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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs sowie ein verfahrensgemäßes Kraftfahrzeug.
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Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs sind bekannt. Unter Zustand einer Klimatisierung eines Innenraums kann beispielsweise eine Klappenstellung von Ausblasöffnungen der Klimatisierung steuernder Klappen verstanden werden. Es ist bekannt, die Klappen mittels einer zentralen Klimasteuerung anzusteuern, wobei mittels der Steuersignale eine entsprechende Klappenstellung ermittelbar ist. Ferner ist es bekannt, zum Klimatisieren des Innenraums mittels Ausblasfühlern eine Ausblastemperatur an den Ausblasöffnungen zu ermitteln und diese mit einer Soll-Ausblastemperatur zu vergleichen. Insbesondere bei Fahrzeugen mit einer Start-Stopp-Automatik ist es bekannt, im Falle eines gestoppten Motors eine Abweichung zwischen Soll-Ausblas- und Ist-Ausblastemperatur zu ermitteln und abhängig davon gegebenenfalls den Motor wieder zu starten. Entsprechende Ausblasfühler sind dazu den Ausströmöffnungen zugeordnet, beispielsweise in der Nähe einer Schalttafel angeordnet. Die Ausströmöffnungen können manuell verschließbar und/oder mittels einer automatischen Klappensteuerung ansteuerbar sein.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Klimatisieren eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, insbesondere einen möglichst hohen Klimakomfort für Fahrzeuge mit Start-Stopp-Automatik bereitzustellen.
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Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Klimatisierung eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs mit Ermitteln einer eine erste Temperatur eines mittels der Klimatisierung des Kraftfahrzeug durch eine erste Ausblasöffnung in den Innenraum eingeblasenen Luftstroms kennzeichnenden ersten Temperaturgröße, Ermitteln einer eine zweite Temperatur bei einem Ausblasfluidpfad einer verschließbaren zweiten Ausblasöffnung kennzeichnenden zweiten Temperaturgröße und Ermitteln eines Öffnungszustands der verschließbaren zweiten Ausblasöffnung in Abhängigkeit von der ersten Temperaturgröße und der zweiten Temperaturgröße gelöst. Üblicherweise weisen Klimatisierungen eine zentrale Wärme- und/oder Kältequelle auf, von der ausgehend ein zentraler Luftstrom hin zu unterschiedlichen Ausblasöffnungen, die in den Innenraum münden, verteilt wird. Vorteilhaft kann davon ausgegangen werden, dass in allen Fluidpfaden ungefähr identische Temperaturen eingeblasen werden. Unterschiede ergeben sich jedoch aufgrund unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten, wodurch vorteilhaft mittels Messen beziehungsweise Ermitteln der Temperaturgrößen auf unterschiedliche Klappenstellungen geschlossen werden kann. Vorteilhaft kann in Kenntnis der ersten Temperaturgröße und der zweiten Temperaturgröße insbesondere ermittelt werden, ob die zweite Ausblasöffnung verschlossen ist. Bei der zweiten Ausblasöffnung kann es sich um eine manuell verschließbare Ausblasöffnung handeln, die mittels Bedienen durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs geschlossen oder geöffnet werden kann. Vorteilhaft sind zum Ermitteln der Schließstellung der zweiten Ausblasöffnung keine weiteren Sensoren, wie beispielsweise Kontaktgeber oder Ähnliches erforderlich. Eine Auswertung der Temperaturgrößen genügt, um die Information der Schließstellung der zweiten Ausblasöffnung zu ermitteln.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens sind ein Ermitteln einer Differenz der ersten Temperaturgröße und der zweiten Temperaturgröße und ein Ermitteln des Öffnungszustands in Abhängigkeit der Differenz vorgesehen. Vorteilhaft stellen sich aufgrund der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten, beim geschlossenen Zustand bis hin zu einem Stillstand der Strömung zur zweiten Ausblasöffnung hin, unterschiedliche Temperaturen ein. Vorteilhaft kann eine Differenz zwischen der ersten Temperaturgröße und der zweiten Temperaturgröße gebildet werden, die einen Rückschluss auf den Öffnungszustand der zweiten verschließbaren Ausblasöffnung ermöglicht.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Vorgeben eines Differenz-Schwellwerts, ein Vergleichen des Differenz-Schwellwerts mit der Differenz und ein Erkennen des Öffnungszustands als geschlossen, falls die Differenz den Differenz-Schwellwert übersteigt und als geöffnet, falls die Differenz den Differenz-Schwellwert unterschreitet, vorgesehen. Vorteilhaft kann mittels des Differenz-Schwellwerts ein Ansprechverhalten beim Ermitteln des Öffnungszustandes vorgegeben werden. Damit können beim Betrieb üblicherweise auftretende kleinere Temperaturschwankungen ausgeblendet werden beziehungsweise bleiben unberücksichtigt. Sobald jedoch die Differenz den Differenz-Schwellwert übersteigt, kann mit hoher Sicherheit angenommen werden, dass der zu erkennende Öffnungszustand, beispielsweise als geschlossen, auch tatsächlich vorliegt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Erkennen des Öffnungszustands als geschlossen, falls die Differenz den Differenz-Schwellwert übersteigt und dieser Zustand ununterbrochen mindestens während einer Entprellzeit andauert, ein Erkennen des Öffnungszustandes als geöffnet, falls die Differenz den Differenz-Schwellwert unterschreitet und dieser Zustand ununterbrochen mindestens während der Entprellzeit andauert, vorgesehen. Vorteilhaft kann die Erkennung mittels der Entprellzeit entprellt werden, so dass ein sehr häufiges Schalten in der Nähe des Differenz-Schwellwerts vermieden werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Vorgeben des Differenz-Schwellwerts in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Klimatisierung vorgesehen. Vorteilhaft kann der Differenz-Schwellwert an den Betriebszustand der Klimatisierung angepasst werden. Unter einem Betriebszustand kann eine beliebige Kombination von Größen der Klimatisierung, beispielsweise eine Ausblastemperatur, eine Klappenstellung, eine Kompressorleistung, eine Heizleistung und/oder Ähnliches verstanden werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Vorgeben des Differenz-Schwellwerts in Abhängigkeit zumindest eines Betriebszustandes der Klimatisierung der Gruppe: Kühlen, Heizen, ein Kompressorbetrieb eines Kompressors vorgesehen. Vorteilhaft kann der Differenz-Schwellwert an die unterschiedlichen Bedingungen, die beim Kühlen, beim Heizen beziehungsweise bei einem Kompressorbetrieb der Klimatisierung auftreten, angepasst werden. Üblicherweise treten beim Kühlen und beim Heizen unterschiedlich große Temperaturdifferenzen auf, so dass auch der Differenz-Schwellwert entsprechend zum Erkennen des Öffnungszustandes vorteilhaft angepasst werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Erkennen des Öffnungszustands als geschlossen, nur falls zusätzlich ein Temperaturklappenwinkel einer der ersten Ausblasöffnung zugeordneten Klappe einen Klappenwinkel-Grenzwert unterschreitet und ein Erkennen des Öffnungszustandes als geschlossen, nur falls zusätzlich eine einen Lastzustand des Kompressors kennzeichnende Kompressorlastgröße einen Kompressor-Grenzwert übersteigt, vorgesehen. Vorteilhaft kann sichergestellt werden, dass die Temperaturdifferenz für die Öffnungsstellung eine signifikante Information enthält. Für den Fall, dass beispielsweise die der ersten Ausblasöffnung zugeordnete, insbesondere mittels der Klimasteuerung ansteuerbare Klappe ebenfalls geöffnet ist, ist vorteilhaft die Temperaturdifferenz zum Bestimmen des Öffnungszustandes der zweiten Klappe aussagekräftig. Mittels des Klappenwinkel-Grenzwerts kann festgelegt werden, dass ein ausreichend großer Luftstrom durch den Ausblasfluidpfad der zweiten Ausblasöffnung geleitet wird. Analog verhält es sich bei dem Lastzustand des Kompressors, wobei bei einer ausreichend großen Last sich auch eine aussagekräftige Differenz zwischen der ersten Temperaturgröße und der zweiten Temperaturgröße einstellt.
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Die Aufgabe ist außerdem bei einem Kraftfahrzeug, eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Teilansicht einer Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs; und
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Ermitteln eines Zustands der in 1 gezeigten Klimatisierung.
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1 zeigt eine schematische Teilansicht einer Klimatisierung 1 eines ebenfalls nur teilweise dargestellten Kraftfahrzeugs 3. Die Klimatisierung 1 weist einen Klimakompressor 5 als Wärmesenke und eine Heizung 7 als Wärmequelle auf. Zur Vereinfachung sind weitere Komponenten der Klimatisierung nicht dargestellt. Der Klimakompressor 5 und die Heizung 7 sind mittels einer Steuerung 8 ansteuerbar und dienen zum Erwärmen beziehungsweise zum Abkühlen von Luftströmen, die mittels eines nicht näher dargestellten Gebläses über einen ersten Fluidpfad 9 und einen zweiten Fluidpfad 11 zu einer ersten Ausblasöffnung 13 und einer zweiten Ausblasöffnung 15 transportiert werden können. Die Strömungsrichtungen sind mittels Pfeilen 17 symbolisiert. Die Fluidpfade 9 und 11 beziehungsweise die Ausblasöffnungen 13 und 15 münden in einen Innenraum 19, beispielsweise die erste Ausblasöffnung 13 in einen Fußraum des Innenraums 19 und die zweite Ausblasöffnung 15 in einen Oberkörperraum des Innenraums 19. Neben den Fluidpfaden 9 und 11 und den Ausblasöffnungen 13 und 15 weist die Klimatisierung weitere Fluidpfade und zugeordnete Ausblasöffnungen auf, die in 1 jedoch vereinfachend nicht dargestellt sind.
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Dem ersten Fluidpfad 9 ist eine erste Klappe 21 zugeordnet. Mittels der ersten Klappe 21 kann der erste Fluidpfad 9 geöffnet oder verschlossen werden, wobei die erste Klappe 21 mittels der Steuerung 8 ansteuerbar ist.
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Der zweite Fluidpfad 11 ist mittels einer zweiten Klappe 23 öffenbar und abschließbar. Die zweite Klappe 23 ist nicht mittels der Steuerung 8 ansteuerbar und direkt dem Innenraum 19 zugeordnet. Um dennoch die zweite Klappe 23 öffnen und schließen zu können, weist diese ein nicht näher dargestelltes manuelles Bedienelement auf, so dass diese von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 3, der sich im Innenraum 19 befindet, manuell geöffnet oder geschlossen werden kann.
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Dem ersten Fluidpfad 9 ist ein erster Temperatursensor 25 und dem zweiten Fluidpfad 11 ein zweiter Temperatursensor 27 zugeordnet. Mittels des ersten Temperatursensors 25 kann eine eine erste Temperatur kennzeichnende erste Temperaturgröße 29 ermittelt werden. Die erste Temperaturgröße 29 kann von der Steuerung 8 erfasst und verarbeitet werden und kennzeichnet beispielsweise eine in dem ersten Fluidpfad 9 herrschende Temperatur, beispielsweise eine Ausblastemperatur in den Innenraum 19 eines durch die erste Ausblasöffnung 13 strömenden Luftstroms.
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Mittels des zweiten Temperatursensors 27 kann eine eine zweite Temperatur kennzeichnende zweite Temperaturgröße 31 ermittelt werden, die ebenfalls von der Steuerung 8 erfassbar und verarbeitbar ist. Bei der Temperatur kann es sich um eine Ausblastemperatur der zweiten Ausblasöffnung 15 handeln. Unter Temperaturgröße kann jegliche zur Beschreibung einer Temperatur geeignete Größe verstanden werden, beispielsweise in Form einer absoluten Temperatur in Kelvin, einer Temperatur in ° Fahrenheit, einer Temperatur in ° Celsius oder einer beliebigen anderen Größe, die in eine solche umrechenbar ist, beispielsweise eine elektrische Spannung und/oder ein elektrischer Strom.
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Vorteilhaft kann die Steuerung 8 die erste Temperaturgröße 29 und die zweite Temperaturgröße 31 so verarbeiten, dass daraus auf einen Öffnungszustand der zweiten, manuell bedienbaren Klappe 23 der zweiten Ausblasöffnung 15 geschlossen werden kann.
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2 zeigt einen schematischen Ablauf zum Ermitteln des Öffnungszustandes der ersten Ausblasöffnung 13 als geöffnet oder als geschlossen.
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In einem ersten Schritt 33 wird mittels des ersten Temperatursensors 25 die erste Temperaturgröße 29 gebildet. In einem zweiten Schritt 35 wird analog die zweite Temperaturgröße 31 gebildet. In einem dritten Schritt 37 wird eine Differenz der Temperaturgrößen gebildet. Mittels einer Verzweigung 39 wird abgeprüft, ob sich die Klimatisierung 1 in einem Heizbetrieb oder in einem Kühlbetrieb befindet, wobei in 2 der Buchstabe K für Kühlbetrieb und der Buchstabe H für Heizen steht. Zunächst wird der entsprechende mit K gekennzeichnete Zweig für den Kühlbetrieb näher erläutert. In einem Vergleich 41 wird abgeprüft, ob die Temperaturdifferenz einen ersten Differenz-Schwellwert übersteigt. Falls dies der Fall ist, wird daraus geschlossen, dass die zweite, manuell steuerbare Klappe 23 geschlossen ist, was in 2 mittels des Buchstabens G symbolisiert ist. Daraufhin wird ein vierter Schritt 43 durchgeführt, währenddessen eine Entprellzeit abgewartet wird. Ein entsprechender Schaltzustand wird also erst nach Ablauf der Entprellzeit des vierten Schritts 43 gesetzt. Sobald die Entprellzeit des vierten Schritts 43 abgelaufen ist und die zweite Klappe 23 als geschlossen erkannt wurde, verzweigt der Ablauf zurück zum ersten Schritt 33. Für den Fall, dass die Differenz kleiner ist als der erste Differenz-Schwellwert des ersten Vergleichs 41, wird darauf geschlossen, dass die zweite Klappe 23 geöffnet ist, was in 2 mittels des Großbuchstabens O symbolisiert ist. Sobald dies erfolgt ist, wird ebenfalls der vierte Schritt 43, also das Abwarten der Entprellzeit, durchgeführt und nach einem erfolgten Rücksetzen auf geöffnet wieder zum ersten Schritt 33 zurückverzweigt.
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Für den Fall, dass mittels der Verzweigung 39 erkannt wurde, dass sich die Klimatisierung 1 in einem Heizbetrieb H befindet, wird als einziger Unterschied ein zweiter Vergleich 45 durchgeführt, der einen zweiten Differenz-Schwellwert mit der Differenz vergleicht und analog auf geschlossen oder geöffnet schließt. Das Entprellen gemäß des vierten Schritts 43 funktioniert analog. Das Kraftfahrzeug 3 kann einen Verbrennungsmotor mit einer Start-Stopp-Automatik aufweisen, wobei zum Erhalten eines Klimakomforts in dem Innenraum 19 bei einer Stopp-Phase mittels der Temperatursensoren 25 und 27 eine Soll-Ausblastemperatur mittels der Steuerung 8 überwachbar ist. Vorteilhaft kann eine eventuell zu große Temperaturdifferenz, die bei der geschlossenen zweiten Klappe 23 zu einer Verfälschung des Messergebnisses führen würde, unterdrückt werden, sobald erkannt wurde, dass die zweite Klappe 23 manuell geschlossen wurde. Vorteilhaft kann dennoch eine für die Start-Stopp-Phasen angepasste Steuerung der Klimatisierung 1 erfolgen. Der zweite Temperatursensor 27, der auch als Ausblasfühler bezeichnet werden kann, befindet sich vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der zweiten Klappe 23 im Bereich einer Schalttafel beziehungsweise kurz vor der mittels der zweiten Klappe 23 manuell verschließbaren zweiten Ausblasöffnung 15, die auch als Ausströmer bezeichnet wird. Die Klimatisierung 1 des Kraftfahrzeugs 3 kann mehrere der zweiten manuell verschließbaren Klappen 23 aufweisen, wobei jede der zweiten Klappen 23 analog überwachbar ist. Für den Fall, dass eine der zweiten Klappen 23 verschlossen ist, so wird je nachdem, ob ein Heizbetrieb oder ein Kühlbetrieb vorliegt, eine zu warme oder eine zu kalte Temperatur beziehungsweise Ausblastemperatur zurückgemeldet, die vorteilhaft bei einer Erkennung einer Geschlossenstellung der zweiten Klappe 23 unterdrückt werden kann, so dass dennoch keine Wiederstart-Anforderung des abgeschalteten Motors, beispielsweise bei einem Ampelstopp, erfolgt. Vorteilhaft kann, um eine Fehlinterpretation zu vermeiden und damit einen unnötigen Motorstopp zu verhindern oder eine unnötige Wiederanforderung des Motors durchzuführen, mittels einer entsprechenden Klimasoftware der Steuerung 8 die Erkennung der manuell verschlossenen zweiten Ausblasöffnung 15 erfolgen.
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Eine Erkennung einer manuell verschlossenen Klappe 23 im Heizbetrieb kann erfolgen, falls die Differenz des dritten Schritts 37 den zweiten Schwellwert des zweiten Vergleichs 45 übersteigt. Hierzu kann ein Maß von ungefähr 22 Kelvin, beispielsweise zwischen 18 und 24 Kelvin erfolgen. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, für den ersten Vergleich 41 eine Hysterese vorzusehen, so dass zum Zurücknehmen der Geschlossenerkennung der erste Schwellwert niedriger angesetzt wird, beispielsweise 16 Kelvin, beispielsweise zwischen 14 und 18 Kelvin.
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Zusätzlich kann die Entprellzeit gemäß des vierten Schritts 43 vorgesehen sein.
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Für die Erkennung einer manuell verschlossenen zweiten Klappe 23 im Kühlbetrieb kann abgeprüft werden, ob die Temperaturdifferenz den zweiten Schwellwert übersteigt, beispielsweise von 9 Kelvin, beispielsweise zwischen 8 und 10 Kelvin. Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, anstelle der ersten Temperaturgröße 29, wie in 1 dargestellt, eine weitere Temperaturgröße, die nach einem Verdampfer der Klimatisierung 1 messbar ist, zu verwenden.
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Zusätzlich kann abgeprüft werden, ob ein Temperaturklappenwinkel der ersten Klappe 21 kleiner ist als ein Klappenwinkel-Grenzwert, beispielsweise von 0°, was einer gänzlich geöffneten ersten Klappe 21 entspricht, beispielsweise zwischen 0° und 20°.
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Zusätzlich kann abgeprüft werden, ob als weitere Bedingung auch eine Last an dem Klimakompressor 5 größer ist als ein Grenzwert. Bei dem Grenzwert kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Kompressor-Sollstrom handeln, der beispielsweise bei 500 mA, beispielsweise zwischen 400 und 600 mA liegt. Ferner ist es denkbar, diesen Grenzwert auch in Abhängigkeit einer Außentemperatur einer das Kraftfahrzeug 3 umgebenden Umwelt vorzugeben.
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Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, auch für den ersten Vergleich 41, also für den ersten Schwellwert, eine Hysterese vorzusehen, so dass ein Zurücknehmen der Geschlossenerkennung der zweiten Klappe 23 während des Kühlbetriebs bei einem niedrigeren ersten Schwellwert, beispielsweise von 5 Kelvin, beispielsweise von 4 - 6 Kelvin, erfolgt. Außerdem kann jeweils die Entprellzeit des vierten Schritts 43 vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klimatisierung
- 3
- Kraftfahrzeug
- 5
- Klimakompressor
- 7
- Heizung
- 8
- Steuerung
- 9
- erster Fluidpfad
- 11
- zweiter Fluidpfad
- 13
- erste Ausblasöffnung
- 15
- zweite Ausblasöffnung
- 17
- Pfeil
- 19
- Innenraum
- 21
- erste Klappe
- 23
- zweite Klappe
- 25
- erster Temperatursensor
- 27
- zweiter Temperatursensor
- 29
- erste Temperaturgröße
- 31
- zweite Temperaturgröße
- 33
- erster Schritt
- 35
- zweiter Schritt
- 37
- dritter Schritt
- 39
- Verzweigung
- 41
- Vergleich
- 43
- vierter Schritt
- 45
- zweiter Vergleich
