DE4214687A1 - Verfahren zur regelung der innenraumtemperatur eines fahrzeuges bei gleichzeitiger ausblastemperaturregelung und klimaanlage mit ausblastemperaturregelung fuer den innenraum eines fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges bei gleichzeitiger Ausblastemperaturregelung, bei dem die Innenraumtempe­ ratur gemessen und der Meßwert einer Innenraumtempera­ tur-Regeleinrichtung zum Regeln der Innenraumtemperatur entsprechend einem vorgebbaren Sollwert zugeleitet wird, ein Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrich­ tung einer Ausblastemperatur-Regeleinrichtung zum Steuern einer Kühl-/Heizvorrichtung für die dem Innen­ raum zuzuführenden Ausblasluft zugeführt wird, wobei die Ausblastemperatur von einem Ausblastemperatursensor ge­ messen wird, und ein Ausgangssignal der Innenraumtempe­ ratur-Regeleinrichtung die Verteilung der Ausblasluft auf mehrere an unterschiedlichen Stellen des Innenraums endende Ausblaskanäle bestimmt.

Ferner betrifft die Erfindung eine Klimaanlage mit Aus­ blastemperaturregelung für den Innenraum eines Fahrzeu­ ges, mit einer Kühl-/Heizvorrichtung zum Abkühlen oder Erwärmen von dem Innenraum über mehrere Ausblaskanäle zugeführter Ausblasluft, wobei die Kühl-/Heizvorrichtung über mindestens ein erstes Stellglied steuerbar ist und mindestens ein zweites Stellglied zum Verändern des je­ weiligen Luftdurchsatzes der Ausblaskanäle vorgesehen ist, einem Innenraumtemperatursensor zur Ermittlung der Innenraumtemperatur, einer Innenraumtemperatur-Regelein­ richtung, die in Abhängigkeit von unter anderem dem Aus­ gangssignal des Innenraumtemperatursensors und einem voreinstellbaren Sollwert für die Innenraumtemperatur ein oder mehrere Ausgangssignale erzeugt, das oder die unter anderem den Sollwert für die Ausblastemperatur­ regelung und die Verteilung der Ausblasluft auf die Aus­ blaskanäle repräsentiert bzw. repräsentieren, einem in der Ausblasluftströmung mindestens eines Ausblaskanals angeordneten Ausblastemperatursensor zum Ermitteln der Temperatur der über diesen Ausblaskanal in den Innenraum strömenden Ausblasluft und einer Ausblastemperatur- Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von dem Ausgangs­ signal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung und dem Ausgangssignal des Ausblastemperatursensors ein Aus­ gangssignal für das mindestens eine erste Stellglied der Kühl-/Heizvorrichtung erzeugt.

Bei Klimaanlagen für Fahrzeuge kann es mitunter vorteil­ haft sein, der Innenraumtemperaturregelung eine Regelung der Ausblastemperatur zu unterlagern. Zur Ausblastempe­ raturregelung wird die Temperatur der Ausblasluft gemes­ sen, die über mehrere an unterschiedlichen Stellen (Fuß­ raum-, Mannanström- und Defroster-Düsen in der Oberseite des Armaturenbretts) endenden Ausströmkanäle in den Innenraum einströmt. Zu diesem Zweck befindet sich in der Ausblasluftströmung mindestens eines Ausblaskanals ein Ausblastemperatursensor, der von der Ausblasluft des betreffenden Ausblaskanals angeströmt wird. Das von der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung gelieferte Signal stellt den Sollwert für die unterlagerte Ausblastempe­ raturregelung dar. Die Regelung der Ausblastemperatur wird beispielsweise deshalb vorgenommen, um zu verhin­ dern, daß die Ausblastemperatur über einen vorgegebenen oberen Grenzwert ansteigt oder auch unter einen vorge­ gebenen unteren Grenzwerts abfällt. Da die Luftausströ­ mung z. B. über die im Fußraum (oder an den Mannausströ­ mern des Armaturenbretts) endenden Ausblaskanäle ver­ gleichsweise direkt und konzentriert erfolgt, so daß der Fahrer bzw. Beifahrer in Extremfällen einer starken Auf­ heizung "heiße Füße" und bei einer Kühlung des Innen­ raums "kalte Füße" bekommen, wird die Ausblastemperatur auf Werte innerhalb des durch die beiden Grenzwerte vor­ gegebenen Temperaturbereichs geregelt.

Eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit Ausblastemperatur­ regelung ist aus DE 38 43 898 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Klimaanlage wird von der Betriebsart "Ausblas­ temperaturregelung" auf die Betriebsart "Ausblastempera­ tursteuerung" umgeschaltet, wenn eine Karosserieöffnung des Fahrzeuges geöffnet ist, wie dies im Falle eines Kabrioletts bei abgenommenen bzw. zusammengelegtem Fahr­ zeugdach der Fall ist. Ein gewisser Nachteil der bekann­ ten Klimaanlage mit Ausblastemperaturregelung besteht darin, daß je nach der durch die Innenraumtemperatur­ regelung bestimmten Verteilung der Ausblasluft auf die einzelnen Ausblaskanäle sich die Innenraumtemperatur nicht optimal unter Berücksichtigung des von dem Aus­ blastemperatursensors ermittelten Ausblastemperatur regeln läßt. Der von dem Ausblastemperatursensor ge­ lieferte Meßwert ist nämlich nur in dem (Extrem-)Fall für die Innenraumtemperaturregelung repräsentativ, in dem sämtliche dem Innenraum zugeführte Luft über den dem Ausblastemperatursensor zugeordneten Ausblaskanal strömt. In dem anderen Extremfall, in dem aufgrund einer entsprechenden Luftverteilungssteuerung über den dem Ausblastemperatursensor zugeordneten Ausblaskanal keine Luft ausströmt, ist der Meßwert des Ausblastemperatur­ sensors überhaupt nicht repräsentativ für die Ausblas­ temperatur. Die Folge davon, daß der gemessene Ausblas­ temperaturwert in Abhängigkeit von der Luftverteilung lediglich bedingt zur Innenraumtemperaturregelung heran­ gezogen werden kann, sind ein fortwährendes Ansteuern des Stellgliedes für die Kühl-/Heizvorrichtung der Klimaanlage in beiden Richtungen und ein mehr oder weniger starkes "Schwingen" der Innenraumtemperatur um den voreingestellten Sollwert herum. Die günstigste Position für den Ausblastemperatursensor wäre in der Mischkammer, in die die über die Kühl-/Heizvorrichtung strömende Luft eintritt, um von dort aus über die ein­ zelnen Ausblaskanäle in den Fahrzeuginnenraum zu strö­ men. Der Ausblastemperatursensor würde unabhängig von der Luftverteilung auf die Ausblaskanäle stets voll im Regelkreis angeordnet und insoweit sein Meßwert reprä­ sentativ sein. Wegen der Luftverwirbelungen in der Mischkammer repräsentiert der Meßwert des Ausblastempe­ ratursensors jedoch häufig nicht die Temperatur der dem Innenraum zugeführten Ausblasluft, weshalb die Anordnung in der Mischkammer ungünstig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Klimaanlage zur Regelung der Innenraumtempera­ tur eines Kraftfahrzeuges mit Ausblastemperaturregelung zu schaffen, bei denen die Innenraumtemperaturregelung mit besonderer Berücksichtigung des Komforts der Passa­ giere verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschla­ gen, daß aus dem die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle bestimmenden Ausgangssignal der Innenraum­ temperatur-Regeleinrichtung und dem Ausgangssignal der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung ein Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung gebildet wird, und zwar der­ art, daß die sich mit infolge einer Umverteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle ändernder Ausblasluft­ anströmung des Ausblastemperatursensors verändernde Be­ einflussung der Innenraumtemperatur durch Regelung der Ausblastemperatur jeweils kompensiert wird, so daß die Innenraumtemperatur unabhängig von der Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle auf den dem Sollwert entsprechenden Temperaturwert regelbar ist.

Bei einer Klimaanlage der eingangs genannten Art wird mit der Erfindung vorgeschlagen, das Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung, das unter anderem die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle bestimmt, und das Ausgangssignal der Ausblastemperatur- Regeleinrichtung einer Signal-Kombinationsvorrichtung zuzuführen, die aus den beiden empfangenen Signalen ein Ausgangssignal zum Steuern der Kühl-/Heizvorrichtung erzeugt, wobei die Bildung der Signalkombination unter den oben angegebenen Gesichtspunkten erfolgt.

Mit der Erfindung werden ein Verfahren und eine Klima­ anlage geschaffen, bei denen die Innenraumtemperatur teils gesteuert und teils geregelt wird. Die reine Rege­ lung der Innenraumtemperatur erfolgt dann, wenn sämt­ liche Ausblasluft über den dem Ausblastemperatursensor zugeordneten Ausblaskanal in den Innenraum einströmt. Neben dem Wert für die Ausblastemperatur, der der Aus­ blastemperaturregelung zugeführt wird, werden durch die Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung auch die Luftmenge pro Zeiteinheit und die Luftverteilung bzw. Luftschich­ tung bestimmt. Anhand der Luftverteilung auf die einzel­ nen Ausblaskanäle ist also "bekannt", welcher Anteil der Ausblasluft über den dem Ausblastemperatursensor zuge­ ordneten Ausblaskanal abströmt und welcher Anteil über die übrigen Ausblaskanäle ausströmt. Je geringer der über den Ausblastemperatursensor ausströmende Anteil an Ausblasluft ist, desto weniger stark geht das von der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung gelieferte Ausgangs­ signal in das Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung ein und desto stärker geht der sich aus der Innenraum­ temperaturregelung ergebende Wert der Ausblastemperatur in das Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung ein.

Vorteilhafterweise ist der Ausblastemperatursensor in demjenigen der zum Kraftfahrzeug-Innenraum führenden Ausblaskanäle angeordnet, über den die direkteste An­ strömung der Fahrzeuginsassen erfolgt. Je nach Fahrzeug kann es sich dabei um einen der im Fußraum endenden oder einen der zu den Mannausströmern des Armaturenbretts führenden Ausblaskanäle handeln.

Für die folgenden Betrachtungen sei beispielsweise ange­ nommen, daß der Ausblastemperatursensor in einem der im Fußraum endenden Ausblaskanäle angeordnet ist. Solange die Warmluft ausschließlich über den Fußraum ausgeblasen wird, ist der von dem Ausblastemperatursensor gelieferte Meßwert zusammen mit dem Luftdurchsatz (Luftmenge pro Zeiteinheit) repräsentativ für die dem Innenraum zuge­ führte Wärmemenge pro Zeiteinheit. Sobald aber auch über die Mannanströmöffnung und die der Windschutzscheibe gegenüberliegenden Defroster-Öffnungen in der Oberseite des Armaturenbretts Warmluft ausgeblasen wird, ist der von dem Ausströmtemperatursensor gelieferte Temperatur­ wert weniger repräsentativ für die Temperatur der dem Innenraum zugeführten Luft, da diese nicht mehr voll­ ständig vom Außentemperatursensor erfaßt wird. In dem Extremfall, daß sämtliche Luft über die Öffnungen in der Oberseite des Armaturenbretts ausströmt, was im allge­ meinen im Kühlbetrieb der Fall ist, erfaßt der Ausblas­ temperatursensor lediglich noch einen minimalen Anteil der in den Innenraum einströmenden Luft, weshalb in diesem Fall die Abweichung der gemessenen Ausblastempe­ ratur von der tatsächlichen Temperatur der dem Innenraum zugeführten Ausblasluft am größten ist. Mit der Erfin­ dung wird die in Abhängigkeit von der Luftverteilung größere oder kleinere Abweichung zwischen gemessener und tatsächlicher Ausblastemperatur kompensiert. Die Rege­ lungsstruktur der erfindungsgemäßen Klimaanlage ist da­ mit im wesentlichen stoßfrei, d. h. gleitend, und zwar ohne Schaltfunktionen, und parallel zur stetig sich ändernden Ausblaskonfiguration vom reinen "Heizbetrieb" (100% Fußraumausblasung) über den "Bilevel"-Fall (Aus­ strömung über sämtliche Ausströmöffnungen) bis zum "Kühlbetrieb" (100% Armaturenbrett- oder Schalttafel­ ausströmer) in die Standardstruktur eines Kühl-/Heizvor­ richtungs-Stellungsalgorithmus überführt. Im Übergangs­ bereich (weder reiner "Heizbetrieb" noch reiner "Kühlbe­ trieb") erfolgt die Wichtung des von der Ausblastempera­ tur-Regeleinrichtung gelieferten Signals für die Kühl-/Heiz­ vorrichtung und des von der Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung gelieferten Signals für die Kühl-/Heiz­ vorrichtung komplementär und anteilig, was den Beitrag zur insgesamt einzubringenden Energie betrifft. Der integrale Anteil der Reglungsstruktur wird dabei zurück­ genommen bzw. begrenzt, da bei komplementärer Rückkopp­ lung ein Latch-up der jeweiligen Reglerausgangsgrößen andernfalls nicht zu vermeiden ist. Ein Schwingen der Innenraumtemperatur um den Sollwert herum wird nahezu vollständig unterdrückt, was sich für die Fahrzeuginsas­ sen positiv auswirkt und den Komfort erhöht. Ferner er­ folgt eine stetige Innenraumtemperaturregelung mit Rege­ lung der Temperatur der Ausblasströmung, der die Fahr­ zeuginsassen ausgesetzt sind, auf angenehme und erträg­ liche Werte.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Ausgangssignal der Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung einer Signalumsetzvorrichtung zum Um­ setzen des Ausgangssignals in ein vorläufiges Steuer­ signal für die Kühl-/Heizvorrichtung zugeführt ist und daß das Ausgangssignal der Signalkombinationsvorrichtung wie folgt aus dem umgesetzten Signal und dem Ausgangs­ signal der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung gebildet wird:

y=ax₁+(1-a)x₂,

wobei y das Ausgangssignal der Signalkombinationsvor­ richtung ist, x₁ das Ausgangssignal der Umsetzvorrich­ tung ist, x₂ das Ausgangssignal der Ausblastemperatur- Regeleinrichtung ist und a ein die Verteilung der Aus­ blasluft repräsentierender aus dem Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung gewonnener Faktor ist, der den Wert 0 annimmt, wenn sämtliche Ausblasluft über den Fußraum ausströmt, den Wert 1 annimmt, wenn sämtliche Ausblasluft über die der Windschutzscheibe zugewandten Armaturenausströmer ausströmt und, je nach der Aufteilung der Luft auf sämtliche Ausblaskanäle, Werte zwischen 0 und 1 annimmt, wenn also die Ausblas­ luft in den Fußraum, über die Mannanströmöffnungen und über die der Windschutzscheibe gegenüberliegenden Arma­ turbrettausströmer austritt. Durch Einführung eines nor­ mierten Faktors, der die Art der Luftverteilung auf die einzelnen Ausblaskanäle repräsentiert, läßt sich die nach der Erfindung vorgesehene komplementäre Wichtung der von der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung und der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung bestimmten Stell­ größen für die Kühl-/Heizvorrichtung zu einem resultie­ renden Steuersignal auf vergleichsweise einfache Art und Weise realisieren.

Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert das Luftströmungssystem einer luftseitig geregelten Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 die Abhängigkeit der Größe eines die Luftver­ teilung auf unterschiedliche Ausblaskanäle re­ präsentierenden normierten Faktors in Abhängig­ keit von den Betriebsarten "reines Kühlen", "reines Heizen" und die zwischen diesen beiden Extrem-Betriebsarten liegenden Betriebszuständen und

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Klimaanlage zur Innen­ raumtemperaturregelung bei gleichzeitiger Aus­ blastemperaturregelung und Kompensation des Ein­ flusses der Luftverteilung auf den Regelungsvor­ gang.

In Fig. 1 ist in stark schematisierter Weise das Luft­ strömungssystem 10 einer luftseitig geregelten Kraft­ fahrzeug-Klimaanlage dargestellt. Das Luftströmungs­ system 10 weist eine Luftansaugleitung 12 auf, in der ein Ansauggebläse 14 untergebracht ist. In der Luftan­ saugleitung 12 ist in Luftströmungsrichtung 16 vor dem Gebläse 14 der Verdampfer einer Kühlvorrichtung 18 ange­ ordnet. Hinter dem Gebläse 14 verzweigt sich die Ansaug­ leitung 12 in zwei Luftleitungsabschnitte 20, 22; im Be­ reich der Verbindung der drei Leitungen 12, 20, 22 ist eine Mischklappe 24 angeordnet, die über ein Stellglied 26 steuerbar ist. Die Stellung α der Mischklappe 24 be­ stimmt die Aufteilung der angesaugten Luft auf die bei­ den Luftleitungsabschnitte 20, 22.

In einem der beiden Luftleitungsabschnitte, nämlich dem Luftleitungsabschnitt 22 gemäß Fig. 1, ist eine Heiz­ vorrichtung 28 angeordnet; der andere Luftleitungsab­ schnitt 20 hat die Funktion eines Bypasses und mündet zusammen mit dem Luftleitungsabschnitt 22 hinter der Heizvorrichtung 28 in eine Mischkammer 30. Von der Mischkammer 30 aus zweigen mehrere Ausblaskanäle 32, 34, 36 ab, die an unterschiedlichen Stellen im Kraftfahr­ zeug-Innenraum 38 enden. Dabei enden die Ausblaskanäle 32 in den Fußraum-Ausströmöffnungen, die Ausblaskanäle 34 in den Mannanströmöffnungen in dem dem Fahrer und Beifahrer zugewandten Bereich des Armaturenbretts 40 und die Ausblaskanäle 36 in den der Windschutzscheibe gegen­ überliegenden Ausströmern in der Oberseite des Armatu­ renbretts 40 (sogenannte Defroster-Öffnungen). Jeder Ausblaskanal 32, 34, 36 ist im Bereich seiner Verbindung mit der Mischkammer 30 mit einer Klappe 42, 44, 46 zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch die einzelnen Aus­ blaskanäle versehen. Sämtliche Klappen 42, 44, 46 sind über ein (zweites) Stellglied 48 ansteuerbar. In dem zum Fußraum führenden Ausblaskanal 42 ist ein Ausblastempe­ ratursensor 50 angeordnet.

Die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle 32, 34, 36 wird durch die Innenraumtemperaturregelung be­ stimmt. In Fig. 2 ist grafisch ein normierter Faktor in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Klimaanlage dargestellt. Durch Symbole ist dabei angedeutet, über welche Öffnungen (nahezu ausschließlich Fußraum, Fußraum und Mannanström- und Defroster-Öffnungen, ausschließlich Defroster-Öffnungen) die dem Innenraum 38 zuzuführende Luft ausströmt. Beim reinen Heizbetrieb strömt sämtliche bzw. nahezu sämtliche Warmluft über den Fußraum in den Kfz-Innenraum 38 ein. Beim reinen Kühlbetrieb dagegen wird die Kaltluft nahezu ausschließlich über die De­ froster-Düsen zugeführt. Bei sämtlichen Betriebszustän­ den der Klimaanlagen zwischen diesen beiden Extrem-Be­ triebsarten strömt die Luft über sämtliche Ausblaskanäle in den Innenraum 38 ein.

Wie man anhand der Fig. 1 und 2 leicht nachvollziehen kann, befindet sich der Ausblastemperatursensor 50 nur im reinen Heizbetrieb im Regelkreis; sobald die Ausblas­ luft nicht ausschließlich über den Ausblaskanal 32 ge­ leitet wird, ist der vom Ausblastemperatursensor 50 ge­ lieferte Meßwert nicht mehr voll repräsentativ für die dem Innenraum 38 zugeführte Wärmemenge. Extrem sind die Verhältnisse beim reinen Kühlbetrieb, bei dem der Aus­ blaskanal 34 über die diesem zugeordnete Klappe 42 (nahezu vollständig) verschlossen ist, der Ausblastempe­ ratursensor 50 also nicht mehr von der Ausblasluft ange­ strömt wird.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild der Klimaanlagensteue­ rung zur Kompensation des obigen Umstandes, daß nämlich der Anteil der vom Ausblastemperatursensor 50 erfaßten Ausblasluft in Abhängigkeit von der Luftverteilung unterschiedlich und damit der Aussagewert des von dem Ausblastemperatursensor 50 gelieferten Meßwerts für die Innenraumtemperaturregelung unterschiedlich ist. Die Klimaanlagenregelung weist eine Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung 52 auf, die an ihrem Eingang ein Diffe­ renzsignal empfängt, das die Differenz zwischen dem vor­ eingestellten Innenraumtemperatur-Sollwert und der von einem Innenraumtemperatursensor 54 gemessenen Innenraum­ temperatur repräsentiert. Das Ausgangssignal der Innen­ raumtemperatur-Regeleinrichtung 52 wird einem Summa­ tionspunkt zugeführt, in dem die Differenz aus dem Aus­ gangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 52 und dem Meßsignal des Ausblastemperatursensors 50 gebil­ det wird. Dieses Differenzsignal wird einer Ausblastem­ peratur-Regeleinrichtung 56 zugeführt, die an ihrem Aus­ gang ein die Stellung α_R der Mischklappe 24 repräsentie­ rendes Ausgangssignal erzeugt. Das Ausgangssignal der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung 56 wird einer Signal- Kombinationsvorrichtung 58 zugeführt, die neben diesem Signal auch das Ausgangssignal der Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung 52 empfängt. In der Signal-Kombina­ tionsvorrichtung 58 werden die beiden empfangenen Signale in später noch zu beschreibender Weise kombi­ niert und es wird ein die einzunehmende Stellung α der Mischklappe 24 anzeigendes Ausgangssignal erzeugt, daß dem Stellglied 26 der aus der Kühlvorrichtung 18 und der Heizvorrichtung 28 bestehenden Kühl-/Heizvorrichtung zugeführt wird. Dem Stellglied 48 zum Steuern der die Luftverteilung auf die Ausblaskanäle 32, 34, 36 bestimmen­ den Klappen 42, 44, 46 wird das Ausgangssignal der Innen­ raumtemperatur-Regeleinrichtung 52 direkt zugeführt. Über den Ausblastemperatursensor 50 wird die Lufttempe­ ratur in dem Ausblaskanal 32 gemessen und dem Eingang der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung 56 rückgeführt. Die Ausblasluft wird mit der durch die Innenraumtempera­ tur- und die Ausblastemperaturregelung bestimmten Tempe­ ratur und der durch die Innenraumtemperaturregelung be­ stimmten Luftverteilung sowie dem durch die Innenraum­ temperaturregelung bestimmten Luftdurchsatz der Regel­ strecke, nämlich dem Fahrzeug-Innenraum 38, zugeführt. Über den Ausgang des Innenraumtemperatursensors 54, der für gewöhnlich im Armaturenbrett 40 untergebracht ist, wird die Regelgröße "Innenraumtemperatur" dem Eingang der der Ausblastemperaturregelung überlagerten Innen­ raumtemperaturregelung zugeführt.

Wie bereits oben erwähnt, werden der Signal-Kombina­ tionsvorrichtung 58 die Ausgangssignale der Innenraum­ temperatur- und der Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen 52, 56 zugeführt. In einer Signalumsetzvorrichtung 60 der Signal-Kombinationsvorrichtung 58 wird das Ausgangs­ signal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 52 in ein vorläufiges Mischklappen-Ansteuersignal α_ST umge­ setzt, das zusammen mit dem Ausgangssignal der Ausblas­ temperatur-Regeleinrichtung 56 einer algebraischen Kom­ binationsvorrichtung 62 zugeführt wird. Die algebraische Kombinationsvorrichtung 62 erhält auch eine Information über die Luftverteilung a (s. Fig. 2) auf die einzelnen Ausblaskanäle 32, 34, 36. Die Information bezüglich der Luftverteilung (Schichtung) ist in dem Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 52 enthalten. In der algebraischen Kombinationsvorrichtung 62 werden die beiden Mischklappenstellungen α_R und α_ST in Ab­ hängigkeit von dem normierten Faktor a für die Luftver­ teilung wie folgt zur Erzeugung der Stellgröße für die Mischklappe 24 kombiniert:

α=aα_ST+(1-a)α_R.

In der algebraischen Kombinationsvorrichtung 62 erfolgt also eine komplementäre Wichtung der aufgrund der Aus­ blastemperaturregelung sich ergebenden Mischklappenstel­ lung und der aufgrund der Innenraumtemperaturregelung ergebenden Mischklappenstellung, bei der es sich wegen der funktionalen Umsetzung des Ausgangssignals der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 52 in der Signal­ umsetzvorrichtung 60 eher um eine Stellungsregelung han­ delt.

Wie man anhand des Funktionsverlaufes gemäß Fig. 2 und der obigen Formel zur Bildung der Stellgröße für das Mischklappenstellglied 26 erkennt, wird die mit zuneh­ mendem Verschließen des dem Ausblastemperatursensor 50 zugeordneten Ausblaskanals 32 sich verringernde Bedeu­ tung der Ausblastemperatur als Grundlage für die Innen­ raumtemperaturregelung kompensiert. Im reinen Kühlbe­ trieb, bei dem der normierte Faktor a einen Wert von nahezu 1 hat, geht die durch die Ausblastemperaturrege­ lung vorgegebene Mischklappenstellung α_R kaum noch in die tatsächliche Stellgröße für das Stellglied 26 der Mischklappe 24 ein. Umgekehrt wirkt sich die über die Signalumsetzvorrichtung 60 vorgegebene Mischklappenstel­ lung α_ST im reinen Heizbetrieb, bei dem der normierte Faktor a einen Wert von geringfügig größer 0 hat, nicht aus, da im reinen Heizbetrieb der von dem Ausblastempe­ ratursensor 50 gelieferte Meßwert für die Innenraumtem­ peraturregelung repräsentativ ist und ohne Korrektur herangezogen werden kann. Die Umsetzung des Ausgangs­ signals der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung 52 durch die Signalumsetzvorrichtung 60 erfolgt in Ab­ hängigkeit von der Größe des Ausgangssignals der Innen­ raumtemperatur-Regeleinrichtung 52 derart, daß sich ein Wert α_ST ergibt, welcher bei Wichtung mit dem die Luft­ verteilung repräsentierenden Faktor a und Addition des mit dem Komplementärfaktor (1-a) gewichteten Werts α_R zu einer Mischklappen-Stellgröße α führt, bei der die Mischklappe die zur Regelung der Innenraumtemperatur erforderliche Stellung einnimmt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Regelung der Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges bei gleichzeitiger Ausblastempe­ raturregelung, bei dem

• - die Innenraumtemperatur gemessen und der Meßwert einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) zum Regeln der Innenraumtemperatur entsprechend einem vorgebbaren Sollwert zugeleitet wird,
• - ein Ausgangssignal der Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung (52) einer Ausblastemperatur- Regeleinrichtung (56) zum Steuern einer Kühl-/Heiz­ vorrichtung (18, 28) für die dem Innenraum (38) zuzuführende Ausblasluft zugeführt wird, wobei die Ausblastemperatur von einem Ausblas­ temperatursensor (50) gemessen wird, und
• - ein Ausgangssignal der Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung (52) die Verteilung der Aus­ blasluft auf mehrere an unterschiedlichen Stel­ len des Innenraums (38) endende Ausblaskanäle (32, 34, 36) bestimmt,

dadurch gekennzeichnet, daß aus dem die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) bestimmenden Ausgangssig­ nal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) und dem Ausgangssignal der Ausblastemperatur-Regel­ einrichtung (56) ein Steuersignal für die Kühl-/Heiz­ vorrichtung (18, 28) gebildet wird, und zwar derart, daß die sich mit infolge einer Umverteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) ändernder Ausblasluftanströmung des Ausblastempera­ tursensors (50) verändernde Beeinflussung der Innenraumtemperatur durch Regelung der Ausblas­ temperatur jeweils kompensiert wird, so daß die Innenraumtemperatur unabhängig von der Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) auf den dem Sollwert entsprechenden Temperaturwert regelbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) bestimmenden Ausgangssig­ nal ein vorläufiges Signal für die Kühl-/Heizvor­ richtung (18, 28) gebildet wird und daß aus diesem vorläufigen Signal und dem Ausgangssignal der Aus­ blastemperatur-Regeleinrichtung (56) das tatsäch­ liche Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) nach der folgenden Formal gebildet wird: y=ax₁+(1-a)x₂,wobei

• - y das tatsächliche Steuersignal für die Kühl-/ Heizvorrichtung (18, 28) ist,
• - x₁ das vorläufige Steuersignal für die Kühl-/Heiz­ vorrichtung (18, 28) ist,
• - x₂ das Ausgangssignal der Ausblastemperatur- Regeleinrichtung (56) ist und
• - a ein die Verteilung der Ausblasluft repräsen­ tierender aus dem Ausgangssignal der Innenraum­ temperatur-Regeleinrichtung (52) gewonnener Fak­ tor ist, der den Wert 0 annimmt, wenn sämtliche Ausblasluft über den dem Ausblastemperatursensor (50) zugeordneten Ausblaskanal (32) ausströmt, den Wert 1 annimmt, wenn sämtliche Ausblasluft nicht über den dem Ausblastemperatursensor (50) zugeordneten Ausblaskanal (32) ausströmt und, je nach der Aufteilung der Luft auf die Ausblas­ kanäle (32, 34, 36) Werte zwischen 0 und 1 an­ nimmt, wenn die Ausblasluft über sämtliche Aus­ blaskanäle (32, 34, 36) in den Innenraum (38) ein­ strömt.

3. Klimaanlage mit Ausblastemperaturregelung für den Innenraum eines Fahrzeuges, insbesondere zur Durch­ führung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit

• - einer Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) zum Abkühlen oder Erwärmen von dem Innenraum (38) über mehre­ re Ausblaskanäle (32, 34, 36) zugeführter Ausblas­ luft, wobei die Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) über mindestens ein erstes Stellglied (26) steuerbar ist und mindestens ein zweites Stell­ glied (48) zum Verändern des jeweiligen Luft­ durchsatzes der Ausblaskanäle (32, 34, 36) vorge­ sehen ist,
• - einem Innenraumtemperatursensor (54) zur Ermitt­ lung der Innenraumtemperatur,
• - einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52), die in Abhängigkeit von unter anderem dem Aus­ gangssignal des Innenraumtemperatursensors (54) und einem voreinstellbaren Sollwert für die Innenraumtemperatur ein oder mehrere Ausgangs­ signale erzeugt, das oder die unter anderem den Sollwert für die Ausblastemperaturregelung und die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblas­ kanäle (32, 34, 36) repräsentiert bzw. repräsen­ tieren,
• - einem in der Ausblasluftströmung mindestens eines Ausblaskanals (32) angeordneten Ausblas­ temperatursensor (50) zum Ermitteln der Tempe­ ratur der über diesen Ausblaskanal (32) in den Innenraum (38) strömenden Ausblasluft und
• - einer Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (56), die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) und dem Ausgangssignal des Ausblastemperatursensors (50) ein Ausgangssignal für das mindestens eine erste Stellglied der Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) erzeugt,

dadurch gekennzeichnet daß das Ausgangssignal der Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung (52), das unter anderem die Ver­ teilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) bestimmt, und das Ausgangssignal der Aus­ blastemperatur-Regeleinrichtung (56) einer Signal- Kombinationsvorrichtung (58) zugeführt sind, die aus den empfangenen Signalen ein Ausgangssignal zum Steuern des ersten Stellgliedes (26) der Kühl-/Heiz­ vorrichtung (18, 28) erzeugt, wobei die Signal­ kombination derart erfolgt, daß die sich mit in­ folge einer Umverteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) ändernde Ausblasluftan­ strömung des Ausblastemperatursensors (50) ver­ ändernde Beeinflussung der Innenraumtemperatur durch Regelung der Ausblastemperatur jeweils kom­ pensiert ist, so daß die Innenraumtemperatur unab­ hängig von der Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) auf den dem Sollwert ent­ sprechenden Temperaturwert regelbar ist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ausgangssignal der Innenraumtempera­ tur-Regeleinrichtung (52) einer Signalumsetzvor­ richtung (60) zum Umsetzen des Ausgangssignals in ein vorläufiges Steuersignal für das mindestens eine erste Stellglied (26) der Kühl-/Heizvorrich­ tung (18, 28) zugeführt ist und daß das Ausgangs­ signal der Signal-Kombinationsvorrichtung (58) wie folgt aus dem umgesetzten Signal und dem Ausgangs­ signal der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (56) gebildet ist: y=ax₁+(1-a)x₂,wobei

• - y das Ausgangssignal der Signal-Kombinations­ vorrichtung (58) ist,
• - x₁ das Ausgangssignal der Signalumsetzvorrich­ tung (60) ist,
• - x₂ das Ausgangssignal der Ausblastemperatur- Regeleinrichtung (56) ist und
• - a ein die Verteilung der Ausblasluft repräsen­ tierender aus dem Ausgangssignal der Innenraum­ temperatur-Regeleinrichtung (52) gewonnener Fak­ tor ist, der den Wert 0 annimmt, wenn sämtliche Ausblasluft über den dem Ausblastemperatursensor (50) zugeordneten Ausblaskanal (32) ausströmt, den Wert 1 annimmt, wenn sämtliche Ausblasluft nicht über den dem Ausblastemperatursensor (50) zugeordneten Ausblaskanal (32) ausströmt und, je nach der Aufteilung der Luft auf die Ausblas­ kanäle (32, 34, 36) Werte zwischen 0 und 1 an­ nimmt, wenn die Ausblasluft über sämtliche Aus­ blaskanäle (32, 34, 36) in den Innenraum (38) ein­ strömt.

5. Klimaanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausblastemperatursensor (50) in dem zum Innenraum des Kraftfahrzeuges führenden Ausblaskanal (32) angeordnet ist, über den die direkteste Anströmung der Fahrzeuginsassen erfolgt.