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DE102004020137A1 - Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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DE102004020137A1
DE102004020137A1 DE200410020137 DE102004020137A DE102004020137A1 DE 102004020137 A1 DE102004020137 A1 DE 102004020137A1 DE 200410020137 DE200410020137 DE 200410020137 DE 102004020137 A DE102004020137 A DE 102004020137A DE 102004020137 A1 DE102004020137 A1 DE 102004020137A1
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DaimlerChrysler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einer Temperaturregelungseinrichtung, welche einen Regelungsrechner und eine von diesem derart angesteuerte Luftmischeinrichtung zur Mischung von Kaltluft und Warmluft aufweist, dass eine Mischstellung (X) der Luftmischeinrichtung nach einer Sollheizleistung (L) steuerbar ist, wobei zur Kompensation einer Hysterese der Luftmischeinrichtung im Regelungsrechner ein Steuerungsalgorithmus abgelegt ist, der bewirkt, dass der Regelungsrechner die Mischstellung (X) bei einer Stellungsveränderung zur Erhöhung der Heizleistung (L) gemäß einer ersten Steuerungskurve (1) und bei einer Stellungsveränderung zur Verringerung der Heizleistung (L) gemäß einer zweiten Steuerungskurve (2; 2') vorgibt. Um die Klimaanlage möglichst einfach auf Veränderungen der Anlagenhysterese abstimmbar zu machen, sind im Regelungsrechner eine Mischvorgabekurve und ein in seinem Wert veränderbarer Hystereseparameter (H) abgelegt, wobei der Regelungsrechner eine der Steuerungskurven (2; 2') mindestens bereichsweise durch die Mischvorgabekurve und den Hystereseparameter (H) festlegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
  • Die DE 694 16 008 T2 beschreibt eine gattungsgemäße Klimaanlage und eine zu deren Betrieb vorgesehene Regelung. Bei derartigen Fahrzeugklimaanlagen, deren Belüftungstemperatur über eine Luftmischeinrichtung, welche Kaltluft und Warmluft zur Einstellung einer gewünschten Belüftungstemperatur miteinander mischt, gesteuert wird, ist bei einer Temperatursteuerung durch Vorgabe einer der abgekühlten Luft aufzubringenden Sollheizleistung und einer dazu korrellierenden Mischstellung der Luftmischeinrichtung im Regelungsrechner die mechanische Hysterese der Luftmischeinrichtung, die sich beispielsweise durch mechanisches Spiel zwischen der am Klappenantrieb angesteuerten Mischstellung und bewirkter Veränderung der Klappenstellungen ergibt, in einer Hysteresesteuervorgabe zu berücksichtigen. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass über einen Steuerungsalgorithmus des Regelungsrechners die einzustellende Mischstellung der Luftmischeinrichtung bei Heizleistungserhöhung und bei Heizleistungsreduzierung gemäß zweier unterschiedlicher Kurven angesteuert wird, wobei sich die Kurven Idealerweise durch das zur Überwindung des mechanischen Spiels notwendige Bewegungs- beziehungsweise Stellungsoffset unterscheiden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es eine Klimaanlage und ein Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage bereitzustellen, die unter Beibehaltung des obengenannten Steueralgorithmus die Hystereseaussteuerung auf einfache Weise anpassbar macht.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bei einer derartigen Klimaanlage oder einem derartigen Verfahren ist über einen Steuerungsalgorithmus des Regelungsrechners die einzustellende Mischstellung der Luftmischeinrichtung zur Heizleistungserhöhung und die Mischstellung zur Heizleistungsreduzierung gemäß zweier unterschiedlicher Steuerungskurven gesteuert, wobei zur Umkehr der Ansteuerung von einer gesteuerten Heizleistungserhöhung hin zu einer Heizleistungsverringerung oder umgekehrt der Ansteuerung der umgekehrten Heizleistungsveränderung eine Hystereseaussteuerung anhand einer Hysteresesteuervorgabe vorgeordnet ist. Die Hysteresesteuervorgabe ist durch den vom Steueralgorithmus bestimmten Unterschied der beiden Mischstellungen festgelegt, die sich für den Wert der Heizleistung, bei dem sich die Ansteuerung umkehrt, anhand der beiden Steuerungskurven ergeben.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Klimaanlage oder einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage sind im Rechner eine Mischvorgabekurve und ein Hystereparameter abgelegt, anhand derer durch einen Festlegungsalgorithmus mindestens eine der Steuerungskurven mindestens bereichsweise vorgegeben ist. Der beispielsweise über eine Programmierbedienung oder eine Verrechnung anderer Parameter veränderbare Hystereseparameter erlaubt nun eine einfache Einstellbarkeit der Hysteresesteuervorgabe. Dabei wird mittels des Hystereseparameters mindestens für den Bereich der Steuerungskurve, den der Festlegungsalgorithmus des Regelungsrechners wirksam mittels des Hystereseparameters und der Mischvorgabekurve festlegt, die Hysteresesteuervorgabe zur Überwindung des durch mechanisches Spiel bedingten Totweges beziehungsweise des zugehörigen Stellungsoffsets bei einem Bewegungsrichtungswechsel des Antriebs der Luftmischeinrichtung anpassbar.
  • Der Festlegungsalgorithmus kann anhand des Hystereseparameters aus einer Kurvenschar einer Datenbank eine Kurvenauswahl treffen, wobei diese Kurve beispielsweise als Mischvorgabekurve beziehungsweise Steuerkurve zugrundegelegt oder als Offsetkurve zur Überlagerung mit einer Mischvorgabekurve herangezogen werden kann.
  • Der Hystereseparameter kann aber auch im Rahmen des Festlegungsalgorithmus zur Verrechnung, beispielsweise zur Multiplikation mit einem Hysteresegrundwert oder einer Offsetkurve dienen, wobei die ermittelten Werte der Mischvorgabekurve überlagert, also addiert oder subtrahiert werden. Im einfachsten Fall wird durch den Festlegungsalgorithmus der Hystereseparameter durch bloße Addition oder Subtraktion des Parameterwertes vom jeweiligen durch die Mischvorgabekurve berechneten Wert zur Ermittlung des zugehörigen Wertes der Steuerungskurve herangezogen. Dabei ist der Wert des Hystereseparameters ein über den festzulegenden Kurvenbereich konstanter Offsetwert.
  • Der Regelungsrechner kann mittels des Hystereseparameters entweder eine der beiden Steuerungskurven oder auch beide Steuerkurven festlegen, was insbesondere von der mechanischen Anbindung des Antriebs der Mischeinrichtung an die Klappen und damit der dazugehörigen Spielbehaftung abhängt. Eine Berücksichtigung des Hystereseparameters bei der Festlegung beider Steuerungskurven ist insbesonder dann notwendig, wenn der Antrieb sowohl für die Warmluftklappen, wie auch für die Kaltluftklappen der Luftmischeinrichtung über spielbehaftete kinematische Elemente erfolgt. Ist der Antrieb direkt an einer der Klappen angebunden, muss nur eine der Steuerungskurven mindestens bereichsweise mittels des Hystereseparameters und einer Mischvorgabekurve vom Regelungsrechner festgelegt werden.
  • Der Regelungsrechner einer erfindungsgemäßen Klimaanlage kann beispielsweise in ein Steuergerät der Klimaanlage, ein Klimabediengerät, einen Zentralrechner des Fahrzeugs oder abgesetzte Fahrzeugsteuergeräte integriert sein. Es können auch verschiedene Rechenfunktionen gesplittet auf verschiedenen Geräten ausgeführt werden. Dabei kann der Regelungsrechner Mikroprozessoren, Speichereinheiten, Analogrechner, Sensoren, Steuergeräte, Motoren, Aktuatoren, Bedienelemente, Anzeigen und Schnittstellen, beispielsweise zur Verbindung mit weiteren Steuergeräten, aufweisen.
  • Eine erfindungsgemäße Klimaanlage oder ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage ermöglicht durch die veränderbare Ablegbarkeit des Hystereseparameters im Regelungsrechner und die mittels des Hystereseparameters und einer Mischvorgabekurve erfolgenden Festlegung mindestens eines Bereiches einer Steuerkurve eine einfache Anpassbarkeit der Hysteresesteuervorgabe im Regelungsrechner der Klimaanlage an variante oder variable Größen des mechanischen Lagerspiels in der Kinematik des Klappenantriebs der Kalt- und Warmluftmischklappe der Luftmischeinrichtung. Beispielsweise können durch produktionsbedingte Unterschiede der mechanischen Hysterese bei verschiedenen Anlagen gleichen Baumusters über die einzelnen Anlagen variante Hysteresegrößen gegeben sein oder beispielsweise durch Abnutzung über die Betriebszeit einer Anlage variable Hysterese auftreten.
  • Um Bauteil- oder Montagetoleranzen auszugleichen und die Regelung einer Klimaanlage dadurch zu verbessern, dass die spezifische Hysterese jeder einzelnen Anlage und nicht eine vorab durch Versuchsreihen ermittelte Hysteresevorgabe eingestellt wird, wird beispielsweise im Rahmen einer üblichen Funktionsprüfung oder aber eines Erstbetriebs der Anlage ein Grundwert des Hystereseparameters ermittelt und im Regelungsrechner abgelegt. Die Ermittlung des Grundwertes Hystereseparameters kann für jede einzelne Anlage erfolgen oder, falls beispielsweise langsam veränderbare Bauteiltoleranzen berücksichtigt werden müssen, in vorgegebenen Abständen durch eine Messung ermittelt werden, wobei der in dieser Messung ermittelte Grundwert bei den bis zur nächsten Einzelmessung folgenden Anzahl ungemessener Anlagen im Regelungsrechner abgelegt wird.
  • Insbesondere um eine nur im Einzelfall unzulängliche Hysteresesteuervorgabe zu korrigieren, ist in einer Ausführungsform der Klimaanlage vorgesehen, den Hystereseparameter mittels einer Eingabebedienung, die am Fahrzeug beispielsweise unmittelbar am Bediengerät des Regelungsrechners vorzugsweise in einem Servicemodus oder auch über ein Servicegerät erfolgen kann, abzustimmen. Hierbei kann eine vorzugsweise durch Servicevorgaben festgelegte Korrektur des Hystereseparameters anhand von auftretenden Fehlern oder Mängeln der Klimaregelung erfolgen.
  • Betriebszeitbedingte Veränderungen der mechanischen Hysterese, beispielsweise durch abnutzungsbedingt steigendes Lagerspiel, welche auf einfache Weise beispielsweise durch Dauerlaufversuche oder Berechnung ermittelbar sind, können in der Hysteresesteuervorgabe berücksichtigt werden, indem der Regelungsrechner durch Kategorisierung oder Verrechnung von Betriebszeitparametern veränderte Werte des Hystereseparameters errechnet oder bestimmt, die dann zur Festlegung der Steuerungskuve herangezogen werden.
  • Bei einer Ausführungsform der Klimaanlage ist die Mischvorgabekurve fest im Rechner abgelegt, wodurch insbesondere weniger Rechenvorgänge und zugehöriger Speicherplatz benötigt werden und damit ein weniger komplexer Regelungsrechner mit geringeren Anschaffungskosten notwendig ist. Im Allgemeinen reicht eine einzelne Mischvorgabekurve, die im Wesentlichen durch die von der Geometrie der Anlage und den verwendeten Aggregaten bestimmten Strömungsverhältnisse in der Klimaanlage festgelegt ist. Die fest abgelegte Mischvorgabekurve kann desweiteren als ein Element einer Datenbank abgelegt sein, in der eine Auswahl an verschiedenen Mischvorgabekurven hinterlegt sind. Über diese Ausführungsform hinaus kann die Mischvorgabekurve unter Verrechnung von Betriebsparametern, beispielsweise zur Berücksichtigung verschiedener Belüftungsmodi, im Regelungsrechner veränderbar sein.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform ist eine der Steuerungskurven mit der Mischvorgabekurve identisch. Dabei ergibt sich die andere Steuerungskurve durch Festlegung des Regelungsrechners mittels des Hystereseparameters, dessen Parameterwert dazu beispielsweise von der Mischvorgabekurve abgezogen wird. Eine derartige Ausführungsform benötigt besonders wenig Rechner- und Speicherkapazität.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine der Steuerungskurven vorzugsweise in einem Bereich mittlerer Heizleistung durch die Mischvorgabekurve, insbesondere eine mit der anderen Steuerungskurve identischen Mischvorgabekurve, und den Hystereseparameter festgelegt, wobei die Festlegung der Steuerungskurve in diesem Bereich in besonders einfacher Weise durch Addition oder Subtraktion des Hystereseparameterwertes zu oder von der Mischvorgabekurve, also der anderen Steuerungskurve, erfolgt. Beide Steuerungkurven enden im selben Punkt maximaler Heizleistung mit vollständig geöffneter Warmluftklappe und geschlossener Kaltluftklappe und im selben Punkt minimaler Heizleistung mit vollständig geöffneter Kaltluftklappe und geschlossener Warmluftklappe. Die Bewegung der Luftmischeinrichtung in unmittelbarer Nähe dieser Steuerpunkte ist durch teilweise erfolgendes Anliegen der jeweils schließenden Klappen und ein dadurch gegebenes Vorspannen der Antriebskinematik nur in geringerem Maße hysteresebehaftet als im restlichen Bewegungs- beziehungsweise Mischstellungsbereich. Demzufolge sind in diesen Bereichen auch nur geringere Hystereseunterschiede oder -veränderungen zu erwarten als im restlichen Bewegungs- beziehungsweise Mischstellungsbereich und damit ein Hystereseabgleich nicht unbedingt notwendig. Somit kann zur Verringerung von notwendiger Rechenschritte im Regelungsrechner im Bereich minimaler und maximaler Heizleistung ein Teilbereich beider Regelkurven fest abgelegt sein und sich die Festlegung einer der Steuerungskurven auf einen Bereich mittlerer Heizleistungen berschränken.
  • Es kann zudem in einer besonderen Ausgestaltung zur Vermeidung von Kurvensprüngen im festabgelegten Kurvenbereich und im Kurvenbereich der vom Rechner mittels der Mischvorgabekurve und des Hystereseparameters bestimmt wird je ein Übergabepunkt definiert sein, zwischen denen die Steuerkurve interpoliert ist. Dadurch kann ein gleichmäßigeres Regelverhalten der Klimaanlage erreicht werden.
  • Die Steuerkurven eines Ausführungsbeispiels sind in der Zeichnung gezeigt, wobei:
  • 1 Eine skizzenhafte Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage und
  • 2 Die Steuerkurven zur Steuerung der Mischstellung der Luftmischeinrichtung X nach der Sollheizleistung L einer erfindungsgemäßen Klimaanlage oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Klimaanlage zeigen.
  • In 1 ist eine Ausführungsform 100 einer erfindungsgemäßen Klimaanlage dargestellt. Diese weist eine Temperaturregelungseinrichtung auf, welche eine im Luftverteiler 102 der Klimaanlage 100 einzustellende Temperatur durch Mischung von Warmluft mit Kaltluft steuert. Die Warmluft wird mittels Durchströmen des Wärmetauschers 101 erzeugt. Die Kaltluft strömt über einen Bypass am Wärmetauscher vorbei. Die Steuerung der Mischung erfolgt durch Einstellen der Mischposition der Luftmischeinrichtung 120. Die Luftmischeinrichtung weist einen ein Steuergestänge antreibenden Schrittmotor 121 und zwei von diesem Steuergestänge gegenläufig angetriebene Klappen: die Warmluftklappe 122 und die Kaltluftklappe 123 auf. Dabei bewegen sich die mechanisch gekoppelten Klappen 122 und 123 von einer ersten Endstellung mit dicht geschlossener Warmluftklappe 122 und geöffneter Kaltluftklappe 123 kontinuierlich bis zu einer entgegengesetzten Endstellung mit offener Warmluftklappe 122 und dicht geschlossener Kaltluftklappe 123. Die gesteuerte Mischstellung wird durch die gefahrene Schrittanzahl des Schrittmotors 121 in Bezug auf eine festgelegte Grundposition beschrieben. Der Aktuator 121 wird von einem mit ihm verbundenen Regelungsrechner 110 angesteuert der über verschiedene Schnittstellen 111 mit Bedieneinheiten, Steuergeräten und Sensoren des Fahrzeugs und der Serviceschnittstelle verbunden ist.
  • 2 zeigt ein Steuerungsdiagramm mit Steuerungskurven, die bei. einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klimaanlage oder einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage einem Algorithmus zur Steuerung einer Mischstellung nach der Eingangsgröße Sollheizleistung H zugrundeliegen.
  • Der Kreuzungspunkt der Koordinatenachsen des gezeigten Graphen definiert einen Punkt 11, an dem die auf der Abszisse aufgetragene Sollheizleistung L einen minimalen Wert L0, der üblicherweise den Wert Null hat, aufweist. Die angesteuerte Stellposition X, die auf der Ordinate aufgetragen ist, entspricht in diesem Punkt der Begrenzungsstellung X0 der Luftmischeinrichtung bei offener Kaltluftklappe und geschlossener Warmluftklappe, in der ihr Wert üblicherweise zu Null definiert ist. Die Begrenzungsstellung X0 ist in der Luftmischeinrichtung beispielsweise über einen mechanischen Anschlag, beispielsweise die anschlagende Warmluftklappe, festgelegt.
  • Der Punkt 11 des Steuerdiagramms begrenzt eine Steuerungskurve 1 und Steuerungskurven 2 beziehungsweise 2' im Bereich minimaler Heizleistungen. Steuerungskurve 1 wird zur Steuerung einer Mischstellung X nach der Heizleistung L bei Erhöhung der Heizleistung L herangezogen, die Steuerungskurven 2 beziehungsweise 2' zur Steuerung einer Mischstellung X nach der Heizleistung L bei Reduzierung der Heizleistung L.
  • Ausgehend von diesem Zustand ist bei Anforderung von höherer Heizleistung eine Mischstellung X anzusteuern, die sich nach der Kurve 1 aus der angeforderten Heizleistung ergibt. Dabei kann die Luftmischeinrichtung bis zur dortigen Begrenzungsstellung Xmax der Mischstellung, die beispielsweise durch die vollständigen Öffnung der Warmluftklappe oder die auf Anschlag gehende, schließende Kaltluftklappe festgelegt ist angesteuert werden. Diese Begrenzungsstellung wird bei Anforderung einer maximalen Heizleistung Lmax im Punkt 12 des Diagramms angesteuert. Der Steuerpunkt 12 begrenzt die Steuerungskurven 1 und 2, beziehungsweise 2' im Bereich maximaler Heizleistung.
  • Soll ausgehend von einer maximalen Heizleistung Lmax eine reduzierte Heizleistung eingestellt werden, wird die korrespondierenden Mischstellung anhand einer dazugehörigen Abregelkurve angesteuert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abregelkurve bereichsweise veränderbar. Beispielhaft sind die Abregelkurven 2 und 2' gezeigt.
  • Durch die Definition eines Wertes La der Sollheizleistung L, beispielsweise über eine zugehörige Mischstellung Xa auf der Kurve 1, und eines Wertes Lb, der beispielsweise über einen zugehörigen Wert Xb der Mischstellung X auf der Kurve 2 festgelegt wird, sind ein Bereich niedriger Heizleistung von L0 bis La, ein Bereich mittlerer Heizleistung von La bis Lb und ein Bereich hoher Heizleistung von Lb bis Lmax definiert. Die Werte der zugehörigen Mischstellungen Xa und Xb, die zur Festlegung von La und Lb herangezogen werden, sind vorzugsweise wiederum dadurch bestimmt, dass sie in der Größenordnung des 2- bis 3-fachen eines Grundwertes H' der Hysterese von der jeweils zugeordneten Begrenzungsstellung X0, beziehungsweise Xmax entfernt sind.
  • Über den Bereich geringer Heizleistung zwischen L0 und La, dem Bereich mittlerer Heizleistung von La und Lb und dem Bereich hoher Heizleistung zwischen Lb und Lmax sind auf den Kurven 1, 2 und 2' die entsprechenden Kurvenbereiche geringer, mittlerer und hoher Heizleistung definiert. So können auf der Kurve 2 der Kurvenbereich 21 im Bereich geringer Heizleistungen, der Kurvenbereich 22 im Bereich mittlerer Heizleistungen und der Kurvenbereich 23 im Bereich hoher Heizleistungen festgelegt werden.
  • Auf den Abregelkurven des gezeigten Ausführungsbeispiels, die die Mischstellung X abhängig von der Heizleistung L bei Heizleistungsreduzierung beschreiben, ist der Kurvenverlauf vom Regelungsrechner im Bereich mittlerer Heizleistung zwischen La und Lb über eine Mischvorgabekurve und den Hystereseparameter festgelegt. Die Kurve 2' ist dabei eine Ausgangskurve der Abregelkurve, die vor einem ersten veränderten Ablegen des Hystereseparameters im Regelungsrechner den Wert der Mischstellung X in Abhängigkeit von der Heizleistung L bei Reduzierung der Heizleistung L vorgibt. Diese kann als Mischvorgabekurve fest im Regelungsrechner abgelegt sein. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kurve nur in den Kurvenbereichen 21, zwischen L0 und La, und 23, zwischen Lb, und Lmax fest im Regelungsrechner abgelegt. Auf diesen Kurvenbereichen 21 und 23 sind Übergabepunkte 26 und 29 definiert, die den jeweiligen Teilbereich der Kurvenbereiche 21 und 23 zu mittleren Heizleistungen hin begrenzen, der unabhängig vom veränderbar ablegbaren Hystereseparameter allen Abregelkurven zugrundeliegt. Der Bereich mittlerer Heizleistung der Kurve 2' errechnet sich aus dem als Mischvorgabekurve zugrundegelegten Kurvenbereichs der Kurve 1 zwischen La und Lb mittels des als Offsetwert subtrahierten Hysteresegrundparameters H'.
  • Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Wert H des Hystereseparameters abweichend von dem in der Erstprogrammierung des Regelungsrechners festgelegten Erstwert H' des Hystereseparameters verändert abgelegt. Der Wert H kann beispielsweise durch einen Eichlauf des Regelungsrechners mit der ihm zugeordneten Klimaanlage als Grundwert ermittelt und in der dortigen Prüfstation in den Regelungsrechner programmiert werden. Es kann auch ein abgleichbarer Grundwert H des Hystereseparameters, der beispielsweise durch statistische Messung und Auswertung von Klimaanlagen in der Produktion ermittelt wird, an einer Programmierstation am Montageband auf den Regelungsrechner überspielt werden und den Erstwert H' ersetzen. Weiterhin kann beispielsweise im Werkstattservice nach einer vorgebenen Betriebszeit oder wegen Beanstandungen der Regelgüte ein Korrekturwert H des Hystereseparameters an einer Serviceschnittstelle des Regelungsrechners programmiert.
  • Der Kurvenbereich 22 bei mittlerer Heizleistung der Steuerungkurve 2 errechnet sich nun durch Subtraktion des neuen Hystereseparameterwertes H, der gegenüber dem Hysteresegrundparameter H' einen leicht erhöhten Wert aufweist. Der jeweilige Wert des Hystereseparameters ist somit ein Offsetwert zur Subtraktion von der als Mischvorgabekurve zugrundegelegten Kurve 1, im Bereich mittlerer Heizleistungen zwischen La und Lb. Der auf diese Weise vom Regelungsrechner festgelegte Kurvenbereich 22 ist durch die beiden Steuerpunkte 27 und 28 zu den Bereichen geringer und hoher Heizleistung hin begrenzt. Zwischen diesen Begrenzungspunkten und den ihnen jeweils zugeordneten Übergabepunkten 26 und 29 auf den fest abgelegten Kurvenbereichen 21 und 23 der Kurve 2 werden zur Vermeidung von Sprungstellen je ein Übergabeabschnitt 24 und 25 der Kurve 2 interpoliert. Diese Übergangsabschnitte 24 und 25 sind Kurvenabschnitte der Kurve 2 im Bereich geringer und hoher Heizleistung, die im Gegensatz zu den fest abgelegten Kurven 21 und 23 vom Regelungsrechner anhand der Mischvorgabekurve und des Hystereseparameters H über die Interpolation mittelbar festgelegt werden. Der durch den Regelungsrechner anhand der als Mischvorgabekurve dienenden Kurve 1 und des Hystereseparameter H festgelegte Bereich der Abregelkurve 2 umfasst somit über den Kurvenbereich mittlerer Heizleistungen zwischen La und Lb hinaus den Bereich zwischen den Übergabepunkten 26 und 29.
  • In 2 ist weiterhin ein Regelvorgang skizziert, bei dem nach einer stetigen Erhöhung der Heizleistung L bis zu einem Wert L1 die Heizleistung wieder reduziert wird. Der Verlauf des Eingangswertes der Sollheizleistung ist durch die Pfeile an der Abszisse angedeutet: Zunahme von L bis zum Wert L1 und anschließende Abnahme des Wertes. Während der Erhöhung der Heizleistung ergab sich die anzusteuerende Mischstellung anhand der Kurve 1. Zum Erreichen der Sollheizleistung vom Wert L1 musste die Mischstellung X1 angesteuert werden. Zur gegensinnigen Ansteuerung der Heizleistungsveränderung zur Reduzierung der Heizleistung wird zunächst der Hystereseoffset ausgesteuert, der im gezeigten Ausführungsbeispiel über den Verlauf der Steuerungskurven konstant dem Wert H des Hystereseparameters entspricht. Bei gleichbleibender Heizleistung L1 wird vor einer weiteren Ansteuerung zur Reduzierung der Heizleistung die Mischstellung X2 angesteuert. Die Differenz von X1 und X2 entspricht dem Hystereseoffset und im gezeigten Ausführungsbeispiel damit dem Hystereseparameter H. Ausgehend von der Mischsstellung X2 erfolgt eine Ansteuerung der Luftmischeinrichtung mit stetig abnehmenden Mischstellungswerten zur Reduzierung der Heizleistung.
  • Ohne den vorangegangenen Abgleich des im Regelungsrechner abgelegten Wertes des Hystereseparameters H auf das tatsächliche mechanische Spiel der Luftmischeinrichtung würde die Regeleinrichtung die Hysterese H' berücksichtigen und vor weiterem Abregeln der Heizleistung die Mischstellung X2' ansteuern. Die weiteren Mischstellungen bei stetig reduzierten Heizleistungen L kleiner L1 würde der Regelungsrechner nach der Kurve 2' festlegen und dabei einen erheblichen Heizleistungsoffset zwischen Sollheizleistung L und von der Luftmischanlage gelieferten Heizleistung einstellen. Der Offset entspricht der Differenz der Heizleistungen die sich einerseits nach Kurve 2'und andererseits nach Kurve 2 für einen Mischstellungswert ergeben.
  • Die gezeigte Festlegung der Steuerungskurven durch den Regelungsrechner anhand des Hystereseparameters und der Mischvorgabekurve ermöglicht eine besonders einfache Abstimmung der Klimaanlage auf Veränderungen der Anlagenhysterese.

Claims (12)

  1. Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einer Temperaturregelungseinrichtung, welche einen Regelungsrechner und eine von diesem derart angesteuerte Luftmischeinrichtung zur Mischung von Kaltluft und Warmluft aufweist, dass eine Mischstellung der Luftmischeinrichtung nach einer Sollheizleistung steuerbar ist, wobei zur Kompensation einer Hysterese der Luftmischeinrichtung im Regelungsrechner ein Steuerungsalgorithmus abgelegt ist, durch den die Mischstellung bei einer Stellungsveränderung zur Erhöhung der Heizleistung gemäß einer ersten Steuerungskurve und bei einer Stellungsveränderung zur Verringerung der Heizleistung gemäß einer zweiten Steuerungskurve vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicher des Regelungsrechners eine Mischvorgabekurve und ein Hystereseparameter (H) abgelegt sind, wobei der Hystereseparameter (H) in seinem Wert veränderbar ist und im Regelungsrechner ein Festlegungsalgorithmus abgespeichert ist, durch den eine der Steuerungskurven (2; 2') mindestens bereichsweise anhand der Mischvorgabekurve und des Hystereseparameters (H) vorgegeben ist.
  2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei einem Erstbetrieb oder Eichlauf der Klimaanlage ermittelter Anlagengrundwert des Hystereseparameters (H) im der Klimaanlage zugeordneten Regelungsrechner abgelegt ist.
  3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Hystereseparameters (H) durch Eingabebedienung am Fahrzeug oder einer Serviceschnittstelle veränderbar und speicherbar ist.
  4. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Betriebszeitparameter oder Verrechnung von Betriebszeitparametern unterschiedliche Werte des Hystereseparameters (H) bestimmbar und im Regelungsrechner substituierend abgelegbar sind.
  5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorgabekurve durch die Erstprogrammierung fest im Rechner hinterlegt ist.
  6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuerungskurven (1) mit der Mischvorgabekurve übereinstimmt.
  7. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuerungskurven (2; 2') bereichsweise, vorzugsweise in einem Kurvenbereich (22) mittlerer Heizleistung, durch den Festlegungsalgorithmus anhand der Mischvorgabekurve und des Hystereseparameters (H) festgelegt ist und insbesondere in einem Kurvenbereich (21) niedriger Heizleistung und/oder in einem Kurvenbereich (23) hoher Heizleistung gemäß einer fest im Regelungsrechner gespeicherten Ausregelkurve verläuft.
  8. Klimaanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem durch die Ausregelkurve festgelegten Bereich (21; 23) und dem durch Mischvorgabekurve und den Hystereseparameter (H) festgelegten Bereich (22) der Steuerungskurve je ein Übergabepunkt (26, 27; 28, 29) definiert ist, zwischen denen die Steuerkurve durch den Regelungsrechner einen interpolierten Bereich (24; 25) aufweist.
  9. Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, bei dem mittels einer Luftmischeinrichtung Kaltluft und Warmluft gemischt wird und eine Mischstellung der Luftmischeinrichtung von einem Regelungsrechner gesteuert wird, wobei über einen Steueralgorithmus die Mischstellung der Luftmischeinrichtung nach einer Sollheizleistung gesteuert wird und dabei zur Kompensation einer Hysterese der Luftmischeinrichtung die Mischstellung bei einer Mischstellungsveränderung zur Erhöhung der Heizleistung gemäß einer ersten Steuerkurve und bei einer Mischstellungsveränderung zur Reduzierung der Heizleistung gemäß einer zweiten Steuerkurve ansteuert dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Steuerkurve (2; 2') mindestens bereichsweise anhand einer Mischvorgabekurve und einem Hystereseparameter (H) festgelegt wird, wobei der Wert des Hystereseparameters (H) nach der Erstprogrammierung des Regelungsrechners verändert werden kann.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Erstbetrieb der Anlage oder einem Eichlauf ein Anlagengrundwert des Hystereseparameters (H) ermittelt und im zugeordneten Regelungsrechner abgelegt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass variante Werte des Hystereseparameters (H) über Änderungsprogrammierung an einer Eingabeschnittstelle verändert im Regelungsrechner abgelegt werden können.
  12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass variante Werte des Hystereseparameters (H) durch Kategorisierung und/oder Verrechnung von Betriebszeitparametern bestimmt und im Regelungsrechner abgelegt werden.
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