Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Klimaanlagenautomatik für KFZ


von Steven T. (kampfwaffel)


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Servus,

da nun endlich meine Klimaanlage im KFZ funktioniert, mir jedoch die 
manuelle Steuerung etwas zu fummelig zu steuern ist, hatte ich an eine 
eigene Automatiksteuerung gedacht.

Das Prinzip ist im Grunde ja klar, allerdings finde ich auch nicht viele 
Informationen im Detail über Klimaanlagensteuerungen.

Im Detail meine ich damit Informationen darüber, an welchen Punkten die 
Klimaanlage damit genau schaltet (Hysterese etc).

Prinzipiell ist ja klar, Außentemperatur > Innenraum-Solltemperatur -> 
Klimaanlage ein, die Temperatur dann über die Luftleitklappe für 
Kalt-/Warmluft gesteuert.

Intention dabei eine eigene Automatik zu entwickeln liegen unter anderem 
auch darin, dass ich ebenfalls die Kühlwasser-/Wärmetauschertemperatur 
der Heizung mit einbeziehen möchte. Mich stört bei den meisten 
Klimaanlagensteuerungen, dass diese schon die Lüftung hochdrehen, noch 
bevor der Motor ansatzweise warm ist und somit die Kalte Luft 
hineinblasen.
Außerdem möchte ich den Lüfter direkt elektronisch regeln, statt wie 
aktuell über Widerstände in lediglich vier Stufen. Auch an eine 
Nachlaufzeit für den Gebläsemotor wegen des Wärmetauschers der 
Klimaanlage hatte ich gedacht, um Restfeuchtigkeit zu vermeiden.


Zusammengefasst stellen sich mir einige Fragen:

- Wo befindet sich i.d.R. der Sensor für die Innenraumtemperatur um 
möglichst wenig von Motor- und/oder Außentemperatur beeinflusst zu 
werden?

- Machen mehrere Innenraumtemperatursensoren Sinn um einen gemittelten 
Wert zu erhalten?

- Gibt es brauchbare Erfahrungswerte bezüglich der Hysterese(ab wann 
schaltet die Klima ein und wieder aus etc.)?

Beste Grüße

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Einfach das richtige Auto kaufen... bei meinem S400 CDI klappt das 
prima.

So und nun Feuer frei auf den -1 Link!

von Steven T. (kampfwaffel)


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Lieber serienmäßig eine manuelle Klimaanlage als Rostprobleme, aber 
dennoch danke für den Hinweis.

von Torben K. (tokuhila)


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Eine richtige Klimaautomatik berücksichtigt alle Sitzplätze und sogar 
die Sonneneinstrahlung auf die jeweiligen Plätze. Und funktioniert ;)

von Steven T. (kampfwaffel)


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Gut, es muss nichts extrawagentes sein, was die Temperatur nun sehr 
genau gleich hält. Mir reicht da schon was vergleichbar einfacheres, 
hauptsache die Temperatur stimmt grob und ich muss sie nicht ständig 
nachjustieren.

Der Knackpunkt für mich ist einfach, dass ich bei der manuellen 
Klimaanlage je nach Motor- und Außentemperatur eine andere Stellung 
brauche und ich einfach keine Lust habe, jedesmal zu fummeln, bis es für 
mich angenehm ist.

von Lötpunkt (Gast)


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Hallo Steven,

ich weiß nicht genau wie das im Auto realisiert wird, aber in der 
Gebäudetechnik arbeitet man mit einer Kaskadenregelung. Der eine Regler 
kümmert sich um die Raum- oder Ablufttemperatur und gibt dem 
Zuluft-Temperaturregler den Sollwert. Üblich ist noch, dass dieser 
Sollwert begrenzt wird. Schau einfach mal nach folgenden Begriffen:

Abluft-Zuluft-Kaskadenregelung
Heizlast, Kühllast
Sommerkompensation, Winterkompensation

von Klaus (Gast)


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wieder nur sinnloses bla bla...

ich denke den ganzen super-modernen Firlefanz willst Du nicht wirklich 
nachbauen, ich beschreibe mal ein (sehr teures deutsches) Auto vor ca. 
15 Jahren:

>- Wo befindet sich i.d.R. der Sensor für die Innenraumtemperatur um
möglichst wenig von Motor- und/oder Außentemperatur beeinflusst zu
werden?
Die die ich kenne hatten den Temperatursensor im Klimabedienteil, da war 
dann extra ein kleiner Ventilator drin der die Luft angesaugt hat

>- Gibt es brauchbare Erfahrungswerte bezüglich der Hysterese(ab wann
schaltet die Klima ein und wieder aus etc.)?
Die wurde gar nicht abgeschaltet, nur wenn AUssentemperaur unter 5 Grad 
oder bei Kick-Down für volle Motorleistung
Die gewünschte Innenraumtemperatur wurde durch ein Wiederaufheizen der 
abgekühlten Luft erreicht, über die normale Heizung

Auch für die Heizung / Temperaturregelung waren nur 2 Magnetventile im 
Vorlauf zum Wärmetauscher, die wurden getaktet (2 für getrennte Regelung 
Fahrer/Beifahrer)

Es gibt wohl heute Fahrzeuge bei denen am Klimakompressor die 
Taumelscheibe in der Höhe / Auslenkung angesteuert werden kann, aber 
selbstverständlich ist das auch heutzutage noch nicht

von Soul E. (Gast)


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Steven T. schrieb:

> - Wo befindet sich i.d.R. der Sensor für die Innenraumtemperatur um
> möglichst wenig von Motor- und/oder Außentemperatur beeinflusst zu
> werden?

Entweder in der Dachbedieneinheit oder in der Mittelkonsole. Das ist 
meist ein NTC mit dahinterliegendem Lüfter (ebm Papst S2000, US 
6.013.966), der die zu messende Luft aus dem Innenraum ansaugt.

Teilweise werden auch Infrarot-Pyrometer eingesetzt (Melexis bzw Hella 
BHTC).

> - Machen mehrere Innenraumtemperatursensoren Sinn um einen gemittelten
> Wert zu erhalten?

Ja, zumindest wenn man nicht auf die Kosten gucken muss ;-). Die 
Innentemperatur wird auch noch mit der Aussentemperatur und dem Signal 
des Sonnensensors verwurstet.


> - Gibt es brauchbare Erfahrungswerte bezüglich der Hysterese(ab wann
> schaltet die Klima ein und wieder aus etc.)?

Das ist keine Hysterese, sondern mehrere PID-Regelkreise. Die genauen 
Algorithmen zur Ansteuerung der Mischer und Gebläse wird aber keiner 
veröffentlichen.

von MaWin (Gast)


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Steven T. schrieb:
> - Wo befindet sich i.d.R. der Sensor für die Innenraumtemperatur um
> möglichst wenig von Motor- und/oder Außentemperatur beeinflusst zu
> werden?

Mittelkonsole. Reagiert aber zu langsam.
Daher messen die die Ausblastemperatur vor den Düsen.

> - Machen mehrere Innenraumtemperatursensoren Sinn um einen gemittelten
> Wert zu erhalten?

Die meisten Autos nutzen das für getrennte Tempeinstellung 
Fahrer/Beifahrer.

> - Gibt es brauchbare Erfahrungswerte bezüglich der Hysterese(ab wann
> schaltet die Klima ein und wieder aus etc.)?

Schon 1 GradC ist spürbar.

von Karl (Gast)


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Steven T. schrieb:
> Gibt es brauchbare Erfahrungswerte bezüglich der Hysterese(ab wann
> schaltet die Klima ein und wieder aus etc.)?

Die Klimaanlage läuft durch. Neuere Fahrzeuge haben oft keine 
Magnetkupplung mehr.

MaWin schrieb:
> Daher messen die die Ausblastemperatur vor den Düsen.

Wozu? Wenn die Klima läuft und ordentlich arbeiten muss, liegt diese 
deutlich unter der mittleren Innentemperatur. Das ist allenfalls ein 
zusätzlicher Sensor zur besseren Regelung, aber nicht als Ersatz für 
einen Innenraumsensor.

Ansonnten halte ich das ganze Unterfangen für ziemlich aussichtslos. Um 
von manueller auf automatische Klimaanlage umzustellen fehlen jede menge 
Stellmotoren usw.. Oder willst du die Komplette Mittelkonsole rausreißen 
und alles selbst basteln?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Tut zwar nichts zur Sache, aber mir ist es inzwischen ein Graus, am Auto 
rumzubasteln. Schon das Verlegen eines zusätzlichen Kabels kann sehr 
frustrierend werden. Wenig dokumentiert, alles verschwindet ständig 
unter irgendwelchen Plastikabdeckungen, die natürlich nicht geschraubt 
sondern eingeschnappt sind. Die Lage der Nasen ist oft nur zu erahnen, 
und besonders elastisch sind die nach wenigen Jahren auch nicht mehr, 
sprich Bruch ist vorprogrammiert.

Zum eigentlichen Vorhaben: ich glaube auch nicht, dass das mit 
sinnvollem Aufwand machbar ist.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Wenn man nicht gerade einen Neu- oder Jahreswagen fährt, ist das doch 
recht gut dokumentiert. Je verbreiteter das Modell, desto mehr Infos 
findet man im Netz.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Soul E. (Gast)


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soul e. schrieb:

> Entweder in der Dachbedieneinheit oder in der Mittelkonsole. Das ist
> meist ein NTC mit dahinterliegendem Lüfter (ebm Papst S2000, US
> 6.013.966), der die zu messende Luft aus dem Innenraum ansaugt.

Wenn Du ein paar von diesen Lüftern haben willst --> pn

von Thomas F. (igel)


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Steven T. schrieb:
> Auch an eine
> Nachlaufzeit für den Gebläsemotor wegen des Wärmetauschers der
> Klimaanlage hatte ich gedacht, um Restfeuchtigkeit zu vermeiden.

Damit bläst du dann die Feuchtigkeit in den Innenraum wo sie dann über 
Nacht auskondensiert und alles feucht ist. -> Würde ich bleiben lassen.



> - Machen mehrere Innenraumtemperatursensoren Sinn um einen gemittelten
> Wert zu erhalten?

Ja.

> - Gibt es brauchbare Erfahrungswerte bezüglich der Hysterese(ab wann
> schaltet die Klima ein und wieder aus etc.)?

Klimakompressor schaltet über einer bestimmten Außentemperatur immer 
ein. Die Temperaturregelung erfolgt dann als PID mit der 
Temperaturklappe.

Bei Motorstart und Abfahrt bei kaltem Wetter läuft ebenfalls eine Zeit 
lang der Klimakompressor mit um die feuchte Luft von außen zu trocknen 
damit die Frontscheibe nicht beschlägt.

http://maben.homeip.net/static/auto/vw/VW%20AUDI%20SSP/Ssp%20208%202%20-%20Klimaanlagen%20Im%20Kfz.pdf

von Soul E. (Gast)


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Thomas F. schrieb:
> Steven T. schrieb:
>> Auch an eine
>> Nachlaufzeit für den Gebläsemotor wegen des Wärmetauschers der
>> Klimaanlage hatte ich gedacht, um Restfeuchtigkeit zu vermeiden.
>
> Damit bläst du dann die Feuchtigkeit in den Innenraum wo sie dann über
> Nacht auskondensiert und alles feucht ist. -> Würde ich bleiben lassen.

Um das zu vermeiden lässt man den Gebläselüfter rückwärts laufen und 
pustet die Restwärme der Heizung über den Verdampfer. Das passiert 
üblicherweise eine halbe Stunde nach Abstellen des Fahrzeugs.

von Joachim B. (jar)


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Torben K. schrieb:
> Eine richtige Klimaautomatik berücksichtigt alle Sitzplätze und sogar
> die Sonneneinstrahlung auf die jeweiligen Plätze. Und funktioniert ;)

und die falsche Klimaautomatik nervt nur jedenfalls bei Ford

seit 2003 bis heute neu!

Automatik heisst immer Lüfter dreht auf höchste Drehzahl hoch und nervt 
durch Lärm und Zug, das mag ich nicht also vergesse ich den AUTO Knopf, 
dann lieber manuel nach Bedarf die Luftmenge regulieren.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Die Klimaanlage läuft durch. Neuere Fahrzeuge haben oft keine
> Magnetkupplung mehr.
Da wird dann aber die Leistung des Verdichters über die Taumelscheibe 
geregelt.

von Steven T. (kampfwaffel)


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Sind ja doch noch viel mehr Antworten geworden, als erwartet.

Lötpunkt schrieb:
> ich weiß nicht genau wie das im Auto realisiert wird, aber in der
> Gebäudetechnik arbeitet man mit einer Kaskadenregelung. Der eine Regler
> kümmert sich um die Raum- oder Ablufttemperatur und gibt dem
> Zuluft-Temperaturregler den Sollwert.

Das finde ich durchaus informativ, danke für diesen Tipp.

soul e. schrieb:
> Das ist keine Hysterese, sondern mehrere PID-Regelkreise. Die genauen
> Algorithmen zur Ansteuerung der Mischer und Gebläse wird aber keiner
> veröffentlichen.

Das war mir eigentlich klar (also dass die Temperatur über die 
Zuschaltung der Heizung geregelt wird).
Ich weiß ehrlich gesagt nicht, wie ich hier auf Hysterese kam.

Karl schrieb:
> Die Klimaanlage läuft durch. Neuere Fahrzeuge haben oft keine
> Magnetkupplung mehr.

Das bezweifel ich stark. Nicht, dass sie keine Magnetkupplung mehr 
haben, aber würden sie durchlaufen, dann würden sie sich im Fehlerfall 
(zu wenig Druck in der Anlage) ja selbst totlaufen.

Karl schrieb:
> Ansonnten halte ich das ganze Unterfangen für ziemlich aussichtslos. Um
> von manueller auf automatische Klimaanlage umzustellen fehlen jede menge
> Stellmotoren usw.. Oder willst du die Komplette Mittelkonsole rausreißen
> und alles selbst basteln?

H.Joachim S. schrieb:
> Tut zwar nichts zur Sache, aber mir ist es inzwischen ein Graus,
> am Auto
> rumzubasteln. Schon das Verlegen eines zusätzlichen Kabels kann sehr
> frustrierend werden. Wenig dokumentiert, alles verschwindet ständig
> unter irgendwelchen Plastikabdeckungen, die natürlich nicht geschraubt
> sondern eingeschnappt sind. Die Lage der Nasen ist oft nur zu erahnen,
> und besonders elastisch sind die nach wenigen Jahren auch nicht mehr,
> sprich Bruch ist vorprogrammiert.

Zu diesen beiden Kommentaren eine Zusatzinformation.
Ich besitze zu meinem Fahrzeug alle originalen Unterlagen von Mazda 
selbst, dort befinden sich alle Anschlussbelegungen, Leitungsfarben, 
Verlegeorte u.s.w.
Die gesamte Heizung/Klima-Einheit wird ausschließlich über Stellmotoren 
bewegt, Bowdenzüge hat das Fahrzeug lediglich zum öffnen der Motorhaube 
und feststellen der Hinterradbremsen.

Dazu habe ich das gesamte Fahrzeug bereits schon fast vollständig 
zerlegt und auch erfolgreich wieder zusammengebaut.
Das war auch nicht teil meines Fragenpools, aber für andere mit 
ähnlichem Vorhaben vielleicht interessant.

Thomas F. schrieb:
> Damit bläst du dann die Feuchtigkeit in den Innenraum wo sie dann über
> Nacht auskondensiert und alles feucht ist. -> Würde ich bleiben lassen.

Dass die Feuchtigkeit in den Innenraum gelangt, war mir bewusst, jedoch 
hatte ich das für weitaus weniger bedenklich gehalten, als die Probleme 
die sich dann ggf. dadurch am Verdampfer finden.

Thomas F. schrieb:
> Bei Motorstart und Abfahrt bei kaltem Wetter läuft ebenfalls eine Zeit
> lang der Klimakompressor mit um die feuchte Luft von außen zu trocknen
> damit die Frontscheibe nicht beschlägt.

Das ist klar, ich kenne das auch fast nur so, dass die 
Klimabedieneinheit die Klimaanlage zuschaltet, wenn man die Belüftung 
auf die Scheiben stellt.

Thomas F. schrieb:
> http://maben.homeip.net/static/auto/vw/VW%20AUDI%2...

Das ist wirklich mehr als hilfreich, vielen dank für diese super Quelle.

soul e. schrieb:
> Um das zu vermeiden lässt man den Gebläselüfter rückwärts laufen und
> pustet die Restwärme der Heizung über den Verdampfer. Das passiert
> üblicherweise eine halbe Stunde nach Abstellen des Fahrzeugs.

Das ist ein wirklich ziemlich interessanter Tipp, ich werde das mal 
überprüfen, ob der Gebläsemotor auch problemlos rückwärts laufen kann.
Ich wüsste allerdings spontan nicht, weshalb das nicht gehen sollte.

In erster Linie geht es mir vor allem um Tipps, was man bei einer 
Klimaanlagensteuerung besser beachten sollte. Das entwerfen der 
Schaltung, der Software stellt für mich das eher geringere Problem dar. 
Auch die Bastelei am Auto ist kein ausschlaggebendes Problem, das nur 
noch mal als kleine Information am Rande.

Vorallem ist es der Lern- und Spaßeffekt beim entwickeln eigener 
Steuerungen ausschlaggebend, der Nebeneffekt, dass ich dann eine 
Klimaautomatik habe, ist nur eine positive Nebenerscheinung für mich.

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