6. Elektrische/elektronische Regelung (Sensoren, Funktion, Aufgabe, Diagnose)

6.1 Grundprinzip der Systemregelung

Zur tadellosen Funktion einer Klimaanlage trägt nicht nur ein einwandfrei funktionierender Kältemittelkreislauf, sondern auch dessen Überwachung und Steuerung bei. Vor allem bei Fahrzeugen mit Klimaautomatik sind deshalb eine ganze Reihe elektrisch/elektronischer Komponenten vorhanden.

Steuergrößen und Signale
Um die vom Fahrer über das Bedienteil eingestellte und gewünschte Kühlleistung erbringen und einen reibungslosen Betrieb gewährleisten zu können, wertet das Steuergerät der Klimaanlage die Sensorsignale des Innenraum- und Außentemperaturfühlers sowie der Geber für Kältemitteltemperatur und/oder Kältemitteldruck aus. Auf Basis dieser Informationen wird das notwendige Kältemittelfördervolumen bestimmt und je nach verbautem Kompressortyp das Regelventil oder die Magnetkupplung entsprechend angesteuert.

Die Signale Kältemitteldruck und/oder Kältemitteltemperatur dienen überdies dem Schutz der Anlage. Steigen nämlich die Temperaturen und Drücke trotz bereits aktivierten Kondensatorlüfters über ein bestimmtes Maß an, etwa weil ein Defekt im System vorliegt, wird die Klimaanlage beziehungsweise der Kompressor abgeschaltet. Ist der Kältemitteldruck zu gering, erfolgt dies ebenfalls. Damit sollen Folgeschäden wie ein Überhitzen des Kompressors und Mangelschmierung verhindert werden.

Dem Temperaturfühler (-schalter) am Verdampfer kommt die gleiche Aufgabe zu. Erfasst dieser an dem Verdampfer(kühllamellen) oder im Gehäuse des Klimageräts angebrachte Sensor eine zu niedrige Temperatur (unter –1 °C), erfolgt ebenfalls ein Deaktivieren des Kompressors. Der Grund: Würde die am Verdampfer abgesetzte Feuchtigkeit aufgrund von Minusgraden vereisen, wäre kein ausreichender Wärmeaustausch zwischen der vorbeistreifenden warmen Luft und dem Kältemittel im Verdampfer gewährleistet. In einem solchen Fall besteht die Gefahr, dass das Kältemittel aufgrund zu geringer Wärmeaufnahme nicht mehr vollständig verdampft. Die Folge wäre, dass der Kompressor flüssiges Kältemittel ansaugt und es zu einem Flüssigkeitsschlag kommt.

Sensoren für das Ermitteln der Luftansaug- und Ausströmtemperaturen dienen in erster Linie zum Regeln der entsprechenden Luftklappen. Außerdem tragen sie als Korrekturgrößen zu einer feinfühligeren und effizienteren Regelung des Kältemittelfördervolumens sowie der Innenraumtemperatur und damit zu mehr Komfort bei. Das Integrieren eines Sonnen-, CO2- und Luftgütesensors in die Klimasteuerung verfolgt das gleiche Ziel (siehe dazu Abschnitte 6.5, 6.6 und 6.7).

Zusätzliche Daten erhält das Klimaanlagensteuergerät via CAN-Bus oder direkt vom Motorsteuergerät. So fließt (je nach Fahrzeug – zum Beispiel VW Golf IV) die ¬Information Motor- beziehungsweise Kühlmitteltemperatur in die Kondensatorlüfteransteuerung mit ein. Fehlt dieses Signal oder liegt ein unplausibler Wert vor, ist je nach Systemauslegung keine einwandfreie Regelung des Kondensatorlüfters möglich. In der Folge schaltet das Steuergerät die Klimaanlage automatisch ab oder in den Notlauf mit reduzierter Leistung. (...)

Abbildung: Mögliche Steuergrößen und Ausgangssignale einer Klimaautomatik: Das Systemschaubild zeigt wichtige Sensoren und Aktoren, die zur Regelung einer Klimaanlage im Fahrzeug verbaut sein können. Je nach Ausführung und Ausstattung sind natürlich nicht immer alle aufgeführten Komponenten vorhanden. Denn auch wenn Fahrzeuge mit Klimaautomatik überwiegend einen Kältemitteldrucksensor haben, kann an ­derer Stelle trotzdem ein Kältemitteltemperatursensor vorhanden sein. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass beide Geber verbaut sind.

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Pkw-Klimaanlagen - Technik, Service, Diagnose

2. erweiterte Auflage 2015, von Torsten Schmidt, 128 Seiten, 237 Abbildungen/Grafiken/Tabellen, 29,95 Euro

Auszug aus dem Inhalt:

  • Die Aufgaben einer Klimaanlage (inkl. Zusatzaufgaben in Hybridfahrzeugen)
  • Physikalische Grundlagen zur Kühltechnik
  • Kältemittel (R134a, R1234yf, Gefährdungspotenzial)
  • Aufbau und Funktion von Pkw-Klimaanlagen (inkl. Hybridfahrzeuge)
  • Komponenten des Klimakreislaufs im Detail (Aufgaben, Funktion, Prüfung, inkl. elektr. Kompressoren)

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