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WO2014128296A1 - Verfahren zur steuerung einer heiz-klimaanlage in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer heiz-klimaanlage in einem kraftfahrzeug Download PDF

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Publication number
WO2014128296A1
WO2014128296A1 PCT/EP2014/053530 EP2014053530W WO2014128296A1 WO 2014128296 A1 WO2014128296 A1 WO 2014128296A1 EP 2014053530 W EP2014053530 W EP 2014053530W WO 2014128296 A1 WO2014128296 A1 WO 2014128296A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
heating
determined
fresh air
flap
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/053530
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Herbolzheimer
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2014128296A1 publication Critical patent/WO2014128296A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/00785—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models by the detection of humidity or frost
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • 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
    • B60H1/00835—Damper doors, e.g. position control
    • B60H1/00849—Damper doors, e.g. position control for selectively commanding the induction of outside or inside air

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a heating air conditioning system in a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • heating is predominantly due to the fact that, in heating mode, the panes are generally cold and condensation of air moisture on the panes occurs as soon as the humidity in the vehicle is so high that the dew point of the air is in the range of the pan temperature lies.
  • a method for controlling ventilation elements for adjusting a recirculated air and a fresh air content in the vehicle in dependence on the humidity in the vehicle interior is already known.
  • the air guide element is controlled in dependence on the humidity in the vehicle interior such that under the condition that the interior humidity does not exceed a maximum humidity value, the fresh air content is increased only gradually with high pollution. If only little or no pollutant load is detected, the air guide element is controlled such that a constant desired humidity value is achieved in the vehicle interior.
  • DE 10 2011 018 402 A1 discloses a method for controlling a heating and ventilation device in a vehicle, wherein the Scheibenbeschlagtne Trent is detected and then a proportion of recirculated air and a heating power of the disc are set such that the total energy consumption is minimized.
  • this takes place in such a way that when the disc fitting inclination is detected, first the heating power of the disc is increased up to a maximum value, and only then - if necessary - the proportion of recirculated air is lowered.
  • the object of the invention is now to provide a method for controlling a heating air conditioning system to avoid window fogging, which is simple to implement and energy efficient
  • the basic idea of the invention is that the fresh air portion and recirculated air portion of the air sucked by the heating air conditioning means of the fresh air damper and recirculation damper on the basis of the risk of fog is to be controlled so that at low risk of fog the highest possible proportion of recirculated air, and at high fogging a low recirculation rate is set.
  • This is achieved by controlling the fresh air flap and the recirculated air flap respectively (separately) depending on the risk of fogging, ie. H. It is provided for the fresh air flow, as well as for the recirculating air flow own flap, which can be controlled individually depending on the fitting risk.
  • the method according to the invention for controlling a heating air conditioning system in a motor vehicle during a heating operation of the heating air conditioning system is configured such that at least in heating mode a fitting action value correlating with the fitting condition is determined and depending on the determined fitting action value the fresh air and recirculated air proportion (resp the fresh air flow and circulating air flow) is set by a control both a fresh air damper, so also a recirculation damper of the heating air conditioning.
  • the fresh air and recirculated air is adjusted by a ng a fresh air damper and a recirculation damper of the heating air conditioning in dependence on the determined fitting measure such that with increasing fitting measure the fresh air content tends to increase by a control of the fresh air damper in the direction of opening and / or the recirculated air through a control of the recirculation damper in the direction of closing tends to be reduced. It is also conceivable that the fresh air portion tends to close by an activation of the recirculation damper in the direction and / or the recirculated air portion is increased by a control of the fresh air damper toward opening, since the respective proportion by influencing both the fresh air flow, and the recirculation air flow changes.
  • the fresh air and recirculating air damper are each set on their own characteristics in dependence on the determined fitting action value, d. H. If a change in the fresh air and recirculated air proportion is requested due to a changed fitting action value, the fresh air flap is activated in accordance with a stored first characteristic curve and the recirculation air flap corresponds to a stored second characteristic curve.
  • the control of the fresh air damper and the recirculation damper by means of a common kinematics, d. H. For example, only one motor is used for both valves.
  • the recirculation damper advantageously becomes maximum open so far that a predetermined temperature setpoint is not exceeded on the ventilation flap of the heating air conditioning system, through which the air flow reaches the vehicle interior.
  • This maximum value can be fixed or depending on various parameters such as, for example, the target temperature for the vehicle interior and the current temperature in the vehicle interior can be variably specified.
  • the method can be developed such that first, depending on predetermined parameters, a maximum allowable recirculation damper opening and / or minimum fresh air damper opening, which may be controlled maximally and / or minimally, that a predetermined temperature setpoint at the ventilation flaps the heating air conditioning is not exceeded, and depending on the fitting action value a maximum allowed
  • Recirculation damper opening and / or minimum fresh air flap opening which may be controlled maximally and / or minimally that no fogging on the discs occurs, are determined. Subsequently, the recirculation damper is set to the lower of the two determined recirculation damper openings and / or the fresh air damper to the higher of the two determined fresh air damper openings.
  • the fitting action value which correlates with the risk of fogging or with the extent of the fitting on the panes, in particular on the windshield
  • various methods of determination can be used. As already mentioned, misting occurs on the panes when the panes are cold and condensation of humidity occurs due to the heated air (which can store a lot of moisture). The condensation occurs when the humidity is so high that the dew point of the air is in the range of the disk temperature. This can occur quickly, especially in heating mode with several vehicle occupants.
  • the counterfeiting value can, for example, be determined as a function of the difference between a determined slice temperature. temperature and a determined dew point of the air are determined, wherein the dew point of the air is in turn determined as a function of a determined relative air humidity and a reference temperature determined from the wheel temperature and the interior temperature.
  • the relative humidity determined for example, by means of a sensor is set in relation to the reference temperature determined from the determined air humidity and the wheel temperature and the air dew point calculated therefrom.
  • the difference between the sensor is decisive for the danger of fogging ) Disc temperature and the dew point of the air. From the thus determined danger of fogging then the Beschlag deviswert is derived.
  • FIG. 1 is a simplified exemplary flow chart illustrating the method according to the invention for controlling a heating air conditioning system in a vehicle during a heating operation
  • FIG. 3 is a first characteristic curve for illustrating the relationship between the determined fitting action value and the minimum fresh-air flap opening
  • FIG. 4 shows a second characteristic curve for illustrating the relationship between the determined fitting action value and the maximum recirculating-air flap opening.
  • the flowchart shown in Fig. 1 for illustrating an advantageous embodiment for controlling a heating air conditioning in a vehicle in the heating mode starts in step 10 as soon as it is detected that a heating operation is requested or the heating air conditioning is in heating mode. If a heating operation is requested or detected, the next step is 20 first the recirculation damper fully open, ie the recirculation damper opening is 100%, and the fresh air damper fully closed, ie the fresh air damper opening is 0%. (Respectively or alternatively, in the so-called partial fresh air mode TFL is started (eg with 100% recirculated air and 20% fresh air), so that a sufficient supply of fresh air is ensured in the interior.
  • TFL partial fresh air mode
  • a fitting action value BMW is determined in the next step 30.
  • a maximum permissible recirculated-air flap opening ULmaxT due to the temperature control and a corresponding minimum permissible fresh-air flap opening FLminT are determined.
  • a maximum recirculated-air flap opening ULmaxBMW permitted on the basis of the fitting action value BMW and a fresh-air flap opening FLminBMW minimally permitted on the basis of the fitting action value BMW are determined.
  • the recirculation damper ULK is now in the next step 50 to the smaller of the two determined recirculation damper openings ULmaxT and ULmaxBMW is set, ie the minimum of the two is selected, and the recirculation flap ULK is activated accordingly.
  • the fresh air flap FLK on the larger the Both determine fresh air flap openings FLminT and FLminBMW set, ie it is the maximum of the two selected, and the fresh air flap FLK controlled accordingly.
  • step 60 it is checked in the next step 60 whether the heating operation is still active. If it has been deactivated, this routine is ended and returned to the regular climate control. If the heating mode is still active, the procedure returns to step 30 and the determination of the BMW hardware value as well as the respective air damper openings
  • FIG. 2 now shows a simplified representation of how the fitting action value BMW is determined.
  • the prerequisite here is that in the vehicle, a fog sensor is arranged, which measures the disk temperature TS and the relative humidity ⁇ in the vehicle.
  • a sensor for determining the vehicle interior temperature T 1 is arranged in the vehicle, or this vehicle interior temperature is determined in another way (for example by a model).
  • a reference temperature TRef is first determined.
  • the measured relative humidity ⁇ is then set in relation to this reference temperature TRef and from this the so-called dew point TTP of the air is calculated.
  • Decisive for the risk of fogging is now the difference between the measured wheel temperature TS and precisely this dew point TTP of the air, ie by evaluating the two values TTP and TS, one obtains a value BS which represents the extent of the wheel fitting.
  • the fitting action value BMW is determined, by means of which the flap opening angle for the recirculating air flap and fresh air flap in relation to the fitting action value can then be determined.
  • FIGS. 3 and 4 each show a characteristic curve for illustrating the relationship between the determined fitting action value BMW and the flap opening for the fresh air flap and recirculation flap derived therefrom.
  • Fig. 3 shows by the characteristic curve 1 the concrete relationship between the determined fitting action value BMW in% and a minimum fresh air flap opening FLminBMW to be controlled on the basis of the fitting action value BMW, wherein at 0% the fresh air flap is completely closed, and fully opened at 100%.
  • FIG. 4 shows by characteristic curve 2 the concrete relationship between ascertained fitting action value BMW in% and a maximum circulating air flap opening ULmaxBMW to be controlled on the basis of fitting value BMW in%, whereby at 0% the recirculating air flap is completely closed, and fully opened at 100%.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Heiz-Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug während eines Heizbetriebs (HB) der Heiz-Klimaanlage, wobei zur Beschlagsvermeidung der Umluftanteil und/oder Frischluftanteil unter Berücksichtigung einer Beschlagsneigung eingestellt wird. Erfindungsgemäß wird im Heizbetrieb ein mit der Beschlagsgefahr korrelierender Beschlagmaßnahmenwert (BMW) ermittelt und in Abhängigkeit vom ermittelten Beschlagmaßnahmenwert der Frischluft- und Umiuftanteil durch eine Ansteuerung einer Frischluftklappe (FLK) und einer Umluftklappe (ULK) der Heiz-Klimaanlage eingestellt.

Description

Verfahren zur Steuerung einer Heiz-Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Heiz- Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derzeit ist es bei den meisten Fahrzeug-Heiz-Klimaanlagen üblich, im Kühlbetrieb die Heiz-Klimaanlage im Umluftbetrieb (also mit 100% Umluft) oder Teilfrischluftbetrieb mit einem vorgegebenen Frischluftanteil von ca. 20%- 30% zu betreiben, so dass die angesaugte und zu temperierende Luft, die dann in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, vollständig oder zum großen Teil aus dem Innenraum des Fahrzeugs angesaugt wird. Dadurch kann eine wesentlich effizientere Ab kühlle istung erzielt werden, da nicht immer die meist wesentlich höher temperierte und häufig feuchtere Frischluft abgekühlt und entfeuchtet werden muss, sondern auf die bereits vortemperierte, abgekühlte Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zurückgegriffen wird. Somit kann der Energieverbrauch während eines Kühlbetriebs mit Umluft wesentlich geringer gehalten werden, als bei reinem Frischluftbetrieb.
Zwar wäre im Heizbetrieb der Heiz-Klimaanlage ein Umluftbetrieb bzw. Teilfrischluftbetrieb mit geringem Frischluftanteil energetisch gesehen ebenfalls sinnvoll, allerdings ist das aufgrund einer größeren Gefahr hinsichtlich der Entstehung von Scheibenbeschlag im höchsten Maße kritisch. Der Schei- benbeschlag im Heizbetrieb entsteht bei vorrangigem Umluftbetrieb deshalb, weil im Heizbetrieb die Scheiben in der Regel kalt sind und es dann zu einer Kondensation von Luftfeuchte an den Scheiben kommt, sobald die Luftfeuchte im Fahrzeug so hoch ist, dass der Taupunkt der Luft im Bereich der Scheibentemperatur liegt.
Aus der DE 196 37 232 A1 ist bereits ein Verfahren zur Steuerung von Lüftungselementen zum Einstellen eines Umluft- und eines Frischluftanteils im Fahrzeug in Abhängigkeit von der Feuchte im Fahrzeuginnenraum bekannt. Insbesondere wird hier das Luftführungselement in Abhängigkeit von der Feuchte im Fahrzeuginnenraumm derart angesteuert, dass unter der Voraussetzung, dass die Innenraumfeuchte keinen maximalen Feuchtewert überschreitet, der Frischluftanteil bei hoher Schadstoffbelastung erst nach und nach erhöht wird. Wird nur eine geringe oder keine Schadstoffbelastung erkannt, wird das Luftführungselement derart angesteuert, dass ein konstanter Feuchtesollwert im Fahrzeuginnenraum erzielt wird.
Schließlich ist aus der DE 10 2011 018 402 A1 ein Verfahren zur Steuerung einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung in einem Fahrzeug bekannt, wobei die Scheibenbeschlagsneigung erfasst wird und dann ein Umluftanteil und eine Heizleistung der Scheibe derart eingestellt werden, dass der Gesamtenergieaufwand minimiert wird. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt dies derart, dass bei erkannter Scheibenbeschlagsneigung zunächst die Heizleistung der Scheibe bis zu einem Maximalwert erhöht wird und erst dann - falls erforderlich - der Umluftanteil gesenkt wird.
Ein weiteres Problem beim Heizen im Umluftbetrieb ist darin zu sehen, dass dadurch der Fall eintreten kann, dass die an den Belüftungsauslässen austretende Luft schnell den Temperatursollwert überschreitet und dann automatisch der Heizbetrieb beendet, und in den Kühlbetrieb gewechselt werden würde. Dieses Problem wird bei keinem der genannten Verfahren berücksichtigt.
Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Verfahren zur Steuerung einer Heiz- Klimaanlage zur Vermeidung von Scheibenbeschlag bereitzustellen, welches einfach in der Umsetzung und energieeffizient ist
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Grundgedanke der Erfindung ist, dass der Frischluftanteil und Umluftanteil der von der Heiz-Klimaanlage angesaugten Luft mittels der Frischluftklappe und Umluftklappe anhand der Beschlagsgefahr so zu steuern ist, dass bei geringerer Beschlagsgefahr ein möglichst hoher Umluftanteil, und bei hoher Beschlagsgefahr ein niedriger Umluftanteil eingestellt wird. Dies wird erreicht, indem die Frischluftklappe und Umluftklappe jeweils (separat) in Abhängigkeit von der Beschlagsgefahr entsprechend angesteuert werden, d. h. es ist sowohl für den Frischluftstrom, als auch für den Umluftstrom eine eigne Klappe vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Beschlagsgefahr individuell ansteuerbar sind.
Darauf basierend ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Heiz-Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug während eines Heizbetriebs der Heiz-Klimaanlage derart ausgestaltet, dass zumindest im Heizbetrieb ein mit der Beschlagsgelahr korrelierender Beschlagmaßnahmenwert ermittelt wird und in Abhängigkeit vom ermittelten Beschlagmaßnahmenwert der Frischluft- und Umluftanteil (bzw. der Frischluftstrom und Umluftstrom) durch eine An- steuerung sowohl einer Frischluftklappe, also auch einer Umluftklappe der Heiz-Klimaanlage eingestellt wird. Vorteilhafterweise wird der Frischluft- und Umluftanteil durch eine Ansteuern ng einer Frischluftklappe und einer Umluftklappe der Heiz-Klimaanlage in Abhängigkeit vom ermittelten Beschlagmaßnahmenwert derart eingestellt, dass mit steigendem Beschlagmaßnahmenwert der Frischluftanteil durch eine Ansteuerung der Frischluftklappe in Richtung Offnen tendenziell erhöht und/oder der Umluftanteil durch eine Ansteuerung der Umluftklappe in Richtung Schließen tendenziell reduziert wird. Ebenso ist denkbar, dass der Frischluftanteil durch eine Ansteuerung der Umluftklappe in Richtung schließen tendenziell erhöht und/oder der Umluftanteil durch eine Ansteuerung der Frischluftklappe in Richtung Offnen tendenziell erhöht wird, da sich der jeweilige Anteil durch eine Beeinflussung sowohl des Frischluftstroms, als auch des Umluftstroms ändert.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Frischluft- und Umluftklappe jeweils über eigene Kennlinien in Abhängigkeit vom ermittelten Beschlagmaßnahmenwert eingestellt, d. h. wird aufgrund eines geänderten Beschlagmaßnahmenwertes eine Änderung des Frischluft- und Umluftanteils angefordert, wird die Frischluftklappe entsprechend einer hinterlegten ersten Kennlinie angesteuert und die Umluftklappe entsprechen einer hinterlegten zweiten Kennlinie. Idealerweise erfolgt die Ansteuerung der Frischluftklappe und der Umluftklappe mittels einer gemeinsamen Kinematik, d. h. es wird bspw. nur ein Motor für beide Klappen verwendet.
Um zu verhindern, dass die Heizfunktion im vorrangigen Umluftbetrieb deaktiviert werden muss, was bspw. der Fall wäre, wenn die an den Belüftungsauslässen ausströmende Luft einen vorgegebenen Temperatursollwert überschreitet (dies würde nämlich dann eine Aktivierung der Kühlfunktion nach sich ziehen), wird vorteilhafterweise die Umluftklappe maximal soweit geöffnet, dass ein vorgegebener Temperatursollwert an den Belüftungsklappe der Heiz-Klimaanlage, durch die der Luftstrom in den Fahrzeuginnenraum gelangt, nicht überschritten wird. Dieser Maximalwert kann fest vorgegeben oder in Abhängigkeit verschiedener Parameter wie bspw. der Solltemperatur für den Fahrzeuginnenraum und der aktuellen Temperatur im Fahrzeuginnenraum variabel vorgegeben werden.
Unter Berücksichtigung oben genannter Problematik, kann das Verfahren derart weitergebildet werden, dass zunächst in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern eine maximal erlaubte Umluftklappenöffnung und/oder minimale Frisch luftklappenöffnung, die maximal und/oder minimal angesteuert werden darf, dass ein vorgegebener Temperatursollwert an den Be- lüftungsklappen der Heiz-Klimaanlage nicht überschritten wird, und in Abhängigkeit vom Beschlagmaßnahmenwert eine maximal erlaubte
Umluftklappenöffnung und/oder minimale Frischluftklappenöffnung, die maximal und/oder minimal angesteuert werden darf, dass kein Beschlag an den Scheiben auftritt, ermittelt werden. Anschließend wird die Umluftklappe auf die niedrigeren der beiden ermittelten Umluftklappenöffnungen und/oder die Frischluftklappe auf die höheren der beiden ermittelten Frischluftklappenöffnungen eingestellt.
Zur Ermittlung des Beschlagmaßnahmenwertes, welcher mit der Beschlagsgefahr bzw. mit dem Ausmaß des Beschlags an den Scheiben, insbesondere an der Frontscheibe, korreliert, können verschiedene Ermittlungsmethoden herangezogen werden. Wie bereits eingangs erwähnt, tritt an den Scheiben ein Beschlag auf, wenn die Scheiben kalt sind und es aufgrund der erwärmten Luft (welche viel Feuchtigkeit speichern kann) zur Kondensation von Luftfeuchte kommt. Die Kondensation tritt dann ein, wenn die Luftfeuchtigkeit so hoch ist, dass der Taupunkt der Luft im Bereich der Scheibentemperatur liegt. Dieser kann insbesondere im Heizbetrieb bei mehreren Fahrzeuginsassen schnell eintreten.
Auf Grundlage dieser Erkenntnis kann der Beschlagmaßnahmenwert bspw. in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer ermittelten Scheibentempe- ratur und einem ermittelten Taupunkt der Luft ermittelt werden, wobei der Taupunkt der Luft wiederum in Abhängigkeit einer ermittelten relativen Luftfeuchte und einer aus Scheibentemperatur und Innenraumtemperatur ermittelten Referenztemperatur ermittelt wird. Im Detail wird die bspw. mittels eines Sensors ermittelbare relative Luftfeuchte im Bezug zu der aus der ermittelten Luftfeuchte und der Scheibentemperatur ermittelten Referenztemperatur gesetzt und daraus der Taupunkt der Luft berechnet Maßgeblich für die Beschlagsgefahr ist nun die Differenz zwischen der (bspw. mittels eines Sensors gemessenen) Scheibentemperatur und dem Taupunkt der Luft. Aus der so ermittelten Beschlagsgefahr wird dann der Beschlagmaßnahmenwert abgeleitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein vereinfachtes beispielhaftes Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Heiz-Klimaanlage in einem Fahrzeug während eines Heizbetrieb,
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung zur Ermittlung eines Beschlagmaßnahmenwertes,
Fig. 3 ein erste Kennlinie zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen ermitteltem Beschlagmaßnahmenwert und der minimalen Frischluftklappenöffnung, und
Fig. 4 eine zweite Kennlinie zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen ermitteltem Beschlagmaßnahmenwert und der maximalen Umluftklappenöffnung.
Das in Fig. 1 dargestellte Ablaufdiagramm zur Darstellung einer vorteilhaften Ausgestaltung zur Steuerung einer Heiz-Klimaanlage in einem Fahrzeug im Heizbetrieb startet in Schritt 10 sobald erkannt wird, dass ein Heizbetrieb angefordert wird bzw. sich die Heiz-Klimaanlage im Heizbetrieb befindet. Wird ein Heizbetrieb angefordert bzw. festgestellt, wird im nächsten Schritt 20 zunächst die Umluftklappe vollständig geöffnet, d. h. die Umluftklappenöffnung beträgt 100%, und die Frischluftklappe vollständig geschlossen, d. h. die Frischluftklappenöffnung beträgt 0%. (Beziehungsweise bzw. alternativ wird im sog. Teilfrischluftbetrieb TFL gestartet (z. B. mit 100% Umluft und 20% Frischluft), so dass eine ausreichende Frischluftzufuhr in den Innenraum gewährleistet ist.
Um zu verhindern, dass sich aufgrund des reinen Umluftbetriebs ein Beschlag an den Scheiben bildet, wird im nächsten Schritt 30 ein Beschlagmaßnahmenwert BMW ermittelt. Gleichzeitig wird eine aufgrund der Temperaturregelung maximal erlaubte Umluftklappenöffnung ULmaxT und eine entsprechende minimal erlaubte Frischluftklappenöffnung FLminT ermittelt. Diese beiden Werte ULmaxT und FLminT dürfen während des gesamten Heizbetriebs nicht über- bzw. unterschritten werden, da ansonsten der Fall eintreten könnte, dass die an den Belüftungskiappen austretende Luft bereits einen vorgegebenen Temperatursoliwert überschreitet und deshalb in den Kühlbetrieb geschaltet werden würde, obwohl dies nicht gewünscht ist.
Anschließend wird im nächsten Schritt 40 - bspw. mittels entsprechender Kennlinien, die später in Fig. 3 und 4 näher erläutert werden - eine aufgrund des Beschlagmaßnahmenwertes BMW maximal erlaubte Umluftklappenöff- nung ULmaxBMW und eine aufgrund des Beschlagmaßnahmenwertes BMW minimal erlaubte Frischluftklappenöffnung FLminBMW ermittelt.
Um nun sicherstellen zu können, dass die Heiz-Klimaanlage einerseits sehr energieeffizient betrieben wird, gleichzeitig aber auch verhindert wird, dass nicht ungewollt in den Kühlbetrieb gewechselt wird, wird nun im nächsten Schritt 50 die Umluftklappe ULK auf die kleinere der beiden ermittelten Umluftklappenöffnungen ULmaxT und ULmaxBMW eingestellt d. h. es wird das Minimum der beiden ausgewählt, und die Umluftklappe ULK entsprechend angesteuert. Analog wird die Frischluftklappe FLK auf den größeren die beiden ermitteln Frisch luftklappenöffnungen FLminT und FLminBMW eingestellt, d. h. es wird das Maximum der beiden ausgewählt, und die Frischluftklappe FLK entsprechend angesteuert.
Anschließend wird im nächsten Schritt 60 überprüft, ob der Heizbetrieb weiterhin aktiv ist. Falls er deaktiviert wurde, wird diese Routine beendet und in die reguläre Klimareglung zurückgesprungen. Ist der Heizbetrieb weiterhin aktiv, wird zu Schritt 30 zurückgegangen und die Ermittlung des Beschlagmaßnahmenwertes BMW sowie der jeweiligen Luftklappenöffnungen
ULmaxBMW, ULmaxT, FLminBMW und FLminT wird erneute durchgeführt.
Die Fig. 2 zeigt nun eine vereinfachte Darstellung, wie der Beschlagmaßnahmenwert BMW ermittelt wird. Voraussetzung ist hierbei, dass im Fahrzeug ein Beschlagsensor angeordnet ist, der die Scheibentemperatur TS und die relative Feuchte φ im Fahrzeug misst. Weiter ist im Fahrzeug ein Sensor zur Ermittlung der Fahrzeuginnenraumtemperatur Tl angeordnet bzw. diese Fahrzeuginnentemperatur wird anderweitig (z.B. durch ein Modell) ermittelt.
Aus der Innenraumtemperatur Tl und der gemessenen Scheibentemperatur TS wird nun zunächst eine Referenztemperatur TRef ermittelt. Die gemessene relative Feuchte φ wird anschließend in Bezug zu dieser Referenztemperatur TRef gesetzt und daraus der sog. Taupunkt TTP der Luft berechnet. Maßgeblich für die Beschlagsgefahr ist nun die Differenz zwischen der gemessenen Scheibentemperatur TS und eben diesem Taupunkt TTP der Luft, d. h. durch Auswertung der beiden Werte TTP und TS erhält man einen Wert BS der das Ausmaß des Scheibenbeschlags wiedergibt. In Abhängigkeit des ermittelten Wertes BS für das Ausmaß des Scheibenbeschlags wird unter Berücksichtigung weiterer, hier nicht dargestellter Parameter der Beschlagmaßnahmenwert BMW ermittelt, anhand dessen dann der Klappenöffnungswinkel für die Umluftklappe und Frischluftklappe im Bezug zum Beschlagmaßnahmenwert ermittelbar ist. Abschließend sind nun in den Fig. 3 und 4 jeweils eine Kennlinie zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen ermitteltem Beschlagmaßnahmenwert BMW und der daraus abgeleiteten Klappenöffnung für die Frischluftklappe und Umluftklappe dargestellt. Im Detail zeigt Fig. 3 durch die Kennlinie 1 den konkreten Zusammenhang zwischen ermitteltem Beschlagmaßnahmenwert BMW in % und einer aufgrund des Beschlagmaßnahmenwertes BMW anzusteuernden minimalen Frisch luftklappenöffnung FLminBMW in %, wobei bei 0% die Frischluftklappe vollständig geschlossen, und bei 100% vollständig geöffnet ist. Analog dazu zeigt Fig. 4 durch die Kennlinie 2 den konkreten Zusammenhang zwischen ermitteltem Beschlagmaßnahmenwert BMW in % und einer aufgrund des Beschlagmaßnahmenwertes BMW anzusteuernden maximalen Umluftklappenöffnung ULmaxBMW in %, wobei bei 0% die Umluftklappe vollständig geschlossen, und bei 100% vollständig geöffnet ist.
Durch das hier dargestellte Verfahren kann auf eine einfache Steuerung der Heiz-Klimaanlage ein sehr energieeffizienter Heizbetrieb mit vorrangigem Umluftbetrieb ermöglicht werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung einer Heiz-Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug während eines Heizbetriebs der Heiz-Klimaanlage, wobei zur Beschlagsvermeidung der Umluftanteil und/oder Frischluftanteil unter Berücksichtigung einer Beschlagsneigung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Heizbetrieb (HB) ein mit der Beschlagsgefahr korrelierender Beschlagmaßnahmenwert (BMW) ermittelt wird und in Abhängigkeit vom ermittelten Beschlagmaßnahmenwert (BMW) der Frischluft- und Umluftanteil durch eine An- steuerung einer Frischluftklappe (FLK) und einer Umluftklappe (ULK) der Heiz-Klimaanlage eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluft- und Umluftanteil durch eine Ansteuerung einer Frischluftklappe (FLK) und einer Umluftklappe (ULK) der Heiz- Klimaanlage derart eingestellt wird, dass mit steigendem Beschlagmaßnahmenwert (BMW) der Frischluftanteil durch eine Ansteuerung der Frischluftklappe (FLK) in Richtung Öffnen tendenziell erhöht und/oder der Umluftanteil durch eine Ansteuerung der Umluftklappe (ULK) in Richtung Schließen tendenziell reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluft- und Umluftklappe (FLK, ULK) jeweils über eigene Kennlinien (1 , 2) in Abhängigkeit vom ermittelten Beschlagmaßnahmenwert (BMW) eingestellt werden. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluftklappe (FLK) und die Umluftklappe (ULK) mittels einer Kinematik für beide Klappen eingestellt werden. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umluftklappe (ULK) maximal soweit geöffnet wird, dass ein vorgegebener Temperatursollwert an den Be- lüftungsklappe der Heiz-Klimaanlage, durch die der Luftstrom in den Fahrzeuginnenraum gelangt, nicht überschritten wird. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern eine maximal erlaubte Umluftklappenöffnung (ULmaxT) und/oder minimale Frischluftklappenöffnung (FLminT), die maximal und/oder minimal angesteuert werden darf, dass ein vorgegebener Temperatursollwert an den Belüftungskiappen der Heiz- Klimaanlage nicht überschritten wird, ermittelt werden, und dass in Abhängigkeit vom Beschlagmaßnahmenwert (BMW) eine maximal erlaubte Umluftklappenöffnung (ULmaxBMW) und/oder minimale Frischluftklappenöffnung (FLminBMW), die maximal und/oder minimal angesteuert werden darf, dass kein Beschlag an den Scheiben auftritt, ermittelt werden, und dass die Umluftklappe (ULK) auf die niedrigeren der beiden ermittelten Umluftklappenöffnung (ULmaxT, ULmaxBMW) eingestellt wird und/oder dass die Frischluftklappe (FLK) auf die höheren der beiden ermittelten Frischluftklappenöffnungen (FLminT, FLminBMW) eingestellt wird. Verfahren nach einem der vorgegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschlagmaßnahmenwert(BMW) in Ab- hängigkeit von der Differenz zwischen einer ermittelten Scheibentemperatur (TS) und einem ermittelten Taupunkt (TTP) der Luft ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Taupunkt (TTP) der Luft in Abhängigkeit einer ermittelten relativen Luftfeuchte (φ) und einer aus Scheibentemperatur (TS) und Innenraumtemperatur (Tl) ermittelten Referenztemperatur (TRef) ermittelt wird.
PCT/EP2014/053530 2013-02-25 2014-02-24 Verfahren zur steuerung einer heiz-klimaanlage in einem kraftfahrzeug WO2014128296A1 (de)

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DE102013203049.5A DE102013203049B4 (de) 2013-02-25 2013-02-25 Verfahren zur Steuerung einer Heiz-Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug
DE102013203049.5 2013-02-25

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