Systembeschreibung

SYSTEMBESCHREIBUNG

1. ALLGEMEINES

(a) Die Klimaanlage verfügt über folgende Regelungen.

Steuerung	Übersicht
Neuronale-Netzwerk-Regelung	Diese Regelung ist in der Lage, komplexe Steuerungen durchzuführen, indem sie die Informationsverarbeitung des Nervensystems lebender Organismen künstlich nachbildet, um eine komplexe Eingabe-Ausgabe-Beziehung ähnlich dem menschlichen Gehirn herzustellen.
Regelung der Auslasslufttemperatur	Auf Basis der mit dem Temperaturregler eingestellten Temperatur berechnet die neuronale Netzwerkregelung die Auslasslufttemperatur anhand der Eingangssignale verschiedener Sensoren.
Getrennte Regelung links und rechts	Die Solltemperaturen für Fahrer und Beifahrer werden unabhängig voneinander geregelt, um für die linke und rechte Fahrzeugseite getrennte Innenraumtemperaturen bereitzustellen. So wird eine Klimatisierung erreicht, die den Wünschen der Insassen entspricht.
Gebläsesteuerung	Steuert den Gebläsemotor entsprechend dem Luftvolumenstrom, der von der neuronalen Netzwerkregelung auf Basis der Eingangssignale verschiedener Sensoren berechnet wird.
Regelung der Luftauslässe	Schaltet die Luftausströmer automatisch entsprechend dem von der neuronalen Netzwerkregelung berechneten Ausströmermodus um.
	Abhängig von Kühlmitteltemperatur, Umgebungslufttemperatur, Sonneneinstrahlung, benötigtem Gebläsevolumen, Ausströmtemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit schaltet diese Regelung den Gebläseausströmer automatisch auf Fuß- und Entfrosterbetrieb um, um ein Beschlagen der Scheiben bei niedriger Umgebungslufttemperatur zu verhindern.
Regelung der Luftansaugung	Regelt die Luftansaugklappe automatisch, um die berechnete erforderliche Auslasslufttemperatur zu erreichen.
	Betätigt den Stellmotor der Luftansaugklappe entsprechend dem Betrieb des Schalters für die Luftansaugung und bewegt die Klappen in die Frischluft- oder Umluftstellung.
Kompressorregelung	Durch die Berechnung der Solltemperatur des Verdampfers auf Basis verschiedener Sensorsignale regelt der Klimaanlagen-Verstärker die Förderleistung optimal, indem er den Öffnungsgrad des Kompressor-Magnetventils einstellt.
	Der Klimaanlagen-Verstärker vergleicht die Riemenscheibendrehzahlsignale (übermittelt vom Blockiersensor am Kompressor) mit dem Motordrehzahlsignal (übermittelt vom ECM (Kurbelwellenpositionssensor)). Stellt der Klimaanlagen-Verstärker fest, dass die Riemenscheibe blockiert ist, schaltet er die Magnetkupplung ab.*1
Entfrosterregelung	Die Entfrosterlogik dient dazu, die Entfrosterleistung zu verbessern.
Heckscheibenheizungsregelung	Ist die Zündung eingeschaltet und wird der Heckscheibenheizungsschalter gedrückt, wird das System aktiviert und die Heckscheibenheizung bleibt für ca. 15 Minuten eingeschaltet. Die Betriebsdauer der Heckscheibenheizung kann jedoch auf bis zu ca. 60 Minuten verlängert werden, wenn beide der folgenden Bedingungen erfüllt sind: Außentemperatur: 0 °C oder weniger Fahrzeuggeschwindigkeit: 60 km/h oder mehr
Diagnose	Wenn der Klimaanlagen-Verstärker einen Fehler im Klimaanlagensystem erkennt, wird ein DTC (Diagnose-Fehlercode) im Speicher abgelegt.

• *1: für 2GR-FE

2. NEURONALE-NETZWERK-REGELUNG

• Bei den bisherigen automatischen Klimaanlagen ermittelte der A/C-Verstärker die erforderliche Auslasslufttemperatur und das Gebläseluftvolumen anhand einer Berechnungsformel, die auf Informationen der Sensoren basiert.

  Da die Sinneswahrnehmung des Menschen recht komplex ist, wird eine bestimmte Temperatur je nach Umgebung, in der sich die Person befindet, unterschiedlich empfunden. Beispielsweise kann eine bestimmte Sonneneinstrahlung in einem kalten Klima angenehm warm wirken, in einem heißen Klima dagegen äußerst unangenehm. Daher wird für eine genauere Regelung ein neuronales Netz in der automatischen Klimaanlage eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden die unter wechselnden Umgebungsbedingungen erfassten Daten im A/C-Verstärker gespeichert. Der A/C-Verstärker kann dann die Regelung so durchführen, dass der Klimakomfort verbessert wird.

• Die neuronale Netzregelung besteht aus Neuronen der Eingangsschicht, der Zwischenschicht und der Ausgangsschicht. Die Neuronen der Eingangsschicht verarbeiten die Eingangsdaten der Außentemperatur, der Sonneneinstrahlung und der Innenraumtemperatur auf Basis der Signale von Schaltern und Sensoren und geben sie an die Neuronen der Zwischenschicht weiter. Auf Grundlage dieser Daten passen die Neuronen der Zwischenschicht die Stärke der Verbindungen zwischen den Neuronen an. Die Neuronen der Ausgangsschicht berechnen daraus anschließend die Summe in Form der erforderlichen Austrittstemperatur, der Sonnenkorrektur, des Soll-Luftmassenstroms und der Stellgröße für die Auslassmodi. Entsprechend steuert der A/C-Verstärker die Stellmotoren und den Gebläsemotor gemäß den Stellgrößen, die durch die neuronale Netzregelung berechnet wurden.

3. MODUSSTELLUNG UND KLAPPENBETRIEB

(a) Modusstellung und Klappenbetrieb

Funktionen der Hauptklappen

Steuerklappe	Betriebsstellung	Klappenstellung	Bedienung
Lufteinlass-Steuerklappe	FRISCH	A	Lässt Frischluft einströmen.
	UMLUFT	B	Lässt die Innenraumluft umlaufen.
Mischluftklappe	Temperatureinstellung von MAX. KÄLTE bis MAX. WÄRME	C - D - E (C' - D' - E') T - U - V	Verändert das Mischungsverhältnis von warmer und kalter Luft, um die Temperatur stufenlos zwischen warm und kalt zu regeln.
Auslass-Steuerklappe	DEF	F, J, L, P, S, Y	Enteist die Frontscheibe über den mittleren Entfroster, den seitlichen Entfroster, den Entfroster der Seitenscheibe und die seitlichen Luftauslasskanäle.
	FUSSRAUM/ENTFROSTER	G, J, L, P, Q, X	Enteist die Frontscheibe über den mittleren Entfroster, den seitlichen Entfroster, den Entfroster der Seitenscheibe, die seitlichen Luftauslässe und die hinteren mittleren Luftauslässe, während gleichzeitig Luft aus den vorderen und hinteren Fußraum-Luftauslässen ausströmt.
	FUSSRAUM	H, J, L, P, Q, X	Luft strömt aus den Fußraum-Luftauslässen, den hinteren mittleren Luftauslässen und den seitlichen Luftauslässen. Zusätzlich strömt etwas Luft aus dem mittleren Entfroster und dem seitlichen Entfroster.
	BI-LEVEL	I, K, N, O, R, X	Luft strömt aus den vorderen und hinteren mittleren Luftauslässen, den seitlichen Luftauslässen und den vorderen und hinteren Fußraum-Luftauslässen.
	GESICHT	I, K, M, O, S, W	Luft strömt aus den vorderen mittleren Luftauslässen, den hinteren mittleren Luftauslässen und den seitlichen Luftauslässen.

4. LUFTAUSLÄSSE UND LUFTVOLUMENSTROM

(a) Luftauslässe und Luftmassenstrom

Anzeige	Modus	GESICHT			FUSSRAUM		DEF
		CTR	SEITE	HR	FR	HR	F
		A	B	C	D	E
	GESICHT
	B/L
	FUSSRAUM
	F/D
	DEF

Die Größe jedes Kreises ○ gibt das Verhältnis des Luftmassenstroms an.

5. PARKEN-FRISCHLUFTREGELUNG

Wenn das Fahrzeug geparkt ist, schaltet die Klimaanlage über eine Steuerlogik automatisch den Lufteinlass in den Modus FRISCH, um unerwünschte Gerüche aus der Klimaanlage zu entfernen.

Diese Logik reduziert daher unerwünschte Gerüche beim Einschalten der Klimaanlage.

6. A/C-KOMPRESSOR

(a) Allgemein:

(1) Der A/C-Kompressor ist ein stufenlos regelbarer Kompressor, dessen Förderleistung entsprechend der Kühllast der Klimaanlage verändert werden kann.

(2) Der Kompressor besteht aus der A/C-Riemenscheibe, der Welle, der Lugplatte, der Taumelscheibe, dem Kolben, dem Gleitschuh, dem Kurbelraum, dem Zylinder und dem Magnetventil.

(3) Die A/C-Riemenscheibe mit integrierter Magnetkupplung besitzt einen A/C-Blockiersensor, der erkennt, ob der A/C-Kompressor blockiert ist.*1

(4) Ein Magnetventil ist vorhanden, damit der Saugdruck nach Bedarf geregelt werden kann.

(5) Das Innenventil ist vorhanden, um die Haltbarkeit des A/C-Kompressors bei hoher Drehzahl und großer thermischer Last zu verbessern. Das Innenventil ist in das Magnetventil integriert.

(b) Funktion des Magnetventils:

(1) Der Kurbelraum ist mit der Saugleitung verbunden. Zwischen der Saugleitung (Niederdruck) und der Druckleitung (Hochdruck) ist ein Magnetventil angeordnet.

(2) Das Magnetventil wird über eine Tastverhältnis-Regelung entsprechend den Signalen des A/C-Verstärkers betätigt.

(3) Wenn das Magnetventil schließt (Magnetspule ist bestromt), entsteht eine Druckdifferenz und der Druck im Kurbelraum sinkt. Dann wird der Druck auf der rechten Seite des Kolbens größer als der Druck auf der linken Seite des Kolbens. Dadurch wird die Feder komprimiert und die Taumelscheibe geneigt. Folglich vergrößert sich der Kolbenhub und auch die Förderleistung steigt.

(4) Wenn das Magnetventil öffnet (Magnetspule ist nicht bestromt), verschwindet die Druckdifferenz. Dann wird der Druck auf der linken Seite des Kolbens gleich dem Druck auf der rechten Seite des Kolbens. Die Feder dehnt sich daher aus und hebt die Neigung der Taumelscheibe auf. Folglich gibt es keinen Kolbenhub und die Förderleistung wird verringert.

(c) Funktion des Innenventils:

(1) Das Innenventil arbeitet, wenn die Drehzahl des A/C-Kompressors schnell gestiegen ist, die Drehzahl des A/C-Kompressors hoch ist oder sich die thermische Last plötzlich verändert hat. Dadurch wird die Förderleistung des A/C-Kompressors verringert und seine Haltbarkeit erhöht sich.

• *1: für 2GR-FE

7. A/C-BLOCKIERSENSOR (für 2GR-FE)

Der A/C-Blockiersensor sendet Drehzahlsignale der A/C-Riemenscheibe an den A/C-Verstärker. Der A/C-Verstärker ermittelt anhand dieser Signale und der Motordrehzahlsignale, ob der A/C-Kompressor blockiert ist.

8. VERDAMPFERTEMPERATURSENSOR

Der Verdampfertemperatursensor erfasst die Temperatur der kühlen Luft unmittelbar nach dem Verdampfer in Form von Widerstandsänderungen und gibt sie an den A/C-Verstärker aus.

9. GEBLÄSEMOTOR

Der Gebläsemotor besitzt eine integrierte Gebläsesteuerung und wird über eine vom A/C-Verstärker ausgeführte Tastverhältnis-Regelung gesteuert.

10. BUS-STECKVERBINDER (KLIMAANLAGEN-KABELBAUM)

(a) Ein BUS-Steckverbinder wird im Kabelbaum verwendet, der den Stellmotor mit dem A/C-Verstärker verbindet.

(b) Jeder BUS-Stecker verfügt über einen integrierten Kommunikations- und Treiber-IC, der mit jedem Stellmotor-Stecker kommuniziert, den Stellmotor ansteuert und eine Positionserkennungsfunktion besitzt. Dadurch ist eine Bus-Kommunikation für den Stellmotor-Kabelbaum möglich, was eine leichtere Bauweise und weniger Leitungen ermöglicht.

11. STELLMOTOR

Der Stellmotor vom Impulsmustertyp besteht aus einer Leiterplatte und einem Stellmotor. Die Leiterplatte hat drei Kontakte und kann anhand der Differenz der Impulsphasen zwei EIN-AUS-Signale an den Klimaverstärker übertragen. Mit diesem Signal kann der BUS-Stecker die Klappenposition und die Bewegungsrichtung erkennen.

12. RAUMTEMPERATURSENSOR

Der Raumtemperatursensor erfasst die Innenraumtemperatur anhand von Widerstandsänderungen seines integrierten Thermistors und sendet ein Signal an den Klimaverstärker.

13. AUSSENTEMPERATURSENSOR

Der Außentemperatursensor erfasst die Außentemperatur anhand von Widerstandsänderungen seines integrierten Thermistors und sendet ein Signal an den Klimaverstärker.

14. SONNENSENSOR

(a) Der Sonnensensor besteht aus einer Fotodiode, zwei Verstärkerschaltungen für den Sonnensensor und einer Frequenzumsetzerschaltung für den Lichtsensor.

(b) Der Sonnensensor erfasst die Änderungen der Sonneneinstrahlung von der linken und rechten Seite (2 Richtungen) in Form von Stromänderungen der integrierten Fotodiode und gibt diese Signale zur Sonnenintensität an den Klimaverstärker aus.

15. KLIMAANLAGEN-DRUCKSENSOR

Der Klimaanlagen-Drucksensor erfasst den Kältemitteldruck und gibt ihn in Form von Spannungsänderungen an den Klimaverstärker aus.