DE19705416C1

DE19705416C1 - Verfahren zur Steuerung der Heizung einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19705416C1
Application number: DE1997105416
Authority: DE
Inventors: Heinz Faix
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2017-02-14

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Heizung einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges, wobei die Heizung nach einer bestimmten Einschaltdauer abgeschaltet wird.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Heizung einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur.

Ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Eine elektrische Heizung einer Heckscheibe in einem Kraftfahrzeug stellt einen vergleichsweise großen elektrischen Verbraucher dar, der eine entsprechende Menge an elektrischer Energie aus dem Bordnetz verbraucht, während er eingeschaltet ist. Es ist deswegen bekannt (DE 27 05 049 A1), die Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges zu begrenzen. Diese Begrenzung erfolgt dabei auf eine Dauer, nach der die Scheibe normalerweise enteist ist und wieder eine klare Sicht ermöglicht. Weiterhin kann bei geringer werdender Umgebungstemperatur die Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges verlängert werden. Dadurch soll der Tatsache Rechnung getragen werden, daß bei geringerer Temperatur eine größere Energiemenge benötigt wird, um die Heckscheibe zu enteisen bzw. bei beschlagener Scheibe für eine klare Sicht zu sorgen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Heizung für eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges insbesondere so zu betreiben, daß zum einen das Bordnetz möglichst wenig belastet wird und daß zum anderen weitestgehend sichergestellt bleibt, daß durch den Betrieb der Heizung eine klare Sicht ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die bestimmte Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges verlängert wird.

Durch diese Anpassung der bestimmten Einschaltdauer an die Fahrbedingungen zeigt sich, daß eine verbesserte Abstimmung der Einschaltdauer an die tatsächlich benötigte Energiemenge möglich ist. Infolge der Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges wird eine zunehmend größere Menge an Wärme abgeführt. Um diesen Effekt auszugleichen, zeigt es sich daher als vorteilhaft, die bestimmte Einschaltdauer mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit zu erhöhen. Wird die bestimmte Einschaltdauer hinsichtlich der Fahrgeschwindigkeit konstant eingestellt, so muß die bestimmte Einschaltdauer so ausgelegt werden, daß auch bei einer vergleichsweise großen Fahrgeschwindigkeit eine solche Energiemenge zugeführt wird, daß eine freie Sicht sicher gewährleistet ist. Das bedingt aber, daß bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten mehr Energie zugeführt wird als eigentlich notwendig wäre, so daß also bei diesen niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten das Bordnetz entsprechend stärker belastet wird. Dies wirkt sich insbesondere dann nachteilig aus, wenn das Fahrzeug in einem Stau steht und der Motor im wesentlichen nur mit der Leerlaufdrehzahl betrieben wird und das Bordnetz ohnehin in einem kritischen Belastungszustand ist.

Durch die Anpassung der bestimmten Einschaltdauer an die Fahrgeschwindigkeit kann dies vermieden werden, indem die zugeführte Energiemenge an die abgeführte Energiemenge angepaßt werden kann.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 2 setzt die Verlängerung der Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe erst bei einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit v_min des Kraftfahrzeuges ein.

Dabei zeigt sich vorteilhaft, daß oberhalb dieser bestimmten Mindestgeschwindigkeit eine Erhöhung der Einschaltdauer proportional zu der zunehmenden Fahrgeschwindigkeit möglich ist. Unterhalb dieser Mindestgeschwindigkeit sind die Unterschiede in der abgegebenen Wärmemenge aufgrund unterschiedlicher Fahrgeschwindigkeiten in guter Näherung vernachlässigbar. Insbesondere mit der proportionalen Näherung oberhalb dieser bestimmten Mindestgeschwindigkeit ist die Einschaltdauer vergleichsweise einfach zu ermitteln. Als Zahlenwerte hat sich dabei eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit von 50 km/h als vorteilhaft erwiesen. Die Einschaltdauer ED in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit v kann vorteilhaft ausgehend von der Einschaltdauer bei der bestimmten Mindestgeschwindigkeit ED(50 km/h) aufgrund folgender Gleichung ermittelt werden:

ED = ED(50 km/h) + (v-50 km/h) _* 1 min/(10 km/h)

Die Gleichung beschreibt einen Zuwachs der Einschaltdauer ED um jeweils eine Minute für jede Zunahme der Geschwindigkeit um 10 km/h.

Alternativ zu einer kontinuierlichen, geschwindigkeitsproportionalen Änderung ist eine stufenweise Zunahme der Einschaltdauer mit der Geschwindigkeit denkbar: Wird während der Heizphase schneller gefahren als 60 km/h, kommt 1 min Einschaltdauer hinzu, bei 70 km/h 2 min, bei 80 km/h 3 min, bei 90 km/h 4 min und bei 100 km/h 5 min.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 3 wird die Verlängerung der Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe nur bis zu einem vorgegebenen Maximalwert der Einschaltdauer vorgenommen.

Das bedeutet, daß ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit keine weitere Erhöhung der Einschaltdauer mehr erfolgt. Diese bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise 100 km/h betragen. Die Einschaltdauer wird dann auf einen Wert von maximal ED(50 km/h) + 5 min erhöht. Dadurch kann der Energieverbrauch eingeschränkt werden.

Vorteilhaft zeigt sich bei dem Verfahren nach Anspruch 4, daß die Verlängerung der Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe erst dann erfolgt, wenn die Außentemperatur T_a kleiner ist als ein bestimmter Schwellwert der Außentemperatur T_as.

Dadurch wird die Erhöhung nur dann vorgenommen, wenn aufgrund der Wetterverhältnisse zu erwarten ist, daß diese Erhöhung auch notwendig ist, um eine klare Sicht zu erhalten. Wenn aufgrund der Wetterverhältnisse keine Erhöhung der Einschaltdauer notwendig ist, kann wiederum Energie gespart und damit das Bordnetz entlastet werden.

Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 5 erfolgt - auch unabhängig von der Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit - eine Berücksichtigung der Umgebungstemperatur, indem bei einer Außentemperatur T_a unterhalb einer bestimmten Außentemperatur T_am eine Einschaltung der Heckscheibenheizung erst dann erfolgt wenn die Innentemperatur T_i in dem Kraftfahrtzeug eine bestimmte Mindesttemperatur T_im erreicht hat.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Heckscheibenheizung allein bei einer Temperatur beispielsweise unter -10 Grad Celsius nicht in der Lage ist, für klare Sicht zu sorgen. Dazu bedarf es dann der Unterstützung der Innenraumheizung. Erst wenn die Innenraumtemperatur dann einen bestimmten Wert erreicht hat, gelingt es, mittels einer Einschaltung der Heckscheibenheizung eine klare Sicht zu erhalten. Unterhalb dieser Innenraumtemperatur verbraucht die Heckscheibenheizung zwar die Energie aber der erwünschte Effekt stellt sich nicht ein.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 6 ist in Kombination der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Anpassung der Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe vorgesehen, daß bei einer Außentemperatur unterhalb einer bestimmten Außentemperatur T_am eine Einschaltung der Heckscheibenheizung erst dann erfolgt, wenn die Innentemperatur in dem Kraftfahrtzeug eine bestimmte Mindesttemperatur T_im erreicht hat.

Über die im Zusammenhang mit dem vorhergehenden Anspruch erörterten Vorteile hinaus wird durch diese Kombination ein besonders bedarfsgerechter und effizienter Einsatz der Energie zum Beheizen der Heckscheibe eines Fahrzeuges erreicht.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 7 wird bei einer Betätigung einer Bedieneinrichtung zur Einschaltung der Heizung der Heckscheibe eine Kontrollanzeige für die Funktion der Heizung der Heckscheibe auch dann bereits eingeschaltet wird, wenn noch keine Einschaltung der Heizung der Heckscheibe erfolgt, weil die Innentemperatur T_i in dem Kraftfahrzeug die bestimmte Mindesttemperatur T_im noch nicht erreicht hat.

Vorteilhaft werden dadurch Irritationen des Fahrzeugführers vermieden, der andernfalls vermuten könnte, daß eine Funktionsstörung vorliegt, wenn nach Betätigen der Bedieneinrichtung für die Heizung der Heckscheibe die Kontrollanzeige nicht angeht.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 8 wird oberhalb einer bestimmten Temperatur eine Abschaltung der Heizung der Heckscheibe nach einer bestimmten Einschaltdauer ED vorgenommen, wobei diese Einschaltdauer unterhalb der bestimmten Temperatur in Abhängigkeit von der Temperatur verlängert wird.

Auch dadurch wird erreicht, daß die Einschaltdauer ED und damit die benötigte Energie den Verhältnissen angepaßt werden kann, indem die bestimmte Einschaltdauer ED zunächst so festgelegt wird, daß bis zu der bestimmten Temperatur weitgehend sicher für klare Sicht gesorgt ist. Wenn die Temperatur kleiner ist als diese bestimmte Temperatur, wird die Einschaltdauer ED verlängert.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 9 erfolgt die Verlängerung der Einschaltdauer ED nur bis zu einem Maximalwert der Einschaltdauer.

Dadurch wird vorteilhaft der Energieverbrauch der Heizung der Heckscheibe begrenzt.

Bei einer Vorrichtung nach Anspruch 10 zur Durchführung eines der vorhergehenden Verfahren sind Steuermittel vorhanden zur Einstellung der Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe eines Fahrzeuges bzw. zur Energieversorgung des Heizelementes einer Windschutzscheibe, wobei diesen Steuermitteln Signale eines Fahrgeschwindindigkeits sensors, eines Außentemperatursensors und/oder eines Innenraumtemperatursensors zugeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:

Fig. 1 eine Darstellung der Steuerung der Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit,

Fig. 2 eine Darstellung der Steuerung der Einschaltung der Heizung der Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von der Außentemperatur und

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung des Teiles der Steuerung, in der die Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit eingestellt wird.

Dabei wird zunächst in dem Schritt 101 geprüft, ob die Außentemperatur T_a kleiner ist als ein bestimmter Schwellwert der Außentemperatur T_as.

Ist dies nicht der Fall, ist keine fahrgeschwindigkeitsbedingte Verlängerung der Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe notwendig. Dieser bestimmte Schwellwert der Außentemperatur T_as kann dabei vorteilhaft in der Größenordnung von 0 Grad Celsius liegen.

Wenn die Außentemperatur T_a kleiner ist als ein bestimmter Schwellwert der Außentemperatur T_as erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 102, in dem geprüft wird, ob die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges v größer ist als eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeuges v_min.

Ist dies nicht der Fall, ist keine fahrgeschwindigkeitsbedingte Verlängerung der Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe notwendig. Diese bestimmte Mindestgeschwindigkeit v_min kann beispielsweise 50 km/h betragen.

Ist die Fahrgeschwindigkeit v größer als die bestimmte Mindestgeschwindigkeit v_min, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 103, in dem geprüft wird, ob die Fahrgeschwindigkeit v größer ist als ein bestimmter Maximalwert v_max. Diese bestimmte Maximalgeschwindigkeit v_max kann beispielsweise 100 km/h betragen.

Ist dies der Fall, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 104, in dem die Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe auf einen fest vorgegebenen Wert eingestellt wird. Dieser fest vorgegebene Wert kann dabei die verlängerte Einschaltdauer der Heckscheibe bei einer Fahrgeschwindigkeit von 100 km/h sein.

Wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner ist als die bestimmte Mindestgeschwindigkeit v_max erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 105, in dem fahrgeschwindigkeitsabhängig die Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit v verlängert wird, z. B. wie oben bereits dargestellt. Dabei kann ebenfalls eine Verlängerung der Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe mit abnehmender Außentemperatur vorgenommen werden, wobei es sich auch hier als vorteilhaft erwiesen hat, die Einschaltdauer auf einen Maximalwert zu begrenzen.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Steuerung der Einschaltung der Heizung der Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von der Außentemperatur.

In dem Schritt 201 wird geprüft, ob eine Einschaltanforderung für die Heizung der Heckscheibe vorliegt.

Ist dies nicht der Fall, wird der Durchlauf des Verfahrens beendet.

Ist dies der Fall, erfolgt ein Übergang zu dem Schritt 202, in dem geprüft wird, ob die Außentemperatur T_a größer ist als eine bestimmte Außentemperatur T_am. Dieser bestimmte Wert der Außentemperatur T_am kann dabei beispielsweise in der Größenordnung von -10 Grad Celsius liegen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei zu geringen Außentemperaturen die Heizung der Heckscheibe erst dann für freie Sicht sorgen kann, wenn die Innentemperatur in dem Fahrzeug einen bestimmten Mindestwert überschritten hat.

Wurde in dem Schritt 202 festgestellt, daß die Außentemperatur T_a größer ist als die bestimmte Außentemperatur T_am so wird in dem Schritt 203 die Heizung der Heckscheibe eingestellt. Diese Einstellung kann dabei beispielsweise nach dem Verfahren nach Fig. 1 vorgenommen werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Verlängerung der Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe mit abnehmender Außentemperatur vorgesehen sein, beispielsweise indem bei Außentemperatur kleiner als +5 Grad Celsius pro Grad 30s Einschaltdauer hinzukommen bis maximal jedoch einem Zuwachs von 6 min.

Wurde in dem Schritt 202 festgestellt, daß die Außentemperatur kleiner oder gleich der bestimmten Außentemperatur T_am ist, so wird in dem Schritt 204 geprüft, ob die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges kleiner ist als eine bestimmte Mindesttemperatur T_im. Diese Mindesttemperatur T_im kann beispielsweise 5 Grad Celsius betragen.

Ist dies nicht der Fall, so ist die Innentemperatur größer oder gleich der bestimmten Mindesttemperatur T_im. Die Heizung der Heckscheibe kann dann beim Betrieb für klare Sicht sorgen. Es erfolgt also ein Übergang zu dem Schritt 203, in dem die Heizung der Heckscheibe eingeschaltet wird.

Wurde in dem Schritt 204 festgestellt, daß die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges kleiner ist als die bestimmte Mindesttemperatur T_im, so kann die Heizung der Heckscheibe bei deren Betrieb nicht oder allenfalls nur mit sehr großem Energieaufwand für klare Sicht sorgen.

Es erfolgt dann ein Übergang zu dem Schritt 205, in dem die Heizung der Heckscheibe nicht eingeschaltet wird. Es wird aber in diesem Schritt 205 ggf. eine Kontrollanzeige für die Funktion der Heizung der Heckscheibe eingeschaltet, wodurch vorteilhaft Irritationen des Fahrzeugführers vermieden werden können. Andernfalls könnte es vorkommen, daß der Fahrzeugführer die Betätigungseinrichtung zur Einschaltung der Heckscheibe betätigt aber wegen der ausbleibenden Kontrollanzeige für die Heizung der Heckscheibe einen Defekt vermutet.

Fig. 3 zeigt ein Steuergerät 301, dem als Steuermittel Signale von Sensoren zugeführt werden. Diese Sensoren erfassen dabei die Fahrgeschwindigkeit v, die Außentemperatur T_a und/oder die Innentemperatur T_i. In dem Steuergerät werden die gemessenen Werte der Sensoren entsprechend den beschriebenen Verfahren verarbeitet.

Es kann dann ein Steuersignal 302 generiert werden, mit dem die Heizung der Heckscheibe entsprechend angesteuert wird.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Heizung einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges, wobei die Heizung der Heckscheibe zumindest nach einer bestimmten Einschaltdauer abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeuges verlängert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung der Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe erst bei einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit v_min des Kraftfahrzeuges einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung der Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe nur bis zu einem vorgegebenen Maximalwert der Einschaltdauer erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung der Einschaltdauer ED der Heizung der Heckscheibe erst dann erfolgt, wenn die Außentemperatur T_a kleiner ist als ein bestimmter Schwellwert der Außentemperatur T_as.

5. Verfahren zur Steuerung der Heizung der Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Außentemperatur T_a unterhalb einer bestimmten Außentemperatur T_am eine Einschaltung der Heckscheibenheizung erst dann erfolgt, wenn die Innentemperatur T_i in dem Kraftfahrzeug eine bestimmte Mindesttemperatur T_im erreicht hat.

6. Verfahren zur Steuerung der Heizung einer Scheibe eines Kraftfahrzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Außentemperatur unterhalb einer bestimmten Außentemperatur T_am eine Einschaltung der Heckscheibenheizung erst dann erfolgt, wenn die Innentemperatur in dem Kraftfahrtzeug eine bestimmte Mindesttemperatur T_im erreicht hat.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Betätigung einer Bedieneinrichtung zur Einschaltung der Heizung der Heckscheibe eine Kontrollanzeige für die Funktion der Heizung der Heckscheibe auch dann bereits eingeschaltet wird, wenn noch keine Einschaltung der Heizung der Heckscheibe erfolgt, weil die Innentemperatur T_i in dem Kraftfahrzeug die bestimmte Mindesttemperatur T_im noch nicht erreicht hat.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer bestimmten Außentemperatur eine Abschaltung der Heizung der Heckscheibe nach einer bestimmten Einschaltdauer ED erfolgt, wobei diese Einschaltdauer unterhalb der bestimmten Außentemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur verlängert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung der Einschaltdauer ED nur bis zu einem Maximalwert der Einschaltdauer erfolgt.

10. Vorrichtung zur Durchführung eines der vorhergehenden Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (301) vorhanden sind zur Einstellung der Einschaltdauer der Heizung der Heckscheibe eines Fahrzeuges (302), wobei diesen Steuermitteln (301) Signale eines Fahrgeschwindigkeitssensors, eines Außentemperatursensors und/oder eines Innenraumtemperatursensors zugeführt werden.