DE3041787A1

DE3041787A1 - Vorrichtung in einer klimaanlage fuer motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE3041787A1
Application number: DE19803041787
Authority: DE
Inventors: Gustaf Beng Göteborg Lundström
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1979-11-12
Filing date: 1980-11-05
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US4350021A; GB2064083A; FR2469304B1; SE7909329L; JPS5682629A; IT8050097A0; IT1127927B; SE418829B; GB2064083B; FR2469304A1

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) · DIPL.-ING. W.EITIE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN ■ DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 . TELEFON (089) 911087 ■ TELEX 05-29619 (PATHE)

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AB VOLVO, Göteborg / Schweden

Vorrichtung in einer Klimaanlage für Motorfahrzeuge

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verhindern der Vereisung in einem thermostatgesteuerten Verdampfer einer Klimaanlage für Motorfahrzeuge.

Bei Klimaanlagen ist es von Bedeutung, die Vereisung des Verdampfers zu verhindern, damit der Luftstrom durch die Kühlrippen des Verdampfers nicht beeinträchtigt bzw. gestört wird. Daher darf die Temperatur im Verdampfer nicht unterhalb eines vorbestimmten Wertes fallen. Dieser Wert verändert sich jedoch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Feuchtigkeit der durch den Verdampfer strömenden Luft. Hochgeschwindigkeitsströmung erlaubt eine niedrigere Temperatur, während eine hohe Luftfeuchtigkeit den zulässigen Temperaturwert nach oben verschiebt. Die Temperatur des Verdampfers wird üblicherweise auf einem konstant niedrigsten Niveau gehalten, und zwar mit Hilfe eines Verdampferthermostats mit einem permanent eingestellten Kommandowert oder einem permanent eingestellten Saugdruckventil.

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Die Klimaanlage muß dann auf der Basis der ungünstigsten Bedingungen dimensioniert werden, unter denen die Anlage betrieben werden kann; das ist bei niedriger Luftgeschwindigkeit und hoher Luftfeuchtigkeit. Daraus resultiert eine relativ hohe Verdampfertemperatur (ungefähr 0⁰C) und eine Anlage mit einer relativ niedrigen Kühlkapazität, wenn das Klima trocken, die. Luftgeschwindigkeit hoch ist, beispielsweise wenn die Anlage in einem Wüstenklima mit einem mit maximaler Geschwindigkeit betriebenen Gebläse verwendet wird. In zurückliegenden einigen Jahren hat man Versuche unternommen, die vorgenannten Nachteile durch Vorsehen einer Klimaanlage zu beseitigen, die einen Thermostaten verwendet, welcher mit Hilfe einer manuellen Steuerung auf dem Instrumentenbrett des Fahrzeuges eingestellt werden kann. Es wurde jedoch als sehr schwierig befunden, in der Praxis die richtige Einstellung ohne Probieren zu erreichen, was leicht zu einer Vereisung führt. Da ein Fahrzeug in der Lage sein muß, von verschiedenen Leuten bedient zu werden, ist es nicht als eine praktische Lösung anzusehen, eine Steuerung einzubauen, die eine längere Erfahrung erfordert, um die Steuerung auf geeignete Weise einsetzen zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile durch automatisches Verändern der Verdampfertemperatur beseitigt sind, so daß die Kühlkapazität der Klimaanlage maximale Verwendung nehmen kann.

Dies wird erfindungsgemäß durch Mittel einer Vorrichtung erreicht, die bei einfachster Ausführung einen Sensor zum direkten oder indirekten Erfassen der Geschwindigkeit der Luft umfassen, die durch den Verdampfer strömt. Außerdem ist bei dieser Lösung eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche mit dem Sensor und dem Thermostat koordiniert ist, um eine Information hinsichtlich der Luftgeschwindigkeit zu empfangen und um zum Thermostaten ein von der Luftgeschwin-

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digkeit abhängiges Steuersignal zu senden, damit die untere Grenze der zulässigen Verdampfertemperatur mit zunehmender Luftgeschwindigkeit und umgekehrt reduziert werden kann.

Bei einer weiterentwickelten Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einem zweiten Sensor versehen, welcher so angeordnet ist, daß er die Steuereinrichtungsinformation hinsichtlich der Feuchtigkeit der Luft absendet, die durch den Verdampfer strömt. Diese Steuereinrichtung ist geeignet, einen Steuerbefehl abzusenden, welcher sowohl von der Luftgeschwindigkeit als auch von der Luftfeuchte abhängig ist. Dieser Steuerbefehl wird zum Thermostaten gegeben, so daß der niedrigste Wert der zulässigen Verdampfertemperatur mit zunehmender Geschwindigkeit und/oder abnehmender Feuchtigkeit und umgekehrt abgesenkt wird.

Mit einer Vorrichtung dieser Art kann, die Kühlkapazität bis zu 40 % gegenüber solchen Anlagen erhöht werden, die mit einem Thermostat ausgerüstet sind, welcher permanent für den ungünstigsten Zustand, d.h. die ungünstigsten Verhältnisse eingestellt ist, d.h. für niedrige Luftgeschwindigkeit und hohe Luftfeuchtigkeit.

.Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Blockdiagramm einer Klimasteuereinheit mit Komponenten sowohl für das Kühlen als auch das Erwärmen von Luft.

In der Zeichnung ist eine Luftleitung 1 dargestellt, deren linkes Ende in das Fahrzeug mündet. Das rechte Ende der Leitung ist in zwei Leitungszweige 2 und 3 aufgeteilt. Der Zweig ist eine Einlaßleitung für Frischluft und der andere Zweig ist eine Einlaßleitung für die Rezirkulation der konditionierten Luft. In der Leitung 1 befindet sich ein Gebläse 4, ein Verdampfer 5 und ein Heizelement 6. Eine Nebenleitung 7 mit einer steuerbaren Klappe 8 führt Luft am Heizelement 6 vorbei.

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Die Temperatur der in das Fahrzeug einströmenden Luft wird so bestimmt, daß gekühlte und erhitzte Luft über eine geeignete Einstellung der Klappe 8 miteinander vermischt werden.

Der Verdampfer 5 ist mit einem Thermostatkörper 9 versehen, welcher die Temperatur des Kühlmittels erfaßt, welches durch den Verdampfer strömt.

Eine Thermostateinheit 10 wirkt mit Mitteln 11 zum Regulieren der Verdampfertemperatur zusammen. Diese können Mittel zum Steuern der Kompressorantriebswellenkupplung oder des Saugdruckventils umfassen.

Eine Steuereinheit 12, die einen Mikrocomputer umfassen kann, ist zwischen dem Thermostatkörper 9 und der Thermostateinheit 10 gekuppelt. Ein Luftgeschwindigkeitssensor 13 und ein Feuchtigkeitssensor 14 sind in der Luftleitung 1 angeordnet und an die Steuereinheit 12 angeschlossen. Diese Steuereinheit ist programmiert, um in Erwiderung, auf die erzielten Geschwindigkeits- und Feuchtigkeitswerte die niedrigste Temperatur zu errechnen, welche im Verdampfer 5 zugelassen werden kann, ohne Anlaß zu einer Vereisung zu geben, und um Steuersignale zur Thermostateinheit zu senden, damit der berechnete, niedrigst zulässige Temperaturwert eingestellt werden kann.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird die Luftgeschwindigkeit mit einer manuell einstellbaren Gebläsesteuerung 15 geregelt, welche direkt mit dem Gebläsemotor verbunden ist. Die Luftgeschwindigkeit wird unmittelbar mittels des Sensors 13 erfaßt. Bei einer alternativen Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, kann die Luftgeschwindigkeit indirekt dadurch gemessen werden, daß mittels einer Meßeinrichtung, die mit der Steuereinheit integriert ausgebildet sein kann, die Gebläsemotorleistung gemessen wird.

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Die Temperatur der in das Fahrzeug einströmenden Luft wird mittels einer manuell einstellbaren Temperatursteuerung 16 ausgewählt, die mit der Steuereinheit 12 verbunden ist, wodurch die Steuereinheit einen Einstellmotor für die Nebenleitungsklappe 8 regelt. Wenn die Steuerung 16 für die niedrigste Temperatur eingestellt ist, sendet die Steuereinheit 12 ein Signal zum Einstellmotor, um die Klappe 8 vollständig zu schließen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, so daß keine Heißluft mit der gekühlten Luft vermischt wird. Als eine Alternative zur Steuerung einer Nebenleitungsklappe kann die Steuereinheit 12 ein Ventil steuern, welches die Zufuhr von Warmwasser zum Heizelement 6 regelt. Diese Art der Regelung ist jedoch langsamer und schwieriger hinsichtlich einer genauen Einstellung.

Im einfachsten Fall arbeitet die Kühleinheit immer mit der maximalen Kühikapazität, wobei die Temperaturregelung durch Zumischen von einer geeigneten Menge an Warmluft bewirkt wird. Die Verdampfertemperatur befindet sich darm immer auf der niedrigsten Temperatur, die die Steuereinheit auf der Basis der Werte für die Luftgeschwindigkeit und die Feuchtigkeit errechnet hat.

Bei einer anderen Ausführungsform innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung kann die Thermostateinheit 10 einstellbar sein, so daß der Kühleffekt der Einheit relativ zum maximal zulässigen Kühleffekt reduziert werden kann. Die Steuereinheit 12 bestimmt, wie zuvor, die niedrigst zulässige Verdampfertemperatur, erlaubt jedoch das Einstellen der Thermostateinheit 10 auf eine höhere Temperatur.

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Le e rs e i t e

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE

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DIPt.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER^NAT. b. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) 9Π087 . TELEX 05-29Ü9 (PATHE)

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AB VOLVO, Göteborg / Schweden

Vorrichtung in einer Klimaanlage für Motorfahrzeuge

Patentansprüche

( 1. Vorrichtung zum Verhindern der Vereisung in einem thermostatgesteuerten Verdampfer einer Klimaanlage für Motorfahrzeuge, gekennzeichnet durch einen ersten Sensor (13) für das direkte oder indirekte Erfassen der Geschwindigkeit der durch den Verdampfer (5) strömenden Luft und durch eine Steuereinrichtung (12), welche mit dem Sensor (13) und dem Thermostat (10) zusammenwirkt, um die Information hinsichtlich der Luftgeschwindigkeit aufzunehmen und einen von der Luftgeschwindigkeit abhängigen Steuerbefehl zum Thermostat zu senden, damit die untere Grenze der zulässigen Verdampfertemperatur mit zunehmender Luftgeschwindigkeit und umgekehrt reduzierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß der erste Sensor (13) ein Sensor-

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körper ist, welcher sich im Luftstrom befindet/ damit die Luftgeschwindigkeit unmittelbar festgestellt werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Sensor (13) eine Meßvorrichtung für das indirekte Erfassen der Luftgeschwindigkeit ist, indem die Spannung oder der Strom des Elektromotors gemessen wird, welcher das den Luftstrom erzeugende Gebläse antreibt.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e η η ζ e~~i c h η e t "durch einen zweiten Sensor (14), welcher vorgesehen ist, um zu der Steuereinrichtung eine Information hinsichtlich der Feuchtigkeit des Luftstromes durch den Verdampfer (5) zu senden, wobei die Steuereinrichtung vorgesehen ist, um einen von der Luftgeschwindigkeit und der Feuchtigkeit abhängigen Steuerbefehl zum Thermostat (10) zu senden, so daß die untere Grenze für die zulässige Verdampfertemperatur mit zunehmender Luftgeschwindigkeit und/oder abfallender Feuchtigkeit, und umgekehrt, reduzierbar ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung (12) einen Mikrocomputer umfaßt.

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