DE3624170A1

DE3624170A1 - Verfahren zum betreiben einer heiz- und/oder klimaanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3624170A1
Application number: DE19863624170
Authority: DE
Inventors: Horst Ing Grad Fedter; Werner Dipl Phys Gruenwald; Peter Dipl Ing Nolting
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1988-01-21
Also published as: DE3770274D1; JPH01503291A; WO1988000537A1; US4932588A; EP0314675A1; JP2540348B2; EP0314675B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Heiz- und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekannte Anlagen regeln die Innenraumtemperatur des Kraftfahrzeugs auf einen gewünschten oder erforderlichen Wert. Zur Temperaturmessung ist ein im Innenraum angeordneter Temperatursensor vorgesehen, dessen Ausgangssignal dem Steuergerät der Heiz- und/oder Klimaanlage zugeführt wird. Die Regelung auf eine bestimmte Tempera tur ist jedoch nicht gleichbedeutend mit der Bereitstellung eines behaglichen Innenraumklimas, da zur Beurteilung des Klimas außer der Temperatur noch weitere Einflußgrößen maßgebend sind.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Heiz- und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge weist den Vorteil auf, daß außer der Temperatur auch die relative Luftfeuchtigkeit berücksichtigt wird. Dazu ist wenigstens ein im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneter Feuchtesensor vorgesehen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfah rens möglich.

Steigt im Innenraum die relative Luftfeuchtigkeit an, so ist es mög lich die Temperatur abzusenken, um weiterhin ein behagliches Klima aufrechtzuerhalten. Soll die Temperatur nicht geändert werden, dann wird eine Entfeuchtung der Innenraumluft vorgenommen. Hierzu beson ders geeignet ist der Umluftbetrieb, bei dem die Innenraumluft durch einen im Innenraum mündenden Ansaugkanal angesaugt, entfeuchtet und wieder in den Innenraum abgegeben wird.

Besonders vorteilhaft ist es, daß eine kurz bevorstehende, bzw. exi stierende Beschlagbildung auf den Scheibeninnenseiten erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. In Abhängig keit von den Signalen eines in Scheibennähe angeordneten Temperatur sensors und eines Feuchtesensors wird das Klima in Scheibennähe der art beeinflußt, daß eine kurz bevorstehende Beschlagbildung verhin dert bzw. eine bereits existierende Beschlagbildung beseitigt wird. Dies kann einerseits durch eine Temperaturerhöhung der Luft in Schei bennähe erfolgen, da die Fähigkeit der Luft zur Wasseraufnahme mit zunehmender Temperatur steigt, und andererseits durch Zufuhr von Luft mit geringerer relativer Feuchtigkeit.

Es ist ferner günstig, wenn die Temperatur und relative Feuchtigkeit der durch einen im Freien mündenden Ansaugkanal angesaugten Luft in Abhängigkeit von den Signalen eines im Ansaugkanal angeordneten Tem peratursensors und eines Feuchtesensors beeinflußt wird.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen des erfin dungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Zeichnung

Die Figur zeigt eine in einem Kraftfahrzeug eingebaute Heiz- und/oder Klimaanlage.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die Figur zeigt eine in einem Kraftfahrzeug 10 angeordnete Heiz- und/oder Klimaanlage 12, der ein Regelgerät 14 zugeordnet ist. Die Luftansaugung erfolgt durch einen ersten Ansaugkanal 16, der im Freien mündet, sowie durch einen zweiten Ansaugkanal 18, der im In nenraum 20 des Kraftfahrzeugs 10 mündet. Es sind wenigstens zwei In nenraumbelüftungskanäle vorgesehen, von denen ein erster Belüftungs kanal 22 in Scheibennähe 24 einer Scheibe 11, und ein zweiter Belüf tungskanal 26 im Innenraum 20 mündet. Eine Luftströmung in den Kanä len 16, 18, 22, 26 entsteht durch Staudruck während der Fahrt oder durch ein Gebläse 28 der Anlage 12. Falls erforderlich, übernimmt eine Heizung oder Kühlung 30 eine Beheizung bzw. Kühlung der in den Innenraum 20 abgegebenen Luft. Die Anlage 12 wird von dem Regelgerät 14 gesteuert bzw. geregelt. Das Regelgerät 14 bestimmt darüber, ob das Gebläse 28 und/oder die Heizung/Kühlung 30 eingeschaltet werden, ob über den ersten Ansaugkanal 16 Außenluft oder über den zweiten Ansaugkanal 18 Innenraumluft angesaugt werden soll und darüber, ob die Belüftung über den ersten Belüftungskanal 22 und/oder den zwei ten Belüftungskanal 26 erfolgen soll. Das Regelgerät 14 erhält zur Durchführung der Regelaufgabe das Signal mehrerer Sensoren zugeführt.

Im Innenraum 20 ist ein erster Temperatursensor 32 und ein erster Feuchtesensor 34 angeordnet. Mit diesen beiden Sensoren 32, 34 ist bereits eine Raumklima-Regelung auf einen behaglichen Wert möglich. Zunächst wird über eine Eingabevorrichtung 36 eine Wunschtemperatur eingegeben. Prinzipiell könnte auch die Vorgabe einer gewünschten relativen Luftfeuchtigkeit vorgesehen werden. Ohne genaue Kenntnis des Zusammenhangs zwischen Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit für ein behagliches Klima sind bei dieser Betriebsweise Bedienungs fehler jedoch nicht auszuschließen. Es ist deshalb zweckmäßiger, wenn das Regelgerät 14 einen zulässigen Bereich für die relative Luftfeuchtigkeit als Funktion der eingegebenen Temperatur selbstän dig festlegen kann. Dieser Zusammenhang kann beispielsweise aus der Fachzeitschrift "Gesundheitsingenieur", Vol. 89, Heft 10, Seite 301-308, 1986 entnommen werden. Die empirisch gefundenen Beziehungen zwischen der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit für ein behagliches Klima sind als Tabelle in einer signalverarbeitenden Einheit innerhalb des Regelgerätes 14 abgespeichert. Da einer be stimmten Temperatur ein Wertebereich der relativen Luftfeuchtigkeit für ein behagliches Klima zugeordnet ist, wird in Abhängigkeit von der gemessenen Luftfeuchtigkeit derjenige Wert der einzuregelnden relativen Luftfeuchtigkeit festgelegt, der mit geringstem Energie aufwand der Anlage 12 erreicht werden kann.

Eine Möglichkeit zur Regelung bei steigender Luftfeuchtigkeit be steht darin, die Raumtemperatur innerhalb eines Toleranzbandes, das der Bedienende noch akzeptiert, abzusenken. Eine zweite Möglichkeit besteht dann darin, daß bei gleichbleibender Temperatur die Luft feuchtigkeit im Umluftbetrieb gesenkt wird. Dazu saugt die Anlage 12 mit dem im Innenraum 20 mündenden zweiten Ansaugkanal 18 die Innen luft ein, entfeuchtet sie und gibt sie über den ersten Belüftungs kanal 22 und/oder den zweiten Belüftungskanal 26 wieder in den In nenraum 20 ab. Weiterhin ist es möglich, daß die Luftmenge und Luft geschwindigkeit im Umluftbetrieb in Abhängigkeit von der Feuchte re guliert wird. Ferner besteht die Möglichkeit, daß der Innenluft zu sätzliche Außenluft zugemischt wird. Hierbei ist es zweckmäßig, die Temperatur der Außenluft mit einem zweiten Temperatursensor 38 und die Luftfeuchtigkeit der Außenluft mit einem zweiten Feuchtesensor 40 zu messen sowie erforderlichenfalls eine Heizung 30 bzw. Kühlung und/oder Entfeuchtung der angesaugten Luft in der Anlage 12 vorzu nehmen. Besonders günstig ist es, den zweiten Temperatursensor 38 und den zweiten Feuchtesensor 40 im ersten Ansaugkanal 16 anzubrin gen. Die beiden Sensoren 38, 40 können jedoch auch an anderer, ge eigneter Stelle im Außenraum angebracht sein. Im Umluftbetrieb über nimmt das Gebläse 28 die Luftumwälzung. Im Fahrbetrieb kann bereits der Staudruck für die Luftzumischung ausreichend sein.

Neben der Beeinflussung des Innenraumklimas in Abhängigkeit von der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit kann die Heiz- und/oder Klimaanlage auch zum Erkennen einer möglichen oder bereits existierenden Beschlagbildung an den Scheibeninnenseiten und Einleiten entsprechender Gegenmaßnahmen herangezogen werden. Zur Durchführung dieser Aufgabe sind der erste Belüftungskanal 22, ein dritter Temperatursensor 42, ein dritter Feuchtesensor 44, ein Strahlungssensor 46 und ein Geschwindigkeitssensor 48 vorgesehen.

Die Luft kann Feuchtigkeit als Wasserdampf gelöst bis zu einer Menge aufnehmen, die von der Temperatur abhängt. Je wärmer die Luft ist, desto größer ist die Aufnahmefähigkeit. Kühlt die im Innenraum 20 eingeschlossene Luft ab, kann der Sättigungspunkt, der Taupunkt, un terschritten werden. Auf abgekühlten Oberflächen kondensiert Wasser. Dieser Effekt macht sich besonders störend auf den Innenflächen der Scheiben 11 bemerkbar.

Der Zusammenhang zwischen relativer Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Taupunktunterschreitung ist in einer Tabelle in der signalverarbei tenden Anordnung in dem Regelgerät 14 abgelegt. Bereits mit den bei den Sensoren 42, 44, die in Scheibennähe 24 angeordnet sind, ist ei ne bevorstehende oder bereits eingetretene Taupunktunterschreitung erkennbar.

Eine Taupunktunterschreitung kann durch Gegenmaßnahmen verhindert werden. Als erste Maßnahme wird das Gebläse 28 eingeschaltet, das über den ersten Belüftungskanal 22, der in Scheibennähe 24 mündet, einen Luftstrom an den Scheiben 11 vorbeibläst. Wird die Scheibenbe lüftung im Umluftbetrieb vorgenommen, so wird eine Heizung 30 der umgewälzten Luft und/oder eine Entfeuchtung erforderlich sein. Nur die erwärmte Luft vermag eine höhere Wasserdampfmenge aufzunehmen. Auf die Heizung 30 kann verzichtet werden, wenn über den ersten An saugkanal 16 Außenluft angesaugt wird und über den ersten Belüf tungskanal 22 in den Innenraum eingeblasen wird. Auch dann, wenn die Außenluft eine relative Luftfeuchtigkeit von nahezu 100% aufweist, ergibt sich eine Antibeschlagwirkung, wenn die Innenraumtemperatur nur um wenige Grad höher liegt als die Außentemperatur. Gegebenen falls ist mit Hilfe des zweiten Temperatursensor 38 und des zweiten Feuchtesensors 40, die im ersten Ansaugkanal 16 angeordnet sind, ei ne Vorbehandlung der angesaugten Luft in der Anlage 12 möglich.

Der dritte Temperaturfühler 42 in Scheibennähe 24 kann entfallen bei Ermittlung der Scheibentemperatur aus einer Korrelation zwischen Au ßen- und Innenraumtemperatur. In diesem Falle ist der zweite Tempe ratursensor 38 erforderlich. Dieser Sensor ist, wie bereits be schrieben, im ersten Ansaugkanal 16 oder an einer anderen, geeigne ten Stelle im Außenraum angeordnet. Der Rückschluß auf die Scheiben temperatur aus der Messung von Außen- und Innenraumtemperatur wird verbessert, wenn die eingestrahlte Wärme Berücksichtigung findet. Die Strahlung erfaßt der Strahlungssensor 46, der an einer nach oben freien Fläche des Kraftfahrzeugs 10 montiert sein muß. Eine zusätz liche Verbesserung der Scheibentemperatur-Schätzung ist durch die Erfassung der Fahrgeschwindigkeit mit dem Geschwindigkeitssensor 48 möglich. Dieser Sensor ist zumeist ohnehin vorhanden. Eine zuneh mende Fahrgeschwindigkeit erhöht den Luftaustausch auf der äußeren Oberfläche der Scheiben 11 und führt damit zu einer Angleichung der äußeren Oberflächentemperatur der Scheiben 11 an die Außentempera tur. Ist beispielsweise die Außentemperatur geringer als die Innen raumtemperatur, dann sinkt mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit die Scheibentemperatur ab und die Gefahr einer Taupunktunterschreitung erhöht sich in gleichem Maße. Die erforderlichen Gegenmaßnahmen zur Vermeidung einer Taupunktunterschreitung auf den Scheiben 11 können somit rechtzeitig eingeleitet werden.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben einer Heiz- und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, die in Abhängigkeit von Signalen wenigstens eines im Fahrzeuginnenraum angeordneten Temperatursensors die Lufttemperatur im Innenraum beeinflußt, wobei die Heiz- und/oder Klimaanlage wenig stens einen im Außenbereich mündenden Ansaugkanal und wenigstens ei nen im Innenraum sowie in Scheibennähe mündenden Belüftungskanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenraumklima in Abhän gigkeit von dem Signal des im Innenraum angeordneten ersten Tempera tursensors (32) und in Abhängigkeit von Signalen wenigstens eines im Innenraum zur Erfassung der relativen Luftfeuchtigkeit angeordneten, ersten Feuchtesensors (34) beeinflußt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stei gender relativer Luftfeuchtigkeit die Temperatur abgesenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei steigender relativer Luftfeuchtigkeit eine Luftentfeuchtung im Um luftbetrieb vorgenommen wird, wobei die Innenraumluft von der Heiz- und/oder Klimaanlage (12) durch einen im Innenraum (20) mün denden Ansaugkanal (18) angesaugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die umge wälzte Luftmenge in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit reguliert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgeschwindigkeit der umgewälzten Luft in Abhängigkeit von der re lativen Luftfeuchtigkeit reguliert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klima in Scheibennähe (24) in Abhängigkeit von den Signalen des ersten Temperatursensor (32) und des ersten Feuchtesensors (34) sowie we nigstens eines zweiten im Außenbereich des Kraftfahrzeugs (10) ange ordneten Temperatursensors (38) derart beeinflußt wird, daß einer Taupunktunterschreitung auf den Innenseiten der Scheiben (11) ent gegengewirkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Klima in Scheibennähe (24) in Abhängigkeit von der Globalstrahlung beein flußt wird, die mit einem Strahlungssensor (46) gemessen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß das Klima in Scheibennähe (24) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit beeinflußt wird, die mit einem Geschwindigkeits sensor (48) erfaßt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Klima in Scheibennähe (24) in Abhängigkeit von Signalen von wenigstens einem in Scheibennähe (24) angeordneten, dritten Temperatursensor (42) und einem dritten Feuchtesensor (44) derart beeinflußt wird, daß einer Taupunktunterschreitung auf der Innenseite der Scheiben (11) entgegengewirkt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeich net, daß bei einer bevorstehenden oder bereits existierenden Tau punktunterscheidung eine Temperaturerhöhung der durch den in Schei bennähe (24) mündenden Belüftungskanal (22) eingeblasenen Luft vor genommen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die durch den in Scheibennähe (24) mündenden Belüf tungskanal (22) eingeblasene Luft eine geringere relative Feuchtig keit aufweist als die in Scheibennähe (24) befindliche Luft.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Temperatur und die relative Feuchtigkeit der durch den im Außenbereich mündenden Ansaugkanal (16) angesaugten Luft in Abhängigkeit von Signalen von wenigstens dem einen im Außenbereich des Kraftfahrzeugs (10), vorzugsweise im Ansaugkanal (16) angeordne ten, zweiten Temperatursensor (38) und wenigstens einem im Außen bereich des Kraftfahrzeugs (10), vorzugsweise im Ansaugkanal (16) angeordneten, zweiten Feuchtesensor (40) beeinflußt wird.