DE10319377B3

DE10319377B3 - Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE10319377B3
Application number: DE2003119377
Authority: DE
Inventors: Micha Hussmann; Beate Fölling; Günter Engelhardt
Original assignee: Audi AG; Behr Hella Thermocontrol GmbH
Current assignee: Audi AG; Behr Hella Thermocontrol GmbH
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-05-01

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage (10) eines Fahrzeuges (12), die mit einem ein Gebläse (14) aufweisenden Luftzuführleitungssystem zum Zuführen von Luft in den Innenraum (20) des Fahrzeuges (12), einer Solltemperatur-Einstellvorrichtung (50), einer Isttemperatur-Ermittlungsvorrichtung (52) und mit einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (62) versehen ist, welche in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Isttemperatur und der Solltemperatur unter anderem an das Gebläse (14) des Luftzuführleitungssystems ein Ansteuerungssignal ausgibt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ansteuersignal für das Gebläse (14) bei einer Veränderung, dass das Ansteuersignal für das Gebläse (14) bei einer Veränderung der Solltemperatur zusätzlich zu einer durch eine Veränderung der Differenz zwischen der Istwerttemperatur und der Sollwerttemperatur hervorgerufenen Änderung um einen Offset-Wert verändert wird und dass der Offset-Wert innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne und/oder mit einer vorgebbaren Veränderungsrate wieder bis auf null abgebaut wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage eines Fahrzeuges, wobei die Klimaanlage mit einem ein Gebläse aufweisenden Luftzuführleitungssystem zum Zuführen von Luft in den Innenraum des Fahrzeuges, einer Solltemperatur-Einstellvorrichtung, einer Isttemperatur-Ermittlungsvorrichtung und mit einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung versehen ist, welche in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Isttemperatur und der Solltemperatur unter anderem an das Gebläse des Luftzuführleitungssystems ein Ansteuerungssignal ausgibt.

Bei automatisch betriebenen Klimaanlagen für Fahrzeuge steuert eine Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung unter anderem das Gebläse eines Luftzuführleitungssystems, das heißt den Durchsatz der dem Innenraum zugeführten Luft, dessen Temperatur und die Verteilung der Luftströmung aus Luftauslassöffnungen des Luftzuführleitungssystems.

Derartige Fahrzeug-Klimaanlagen sind weit verbreitet (siehe z. B. DE 197 04 254 A1 , DE 197 08 442 A1 , DE 198 29 143 C1 und DE 100 14 545 C1 ) und haben sich in der Praxis grundsätzlich bewährt.

Bei den bekannten Klimaanlagen ist das Phänomen zu beobachten, dass eine geringfügige Veränderung der Solltemperatur von beispielsweise 0,5 ° Celsius oder 1 ° Celsius keinerlei für die Insassen unmittelbar spürbare Veränderung des Betriebszustandes der Klimaanlage hervorruft. Da die Insassen jedoch bei Veränderung der Solltemperatur eine für sie spürbare Reaktion der Klimaanlage erwarten, besteht die Gefahr, dass die Solltemperatur solange verändert wird, bis die Klimaanlage spürbar reagiert, was zumeist durch Veränderung des Gebläsegeräusches bzw. der Luftströmungsgeräusche erfolgt. Die bis zu diesem Zeitpunkt vorgenommene Änderung der Solltemperatur ist aber bei weitem zu stark und im Grunde genommen nicht von den Insassen beabsichtigt, so dass eine derartig starke Solltemperatur-Veränderung von den Insassen kurze Zeit später wieder rückgängig gemacht werden muss, was wiederum die Problematik mit sich bringt, dass diese Veränderung erneut nicht zu einer (akustisch) spürbaren Reaktion der Klimaanlage führt. Eine derartige Art und Weise der Bedienung einer Klimaanlage ist unkomfortabel und lenkt nicht zuletzt die Aufmerksamkeit der Insassen und insbesondere des Fahrers von der Fahrbahn ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage eines Fahrzeuges zu schaffen, mit dem sich der Bedienkomfort ' der Klimaanlage verbessern lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage eines Fahrzeuges vorgeschlagen, die mit einem ein Gebläse aufweisenden Luftzuführleitungssystem zum Zuführen von Luft in den Innenraum des Fahrzeuges, einer Solltemperatur-Einstellvorrichtung, einer Isttemperatur-Einstellvorrichtung und mit einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung versehen ist, welche in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Isttemperatur und der Solltemperatur unter anderem an das Gebläse des Luftzuführleitungssystems ein Ansteuerungssignal ausgibt.

Beim Betrieb einer derartigen Klimaanlage ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ansteuersignal für das Gebläse bei einer Veränderung der Solltemperatur zusätzlich zu einer Veränderung, die durch die aus der Solltemperatur-Veränderung resultierenden Veränderung der Differenz der Solltemperatur und der Isttemperatur hervorgerufen wird, um einen Offset-Wert verändert wird und dass der Offset-Wert innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne und/oder mit einer vorgebbaren Veränderungsrate wieder bis auf im Wesentlichen null abgebaut wird.

Nach der Erfindung ist sinngemäß vorgesehen, insbesondere bei geringfügigen Solltemperatur-Veränderungen (im eingeschwungenen oder nicht eingeschwungenen Zustand) der Klimaanlage das Gebläse derart anzusteuern, dass dies für die Insassen akustisch spürbar ist. Diese zu starke Veränderung der Gebläsebeeinflussung wird dann innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne wieder bis auf im Wesentlichen null abgebaut. Der Abbau kann innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne quasi-kontinuierlich bzw. kontinuierlich oder schlagartig erfolgen, wobei die beiden zuerst genannten Ansätze insofern von Vorteil sind, als sie von den Fahrgästen weniger wahrnehmbar sind.

Die erfindungsgemäß zur akustischen Rückmeldung einer Solltemperatur-Veränderung vorgesehene Beeinflussung des Gebläses kann unabhängig von dem Ausmaß der Solltemperatur-Veränderung konstant oder aber auch variabel sein. Denkbar ist beispielsweise, dass unabhängig von der vorgenommenen Solltemperatur-Veränderung stets eine fest eingestellte Gebläsespannungsveränderung (z.B. 1 Volt) vorgenommen wird, auch wenn die Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung aufgrund der Solltemperatur-Veränderung eine Gebläsespannungsveränderung von beispielsweise 0,2 Volt vorgibt. Die Differenz von in diesem Beispiel 0,8 Volt (Offset-Wert) wird dann innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne oder mit einem vorgebbaren Verringerungsgrad von beispielsweise 0,1 Volt pro 10 Sekunden wieder zurückgebaut. Dieses Szenario gilt sowohl bei einer Anhebung der Gebläsespannung durch die Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung als auch bei einer Absenkung der Gebläsespannung. Im zuerst genannten Fall wird der Offset-Wert zur von der Innentemperatur-Regeleinrichtung errechneten Gebläsespannungsanhebung addiert, während er im zuletzt genannten Fall subtrahiert wird.

Nach der Erfindung wird also die Gebläsespannung bei einer Solltemperatur-Änderung zwangsweise verändert. Das heißt, dass auch in solchen Fällen, in denen die Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung einer Solltemperatur-Veränderung ausschließlich durch Veränderung der Lufttemperatur oder durch Veränderung der Luftverteilung auf die Luftauslassöffnung Rechnung tragen würde, erfindungsgemäß (gegebenenfalls zusätzlich zu anderen Betriebsparameterveränderungen) die Gebläsespannung verändert wird.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene akustische Rückkopplung auch bei kleinstmöglichen Solltemperatur-Veränderungen wird der Bedienungskomfort der Klimaanlage dadurch verbessert, dass sich die Insassen nun nicht mehr veranlasst fühlen, so lange die Solltemperatur verändern zu müssen, bis die Klimaanlage aufgrund ihres Regleralgorithmus akustisch spürbar bzw, durch Veränderung des Luftdurchsatzes spürbar reagiert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen
1 in Seitenansicht ein Fahrzeug mit schematisch dargestellter Klimaanlage und
2 ein Blockschaltbild der Hauptkomponenten des Regelungssystems der erfindungsgemäß betriebenen Klimaanlage.
Gemäß 1 weist eine Klimaanlage 10 für ein Kraftfahrzeug 12 ein Gebläse 14 auf, das in Abhängigkeit von der Stellung einer Frischluft-/Umluftklappe 16 Frischluft aus einem Frischluft-Ansaugkanal 18 oder aus einem im Innenraum 20 endenden Umluftkanal 22 Luft ansaugt. In Strömungsrichtung betrachtet hinter dem Gebläse 14 befindet sich eine Lufttemperiervorrichtung 24 (in diesem Beispiel luftseitig gesteuert, wobei wasserseitig gesteuerte Temperiervorrichtungen ebenso einsetzbar sind) mit einem Kühlaggregat 26 zum Abkühlen der Ansaugluft. Die abgekühlte (und entfeuchtete) Luft durchströmt in Abhängigkeit von der Stellung einer Mischerklappe 28 der Lufttemperiervorrichtung 24 einen von zwei zueinander parallel geschalteten Kanälen 30,32. Einer dieser beiden Kanäle (im Ausführungsbeispiel der Kanal 32) weist ein Heizaggregat 34 zum Erwärmen der zuvor abgekühlten Luft auf. Hinter dem Wärmetauscher 34 sind die beiden Kanäle 30,32 in einer Mischkammer 36 wieder zusammengeführt. An die Mischkammer 36 schließt sich eine Luftverteilvorrichtung 38 an, die zwei Klappen 40,42 aufweist, um die Luft wahlweise über Mannanströmöffnungen 44, Defrosteröffnungen 46 und/oder Fußraumausströmöffnungen 48 in den Innenraum 20 einzulassen. Die zuvor genannten Elemente der Klimaanlage sind Bestandteil von deren Luftzuführsystem.
Die Steuerung der gesamten Klimaanlage 10 erfolgt dergestalt, dass eine über eine Solltemperatur-Einstellvorrichtung 50 vorgebbare Solltemperatur T_SOLL für den Innenraum 20 erreicht und gehalten wird. Zu diesem Zweck weist die Klimaanlage 10 als Isttemperatur-Ermittlungsvorrichtung einen Temperaturfühler 52 auf, der den Istwert T_IS _T der Innentemperatur misst und z.B. wie die 5oIItemperatur-Einstellvorrichtung 50 im Steuerungsgerät 54 untergebracht ist. Die Klimaanlage 10 weist ferner diverse Sensoren wie z.B. einen Außentemperatursensor 56 und einen Sonnensensor 58 auf, deren Signale einer zentralen Steuereinheit 60 zugeführt werden, die nach einem Regelalgorithmus Steilantriebe für u.a. das Gebläse 14 und die diversen Klappen des Luftzuführsystems ansteuert.
2 zeigt eine andere Darstellung des Regelungssystems der Klimaanlage 10 des Fahrzeuges 12 gemäß 1. Die Steuereinheit 60 umfasst eine Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 62, die das Differenzsignal zwischen der eingestellten Solltemperatur und der ermittelten Isttemperatur empfängt. Die Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 62 beeinflusst das Gebläse 14, die Lufttemperiervorrichtung 24 und die Klappen der Luftverteilvorrichtung 38.
Durch Beeinflussung all dieser Komponenten wird das Temperaturniveau im Innenraum des Fahrzeuges 12 beeinflusst, das vom Temperaturfühler 52 erfasst wird und zum Eingang der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 62 zurückgeführt wird.
Zusätzlich weist die Steuereinheit 60 auch noch eine Offset-Erzeugungsvorrichtung 64 auf, die auf eine Veränderung der Solltemperatureinstellung reagiert. Die Offset-Erzeugungsvorrichtung 64 generiert ein Span nungssignal, das zum von der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 62 erzeugten Spannungssignal für das Gebläse 14 addiert wird. Das Vorzeichen des Offset-Werts ist positiv, wenn die Solltemperatur erhöht wird und ist negativ, wenn die Solltemperatur verringert wird. Mit Hilfe einer in der Offset-Erzeugungsvorrichtung 64 integrierten Zeitfunktion wird der Offset mit einem vorgebbaren Abfall wieder zurückgebaut.
Damit eine vorgenommene Veränderung der Solltemperatureinstellung von den Insassen besser wahrgenommen werden kann, wird in diesem Ausführungsbeispiel die Gebläsespannung bei einer noch so kleinen Verstellung der Solltemperatur (z.B. 0,5 ° Celcius) um mindestens 1 Volt verändert (andere Werte sind ebenfalls denkbar). Hierzu errechnet die Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 62 die zur neuen Solltemperatur passende Gebläsespannung und vergleicht diese mit der vor der Verstellung gültigen Gebläsespannung. Beträgt die Änderung der Gebläsespannung weniger als z.B. 1 Volt, so wird von der Offset-Erzeugungsvorrichtung 62 ein Offset auf die Gebläsespannung addiert, der zu einer Veränderung der Gebläsespannung von insgesamt z.B. 1 Volt führt. Dieser berechnete Offset wird dann mit einer vorgebbaren Rate, z.B. 0,1 Volt/12 s wieder abgebaut. Der Abbau des Offsets ist notwendig, da durch die veränderte Gebläsespannung stationär das Fahrzeug 12 mit einer falschen Luftmenge betrieben würde, was, wenn dies längere Zeit anhält, unkomfortabel ist. Eine kurzzeitig veränderte Gebläsespannung wirkt sich nicht auf den Klimakomfort aus, so dass insoweit durch das erfindungsgemäße Verfahren keine Komforteinbußen zu befürchten sind. Vielmehr überwiegt der mit der Erfindung erzielte Bedienkomfort, da den Insassen bei Veränderung der Solltemperatur durch eine akustische Rückmeldung direkt signalisiert wird, dass die Klimaanlage 10 auf die Solltemperaturveränderung reagiert. Die Insassen sind dann nicht mehr versucht, weitere Solltemperaturveränderungen zur Auslösung einer wahrnehmbaren Reaktion der Klimaanlage vorzunehmen.

10: Klimaanlage
12: Kraftfahrzeug
14: Gebläse
16: Frischluft-/Umluftklappe
18: Frischluft-Ansaugkanal
20: Innenraum
22: Umluftkanal
24: Lufttemperiervorrichtung
26: Kühlaggregat
28: Mischerklappe
30: Kanälen
32: Kanälen
34: Heizaggregat
36: Mischkammer
38: Luftverteilvorrichtung
40: Klappen
42: Klappen
44: Mannanströmöffnungen
46: Defrosteröffnungen
48: Fußraumausströmöffnungen
50: Solltemperatur-Einstellvorrichtung
52: Temperaturfühler
54: Steuerungsgerät
56: Außentemperatursensor
58: Sonnensensor
60: Steuereinheit
62: Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung
64: Offset-Erzeugungsvorrichtung

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage (10) eines Fahrzeuges, die mit einem ein Gebläse (14) aufweisenden Luftzuführleitungssystem zum Zuführen von Luft in den Innenraum (20) des Fahrzeuges (12), einer Solltemperatur-Einstellvorrichtung (50), einer Isttemperatur-Ermittlungsvorrichtung (52) und mit einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (62) versehen ist, welche in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Isttemperatur und der Solltemperatur unter anderem an das Gebläse (14) des Luftzuführleitungssystems ein Ansteuerungssignal ausgibt, dadurch gekennzeichnet, – dass das Ansteuersignal für das Gebläse (14) bei einer Veränderung der Solltemperatur zusätzlich zu einer Veränderung, die durch die aus der Solltemperatur-Veränderung resultierenden Veränderung der Differenz der Solltemperatur und der Isttemperatur hervorgerufen wird, um einen Offset-Wert verändert wird und – dass der Offset-Wert innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne wieder bis auf im Wesentlichen null abgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset-Wert innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne mit einer vorgebbaren Veränderungsrate wieder bis auf im Wesentlichen null abgebaut wird.
Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage (10) eines Fahrzeuges, die mit einem ein Gebläse (14) aufweisenden Luftzuführleitungssystem zum Zuführen von Luft in den Innenraum (20) des Fahrzeuges (12), einer Solltemperatur-Einstellvorrichtung (50), einer Isttemperatur-Ermittlungsvorrichtung (52) und mit einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (62) versehen ist, welche in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Isttemperatur und der Solltemperatur unter anderem an das Gebläse (14) des Luftzuführleitungssystems ein Ansteuerungssignal ausgibt, dadurch gekennzeichnet, – dass das Ansteuersignal für das Gebläse (14) bei einer Veränderung der Solltemperatur zusätzlich zu einer Veränderung, die durch die aus der Solltemperatur-Veränderung resultierenden Veränderung der Differenz der Solltemperatur und der Isttemperatur hervorgerufen wird, um einen Offset-Wert verändert wird und – dass der Offset-Wert mit einer vorgebbaren Veränderungsrate wieder bis auf im wesentlichen null abgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset-Wert innerhalb der vorgebbaren Zeitspanne kontinuierlich bzw. quasi-kontinuierlich abgebaut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset-Wert, um den das Ansteuersignal für das Gebläse (14) bei einer Veränderung der Solltemperatur verändert wird, in Abhängigkeit von dem durch die veränderte Solltemperatur hervorgerufenen Ausmaß der Veränderung des Ansteuersignals gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset-Wert, um den das Ansteuersignal für das Gebläse (14) bei einer Veränderung der Solltemperatur verändert wird, bei einer durch Veränderung der Solltemperatur hervorgerufenen Vergrößerung des Ansteuerungssignal für das Gebläse (14) zu diesem addiert und bei einer durch Veränderung der Solltemperatur hervorgerufenen Verringerung des Ansteuerungssignals von diesem subtrahiert wird.