DE102023112106A1 - Air conditioning unit with adaptive learning pilot control unit and electrically driven motor vehicle with such an air conditioning unit - Google Patents

Air conditioning unit with adaptive learning pilot control unit and electrically driven motor vehicle with such an air conditioning unit Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird ein Klimagerät (10), das dazu eingerichtet ist, einem Innenraum (12) eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs konditionierte Luft (kL) zuzuführen, mit einem ersten Wärmeübertrager (14) zum Kühlen von Luft, die durch einen Kaltpfad (16) des Klimageräts (10) geleitet wird; einem zweiten Wärmeübertrager (18) zum Erwärmen von Luft, die durch einen Warmpfad (20) des Klimageräts (10) geleitet wird, einem in dem Warmpfad (20) stromabwärts von dem zweiten Wärmeübertrager (18) angeordneten Zusatzheizelement (24) zum weiteren Erwärmen der Luft, mit mehreren beweglichen Temperaturklappen (26, 28), die dazu eingerichtet sind, stromabwärts von dem ersten Wärmeübertrager (14) geförderte gekühlte Luft und stromabwärts von dem Zusatzheizelement (24) geförderte erwärmte Luft derart bereitzustellen, dass eine Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft (kL) an einem im Kraftfahrzeug zu einem Fußraum ausgerichteten Ausströmer (30), insbesondere Fußausströmer, um eine Solltemperaturdifferenz größer ist als die Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft (kL) an einem im Kraftfahrzeug zu einem Oberkörperraum ausgerichteten Ausströmer (32), insbesondere Kopfausströmer. Dabei ist vorgesehen, dass es ferner ausgeführt ist mit einer adaptiv lernenden Vorsteuerungseinheit (34), die dazu eingerichtet ist, das Zusatzheizelement (24) oder/und die Temperaturklappen (26, 28) basierend auf wenigstens zwei erfassten Randbedingungswerten (RW1, RW2) so anzusteuern, dass die Solltemperaturdifferenz eingestellt wird. Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Klimagerät (10) beschrieben.

Figure DE102023112106A1_0000
Described is an air conditioning unit (10) which is designed to supply conditioned air (kL) to an interior (12) of an electrically driven motor vehicle, comprising a first heat exchanger (14) for cooling air which is passed through a cold path (16) of the air conditioning unit (10); a second heat exchanger (18) for heating air which is passed through a warm path (20) of the air conditioning unit (10), an additional heating element (24) arranged in the warm path (20) downstream of the second heat exchanger (18) for further heating the air, with a plurality of movable temperature flaps (26, 28) which are designed to provide cooled air conveyed downstream of the first heat exchanger (14) and heated air conveyed downstream of the additional heating element (24) in such a way that an air outlet temperature of the conditioned air (kL) at an outlet (30) in the motor vehicle directed towards a footwell, in particular a foot outlet, is greater by a target temperature difference than the air outlet temperature of the conditioned air (kL) at an outlet (32) in the motor vehicle directed towards an upper body space, in particular a head outlet. It is provided that it is further designed with an adaptive learning pilot control unit (34) which is set up to control the additional heating element (24) and/or the temperature flaps (26, 28) based on at least two detected boundary condition values (RW1, RW2) in such a way that the target temperature difference is set. A motor vehicle with such an air conditioning unit (10) is also described.
Figure DE102023112106A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät, das dazu eingerichtet ist, einem Innenraum eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug konditionierte Luft zuzuführen, mit einem ersten Wärmeübertrager, insbesondere Verdampfer, zum Kühlen von Luft, die durch einen Kaltpfad des Klimageräts geleitet wird; einem zweiten Wärmeübertrager, insbesondere Heizregister, zum Erwärmen von Luft, die durch einen Warmpfad des Klimageräts geleitet wird,
wobei der erste Wärmeübertrager und der zweite Wärmeübertrager in einem Kältemittelkreislauf eingebunden sind,
einem in dem Warmpfad stromabwärts von dem zweiten Wärmeübertrager angeordneten Zusatzheizelement zum weiteren Erwärmen der Luft, und mit mehreren beweglichen Temperaturklappen, die dazu eingerichtet sind, stromabwärts von dem ersten Wärmeübertrager geförderte gekühlte Luft und stromabwärts von dem Zusatzheizelement geförderte erwärmte Luft derart bereitzustellen, dass eine Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft an einem im Kraftfahrzeug zu einem Fußraum ausgerichteten Ausströmer, insbesondere Fußausströmer, um eine Solltemperaturdifferenz größer ist als die Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft an einem im Kraftfahrzeug zu einem Oberkörperraum ausgerichteten Ausströmer, insbesondere Kopfausströmer. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Kraftfahrzeug mit einem solchen Klimagerät.The invention relates to an air conditioning unit which is designed to supply conditioned air to an interior of an electrically driven motor vehicle, with a first heat exchanger, in particular an evaporator, for cooling air which is passed through a cold path of the air conditioning unit; a second heat exchanger, in particular a heating register, for heating air which is passed through a warm path of the air conditioning unit,
wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are integrated in a refrigerant circuit,
an additional heating element arranged in the warm path downstream of the second heat exchanger for further heating the air, and with a plurality of movable temperature flaps which are designed to provide cooled air conveyed downstream of the first heat exchanger and heated air conveyed downstream of the additional heating element in such a way that an air outlet temperature of the conditioned air at an outlet in the motor vehicle directed towards a footwell, in particular a foot outlet, is greater by a target temperature difference than the air outlet temperature of the conditioned air at an outlet in the motor vehicle directed towards an upper body area, in particular a head outlet. The invention further relates to an electric motor vehicle with such an air conditioning unit.

Aus der DE 10 2010 000 727 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klimaregelung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem Eingangsdaten von Temperaturunterschieden an Auslassdüsen berücksichtigt werden.From the DE 10 2010 000 727 A1 A method and a device for climate control for an interior of a motor vehicle are known in which input data of temperature differences at outlet nozzles are taken into account.

Aus der DE 10 2008 026 354 A1 ist ein Klimaautomatiksystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, das optimale Einstellungen erlernen kann.From the DE 10 2008 026 354 A1 An automatic climate control system for a motor vehicle is known that can learn optimal settings.

Bei bekannten Klimageräten werden in einer Mischkammer erwärmte Luft und nicht erwärmte Luft mit Hilfe von sogenannten Mischklappen bzw. Temperaturklappen gemischt, um einen Schichtungseffekt zu erzielen. Dabei soll die Luft aus den Fußausströmern wärmer sein als die Luft aus den Kopfausströmern, da sich dies aus Erfahrung für die Insassen angenehm anfühlt. Um eine solche Schichtung bei einer gewünschten Temperatur zu erreichen, muss das Zusatzheizelement im Erwärmungspfad eine bestimmte Temperatur mit Hilfe von mehreren Temperaturmessfühlern einregeln. Dabei wird der Sollwert für diese Temperatur iterativ so angepasst, dass die Zieltemperatur bei der gewünschten Schichtung erreicht wird.In known air conditioning units, heated air and unheated air are mixed in a mixing chamber using so-called mixing flaps or temperature flaps to achieve a stratification effect. The air from the foot vents should be warmer than the air from the head vents, as experience has shown that this feels pleasant for the occupants. In order to achieve such stratification at a desired temperature, the additional heating element in the heating path must regulate a certain temperature using several temperature sensors. The setpoint for this temperature is adjusted iteratively so that the target temperature is reached with the desired stratification.

Bei einem derartigen regelbasierten Verfahren ist immer wieder eine neu Justierung erforderlich, wobei eine Temperaturregelung mit Temperatursensoren benötigt wird. Entsprechend ist die Regelung eher aufwändig und langsam bzw. träge, so dass es eine längere Zeit dauert, bis die passende Einstellung gefunden und die Solltemperatur entsprechend eingestellt ist.With such a rule-based process, readjustment is always necessary, which requires temperature control with temperature sensors. Accordingly, the control is rather complex and slow or sluggish, so that it takes a long time until the right setting is found and the target temperature is set accordingly.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Klimagerät anzugeben, bei dem eine schnelle und effiziente Einstellung ermöglicht ist, um eine gewünschtes Temperaturschichtung zu erreichen.The object underlying the invention is to provide an air conditioning device which enables quick and efficient adjustment in order to achieve a desired temperature stratification.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Klimagerät und ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by an air conditioning unit and an electrically driven motor vehicle with the features of the respective independent patent claim. Advantageous embodiments with expedient further developments are specified in the dependent patent claims.

Vorgeschlagen wird also ein Klimagerät, das dazu eingerichtet ist, einem Innenraum eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug konditionierte Luft zuzuführen, mit einem ersten Wärmeübertrager, insbesondere Verdampfer, zum Kühlen von Luft, die durch einen Kaltpfad des Klimageräts geleitet wird; einem zweiten Wärmeübertrager, insbesondere Heizregister, zum Erwärmen von Luft, die durch einen Warmpfad des Klimageräts geleitet wird, wobei der erste Wärmeübertrager und der zweite Wärmeübertrager in einem Kältemittelkreislauf eingebunden sind,
einem in dem Warmpfad stromabwärts von dem zweiten Wärmeübertrager angeordneten Zusatzheizelement zum weiteren Erwärmen der Luft, und mit mehreren beweglichen Temperaturklappen, die dazu eingerichtet sind, stromabwärts von dem ersten Wärmeübertrager geförderte gekühlte Luft und stromabwärts von dem Zusatzheizelement geförderte erwärmte Luft derart bereitzustellen, dass eine Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft an einem im Kraftfahrzeug zu einem Fußraum ausgerichteten Ausströmer, insbesondere Fußausströmer, um eine Solltemperaturdifferenz größer ist als die Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft an einem im Kraftfahrzeug zu einem Oberkörperraum ausgerichteten Ausströmer, insbesondere Kopfausströmer. Dabei ist vorgesehen, dass es ferner ausgeführt ist mit einer adaptiv lernenden Vorsteuerungseinheit, die dazu eingerichtet ist, das Zusatzheizelement oder/und die Temperaturklappen basierend auf wenigstens zwei erfassten Randbedingungswerten so anzusteuern, dass die Solltemperaturdifferenz eingestellt wird.An air conditioning device is therefore proposed which is designed to supply conditioned air to an interior of an electrically driven motor vehicle, with a first heat exchanger, in particular an evaporator, for cooling air which is passed through a cold path of the air conditioning device; a second heat exchanger, in particular a heating register, for heating air which is passed through a warm path of the air conditioning device, wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are integrated in a refrigerant circuit,
an additional heating element arranged in the warm path downstream of the second heat exchanger for further heating the air, and with a plurality of movable temperature flaps which are designed to provide cooled air conveyed downstream of the first heat exchanger and heated air conveyed downstream of the additional heating element in such a way that an air outlet temperature of the conditioned air at an outlet in the motor vehicle directed towards a footwell, in particular a foot outlet, is greater by a target temperature difference than the air outlet temperature of the conditioned air at an outlet in the motor vehicle directed towards an upper body space, in particular a head outlet. It is provided that it is further designed with an adaptively learning pilot control unit which is designed to control the additional heating element and/or the temperature flaps based on at least two detected boundary condition values in such a way that the target temperature difference is set.

Mittels einer solchen Vorsteuerungseinheit ist es möglich, anhand von Randbedingungswerten aufgrund von zuvor erlernten Parametern das Zusatzheizelement oder/und die Temperaturklappen im Wesentlichen direkt und nicht in einem iterativen Prozess in gewünscht Positionen einzustellen, in denen die Solltemperaturdifferenz erreicht werden kann. Hierdurch kann auf spezifisches dem Zusatzheizelement zugeordnete Temperatursensoren verzichtet werden, was den Aufbau vereinfacht und Kosten einspart. Ferner kann eine Einstellung der Solltemperaturdifferenz schneller erreicht werden als durch einen iterativen Regelungsprozess.By means of such a feedforward control unit, it is possible to use boundary condition values based on previously learned parameters to The additional heating element and/or the temperature flaps can be set essentially directly and not in an iterative process to the desired positions in which the target temperature difference can be achieved. This means that specific temperature sensors assigned to the additional heating element are not required, which simplifies the structure and saves costs. Furthermore, the target temperature difference can be set more quickly than with an iterative control process.

Bei dem Klimagerät können die Randbedingungswerte ausgewählt sein aus einer Gruppe mit vor oder im Betrieb des Kraftfahrzeugs erfassten Werten: Umgebungstemperatur, Luftmassenstrom im Klimagerät, Solltemperatur im Fahrzeuginnenraum, Luftaustrittstemperatur nach dem ersten Wärmeübertrager, Luftaustrittstemperatur nach dem zweiten Wärmeübertrager; Luftaustrittstemperatur nach dem Zusatzheizelement. Derartige Werte liegen üblicherweise in einer übergeordneten Fahrzeugsteuereinheit vor und können für die Vorsteuerung des Zusatzheizelements verwendet werden. Die hier genannten Werte sind beispielhaft und können beliebig miteinander kombiniert werden, so dass das gewünschte Ergebnis bei der Einstellung der Solltemperaturdifferenz zügig eingestellt werden kann.For the air conditioning unit, the boundary condition values can be selected from a group of values recorded before or during operation of the motor vehicle: ambient temperature, air mass flow in the air conditioning unit, target temperature in the vehicle interior, air outlet temperature after the first heat exchanger, air outlet temperature after the second heat exchanger; air outlet temperature after the additional heating element. Such values are usually available in a higher-level vehicle control unit and can be used for the pre-control of the additional heating element. The values given here are examples and can be combined with one another as desired, so that the desired result can be quickly set when setting the target temperature difference.

Bei dem Klimagerät kann die Solltemperaturdifferenz 8 K bis 16 K, insbesondere 10 K bis 14 K, vorzugsweise 12 K betragen. Eine Solltemperaturdifferenz in diesen Bereichen wird von den meisten Personen bzw. Fahrzeuginsassen im Fahrzeuginnenraum als angenehm empfunden, was sowohl bei kälteren als auch bei wärmeren Umgebungstemperaturen der Fall ist.In the air conditioning unit, the target temperature difference can be 8 K to 16 K, in particular 10 K to 14 K, preferably 12 K. A target temperature difference in these ranges is perceived as pleasant by most people or vehicle occupants in the vehicle interior, which is the case both at colder and warmer ambient temperatures.

Bei dem Klimagerät kann die Vorsteuerungseinheit eine Speichereinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Randbedingungswerte und zugeordnete Einstellungswerte für das Zusatzheizelement oder/und für die Temperaturklappen zu speichern. Eine Speicherung von Randbedingungswerten und Einstellwerten kann beispielweise in einer Art Kennfeld oder Tabelle vorgehalten werden. Dies ermöglicht einen raschen Zugriff auf diskrete Werte, um eine zügige Einstellung der Solltemperaturdifferenz zu erreichen.In the air conditioning unit, the pre-control unit can have a storage unit that is set up to store boundary condition values and associated setting values for the additional heating element and/or for the temperature flaps. A storage of boundary condition values and setting values can be kept, for example, in a type of map or table. This enables rapid access to discrete values in order to achieve a rapid setting of the target temperature difference.

Bei dem Klimagerät kann die Vorsteuerungseinheit dazu eingerichtet sein, das Zusatzheizelement oder/und die Temperaturklappen direkt auf einen in der Speichereinheit gespeicherten jeweiligen Einstellungswert einzustellen, von dem bzw. von denen aufgrund einer adaptiven Lernphase bekannt ist, dass das Erreichen der Solltemperaturdifferenz sichergestellt ist.In the air conditioning unit, the pilot control unit can be configured to set the additional heating element and/or the temperature flaps directly to a respective setting value stored in the memory unit, which is known, due to an adaptive learning phase, to ensure that the target temperature difference is achieved.

Bei dem Klimagerät kann die Vorsteuerungseinheit dazu eingerichtet sein, in der Speichereinheit gespeicherte zuvor erlernte Einstellungswerte basierend auf einer Lernphase während des Betriebs des Kraftfahrzeugs anzupassen. Hierdurch wird sichergestellt, dass beispielweise eine bei Auslieferung eines Kraftfahrzeugs vorhandenen Grundeinstellung durch weiteres Erlernen während des Betriebs des Kraftfahrzeugs verbessert werden kann.In the air conditioning unit, the pilot control unit can be configured to adapt previously learned setting values stored in the storage unit based on a learning phase during operation of the motor vehicle. This ensures that, for example, a basic setting present when a motor vehicle is delivered can be improved by further learning during operation of the motor vehicle.

Bei dem Klimagerät kann die Vorsteuerungseinheit ferner dazu eingerichtet sein, ergänzende Einstellungswerte basierend auf einer Lernphase während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zu speichern unter Beibehaltung von bereits gespeicherten Einstellungswerten. Hierdurch kann eine Grundeinstellung nicht nur angepasst werden, sondern es können beispielweise zusätzliche Einstellungswerte in einem Kennfeld bzw. einer Tabelle aufgenommen werden.In the air conditioning unit, the pilot control unit can also be set up to store additional setting values based on a learning phase during operation of the motor vehicle while retaining setting values that have already been stored. This not only allows a basic setting to be adjusted, but also allows additional setting values to be included in a map or a table, for example.

Vorgeschlagen wird auch ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Kälteanlage und einem oben beschriebenen Klimagerät. Dabei kann die Vorsteuerungseinheit des Klimageräts Teil einer dem Kraftfahrzeug zugeordneten Rechnereinheit sein. Der erste und der zweite Wärmeübertrager können dabei mit der Kälteanlage des Kraftfahrzeugs Verbindung stehen.An electrically driven motor vehicle with a refrigeration system and an air conditioning unit as described above is also proposed. The pilot control unit of the air conditioning unit can be part of a computer unit assigned to the motor vehicle. The first and second heat exchangers can be connected to the refrigeration system of the motor vehicle.

Es wird ergänzend darauf hingewiesen, dass die oben aufgeführten, im Zusammenhang mit dem Klimagerät und der Vorsteuerungseinheit erwähnten Merkmale auch als Grundlage für ein Verfahren zum Steuern eines Klimageräts herangezogen werden können. Entsprechend kann auch ein Verfahren, das eines oder mehrere der oben erwähnten Merkmale enthält als eigenständiger Erfindungsaspekt verstanden werden.It should also be noted that the features listed above in connection with the air conditioning unit and the pilot control unit can also be used as the basis for a method for controlling an air conditioning unit. Accordingly, a method that contains one or more of the features mentioned above can also be understood as an independent aspect of the invention.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:

  • 1 vereinfacht und schematisch ein Klimagerät für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
Further advantages and details of the invention emerge from the following description of embodiments with reference to the figures.
  • 1 simplified and schematic view of an air conditioning unit for an electrically powered motor vehicle.

In 1 ist vereinfacht und schematisch ein Klimagerät 10 für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug dargestellt.In 1 An air conditioning unit 10 for an electrically powered motor vehicle is shown in a simplified and schematic manner.

Das Klimagerät 10 ist dazu eingerichtet ist, einem Innenraum 12 des Kraftfahrzeug konditionierte Luft kL zuzuführen, was durch die beiden geschwungenen Konturpfeile illustriert ist.The air conditioning unit 10 is designed to supply conditioned air kL to an interior 12 of the motor vehicle, which is illustrated by the two curved contour arrows.

Das Klimagerät umfasst einen ersten Wärmeübertrager 14, insbesondere Verdampfer, zum Kühlen von Luft, die durch einen Kaltpfad 16 des Klimageräts 10) geleitet wird. Ferner weist das Klimagerät einen zweiten Wärmeübertrager 18 auf, insbesondere Heizregister, zum Erwärmen von Luft, die durch einen Warmpfad 20 des Klimageräts 10 geleitet wird.The air conditioning unit comprises a first heat exchanger 14, in particular an evaporator, for cooling air which passes through a cold path 16 of the air conditioning unit. device 10). Furthermore, the air conditioning device has a second heat exchanger 18, in particular a heating register, for heating air which is passed through a warm path 20 of the air conditioning device 10.

Der Kaltpfad 16 und der Warmpfad 20 sind durch entsprechende Kanal- bzw. Leitungsführungen in dem Klimagerät realisiert. Aus dem ersten Wärmeübertrager 14 austretende Luft, die in der Regel gekühlt und entfeuchtet ist, kann sowohl in den Kaltpfad 16, also auch in den Warmpfad 20 geleitet werden.The cold path 16 and the warm path 20 are implemented by corresponding ducts or lines in the air conditioning unit. Air exiting the first heat exchanger 14, which is usually cooled and dehumidified, can be directed into both the cold path 16 and the warm path 20.

Der der erste Wärmeübertrager 14 und der zweite Wärmeübertrager 18 sind in einem Kältemittelkreislauf 22 eingebunden sind, der hier lediglich als strichpunktierte Verbindungslinie illustriert ist.The first heat exchanger 14 and the second heat exchanger 18 are integrated in a refrigerant circuit 22, which is illustrated here only as a dash-dotted connecting line.

In dem Warmpfad 20 ist stromabwärts von dem zweiten Wärmeübertrager 18 wenigstens ein Zusatzheizelement 24 angeordnet zum weiteren Erwärmen der Luft.In the warm path 20, downstream of the second heat exchanger 18, at least one additional heating element 24 is arranged for further heating the air.

Ferner umfasst das Klimagerät 10 mehrere bewegliche Temperaturklappen 26, 28, die dazu eingerichtet sind, stromabwärts von dem ersten Wärmeübertrager 14 geförderte gekühlte Luft und stromabwärts von dem Zusatzheizelement 24 geförderte erwärmte Luft derart bereitzustellen, dass eine Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft an einem im Kraftfahrzeug zu einem Fußraum ausgerichteten Ausströmer 30, insbesondere Fußausströmer, um eine Solltemperaturdifferenz größer ist als die Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft an einem im Kraftfahrzeug zu einem Oberkörperraum ausgerichteten Ausströmer 32, insbesondere Kopfausströmer.Furthermore, the air conditioning unit 10 comprises a plurality of movable temperature flaps 26, 28, which are designed to provide cooled air conveyed downstream from the first heat exchanger 14 and heated air conveyed downstream from the additional heating element 24 in such a way that an air outlet temperature of the conditioned air at an outlet 30, in particular a foot outlet, directed towards a footwell in the motor vehicle is greater by a target temperature difference than the air outlet temperature of the conditioned air at an outlet 32, in particular a head outlet, directed towards an upper body space in the motor vehicle.

Das Klimagerät 10 ist ferner mit einer adaptiv lernenden Vorsteuerungseinheit 34 ausgeführt, die dazu eingerichtet ist, das Zusatzheizelement 24 oder/und die Temperaturklappen 26, 28 basierend auf wenigstens zwei erfassten Randbedingungswerten RW1, RW2 so anzusteuern, dass die Solltemperaturdifferenz eingestellt wird.The air conditioning unit 10 is further designed with an adaptive learning pilot control unit 34, which is designed to control the additional heating element 24 and/or the temperature flaps 26, 28 based on at least two detected boundary condition values RW1, RW2 so that the target temperature difference is set.

Bei dem Klimagerät 10 können die Randbedingungswerte RW1, RW2 ausgewählt sein aus einer Gruppe mit im Betrieb des Kraftfahrzeugs erfassten Werten. Beispielsweise können die Randbedingungswerte folgende Parameter betreffen: Umgebungstemperatur, Luftmassenstrom im Klimagerät 10, Solltemperatur im Fahrzeuginnenraum 12, Luftaustrittstemperatur nach dem ersten Wärmeübertrager 14, Luftaustrittstemperatur nach dem zweiten Wärmeübertrager 18; Luftaustrittstemperatur nach dem Zusatzheizelement 24.In the air conditioning unit 10, the boundary condition values RW1, RW2 can be selected from a group of values recorded during operation of the motor vehicle. For example, the boundary condition values can relate to the following parameters: ambient temperature, air mass flow in the air conditioning unit 10, target temperature in the vehicle interior 12, air outlet temperature after the first heat exchanger 14, air outlet temperature after the second heat exchanger 18; air outlet temperature after the additional heating element 24.

Hierzu können unterschiedliche Sensoren an dem Kraftfahrzeug zum Einsatz gekommen. Rein beispielhaft sind für das Klimagerät 10 entsprechende Temperatur- oder/und Drucksensoren t1/p1, t2/p2, t3/p3 illustriert.For this purpose, different sensors can be used on the motor vehicle. Purely as an example, corresponding temperature and/or pressure sensors t1/p1, t2/p2, t3/p3 are illustrated for the air conditioning unit 10.

Bei dem Klimagerät 10 ist die Vorsteuerungseinheit 34 insbesondere dazu eingerichtet, die Solltemperaturdifferenz so einzustellen, dass sie einen Wert annimmt von 8 K bis 16 K, insbesondere 10 K bis 14 K, vorzugsweise 12 K. Mit anderen Worten ist die Luft, die aus dem Fußausströmer 30 in den Innenraum 12 des Kraftfahrzeugs einströmt um 8 K bis 16 K wärmer, als die Luft, die aus einem Kopfausströmer 32 in den Innenraum 12 gelangt. Eine Temperaturdifferenz von 10 K bis 14 K und insbesondere von 12 K wurde als besonders angenehm für Fahrzeuginsassen empfunden.In the air conditioning unit 10, the pilot control unit 34 is particularly designed to set the target temperature difference so that it assumes a value of 8 K to 16 K, in particular 10 K to 14 K, preferably 12 K. In other words, the air that flows from the foot vent 30 into the interior 12 of the motor vehicle is 8 K to 16 K warmer than the air that enters the interior 12 from a head vent 32. A temperature difference of 10 K to 14 K and in particular 12 K was perceived as particularly pleasant for vehicle occupants.

Die Vorsteuerungseinheit 34 kann eine Speichereinheit 36 aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Randbedingungswerte RW1, RW2 und zugeordnete Einstellungswerte EWA, EWB für das Zusatzheizelement 24 oder/und für die Temperaturklappen 26, 28 zu speichern. Dabei ist die Vorsteuerungseinheit 34 dazu eingerichtet ist, das Zusatzheizelement 24 oder/und die Temperaturklappen 26, 28 direkt auf einen in der Speichereinheit 36 gespeicherten jeweiligen Einstellungswert EWA, EWB einzustellen, von dem bzw. von denen aufgrund einer adaptiven Lernphase bekannt ist, dass das Erreichen der Solltemperaturdifferenz sichergestellt ist.The pilot control unit 34 can have a storage unit 36 which is set up to store boundary condition values RW1, RW2 and associated setting values EWA, EWB for the additional heating element 24 and/or for the temperature flaps 26, 28. The pilot control unit 34 is set up to set the additional heating element 24 and/or the temperature flaps 26, 28 directly to a respective setting value EWA, EWB stored in the storage unit 36, from which it is known due to an adaptive learning phase that the target temperature difference is ensured to be achieved.

Die Vorsteuerungseinheit 34 kann ferner dazu eingerichtet sein, in der Speichereinheit 36 gespeicherte zuvor erlernte Einstellungswerte EWA, EWB basierend auf einer Lernphase während des Betriebs des Kraftfahrzeugs anzupassen. Hieraus kann beispielweise ein Einstellwert EWA1 entstehen, der statt des Einstellwerts EWA verwendet wird.The pilot control unit 34 can also be configured to adapt previously learned setting values EWA, EWB stored in the memory unit 36 based on a learning phase during operation of the motor vehicle. This can, for example, result in a setting value EWA1 that is used instead of the setting value EWA.

Die Vorsteuerungseinheit 34 kann weiter dazu eingerichtet sein, ergänzende Einstellungswerte EWx basierend auf einer Lernphase während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zu speichern unter Beibehaltung von bereits gespeicherten Einstellungswerten EWA, EWB. Ein solcher ergänzender Einstellwert EWx kann beispielweise einer weiteren Randbedingung bzw. Kombination von Randbedingungen RWn zugeordnet sein.The pilot control unit 34 can also be configured to store additional setting values EWx based on a learning phase during operation of the motor vehicle while retaining already stored setting values EWA, EWB. Such an additional setting value EWx can, for example, be assigned to a further boundary condition or combination of boundary conditions RWn.

Wie bereits einleitend erwähnt, kann ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, das hier durch seinen Innenraum 12 repräsentiert ist, mit einer Kälteanlage 22 und einem oben beschriebenen Klimagerät 10 ausgerüstet sein. Dabei kann die Vorsteuerungseinheit 34 Teil einer dem Kraftfahrzeug zugeordneten, hier nicht dargestellten Rechnereinheit sein.As already mentioned in the introduction, an electrically powered motor vehicle, which is represented here by its interior 12, can be equipped with a refrigeration system 22 and an air conditioning unit 10 described above. The pilot control unit 34 can be part of a computer unit assigned to the motor vehicle, not shown here.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 10 2008 026 354 A1 [0003]DE 10 2008 026 354 A1 [0003]

Claims (9)

Klimagerät (10), das dazu eingerichtet ist, einem Innenraum (12) eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs konditionierte Luft (kL) zuzuführen, mit einem ersten Wärmeübertrager (14), insbesondere Verdampfer, zum Kühlen von Luft, die durch einen Kaltpfad (16) des Klimageräts (10) geleitet wird; einem zweiten Wärmeübertrager (18), insbesondere Heizregister, zum Erwärmen von Luft, die durch einen Warmpfad (20) des Klimageräts (10) geleitet wird, wobei der erste Wärmeübertrager (14) und der zweite Wärmeübertrager (18) in einem Kältemittelkreislauf (22) eingebunden sind, einem in dem Warmpfad (20) stromabwärts von dem zweiten Wärmeübertrager (18) angeordneten Zusatzheizelement (24) zum weiteren Erwärmen der Luft, mit mehreren beweglichen Temperaturklappen (26, 28), die dazu eingerichtet sind, stromabwärts von dem ersten Wärmeübertrager (14) geförderte gekühlte Luft und stromabwärts von dem Zusatzheizelement (24) geförderte erwärmte Luft derart bereitzustellen, dass eine Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft (kL) an einem im Kraftfahrzeug zu einem Fußraum ausgerichteten Ausströmer (30), insbesondere Fußausströmer, um eine Solltemperaturdifferenz größer ist als die Luftaustrittstemperatur der konditionierten Luft (kL) an einem im Kraftfahrzeug zu einem Oberkörperraum ausgerichteten Ausströmer (32), insbesondere Kopfausströmer, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ausgeführt ist mit einer adaptiv lernenden Vorsteuerungseinheit (34), die dazu eingerichtet ist, das Zusatzheizelement (24) oder/und die Temperaturklappen (26, 28) basierend auf wenigstens zwei erfassten Randbedingungswerten (RW1, RW2) so anzusteuern, dass die Solltemperaturdifferenz eingestellt wird. Air conditioning unit (10) which is designed to supply conditioned air (kL) to an interior (12) of an electrically driven motor vehicle, with a first heat exchanger (14), in particular an evaporator, for cooling air which is passed through a cold path (16) of the air conditioning unit (10); a second heat exchanger (18), in particular a heating register, for heating air which is passed through a warm path (20) of the air conditioning unit (10), wherein the first heat exchanger (14) and the second heat exchanger (18) are integrated in a coolant circuit (22), an additional heating element (24) arranged in the warm path (20) downstream of the second heat exchanger (18) for further heating the air, with a plurality of movable temperature flaps (26, 28) which are designed to provide cooled air conveyed downstream of the first heat exchanger (14) and heated air conveyed downstream of the additional heating element (24) in such a way that an air outlet temperature of the conditioned air (kL) at an outlet (30) in the motor vehicle directed towards a footwell, in particular a foot outlet, is greater by a target temperature difference than the air outlet temperature of the conditioned air (kL) at an vent (32) directed towards an upper body area in the motor vehicle, in particular a head vent, characterized in that it is further designed with an adaptive learning pilot control unit (34) which is set up to control the additional heating element (24) and/or the temperature flaps (26, 28) based on at least two detected boundary condition values (RW1, RW2) such that the target temperature difference is set. Klimagerät (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbedingungswerte (RW1, RW2) ausgewählt sind aus einer Gruppe mit im Betrieb des Kraftfahrzeugs erfassten Werten: Umgebungstemperatur, Luftmassenstrom im Klimagerät, Solltemperatur im Fahrzeuginnenraum, Luftaustrittstemperatur nach dem ersten Wärmeübertrager, Luftaustrittstemperatur nach dem zweiten Wärmeübertrager; Luftaustrittstemperatur nach dem Zusatzheizelement.Air conditioner (10) after claim 1 , characterized in that the boundary condition values (RW1, RW2) are selected from a group with values recorded during operation of the motor vehicle: ambient temperature, air mass flow in the air conditioning unit, target temperature in the vehicle interior, air outlet temperature after the first heat exchanger, air outlet temperature after the second heat exchanger; air outlet temperature after the additional heating element. Klimagerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Solltemperaturdifferenz 8 K bis 16 K, insbesondere 10 K bis 14 K, vorzugsweise 12 K beträgt.Air conditioner (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the target temperature difference is 8 K to 16 K, in particular 10 K to 14 K, preferably 12 K. Klimagerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerungseinheit (34) eine Speichereinheit (36) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Randbedingungswerte (RW1, RW2, RWn) und zugeordnete Einstellungswerte (EWA; EWB, EWx) für das Zusatzheizelement (24) oder/und für die Temperaturklappen (26, 28) zu speichern.Air conditioning unit (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot control unit (34) has a storage unit (36) which is designed to store boundary condition values (RW1, RW2, RWn) and associated setting values (EWA; EWB, EWx) for the additional heating element (24) and/or for the temperature flaps (26, 28). Klimagerät (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerungseinheit (34) dazu eingerichtet ist, das Zusatzheizelement (24) oder/und die Temperaturklappen (26, 28) direkt auf einen in der Speichereinheit (36) gespeicherten jeweiligen Einstellungswert (EWA; EWB; EWx) einzustellen, von dem bzw. von denen aufgrund einer adaptiven Lernphase bekannt ist, dass das Erreichen der Solltemperaturdifferenz sichergestellt ist.Air conditioner (10) after claim 4 , characterized in that the pilot control unit (34) is designed to set the additional heating element (24) and/or the temperature flaps (26, 28) directly to a respective setting value (EWA; EWB; EWx) stored in the memory unit (36), from which it is known due to an adaptive learning phase that the achievement of the target temperature difference is ensured. Klimagerät (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerungseinheit (34) dazu eingerichtet ist, in der Speichereinheit (36) gespeicherte zuvor erlernte Einstellungswerte (EWA, EWB) basierend auf einer Lernphase während des Betriebs des Kraftfahrzeugs anzupassen.Air conditioner (10) after claim 5 , characterized in that the pilot control unit (34) is designed to adapt previously learned setting values (EWA, EWB) stored in the memory unit (36) based on a learning phase during operation of the motor vehicle. Klimagerät (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerungseinheit (34) dazu eingerichtet ist, ergänzende Einstellungswerte (EWx) basierend auf einer Lernphase während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zu speichern unter Beibehaltung von bereits gespeicherten Einstellungswerten (EWA, EWB).Air conditioner (10) after claim 5 or 6 , characterized in that the pilot control unit (34) is designed to store additional setting values (EWx) based on a learning phase during operation of the motor vehicle while maintaining already stored setting values (EWA, EWB). Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Kälteanlage (14, 18, 22) und einem Klimagerät (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Electrically driven motor vehicle with a refrigeration system (14, 18, 22) and an air conditioning unit (10) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Vorsteuerungseinheit (34) Teil einer dem Kraftfahrzeug zugeordneten Rechnereinheit ist.Motor vehicle after claim 8 , wherein the pilot control unit (34) is part of a computer unit assigned to the motor vehicle.
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