DE10120098B4

DE10120098B4 - Heizung und Verfahren zur Steuerung einer Heizung einer Funktionseinheit eines Kraftfahrzeuges

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Publication number: DE10120098B4
Application number: DE10120098A
Authority: DE
Inventors: Stefan Richter
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: US20040094529A1; DE10120098A1; WO2002089526A3; WO2002089526A2; US6917019B2; EP1382227A2; DE50201626D1; ES2233829T3; EP1382227B1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Heizung einer durch Berührung mit Wasser störbaren Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Außenspiegels, eines Schlosses oder einer Fensterscheibe, mit mindestens einem Heizelement (R_H), dessen Heizleistung elektrisch steuerbar ist, indem
– der zeitliche Verlauf einer Temperatur des Heizelements (R_H) oder der Funktionseinheit ermittelt wird und zumindest ein, einen Phasenübergang von Wasser bestimmendes charakteristisches Merkmal dieses zeitlichen Verlaufs ausgewertet wird, und
– die Heizleistung des Heizelementes (R_H) in Abhängigkeit von der Auswertung des charakteristischen Merkmals gesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Heizung einer Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs.

Heizungen von Funktionseinheiten eines Kraftfahrzeugs erfolgen zum einen elektrisch, indem Heizwiderstände von der Batterie oder dem Generator (Lichtmasehine) gespeist werden, oder zum anderen durch von dem Motor erhitzte Luft. Heizungen eines Kraftfahrzeugaußenspiegels, eines Schlosses oder einer Fensterscheibe erfolgen üblicherweise durch mindestens ein elektrisches Heizelement, dessen Heizleistung beispielsweise durch einen Bedienschalter elektrisch steuerbar ist.

Aus der EP 0 408 853 A2 ist eine Heizung eines Kraftfahrzeugseitenspiegels bekannt, wobei zur Heizung ein Stromfluss durch einen Heizleiter mittels eines Halbleiter- Schalters gesteuert wird. Der Halbleiter-Schalter wird durch einen Temperaturfühler und eine zweistufige Verstärkerschaltung, die sich wie ein Schmitt-Trigger verhält, angesteuert. Dabei bildet der Halbleiter-Schalter eine der beiden Stufen, die für das Schmitt-Triggerverhalten mitgekoppelt sind. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass für ein Absinken der Temperatur unter 27°C der Heizstrom bis zum erreichen der Temperatur von 30°C eingeschalten wird, auch wenn eine Heizung für eine freie Sicht zur Spiegelfläche nicht nötig ist. Der Energiebedarf der Heizeinrichtung für das Spiegelglas ist daher unnötig hoch.

Aus der DE 197 05 416 C1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Heizung einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Heizung der Heckscheibe zumindest nach einer bestimmten Einschaltdauer abgeschaltet wird. Die bestimmte Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe wird mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges verlängert. Diese Verlängerung der Einschaltdauer kann auch ohne einen Nutzen für den Kraftfahrzeuginsassen zu einer Belastung des Bordnetzes oder der Kraftfahrzeugbatterie führen.

Aus der DE 196 04 658 A1 ist eine Temperaturmesseinrichtung für eine Regelschaltung eines elektrischen Strahlungsheizgeräts mit einem unterhalb eines Glaskeramik-Kochfeldes angeordneten Heizleiter bekannt, bei der für die Temperaturerfassung der Heizleiter selbst genügt. Es ist ein Umschalter vorgesehen, der den Heizleiter zyklisch an eine Widerstandsmessschaltung legt. Diese erfasst den jeweiligen termperaturabhängigen ohmschen Widerstandswert des Heizeiters und erzeugt ein temperaturproportionales Steuersignal für die Regelschaltung.

In der DE 91 08 801 U1 wird ein von der Temperatur des Spiegelglases abhängiger Spannungsabfall mittels einer Vergleichseinrichtung mit einem Referenzwert verglichen und eine Schalter der Vergleichseinrichtung wird in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs gesteuert. Der Heizstrom wird hierzu mit einem Referenzwert verglichen. Eine die Vergleichseinrichtung beinhaltende Steuereinrichtung ist für eine Spiegelglasheizung in einem Kfz-Außenspiegel mit einem Heizwiderstand vorgesehen, der mittels eines Schalters an eine Stromquelle schaltbar ist. Der Spannungsabfall an einem vom Heizstrom durchflossenen Widerstand wird von einer Vergleichseinrichtung erfasst und mit einem Referenzwert verglichen. Der Schalter von der Vergleichseinrichtung wird in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs gesteuert. Die Ausnutzung des Temperaturgangs des spezifischen Widerstandes des Heizwiderstandes soll auf der Tatsache basieren, dass die Temperatur des voll- oder teilflächig auf dem Spiegelglas aufliegenden Heizwider standes bei unterbrochenem Heizstrom etwa einem Mittelwert der Temperaturen der verschiedenen Spiegelglasbereiche entspricht. Ein hoch eingestellter Referenzwert oder eine große Herstellungstoleranz des Heizwiderstandes führen wiederum zu einer schlechten Energienutzung der Kraftfahrzeugbatterie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Heizung für eine Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die den Energiebedarf der Heizung reduziert.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Demgemäß dient ein Verfahren der Steuerung der Heizung einer durch Berührung mit Wasser störbaren Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs. Die Funktionseinheit ist dabei insbesondere ein Außenspiegel, ein Schloss oder einer Fensterscheibe. Die Heizung weist dabei mindestens ein Heizelement (R_H), dessen Heizleistung elektrisch steuerbar ist, auf. In dem Verfahren wird der zeitliche Verlauf einer Temperatur des Heizelements (R_H) oder der Funktionseinheit ermittelt und zumindest ein, einen Phasenübergang von Wasser bestimmendes charakteristisches Merkmal dieses zeitlichen Verlaufs ausgewertet. Die Heizleistung des Heizelementes (R_H) wird in Abhängigkeit von der Auswertung des charakteristischen Merkmals gesteuert.

Dabei kann die Heizung der Funktionseinheit durch eine Steuerungsvorrichtung manuell oder automatisch gestartet werden. Das Starten wird beispielsweise durch eine Bedienung einer manuellen Betätigungseinrichtung, einer Fernbedienung, einem Taster oder Schalter, ausgelöst, wenn der Fahrzeuginsasse erkennt, dass die Heizung der Funktionseinheit für eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit derselben notwendig ist. Alternativ erfolgt das Starten automatisch, indem die Steuerungsvorrichtung die Heizung generell startet, um eine Funktionsfähigkeit sicherzustellen, oder indem die Steuerungsvorrichtung erkennt, das eine nicht ausreichende Funktionsfähigkeit wahrscheinlich ist. Beispielsweise führt eine erkannte, durch Vereisen verursachte Funktionsunfähigkeit des Türschlosses, zu einem automatischen Starten der Heizung und damit zum Abtauen des Türschlosses.

Während und möglicherweise auch vor und nach dem eigentlichen Heizungszeitraum der Funktionseinheit wird die Temperatur des Heizelements beziehungsweise der Funktions einheit, im folgenden als Heiztemperatur bezeichnet, oder eine von der Heiztemperatur abhängige Kenngröße bestimmt. Als Kenngröße wird eine elektronisch auswertbare Größe, wie die Leistungsaufnahme, Energieaufnahme oder dis Leistungsbilanz der Heizung und insbesondere eine Massgröße, genutzt. In Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen, wie Lufttemperatur oder Wärmeübergangswiderstand etc., kann dabei die Dynamik der Werte, also die zeitliche Abhängigkeit der Kenngröße stark variieren. Die Heiztemperatur wird zur Vereinfachung beispielsweise in Binärschritten erfasst, so dass der Bereich von -40°C bis +87°C in 128 Binärschritte unterteilt wird.

Charakteristische Merkmale des zeitlichen Verlaufs der Heiztemperatur, oder der von der Heiztemperatur abhängigen Kenngröße dienen zur Auswertung und Steuerung der Heizung. Ein charakteristisches Merkmal ist beispielsweise die Geschwindigkeit des Abkühlens der Funktionseinheit während einer Heizpause.

Stagniert beispielsweise die Abkühlung im Bereich 0°C Heiztemperatur, obwohl die Lufttemperatur deutlich unter 0°C liegt, wird von der Steuerungsvorrichtung eine im Prozess befindliche Vereisung der Funktionseinheit erkannt und zur Steuerung die Heizleistung entsprechend erhöht.

Den Phasenübergang von Wasser bestimmende charakteristische Merkmals werden gemäß der Erfindung ausgewertet, Das Wasser verursacht Funktionsstörungen durch Vereisen oder Beschlagen von den zuvor genannten Funktionseinheiten des Kraftfahrzeug. Die während der Heizung oder während einer Abkühlungsphase möglicherweise erfolgenden Phasenübergänge des Wasser von der festen zur flüssigen Phase oder zur Dampfphase generieren dabei charakteristische Merkmals des zeitlichen Verlaufs der Heiztemperatur, die zur Steuerung der Heizung ausgewertet werden, bis vorzugsweise die durch das Wasser verursachte Funktionsstörung aufgehoben ist.

Die Auswertung der charakteristischen Merkmals wird folglich zur Steuerung der Heizleistung des Heizelementes genutzt. Dabei können mehrere Kenngrößen zugleich ausgewertet werden. Zur Bewertung oder Auswertung werden die charakteristischen Merkmale in einer ersten Ausgestaltungsvariante direkt zur Steuerung verwendet, so dass ermittelte Werte identisch genutzt werden. Bevorzugt werden in einer zweiten Ausgestaltungsvariants alternativ zur Steuerung Abbildungen oder Transformationen der charakteristischen Merkmale verwendet. Beispielsweise wird ein spezielles charakteristisches Merkmal auf die zugehörige Heiztemperatur abgebildet, insbesondere ein Phasenübergang auf die Temperätur des Phasenüberganges transformiert, In Abhängigkeit von sig nifikanten Charakteristika werden beispielsweise Schwellwerte und weitere Faktoren, wie Proportionalitätsfaktoren für die Steuerung ermittelt. Insbesondere werden die Schwellwerte und Faktoren auch für ein späteres Starten der Heizung, zum Beispiel nach 24 Stunden, mit der zugehörigen Auswertung und Steuerung verwendet.

Wird das Verfahren beziehungsweise die Steuerungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugseitenspiegel oder eine Verbundglasscheibe beispielhaft verwendet, wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass eine kritische Heiztemperatur, die zur Zerstörung der Funktionseinheit führen könnte, nicht erreicht wird, indem die Heizung anhand der charakteristischen Merkmale gesteuert, vorzugsweise die Heizleistung vor Erreichen der kritischen Heiztemperatur heruntergeregelt oder die Heizung vollständig abgeschaltet wird.

Vorteilhafterweise geht die Heizung nachfolgend in einen weiteren Modus über. In diesem Modus sind unterschiedliche Betriebsarten möglich. Zur Reduzierung des Energiebedarfs der Heizung wird die Heizung vorteilhafterweise abgeschaltet, heruntergeregelt, auf eine konstante Temperatur geregelt oder in bestimmten Zyklen temporär ein- und ausgeschalten. Die Betriebsart oder eine Kombination mehrerer Betriebsarten hängt insbesondere von der Funktionseinheit und von äußren Umgebungsbedingungen, wie Regen, Schnee etc. ab.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuerungsvorrichtung dafür Mittel zur Auswertung unterschiedlicher Heiztemperaturanstiegsgeschwindigkeiten als charakteristische Merkmale auf. In dem zuvor genannten Beispiel einer Verbundglasscheibe, die "beschlagen" ist, auf der sich also kleine Wassertröpfchen angelagert haben, wird die Heizung bis zum Erreichen der Verdampfungstemperatur, beispielsweise 50°C betrieben. Nach einer wieder erhöhten Heiztemperaturanstiegsgeschwindigkeit wird die Heiztemperatur durch eine entsprechende Regelung konstant gehalten, da die Tröpfchen von der Oberflächen der Scheibe bereits evaporiert sind. Als Mittel wird vorzugsweise ein analoges oder digitales Rechenwerk, insbesondere eine arithmetrische logische Einheit mit Differenz- und Divisionsfunktionen oder -algorithmen, verwendet. Die Dynamik des Temperaturanstiegs während der Heizphase oder des Temperaturabfalls während der Heizpause oder einer Abkühlungsphase wird so besonders vorteilhaft ausgewertet.

Durch einen Phasenübergang von Wasser verursachte charakteristische Merkmale werden in einer entsprechenden vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ausgewertet. Das Wasser verursacht Funktionsstörungen durch Vereisen oder Beschlagen von den zuvor genannten Funktionseinheiten des Kraftfahrzeugs. Die während der Heizung oder während einer Abkühlungsphase möglicherweise erfolgenden Phaseübergänge des Wasser von der festen zur flüssigen Phase oder zur Dampfphase generieren dabei charakteristische Merkmale des zeitlichen Verlaufs der Heiztemperatur, die zur Steuerung der Heizung ausgewertet werden, bis die durch das Wasser verursachte Funktionsstörung aufgehoben ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Heizelement ein temperaturabhängiger Heizwiderstand, der zur Heizung von einem Heizstrom durchflossen wird. Als Kenngröße wird besonders vorteilhaft der temperaturabhängige Heizwiderstand oder eine vom temperaturabhängigen Heizwiderstand abhängige Meßgröße bestimmt. Zur Bestimmung des Heizwiderstandes eignen sich beispielsweise eine temporäre Verschaltung als Meßbrücke, Schwingkreis oder dergleichen. Hierzu ist der temperaturabhängige Heizwiderstand mit der Steuerungsvorrichtung verbunden. Die Heizleistung wird in Abhängigkeit von der bestimmten Meßgröße oder dem bestimmten Heizwiderstand, der mit einem Steuerelement der Steuerungsvorrichtung verbunden ist, gesteuert. Üblicherweise wird ein Heizwiderstand mit einem positiven Temperaturkoeffizienten verwendet. Es ist alternativ auch die Verwendung eines Heizwiderstandes aus Halbleitermaterial mit einem entsprechend negativen Temperaturkoeffizienten möglich.

Zur Steuerung der Heizung wird in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zusätzlich die zeitliche Änderung des Heizwiderstandes oder der vom Heizwiderstand abhängigen Meßgröße ausgewertet. Die Steuerungsvorrichtung weist dafür Mittel, beispielsweise Speicher und Vergleicher, zur Auswertung der zeitlichen Änderung des Heizwiderstandes oder der vom Heizwiderstand abhängigen Meßgröße auf. Wird beispielsweise ein Mikrocontroller zur Bestimmung der zeitlichen Änderung verwendet, ist mit dem Mikrocontroller eine Uhr, ein Zeitgeber oder ein Impulsgeber verbunden.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Wert des Heizwiderstandes oder der vom Heizwiderstand abhängigen Meßgröße für ein Minimum der zeitlichen Änderung (dR_H/dt) bestimmt. Dieser bestimmte Wert dient für die weitere Auswertung und auch nachfolgenden Auswertungen als Vergleichswert. Vorzugsweise wird aus dem Wert mindestens ein Schwellwert zur Steuerung bestimmt. Wird der Wert über mehrere zeitlich versetzte Bestimmungen gewonnen, werden mehrere dieser Werte fortfolgend gemittelt, um Langzeiteffekte mit auswerten zu können. Vorteilhafterweise wird der Wert für eine Schmelztemperatur (0°C) gespeichert. So werden besonders einfach Vereisungen der Funktionseinheit von der Steuerungsvorrichtung ermittelt.

Die Schwellwerte oder der Wert werden in der Weiterbildung mit dem Heizwiderstand oder der Meßgröße durch einen Vergleicher verglichen. Die Ausgangsgröße ist dann beispielsweise ein binäres Signal anhand dessen die Heizung gesteuert wird. Auch kann die Ausgangsgröße ein Teil eines Algorithmus sein, mit dem die Heizung entsprechend auf-, beziehungsweise abgeregelt wird. Für eine besonders einfache Auswertung wird der Heizwiderstand oder die Meßgröße durch einen Fensterkomparator als Vergleicher mit einem oberen Schwellwert und einem unteren Schwellwert verglichen. Demgemäß wird die Heizung bei Überschreitung des oberen Schwellwertes ausgeschalten und bei Unterschreiten des unteren Schwellwertes wiederum eingeschalten. Die Schwellwerte werden vorteilhafterweise analog der Auswertung der Änderungsgeschwindigkeit ermittelt.

Die Einbeziehung des Temperaturkoeffizienten des Heizwiderstandes in die Auswertung erfolgt in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung. Der Temperaturkoeffizient wird zuvor meßtechnisch, beispielsweise in einer Wärmekammer, für ein Widerstandsmaterial einer Serie ermittelt. In Abhängigkeit von dem Wert und des Temperaturkoeffizienten des Heizwiderstandes wird die Heizung gesteuert. Vorteilhafterweise wird dabei mittels des Wertes und des Temperaturkoeffizienten aus dem Heizwiderstand die Heiztemperatur oder eine von der Heiztemperatur abhängige Kenngröße bestimmt. Die Heiztemperatur ist nun direkt mit der Temperatur der Umgebungsluft, die mittels eines Temperatursensors des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, vergleichbar.

Zur Steuerung der Heizung bieten sich eine Vielzahl möglicher Verfahren an. Für einen Heizwiderstand können als steuerbare Größen die Heizspannung oder der Heizstrom variiert, insbesondere geschalten oder geregelt werden. Um die Verlustleistung der Steuerung möglichst klein zu halten, wird zur Steuerung der Heizung der Heizstrom in Intervallen geschalten. Die Intervalle sind zur Regelung der Temperatur vorzugsweise in ihrer Dauer variabel. Wird eine schnellere Regelung, insbesondere im Bereich kritischer Heiztemperaturen benötigt, so wird vorteilhafterweise zur Steuerung der Heizung der Heizstrom mittels einer Pulsweitenmodulation geregelt.

Um eine Vereisung der Funktionseinheit zu verhindern wird für eine abfallende Temperatur der Funktionseinheit im Bereich um 0°C die Heizleistung erhöht. Die Erhöhung der Heizleistung wird vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der Detektion einer Eisbildung eingeschalten. Die Detektion der Eisbildung erfolgt dabei durch signifikante Charakteristika des zeitlichen Verlaufs der Heiztemperatur über der Zeit.

Zusätzlich wird vorteilhafterweise ein von der Heizung unabhängiger, eine Lufttemperatur messender Temperatursensor des Kraftfahrzeugs zur Steuerung der Heizung zusätzlich ausgewertet. Werden die Scheibenwischer über eine längere Zeitspanne nicht betätigt, so wird die Heizung der Funktionseinheit für eine Lufttemperatur oberhalb des Bereiches um 0°C nicht eingeschalten, da die Steuervorrichtung weder Regen noch Eis erwartet, die die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen könnten. Ist die Funktionseinheit dennoch nicht funktionsfähig, weil beispielsweise der Kraftfahrzeugseitenspiegel mit Tau bedeckt ist, ist der manuelle Start der Heizung durch einen Kraftfahrzeuginsassen dennoch möglich.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf zeichnerische Darstellungen näher erläutert.
Dabei zeigen
1a ein schematisches Diagramm des Verlauf des Heizwiderstandes über der Zeit,
1b ein schematisches Diagramm des Verlauf der zeitlichen Heizwiderstandsänderung über der Zeit,
2 ein schematischer Schaltkreis einer Steuerungsvorrichtung,
3a ein weiterer schematischer Schaltkreis einer Steuerungsvorrichtung,
3b ein weiterer schematischer Schaltkreis einer Steuerungsvorrichtung,
4 einen schematischen Verfahrensablauf,
4' die Fortsetzung des schematischen Verfahrensablaufes aus 4, und
5 eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugspiegelheizung.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugseitenspiegels KSS. Auf der Rückseite der Spiegelschicht sind mehrere Heizwiderstände R_H1, R_H2 und R_H3 in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet. Die Heizwiderstände R_H1, R_H2 R_H3 umfassen dabei einen möglichst großen Bereich der effektiven Spiegelschicht zur Ennrärmung. Zur Heizung werden die Heizwiderstände R_H1, R_H2 R_H3 je nach Steuerung einzeln, in Reihe oder parallel geschalten. Einer der Heizwiderstände R_H1, R_H2 R_H3 wird temporär als Meßwiderstand geschalten und dessen Widerstandswert, der von der Heiztemperatur im Idealfall linear abhängig ist, gemessen.
In 1a ist ein schematischer Verlauf (als dickere schwarze Linie) des Heizwiderstandes R_H (auf der z-Achse) über der Zeit t (auf der x-Achse) in Form eines Diagramms dargestellt. Der Verlauf ist dabei rein beispielhaft. In Abhängigkeit von Wärmeübergangswiderständen, Wärmekapazitäten, Umgebungstemperaturen und weiteren Einflüssen kann der Verlauf, insbesondere dessen Widerstandsänderungen und die Zeitlängenverhältnisse, variieren. Es wird zudem zunächst angenommen, daß die Widerstandsänderung des gemessenen Heizwiderstandes R_H proportional zur Änderung der Heiztemperatur ist.
Zum Zeitpunkt t₀ wird die Heizung des Kraftfahrzeugspiegels eingeschalten. Der Heizwiderstand R_H zum Einschaltzeitpunkt to ist R_Hon. Es wird in diesem speziellen Fall angenommen, daß die Temperatur des Kraftfahrzeugspiegels zum Einschaltzeitpunkt t₀ unter 0°C liegt. Zudem ist angenommen, daß der Kraftfahrzeugspiegel vereist ist und das auf der Spiegelfläche haftende Eis die Sicht des Kraftfahrzeuginsassen behindert. Die eingeschaltene Heizung führt zu einer Erwärmung des Kraftfahrzeugspiegels und des Eises.
Zum Zeitpunkt t_m1 wird die Schmelztemperatur des Eises erreicht. Weiteres Heizen führt vorerst nur zu einem geringen Heiztemperaturanstieg des Kraftfahrzeugspiegels. Der größere Teil der Heizenergie wird zur Phasenumwandlung des Eises in Schmelzwassers und damit zum Abtauen des Kraftfahrzeugspiegels genutzt. Zum Zeitpunkt t_m2 ist das Eis im wesentlichen abgetaut. Zwischen den Zeitpunkten t_m1 und t_m2 steigt der Heizwiderstand R_H lediglich um den Betrag ΔR_Hm. Die erste Zwischenphase zwischen Eis und Schmelzwasser ist in 1a schraffiert dargestellt.
Die folgende Energiezufuhr führt, da keine Phasenumwandlung stattfindet, zu einer Erwärmung des Kraftfahrzeugspiegels und des Schmelzwassers. Sicherlich wird ein Teil des Eises und Schmelzwassers bereits vom Kraftfahrzeugspiegel abgetropft sein, so das die Anstiegsgeschwindigkeit der Heiztemperatur nach dem Zeitende der Schmelzung t_m2 von der Anstiegsgeschwindigkeit vor dem Schmelzbeginn t_m1 abweichen kann.
Die zweite Zwischenphase wird durch die Verdampfung von Wasser verursacht, das die Spiegeloberfläche bedeckt. Zur Trocknung des Spiegels ist dabei eine Heiztemperatur deutlich unter 100°C ausreichend. Zusätzliche Effekte, die die Trocknung beeinflussen können, sind z.B. der Fahrtwind oder die mikroskopische Oberflächenstruktur bzw. Oberflächenenergien der Spiegeloberfläche. Die Dauer vom Beginn t_e1 bis zum Ende t_e2 der Verdampfungsphase weicht im Normalfall von der ersten Zwischenphase (Schmelzphase) aufgrund der Umgebungseinflüssen ab und kann länger oder kürzer als die Schmelzphase dauern. Analog weicht die Heizwiderstandsänderung ΔR_He der Evaporationsphase von der Heizwiderstandsänderung ΔR_Hm der Schmelzphase u.U. ab.
Nachfolgend führt eine weitere Energiezufuhr zu einer weiteren Erhöhung der Heiztemperatur, wie in 1a gestrichelt angedeutet ist. Eine weitere Erhöhung der Heiztemperatur ist jedoch oft unennrünscht und hat ggf. keinen weiteren Nutzen für den Fahrzeuginsassen. Zur Steuerung der Heizung werden Schwellwerte Th_R1 und Th_R2 festgelegt und mit dem aktuellen Heizwiderstandwert R_H verglichen. Weitere Schwellwerte werden vorteilhafterweise anhand eines Wertes des Heizwiderstandes R_H im Bereich der Zwischenphasen ΔR_Hm, ΔR_He bestimmt.
Zur Bestimmung dieser weiteren Schwellwerte wird, wie in 1 b dargestellt ist, vorteilhafterweise die zeitliche Änderung dR_H/dt des Heizwiderstandes R_H ausgewertet. 1b ist wiederum eine schematische Darstellung analog der 1a und demgemäß unter realen Bedingungen aufgrund wechselnder Umgebungseinflüsse starken Schwankungen unterworfen. Die Flankenwechsel der zeitlichen Änderung dR_H/dt werden zur Triggerung einer Auswertung genutzt, so daß zu den Flankenwechseln der Heizwiderstand R_H bestimmt wird und dessen Wert für eine gleichzeitige oder spätere Steuerung der Heizung gespeichert wird. Zusätzlich werden vorteilhafteiweise die Zeitwerte t_m1, t_m2, t_e1, t_e2 sowie die Zeitdifferenzen (t_m2 – t_m1, t_e2 – t_e1) gespeichert und in Verbindung mit den Schwellwerten Th_R1, Th_R2 etc. zur Steuerung ausgewertet. Beispielsweise wird für eine nur geringe Zeitdifferenz zwischen t_e2 – t_e1 und den Schwellwerten Th_R1 und Th_R2 durch die Auswertung derart interpretiert, daß auf der Spiegeloberfläche sich keine Feuchtigkeit befindet und die Heizung für einen längeren Zeitraum abzuschalten ist.
1b zeigt schematisch, daß die Anstiegsgeschwindigkeiten dR_H/dt der beiden Zwischenphasen, der Schmelzphase und der Verdampfungsphase unterschiedlich sein können. Auch die Anstiegsgeschwindigkeiten dR_H/dt der Heizphasen vor bzw. nach den Zwischenphase sind u.U. unterschiedlich. Zur Steuerung werden weitere Schwellwerte Th_m und The vorgegeben oder bestimmt, die zur Auswertung mit der Anstiegsgeschwindigkeiten dR_H/dt verglichen werden. Eine Steuerung der Heizung kann zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindigkeit dR_H/dt und den Schwellwerten Th_m und Th_e erfolgen.
In 2 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Steuerungsvorrichtung IC zum Steuern der Heizung beispielsweise des Kraftfahrzeugseitenspiegels KSS dargestellt. Die Steuerungsvorrichtung IC ist über einen CAN Bus oder einen anderen Bus, wie VAN, Token Ring, etc. mit weiteren Funktionseinheiten EX des Kraftfahrzeugs verbunden. Über den CAN Bus werden der Steuerungsvorrichtung IC weitere Daten, beispielsweise über die Betätigung eines Scheibenwischers zur Verfügung gestellt. Aus der Betätigung des Scheibenwischers wird von der Steuerungsvorrichtung IC in die Auswertung einbezogen, indem beispielsweise auf Regen geschlossen und der Spiegel zumindest temporär bis zur Verdampfungstemperatur erhitzt wird. Weiterhin ist die Steuerungsvorrichtung IC vorteilhafterweise mit einer Eingabevorrichtung zur manuellen Betätigung von Heizfunktionen verbunden.
Die Steuerungsvorrichtung IC ist in Reihe mit dem Heizwiderstand R_H, der vom Heizstrom I_H durchflossen wird, verbunden und an die Batteriespannung U_B, beziehungsweise an Masse GND angeschlossen. Zur Steuerung weist die Steuerungsvorrichtung IC einen Schalter S mit einem verbundenen, zugehörigen Treiber D auf. Der Treiber D ist wiederum mit einer Recheneinheit EU der Steuerungsvorrichtung IC verbunden. Eine Meßeinheit MU der Steuerungsvorrichtung IC ist ebenfalls mit dem Heizwiderstand R_H verbunden. Mit der Meßeinheit MU kann beispielsweise eine Spannung oder ein Strom bestimmt werden. Die Meßeinheit MU ist zudem mit der Recheneinheit EU zur Auswertung der Meßwerte verbunden. Zur Bestimmung des temperaturabhängigen Heizwiderstandes R_H oder der Meßgröße wird der Heizwiderstand R_H zumindest temporär als Element beispielsweise einer Meßbrücke geschalten, die Teil der Meßeinheit MU ist.
Alternativ wird zur Bestimmung des temperaturabhängigen Heizwiderstandes R_H oder der Meßgröße der Heizwiderstand R_H zumindest temporär als Element eines Schwingkreises geschalten. Der Schwingkreis ist dabei ein Teil der Meßeinheit MU. Der Heizwiderstand R_H wird mittels der Frequenz des Schwingkreises bestimmt. Neben diesen Ausgestaltungen können auch weitere Meßverfahren und Meßeinheit MU zur Bestimmung des Heizwiderstandes R_H genutzt werden Wird die Steuerungsvorrichtung aus rein analogen Elementen aufgebaut, kann die Auswertung und Steuerung zeitkontinuierlich erfolgen. Vorteilhafterweise wird die Steuerungsvorrichtung neben den analogen Elementen mit einer digitalen Recheneinheit zur Auswertung und Steuerung ausgestattet. Dies ermöglicht die Berechnung von komplexen Funktionen und Einbeziehung von temperaturunabhängigen Faktoren, wie die Betätigung eines Scheibenwischers, in die Auswertung. In diesem Fall ist die Recheneinheit mit einem Speicher M, insbesondere ein nicht-flüchtiger Speicher (EEPROM), zur Speicherung beispielsweise der Schwellwerte Th_m und Th_e verbunden.
Zusätzlich weist die digitale Steuerungsvorrichtung IC eine Uhr C, einen Zeitgeber C oder Impulsgeber C als Zeitbasis auf. Die Zeitbasis C dient zum einen zum Takten der digitalen Elemente der Steuerungsvorrichtung IC, also auch zur Berechnung der Zeiten t₀, t_m1, t_m2, t_e ₁ und t_e2. Die Bestimmung der Meßwerte der Meßeinheit MU erfolgt dabei zeitdiskret. Aus der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden zeitdiskreten Meßwerten wird beispielsweise die zeitliche Änderung dR_H/dt des Heizwiderstandes beziehungsweise der Heiztemperatur bestimmt.
Detailliertere schematische Ausführungsbeispiele einer Steuerungsvorrichtung IC sind in 3a und 3b dargestellt. 3a zeigt eine konventionelle Lösung aus Einzelbauelementen. Der Heizwiderstand R_H ist mit einem Shunt-Widerstand R_S oder Meßwiderstand R_S in Reihe verbunden. Der Shunt-Widerstand R_S ist von dem Heizwiderstand R_H thermisch entkoppelt und weist im Idealfall keine oder nur eine geringe Temperaturabhängigkeit auf. Aus dem Heizstrom I_H und einer Heizspannung U_B – U_RS wird der Heizwiderstand R_H bestimmt. Der Heizstrom I_H wird aus U_Rs/R_S bestimmt. Der Spannungsabfall am Shunt-Widerstand R_S wird vom Analog-Digital-Umsetzer ADC in digitale, diskrete Meßwerte gewandelt und von der Recheneinheit EU ausgewertet. Die Recheneinheit EU weist ein Zählwerk C₁ auf, das mit einem Schwingquarz Q, zur Erzeugung einer Zeitbasis verbunden ist. Die Recheneinheit EU mit dem Zählwerk C₁ ist vorteilhafterweise ein Mikrocontroller.
Ein Ausgang des Mikrocontrollers EU ist mit einem PNP-Transistor D₁ zum Treiben der Relaisspule L_S1 verbunden. Mit der Relaisspule L_S1 ist ein Relaisschalter S₁ mechanisch gekoppelt, mit dem der Heizstrom I_H in zu steuernden Heizintervallen, schaltbar ist. Weiterhin ist der Mikrocontroller EU über einen BUS mit einem externen Temperatursensor eTS verbunden, der die Lufttemperatur der Umgebung mißt. Der externe Temperatursensor eTS wird dazu genutzt, für Lufttemperaturen oberhalb des Gefrierpunktes (0°C) die Heizung nicht einzuschalten, da sich kein Eis auf dem Spiegel vorhanden ist, das die Sicht des Fahrzeuginsassen beeinträchtigt.
3b zeigt eine Lösung, die eine Integration der Steuerungsvorrichtung IC in einer sogenannte Smart-Power-Technologie ermöglicht. Hierzu weist die Steuervorrichtung IC einen integrierten Schaltkreis mit einem Controller EU und einem, vom Controller EU steuerbaren Leistungshalbleiter LT₁ in Smart-Power-Technologie auf. Die Steuerungsvorrichtung IC ist wiederum über einen BUS mit weiteren Funktionseinheiten, wie eine Uhr eCLK und einen Lufttemperatursensor eTS, des Kraftfahrzeugs verbunden. Die Recheneinheit EU ist wiederum mit einem Analog-Digital-Umsetzer ADC zur Erfassung der Meßwerte verbunden.
Zur Steuerung weist die Recheneinheit EU Mittel für eine Puls-Weiten-Modulation PWM auf. Der Ausgang OUT_LT1 der Recheneinheit EU mit den puls-weiten-modulierten Steuersignalen ist mit dem Gate eines Leistungs-MOSFETs LT₁ zur Steuerung der Heizung verbunden. Zur Generation eines Meßsignals weist die Steuerungsvorrichtung IC eine im wesentlichen temperaturunabhängige Konstantstromquelle S_I _K auf, die zumindest temporär mit dem Heizwiderstand R_H verbunden ist. Der Konstantstrom I_K der Konstantstromquelle S_I _K erzeugt eine heiztemperaturabhängige Meßspannung U_M, die von der Analog-Digital-Umsetzer ADC gemessen wird. Die Konstantstromquelle S_I _K ist über den Steuerausgang OUT_S _I _K der Recheneinheit EU, beispielsweise zur Reduktion des Ruhestroms steuerbar. Vorteilhafterweise besteht der Leistungtransistor LT₁ und die Konstantstromquelle S_IK aus einem einzigen MOSFET, dessen Gate-Spannung für einen Konstantstrom I_K oder für den vollen Heizstrom I_H entsprechend variiert wird. Alternativ zu dem dargestellten Low-Side-Treiber LT1 wird ein High-Side-Treiber verwendet, so daß der Heizwiderstand R_H zwischen High-Side-Treiber und Masse GND angeschlossen ist.
Um mehrere Heizungen, die auch verschiedene Funktionseinheiten beheizen können, durch die Steuerungsvorrichtung IC zu steuern, weist die Steuerungsvorrichtung IC einen, in den Figuren nicht dargestellten, Mulitplexer auf, der die Meßeinheit MU der Steuerungsvorrichtung IC mit dem zu messenden Heizwiderstand R_H zyklisch verbindet. Zusätzlich weist die Steuerungsvorrichtung IC mehrere Leistungtransistoren LT₁ auf, um die einzelnen Heizströme I_H zu steuern.
Ein schematischer Vertahrensablauf, in Form eines Flußdiagrammes eines Teils eines Programmes der Recheneinheit EU ist in den Figuren 4 und 4' dargestellt. Dabei ist die 4' lediglich die Fortsetzung der 4. In Schritt 1 wird die Heizung gestartet. Das Starten der Heizung erfolgt beispielsweise durch den Fahrzeuginsassen, der das auf dem Kraftfahrzeugseitenspiegel haftende Eis auftauen möchte. Alternativ kann die Heizung auch automatisch gestartet werden, wenn die Außentemperatur der Luft beispielweise unter 0°C liegt oder die eingeschaltenen Scheibenwischer Regen signalisieren.
Schritt 2 ermöglicht die Abfrage ob ein äußerer Parameter T_eX unterhalb eines Schwellwertes T_exth liegt. Beispielsweise ist der äußere Parameter T_exth eine Außentemperatur, oder eine Information, daß das Kraftfahrzeug in einer Garage gestanden hat. In Schritt 3 wird die Heizung dementsprechend gestoppt. In Schritt 4 erfolgt eine Sicherheitsabfrage. Liegt die Heiztemperatur T_S über einem Schwellwert T_Smax, der die maximal zulässige Heiztemperatur darstellt, wird die Heizung in Schritt 5 sofort gestoppt. Andernfalls, wenn T_S < T_Smax wird die Heizung in Schritt 6 gesteuert und elektrische Leistung in Wärme gewandelt.
Nach einer bestimmten Heizdauer wird in Schritt 7 die zeitliche Änderung dR_H/dt des Heizwiderstandes R_H ausgewertet und die zeitliche Änderung dR_H/dt mit einem Schwellwert Th_m für das Schmelzen des Eises verglichen. Ist die zeitliche Änderung dR_H/dt größer als der Schwellwert Th_m ₁ folgen wiederum die Schritte 4 und 5 beziehungsweise 6 und nach eine bestimmten Heizdauer wiederum 7. Ist die zeitliche Änderung dR_H/dt kleiner als der Schwellwert Th_m, wird der aktuelle Wert des Heizwiderstandes R_H(t) als Schwellwert R_Hm gespeichert. Danach folgen die Schritte 4' und 5' beziehungsweise 6' analog den Schritten 4, 5 und 6.
In Schritt 9 wird wiederum die zeitliche Änderung dR_H/dt des Heizwiderstandes R_H ausgewertet und die zeitliche Änderung dR_H/dt mit dem Schwellwert Th_m verglichen. Ist die zeitliche Änderung dR_H/dt des Heizwiderstandes R_H wesentlich größer als der Schwellwert Th_m, wird der aktuelle Wert des Heizwiderstandes R_H(t) als Schwellwert Th_R1 gespeichert. Die Schritte 4'', 5'' und 6'' gelten analog den Schritte 4, 5 und 6.
Schritt 12 ist analog Schritt 7 zu betrachten. In Schritt 12 wird die zeitliche Änderung dR_H/dt mit einem Schwellwert Th_e für die Verdampfung auf dem Spiegel haftende Feuchtigkeit verglichen. Der aktuelle Wert des Heizwiderstandes R_H(t) wird als Schwellwert Th_R2 oder als Verdampfungswert R_He gespeichert. In folgenden, nicht dargestellten Schritten kann die Heizung beispielsweise abgeschalten werden. Die gespeicherten Schwellwerte Th_m, Th_e, Th_R2 und Th_R1 dienen zur Auswertung und Steuerung späterer Heizvorgänge, beispielsweise nach einem Neustart des Kraftfahrzeugs.
Wird beispielsweise das Kraftfahrzeug neu gestartet, wird (die folgenden Verfahrensschritte sind nicht in den Figuren enthalten) die Außentemperatur als unter 0°C detektiert. Der Heizwiderstand R_H wird zur Erwärmung bestromt. Nimmt beim Erreichen des Schwellwertes R_Hn die zeitliche Änderung dR_H/dt des Heizwiderstandes R_H nicht ab, beispielsweise unter den Schwellwert Thm, so wird die Heizung gestoppt. Der Spiegel ist offensichtlich nicht vereist.
Alternativ zu den zuvor genannten bevorzugten Weiterbildungen wird die Heiztemperatur durch einen mit der Funktionseinheit thermisch gekoppelten Heiztemperatursensor bestimmt. Der Heiztemperatursensor kann unabhängig von Fertigungstoleranzen des Heizwiderstandes gefertigt werden und damit eine besonders genaue Bestimmung der am Heiztemperatursensor gemessenen Heiztemperatur. Hierzu ist jedoch eine sehr gute thermische Kopplung zwischen Heizwiderstand und Heiztemperatursensor nötig.

t: Zeit
t₀: Heizbeginn
t_m1: Zeitbeginn der Schmelzung
t_m2: Zeitende der Schmelzung
t_e1: Zeitbeginn der Verdampfung
t_e2: Zeitende der Verdampfung
R_H, R_H1, R_H2, R_H3: Heizwiderstand
ΔR_Hm: Heizwiderstandsdifferenz während der Schmelzung
ΔR_He: Heizwiderstandsdifferenz während der Verdampfung
R_Hon: Heizwiderstandswert zu Beginn der Heizung
Th_R1, ThR₂: Schwellwert
Th_e, Th_m: Schwellwert
dR_H/dt: Ableitung des Heizwiderstandes nach der Zeit
IC: Steuerungsvorrichtung
U_B: Spannung der Kraftfahrzeugbatterie
GND: Masse
BUS: serieller oder paralleler Datenbus (CAN)
EX: externe Einheit
EU: Recheneinheit
MU: Meßeinheit
D: Treiber
S: Schalter
M: Speicher
C: Taktgeber oder Impulsgeber, Uhr
eTS: externer Temperatursensor
C₁: Zähleinheit
Q₁: Schwing-Quarz
D₁: Treibertransistor (PNP)
L_S1: Relaisspule zum Schalter S₁
R_S: Mezwiderstand oder Shuntwiderstand
ADC: Analog-Digital-Umsetzer
eCLK: externe Uhr, externer Taktgeber oder Impulsgeber
PWM: Einheit zur Puls-Weiten-Modulation
Out_LT1: Steuerausgang für Leistungstransistor
LT₁: Leistungstransistor (MOSFET)
Out_SIk: Steuerausgang Konstantstromquelle
S_Ik: Konstantstromquelle, Konstantstromsenke
I_K: Konstantstrom
U_M: Meßpotential, Meßspannung gegen Masse
KSS: Kraftfahrzeugseitenspiegel
T_ex: umgebende Lufttemperatur
T_exth: Schwellwert für die umgebende Lufttemperatur
T_S: Spiegeltemperatur
T_Smax: Schwellwert für die maximale Spiegeltemperatur
R_Hm: Heizwiderstandswert für die Schmelzphase
R_He: Heizwiderstandswert für die Verdampfungsphase

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Heizung einer durch Berührung mit Wasser störbaren Funktionseinheit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Außenspiegels, eines Schlosses oder einer Fensterscheibe, mit mindestens einem Heizelement (R_H), dessen Heizleistung elektrisch steuerbar ist, indem – der zeitliche Verlauf einer Temperatur des Heizelements (R_H) oder der Funktionseinheit ermittelt wird und zumindest ein, einen Phasenübergang von Wasser bestimmendes charakteristisches Merkmal dieses zeitlichen Verlaufs ausgewertet wird, und – die Heizleistung des Heizelementes (R_H) in Abhängigkeit von der Auswertung des charakteristischen Merkmals gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Merkmal zumindest eine zeitliche Änderung dH/dt der Temperatur ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Merkmal ein Minimum der zeitlichen Änderung (dR_H/dt) der Temperatur ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur zumindest während einer Heizpause oder einer Abkühlungsphase bestimmt wird,
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem temperaturabhängigen Heizwiderstand (R_H) als Heizelement, der zur Heizung von einem Heizstrom (I_H) durchflossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Heizelementes mittels des von der Temperatur abhängigen Heizwiderstands (R_H) bestimmt wird.
Verfahren zumindest nach den Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert (R_Hm) des Heizwiderstandes (R_H) für den Phasenübergang gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (R_Hm) für den Phasenübergang fest-flüssig (0°C) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Speicherung dieses Wertes (R_Hm) für den erkannten Phasenübergang innerhalb zeitlich nachfolgender Auswertungen der aktuelle Heizwiderstand (R_H) mit diesem gespeicherten Wert (R_Hm) verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Wert (R_Hm) zusätzlich der Temperaturkoeffizient des Heizwiderstandes (R_H) in die Auswertung einbezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wert (R_Hm) mindestens ein vom erkannten Phasenübergang abhängiger Schwellwert (Th_R2, Th_R1) bestimmt, und zur (nachfolgenden) Auswertung der Heizwiderstand (R_H) mit diesem Schwellwert (Th_R2, Th_R1) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung der Heizwiderstand (R_H) durch einen Fensterkomparator mit zwei (Oberer/Unterer) von dem erkannten Phasenübergang abhängigen Schwellwerten verglichen wird, und die Heizung bei Überschreitung des oberen der Schwellwerte (Th_R2) ausgeschalten und bei Unterschreiten des unteren der Schwellwerte (Th_R1) eingeschalten wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Heizstrom (I_H) und einer Heizspannung der Heizwiderstand (R_H) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des temperaturabhängigen Heizwiderstandes (R_H) der Heizwiderstand (R_H) zumindest temporär von einem konstanten (von der Temperatur unabhängigen) Strom (I_K) durchflossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des temperaturabhängigen Heizwiderstandes (R_H) der Heizwiderstand (R_H) zumindest temporär als Element einer Messbrücke geschalten wird, und der Heizwiderstand (R_H) mittels der Messbrücke bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des temperaturabhängigen Heizwiderstandes (R_H) der Heizwiderstand (R_H) zumindest temporär als Element eines Schwingkreises geschalten wird, und der Heizwiderstand (R_H) mittels der Frequenz des Schwingkreises bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Heizung unabhängiger eine Lufttemperatur messender Temperatursensor (eTS) des Kraftfahrzeugs zur Steuerung der Heizung zusätzlich ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung der Funktionseinheit für eine Lufttemperatur oberhalb des Bereiches um 0°C nicht eingeschalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Funktionseinheit durch einen mit der Funktionseinheit thermisch gekoppelten Heiztemperatursensor bestimmt wird.
Vorrichtung konfiguriert zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einem Heizelement (R_H), dessen Heizleistung durch eine Steuerungsvorrichtung (IC) elektrisch steuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (R_H) ein temperaturabhängiger Heizwiderstand (R_H) ist, der zur Heizung von einem Heizstrom (I_H) durchflossen wird, der temperaturabhängige Heizwiderstand (Rμ) mit einer Messeinheit (MU) der Steuerungsvorrichtung (IC) zur Bestimmung des temperaturabhängigen Heizwiderstandes (R_H) oder einer vom temperaturabhängigen Heizwiderstand (R_H) abhängigen Mesgröße (U_H, I_H, U_m, I_m) verbunden ist, und der Heizwiderstand (R_H) zur Steuerung mit einem Steuerelement (S, S₁, LT₁) der Steuerungsvorrichtung (IC) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der zeitlichen Änderung (dR_H/dt) des Heizwiderstandes (R_H) die Steuerungsvorrichtung (IC) mit einem Zeitgeber (C) oder einem Impulsgeber (C) verbunden ist, oder einen Zeitgeber (C) oder einen Impulsgeber (C) aufweist.
Vorrichtung zumindest nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (MU) einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) aufweist, dessen analoger Eingang mit dem Heizwiderstand (R_H) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (IC) einen Speicher (M) zur Speicherung eines Wertes (R_He, R_Hm) der Temperatur des Heizelementes (R_H) beziehungsweise der Messgröße (U_H, I_H,U_m, I_m) für ein Charakteristikum des zeitlichen Verlaufs dieser Temperatur aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Heizwiderstandes (R_H) die Steuerungsvorrichtung (IC) eine Konstantstromquelle (S_IK) aufweist, die mit dem Heizwiderstand (R_H) zumindest temporär verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (IC) mit einer Eingabevorrichtung zur manuellen Betätigung von Heizfunktionen verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (IC) einen integrierten Schaltkreis mit einem Controller und einem, vom Controller steuerbaren Leistungshalbleiter in Smart-Power-Technologie aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Steuerungsvorrichtung (IC) für mehrere Heizungen verwendet wird, indem die Steuerungsvorrichtung (IC) mittels eines Aultiplexers mit den Heizungen wahlweise verbindbar ist.