WO2006087081A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines luftstroms in einen innenraum eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines luftstroms in einen innenraum eines kraftfahrzeugs Download PDF

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Peter Nonnenmacher
Wolfgang Straub
Thomas Vinnemann
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Daimlerchrysler Ag
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
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    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00828—Ventilators, e.g. speed control

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an air flow in an interior of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to an apparatus for implementing such a method.
  • German Offenlegungsschrift DE 101 32 891 A1 proposes an air-conditioning device which uses only one blower, this blower depending on the vehicle speed and the Positions of the individual vehicle openings (doors, windows, sunroof) can be adjusted so that the air outlet velocity in the passenger compartment remains substantially constant, even if the pressure in the interior is subject to considerable fluctuations.
  • the air conditioning devices currently being used in motor vehicles have a climate control unit which generates an error message in such a critical operating state that occurs and stores it in a local memory. Due to this stored error message, the blower controller or, under certain circumstances, the complete blower in the workshop usually has to be replaced, although the components of these devices are perfectly functional. This condition is undesirable for reasons of warranty and cost, as the devices are in order and only due to one or more short-term protection shutdown to prevent the blower or blower controller from overheating.
  • the object of the present invention is to further develop a method for controlling an air flow in an interior of a motor vehicle and an air-conditioning device implementing this method in such a way that such maintenance work causing unnecessary costs is avoided.
  • the core of the method according to the invention is therefore that when a certain threshold speed is exceeded, storage of an error message in the climate control unit is first prevented.
  • the climate control unit switches off the fan when falling below a certain threshold vehicle speed and then immediately after (retriggering).
  • the threshold vehicle speed is determined as a function of positions of the vehicle openings, such as at least one window and / or a sunroof of the motor vehicle. In the case of a convertible, these parameters also depend on a position of the retractable roof of this cabriolet.
  • the climate control unit recognizes a prevailing for the respective driving condition and pressure state operating condition, which at certain parameter values as is assessed critically. If such a critical operating condition exists, the climate control unit suppresses a fault storage in a local memory. In addition, the climate control unit executes a control signal, which leads to a short shutdown of the fan when the threshold speed is exceeded in the critical operating state. In this way, the protection shutdown time of the fan for this extreme case can be shortened. In other words, if the vehicle is above a threshold vehicle speed, no more error messages of the fan controller are stored, which could be caused by an influence of the dynamic pressure.
  • this threshold vehicle speed is approximately 150 km / h, while it can be reduced to 120 km / h with the windows open and, moreover, to 100 km / h with an open sunroof. In this case, it is not necessary to provide grading with intermediate values, since it suffices that the lowest threshold whose conditions are met is used as the respective threshold vehicle speed.
  • the error storage of the climate control unit is reactivated.
  • an air conditioning device has at least one sensor device which is in communication with the climate control unit and which determines the position of windows and / or a sunroof or a sunroof retractable roof of a motor vehicle detected.
  • a further sensor device can be provided, which is connected to the climate control device in combination. tion stands and which continuously detects the pressure prevailing in the interior pressure. If a pressure sensor is not used, the system uses speed limits stored in the control unit, which were empirically determined in vehicle tests.
  • an even further sensor device is provided which transmits the current vehicle speed to the climate control unit.
  • the individual dependencies between the body openings and the threshold vehicle speed can be accomplished by a simple programming in the climate control unit.
  • Fig. 1 is a block diagram for illustrating the inventive air conditioning device
  • FIG. 2 shows a flow chart of steps of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a block diagram which is to show the air conditioning device schematically.
  • the air conditioning device consists of a climate control unit 1, which has an internal memory 2.
  • the climate control unit 1 controls a fan 3, which is an interior of a motor vehicle with appropriate conditioned air at a corresponding Heilaustrittsgeschwindig- supplied with a certain amount of air.
  • the climate control unit 1 is connected to a sensor device 4, which receives the respective current vehicle speed.
  • climate control unit 1 may optionally be in communication with a sensor 5 which continuously detects the prevailing pressure in the interior of the motor vehicle.
  • At least one further sensor device 6 is provided, which detects the position of different vehicle openings, such as windows, a sliding or lifting roof or a retractable roof of a convertible.
  • FIG. 2 shows a flowchart of steps of the method according to the invention.
  • step 7 which, however, is performed only when the optional sensor 5 is formed, the prevailing pressure in the interior of the motor vehicle is detected. If this pressure in the interior is substantially smaller than the dynamic pressure prevailing on the suction side of the blower 3, a critical operating state is recognized by the climate control device 1 in a likewise optional step 8.
  • step 9 the individual positions of different vehicle openings are detected by means of the sensor devices 4 and 6, respectively, and the currently prevailing vehicle speed is determined. Due to these parameters, in the climate control unit 1 in the following step 10 determines the threshold vehicle speed. In the simplest case, this threshold speed is a constant that covers all possible cases.
  • the control unit stores speed limit values that were empirically determined in vehicle tests.
  • the climate control unit 1 determines whether the vehicle speed currently determined in step 9 is greater than the threshold vehicle speed defined in step 10.
  • a subsequent step 13 when the threshold speed is fallen below again, controls the climate control unit 1, the fan and turns this off for a certain period of time and immediately back on, so that the vehicle user can not notice.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Luftstroms in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs sowie eine dieses Verfahren umsetzende Vorrichtung. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei Überschreiten einer Schwellengeschwindigkeit eine Abspeicherung einer Fehlermeldung in einem Klimasteuergerät verhindert wird. Hierzu weist die Vorrichtung entsprechende Sensoreinrichtungen auf, um Parameter zu ermitteln, welche zur Bestimmung der Schwellengeschwindigkeit herangezogen werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Luftstroms in einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Luftstroms in einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Umsetzung eines derartigen Verfahrens.
Aus der europäischen Patentschrift EP 0 428 523 Bl ist eine Klimatisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches mittels zweier getrennter Gebläse den Luftdruck im Fahrgastinnenraum derart regelt, dass bei geschlossenen Türen und Fenstern bzw. einem geschlossenen Schiebedach der im Fahrgastinnenraum vorherrschende Luftdruck stets etwas größer als der Umgebungsdruck ist. Eine Auswerteelektronik stellt sicher, dass die Gebläse nicht hochlaufen, wenn ein plötzlicher Druckabfall im Innenraum auftritt, wie dies der Fall wäre, wenn ein Fenster, eine Tür oder ein Schiebedach geöffnet werden. Je nach Fahrzustand müssen die Gebläse unterschiedlich angesteuert werden, um eine entsprechende Druckregelung zu ermöglichen. Dies führt dazu, dass sich die Geschwindigkeit der durch die Austrittsdüsen in den Innenraum austretenden Luft ständig ändert und dadurch von den Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden wird.
Zur Behebung dieses Problems schlägt die deutsche Offenle- gungsschrift DE 101 32 891 Al eine Klimatisierungsvorrichtung vor, welche lediglich ein Gebläse verwendet, wobei dieses Gebläse in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Stellungen der einzelnen Fahrzeugöffnungen (Türen, Fenster, Schiebedach) so eingestellt werden kann, dass die Luftaustrittsgeschwindigkeit in den Fahrgastinnenraum im Wesentlichen konstant bleibt, selbst wenn der Druck in dem Innenraum erheblichen Schwankungen unterworfen ist.
Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten steht auf der Saugseite des Innenraumgebläses, wenn die Klimatisierungsvorrichtung im Frischluftbetrieb betrieben wird, ein sehr hoher Staudruck an. Wird nun zumindest ein Fenster oder ein Schiebedach des Kraftfahrzeugs geöffnet, führt dies bei derartig hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten dazu, dass auf der Druckseite des Gebläses der Klimatisierungsvorrichtung, das heißt, im Innenraum des Kraftfahrzeugs, sich ein Unterdruck ausbildet. Dies ist in erheblichem Maße auch der Fall, wenn es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Cabriolet handelt, welches im offenen Zustand gefahren wird.
Liegt auf der Saugseite ein Staudruck und auf der Druckseite ein Unterdruck vor, stellt sich ein kritischer Betriebszustand für die Klimatisierungsvorrichtung ein, welcher unter gewissen Umständen dazu führen kann, dass die interne Schutzfunktion des Gebläsereglers das Gebläse vorübergehend abschaltet, um ein Hochlaufen des Gebläses im überlasteten Zustand zu verhindern.
Die derzeit in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommenden Klimatisierungsvorrichtungen weisen ein Klimasteuergerät auf, welches bei einem solchen auftretenden kritischen Betriebszustand eine Fehlermeldung generiert und in einem lokalen Speicher abspeichert. Aufgrund dieser abgespeicherten Fehlermeldung muss in der Regel der Gebläseregler bzw. unter Umständen das komplette Gebläse in der Werkstatt ausgetauscht werden, obwohl die Komponenten dieser Vorrichtungen einwandfrei funktionsfähig sind. Dieser Zustand ist aus Garantie- und Kostengründen unerwünscht, da die Geräte in Ordnung sind und lediglich aufgrund einer oder mehrerer kurzzeitiger Schutzabschal- tungen, die das Gebläse bzw. den Gebläseregler vor Überhitzung schützen sollten, außer Funktion gesetzt wurden.
Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines LuftStroms in einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs und eine dieses Verfahren umsetzende Klimatisierungsvorrichtung so weiter zu bilden, dass derartige, unnötige Kosten verursachende Wartungsarbeiten vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt demzufolge darin, dass bei Überschreiten einer bestimmten Schwellengeschwindigkeit zuerst eine Abspeicherung einer Fehlermeldung in dem Klimasteuergerät verhindert wird.
Da im Fehlerfall das Gebläse abschaltet wird (Schutzschaltung) , muss das Gebläse wieder eingeschaltet werden. Deshalb wird das Gebläse getriggert.
In einem weiteren Schritt dieses Verfahrens schaltet das Klimasteuergerät das Gebläse beim Unterschreiten einer bestimmten Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit ab und im Anschluss gleich wieder ein (Retriggerung) .
Die Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit bestimmt sich in Abhängigkeit von Stellungen der Fahrzeugöffnungen, wie beispielsweise zumindest eines Fensters und/oder eines Schiebedachs des Kraftfahrzeugs. Für den Fall eines Cabriolets bestimmen sich diese Parameter auch in Abhängigkeit einer Stellung des versenkbaren Daches dieses Cabriolets.
Mit anderen Worten, das Klimasteuergerät erkennt einen für den jeweiligen Fahrzustand und Druckzustand vorherrschenden Betriebszustand, welcher bei bestimmten Parameterwerten als kritisch beurteilt wird. Liegt ein solcher kritischer Betriebszustand vor, unterdrückt das Klimasteuergerät eine Fehlerabspeicherung in einem lokalen Speicher. Darüber hinaus führt das Klimasteuergerät ein Ansteuersignal aus, welches zu einem kurzen Abschalten des Gebläses führt, wenn im kritischen Betriebszustand die Schwellengeschwindigkeit unterschritten wird. Auf diese Weise kann die Schutzabschaltungszeit des Gebläses für diesen Extremfall verkürzt werden. Mit anderen Worten, befindet sich das Fahrzeug oberhalb einer Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit, werden keine Fehlermeldungen des Gebläsereglers mehr abgespeichert, die durch einen Einfluss des Staudrucks hervorgerufen werden könnten.
Beispielsweise bei geschlossenen Fenstern liegt diese Schwel- lenfahrzeuggeschwindigkeit bei ca. 150 km/h, während sie bei geöffneten Fenstern auf 120 km/h und darüber hinaus bei einem geöffneten Schiebedach auf 100 km/h reduziert werden kann. Hierbei ist es nicht notwendig, eine Abstufung mit Zwischenwerten vorzusehen, da es reicht, dass der geringste Schwellenwert, dessen Bedingungen erfüllt sind, als die jeweilige Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit herangezogen wird.
Verringert sich dann die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unter die Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit , so wird die Fehler- abspeicherung des Klimasteuergerätes wieder aktiviert.
Um die einzelnen Parameter entsprechend erfassen zu können, bevor sie zur Weiterverarbeitung dem Klimasteuergerät zugeführt werden, weist eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest eine Sensoreinrichtung auf, welche mit dem Klimasteuergerät in Verbindung steht und welche die Stellung von Fenstern und/oder eines Schiebedaches oder eines versenkbaren Daches eines Kraftfahrzeuges detek- tiert .
Des Weiteren kann optional eine weitere Sensoreinrichtung vorgesehen sein, welche mit dem Klimasteuergerät in Verbin- dung steht und welche den in dem Innenraum vorherrschenden Druck kontinuierlich detektiert. Wenn kein Drucksensor eingesetzt wird, wird anhand von im Steuergerät abgelegten Geschwindigkeitsgrenzwerten gearbeitet, die in Fahrzeugtests empirisch ermittelt wurden.
Darüber hinaus ist eine noch weitere Sensoreinrichtung vorgesehen, welche die aktuelle Pahrzeuggeschwindigkeit dem Klimasteuergerät übermittelt .
Die einzelnen Abhängigkeiten zwischen den Karosserieöffnungen und der Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit lassen sich durch eine einfache Programmierung in dem Klimasteuergerät bewerkstelligen.
Die Erfindung soll nun anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung der erfindungs- gemäßen Klimatisierungsvorrichtung, sowie
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm von Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, welches die Klimatisierungsvorrichtung schematisch wiedergeben soll.
Die Klimatisierungsvorrichtung besteht aus einem Klimasteuergerät 1, welches einen internen Speicher 2 aufweist. Das Klimasteuergerät 1 steuert ein Gebläse 3 an, welches einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit entsprechender klimatisierter Luft bei einer entsprechenden Luftaustrittsgeschwindig- keit und unter Bereitstellung einer bestimmten Luftmenge versorgt .
Das Klimasteuergerät 1 steht mit einer Sensoreinrichtung 4 in Verbindung, welches die jeweils aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit aufnimmt .
Des Weiteren kann das Klimasteuergerät 1 optional mit einem Sensor 5 in Verbindung stehen, welcher den in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs jeweils vorherrschenden Druck kontinuierlich detektiert.
Gemäß der Erfindung ist zumindest eine weitere Sensoreinrichtung 6 vorgesehen, welche die Stellung unterschiedlicher Fahrzeugöffnungen, wie beispielsweise von Fenstern, eines Schiebe- bzw. Hebedaches oder eines versenkbaren Daches eines Cabriolets, detektiert.
In Fig. 2 ist ein AblaufSchema von Schritten des erfindungs- gemäßen Verfahrens gezeigt .
In einem ersten, optionalen Schritt 7, der jedoch nur durchgeführt wird, wenn der optionale Sensor 5 ausgebildet ist, wird der vorherrschende Druck im Innenraum des Kraftfahrzeugs detektiert. Ist dieser Druck im Innenraum wesentlich kleiner als der auf der Saugseite des Gebläses 3 vorherrschende Staudruck, wird von dem Klimasteuergerät 1 in einem ebenfalls optionalen Schritt 8 ein kritischer Betriebszustand erkannt.
Im (darauf folgenden) Schritt 9 wird mittels der Sensoreinrichtungen 4 bzw. 6 die einzelne Stellung von unterschiedlichen Fahrzeugöffnungen detektiert und die aktuell vorherrschende Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Aufgrund dieser Parameter wird im Klimasteuergerät 1 im folgenden Schritt 10 die Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Im einfachsten Fall ist diese Schwellengeschwindigkeit eine Konstante, die alle möglichen Fälle abdeckt. Im Steuergerät sind hierfür Geschwindigkeitsgrenzwerte abgelegt, die in Fahrzeugtests empirisch ermittelt wurden.
In der anschließenden Evaluierung in Schritt 11 ermittelt das Klimasteuergerät 1, ob die in Schritt 9 aktuell ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die in Schritt 10 definierte Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit ist.
Ist dies der Fall, wird im Schritt 12 eine Fehlermeldung, welche von dem Klimasteuergerät 1 für diesen kritischen Betriebszustand generiert werden könnte, verhindert, so dass diese nicht in dem Speicher 2 abgelegt wird.
In einem darauf folgenden Schritt 13, wenn die Schwellengeschwindigkeit wieder unterschritten wird, steuert das Klimasteuergerät 1 das Gebläse an und schaltet dieses für einen bestimmten Zeitraum ab und sofort wieder an, so dass der Fahrzeugbenutzer dies nicht bemerken kann.
Bezugszeichenliste :
Klimasteuergerät
Speicher des Klimasteuergeräts
Gebläse
Sensor für aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
optionaler Sensor für Druck des Innenraums
Sensor für Stellung von Fahrzeugöffnungen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Luftstroms in einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein Klimasteuergerät (1) ein Gebläse (3) ansteuert, so dass Luft mit einer definierten Luftaustrittsgeschwindigkeit in den Innenraum eingeleitet wird, wobei das Klimasteuergerät (1) bei einem unbeabsichtigten Anhalten des Gebläses (3) eine Fehlermeldung abspeichert, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb einer Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit eine Abspeicherung der Fehlermeldung in dem Klimasteuergerät (1) verhindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Klimasteuergerät (1) das Gebläse (3) beim Unterschreiten einer bestimmten Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit kurz abschaltet und sofort wieder einschaltet .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem sich die Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Stellung zumindest eines Fensters und/oder eines Schiebebzw. Hebedaches des Kraftfahrzeuges bestimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem sich die Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Stellung eines versenkbaren Daches des Kraftfahrzeugs bestimmt.
5. Klimatisierungsvorrichtung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit einem Gebläse (3) , welches Luft mit einer bestimmten Luftaustrittsgeschwindigkeit in den Innenraum einleitet und welches von einem Klimasteuergerät
(1) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sensoreinrichtung (6) mit dem Klimasteuergerät
(1) in Verbindung steht, welche die Stellung von Fenstern und/oder eines Schiebe- bzw. Hebedaches oder eines versenkbaren Daches des Kraftfahrzeugs detektiert.
6. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher eine weitere Sensoreinrichtung (4) mit dem Klimasteuergerät (1) in Verbindung steht, welche die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert.
7. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher noch eine weitere Sensoreinrichtung (5) mit dem Klimasteuergerät (1) in Verbindung steht, welche den in dem Innenraum vorherrschenden Druck detektiert.
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