IHKA Integrierte Heiz-Klima-Automatik RR

Mit der IHKA kann das Raumklima im Fahrzeug individuell an die Bedürfnisse der Insassen angepasst werden. Informationen zwischen den beteiligten Fahrzeugkomponenten und dem Steuergerät der IHKA werden über den Datenbus Karosserie-CAN SYSTEM ausgetauscht.

Hauptfunktionen (siehe entsprechende Einzelfunktionsbeschreibung)

• Temperaturregelung
  
• Luftverteilung
  
• Luftmengenregelung
  
• Automatische Umluft-Control
  
• Scheibenautomatik (DEFROST)
  
• Heckscheibenheizung
  

Komponenten

Steuergerät/Bedienteil

Das IHKA-Steuergerät erfasst die Signale der IHKA-Komponenten und steuert bzw. regelt den Heizungs- und Klimatisierungsprozess. Das IHKA-Steuergerät veranlasst das Ein- bzw. Ausschalten der Heckscheibenheizung durch das Powermodul.

Das Steuergerät fungiert zugleich als Bedienteil: Die Temperaturwähler für Fahrer- und Beifahrerbereich, sowie das Stellrad für die Scheibenautomatik sind integriert. Die Gebläsesteller für Fahrer- und Beifahrerbereich, sowie der Dreitastenblock für Umluft, Heckscheibenheizung und Klima AUS sind über Steckverbindungen an der Vorderseite direkt mit dem Steuergerät verbunden.

Es gibt keine Unterscheidung für Links- und Rechtslenker: Das Steuergerät/Bedienteil liegt für beide Fahrzeuge auf derselben Fahrzeugkoordinate.

Fondbedienteil

Das Fondbedienteil besitzt keinen eigenen Prozessor, sondern nur Schaltelemente. Es ist über eine 12-polige Leitung direkt mit dem Steuergerät verbunden.

Die Temperaturwähler für hinten links und rechts sind in das Fondbedienteil integriert.

Heiz-Klimagerät

Das Klimagerät der IHKA ist unter der Instrumentenkombination an der Stirnwand in der Mitte verbaut.

Das Klimagerät erfüllt die Aufgaben:

• Erzeugung und Regelung der Luftmenge
  
• Luftverteilung, Luftmischung (Schichtung) und Luft-Entfeuchtung
  
• Übertragung der vom Kühlwasserkreislauf gelieferten Wärmeleistung
  
• Übertragung der vom Kältemittelkreislauf erzeugten Kälteleistung
  

Das Klimagerät setzt sich aus folgenden Komponenten/Funktionseinheiten zusammen:

• Verdampfer und Verdampferfühler
  Die Temperaturregelung am Verdampfer erfolgt durch das Steuergerät. Der Verdampfer-Temperaturregler arbeitet unabhängig von anderen Regelkreisen mit festgelegten Stellgrößen. Die am Verdampfer austretende Kaltluft wird mit Hilfe des Wärmetauschers auf die gewünschte Temperatur angehoben.
  
• Heizungswärmetauscher und Wärmetauscherfühler
  
• Expansionsventil
  Das Expansionsventil ist am Verdampfer verbaut. Das Expansionsventil regelt die in den Verdampfer eingespritzte Menge des flüssigen Kältemittels. Die Dosierung ist so, dass nur so viel flüssiges Kältemittel in den Verdampfer gelangt, wie restlos verdampft werden kann.
  
• Klappen mit Antrieb und Mechanik
  Die Klappen dienen zur Luftverteilung und zur Mischung von Warm- und Kaltluft.
  Frischluftklappe: Mit dieser Klappe wird die vom Gebläse angesaugte Reinluftmenge reguliert. Damit die Klappe im automatischen Umluftbetrieb (AUC-Betrieb) besonders schnell geschlossen werden kann, wird sie von einem Schnellläufer-Antrieb bewegt. Die Frischluftklappe dient auch zur Staudruckkompensation.
  Umluftklappe: Die Umluftklappe ist als Jalousie mit drei Lamellen ausgeführt. Mit der Umluftklappe wird der angesaugte Umluftanteil reguliert.
  Fußraumklappe: Mit der Fußraumklappe wird die Luftmenge in die vorderen und hinteren Fußräume gesteuert. Die vorderen und hinteren Fußräume links und rechts werden getrennt versorgt.
  Fondraum-Belüftungsklappe: Mit den Fondraum-Belüftungsklappen (linke und rechte getrennt) werden die Luftmenge an den Fond-Belüftungsauslässen sowie die Temperatur (Fondschichtung) eingestellt.
  Entfrostungsklappen (DEFROST): Mit den beiden gekoppelten Entfrostungsklappen wird die Luftmenge zur Frontscheibe geregelt.
  Warmluft-/Kaltluftklappe:Mit den Warmluft-/Kaltluftklappen wird die Luftmenge an den Kugelausströmern geregelt. Mit den Warmluft-/Kaltluftklappen wird auch die Temperatur geschichtet. Im Zusammenspiel des jeweiligen Klappenpaares werden die Luftmenge und die Temperatur gleichzeitig geregelt. Die Funktionen links und rechts sind getrennt.
  An den Klappenantrieben werden unterschiedliche Schrittmotoren zu bestimmten Zwecken verwendet.
  Schnellläufer: Der Schnellläufer wird nur an der Frischluftklappe verwendet. Die Wicklungen dieses Motors werden von der Steuerelektronik mit einer Schrittfrequenz bis 5oo Hz angesteuert.
  MUX-Motoren: Die MUX-Motoren werden an allen anderen Klappen verwendet. MUX-Motoren sind zur Steuerung der Wicklungen mit einem integrierten Schaltkreis versehen. Der integrierte Schaltkreis ist Bus- und diagnosefähig. Alle MUX-Motoren und der Gebläseregler werden über einen gemeinsamen Motoren-Bus (MUX-Bus) von der Steuerelektronik angesteuert. Von den integrierten Schaltkreisen gemeldete Fehler werden in der Steuerelektronik registriert und führen zur Unterbrechung der Ansteuerung.
  Jeder Antrieb wird bei der Herstellung unveränderbar adressiert. Dadurch ist eine eindeutige Unterscheidung bei der Bus-Kommunikation möglich. Wegen der individuellen Adressierung sind die Motoren nicht untereinander austauschbar.
  
• Gebläse mit Regler
  Gebläse: Das Gebläse ist mit dem Gebläsemotor als Baueinheit im Handschuhfachbereich verbaut. Das Gebläse kann vom Motor getrennt werden. Weil das Gebläse auf der Beifahrerseite verbaut ist, gibt es Varianten für Links- und Rechtslenkerfahrzeuge.
  Regler: Der Regler ist am Gehäuse des Gebläsemotors montiert. Der Regler wird von der Steuerelektronik im Bedienteil der IHKA über den MUX-Bus wie die MUX-Motoren angesteuert. Der Regler ist eigendiagnosefähig. Die Diagnoseinformationen werden zur Steuerelektronik zur Auswertung übertragen. Wenn die Eigendiagnose einen Fehler erkennt, der zur Überhitzung von Bauteilen führen würde, wird der Strom verringert oder abgeschaltet, bis das Fehlerkriterium entfallen ist.
  Das Gebläse saugt die Luft in Abhängigkeit von der Klappenstellung entweder
  
  • über die Filter und den Reinluftkanal o d e r
    
  • über die Umluftklappe an.
    
  Je nach Betriebszustand kann auch auf beiden Wegen Luft angesaugt werden.
  

Kältemittelverdichter (KMV)

Der Kältemittelverdichter (KMV) verdichtet das vom Verdampfer angesaugte Kältemittelgas und drückt es zum Kondensator. Der Kältemittelverdichter läuft immer mit dem Fahrzeugmotor mit. Aufgrund seines Aufbaus und wegen der Ansteuerung eines Regelventiles mit pulsweitenmodulierten Signalen von der Steuerelektronik ist eine stufenlose Leistungsregelung möglich. Zur Lastreduzierung wird immer nur die gerade benötigte Kälteleistung erzeugt. Die Regel- und Schaltkriterien dazu sind:

• KMV-Drehzahl (Motordrehzahl)
  
• KMV-Lastmoment (von IHKA an DME)
  
• Drehmomentbegrenzung (von DME zur IHKA: mögliche Einschränkung des Lastmoments bei Kick-down-Betrieb oder zu hoher Kühlmitteltemperatur)
  
• Kältemittel-Druckbegrenzung
  

Der Informationsaustausch zwischen IHKA und DME erfolgt über den Datenbus Karosserie-CAN SYSTEM.

HINWEIS: Ein Kompressoreinlauf muss unbedingt durchgeführt werden bei:

• Erstinbetriebnahme der IHKA
  
• Austausch des KMV Kältemittelverdichters
  
• Neubefüllung des Kühlkreislaufs mit Kältemittel
  

KMV Kompressoreinlauf:Zur Sicherstellung einer einwandfreien Schmierung des KMV muss die vom Hersteller eingefüllte Ölmenge gleichmäßig mit dem flüssigen Kältemittel vermischt werden. Dazu muss der KMV eine bestimmte Zeit mit einer Drehzahl zwischen 300 U/min und 1500 U/min betrieben werden.

Wenn die Leerlaufdrehzahl des Motors 1500 U/min überschreitet, wird die Einlaufprozedur automatisch abgebrochen und eine Meldung ausgegeben. Die Einlaufprozedur muss dann vollständig wiederholt werden.

Vorgaben: Beim Motorstart muss die Klimaanlage auf AUS stehen. Klimaanlage nicht vor Aufforderung einschalten.

Folgende Schritte durchführen:

• Alle Luftauslassdüsen der Instrumentenkombination auf AUF stellen.
  
• Motor starten und Leerlauf stabilisieren lassen.
  
• Gebläseleistung auf mindestens 75 % der maximalen Leistung stellen.
  
• Klimaanlage einschalten und mindestens 2 Minuten ohne Unterbrechung laufen lassen.
  

Kältemitteldrucksensor

Der Drucksensor in der Druckleitung zwischen Kondensator und Verdampfer liefert der Steuerelektronik Signale über den Systemdruck.

Kondensator mit integriertem Trockner

Die durch Verdichtung des Kältemittelgases im KMV erzeugte Wärmeenergie wird an der Oberfläche des Kondensators durch Luftkühlung an die Umgebung abgegeben. Das Kältemittel kondensiert und wird flüssig. Im integrierten Trockner wird eventuell im Kältemittelkreislauf vorhandenes Wasser zur Vermeidung von Korrosionsschäden gebunden. Der Trocknereinsatz ist austauschbar. Zum Schutz vor Partikeln ist ein Filtersieb enthalten.

Zusatzwasserpumpe

Um auch bei niedrigen Motordrehzahlen den nötigen Wasserdurchsatz sicherzustellen, ist eine elektrische Zusatzwasserpumpe installiert.

Wasserventile

Die Wasserventile links und rechts dienen zur Wärmetauscher-Regelung. Die Ansteuerung der Wasserventile erfolgt mit pulsweitenmodulierten Signalen. Die Ventilöffnungszeiten werden vom Steuergerät in Abhängigkeit bestimmter Eingangsgrößen (z.B. Motordrehzahl) berechnet. Sie betragen bei maximal KALT 0 ms, bei maximal WARM 3600 ms.

Mikrofilter/Luftansaugung

In jedem der beiden Filtergehäuse für die Luftansaugung ist ein Mikrofilter untergebracht. Der Mikrofilter ist eine Kombination aus Partikel- und Aktivkohlefilter. Der Aktivkohlefilter hält störende Gase und Schadgase zurück.

Luftklappenmodule

Zusätzlich zu den im Heiz-/Klimagerät verbauten Schrittmotoren kommen 10 weitere MUX-Motoren (s. o.) zum Einsatz. Diese sind über zwei weitere Motoren-Busse mit dem Steuergerät verbunden.

Die Schrittmotoren dienen zur Verstellung folgender Luftklappen:

• Belüftungsklappe vorne links außen, Mitte, Knie und indirekt
  
• Belüftungsklappe vorne rechts außen, Mitte, Knie und indirekt
  
• Fond-Mischklappe links und rechts
  

Potentiometer Ausströmer

Luftmenge und -verteilung können durch manuellen Eingriff den Bedürfnissen der Insassen angepasst werden. Das Steuergerät berücksichtigt hierfür die Potentiometerstellung und steuert die Schrittmotoren an, um die Luftklappen in die entsprechende Position zu bringen.

Hallsensoren Knie-Ausströmer

Jeweils ein Hallsensor meldet dem Steuergerät, ob die Luftklappen an den Knie-Ausströmern auf der Fahrer- und Beifahrerseite geöffnet oder geschlossen werden sollen.

AUC-Sensor

Der AUC-Sensor erfasst den Schadgasgehalt der Außenluft und meldet diesen als pulsweitenmoduliertes Signal dem Steuergerät. Die für diesen Sensor notwendige Auswerteelektronik ist im Sensor integriert. Der Sensor benötigt nach Fahrzeugstart immer eine Aufheizzeit von 60 s.

Solarsensor

Auf der Instrumententafel ist ein Solarsensor angebracht. Dieser dient zur Bereitstellung von zwei Spannungssignalen, die der durch Solarstrahlung erzeugten Wärmebelastung der Insassen vorne links und rechts proportional sind.

Zusatzlüfter

Der Zusatzlüfter wird zur Kühlung des Kondensators benötigt. Die erforderliche Lüfterdrehzahl ist vom Kältemitteldruck abhängig und wird von der IHKA über den Datenbus Karosserie-CAN SYSTEM an die DME übermittelt.

Bei Fahrzeuggeschwindigkeiten > 80 km/h wird der Zusatzlüfter abgeschaltet. Bei Unterschreiten von 70 km/h wird der Zusatzlüfter wieder eingeschaltet.

CAN-Botschaften

Die IHKA kommuniziert mit diversen anderen Steuergeräten über den Datenbus Karosserie-CAN SYSTEM:

• DME Digitale Motor Elektronik
  Die Digitale Motor Elektronik wird über den Datenbus Karosserie-CAN SYSTEM von der IHKA-Steuerung über die Zuschaltung des Kältemittelverdichters informiert. Wenn kein Abschaltkriterium (z.B. zu hohe Kühlmitteltemperatur oder Kick-down-Betrieb) die Zuschaltung verhindert, wird der Kältemittelverdichter von der IHKA zugeschaltet. Bei zugeschaltetem Kältemittelverdichter ist ein Wechsel zwischen Betrieb mit und ohne Anhebung der Leerlaufdrehzahl möglich.
  Die Leerlaufdrehzahl wird erhöht, bei
  
  • Außentemperatur ≥ 15° C u n d einer
    
  • Einstellung für die Stellgröße Y links oder rechts ≤ 10 %.
    
  Die Leerlaufdrehzahl wird nicht erhöht, bei
  
  • Außentemperatur ≤ 13° C u n d einer
    
  • Einstellung für die Stellgröße Y links oder rechts ≥ 20 %.
    
• LM Lichtmodul
  Das LM Lichtmodul versorgt die IHKA mit Informationen über die eingestellte Dimmung und den Lichtstatus (z.B. Abblendlicht eingeschaltet). In Abhängigkeit von diesen Informationen steuert die IHKA die Helligkeit der Funktions- und Suchbeleuchtung.
  
• PM Powermodul
  Das Powermodul überwacht den Batteriezustand und den Ruhestromverbrauch des Fahrzeugs. Es aktiviert oder deaktiviert auch die Heckscheibenheizung je nach Ansteuerung durch die IHKA. Informationen werden über den Datenbus Karosserie-CAN PERIPHERIE empfangen und übertragen.
  

Sicherheitsfunktion

Verbraucherabschaltung

Bei Signal ”Steuerung Spitzenreduzierung Priorität” vom Powermodul werden die Verbraucher von der IHKA-Steuerung prioritätsabhängig in der Leistung reduziert oder abgeschaltet:

• Bei Priorität 6: Heckscheibenheizung im Taktbetrieb (nur bei Normalbetrieb)
  
• Bei Priorität 5: Heckscheibenheizung im Taktbetrieb (nur bei Normalbetrieb)
  
• Bei Priorität 4: Heckscheibenheizung im Taktbetrieb, Gebläse auf max. halbe Leistung
  
• Bei Priorität 1: Heckscheibenheizung im Taktbetrieb, Gebläse auf max. halbe Leistung
  

Bei Signal ”Status Standverbraucher”- ABSCHALTEN vom Powermodul werden die Standverbraucher von der IHKA-Steuerung abgeschaltet.

Die Funktion DEFROST ist sicherheitsrelevant und funktioniert immer mit maximaler Gebläseleistung.

Sleep-/Wait-/Power-Down-Mode

Sleep-Mode:Zur Erreichung der geforderten Ruhestromaufnahme wird das Steuergerät durch gezieltes ”Schlafenlegen” über das Netzwerkmanagement in einen Zustand minimaler Stromaufnahme (< 100 A) geschaltet. Zu berücksichtigen ist hier der Wait-Mode.

Wait-Mode:Der Wait-Mode beginnt nach Ablauf folgender Nachlaufzeiten:

• Die Nachlaufzeit für die Wasserventile muss abgelaufen sein (Tankstelleneffekt).
  

Power-Down-Mode:Mit dem Power-Down-Befehl wird die elektrische Anlage des Fahrzeugs zur schnellen Ruhestrommessung gezielt in einen Zustand versetzt, den sie normalerweise nach Ablauf der Nachlaufzeit selbsttätig einnehmen würde.

Der Befehl wird mit dem DIS-Tester erteilt. Die Nachlaufzeit wird dadurch auf maximal 5 Sekunden verkürzt.