DE4336934C2 - Verfahren zur Regelung der Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges bei gleichzeitiger Ausblastemperaturregelung und Klimaanlage mit Ausblastemperaturregelung für den Innenraum eines Fahrzeuges - Google Patents
Verfahren zur Regelung der Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges bei gleichzeitiger Ausblastemperaturregelung und Klimaanlage mit Ausblastemperaturregelung für den Innenraum eines FahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der
Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges bei gleichzeitiger
Ausblastemperaturregelung und eine Klimaanlage mit
Ausblastemperaturregelung für den Innenraum eines Fahrzeuges
nach Patent P 42 14 687.
In dem Hauptpatent sind ein derartiges Verfahren und eine
Klimaanlage beschrieben, bei denen die
Innenraumtemperaturregelung, besonders die Berücksichtigung
des Komforts der Passagiere, verbessert ist. Dazu ist es
vorgesehen, daß die Innenraumtemperatur teils gesteuert,
teils geregelt wird. Die reine Regelung der
Innenraumtemperatur erfolgt dann, wenn sämtliche Ausblasluft
über den dem Ausblastemperatursensor zugeordneten
Ausblaskanal in den Innenraum einströmt. Neben dem Wert für
die Ausblastemperatur, der der Ausblastemperaturregelung
zugeführt wird, werden durch die
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung auf die Luftmenge pro
Zeiteinheit und die Luftverteilung bzw. Luftschichtung
bestimmt. Anhand der Luftverteilung auf die einzelnen
Ausblaskanäle ist also bekannt, welcher Anteil der
Ausblasluft über den dem Ausblastemperatursensor
zugeordneten 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 Ausgangssignal
in das Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung ein und
desto stärker geht der sich aus der
Innenraumtemperaturregelung ergebende Wert der
Ausblastemperatur in das Steuersignal für die
Kühl-/Heizvorrichtung ein.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und eine
Klimaanlage zur Regelung der Innenraumtemperatur eines
Kraftfahrzeuges mit Ausblastemperaturregelung zu schaffen,
bei der der Komfort der Passagiere weiter dadurch verbessert
wird, daß die Innenraumtemperaturregelung unter
Zurückführung der Steuerungsnotwendigkeit weitere
Regelungsmöglichkeiten hat.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
dadurch gelöst, daß das Ausgangssignal der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung einer zweiten
Ausblastemperatur-Regeleinrichtung zum Steuern einer
Kühl-/Heizvorrichtung für die dem Innenraum zuzuführende
Ausblasluft zugeführt wird, wobei die Ausblastemperatur von
einem zweiten Ausblastemperatursensor gemessen wird und daß
aus dem die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle
bestimmenden Ausgangssignal der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung und den
Ausgangssignalen der Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen
ein Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung gebildet
wird.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird bei der
erfindungsgemäßen Klimaanlage dadurch gelöst, daß ein in der
Ausblasluftströmung mindestens eines weiteren Ausblaskanals
angeordneter zweiter Ausblastemperatursensor zum Ermitteln
der Temperatur der über diesen Ausblaskanal in den Innenraum
strömenden Ausblasluft vorgesehen ist, daß eine zweite
Ausblastemperatur-Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von
dem Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung
und dem Ausgangssignal des zweiten Ausblastemperatursensors
ein Ausgangssignal für das mindestens eine erste Stellglied
der Kühl-/Heizvorrichtung erzeugt, vorgesehen ist, und daß
das Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung,
das unter anderem die Verteilung der Ausblasluft auf die
Ausblaskanäle bestimmt und die Ausgangssignale der
Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen einer
Signalkombinationsvorrichtung zugeführt sind, die aus den
empfangenden Signalen ein Ausgangssignal zum Steuern des
ersten Stellgliedes der Kühl-/Heizvorrichtung erzeugt.
Der Erfindung liegt also der Gedanke zugrunde, neben dem
einem ersten Ausblaskanal zugeordneten
Ausblastemperatursensor einen einem zweiten Ausblaskanal
zugeordneten Ausblastemperatursensor vorzusehen. Mit dieser
Maßnahme und mit der zusätzlichen zweiten
Ausblastemperatur-Regeleinrichtung kann nicht nur die
Ausblastemperatur über den ersten Ausblaskanal, sondern auch
die Ausblastemperatur über den zweiten Ausblaskanal geregelt
werden. Durch diese Maßnahme erübrigt sich gegenüber dem
Hauptpatent der nur steuernde Eingriff auf die
Innenraumtemperatur bei einer Verlagerung der Ausströmung
der Heizluft vom ersten Ausblaskanal auf den weiteren
Ausblaskanal. Vielmehr kann auch bei dieser Verlagerung auf
das Ausgangssignal eines Ausblastemperatursensors
zurückgegriffen werden, so daß sich die beim Hauptpatent
erforderliche Innenraumtemperatursteuerung hin zu einer
Innenraumtemperaturregelung verbessert.
Die bei der Klimaanlage hierzu erfindungsgemäß vorgesehene
Kombinationsvorrichtung kombiniert demzufolge nicht nur die
Ausgangssignale der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung und
einer Ausblastemperatur-Regeleinrichtung, sondern die
Ausgangssignale der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung und
beider Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen, um die
erforderlichen Regeleingriffe abhängig von der gesteuerten
Luftverteilung sinnfällig durchführen zu können. Mit der
Zusatzerfindung wird ein Verfahren und eine Klimaanlage
geschaffen, die gegenüber der Hauptanmeldung weitergehende
Regeleingriffe bei entsprechend geringerer Zahl der
erforderlichen und bekanntlich ungenauen Steuereingriffe
ermöglicht. Hierzu sind allein der zweite
Ausblaslufttemperatursensor und die zweite
Ausblastemperatur-Regeleinrichtung erforderlich. Die übrigen
Bauteile der Klimaanlage bleiben von dieser Erfindung
weitgehend unberührt.
Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung
gehen aus den abhängigen Patentansprüchen 2 und 4 hervor. Es
ist besonders vorteilhaft, wenn statt eines vorläufigen
Steuersignals der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung das
Ausgangssignal der zweiten
Ausblastemperatur-Regeleinrichtung in die beanspruchte
Formel eingeht, wobei weiterhin das vorläufige Steuersignal
für die Kühl-/Heizvorrichtung über den Faktor a der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung die Verteilung der
Ausgangssignale der Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen für
die Berechnung des tatsächlichen Steuersignals für die
Kühl-/Heizvorrichtung bestimmt.
Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel
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 Luftverteilung
auf unterschiedliche Ausblaskanäle repräsentierenden
normierten Faktors in Abhängigkeit von den
Betriebsarten "reines Kühlen", "reines Heizen" und
die zwischen diesen beiden extremen Betriebsarten
liegenden Betriebszustände und
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Klimaanlage zur
Innenraumtemperatur-Regelung bei gleichzeitiger
Ausblastemperaturregelung und Kompensation des
Einflusses der Luftverteilung auf den Regelungsvorgang.
Die in den Fig. 1 bis 3 des Hauptpatents (Patentanmeldung
P 42 14 687.9) gewählten Bezugszeichen für die Einzelteile
der Klimaanlage und das Blockschaltbild entsprechen den in
den vorliegenden Figuren gewählten Bezugszeichen. Auch ihre
Funktion stimmt mit den Bezugszeichen des Hauptpatentes
weitgehend überein, so daß in diesem Zusammenhang auf die
Zeichnungsbeschreibung des Hauptpatentes verwiesen wird.
Im Unterschied zu den Figuren des Hauptpatentes ist in der
Fig. 1 zusätzlich zu einem ersten Ausblastemperatursensor
(50) in dem Ausblasluftkanal (32), der zum Fußraum führt,
ein weiterer zweiter Ausblastemperatursensor (64) in den
Ausblaskanälen (34) der Mann-Ausströmöffnungen angeordnet.
Mit diesem zweiten Ausblastemperatursensor (64) ist also die
Überwachung der Ausblastemperatur in dem Ausblaskanal (34)
der Mann-Anströmöffnungen möglich.
Wie in der Fig. 3 ersichtlich, ist der zweite
Ausblastemperatursensor (64) über einen weiteren
Summationspunkt mit einer zweiten
Ausblastemperatur-Regelungseinrichtung (66) leitend
verbunden, wobei an dem Summationspunkt zusätzlich noch das
Ausgangssignal der Innenraumtemperaturregelung (52) anliegt.
Die zweite Ausblastemperatur-Regelungseinrichtung (66)
erzeugt aus diesen Eingangsinformationen ein Ausgangssignal
x₃, das der von der zweiten
Ausblastemperatur-Regelungseinrichtung (66) gewünschten
Stellung αR2 der Mischklappe (24) entspricht. Dieses
Ausgangssignal x₃ wird mit dem Ausgangssignal x₂ der ersten
Ausblastemperatur-Regelungseinrichtung (56) in der
Kombinationsvorrichtung (58) kombiniert. Dabei entspricht
das Ausgangssignal x₂ der ersten
Ausblastemperatur-Regelungseinrichtung (56) der von der
Ausblastemperatur-Regelungseinrichtung (56) gewünschten
Stellung αR1 der Mischklappe (24).
Die Kombination der Ausgangssignale x₂ und x₃ erfolgt in der
Kombinationsvorrichtung (58), abhängig von dem Wert a, der
auch als Ausgangssignal x₁ einer Steuerung (60) bezeichnet
ist, die ihr Eingangssignal wie die
Ausblastemperatur-Regelungseinrichtung (56, 66) von der
Innenraumtemperaturregelung (52) erhält. Mittels des Faktors
a erfolgt eine komplementäre Wichtung der
Mischklappenansteuersignale αR1 und αR2 gemäß der Formel
α = a × αR2 + (1-a) × αR1
wobei diese Wichte also von dem Ausgangssignal der
Innenraumtemperaturregelung (52) und damit von der von
dieser Innenraumtemperaturregelung gewählten Aufteilung der
Heiz- oder Kühlluftströme auf die verschiedenen
Ausblasöffnungen abhängig ist.
Aufgrund der Tatsache, daß erfindungsgemäß ein zweiter
Ausblastemperatursensor (64) in dem Ausblasluftkanal (34)
angeordnet ist, erübrigt sich, anders als beim Hauptpatent,
eine teilweise Steuerung der Mischklappenstellung, abhängig
von dem Ausgangssignal der Innenraumtemperaturregelung, so
daß die Eingangsgröße x₁ nur in dem Faktor a besteht, jedoch
auf eine weitere Verwendung der Eingangsgröße x₁ in der
genannten Formel verzichtet werden kann.
Claims (6)
1. Verfahren zur Regelung der Innenraumtemperatur eines
Fahrzeuges bei gleichzeitiger Ausblastemperaturregelung,
bei dem
- - die Innenraumtemperatur gemessen und der Meßwert einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) zum Regeln der Innenraumtemperatur entsprechend einem vorgegebenen Sollwert zugeleitet wird,
- - ein Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) einer Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (56) zum Steuern einer Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) für die dem Innenraum (38) zuzuführende Ausblasluft zugeführt wird, wobei die Ausblastemperatur von einem Ausblastemperatursensor (50) gemessen wird, und
- - ein Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) die Verteilung der Ausblasluft auf mehrere an unterschiedlichen Stellen des Innenraums (38) endende Ausblaskanäle (32, 34, 36) bestimmt,
wobei aus dem die Verteilung der Ausblasluft auf die
Ausblaskanäle (32, 34, 36) bestimmenden Ausgangssignal
der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) und dem
Ausgangssignal der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung
(56) ein Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung (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 Ausblastemperatursensors (50)
verändernde Beeinflussung der Innenraumtemperatur durch
Regelung der Ausblastemperatur 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
geregelt wird, nach Patent 42 14 687,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal
der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) einer
zweiten Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (66) zum
Steuern einer Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) für die den
Innenraum (38) zuzuführende Ausblasluft zugeführt wird,
wobei die Ausblastemperatur von einem zweiten
Ausblastemperatursensor (64) gemessen wird und daß aus
dem die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle
(32, 34, 36) bestimmenden Ausgangssignal der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) und den
Ausgangssignalen der Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen
(56, 66) ein Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung
(18, 28) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
aus dem die Verteilung der Ausblasluft auf die
Ausblaskanäle (32, 34, 36) bestimmenden Ausgangssignal
ein vorläufiges Signal für die Kühl-/Heizvorrichtung (18,
28) gebildet wird und daß aus diesem vorläufigen Signal
und den Ausgangssignalen der
Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen (56, 66) das
tatsächliche Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung
(18, 28) nach der folgenden Formel gebildet wird:
y = ax₃ + (1-a)x₂,wobei
- - y das tatsächliche Steuersignal für die Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) ist,
- - x₂ das Ausgangssignal der Ausblastemperatur- Regeleinrichtung (56) ist,
- - x₃ das Ausgangssignal der zweiten Ausblastemperatur Regeleinrichtung (66) ist und
- - a ein die Verteilung der Ausblasluft repräsentierender, aus dem Ausgangssignal der Innenraumtemperatur- Regeleinrichtung (52) gewonnener Faktor 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 über den dem zweiten Ausblastemperatursensor (64) zugeordneten Ausblaskanal (34) ausströmt und je nach der Aufteilung der Luft auf die Ausblaskanäle (32, 34) Werte zwischen 0 und 1 annimmt, wenn die Ausblasluft über sämtliche Ausblaskanäle (32, 34) in den Innenraum (38) einströmt.
3. Klimaanlage mit Ausblastemperaturregelung für den
Innenraum eines Fahrzeuges, insbesondere zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 1,
- - mit einer Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) zum Abkühlen oder Erwärmen von dem Innenraum (38) über mehrere Ausblaskanäle (32, 34, 36) zugeführte Ausblasluft, wobei die Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) über mindestens ein erstes Stellglied (26) steuerbar ist und mindestens ein zweites Stellglied (48) zum Verändern des jeweiligen Luftdurchsatzes der Ausblaskanäle (32, 34, 36) vorgesehen ist,
- - einem Innenraumtemperatursensor (54) zur Ermittlung der Innenraumtemperatur,
- - einer Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52), die in Abhängigkeit von unter anderem dem Ausgangssignal des Innenraumtemperatursensors (54) und einem voreinstellbaren Sollwert für die Innenraumtemperatur ein oder mehrere Ausgangssignale erzeugt, das oder die unter anderem den Sollwert für die Ausblastemperaturregelung und die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32, 34, 36) repräsentiert bzw. repräsentieren,
- - einem in der Ausblasluftströmung mindestens eines Ausblaskanals (32) angeordneten Ausblastemperatursensor (50) zum Ermitteln der Temperatur 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,
wobei das Ausgangssignal der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52), das unter anderem
die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32,
34, 36) bestimmt, und das Ausgangssignale der
Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (56) einer
Signal-Kombinationsvorrichtung (58) zugeführt sind, die aus
den empfangenen Signalen ein Ausgangssignal zum Steuern des
ersten Stellgliedes (26) der Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28)
erzeugt, wobei die Signalkombination derart erfolgt, daß die
sich mit infolge einer Umverteilung der Ausblasluft auf die
Ausblaskanäle (32, 34, 36) ändernde Ausblasluftanströmung
des Ausblastemperatursensors (50) verändernde Beeinflussung
der Innenraumtemperatur durch Regelung der Ausblastemperatur
jeweils kompensiert ist, so daß die Innenraumtemperatur
unabhängig von der Verteilung der Ausblasluft auf die
Ausblaskanäle (32, 34, 36) auf den dem Sollwert
entsprechenden Temperaturwert regelbar ist, nach Patent
(Patentanmeldung P 42 14 687.9), dadurch gekennzeichnet, daß
ein in der Ausblasluftströmung mindestens eines weiteren
Ausblaskanals (34) angeordneter zweiter
Ausblastemperatursensor (64) zum Ermitteln der Temperatur
der über diesen Ausblaskanal (34) in den Innenraum (38)
strömenden Ausblasluft vorgesehen ist, daß eine zweite
Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (66), die in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) und dem
Ausgangssignal des zweiten Ausblastemperatursensors (64) ein
Ausgangssignal für das mindestens eine erste Stellglied der
Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) erzeugt, vorgesehen ist und
daß das Ausgangssignal der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52), das unter anderem
die Verteilung der Ausblasluft auf die Ausblaskanäle (32,
34, 36) bestimmt und die Ausgangssignale der
Ausblastemperatur-Regeleinrichtungen (56, 66)
einer Signalkombinationsvorrichtung (58)
zugeführt sind, die aus den empfangenen Signalen ein
Ausgangssignal zum Steuern des ersten Stellgliedes (26)
der Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) erzeugt.
4. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgangssignal der
Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) eine
Signalumsetzvorrichtung (60) zum Umsetzen des
Ausgangssignals in ein vorläufiges Steuersignal für das
mindestens eine erste Stellglied (26) der
Kühl-/Heizvorrichtung (18, 28) zugeführt ist und daß das
Ausgangssignal der Signalkombinationsvorrichtung (58) wie
folgt aus dem umgesetzten Signal und den Ausgangssignalen
der Ausblastemperatur-Regelungseinrichtungen (56, 66)
gebildet ist:
y = ax₃ + (1-a)x₂,wobei
- - y das Ausgangssignal der Signalkombinationsvorrichtung (58) ist,
- - x₂ das Ausgangssignal der Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (56) ist,
- - x₃ das Ausgangssignal der zweiten Ausblastemperatur-Regeleinrichtung (66) ist und
- - a ein die Verteilung der Ausblasluft repräsentierender, aus dem Ausgangssignal der Innenraumtemperatur-Regeleinrichtung (52) gewonnener Faktor 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 über den dem zweiten Ausblastemperatursensor (64) zugeordneten Ausblaskanal (34) ausströmt und je nach Aufteilung der Luft auf die Ausblaskanäle (32, 34) einen Wert zwischen 0 und 1 annimmt, wenn die Ausblasluft über sämtliche Ausblaskanäle (32, 34) in den Innenraum (38) einströmt.
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IT94TO000827A IT1268131B1 (it) | 1993-10-29 | 1994-10-18 | Procedimento per regolare la temperatura all'interno di un veicolo con contemporanea regolazione della temperatura di uscita dell'aria e |
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Families Citing this family (2)
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1993
- 1993-10-29 DE DE4336934A patent/DE4336934C2/de not_active Expired - Lifetime
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