DE19745427A1

DE19745427A1 - Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage mit Fuzzy-Logik-Regelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19745427A1
Application number: DE19745427A
Authority: DE
Inventors: Beatrice Gach
Original assignee: Valeo Climatisation SA
Current assignee: Valeo Climatisation SA
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1998-04-30
Also published as: FR2755215B1; FR2755215A1; US5937941A

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen, vor allem für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Anla gen, die eine Fuzzy-Logik-Regelung aufweisen.

Sie betrifft im einzelnen Anlagen, die zumindest die folgenden Bestandteile umfassen:

* einen ersten Temperaturfühler, um in regelmäßigen Abständen die Temperatur im Fahrgastraum zu messen, die als "aktuelle Innentemperatur" bezeichnet wird,
* einen zweiten Temperaturfühler, um in regelmäßigen Abständen die Temperatur außerhalb des Fahrgastraums zu messen, die als "aktuelle Außentemperatur" be zeichnet wird,
* ein Eingabemodul, um es einem Benutzer zu ermögli chen, Einstellparameter für die Luft- und Temperatur verhältnisse in dem Fahrgastraum, in dem er sich be findet, einzugeben, darunter zumindest die Temperatur,
* ein Gehäuse, das eine Mischklappe und einen Heizra diator, um Außenluft oder Umluft aufzubereiten, und Verteilungsklappen enthält, um die aufbereitete Luft im Fahrgastraum (H) des Fahrzeugs zu verteilen,
* ein Gebläse, um dem Gehäuse Außenluft und/oder Um luft zuzuführen, und
* Steuerungsmittel, die in der Lage sind, einen er sten Abstand zwischen der eingegebenen Temperatur und der aktuellen Innentemperatur zu messen, und die ei nen ersten Speicher, um die aktuellen Innen- und Au ßentemperaturen und die eingegebene Temperatur abzu speichern, und ein Regelungsmodul umfassen, um Einstellungen zumindest der im Gehäuse enthaltenen Bauteile und des Gebläses auf der Grundlage des er sten Abstands und der Außentemperatur zu definieren.

Einige dieser Anlagen, wie beispielsweise die in der Veröffentlichung US 5 165 595 beschriebene Anlage, enthalten in einem zweiten Speicher sogenannte "Fuzzy"-Regeln, die es ermöglichen, die Position der Verteilungs- und Mischklappen und die Einstellung des Gebläses, ausgehend von der Kenntnis der gemessenen Innen- und Außentemperaturen, der eingegebenen Tempe ratur und von einem gemessenen Sonneneinstrahlungs grad, zu steuern.

Aufgrund ihrer großen Anzahl von Temperaturfühlern sind diese Anlagen sehr komplex und erfordern eine Vielzahl von Fuzzy-Regeln, für deren Speicherung Großraumspeicher erforderlich sind, durch die sich ihre Kosten entsprechend erhöhen. Darüber hinaus sind diese Regeln im allgemeinen voneinander abhängig, wo durch die Definitionsgeschwindigkeit für die Einstel lungen der Anlage durch die Steuerungsmittel deutlich verlangsamt wird. Die Konvergenzgeschwindigkeit der Innentemperatur zur eingegebenen Temperatur wird dem zufolge ebenfalls verringert, was sich nachteilig auf den Luft- und Temperaturkomfort der im Fahrgastraum befindlichen Fahrzeuginsassen auswirkt.

Außerdem ermöglichen die benutzten Fuzzy-Regeln keine schnellen Entscheidungen, wenn sich eine abrupte Än derung der eingegebenen Temperatur oder der Innentem peratur einstellt.

Demzufolge besteht ein Zweck der Erfindung darin, ei ne Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage bereit zustellen, bei der die vorgenannten Nachteile insge samt oder teilweise entfallen.

Dazu schlägt die Erfindung eine Anlage der eingangs beschriebenen Art vor, bei der einerseits ein dritter Temperaturfühler vorgesehen ist, um die Temperatur einer Kühlflüssigkeit für den Motor des Fahrzeugs zu messen, die als aktuelle "Wassertemperatur" bezeich net wird, und andererseits in den Steuerungsmitteln ein zweiter Speicher, um die folgenden Tabellen abzu speichern:

- eine erste Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen den Außentemperaturbereichen und den Mischklappenpositionen herstellen,
- eine zweite Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Wassertemperaturbe reichen und erstem Abstand und Einstellungen des Ge bläses herstellen, und
- eine dritte Tabelle von "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Außentemperatur bereichen und Mischklappenposition und Verteilungs klappenpositionen herstellen.

Darüber hinaus ist das Regelungsmodul so gestaltet, daß mindestens die folgenden Punkte definiert werden:

- die Position der Mischklappe auf der Grundlage ei nes Vergleichs zwischen der ersten Tabelle und der aktuellen Außentemperatur,
- die Einstellung des Gebläses auf der Grundlage ei nes Vergleichs zwischen der zweiten Tabelle und der aktuellen Wassertemperatur,
- die Positionen der Verteilungsklappen auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der dritten Ta belle und dem Paar, das aus der aktuellen Außentempe ratur und der zuvor definierten Position der Misch klappe besteht.

Es erübrigt sich daher, einen Sonneneinstrahlungsfühler vorzusehen, wodurch die Anlage vereinfacht und die Anzahl der für die Definition der Einstellungen erforderlichen Fuzzy-Regeln und demzufolge auch die Größe der Speicher ganz erheblich verringert werden kann.

Nach einem anderen Merkmal der Anlage ist das Steue rungsmodul in der Lage, einen zweiten Abstand zwi schen der im ersten Speicher abgespeicherten alten Innentemperatur und einer neuen (als letzte gemesse nen) aktuellen Innentemperatur zu messen, wobei im übrigen der zweite Speicher eine vierte Tabelle von "Fuzzy"-Regeln speichern kann, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands und des zweiten Abstands und Positionsänderungen der Mischklappe herstellen. In der so ausgerüsteten Anla ge kann das Regelungsmodul die Position der Misch klappe optimieren, indem es einen Vergleich zwischen der vierten Tabelle und dem Paar ausführt, das aus den durch das Berechnungsmodul bestimmten aktuellen ersten und zweiten Abständen besteht.

Im Falle einer Temperaturänderung im Fahrgastraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen der Tem peraturfühler ist es daher möglich, eine Anpassung (oder Optimierung) der Position der Mischklappe vor zunehmen, anstatt die verschiedenen Einstellungen der Anlage vollständig neu zu definieren.

Außerdem ist es für das Regelungsmodul möglich, die Positionen der Verteilungsklappen auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der dritten Tabelle und der optimierten Mischklappe zu optimieren (oder anzupas sen).

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es, wenn die Anlage mit einer Lufteinlaßklappe für die Zufuhr von Außenluft und/oder Umluft zum Gebläse aus gerüstet ist, vorteilhaft, im zweiten Speicher eine fünfte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln abzuspeichern, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands und Außentemperatur und Positionen der Lufteinlaßklappe (DEA) herstellen. Dadurch kann das Regelungsmodul außerdem mittels Fuzzy-Logik die Position der Lufteinlaßklappe auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der fünften Tabelle und dem Paar definieren, das durch den aktuellen ersten Abstand und die aktuelle Außentemperatur gebildet wird.

Im Automatikbetrieb wird die Anlage daher vollständig durch Fuzzy-Regeln gesteuert, wodurch die Gestaltung ihrer Steuerungsmittel beträchtlich vereinfacht wird.

Wenn die Anlage eine Kälrwschleife und demzufolge ei nen (im Gehäuse angeordneten) Verdampfer und einen mit Kältemittel gespeisten Kompressor umfaßt, ist es im übrigen sinnvoll, einen vierten Temperaturfühler vorzusehen, um die aktuelle Verdampfertemperatur zu messen. Dadurch kann das Regelungsmodul über die Ein schaltung des Kompressors in Abhängigkeit von einem ersten Vergleich zwischen der aktuellen Verdampfer temperatur und ersten und zweiten Schwellenwerten entscheiden.

Dies ermöglicht eine Überwachung der Temperatur an der Oberfläche des Verdampfers, damit das Wasser, das sich an seinen Wänden befindet, nicht vereist.

In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, im zwei ten Speicher eine sechste Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln abzuspeichern, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands und Wassertempera tur und Einstellungen des Kompressors (COMP) herstel len, so daß das Regelungsmodul die Einstellung des Kompressors, nach einer Einschaltungsfreigabe, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der sechsten Tabelle und dem Paar definieren kann, das durch den aktuellen ersten Abstand und die aktuelle Wassertem peratur gebildet wird.

Von daher ist es möglich, die Einstellung des Kom pressors mittels Fuzzy-Logik zu definieren, auch wenn er als Verstellkompressor ausgeführt ist.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist es sinn voll, daß das Regelungsmodul ein Initialisierungsmo dul umfaßt, um die Einstellungen der Anlage bei jeder ihrer Einschaltungen zumindest auf der Grundlage der aktuellen Außentemperatur zu definieren.

Dies ermöglicht eine vereinfachte Definition der Ein stellungen der Anlage, wodurch die Konvergenzge schwindigkeit der Innentemperatur zur eingegebenen Temperatur weiter beschleunigt wird.

Das Initialisierungsmodul ist vorteilhafterweise so gestaltet, um einerseits die Anfangsposition der Mischklappe auf der Grundlage eines Vergleichs zwi schen der ersten Tabelle und der aktuellen Außentem peratur, anschließend die Anfangspositionen der Ver teilungsklappen auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der dritten Tabelle und dem Paar zu definie ren, das durch die aktuelle Außentemperatur und die zuvor definierte Position der Mischklappe gebildet wird, und um andererseits die Anfangseinstellung des Gebläses auf einen vordefinierten Schwellenwert fest zulegen.

Außerdem kann die Anfangsposition der Lufteinlaßklap pe definiert werden. Dazu wird im zweiten Speicher eine siebte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln abgespeichert, die eine Entsprechung zwischen Außentemperaturberei chen und Positionen der Lufteinlaßklappe herstellen, damit das Initialisierungsmodul einen Vergleich zwi schen dieser zweiten Tabelle und der aktuellen Außen temperatur ausführen kann, um die Anfangsposition der Lufteinlaßklappe zu definieren.

Wenn die Anlage die Klimatisierung ermöglicht, kann das Initialisierungsmodul außerdem die Anfangsein stellung des Kompressors auf einen vordefinierten Schwellenwert festlegen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es mög lich, im zweiten Speicher eine achte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln abzuspeichern, die eine Entsprechung zwischen den Bereichen der eingegebenen und geänder ten Temperatur und geänderten Positionen der Misch klappe herstellen, um es dem Regelungsmodul zu ermög lichen, im Falle einer Änderung der eingegebenen Temperatur durch den Benutzer die aktuelle Position der Mischklappe zu ändern, ohne daß sämtliche Ein stellungen der Anlage neu definiert werden müssen. Dazu führt das Regelungsmodul einen Vergleich zwi schen der achten Tabelle und der Änderung der einge gebenen Temperatur aus und leitet daraus die entspre chende Veränderung der Position der Mischklappe ab.

Dies ermöglicht es im Falle einer Änderung der einge gebenen Temperatur, die Innentemperatur schneller zur eingegebenen Temperatur konvergieren zu lassen.

Die durch eine Änderung der eingegebenen Temperatur bedingte Entscheidung, die Position der Mischklappe zu ändern, kann vorteilhafterweise mit einem Ver gleich zwischen einem Schwellenwert und der Summe der geänderten Position der Mischklappe und der Verände rung der Position der Mischklappe einhergehen.

Dadurch wird es möglich, die aktuellen Einstellungen der Anlage nicht grundsätzlich zu ändern, wenn die Änderung der eingegebenen Temperatur geringfügig aus fällt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vor jeder Übernahme einer Neueinstellung des Gebläses vorzuziehen, daß das Regelungsmodul einen Vergleich zwischen dieser Neueinstellung des Gebläses und der abgespeicherten vorangehenden Einstellung dieses Ge bläses ausführt und anschließend über die Übernahme der Neueinstellung oder eines Mittelwerts zwischen dieser Neueinstellung und der vorangehenden Einstel lung entscheidet, je nachdem, ob sie sich wenig oder stark unterscheiden.

Dadurch wird es möglich, zu abrupte Veränderungen des durch das Gebläse gelieferten Luftdurchsatzes zu ver meiden, die im allgemeinen eine Geräuschbelästigung zur Folge haben.

In der nachstehenden, als Beispiel angeführten Be schreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Schaltbild zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage mit Fuzzy-Logik- Regelung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der wichtigsten Regelungsschritte der Anlage von Fig. 1;

die Fig. 3A und 3B Diagramme zur Veranschauli chung der Fuzzy-Aufteilungen von Eingangsvariablen (Außentemperatur) bzw. Ausgangsvariablen (Position der Mischklappe) und Fig. 3C eine erste Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Außen temperaturbereichen und Positionen der Mischklappe herstellen;

Fig. 4 eine zweite Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Außentemperaturbereichen und Positionen der Lufteinlaßklappe herstellen;

die Fig. 5A und 5B Diagramme zur Veranschauli chung von Fuzzy-Aufteilungen von Eingangsvariablen (Position der Mischklappe) bzw. Ausgangsvariablen (Position der Verteilungsklappen) und Fig. 5C eine dritte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entspre chung zwischen Paaren aus Außentemperaturbereichen und Position der Mischklappe und Positionen der Ver teilungsklappen herstellen;

Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betriebsart der Klimaanlage in Abhängigkeit von der Temperatur des Verdampfers;

die Fig. 7A bis 7C Diagramme zur Veranschauli chung von Fuzzy-Aufteilungen von Eingangsvariablen (erster Abstand zwischen der gemessenen Innentempera tur und der eingegebenen Temperatur und zweiter Ab stand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen der Innentemperatur) bzw. Ausgangsvariablen (Verände rung der Position der Mischklappe) und Fig. 7D eine vierte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entspre chung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Ab stands und des zweiten Abstands und Veränderungen der Position der Mischklappe herstellen;

die Fig. 8A und 8B Diagramme zur Veranschauli chung von Fuzzy-Aufteilungen von Eingangsvariablen (Wassertemperatur des Motors) bzw. Ausgangsvariablen (Einstellung des Gebläses) und Fig. 8C eine dritte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands und Wassertemperatur und Einstellungen des Gebläses her stellen;

Fig. 9 eine sechste Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands und Außentemperatur und Positio nen der Lufteinlaßklappe herstellen;

die Fig. 10A und 10B Diagramme zur Veranschauli chung von Fuzzy-Aufteilungen von Eingangsvariablen (Veränderung der eingegebenen Temperatur) bzw. Aus gangsvariablen (Veränderung der Position der Misch klappe) und Fig. 10C eine siebte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Eingabetemperaturbereichen und Änderungsbereichen der Position der Mischklappe herstellen.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, um die Hauptbestandteile einer Heizungs-, Lüftungs- und Kli maanlage mit Fuzzy-Logik-Regelung zu beschreiben.

Die Beschreibung ist natürlich nicht nur auf diesen Anlagentyp beschränkt. Sie betrifft generell jede Art von Heizungs- und/oder Lüftungs- und/oder Klimaanla gen, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Ganz allgemein umfaßt eine Klimaanlage eine (in Fig. 1 teilweise veranschaulichte) Kälteschleife 1, um die Kühlung der für den Fahrgastraum H des Fahrzeugs be stimmten Luft zu ermöglichen, sowie eine Erwärmungs schleife, deren Aufgabe darin besteht, die für den Fahrgastraum H bestimmte Luft zu erwärmen.

Die Kälteschleife 1 enthält insbesondere einen Ver dampfer, dessen Aufgabe darin besteht, ein Kältemit tel, das ihm in Form einer kalten Flüssigkeit/eines kalten Gases zugeleitet wird, in Kaltgas umzuwandeln, und einen Kompressor 3, der das durch den Verdampfer 2 erzeugte Kaltgas erhält, um es in Form von Heißgas zu verdichten.

Dieser Kompressor kann als Verstellkompressor ausge führt sein. Im weiteren Fortgang der Beschreibung wird jedoch davon ausgegangen, daß dieser Kompressor im Ein-/Aus-Betrieb arbeitet.

Die Erwärmungsschleife ist im allgemeinen im Innern eines Luftaufbereitungs- und -verteilungsgehäuse 4 angeordnet. Dieses Gehäuse 4 enthält insbesondere ei nen Heizradiator 5, in dem ein Wärmeträgermedium um läuft, beispielsweise Wasser für die Kühlung des Fahrzeugmotors, eine Mischklappe 6, mit der sich die Temperatur der aufbereiteten Luft steuern läßt, die in den Fahrgastraum H eingeleitet werden soll, und mehrere Verteilungsklappen 7 bis 9, die hinter dem Radiator 5 und der Mischklappe 6 angeordnet sind.

In dem dargestellten Beispiel steuert eine erste Ver teilungsklappe den Durchsatz der aufbereiteten Luft, die einer in etwa an der Unterseite der Windschutz scheibe des Fahrzeugs angeordneten Entfrosterdüse 10 zugeführt werden soll, eine zweite Verteilungsklappe 8 steuert den Durchsatz der aufbereiteten Luft, die einer im Armaturenbrett des Fahrezugs angeordneten mittleren Belüftungsdüse 11 zugeleitet werden soll, und eine dritte Verteilungsklappe 9 steuert den Durchsatz der aufbereiteten Luft, die einer Fußraum belüftungsdüse 12 zugeleitet werden soll, die im un teren Bereich des Fahrgastraums, in etwa in Höhe der Füße der Fahrzeuginsassen angeordnet ist.

Außerdem enthält das Gehäuse 4, vor dem Radiator 5 und der Mischklappe 6, den Verdampfer 2 der Kälte schleife 1.

Dem Gehäuse 4 wird die aufzubereitende Luft durch ei nen Lüftersatz 13 zugeführt, der ein Gebläse 14 um faßt, das durch einen Elektromotor mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird. Der Lüftersatz 13 ist an zwei (in Fig. 1 teilweise dargestellte) Kanäle 15 und 16 angeschlossen, wobei der erste Kanal 15 in den Fahrgastraum des Fahrzeugs führt, um die Aufbereitung der darin enthaltenen Luft durch die Klimaanlage zu ermöglichen. Der zweite Kanal 16 mündet außerhalb des Fahrzeugs, wodurch die Aufbereitung von Frischluft durch die Anlage ermöglicht wird.

Die Auslässe der beiden Kanäle 15 und 16 werden durch eine Lufteinlaßklappe 17 gesteuert, auf die weiter unten noch näher einzugehen ist.

Um die Eingabe von Luft-Temperatur-Parametern durch einen im Fahrgastraum H des Fahrzeugs befindlichen Benutzer oder Fahrzeuginsassen zu ermöglichen, ist am Armaturenbrett 18 dieses Fahrzeugs ein Eingabemodul 19 vorgesehen, das frontseitig mit einer Mehrzahl von Knöpfen 20 und 21 versehen ist, auf deren Beschrei bung an dieser Stelle verzichtet werden kann.

Dieses Eingabemodul 19 ist an ein Steuerungsmodul 22 angeschlossen, dessen Aufgabe darin besteht, die Ein stellungen der verschiedenen Bestandteile der Kälte- und Erwärmungsschleifen der Anlage auf der Grundlage der durch den Benutzer eingegebenen Parameter zu de finieren.

Das Steuerungsmodul 22 kann in Form eines Mikropro zessors ausgeführt sein, dessen Ausgänge an die Lufteinlaßklappe 17, an den Elektromotor des Gebläses 14, an den Verdampfer 2, an den Kompressor 3, an den Radiator 5, an die Mischklappe 6 bzw. an die Vertei lungsklappen 7 bis 9 angeschlossen sind.

Die Regelung der Temperatur im Innern des Fahrgast raums H erfolgt erfindungsgemäß ausgehend von der Kenntnis der Temperatur im Innern des Fahrgastraums (Innentemperatur T_INT) und der Temperatur außerhalb des Fahrgastraums (Außentemperatur T_EXT).

Diese beiden Temperaturen werden in regelmäßigen Ab ständen durch einen ersten 23 und zweiten 24 Tempera turfühler gemessen, die mit den Eingängen des Steue rungsmoduls 22 verbunden sind.

Die Eingänge dieses Steuerungsmoduls 22 sind außerdem an das Eingabemodul 19 angeschlossen, das ihnen ins besondere die durch den Fahrzeuginsassen eingegebene Temperatur T_CONS übermittelt, die der Temperatur ent spricht, die er im Innern des Fahrgastraums H ein stellen möchte.

In dem dargestellten Beispiel umfaßt die Anlage des weiteren einen dritten 25 und vierten 26 Temperatur fühler, deren Aufgabe darin besteht, die Temperatur T_EVA an der Oberfläche des Verdampfers 2 bzw. die Tem peratur T_EAU des im Radiator 5 umlaufenden Wassers zu messen. Dieser dritte 25 und vierte 26 Temperaturfüh ler sind außerdem an die Eingänge des Steuerungsmo duls 22 angeschlossen, in das sie ebenfalls in regel mäßigen Abständen Meßwerte einspeisen.

Es wird nun im einzelnen auf Fig. 2 Bezug genommen, um die Hauptschritte bei der Definition der Einstel lungen der Bestandteile der Anlage zu beschreiben.

In einem ersten Schritt 100 erfolgt das Ablesen der vier Temperaturfühler 23 bis 26, die die aktuelle In nentemperatur T_INT, die aktuelle Außentemperatur T_EXT, die aktuelle Verdampfertemperatur T_EVA bzw. die aktu elle Wassertemperatur T_EAU liefern.

In einem Schritt 110 erfolgt die Initialisierung der fünf Klappen 6 bis 9 und 17 (Misch-, Verteilungs- und Lufteinlaßklappen). Diese Initialisierung findet mit tels Fuzzy-Logik in Abhängigkeit von der Außentempe ratur T_EXT statt. Die Initialisierung betrifft außer dem die Anfangseinstellungen des Motors des Gebläses 14 und des Kompressors 3. Auf diesen Initialisie rungsschritt 110 wird weiter unten noch einzugehen sein.

In einem Schritt 120 (Verarbeitung der Eingaben) wer den in einem ersten Speicher 27 des Steuerungsmoduls 22, nach einer eventuellen elektronischen Verarbei tung des Typs Filterung und/oder Korrektur, die aktu elle Außentemperatur T_EXT, die aktuelle Innentempera tur T_INT, die aktuelle Wassertemperatur T_EAU sowie die durch den Benutzer eingegebene Temperatur T_CONS ge speichert.

Wenn der Benutzer beschließt, die Anlage im manuellen Betriebsmodus statt im Automatikbetrieb laufen zu lassen, können auch andere durch den Benutzer einge gebene Parameter gespeichert werden, wie beispiels weise die Drehzahl des Gebläses, die Stelle, zu der die aufbereitete Luft geleitet werden soll, usw.

In einem Schritt 130 erfolgt die Berechnung von zwei Temperaturabständen. Ein erster Abstand EPS ermög licht die Bestimmung des Unterschieds, der zum Zeit punkt der Temperaturmessungen zwischen der Eingabe temperatur T_CONS und der aktuellen Innentemperatur T_INT besteht. Der zweite Abstand DT_INT(t) stellt den Temperaturunterschied zwischen der Innentemperatur T_INT(t-1), die bei der vorangehenden Messung ermit telt und im ersten Speicher 27 gespeichert wurde, und der aktuellen Innentemperatur T_INT(t) dar, die gerade durch den Temperaturfühler 23 gemessen wurde.

Die Steuerungsmittel 22 können aus diesen beiden Ab ständen eine Reihe von Informationen über die Ein stellungen der verschiedenen Bestandteile der Anlage ableiten.

Wenn etwa der erste Abstand EPS (t) kleiner als null ist, so bedeutet dies, daß die Eingabetemperatur T_CONS(t) unter der aktuellen Innentemperatur T_INT(t) liegt und daß demzufolge der Fahrgastraum H gekühlt werden muß. Wenn hingegen der erste Abstand EPS(t) größer als null ausfällt, muß der Fahrgastraum H be heizt werden.

Wenn des weiteren der zweite Innentemperaturabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten DT_INT(t) kleiner als null ist, dann liegt die voran gehende Innentemperatur T_INT(t-1) unter der aktuellen Innentemperatur T_INT(t), so daß sich die Temperatur im Innern des Fahrgastraums erhöht. Wenn hingegen der zweite Abstand DT_INT(t) größer als null ist, verrin gert sich die Temperatur im Innern des Fahrgastraums.

Ausgehend von diesen beiden Temperaturabständen und von den ermittelten aktuellen Temperaturmeßwerten der verschiedenen Temperaturfühler, kann das Steuerungs modul 22 in einem Schritt 140 die jeweiligen Einstel lungen der verschiedenen Bestandteile der Anlage de finieren oder optimieren, vor allem die Einstellungen des Kompressors COMP (Schritt 141), der Mischklappe 6 MIX (Schritt 142), des Gebläses 14 PUL (Schritt 143), der verschiedenen Verteilungsklappen 7 bis 9 DIST (Schritt 144) und der Lufteinlaßklappe 17 DEA (Schritt 145).

Die Steuerung aller dieser Bestandteile kann erfin dungsgemäße mittels Fuzzy-Logik erfolgen, wie weiter unten noch eingehender darzulegen sein wird.

In einem letzten Schritt 150 wird schließlich jede der Variablen, die den Bestandteilen der Anlage ent sprechen, neu zugewiesen, so daß, beispielsweise im ersten Speicher 27, die Werte ersetzt werden, die je weils im Anschluß an das Initialisierungsverfahren von Schritt 110 darin gespeichert waren. Das ent spricht einer Rückkehr genau vor Schritt 120. Das Steuerungsmodul 22 wiederholt dann alle Schritte 120 bis 150, um die beim vorangehenden Zyklus definierten Einstellungen zu optimieren.

Es wird nun insbesondere auf die Fig. 3 bis 5 Be zug genommen, um das Initialisierungsverfahren der verschiedenen Bestandteile der Anlage (Schritt 110 von Fig. 2) eingehender zu beschreiben.

In Fig. 3A ist ein Beispiel für eine Fuzzy- Aufteilung der Außentemperatur T_EXT für Temperaturen zwischen -10°C und +40°C dargestellt. Ein solches Diagramm ermöglicht die Definition von fünf Tempera turbereichen, die als "sehr kaltes Klima", "kaltes Klima", "gemäßigtes Klima", "warmes Klima" bzw. "heißes Klima" bezeichnet werden. Jedem dieser Tempe raturbereiche ist ein Feld des Diagramms zugeordnet.

Wenn beispielsweise die Variable T_EXT etwa 8°C be trägt, dann gehört T_EXT einerseits zu dem als kaltes Klima bezeichneten Temperaturbereich, den sie auf ei ner Höhe von etwa 0,3 schneidet (Ordinatenachse), und andererseits zu dem als gemäßigtes Klima bezeichneten Temperaturbereich, den sie auf einer Höhe von etwa 0,7 schneidet. Die betrachtete Höhe bestimmt den Stellenwert der Außentemperatur, bezogen auf den je weils betrachteten Bereich. So wird in dem Beispiel mit 8°C die Außentemperatur durch das Steuerungsmodul 22 eher als gemäßigt denn als kalt eingestuft, da die jeweiligen Stellenwerte der Schnittpunkte mit diesen beiden Feldern 0,7 bzw. 0,3 betragen.

Diese Fuzzy-Aufteilung, ebenso wie die folgenden, und die Tabellen mit Fuzzy-Regeln, von denen weiter unten noch die Rede sein wird, enthalten Elemente, deren vollständige Beschreibung hier zu weit führen würde. Sie können insofern zur Definition der Erfindung bei tragen.

In Fig. 3B ist, ebenfalls in Diagrammform, die Fuz zy-Aufteilung der Position MIX der Mischklappe 6 (als Öffnung in Prozent) dargestellt. Diese Fuzzy-Auf teilung ergibt sich aus den fünf vorstehend definier ten Außentemperaturbereichen. Sie ermöglicht die De finition von fünf Positionen der Mischklappe 6, die jeweils einem der fünf Außentemperaturbereiche zuge ordnet sind.

Im dargestellten Beispiel entsprechen die fünf Posi tionen 0% Öffnung, 35% Öffnung, 50% Öffnung, 70% Öff nung bzw. 80% Öffnung.

Wie in Fig. 3C veranschaulicht, kann so eine erste Tabelle mit Fuzzy-Regeln gebildet werden, die eine Entsprechung zwischen den verschiedenen Außentempera turbereichen und den verschiedenen zugehörigen Posi tionen der Mischklappe 6 herstellen. Diese Tabelle wird, beispielsweise in digitaler Form, in einem zweiten Speicher 29 des Steuerungsmoduls 22 abgespei chert.

Wenn daher die aktuelle Außentemperatur T_EXT bei spielsweise zu dem als kaltes Klima bezeichneten Tem peraturbereich gehört, wird ihr eine Anfangsposition MIX der Mischklappe 6 zugeordnet, die als geöffnet 70 bezeichnet wird, was einer 70%-igen Öffnung dieser Mischklappe 6 entspricht. Das Initialisierungsmodul 30, das in das Steuerungsmodul 22 integriert sein kann, stellt dann die Mischklappe 6 in eine Position, in der sie zu 70% geöffnet ist. Anschließend nimmt es die Definition der Anfangseinstellung der Lufteinlaß klappe 17 vor.

Dazu bezieht es sich auf eine zweite Tabelle mit Fuz zy-Regeln (siehe Fig. 4), die ebenfalls im zweiten Speicher 29 abgespeichert ist. Diese zweite Tabelle stellt eine Entsprechung zwischen den in Fig. 3A de finierten Außentemperaturbereichen und den zugehöri gen Positionen DEA der Lufteinlaßklappe 17 her.

Wie dies in der Regel in allen Klimaanlagen der Fall ist, kann die Lufteinlaßklappe 17 nur zwei Positionen einnehmen, entweder eine als "Umluft" bezeichnete Po sition, in der der Auslaß des Umluftkanals 15 geöff net ist, oder eine als "Außenluft" bezeichnete Posi tion, in der der Auslaß des zweiten Außenluftkanals 16 geöffnet ist, während der Auslaß des ersten Kanals 15 geschlossen ist.

Wenn die Außentemperatur T_EXT zu den als sehr kaltes Klima oder als heißes Klima bezeichneten Temperatur bereichen gehört, so wird entsprechend der Tabelle von Fig. 4 die Lufteinlaßklappe 17 in ihre Umluftpo sition gebracht. Wenn hingegen T_EXT zu den als kaltes Klima, gemäßigtes Klima oder warmes Klima bezeichne ten Temperaturbereichen gehört, dann muß die Luftein laßklappe in ihre Außenluftposition gebracht werden.

Das Initialisierungsmodul 30 geht dann zur Definition der Anfangseinstellung der verschiedenen Verteilungs klappen über. Diese Definition erfolgt in Abhängig keit von der Anfangsposition der Mischklappe MIX und von der Außentemperatur T_EXT. Sie beruht auf den Fuz zy-Aufteilungen der Position der Mischklappe MIX und der Außentemperatur T_EXT.

Die Fuzzy-Aufteilung der Position der Mischklappe MIX wird im Diagramm von Fig. 5A veranschaulicht, mit dem sich drei (als "kalt", "mittel" und "warm" be zeichnete) Temperaturbereiche definieren lassen, de nen jeweils prozentuale Öffnungswerte der Mischklappe 6 zugeordnet sind.

Die Fuzzy-Aufteilung der Außentemperatur T_EXT ist mit der in Fig. 3A dargestellten Aufteilung identisch.

Ausgehend von diesen beiden Fuzzy-Aufteilungen, kann eine dritte definiert werden (siehe Fig. 5B). Das Diagramm von Fig. 5B definiert fünf Zonen, die je weils besonderen Positionen der Verteilungsklappen 7 bis 9 entsprechen, die als prozentualer Öffnungsgrad angegeben werden. Diese fünf Positionen werden als "geöffnet 0A", "geöffnet 30-PDA", "geöffnet 50-PDA", "geöffnet 65-PD" bzw. "geöffnet 100-P" bezeichnet. Die Großbuchstaben A, P und D stehen für die Vertei lungsklappe Belüftung 8, die Verteilungsklappe Fuß raum 9 und die Verteilungsklappe Entfrostung 7. Die Zahl vor dem Großbuchstaben gibt jeweils den prozen tualen Öffnungsgrad der entsprechenden Klappe an.

Ausgehend von diesen Fuzzy-Aufteilungen (siehe Fig. 33A, 5A und 5B), kann eine dritte Tabelle mit Fuzzy-Regeln definiert werden, die eine Entsprechung zwischen Paaren, die aus einem Außentemperaturbereich T_EXT und einer Position der Mischklappe MIX bestehen, und den verschiedenen Positionen der vorerwähnten Verteilungsklappen herstellen. Diese Tabelle, die in Fig. 5C dargestellt ist, wird im zweiten Speicher 29 abgespeichert.

Wenn somit die Außentemperatur T_EXT zu dem als kaltes Klima bezeichneten Temperaturbereich gehört und wenn desweiteren die vorstehend definierte Position der Mischklappe einem als mittel bezeichneten Temperatur bereich zugeordnet ist, dann stellt das Initialisie rungsmodul 30 die Verteilungsklappe Fußraum 9 und die Verteilungsklappe Entfrostung 7 in die Positionen, in denen beide zu 65% geöffnet sind, während die Vertei lungsklappe Belüftung 8 geschlossen ist.

Die Initialisierung wird durch die Definition der An fangseinstellungen des Gebläses 14 und des Kompres sors 3 fortgesetzt. Der Elektromotor, der die Dreh zahl des Gebläses steuert, hat eine Spannung, die zwischen 0 und 12 Volt schwanken kann. Die Initiali sierung dieses Gebläses besteht vorzugsweise darin, daß die Spannung des Motors auf 3 Volt festgelegt wird. Außerdem wird in diesem Beispiel der Kompressor 3, der als Konstantkompressor ausgeführt ist, automa tisch abgeschaltet, wodurch die Kälteschleife der An lage ausgeschaltet wird.

Der Initialisierungsschritt 110 ist damit abgeschlos sen. Die Anlage läuft dann einige Augenblicke lang auf der Basis dieser Anfangseinstellungen, woran sich die Optimierungsphase (Schritt 140) anschließt.

Dieser Schritt 140 wird vorzugsweise durch ein Rege lungsmodul 31 gesteuert, das seinerseits das Initia lisierungsmodul 30 enthalten kann.

Der Schritt 140 beginnt zunächst mit dem Teilschritt 141, in dessen Verlauf die Einstellung COMP des Kom pressors 3 definiert wird, der zuvor durch das In itialisierungsmodul 30 abgeschaltet wurde. Wenn der Kompressor als Konstantkompressor ausgeführt ist, wird für die Definition seiner Einstellung keine Fuz zy-Logik benötigt.

In diesem Teilschritt 141 überprüft das Regelungsmo dul 31 vor jeder Definition der Einstellung COMP des Kompressors 3, ob kein Vereisungsrisiko des an der Oberfläche des Verdampfers 2 kondensierten Wassers besteht. Das Regelungsmodul 31 sucht dann im ersten Speicher 27 den Meßwert der aktuellen Temperatur des Verdampfers T_EVA und vergleicht dann diese Temperatur mit Temperaturschwellenwerten, und zwar mit einem un teren Schwellenwert TS1_EVA und mit einem oberen Schwellenwert TS2_EVA. Genauer gesagt, vergleicht das Regelungsmodul 31 die aktuelle Verdampfertemperatur T_EVA mit einer vorzugsweise im zweiten Speicher 29 abgespeicherten Funktion, die in Fig. 6 veranschau licht ist. Bei dieser Funktion handelt es sich um ei ne Hysteresefunktion. Sie definiert die Bereiche, in denen die automatisch Einschaltung der Klimaanlage (AC) freigegeben oder gesperrt ist. Die Freigabe der Einschaltung der Klimaanlage findet folgendermaßen statt. Das Regelungsmodul 31 sucht im ersten Speicher 27 den vorangehenden Meßwert der Verdampfertemperatur T_EVA(t-1) und den neuen Meßwert der Verdampfertempe ratur T_EVA(t). Wenn die neue Temperatur niedriger als die vorangehende Temperatur ist, dann wird der Teil der Funktion von Fig. 6 zugrundegelegt, der die nach links gerichteten Pfeile enthält. Wenn hingegen die neue Temperatur höher als die alte Temperatur aus fällt, dann wird der Teil der Funktion herangezogen, der nach rechts gerichtete Pfeile aufweist.

Wenn der Vergleich der Verdampfertemperatur mit den beiden Schwellenwerten TS1_EVA und TS2_EVA die Einschal tung der Klimaanlage zuläßt, erfolgt vorzugsweise, vor jeder effektiven Einschaltung, ein erneuter Ver gleich, um festzustellen, ob es wirklich sinnvoll ist, den Kompressor 3 einzuschalten.

Dazu sucht das Regelungsmodul 31 im ersten Speicher 27 den durch den vierten Meßfühler 26 gelieferten Meßwert der aktuellen Wassertemperatur T_EAU und ver wendet den aktuellen ersten Abstand EPS.

Zunächst erfolgt ein Vergleich zwischen der aktuellen Wassertemperatur T_EAU und einem Schwellenwert, zum Beispiel 60°C. Wenn T_EAU größer als der Schwellenwert ist, wird der Kompressor 3 eingeschaltet. Wenn hinge gen die Wassertemperatur T_EAU kleiner als der Schwel lenwert ist, findet ein weiterer Vergleich zwischen dem Wert des aktuellen ersten Abstands EPS und einem anderen Schwellenwert kleiner oder gleich null statt. Wenn EPS kleiner als dieser andere Schwellenwert aus fällt, bedeutet dies, daß der Fahrgastraum gekühlt werden muß (Anforderung von Kälteleistung durch den Benutzer), woraufhin das Regelungsmodul 31 den Kom pressor 3 zuschaltet. Wenn hingegen EPS größer als der andere Schwellenwert ist, bedeutet dies, daß der Fahrgastraum nicht gekühlt werden muß, so daß das Re gelungsmodul 31 den Kompressor in seinem abgeschalte ten Zustand beläßt.

Wenn die Einschaltung der Klimaanlage nicht freigege ben ist, wird der Kompressor 3 im übrigen systema tisch abgeschaltet, wodurch die Kälteschleife der An lage gesichert ist.

Nach der Definition der Einstellung COMP des Kompres sors 3 erfolgt in Teilschritt 142 die Definition der optimierten Einstellung MIX der Mischklappe 6.

Die in Schritt 110 definierte Anfangseinstellung der Mischklappe kann nach einigen Augenblicken nicht mehr gültig sein, was durch die Konvergenz der Innentempe ratur T_INT zur Eingabetemperatur T_CONS bedingt ist.

Insoweit eine Konvergenz der Innentemperatur vor liegt, befaßt sich die Anlage mit den Veränderungen, die an der Position der Mischklappe vorzunehmen sind, statt mit der Neudefinition dieser Position in jedem Zyklus. Die Veränderung der Position der Mischklappe 6 wird mit DMIX bezeichnet. Diese Veränderung wird als prozentualer Öffnungsgrad gemessen und in Abhän gigkeit vom aktuellen ersten Abstand EPS und zweiten Abstand DT_INT bestimmt. Dazu werden wiederum Fuzzy- Regeln herangezogen.

In Fig. 7A ist die Fuzzy-Aufteilung des ersten Ab stands EPS in einem Bereich zwischen -15°C und +15°C dargestellt. Dieses erste Diagramm ermöglicht die De finition von fünf Bereichen mit der Bezeichnung "TN (sehr negativ)", "N (negativ)", "Z (null)", "P (positiv)" und "TP (sehr positiv)". Jedem dieser Be reiche ist eine Veränderung der Position der Misch klappe 6 zugeordnet. Im einzelnen sind den Bereichen Z, N, TN, P und TP die folgenden Veränderungen der Position der Mischklappe zugeordnet: "Beibehaltung der aktuellen Position", "Mischklappe etwas geschlos sen", "Mischklappe mehr geschlossen", "Mischklappe etwas geöffnet" und "Mischklappe mehr geöffnet".

Jedem bestimmten Wert des aktuellen ersten Abstands EPS entspricht einer der Bereiche TN, N, Z, P, TP.

In Fig. 7B ist die Fuzzy-Aufteilung des zweiten Ab stands DT_INT für Temperaturänderungen zwischen -1°C und +1°C dargestellt. Dieses Diagramm ermöglicht wie derum die Definition von fünf Bereichen, die in die sem Beispiel wie folgt bezeichnet werden: "Tp-STEIGT- STARK", "Tp-STEIGT", "Tp-STABIL", "Tp-SINKT" und "Tp- SINKT-STARK". So entspricht jedem bestimmten Wert des zweiten Abstands DT_INT einer der fünf vorgenannten Bereiche.

Ebenso wird eine Fuzzy-Aufteilung für die Veränderung der Position der Mischklappe DMIX definiert (siehe Fig. 7C). In diesem Diagramm ist die Positionsände rung zwischen Werten von -3,5% und +3,5% dargestellt. Diese Fuzzy-Aufteilung definiert sieben Bereiche, zu denen auch die fünf vorgenannten Bereiche gehören, und zwar TN, N, Z, P, TP, sowie zwei weitere Bereiche "TTN (sehr sehr negativ)" und "TTP (sehr sehr posi tiv)", denen die folgenden Positionsänderungen der Mischklappe 6 zugeordnet sind: "Die Mischklappe wird noch mehr geschlossen" und "Die Mischklappe wird noch mehr geöffnet".

Einer prozentualen Veränderung der Position der Mischklappe 6 entspricht daher einer der sieben vor genannten Bereiche und demzufolge ein auszuführender Vorgang (Vergrößerung der Öffnung, Verringerung der Öffnung oder Beibehaltung der aktuellen Einstellung).

Auf der Grundlage dieser verschiedenen Fuzzy- Aufteilungen kann eine vierte Tabelle mit Fuzzy- Regeln definiert werden (siehe Fig. 7D), die eine Entsprechung zwischen Paaren, die aus einem Bereich des ersten Abstands EPS und einem Bereich des zweiten Abstands DT_INT bestehen, und den in Prozent ausge drückten Positionsänderungen der Mischklappe DMIX herstellen. Diese vierte Tabelle wird ebenfalls im zweiten Speicher 29 abgespeichert.

Um die neue Einstellung (bzw. die optimierte Einstel lung) der Mischklappe 6 zu bestimmen, vergleicht da her die Regelungseinheit 31 den aktuellen ersten Ab stand EPS und zweiten Abstand DT_INT mit der im zweiten Speicher 29 abgespeicherten vierten Tabelle. Wenn der erste Abstand EPS zu dem mit Tp-STABIL be zeichneten Bereich gehört, dann muß die Mischklappe 6 etwas geschlossen werden.

Nach Abschluß der Definition der Position der Misch klappe 6 geht die Regelungseinheit 31 in Teilschritt 143 zur Einstellung des Gebläses 14 über. Wie vorste hend erläutert, besteht die Einstellung des Gebläses darin, daß die Speisespannung seines Elektromotors, die in etwa zwischen 0 und 12 Volt liegt, entspre chend verändert wird. Diese Definition erfolgt in Ab hängigkeit vom ersten aktuellen Abstand EPS und von der Wassertemperatur T_EAU. Dazu werden ebenfalls Fuz zy-Aufteilungen herangezogen. Die Fuzzy-Abteilung des ersten Abstands EPS ist dabei mit der in Fig. 7A dargestellten Aufteilung identisch, die vorstehend beschrieben wurde (Teilschritt 142). Die Fuzzy- Aufteilung der Wassertemperatur T_EAU (in Grad Celsi us) ist in Fig. 8A für Werte zwischen +10°C und +90°C dargestellt. Dieses Diagramm definiert drei Temperaturbereiche mit den Bezeichnungen "kalt", "mittel" und "warm". Dabei ist jedem Wert der gemes senen Wassertemperatur T_EAU einer der drei vorgenann ten Bereiche zugeordnet.

In Fig. 8B ist die Fuzzy-Aufteilung der Speisespan nung des Gebläses PUL zu Werten zwischen 0 und 8 Volt dargestellt. Das veranschaulichte Diagramm ermöglicht die Definition von drei Spannungsbereichen des Geblä ses mit den Bezeichnungen "minimal", "mittel" und "stark". Dabei ist jedem Wert PUL für die Speisespan nung des Gebläses 14 ein Spannungsbereich zugeordnet.

Auf der Grundlage dieser drei Fuzzy-Aufteilungen kann eine fünfte Tabelle mit Fuzzy-Regeln definiert wer den, die eine Entsprechung zwischen Paaren, die aus einem Bereich des ersten Abstands EPS und einem Was sertemperaturbereich T_EAU bestehen, und den Einstel lungen des Kompressors (minimal, mittel und stark) herstellen. Diese Tabelle wird ebenfalls im zweiten Speicher 29 abgespeichert.

Wenn der erste Abstand EPS zu dem mit N (negativ) be zeichneten Bereich gehört und wenn die Wassertempera tur T_EAU zu dem als warm bezeichneten Bereich gehört, dann gehört die Speisespannung des Motors des Geblä ses 14 zu dem als mittel bezeichneten Bereich.

Um die Speisespannung des Gebläses PUL zu definieren, nimmt daher das Regelungsmodul einen Vergleich zwi schen dem Wert des aktuellen ersten Abstands EPS und der aktuellen Wassertemperatur T_EAU und der fünften Tabelle der Fuzzy-Regeln vor. Daraus leitet es dann die entsprechende Speisespannung PUL ab, die es dann für den Motor des Gebläses 14 vorgibt.

Wahlweise kann in Teilschritt 143 eine zusätzliche Verarbeitung vorgesehen werden, die darin besteht, zu überprüfen, ob sich der zuvor definierte neue aktuel le Wert PUL signifikant von dem vorangehenden Wert PUL(t-1) unterscheidet, der vorher definiert worden ist. Diese zusätzliche Verarbeitung kann zu abrupte Änderungen des durch das Gebläses 14 gelieferten Luftdurchsatzes vermeiden, die vor allem eine Lärmbe lästigung verursachen, die sich nachteilig auf den Komfort der im Fahrgastraum des Fahrzeugs befindli chen Insassen auswirkt.

Das Regelungsmodul 31 führt vorzugsweise einen Ver gleich zwischen PUL(t-1) und PUL(t) aus. Wenn der Un terschied zwischen diesen beiden Werten groß ausfällt (einen gewählten Schwellenwert überschreitet), dann berechnet das Regelungsmodul 31 den Mittelwert dieser beiden Werte und gibt als neue Einstellung des Geblä se 14 den so berechneten Mittelwert vor.

Danach folgt in Teilschritt 144 die Optimierung der Positionen der verschiedenen Verteilungsklappen 7 bis 9.

Die Definition (bzw. Optimierung) dieser Positionen der Verteilungsklappen erfolgt in Abhängigkeit von der aktuellen Außentemperatur T_EXT und von der Posi tion der Mischklappe MIX, die in Teilschritt 142 be stimmt wurde. Sie wird nach den gleichen Fuzzy-Regeln gesteuert, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem Initialisierungsschritt 110 unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C beschrieben wurden.

Außerdem ist vorzugsweise eine neutrale Öffnungszone vorgesehen, so daß die Positionierungsmechanismen der einzelnen Verteilungsklappen (wobei es sich konkret um Elektromotoren handelt) nicht unnötigerweise bean sprucht werden, wenn die Positionsänderungen nur in einem sehr geringen Ausmaß erfolgen.

Der Wert der Position der Mischklappe, der zur Defi nition der Positionen DIST der Verteilungsklappen übernommen wird, ist der Wert, den die Variable MIX zum Zeitpunkt (t-1) hatte, unter Hinzufügung des Werts der Position der Mischklappe DMIX(t), der in Teilschritt 142 berechnet wurde.

Danach muß nur noch in einem Teilschritt 145 die Po sition DEA der Lufteinlaßklappe 17 definiert werden.

Diese Klappe wird in Abhängigkeit vom aktuellen er sten Abstand EPS(t) und von der aktuellen Außentempe ratur T_EXT(t) positioniert. Diese Lufteinlaßklappe 17 wird anhand von Fuzzy-Regeln gesteuert, die auf der Grundlage der Fuzzy-Aufteilungen des ersten Abstands EPS (siehe Fig. 7A), der Außentemperatur T_EXT (siehe Fig. 3A) und der Position der Lufteinlaßklappe DEA (siehe Fig. 4A) erstellt werden.

Die aus diesen drei Fuzzy-Aufteilungen abgeleiteten Fuzzy-Regeln sind in Fig. 9 in einer sechsten Tabel le mit Fuzzy-Regeln dargestellt, die eine Entspre chung zwischen Paaren, die aus einem Bereich des er sten Abstands EPS und einem Außentemperaturbereich T_EXT bestehen, und den beiden möglichen Positionen (Umluft und Außenluft) der Lufteinlaßklappe 17 her stellen. Diese sechste Tabelle wird ebenfalls im zweiten Speicher 29 abgespeichert.

Um die Position DEA der Lufteinlaßklappe 17 festzule gen, braucht das Regelungsmodul 31 daher nur einen Vergleich zwischen dem Paar, das aus der aktuellen Außentemperatur T_EXT und dem aktuellen ersten Abstand EPS besteht, und der im zweiten Speicher 29 abgespei cherten sechsten Tabelle vorzunehmen. Aus diesem Ver gleich leitet es dann eine Position DEA ab. Wenn T_EXT zu einem als warmes Klima bezeichneten Bereich gehört und wenn der erste Abstand EPS zu dem mit P bezeich neten Bereich gehört, dann handelt es sich bei der entsprechenden Position DEA der Lufteinlaßklappe 17 um "Außenluft", so daß die Luft, die dem Gebläse 14 zuzuführen ist, außerhalb des Fahrzeugs aufgenommen werden muß, was der Schließung des ersten Kanals 15 entspricht.

Die Definition der verschiedenen Einstellungen der Bestandteile der Erfindung ist damit abgeschlossen. Die verschiedenen Variablen werden dann in Schritt 150 neu zugewiesen, woraufhin zu Schritt 120 zurück gegangen wird, um wieder mit Neudefinitionen (oder Optimierungen) der verschiedenen Variablen zu begin nen.

Um eine schnelle Anpassung der Anlage im Anschluß an eine Änderung DT_CONS der ursprünglich durch den Be nutzer eingegebenen Temperatur T_CONS zu ermöglichen, ist eine siebte Tabelle mit Fuzzy-Regeln vorgesehen (siehe Tabelle 8C). Diese Tabelle bezieht sich auf die Mischklappe 6 und wird im zweiten Speicher abge speichert.

Damit die Anforderung des Benutzers schnellstmöglich erfüllt werden kann, fügt des Regelungsmodul 31 zu der in Teilschritt 142 berechneten Veränderung der Position der Mischklappe DMIX eine zweite Veränderung D2MIX hinzu, die direkt von der Veränderung der ein gegebenen Temperatur DT_CONS abhängig ist.

Diese Veränderung DT_CONS wird anhand von Fuzzy-Regeln berechnet, die auf der Grundlage einer Fuzzy- Aufteilung der Veränderung der eingegebenen Tempera tur und der zugehörigen Veränderung der Position der Mischklappe DMIX definiert sind.

Die Fuzzy-Aufteilung der Veränderung der eingegebenen Temperatur DT_CONS ergibt sich aus dem Diagramm von Fig. 10A für Temperaturänderungen zwischen -10°C und +10°C. Diese Fuzzy-Aufteilung ermöglicht die Defini tion von drei Bereichen mit der Bezeichnung "negativ", "null" bzw. "positiv", denen jeweils die möglichen Veränderungen der eingegebenen Temperatur DT_CONS zugeordnet sind. Wenn daher der aktuelle Wert der Veränderung der eingegebenen Temperatur bekannt ist, kann bestimmt werden, zu welchem der drei vorge nannten Bereiche er gehört.

Die Fuzzy-Aufteilung der Veränderung der Position der Mischklappe D2MIX ergibt sich aus dem Diagramm von Fig. 10B für Änderungswerte zwischen -10% und +10%.

Dieses Diagramm ermöglicht die Definition von drei Bereichen mit der Bezeichnung "schließen", "nicht be wegen" bzw. "öffnen". Auf der Grundlage dieser zwei Fuzzy-Aufteilungen wird die siebte Tabelle mit Fuzzy- Regeln definiert (siehe Fig. 8C), die eine Entspre chung zwischen den Änderungsbereichen der eingegebe nen Temperatur DT_CONS und den zugehörigen Positi onsänderungen der Mischklappe D2MIX herstellen.

Im Falle einer Änderung der durch den Benutzer einge gebenen Temperatur führt daher das Regelungsmodul 31 einen Vergleich zwischen dieser Veränderung der Ein gabetemperatur DT_CONS und der im zweiten Speicher 29 abgespeicherten siebten Tabelle durch. Daraus leitet es dann die zugehörige Positionsänderung der Misch klappe D2MIX ab.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschrie bene Ausführungsart beschränkt, sondern sie umfaßt auch alle Varianten, die der Fachmann im Rahmen der nachstehenden Ansprüche daran vornehmen kann.

So bezieht sich die Erfindung nicht nur auf Klimaan lagen, sondern auf alle Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen. Wenn es sich daher bei der Anlage nur um eine Heizungs- und Lüftungsanlage handelt, geht es nur um die Einstellung des Kompressors und der Lufteinlaßklappe.

Im übrigen wurde eine Anlage beschrieben, bei der der Kompressor als Konstantkompressor ausgeführt ist. Es können jedoch naheliegenderweise auch Fuzzy-Regeln für Verstellkompressoren definiert werden.

Darüber hinaus kommt die Erfindung auch bei komplexe ren Anlagen zur Anwendung, als sie vorstehend be schrieben wurden, beispielsweise bei Anlagen, bei de nen eine Regelung nach mehreren verschiedenen Zonen (mindestens zwei) im Fahrgastraum ausgeführt werden kann. In einem solchen Fall besteht die Notwendigkeit einer getrennten Steuerung von zwei Mischklappen (eine für jede Zone) sowie gegebenenfalls von zwei Gebläsen und/oder zwei Gruppen von Luftverteilungs klappen.

Text zu den Figuren

FIG. 2
LECTURE CAPTEURS: ABLESEN DER TEMPERATURFÜHLER
INITIALISATION COMPOSANTS: INITIALISIERUNG DER BAU TEILE
TRAITEMENT DES ENTREES: VERARBEITUNG DER EINGABEN
CALCUL DES ECARTS EPS ET DT_INT: BERECHNUNG DER AB STÄNDE EPS UND DT_INT
GESTION DU COMPRESSEUR (COMP): STEUERUNG DES KOMPRES SORS (COMP)
GESTION DU MIXAGE (MIX): STEUERUNG DES MISCHENS (MIX)
GESTION DE LA DISTRIBUTION (DIST): STEUERUNG DER VER TEILUNG (DIST)
GESTION DE L'ENTREE D'AIR (DEA): STEUERUNG DES LUFT EINLASSES (DEA)
REAFFECTATION DES VARIABLES: NEUZUWEISUNG DER VARIA BLEN

FIG. 3B
MIX (% D'OUVERTURE): MIX (ÖFFNUNG IN %)

FIG. 3C
CLIMAT_TRES_FROID: SEHR_KALTES_KLIMA
CLIMAT_FROID: KALTES_KLIMA
CLIMAT_TEMPERE: GEMÄSSIGTES_KLIMA
CLIMAT_CHAUD: WARMES_KLIMA
CLIMAT_TRES_CHAUD: HEISSES_KLIMA

FIG. 4
CLIMAT_TRES_FROID: SEHR_KALTES_KLIMA
CLIMAT_FROID: KALTES_KLIMA
CLIMAT_TEMPERE: GEMÄSSIGTES_KLIMA
CLIMAT_CHAUD: WARMES_KLIMA
CLIMAT_TRES_CHAUD: HEISSES_KLIMA
AIR_RECYCLE: UMLUFT
AIR_EXTERIEUR: AUSSENLUFT

FIG. 5A
MIX (% D'OUVERTURE): MIX (ÖFFNUNG IN %)

FIG. 5B
DIST (% D'OUVERTURE): DIST (ÖFFNUNG IN %)

FIG. 5C
FROIDE: KALT
MOYENNE: MITTEL
CHAUDE: WARM
CLIMAT_TRES_FROID: SEHR_KALTES_KLIMA
CLIMAT_FROID: KALTES_KLIMA
CLIMAT_TEMPERE: GEMÄSSIGTES_KLIMA
CLIMAT_CHAUD: WARMES_KLIMA
CLIMAT_TRES_CHAUD: SEHR_WARMES_KLIMA

FIG. 6
AC interdit: Klimaanlage gesperrt
AC autorisé: Klimaanlage freigegeben
seuil bas: unterer Schwellenwert
seuil haut: oberer Schwellenwert

FIG. 7C
DMIX (% D'OUVERTURE): DMIX (ÖFFNUNG IN %)
FIG. 7D
Tp_monte_beaucoup: Tp_steigt_stark
Tp_monte: Tp_steigt
Tp_stable: Tp_stabil
Tp_descend: Tp_sinkt
Tp_descend_beaucoup: Tp_sinkt_stark
TN (Très Négativ): TN (sehr negativ)
N (Négatif): N (negativ)
Z (Zero): Z (null)
P (Positif): P (positiv)
TP (Très Positif): TP (sehr positiv)

FIG. 8C
FROIDE: KALT
MOYENNE: MITTEL
CHAUDE: WARM
MINI: MINIMAL
FORT: STARK
MOYEN: MITTEL

FIG. 10B
D2MIX (% D'OUVERTURE): D2MIX (ÖFFNUNG IN %)

FIG. 10C
NEGATIF: NEGATIV
ZERO: NULL
POSITIF: POSITIV
FERMER: SCHLIESSEN
NE PAS BOUGER: NICHT BEWEGEN
OUVRIR: ÖFFNEN

FIG. 9:
CLIMAT_TRES_FROID: SEHR_KALTES_KLIMA
CLIMAT_FROID: KALTES_KLIMA
CLIMAT_TEMPERE: GEMÄSSIGTES_KLIMA
CLIMAT_CHAUD: WARMES_KLIMA
CLIMAT_TRES_CHAUD: HEISSES_KLIMA
AIR_RECYCLE: UMLUFT
AIR_EXTERIEUR: AUSSENLUFT

Claims

1. Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage, insbe sondere für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

* ein Gehäuse (4), das Verteilungs- (7-9) und Misch klappen (6) und einen Heizradiator (5) enthält, um Außen- und/oder Umluft aufzubereiten und die aufbe reitete Luft im Fahrgastraum (H) des Fahrzeugs zu verteilen,
* ein Gebläse (14), um dem besagten Gehäuse (4) Au ßen- und/oder Umluft zuzuführen,
* einen ersten Temperaturfühler (23), um in regel mäßigen Abständen die Temperatur im Fahrgastraum (T_INT(t)) zu messen, die als "aktuelle Innentempera tur" bezeichnet wird,
* einen zweiten Temperaturfühler (24), um in regel mäßigen Abständen die Temperatur außerhalb des Fahr gastraums (T_EXT(t)) zu messen, die als "aktuelle Au ßentemperatur" bezeichnet wird,
* ein Eingabemodul (19), um die Eingabe von Einstell parameter für die Anlage, darunter zumindest die Tem peratur (T_CONS), durch einen im Fahrgastraum befind lichen Fahrzeuginsassen zu ermöglichen, und
* Steuerungsmittel (22), die in der Lage sind, einen ersten Abstand (EPS(t)) zwischen der eingegebenen Temperatur (T_CONS) und der aktuellen Innentemperatur (T_INT) zu messen, und die einerseits einen ersten Speicher (27), um die aktuelle Innen- (T_INT(t)) und Außentemperatur (T_EXT(t)) und die eingegebene Tempe ratur (T_CONS) abzuspeichern, und andererseits ein Re gelungsmodul (31) umfassen, um Einstellungen zumin dest der im Gehäuse (4) enthaltenen Bauteile (5-9) und des Gebläses (14) auf der Grundlage des ersten Abstands (EPS) und der Außentemperatur (T_EXT(t)) zu definieren,
dadurch gekennzeichnet, daß sie einen dritten Temperaturfühler (26) umfaßt, um die Temperatur einer Kühlflüssigkeit für den Motor des Fahrzeugs (T_EAU) zu messen, die als Wassertemperatur bezeichnet wird,
daß die Steuerungsmittel (22) einen zweiten Speicher (29) umfassen, um folgendes abzuspeichern:
- - eine erste Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen den Außentemperaturbereichen (T_EXT) und Mischklappenpositionen (MIX) herstellen,
- - eine zweite Tabelle von "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Außentemperatur bereichen (T_EXT) und Mischklappenposition (MIX) und Verteilungsklappenpositionen (DIST) herstellen,
- - eine dritte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Wassertemperaturbe reichen (T_EAU) und erstem Abstand (EPS) und Einstel lungen des Gebläses (PUL) herstellen,
  und daß das Regelungsmodul (31) in der Lage ist, zu mindest folgendes zu definieren:
- - die Position der Mischklappe (MIX(t)) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der ersten Tabel le und der aktuellen Außentemperatur (T_EXT(t)),
- - die Positionen der Verteilungsklappen (DIST(t)) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der zweiten Tabelle und dem Paar, das aus der aktuellen Außentem peratur (T_EXT(t)) und der zuvor definierten Position der Mischklappe (MIXT(t)) besteht,
- - die Einstellung des Gebläses (PUL(t)) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der dritten Ta belle und der aktuellen Wassertemperatur (T_EAU(t)).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerungsmittel (22) in der Lage sind, einen zweiten Abstand (DT_INT(t)) zwischen der abgespeicherten alten aktuellen Innentemperatur (T_INT(t-1)) und einer neuen aktuellen Innentemperatur (T_INT(t)) zu messen, daß der zweite Speicher (29) ei ne vierte Tabelle von "Fuzzy"-Regeln speichern kann, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands (EPS) und des zweiten Abstands (DT_INT) und Positionsänderungen der Mischklappe (DMIX) herstellen, und daß das Regelungsmodul (31) in der Lage ist, die Position der Mischklappe (6) durch die Bestimmung einer Position der Mischklappe (DMIX(t)) zu optimieren, die aus dem Vergleich zwi schen der vierten Tabelle und dem Paar hervorgeht, das aus den aktuellen ersten (EPS(t)) und zweiten (DT_INT(t)) Abständen besteht.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Regelungsmodul (31) in der Lage ist, die Positionen (DIST(t)) der Verteilungs klappen (7-9) auf der Grundlage eines Vergleichs zwi schen der zweiten Tabelle und der optimierten Positi on der Mischklappe (MIX(t) + DMIX(t)) zu optimieren.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß sie eine Lufteinlaßklappe (17) umfaßt, um dem Gebläse (14) Au ßen- und/oder Umluft zuzuführen, daß der zweite Spei cher (29) eine fünfte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln speichern kann, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands (EPS) und Außentem peratur (T_EXT) und Positionen der Lufteinlaßklappe (DEA) herstellen, und daß das Regelungsmodul (31) in der Lage ist, die Position der Lufteinlaßklappe (DEA(t)) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der fünften Tabelle und dem Paar zu definieren, das aus dem aktuellen ersten Abstand (EPS(t)) und der ak tuellen Außentemperatur (T_EXT(t)) besteht.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß sie ei nen Verdampfer (2) umfaßt, der im Gehäuse (4) ange ordnet ist und dem Kältemittel durch einen Kühlkreis lauf zugeführt wird, der einen Kompressor (3) enthält, sowie einen vierten Temperaturfühler (25), um die aktuelle Verdampfertemperatur (T_EVA(t)) zu messen, und daß das Regelungsmodul (31) in der Lage ist, über die Einschaltung des Kompressors (3) in Ab hängigkeit von einem ersten Vergleich zwischen der aktuellen Verdampfertemperatur (T_EVA(t)) und einem ersten (TS1_EVA) und zweiten (TS2_EVA) Schwellenwert zu entscheiden.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Speicher (29) eine sechste Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln speichern kann, die eine Entsprechung zwischen Paaren aus Bereichen des ersten Abstands (EPS) und Wassertemperatur (T_EAU) und Einstellungen (COMP) des Kompressors (3) herstel len, und daß das Regelungsmodul (31) in der Lage ist, nach der Entscheidung die Einstellung des Kompressors (COMP(t)) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der sechsten Tabelle und dem Paar zu definieren, das aus dem aktuellen ersten Abstand (EPS(t)) und der ak tuellen Wassertemperatur (T_EAU(t)) besteht.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das Re gelungsmodul (31) ein Initialisierungsmodul (30) um faßt, um die Einstellungen der Anlage bei jeder ihrer Einschaltungen auf der Grundlage zumindest der aktu ellen Außentemperatur (T_EXT(t)) zu definieren.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Initialisierungsmodul (30) in der Lage ist:

- die Anfangsposition der Mischklappe (MIX(t)) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der ersten Tabelle und der aktuellen Außentemperatur (T_EXT(t)) und anschließend die Anfangspositionen der Vertei lungsklappen (DIST(t)) auf der Grundlage eines Ver gleichs zwischen der zweiten Tabelle und dem Paar zu definieren, das aus der aktuellen Außentemperatur (T_EXT(t)) und der zuvor definierten Anfangsposition der Mischklappe (MIX(t)) besteht, und
- die Anfangseinstellung des Gebläses (PUL(t)) auf einen vorgegebenen Schwellenwert (SPUL) festzulegen.

9. Anlage nach Anspruch 4 in Kombination mit einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Speicher (29) eine siebte Tabelle mit "Fuzzy"-Regeln speichern kann, die eine Entsprechung zwischen Außentemperaturbereichen (T_EXT) und Positionen der Lufteinlaßklappe (DEA) her stellen, und daß das Initialisierungsmodul (30) die Anfangsposition der Lufteinlaßklappe (DEA(t)) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der siebten Ta belle und der aktuellen Außentemperatur (T_EXT(t)) de finieren kann.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 und 6 in Kombi nation mit einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Initialisie rungsmodul (30) die Anfangseinstellung des Kompres sors (COMP(t)) auf einen vordefinierten Schwellenwert (SCOMP) festlegen kann.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß der zweite Speicher (29) eine achte Tabelle mit "Fuzzy"- Regeln speichern kann, die eine Entsprechung zwischen Bereichen der eingegebenen und geänderten Temperatur (DT_CONS) und geänderten Positionen der Mischklappe (D2MIX) herstellen, und daß das Regelungsmodul (31) im Falle einer Änderung (DT_CONS) der eingegebenen Temperatur (T_CONS) durch den Benutzer die aktuelle Position der Mischklappe (MIX(t)) durch die Bestim mung einer Positionsänderung der Mischklappe (D2MIX(t)) ändern kann, die aus dem Vergleich zwi schen der achten Tabelle und der Änderung der einge gebenen Temperatur (DT_CONS) hervorgegangen ist.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß das Regelungsmodul (31) im Falle einer Optimierung der Position der Misch klappe (DMIX(t)) mit nachfolgender Bestimmung einer Positionsänderung der Mischklappe (D2MIX(t)), bedingt durch eine Änderung (DT_CONS)) der eingegebenen Tempe ratur (T_CONS) entscheiden kann, die gespeicherte Po sition der Mischklappe (MIX(t)) auf der Grundlage ei nes Vergleichs zwischen einem Schwellenwert (SVMIX) und der Summe der geänderten Position der Mischklappe (DMIX(t)) und der Positionsänderung der Mischklappe (D2MIX(t)) zu ändern.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 11 und 12, da durch gekennzeichnet, daß das Re gelungsmodul (31) im Falle einer Optimierung der Po sition der Mischklappe (DMIX(t)) mit nachfolgender Bestimmung einer Positionsänderung der Mischklappe (D2MIX(t)), bedingt durch eine Änderung (DT_CONS) der eingegebenen Temperatur (T_CONS), über die Schließung oder die Öffnung der Mischklappe (6) auf der Grundla ge eines Vergleichs zwischen der eingegebenen Tempe ratur (T_CONS) und einem ersten (S1T_CONS) und zweiten (S2T_CONS) Schwellenwert, entscheiden kann, ohne die bestimmte Positionsänderung der Mischklappe (D2MIX(t)) zu berücksichtigen.

14. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelungsmodul (31), vor jeder Übernahme einer Neu einstellung des Gebläses (PUL), einen Vergleich zwi schen der besagten Neueinstellung des Gebläses und der abgespeicherten vorangehenden Einstellung des be sagten Gebläses ausführen und anschließend über die Übernahme der besagten Neueinstellung oder eines Mit telwerts zwischen der besagten Neueinstellung und der vorangehenden Einstellung in Abhängigkeit vom Ergeb nis des besagten Vergleichs entscheiden kann.