Die Bedienung bisheriger Klimaregelungssysteme für Personenkraftwagen orientiert sich hauptsächlich an technischen Größen. Der Umgang mit den Bedienmöglichkeiten und Anzeigen fällt vielen Benutzern zunächst schwer. Durch Lesen der Bedienungsanleitung oder durch eigene Erfahrung müssen sie erst lernen, was zu tun ist, wenn es zum Beispiel im Fahrzeug zu kalt ist oder die Scheiben beschlagen. Deshalb wurde in dieser Arbeit eine intuitiv bedienbare Klimakomfortregelung entworfen. Die Bedienung dieses Klimaregelungssystems orientiert sich an Klimakomfortwerten. Dadurch müssen die Insassen nicht mehr selbst überlegen, welche technische Maßnahme zur Verbesserung ihres eigenen Klimakomforts beiträgt. Dieser Schritt wird von der Klimakomfortregelung übernommen. Die Insassen geben nur noch an, ob sie es wärmer oder kälter wünschen, und ob sie mehr oder weniger Luftbewegung wahrnehmen möchten. Diese Vorgabe kann sogar für einzelne Körperteile getrennt erfolgen, wenn dies das Bedienkonzept und die Klimatisierungsanlage erlauben. Ein weiteres Problem bisheriger Klimaregelungssysteme ist die Abstimmung im Versuchsfahrzeug. Bei der Berechnung der Sollwerte und der Stellgrößen werden viele Störgrößen über Kennfeldbeziehungen berücksichtigt. Außerdem werden Kennfelder als Vorsteuerung eingesetzt. Die Kennfeldbeziehungen stellen eine sehr grobe Approximation der zugehörigen Physik dar und werden auf Versuchsfahrten ermittelt. Meist ergeben sich für dieselben physikalischen Beziehungen auf unterschiedlichen Versuchsfahrten unterschiedliche Kennfelder. Die Wahl des geeigneten Kennfelds ist deshalb immer ein Kompromiss. Hinzu kommt, dass ein Kennfeld erst dann als abgesichert gilt, wenn es unter allen möglichen Bedingungen erprobt wurde. Dies ist notwendig, da die Auswirkungen einer Kennfeldänderung nicht immer exakt vorhersagbar und somit nicht transparent sind. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, den geschlossenen Regelkreis des Klimaregelungssystems komplett im Rechner darzustellen und zu simulieren. Um die zuvor beschriebenen Ziele zu erreichen, wurde ein Konzept für eine Klimakomfortregelung erstellt und in der Simulation getestet. Sowohl für die Regelung als auch für die Simulation war es notwendig, möglichst einfache Modelle für die Regelstrecke der Fahrzeugklimatisierung zu erstellen. Bei einer Klimakomfortregelung werden die individuellen Wünsche der Insassen von der automatischen Klimaregelung berücksichtigt. Die Insassen charakterisieren sich über Klimakomfortsollwerte. Mit Hilfe inverser Streckenmodelle werden daraus die notwendigen Stellgrößen für das Klimatisierungssystem ermittelt. Dabei Simulation und Randbedingungen berücksichtigt. Die Umsetzbarkeit und das Potenzial der Klimakomfortregelung wurde in der Simulation bestätigt. Außerdem wurden die zentralen Teilaspekte der Klimakomfortregelung im Versuchsfahrzeug verifiziert.
Konzept für eine Klimakomfortregelung in Personenkraftwagen
2008
210 Seiten, Bilder, Tabellen, 300 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Konzept für eine Klimakomfortregelung in Personenkraftwagen
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