DE19929015A1 - Verfahren zum Regeln der Klimatisierung einer Fahrzeugkabine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Klimatisierung einer Fahrzeugkabine, bei dem mittels eines Wärmetauschers Blasluft temperiert und in die Fahrzeugkabine geleitet wird, wobei der Wärmetauscher von einem Wärmetransportmedium durchflossen wird, das mittels eines Heiz- bzw. Kühl-Aggregats temperiert, d. h. erwärmt bzw. gekühlt wird, und wobei die den Wärmetauscher durchsetzende Durchflußmenge des Wärmetransportmediums von einem Stellglied gesteuert wird. Um eine bedarfsgerechte Zuschaltung des Heiz- bzw. Kühl-Aggregats zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Aggregat abhängig von der Stellung des Stellglieds angesteuert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Klimatisierung einer Fahrzeugkabine, bei dem mittels eines Wärmetauschers Blasluft temperiert und in die Fahrzeugkabine geleitet wird, wobei der Wärmetauscher von einem Wärmetransportmedium durchflossen wird, das mittels eines Heiz- bzw. Kühl-Aggregats temperiert, d. h. erwärmt bzw. gekühlt wird, und wobei die den Wärmetauscher durchsetzende Durchflußmenge oder Temperatur (z. B. bei Mischkreisläufen) des Wärmetransportmediums von einem Stellglied gesteuert wird.

Bislang ist es zum Regeln der Klimatisierung einer Fahrzeugkabine bei einem derartigen Verfahren üblich, das Heiz- bzw. Kühlaggregat, beispielsweise eine Stand-/Zusatzheizung oder einen Kältemittelverdichter abhängig von der Temperatur des Wärmetransportmediums, bei dem es sich insbesondere um ein Wasser/Glykol-Gemisch handeln kann, ein- bzw. auszuschalten. Ermittelt wird die Temperatur des Wärmetransportmediums dabei mittels eines geeigneten Temperatursensors. Nachteilig an dieser bisherigen Vorgehensweise ist, daß nicht der tatsächliche Bedarf an Kühl- bzw. Heizleistung zugrundegelegt wird. Dieser Sachverhalt soll an einem Beispiel näher erläutert werden.

Es wird angenommen, daß in der kalten Jahreszeit ein Fahrzeug bei einer Außentemperatur von -5°C an einer Stelle geparkt ist, die, bevor der Fahrer zusteigt, über eine längere Zeit der Sonneneinstrahlung ausgesetzt war. Bis der Fahrer zusteigt, hat sich die Fahrzeugkabine durch Sonneneinstrahlung auf 20°C erwärmt und liegt damit um 25°C über der Außentemperatur. Bei diesem angenommenen Beispiel liegt dann die Temperatur des Wärmetransportmediums typischerweise zumindest im wesentlichen im Bereich der Außentemperatur. Da die Temperatur des Wärmetransportmediums zur Ansteuerung der Zusatzheizung herangezogen wird, wird diese entsprechend der Temperatur des Wärmetransportmediums aktiviert, wenn das Fahrzeug gestartet wird, obwohl die an sich bereits angenehm temperierte Fahrzeugkabine keine zusätzliche Heizenergie benötigt, wodurch entsprechend Energie verschwendet wird. Offensichtlich besteht ein Bedarf, derartige ungünstige Umstände zu verhindern.

Ein weiterer Nachteil des vorstehend erläuterten herkömmlichen Verfahrens besteht darin, daß zur Erzeugung eines Steuersignals z. B. für ein Kühl-Aggregat ein zusätzliches Bauteil, nämlich ein Temperatursensor erforderlich ist.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren dahingehend zu verbessern, daß das Heiz- bzw. Kühl- Aggregat bedarfsgerecht zugeschaltet wird, so daß überflüssige Laufzeiten dieses Aggregats zugunsten höherer Lebensdauer und Energieeinsparung vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem der tatsächliche Bedarf an Heiz- bzw. Kühlleistung der Regelung nicht zugrundegelegt wird, legt das erfindungsgemäße Verfahren den tatsächlichen Bedarf an Heiz- bzw. Kühlleistung der Regelung zugrunde, indem das Aggregat abhängig von der Stellung des Stellsignals zur Regelung der Durchflußmenge oder der Temperatur des Wärmetransportmediums angesteuert wird. Der beim Stand der Technik erforderliche Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Wärmetransportmediums kann damit entfallen.

Abhängig vom Aufbau des Stellglieds kann entweder das Signal zur Ansteuerung desselben oder ein Signal zur Ansteuerung des Heiz- bzw. Kühl-Aggregats herangezogen werden, das die Stellung des Stellglieds wiedergibt. Beispielsweise im Fall eines 2/2- Wegeventils bzw. eines 3/2-Wegeventils, insbesondere in Gestalt eines entsprechenden Magnetventils, wird das Tastverhältnis der beiden Schaltstellungen für dieses jeweilige Ventil zur Ansteuerung des Heiz- bzw. Kühl-Aggregats herangezogen. Im Fall eines 3- Wegeventils wird die Ventilstellung beispielsweise über ein Rückstellpotentiometer erfaßt und dieses Erfassungssignal dient zur Ansteuerung des Heiz- bzw. Kühl-Aggregats.

Im Fall luftgesteuerter Klimatisierungsanlagen kann die Stellung der Luftmischklappe ausgewertet werden, um das Heiz- bzw. Kühl-Aggregat anzusteuern. Alternativ dazu kann auch die Temperatur eines Innenraumtemperatur-Sensors oder eines Ausblasluft- Temperatursensors herangezogen werden.

Eine Steuerkennlinie für den Fall eines 2/2-Wegeventils zur Durchflußregelung des Wärmetransportmediums ist beispielhaft in der einzigen Figur der Zeichnung gezeigt.

Demnach ist in dem Diagramm der Figur auf der Y-Achse das Tastverhältnis des Ventils aufgetragen und die X-Achse bildet die Zeitachse. Mit "A" ist ein Durchfluß der Größe 0 bezeichnet und mit "B" ist ein endlicher Durchfluß bezeichnet.

Zum Zeitpunkt t1 ist das 2/2-Wegeventil zu 100% geschlossen. Diese Ventilstellung entspricht dem Nichtvorliegen von Heizleistungsbedarf. Die Heizung wird deshalb nicht eingeschaltet, und zwar auch dann nicht, wenn das Wärmetransportmedium kalt ist.

Zum Zeitpunkt t2 ist der Heizleistungsbedarf relativ hoch, da das Ventil ca. zu 60% offensteht. Das Heiz-Aggregat wird damit eingeschaltet, zumal eine weitere Bedingung zum Zeitpunkt t2 erfüllt ist, nämlich, daß die Ventilöffnung über einem Grenzwert G liegt.

Zum Zeitpunkt t3 ist die Öffnungszeit des Magnetventils unter den Grenzwert G gesunken, was zur Folge hat, daß das Heiz-Aggregat ausgeschaltet wird.

Zum Zeitpunkt t4 schließlich schaltet die Heizung aufgrund von Heizleistungsbedarf sowie deshalb ein, weil die Öffnung des Magnetventils über dem Grenzwert liegt.

Vorstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren bezogen auf ein Heiz-Aggregat erläutert. In derselben Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren auf ein Kühl-Aggregat anwendbar, oder auf eine Fahrzeugklimatisierungsanlage, die in einem Zentralkreislauf unter Verwendung von Heiz- und/oder Kühlaggregaten eine Vorlauftemperatur für einzelne Benutzerkreisläufe bereitstellt. In diesem Fall wird beispielsweise die Stellung eines oder mehrerer Mischventile, die rücklaufendes Wasser aus dem Benutzerkreislauf mit Wasser aus dem Zentralkreislauf mischen, als Stellglied für die Regelung verwendet.

Claims (8)

1. Verfahren zum Regeln der Klimatisierung einer Fahrzeugkabine, bei dem mittels eines Wärmetauschers Blasluft temperiert und in die Fahrzeugkabine geleitet wird, wobei der Wärmetauscher von einem Wärmetransportmedium durchflossen wird, das mittels eines Heiz- bzw. Kühl-Aggregats temperiert, d. h. erwärmt und/oder gekühlt wird, und wobei die den Wärmetauscher durchsetzende Durchflußmenge oder Temperatur des Wärmetransportmediums von einem Stellglied gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat abhängig von der Stellung des Stellglieds angesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat abhängig von der Stellung des Stellglieds ein/aus- bzw. in einen Teillastbetrieb geschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Stellglied ein 2/2- bzw. ein 3/2- Wegeventil, insbesondere ein -magnetventil ist, das von einer Heiz- und/oder Kühlsteuerschaltung angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat entsprechend dem Taktverhältnis des 2/2- bzw. 3/2-Wegeventils angesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Stellglied ein 3-Wegeventil, insbesondere ein -magnetventil ist, das von einer Heiz- und/oder Kühlsteuerschaltung angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat von einem der Ventilstellung entsprechenden Signal angesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Stellglied eine Luftmischklappe ist, die zum Mischen von in die Fahrzeugkabine einzutragender warmer und kalter Blasluft manuell betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat von einem die Stellung der Luftmischklappe repräsentierenden Signal angesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat abhängig von einem Grenzwert der Stellung des Stellglieds angesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat eine Fahrzeugzusatzheizung ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat oder ein zusätzliches Aggregat von einer Fahrzeugklimaanlage gebildet wird.