DE3836559A1 - Verfahren zur regelung der heiz- bzw. klimaeinrichtung und/oder mindestens einer fensterscheibenheizeinrichtung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zur regelung der heiz- bzw. klimaeinrichtung und/oder mindestens einer fensterscheibenheizeinrichtung eines kraftfahrzeuges

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung und/oder mindestens einer Fensterscheibenheizeinrichtung, insbesondere der Heckscheibenheizeinrichtung eines Kraftfahrzeuges.
Aus der US-PS 44 08 660 ist bereits ein Verfahren zur Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung eines Kraftfahrzeuges bekannt, durch das das Beschlagen der Fensterscheiben, d. h. die Wasserkondensatbildung an der Innenfläche der Fensterscheibe des Kraftfahrzeuges verhindert werden soll. Bei dem bekannten Verfahren wird die Bildung von Wasserkondensat an der Innenseite eines Kraftfahrzeugfensters mit Hilfe eines sog. Taudetektors festgestellt. Wenn die vom Taudetektor festgestellte Feuchtigkeit an der Innenseite der Fensterscheibe einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung des Kraftfahrzeuges derart angesteuert, daß die Luftfeuchtigkeit im Kraftfahrzeuginnenraum verringert wird. Dies kann beispielsweise durch Erhöhen der Temperatur des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes erfolgen.
Dieses bekannte Verfahren zur Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung hat insbesondere den großen Nachteil, daß die Fensterscheibe des Kraftfahrzeuges bereits beschlagen ist, ehe der Taudetektor die Wasserkondensatbildung an der Innenseite der Fensterscheibe erkennt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren eingangs genannten Art anzugeben, durch das die Gefahr der Wasserkondensatbildung an den Fensterscheibeninnenflächen so rechtzeitig erkannt wird, daß jederzeit eine freie Sicht des Kraftfahrzeugführers nach außen gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung und/oder die Fensterscheibenheizeinrichtung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der Temperatur an der Innenseite einer Kraftfahrzeugfensterscheibe, insbesondere der Kraftfahrzeugheckscheibe und der Taupunkttemperatur der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum geregelt wird.
Durch diese Art der Regelung kann die Fensterscheibeninnenseitentemperatur stets oberhalb der Taupunkttemperatur der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum gehalten werden, so daß sich kein Wasserkondensat an der Fensterscheibeninnenseite bilden kann. Es ist dadurch stets eine sehr gute Sicht des Kraftfahrzeugführers nach außen gewährleistet.
Die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung und/oder die Fensterscheibenheizeinrichtung können/kann durch einen linearen Regler angesteuert werden, dessen Eingangsgröße aus der Fensterscheibeninnenseitentemperatur und der Taupunkttemperatur der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum gebildet wird. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden/wird die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung und/oder die Fensterscheibenheizeinrichtung durch einen Zweipunktregler mit Schalthysterese angesteuert. In diesem Falle wird die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung die relative Luftfeuchte der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum verringert und/oder wird die Fensterscheibenheizeinrichtung eingeschaltet, wenn die Fensterscheibeninnenseitentemperatur unter einen ersten Vergleichswert absinkt, der der Summe aus der Taupunkttemperatur der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und einer ersten positiven Konstante entspricht. Analog dazu wird durch die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung die relative Luftfeuchte der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum auf einen vorgegebenen Wert erhöht und/oder wird die Fensterscheibenheizeinrichtung ausgeschaltet, wenn die Fensterscheibeninnenseitentemperatur einen zweiten Vergleichswert übersteigt, der der Summe aus der Taupunkttemperatur der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und einer zweiten positiven Konstante entspricht, wobei die zweite Konstante größer als die erste Konstante ist.
Bei der Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung wird zur Verringerung bzw. Erhöhung der relativen Luftfeuchte der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum vorzugsweise die Luftfeuchte des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes verringert bzw. erhöht. Diese Art der Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung hat den Vorteil, daß die von den Insassen des Kraftfahrzeuges eingestellte Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur konstant gehalten werden kann.
Alternativ dazu oder vorzugsweise zusätzlich zur Veränderung der Luftfeuchte des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes kann bei der Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung zur Veränderung der relativen Luftfeuchte der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum die Temperatur des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes verändert werden.
Die für die Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung und/oder der Fensterscheibenheizrichtung erforderliche Taupunkttemperatur der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum wird beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise in Abhängigkeit von den Meßwerten der relativen Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur berechnet.
Die Berechnung der Taupunkttemperatur der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum kann dabei nach der Formel
mit ϕ = relative Luftfeuchte der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum
und T I = Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur
erfolgen.
Da es bisweilen schwierig ist die Fensterscheibeninnenseitentemperatur genau zu messen, wird diese nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Abhängigkeit vom Wärmewiderstand der betreffenden Kraftfahrzeugfensterscheibe und von den Meßwerten der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeuges, d. h. der Außentemperatur, und der Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur berechnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Blockschaltbilder und eines Zeitdiagrammes näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Regelung einer Fensterscheibenheizeinrichtung eines Kraftfahrzeuges,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm, in das der zeitliche Verlauf der Fensterscheibeninnenseitentemperatur bei einer Regelung der Fensterscheibenheizeinrichtung mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung eingezeichnet ist, und
Fig. 3 die schematische Darstellung einer Einrichtung zur Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung eines Kraftfahrzeuges.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zur Regelung einer Fensterscheibenheizeinrichtung 1 eines Kraftfahrzeuges wird die relative Luftfeuchte ϕ der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum durch einen entsprechenden Luftfeuchtesensor 2 gemessen und dem einen Eingang 3 einer Recheneinheit 4 zugeführt. Ferner wird die Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur T I durch einen Innenraumtemperatursensor 5 gemessen und dem anderen Eingang 6 der Recheneinheit 4 zugeführt. In dieser wird die Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum nach der Formel
mit Ln = natürlicher Logarithmus,
mit ϕ = relative Luftfeuchte der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum
und T I = Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur
berechnet.
Der berechnete Wert der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum wird dem einen Eingang 7 einer Vergleichereinheit 8 zugeführt. Dem anderen Eingang 9 der Vergleichereinheit 8 wird die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S der beheizten Fensterscheibe zugeführt. Diese Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S wird durch einen auf der Innenseite der Fensterscheibe angeordneten Scheibentemperatursensor 10 gemessen. In der Vergleichereinheit 8 wird die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S mit der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum verglichen. In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleiches steuert die Vergleichereinheit 8 die Fensterscheibenheizeinrichtung 1 derart an, daß die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S stets oberhalb der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum bleibt.
Im folgenden soll die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zur Regelung der Fensterscheibenheizeinrichtung 1 anhand der Fig. 2 näher erläutert werden. Bei der Erläuterung der Funktionsweise der Regeleinrichtung von Fig. 1 wird der Einfachheit halber angenommen, daß die Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum konstant ist.
Wenn die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S sich aufgrund einer fallenden Umgebungstemperatur der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum nähert, wird die Fensterscheibenheizeinrichtung 1 eingeschaltet, wenn die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S unter einen ersten Vergleichswert T Tp + K 1 absinkt, der der Summe aus der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und einer ersten positiven Konstante K 1 entspricht. In der Fig. 2 erfolgt die erstmalige Einschaltung der Fensterscheibenheizeinrichtung 1 zum Zeitpunkt t E1. Die Fensterscheibenheizeinrichtung 1 bleibt dann solange eingeschaltet, bis die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S zum Zeitpunkt t A einen zweiten Vergleichswert T Tp + K 2 übersteigt, der der Summe aus der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und einer zweiten positiven Konstante K 2 entspricht, wobei die zweite Konstante K 2 größer als die erste Konstante K 1 ist. Die Fensterscheibenheizeinrichtung 1 bleibt dann solange ausgeschaltet, bis die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S erneut den ersten Vergleichswert T Tp + K 1 unterschreitet. Dies erfolgt in der Fig. 2 zum Zeitpunkt t E2. Die Fensterscheibenheizeinrichtung 1 bleibt dann erneut solange eingeschaltet, bis die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S erneut den zweiten Vergleichswert T Tp + K 2 überschreitet. Dieser Zweipunkt-Regelvorgang setzt sich in analoger Weise fort.
In Fig. 3 ist eine Einrichtung zur Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung 11 eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Diese Regeleinrichtung unterscheidet sich von der Regeleinrichtung von Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S nicht mit Hilfe eines Scheibentemperatursensors gemessen, sondern unter Berücksichtigung des Wärmewiderstandes der betreffenden Kraftfahrzeugfensterscheibe in Abhängigkeit von den Meßwerten der Umgebungstemperatur T U des Kraftfahrzeuges, d. h. der Außentemperatur, und der Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur T I berechnet wird.
Auch bei der Regeleinrichtung von Fig. 3 wird die relative Luftfeuchte ϕ der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum durch einen entsprechenden Luftfeuchtesensor 12 gemessen und einer ersten Recheneinheit 13 zugeführt. Dieser ersten Recheneinheit 13 wird ebenso wie einer zweiten Recheneinheit 14 die von einem Innenraumtemperatursensor 15 gemessene Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur T I zugeführt. Der zweiten Recheneinheit 14 wird ferner die von einem Umgebungs- oder Außentemperatursensor 16 gemessene Umgebungstemperatur T U des Kraftfahrzeugzeuges zugeführt. In der ersten Recheneinheit 13 wird in Abhängigkeit von den Meßwerten der relativen Luftfeuchte ϕ der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und der Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur T I die Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum berechnet. Ferner wird in der zweiten Recheneinheit 14 die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T s in Abhängigkeit vom Wärmewiderstand der betreffenden Kraftfahrzeugfensterscheibe und von den Meßwerten der Umgebungstemperatur T U des Kraftfahrzeuges und der Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur T I berechnet. Die berechneten Werte der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und der Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S werden einer Vergleichereinheit 17 zugeführt. Diese steuert dann in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S mit der Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung eines Kraftfahrzeuges derart, daß die Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum in keinem Falle die Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S überschreitet. Die Taupunkttemperatur T Tp der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum wird dabei durch entsprechende Regelung der relativen Luftfeuchte ϕ der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum beeinflußt. Zur Veränderung der relativen Luftfeuchte ϕ der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum wird vorzugsweise die Luftfeuchte des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes derart verändert, daß eine Wasserkondensatbildung an den Fensterscheibeninnenflächen verhindert und dennoch ein angenehmes Klima im Kraftfahrzeuginnenraum beibehalten wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann zur Veränderung der relativen Luftfeuchte ϕ der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum die Temperatur des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes verändert werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Regelung der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung und/oder mindestens einer Fensterscheibenheizeinrichtung, insbesondere der Heckscheibenheizeinrichtung eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung und/oder die Fensterscheibenheizeinrichtung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der Temperatur (T S) an der Innenseite einer Kraftfahrzeugfensterscheibe, insbesondere der Kraftfahrzeugheckscheibe (Fensterscheibeninnenseitentemperatur T S) und der Taupunkttemperatur (T Tp) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung die relative Luftfeuchte (ϕ) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum verringert wird und/oder die Fensterscheibenheizeinrichtung eingeschaltet wird, wenn die Fensterscheibeninnenseitentemperatur (T S) unter einen ersten Vergleichswert (T Tp + K 1) absinkt, der der Summe aus der Taupunkttemperatur (T Tp) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und einer ersten positiven Konstante K 1 entspricht, und daß durch die Heiz- bzw. Klimaeinrichtung die relative Luftfeuchte (ϕ) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird und/oder die Fensterscheibenheizeinrichtung ausgeschaltet wird, wenn die Fensterscheibeninnenseitentemperatur (T S) einen zweiten Vergleichswert (T Tp + K 2) übersteigt, der der Summe aus der Taupunkttemperatur (T Tp) der der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und einer zweiten positiven Konstante K 2 entspricht, wobei die zweite Konstante K 2 größer als die erste Konstante K 1 ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der relativen Luftfeuchte (ϕ) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum die Luftfeuchte des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der relativen Luftfeuchte (ϕ) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum die Temperatur des von der Heiz- bzw. Klimaeinrichtung in den Kraftfahrzeuginnenraum eingeleiteten Heiz- bzw. Klimaluftstromes verändert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Taupunkttemperatur (T Tp) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum in Abhängigkeit von den Meßwerten der relativen Luftfeuchte (ϕ) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum und der Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur (T I) berechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taupunkttemperatur (T Tp) der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum nach der Formel mit ϕ = relative Luftfeuchte der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum
und T I = Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur
berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterscheibeninnenseitentemperatur (T S) in Abhängigkeit vom Wärmewiderstand der betreffenden Kraftfahrzeugfensterscheibe und von den Meßwerten der Umgebungstemperatur (T U) des Kraftfahrzeuges und der Kraftfahrzeuginnenraumtemperatur (T I) berechnet wird.
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