DE10246244A1

DE10246244A1 - Klimaanlage

Info

Publication number: DE10246244A1
Application number: DE2002146244
Authority: DE
Inventors: Thorsten Möllert
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Regeleinrichtung zum Regeln von das Innenraumklima bestimmenden Klimaparametern, wie Raumtemperatur, Mischluftzusammensetzung, Luftverteilung und Gebläsedrehzahl, nach vorgegebenen Regelkennlinien (Fabrikprogramm) in Abhängigkeit von mittels Sensoren erfassten Umweltparametern, wie Sonneneinstrahlung, wobei ein Navigationssystem mit Uhr zur Ermittlung des Sonnenstandes vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 34 09 321 C2 ist eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Regeleinrichtung zum Regeln von das Innenraumklima bestimmenden Klimaparametern, wie Raumtemperatur, Mischluftzusammensetzung, Luftverteilung und Gebläsedrehzahl, nach vorgegebenen Regelkennlinien (Fabrikprogramm) in Abhängigkeit von mittels Sensoren erfassten Umweltparametern, wie Innerraumtemperatur, Außentemperatur, Mischlufttemperatur und Sonneneinstrahlring, bekannt. Eine derartige Klimaanlage lässt noch Wünsche offen.
Ferner ist aus der DE 195 26 450 C1 ein Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Klimatisierungskanälen für unterschiedliche Innenraumzonen und einem Solarsensor bekannt, wobei bei einer über den Solarsensor ermittelten, erhöhten Sonneneinstrahlungsintensität gezielt diejenige Klimatisierungskanäle, die denjenigen Fahrzeuginnenraumzonen zugeordnet sind, in denen ein jeweiliger Fahrzeugsitz belegt ist, zur Erzielung einer erhöhten Klimatisierungswirkung angesteuert werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass für eine gezielte Steuerung im Prinzip für jeden Fahrzeugsitz mindestens ein Solarsensor erforderlich ist.
Die DE 40 40 846 C2 beschreibt eine Einrichtung zur Regelung der Innenraumtemperatur von Kraftfahrzeugen, mit einem elektrischen Regler, der mit mindestens einem Innen- und/oder Außentemperaturfühler, mit einem Solltemperaturgeber, mit mindestens einem Sonnensensor und mit mindestens einem Stellglied zur Beeinflussung der dem Innenraum zugeführten Wärmemenge verbunden ist, wobei der mindestens eine Sonnensensor mit einer Bewertungseinrichtung verbunden ist, die das Signal des Sonnensensors verzögert der Regelung zuführt, wobei der Bewertungseinrichtung ein Verzögerungsglied mit einer Zeitkonstanten aufweist und wobei parallel zu dem ersten Verzögerungsglied mindestens ein zweites Verzögerungsglied mit einer zweiten Zeitkonstanten angeordnet ist, wobei die Zeitkonstanten unterschiedlich sind und wobei die Verzögerungsglieder über einen Mittelwertbildner mit dem Regler verbunden sind. Dabei ist der Sonnensensor eine Fotodiode.
Die DE 100 16 419 C2 beschreibt eine Vorrichtung zur indirekten Erfassung der in den Innenraum eines Fahrzeuges einfallenden Sonnenstrahlung. Diese Vorrichtung ist mit mindestens einem Fotosensor mit einer strahlungssensitiven Sensorfläche zur Erfassung der von mindestens einem Bereich des Innenraums, dessen Einbauten und/oder dessen Insassen ausgehenden Wärmestrahlung versehen. Ferner weist die Vorrichtung ein Gehäuse zur Unterbringung des mindestens einen Fotosensors auf. Das Gehäuse weist mindestens eine an den Innenraum des -Fahrzeuges angrenzende, der Wärmestrahlung oder der Wärmestrahlung und der Sonnenstrahlung ausgesetzte Strahlungseinfallfläche auf. Die Sensorfläche des Fotosensors ist relativ zur Strahlungseinfallfläche des Gehäuses derart angeordnet, dass auf die Sensorfläche die Wärmestrahlung und im Wesentlichen keine direkte Sonnenstrahlung oder direkte Sonnenstrahlung lediglich aus einer Richtung innerhalb eines Einfallwinkelbereichs auftritt, in dem ihr Einfluss auf das Temperatur- und Behaglichkeitsempfinden von sich im Innenraum des Fahrzeuges befindenden Insassen vernachlässigbar ist.
Derartige Klimaanlagen lassen noch Wünsche offen. Insbesondere werden in aller Regel mehrere Solar- oder Fotosensoren benötigt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klimaanlage zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Navigationssystem ausgestattet, so dass unter Berücksichtigung des aktuellen Standortes, der aktuellen Uhrzeit und des aktuellen Datums der Sonnenstand berechnet werden kann und dieser bei der Steuerung der Klimaanlage berücksichtigt wird. Vorzugsweise umfaßt das Navigationssystem zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugposition ein GPS-Modul (Global Positioning System). Begrifflich soll unter der Ausstattung mit einem Navigationssystem auch eine Verbindung oder Datenleitung mit einem anderweitig im Kraftfahrzeug angeordneten Navigationssystem zu verstehen sein.
Insbesondere wird bei der Steuerung der Klimaanlage auch die aktuelle Ausrichtung des Fahrzeugs berücksichtigt, d.h. z.B. die Seite des Fahrzeuges mit erhöhter Sonneneinstrahlung kann speziell gekühlt werden. Ferner lässt sich beispielsweise der Schattenwurf des Fahrzeugdaches, der Schattenwurf von Bergen, Tunnel, die Änderung der Sonneneinstrahlung bei Kurvenfahrten, gegebenenfalls auch der Schattenwurf von Bäumen o.ä. im Voraus berechnen und bei der Wertung von Helligkeitsmessdaten eines Fotosensors sowie bei der Steuerung der Klimaanlage direkt berücksichtigen.
Vorzugsweise ist für die Ermittlung der Sonneneinstrahlung ein Fotosensor mit einer Zone vorgesehen. Hierbei ist lediglich ein einfacher Fotosensor erforderlich, da die Messdaten (Helligkeitsdaten) mit Hilfe eines Rechners, der vorzugsweise Teil der Klimaanlage ist und deren Steuerung übernimmt, bereinigt werden können, so dass nicht mehrere Sensoren an verschiedenen Stellen des Fahrzeuges oder in verschiedenen Winkeln zueinander verwendet werden müssen. Auf diese Weise lassen sich Kosten einsparen, da Sensoren', einschließlich deren Einbau, teurer sind als die alternativ erforderliche Software und hierfür benötigte größere Rechnerleistung.
Vorzugsweise sind bei der Klimaanlage ferner Sensoren für die Innenraumtemperatur, Außentemperatur und/oder Mischlufttemperatur vorgesehen, deren Messdaten ebenfalls für die Optimierung der lokalen Innenraumtemperatur verwendet werden können.
Vorzugsweise wird die Glasart der Scheiben berücksichtigt, da diese einen wesentlichen Einfluss auf die Erwärmung des Fahrzeuginneren infolge von Sonnenstrahlen hat. Dabei ist ferner die Anordnung und Fläche der Fenster des jeweiligen Kraftfahrzeuges zu berücksichtigen.
Vorzugsweise umfaßt das Navigationssystem eine Straßenkarte mit Höhendaten. Dies erlaubt beispielsweise eine Berücksichtigung des Schattenwurfs durch hohe Berge.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Flussdiagramm, das die Ermittlung der tatsächlichen Sonneneinstrahlung darstellt.
Eine Klimaanlage, wie sie in ihrem prinzipiellen Aufbau beispielsweise in der DE 100 16 419 C2 offenbart ist, deren Offenbarung – soweit nicht vorliegend anders beschrieben oder explizit ausgenommen – ausdrücklich mit in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird, weist einen, im Gegensatz zu der DE 100 16 419 C2 einfachen, d.h. einzonigen, Fotosensor (Fotozelle) auf. Der Fotosensor kann beispielsweise im Armaturenbrett oder der Hutablage angeordnet sein.
Ferner weist das Fahrzeug ein Navigationssystem auf, das mit der Steuerung der Klimaanlage verbunden ist. Alternativ kann das Navigationssystem in der Klimaanlage integriert sein. Das Navigationssystem sendet laufend die aktuellen Daten, wie Uhrzeit, Datum, Position und Ausrichtung (Fahrtrichtung) des Fahrzeugs, an einen in der Steuerung der Klimaanlage integrierten Rechner. Dieser Rechner berechnet aus diesen aktuellen Daten den momentanen Stand der Sonne, einschließlich deren Position bezüglich des Fahrzeugs. Ferner können noch Daten in Hinblick auf die aktuelle Höhe (Position über dem Meeresspiegel) bei Verwendung entsprechender Karten verwendet werden.
Die vom Fotosensor ermittelten Helligkeitsdaten werden mit Hilfe der Positionsdaten bereinigt, beispielsweise wenn auf Grund des aktuellen Sonnenstandes das Fahrzeugdach Schatten wird. Dabei werden auch die zuvor gemessenen Helligkeitsdaten berücksichtigt, so dass in diesem Fall ein gemittelter und bereinigter Wert für die weitere Berechnung verwendet wird.
Bei der weiteren Berechnung wird ferner der Straßenverlauf, der auf Grund des Navigationssystems im Wesentlichen bekannt ist, berücksichtigt, so z.B. in Hinblick auf Kurven, Tunnel, Schatten von Bergen im Gebirge bei entsprechendem Sonnenstand.
Mit Hilfe der Berechnungen erfolgt eine optimierte Steuerung der Klimaanlage, so dass in allen Fahrzeugbereichen der aktuelle Temperierungszustand auch bei Änderungen der Sonneneinstrahlung beibehalten wird.

Claims

Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Regeleinrichtung zum Regeln von das Innenraumklima bestimmenden Klimaparametern, wie Raumtemperatur, Mischluftzusammensetzung, Luftverteilung und Gebläsedrehzahl, nach vorgegebenen Regelkennlinien (Fabrikprogramm) in Abhängigkeit von mittels Sensoren erfassten Umweltparametern, wie Sonneneinstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Navigationssystem mit Uhr zur Ermittlung des Sonnenstandes vorgesehen ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung ein Fotosensor mit einer Zone vorgesehen ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren für die Innenraumtemperatur, Außentemperatur und/oder Mischlufttemperatur vorgesehen sind.
Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasart der Scheiben und/oder die Anordnung und Fläche der Fenster berücksichtigt wird.
Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem eine Straßenkarte mit Höhendaten umfaßt.
Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte Bestimmung der Position des Fahrzeuges, Bestimmung der Richtung des Fahrzeuges und Bestimmung des Datums und der Uhrzeit umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Daten der Sonnenstand relativ zum Fahrzeug berechnet wird. Insbesondere zur aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die solare Intensität gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die solare Intensität mittels eines einzonigen Fotosensors erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene solare Intensität rechnerisch bereinigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Klimaanlage in Abhängigkeit der unter Berücksichtigung der Messdaten berechneten momentanen und zu erwartenden Sonneneinstrahlung in das Fahrzeug erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Klimaanlage für jede Luftzufuhr in den Fahrzeuginnenraum auf Grund eigener Berechnungen erfolgt.