DE102019006526A1

DE102019006526A1 - Vorkonditionierungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102019006526A1
Application number: DE102019006526.3A
Authority: DE
Inventors: Mario Bareiß
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2020-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Speichermedium und/oder einer elektrischen Aufladevorrichtung betreibbar ist und über eine Vorkonditionierungseinrichtung verfügt, die durch ein Signal aus einem Fernsteuerelement startbar und/oder regulierbar ist, wobei die Vorkonditionierungseinrichtung in Abhängigkeit einer Vorauswahl durch Priorisierung von Konditionierungseinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Modi der Vorkonditionierung bereitstellt, wobei ein erster eine besonders hohe Konditionierleistung im Hinblick auf Zeit und/oder thermische Regulierung ermöglicht und ein zweiter eine besonders energieeffiziente Konditionierung ermöglicht. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Vorkonditionierung einer Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines in einer Parkposition befindlichen Kraftfahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik sind ein System und ein Verfahren zur Vorkonditionierung einer Heiz- und/oder Kühleinheit eines Kraftfahrzeugs im Stillstand bekannt, wobei die Heiz- und/oder Kühleinheit ihre Energie zum Heizen und/oder Kühlen des Fahrzeuginnenraums aus einem elektrischen Speicher bezieht.
Dokument DE 10 2013 202 601 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Vorkonditionierung einer Heiz- und/oder Kühleinheit in einem Kraftfahrzeug im Stillstand, wobei die Heiz- und/oder Kühleinheit ihre Energie zum Heizen und/oder Kühlen des Fahrzeuginnenraums aus einem elektrischen Speicher bezieht, und wobei im Fahrzeugstillstand die Heiz- und/oder Kühleinheit auf ein Signal einer Fernstarteinrichtung in einer ersten Leistungsstufe aktiviert wird und in Abhängigkeit vorgegebener Bedingungen von der ersten Leistungsstufe in eine zweite Leistungsstufe der Heiz- und/oder Kühleinheit geschaltet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Speichermedium und/oder einer elektrischen Aufladevorrichtung betreibbar ist und über eine Vorkonditionierungseinrichtung verfügt, die durch ein Signal aus einem Fernsteuerelement startbar und/oder regulierbar ist, wobei die Vorkonditionierungseinrichtung in Abhängigkeit einer Vorauswahl durch Priorisierung von Konditionierungseinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Modi der Vorkonditionierung bereitstellt, wobei ein erster eine besonders hohe Konditionierleistung im Hinblick auf Zeit und/oder thermische Regulierung ermöglicht und ein zweiter eine besonders energieeffiziente Konditionierung ermöglicht. Durch die sequentielle und zielgerichtet gesteuerte Aktivierbarkeit unterschiedlicher Komponenten verbraucht die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger Energie bei gleichzeitig schnellerer thermischer Regulierung. Bei elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen führt dies darüber hinaus zu einer Erhöhung der Fahrreichweite.
Es ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass das Fernsteuerelement ortbar ist und die Vorkonditionierungseinrichtung automatisch aktivierbar ist, wenn das Fernsteuerelement einen bestimmten Abstand zum Kraftfahrzeug aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das Kraftfahrzeug zumindest zwei Heizelemente und/oder Kühlelemente als Konditionierungseinrichtungen auf, ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Scheibenheizung, eine Klimaanlage, eine Sitzheizung, eine Lenkradheizung und eine Handschuhfachkühlung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die Heizelemente und/oder Kühlelemente in einer hierarchischen Ordnung nacheinander oder gleichzeitig aktivierbar.
Es ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass zumindest eine Außenscheibe zumindest einen Sensor umfasst, der eine Vereisung und/oder kondensiertes Wasser an der Außenscheibe erfasst.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorkonditionierung einer Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines in einer Parkposition befindlichen Kraftfahrzeugs, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Speichermedium und/oder einer elektrischen Aufladevorrichtung betreibbar ist und durch ein Signal aus einem Fernsteuerelement startbar und/oder regulierbar ist, wobei die Konditionierung in Abhängigkeit einer Vorauswahl durch Priorisierung von Konditionierungseinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Modi der Vorkonditionierung bereitstellt, wobei ein erster eine besonders hohe Konditionierleistung im Hinblick auf Zeit und/oder thermische Regulierung ermöglicht und ein zweiter eine besonders energieeffiziente Konditionierung ermöglicht.
Unter Konditionierungseinrichtungen können auch Heizelemente und/oder Kühlelemente verstanden werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Vorrichtung anzusehen. Die Vorrichtung weist dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Speichermedium und/oder einer elektrischen Aufladevorrichtung betreibbar ist und über eine Vorkonditionierungseinrichtung verfügt, die durch ein Signal aus einem Fernsteuerelement startbar und/oder regulierbar ist, wobei die Vorkonditionierungseinrichtung in Abhängigkeit einer Vorauswahl durch Priorisierung von Konditionierungseinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Modi der Vorkonditionierung bereitstellt, wobei ein erster eine besonders hohe Konditionierleistung im Hinblick auf Zeit und/oder thermischer Regulierung ermöglicht und ein zweiter eine besonders energieeffiziente Konditionierung ermöglicht. Diese Vorrichtung ist daher zur thermischen Vorkonditionierung, wenn der Zeitraum bis zur Abfahrt sehr kurz ist, geeignet. Durch die sequentielle und zielgerichtet gesteuerte Aktivierbarkeit unterschiedlicher Heizelemente und/oder Kühlelemente verbraucht die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger Energie bei gleichzeitig schnellerer thermischer Regulierung. Bei elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen führt dies darüber hinaus zu einer Erhöhung der Fahrreichweite.
Es ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass das Fernsteuerelement ortbar ist und die Vorkonditionierungseinrichtung automatisch aktivierbar ist, wenn das Fernsteuerelement einen bestimmten Abstand zum Kraftfahrzeug aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das Kraftfahrzeug zumindest zwei Heizelemente und/oder Kühlelemente als Konditionierungseinrichtungen auf, ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Scheibenheizung, eine Klimaanlage, eine Sitzheizung, eine Lenkradheizung und eine Handschuhfachkühlung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind Heizelemente und/oder Kühlelemente in einer hierarchischen Ordnung nacheinander oder gleichzeitig aktivierbar sind.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform umfasst zumindest eine Außenscheibe zumindest einen Sensor, der eine Vereisung und/oder kondensiertes Wasser an der Außenscheibe erfasst.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorkonditionierung einer Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines in einer Parkposition befindlichen Kraftfahrzeugs, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Speichermedium und/oder einer elektrischen Aufladevorrichtung betreibbar ist und durch ein Signal aus einem Fernsteuerelement startbar und/oder regulierbar ist, wobei die Vorkonditionierung in Abhängigkeit einer Vorauswahl durch Priorisierung von Konditionierungseinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Modi der Vorkonditionierung bereitstellt, wobei ein erster eine besonders hohe Konditionierleistung im Hinblick auf Zeit und/oder thermische Regulierung ermöglicht und ein zweiter eine besonders energieeffiziente Konditionierung ermöglicht. In einem ersten Modus der Vorkonditionierung werden dabei aufgrund der geringen Zeitdauer bis zur Abfahrt die diversen Heizelemente in einer hierarchischen Strategie nacheinander oder gleichzeitig aktiviert. In einem zweiten Modus wird versucht die Energiekosten so gering wie möglich zu halten. Das bedeutet, dass das Fahrzeug weiterhin in einer hierarchischen Strategie thermisch vorkonditioniert wird. Jedoch werden nur die notwendigsten Heizelemente verwendet. Hierdurch verbraucht die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger Energie bei gleichzeitig schnellerer thermischer Regulierung. Bei elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen führt dies darüber hinaus zu einer Erhöhung der Fahrreichweite.
Die vorliegende Erfindung beschreibt daher auch eine Vorkonditionierungsstrategie für Elektrofahrzeuge, die insbesondere im PKW Bereich einsetzbar ist. Es handelt sich dabei um eine schnelle Vorkonditionierung. Es wird dabei von einem Kraftfahrzeug in Parkposition, oder von einem vernetzten Kraftfahrzeug an einer Ladesäule ausgegangen. Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorkonditionierung, die geeignet ist um ein Kraftfahrzeug kurzfristig thermisch vorzukonditionieren, etwa um das Kraftfahrzeug abfahrbereit zu machen. Dabei erkennt das Fahrzeug den Zeitpunkt der Abfahrt, entweder über eine Eingabe, oder auch über Geofencing wenn sich der Fahrer dem Fahrzeug nähert, etwa über die Ortung eines Mobilgerätes, wie des Fahrzeugschlüssels oder des Smartphones des Fahrers.
Im Winter ist eine thermische Vorkonditionierung aus energetischen Gründen notwendig, insbesondere wenn der Zeitraum bis zur Abfahrt sehr kurz ist. In einem ersten Modus der Vorkonditionierung werden aufgrund der geringen Zeitdauer bis zur Abfahrt die diversen Heizelemente in einer hierarchischen Strategie nacheinander oder auch gleichzeitig aktiviert. Aus Sicherheitsgründen wird in einem ersten Schritt begonnen die Scheibenheizung zu aktivieren um eine freie Sicht zu gewährleisten. Um die Notwendigkeit der Scheibenheizung festzustellen, kann zuvor mittels Vereisungs-, Feuchte- oder anderen Sensoren eine vereiste Scheibe festgestellt werden. Es wird also Energie fokussiert auf diesen Prozess gerichtet oder auch gebündelt. In einem zweiten Schritt wird der Innenraum um den Fahrerplatz erwärmt. In einem dritten Schritt dann der Beifahrerplatz, danach können die Rückbank oder auch der Kofferraum erwärmt werden. In einem vierten Schritt, wenn sich der Fahrer dem Fahrzeug nähert, werden die Sitzheizungen aktiviert.
In einem zweiten Modus wird versucht die Energiekosten so gering wie möglich zu halten. Das bedeutet, dass weiterhin das Fahrzeug in einer hierarchischen Strategie thermisch vorkonditioniert wird. Jedoch werden nur die notwendigsten Heizelemente verwendet. Das bedeutet, dass die Scheiben freigemacht werden, der Innenraum um den Fahrer aber nur auf eine reduzierte Temperatur vorgeheizt wird. Der Beifahrerplatz wird nicht vorgeheizt. Dieser zweite Modus kann für kurze Fahrten sinnvoll sein.
Die Erfindung ist ebenso relevant in anderen Temperaturbereichen, wie im Sommer. Im Sommer kann eine Entfeuchtung des Fahrzeugs mittels einer geeigneten Einrichtung, wie einer Klimaanlage, erfolgen.
Die Erfindung kann auch in anderen Bereichen als im PKW relevant sein. So ist bei Bussen der Energieverbrauch für die Vorkonditionierung sehr hoch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013202601 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines sich in einer Parkposition befindenden Kraftfahrzeugs, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Speichermedium und/oder einer elektrischen Aufladevorrichtung betreibbar ist und über eine Vorkonditionierungseinrichtung verfügt, die durch ein Signal aus einem Fernsteuerelement startbar und/oder regulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkonditionierungseinrichtung in Abhängigkeit einer Vorauswahl durch Priorisierung von Konditionierungseinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Modi der Vorkonditionierung bereitstellt, wobei ein erster eine besonders hohe Konditionierleistung im Hinblick auf Zeit und/oder thermische Regulierung ermöglicht und ein zweiter eine besonders energieeffiziente Konditionierung ermöglicht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fernsteuerelement ortbar ist und die Vorkonditionierungseinrichtung automatisch aktivierbar ist, wenn das Fernsteuerelement einen bestimmten Abstand zum Kraftfahrzeug aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug zumindest zwei Heizelemente und/oder Kühlelemente als Konditionierungseinrichtungen aufweist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Scheibenheizung, eine Klimaanlage, eine Sitzheizung, eine Lenkradheizung und eine Handschuhfachkühlung.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente und/oder Kühlelemente in einer hierarchischen Ordnung nacheinander oder gleichzeitig aktivierbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Außenscheibe zumindest einen Sensor umfasst, der eine Vereisung und/oder kondensiertes Wasser an der Außenscheibe erfasst.
Verfahren zur Vorkonditionierung einer Vorrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines in einer Parkposition befindlichen Kraftfahrzeugs, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Speichermedium und/oder einer elektrischen Aufladevorrichtung betreibbar ist und durch ein Signal aus einem Fernsteuerelement startbar und/oder regulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkonditionierung in Abhängigkeit einer Vorauswahl durch Priorisierung von Konditionierungseinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Modi der Vorkonditionierung bereitstellt, wobei ein erster eine besonders hohe Konditionierleistung im Hinblick auf Zeit und/oder thermische Regulierung ermöglicht und ein zweiter eine besonders energieeffiziente Konditionierung ermöglicht.