solange der Istwert-Vektor (31) folgende Werte aufweist: eine Innenraumtemperatur ist größer als eine Schwelltemperatur, ein Startvorgang des Kraftfahrzeuges (3) liegt weniger als eine Zeitspanne t_start zurück.
Verfahren nach Anspruch 1, mit folgendem Schritt: - Ermitteln des Stellgrößenvektors (39) in Abhängigkeit des Istwert-Vektors (31) und eines Sollwert-Vektors (35).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: - Ansteuern einer Sitztemperierung (13) mittels des Stellgrößenvektors (39) als weitere Komponente.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: - Reduzieren der Leistung der Sitzkühlung, ausgehend von einem Betreiben der Sitzkühlung (13) mit voller Leistung, solange der Istwert-Vektor (31) folgende Werte aufweist: eine Innenraumtemperatur ist größer als eine Schwelltemperatur, ein Startvorgang des Kraftfahrzeuges (3) liegt weniger als eine Zeitspanne t_start zurück, und solange die Innenraumtemperatur beabstandet in einem vorgegebenen Intervall zu einer Solltemperatur des Innenraumklimas des Innenraums (4) hin abfällt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden drei Ansprüche, mit folgendem Schritt: - Betreiben der Sitzkühlung mit voller Leistung, wenn die Innenraumtemperatur größer ist als die Schwelltemperatur und wenn ein Signal einer Fernbedienung des Kraftfahrzeuges (3) ein Öffnen des Kraftfahrzeuges (3) anzeigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, mit folgendem Schritt: - Getrenntes Ansteuern von zumindest zwei Sitzen, vorzugsweise vier oder fünf Sitzen, der Sitztemperierung (13) in Abhängigkeit des Istwert-Vektors (31) und des Sollwert-Vektors (35), wobei der Istwert-Vektor (31) und der Sollwert-Vektor (35) pro Sitz eine Klimazone des Kraftfahrzeuges (3) abbilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: - Ansteuern der Sitztemperierung (13) in Abhängigkeit eines Signals einer Sitzbelegungserkennung (29) des Kraftfahrzeuges (3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: - Ermitteln eines Störgrößenvektors (33) mit zumindest einer das Innenraumklima des Innenraums (4) beeinflussenden Größe.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit folgendem Schritt: - Ermitteln des Stellgrößenvektors (39) in Abhängigkeit des Störgrößenvektors (33).
Verfahren nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, mit folgendem Schritt: - Ermitteln des Störgrößenvektors (33) in Abhängigkeit einer mittels eines Solarsensors (27) gemessenen Strahlungsintensität.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit folgendem Schritt: - Ermitteln folgender Größen des Stellgrößenvektors (39) in Abhängigkeit der Strahlungsintensität des Störgrößenvektors (33): Einstellen einer Beschattungseinheit (15) zum Beschatten des Innenraums (4).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: - Ermitteln des Istwert-Vektors (31) mittels Signalen von zumindest einem der folgendem Sensoren: ein Feuchtesensor (21), ein Luftqualitätssensor (23), ein CO₂-Sensor des Luftqualitätssensors (23).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit folgendem Schritt: - Ermitteln folgender Größe des Stellgrößenvektors (39) in Abhängigkeit der Signale des CO₂-Sensors und/oder des Feuchtesensor (21) des Istwert-Vektors (31): Einstellen einer Umluftklappe (9) der Klimaanlage (11) des Kraftfahrzeuges (3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, mit folgendem Schritt: - Ermitteln des Istwert-Vektors (31) und/oder das Störgrößenvektors (33) in Abhängigkeit von Signalen von zumindest einem oder mehreren der folgenden Messglieder: ein Innenraumtemperatursensor (19), ein Außentemperatursensor (25), ein Solarsensor (27), ein Feuchtesensor (21), ein Luftqualitätssensor (23), ein CO₂-Sensor des Luftqualitätssensors (23), eine Sitzbelegungserkennung (29).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 14, mit folgendem Schritt: - Ermitteln des Stellgrößenvektors (39) mit zumindest einer oder mehrerer der folgenden Stellgrößen: Ansteuerung der Umluftklappe (9), Ansteuerung der Klimaanlage (11), Ansteuerung der Sitztemperierung (13), Ansteuerung der Beschattungseinheit (15).
Regeleinrichtung (1) zur Regelung und/oder Steuerung eines Innenraumklimas eines Innenraums (4) eines Kraftfahrzeuges (3), ausgelegt und/oder eingerichtet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Regeleinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, mit zumindest einem oder mehreren der folgenden Messglieder (17): ein lnnentemperatursensor (19), ein Feuchtesensor (21), ein Luftqualitätssensor (23), ein CO₂-Sensor des Luftqualitätssensors (23), ein Außentemperatursensor (25), ein Solarsensor (27), eine Sitzbelegungserkennung (29) und zumindest einem oder mehreren der folgenden Stellglieder (7): eine Umluftklappe (9), eine Klimaanlage (11), eine Sitztemperierung (13), eine Sitzkühlung der Sitztemperierung (13), eine Beschattungseinheit (15) und einem die Stellglieder (7) mittels eines aus den Messgliedern (17) gewinnbaren Istwert-Vektors (31) sowie Störgrößenvektors (33) und eines vorgebbaren Sollwert-Vektors (35) bestimmbaren Stellgrößenvektors (39) ansteuernden Regler (5).
Kraftfahrzeug (3) mit einer Regeleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche.