DE102022132532A1

DE102022132532A1 - Air conditioning system for a motor vehicle, motor vehicle with an air conditioning system and method for air conditioning a component environment of a component of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102022132532A1
Application number: DE102022132532.6A
Authority: DE
Inventors: Andre Looks; Markus Thrien; Ralf Syldatke; Matthias Priebe; Stefan Falten; Seeran Raveendran; Stefan Pommer; Philipp Scheer
Original assignee: Cariad SE
Current assignee: Cariad SE
Priority date: 2022-12-07
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2024-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klimasystem (12) für ein Kraftfahrzeug (10), das dazu ausgebildet ist, eine Bauteilumgebung eines Bauteils (22) des Kraftfahrzeugs (10) zu klimatisieren, wobei das Bauteil (22) in einem Innenraum (26) eines Bauteilgehäuses (24) angeordnet ist. Ein Luftfeuchtigkeitssensor (28) ist dazu ausgebildet, einen aktuellen Luftfeuchtigkeitswert in dem Innenraum (26) zu erfassen und an eine Steuervorrichtung (20) des Kraftfahrzeugs (10) zu übermitteln. Die Steuervorrichtung (20) ist dazu ausgebildet, falls der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert einen vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert für den Innenraum (26) überschreitet, ein Steuersignal an eine Lufttrocknungsvorrichtung (14) des Klimasystems (12) zu übermitteln, wobei die Lufttrocknungsvorrichtung (14) einen Lüfter (16) aufweist, der mittels eines ersten Strömungskanals (30) strömungstechnisch mit dem Innenraum (26) verbunden ist. Der Lüfter (16) ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Steuersignal einen durch den ersten Strömungskanal (30) auf das Bauteil (22) hin geleiteten Luftstrom (18) zu erzeugen, um den aktuellen Luftfeuchtigkeitswert zumindest auf den vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert abzusenken.The invention relates to an air conditioning system (12) for a motor vehicle (10), which is designed to air-condition a component environment of a component (22) of the motor vehicle (10), wherein the component (22) is arranged in an interior (26) of a component housing (24). A humidity sensor (28) is designed to detect a current humidity value in the interior (26) and to transmit it to a control device (20) of the motor vehicle (10). The control device (20) is designed to transmit a control signal to an air drying device (14) of the air conditioning system (12) if the current humidity value exceeds a predetermined humidity limit value for the interior (26), wherein the air drying device (14) has a fan (16) which is fluidically connected to the interior (26) by means of a first flow channel (30). The fan (16) is designed to generate an air flow (18) guided through the first flow channel (30) towards the component (22) in dependence on the control signal in order to reduce the current air humidity value at least to the predetermined air humidity limit value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimasystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das Klimasystem dazu ausgebildet ist, eine Bauteilumgebung eines Bauteils des Kraftfahrzeugs zu klimatisieren. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Klimasystem sowie ein Verfahren zum Klimatisieren einer Bauteilumgebung eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs mittels eines solchen Klimasystems.The invention relates to an air conditioning system for a motor vehicle, wherein the air conditioning system is designed to air-condition a component environment of a component of the motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle with such an air conditioning system and a method for air-conditioning a component environment of a component of a motor vehicle by means of such an air conditioning system.

Moderne Kraftfahrzeuge sind mit einer Vielzahl elektronischer Bauteile, beispielsweise mit einer Vielzahl an elektronischen Steuergeräten ausgestattet, die eine Vielzahl von Aufgaben im Kraftfahrzeug erledigen. Hierzu gehören beispielsweise Steuergeräte für Fahrerassistenzfunktionen. Ein derartiges Steuergerät kann durch die voranschreitende Miniaturisierung der Bauteile und durch eine fortschreitende Erhöhung der Rechenleistung einer hohen internen Wärmentwicklung ausgesetzt sein. Bei leistungsstarken Anwendungen wie bei Einsatz von Fahrerassistenzsystemen oder beim Fahrzeugentertainment sind die Verlustleistungen mitunter so hoch, dass die entstehende Abwärme der Bauteile oder Elektronikkomponenten durch eine Flüssigkeitskühlung temperiert werden muss.Modern motor vehicles are equipped with a large number of electronic components, for example a large number of electronic control units that carry out a large number of tasks in the vehicle. These include, for example, control units for driver assistance functions. Such a control unit can be exposed to high internal heat development due to the increasing miniaturization of the components and the progressive increase in computing power. In high-performance applications such as the use of driver assistance systems or in vehicle entertainment, the power losses are sometimes so high that the waste heat generated by the components or electronic components has to be tempered by liquid cooling.

Aus der DE 10 2014 013 958 A1 ist ein solches flüssigkeitsgekühltes Kraftfahrzeugsteuergerät bekannt. Die Temperaturdifferenz zwischen dem kaltem Kühlmittel und den hohen Bauteiltemperaturen kann in Kombination mit einer erhöhten Luftfeuchtigkeit im Fahrzeug zu Kondensation der Luftfeuchte an verschiedenen, insbesondere ungünstigen Stellen, beispielsweise auf der Elektronik führen, was deren Arbeitsweise beeinträchtigen und somit zum Ausfall von Funktionen oder zu einer vorzeitigen Alterung der Elektronikkomponenten führen kann. Auch eine Ansammlung von Kondensat ist möglich, was zu Schimmel- und/oder Geruchsbildung führen kann.From the EN 10 2014 013 958 A1 Such a liquid-cooled motor vehicle control unit is known. The temperature difference between the cold coolant and the high component temperatures, in combination with increased air humidity in the vehicle, can lead to condensation of the humidity in various, particularly unfavorable places, for example on the electronics, which can impair their operation and thus lead to the failure of functions or premature aging of the electronic components. An accumulation of condensate is also possible, which can lead to the formation of mold and/or odors.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen zuverlässigen Betrieb von Bauteilen, insbesondere von flüssigkeitsgekühlten Elektronikbauteilen, in einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen.It is an object of the invention to enable reliable operation of components, in particular liquid-cooled electronic components, in a motor vehicle.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are described by the dependent patent claims, the following description and the figures.

Durch die Erfindung ist ein Klimasystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei das Klimasystem dazu ausgebildet ist, eine Bauteilumgebung eines Bauteils des Kraftfahrzeugs zu klimatisieren. Das Bauteil weist dabei ein Gehäuse auf und ist zumindest teilweise in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet. Mit anderen Worten ist das Bauteil zumindest teilweise von dem Gehäuse umfasst oder eingeschlossen. Bei dem Bauteil kann es sich insbesondere um ein flüssigkeitsgekühltes, elektronisches Bauteil handeln, das beispielsweise im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs zwischen Fahrer- und Beifahrersitz verbaut sein kann. Bei dem Bauteil kann es sich um einen Hochleistungsrechner handeln, der aufgrund seiner hohen Leistungsdichte eine Flüssigkeitskühlung erfordert.The invention provides an air conditioning system for a motor vehicle, wherein the air conditioning system is designed to air-condition a component environment of a component of the motor vehicle. The component has a housing and is at least partially arranged in an interior of the housing. In other words, the component is at least partially enclosed or enclosed by the housing. The component can in particular be a liquid-cooled, electronic component that can be installed, for example, in the area of a center console of the motor vehicle between the driver and passenger seats. The component can be a high-performance computer that requires liquid cooling due to its high power density.

Erfindungsgemäß weist das Klimasystem einen Luftfeuchtigkeitssensor auf, der dazu ausgebildet ist, einen aktuellen Luftfeuchtigkeitswert in dem Innenraum zu erfassen. Hierzu kann der Luftfeuchtigkeitssensor gemeinsam mit dem Bauteil in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet sein. Der Luftfeuchtigkeitssensor ist dazu ausgebildet, den erfassten Luftfeuchtigkeitswert an eine Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs zu übermitteln. Mit anderen Worten besteht zwischen dem Luftfeuchtigkeitssensor und der Steuervorrichtung eine Kommunikationsverbindung zur Datenübertragung, mittels derer der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert von dem Luftfeuchtigkeitssensor an die Steuervorrichtung übermittelt werden kann.According to the invention, the air conditioning system has a humidity sensor that is designed to detect a current humidity value in the interior. For this purpose, the humidity sensor can be arranged together with the component in the interior of the housing. The humidity sensor is designed to transmit the detected humidity value to a control device of the motor vehicle. In other words, there is a communication connection for data transmission between the humidity sensor and the control device, by means of which the current humidity value can be transmitted from the humidity sensor to the control device.

Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, zu überprüfen, ob der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert einen vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert für den Innenraum überschreitet. Mit anderen Worten kann die Steuervorrichtung den erfassten aktuellen Luftfeuchtigkeitswert mit dem vorgegebenen Luftfeuchtigkeitsgrenzwert vergleichen. Der vorgegebene Luftfeuchtigkeitsgrenzwert kann in einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs abgelegt und dort zum Vergleich bereitgestellt sein. Insbesondere kann die Steuervorrichtung ein Abfragesignal an die Speichereinheit übermitteln, wobei das Abfragesignal eine Anforderung zur Übermittlung des vorgegebenen Luftfeuchtigkeitsgrenzwerts für den Innenraum an die Steuervorrichtung umfassen kann.The control device is designed to check whether the current humidity value exceeds a predetermined humidity limit value for the interior. In other words, the control device can compare the detected current humidity value with the predetermined humidity limit value. The predetermined humidity limit value can be stored in a memory unit of the motor vehicle and made available there for comparison. In particular, the control device can transmit a query signal to the memory unit, wherein the query signal can include a request to transmit the predetermined humidity limit value for the interior to the control device.

Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, falls der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert den vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert für den Innenraum überschreitet, ein Steuersignal an eine Lufttrocknungsvorrichtung des Klimasystems zu übermitteln. Mit anderen Worten ist eine weitere Kommunikationsverbindung zwischen der Steuervorrichtung und der Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellt, mittels derer die Steuervorrichtung das Steuersignal an die Lufttrocknungsvorrichtung übermitteln kann.According to the invention, the control device is designed to transmit a control signal to an air drying device of the air conditioning system if the current air humidity value exceeds the predetermined air humidity limit value for the interior. In other words, a further communication connection is provided between the control device and the air drying device, by means of which the control device can transmit the control signal to the air drying device.

Die Lufttrocknungsvorrichtung weist einen Lüfter auf, beispielsweise einen Ventilator oder auch einen Heizlüfter, der mittels eines Strömungskanals strömungstechnisch mit dem Innenraum verbunden ist. Mit einer strömungstechnischen Verbindung ist im vorliegenden Zusammenhang gemeint, dass ein Fluid, insbesondere Luft, von dem Lüfter durch den Strömungskanal im Wesentlichen ungehindert zu dem Innenraum hin fließen oder strömen kann.The air drying device has a fan, for example a ventilator or a fan heater, which is fluidically connected to the interior by means of a flow channel. In the present context, a fluidic connection means that a fluid, in particular air, can flow or stream from the fan through the flow channel to the interior space essentially unhindered.

Der Lüfter ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Steuersignal einen auf das Bauteil gerichteten Luftstrom zu erzeugen, um den aktuellen Luftfeuchtigkeitswert zumindest auf den vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert abzusenken. Mit anderen Worten kann der Lüfter in Abhängigkeit von dem Steuersignal ein- oder ausgeschaltet werden, je nachdem, ob ein Anblasen des Bauteils mit dem Luftstrom erforderlich ist, um eine erhöhte Luftfeuchtigkeit in dem Innenraum abzusenken. Bevorzugt wird durch den Luftstrom das Bauteil gezielt mit trockener Luft, also mit einem im Wesentlichen wasserdampffreien Luftgemisch, angeblasen. Bevorzugt kann auch eine Intensität des Lüfters anhand des Steuersignals variiert werden, um bedarfsgerecht einen Luftstrom zu erzeugen. Auf diese Art und Weise kann sichergestellt werden, dass die Luftfeuchtigkeit in der Bauteilumgebung, also in dem Innenraum des Gehäuses, den Luftfeuchtigkeitsgrenzwert nicht oder zumindest nicht dauerhaft übersteigt.The fan is designed to generate an air flow directed at the component depending on the control signal in order to reduce the current air humidity value at least to the predetermined air humidity limit value. In other words, the fan can be switched on or off depending on the control signal, depending on whether the component needs to be blown with the air flow in order to reduce an increased air humidity in the interior. The air flow preferably blows dry air, i.e. an air mixture that is essentially free of water vapor, onto the component in a targeted manner. The intensity of the fan can also preferably be varied based on the control signal in order to generate an air flow as required. In this way, it can be ensured that the air humidity in the component environment, i.e. in the interior of the housing, does not exceed the air humidity limit value or at least does not do so permanently.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Kondensatbildung in der Bauteilumgebung verringert wird. Hierdurch erhöht sich die Betriebssicherheit des Bauteils und der Schimmel- und/oder Geruchsbildung wird vorgebeugt.The invention has the advantage that condensation in the component environment is reduced. This increases the operational reliability of the component and prevents the formation of mold and/or odors.

Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments which provide additional advantages.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Strömungskanal an einer Anströmöffnung mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die Anströmöffnung zumindest ein strömungsleitendes Element aufweist, das dazu ausgebildet ist, den Luftstrom entlang einer Bauteiloberfläche des Bauteils auszurichten. Die Anströmöffnung kann als Durchbruch in der Gehäusewand ausgestaltet sein. Bevorzugt können mehrere, im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete, strömungsleitende Lamellen an dem Durchbruch vorgesehen sein, die dafür sorgen können, dass der Luftstrom gezielt in einen bestimmten Oberflächenbereich des Bauteils gelenkt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass gezielt solche Bereiche des Bauteils oder der Bauteiloberfläche getrocknet werden können, die bekanntermaßen anfällig für die Kondensatbildung sind.One embodiment provides that the flow channel is connected to the housing at an inflow opening, wherein the inflow opening has at least one flow-guiding element that is designed to align the air flow along a component surface of the component. The inflow opening can be designed as an opening in the housing wall. Preferably, several flow-guiding slats arranged essentially parallel to one another can be provided at the opening, which can ensure that the air flow is directed specifically into a certain surface area of the component. This results in the advantage that those areas of the component or the component surface that are known to be susceptible to condensation can be dried in a targeted manner.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem aktuellen Luftfeuchtigkeitswert und/oder in Abhängigkeit von einer aktuellen Luftfeuchtigkeitsverteilung entlang der Bauteiloberfläche ein Stellsignal an die Lufttrocknungsvorrichtung zu übermitteln, wobei die Lufttrocknungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, das zumindest eine strömungsleitende Element in Abhängigkeit von dem Stellsignal in dem Luftstrom zu positionieren. Mit anderen Worten kann das zumindest eine strömungsleitende Element beweglich an der Anströmöffnung gelagert sein und über die Ansteuerung von Aktuatoren in unterschiedliche Positionen in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung des Luftstroms gebracht werden. Für den Fall der parallel angeordneten Lamellen kann dies bedeuten, dass ein Winkel der Lamellen im Bezug zu der Hauptströmungsrichtung des Luftstroms verändert werden kann, um den Luftstrom in Bereiche mit erhöhter Kondensatbildung zu lenken. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ganz bedarfsgerecht diejenigen Bereiche getrocknet werden können, die eine erhöhte Kondensatbildung aufweisen.A preferred development provides that the control device is designed to transmit a control signal to the air drying device depending on the current air humidity value and/or depending on a current air humidity distribution along the component surface, wherein the air drying device is designed to position the at least one flow-guiding element in the air flow depending on the control signal. In other words, the at least one flow-guiding element can be movably mounted on the inflow opening and can be brought into different positions in relation to a main flow direction of the air flow via the control of actuators. In the case of the slats arranged in parallel, this can mean that an angle of the slats can be changed in relation to the main flow direction of the air flow in order to direct the air flow into areas with increased condensate formation. This results in the advantage that those areas that have increased condensate formation can be dried as required.

Um die Luftfeuchtigkeitsverteilung oder auch sich ändernde Luftfeuchtigkeitswerte zu erfassen, kann es vorgesehen sein, mehrere Luftfeuchtigkeitssensoren verteilt entlang der Bauteiloberfläche anzuordnen. Alternativ oder zusätzlich können die Luftfeuchtigkeitssensoren die Luftfeuchtigkeitswerte permanent oder zyklisch erfassen, um einen zeitlichen Verlauf der Entwicklung der Luftfeuchtigkeitswerte in dem Innenraum zu erfassen.In order to record the humidity distribution or changing humidity values, it can be planned to arrange several humidity sensors distributed along the component surface. Alternatively or additionally, the humidity sensors can record the humidity values permanently or cyclically in order to record a temporal progression of the development of the humidity values in the interior.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Lufttrocknungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Luftstrom in Abhängigkeit von dem Steuersignal zu variieren, insbesondere bezüglich eines Volumens und/oder einer Temperatur. Wie beschrieben, erzeugt die Steuervorrichtung das Steuersignal in Abhängigkeit von dem aktuell erfassten Luftfeuchtigkeitswert, falls dieser einen vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert überschreitet. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung ein weiteres Steuersignal erzeugt, sobald der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert aufgrund des erzeugten Luftstroms wieder unter den vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert abgesenkt wurde. Das weitere Steuersignal kann einen Abschaltbefehl an die Lufttrocknungsvorrichtung oder zumindest einen Drosselungsbefehl an die Lufttrocknungsvorrichtung umfassen. Mit anderen Worten kann die Steuervorrichtung die Lufttrocknungsvorrichtung abschalten oder drosseln, wenn der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert wieder unterhalb des Luftfeuchtigkeitsgrenzwerts liegt.One embodiment provides that the air drying device is designed to vary the air flow depending on the control signal, in particular with regard to a volume and/or a temperature. As described, the control device generates the control signal depending on the currently detected air humidity value if this exceeds a predetermined air humidity limit value. However, it can also be provided that the control device generates a further control signal as soon as the current air humidity value has been reduced below the predetermined air humidity limit value again due to the air flow generated. The further control signal can include a switch-off command to the air drying device or at least a throttling command to the air drying device. In other words, the control device can switch off or throttle the air drying device if the current air humidity value is again below the air humidity limit value.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Lufttrocknungsvorrichtung als Teil einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist, wobei zumindest ein weiterer Strömungskanal der Lufttrocknungsvorrichtung in einen Innenraum einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs einmündet und den Lüfter strömungstechnisch mit diesem verbindet. Mit dem Innenraum der Fahrgastzelle ist im vorliegenden Zusammenhang derjenige Bereich des Kraftfahrzeugs gemeint, in dem sich Insassen des Kraftfahrzeugs für gewöhnlich aufhalten. Beispielsweise der eingangs beschriebene Hochleistungsrechner ist für gewöhnlich in direkter Nähe zur Klimaanlage des Kraftfahrzeugs innerhalb der Mittelkonsole zwischen Fahrer- und Beifahrersitz verbaut. Da aktuelle Klimaanlagen mit einer Lufttrocknungsfunktion ausgestattet sind, um z.B. eine beschlagene Frontscheibe von Feuchtigkeit zu befreien, kann diese Funktion auch für die Umgebungsluft des Hochleistungsrechners genutzt werden.A preferred embodiment provides that the air drying device is designed as part of an air conditioning system of the motor vehicle, wherein at least one further flow channel of the air drying device opens into an interior of a passenger compartment of the motor vehicle and fluidically connects the fan to it. In the present case, the interior of the passenger compartment is In this context, this refers to the area of the motor vehicle in which the vehicle's occupants usually stay. For example, the high-performance computer described at the beginning is usually installed in the immediate vicinity of the vehicle's air conditioning system in the center console between the driver and passenger seats. Since current air conditioning systems are equipped with an air drying function, for example to remove moisture from a fogged-up windshield, this function can also be used for the ambient air of the high-performance computer.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, bei einer Aktivierung der Klimaanlage die Lufttrocknungsvorrichtung automatisiert zum Erzeugen des auf das Bauteil gerichteten Luftstroms anzusteuern. Mit anderen Worten kann das Anströmen des Bauteils mit der trockenen Luft auch unabhängig von der Luftfeuchtigkeitsmessung erfolgen, sobald die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs aktiviert wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, bei Überschreiten des vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwerts die Klimaanlage zu aktivieren. Mit anderen Worten kann also auch andersherum in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeitsmessung die Klimaanlage für das gesamte Kraftfahrzeug aktiviert werden. Hierdurch ergibt sich ein deutlicher Komfortzuwachs für einen Kraftfahrzeuginsassen, der nicht darauf angewiesen ist, die Klimaanlage selbstständig zu aktivieren.An advantageous development provides that the control device is designed to automatically control the air drying device when the air conditioning system is activated to generate the air flow directed at the component. In other words, the dry air can also flow onto the component independently of the air humidity measurement as soon as the air conditioning system of the motor vehicle is activated. It can also be provided that the control device is designed to activate the air conditioning system when the predetermined air humidity limit is exceeded. In other words, the air conditioning system for the entire motor vehicle can also be activated the other way around depending on the air humidity measurement. This results in a significant increase in comfort for a motor vehicle occupant who is not dependent on activating the air conditioning system independently.

Bevorzugt ist eine Energieversorgung des Klimasystems von einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs entkoppelt. Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, das Klimasystem derart energetisch zu versorgen, dass es auch bei abgeschaltetem Antriebsmotor aktiviert werden kann. Dies kann beispielsweise mittels einer elektrisch leitfähigen Kopplung oder Anbindung des Klimasystems an eine Fahrzeugbatterie realisiert sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auch nach einem Abschalten oder Abstellen des Kraftfahrzeugs die Kondensatbildung an noch erwärmten Bauteilen verhindert werden kann.Preferably, an energy supply for the air conditioning system is decoupled from a drive motor of the motor vehicle. In other words, the air conditioning system can be supplied with energy in such a way that it can be activated even when the drive motor is switched off. This can be achieved, for example, by means of an electrically conductive coupling or connection of the air conditioning system to a vehicle battery. This has the advantage that condensation can be prevented from forming on components that are still warm even after the motor vehicle has been switched off or parked.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem Klimasystem nach einer der beschriebenen Ausführungsformen sowie ein Verfahren zur Klimatisierung einer Bauteilumgebung eines Bauteils eines solchen Kraftfahrzeugs, wobei das Bauteil ein Gehäuse aufweist und zumindest teilweise in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist.The invention also relates to a motor vehicle with an air conditioning system according to one of the described embodiments and to a method for air conditioning a component environment of a component of such a motor vehicle, wherein the component has a housing and is at least partially arranged in an interior of the housing.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass ein Luftfeuchtigkeitssensor des Klimasystems, der insbesondere mit dem Bauteil in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, einen aktuellen Luftfeuchtigkeitswert in dem Innenraum erfasst und an eine Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs übermittelt, wobei die Steuervorrichtung, falls der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert einen vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert für den Innenraum überschreitet, ein Steuersignal an eine Lufttrocknungsvorrichtung des Klimasystems übermittelt, wobei die Lufttrocknungsvorrichtung einen Lüfter aufweist, der mittels eines Strömungskanals strömungstechnisch mit dem Innenraum verbunden ist, wobei der Lüfter in Abhängigkeit von dem Steuersignal einen auf das Bauteil gerichteten Luftstrom erzeugt, um den aktuellen Luftfeuchtigkeitswert zumindest auf den vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert abzusenken.The method according to the invention provides that a humidity sensor of the air conditioning system, which is arranged in particular with the component in the interior of the housing, detects a current humidity value in the interior and transmits it to a control device of the motor vehicle, wherein the control device, if the current humidity value exceeds a predetermined humidity limit value for the interior, transmits a control signal to an air drying device of the air conditioning system, wherein the air drying device has a fan which is fluidically connected to the interior by means of a flow channel, wherein the fan generates an air flow directed towards the component as a function of the control signal in order to reduce the current humidity value at least to the predetermined humidity limit value.

Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.For use cases or application situations that may arise during the method and which are not explicitly described here, it may be provided that, in accordance with the method, an error message and/or a request to enter user feedback is issued and/or a default setting and/or a predetermined initial state is set.

Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Prozessorschaltung der Prozessoreinrichtung kann z.B. zumindest eine Schaltungsplatine und/oder zumindest ein SoC (System on Chip) aufweisen.The invention also includes the control device for the motor vehicle. The control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code that is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device. The processor circuit of the processor device can, for example, have at least one circuit board and/or at least one SoC (System on Chip).

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Klimasystems beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the method according to the invention and/or the motor vehicle according to the invention, which have features as have already been described in connection with the further developments of the air conditioning system according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the method according to the invention and/or the motor vehicle according to the invention are not described again here.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Programmcode, der bei der Ausführung durch eine Prozessorschaltung eines Computers oder eines Computerverbunds diese veranlasst, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nichtflüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) bereitgestellt sein. Das Speichermedium kann in der Prozessorschaltung in deren Datenspeicher angeordnet sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Der Programmcode können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) und/oder als Programmskript (z.B. Python) bereitgestellt sein.As a further solution, the invention also includes a computer-readable storage medium, comprising program code which, when executed by a processor circuit of a computer or a computer network, causes it to carry out an embodiment of the method according to the invention. The storage medium can, for example, be provided at least partially as a non-volatile data memory (e.g. as a flash memory and/or as an SSD - solid state drive) and/or at least partially as a volatile data memory (e.g. as a RAM - random access memory). The storage medium can be arranged in the processor circuit in its data memory. The storage medium can also, for example, be operated as a so-called app store server on the Internet. The computer or computer network can provide a processor circuit with at least one microprocessor. The program code can be provided as binary code or assembler and/or as source code of a programming language (e.g. C) and/or as a program script (e.g. Python).

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Klimasystem; und
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Klimatisierung einer Bauteilumgebung eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs mittels eines Klimasystems.

Exemplary embodiments of the invention are described below.

1 a schematic representation of a motor vehicle with an air conditioning system; and
2 a schematic representation of a method for air conditioning a component environment of a component of a motor vehicle by means of an air conditioning system.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure should also include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by other features of the invention already described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols designate functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10, das mit einem Klimasystem 12 ausgestattet ist. Das Klimasystem 12 umfasst eine Lufttrocknungsvorrichtung 14, die als Teil einer hier nicht dargestellten Klimaanlage des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet sein kann. Die Lufttrocknungsvorrichtung 14 umfasst einen Lüfter 16, der dazu ausgebildet ist, einen Luftstrom 18 zu erzeugen. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 10 that is equipped with an air conditioning system 12. The air conditioning system 12 comprises an air drying device 14, which can be designed as part of an air conditioning system (not shown here) of the motor vehicle 10. The air drying device 14 comprises a fan 16, which is designed to generate an air flow 18.

Das Kraftfahrzeug 10 umfasst außerdem eine Steuervorrichtung 20, die dazu ausgebildet ist, eine Kommunikationsverbindung zu der Lufttrocknungsvorrichtung 14 zu betreiben. Mittels der Kommunikationsverbindung kann die Steuervorrichtung 20 also Steuersignale an die Lufttrocknungsvorrichtung 14 übermitteln. Die Kommunikationsverbindung kann als kabelgebundene Verbindung oder kabellos, beispielsweise als Funkverbindung, ausgestaltet sein.The motor vehicle 10 also comprises a control device 20 which is designed to operate a communication connection to the air drying device 14. By means of the communication connection, the control device 20 can therefore transmit control signals to the air drying device 14. The communication connection can be designed as a wired connection or wireless, for example as a radio connection.

Ein Steuersignal kann beispielsweise einen Befehl zum Ein- oder Ausschalten des Lüfters 16 umfassen. Das Steuersignal kann alternativ oder zusätzlich einen Befehl zum Variieren eines Luftstromvolumens durch den Lüfter 16 oder auch einen Befehl zum Erwärmen oder Abkühlen des Luftstroms 18 umfassen.A control signal can, for example, include a command to switch the fan 16 on or off. The control signal can alternatively or additionally include a command to vary an air flow volume through the fan 16 or a command to heat or cool the air flow 18.

Das Kraftfahrzeug 10 weist außerdem ein Bauteil 22 auf, bei dem es sich bevorzugt um ein flüssigkeitsgekühltes, elektronisches Bauteil 22 handelt. Das Bauteil 22 kann zumindest teilweise von einem Gehäuse 24 umschlossen sein. Mit anderen Worten ist in dem Gehäuse 24 ein Innenraum 26 ausgebildet, in dem das Bauteil 22 aufgenommen sein kann. Gemeinsam mit dem Bauteil 22 kann sich ein Luftfeuchtigkeitssensor 28 in dem Innenraum 26 befinden, so dass mittels des Luftfeuchtigkeitssensors 28 ein jeweils aktueller Luftfeuchtigkeitswert in dem Innenraum 26 oder in einer Bauteilumgebung des Bauteils 22 erfasst werden kann.The motor vehicle 10 also has a component 22, which is preferably a liquid-cooled, electronic component 22. The component 22 can be at least partially enclosed by a housing 24. In other words, an interior 26 is formed in the housing 24, in which the component 22 can be accommodated. A humidity sensor 28 can be located in the interior 26 together with the component 22, so that a current humidity value in the interior 26 or in a component environment of the component 22 can be detected by means of the humidity sensor 28.

Das Gehäuse 24 ist mittels eines Strömungskanals 30 strömungstechnisch mit dem Lüfter 16 verbunden, so dass durch den Lüfter 16 ein auf das Bauteil 22 gerichteter Luftstrom 18 erzeugt werden kann.The housing 24 is fluidically connected to the fan 16 by means of a flow channel 30, so that an air flow 18 directed towards the component 22 can be generated by the fan 16.

Mittels des Luftfeuchtigkeitssensors 28 kann zyklisch oder permanent eine Luftfeuchtigkeit in dem Innenraum 26 überwacht werden. Hierzu erfasst der Luftfeuchtigkeitssensor 28 zyklisch oder permanent einen jeweils aktuellen Luftfeuchtigkeitswert in dem Innenraum 26 und übermittelt diesen mittels einer weiteren Kommunikationsverbindung an die Steuervorrichtung 20. Auch diese Kommunikationsverbindung kann kabellos oder kabelgebunden ausgestaltet sein.The humidity sensor 28 can be used to cyclically or permanently monitor the humidity in the interior 26. To do this, the humidity sensor 28 cyclically or permanently records a current humidity value in the interior 26 and transmits it to the control device 20 via a further communication connection. This communication connection can also be designed to be wireless or wired.

In der Steuervorrichtung 20 kann der jeweils aktuelle Luftfeuchtigkeitswert in dem Innenraum 26 mit einem vorbestimmten und erlaubten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert für den Innenraum 26 verglichen werden. Falls der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert den Grenzwert überschreitet, kann die Steuervorrichtung 20 das Steuersignal zum Einschalten des Lüfters 16 an die Lufttrocknungsvorrichtung 14 übermitteln. Daraufhin kann in Abhängigkeit von dem Steuersignal der Lüfter 16 eingeschaltet werden und einen Luftstrom 18 erzeugen, der dazu führt, dass der Luftfeuchtigkeitswert in dem Innenraum 26 wieder zumindest auf den Grenzwert abgesenkt wird.In the control device 20, the current humidity value in the interior 26 can be compared with a predetermined and permitted humidity limit value for the interior 26. If the current humidity value exceeds the limit value, the control device 20 can transmit the control signal for switching on the fan 16 to the air drying device 14. The fan 16 can then be switched on depending on the control signal and generate an air flow 18, which leads to the humidity value in the interior 26 being reduced again at least to the limit value.

2 zeigt unter Bezugnahme auf die im Zusammenhang mit 1 dargestellten und bezeichneten Komponenten eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Klimatisierung einer Bauteilumgebung eines Bauteils 22 eines Kraftfahrzeugs 10 mittels eines Klimasystems 12. 2 shows with reference to the information provided in connection with 1 illustrated and designated components a schematic representation of a method for air conditioning a component environment of a component 22 of a motor vehicle 10 by means of an air conditioning system 12.

In einem Schritt S1 erfasst ein Luftfeuchtigkeitssensor 28 des Klimasystems 12 einen aktuellen Luftfeuchtigkeitswert in einem Innenraum 26 eines Bauteilgehäuses 24 und übermittelt den aktuellen Luftfeuchtigkeitswert an eine Steuervorrichtung 20 des Kraftfahrzeugs 10.In a step S1, a humidity sensor 28 of the air conditioning system 12 detects a current humidity value in an interior 26 of a component housing 24 and transmits the current humidity value to a control device 20 of the motor vehicle 10.

Die Steuervorrichtung 20 führt in einem Schritt S2 eine Überprüfung des Luftfeuchtigkeitswerts durch, wobei festgestellt wird, ob der Luftfeuchtigkeitswert einen vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert in dem Innenraum 26 überschreitet.In a step S2, the control device 20 checks the humidity value to determine whether the humidity value exceeds a predetermined humidity limit value in the interior space 26.

Falls der aktuelle Luftfeuchtigkeitswert den vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert für den Innenraum 26 überschreitet, übermittelt die Steuervorrichtung 20 in einem Schritt S3 ein Steuersignal an eine Lufttrocknungsvorrichtung 14 des Klimasystems 12, wobei die Lufttrocknungsvorrichtung 14 einen Lüfter 16 aufweist, der mittels eines Strömungskanals 30 strömungstechnisch mit dem Innenraum 26 verbunden ist.If the current air humidity value exceeds the predetermined air humidity limit value for the interior space 26, the control device 20 transmits a control signal to an air drying device 14 of the air conditioning system 12 in a step S3, wherein the air drying device 14 has a fan 16 which is fluidically connected to the interior space 26 by means of a flow channel 30.

In einem Schritt S4 erzeugt der Lüfter 16 in Abhängigkeit von dem Steuersignal einen auf das Bauteil 22 gerichteten Luftstrom 18, um den aktuellen Luftfeuchtigkeitswert zumindest auf den vorbestimmten Luftfeuchtigkeitsgrenzwert abzusenken.In a step S4, the fan 16 generates an air flow 18 directed towards the component 22 as a function of the control signal in order to reduce the current humidity value at least to the predetermined humidity limit value.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Luftfeuchtigkeitsregulierung flüssigkeitsgekühlter Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how humidity control of liquid-cooled control units in a motor vehicle can be provided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014013958 A1 [0003]

Claims

Air conditioning system (12) for a motor vehicle (10), wherein the air conditioning system (12) is designed to air-condition a component environment of a component (22) of the motor vehicle (10), wherein the component (22) has a housing (24) and is arranged at least partially in an interior (26) of the housing (24), characterized in that an air humidity sensor (28) of the air conditioning system (12) is designed to detect a current air humidity value in the interior (26) and to transmit it to a control device (20) of the motor vehicle (10), wherein the control device (20) is designed to transmit a control signal to an air drying device (14) of the air conditioning system (12) if the current air humidity value exceeds a predetermined air humidity limit value for the interior (26), wherein the air drying device (14) has a fan (16) which is fluidically connected to the interior (26) by means of a first flow channel (30) and is designed to generate, as a function of the control signal, an air flow (18) guided through the first flow channel (30) towards the component (22) in order to reduce the current air humidity value at least to the predetermined air humidity limit value.

Air conditioning system (12) according to Claim 1 , wherein the flow channel (30) is connected to the housing (24) at an inflow opening, wherein the inflow opening has at least one flow-guiding element which is designed to align the air flow (18) along a component surface of the component (22).

Air conditioning system (12) according to Claim 2 , wherein the control device (20) is designed to transmit a control signal to the air drying device (14) depending on the current air humidity value and/or depending on a current air humidity distribution along the component surface, wherein the air drying device (14) is designed to position the at least one flow-guiding element in the air flow (18) depending on the control signal.

Air conditioning system (12) according to one of the preceding claims, wherein the air drying device (14) is designed to vary the air flow (18) depending on the control signal, in particular with regard to a volume and/or a temperature.

Air conditioning system (12) according to one of the preceding claims, wherein the air drying device (14) is designed as part of an air conditioning system of the motor vehicle (10), wherein at least one further flow channel of the air drying device (14) opens into an interior of a passenger compartment of the motor vehicle (10) and fluidically connects the fan (16) thereto.

Air conditioning system (12) according to Claim 5 , wherein the control device (20) is designed to automatically control the air drying device (14) when the air conditioning system is activated in order to generate the air flow (18) directed towards the component (22).

Air conditioning system (12) according to one of the Claims 5 or 6 , wherein the control device (20) is designed to activate the air conditioning system when the predetermined humidity limit value is exceeded.

Air conditioning system (12) according to one of the preceding claims, wherein a power supply of the air conditioning system (12) is decoupled from a drive motor of the motor vehicle (10).

Motor vehicle (10) with an air conditioning system (12) according to one of the preceding claims.

Method for air conditioning a component environment of a component (22) of a motor vehicle (10) by means of an air conditioning system (12) of the motor vehicle (10), wherein the component (22) has a housing (24) and is arranged at least partially in an interior (26) of the housing (24), characterized in that an air humidity sensor (28) of the air conditioning system (12), which is arranged in particular with the component (22) in the interior (26) of the housing (24), detects a current air humidity value in the interior (26) and transmits it to a control device (20) of the motor vehicle (10), wherein the control device (20), if the current air humidity value exceeds a predetermined air humidity limit value for the interior (26), transmits a control signal to an air drying device (14) of the air conditioning system (12), wherein the air drying device (14) has a fan (16) which is fluidically connected to the interior (26) by means of a first flow channel (30). is connected, wherein the fan (16) generates an air flow (18) guided through the first flow channel (30) towards the component (22) in dependence on the control signal in order to reduce the current air humidity value at least to the predetermined air humidity limit value.