Klimaregelung und ­Klimaautomatik Die Klimatisierung von Fahrerkabinen zählt zu einer der komplexesten Aufgaben der Fahrzeugentwicklung.

Aufgrund der individuellen Einsatzbedingungen von Fahrzeugen und stationären Anwendungen bedarf es neben einem zuverlässigen Heiz- und Kältekreislauf auch einer optimalen Klimaregelung.

Durch sich ständig verändernde Temperaturen, Sonneneinstrahlung und letztlich auch die individuellen Bedürfnisse muss eine Heiz- oder Klimaanlage schnell und flexibel reagieren, aber auch einen gleichbleibenden Komfort gewährleisten.

Anhand der langjährigen Erfahrung im Bereich der Steuerungs- und Regeltechnik in Verbindung mit dem Fachwissen von Heiz- und Kältekreisläufen bietet die Firma Wölfle hier eine einzigartige Kompetenz - von einfachen Ausblasregeln, über PID-Regler, bis hin zu mathematischen Energiemodellen zur vollautomatisierten Klimaregelung.

Neben der eigenen Hard- und Softwareentwicklung, sowie dem hausinternen Versuchszentrum mit Fahrzeugklimakammer bieten wir zudem ein vollumfängliches Produktportfolio. Hierzu gehören unter anderem Bedienelemente, Heiz- und Klimasteuerungen und Leistungssteuerungen, aber auch hochintelligente Steuerungen für ein vollumfängliches Thermomanagement der Fahrzeuge.

  • Virtueller Sensor

    Wölfle Energiemodell

  • 12 Jahre

    Erfahrung

  • <1K

    Regel- oder Temperaturabweichung

  • >70.000

    im Feld

Klimamodell Einflussfaktoren

Der Komfort gewinnt in unserer heutigen Zeit immer mehr an Bedeutung - auch für den täglichen Arbeitsplatz.
Unterschiedliche Temperaturbedingungen wie Hitze im Sommer oder Kälte  im Winter spielen dabei eine große Rolle. Nur mit einem perfekt klimatisierten Arbeitsplatz ist konzentriertes und letztlich erfolgreiches Arbeiten möglich.  

Klassische Klimaregelungen stoßen hierbei oft an Ihre Grenzen, da diese Systeme sich meist ausschließlich auf die Werte der implementierten Sensoren (Innentemperatur, Außentemperatur, Sonnensensor, Türkontaktschalter) stützen.

Unser Wölfle Klimamodell beinhaltet hierbei nicht nur die Regelung basierend auf Sensorwerten, sondern berücksichtigt auch mathematische Werte eines Energiemodells (sog. virtueller Sensor). Dies ermöglicht trotz wechselnder Einflüsse wie Sonneneinstrahlung, Temperatursprünge und geöffneten Türen eine vorausschauende Reaktion der Systeme und damit eine stabile Temperatur <1K.

 

Klimamodell Reglersysteme Reglermethode 1: PID- / PI-Regler

Ein PID-Regler (Proportionaler-Integraler-Differentialer-Regler) ist ein Regelkreis, der Rückkopplungsdaten von den verschiedenen Sensoren des Fahrzeugs verwendet. Der PID-Regler berechnet kontinuierlich einen Fehlerwert als Differenz zwischen dem gewünschten Sollwert des Temperaturreglers (z. B. 21 °C) und einer gemessenen Prozessvariablen (z.B. Temperatursensoren) und wendet eine Korrektur an.

Klimamodell Modellbasiert Reglermethode 1: Modellbasierter Regler

Das Wölfle Klimamodell ist vereinfacht erklärt eine Berechnung der Innentemperatur anhand eines komplexen Energiemodells. Hierzu wird von der HV/AC-Anlage und von der (Fahrer-) Kabine ein Matlab® Modell generiert. Dieses Modell ist in der Lage, jederzeit und auch im Voraus die Innentemperatur zu berechnen.

Dazu kommen jede Menge Unterregler und Modelle um die Qualität, den Verschleiß und die Wahrnehmung des Systems zu verbessern. Das Wölfle Modell wird nun in der dritten Generation entwickelt und ist mit zahlreichen Funktionen inzwischen erweitert worden, die zum einen die Integration und Anpassung ans Fahrzeug beschleunigen (Anpassung an ein Fahrzeug in wenigen Tagen) und zum anderen eine permanente Verbesserung des Klimamodells im Betrieb erlauben.

Klimamodell Modellbasiert (Messaufnahme) Reglermethode 1: Modellbasierter Regler

Die Grafik zeigt eine Messaufnahme eines Gegengewichtsstaplers. Auf der Y-Achse ist die Temperatur abgebildet. Auf der X-Achse die Zeit in Minuten. Die blaue Linie zeigt die Außentemperatur des Fahrzeuges unmittelbar an der Frischluftansaugung.

  • Zu erkennen ist direkt beim Start der Messung, dass die Frischluft auf 3 °C fällt. Das Fahrzeug befindet sich in einer Umgebung von 0 °C.
  • Nach ca. 14 Minuten wechselt das Fahrzeug schlagartig die Umgebungstemperatur (Fahrzeug fährt in eine beheizte Halle), ca. 26 °C. Man erkennt, dass die Frischlufttemperatur einer E-Funktion folgt.
  • Nach weiteren 24 Minuten wechselt die Temperatur wieder.
  • Die magentafarbene Linie demonstriert die Innentemperatur der Kabine (nach ISO-Mittel). Diese zeigt nach Start der Messung, dass die Innentemperatur auf 25 °C steigt und konstant über die gesamte Messung hält.

Solch ein Temperaturverlauf ist nur mittels eines Energiemodells zu erreichen.

Arne Tiedemann

B.A. / Teamleiter

Key-Account-Manager

HV/AC Vertrieb

T +49-7352-929-138

arne.tiedemann@woelfle-gmbh.de