Regelung Klimatisierung Funktion

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Funktionsvoraussetzungen allgemein

 Klemme 15 EIN

 Klimatisierungsautomatik eingeschaltet (bei Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Für Kühlbetrieb (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell)):

 Motor läuft

 Kältemittelkompressor über Taste "A/C" eingeschaltet

 Das Steuergerät SAM Mitte aktiviert bei Klemme 15 EIN den Magnetschalter Spannungsversorgung Klimaanlage. Den Klemmenstatus der Klemme 15 vom Zündschloss erhält das Steuergerät SAM Mitte über eine direkte Leitung vom Sicherungs- und Relaismodul Fahrzeuginnenraum.
Das Steuergerät ME sendet das Signal "Motor läuft" über Innenraum-CAN an das Steuergerät Klimatisierung.

Regelung Klimatisierung allgemein

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) erfolgt die elektronische Temperaturregelung und die Luftverteilung im Fahrzeuginnenraum abhängig von den vorgenommenen Einstellungen an der Bedieneinheit Klimatisierung und den über verschiedene Sensoren erfassten Einflussgrößen (z. B. Innenraumtemperatur, Außentemperatur, Kühlmitteltemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit). Die Ermittlung dieser Einflussgrößen ist im Anschluss beschrieben.

Bei Fahrzeugen ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik) erfolgt die Temperaturregelung und die Luftverteilung im Fahrzeuginnenraum mechanisch vom Steuer- und Bediengerät Klimatisierung über Bowdenzüge zu den einzelnen Lufverteilungs- und Mischklappen. Lediglich die Heckscheibenheizung und der Gebläsemotor werden eletrisch angesteuert bzw. geregelt. Bei Fahrzeugen mit Code I77 (Klimaanlage manuell) wird zusätzlich die Klimaanlage über die Taste "A/C" eingeschalten, woraufhin die Magnekupplung des Kältemittelkompressor angesteuert und dieser elektrisch zugeschalten wird.

 Detaillierte Informationen zu möglichen Einstellungen sind in der separaten Bauteilbeschreibung "Bedieneinheit Klimatisierung" enthalten.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) ist das Steuergerät Klimatisierung über Innenraum-CAN, Telematik-CAN und Klimabedien-LIN mit der Fahrzeugelektronik vernetzt. So ist es möglich, relevante Einflüsse einzubeziehen, um damit die Regelungsqualität zu verbessern und den Energieverbrauch zu senken.

Die Funktion Regelung Klimatisierung umfasst folgende Teilfunktionen:

 Funktionsablauf Erfassen und Auswerten der Einflussgrößen

 Funktionsablauf Ansteuern der Klimakomponenten

 Funktionsablauf Frischluftbetrieb

 Funktionsablauf Umluftbetrieb

 Funktionsablauf Entfrostfunktion

Funktionsablauf Erfassen und Auswerten der Einflussgrößen

Folgende Einflussgrößen werden erfasst und ausgewertet je nach verbautem Klimatisierungssystem nehmen diese Einfluss auf die Regelung der Klimatisierung:

 Einflussgröße Außentemperatur (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

 Einflussgröße Temperatur im Fahrzeuginnenraum und Feuchte der Frontscheibe (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

 Einflussgröße Kühlmitteltemperatur

 EinflussgrößeTemperatur am Verdampfer (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

 Einflussgröße Kältemitteldruck (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

 Einflussgröße Sonneneinstrahlung (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

 Einflussgröße Fahrzeuggeschwindigkeit (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

 Einflussgröße Motordrehzahl (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

 Einstellungen an der Bedieneinheit Klimatisierung (Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

 Einstellungen am Steuer- und Bediengerät Klimatisierung (Fahrzeuge ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Einflussgröße Außentemperatur (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

Der Außentemperatursensor erfasst die Außentemperatur. Das Kombiinstrument liest das Signal des Außentemperatursensors direkt ein, errechnet die Außentemperatur und sendet diese über Innenraum-CAN an das Steuergerät ME, welches den Wert der Außentemperatur zur Regelung des Kältemittelkompressor verwendet.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) empfängt das Steuergerät Klimatisierung die Außentemperatur über Innenraum-CAN. Das Steuergerät Klimatisierung 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 für eine Zeit von mindestens t = 30 s größer ist als v = 30 km/h. Bei Geschwindigkeiten von v < 30 km/h sowie beim Aus- und Einschalten der Zündung wird der zuletzt gemessene Temperaturwert verwendet.

Einflussgröße Temperatur im Fahrzeuginnenraum und Feuchte der Frontscheibe (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Der Feuchte- und Temperatursensor Fahrzeuginnenraum misst die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur im Fahrzeuginnenraum direkt an der Innenseite der Frontscheibe und bestimmt daraus die Taupunkttemperatur. Zusätzlich wird die Oberflächentemperatur der Frontscheibe und die Innenraumtemperatur bestimmt. Durch den Vergleich mit der Taupunkttemperatur kann ein (drohender) Scheibenbeschlag erkannt werden. Die Signale des Feuchte- und Temperatursensors Fahrzeuginnenraum liest das Steuergerät Klimatisierung direkt ein.

Bei drohendem Beschlag der Frontscheibe werden entsprechende Gegenmaßnahmen wie z. B. Zuschalten des Kältemittelkompressors eingeleitet.

Einflussgröße Kühlmitteltemperatur

Die Temperatur des Kühlmittels wird vom Kühlmitteltemperatur-Sensor erfasst. Das Steuergerät ME liest den Widerstandswert des Kühlmitteltemperatur-Sensors direkt ein, errechnet daraus die Kühlmitteltemperatur und sendet diese über Innenraum-CAN an das Steuergerät Klimatisierung.

Der Wert wird zur zur Steuerung des PTC-Heizers und bei Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) zur Steuerung der Mischluftklappen verwendet.

Einflussgröße Temperatur am Verdampfer (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

Um ein Vereisen des Verdampfers zu verhindern, wird die dortige Temperatur vom Verdampfertemperatur-Sensor erfasst. Die Signale des Verdampfertemperatur-Sensors werden bei Code I01 (Klimatisierungsautomatik) vom Steuergerät Klimatisierung direkt eingelesen und ausgewertet. Sinkt die Verdampfertemperatur auf ca. T = 2 °C ab, wird der Kältemittelkompressor abgeschaltet. Hierzu sendet das Steuergerät Klimatisierung die entsprechenden Signale zum ein- bzw. ausschalten über Innenraum-CAN an das Steuergerät ME. Bei Code I77 (Klimaanlage manuell) wird das Signal des Verdampfertemperatur-Sensors über eine direkte Leitung vom Steuer- und Bediengerät Klimatisierung eingelesen, dieses wertet das Signal aus und passt das direkte Signal zum ein bzw. auschalten des Kältemittelkompressor an das Steuergerät ME an.

Einflussgröße Kältemitteldruck (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

Der Kältemitteldruck wird vom Sensor Kühlmitteldruck erfasst. Die Signale des Sensor Kühlmitteldruck werden vom Steuergerät ME direkt eingelesen. Der Druck wird mit einer hinterlegten Temperatur-Druck-Kurve verglichen. Bei einem Kältemitteldruck von p < 0,8 und > 30 bar wird der Kältemittelkompressor abgeschaltet oder nicht zugeschaltet.

Ab einem Kältemitteldruck von p > 0,9 bar wird der Kältemittelkompressor wieder zugeschaltet.

Einflussgröße Sonneneinstrahlung (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Der Einfallswinkel und die Intensität der Sonnenstrahlung in das Fahrzeug werden vom Sonnensensor im Regen- und Lichtsensor erfasst. Der Regen- und Lichtsensor liest die Signale des Sonnensensors direkt ein, wertet diese aus und sendet Informationen zur Sonneneinstrahlung über Regen- und Lichtsensor-LIN, Steuergerät SAM Fahrer und Innenraum-CAN an das Steuergerät Klimatisierung. Entsprechend den Werten werden die Blaslufttemperatur und die Gebläsedrehzahl angepasst.

Einflussgröße Fahrzeuggeschwindigkeit (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird vom Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm über Innenraum-CAN an das Steuergerät ME und bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) an das Steuergerät Klimatisierung gesendet. Sie dient zur internen Berechnung der Außentemperatur, z. B. im Standbetrieb und ebenfalls zur Regelung des Lüfters abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) dient die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Regelung der Stauluftfunktion.

Einflussgröße Motordrehzahl (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

Die Motordrehzahl wird vom Steuergerät ME über den Positionssensor Kurbelwelle erfasst und über Innenraum-CAN an das Steuergerät Klimatisierung gesendet. Die Motordrehzahl dient unter anderem zur Regelung des Kältemittelkompressors.

Einstellungen an der Bedieneinheit Klimatisierung (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Die Klimatisierung des Fahrer- und Beifahrerraumes kann über folgende Tasten an der Bedieneinheit Klimatisierung eingestellt werden:

 Taste Heckscheibenheizung

 Taste "A/C"

 Taste Umluftbetrieb

 Taste Entfrosten

 Temperaturregler

 Taste "OFF"

 Taste "AUTO"

 Taste Luftverteilung Frontscheibe

 Taste Luftverteilung Instrumententafel

 Taste Luftverteilung Fußraum

 Taste Luftmenge verringern

 Taste Luftmenge erhöhen

Die Einstellungen werden von der Bedieneinheit Klimatisierung über Klimabedien-LIN an das Steuergerät Klimatisierung gesendet und dort verarbeitet. Anhand dieser Daten wird die Luftmenge, Luftverteilung und Temperatur geregelt. Die Anzeige der gewählten Einstellungen erfolgt im Smart Radio Multimedia Navigator Display.

Die gewählten Einstellungen werden von der Bedieneinheit Klimatisierung über Innenraum-CAN, Steuergerät Audio-Gateway und Telematik-CAN an den Smart Radio Multimedia Navigator gesendet.

 Zur Funktionsrückmeldung sendet das Steuergerät Klimatisierung die Anforderung zur Ansteuerung der LED in der entsprechenden Taste über Klimabedien-LIN an die Bedieneinheit Klimatisierung.

Einstellungen am Steuer- und Bediengerät Klimatisierung (Fahrzeuge ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Die Klimatisierung des Fahrer- und Beifahrerraumes kann über folgende Tasten an der Bedieneinheit Klimatisierung eingestellt werden:

 Taste Heckscheibenheizung

 Taste "A/C" (nur Fahrzeuge mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

 Schalter Frischluft/Umluftbetrieb

 Wählrad Luftverteilung

 Wählrad Luftmenge

 Wählrad Temperatur

Die Einstellungen am Steuer- und Bediengerät Klimatisierung, werden von diesem direkt eingelesen und verarbeitet. Anhand dieser Daten werden die Luftmenge, die Heckscheibenheizung und die Klimaanlage geregelt. Die Luftverteilung und die Temperaturregelung erfolgt mechanisch über Lufverteilungs- und Mischklappen. Für die Bedienrückmeldung sind LEDs in den Wählrädern und Tasten integriert, die vom Steuer- und Bediengerät Klimatisierung direkt angesteuert werden.

Funktionsablauf Ansteuerung der Klimakomponenten

Der Funktionsablauf Ansteuerung der Klimakomponenten umfasst folgende Unterfunktionen:

 Funktionsablauf Ansteuerung des Gebläsemotors

 Funktionsablauf Ansteuerung der Luftführungsklappen

 Funktionsablauf Ansteuerung des Kältemittelkompressors (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

 Funktionsablauf Ansteuerung des Lüftermotors

 Funktionsablauf Heizbetrieb

 Funktionsablauf Frischluftbetrieb

 Funktionsablauf Umluftbetrieb

 Funktionsablauf Entfrostfunktion (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

 Funktionsablauf Verdampfertrocknungen (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Funktionsablauf Ansteuerung des Gebläsemotors

Die Durchlüftung wird mit Hilfe des Gebläsemotors erreicht.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) wird der Gebläsemotor über den Gebläseregler geregelt. Das Steuergerät Klimatisierung steuert hierzu den Gebläseregler direkt an, welcher den Gebläsemotor regelt.

Bei Fahrzeugen ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik) wird der Gebläsemotor direkt vom Steuer- und Bediengerät Klimatisierung angesteuert. Die Regelung der Gebläsestufen erfolgt über den jeweiligen Vorwiderstand Gebläsemotor.

Funktionsablauf Ansteuerung der Luftführungsklappen

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

Folgende Luftführungsklappen werden bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) elektrisch über Stellmotoren verstellt:

 Frischluft-/Umluftklappe über den Stellmotor Frischluft-/Umluftklappe (Frischluft-/Umluftregelung)

 Mischluftklappe über den Stellmotor Mischluftklappe (Temperaturregelung)

 Fußraumklappe über den Stellmotor Fußraumklappe (Belüftungsregelung)

das Steuergerät Klimatisierung steuert die Stellmotoren direkt an.

Bei Fahrzeugen ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik) erfolgt die Verstellung der oben genannten Klappen mechanisch über Bowdenzüge, die jeweils mit dem Wählrad Luftverteilung, dem Wählrad Luftmenge und dem Wählrad Temperatur verbunden sind.

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Funktionsablauf Ansteuerung des Kältemittelkompressors (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) oder mit Code I77 (Klimaanlage manuell))

Der Kältemittelkompressor ist für das Ansaugen und Verdichten des Kältemittels zuständig.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) wird der Kältemittelkompressor vom Steuergerät Klimatisierung leistungsgeregelt. Das Steuergerät Klimatisierung sendet die Anforderung zur Ansteuerung des Kältemittelkompressors über Innenraum-CAN an das Steuergerät ME.

Bei Fahrzeugen mit Code I77 (Klimaanlage manuell) erhält das Steuergerät ME die Anforderung zum Einschalten des Kältemittelkompressors über eine direkte Leitung vom Steuer- und Bediengerät Klimatisierung. Der Kältemittelkompressor wird über die Taste "A/C" im Steuer- und Bediengerät Klimatisierung eingeschaltet.

Das Steuergerät ME schaltet je nach Status die Magnetkupplung des Kältemittelkompressors über das Relais Kältemittelkompressor ein oder aus. Zusätzlich hält das Steuergerät ME , entsprechend der beim Einschalten des Kältemittelkompressors zusätzlichen Last, die Leerlaufdrehzahl konstant.

Funktionsablauf Ansteuerung des Lüftermotors

Der Lüftermotor dient der Abkühlung des Kühlmittels und des Kältemittels.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) berechnet das Steuergerät Klimatisierung die Lüftersolldrehzahl abhängig vom Kältemitteldruck und sendet eine Anforderung über Innenraum-CAN an das Steuergerät ME. Das Steuergerät ME berechnet dann die Lüftersolldrehzahl abhängig von der Motortemperatur und Ladelufttemperatur sowie der Anforderung des Steuergeräts Klimatisierung und der Kältemitteltemperatur und steuert den Lüftermotor entsprechend an.

Bei Fahrzeugen mit Code I77 (Klimaanlage manuell), steuert das Steuergerät ME die Lüfterdrehzahl abhängig vom Sensor Kühlmitteldruck, Kühlmitteltemperatur-Sensor und Temperatursensor Ladeluft.

Funktionsablauf Heizbetrieb

Zusäzliche Funktonsvoraussetzung:

 Motor läuft

Von der Kühlmittelpumpe angetrieben, zirkuliert das Kühlmittel im Motorkühlkreislauf. Dabei nimmt es die Motorwärme auf. Das aufgeheizte Kühlmittel wird durch den Heizungswärmetauscher geleitet, der die Wärme an die vorbeiströmende Luft abgibt.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) regelt das Steuergerät Klimatisierung die über den Temperaturregler der Bedieneinheit Klimatisierung eingestellte Innenraumtemperatur. Hierzu steuert es den Stellmotor Mischluftklappe direkt an und regelt die Einströmtemperatur (Blaslufttemperatur) der Heizungsluft mithilfe des Feuchte- und Temperatursensors Fahrzeuginnenraum.

Bei Fahrzeugen ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik) erfolgt die Temperatureinstellung über das Wählrad Temperatur, welches durch einen Bowdenzug die Mischluftklappe mechanisch betätigt.

Zuheizung über PTC-Heizer bei Fahrzeuge mit Code V69 (Heizelement für kalte Länder)

Bei kalten Außentemperauren und geringer Kühlmitteltemperatur des Motorkühlkreislaufs, wird die zum Innenraum durchströmende Luft zusätzlich über einen elektrischen PTC-Heizer, der sich im Klimakasten hinter dem Wärmetauscher befindet, aufgeheizt. Der PTC-Heizer hat eine Gesamleistungsaufnahme von 900 W bei 0 0C und kann vom Steuergerät SAM Mitte je nach Bedarf in 3 Stufen angesteuert werden. Daher werden bei einer Luftemperatur von bspw. 0 0C die erste Stufe mit einer Leistung 300 W zusammen mit der zweiten Stufe mit 600 W Leistung angesteuert, so dass die zum Fahrgastraum durchströmende Luft mit einer Leistung von 900 W erwärmt wird. Mit zunehmender Luftttemperatur werden nur noch die zweite Stufe mit 600 W und danach nur noch die erste Stufe mit 300 W angesteuert. Ebenfalls steigt mit zunehmender Temperatur der eletrische Widerstand des PTC-Heizers und die Leistungsaufnahme der einzelnen Heizstufen sinkt proportional. Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) sendet das Steuergerät Klimatisierung die Anforderung zum Einschalten der der einzelnen Heizungsstufen über Innenraum-CAN an das Steuergerät SAM Mitte. Dieses steuert dann über den Magnetschalter elektrischer Zuheizer, Stufe 1 (K16/2) bzw. über den Magnetschalter elektrischer Zuheizer, Stufe 2 (K16/3) den PTC-Zuheizer an. Bei Fahrzeugen ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik) ist die Steuerungslogig im Steuergerät SAM Mitte implementiert.

Funktionsablauf Frischluftbetrieb

Die Frischluft-/Umluftklappe ist geöffnet und es wird Frischluft durch den Klimatisierungskasten in den Fahrzeuginnenraum gefördert.

Funktionsablauf Umluftbetrieb

Durch Betätigen der Taste Umluftbetrieb an der Bedieneinheit Klimatisierung (mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik)) oder durch den Schalter Frischluft/Umluftbetrieb (ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik)) wird die Frischluft-/Umluftklappe geschlossen, um die Luftzufuhr von außen zu verhindern. Die Luft zirkuliert nur im Fahrzeuginnenraum. Unangenehme Gerüche und Schadgase werden ferngehalten. Die LED in der Taste Umluftbetrieb oder am Schalter Frischluft/Umluftbetrieb leuchtet während des Umluftbetriebs.

Bei Fahrzeugen mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik) liest das Steuergerät Klimatisierung den Status der Taste Umluftbetrieb über Klimabedien-LIN ein und steuert den Stellmotor Frischluft-/Umluftklappe direkt an.

Bei Fahrzeugen ohne Code I01 (Klimatisierungsautomatik) erfolgt die Betätigung der Frischluft-/Umluftklappe mechanisch durch einen Bowdenzug über den Schalter Frischluft/Umluftbetrieb.

Funktionsablauf Entfrostfunktion (nur Fahrzeuge mit Code I01 (Klimatisierungsautomatik))

Durch Betätigung der Taste Entfrosten werden sämtliche Luftklappen bis auf die Frischluft-/Umluftklappe geschlossen. Dies wird voll geöffnet. Die Mischluftklappe wird außentemperaturabhängig verfahren, die maximale Öffnung wird so begrenzt, dass die Blasluftsolltemperatur von ca. T = 80 °C nicht übersteigt.

Das Steuergerät Klimatisierung steuert den Gebläseregler und dieser den Gebläsemotor so an, dass ein optimaler Entfrostbetrieb abhängig von der Ausströmlufttemperatur gewährleistet ist.

Der Kältemittelkompressor wird zugeschaltet, um eine Trocknung der Ausströmluft zu gewährleisten. Ebenfalls wird der PTC-Heizer zugeschalten. Die Luft wird getrocknet und anschließend aufgeheizt.