DE19731071A1 - Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Anlage zur Temperierung des Fahrgastinnenraumes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit ei­ ner Brennkraftmaschine und mit einer Anlage zur Temperie­ rung des Fahrzeuginnenraumes, wobei auch bei abgestellter Brennkraftmaschine eine Aufheizung des Fahrzeuginnenrau­ mes bei Nutzung von Restwärme möglich ist.

Restwärme kann sowohl von einem erwärmten Wärmetauscher als auch zusätzlich von der Brennkraftmaschine dem Fahr­ zeuginnenraum zugeführt werden, wobei die Restwärme des Kühlmittels der Brennkraftmaschine nur nutzbar ist, wenn eine elektrische Kühlmittel-Umwälzpumpe vorgesehen wird, die das Kühlmittel bei abgestellter Brennkraftmaschine durch den Wärmetauscher pumpt.

Derartige Kraftfahrzeuge sind aus der DE-A-28 48 417 und aus der Praxis (BMW 5er Reihe; Mercedes-Benz E-Klasse)be­ kannt. Von besonderem Vorteil ist, daß es auch bei abge­ stelltem Motor möglich ist, den Fahrzeuginnenraum noch eine Zeitlang warmzuhalten. Der Komfort für im Fahrzeug wartende Insassen ist im Winter deutlich gegenüber Fahr­ zeugen ohne diese Ausstattung verbessert.

Als Alternativlösung sind Zuheiz- oder Standheizgeräte bekannt, die ihre Energie aus mitgeführtem Kraftstoff be­ ziehen, jedoch relativ hohe Anschaffungskosten verursa­ chen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Insassenkomfort noch weiter zu verbessern und mit einfachen Mitteln ein Kraft­ fahrzeug zu schaffen, das bei minimalem Bedienaufwand auch im abgestellten Zustand einen wohltemperierten In­ nenraum bietet.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich das erfindungsge­ mäße Kraftfahrzeug durch alle im Patentanspruch 1 angege­ benen Merkmale aus. Einzelheiten ergeben sich aus den Pa­ tentansprüchen 2 bis 5.

Ist das Kraftfahrzeug mit einer automatisch und/oder ma­ nuell gesteuerten Heizungs-/Klimaanlage ausgestattet, ist einerseits zumindest ein Wärmetauscher zur Lufterwärmung vorgesehen und andererseits zumindest ein Kondensator im Kraftfahrzeug angeordnet, der Luft abkühlt, trocknet und auch reinigt. Es hängt von der Einstellung der Anlage ab, wieviel Luft über den Wärmetauscher und/oder den Konden­ sator in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird. Es wird vorgeschlagen, ein Stellelement im Fahrzeuginnenraum vor­ zusehen, bei dessen Betätigung eine selbsttätige opti­ mierte Zuführung entweder von Restwärme des Wärmetau­ schers oder von Restkälteleistung des Kondensators in den Fahrzeuginnenraum erfolgt. Dabei wird von der letzten Einstellung der Anlage vor dem Abstellen der Brennkraft­ maschine des Fahrzeugs ausgegangen. War die Anlage in der Betriebsart "Heizbetrieb" (unabhängig vom eingestellten Grad der Aufheizung) wird Luft ausschließlich über den Wärmetauscher in den Fahrzeuginnenraum geleitet, so daß seine Restwärme maximal genutzt wird. War die Anlage an­ dererseits in der Betriebsart "Kühlbetrieb" aktiv, wird die Luft ausschließlich über den Kondensator in den Fahr­ zeuginnenraum gefördert.

In Abhängigkeit von den jeweiligen aktuell bestehenden Bedingungen kann eine Frischluft/Umluftklappe zur weite­ ren Optimierung der Aufwärmung/Abkühlung verstellt wer­ den, wie dies im Patentanspruch 3 angesprochen ist.

Zur Optimierung des Betriebs der Anlage werden auch bei Stillstand der Brennkraftmaschine an sich bekannte Sen­ sor-Meßwerte in die Steuerung einbezogen. Meßwerte

• - zur Erfassung der letzten Einstellung der Anlage vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine,
• - zur Erfassung der Innenraumtemperatur,
• - zur Erfassung der Temperatur an zumindest einem Luftauslaß sowie
• - zur Erfassung der Außentemperatur

können Berücksichtigung finden. Auf Basis dieser Werte ist nicht nur die Frischluft-/Umluftklappe steuerbar, sondern der Betrieb der Anlage kann auch selbsttätig be­ endet werden, wenn die Restenergie (Wärme oder Kälte) verbraucht ist.

Die Anlage ist des weiteren abzustellen, wenn die elek­ trische Spannung des Bordnetzes geringer als ein Grenz­ wert ist.

Die Bedienung der Anlage ist für die Fahrzeuginsassen denkbar einfach und ohne Bezugnahme auf eine Zeichnung zu erläutern. Ein Stellelement, beispielsweise eine Taste "Rest", wird betätigt, um die Übertragung der Restenergie in den Fahrzeuginnenraum zu starten. Ist die Brennkraft­ maschine des Fahrzeugs noch in Betrieb, bleibt die Ta­ stenbetätigung wirkungslos - sie ist also an das Zündsi­ gnal angekoppelt.

Beim Abstellen des Motors werden die Einstellungen der Heizungs-/Klimaanlage in einem elektronischen Speicher abgespeichert. Sie werden von Sensoren bekannter Art er­ faßt. Insbesondere die Stellung von Luftmischklappen, welche die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft über einen von Kühlwasser durchflossenen Wärmetauscher und/ oder an diesem vorbei sowie über einen Kondensator und/ oder an diesem vorbei leiten, wird erfaßt. Bei betätigter "Rest"-Taste analysiert ein Prozessor die letzte Einstel­ lung der Anlage und gibt einen Befehl "Heizen" aus, wenn die Anlage vornehmlich im Heizbetrieb aktiv war, oder gibt einen Befehl "Kühlen" aus, wenn die Anlage vornehm­ lich im Kühlbetrieb gearbeitet hat. Abhängig von diesem Befehl wird die Anlage bei Stillstand der Brennkraftma­ schine neu eingestellt. Die Luft wird entweder nur über den Wärmetauscher geleitet, ohne daß Kaltluft über einen Bypass in den Innenraum geleitet wird, oder die Luft wird über den Kondensator und vollständig an dem Wärmetauscher vorbei in den Innenraum gefördert.

Eine Analyse von Temperatur-Sensorwerten erfolgt während des Betriebs der Anlage, so daß eine selbsttätige Ab­ schaltung erfolgen kann, wenn die Restenergie verbraucht ist. Beim Heizen wird abgeschaltet, wenn die den Innen­ raum zugeführte Luft eine Temperatur hat, die gleich oder kleiner der Innenraumtemperatur ist. Beim Kühlen wird der "Rest"-Betrieb beendet, wenn die zugeführte Luft eine Temperatur aufweist, die gleich oder größer der Innen­ raumtemperatur ist.

Des weiteren ist es möglich, eine an sich bekannte Frischluft-/Umluftklappe in die Steuerung einzubeziehen. Ist die Außentemperatur höher als die Innentemperatur sollte die Klappe beim Kühlen geschlossen werden (Umluft­ einstellung). Ist die Außentemperatur hingegen geringer als die Innenraumtemperatur sollte die Frischluft-/Um­ luftklappe beim Heizen auf Umluft gestellt werden.

Sind Luftverteilelemente der Anlage elektrisch verstell­ bar, kann beim "Rest"-Betrieb eine optimierte Einstellung vorgenommen werden. Beispielsweise kann Warmluft beim Heizen in den Fußraum und Kaltluft beim Kühlen in den Kopfraum gefördert werden. Gleichfalls erfolgt eine opti­ mierte Einstellung der Leistung eines Gebläses der Anla­ ge.

Zur Ausführung der beschriebenen Steuerungsfunktionen sind kaum zusätzliche Elemente in bekannten Anlagen ein­ zusetzen. Das Stellelement "Rest" ist vorzugsweise in der Armaturentafel anzuordnen, und unter Umständen ist ein zusätzlicher Speicher zur Speicherung der letzten Anlage­ einstellungen vorzusehen. Die Steuerungsfunktionen können von vorhandenen Steuergeräten der Anlage ausgeführt wer­ den, und die Sensoren zur Erfassung der genannten Ein­ gangsdaten sind bei modernen Heizungs-/Klimaanlagen vor­ handen.

Da die Anlage im "Rest"-Betrieb vom elektrischen Bordnetz betrieben wird, ist eine vorzugsweise selbsttätige Beach­ tung der zur Verfügung stehenden Bordspannung vonnöten. Hiervon ist auch abhängig, ob eine gegebenenfalls vorhan­ dene elektrische Wasserpumpe oder ein elektrisch antreib­ barer Kompressor der Klimaanlage einzubeziehen ist.

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Anlage zur Temperierung des Fahrzeuginnenraumes, die derart ausgelegt ist, daß auch bei abgestellter Brennkraftmaschine eine Aufheizung des Fahrzeugin­ nenraumes bei Nutzung von Restwärme möglich ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anlage in an sich be­ kannter Weise als Heizungs- und Klimaanlage zum au­ tomatisch und/oder manuell gesteuerten Aufheizen oder Abkühlen des Fahrzeuginnenraumes ausgelegt ist und daß ein Stellelement im Fahrzeuginnenraum vorge­ sehen ist, bei dessen Betätigung, abhängig von der letzten Einstellung der Heizungs- und Klimaanlage, eine selbsttätig optimierte Zuführung der Restwärme zumindest eines Wärmetauschers oder der Restkälte­ leistung zumindest eines Kondensators in den Fahr­ zeuginnenraum erfolgt.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anlage zur Temperierung des Fahrzeugin­ nenraumes Sensoren

• - zur Erfassung zumindest der vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine letzten Einstellungen der An­ lage,
• - zur Erfassung der Temperatur des Fahrzeuginnen­ raumes und
• - zur Erfassung der Lufttemperatur an zumindest ei­ nem Luftauslaß
  aufweist, daß die Anlage bei Betätigen des Stellele­ mentes und Stillstand der Brennkraftmaschine, abhän­ gig von ihren letzten erfaßten Einstellungen, entwe­ der auf reinen Heizbetrieb oder auf reinen Kühlbe­ trieb eingestellt wird und in dieser Betriebsart ar­ beitet bis
• - das Stellelement erneut betätigt wird oder
• - bei Heizbetrieb die Temperatur am Luftauslaß gleich oder kleiner der Temperatur im Fahrzeugin­ nenraum ist oder
• - bei Kühlbetrieb die Temperatur am Luftauslaß gleich oder größer der Temperatur im Fahrzeugin­ nenraum ist.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Erfassung der Außentemperatur und durch eine Frischluft-/Umluftklappe, wobei bei Betä­ tigen des Stellelementes die Frischluft-/Umluftklap­ pe selbsttätig, abhängig vom Verhältnis zwischen der Außentemperatur und der Temperatur im Fahrzeuginnen­ raum, verstellt wird, die insbesondere in die Stel­ lung Umluft gestellt wird

• - bei Heizbetrieb und einer Außentemperatur, die deutlich geringer ist als die Innentemperatur und
• - bei Kühlbetrieb und einer Außentemperatur, die deutlich höher ist als die Innenraumtemperatur.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anlage zum Temperieren des Fahrzeuginnenraumes automatisch abschaltet, wenn die im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende elektri­ sche Spannung unter einen Grenzwert fällt.

5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Heizbetrieb und dem Kühlbetrieb bei Stillstand der Brennkraftmaschine bestimmte Einstellungen eines Lüfters und von Luft­ verteilungsklappen zugeordnet sind, die bei Betäti­ gen des Stellelementes selbsttätig eingestellt wer­ den.