DE19946339C1 - Verfahren zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik, mit einem verschiedene Heizelemente aufweisenden Zuheizer, wobei die Heizelemente unabhängig voneinander ansteuerbar sind, wobei die Generatorleistung als Heizleistung vorgesehen ist, wobei ein regelbares Gebläse vorgesehen ist, das ein Kühlmittel zur Aufnahme der an den Heizelementen erzeugten Wärme vorbeiströmen läßt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die für Heizleistung vorhandene Generatorleistung ermittelt wird, DOLLAR A ein Strömungsprofil des Kühlmittels im Zuheizer ermittelt wird, DOLLAR A ein Ort maximaler Strömung des Kühlmittels ermittelt wird und DOLLAR A das an diesem Ort befindliche Heizelement aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik mit Zuheizer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Regelung eines verschiedene Heizwider­ stände aufweisenden Zuheizers ist beispielsweise aus der EP 0 837 381 A2 bekannt. Hier wird eine elektrische Heizung mit we­ nigstens zwei elektrischen Heizwiderständen beschrieben, deren Heizleistung von einer Regeleinrichtung eingestellt wird, die eine Mehrzahl von Reglern aufweist, denen jeweils einer der elektrischen Heizwiderstände zugeordnet ist, wobei der Regelbe­ reich der Regeleinrichtung auf die Regeler aufgeteilt ist und jedem der Regler ein anderer Regelbereich zugeordnet ist. Um die vom Generator zur Verfügung stehende Leistung optimal umzu­ setzen, wird wenn möglich ein Heizwiderstand vollständig zuge­ schaltet. Es wird immer nur ein Heizwiderstand geregelt betrie­ ben, die jeweils anderen Regler sind deaktiviert oder werden im Sättigungsbetrieb betrieben.

Bei dieser Art einer Regelung eines verschiedene Heizelemente aufweisenden Zuheizers ist von Nachteil, daß bei der Beschaltung der einzelnen Heizelemente nicht die Luftdurchströmung des ein­ zelnen Heizelementes betrachtet wird. Da aber eine maximale Ausnutzung der Heizleistung erst erfolgt, wenn die an den Hei­ zelementen erzeugte Wärme vollständig an das zu erwärmende Kühlmittel abgegeben wird, ist keine optimale Ausnutzung der möglichen Heizleistung möglich. Die am häufigsten bestromten Heizelemente liegen geometrisch oftmals nicht im Bereich der besten Luftdurchflutung, was den Wirkungsgrad des Zuheizers sinken läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik mit Zuheizer so zu verbessern, daß eine optimale Ausnutzung der möglichen Heizleistung erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Er­ findungsgegenstandes sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, daß eine noch bessere Ausnutzung der Heizleistung erfolgt, da entsprechend der Strömungsverhältnisse des die Heizelemente um­ strömenden Kühlmittels die Beschaltung der Heizelemente er­ folgt. Gerade bei Kurzstreckenfahrten und Stop-and-Go-Fahrten steht wenig Generatorleistung zur Verfügung, die als Heizlei­ stung genutzt werden kann. Hier ist es von großem Vorteil, wenn eine vollständige Umsetzung dieser geringen Heizleistung zur maximalen Beheizung des Innenraumes oder auch eines anderen Kühlmittels beispielsweise zur Motorheizung erfolgt. Bei einer guten Luftumströmung des Heizelementes erfolgt auch eine besse­ re Wärmeübertragung auf das zur Beheizung dienende Kühlmittel.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in Ver­ bindung mit einer Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik mit einem verschiedene Heizele­ mente aufweisenden Zuheizer, sowie

Fig. 2 ein Verfahrensablaufdiagramm.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik 1 mit einem verschiedene Heizele­ mente 3 aufweisenden Zuheizer 2. Der Zuheizer 2 weist einzelne Heizelemente 2 auf, die von einer Steuereinheit 4 einzeln an­ steuerbar sind. Die Heizelemente 3 sind bevorzugt PTC- Heizelemente. Es wird vom Generator 5 eine elektrische Leistung zum Beheizen bereitgestellt. Es werden unterschiedliche Heize­ lemente 3, die geometrisch über die Zuheizer-Fläche verteilt sind, im gesamten Zuheizer 2 bestromt. Die Aktivierung oder De­ aktivierung der einzelnen Heizelemente 3 hängt direkt von der Motordrehzahl, folglich dem Generatorlastsignal und damit vom Fahrprofil des Fahrzeugs ab. Zur Aktivierung/Deaktivierung der Heizelemente 3 werden in die Steuereinheit 4 verschiedene Grö­ ßen eingelesen. Hierzu gehören beispielsweise die Kühlwasser­ temperatur, das Generatorlastsignal, das Sonnenstandsdetektor­ signal, der Druck im Gebläsekasten, Memoryinhalt zur Fahreri­ dentifikation, Klappenstellung, sowie Innenraum- und Außentem­ peratur. Je nach Auslegung des PTC-Zusatzheizers 2 kann als Kühlmittel Wasser oder Luft Verwendung finden. In diesem Aus­ führungsbeispiel wird Luft als Kühlmittel betrachtet. Die ein­ zelnen Heizelemente 3 sind in einer Matrixstruktur im Gebläse­ kasten angeordnet, so daß eine gute Luftdurchströmung gewähr­ leistet ist. Die einzelnen Heizelemente 3 werden entsprechend Generatorlastsignal und maximaler Luftdurchströmung über ein elektronisches Schaltelement 7 an Batteriespannung gelegt. Das Heizelement 3, das am Ort maximalster Luftdurchströmung liegt, wird zuerst bestromt. Dann erst erfolgt eine Bestromung der Heizelemente 3, die auch gut von Kühlmittel durch- und umströmt werden. Diese Heizelemente 3 müssen sich nicht direkt neben dem Heizelement 3 am Ort maximaler Luftdurchströmung befinden. Es kann auch ein Heizelement 3 auf der gegenüberliegender Seite an einem Ort großer Luftdurchströmung angeordnet sein. Je besser ein Heizelement 3 von Luft durchströmt wird, desto besser wird die Wärme an die Luft abgeführt. So wird gewährleistet, daß die vorhandene Generatorleistung 5 optimal zur Beheizung umgesetzt wird. Bei einer Änderung der Gebläsestufe, entweder automatisch durch Änderung der Belüftungsverhältnisse oder auch durch einen Bediener, wird das Strömungsprofil im Gebläsekasten neu ermit­ telt. Hierzu kann auch ein gespeichertes Strömungspro­ fil/Bestromungsmuster in Abhängigkeit der Gebläsestufe und der Klappenstellungen abgerufen werden. Die Bestromung der Heizele­ mente 3 wird der neuen Luftdurchströmung angepaßt. Es werden verschiedene andere Faktoren betrachtet, die das Strömungspro­ fil beeinflussen. Hierzu gehören beispielsweise die Fahrzeugge­ schwindigkeit 10, die Stellung der Frischluftklappe 11, der Temperaturmischklappe 12, sowie anderer Klappenstellungen 13. Die Heizelemente 3 sind im Zuheizer 2 so angeordnet, daß die Heizelemente 3, die häufig aktiviert sind, an einem Ort mit ho­ her Strömungswahrscheinlichkeit und/oder im Bereich der maxima­ len Strömungsgeschwindigkeit angeordnet sind. Hierzu gehören beispielsweise Heizelemente 3, die direkt am Ausgang des Geblä­ ses angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zum Verfahrensablauf zur Regelung ei­ ner Heiz- und/oder Klimaautomatik mit einem verschiedene Heizwiderstände aufweisenden Zuheizer. Bei unzureichender Heiz­ leistung wird der Verfahrensablauf gestartet. Zuerst wird in 10 das Strömungsprofil des Kühlmittels über den Raum des Zuheizers ermittelt. Hierzu werden die in 50 ermittelten Parameter, wie Gebläsestufe, Fahrgeschwindigkeit und andere Parameter eingele­ sen. In 20 wird dann die Generatorleistung ermittelt. Nach dem in 10 ermittelten Strömungsprofil wird der Ort maximaler Strö­ mung in 30 bestimmt. In 40 wird das sich am Ort aus 30 befind­ liche Heizelement aktiviert. Daraufhin erfolgt wieder die Ab­ frage, ob noch weitere Generatorleistung vorhanden ist, die in Heizleistung umgesetzt werden kann. In 30 wird dann der Ort nächst kleinerer Strömung bestimmt und in 40 das an diesem Ort liegende Heizelement aktiviert.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik (1), mit einem verschiedene Heizelemente (3) aufweisenden Zu­ heizer (2), wobei die Heizelemente (3) einzeln oder gruppiert unabhängig voneinander ansteuerbar sind, wobei die Generator­ leistung als Heizleistung vorgesehen ist, wobei ein regelbares Gebläse (17) vorgesehen ist, das ein Kühlmittel zur Aufnahme der an den Heizelementen (3) erzeugte Wärme vorbeiströmen läßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die für Heizleistung vorhandene Generatorleistung ermittelt wird,
ein Strömungsprofil des Kühlmittels im Zuheizer (2) ermittelt wird,
ein Ort maximaler Strömung des Kühlmittels ermittelt wird und das an diesem Ort befindliche Heizelement (3) aktiviert wird.

2. Verfahren zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erneut die verbleibende Generatorleistung ermittelt wird, der Ort nächst kleinerer Strömung des Kühlmittels ermittelt wird und das an diesem Ort befindliche Heizelement (3) akti­ viert wird.

3. Verfahren zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Strömungsprofils das in einem Speicher abgelegte Strömungsprofil des Kühlmittels abgerufen wird.

4. Verfahren zur Regelung einer Heiz- und/oder Klimaautomatik nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläsestufe (17), die Fahrgeschwindigkeit (10) und an­ dere Faktoren zur Ermittlung des Strömungsprofils herangezogen werden.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprü­ chen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (3), die häufig aktiviert sind, an einem Ort mit hoher Strömungswahrscheinlichkeit des Kühlmittels ange­ ordnet sind.