Halbautomatische Klimaregelung (SATC)
Inhalt
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Im Gegensatz zur manuellen Heizungs- und Klimaregelung übernimmt die halbautomatische Klima-Steuerung (Semi-Automatic Temperature Control - SATC) die Temperaturregelung und die Stärke der einströmenden Luft selbst.
Bedienmodul der halbautomatischen Klimaanlage (hier mit teilweise abgenommener Armaturenverkleidung)
SATC-Regelmodul, ausgebaut, Rückansicht SATC-Modul, geöffnet und zerlegt
Das SATC-Modul enthält einen Prozessor, der eingehende Messungen und digitale Vorgaben auswertet und entsprechend in Regelungs- und Schaltaktionen umwandelt. Das Modul zeigt über ein zweistelliges LCD-Display die vorgewählte Innenraumtemperatur in °C an. Über zwei Tasten kann diese schrittweise zwischen 18 und 28 °C eingestellt werden. Außerhalb dieses Wertebereiches werden die Extremwertvorgaben mit "LO" (für "low") und "HI" (für "high") eingestellt. In diesen Fällen wird die Anlage auf maximale Kühlung bzw. Heizung ohne Temperaturregelung eingestellt.
Um die gewünschte Regelung zu erreichen, benötigt das Modul aktuelle Temperaturwerte als Berechnungsgrundlage. Hierzu benutzt es vier verschiedene Sensoren:
Innenraumtemperatursensor NTC-Widerstand hinter der Armaturenblende rechts vom Kombiinstrument; durch seine Einbaulage wird er von einem kleinen Ventilator angeblasen, um das Messergebnis zu verbessern; liefert die Ist-Temperatur im Innenraum;
Außentemperatursensor NTC-Widerstand im Motorraum, vorderer Querträger rechts; liefert die Außentemperatur zur Errechnung der Differenz zum Innenraum und zum Sollwert;
Kühlwassertemperatursensor NTC-Widerstand im Motorraum, auf Wärmetauscher-Zulaufschlauch des Kühlwassersystems; liefert einen Wert für die Motorwärme und hat Einfluss auf die Gebläsestärke in der Kaltlaufphase;
Sonnensensor Photodiode unter der Windschutzscheibe rechts; liefert einen Wert für die Sonneneinstrahlung als Korrekturfaktor zur Regelung.
Innentemperatursensor Außentemperatursensor
(Bild
fehlt)
Kühlwassertemperatursensor Sonnensensor
Das SATC-Modul berechnet aus diesen Werten sowohl den richtigen Stellwinkel der Warmluftklappe als auch die notwendige Gebläsestärke, um die vorgegebene Temperatur zu erreichen und auch zu halten. Lediglich die Luftführung (also zum Fußraum, Kopfbereich oder zur Scheibe) wird weiterhin manuell durch den Fahrer eingestellt.
Der Stellmotor ist ein elektrischer Schrittmotor mit Positionsrückmeldung, der über ein Schneckengetriebe und eine Vierkantwelle die Klappe im Zuluftstrom so einstellt, dass die gewünschte Menge Luft durch den Wärmetauscher geleitet und damit erwärmt wird oder im umgekehrten Fall daran vorbei geführt wird und ungewärmt bleibt.
Stellmotor Warmluftklappe Magnetventil für Unterdrucksteuerung Umluftklappe
Das Gebläse verbraucht sehr viel Strom. Um diesen zu regeln, wird ein zusätzliches Regelmodul mit Leistungsentstufe verwendet, dass direkt am Gebläsemotor angebracht ist. Dieses Modul erhält vom SATC-Modul ein PWM-Steuersignal. Die Länge der PWM-Pulse ist hierbei die Information über die gewünschte Gebläsestärke. Das Modul wandelt danach den Eingangsstrom in einen analog PWM-gepulsten Arbeitsstrom für das Gebläse um. Mit variabler Pulslänge lässt sich der Motor so stufenlos regeln.
Soll die Gebläseregelung nicht automatisch erfolgen, kann der Fahrer über den Drehregler am Modul dies auch nach eigenen Vorstellungen einstellen, wobei aber trotzdem das SATC-Modul die Signal-Aufbereitung an das PWM-Modul durchführt. Ein Vorteil der automatischen Regelung ist, dass das SATC-Modul im Heizbetrieb den Gebläsemotor nur langsam laufen lässt, solange der Motor noch kalt ist, da in dieser Zeit keine Heizwirkung erzielt werden kann.
Gebläseregelungsmodul mit Haltewinkel Gebläseregelungsmodul, geöffnet
Die Steuerung des Luftaustritts im Fußraum, Kopfbereich und unter der Frontscheibe erfolgt weiterhin manuell durch den Fahrer durch Unterdruck-bediente Klappen im Luftkanal. Die Frischluft-/Umluft-Klappe wird ebenfalls weiterhin mit Unterdruck betätigt, hier allerdings durch ein eingeschaltetes Magnetventil vom SATC-Modul elektrisch angesteuert. Die Klappe wird bedient, wenn der Fahrer die entsprechende Taste am Modul bedient oder wenn die Defrosten-Funktion aktiviert wurde und das Modul durch Temperaturmesswerte ein besonders schnelles Defrosten für erforderlich hält.
Die Klimaanlage wird vom Fahrer über eine Taste am Modul aktiviert. Das Modul steuert daraufhin ein Relais an, das die Klimaanlage mit Strom versorgt. Wie bei der manuellen Klimasteuerung wird der Klimakompressor dann eingekuppelt, wenn alle Druckschalter und das WOT-Relais korrekt geschaltet sind. Das SATC-Modul kann die Klimaanlage auch eigenständig aktivieren, so z.B. im Defroster-Modus und bei besonders starker Kühlungsanforderung. Auf der anderen Seite kann das SATC-Modul den Einsatz der Klimaanlage auch reduzieren, z.B. bei stehendem Fahrzeug. Hierfür wertet es das Geschwindigkeitssignal aus.
Das SATC-Modul kann mit einem intensiven Selbsttest die Funktionsbereitschaft des Prozessors sowie aller Sensoren und Stellaggregate feststellen. Dieser Test wird wie folgt durchgeführt:
· Die aktuelle Außentemperatur darf 10 °C nicht unterschreiten
· Zündung einschalten
· Gebläseschalter auf "AUTO" stellen
· Luftregelschalter auf "Defrost" (nur Frontscheibe) stellen
· Die rote Taste und die A/C-Taste gleichzeitig drücken, loslassen, und gleich darauf die blaue Taste drücken.
Nach etwa 30 Sekunden werden 2-stellige Codes ausgegeben. Der Code 88 bedeutet: "Kein Fehler".
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A |
B |
Beschreibung |
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20 |
22 |
Stromkreis Heizungsklappenmotor hat einen Kurzschluss |
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24 |
25 |
Ansteuerungsstromkreis Heizungsklappenmotor ist fehlerhaft |
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30 |
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Stromkreis Innentemperatursensor hat einen Kurzschluss |
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31 |
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Stromkreis Innentemperaturesnsor ist unterbrochen |
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40 |
42 |
Stromkreis Außentemperatursensor hat einen Kurzschluss |
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41 |
43 |
Stromkreis Außentemperaturesnsor ist unterbrochen |
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50 |
52 |
Stromkreis Sonnesensor hat einen Kurzschluss |
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60 |
62 |
Stromkreis Gebläseregelung ist fehlerhaft |
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70 |
72 |
Stromkreis Kühlwasser-Temperatursensor hat einen Kurzschluss |
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71 |
73 |
Stromkreis Kühlwasser-Temperatursensor ist unterbrochen |
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88 |
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kein Fehler |
Die Fehlercodes in Spalte A bleiben bis zu deren Löschung durch den Bediener gespeichert, die Codes der Spalte B werden vom System selbständig gelöscht, wenn sich der Fehler nicht wiederholt.
Der Selbsttest wird beendet mit:
· Umluft-Taste (Fehlerspeicher wird nicht gelöscht), oder
· A/C-Taste (Fehlerspeicher wird gelöscht).
Anschließend muss die Zündung aus- und mindestens 30 Sekunden lang wieder eingeschaltet werden, damit sich das System neu initialisiert.