DE102008051975A1

DE102008051975A1 - Positionsabhängige Steuerung einer Klimaanlage in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008051975A1
Application number: DE200810051975
Authority: DE
Inventors: Thomas Banschbach
Original assignee: Aurora Konrad G Schulz GmbH and Co KG
Current assignee: Aurora Konrad G Schulz GmbH and Co KG
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2010-04-22

Abstract

In einem Fahrzeug wird eine Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung, basierend auf einer erfassten Position gesteuert und von einem ersten Betriebszustand, in dem die Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung ihren bestimmungsgemäßen Zweck erfüllt in einen zweiten Betriebszustand, in dem die Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung gepflegt wird, überführt. Auf diese Weise kann die Lebensdauer der Heizungs-, Klimatisierung- und/oder Belüftungsvorrichtung verlängert werden, während gleichzeitig der Aufwand für die Pflege verringert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung, inbesondere mit einer Klimaanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern einer Baugruppe eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Klimaanlagen in Fahrzeugen werden zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Raumklimas in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs eingesetzt. Sie weisen einen Kühlkreislauf und einen Wärmetauscher, wie beispielsweise einen Verdampfer auf, um die Temperatur der Luft im Innenraum eines Fahrzeugs zu regeln. Über ein Luftleitungssystem wird Luft im Innenraum des Fahrzeugs zum Wärmetauscher hin und vom Wärmetauscher weg transportiert.
In Klimaanlagen können sich Schmutz ansammeln und Feuchtigkeit bilden, was zu unangenehmen Gerüchen und sogar zur Schimmelpilzbildung führen kann.
Hierzu ist es bereits vorgeschlagen worden, die Klimaanlage in regelmäßigen Wartungsintervallen zu desinfizieren, wobei die Desinfektion selbst jedoch aufwändig und entsprechende Desinfektionsanlagen teuer sind.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern wenigstens einer Baugruppe eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 zu schaffen, mit denen eine bessere Pflege der Fahrzeugs und insbesondere die Vermeidung unangenehmer Gerüche gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug eine Steuervorrichtung auf, mit der die Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung, die prinzipiell auch jede andere Baugruppe in einem Fahrzeug sein kann, basierend auf einer ermittelten Position des Fahrzeugs von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand überführt werden kann. In diesem zweiten Betriebszustand wird die Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung und/oder die Baugruppe gereinigt, getrocknet und/oder desinfiziert, also gepflegt, so dass beispielsweise Schimmelbildung und Rost vermieden werden können.
Obwohl die erfindungsgemäße Pflege für alle Baugruppen im Fahrzeug, beispielsweise auch für den Radkasten, geeignet ist, ist die Erfindung besonders günstig zusammen mit einer Klimaanlage eines Fahrzeugs einsetzbar. Von dieser können schon während der Fahrt, jedoch etwas vor dem Erreichen der Zielposition, solche Komponenten abgeschaltet werden, die zur Feuchtigkeitsbildung in der Klimaanlage beitragen, beispielsweise der Kühlkreislauf. Auf diese Weise wird die Entstehung weiterer Feuchtigkeit verhindert und die bereits bestehende Feuchtigkeit kann noch vor Erreichen der Zielposition des Fahrzeugs trocknen, so dass Schimmelbildung oder andere biologischen Zersetzungsprozesse erschwert oder verhindert werden und Geruchsbildung nach dem Abstellen des Fahrzeugs vermieden wird. Aufwendige Pflegemaßnahmen an der Klimaanlage nach dem Abstellen des Fahrzeugs, insbesondere die regelmäßige Desinfektion während der Wartung, sind so überflüssig.
Die Trocknung der Klimaanlage kann beschleunigt werden, wenn die trocknungsunterstützenden Komponenten wie das Gebläse der Klimaanlage im zweiten Betriebszustand weiter betrieben werden. Das Gebläse führt der Klimaanlage dann trockene Umluft zu, und trocknet die feuchten Komponenten wie beispielsweise den Wärmetauscher und/oder das Luftleitungssystem.
Mit einem Hauptschalter zum Ein- und Ausschalten der Steuervorrichtung kann der Benutzer selbst entscheiden, ob er die Klimaanlage bis Fahrtende benutzt oder ob der erfindungsgemäße zweite Betriebszustand automatisch aktiviert werden soll, bevor das Fahrtende erreicht ist.
Die Steuervorrichtung kann die Position des Fahrzeugs auf jede erdenkliche Art und Weise bestimmen. Vorzugsweise werden dazu GPS-Signale beispielsweise durch ein Navigationsgerät ausgewertet. Die Steuervorrichtung kann vom Navigationsgerät ein Signal empfangen, aus dem sich die ermittelte Position des Fahrzeugs ergibt. Alternativ kann auch der Kilometerzähler des Fahrzeugs zur Positionsermittlung herangezogen werden. Dabei wird die Position jedoch nicht direkt, sondern über die gefahrene Wegstrecke ermittelt. Für den Einsatz des Kilometerzählers zur Positionsermittlung ist daher eine weitere Information wie beispielsweise die Gesamtfahrstrecke des Fahrzeugs notwendig, um Rückschlüsse auf die Position des Fahrzeugs zu ziehen. Die Position des Fahrzeugs kann auch über Mobilfunksignale, wie sie beispielsweise von tragbaren Telefonen verwendet werden, oder über RDS-Signale, die die Region eines empfangenen Radiosenders signalisieren, bestimmt werden.
In einer besonderen Ausgestaltung ermittelt die Steuervorrichtung die Restfahrzeitdauer des Fahrzeugs bis zum Ziel. Rechtzeitig vor dem Erreichen des Ziels wird die Steuervorrichtung in den zweiten Betriebszustand versetzt, in welchem der Kühlkreislauf der Klimaanlage ausgeschaltet ist und das Gebläse weiterläuft. Während dieses Betriebszustandes trocknet das Gebläse den Wärmetauscher und das Luftleitungssystem vollständig aus.
Es versteht sich, dass die Umschaltzeit in den zweiten Betriebszustand dabei so gewählt ist, dass die Restfahrzeitdauer ab der Umschaltzeit länger als oder wenigstens gleich der zu erwartenden Trocknungszeitdauer der Klimaanlage ist. Zur Bestimmung der Zielposition kann ein Navigationsgerät herangezogen werden. Dabei kann das Ziel direkt auf einer Landkarte bestimmt werden. Das Navigationsgerät kann dabei selbst als Steuervorrichtung dienen. Alternativ können aber auch zusätzliche Eingabemittel, wie beispielsweise eine Tastatur, vorgesehen sein. Mit der Tastatur wird die Zielposition des Fahrzeugs festgelegt. Die durch den Kilometerzähler erfasste zurückgelegte Strecke wird zu dieser Zielposition in Beziehung gesetzt, um die Restfahrzeitdauer des Fahrzeugs zu bestimmen. Die Zielposition kann über die Tastatur auch in Form einer Adresse oder einer Telefonnummer eingegeben werden, woraus eine zu erreichende Mobilfunkzelle ermittelt werden kann. Alternativ könnte aber auch ein zu erreichender Radiosender als Zielposition eingegeben werden.
Die Trocknungszeitdauer der Klimaanlage kann fest vorgegeben sein. Alternativ dazu können Eingabemittel vorgesehen sein, mit denen ein Benutzer die Trocknungszeitdauer selbst definieren kann. Diese Eingabemittel können beispielsweise ein Temperaturvorwahlelement der Klimaanlage, ein Eingabeelement am Navigationsgerät oder ein separater Wahlschalter sein. Um die Trocknungszeitdauer noch präziser zu bestimmen, kann mindestens ein Sensor vorgesehen sein, der wenigstens eine physikalische Größe bestimmt, die Einfluss auf die Trockung der Klimaanlage hat.
Als derartige physikalische Größe kann die Temperatur der Luft herangezogen werden, die vom Gebläse während des zweiten Betriebszustandes in die Klimaanlage geleitet wird, so dass der Sensor als Temperatursensor ausgebildet sein kann, der diese Lufttemperatur misst. Es ist auch möglich, die Außenlufttemperatur des Fahrzeugs zu bestimmen und auszuwerten, wobei die Außenlufttemperatur auch indirekt über den Sonneneinstrahlwinkel auf das Fahrzeug bestimmt werden kann. Dies kann beispielsweise direkt über das GPS-Signal durch das Navigationsgerät erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Motordrehzahl und damit indirekt die Motorwärme bestimmt und ausgewertet werden. Als weitere physikalische Größe ist es alternativ oder zusätzlich auch möglich, die Temperatur der eingeleiteten Luft über die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auszuwerten. Alterna tiv oder Zusätzlich kann zur Bestimmung der Trocknungszeitdauer der Feuchtigkeitsgrad innerhalb der Klimaanlage bestimmt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
Es zeigt:
1 eine Klimaanlage gemäß der Erfindung mit einem an einen Kühlkreislauf angeschlossenen Wärmetauscher;
2 ein Zeitdiagramm mit zwei Betriebszuständen der Klimaanlage aus 1;
3 ein Zustandsdiagramm für eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung der Klimaanlage aus 1;
4 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit der Klimaanlage aus 1;
5 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit der Klimaanlage aus 1; und
6 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit der Klimaanlage aus 1.
In 1 ist eine Klimaanlage 10 für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem Kühlkreislauf 12 und einem daran angeschlossenen Wärmetauscher 14 gezeigt. Dieser wird von Luft durchströmt, die in eine Luftleitung 16 eintritt, in der ferner ein Gebläse 18 angeordnet ist. Das Gebläse 18 erzeugt eine Luftströmung in der Luftleitung 16, wobei Luft 20 am Wärmetauscher 14 abgekühlt wird. Durch das Abkühlen verliert die Luft 20 Feuchtigkeit 22, die sich am Wärmetauscher 14 und an den Wänden der Luftleitung 16 absetzt.
Erfindungsgemäß wird die Klimaanlage 10 automatisch getrocknet, und zwar deutlich bevor das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Klimaanlage 10 an seiner Zielposition abgestellt wird.
Gemäß 2 wirdü die Klimaanlage 10 dazu zunächst in einem Kühlzustand KZ_K und dann in einem Trocknungszustand TZ_K betrieben. Im Kühlzustand KZ_K, der mit der Startzeit t₀ beim Einschalten der Klimaanlage 10 beginnt, werden dem Kühlkreislauf 12 und dem Gebläse 18 Energie E zugeführt, so dass die Klimaanlage 10 kühlt. Erfindungsgemäß wird die Klimaanlage 10 des erfindungsgemäßen Fahrzeugs getrocknet bevor das Ziel erreicht wird, was eine vorbestimmte Trocknungszeitdauer
erfordert. Wird das Ziel zu einer Zielzeit t₂ erreicht, so muss die Trocknung der Klimaanlage 10, und damit das Umschalten in den Trocknungszustand TZ_K, spätestens zu einer Umschaltzeit t₁ beginnen, die mindestens um die Trocknungszeitdauer
vor der Zielzeit t₂ liegt. Mit der Umschaltzeit t₁ wird der Kühlkreislauf 12 abgeschaltet, so dass das Gebläse 18 die Trocknung des Wärmetauschers 14 und des Luftleitungssystems 16 durch die Zufuhr warmer Luft 20 in die Klimaanlage 10 unterstützen kann.
Vorzugsweise wird die Klimaanlage 10 durch eine Steuervorrichtung 26 in die entsprechenden Betriebszustände KZ_K, TZ_K überführt. In der einfachsten Ausführung ist die Steuervorrichtung ein Zustandsautomat, dessen Zustandsdiagramm 28 in 3 dargestellt ist.
In einem Aus-Zustand IZ_S ist die Steuervorrichtung 26 ausgeschaltet, so dass die Klimaanlage 10 entweder ohne Beeinflussung durch die Steuervorrichtung 26 läuft oder ebenfalls ausgeschaltet ist. Mit einem Einschaltsignal s_AD wird die Steuervorrichtun 26 in Betrieb genommen.
Der auf den Aus-Zustand IZ_S folgende Zustand hängt davon ab, wie nah das erfindungsgemäße Fahrzeug seinem Ziel ist. Hierzu wird aus der Entfernung zum Ziel eine Restfahrzeitdauer ermittelt und ausgewertet. Durch die Auswertung wird bestimmt, ob die in 2 dargestellten Zeiten erreicht sind. Ist die Umschaltzeit t₁ noch nicht erreicht, so wechselt die Steuervorrichtung 26 in eine Kühlsteuerung KZ_S, so dass die Klimaanlage 10 im Kühlzustand KZ_K betrieben wird. Ist zwar die Umschaltzeit t₁, aber noch nicht die Zielzeit t₂ erreicht, so wechselt die Steuervorrichtung 26 in eine Trocknungssteuerung TZ_S, so dass die Klimaanlage 10 im Trocknungszustand TZ_K betrieben wird. Ferner ist es ebenfalls möglich, dass die Zielzeit t₂ erreicht ist; in diesem Fall verbleibt die Steuervorrichtung 26 im Aus-Zustand IZ_S, bleibt also ausgeschaltet.
Der auf die Kühlsteuerung KZ_S folgende Zustand hängt von der Umschaltzeit t₁ ab. Ist diese überschritten, wechselt die Steuervorrichtung 26 in die Trocknungssteuerung TZ_S, ansonsten verbleibt sie in der Kühlsteuerung KZ_S.
Der auf die Trocknungssteuerung KZ_S folgende Zustand hängt von der Zielzeit t₂ ab. Ist diese überschritten, wechselt die Steuervorrichtung 26 in den Aus-Zustand IZ_S, ansonsten verbleibt sie in der Trocknungssteuerung TZ_S.
Im folgenden soll der Einsatz der Steuervorrichtung 26 im erfindungsgemäßen Fahrzeug anhand dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 4 erhält die Steuervorrichtung 26 von einem Startschalter 30 das Einschaltsignal s_AD, mit dem sie die Steuerung der Klimaanlage 10 übernimmt.
Zunächst gibt ein Benutzer über ein Temperaturwahlelement 32 der Klimaanlage 10 die Trocknungszeitdauer
manuell ein, die dann unmittelbar an die Steuervorrichtung 26 gesendet wird. Ein Navi gationsgerät 34, das über eine Antenne 36 ein GPS-Signal empfängt und so die aktuelle Position des erfindungsgemäßen Fahrzeugs auswertet, sendet darauf ein Signal mit der zu erwarteten Zielzeit t₂. Basierend auf der Zielzeit t₂ und der Trocknungszeitdauer
berechnet die Steuervorrichtung 26 schließlich die Umschaltzeit t₁.
Basierend hierauf ist die Steuervorrichtung 26 in der Lage, die Klimaanlage 10 über ein Steuersignal s_K gemäß dem Zustandsdiagramm aus 3 zu steuern.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist das Navigationsgerät 34 mit seiner Antenne 36 durch einen Kilometerzähler 38, einen Geschwindigkeitssensor 40 und eine Distanzeingabevorrichtung 42 ersetzt.
Somit unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel zum ersten Ausführungsbeispiel in der Ermittlung der Zielzeit t₂. Der Benutzer gibt an einer Distanzeingabevorrichtung 42 beim Start des Fahrzeugs die Distanz d_Z zum Ziel ein, die dann an die Steuervorrichtung 26 gesendet wird. Ein Kilometerzähler 40 ermittelt daraufhin ständig die zurückgelegte Strecke d_S des Fahrzeugs und übermittelt diese ebenfalls an die Steuervorrichtung. So kann die Steuervorrichtung 26 die noch zu fahrende Strecke berechnen. Mittels eines Geschwindigkeitssensors 42 ermittelt die Steuervorrichtung 26 die Durchschnittsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs und berechnet die Zielzeit t₂ basierend auf der noch zu fahrenden Strecke und der Durchschnittsgeschwindigkeit v berechnen.
Ein drittes Ausführungsbeispiel ist ebenfalls eine Abwandlung zum ersten Ausführungsbeispiel. Hier ist das Temperaturwahlelement 32 durch eine Reihe von Sensoren ersetzt, mit denen die Trocknungszeitdauer
rechnerisch bestimmt werden kann.
Beispielsweise kann mit einem Feuchtigkeitssensor 44 die Feuchtigkeit dinnerhalb der Klimaanlage 10 bestimmt werden, so dass die Trocknungszeitdauer
umso länger gewählt wird, je feuchter die Klimaanlage 10 ist.
Mit einem Temperatursensor 46, einem Drehzahlsensor 48 für den Motor und/oder dem Geschwindigkeitssensor 40 kann die Temperatur der zugeführten Luft abgeschätzt werden, so dass die Trocknungszeitdauer
um so kürzer gewählt wird, je wärmer die Luft ist.

Claims

Fahrzeug mit einer Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung, die von einer Steuervorrichtung wenigstens aus einem ersten in einen zweiten Betriebszustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Fahrzeugs; eine Berechnungseinrichtung zum Bestimmen eines Steuerwertes basierend auf der erfassten Position; und eine Einstelleinrichtung, mit welcher der Betriebszustand der Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung vom ersten in den zweiten Betriebszustand überführbar ist, wenn der Steuerwert einer Änderungsbedingung genügt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hauptschalter zum Ein- und Auschalten wenigstens der Steuervorrichtung, mit welchem die erfindungsgemäße Steuerung wahlweise aktivierbar und/oder abschaltbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung eine Klimaanlage mit wenigstens einem Kühlkreislauf; einem Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen dem Kühlkreislauf und Umgebungsluft; und vorzugsweise einem Leitungssystem zum Transport der Umgebungsluft zum und vom Wärmetauscher aufweist, wobei der Kühlkreislauf im ersten Betriebszustand eingeschaltet und im zweiten Betriebszustand ausgeschaltet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Gebläse zum Zuführen von Luft in die Klimaanlage, wobei das Gebläse im zweiten Betriebszustand eingeschaltet ist, und insbesondere im ersten Betriebszustand ebenfalls eingeschaltet ist.
Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerwert einer Restfahrzeit entspricht, die sich aus einer benötigten Fahrzeit von der erfassten Position bis zu einer Zielposition ergibt.
Fahrzeug nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Zielpositionseingabevorrichtung zum Eingeben der Zielposition in Form geometrischer Koordinaten; in Form einer Adresse; in Form einer Telefonnummer; in Form eines Radiosenders; und/oder in Form einer Weglänge.
Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielpositionseingabevorrichtung ein Navigationsgerät ist, an dem die Zielposition auf einer Landkarte bestimmbar ist.
Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung ein GPS-Ortungsgerät, insbesondere ein Navigationsgerät, zum Erfassen der Position des Fahrzeugs basierend auf einem GPS-Signal; und/oder ein Kilometerzähler zum Erfassen der Position des Fahrzeugs basierend auf einer zurückgelegten Wegstrecke aufweist.
Fahrzeug nach der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Zeitpunkt, an dem die Änderungsbedingung erfüllt ist, ein Zeitintervall beginnt, während dem sich die Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung im zweiten Betriebszustand befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Zeitintervalls wenigstens eine Komponente der Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung, insbesondere der Wärmetauscher und/oder das Leitungssystem der Klimaanlage, bis zu einem vorbestimmten Feuchtigkeitsgrad, vorzugsweise vollständig, austrocknet.
Fahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall fest vorgegeben, vorzugsweise in der Steuervorrichtung gespeichert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall über ein Temperaturvorwahlelement der Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung; und/oder über einen separaten Wahlschalter veränderbar und/oder einstellbar ist.
Fahrzeug nach einem Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung zum Einstellen und/oder Ändern des Zeitintervalls basierend auf einem Ausgangssignal mindestens eines Sensors vorgesehen ist.
Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen Systemschalter aufweist, mit welchem wenigstens einige, insbesondere alle, Komponenten der Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung ein- und/oder ausschaltbar sind, wenn das Fahrzeug seine Zielposition erreicht hat.
Verfahren zum Steuern wenigstens einer Baugruppe, insbesondere einer Heizungs-, Klimatisierungs- und/oder Belüftungsvorrichtung, eines Fahrzeugs, wobei die Baugruppe von einer Steuervorrichtung wenigstens aus einem ersten in einen zweiten Betriebszustand überführbar ist, gekennzeichnet durch die Schritte: Erfassen einer Position des Fahrzeugs; Bestimmen eines Steuerwertes basierend auf der erfassten Position; und Ändern des Betriebszustands der Baugruppe vom ersten in den zweiten Betriebszustand, wenn der Steuerwert einer Änderungsbedingung genügt.