DE102011018402A1 - Method for controlling heating and ventilation device of e.g. motor car and electric car, involves decreasing total energy consumed from disk heater by adjusting circulating supply air and heating power of disk heater - Google Patents

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Abstract

The method involves detecting inclination of disk fitting (3) and stopping circulation of supply air flow in a vehicle cabin, where the amount of circulating air is limited to a maximum valve with minimum valve of fresh air. Vehicle and/or environmental parameters are measured when starting the method. Total energy consumed from a disk heater for heating the supply air flow is decreased (6) by adjusting the supply air and heating power (4) of the disk heater based on the measured vehicle and/or environment parameters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for controlling a heating and ventilation device having the features of patent claim 1.

In Kraftfahrzeugen mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren werden in der Regel nur bei sommerlichen Lastfällen der Belüftung hohe Umluftanteile angesteuert. Dabei kann aufgrund der Ansaugung bereits gekühlter Innenraumluft, der Energieverbrauch, der zur Bereitstellung dieser Kälteenergie notwendig gewesen wäre, eingespart und die notwendige Kompressorlast reduziert werden. Da bei konventionellen Antrieben genügend Motorabwärme vorhanden ist, um kalte Frischluft zu erwärmen, bestand bisher keine Notwendigkeit den energieeffizienten Umluftbetrieb auf winterliche Lastfälle zu erweitern. Zudem besteht dabei ein erhebliches Risiko der Beschlagsbildung an kalten Scheibenflächen. Für Elektrofahrzeug ohne nennenswerte Motorabwärme besitzt ein Umluftbetrieb oder Teilumluftbetrieb bei winterlichen Lastfällen ein hohes Energieeinsparpotential und damit eine erhebliche Reichweitenverbesserung. Sogar bei konventionellen Antrieben ist ein Umluftbetrieb für winterliche Lastfälle ebenfalls wünschenswert, da dadurch eine schnellere Aufheizung der Kabine erfolgen kann und Zuheizsysteme speziell bei wirkungsgradoptimierten Motoren entfallen könnten.In motor vehicles with conventional internal combustion engines high ventilation rates are usually controlled only in summer load cases of ventilation. In this case, due to the intake of already cooled indoor air, the energy consumption that would have been necessary to provide this cooling energy, saved and the necessary compressor load can be reduced. Since there is sufficient engine waste heat in conventional drives to heat cold fresh air, there was no need to expand the energy-efficient recirculation mode for winter load cases. In addition, there is a considerable risk of fogging on cold disc surfaces. For electric vehicles without significant engine waste heat has a recirculation mode or partial recirculation mode in winter load cases, a high energy saving potential and thus a considerable range improvement. Even in conventional drives recirculation mode for winter load cases is also desirable because this can be done faster heating of the cabin and Zuheizsysteme could be omitted especially in efficiency-optimized engines.

Somit beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, eine Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung zu schaffen, die zur Steigerung der Effizienz weitergehende Umluftbetriebsfälle vorsieht.Thus, the invention has the object to provide a control of a heating and ventilation device, which provides for increasing the efficiency of further Umluftbetriebsfälle.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei einem solchen Verfahren wird der beschlagfrei betreibbare Umluftanteil dadurch erhöht, dass Scheiben des Fahrzeugs elektrisch beheizt werden, wobei ein Steuergerät den Umluftanteil einerseits und die elektrische Leistung für die Scheibenheizung andererseits so einregelt, dass eine maximale Energieeffizienz bei gleichzeitig beschlagfreien Scheiben erreicht wird.The object is achieved by a method having the features of patent claim 1. In such a method, the fog-free operable recirculated air is increased by the fact that the windows of the vehicle are heated electrically, with a control unit on the one hand and the electric power for the window heating on the other hand so adjusted that maximum energy efficiency is achieved at the same time fog-free discs.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird beim Start des Verfahrens mindestens ein Fahrzeug- und/oder Umgebungsparameter gemessen und abhängig von diesem Parameter eine Starteinstellung des Umluftanteils und der Heizleistung der Scheibenheizung eingestellt. Dadurch kann eine besonders schnelle Einregelung der einzustellenden Größen auf Energieeffizienz und Klimakomfort erreicht werden.In an advantageous embodiment of the method, at least one vehicle and / or environmental parameter is measured at the start of the method and, depending on this parameter, a start setting of the recirculated-air portion and the heating power of the window heater is set. As a result, particularly rapid adjustment of the parameters to be set to energy efficiency and climate comfort can be achieved.

Um eine mindeste Luftgüte beizubehalten, wird bei einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens der Umluftanteil auf einen Maximalwert mit minimalem Frischluftanteil, beispielsweise einem minimalen Frischluftanteil von 15% beschränkt, so dass die Zufuhr eines geringen Anteils an Frischluft gesichert ist.In order to maintain a minimum air quality, in an advantageous embodiment of the method, the circulated air fraction is limited to a maximum value with a minimum fresh air fraction, for example a minimum fresh air content of 15%, so that the supply of a small proportion of fresh air is ensured.

Eine Ausführung des Verfahrens weist eine Begrenzung der Heizleistung der Scheibenheizung auf einen maximalen Leistungswert auf, so dass vorteilhafterweise Komfortkriterien, wie beispielsweise ein kühler Kopfraum, eingehalten werden können. Dabei kann die Begrenzung in Abhängigkeit von gemessenen Parametern, wie beispielsweise der Außentemperatur oder einer Belüftungstemperatur erfolgen.An embodiment of the method has a limitation of the heating power of the window heating to a maximum power value, so that advantageously comfort criteria, such as a cool headspace, can be maintained. In this case, the limitation can be carried out as a function of measured parameters, such as, for example, the outside temperature or an aeration temperature.

Um vorteilhafterweise ein noch effizienteres und stärker Komfort orientiertes Verfahren zu ermöglichen, wird bei einer Ausgestaltung neben der Einstellung der Leistung der Scheibenheizung und des Umluftanteils eine Einstellung eines Luftstromes vorgenommen. Dabei kann es sich um den Gesamtluftstrom oder auch einen Teilluftstrom handeln. Wird beispielsweise der Luftstrom über die Entfrosterdüse eingestellt, kann dieser bei höherer Leistung der Scheibenheizung reduziert werden, so dass mehr aufgewärmte Luft dem restlichen Innenraum zugeführt und die Kabine somit schneller aufgeheizt werden kann.In order to advantageously enable an even more efficient and more comfort-oriented method, an adjustment of an air flow is made in one embodiment in addition to the adjustment of the power of the window heater and the recirculating air. This may be the total air flow or a partial air flow. For example, if the air flow through the defroster, it can be reduced with higher performance of the window heating, so that more heated air supplied to the rest of the interior and the cabin can thus be heated faster.

Bei einer Ausführung des Verfahrens wird neben der Einstellung der Leistung der Scheibenheizung und des Umluftanteils eine Einstellung einer Heizleistung zum Aufheizen des Zuluftstromes eingestellt. Dadurch ist der Vorteil zu erreichen, dass das Verfahren noch effizienter durchgeführt und der Energieaufwand weiter reduziert werden kann.In one embodiment of the method, an adjustment of a heating power for heating the supply air flow is set in addition to the adjustment of the power of the window heater and the recirculating air. This has the advantage that the process can be carried out even more efficiently and the energy consumption can be further reduced.

Um eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens bereitzustellen, wird ein Kennfeld, das bei Systemstart parameterabhängig Startwerte für die einzustellenden Größen vorgibt, verändert. So können diese Startwerte durch ein selbstlernendes System ständig verbessert werden.In order to provide a further advantageous embodiment of the method, a characteristic field which, when the system is started, sets parameter values for starting values for the variables to be set, is changed. Thus, these starting values can be constantly improved by a self-learning system.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung. Dabei zeigen:Further advantageous embodiments of the method will become apparent from the drawing and its description. Showing:

1 Ein Ablaufdiagramm des Verfahrens 1 A flowchart of the method

2 Eine Wertezuordnungstabelle zur Einstellung der Leistung der Scheibenheizung 2 A value assignment table for adjusting the power of the window heating

1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung. Beim Start des Verfahrens werden die Heiz- und Belüftungsvorrichtung in Betrieb genommen und dabei in Schritt 1 zunächst Umgebungs- und Fahrzeugparameter vorzugsweise über entsprechende Sensoren erfasst. So kann eine Außentemperatur und Außenfeuchte, eine Innentemperatur und Innenfeuchte, ein Batterieladezustand und ähnliche Parameter aufgenommen werden. 1 shows a flowchart of the method for controlling a heating and ventilation device. When starting the process, the heating and ventilation device are put into operation and in step 1 initially detected ambient and vehicle parameters, preferably via corresponding sensors. Thus, an outside and outside humidity, inside temperature and humidity, a battery state of charge and similar parameters can be recorded.

Im Schritt 2 werden Startwerte der einzustellenden Größen Umluftanteil und Leistung der Scheibenheizung anhand von Wertezuweisungstabellen oder Kennfeldern ermittelt und eingestellt.In step 2 Starting values of the values to be set, the proportion of circulating air and the power of the window heating, are determined and set on the basis of value assignment tables or characteristic diagrams.

Auf diesen Schritt erfolgt eine Beschlagsmessung 3 mittels eines Beschlagsensors.This step is followed by a fitting measurement 3 by means of a fitting sensor.

Wird dabei kein Beschlag festgestellt, erfolgt eine Überprüfung 8, ob der Umluftanteil noch unter dem maximalen Umluftanteil liegt, der in dem vorgeschlagenen Verfahren mit 85% festgelegt ist. Entspricht der Umluftanteil dem vorgegebenen Maximalwert, wird das Verfahren beendet. Ist der Umluftanteil noch kleiner als der Maximalwert, erfolgt eine Erhöhung 9 des Umluftanteils und das Verfahren wird mit der Beschlagsmessung 3 weitergeführt.If no fogging is detected, a check is made 8th whether the proportion of recirculated air is still below the maximum proportion of recirculated air, which is set at 85% in the proposed method. If the proportion of recirculated air corresponds to the predetermined maximum value, the method is ended. If the proportion of recirculated air is still less than the maximum value, an increase takes place 9 the proportion of recirculated air and the process is with the fitting measurement 3 continued.

Wird in der Beschlagsmessung 3 ein Scheibenbeschlag festgestellt, wird im nächsten Schritt 4 eine Erhöhung der elektrischen Leistung der Scheibenheizung vorgenommen. Daraufhin wird in Schritt 5 überprüft, ob die elektrische Leistung der Scheibenheizung noch unter einem Maximalwert liegt. Ist dies der Fall, erfolgt eine Weiterführung des Verfahrens mit der Beschlagsmessung in Schritt 3. Entspricht die elektrische Leistung der Scheibenheizung dem Maximalwert, erfolgt in Schritt 6 eine Reduktion des Umluftanteils und eine darauffolgende Beschlagsmessung in Schritt 7. Wird dabei Beschlag festgestellt, erfolgt erneut in Schritt 6 eine Reduktion des Umluftanteils mit nachfolgendem Schritt 7. Wird in Schritt 7 kein Beschlag festgestellt, wird das Verfahren beendet.Used in fitting measurement 3 a disc fitting is detected, in the next step 4 made an increase in the electric power of the window heating. Then in step 5 Checks whether the electric power of the window heating is still below a maximum value. If this is the case, the procedure continues with the fitting measurement in step 3 , If the electric power of the window heating corresponds to the maximum value, this is done in step 6 a reduction in the proportion of recirculated air and a subsequent fitting measurement in step 7 , If fogging is detected, it will be done again in step 6 a reduction of the proportion of recirculated air with subsequent step 7 , Will in step 7 If no fogging is detected, the procedure is terminated.

2 zeigt ein Wertezuweisungsdiagramm das zur Einstellung einer Heizleistung einer Scheibenheizung in Abhängigkeit eines Außentemperaturwertes herangezogen wird. Dabei wird bei niedrigeren Außentemperaturen die einzustellende Heizleistung der Scheibenheizung sukzessive erhöht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiels wird bei einem Außentemperaturwert von –20°C eine maximal vorgegebene maximale Heizleistung erreicht, die bei Außentemperaturwerten unterhalb von –20°C angesteuert wird, ohne weiter erhöht zu werden. 2 shows a value assignment diagram which is used to set a heating power of a window heating in dependence on an outdoor temperature value. At lower outside temperatures, the heating power of the window heating to be set is successively increased. In the embodiment shown, a maximum predetermined heating power is achieved at an outside temperature value of -20 ° C, which is controlled at outside temperature values below -20 ° C, without being further increased.

Claims (7)

Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung, bei dem – eine Scheibenbeschlagsneigung und/oder ein Scheibenbeschlag erfasst wird (3, 7), und – ein Umluftanteil eines Zuluftstromes der Fahrzeugkabine eingestellt wird (6, 9), dadurch gekennzeichnet, dass – eine Heizleistung einer Scheibenheizung eingestellt wird (4), wobei – ein Gesamtenergieaufwand aus Heizleistung zum Aufheizen des Zuluftstromes und der Scheibenheizung durch Verstellen des Umluftanteils und der Heizleistung der Scheibenheizung minimiert wird.Method for controlling a heating and ventilating device, in which - a disc fitting inclination and / or a disc fitting is detected ( 3 . 7 ), and - a recirculated air portion of a supply air flow of the vehicle cabin is set ( 6 . 9 ), characterized in that - a heating power of a disk heater is set ( 4 ), wherein - a total energy expenditure from heating power for heating the supply air flow and the window heating is minimized by adjusting the circulating air proportion and the heating power of the window heating. Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass – beim Start des Verfahrens mindestens ein Fahrzeug- und/oder Umgebungsparameter gemessen wird (1) und – abhängig von diesem Parameter eine Starteinstellung des Umluftanteils und der Heizleistungen der Scheibenheizung und zum Aufheizen des Zuluftstromes eingestellt wird (2).Method for controlling a heating and ventilation device according to claim 1, characterized in that - at the start of the method, at least one vehicle and / or environmental parameter is measured ( 1 ) and - depending on this parameter, a start setting of the recirculated-air proportion and the heating powers of the pane heater and for heating the supply air flow is set ( 2 ). Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass – der Umluftanteil auf einen Maximalwert mit minimal vorgesehenem Frischluftanteil begrenzt wird (8).Method for controlling a heating and ventilation device according to claim 1 or 2, characterized in that - the recirculated air proportion is limited to a maximum value with a minimum provided fresh air content ( 8th ). Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Heizleistung der Scheibenheizung auf einen maximalen Leistungswert begrenzt wird (5).Method for controlling a heating and ventilation device according to one of claims 1 to 3, characterized in that - the heating power of the window heating is limited to a maximum power value ( 5 ). Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – bei Beschlagfreiheit zusätzlich zur Einstellung des Umluftanteils und der Heizleistung der Scheibenheizung eine Einstellung eines Luftstromes erfolgt.Method for controlling a heating and ventilating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that - If there is no fog, in addition to the setting of the proportion of recirculated air and the heating power of the window heating, the air flow is adjusted. Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – bei Beschlagfreiheit zusätzlich zur Einstellung des Umluftanteils und der Heizleistung der Scheibenheizung eine Einstellung einer Heizleistung zum Aufheizen des Zuluftstromes eingestellt wird.Method for controlling a heating and ventilating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that - In the absence of fogging, in addition to the setting of the recirculated-air proportion and the heating power of the window heating, a setting of a heating power for heating the supply air flow is set. Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens ein Kennfeld, das bei Systemstart parameterabhängig Startwerte für die einzustellenden Größen vorgibt, verändert wird.Method for controlling a heating and ventilating device according to one of claims 1 to 6, characterized in that - at least one characteristic field which, when the system is started, specifies parameter values for starting values for the quantities to be set.
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