DE102015203427A1 - Device and method for air conditioning of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs, mittels eines Verbrennungsmotors (4), einer durch den Verbrennungsmotor (4) antreibbaren Klimatisierungseinrichtung (10) und mindestens einem Steuergerät (2), wobei durch ein dem Steuergerät (2) zugeführtes Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs begonnen wird, wobei die Klimatisierung wahlweise in einer Abkühlung oder Erwärmung des Kraftfahrzeugs bestehen kann, wobei die Klimatisierung mindestens in Abhängigkeit einer Fahrzeuginnentemperatur (TI) und einer Fahrzeugumgebungstemperatur (TA) erfolgt, wobei zusätzlich eine Batterie (7), mindestens eine elektrische Heizeinrichtung (8) sowie mindestens eine elektrisch betreibbare Belüftungsanlage (9) vorgesehen sind, wobei dem Steuergerät (2) eine herstellerseitige oder benutzerabhängige Klimatisierungszeit (tK) und eine Zieltemperatur (TZ) vorgegeben werden, wobei das Steuergerät (23) mindestens in Abhängigkeit der Fahrzeuginnentemperatur (TI) und der Fahrzeugumgebungstemperatur (TA) über die volle Klimatisierungszeit (tK) eine Fahrzeugklimatisierung durchführt, unabhängig davon, ob die Zieltemperatur (TZ) zwischenzeitlich erreicht wurde.The invention relates to a device and a method for air conditioning of a motor vehicle, by means of an internal combustion engine (4), an air conditioning device (10) which can be driven by the internal combustion engine (4) and at least one control device (2), wherein an activation signal supplied to the control device (2) When the motor vehicle is deactivated, an air conditioning of the motor vehicle is started, wherein the air conditioning can optionally consist of a cooling or heating of the motor vehicle, wherein the air conditioning takes place at least as a function of a vehicle interior temperature (TI) and a vehicle ambient temperature (TA), wherein additionally a battery (7) , at least one electric heating device (8) and at least one electrically operable ventilation system (9) are provided, the control device (2) being given a manufacturer-side or user-dependent air-conditioning time (tK) and a target temperature (TZ), the control device (2 3) at least as a function of the vehicle interior temperature (TI) and the vehicle ambient temperature (TA) over the full air conditioning time (tK) performs a vehicle air conditioning, regardless of whether the target temperature (TZ) has been reached in the meantime.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a device and a method for air conditioning of a motor vehicle.

Aus der DE 10 2013 003 062 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei durch ein Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine durch einen Motor getriebene Klimatisierung des Kraftfahrzeugs durch wenigstens eine Klimatisierungseinrichtung begonnen wird, wobei der Motor für eine maximale Motorbetriebsdauer betrieben wird. Dabei wird die Motorbetriebsdauer in Abhängigkeit einer Temperatur des Motors und/oder einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs und/oder einer Temperatur einer Abgasanlage des Kraftfahrzeugs gewählt. Dabei steigt die Motorbetriebsdauer mit steigender Temperatur des Motors und/oder der Umgebung und/oder der Abgasanlage, wobei die Motorbetriebsdauer so gewählt wird, dass abhängig von der wenigstens einen Temperatur ein maximal zulässiger Abgasausstoß nicht überschritten wird. Dabei wird zusätzlich offenbart, dass der Motor auch vor Erreichen der maximalen Betriebsdauer bei Erreichen einer Zieltemperatur abgeschaltet werden kann. From the DE 10 2013 003 062 A1 a generic method for operating a motor vehicle is known, wherein by an activation signal when the motor vehicle is deactivated by a motor driven air conditioning of the motor vehicle is started by at least one air conditioning device, wherein the motor is operated for a maximum engine operating time. In this case, the engine operating time is selected as a function of a temperature of the engine and / or an ambient temperature of the motor vehicle and / or a temperature of an exhaust system of the motor vehicle. In this case, the engine operating time increases with increasing temperature of the engine and / or the environment and / or the exhaust system, the engine operating time is selected so that depending on the at least one temperature, a maximum allowable exhaust emissions is not exceeded. It is also disclosed that the engine can be switched off before reaching the maximum operating time upon reaching a target temperature.

Aus der DE 10 2007 056 770 A1 ist ein Belüftungs- und/oder Klimatisierungssystem für ein Fahrzeug mit einem Gebläse für eine Luftansaugung von Frischluft aus der Umgebung des Fahrzeugs bekannt, wobei das Belüftungs- und/oder Klimatisierungssystem einen Ansaugluftkanal aufweist, über den Luft aus dem Bereich des Fahrzeugbodens ansaugbar ist. From the DE 10 2007 056 770 A1 For example, a ventilation and / or air conditioning system for a vehicle with a blower for air intake of fresh air from the environment of the vehicle is known, wherein the ventilation and / or air conditioning system has an intake air duct, can be sucked through the air from the region of the vehicle floor.

Bei den gattungsgemäßen Verfahren stellt sich das Problem, dass die Klimatisierungszeit durch die maximale Motorbetriebsdauer begrenzt ist und diese Zeit auch noch abhängig von den Umgebungsbedingungen, insbesondere den erwähnten Temperaturen, ist. In the generic method, the problem arises that the air conditioning time is limited by the maximum engine operating time and this time is still dependent on the ambient conditions, in particular the temperatures mentioned.

Dies führt sowohl hinsichtlich der Klimatisierung als auch der Energieeffizienz zu suboptimalen Ergebnissen. This leads to suboptimal results both in terms of air conditioning and energy efficiency.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, mittels derer eine verbesserte Klimatisierung und/oder eine verbesserte Energieeffizienz bei der Klimatisierung erreicht wird. The invention is based on the technical problem of providing an apparatus and a method for the air conditioning of a motor vehicle, by means of which improved air conditioning and / or improved energy efficiency in air conditioning is achieved.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 11 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The solution to the technical problem results from a device having the features of claim 1 and 11 and a method having the features of claim 7 and 12. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Hierzu umfasst die Vorrichtung zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs einen Verbrennungsmotor, eine durch den Verbrennungsmotor antreibbare Klimatisierungseinrichtung und mindestens ein Steuergerät. Das Steuergerät ist derart ausgebildet, dass durch ein Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs begonnen wird. Das Aktivierungssignal kann dabei beispielsweise von einer Fernbedienung, einem mobilen Endgerät oder einem PC generiert und an das Kraftfahrzeug übertragen werden, wo es dem Steuergerät zugeführt wird. Auch kann das Aktivierungssignal intern im Kraftfahrzeug erzeugt werden, beispielsweise durch eine Timer-Programmierung. Das Steuergerät ist derart ausgebildet, dass dieses den Verbrennungsmotor für die Klimatisierung starten kann, ohne dass der Kraftfahrzeugführer sich im Kraftfahrzeug befindet. Dieser Vorgang wird auch als Standklimatisierung bezeichnet. Die Klimatisierung kann dabei wahlweise in einer Abkühlung oder Erwärmung des Kraftfahrzeugs bestehen, wobei die Klimatisierung mindestens in Abhängigkeit einer Fahrzeuginnentemperatur und einer Fahrzeugumgebungstemperatur erfolgt. For this purpose, the device for air conditioning of a motor vehicle comprises an internal combustion engine, an air conditioning device which can be driven by the internal combustion engine and at least one control device. The control unit is designed such that an air conditioning of the motor vehicle is started by an activation signal when the motor vehicle is deactivated. The activation signal can be generated, for example, by a remote control, a mobile terminal or a PC and transmitted to the motor vehicle, where it is supplied to the control unit. Also, the activation signal can be generated internally in the motor vehicle, for example by a timer programming. The control unit is designed such that it can start the internal combustion engine for air conditioning without the motor vehicle driver being in the motor vehicle. This process is also referred to as stationary air conditioning. The air conditioning can optionally consist in a cooling or heating of the motor vehicle, wherein the air conditioning takes place at least in dependence on a vehicle interior temperature and a vehicle ambient temperature.

Die Klimatisierungseinrichtung umfasst hierzu beispielsweise einen Klimakompressor. Dabei kann die Klimatisierungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass Wärmeleistung durch einen Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt wird, als auch durch elektrisch betriebene Heizelemente, wobei dann der Verbrennungsmotor einen Generator zur Erzeugung von Strom antreibt. For this purpose, the air-conditioning device comprises, for example, an air-conditioning compressor. In this case, the air conditioning device can be designed such that heat output is provided by a cooling circuit of the internal combustion engine, as well as by electrically operated heating elements, in which case the internal combustion engine drives a generator for generating electricity.

Weiter weist die Vorrichtung zusätzlich mindestens eine Batterie, mindestens eine elektrische Heizeinrichtung sowie mindestens eine elektrisch betriebene Belüftungsanlage auf, die durch die Batterie mit elektrischer Energie versorgt werden können. Das Steuergerät kann neben der Klimatisierungseinrichtung auch die elektrische Heizeinrichtung und die elektrisch betreibbare Belüftungsanlage ansteuern. Furthermore, the device additionally has at least one battery, at least one electric heating device and at least one electrically operated ventilation system, which can be supplied with electrical energy by the battery. In addition to the air-conditioning device, the control unit can also control the electric heating device and the electrically operable ventilation system.

Es ist weiter vorgesehen, dass herstellerseitig oder benutzerabhängig eine Klimatisierungszeit und eine Zieltemperatur vorgegeben werden. Beispielsweise ist die Klimatisierungszeit vom Hersteller fest vorgegeben und beträgt beispielsweise eine Zeit zwischen 10 bis 20 Minuten. Die Klimatisierungszeit sollte dabei nicht zu kurz und auch nicht zu lang gewählt werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass sich der Nutzer individuell eine Klimatisierungszeit aus einem vorgegebenen Bereich auswählt. Die Zieltemperatur kann ebenfalls herstellerseitig vorgegeben oder aus einem Bereich auswählbar sein. It is further provided that an air conditioning time and a target temperature are specified by the manufacturer or user. For example, the air conditioning time is fixed by the manufacturer and is for example a time between 10 to 20 minutes. The air conditioning time should not be too short or too long. It can also be provided that the user individually selects an air conditioning time from a predetermined range. The target temperature can also be specified by the manufacturer or selected from a range.

Das Steuergerät ist nun derart ausgebildet, dass dieses mindestens in Abhängigkeit der Fahrzeuginnentemperatur und der Fahrzeugumgebungstemperatur sowie der Klimatisierungszeit und der Zieltemperatur über die volle Klimatisierungszeit eine Fahrzeugklimatisierung durchführt, unabhängig davon, ob die Zieltemperatur zwischenzeitlich erreicht wurde. Dadurch wird erreicht, dass der Nutzer sich darauf einstellen kann, dass am Ende der Klimatisierungszeit sich das Fahrzeug, soweit es möglich ist, im Bereich der Zieltemperatur befindet. The control unit is now designed such that it at least in dependence on the vehicle interior temperature and the vehicle ambient temperature and the air conditioning time and the Target temperature over the full air conditioning time performs a vehicle air conditioning, regardless of whether the target temperature has been reached in the meantime. This ensures that the user can adjust to the fact that at the end of the air conditioning time, the vehicle is, as far as possible, in the range of the target temperature.

Im gattungsgemäßen Stand der Technik wird hingegen bei Erreichen der Zieltemperatur die Klimatisierung beendet. Dabei kann es dazu kommen, dass die Zieltemperatur relativ schnell erreicht wird, sich dann aber nach Abschaltung der Klimatisierung die Fahrzeuginnentemperatur wieder von der Zieltemperatur entfernt, sodass der Nutzer beim Betreten des Kraftfahrzeugs nicht die gewünschte Zieltemperatur mehr vorfindet. In the generic state of the art, however, the air conditioning is terminated when the target temperature is reached. It may happen that the target temperature is reached relatively quickly, but then after switching off the air conditioning, the vehicle interior temperature again away from the target temperature, so that the user does not find the desired target temperature when entering the motor vehicle.

Vorzugsweise ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der derart ausgebildet ist, dass die Betriebsdauer des Verbrennungsmotors minimiert wird. Dabei wird also verstärkt die Energie zur Klimatisierung der Batterie entnommen, soweit dies für die Klimatisierung möglich ist, wobei im Extremfall der Verbrennungsmotor wenn möglich gar nicht zugeschaltet wird. Der Grundgedanke dabei ist, dass die elektrische Energiegewinnung über den Verbrennungsmotor im Leerlauf relativ schlecht ist, sodass durch Minimierung der Laufzeit des Verbrennungsmotors die Energieeffizienz der Klimatisierung verbessert wird. Preferably, the control unit is designed such that a control or regulating algorithm is provided, which is designed such that the operating time of the internal combustion engine is minimized. In this case, so the energy for air conditioning of the battery is increasingly taken, as far as this is possible for the air conditioning, in extreme cases, the internal combustion engine is not switched if possible. The basic idea here is that the electrical energy production via the internal combustion engine during idling is relatively poor, so that the energy efficiency of the air conditioning is improved by minimizing the running time of the internal combustion engine.

Dabei ist zu beachten, dass der Bevorzugung der Batterie Grenzen gesetzt sind, wenn die Batterie beispielsweise so stark entladen ist, dass nur elektrische Energie für einen Startvorgang des Verbrennungsmotors vorhanden ist. In einem solchen Fall kann dann entweder auf die Klimatisierung verzichtet werden oder aber zunächst muss der Verbrennungsmotor gestartet werden, der dann die Ladung der Batterie und die Klimatisierung übernimmt. It should be noted that the preference of the battery are limited, for example, when the battery is so heavily discharged that only electrical energy is present for a startup process of the internal combustion engine. In such a case, either the air conditioning can be dispensed with or else the internal combustion engine must first be started, which then takes over the charge of the battery and the air conditioning.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass mindestens in einem zeitlichen Bereich der Klimatisierungszeit die elektrische Heizeinrichtung und/oder die elektrisch betreibbare Belüftungsanlage durch die Batterie versorgt werden. It can be provided that the device is designed such that at least in a temporal region of the air conditioning time, the electric heater and / or the electrically operable ventilation system are powered by the battery.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der zusätzlich einen Ladezustand der Batterie und/oder eine Verbrennungsmotortemperatur berücksichtigt. Die Vorteile bezüglich der Berücksichtigung der Verbrennungsmotortemperatur kann beispielsweise an zwei Stellen erfolgen. Ist beispielsweise die Verbrennungsmotortemperatur sehr niedrig, so kann es energetisch vorteilhaft sein, zunächst über die elektrische Heizeinrichtung (z.B. PTC-Widerstände) die Temperatur im Fahrzeuginnenraum und damit gekoppelt auch im Motorraum zu erhöhen, um den Startvorgang des Verbrennungsmotors energetisch zu verbessern. Des Weiteren sind Fälle denkbar, wo der abgestellte Verbrennungsmotor noch Restwärme aufweist, die zunächst zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums verwendet wird. In a further embodiment, the control unit is designed such that a control or regulating algorithm is stored, which additionally takes into account a state of charge of the battery and / or an internal combustion engine temperature. The advantages with regard to the consideration of the engine temperature can take place, for example, in two places. If, for example, the engine temperature is very low, then it may be energetically advantageous to first increase the temperature in the vehicle interior and coupled therewith also in the engine compartment via the electrical heating device (for example PTC resistors) in order to energetically improve the starting process of the internal combustion engine. Furthermore, cases are conceivable where the parked internal combustion engine still has residual heat, which is initially used to heat the vehicle interior.

In einer weiteren Ausführungsform ist für die Klimatisierungseinrichtung (und somit auch für den Verbrennungsmotor) maximale Betriebsdauer vorgegeben, die kleiner als die Klimatisierungszeit ist, d.h. in der Klimatisierungszeit gibt es mindestens einen zeitlichen Abschnitt, in dem der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. In a further embodiment, the air conditioning device (and thus also the internal combustion engine) is given a maximum operating time that is less than the air conditioning time, ie. In the air-conditioning time, there is at least one temporal section in which the internal combustion engine is switched off.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der ein mehrfaches Zu- und Abschalten des Verbrennungsmotors während der Klimatisierung ermöglicht. Vorzugsweise ist jedoch die Anzahl der Zuschaltungen auf beispielsweise zwei- oder dreimal beschränkt, da die Startvorgänge energetisch kritisch sind. In a further embodiment, the control device is designed such that a control or regulating algorithm is stored, which allows multiple switching on and off of the internal combustion engine during air conditioning. Preferably, however, the number of connections is limited to, for example, two or three times, since the starting processes are energetically critical.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der die Belüftungsanlage während einer Klimatisierungszeit in unterschiedliche Belüftungsstufen ansteuert. In a further embodiment, the control unit is designed such that a control or regulating algorithm is deposited, which activates the ventilation system in different ventilation stages during an air conditioning time.

Hinsichtlich der verfahrensmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen. With regard to the procedural embodiment of the invention, reference is made in full to the preceding statements.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Klimatisierung einen Verbrennungsmotor, eine durch den Verbrennungsmotor antreibbare Klimatisierungseinrichtung und mindestens ein Steuergerät, wobei das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass durch ein Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs begonnen wird. Die Klimatisierung kann dabei wahlweise in einer Abkühlung oder Erwärmung des Kraftfahrzeugs bestehen. Weiter ist für den Verbrennungsmotor eine maximale Betriebsdauer vorgesehen und dem Steuergerät eine Zieltemperatur vorgegeben. Wie bereits zuvor erläutert, kann dabei die maximale Betriebsdauer des Verbrennungsmotors abhängig von der Motortemperatur gewählt werden. Das Steuergerät ist derart ausgebildet, dass das Steuergerät mindestens in Abhängigkeit der Fahrzeuginnentemperatur eine Fahrzeugklimatisierung durch Einschaltung des Verbrennungsmotors mittels der Klimatisierungseinrichtung durchführt, wobei bei Erreichen der Zieltemperatur vor Erreichen der maximalen Betriebsdauer des Verbrennungsmotors der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird. Weiter ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass nach Abweichen der Fahrzeuginnentemperatur um einen vorgebbaren Schwellwert von der Zieltemperatur nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird und die Fahrzeugklimatisierung zur Erreichung der Zieltemperatur fortgeführt wird, wobei der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, wenn die Zieltemperatur wieder erreicht wird oder die addierten Betriebsdauern des Verbrennungsmotors die maximale Betriebsdauer des Verbrennungsmotors erreichen. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Regelung erheblich einfacher ist und die Klimatisierungszeit gegenüber dem Stand der Technik verlängert wird. Allerdings ist die damit erreichbare Klimatisierungszeit abhängig von äußeren Faktoren und damit nicht konstant. Der vorgegebene Schwellwert sollte dabei ausreichend groß sein und einige Grad Celsius betragen, damit die Wiedereinschaltung nicht zu schnell wieder erfolgt. Dabei sei weiter angemerkt, dass auch ein mehr als zweifaches Einschalten des Verbrennungsmotors möglich ist. Weiter sei angemerkt, dass zusätzlich die Fahrzeugklimatisierung in Abhängigkeit der Fahrzeugumgebungstemperatur durchgeführt werden kann. Des Weiteren kann die Fahrzeugklimatisierung durch die elektrische Heizeinrichtung und/oder die elektrisch betreibbare Belüftungsanlage unterstützt werden, wie dies für die andere Ausführungsform beschrieben wurde. Hierdurch kann die Klimatisierungszeit weiter verlängert werden. In an alternative embodiment, the device for air conditioning comprises an internal combustion engine, an air conditioning device drivable by the internal combustion engine and at least one control device, wherein the control device is designed such that an air conditioning of the motor vehicle is started by an activation signal when the motor vehicle is deactivated. The air conditioning can optionally consist in a cooling or heating of the motor vehicle. Furthermore, a maximum operating time is provided for the internal combustion engine and the control unit is given a target temperature. As already explained above, the maximum operating time of the internal combustion engine can be selected depending on the engine temperature. The control unit is designed in such a way that the control unit carries out vehicle air conditioning at least as a function of the vehicle interior temperature by switching on the internal combustion engine by means of the air conditioning device, wherein the internal combustion engine is switched off when the target temperature is reached before reaching the maximum operating time of the internal combustion engine. Next, the control unit is designed such that after deviation of the Vehicle interior temperature is restarted by a predetermined threshold from the target temperature after switching off the engine, the engine and the vehicle air conditioning is continued to achieve the target temperature, the engine is switched off when the target temperature is reached again or the added operating time of the engine, the maximum operating time of Achieve combustion engine. The advantage of this embodiment is that the control is considerably simpler and the air conditioning time is extended compared to the prior art. However, the air conditioning time achievable with it is dependent on external factors and thus not constant. The predetermined threshold should be sufficiently large and be several degrees Celsius, so that the reconnection does not take place too quickly. It should also be noted that a more than two times turning on the engine is possible. It should also be noted that in addition the vehicle air conditioning can be carried out as a function of the vehicle ambient temperature. Furthermore, the vehicle air conditioning can be supported by the electric heater and / or the electrically operable ventilation system, as described for the other embodiment. As a result, the air conditioning time can be further extended.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs. The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The single figure shows a schematic block diagram of a device for air conditioning of a motor vehicle.

Die Vorrichtung 1 zur Klimatisierung umfasst ein Steuergerät 2, in dem ein Regelalgorithmus, mindestens eine Zieltemperatur TZ und eine Klimatisierungszeit tK abgelegt sind. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 ein Motorsteuergerät 3, einen Verbrennungsmotor 4, eine Klimatisierungseinrichtung 8 sowie eine elektrisch betreibbare Belüftungsanlage 9. Das Steuergerät 2 weist eine Schnittstelle 10 zum Empfang eines Aktivierungssignals auf, die hier als Luftschnittstelle dargestellt ist. Dabei kann das Aktivierungssignal auch von einem weiteren Steuergerät empfangen werden und über eine Busschnittstelle an das Steuergerät 2 übertragen werden. Des Weiteren empfängt das Steuergerät 2 als Daten die Fahrzeuginnentemperatur TI, die Fahrzeugumgebungstemperatur TA, den Ladezustand SOC der Batterie 7 sowie die Motortemperatur TM des Verbrennungsmotors 4. Dabei können diese Werte von Sensoren gemessen oder aus anderen Daten ermittelt werden. Die Daten können dabei direkt dem Steuergerät 2 zugeführt oder als Netzwerkbotschaften über ein Bussystem übertragen werden. The device 1 for air conditioning includes a control unit 2 in which a control algorithm, at least one target temperature T Z and an air conditioning time t K are stored. Furthermore, the device comprises 1 an engine control unit 3 , an internal combustion engine 4 , an air conditioning device 8th and an electrically operable ventilation system 9 , The control unit 2 has an interface 10 for receiving an activation signal, which is shown here as an air interface. In this case, the activation signal can also be received by a further control unit and via a bus interface to the control unit 2 be transmitted. Furthermore, the controller receives 2 as data, the vehicle interior temperature T I , the vehicle ambient temperature T A , the state of charge SOC of the battery 7 and the engine temperature T M of the internal combustion engine 4 , These values can be measured by sensors or determined from other data. The data can be directly to the control unit 2 supplied or transmitted as network messages via a bus system.

Möchte nun der Nutzer eine Standklimatisierung durchführen, so übermittelt dieser beispielsweise über ein mobiles Endgerät ein Aktivierungssignal an das Steuergerät 2, wobei der Nutzer die feste Klimatisierungszeit tK von beispielsweise 15 Minuten kennt. Die Zieltemperaturen für die unterschiedlichen Situationen können bereits im Steuergerät abgelegt sein oder aber mit oder nach dem Aktivierungssignal an das Steuergerät übertragen werden. If now the user wants to carry out a stationary air conditioning system, for example, this transmits an activation signal to the control unit via a mobile terminal 2 wherein the user knows the fixed air-conditioning time t K of, for example, 15 minutes. The target temperatures for the different situations can already be stored in the control unit or else be transferred to the control unit with or after the activation signal.

Zur Erläuterung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sollen nun kurz verschiedene Situationen erläutert werden. To explain the method or the device, various situations will now be briefly explained.

Beispielsweise sei die TA = 30°C, TI = 40°C und TZ = 20°C. Dies ist beispielsweise eine Situation im Sommer, wenn das Kraftfahrzeug in der Sonne steht. Nach dem Empfang des Aktivierungssignals schaltet dann das Steuergerät 2 zunächst die elektrisch betreibbare Belüftungsanlage 9 mittels des Signals S2 an, um Frischluft aus der Umgebung anzusaugen. Da die Fahrzeugumgebungstemperatur TA kühler ist, führt diese Maßnahme bereits zu einer Abkühlung. Dabei kann der Schalter der Belüftungsanlage 9 auch ein Stufenschalter für unterschiedliche Belüftungsstufen und -stärken sein. Anhand von Kennlinien kann das Steuergerät 2 abschätzen, wie lange ein Klimakompressor der Klimatisierungseinrichtung 5 benötigt, um den Fahrzeuginnenraum von 30°C auf 20°C herunter zu kühlen. Sei nun angenommen, diese Zeit beträgt neun Minuten, so wird zunächst die ersten sechs Minuten der Klimatisierungszeit tK Frischluft angesaugt und dann der Verbrennungsmotor 4 gestartet, der dann den Klimakompressor der Klimatisierungseinrichtung 5 antreibt. Am Ende der Klimatisierungszeit tK liegt dann die Zieltemperatur TZ vor. Sollte die Zieltemperatur TZ vorher erreicht werden, kann der Verbrennungsmotor 4 abgeschaltet werden und die Belüftungsanlage 9 auf Umluft umgeschaltet werden. Hierdurch wird eine Klimatisierung erreicht, auf die sich der Nutzer am Ende der Klimatisierungszeit tK einstellen kann, die energetisch hocheffizient erreicht wurde, wobei die Laufzeit des Verbrennungsmotors 4 auf ein Minimum reduziert wurde. For example, let T A = 30 ° C, T I = 40 ° C and T Z = 20 ° C. This is, for example, a situation in the summer when the motor vehicle is in the sun. After receiving the activation signal then the control unit switches 2 First, the electrically operable ventilation system 9 by means of the signal S2 to suck in fresh air from the environment. Since the vehicle ambient temperature T A is cooler, this measure already leads to a cooling. In this case, the switch of the ventilation system 9 also be a tap changer for different ventilation levels and strengths. On the basis of characteristics, the control unit 2 estimate how long an air conditioning compressor of the air conditioning unit 5 needed to cool the vehicle interior from 30 ° C to 20 ° C. Suppose now, this time is nine minutes, so first the first six minutes of the air conditioning time t K fresh air is sucked and then the internal combustion engine 4 then started the air conditioning compressor of the air conditioning 5 drives. At the end of the air-conditioning time t K , the target temperature T Z is then present. If the target temperature T Z is reached beforehand, the internal combustion engine can 4 be turned off and the ventilation system 9 be switched to circulating air. As a result, an air conditioning is achieved, to which the user can adjust at the end of the air conditioning time t K , which has been achieved with high energy efficiency, the duration of the engine 4 was reduced to a minimum.

Ein anderes Beispiel ist TA = –10°C, TI = 10°C, TM = 35°C und TZ = 20°C. Nach Aktivierung erfasst das Steuergerät 2, dass der Verbrennungsmotor 4 noch Restwärme aufweist (z.B. wurde das Fahrzeug erst vor wenigen Minuten abgestellt). In diesem Fall wird zunächst diese Restwärme in den Fahrzeuginnenraum geleitet. Dies kann über einen Kühlkreislauf des Verbrennungsmotor oder durch Ansaugung von Luft aus dem Motorraum mittels der Belüftungsanlage 9 erfolgen. Anschließend kann dann die Heizeinrichtung 8 zugeschaltet werden, wobei der Ladezustand SOC der Batterie 7 berücksichtigt wird. Ist der Ladezustand ausreichend groß, kann ausschließlich über die Heizeinrichtung 8 auf die Zieltemperatur TZ geheizt werden. Würde dies jedoch die Batterie 7 zu stark belasten, so kann der Heizvorgang aufgeteilt werden. Beispielsweise wird zunächst mittels der Heizeinrichtung 8 vorgeheizt, dann zeitweise der Verbrennungsmotor 4 zugeschaltet und dann Abwärme genutzt, wobei dieser gleichzeitig den Generator 6 zum Laden der Batterie 7 antreibt. Auch hier wird versucht, die Laufzeit des Verbrennungsmotors 4 auf ein Minimum zu beschränken. Ist die Batterie 7 wieder ausreichend geladen, wird der Verbrennungsmotor 4 ausgeschaltet. Die restliche Zeit der Klimatisierungszeit tK wird dann entweder die Belüftungsanlage 9 im Umluftbetrieb oder die Heizeinrichtung 8 angesteuert. Another example is T A = -10 ° C, T I = 10 ° C, T M = 35 ° C and T Z = 20 ° C. After activation, the controller detects 2 that the internal combustion engine 4 has residual heat (eg the vehicle was parked only a few minutes ago). In this case, this residual heat is first conducted into the vehicle interior. This can be done via a cooling circuit of the combustion engine or by sucking air from the engine compartment by means of the ventilation system 9 respectively. Then then the heater 8th be switched, wherein the state of charge SOC of the battery 7 is taken into account. If the state of charge is sufficiently high, can only by the heater 8th be heated to the target temperature T Z. But would this be the battery 7 Too much load, so the heating process can be divided. For example, first by means of the heater 8th preheated, then temporarily the internal combustion engine 4 switched on and then used waste heat, which at the same time the generator 6 to charge the battery 7 drives. Again, it tries to run the engine 4 to a minimum. Is the battery 7 sufficiently charged again, the internal combustion engine 4 switched off. The remaining time of the air conditioning time t K then either the ventilation system 9 in recirculation mode or the heater 8th driven.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102007056770 A1 [0003] DE 102007056770 A1 [0003]

Claims (12)

Vorrichtung (1) zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Verbrennungsmotor (4), eine durch den Verbrennungsmotor (4) antreibbare Klimatisierungseinrichtung (5) und mindestens ein Steuergerät (2), wobei das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass durch ein Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs begonnen wird, wobei die Klimatisierung wahlweise in einer Abkühlung oder Erwärmung des Kraftfahrzeugs bestehen kann, wobei die Klimatisierung mindestens in Abhängigkeit einer Fahrzeuginnentemperatur (TI) und einer Fahrzeugumgebungstemperatur (TA) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zusätzlich mindestens eine Batterie (7), mindestens eine elektrische Heizeinrichtung (8) sowie mindestens eine elektrisch betreibbare Belüftungsanlage (9) umfasst, wobei das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass herstellerseitig oder benutzerabhängig eine Klimatisierungszeit (tK) und eine Zieltemperatur (TZ) vorgegeben werden, wobei das Steuergerät (2) mindestens in Abhängigkeit der Fahrzeuginnentemperatur (TI) und der Fahrzeugumgebungstemperatur (TA) über die volle Klimatisierungszeit (tK) eine Fahrzeugklimatisierung durchführt, unabhängig davon, ob die Zieltemperatur (TZ) zwischenzeitlich erreicht wurde. Contraption ( 1 ) for the air conditioning of a motor vehicle, comprising an internal combustion engine ( 4 ), one by the internal combustion engine ( 4 ) drivable air conditioning device ( 5 ) and at least one control device ( 2 ), whereby the control unit ( 2 ) is designed such that by an activation signal when the motor vehicle is deactivated, an air conditioning of the motor vehicle is started, wherein the air conditioning can optionally consist in a cooling or heating of the motor vehicle, the air conditioning at least in dependence of a vehicle interior temperature (T I ) and a vehicle ambient temperature (T A ), characterized in that the device ( 1 ) additionally at least one battery ( 7 ), at least one electric heater ( 8th ) and at least one electrically operable ventilation system ( 9 ), wherein the control unit ( 2 ) is configured such that an air conditioning time (t K ) and a target temperature (T Z ) are predetermined by the manufacturer or user, wherein the control device ( 2 ) performs at least in dependence on the vehicle interior temperature (T I ) and the vehicle ambient temperature (T A ) over the full air conditioning time (t K ) a vehicle air conditioning, regardless of whether the target temperature (T Z ) has been reached in the meantime. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der derart ausgebildet ist, dass die Betriebsdauer des Verbrennungsmotors (4) minimiert wird. Device according to claim 1, characterized in that the control device ( 2 ) is designed such that a control or regulating algorithm is stored, which is designed such that the operating time of the internal combustion engine ( 4 ) is minimized. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der zusätzlich einen Ladezustand (SOC) der Batterie (7) und/oder eine Verbrennungsmotortemperatur (TM) berücksichtigt. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the control device ( 2 ) is designed such that a control or regulating algorithm is stored, which additionally has a state of charge (SOC) of the battery ( 7 ) and / or an engine temperature (T M ) taken into account. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Klimatisierungseinrichtung (10) eine maximale Betriebsdauer vorgegeben ist, die kleiner als die Klimatisierungszeit (tK) ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that for the air conditioning device ( 10 ) is given a maximum operating time, which is smaller than the air conditioning time (t K ). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der ein mehrfaches Zu- und Abschalten des Verbrennungsmotors (4) während der Klimatisierungszeit (tK) durchführt. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 2 ) is designed such that a control or regulating algorithm is stored, the multiple switching on and off of the internal combustion engine ( 4 ) during the air conditioning time (t K ). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus hinterlegt ist, der die Belüftungsanlage (9) während einer Klimatisierungszeit (tK) in unterschiedlichen Belüftungsstufen ansteuert. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 2 ) is designed such that a control or regulating algorithm is stored, which the ventilation system ( 9 ) during an air conditioning time (t K ) in different ventilation levels. Verfahren zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs, mittels eines Verbrennungsmotors (4), einer durch den Verbrennungsmotor (4) antreibbaren Klimatisierungseinrichtung (10) und mindestens einem Steuergerät (2), wobei durch ein dem Steuergerät (2) zugeführtes Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs begonnen wird, wobei die Klimatisierung wahlweise in einer Abkühlung oder Erwärmung des Kraftfahrzeugs bestehen kann, wobei die Klimatisierung mindestens in Abhängigkeit einer Fahrzeuginnentemperatur (TI) und einer Fahrzeugumgebungstemperatur (TA) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Batterie (7), mindestens eine elektrische Heizeinrichtung (8) sowie mindestens eine elektrisch betreibbare Belüftungsanlage (9) vorgesehen sind, wobei dem Steuergerät (2) eine herstellerseitige oder benutzerabhängige Klimatisierungszeit (tK) und eine Zieltemperatur (TZ) vorgegeben werden, wobei das Steuergerät (2) mindestens in Abhängigkeit der Fahrzeuginnentemperatur (TI) und der Fahrzeugumgebungstemperatur (TA) über die volle Klimatisierungszeit (tK) eine Fahrzeugklimatisierung durchführt, unabhängig davon, ob die Zieltemperatur (TZ) zwischenzeitlich erreicht wurde. Method for the air conditioning of a motor vehicle, by means of an internal combustion engine ( 4 ), one by the internal combustion engine ( 4 ) drivable air conditioning device ( 10 ) and at least one control device ( 2 ), whereby by a the control unit ( 2 When the motor vehicle is deactivated, an air conditioning of the motor vehicle is started, the air conditioning optionally being able to consist of a cooling or heating of the motor vehicle, the air conditioning taking place at least as a function of a vehicle interior temperature (T I ) and a vehicle ambient temperature (T A ), characterized in that in addition a battery ( 7 ), at least one electric heater ( 8th ) and at least one electrically operable ventilation system ( 9 ) are provided, wherein the control unit ( 2 ) a manufacturer-side or user-dependent air conditioning time (t K ) and a target temperature (T Z ) are specified, wherein the control unit ( 2 ) performs at least in dependence on the vehicle interior temperature (T I ) and the vehicle ambient temperature (T A ) over the full air conditioning time (t K ) a vehicle air conditioning, regardless of whether the target temperature (T Z ) has been reached in the meantime. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Steuergerät (2) hinterlegter Steuer- oder Regelalgorithmus die Betriebsdauer des Verbrennungsmotors (4) minimiert. A method according to claim 7, characterized in that a in the control unit ( 2 ) stored control or regulating algorithm the operating time of the internal combustion engine ( 4 ) minimized. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Steuergerät (2) hinterlegter Steuer- oder Regelalgorithmus zusätzlich einen Ladungszustand (SOC) der Batterie (7) und/oder eine Verbrennungsmotortemperatur (TM) berücksichtigt. A method according to claim 7 or 8, characterized in that a in the control unit ( 2 ) stored control or control algorithm additionally a state of charge (SOC) of the battery ( 7 ) and / or an engine temperature (T M ) taken into account. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Steuer- oder Regelvorganges der Verbrennungsmotor (4) mehrfach während der Klimatisierungszeit (tK) zu- und abgeschaltet wird. Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that during a control or regulating operation of the internal combustion engine ( 4 ) is switched on and off several times during the air-conditioning time (t K ). Vorrichtung (1) zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor (4), eine durch den Verbrennungsmotor (4) antreibbare Klimatisierungseinrichtung (5) und mindestens ein Steuergerät (2), wobei das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass durch ein Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs begonnen wird, wobei die Klimatisierung wahlweise in einer Abkühlung oder Erwärmung des Kraftfahrzeugs bestehen kann, wobei für den Verbrennungsmotor (4) eine maximale Betriebsdauer und dem Steuergerät (2) eine Zieltemperatur (TZ) vorgegeben ist, wobei das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass das Steuergerät (2) mindestens in Abhängigkeit der Fahrzeuginnentemperatur (TI) eine Fahrzeugklimatisierung durch Einschaltung des Verbrennungsmotors (4) mittels der Klimatisierungseinrichtung (5) durchführt, wobei bei Erreichen der Zieltemperatur (TZ) vor Erreichen der maximalen Betriebsdauer des Verbrennungsmotors (4) der Verbrennungsmotor (4) abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) derart ausgebildet ist, dass nach Abweichen der Fahrzeuginnentemperatur (TI) um einen vorgebbaren Schwellwert von der Zieltemperatur (TZ) nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors (4) der Verbrennungsmotor (4) erneut gestartet wird und die Fahrzeugklimatisierung zur Erreichung der Zieltemperatur (TZ) fortgeführt wird, wobei der Verbrennungsmotor (4) abgeschaltet wird, wenn die Zieltemperatur wieder (TZ) erreicht wird oder die addierten Betriebsdauern des Verbrennungsmotors (4) die maximale Betriebsdauer des Verbrennungsmotors (4) erreichen. Contraption ( 1 ) for the air conditioning of a motor vehicle, comprising an internal combustion engine ( 4 ), one by the internal combustion engine ( 4 ) drivable air conditioning device ( 5 ) and at least one control device ( 2 ), whereby the control unit ( 2 ) is designed such that by an activation signal when the motor vehicle is deactivated, an air conditioning of the motor vehicle is started, wherein the air conditioning can optionally consist in a cooling or heating of the motor vehicle, wherein for the internal combustion engine ( 4 ) a maximum operating time and the control unit ( 2 ) a target temperature (T Z ) is predetermined, wherein the control unit ( 2 ) is formed such that the control unit ( 2 ) at least as a function of the vehicle interior temperature (T I ) a vehicle air conditioning by switching on the internal combustion engine ( 4 ) by means of the air conditioning device ( 5 ), wherein upon reaching the target temperature (T Z ) before reaching the maximum operating time of the internal combustion engine ( 4 ) the internal combustion engine ( 4 ) is switched off, characterized in that the control unit ( 2 ) is designed such that after deviation of the vehicle interior temperature (T I ) by a predefinable threshold value of the target temperature (T Z ) after switching off the internal combustion engine ( 4 ) the internal combustion engine ( 4 ) is restarted and the vehicle air conditioning to reach the target temperature (T Z ) is continued, the internal combustion engine ( 4 ) is switched off when the target temperature is reached again (T Z ) or the added operating periods of the internal combustion engine ( 4 ) the maximum operating time of the internal combustion engine ( 4 ) to reach. Verfahren zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs, mittels eines Verbrennungsmotors (4), einer durch den Verbrennungsmotor (4) antreibbaren Klimatisierungseinrichtung (5) und mindestens einem Steuergerät (2), wobei durch ein dem Steuergerät (2) zugeführtes Aktivierungssignal bei deaktiviertem Kraftfahrzeug eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs begonnen wird, wobei die Klimatisierung wahlweise in einer Abkühlung oder Erwärmung des Kraftfahrzeugs bestehen kann, wobei für den Verbrennungsmotor (4) eine maximale Betriebsdauer und dem Steuergerät (2) eine Zieltemperatur (TZ) vorgegeben ist, wobei das Steuergerät (2) mindestens in Abhängigkeit der Fahrzeuginnentemperatur (TI) eine Fahrzeugklimatisierung durch Einschaltung des Verbrennungsmotors (4) mittels der Klimatisierungseinrichtung durchführt, wobei bei Erreichen der Zieltemperatur (TZ) vor Erreichen der maximalen Betriebsdauer des Verbrennungsmotors (4) der Verbrennungsmotor (4) abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) nach Abweichen der Fahrzeuginnentemperatur (TI) um einen vorgebbaren Schwellwert von der Zieltemperatur (TZ) nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors (4) der Verbrennungsmotor (4) erneut gestartet wird und die Fahrzeugklimatisierung zur Erreichung der Zieltemperatur (TZ) fortgeführt wird, wobei der Verbrennungsmotor (4) abgeschaltet wird, wenn die Zieltemperatur (TZ) wieder erreicht wird oder die addierten Betriebsdauern des Verbrennungsmotors (4) die maximale Betriebsdauer des Verbrennungsmotors (4) erreichen. Method for the air conditioning of a motor vehicle, by means of an internal combustion engine ( 4 ), one by the internal combustion engine ( 4 ) drivable air conditioning device ( 5 ) and at least one control device ( 2 ), whereby by a the control unit ( 2 ) activated activation signal when the motor vehicle is deactivated, an air conditioning of the motor vehicle is started, wherein the air conditioning can optionally consist in a cooling or heating of the motor vehicle, wherein for the internal combustion engine ( 4 ) a maximum operating time and the control unit ( 2 ) a target temperature (T Z ) is predetermined, wherein the control unit ( 2 ) at least as a function of the vehicle interior temperature (T I ) a vehicle air conditioning by switching on the internal combustion engine ( 4 ) by means of the air-conditioning device, wherein upon reaching the target temperature (T Z ) before reaching the maximum operating time of the internal combustion engine ( 4 ) the internal combustion engine ( 4 ) is switched off, characterized in that the control unit ( 2 ) after the vehicle interior temperature (T I ) has deviated by a predefinable threshold value from the target temperature (T Z ) after switching off the internal combustion engine ( 4 ) the internal combustion engine ( 4 ) is restarted and the vehicle air conditioning to reach the target temperature (T Z ) is continued, the internal combustion engine ( 4 ) is switched off when the target temperature (T Z ) is reached again or the added operating periods of the internal combustion engine ( 4 ) the maximum operating time of the internal combustion engine ( 4 ) to reach.
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