DE10342985B3

DE10342985B3 - Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10342985B3
Application number: DE10342985A
Authority: DE
Inventors: Michael Heil; Robert Salzberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Cabrios, wobei ein geöffneter oder geschlossener Zustand des Verdecks erfasst wird und die Heiz-Klimaanlage abhängig vom Zustand des Verdecks gesteuert wird. Erfindungsgemäß umfasst die Heiz-Klimaanlage eine Luftverteilungsvorrichtung mit Entfrostungsklappen und/oder Belüftungsklappen und/oder Fußraumklappen und/oder Frischluft/Umluftklappen zur Steuerung der Luftverteilung, wobei zumindest eine der Klappen der Luftverteilungsvorrichtung bei gleichen Einstellungen der Bedienelemente der Heiz-Klimaanlage durch den Fahrzeuginsassen abhängig vom Zustand des Vedecks unterschiedlich gesteuert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Cabrios, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Heutzutage sind viele Fahrzeuge mit einer Heiz-Klimaanlage ausgestattet. Dies ermöglicht den Insassen bei geschlossenen Fahrzeugen ein optimales Heizen oder Klimatisieren des Fahrzeuginnenraums nach ihren Bedürfnissen. Handelt es sich bei der Heiz-Klimaanlage um eine automatisch gesteuerte Heiz-Klimaanlage, werden alle Vorgänge der Heiz-Klimaanlage abhängig von den Einstellungen der Fahrzeuginsassen automatisch vorgenommen. Bei zu öffnenden Fahrzeugen, z. B. Cabrios, erfolgt die automatische Steuerung bzw. Regelung bei offenem Verdeck meist auf die selbe Weise wie bei geschlossenem Verdeck. Dies hat zur Folge, dass die Fahrzeuginsassen die automatische Heiz-Klimaanlage abschalten, da sie nicht automatisch auf die neuen Bedürfnisse der Fahrzeuginsassen reagiert.

Aus der DE 197 47 326 A1 ist bereits bekannt, dass sich die Klimaanlage automatisch bei geöffnetem Faltdach abschaltet. Die Fahrzeuginsassen könnten die Einstellung zwar manuell vornehmen, dies bedeutet allerdings aufgrund der sich ständig ändernden Randbedingungen, wie bspw. der Fahrzeuggeschwindigkeit, einen sehr hohen Bedienaufwand.

Die DE 38 43 898 C2 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Heizungssystems für Fahrzeuge mit zu öffnenden und schließenden Verdecken. Bei geschlossenem Verdeck wird gemäß diesem Patent eine herkömmliche Klimasteuerung vorgenommen, bei offenem Verdeck wird auf eine Ausblastemperatur-Steuerung umgeschalten. Hierbei hat der Temperaturinnenraumfühler keinen Einfluss mehr auf die Steuerung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Steuerung einer Heiz-Klimaanlage für Fahrzeuge mit einem zu öffnenden und schließenden Verdeck weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Cabrios, wobei ein geöffneter oder geschlossener Zustand des Verdecks erfasst wird und die Heiz-Klimaanlage abhängig vom Zustand des Verdecks gesteuert wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Heiz-Klimaanlage eine Luftverteilungsvorrichtung mit Entfrostungsklappen und/oder Belüftungsklappen und/oder Fußraumklappen und/oder Frischluft/Umluftklappen zur Steuerung der Luftverteilung umfasst, wobei zumindest eine der Klappen der Luftverteilungsvorrichtung bei gleichen Einstellungen der Bedienelemente der Heiz-Klimaanlage durch den Fahrzeuginsassen abhängig vom Zustand des Verdecks unterschiedlich gesteuert wird. Die hier als Verdeck bezeichnete Fahrzeugöffnung kann sowohl das Verdeck eines Cabrios als auch ein Faltdach sein.

Die Luftverteilungsvorrichtung dient dazu, mittels der verschiedenen Klappen eine optimale Luftzufuhr und Luftverteilung in den Fahrzeuginnenraum zu gewährleisten. Ein Fahrzeuginsasse, der in einem Fahrzeug sitzt, dessen Verdeck offen ist, nimmt aufgrund der geänderten Umgebungssituation im Vergleich zu einem geschlossenen Fahrzeug andere bzw. mehr Einflussgrößen, wie z. B. den Fahrtwind, wahr. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß der Zustand des Fahrzeugverdecks detektiert und die Klappen der Luftverteilungsvorrichtung werden abhängig vom Zustand des Verdecks automatisch unterschiedlich eingestellt, so dass der Fahrzeuginsasse eine auf die neue Umgebungssituation angepasste für ihn angenehme Luftverteilung erhält.

Die Entfrostungsklappen dienen dazu, die Frontscheibe des Fahrzeugs von Beschlag freizuhalten. Die Fußraumklappen dienen hauptsächlich der Luftzufuhr im unteren Fahrzeugbereich, die Belüftungsklappen sind über den Fußraumklappen angeordnet und sollen den Fahrzeuginsassen mit geeigneter Luftzufuhr im oberen Bereich des Fahrzeugs versorgen. Mit den Frischluft/Umluftklappen wird eingestellt, ob bzw. welcher Anteil an Frischluft dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird. Auf Umluft wird bspw. im Stadtverkehr geschalten, um die Abgase aus dem Fahrzeuginnenraum fernzuhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nur im Automatikbetrieb der Heiz-Klimaanlage möglich. Bei einem manuellen Eingriff wird automatisch wieder die Klappenstellung gemäß dem geschlossenen Fahrzeug vorgenommen.

Da es bei einem offenen Verdeck zu höheren Energieverluste durch den Fahrtwind kommt, muss durch eine geeignete Klappenstellung sichergestellt werden, dass der Hauptluftstrom weiterhin im Bereich der Belüftung liegt. Aus diesem Grund werden vorteilhafterweise bei geöffnetem Zustand des Verdecks im Vergleich zum geschlossenen Zustand des Verdecks die Fußraumklappen der Luftverteilungsvorrichtung zumindest für vorgegebene Stellgrößen stärker geschlossen. Gleichzeitig können vorteilhafterweise bei geöffnetem Zustand des Verdecks die Belüftungsklappen der Luftverteilungsvorrichtung maximal geöffnet werden damit der Hauptluftstrom über die Belüftungsklappen in den Fahrzeuginnenraum gelangen kann.

Die Stellgröße ist bspw. von einer Solltemperatur bzw. einer korrigierten Solltemperatur und einer Innenraumtemperatur bzw. einer korrigierten Innenraumtemperatur abhängig. Näheres ergibt sich aus der Figurenbeschreibung.

Vorteilhafterweise können bei geöffnetem Zustand des Verdecks die Entfrostungsklappen der Luftverteilungsvorrichtung geschlossen und die Frischluft/Umluftklappen der Luftverteilungsvorrichtung auf maximale Frischluftzufuhr gestellt werden. Eine Stellung der Frischluft/Umluftklappen auf Umluftbetrieb würde keinen Sinn machen, da das Fahrzeug aufgrund des offenen Verdecks bereits mit Frischluft durchströmt wird.

Vorteilhafterweise kann die Position der Fensterscheiben und/oder eines Windschotts des Fahrzeugs erfasst werden, und die Klappen der Luftverteilungsvorrichtung können abhängig von der Position der Fensterscheiben und/oder des Windschotts gesteuert werden. Wie bereits erwähnt, reagiert ein Fahrzeuginsasse bei offenem Verdeck auf die Umgebungssituation (Temperatur, Sonneneinstrahlung, Windverhältnisse, Gebläse) viel intensiver, als bei einem geschlossenen Fahrzeug bzw. einem Cabrio mit einem geschlossenen Verdeck. Die Position der Fensterscheiben und/oder des Windschotts können auf Grund der Luftströmungen auf das Empfinden des Fahrzeuginsassen ebenfalls eine Rolle spielen, wodurch es vorteilhaft ist, die Positionen der Fensterscheiben und/oder des Windschotts zu detektieren und die Steuerung der Heizklimaanlage vor allem im Hinblick auf die Steue rung der Fußraumklappen der Luftverteilungsvorrichtung darauf abzustimmen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
1 einen Regelkreislauf zur Ermittlung der Stellgröße und
2 Kennlinien für Fußraumklappen bei einem offenen und geschlossenen Verdeck.
Die 1 zeigt eine mögliche Ermittlung einer Stellgröße Y in % in einem Regelkreislauf 1. Eingangsgrößen sind eine Solltemperatur TS (bzw. eine korrigierte Solltemperatur) sowie eine Innenraumtemperatur TI (bzw. eine korrigierte Innenraumtemperatur). Die Solltemperatur TS wird mittels eines Bedienelements 2 durch den Fahrzeuginsassen eingestellt, die Innenraumtemperatur TI wird mit einem Innenraumsensor 3 gemessen. Solltemperatur TS und Innenraumtemperatur TI können bspw. durch die Außenraumtemperatur korrigiert werden (hier nicht dargestellt).
In einem ersten Schritt im Regelkreislauf 1 wird von der Solltemperatur TS die Innenraumtemperatur TI abgezogen. Der Differenzwert DT ist die Eingangsgröße für einen P-Regler 4 im Regelkreislauf. Am Ausgang des P-Reglers 4 ergibt sich ein p-geregelter Differenzwert PDT, der mit der um einen ersten Faktor K2 multiplizierter Solltemperatur addiert wird. Der erste Faktor K2 kann im Bereich von 5% liegen. Der addierte Temperaturwert K2T wird in einem letzten Schritt des Regelkreislaufes 1 mit einem zweiten Faktor K3 addiert. Der zweite Faktor K3 kann im Bereich von –50 liegen. Daraus ergibt sich die Stellgröße Y in %.
In der 2 sind zwei Winkelkennlinien L und C für die prozentuale Öffnung KÖ der Fußraumklappen in Abhängigkeit von der Stellgröße Y in % dargestellt. Die Winkelkennlinie L zeigt die prozentuale Öffnung KÖ der Fußraumklappen für ein Fahrzeug, dessen Verdeck geschlossen ist (z. B. Limousine oder geschlossenes Cabrio), die Winkelkennlinie C zeigt die prozentuale Öffnung KÖ der Fußraumklappen für ein Fahrzeug, dessen Verdecks offen ist (z. B. offenes Cabrio). Die prozentuale Öffnung KÖ der Fußraumklappen ist von einer Stellgröße Y in % abhängig. Die Ermittlung der Stellgröße Y ergibt sich aus der 1. Aus der 2 ist ersichtlich, dass bei einem Fahrzeug mit offenem Verdeck im Vergleich zum geschlossenen Verdeck die Fußraumklappen der Luftverteilungsvorrichtung zumindest für vorgegebene Stellgrößen Y stärker geschlossen werden, d. h. die Kennlinie C liegt unterhalb der Kennlinie L. Die vorgegebenen Stellgrößen, bei denen die Fußraumklappen bei offenem Verdeck wesentlich stärker geschlossen werden, als bei offenem Verdeck liegen in einem Bereich von Y > 0.
Die Kennlinie L zeigt, dass bei einem geschlossenen Verdeck bei einer Stellgröße Y, die im negativen Bereich liegt, die prozentuale Öffnung KÖ der Fußraumklappen in einem Bereich von 20% bis 25% liegt. Steigt die Stellgröße Y über Null, öffnen sich die Fußraumklappen sehr schnell weiter, bis sie bei einer Stellgröße Y von ca. 60% maximal geöffnet sind. Die Kennlinie C zeigt, dass bei einem offenen Verdeck bei einer Stellgröße Y, die im negativen Bereich liegt, die prozentuale Öffnung KÖ der Fußraumklappen in einem Bereich von 10% bis 15% liegt; die prozentuale Öffnung KÖ ist im Vergleich zur Kennlinie L etwa um 10% geringer. Steigt die Stellgröße Y über Null, öffnen sich die Fußraumklappen zwar weiter, allerdings viel langsamer als bei einem geschlossenen Verdeck. Bei einer Stellgröße Y von ca. 300% werden die Fußraumklappen erst maximal geöffnet.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Cabrios, wobei die Heiz-Klimaanlage eine Luftverteilungsvorrichtung mit Entfrostungsklappen und/oder Belüftungsklappen und/oder Fußraumklappen und/oder Frischluft/Umluftklappen zur Steuerung der Luftverteilung umfasst und wobei ein geöffneter oder geschlossener Zustand des Verdecks erfasst wird und die Heiz-Klimaanlage abhängig vom Zustand des Verdecks gesteuert wird, wobei zumindest eine der Klappen der Luftverteilungsvorrichtung bei gleichen Einstellungen der Bedienelemente der Heiz-Klimaanlage durch den Fahrzeuginsassen abhängig vom Zustand des Verdecks unterschiedlich gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim geöffneten Zustand des Verdecks (C) im Vergleich zum geschlossenen Zustand des Verdecks (L) die Fußraumklappen der Luftverteilungsvorrichtung zumindest für vorgegebene Stellgrößen (Y) stärker geschlossen werden.
Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Cabrios, wobei die Heiz- Klimaanlage eine Luftverteilungsvorrichtung mit Entfrostungsklappen und/oder Belüftungsklappen und/oder Fußraumklappen und/oder Frischluft/Umluftklappen zur Steuerung der Luftverteilung umfasst und wobei ein geöffneter oder geschlossener Zustand des Verdecks erfasst wird und die Heiz-Klimaanlage abhängig vom Zustand des Verdecks gesteuert wird, wobei zumindest eine der Klappen der Luftverteilungsvorrichtung bei gleichen Einstellungen der Bedienelemente der Heiz-Klimaanlage durch den Fahrzeuginsassen abhängig vom Zustand des Verdecks unterschiedlich gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet dass beim geöffneten Zustand des Verdecks die über den Fußraumklappen angeordneten Belüftungsklappen der Luftverteilungsvorrichtung zum Versorgen der Fahrzeuginsassen mit geeigneter Luftzufuhr im oberen Bereich des Fahrzeugs maximal geöffnet werden.
Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Cabrios, wobei die Heiz-Klimaanlage eine Luftverteilungsvorrichtung mit Entfrostungsklappen und/oder Belüftungsklappen und/oder Fußraumklappen und/oder Frischluft/Umluftklappen zur Steuerung der Luftverteilung umfasst und wobei ein geöffneter oder geschlossener Zustand des Verdecks erfasst wird und die Heiz-Klimaanlage abhängig vom Zustand des Verdecks gesteuert wird, wobei zumindest eine der Klappen der Luftverteilungsvorrichtung bei gleichen Einstellungen der Bedienelemente der Heiz-Klimaanlage durch den Fahrzeuginsassen abhängig vom Zustand des Verdecks unterschiedlich gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim geöffneten Zustand des Verdecks die Entfrostungsklappen der Luftverteilungsvorrichtung geschlossen werden.
Verfahren zur Steuerung einer automatischen Heiz-Klimaanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Cabrios, wobei die Heiz- Klimaanlage eine Luftverteilungsvorrichtung mit Entfrostungsklappen und/oder Belüftungsklappen und/oder Fußraumklappen und/oder Frischluft/Umluftklappen zur Steuerung der Luftverteilung umfasst und wobei ein geöffneter oder geschlossener Zustand des Verdecks erfasst wird und die Heiz-Klimaanlage abhängig vom Zustand des Verdecks gesteuert wird, wobei zumindest eine der Klappen der Luftverteilungsvorrichtung bei gleichen Einstellungen der Bedienelemente der Heiz-Klimaanlage durch den Fahrzeuginsassen abhängig vom Zustand des Verdecks unterschiedlich gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim geöffneten Zustand des Verdecks die Frischluft/Umluftklappen der Luftverteilungsvorrichtung auf maximale Frischluftzufuhr gestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Erfassung des Zustands des Verdecks die Position der Fensterscheiben und/oder eines Windschotts des Fahrzeugs erfasst wird und die Klappen der Luftverteilungsvorrichtung abhängig von der Position der Fensterscheiben und/oder des Windschotts gesteuert werden.