Regelung Klimatisierungsautomatik Funktion

Funktionsvoraussetzungen allgemein

 Kl. 15

 Klimatisierungsautomatik eingeschaltet

 Kl. 61 (für Kühlbetrieb)

 Kältemittelverdichter (A9) eingeschaltet (für Kühlbetrieb)

Regelung allgemein

Die elektronische Regelung der Temperatur und der Luftverteilung im Innenraum erfolgt in Abhängigkeit von den gewählten Einstellungen am Steuer- und Bediengerät KLA (N22) und den über verschiedene Sensoren erfassten Einflussgrößen
(z. B. Innenraumtemperatur, Außentemperatur, Kühlmitteltemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit).

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Die Ermittlung dieser Einflussgrößen ist im Anschluss an die regelungsrelevanten Einstellungen beschrieben.

Das Steuer- und Bediengerät ist über den Innenraum-CAN und den Klimabus mit der Fahrzeugelektronik vernetzt. So ist es möglich, relevante Einflüsse einzubeziehen, um damit die Regelungsqualität zu verbessern und den Energieverbrauch zu senken.

Die Regelung Klimatisierungsautomatik setzt sich aus folgenden Teilfunktionen zusammen:

 Funktionsablauf regelungsrelevante Einstellungen

 Funktionsablauf Ermittlung der Einflussgrößen

 Funktionsablauf Ansteuerung der Klimakomponenten

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Funktionsablauf regelungsrelevante Einstellungen

Der Funktionsablauf regelungsrelevante Einstellungen setzt sich aus folgenden Unterfunktionen zusammen:

 Funktionsablauf automatische Regelung

 Funktionsablauf manuelle Regelung

 Funktionsablauf Entfrostfunktion

Zusätzliche Funktionsvoraussetzung automatische Regelung

 Taste AUTO gedrückt (Leuchtdiode leuchtet)

Funktionsablauf automatische Regelung

Die Regelung von Temperatur, Luftverteilung und Luftmenge erfolgt in Abhängigkeit von der Temperaturvorwahl am Steuer- und Bediengerät und den jeweils aktuellen Rahmenbedingungen. Die Einstellung der Luftverteilung und Luftmenge wird automatisch vorgenommen.

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Dabei werden vom Steuer- und Bediengerät folgende Einflussgrößen berücksichtigt:

– Außentemperatur

– Innenraumtemperatur

– Kühlmitteltemperatur

– Sonneneinstrahlung auf das Fahrzeug

– Fahrzeuggeschwindigkeit

– Temperatur am Verdampfer

– Kältemitteldruck

– Motordrehzahl

– Schadstoffkonzentration der Außenluft

– Taupunkttemperatur (Luftfeuchtigkeit der Außenluft)

– Türstatus

– Fensterstellung

– Variodachstatus

Zusätzliche Funktionsvoraussetzung manuelle Regelung

 Luftverteilung oder Luftmenge manuell verändert
(Leuchtdiode in Taste AUTO leuchtet nicht)

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Funktionsablauf manuelle Regelung

Die Regelung von Temperatur, Luftverteilung und Luftmenge erfolgt in Abhängigkeit von den am Steuer- und Bediengerät und an der Bedienanlage Mittel- und Seitendüsen KLA (N18/2) vorgenommenen Einstellungen sowie den jeweils aktuellen Rahmenbedingungen.

 Die Bedienanlage Mittel- und Seitendüsen gibt die Einstellungen diskret an das Steuer- und Bediengerät weiter.

Dabei werden vom Steuer- und Bediengerät folgende Einflussgrößen und Einstellungen berücksichtigt:

– Bedienanlage Mittel- und Seitendüsen

– Außentemperatur

– Innenraumtemperatur

– Kühlmitteltemperatur

– Sonneneinstrahlung auf das Fahrzeug

– Fahrzeuggeschwindigkeit

– Temperatur am Verdampfer

– Kältemitteldruck

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– Motordrehzahl

– Schadstoffkonzentration der Außenluft

– Taupunkttemperatur (Luftfeuchtigkeit der Außenluft)

– Türstatus

– Fensterstellung

– Variodachstatus

Zusätzliche Funktionsvoraussetzung Entfrostfunktion

 Taste Entfrosten betätigt (Leuchtdiode leuchtet)

Funktionsablauf Entfrostfunktion

Durch Betätigung der Taste Entfrosten werden sämtliche Luftklappen bis auf die Entfrosterdüsenklappen und die Frischluft- und Umluftklappe geschlossen. Diese werden voll geöffnet.

Die Entfrosterdüsenklappen werden so eingestellt, dass der maximale Luftstrom auf die Windschutzscheibe und die vorderen Seitenscheiben gelenkt wird. Die Mischluftklappen werden auf volle Warmluftzufuhr eingestellt.

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Der Gebläsemotor (A32m1) wird durch das Steuer- und Bediengerät über den Gebläseregler (A32n1) so angesteuert, dass ein optimaler Entfrostbetrieb abhängig von der Ausströmlufttemperatur ermöglicht wird.

Der Kältemittelverdichter wird zugeschaltet, um eine Trocknung der Ausströmluft zu erreichen. Die Luft wird getrocknet (gekühlt) und anschließend auf das Maximum aufgeheizt.

 Der Entfrostbetrieb erfolgt durch den Stellmotor Entfrosterdüsenklappe links (M16/13) für den Fahrer und den Stellmotor Entfrosterdüsenklappe rechts (M16/14) für den Beifahrer getrennt.

Funktionsablauf Ermittlung der Einflussgrößen

Der Funktionsablauf Ermittlung der Einflussgrößen setzt sich aus folgenden Teilfunktionen zusammen:

 Funktionsablauf Ermittlung der Außentemperatur

 Funktionsablauf Ermittlung der Innenraumtemperatur

 Funktionsablauf Ermittlung der Kühlmitteltemperatur

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 Funktionsablauf Ermittlung der Sonneneinstrahlung auf das Fahrzeug

 Funktionsablauf Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit

 Funktionsablauf Ermittlung der Temperatur am Verdampfer

 Funktionsablauf Ermittlung des Kältemitteldrucks

 Funktionsablauf Ermittlung der Motordrehzahl

 Funktionsablauf Ermittlung der Schadstoffkonzentration der Außenluft

 Funktionsablauf Ermittlung der Taupunkttemperatur

 Funktionsablauf Ermittlung des Türstatus

 Funktionsablauf Ermittlung der Fensterstellung

 Funktionsablauf Ermittlung des Variodachstatus

Funktionsablauf Ermittlung der Außentemperatur

Der Temperaturfühler Außentemperaturanzeige (B14) misst die Außentemperatur. Der Temperaturwert wird direkt vom Steuergerät SAM, Fahrer (N10/10) eingelesen und über Innenraum-CAN an das Steuer- und Bediengerät gesendet.

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Das Steuer- und Bediengerät benötigt diesen Wert, um die gewünschte Innenraumtemperatur durch entsprechendes Verstellen der Mischluftklappen zu erreichen.

Bei stehendem Fahrzeug kann die gemessene Temperatur von der Außentemperatur erheblich abweichen. Eine Einbeziehung der Außentemperatur in die Regelung wird deshalb nur vorgenommen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v > 20 km/h ist.
Bei Geschwindigkeiten von v < 20 km/h sowie beim Aus- und Einschalten der Zündung wird der zuletzt gemessene Temperaturwert verwendet.

Funktionsablauf Ermittlung der Innenraumtemperatur

Die Innenraumtemperatur wird im Bereich der Instrumententafel vom Temperaturfühler Innenluft (N22b1) erfasst und direkt vom Steuer- und Bediengerät eingelesen.

Im Bereich des Daches wird die Innenraumtemperatur vom Temperaturfühler Innenluft (N70b1) erfasst und vom Steuergerät Dachbedieneinheit (N70) eingelesen. Dieses sendet den Wert über Innenraum-CAN an das Steuer- und Bediengerät.

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 Bei geöffnetem Variodach werden die Temperaturfühler Innenluft nicht ausgewertet.

Die beiden Temperaturfühler Innenluft sind jeweils mit einem Belüftungsgebläse ausgestattet, welches die Luft zur Temperaturmessung aus dem Fahrzeuginnenraum ansaugt.

Aus den Messwerten der Temperaturfühler Innenluft wird ein Mittelwert gebildet. Der Mittelwert wird zusammen mit dem Wert des Temperaturfühlers Außentemperaturanzeige mit einem fest im Steuer- und Bediengerät gespeicherten Kennfeld abgeglichen und zur Regelung der Innenraumtemperatur verwendet.

 Bei folgenden Bedingungen wird der Mittelwert der Innenraumtemperatur vom Steuer- und Bediengerät gehalten und ein sofortiges Weiterarbeiten der Klimaanlage mit der eingestellten Solltemperatur gewährleistet:

– Seitenscheibe auf

– Tür auf

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Funktionsablauf Ermittlung der Kühlmitteltemperatur

Die Temperatur des Kühlmittels wird vom Temperaturfühler Kühlmittel (B11/4) erfasst. Der Temperaturwert wird vom Steuergerät ME (N3/10) eingelesen und über Motorraum-CAN an das Steuergerät EZS (N73) gesendet. Dieses sendet den Wert über Innenraum-CAN an das Steuer- und Bediengerät.

Der Wert wird zur Steuerung der Mischluftklappen und zur Ansteuerung der Heizwasserumwälzpumpe (M13) verwendet.

Funktionsablauf Ermittlung der Sonneneinstrahlung auf das Fahrzeug

Durch den Sonnensensor 4-fach KLA (B32/2) erfasst das Steuer- und Bediengerät über Klimabus den Einfallswinkel und die Intensität der Sonnenstrahlung auf das Fahrzeug. Entsprechend der Messwerte werden die Innenraumtemperatur und die Gebläsedrehzahl angepasst.

Bei einseitiger Sonneneinstrahlung wird eine angemessene Temperaturdifferenz zwischen der rechten und linken Regel-Sollwerttemperatur eingestellt.

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Funktionsablauf Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit

Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird vom Kombiinstrument (A1) über Innenraum-CAN an das Steuer- und Bediengerät gesendet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit dient zur internen Berechnung der Außentemperatur, z. B. im Standbetrieb.

Funktionsablauf Ermittlung der Temperatur am Verdampfer

Um ein Vereisen des Verdampfers zu verhindern, wird die dortige Temperatur durch den Temperaturfühler Verdampfer (B10/6) erfasst und direkt vom Steuer- und Bediengerät eingelesen. Sinkt die Verdampfertemperatur auf ca. T = 2 °C ab, wird der Kältemittelverdichter abgeschaltet.

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Funktionsablauf Ermittlung des Kältemitteldrucks

Der Kältemitteldruck wird vom Geber Kältemitteldruck (B12) erfasst. Der Druck wird mit einer hinterlegten Temperatur-Druck-Kurve verglichen. Bei einem Kältemitteldruck von p < 1,75 bar oder p > 30 bar wird der Kältemittelverdichter abgeschaltet. Der Geber Kältemitteldruck wird direkt vom Steuergerät SAM, Fahrer eingelesen und über Innenraum-CAN an das Steuer- und Bediengerät weitergeleitet.

Funktionsablauf Ermittlung der Motordrehzahl

Die Motordrehzahl wird vom Steuergerät ME erfasst und über Motorraum-CAN an das Steuergerät EZS gesendet. Dieses sendet den Wert über Innenraum-CAN an das Steuer- und Bediengerät.

Die Motordrehzahl dient unter anderem zur Regelung des Kältemittelverdichters.

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Funktionsablauf Ermittlung der Schadstoffkonzentration der Außenluft

Durch den Multifunktionssensor KLA (B31/1) wird die Konzentration der Schadgase Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxid (NOX) erfasst.

Die Werte werden vom Steuer- und Bediengerät über Klimabus eingelesen. Das Steuer- und Bediengerät realisiert entsprechend den eingelesenen Werten die automatische Umluftsteuerung.

Funktionsablauf Ermittlung der Taupunkttemperatur

Aus der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit berechnet der Multifunktionssensor KLA den Taupunkt und sendet diesen über Klimabus an das Steuer- und Bediengerät. Der Taupunkt wird zur Regelung des Kältemittelverdichters benötigt.

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Funktionsablauf Ermittlung des Türstatus

Durch den Türkontaktschalter links (S17/3) und den Türkontaktschalter rechts (S17/4) werden die Zustände offen und geschlossen an der jeweiligen Tür erfasst. Der Türstatus wird vom Steuergerät SAM Fond (N10/8) eingelesen und an das Steuer- und Bediengerät gesendet.

Das Steuer- und Bediengerät hält bei geöffneter Tür die aktuelle Gebläseleistung fest, um bei großen Temperaturunterschieden zwischen Innen- und Außenluft ein unnötiges Nachregeln zu vermeiden.

Funktionsablauf Ermittlung der Fensterstellung

Die Fensterstellung wird vom Türsteuergerät links (N69/1) und vom Türsteuergerät rechts (N69/2) eingelesen und an das Steuer- und Bediengerät gesendet.

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Funktionsablauf Ermittlung des Variodachstatus

Das Steuergerät UVS (N52) sendet den Status des Variodachs über Innenraum-CAN an das Steuer- und Bediengerät.

Funktionsablauf Ansteuerung der Klimakomponenten

Der Funktionsablauf Ansteuerung der Klimakomponenten setzt sich aus folgenden Teilfunktionen zusammen:

 Funktionsablauf Ansteuerung des Kältemittelverdichters

 Funktionsablauf Ansteuerung des Gebläsemotors

 Funktionsablauf Ansteuerung der Luftführungsklappen

 Funktionsablauf Ansteuerung des Elektrischen Sauglüfters Motor und Klima mit integrierter Regelung (M4/7)

Funktionsablauf Ansteuerung des Kältemittelverdichters

Der Kältemittelverdichter ist für das Ansaugen und Verdichten des Kältemittels zuständig. Der Kältemittelverdichter wird stufenlos von 0 bis 100 % über das Kompressorregelventil vom Steuer- und Bediengerät leistungsgeregelt.

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Das Steuer- und Bediengerät sendet die Anforderung zum Einschalten über Innenraum-CAN an das Steuergerät SAM, Fahrer. Dieses empfängt die Anforderung und steuert das Kompressorregelventil entsprechend an.

Funktionsablauf Ansteuerung des Gebläsemotors

Die Durchlüftung wird mit Unterstützung des Gebläsemotors erreicht. Das Steuer- und Bediengerät sendet ein Signal von 0 bis 100 % über den Klimabus an den Gebläseregler. Der Gebläseregler regelt, abhängig von der Steuerspannung, die Betriebsspannung für den Gebläsemotor von U = 0 bis 12 V und somit die Leistung des Gebläsemotors von 0 bis 100 %.

Die Ansteuerung (Betriebsspannung) des Gebläsemotors wird durch folgende Faktoren beeinflusst:

– Gebläsewählradstellung (MANUELL/AUTO)

– Bedienfunktionen

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– Luftverteilung

– Taste AC

– Motorrestwärmeausnutzung

– Modus: Heizen oder Kühlen

– Kühlmitteltemperatur

– Geschwindigkeit

– Variodach offen oder geschlossen

– Sonneneinstrahlung

– Stellung der Frischluft- und Umluftklappe

– Klappenstellungen

– Status der Kl. 15 und Kl. 50

Die Gebläseleistung kann abhängig von der Außentemperatur erhöht werden. Um bei niedrigen Temperaturen die Innentemperatur konstant und die Scheiben freizuhalten, wird die Gebläseleistung bei Außentemperaturen von
T = –10 °C bis –15 °C um 15 % erhöht.

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Funktionsablauf Ansteuerung der Luftführungsklappen

Durch entsprechende Verstellung der Luftführungsklappen im Klimatisierungskasten wird die Luftverteilung im Fahrzeuginnenraum gesteuert.

Vom Steuer- und Bediengerät werden über Klimabus folgende Bauteile angesteuert:

– zur Frischluft-/Umluftregelung:

– Stellmotor Frischluft- und Umluftklappe (M16/21)

– zur Temperaturregelung:

– Stellmotor Mischluftklappe links (M16/28)

– Stellmotor Mischluftklappe rechts (M16/29)

– zur Belüftungsregelung:

– Stellmotor Entfrosterdüsenklappe links

– Stellmotor Entfrosterdüsenklappe rechts

– Stellmotor Fußraumklappe links (M16/15)

– Stellmotor Fußraumklappe rechts (M16/16)

– Stellmotor für Luftklappe, Mitteldüse links (M16/23)

– Stellmotor für Luftklappe, Mitteldüse rechts (M16/24)

– Stellmotor für Luftklappe, Seitendüse links (M16/25)

– Stellmotor für Luftklappe, Seitendüse rechts (M16/26)

Funktionsablauf Ansteuerung des Elektrischen Sauglüfters Motor und Klima mit integrierter Regelung

Der Elektrische Sauglüfter dient der Abkühlung des Kühlmittels und des Kältemittels.
Das Steuer- und Bediengerät berechnet die Lüftersolldrehzahl in Abhängigkeit vom Kältemitteldruck und sendet die Anforderung über Innenraum-CAN an das Steuergerät EZS. Dieses sendet die Anforderung über Motorraum-CAN an das Steuergerät ME. Das Steuergerät ME berechnet die Lüftersolldrehzahl in Abhängigkeit von der Motortemperatur, vergleicht diese mit der Klimaanforderung und steuert den elektrischen Sauglüfter entsprechend an.