DE102008030800A1

DE102008030800A1 - Verfahren zur Regelung einer Heiz-und Klimaanlage für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008030800A1
Application number: DE200810030800
Authority: DE
Inventors: Michael Jakob
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-06-28
Filing date: 2008-06-28
Publication date: 2009-12-31

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung einer Heiz- und Klimaanlage mit einer aktivierbaren Kühlfunktion für ein Fahrzeug mit verschließbaren Karosserieöffnungen, insbesondere einem öffnen- und schließbaren Verdeck, wobei bei Aktivierung der Kühlfunktion die in den Fahrzeuginnenraum einströmende Luft mittels eines Klimakompressors gekühlt und getrocknet, und anschließend auf die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur erwärmt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei geöffneter Karosserieöffnung und aktivierter Kühlfunktion der Klimakompressor nur dann aktiv ist, wenn zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Ausblastemperatur ein Abkühlen der einströmenden Luft mittels Klimakompressor notwendig ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Regelung einer Heiz- und Klimaanlage mit einer aktivierbaren Kühlfunktion zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums für ein Fahrzeug mit verschließbaren Karosserieöffnungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derzeit sind bereits viele Kraftfahrzeuge mit einer Fahrzeug-Heiz- und Klimaanlage bekannt, bei denen bei manueller oder automatischer Aktivierung einer Kühlfunktion die angesaugte Luft gemäß dem Kundenwunsch abgekühlt wird. Dabei wird die über die Auslässe der Heiz- und Klimaanlage in den Fahrzeuginnenraum einströmende Luft mittels eines Klimakompressors gekühlt, getrocknet und anschließend auf die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur erwärmt. Dies erfolgt in der Regel ab einer Mindestaußentemperatur von bspw. –2°C im Normalbetrieb und ca. –10°C im Umluftbetrieb.
Die Entscheidung, ob ein Betrieb der Klimaanlage zur Kühlung oder Entfeuchtung der Luft erforderlich ist, wird dabei zumindest indirekt dem Kunden überlassen. So ist die Kühlfunktion aktiv, wenn der Benutzer ein dafür vorge sehenes Bedienelement betätigt, oder wenn er ein Automatikprogramm aufruft, durch das automatisch auch die Kühlfunktion aktiviert wird.
Sobald die Kühlfunktion aktiv ist, muss die Antriebseinheit zusätzlich den Klimakompressor antreiben, was sich trotz häufig vorhandener Klimakompressorregelung negativ auf den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs auswirkt.
Befindet sich die Heiz- und Klimaanlage in einem Fahrzeug mit verschließbaren Karosserieöffnungen, insbesondere in einem Fahrzeug mit einem öffnen- und schließbarem Verdeck, kann die Regelung der Heiz- und Klimaanlage derart ausgestaltet sein, dass bei ansonsten gleichen Umgebungsbedingungen eine unterschiedliche Regelung der Heiz- und Klimaanlage in Abhängigkeit vom Zustand des Verdecks stattfindet, da die Fahrzeuginsassen die Witterungseinflüsse bei geöffnetem Verdeck wesentlich stärker wahrnehmen als bei geschlossenem Verdeck.
So offenbart die DE 102 57 587 B3 ein Verfahren zur Regelung einer Klimaanlage in einem Fahrzeug mit verschließbaren Karosserieöffnungen, wobei nur bei geschlossenem Verdeck eine herkömmliche bzw. übliche Regelung der Klimaanlage stattfindet. Ist das Verdeck offen, erfolgt eine Umschaltung auf eine Regelung der Ausblastemperatur und des Luftmassenstroms in Abhängigkeit von der gemessenen solaren Strahlung, der Umgebungstemperatur und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
In der DE 103 42 987 A1 wird ebenfalls ein Verfahren zur Regelung einer Klimaanlage in einem Fahrzeug mit verschließbaren Karosserieöffnungen beschrieben, wobei in Abhängigkeit von der Schließstellung des Verdecks eine unterschiedliche Temperatursteuerung vorgenommen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein für ein Fahrzeug mit verschließbaren Karosserieöffnungen verbessertes Verfahren zur Regelung einer Heiz- und Klimaanlage anzugeben, durch das ein unnötiger Kraftstoffverbrauch vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Fahrzeug-Heiz- und Klimaanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist bei Aktivierung der Kühlfunktion der Heiz- und Klimaanlage der Klimakompressor ständig in Betrieb, um die Luft abzukühlen und zu trocknen. Anschließend wird die gekühlte Luft wieder auf die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur erhöht. Durch den Betrieb des Klimakompressors erhöht sich der Kraftstoffverbrauch, da dieser über die Antriebseinheit, insbesondere über einen mit Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Um den Kraftstoffverbrauch nicht unnötig zu erhöhen, müsste der Benutzer zum einen selbst erkennen, wann der Klimakompressorbetrieb notwendig ist und zum anderen in Abhängigkeit davon den Kühlbetrieb ständig aktivieren bzw. deaktivieren. Grundgedanke der Erfindung ist nun, den Klimakompressor bei aktivierter Kühlfunktion nur im Bedarfsfall zu aktivieren, also bei bestimmten Bedingungen trotz aktivierter Kühlfunktion automatisch zu deaktivieren. Die automatische Bedarfserkennung des Klimakompressorbetriebs erfolgt nur bei aktivierter Kühlfunktion.
Da insbesondere bei offenem Verdeck eines Fahrzeugs nicht auf möglichen Scheibenbeschlag oder Geruch geachtet werden muss (was den Betrieb des Klimakompressors erfordern würde), lässt sich der Bedarf des Kühlbetriebs mittels Klimakompressors auf das Erreichen einer erforderlichen Soll-Ausblastemperatur reduzieren. Die Erfindung zeichnet sich somit dadurch aus, dass der Klimakompressor bei aktivierter Kühlfunktion und offener Karosserieöffnung nicht ständig aktiv ist, sondern nur dann, wenn zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Ausblastemperatur an den Auslässen der Kli maanlage ein Abkühlen der einströmenden Luft mittels Klimakompressor notwendig ist. Dadurch wird unnötiger Kraftstoffverbrauch vermieden und gleichzeitig der Klimakomfort ohne Einschränkungen gewährleistet. Durch die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs ergibt sich auch eine Reduzierung des CO₂-Ausstoßes.
Bei den verschließbaren Karosserieöffnungen kann es sich dabei um jede verschließbare Öffnung handeln, durch die bei offenem Zustand eine größere Verbindung zwischen dem Fahrzeuginnenraum und dem Fahrzeugäußerem besteht, z. B. um alle Fenster, ein Schiebedach, ein Faltdach oder um ein zu öffnendes Verdeck. Idealerweise wird eine geöffnete Karosserieöffnung jedoch nur dann detektiert, wenn bspw. das Verdeck oder alle Fenster des Fahrzeugs offen sind. Der Zustand bzw. die Position des schließbaren Verdecks kann bspw. über ein auf dem CAN-Bus anliegendes, den Zustand bzw. die Position des Verdecks wiedergebendes Signal erkannt werden.
Ein Abkühlen der Luft mittels Klimakompressors ist insbesondere dann notwendig, wenn die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur kleiner ist, als die ohne Betrieb des Klimakompressors zu erreichende Ausblastemperatur an den Auslässen der Klimaanlage. Wird die gewünschte Soll-Ausblastemperatur an den Auslässen der Klimaanlage ohne Betrieb des Klimakompressors erreicht, wird der Klimakompressor automatisch deaktiviert. In der Regel ist dies der Fall, wenn die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur zumindest nicht kleiner als die aktuelle Temperatur der in die Klimaanlage einströmenden Luft ist. Für den Benutzer wird der Kühlbetrieb jedoch weiter als aktiv angezeigt, indem das Bedienelement zum Aktivieren der Kühlfunktion weiter aktiviert bleibt.
Sollten sich bei aktiver Kühlfunktion und inaktivem Klimakompressor die Bedingungen ändern, so dass die gewünschte Soll-Ausblastemperatur ohne Betrieb des Klimakompressors nicht mehr erreicht wird, wird der Klimakom pressor automatisch wieder zugeschaltet. Ist der Betrieb des Klimakompressors nicht mehr notwendig, kann er wieder abgeschaltet werden. Um ein häufiges Zu- und Abschalten zu vermeiden, kann eine entsprechende Hysterese bei den Schaltschwellen bzw. den Bedingungen zum Zu- und Abschalten des Klimakompressors vorgesehen werden.
Vorteilhafterweise wird die Kühlfunktion der Heiz- und Klimaanlage manuell durch Betätigung eines dafür vorgesehenen Bedienelements aktiviert. Eine indirekte, quasi automatische Aktivierung der Kühlfunktion kann auch dann erfolgen, wenn der Benutzer ein Bedienelement zur Aktivierung eines Automatikprogramms betätigt. Durch diese Betätigung wird gleichzeitig die Kühlfunktion aktiviert, die jedoch auch manuell wieder deaktiviert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Fig. ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm hinsichtlich einer Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein derartiges Ablaufdiagramm kann bspw. in einem Steuergerät in einem Fahrzeug mit einem öffnen- und schließbaren Verdeck, insbesondere in einem Klimasteuergerät implementiert sein.
Das Ablaufdiagramm startet im Schritt 0, sobald die Heiz- und/oder Klimaanlage aktiv ist. Daraufhin wird in einem ersten Schritt 100 überprüft, ob das Verdeck des Fahrzeugs offen ist. Ist das Verdeck geschlossen wird zum Schritt 150 übergangen und eine herkömmliche Klimaregelung in Abhängigkeit der vom Benutzer eingestellten Parameter und der sonstigen Umgebungsparameter vorgenommen. Insbesondere erfolgt hier bei aktivierter Kühlfunktion und einer Außentemperatur, die zumindest nicht kleiner ist als eine erforderliche Mindesttemperatur ist, im Regelfall ein Kühlen und Trocknen der Luft mittels eines Klimakompressors. Anschließend wird die abgekühlte und getrocknete Luft wieder auf die erforderliche Soll-Ausblastemperatur erwärmt.
Wird im Schritt 100 erkannt, dass das Verdeck offen ist, wird im nächsten Schritt 200 abgefragt, ob die vorhandene Kühlfunktion aktiviert ist. Ist diese nicht aktiv, wird ebenfalls zum Schritt 150 übergegangen und eine herkömmliche Klimaregelung vorgenommen. Wird jedoch erkannt, dass die Kühlfunktion aktiv ist (bspw. aufgrund der Betätigung eines dafür vorgesehenen Bedienelements), wird im nächsten Schritt 300 überprüft, ob zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Ausblastemperatur der Betrieb des Klimakompressors KK, also ein Abkühlen der einströmenden Luft mittels Klimakompressor KK notwendig ist. Dazu wird überprüft, ob die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur kleiner ist, als die ohne Betrieb des Klimakompressors zu erreichende Ausblastemperatur. Ist dies der Fall wird im Schritt 400 der Klimakompressor KK aktiviert (bzw. bleibt aktiv) um die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur zu erreichen. Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 350 der Klimakompressor KK nicht aktiviert bzw. deaktiviert (falls er aufgrund einer vorherigen Regelung aktiv war) und es erfolgt eine Klimaregelung ohne aktiven Klimakompressor KK. Nach den Schritten 150, 350 und 400 beginnt der Ablauf des Verfahrens von vorne.
Um ein ständiges An- und Abschalten des Klimakompressors zu vermeiden, können die Temperaturschwellen zum Aktivieren bzw. Deaktivieren des Klimakompressors unterschiedlich gewählt werden, d. h. es wird bspw. ein Temperaturoffset in die Abfrage im Schritt 300 eingearbeitet, wenn der Klimakompressor gerade aktiv ist.
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 10257587 B3 [0006]
- DE 10342987 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Regelung einer Heiz- und Klimaanlage mit einer aktivierbaren Kühlfunktion für ein Fahrzeug mit verschließbaren Karosserieöffnungen, insbesondere einem öffnen- und schließbarem Verdeck, wobei bei Aktivierung der Kühlfunktion die in den Fahrzeuginnenraum einströmende Luft mittels eines Klimakompressors gekühlt und getrocknet, und anschließend auf die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneter Karosserieöffnung und aktivierter Kühlfunktion der Klimakompressor nur dann aktiv ist, wenn zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Ausblastemperatur ein Abkühlen der einströmende Luft mittels Klimakompressor notwendig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abkühlen der Luft mittels Klimakompressor dann notwendig ist, wenn die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur kleiner ist, als die ohne Betrieb des Klimakompressors zu erreichende Ausblastemperatur.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlfunktion manuell durch Betätigung eines dafür vorgesehenen Bedienelements oder automatisch durch Aktivierung eines vorgegebenen Automatikprogramms aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bei aktivierter Kühlfunktion inaktive Klimakom pressor wird aktiviert wird, wenn die vorgegebene Soll-Ausblastemperatur nicht mehr erreicht wird.
Heiz- und Klimaanlage mit einem Steuergerät zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche.