DE19914443A1

DE19914443A1 - Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19914443A1
Application number: DE1999114443
Authority: DE
Inventors: Wilfried Bockelmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-05

Abstract

Eine Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die durch eine mit Schubabschaltung ausgerüstete Brennkraftmaschine angetrieben werden, weist einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kompressor und eine den Betrieb der Klimaanlage in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine beeinflussende Steuerung auf. Der Kompressorantrieb ist im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine eingeschaltet, in anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine jedoch abschaltbar. DOLLAR A Durch die vorstehende Maßnahme gelingt es, den Energieaufwand für Klimaanlagen zu reduzieren und hierdurch den Kraftstoffmehrverbrauch entsprechend zu verringern. Zugleich bedeutet dies, daß die Leistung der Brennkraftmaschine weitestgehend zur Erzielung höchstmöglicher Fahrleistungen des Fahrzeugs zur Verfügung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage nach den Oberbegriffen des Patentanspruchs 1, 8 und 9.

Der Kompressor von Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen wird üblicherweise von dem Fahrzeugmotor angetrieben. Dies bedeutet, daß ein nicht unerheblicher Teil der verfügbaren Motorleistung von der Klimaanlage verbraucht wird, somit zum Antrieb des Fahrzeugs nicht mehr zur Verfügung steht. In der Regel ist der Fahrer bestrebt, diese verringerte Motorleistung durch Steigerung der Motorlast zu kompensieren, was naturgemäß zu entsprechender Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs führt.

Durch die EP 0 570 240 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, bekannt geworden, das eine Klimaanlage aufweist. Der Betrieb der Klimaanlage ist abhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors. Das heißt, der Kompressor und damit die Klimaanlage kann nur dann in Funktion treten, wenn die Brennkraftmaschine zum Antrieb des Fahrzeugs eingesetzt wird. Wird dagegen der Antrieb des Fahrzeugs vom Elektromotor übernommen, was bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb gerade erwünscht ist und deshalb häufig der Fall sein wird, so muß auf einen Betrieb der Klimaanlage verzichtet werden.

Die US-PS 5,018,362 befaßt sich mit einer Einrichtung zur Steuerung einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge. Die Steuerung besteht in einer Anpassung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine an die geforderte Kühlleistung der Klimaanlage. Andere Betriebszustände der Brennkraftmaschine finden offensichtlich keine Berücksichtigung.

Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Funktionsweise der heute gebräuchlichen Klimaanlagen, die darauf beruht, daß eine Absenkung der Innenraumtemperatur durch unterschiedlich starke Innenraumgebläsestufen bewerkstelligt wird, wobei gegebenenfalls sogar eine Zumischung von aufgeheizter Luft erfolgen muß. Es leuchtet ein, daß die üblichen Klimaanlagen einen unökonomisch hohen Energieaufwand erfordern. Im übrigen arbeiten diese Klimaanlagen bei gegebenenfalls erforderlicher nur geringer Temperaturabsenkung nicht effektiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Energieaufwand für Klimaanlagen zu reduzieren und hierdurch den Kraftstoffmehrverbrauch entsprechend zu verringern. Zugleich soll die Leistung der Brennkraftmaschine weitestgehend zur Erzielung höchstmöglicher Fahrleistungen des Fahrzeugs zur Verfügung stehen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Klimaanlage der eingangs bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 8 bzw. des Patentanspruchs 9 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Patentansprüchen 2 bis 7 und 10, 11 entnommen werden.

In konsequenter Anwendung ihres Grundgedankens schließt die Erfindung durchaus die Möglichkeit ein, den Kompressorantrieb ausschließlich im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine einzuschalten, in allen anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine jedoch abzuschalten. Bei dieser (extremen) Variante der Erfindung bewirkt somit der Betrieb der Klimaanlage keinerlei zusätzlichen Kraftstoffverbrauch. Denn in der Schubphase der Brennkraftmaschine ist die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet.

Ein weiterer Vorteil dieser sehr ökonomisch arbeitenden Ausführungsform der Erfindung, die hier deshalb mit "ECO-BETRIEB" bezeichnet werden soll, besteht darin, daß infolge der Zuschaltung des Klimakompressors in der Schubphase der Brennkraftmaschine deren Bremswirkung im Schubbetrieb gesteigert wird.

Aber auch dann, wenn man den Grundgedanken der Erfindung nicht in äußerster Konsequenz anwendet, sollte doch der Kompressorantrieb der Klimaanlage im wesentlichen nur im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine eingeschaltet sein, um die oben geschilderten Vorteile ohne wesentliche Komfortabstriche optimal nutzen zu können. Diese als "Optimierter Betrieb" zu bezeichnende Lösung kommt insbesondere für Klimaanlagen in Betracht, die mit einer Regelung der jeweils eingestellten Innenraumtemperatur ausgerüstet sind. Die Ausführungsform erfordert allerdings bei der Regelung der Innenraumtemperatur einen gegenüber herkömmlichen Temperaturreglern vergrößerten Toleranzbereich der eingestellten Innenraumtemperatur. Der vergrößerte Toleranzbereich sollte vorzugsweise 1 bis 3 K betragen, 5 K jedoch nicht überschreiten, um nennenswerte Komforteinbußen nach Möglichkeit zu vermeiden.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist der Kompressorantrieb der Klimaanlage nur bei Vollast der Brennkraftmaschine abgeschaltet, in allen anderen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine jedoch zugeschaltet. Diese als "Power-Schaltung" zu bezeichnende Ausführungsform der Erfindung zielt darauf ab, trotz vorhandener Klimaanlage Höchstleistungen des Fahrbetriebes zu gewährleisten, die denen eines Fahrzeugs ohne Klimaanlage nicht nachstehen. Da die Klimaanlage somit in allen Betriebsbereichen mit Ausnahme des Vollastbetriebes eingeschaltet ist, ist allerdings bei dieser Erfindungsvariante klimaanlagenbedingter Kraftstoffmehrverbrauch in Kauf zu nehmen.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, den oben geschilderten "Optimierten Betrieb" der Klimaanlage mit der vorstehend dargelegten "Power- Schaltung" zu kombinieren. Durch eine solche "Kombi-Schaltung" lassen sich die Vorteile minimierten Kraftstoffverbrauchs und Gewährleistung maximaler Fahrleistung miteinander verbinden.

Um - gegebenenfalls - auch höchste Komfortansprüche bezüglich der Klimatisierung befriedigen zu können, sollte die Möglichkeit einer manuellen Abschaltung des Kompressorantriebs vorgesehen sein, derart, daß die Steuerung des Kompressorantriebs abschaltbar ist, so daß der Kompressorantrieb, wie an sich bekannt, in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zugeschaltet ist (sogenannte "Komfort- Schaltung").

Eine Besonderheit der Erfindung ist des weiteren darin zu sehen, daß ihre Vorteile im besonderen Maße bei einer Anwendung in Fahrzeugen mit adaptivem Automatikgetriebe zur Geltung kommen, dessen Schaltprogramm sich über eine Automatikgetriebesteuerung der Fahrweise des Fahrers anpaßt, wobei selbstverständlich auch hier die Brennkraftmaschine Schubabschaltung aufweisen muß. Hier läßt sich nämlich die Automatikgetriebesteuerung mit einer den Klimakompressor bei Schubbetrieb einschaltenden und bei anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine abschaltenden Klimaanlagen-Steuerung derart verknüpfen, daß die Klimaanlagen-Steuerung ebenfalls an die jeweilige Fahrweise des Fahrers angepaßt ist. Dies soll durch das nachstehende Beispiel verdeutlicht werden.

Wenn das Schaltprogramm des Automatikgetriebes manuell wählbar ist, läßt sich auch diese Information zur Ansteuerung der Klimaanlage in der oben beispielhaft tabellarisch dargestellten Weise verwenden.

Um den mit dem Betrieb einer Klimaanlage, die eine Regelung der jeweils eingestellten Innentemperatur beinhaltet, insgesamt verbundenen Energieaufwand auf ein Minimum zu reduzieren, sollte bei Anwendung der Erfindung darauf geachtet werden, daß die Innenraumtemperaturregelung ausschließlich durch den zu diesem Zweck ein- und abschaltbaren Klimakompressor, d. h. ohne Warmluftzumischung, erfolgt.

Auch sollte die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden, den Ventilator der Klimaanlage als reine Belüftungsanlage, also ohne eingeschalteten Klimakompressor, zu betreiben.

Im übrigen kann die Klimaautomatik - auch bei abgeschaltetem Kompressor - alle Funktionen erfüllen.

Claims

1. Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die durch eine mit Schubabschaltung ausgerüstete Brennkraftmaschine angetrieben werden, mit einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kompressor und mit einer den Betrieb der Klimaanlage in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine beeinflussenden Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressorantrieb im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine eingeschaltet, in anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine jedoch abschaltbar ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressorantrieb ausschließlich im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine eingeschaltet, in allen anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine jedoch abgeschaltet ist.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressorantrieb im wesentlichen nur im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine eingeschaltet ist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einer Regelung der jeweils eingestellten Innenraumtemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelung einen vergrößerten Toleranzbereich von maximal 5 K, vorzugsweise 1 bis 3 K, besitzt.

5. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressorantrieb nur bei Vollast der Brennkraftmaschine abschaltbar ist.

6. Klimaanlage nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelung einen vergrößerten Toleranzbereich von maximal 5 K, vorzugsweise 1 bis 3 K, besitzt und der Kompressorantrieb nur bei Vollast der Brennkraftmaschine abschaltbar ist.

7. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Kompressorantriebs abschaltbar ist, derart, daß der Kompressorantrieb in an sich bekannter Weise in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zugeschaltet ist.

8. Klimaanlage für brennkraftmaschinenbetriebene Fahrzeuge mit adaptivem Automatikgetriebe, dessen Schaltprogramm sich über eine Automatikgetriebesteuerung der Fahrweise des Fahrers anpaßt, wobei die Brennkraftmaschine Schubabschaltung aufweist, insbesondere nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Automatikgetriebesteuerung mit einer den Klimakompressor bei Schubbetrieb einschaltenden und bei anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine abschaltenden Klimaanlagensteuerung verknüpft ist, derart, daß die Klimaanlagensteuerung ebenfalls an die jeweilige Fahrweise des Fahrers angepaßt ist.

9. Klimaanlage für brennkraftmaschinenbetriebene Fahrzeuge mit Automatikgetriebe, dessen Schaltprogramm manuell wählbar ist, wobei die Brennkraftmaschine Schubabschaltung aufweist, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltprogramm-Wähleinrichtung des Automatikgetriebes mit einer den Klimakompressor bei Schubbetrieb einschaltenden und bei anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine abschaltenden Klimaanlagensteuerung verknüpft ist, derart, daß die Klimaanlagensteuerung ebenfalls an das jeweilige manuell gewählte Schaltprogramm angepaßt ist.

10. Klimaanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit einer Regelung der jeweils eingestellten Innenraumtemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß zur Innenraumtemperatur Regelung ohne Warmluftzumischung ausschließlich der zu diesem Zweck ein- und abschaltbare Klimakompressor dient.

11. Klimaanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Automatikregelung, derart, daß auch bei abgeschaltetem Kompressor alle Funktionen der Klimatisierung gewährleistet sind, insbesondere eine reine Innenraumbelüftung mittels Ventilator möglich ist.