Verfahren und Vorrichtung zur Standklimatisierung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Standklimatisierung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bzw. 12.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Standklimatisierung bekannt, bei denen die Startzeit des gewählten Systems über eine Programmierung eingegeben werden kann.
Beispielsweise offenbart die DE 43 15 379 ein Heizsystem eines Fahrzeugs, bei dem alternativ über eine Vorwahluhr oder eine Funkfernbedienung ein motorunabhängiges Heizgerät in Betrieb gesetzt werden kann. Es kann ein Sofortstart erfolgen oder eine Heiz-Startzeit programmiert werden, an der eine voreingestellte Heizdauer, z.B. 30 bzw. 60 Minuten beginnt.
Aus der DE 195 48 548 AI ist ein mittels einer Fernwirkanlage aktivierbares Zusatzheizgerät bekannt, bei dem in der Regel die Eingabe eines Sofort-Heizstartbefehls oder eine Programmierung einer Heiz-Startzeit an einer tragbaren Sendeeinheit erfolgt. Im Fahrzeug ist ein kleiner Bedienschalter vorgesehen, der bei vergessen der tragbaren Sendeeinheit zur Aktivierung des Zusatzheizgeräts dient. Bei diesem System prüft ein Klimasteuergerät, ob eine Innenraum-Ist-Temperatur größer als eine vorgegebene Solltemperatur ist und gibt, wenn dies der Fall ist, keinen Befehl an das Zusatzheizgerät aus, sondern aktiviert alternativ eine Standentlüftung durch einen Lüfter und/oder ein Ausstellen eines Schiebedachdeckes, soweit vorhanden. Die Laufzeit des Zusatzheizgeräts nach seinem Heiz-Start ist bei diesem System einstellbar.
Schließlich ist aus der DE 40 08 900 AI ein Verfahren zur Regelung einer Heizungs- und Klimaanlage mit Zusatzheizeinrichtung in einem Kraftfahrzeug bekannt . Bei diesem Verfahren wird zwischen zwei Standheizbetriebsarten unterschieden. Bei beiden Standheizbetriebsarten erfolgen die Funktionen automatisch, d.h. Luftverteilerklappen und eine entsprechende Heizgebläsestufe und die Laufzeit der jeweiligen Heizungsfunktio- nen werden automatisch zugeordnet und eingestellt. In der ersten Standheizungsbetriebsart folgt die Innenraumtemperatur einer vorgegebenen Sollwert-Kennlinie in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Die Temperaturkennlinie ist vornehmlich eine sog. "Badewannenkurve". Die zweite Standheizungsbetriebsart ist eine Sofortbeheizung durch zeitlich vorprogrammiertes Beheizen des Innenraums und der Motors auf einen vorgegebenen maximalen Temperaturwert des Innenraums. Dieser Heizbetrieb ist auf ca. 60 min. begrenzt. Bei beiden Standheizungsbetriebsarten werden die Gebläsestufen und die Verteilerklappen jeweils automatisch zugeordnet, wobei ein manueller Eingriff ebenfalls möglich ist. Der Benutzer muss nicht über komplizierte Zusammenhänge von Luftverteilung und Luftmenge und Einschaltdauer (Batterie) nachdenken. Zusätzlich wird die Batterie geschont, da durch die jeweilige Zuordnung die Einschaltdauer begrenzt ist .
Bei der herkömmlichen Wahl der Heiz-Startzeit bleiben jedoch Randbedingungen, wie beispielsweise die Außentemperatur, die Motorkühlwassertemperatur, der Batteriezustand, der Brennstoffvorrat, die Sonnenstrahlung, usw. nicht berücksichtigt. Lediglich wird im letzteren Verfahren das Heizen des Innenraums außentemperaturabhängig geregelt . Jedoch wird auch hier die Außentemperatur nicht derart berücksichtigt, dass beispielsweise eine Verkürzung der Heizzeit, d.h. eine Verschiebung des Heizbeginns und damit erst ein späterer Heiz-Start der Zusatzheizeinrichtung möglich ist, es wird nur die Heizleistung angepasst .
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Standklimatisierung derart weiterzubilden, dass nunmehr beim einem Start einer Standklimatisierung aufgrund einer
voreingestellten Startzeit Randbedingungen, wie die Außentemperatur, die Motorkühlwassertemperatur, der Batteriezustand, der Brennstoffvorrat, die Sonnenstrahlung, usw. derart berücksichtigt, dass die Klimatisierungszeitspanne vor dem Erreichen des Fahrzeugs durch den Benutzer bei gleichzeitig möglichst geringem Energieverbrauch möglichst kurz gewählt wird, und dadurch eine Ressourcenschonung bei größter Effizienz erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Standklimatisierung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Standklimatisierung nach Patentanspruch 12 gelöst . In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Insbesondere ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich, durch situationsan- gepasste Betriebszeiten Ressourcen zu schonen. Zudem wird ein optimales gleichmäßiges klimatisches Ergebnis erzielt.
Für den Benutzer wird außerdem die Programmierung der Standklimatisierung bedeutend vereinfacht, da es nicht mehr erforderlich ist, rechenintensive Überlegungen zur Ermittlung des einzugebenden Klimatisierungs-Startzeitpunkts aus der Ankunftszeit am Fahrzeug minus abgeschätzter Dauer der Klimamaßnahme anzustellen; es muss nur noch die Ankunftszeit am Fahrzeug eingegeben werden.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben werden, offensichtlich.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Standklimatisierung und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Standklimatisierung.
Im Folgenden wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Standklimatisierung unter Bezugnahme auf Fig. 1 genauer beschrieben.
Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Standklimatisierung.
Zunächst wird durch den Benutzer in Schritt Sl ein Klimatisierungsassistent aktiviert und eine gewünschte Ankunftszeit des Benutzers am Fahrzeug, zu der ein voreingestellter Klimatisierungszustand erreicht sein soll, eingegeben (Schritt S2) . Der voreingestellte Klimatisierungszustand kann dabei entweder ein z.B. werksmäßig vorgegebener Klimatisierungszustand, ein während des Fahrbetriebs automatisch eingestellter Klimatisierungszustand oder ein durch den Benutzer in einem Schritt Sla individuell angepasster Klimatisierungszustand sein.
Während eines vorgegebenen MimimalZeitraums vor der Ankunftszeit des Benutzers werden fortlaufend klimatische Randbedingungen, wie beispielsweise eine Außentemperatur, eine solare Last, eine Motortemperatur und eine Innentemperatur des Fahrzeugs erfasst (Schritt S3) . Ansprechend auf die in Schritt S2 eingegebene Ankunftszeit sowie die . in Schritt S3 erfassten klimatischen Randbedingungen ermittelt in Schritt S4 eine in dem Klimatisierungsassistenten enthaltene Regeleinrichtung in periodischen Abständen, die den Erfassungsabständen der klimatischen Randbedingungen entsprechen, aus der in Schritt S2 eingegebenen Ankunftszeit des Benutzers und den in Schritt S3 die erfassten klimatischen Randbedingungen, ob geheizt, gekühlt oder gelüftet werden muss und wann eine derartige Klimatisierungsmaßnahme beginnen muss, um den voreingestellten Klimatisierungszustand zum in Schritt S2 eingegebenen Startzeitpunkt zu erreichen. Anschließend wird nach Erreichen des ermittelten erforderlichen Beginns der Klimatisierungsmaßnahme in einem Schritt S5 die ermittelte Klimatisierungsmaßnahme automatisch durchgeführt. Anschließend endet der Ablauf, nachdem der Klimatisierungsassistent 4 in Schritt S6 nach Erreichen der in Schritt S2 eingegebenen Ankunftszeit wieder in einen inaktiven Zustand übergegangen ist.
Optional kann die Regeleinrichtung auch zunächst in einem Schritt S5a veranlassen, dass bis zu einem zweiten vorgegebenen MinimalZeitraum vor der in Schritt S2 eingegebenen Ankunftszeit eine Fahrzeugbatterie über ein Solarpaneel geladen wird, und anschließend in einem Schritt S5b während des zweiten MinimalZeitraums vor der Ankunftszeit während der Klimatisierungsmaßnahme das Lüftungsgebläse auf einer höheren Stufe, als ohne das in Schritt S5a durchgeführte Laden der Fahrzeugbatterie über das Solarpaneel/- aus der Batterie betrieben wird und damit eine besser Durchlüftung erzielt wird, als bei einer ständigen Durchlüftung auf unterster Stufe.
In Schritt S4 kann die Regeleinrichtung zusätzlich zu den in Schritt S3 erfassten klimatischen Randbedingungen und der in Schritt S2 eingegebenen Ankunftszeit der Benutzers auch den vorhandenen Ressourcenvorrat, wie beispielsweise die vorhandene Kraftstoffmenge, den Ladezustand der Batterie (n) , usw. berücksichtigen. Wenn festgestellt wird, dass der Ressourcenvorrat besonders gering ist, kann beispielsweise die Ladezeit des Solarpaneels in Schritt S5a verlängert werden. Dies ist im Ablaufdiagramm in Fig. 1 nicht gezeigt. Darüber hinaus wählt die Regeleinrichtung in Schritt S4 die in der Klimatisierungseinrichtung vorhandenen Klimatisierungsmittel gezielt derart aus, dass der gewünschte Klimatisierungszustand zur Ankunftszeit mit geringst möglichem Ressourcenverbrauch erreicht wird.
Bei Nachrüstung von Klimatisierungsmitteln ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren auf einfache Weise möglich, diese ergänzend durch die Regeleinrichtung des Klimatisierungsassistenten berücksichtigen zu lassen.
Für den Benutzer ist die Bedienung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Klimatisierungseinrichtung einfach, da er lediglich eine Bedienoberfläche benötigt, über die er seine Ankunftszeit und gegebenenfalls den gewünschten Klimatisierungszustand angibt, sofern er nicht mit einem voreingestellten Klimatisierungszustand zufrieden ist, wie er beispielsweise während des Fahrbetriebs automatisch eingestellt wird. Der Benutzer muss sich bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Klimatisierung keine Gedanken über die Auswahl zu verwendender Klimatisierungsmittel oder die aktuellen Randbedingungen machen.
Ergänzend zu der Auswahl und Ansteuerung der Klimatisierungsmittel, um zur voreingestellten Ankunftszeit einen vorgegebenen Klimatisierungszustand zu erreichen, kann die Regeleinrichtung optional zusätzlich auch Fenster und/oder Schiebedach automatisch öffnen oder schließen, was insbesondere bei sehr hohen Temperaturen im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise aufgrund intensiver Sonneneinstrahlung, und gemäßigten Außentemperaturen hilfreich ist.
Die Regeleinrichtung kann beispielsweise die folgenden Klimatisierungsmittel ansteuern: ein Gebläse zum Lüften, eine Einrichtung zur Standklimatisierung über einen elektrischen Kompressor, eine mittels fossiler Verbrennung betriebene Standheizung, Abdunklungseinrichtungen für die Scheiben, usw.. Dabei kann die Regeleinrichtung beispielsweise ein Laden einer Fahrzeugbatterie über Solarzellen steuern, um Energie zum späteren Lüften oder Kühlen zu speichern, die Versorgung des Gebläses zum Lüften über die Batterie steuern, eine Ansteuerung der Standklimatisierung über einen elektrischen Kompressor veranlassen, die Standheizung über einen Verbrennungsmotor betreiben lassen und beispielsweise eine Betätigung von Rollos an den Scheiben (Schließen oder Öffnen) oder eine AnSteuerung elektrisch abdunkelbarer Scheiben veranlassen. Selbstverständlich ist es für den Fachmann offensichtlich, dass auch weitere Klimatisierungsmittel als die vorstehend angeführten eingesetzt werden können und dann deren Ansteuerung ebenfalls durch die Regeleinrichtung erfolgt.
Im Folgenden wird nun auf den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Standklimatisierung eingegangen, der in Fig. 2 anhand eines Blockschaltbilds gezeigt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Standklimatisierung weist unter anderem Klimatisierungsmittel 1 zur Durchführung von Klimatisierungsmaßnahmen bei der Standklimatisierung auf. Die Klimatisierungsmittel 1 umfassen beispielsweise ein Gebläse zum Belüften la, einen elektrischen Kompressor zur
Standklimatisierung 1b, eine fossile Verbrennungseinrichtung zum Betrieb einer Standheizung 1c, Abdunkelungseinrichtungen für die Scheiben ld, wie beispielsweise Rollos, usw..
Weiterhin ist eine Einrichtung 2 zur Eingabe einer Ankunftszeit eines Benutzers, zu der ein voreingestellter Klimatisierungszustand erreicht sein soll, eine Einrichtung 3 zur Erfassung von klimatischen Randbedingungen und ein Klimatisierungsassistent 4 ausgebildet. Der Klimatisierungsassistent 4 weist eine Regeleinrichtung 4a zur Ermittlung, welche Klimatisierungsmaßnahme von Heizen, Kühlen und/oder Lüften erforderlich ist, und wann diese Klimatisierungsmaßnahme beginnen muss, um zur Ankunftszeit den voreingestellten Klimatisierungszustand zu erreichen, auf. Diese Ermittelung erfolgt unter Berücksichtigung der eingegebenen Ankunftszeit und der erfassten klimatischen Randbedingungen. Entsprechend dem Ermittlungsergebnis veranlasst die Regeleinrichtung 4a einen automatischen Start der Klimatisierungsmittel zur ermittelten Beginnzeit der Klimatisierungsmaßnahme.
Für den Fall, dass ein Benutzer weder den voreingestellten Klimatisierungszustand, der entweder werksseitig eingestellt sein kann oder aus dem Fahrbetrieb entsprechend der automatischen Einstellung übernommen werden kann, ist weiterhin eine Einrichtung 5 zur manuellen Anpassung des voreingestellten Klimatisierungszustands ausgebildet ist.
Die Einrichtung 3 zur Erfassung von klimatischen Randbedingungen erfasst beispielsweise eine Außentemperatur, eine solare Last, eine Motortemperatur und/oder eine Innenraumtemperatur des Fahrzeugs. Selbstverständlich können auch weitere und/oder andere Parameter erfasst und durch die Regeleinrichtung 4a berücksichtigt werden.
Um eine noch bessere Ausnutzung von Ressourcen und eine höhere Betriebssicherheit zu erreichen, kann zudem optional eine Einrichtung 6 zur Erfassung eines vorhandenen Ressourcenvor-
rats und Ausgabe von Informationen über einen vorhandenen Ressourcenvorrat ausgebildet sein. In diesem Fall berücksichtigt die Regeleinrichtung 4a zur Ermittlung, welche Klimatisierungsmaßnahme von Heizen, Kühlen und/oder Lüften erforderlich ist, und wann diese Klimatisierungsmaßnahme beginnen muss, um zur Ankunftszeit den voreingestellten Klimatisierungszustand zu erreichen, zusätzlich zur eingegebenen Ankunftszeit und zu dem klimatischen Randbedingungen die Informationen über einen vorhandenen Ressourcenvorrat von der Einrichtung 6 zur Erfassung eines vorhandenen Ressourcenvorrats. Dabei erhält die Regeleinrichtung 4a von der die Einrichtung 6 zur Erfassung eines vorhandenen Ressourcenvorrats beispielsweise Informationen über die vorhandene Kraftstoffmenge, den Ladezustand der Batterie (n) , usw..
Zudem wählt die Regeleinrichtung 4a die Klimatisierungsmittel 1 zur Durchführung der Klimatisierungsmaßnahme derart auswählt, dass der voreingestellte Klimatisierungszustand zur eingegebenen Ankunftszeit mit geringst möglichem Ressourcenverbrauch erreicht wird. Beispielsweise veranlasst die Regeleinrichtung, wenn sie die Information erhält, dass nur noch eine geringe KraftStoffmenge vorhanden ist, während eines vorbestimmten Zeitraums vor dem Beginn der Klimatisierungsmaßnahme, dass eine Fahrzeugbatterie über ein Solarpaneel geladen wird und nachfolgend ein Lüftungsgebläse über die zuvor geladene Fahrzeugbatterie wird. Im Fall, dass die vorhandene Kraftstoffmenge ausreichend ist, kann die Regeleinrichtung 4a alternativ den Beginn der Klimatisierungsmaßnahme entsprechend näher an die Ankunftszeit hinverschiebt und das Lüftungsgebläse mit einer höheren Gebläsestufe betreiben. Zudem kann die Regelungseinrichtung als zusätzliche Klimatisierungsmaßnahme, durch die je nach Klimatisierungsbedingungen die Klimatisierungszeit verkürzt und/oder E- nergie und damit Ressourcen eingespart werden können, Scheiben und/oder ein Schiebedach automatisch öffnen.
Somit kann durch die Ausbildung des Klimatisierungsassistenten und Ausnutzung der teilweise bereits vorhandenen Erfassungseinrichtungen erreicht werden, dass Klimatisierungsmaßnahmen nur während eines erforderlichen MindestZeitraums vor der Ankunft des Benutzers am Fahrzeug erfolgen, wodurch ein unnötiger Ressourcenverbrauchs verhindert wird. Außerdem wird der Benutzer nicht mehr dadurch belastet, dass er selbst die erforderliche Zeit einschätzen oder berechnen muss, während derer eine Klimatisierungsmaßnahme erfolgen muss, um einen gewünschten Klimatisierungszustand zum Zeitpunkt der Ankunft am Fahrzeug zu erreichen.