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DE102005004950A1 - Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Alfred Dipl.-Ing. Jeckel
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Mercedes Benz Group AG
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DaimlerChrysler AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Kältemittelkreislauf, wobei in diesem Kältemittelkreislauf ein zusätzlicher Kältemittelverdichter integriert ist, welcher bei einem Stillstand des Motors vor Fahrtantritt elektrisch betreibbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, in Kraftfahrzeugen eine Klimavorrichtung vorzusehen, mit Hilfe welcher die in den Fahrgastinnenraum einzuleitende Luft entsprechend den von dem Fahrzeuginsassen festgelegten Bedingungen konditioniert wird, das heißt hinsichtlich Stärke, Temperatur und gegebenenfalls Feuchtigkeitsgrad des einzuleitenden Luftstroms eingestellt wird.
  • Grundsätzlich weist die Klimaanlage zumindest einen Kältemittelkreislauf auf. Der Kältemittelfluss wird hierbei üblicherweise von einem in den Kältemittelkreislauf geschalteten Kompressor erzeugt, welcher von dem Fahrzeugmotor unmittelbar angetrieben wird.
  • Dies bedingt, dass der Fluss des Kältemittels zum Erliegen kommt, sobald der Fahrzeugmotor abgeschaltet wird, was bedeutet, dass bei einer hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannten Klimaanlage diese nur bei einem laufenden Motor funktionstüchtig ist.
  • Ein Zustand, bei welchem der Fahrzeugmotor nicht im Betrieb ist, liegt bei dem so genannten Idle-Stop-Betrieb vor, mit Hilfe von welchem der Kraftstoffverbrauch reduziert werden soll, indem der Motor vorübergehend zum Stillstand gebracht wird, beispielsweise beim Halten an einer Ampel.
  • Um in solchen Zuständen die Funktionstüchtigkeit der Klimaanlage aufrechterhalten zu können, sind im Stand der Technik mehrere Lösungen vorgeschlagen worden. Beispielhaft sei hierfür die deutsche Offenlegungsschrift DE 103 08 254 A1 genannt, bei welcher ein adaptives Steuersystem für den Luftdurchsatz durch einen Verdampfer und für die Luftansaugung von außen herangezogen wird, um eine möglichst lange und selbständige Nutzung der Kältespeicherwirkung des Verdampfers auch bei einem Motorstillstand zu nutzen. Dieses Verfahren funktioniert jedoch nur, wenn der Motor vorab bereits in Betrieb genommen wurde.
  • Es besteht nun das Bedürfnis, dass vor Fahrtantritt, insbesondere in den Sommermonaten bei einer erhöhten Außentemperatur, eine Vorab-Klimatisierung des Fahrgastinnenraums bereitgestellt werden soll.
    •
  • Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches mittels einfacher Mittel eine solche Vorab-Klimatisierung vor Fahrtantritt ermöglicht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Klimaanlage mit den Merkmalen nach Anspruch 1.
  • Der Kern der Erfindung liegt demzufolge darin, dass in dem zumindest einen Kältemittelkreislauf der Klimaanlage ein Kältemittelverdichter integriert ist, welcher bei einem Stillstand des Motors, insbesondere vor Fahrtantritt, elektrisch angesteuert und betrieben wird. Die Versorgung mit Strom erfolgt durch zusätzliche Akkus, vorzugsweise Blei-Akkus, die von einem regulären Generator im Riemenbetrieb bei laufendem Motor wieder aufgeladen werden.
  • In der Regel befindet sich in dem Kältemittelkreislauf auch ein mechanisch betriebener Kältemittelverdichter für einen Betrieb bei laufendem Motor integriert. In einer ersten Ausführungsform der Klimaanlage gemäß der Erfindung ist der elektrisch betriebene Kältemittelverdichter als eigenständige Baueinheit vorgesehen und in dem Kältemittelkreislauf parallel zu dem mechanisch betriebenen Kältemittelverdichter angeordnet.
  • In einer zweiten, besonders bevorzugten Ausführungsform der Klimaanlage gemäß der Erfindung ist der Kältemittelverdichter als ein so genannter Hybrid-Kältemittelverdichter ausgebildet, welcher eine mechanische Ansteuerung als auch eine elektrische Ansteuerung ermöglicht. Im Stillstand des Motors vor Fahrtantritt wird der Hybrid-Kältemittelverdichter elektrisch und bei laufendem Motor mechanisch betrieben.
  • Bei einem Hybrid-Fahrzeug mit einem Hybrid-Motor ist die Vorab-Klimatisierung der in den Fahrgastinnenraum einzuleitenden Luft mittels des bereits im System serienmäßig vorhandenen elektrischen Kältemittelverdichters, welcher von einer Traktionsbatterie des Fahrzeugs angesteuert wird, möglich.
  • Die Klimaanlage gemäß der Erfindung weist des Weiteren zumindest eine Vorrichtung zur Erwärmung der einzuleitenden Luft im Stillstand des Motors vor Fahrtantritt und/oder zumindest eine Vorrichtung zum Lüften des Fahrgastinnenraums durch Einleiten von Außenluft im Stillstand des Motors vor Fahrtantritt auf.
  • Eine derartige Klimaanlage ermöglicht eine vollständige Klimatisierung des in den Fahrgastinnenraum einzuleitenden Luftstroms. Hierzu ist ein Steuergerät vorgesehen, welches in Abhängigkeit der in dem Fahrgastinnenraum vorherrschenden Temperatur die jeweilige Vorrichtung beziehungsweise den elektrischen Kältemittelverdichter aktiviert. Mit anderen Worten, bei einer erhöhten Temperatur der Luft im Fahrgastinnenraum wird der Kältemittelverdichter angesteuert, während bei einer niedrigen Temperatur die Standheizung aktiviert wird. Beides kann durch zusätzliches Lüften mit Außenluft vervollständigt werden.
  • Die Vorab-Klimatisierung mittels einer der vorhergehend geschilderten Ausführungen ist beispielsweise über eine Funkfernbedienung, einem Schalter im Bedienfeld oder eine entsprechende Einschaltzeitprogrammierung für das Steuergerät möglich.
  • Da der elektrische Kältemittelverdichter einen erheblichen Leistungsbedarf hat, wird dessen Drehzahl aufgrund der beschränkten Kapazität der Akkus vom Ladezustand dieser Akkus abhängig gemacht. Darüber hinaus kann die Zeit, welche für die Vorab-Klimatisierung beziehungsweise Vorkühlung eingestellt ist, auf eine maximale Betriebsdauer begrenzt werden.
    •
  • Die Erfindung soll nun im Folgenden anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Es zeigt die einzige
  • 1 ein schematisches Schaltdiagramm einer Klimaanlage für eine Standklimatisierung gemäß der Erfindung.
  • Die Klimaanlage für eine Standklimatisierung besteht aus einem Kältemittelkreislauf 1. In dem Kältemittelkreislauf 1 ist ein Verdampfer 2 und ein Kondensator 3 angeordnet.
  • Zwischen dem Verdampfer 2 und dem Kondensator 3 ist in dem Kältemittelkreislauf 1 ein mechanischer Kältemittelverdichter 4 integriert.
  • Parallel zu dem mechanischen Kältemittelverdichter 4 ist ein elektrisch betreibbarer Kältemittelverdichter 5 vorgesehen.
  • Dieser elektrische Kältemittelverdichter 5 wird über separate Blei-Akkus 6, welche über das Bordnetz geladen werden, angesteuert.
  • Beide Kältemittelverdichter 4 und 5 sind mit entsprechenden Rückschlagventilen 7 versehen.
    • 1
    Kältemittelkreislauf
    2
    Verdampfer
    3
    Kondensator
    4
    Mechanischer Kältemittelverdichter
    5
    Elektrischer Kältemittelverdichter
    6
    Blei-Akku
    7
    Rückschlagventile

Claims (7)

  1. Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug zum Führen und Konditionieren von in den Fahrgastinnenraum einzuleitender Luft, aufweisend zumindest einen Kältemittelkreislauf (1) dadurch gekennzeichnet, dass in den Kältemittelkreislauf (1) ein Kältemittelverdichter (5) integriert ist, welcher bei einem Stillstand des Motors vor Fahrtantritt elektrisch betreibbar ist.
  2. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher in den Kältemittelkreislauf (1) ein mechanisch betriebener Kältemittelverdichter (4) für einen Betrieb bei einem laufenden Motor integriert ist, wobei der elektrisch betriebene Kältemittelverdichter (5) parallel zu dem mechanisch betriebenen Kältemittelverdichter (4) angeordnet ist.
  3. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher der Kältemittelverdichter (5) ein Hybrid-Kältemittelverdichter ist, welcher im Stillstand des Motors vor Fahrtantritt elektrisch und bei laufendem Motor mechanisch betreibbar ist.
  4. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher zusätzlich eine Vorrichtung der Erwärmung der einzuleitenden Luft im Stillstand des Motors vor Fahrtantritt und/oder eine Vorrichtung zum Lüften des Fahrgastinnen raums durch Einleiten von Außenluft im Stillstand des Motors vor Fahrtantritt vorgesehen sind/ist.
  5. Klimaanlage nach Anspruch 4, bei welcher ein Steuergerät vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit der in dem Fahrgastinnenraum vorherrschenden Temperatur die Vorrichtung zur Erwärmung der einzuleitenden Luft, die Vorrichtung zum Lüften des Fahrgastinnenraums durch Einleiten von Außenluft oder den elektrischen Kältemittelverdichter (5) im Stillstand des Motors vor Fahrtantritt ansteuert.
  6. Klimaanlage nach Anspruch 5, bei welcher das Steuergerät über eine Funkfernbedienung oder eine Einschaltzeitprogrammierung aktivierbar ist.
  7. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kältemittelverdichter (5) von zumindest einem separaten Akku (6) elektrisch gespeist wird, wobei eine Drehzahl des Kältemittelverdichters (5) in Abhängigkeit von dem Ladezustand des Akkus (6) angesteuert wird.
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