Klimaautomatik im Prius II

Aus Prius Wiki

Version vom 12. November 2005, 18:08 Uhr

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 pervers), der Kompressor läuft meist volle Pulle.

Bei feuchter Luft (z.B. regennasse Leute steigen ein) ist jedoch der Kompressor sehr sinnvoll, da er die scheiben total schnell freibläst.

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 in dem 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 in Betrieb sein bei ausgeschaltetem Kompressor (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 den 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.

Als weitere Besonderheit sei erwähnt, das 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 Drezahl des Lüfters und schaltet je nach Erwärmungsgrad des Motors immer stärker. Dieses Schnellaufheizen wird successive verlangsamt, wenn die Raumtemperatur erreicht wird.

Die Ausströmdüsen am Rand des Armaturenbrettes weden 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.

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. 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 sofort ausgeschaltet und die A/C-Auto-Kontrollleuchte erlischt. 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.

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.

Weblinks

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