-
Diese Offenbarung betrifft ein Heizungssystem und betrifft insbesondere aber nicht ausschließlich ein Heizungssystem für ein Fahrzeugfenster, wobei das Heizungssystem deaktiviert wird, wenn das Fenster frei ist.
-
Einleitung
-
Ein Fahrzeug ist für gewöhnlich mit einer beheizten Scheibe ausgerüstet, die verwendet werden kann, um unter kalten klimatischen Bedingungen das Beseitigen von Frost und/oder Schnee von der Scheibe zu unterstützen. Eine beheizte Scheibe kann indes einen hohen Strombedarf für die Batterie und/oder den Generator des Fahrzeugs darstellen, insbesondere weil die beheizte Scheibe häufig gleichzeitig mit anderen Systemen mit hohem Leistungsbedarf, wie beispielsweise Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HLK), Sitzheizung, beheizten Außenspiegeln und/oder Systemen mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC), verwendet wird.
-
Beheizte Scheiben können aktiviert werden, wenn ein Fahrer in ein Fahrzeug einsteigt und den Motor startet. Ein hoher Strombedarf, zum Beispiel während einer Aufwärmphase des Fahrzeugs, kann den Kraftstoffverbrauch und somit die Abgasemissionen erhöhen. Ferner kann das Aufwärmen eines Abgasnachbehandlungssystems auf seine Betriebstemperatur in Abhängigkeit von der Motorlast und der Umgebungstemperatur viele Minuten erfordern. Folglich ist die Effizienz des Abgasnachbehandlungssystems während der Aufwärmphase suboptimal, wodurch der Anstieg der Abgasemissioen verschlimmert wird.
-
Ein Fahrzeugelektriksystem kann verschiedene Strategien einsetzen, um diesen kurzfristigen Leistungsbedarf zu verwalten, indem nicht unbedingt notwendige Vorrichtungen mit hohem Leistungsverbrauch entweder abgeschaltet werden (Lastabwurf) oder mit Zeitschaltern betrieben werden, derart, dass sie nach einer gewissen Zeit abgeschaltet werden. Es ist indes wünschenswert, eine beheizte Scheibe zu steuern, um den Leistungsverbrauch zu minimieren, zum Beispiel innerhalb von Perioden mit zeitlich gesteuertem Betrieb und/oder Lastabwurf, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert und die Umweltverschmutzung verringert werden kann.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird ein Heizungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Heizungssystem weist ein Fensterheizelement auf, zum Beispiel ein Heizelement, das innerhalb einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs eingebettet und/oder daran gebondet ist. Der Betrieb des Heizelements kann den Strombedarf eines elektrischen Systems des Fahrzeugs erhöhen, wodurch die Einsparung beim Kraftstoffverbrauch verringert und/oder die Abgasemissionen erhöht werden können, während das Heizelement betriebsfähig ist.
-
Das Heizungssystem kann ein Bildsystem umfassen, das ausgestaltet ist, um Daten abzuleiten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen. Zum Beispiel kann das Bildsystem ausgestaltet sein, um die relative Position von physikalischen Gegenständen, wie beispielsweise Fahrzeugen, Straßeninfrastruktur und/oder anderen Hindernissen, außerhalb und vom Fahrzeug entfernt zu bestimmen. Das Bildsystem kann ein Straßenüberwachungssystem sein. Das Bildsystem kann ausgestaltet sein, um klimatische Bedingungen außerhalb des Fahrzeugs zu bestimmen. Zum Beispiel kann das Bildsystem ausgestaltet sein, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug in einer regnerischen, nebligen und/oder verschneiten Umgebung betrieben wird, die die Sichtverhältnisse für den Fahrer verringert und bewirkt, dass sich Niederschlag auf einem Fenster des Fahrzeugs bildet.
-
Das Heizungssystem kann eine Steuereinrichtung umfassen, die betriebsfähig mit dem Fensterheizelement verbunden ist. Das Heizungssystem kann eine Steuereinrichtung umfassen, die betriebsfähig mit dem Bildsystem verbunden ist. Die Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um das Fensterheizelement in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Bildsystems zu deaktivieren. Im Zusammenhang der vorliegenden Offenbarung ist der Begriff ”Betriebszustand”, wenn er auf das Bildsystem bezogen wird, derart zu verstehen, dass damit der Zustand gemeint ist, in dem das Bildsystem betriebsfähig ist, um bei der Aktivierung verwendbare Daten abzuleiten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen. Verwendbare Daten sind als Daten definiert, deren Qualität ausreicht, um verarbeitet zu werden, um eine Ausgabe an einen Benutzer bereitzustellen. Zum Beispiel können die Daten nach ihrer Verarbeitung verwendet werden, um einem Fahrer eine Angabe bereitzustellen, die die Straßenverhältnisse betrifft. Wenn die Qualität der Daten indes nicht ausreicht, kann es sein, dass es nicht möglich ist, die Daten zu verarbeiten, um dem Benutzer eine nützliche Ausgabe bereitzustellen. Unter solchen Umständen befindet sich das Bildsystem nicht in einem Betriebszustand.
-
Das Bildsystem kann ausgestaltet sein, um die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs durch ein Fenster, z. B. die Windschutzscheibe, des Fahrzeugs abzubilden. Zum Beispiel kann das Bildsystem eine Abbildungsvorrichtung in der Nähe oder an der Innenfläche eines Fensters des Fahrzeugs angebracht umfassen. Die Abbildungsvorrichtung kann gegen die Innenfläche des Fensters des Fahrzeugs abgedichtet sein. Das Bildsystem kann ausgestaltet sein, um die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs durch einen Abschnitt des Fensters abzubilden, der durch das Fensterheizelement geheizt wird. Auf diese Weise kann der Betrieb des Heizelements den Betriebszustand des Bildsystems durch das Beseitigen von Niederschlag, wie beispielsweise Eis, Frost und/oder Schnee, von dem Abschnitt des Fensters direkt vor der Abbildungsvorrichtung beeinflussen.
-
Die Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um das Fensterheizelement während einer Aufwärmphase des Fahrzeugs zu deaktivieren. Während der Aufwärmphase des Fahrzeugs kann es sein, dass ein Abgasnachbehandlungssystem des Fahrzeugs nicht seine optimale Betriebstemperatur erreicht hat. Folglich kann es sein, dass das Auffangen und/oder das Umwandeln von Abgasemissionen während der Aufwärmphase suboptimal ist. Es kann daher von Vorteil sein, das Heizelement während der Aufwärmphase zu deaktivieren.
-
Das Bildsystem kann ausgestaltet sein, um ein Fehlersignal bereitzustellen, wenn es nicht in der Lage ist, verwendbare Daten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen, abzuleiten. Zum Beispiel kann das Fehlersignal bereitgestellt werden, wenn das Sichtfeld der Abbildungsvorrichtung mindestens teilweise verdeckt ist. Die Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um das Fensterheizelement zu aktivieren, wenn das Bildsystem das Fehlersignal bereitstellt.
-
Die Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um zu bestimmen, ob das Bildsystem betriebsfähig ist, um Straßeninfrastruktur und/oder andere Fahrzeuge positiv zu identifizieren. Zum Beispiel kann das Fehlersignal bereitgestellt werden, wenn das Bildsystem als ein Ergebnis der Tatsache, dass das Sichtfeld der Abbildungsvorrichtung mindestens teilweise verdeckt ist, nicht in der Lage ist, Straßeninfrastruktur und/oder andere Fahrzeuge positiv zu identifizieren. In diesem Zustand wird das Bildsystem als nicht zum Ableiten verwendbarer Daten betriebsfähig betrachtet.
-
Die Steuereinrichtung kann betriebsfähig mit einem Temperatursensor, zum Beispiel einem Außentemperatursensor des Fahrzeugs, verbunden sein. Die Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um die Umgebungstemperatur der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs unter Verwendung des Temperatursensors zu bestimmen. Die Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um das Heizungssystem basierend auf der Temperatur der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs zu deaktivieren. Wenn zum Beispiel das Heizelement, zum Beispiel durch den Fahrer und/oder durch die Steuereinrichtung, aktiviert wurde und die Steuereinrichtung bestimmt, dass die Umgebungstemperatur über einem vorbestimmten Bereich von Werten, z. B. ungefähr 5°C bis 10°C, liegt, dann kann die Steuereinrichtung das Heizelement unabhängig vom Betriebszustand des Bildsystems deaktivieren.
-
In einigen Umständen kann das Sichtfeld des Bildsystems durch Umgebungsverunreinigungen (die keine Niederschläge sind) verdeckt werden. Folglich kann es sein, dass das Bildsystem nicht in der Lage ist, ein Bild von der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs aufzunehmen. Um sicherzustellen, dass das Heizelement nicht eingeschaltet bleibt, wenn die Scheibe frei ist, kann die Steuereinrichtung einen zeitlich gesteuerten Schalter umfassen. Der zeitlich gesteuerte Schalter kann ausgestaltet sein, um den Betrieb des Bildsystems zu umgehen. Der zeitlich gesteuerte Schalter kann ausgestaltet sein, um das Heizungssystem nach einem vorbestimmten Betriebszeitraum zu deaktivieren. Der zeitlich gesteuerte Schalter kann ausgestaltet sein, um das Heizelement zu deaktivieren, wenn das Bildsystem nicht in der Lage ist, verwendbare Daten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen, mit einer vorbestimmten Zeit in dem Bereich von z. B. 1 min bis 10 min abzuleiten.
-
Das Heizungssystem kann mindestens eines von einem Spiegelheizelement und einem Sitzheizelement umfassen. Die Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um das Spiegelheizelement und/oder das Sitzheizelement in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Bildsystems zu deaktivieren.
-
Es wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das eines oder mehrere von den vorhergehend beschriebenen Heizungssystemen umfasst.
-
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren, zum Beispiel ein geschlossenes Regelverfahren, zum Steuern eines Heizungssystems für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Heizungssystem kann ein Fensterheizelement umfassen. Das Heizungssystem kann ein Bildsystem umfassen, das ausgestaltet ist, um Daten abzuleiten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen. Das Heizungssystem kann eine Steuereinrichtung umfassen, die betriebsfähig mit dem Fensterheizelement und dem Bildsystem verbunden ist. Das Verfahren kann den Schritt zum Bestimmen des Betriebszustands des Bildsystems umfassen. Zum Beispiel kann das Verfahren das Bestimmen, ob das Bildsystem in der Lage ist, Daten, zum Beispiel verwendbare Daten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen, abzuleiten. Das Verfahren kann den Schritt zum Deaktivieren des Fensterheizelements in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Bildsystems umfassen. Ferner kann das Verfahren das Deaktivieren des Fensterheizelements umfassen, wenn das Bildsystem betriebsfähig ist, Daten, zum Beispiel verwendbare Daten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen, abzuleiten.
-
Die Steuereinrichtung kann betriebsfähig mit einem Temperatursensor des Fahrzeugs verbunden sein. Das Verfahren kann den Schritt zum Bestimmen der Temperatur der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs umfassen. Zum Beispiel kann das Verfahren den Schritt zum Bestimmen umfassen, ob die Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeugs über einer Temperatur liegt, bei der sich Schnee, Eis und/oder Frost auf der Scheibe des Fahrzeugs bilden kann. Das Verfahren kann den Schritt zum Deaktivieren des Heizungssystems basierend auf der Temperatur der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs umfassen.
-
Die Offenbarung stellt auch Software, wie beispielsweise ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt, zum Durchführen von irgendeinem der hier beschriebenen Verfahren, und einen maschinenlesbaren Datenträger bereit, auf dem ein Programm zum Durchführen von irgendeinem der hier beschriebenen Verfahren gespeichert ist. Ein Computerprogramm, das die Offenbarung ausführt, kann auf einem maschinenlesbaren Datenträger gespeichert sein oder es könnte zum Beispiel in der Form eines Signals, wie beispielsweise eines herunterladbaren Datensignals vorliegen, das von einer Internet-Website bereitgestellt wird, oder es könnte in irgendeiner anderen Form vorliegen.
-
Zur Vermeidung unnötiger Verdoppelung des Aufwands und der Wiederholung von Text in der Beschreibung werden bestimmte Merkmale nur in Verbindung mit einem/einer oder mehreren/mehrerer Gesichtspunkten oder Anordnungen der Offenbarung beschrieben. Es versteht sich indes, dass, wo dies technisch möglich ist, Merkmale, die in Verbindung mit irgendeinem Gesichtspunkt oder irgendeiner Anordnung der Offenbarung beschrieben werden, auch mit irgendeinem anderen Gesichtspunkt oder irgendeiner anderen Anordnung der Offenbarung verwendet werden können.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Offenbarung und zur deutlicheren Veranschaulichung ihrer Umsetzung wird nun als Beispiel auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen; es zeigen:
-
1 ein schematisches Diagramm eines Heizungssystems für ein Fahrzeug; und
-
2 ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerungsverfahren für ein Heizungssystem bildlich veranschaulicht.
-
Ausführliche Beschreibung
-
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Heizungssystems 101 für ein Fahrzeug. Das Heizungssystem 101 weist ein Fensterheizelement 103 auf, das ausgestaltet ist, um mindestens einen Abschnitt eines Fensters 105 des Fahrzeugs zu erhitzen. Das Fensterheizelement 103 kann durch den Fahrer zur Unterstützung beim Enteisen und/oder Freimachen des Fensters in kalten Umgebungsbedingungen aktiviert werden. In 1 ist das Heizelement 103 innerhalb des Fensters 105, z. B. eingebettet, angeordnet. Das Heizelement 103 kann indes an einer Fläche des Fensters 105 angebracht, zum Beispiel gebondet, sein. Zum Beispiel kann das Heizelement 103 an der Außenfläche 107 und/oder der Innenfläche 109 des Fensters 105 angebracht sein. Das Heizelement 103 kann das Element eines Fensterheizelements sein, das ausgestaltet ist, um erhitzte Luft über eine Fläche des Fensters 105 zu blasen. Zum Beispiel kann das Heizelement 103 das Heizelement eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystems (HLK) des Fahrzeugs sein.
-
Das Heizungssystem 101 weist ein Bildsystem 111 auf, das ausgestaltet ist, um Daten abzuleiten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen. Das Bildsystem 111 kann ausgestaltet sein, um unter Verwendung von Licht aus dem sichtbaren Spektrum, Infrarotlicht (IR) und/oder ultraviolettem Licht (UV) zu arbeiten. Zum Beispiel kann das Bildsystem 111 ein LIDAR-System sein, das ausgestaltet ist, um unter Verwendung eines zweckmäßigen Bereichs von Lichtwellenlängen zu arbeiten.
-
Das Bildsystem 111 kann ausgestaltet sein, um ein Bild der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs durch das Fenster 105 des Fahrzeugs aufzunehmen, zum Beispiel um Daten abzuleiten, die die Position von physikalischen Gegenständen außerhalb des Fahrzeugs betreffen. Das Bildsystem 111 kann ein Straßenüberwachungssystem sein, das ausgestaltet ist, um Straßeninfrastruktur, wie beispielsweise Verkehrszeichen und/oder Fahrstreifenmarkierungen, ein oder mehrere andere Fahrzeuge und/oder andere zweckmäßige Elemente entfernt von dem Fahrzeug zu identifizieren. Es versteht sich daher, dass der Punkt, auf den das Bildsystem fokussiert wird, ein Punkt entfernt von dem Fahrzeug ist.
-
Das Bildsystem 111 kann eine Abbildungsvorrichtung umfassen, die sich in der Nähe der Innenfläche 109 des Fensters befindet. Die Abbildungsvorrichtung kann in einem Gehäuse 113 bereitgestellt sein, das direkt an der Innenfläche 109 des Fensters 105 angebracht ist. Das Gehäuse 113 kann gegen die Innenfläche 109 des Fensters 105 abgedichtet sein, derart, dass der Abschnitt 115 des Fensters 105, durch den die Abbildungsvorrichtung ein Bild aufnimmt, vor Verunreinigung, zum Beispiel durch Schmutz, Fett und/oder Kondensation, geschützt ist. Auf diese Weise kann das Bild, das durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommen wird, nur durch den Zustand der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs beeinflusst werden.
-
In der Anordnung, die in 1 gezeigt ist, ist das Bildsystem 111 ausgestaltet, um die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs durch einen Abschnitt des Fensters 105 abzubilden, in dem das Heizelement 103 eingebettet ist. Auf diese Weise kann der Zustand des Abschnitts 115 des Fensters 105, durch den die Abbildungsvorrichtung ein Bild aufnimmt, durch den Betriebszustand des Heizelements 103 beeinflusst werden. Das Heizelement 103 kann indes ausgestaltet sein, um einen Abschnitt des Fensters 103 zu heizen, der von dem Abschnitt 115 des Fensters 105, durch das die Abbildungsvorrichtung ein Bild erfasst, beabstandet ist. In einem solchen Umstand kann Wärmeenergie zum Abschnitt 115 des Fensters 105 übertragen, zum Beispiel geleitet, durch Konvektion übertragen und/oder gestrahlt, werden, um den Zustand des Fensters 105 zu beeinflussen, ohne dass das Heizelement 103 sich direkt im Sichtfeld des Bildsystems 111 befindet.
-
Das Heizungssystem 101 kann eine Steuereinrichtung 117 umfassen, die betriebsfähig mit dem Fensterheizelement 103 und dem Bildsystem 111 verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist ausgestaltet, um das Fensterheizelement 103 in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Bildsystems 111 zu deaktivieren. Das Bildsystem 111 kann einen normalen Betriebszustand umfassen, wenn es in der Lage ist, verwendbare Daten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen, abzuleiten, zum Beispiel, wenn das Fenster 103 frei ist und das Bildsystem 111 in der Lage ist, ein Bild von einem oder mehreren Elementen in seinem Sichtfeld aufzunehmen. Das Bildsystem 111 kann, wenn das Bildsystem 111 indes nicht in der Lage ist, Daten abzuleiten, zum Beispiel nicht in der Lage ist, ein Element außerhalb des Fahrzeugs positiv zu identifizieren, ausgestaltet sein, um ein Fehlersignal bereitzustellen, das einen Wechsel vom normalen Betriebszustand des Bildsystems 111 angibt.
-
In der in 1 gezeigten Anordnung ist die Außenfläche 107 des Fensters 105 mit Niederschlag, z. B. Schnee 119, verdeckt. Insbesondere wird der Abschnitt 115 des Fensters 105, durch den die Abbildungsvorrichtung ein Bild aufnimmt, durch den Schnee 119 verdeckt. Das Fenster 105 kann indes mit irgendeinem entsprechenden Typ von Niederschlag bedeckt sein. Folglich ist das Sichtfeld der Abbildungsvorrichtung mindestens teilweise durch den Schnee 119 bedeckt und das Bildsystem 111 ist nicht in der Lage, die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs abzubilden. In einem solchen Umstand kann das Heizelement 103, zum Beispiel durch den Fahrer, aktiviert werden, um den Schnee 119 von dem Fenster 105 zu beseitigen.
-
Wenn das Heizelement 103 in Betrieb ist, kann es einen hohen Strombedarf für das elektrische System des Fahrzeugs, zum Beispiel eine Batterie 121 und/oder einen Generator des Fahrzeugs, darstellen. Der Strombedarf kann besonders hoch sein, wenn das Heizelement 103 häufig gleichzeitig mit anderen Systemen mit hohem Leistungsbedarf, wie beispielsweise Sitzheizung, beheizte Außenspiegel und/oder dem Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechniksystem (HLK) des Fahrzeugs, verwendet wird.
-
Das Heizelement 103 und/oder die anderen Systeme mit hohem Leistungsbedarf, werden typischerweise aktiviert, wenn ein Fahrer in das Fahrzeug einsteigt, den Motor startet und das Fahrzeug für die Fahrt vorbereitet. Folglich ist der Strombedarf für die Batterie 121 und den Generator des Fahrzeugs hoch, wodurch der Kraftstoffverbrauch und somit die Abgasemissionen erhöht werden.
-
Ferner kann es einige Zeit dauern, bis ein Abgasnachbehandlungssystem, wie beispielsweise ein Abgaskatalysator, sich auf seine Betriebstemperatur aufwärmt. Zum Beispiel kann es je nach Motorlast und Umgebungstemperatur viele Minuten dauern, bis der Abgaskatalysator sich auf seine Betriebstemperatur aufwärmt. Folglich ist der Wirkungsgrad des Abgasnachbehandlungssystems suboptimal, bis der Abgaskatalysator seine Betriebstemperatur erreicht. Folglich werden aufgrund des hohen Strombedarfs des Heizelements 103 nicht nur die Abgasemissionen während der Aufwärmphase erhöht, sondern es wird auch der Betrag an Abgasemissionen, die umgewandelt werden, vermindert, da der Abgaskatalysator nicht mit seinem Spitzenwirkungsgrad arbeitet.
-
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die Zeitdauer, während der das Heizelement 103 und/oder die anderen Systeme mit hohem Leistungsbedarf aktiviert sind, insbesondere während der Aufwärmphase, zu verkürzen.
-
Eine Steuereinrichtung des elektrischen Systems des Fahrzeugs kann verschiedene rückführungslose Steuerungsstrategien einsetzen, um diesen erhöhten Leistungsbedarf zu verwalten, während das Heizelement 103 aktiv ist, wobei nicht unbedingt erforderliche Vorrichtungen mit hohem Stromverbrauch entweder abgeschaltet werden (Lastabwurf) oder mit Zeitschaltern betrieben werden, derart, dass sie nach einem bestimmten Zeitraum abgeschaltet werden, um zu gewährleisten, dass das Heizelement 103 nicht während langer Zeiträume eingeschaltet bleibt. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 117 einen zeitlich gesteuerten Schalter umfassen, der ausgestaltet ist, um das Heizelement 103 nach einem bestimmten Zeitraum zu deaktivieren, um die elektrische Last für die Batterie 121 zu verringern. Da der zeitlich gesteuerte Schalter indes häufig für ein Szenario mit dem ungünstigsten Fall eingestellt ist, bleibt das Heizelement 103 häufig länger aktiviert als erforderlich. Es ist daher wünschenswert, das Heizelement 103 derart zu steuern, dass das Heizelement 103 deaktiviert wird, sobald das Fenster 105 frei von Schnee 119 ist und der Fahrer aus dem Fenster 105 sehen kann. Auf diese Weise wird der Strombedarf verringert, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert und die Umweltverschmutzung verringert werden.
-
Die vorliegende Erfindung stellt eine Strategie mit einem geschlossenen Regelverfahren bereit, in dem das Bildsystem 111 des Fahrzeugs bestimmt, ob das Fenster 105 des Fahrzeugs frei ist, und das Heizelement 103 deaktiviert, sobald es nicht mehr erforderlich ist. Die Steuerung des Heizelements 103 mit dem geschlossenen Regelverfahren unter Verwendung des Bildsystems 111 ist vorteilhaft, da der Strombedarf für die Batterie 121 minimiert wird, wodurch die Nutzungsdauer der Batterie 121 erhöht wird und die Betriebskosten für den Kunden verringert werden.
-
Das Heizungssystem 101 kann indes für jede Art von Fahrzeug von Vorteil sein, das eine Batterie verwendet. Zum Beispiel kann das Heizungssystem 101 in Fahrzeugen eingebaut werden, die Verbrennungsmotoren umfassen, wobei das geschlossene Regelverfahren verwendet werden kann, um die Abgasemissionen während einer Aufwärmphase zu minimieren. Das Heizungssystem 101 kann indes in Hybridelektrofahrzeugen (Hybrid Electric Vehicles – HEV), plug-in-hybrid-elektrischen Fahrzeugen (Plug-in Hybrid Electric Vehicles – PHEV) und/oder Batterieelektrofahrzeugen (Battery Electric Vehicles – BEV) oder in irgendeinem System mit Hochvoltbatterien (HV) mit hoher Kapazität eingebaut werden. Das Heizungssystem 101 kann den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen bei einem HEV- und einem PHEV-Fahrzeug verringern und die Reichweite für die Fahrt eines HEV, eines PHEV und eines BEV durch Verringern des Stromverbrauchs verbessern.
-
2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Betriebsmodus des Heizungssystems 101 veranschaulicht. In 2 wird der Betriebszustand des Heizelements 103 durch eine rückführungslose Steuerungsstrategie 123, die einen zeitlich gesteuerten Schalter verwendet, kombiniert mit einer Strategie mit einem geschlossenen Regelverfahren 125 gemäß der vorliegenden Offenbarung bestimmt. Ein solches kombiniertes System veranschaulicht, wie diese Strategie mit einem geschlossenen Regelverfahren 125 in Standardfahrzeugen ausgeführt werden kann, um rückführungslose Steuerungsverfahren 123, die gegenwärtig verwendet werden, zu verbessern. Das Heizungssystem 101 kann indes auch nur unter Verwendung des geschlossenen Regelverfahrens 125 gesteuert werden.
-
Der Betrieb des Heizungssystems 101 wird nun unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 2 beschrieben. Das Ablaufdiagramm beginnt mit Schritt 127, wenn der Motor des Fahrzeugs eingeschaltet wird. Es wird zuerst das rückführungslose Standard-Steuerungsverfahren 123 erörtert, in dem der Fahrer des Fahrzeugs eine Scheibenheizung, zum Beispiel das Heizelement 103, im Schritt 129 aktiviert, wenn das Fenster 105 mit Schnee 119 bedeckt ist. Die Aktivierung des Heizelements 103 startet den zeitlich gesteuerten Schalter 131, der betrieben wird, um das Heizelement 103 nach einem vorbestimmten Zeitraum zu deaktivieren. In der in 2 gezeigten Anordnung weist die rückführungslose Steuerung 123 einen Schritt 133 zum Bestimmen der Umgebungstemperatur auf, der verwendet wird, um zu prüfen, ob das Heizelement 103 fälschlicherweise aktiviert wurde. Zum Beispiel kann das Heizelement 103 sofort deaktiviert werden, wenn die Umgebungstemperatur über einem vorbestimmten Wert liegt.
-
Nun unter Bezugnahme auf das geschlossene Regelverfahren 125 bewirkt die Aktivierung des Zündungssystems des Fahrzeugs, dass das Bildsystem 111 des Fahrzeugs im Schritt 135 aktiviert wird. Das geschlossene Regelverfahren 125 bestimmt im Schritt 137, ob das Bildsystem 111 in der Lage ist, Daten abzuleiten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen. Wenn bestimmt wird, dass das Bildsystem 111 nicht in der Lage ist, verwendbare Daten abzuleiten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen, zum Beispiel wenn das Fenster 105 mit Schnee 119 bedeckt ist, stellt das Bildsystem 111 der Steuereinrichtung 117 ein Fehlersignal bereit. Folglich wird das Heizelement 103 nicht durch die Steuereinrichtung 117 deaktiviert. Die Steuereinrichtung 117 fährt mit der Überwachung des Bildsystems 111 bei Schritt 139 fort und stellt dem Bestimmungsschritt 137 ein Rückführsignal bereit, bis bestimmt wird, dass das Bildsystem 111 verwendbare Daten, die die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs betreffen, positiv ableiten kann. Das Heizelement 103 wird deaktiviert, sobald das Bildsystem der Steuereinrichtung 117 das Fehlersignal nicht mehr bereitstellt, d. h. sobald das Bildsystem 111 aus dem Fenster 105 ”sehen” kann. Daher kann es insbesondere von Vorteil sein, das Bildsystem 111 derart anzuordnen, dass das Sichtfeld des Bildsystems 111 demjenigen des Fahrers des Fahrzeugs im Wesentlichen ähnlich ist. Auf diese Weise ist die Fähigkeit des Bildsystems 111, zu bestimmen, ob das Fenster 105 frei ist, analog zur Fähigkeit des Fahrers, aus dem Fenster 105 zu sehen.
-
Die Ausgänge von der rückführungslosen Steuerung 123 und dem geschlossenen Regelverfahren 125 werden im Schritt 141 kombiniert und das Heizelement 103 wird im Schritt 143 in Abhängigkeit von den Ausgängen der Steuerungsstrategien 123, 125 deaktiviert. Wenn zum Beispiel das geschlossene Regelverfahren 125 bestimmt, dass das Fenster 105 frei ist, bevor der zeitlich gesteuerte Schalter aktiviert wird, wird das Heizelement 103 deaktiviert und das Verfahren endet mit dem Schritt 145. Auf diese Weise wird die Ausführung der rückführungslosen Steuerung 123 durch das geschlossene Regelverfahren 125 aufgehoben. Folglich wird der Strombedarf verringert, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert und die Abgasemissionen, insbesondere während der Aufwärmphase eines Fahrzeugs, verringert werden können.
-
Der Fachmann wird verstehen, dass, obgleich die Offenbarung als Beispiel unter Bezugnahme auf eine oder mehrere Anordnungen beschrieben wurde, sie nicht auf die offenbarten Anordnungen beschränkt ist und dass alternative Anordnungen konstruiert werden könnten, ohne den Schutzbereich der Offenbarung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, zu verlassen.
