Klimaautomatik im Prius II

Aus Prius Wiki

Version vom 19. April 2013, 07:46 Uhr

Elektrischer Klimakompressor am Schnittmodell eines HSD

Der Prius II verfügt über eine Klimaanlage mit Klimaautomatik, die nun Inverterklimaanlage heißt. Sie wird rein elektrisch betrieben und hat weder während der Fahrt noch im Leerlauf Auswirkungen auf Treibstoffverbrauch und Emissionen (Quelle: Toyota).

Funktion einer Klimaautomatik

(wie sie in anderen Fabrikaten verwirklicht ist)

Klimatisierungsautomatiken sind nach allgemeinen wäremetechnischen Grundsätzen programmiert und unterscheiden sich nur in relativ kleinen Details voneinander.

Zunächst einmal gilt der Grundsatz: im Bereich Kühlbetrieb wird die Luft hauptsächlich über die Düsen im Armaturenbrett ausgeblasen (kühle Luft fällt zu Boden). Bei Übergang zu Heizbetrieb wird die meiste (oder alle) Luft in den Fußraum geleitet (warme Luft steigt auf) und ein wenig an die Frontscheibe. Diese Luftmenge variiert bei den Herstellern. Außerdem soll der Kopfbereich nicht überheizt sein.

Die Automatik regelt die Temperatur durch hauptsächlich 3 Variablen: die Menge der Luft (Gebläsestärke), die Kühlung oder Heizung. Wobei die "normalen" Autos, wenn die Luft vom Kompressor zu kühl ist, sie etwas nachwärmen (energetisch wenig sinnvoll), der Kompressor läuft meist auf voller Leistung.

Bei feuchter Luft (z.B. regennasse Leute steigen ein) ist jedoch der Kompressor sehr sinnvoll, da er die Scheiben schnell beschlagfrei macht.

Hierzu gibt es auch die Defrosttaste, die maximale (oder erhöhte) Ventilatorstufe mit maximaler Düsenbeschickung Frontscheibe und ev. sogar Aufheizen der Luft kombiniert, um die Scheibe mit staubtrockener Luft rasch klar zu bekommen. Die Regelfähigkeit ist in diesem Zustand sicherlich eingeschränkt.

Wird manuell durch Klappensteuerung oder Blockierung der Ventilatorstufe die Regelfähigkeit eingeschränkt, versucht die Automatik mit noch freien Regelmöglichkeiten (z.B. Wärmeregister/Kälteregister) auszugleichen. Allerdings wird eine zufriedenstellende automatische Regelung damit nicht mehr erreicht werden. Die meisten Fabrikate zeigen diesen Zustand an, indem das Automatikzeichen(taste) erlischt.

Bei abgeschalteten Kühlkompressor (Eco oder AC off) erfolgt weiterhin eine vollautomatische Regelung (Wärmeregister und Ventilator) mit der Einschränkung, dass keine tiefere Innentemperatur als die Außentemperatur erreicht werden kann bzw. keine Entfeuchtung der Luft möglich ist.

Funktion beim Prius

Beim Prius wird der Kompressor kleiner geregelt bei geringerem Kühlbedarf. Messparameter sind: Außentemperatur, Innentemperatur, Sonneneinstrahlung und beim Prius zusätzlich Feuchtigkeit der Luft. Je mehr die gewünschte Temperatur (SOLL-Wert) vom tatsächlichen Wert (IST-Wert) abweicht, desto schneller läuft der Ventilator. Bei Hitze wird je nach Programmierung (ab etwa 24 °C Außentemperatur) bei großer IST/SOLL Differenz im Innenraum zusätzlich auf Umluft geschaltet, um ein schnelles Abkühlen zu erreichen. Natürlich ist hier eine Schaltdifferenz von ca 1-2 °C sinnvoll, um am Grenzwert nicht ein ständiges Hin- und Herschalten der Umluftklappe zu erzielen. Man könnte im Herbst durchaus den Kompressor ab 13 °C wegschalten (ab ca 3 °C macht er das automatisch, um ein Einfrieren zu vermeiden).

Eine Besonderheit des Prius zur Energieeinsparung ist ein gemischter Frischluft/Umluftbetrieb. So wird im Heizbetrieb (vor allem beim starken Aufheizen) für den Fußraum Umluft (Innenraumluft) verwendet, wodurch viel weniger aufgeheizt werden muss, während für die Auslassdüsen im Armaturenbrett Frischluft aufgeheizt wird.

Der Betrieb des Kältekompressors senkt den SOC der Hybrid-Batterie. Diese verbrauchte Ladung muss irgendwann durch den Verbrennungsmotor ersetzt werden. Insofern hat eine intensive Nutzung der Klimaautomatik bei eingeschaltetem Kompressor durchaus Auswirkungen auf den Verbrauch, wenn auch zeitlich versetzt. Daher muss man obige Formulierung von Toyota wohl eher kritisch beurteilen. Allerdings kann die Klimaautomatik ja bei ausgeschaltetem Kompressor in Betrieb sein (Kühlung und/oder Entfeuchtung fehlen).

Die Klimaanlage kann aktiviert werden, ohne vom Verbrennungsmotor abhängig zu sein, und soll damit einen geringen Treibstoffverbrauch sicherstellen. Wegen des elektrischen Inverter-Kompressors kann die Kompressordrehzahl auf die von der Klimaanlagen-ECU berechnete Drehzahl eingestellt werden. Der Inverter-Kompressor ist außer den Motor-Generatoren MG1 und MG2 die einzige Baugruppe im Fahrzeug, welche aus der Hybridbatterie mit ca. 201 Volt betrieben wird (dazu gibt es übrigens einen eigenen elektronischen Teil im Spannungswandler, der dafür die richtige Spannung und Stromstärke zur Verfügung stellt). Alle anderen Baugruppen werden vom 12-Volt-Bordnetz versorgt.

Die Klimaanlage des Prius II verfügt über einen Solarsensor, der die Sonneneinstrahlung misst.

Als weitere Besonderheit sei erwähnt, dass die Klimaautomatik nicht nur über einen Innentemperatur-, sondern auch über einen Innenfeuchtesensor verfügt. Es wird also zusätzlich zur Temperatur die Luftfeuchtigkeit im Innenraum gemessen und dessen Werte gehen in die Steuerung ein (vor allem bei Regenwetter).

Die Heizung bleibt ausgeschaltet, bis der Motor eine gewisse Erwärmung erreicht hat. Das bietet auch den Vorteil, dass der Motor nicht von Anfang an durch die Wärmeforderung "gekühlt" wird, dadurch also rascher Betriebstemperatur erreicht. Anders als bei vielen anderen Klimaautomatiken, startet dann die Heizung im kalten Prius mit langsamer Drehzahl des Lüfters und schaltet je nach Erwärmungsgrad des Motors immer stärker. Dieses Schnellaufheizen wird sukzessive verlangsamt, wenn die Raumtemperatur erreicht wird.

Die Ausströmdüsen am Rand des Armaturenbrettes werden mit warmer Luft beschickt (zur besonders effektiven Freihaltung der Seitenscheiben), während die mittleren Ausströmdüsen immer eine kühle bzw. nur leicht temperierte Luft ausströmen (die Zuschaltung dieser Auslassdüsen erfolgt erst wenn die Raumtemperatur zu hoch wird). Wichtig ist, dass die Klappen der Düsen (Drehrad) offen stehen, sonst wird die automatische Steuerung nicht so effizient arbeiten.

TIP

1) Niemals die Ausblasdüsen direkt auf den Körper richten sondern immer daran vorbei. Vor allem im Sommer bei starker Kühlleistung ist das direkte Anblasen vor allem für Gelenke und Bindegewebe nicht vorteilhaft. Bewährt hat sich, die Düsen so hoch wie möglich einzustellen. Die kühle Luft vermengt sich dann mit der wärmeren Luft an der Decke (aufsteigend bzw. vom heißen Blechdach) und sie fällt dann hinter den vorderen Passagieren ab. So erreicht man eine möglichst geringe Zugwirkung.

2) Wenn man auf Umluft schaltet (z.B. im Tunnel) und der Kältekompressor manuell abgeschaltet wurde (z.B. kühle Übergangszeit), wird dieser leider NICHT automatisch mit der Umlufttaste aktiviert. Daher erfolgt durch die sehr feuchte Ausatemluft nach relativ kurzer Zeit ein Beschlagen der Scheiben (hängt auch von der Ausgangsfeuchtigkeit der Luft ab). Entweder Kompressor über das Klimabedienfeld einschalten, oder einfacher, Defrosttaste am Lenkrad drücken. Dabei wird nämlich automatisch der Kompressor aktiviert und getrocknete Luft vermehrt den Scheiben zugeleitet. Am Ende des Tunnels bei nochmaligen Drücken der Defrosttaste wird auch der Klimakompressor wieder ausgeschaltet (Umlufttaste ausschalten nicht vergessen).

Bedienung

Die Funktion der Klimaautomatik im Prius II und dabei insbesondere die verschiedenen Modi, Tasten und Anzeigen, ist auf den ersten Blick etwas verwirrend. Hier der Versuch einer Klärung...

Zuerst einmal müssen wir genau zwischen ähnlich beschrifteten Bedienelementen unterscheiden:

• A/C-Auto-Lenkradtaste
• A/C-Auto-Kontrollleuchte (vorne im Kombinationsinstrument)
• Auto-Displaytaste
• A/C-Displaytaste

Beim Prius II steht "Auto" für den automatischen Lüftungsmodus und "A/C" für den Kühlkompressor (dies aber nur im MFD).
Beide Funktionen können zusammen laufen und tun es auch oft, müssen es aber nicht. Im deutschen Sprachraum wird obendrein "Klimaautomatik" mit "Kühlkompressor" gleichgesetzt, was aber nicht zutreffend ist.

Manuelle Lüftung

Schauen wir uns einmal die Lüftung an: Bei der manuellen Lüftung (die A/C-Auto-Kontrollleuchte leuchtet nicht) kann man die Temperatur vorwählen sowie Gebläsestärke und Auslassöffnungen einstellen. Die Klimaautomatik versucht jetzt, die Raumtemperatur ausschließlich über die Temperatur der ausgeblasenen Luft zu halten, was je nach Wetter nicht immer möglich ist. Der Kühlkompressor kann in diesem Modus über die A/C-Displaytaste dazugeschaltet werden, um zu kühlen und zu entfeuchten. Trotz Kühlkompressor leuchtet die A/C-Auto-Kontrollleuchte immer noch nicht.

Automatische Lüftung

Bei der automatischen Lüftung, eingeschaltet über die Auto-Displaytaste oder die A/C-Auto-Lenkradtaste, bekommt jetzt auch die A/C-Auto-Kontrollleuchte etwas zu tun und leuchtet. In diesem Modus wird nicht nur die Temperatur von der Klimaautomatik gesteuert, sondern auch die Gebläsestärke und Auslassöffnungen. Weiterhin wird (in der Standardprogrammierung der Klimaautomatik) auch der Kühlkompressor eingeschaltet.
Drückt man in diesem Modus eine Display-Taste für Gebläsestärke oder Luftauslass, wird der Auto-Modus nur für die gedrückte Funktion ausgeschaltet, die A/C-Auto-Kontrollleuchte erlischt - die restlichen Funktionen verbleiben bis zur nächsten Änderung im "AUTO" Modus, ohne dass dies angezeigt wird!.
Schaltet man im Auto-Modus den Kühlkompressor über die A/C-Displaytaste aus, leuchtet die A/C-Auto-Kontrollleuchte weiterhin.

Merke: Die A/C-Auto-Kontrollleuchte sagt nur etwas darüber aus, ob die automatische Lüftungs- und Temperatursteuerung aktiviert ist. Ob der Kühlkompressor (A/C) läuft, kann man nicht ablesen.

Lüftung ohne Temperaturregelung

Um Luft per Gebläse 1:1, also garantiert ohne jegliche Temperaturregelung, von draußen nach drinnen zu befördern, muss man den Kühlkompressor über die A/C-Displaytaste ausschalten und die Temperatur auf »Max. Cold« einstellen.

Programmierung der Klimaautomatik

Wie schon erwähnt, wird beim Drücken der A/C-Auto-Lenkradtaste oder der Auto-Displaytaste der Kühlkompressor ebenfalls aktiviert. Dieses Verhalten kann durch die Werkstatt umprogrammiert werden. Dies ist sinnvoll für Leute, die kühle, entfeuchtete Klimaanlagenluft nicht besonders mögen. Nach der Umprogrammierung schaltet die A/C-Auto-Lenkradtaste bzw. Auto-Displaytaste nur die automatische Lüftung ein oder aus, der aktuelle Modus des Kühlkompressors bleibt unverändert. Wird die Defrost-Taste gedrückt, wird der Kühlkompressor zum Entfeuchten trotzdem hinzugeschaltet.

Dieser umzuprogrammierende Parameter gehört zu den insgesamt 42 Parametern, die eine Werkstatt einstellen kann. Das scheint der einzige Parameter zu sein, über dessen Umstellung bei den Priusfahrern weitgehend Einigkeit besteht.

Klimaanlage bei abgeschlossenem Fahrzeug

In einigen seltenen Fällen mag es hilfreich sein, mit der vollen Hybrid-Batterie das verschlossene Auto zu kühlen. Wie das geht, wurde im Prius Langzeittest zusammengetragen.

Klimaanlage desinfizieren

Ab und zu, besonders wenn es aus der Lüftung riecht, kann es sinnvoll sein, die Klimaanlage zu desinfizieren. So gehts lt. Spacer X:

• Sicherheits-Hinweise auf der Packung lesen und beachten
• Rechten Sitz ganz nach hinten schieben
• Innenraumluftfilter (Klimaanlagenfilter) - hinter dem Handschufach ausbauen
• Feststellbremse treten
• Auto auf Start/Ready
• Klima und Lüftung auf volle Pulle und Umluft!
• Dose mittig auf den Boden zwischen rechten Fahrersitz und Amaturenbrett stellen, so das der austretende Nebel weder den Sitz noch das

Amaturenbrett treffen kann

• Knopf an der Sprühdose drücken bis er einrastet und den austretenden Nebel nicht einatmen !
• Autotür zu und warten
• Leere Dose entsorgen und gut und lange dürchlüften
• Wiedereinbau des Innenraumfilters (moglichst neuen verwenden)

Es gibt auch etwas teuere Filter mit Aktivkohle die Gerüche binden können.

Es wurde vereinzelt berichtet, daß es bei einem Fahrzeug mit einer Innenraumgröße des Prius sinnvoll sein kann, zwei Dosen des Desinfektionsmittels zu verwenden.

Weblinks

Funktionsbeschreibung der Klimaanlage beim Prius II bei priusfreunde.de (aus rechtlichen Gründen nur für dort registrierte Mitglieder!