Verfahren zur Klimatisierung des Innenraumes eines Kraftfahrzeugs mit einer Motor-Stopp-Start-Einrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung des Innenraumes eines eine Stopp-Start Einrichtung (auch Start-Stopp-Automatik oder Stopp-Start-Automatik genannt), eine Klimatisierungseinrichtung sowie eine Steuereinrichtung zur Erzeugung von Abschaltverhinderungssignalen und/oder Einschaltaufforderungssignalen aufweisenden Kraftfahrzeugs. Eine so genannte Stopp-Start-Einrichtung ist in herkömmlicher Weise aufgebaut, derart, dass der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von zumindest einer vorliegenden vorbestimmten Stoppbedingung automatisch abschaltbar ist (automatischer Motorstopp) und anschließend in Abhängigkeit von zumindest einer vorliegenden vorbestimmten Startbedingung automatisch startbar ist (automatischer Motorstart).

Aus der DE 103 53 505 A1 ist bereits ein Verfahren zur Klimatisierung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs mit einer Motor-Stopp-Start-Einrichtung bekannt. Hierbei umfasst die zu steuernde Klimatisierungseinrichtung zumindest eine steuerbare Lüftereinrichtung (Gebläse), die derart angesteuert wird, dass bei einem auftretenden automatischen Motorstopp die Lüftereinrichtung automatisch aktiviert wird bzw. automatisch aktiviert bleibt. Der Klimatisierungskomfort für die Fahrzeuginsassen soll dabei verbessert werden, indem während einem automatischen Motorstopp eine vorhandene Restkälte oder Restwärme in das Fahrzeuginnere geleitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums für ein Kraftfahrzeug mit Stopp-Start-Automatik anzugeben, durch das bei Aufrechterhaltung eines möglichst hohen Klimakomforts für die

Fahrzeuginsassen möglichst effiziente Motorstopp-Zeiten zur Reduzierung von CO2-Emissionen erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.

Die Erfindung lässt einen Motorstopp der Brennkraftmaschine in möglichst weiten Bereichen zu. Nur bei Einschränkungen des Klimakomforts oder der Sicherheit hinsichtlich Scheibenbeschlagsneigung bzw. Scheibenbeschlagsbildung wird eine Abschaltung der Brennkraftmaschine verhindert oder bei Vorliegen eines Motorstopps, ein Einschalten der Brennkraftmaschine veranlasst.

In ihrer allgemeinen Ausführungsform betrifft das erfindungsgemäße Verfahren zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums die Steuerung der Stopp-Start-Einrichtung einer Brennkraftmaschine in Verbindung mit einer, zumindest eine Lüftereinrichtung (Gebläse) umfassenden Klimatisierungseinrichtung, wobei die Aktivierung einer Abschaltverhinderung bzw. die Aktivierung einer Einschaltaufforderung in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter der Klimatisierungseinrichtung und/oder einem den Klimazustand des Fahrzeuginnenraums charakterisierenden Klimaparameter und/oder einem den Klimazustand der unmittelbaren Fahrzeugumgebung charakterisierenden Klimaparameter erfolgt.

Bevorzugte Zustandsgrößen in deren Abhängigkeit eine Abschaltverhinderung und/oder eine Einschaltaufforderung generiert wird, sind in den Unteransprüchen definiert.

Gemäß Patentanspruch 2 und 3 wird vorgeschlagen, die Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung für die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Heckscheibenheizung vorzunehmen. Vorzugsweise wird dabei der Betriebszustand einer Heckscheibenheizung mit zumindest zwei unterschiedlichen Heizstufen überwacht, wobei in dem Betriebszustand geringerer Heizleistung die Abschaltverhinderung und in dem Betriebszustand höherer Heizleistung die Einschaltaufforderung aktiviert wird. Hierdurch wird ermöglicht,

dass die Heckscheibe schnell und effektiv enteist bzw. abgetaut wird. Durch das Laufen des Verbrennungsmotors kann die volle zur Verfügung stehende elektrische Leistung während des Betriebes der Brennkraftmaschine genutzt werden. Ferner besteht in Situationen, in denen die Heckscheibenheizung in der Regel aktiviert wird häufig ein erhöhtes Risiko für beschlagene Scheiben bzw. bereits beschlagene Scheiben. Dem wird durch das Laufen des Verbrennungsmotors und der damit verbundenen uneingeschränkten Gebläseleistung und gegebenenfalls der entfeuchtenden Wirkung der Klimatisierungseinrichtung entgegengewirkt.

In einer Ausführungsform gemäß Patentanspruch 4 erfolgt die Aktivierung der Abschaltverhinderung in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Scheibenwischanlage, wobei bei eingeschalteten Scheibenwischern (Scheibenwischanlage) die Abschaltverhinderung aktiviert wird. Die eingeschaltete Scheibenwischanlage ist insbesondere ein Anzeichen für eine hohe Luftfeuchte (insbesondere die hohe Luftfeuchte außerhalb des Fahrgastinnenraums). Des Weiteren kann die aktivierte Scheibenwischanlage auch ein Anzeichen für das Vorliegen einer kühleren Fahrzeugεcheibe sein. Wird auf diese Weise der Taupunkt der Luft erreicht, so entsteht Scheibenbeschlag. über die Abschaltverhinderung soll gewährleistet werden, dass erstens die Luft mittels der entfeuchtenden Wirkung der Klimatisierungseinrichtung weiterhin entfeuchtet wird. Zweitens soll verhindert werden, dass bei Abschaltung der Brennkraftmaschine und der damit nicht mehr zur Verfügung stehenden Kälteleistung der Klimatisierungseinrichtung die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft zusätzlich feuchter wird, indem das an der Verdampfereinheit befindliche Wasser mit der zwangsläufigen Erwärmung der Verdampfereinheit verdampft und somit die Luftfeuchte unter Umständen drastisch erhöht wird. Ein Beschlagen der Scheiben wird somit bereits vorbeugend unterbunden.

Durch die in Patentanspruch 5 vorgeschlagene Merkmalskombination, soll aufgrund von vorgewählten und eingestellten Klimaeinstellungen im Fahrzeuginneren erkannt werden, ob eine gewünschte starke Warmluftausblasung hauptsächlich bzw. mit Schwerpunkt in Richtung Windschutzscheibe gewünscht ist. Hierfür wird die aktuelle Gebläsestärke der Lüftereinrichtung sowie die vorliegend über die Luftkanalklappen eingestellte Luftverteilung ermittelt und in Abhängigkeit hiervon bzw. in Anhängigkeit

von einem Vergleichsergebnis mit vorbestimmten Vergleichswerten eine Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung erzeugt. Im Falle des Vorhandenseins einer Entfrostungsfunktion wird eine Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung bei Aktivierung der Entfrostungsfunktion erzeugt. Ist eine starke Warmluftausblasung hauptsächlich in Richtung Windschutzscheibe gewünscht bzw. die Entfrostungsfunktion aktiviert, so liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Zustand vor, wo die Scheibe entweder entfrostet oder von Beschlag befreit bzw. freigehalten werden muss. In diesem Zustand wird durch die Erzeugung der Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung die weitere Funktion der Beschlagsbefreiung bzw. Beschlagsfreihaltung mittels der Klimatisierungseinrichtung gewährleistet. Ferner soll verhindert werden, dass bei Abschaltung der Brennkraftmaschine und der damit nicht mehr zur Verfügung stehenden Kälteleistung der Klimatisierungseinrichtung die Luft feuchter wird, indem das an der Verdampfereinheit befindliche Wasser mit der zwangsläufigen Erwärmung der Verdampfereinheit verdampft und somit die Luftfeuchte unter Umständen drastisch erhöht wird.

Gemäß Patentanspruch 6 wird vorgeschlagen, die Erzeugung von Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung in Abhängigkeit von einem erfassten Solarsignal vorzunehmen. Vorzugsweise wird die Sonneneinstrahlung auf das bzw. in das Fahrzeug über einen beispielsweise im Fahrzeuginneren (z.B. im Innenspiegelbereich der Windschutzscheibe) angeordneten Solarsensor erfasst. Die erfasste Sonnen-Bestrahlung bzw. Sonnen-Einstrahlung wird nach Vorverarbeitung mittels eines Verzögerungsgliedes mit einer oder mehreren hinterlegten Vergleichsgrößen verglichen und in Abhängigkeit hiervon eine entsprechende Abschaltverhinderung bzw. Einschaltaufforderung erzeugt. Starke Sonneneinstrahlung erfordert bei Einhaltung des Klimakomforts eine kontinuierliche Kühlung des Fahrzeug-Innenraumes. Indem durch die Abschaltverhinderung bzw. Einschaltaufforderung der Brennkraftmaschine die Kühlung bzw. erforderliche Lüftungsleistung durch die Klimatisierungseinrichtung ermöglicht wird, kann auf diese Weise der Komfort für die Fahrzeuginsassen verbessert werden.

Alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend genannten Merkmalen kann eine Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung, wie gemäß Patentanspruch 7 vorgeschlagen, in Abhängigkeit von dem Vergleich der vorliegenden Innenraum- Isttemperatur mit der Innenraum-Solltemperatur erfolgen. Hierbei kann eine Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung dann erfolgen, wenn die Innenraumtemperatur zu hoch ist. Dadurch kann ein gewisser thermischer Mindestkomfort der Fahrzeuginsassen eingehalten werden, indem dann Kälteleistung bei laufender Brennkraftmaschine zur Verfügung steht.

Gemäß Patentanspruch 9 erfolgt die Generierυng von Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Klimatisierungseinrichtung dahingehend, ob die Kompressor- und Verdampfereinheit zuvor innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums zumindest zeitweise aktiviert war sowie insbesondere in Abhängigkeit von der vorliegenden Verdampfertemperatur der Klimatisierungseinrichtung (Patentanspruch 10). Hierbei wird mit Vorteil der tatsächliche Betriebszustand des Kompressors überwacht. In einer vereinfachten Ausführungsform kann überwacht werden, ob die Klimaanlage (mit Kompressorfunktion) überhaupt eingeschaltet ist (z.B. durch die überwachung eines Klimaanlagenbedienelements), und somit auf den Betriebszustand des Klimakompressors geschlossen werden. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform wird in Kauf genommen, Betriebszustände, in denen die Klimaanlage zwar eingeschaltet ist, der Kompressor jedoch aufgrund von vorliegenden Umgebungsbedingungen oder Betriebsparametem zumindest zeitweise automatisch deaktiviert ist, nicht bzw. nur unscharf zu erkennen. Hierdurch wird erreicht, dass erstens ein gewisser klimatischer Mindestkomfort gewährleistet ist, indem die Temperatur der von der Klimatisierungseinrichtung in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasenen Luft entsprechend der Aktions-Schwelle (Abschaltverhinderung/ Einschaltaufforderung) der Verdampfertemperatur beschränkt bleibt. Ferner wird bei einem stark aufgeheizten Fahrzeug im Kühlbetrieb verhindert, dass es überhaupt zum Ausschalten der Brennkraftmaschine kommt. Eine (zeitweise) Abschaltung der Brennkraftmaschine hätte thermophysiologisch besonders unkomfortable Folgen für die Fahrzeuginsassen. Insbesondere wird durch die Begrenzung der Verdampfertemperatur die Luftfeuchte der in den Fahrzeuginnenraum eingeblasenen Luft begrenzt. Denn bei Erwärmung

der Verdampfereinheit verdampft das an diese angelagerte Wasser. Die Luft wird entsprechend feuchter. Dies wirkt sich sehr negativ auf das thermische Komfortempfinden der Fahrzeug insassen aus sowie es auch zu unangenehmem Geruchseintrag in den Fahrzeuginnenraum kommen kann. Dies wird durch die vorliegende Merkmalskombination verhindert.

In Patentanspruch 11 wird vorgeschlagen, eine Signalgenerierung (Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung) in Abhängigkeit von dem Vergleich der vorliegenden Verdampfertemperatur (der Klimaanlagen- Verdampfereinheit) mit der Außenluft- bzw. Fahrzeugumgebungslufttemperatur vorzunehmen. Hierbei wird analog Patentanspruch 10 in die Komfortbetrachtung zusätzlich die Abhängigkeit von der Außentemperatur mit aufgenommen. Femer ist es auf diese Weise möglich, abhängig von der vorherrschenden Außenluft- bzw. Fahrzeugumgebungslufttemperatur die zeitliche Dauer eines Stopps der Brennkraftmaschine effektiv zu gestalten, indem in thermischer Hinsicht der Motor bedarfsabhängig gestartet werden kann.

Gemäß Patentanspruch 12 wird vorgeschlagen, im Fahrzeuginnenraum die Luftfeuchte zu ermitteln und bei Erreichen oder überschreiten eines vorbestimmten ersten Luftfeuchtegrenzwertes, für den Fall, dass die Kompressoreinheit zuvor innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums zumindest zeitweise aktiviert war, die Abschaltverhinderung zu aktivieren. In einer Erweiterung dieser Funktion wird vorgeschlagen, während eines Motorstopps die Luftfeuchte zu überwachen und bei überschreiten eines vorbestimmten zweiten Luftfeuchtegrenzwertes die Einschaltaufforderung zu aktivieren (Patentanspruch 13). Zusätzlich kann auch die Einschaltaufforderung in Abhängigkeit von der Kompressoraktivität in einer vorbestimmten Zeitdauer vor der Einleitung des vorangegangenen Motorstopps erfolgen.

Die Luftfeuchte soll dabei über einen Luftfeuchtesensor im Fahrzeuginneren, insbesondere eine im oberen zentralen Scheibenbereich angeordnete Sensoreinheit, überwacht werden. Durch diese überwachung kann erreicht werden, dass drohender Scheibenbeschlag, welcher durch entsprechend hohe Luftfeuchtigkeit an der Scheibe erkannt wird, mittels der Abschaltverhinderung möglichst sich nicht zu Scheibenbeschlag entwickeln kann. Bei überschreitung des

vorbestimmten zweiten Luftfeuchtegrenzwertes kann die Brennkraftmaschine zum Betrieb des Kältekreislaufes eingeschaltet werden, um entstehenden Scheibenbeschlag durch die entfeuchtende Wirkung der Klimatisierungsanlage zu entfernen.

In Patentanspruch 14 wird vorgeschlagen, dass die Einschaltaufforderung und/oder Abschaltverhinderung in Abhängigkeit von der vorliegend eingestellten Gebläsestärke und der vorliegend eingestellten Innenraumtemperatur erfolgt, insbesondere derart, dass die vorbestimmten Parameter Gebläsestärke und Innenraumtemperatur vorbestimmte Einstellwerte erreichen, die eine Kühlung des Innenraums mit erhöhter Kühlleistung oberhalb vorbestimmter Einstellwerte erkennen lassen. Hierbei wird durch die genannten Einstellungen ein starker Kühlungsbedarf der Fahrzeuginsassen erkannt und mittels der Einschaltaufforderung und/oder Abschaltverhinderung der Betrieb der Brennkraftmaschine angefordert, um den Kältekreislauf zu betreiben und somit eine kontinuierliche Kühlung des Fahrzeuges zu ermöglichen.

Ferner wird vorgeschlagen (Patentanspruch 15) den Gradienten der Verdampfertemperatur (Steigung der Verdampfertemperatur über der Zeit) zu überwachen und eine Abschaltverhinderung und/oder Einschaltaufforderung in Abhängigkeit hiervon vorzunehmen.

Des Weiteren kann die Abschaltverhinderung und/ocier Einschaltaufforderung in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur und der vorliegenden Anforderung/Bedienmitteleinstellung für den Heizbetrieb erfolgen (Patentanspruch 16). Hierbei wird durch Vergleich der genannten Größen die zur Beheizung des Fahrzeuginnenraumes erforderliche mit der aktuell zur Verfügung stehenden Energiemenge abgeschätzt. Dies ermöglicht es, auch im Heizbetrieb den Betrieb der Brennkraftmaschine nur dann anzufordern, wenn dieser aus thermophysiologischen Gesichtspunkten wirklich erforderlich ist. Somit kann der Betrieb der Brennkraftmaschine auf effiziente Weise eingeschränkt werden.

Schließlich kann zumindest die Abschaltverhinderung in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Außenlufttemperaturgrenze sowie in Abhängigkeit von dem

zumindest zeitweise vorliegenden Betriebszustand der Kompressoreinheit während einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Einleitungszeitpunkt des vorangegangenen automatischen Motorstopps erfolgen (Patentanspruch 17). Dabei können für den Fahrzeuginsassen leicht nachvollziehbare Grenzen für den Motor-Stopp-Start- Betrieb festgelegt werden. Diese Grenzen können sinnvoller Weise so gelegt sein, dass eine gewisse Klimatisierung bis zu diesen Grenzwerten noch möglich ist.

Für den Fall, dass während eines automatischen Motorstopps die Klimaanlage bzw. deren Kompressor und Verdampfereinheit aktiviert werden, kann ein automatischer Motorstart (Einschaltaufforderung) eingeleitet werden (Patentanspruch 18). Hierfür kann im einfachsten Fall die im Fahrzeuginnenraum befindliche Bedientaste zur manuellen Aktivierung der Klimaanlage überwacht werden. Dadurch kann dem durch die Aktivierung ausgedrückten Wunsch der/des Fahrzeuginsassen nach Kühlung und/ oder Entfeuchtung unmittelbar nachgekommen werden, indem der Betrieb der Brennkraftmaschine und damit des Kältekreislaufes bedarfsgerecht angefordert werden kann.

Die vorliegend beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen der einzelnen Unteransprüche können dabei jeweils in Kombination mit Patentanspruch 1 eigenständige Lösungen bilden, als auch in jeder beliebigen Kombination von Patentanspruch 1 und mehreren Unteransprüchen.