DE3836596A1 - Verfahren und einrichtung zur regelung der raumtemperatur, insbesondere der innenraumtemperatur von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 zur Regelung der Raumtemperatur, insbesondere der Innenraumtemperatur von Kraftfahrzeugen.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der europäischen Patentschrift 00 83 048 vorbekannt. Dort ist eine Regeleinrichtung für eine Heiz- und/oder Klimaanlage von Kraftfahrzeugen beschrieben, bei der die Innenraumtemperatur durch einen Innenraumtemperaturfühler gemessen wird. Die Solltemperatur kann getrennt für Fahrer und Beifahrer durch zwei Sollwertgeber vorgegeben werden. Ein elektrischer Regler bildet die Regeldifferenz aus dem Mittelwert der Solltemperatur und der Raumtemperatur und steuert abhängig von der Regeldifferenz eine Stelleinrichtung, die mit einem Stellglied zur Beeinflussung der dem Innenraum zugeführten Wärmemenge mechanisch verbunden ist. Um eine Störung der Funktion des Reglers bei einer Veränderung der fahrerseitigen oder beifahrerseitigen Solltemperatur zu vermeiden, ist ein Verzögerungsnetzwerk vorgesehen, daß die Sollwertänderung verzögert an den Regler weitergibt. Die Stelleinrichtung weist einen Lageregelkreis auf.

Die vorbekannte Regeleinrichtung hat jedoch Nachteile. Die dort beschriebene Solltemperaturverzögerung ist nur dann anwendbar, wenn eine Regeleinrichtung mit Trennung der Solltemperaturvorgabe für Fahrer und Beifahrer vorgesehen ist. Die Verzögerung der Solltemperatur ist zwar bei jeder Solltemperaturänderung, insbesondere bei jeder sprunghaften Änderung der Solltemperatur wirksam, doch bleiben sprunghafte Änderungen der gemessenen Innenraumtemperatur, insbesondere beim Einschalten des Reglers und insbesondere beim Start des Kraftfahrzeuges, unberücksichtigt. Derartige sprunghafte Änderungen der Innenraumtemperatur führen genauso wie sprunghafte Änderungen der voreingestellten Solltemperatur zu einer sprunghaften Änderung der Regeldifferenz von Solltemperatur und Raumtemperatur. Das heißt, eine sprunghafte Änderung der Innenraumtemperatur könnte zu einer sprunghaften Verstellung des Stellgliedes zur Beeinflussung der dem Innenraum zugeführten Wärmemenge führen. Dies hätte zur Folge, daß die Fahrzeuginsassen einem Wärmeschwall oder Kälteschwall, insbesondere beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges ausgesetzt sind.

Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Regeleinrichtung ist die Tatsache, daß bei dem Temperaturregler ein Lageregelkreis für die Stellung des Stellglieds zur Beeinflussung der dem Raum zugeführten Wärmemenge erforderlich ist. Derartige Lagerregelkreise benötigen eine Rückmeldeeinrichtung am Stellglied bzw. der Stelleinrichtung und einen zusätzlichen elektrischen Regler, der den Aufbau der vorbekannten Regeleinrichtung teuer und aufwendig macht.

Schließlich ist aufgrund der Trennung der vorbekannten Regeleinrichtung in einen fahrerseitigen und in einen beifahrerseitigen Zweig die Zusammenfassung der Regeleinrichtung mit den Stelleinrichtungen kaum möglich, so daß zur Installation der vorbekannten Regeleinrichtung in einem Kraftfahrzeug eine Vielzahl von Verbindungsleitungen erforderlich ist. Dies trägt ebenfalls zur Verteuerung der vorbekannten Regeleinrichtung bei.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung der Raumtemperatur zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist und das dennoch eine komfortable Regelung der Innenraumtemperatur, insbesondere ohne Wärme- und Kälteschwall, ermöglicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Regler Proportional-Differenzial-Verhalten aufweist, daß die Stelleinrichtung Integralverhalten aufweist und daß der Regler (PD) die Stelleinrichtung derart steuert, daß allein die Verstellgeschwindigkeit des Stellglieds vorgegeben wird.

Dadurch, daß der Regler Proportional-Differenzial-Verhalten aufweist, ist eine schnelle Reaktion des Reglers auf sprunghafte Änderungen der Solltemperatur und/oder der Innenraumtemperatur und damit auf sprunghafte Änderungen der Regeldifferenz aus Solltemperatur und Innenraumtemperatur möglich. Dadurch, daß die Stelleinrichtung Integralverhalten aufweist, ist sichergestellt, daß im statischen eingeregelten Zustand des Reglers sich keine bleibende Abweichung der Innenraumtemperatur von der Solltemperatur einstellt. Zudem wird durch das Integralverhalten der Stelleinrichtung eine sprunghafte Verstellung der Stelleinrichtung und damit des Stellglieds verhindert, so daß die Gefahr, daß die Fahrzeuginsassen einem Wärmeschwall oder Kälteschwall ausgesetzt werden, gegenüber dem Vorbekannten stark vermindert ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Vorbekannten den Vorteil, daß insbesondere beim Kaltstart eines Kraftfahrzeuges mit großer Sicherheit ein Wärme- oder Kälteschwall vermieden wird. Zudem ist ein Überschwingen der Innenraumtemperatur über die voreingestellte Solltemperatur hinaus durch das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem Vorbekannten vermindert. Weil bei gegebener Regeldifferenz von Solltemperatur und Innenraumtemperatur eine gegenüber dem Vorbekannten geringere Verstellung des Stellglieds erfolgt, ist eine aufwendige Lageregelung entsprechend der vorbekannten Regeleinrichtung nicht erforderlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen hervor.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Solltemperatur für eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Einschalten des Reglers um einen Betrag vermindert wird. Beim Kaltstart eines Kraftfahrzeuges wird die Versorgungsspannung auch für die Heizungsregelung üblicherweise eingeschaltet. Gerade bei diesem Kaltstart liegt häufig eine große Regeldifferenz von Solltemperatur und Innenraumtemperatur vor. In diesem Fall soll also erfindungsgemäß die Solltemperatur vermindert werden, um eine zu starke Reaktion des Reglers auf die große Soll-Istwert-Differenz zu vermeiden. Die dem Regler zugeführte Regeldifferenz aus Solltemperatur und Innenraumtemperatur ist dann also kleiner als die tatsächlich vorhandene Regeldifferenz. Der Steuerbefehl für die Stelleinrichtung fällt entsprechend geringer aus. Das Stellglied wird zwar in Richtung der Abweichung von Solltemperatur und Innenraumtemperatur verstellt. Die Verstellung ist jedoch nicht so groß, wie sie ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte wäre.

Es ist besonders vorteilhaft, den Betrag der Verminderung der Solltemperatur mit der Zeit nach dem Einschalten des Reglers kleiner und/oder von der Änderung der Regeldifferenz in einer vorgegebenen zweiten Zeitdauer nach dem Einschalten des Reglers und/oder von der Regeldifferenz selbst abhängig zu wählen. Durch die Abhängigkeit des Betrages von der Zeit nach dem Einschalten des Reglers kann z. B. der Betrag mit fortschreitender Betriebszeit des Reglers immer weiter, z. B. bis auf den Wert 0 verringert werden, um eine bleibende Regelabweichung zwischen der Solltemperatur und der Raumtemperatur zu verhindern. Durch Beeinflussung des Betrages abhängig von der Änderung der Regeldifferenz von Solltemperatur und Innenraumtemperatur kann das Wärmemengenangebot der durch den Regler gesteuerten Heizeinrichtung berücksichtigt werden, so daß z. B. beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges und niedrigere Außentemperaturen eine Beaufschlagung der Fahrzeuginsassen mit kalter, noch nicht aufgeheizter Luft verhindert werden kann.

Es ist vorteilhaft, wenn die Verminderung durch den Betrag verzögert erfolgt, weil so eine Störung des Reglers in seiner Funktion durch zu schnelle Verminderung der Solltemperatur um den Betrag vermieden wird.

Um die im Innenraum des Kraftfahrzeuges schließlich eingestellte Temperatur dem subjektiven Wärmeempfinden der Fahrzeuginsassen anzupassen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Solltemperatur zusätzlich für die gesamte Zeitdauer des Verfahrens um einen zweiten Betrag vermindert oder erhöht wird, der von der Regeldifferenz in einer zweiten Zeitdauer nach dem Einschalten des Reglers abhängig gewählt wird. Durch diese Maßnahmen wird insbesondere beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges über die Innenraumtemperatur indirekt die Außentemperatur gemessen. Dabei wird davon ausgegangen, daß bei längerem Abstellen des Kraftfahrzeuges die Innenraumtemperatur sich im wesentlichen der Außentemperatur um das Kraftfahrzeug herum angenähert hat. Beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges entspricht dann die gemessene Regeldifferenz von Solltemperatur und Innenraumtemperatur im wesentlichen der Differenz von Solltemperatur und Außentemperatur. Geht man davon aus, daß die voreingestellte Solltemperatur sich in einem relativ schmalen Bereich zwischen 18 und 28°C bewegt, so ist die beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges gemessene Regeldifferenz im wesentlichen der Außentemperatur proportional. Die gemessene Regeldifferenz wird dann herangezogen, um den zweiten Betrag zu bestimmen, der die Physiologieanpassung der tatsächlich durch den Regler eingeregelten Innenraumtemperatur an die Außentemperatur zu bewirken.

Um eine Verstellung des Stellglieds sofort nach dem Einschalten des Reglers sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn die Stellgröße für die Stelleinrichtung für eine vorgegebene dritte Zeitdauer nach dem Einschalten des Reglers um einen dritten Betrag erhöht wird, der von der Regeldifferenz abhängig gewählt wird. Durch diese Maßnahmen können Verzögerungen in dem Steuersignal für die Stelleinrichtung, die sich aus einer verlangsamten Reaktion des Stellglieds aufgrund seines Integralverhaltens und aufgrund der Verminderung der Solltemperatur ergeben, überspielt werden.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch gelöst, daß der Regler ein PD-Regler ist und daß der Regler (PD) eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung für die Stelleinrichtung aufweist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat gegenüber dem Vorbekannten die gleichen Vorteile, wie das erfindungsgemäße Verfahren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus den auf die erfindungsgemäße Einrichtung rückbezogenen Unteransprüchen.

Es ist auch bei der erfindungsgemäßen Einrichtung besonders vorteilhaft, wenn eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Solltemperatur für eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Einschalten des Reglers um einen Betrag vermindert.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Einrichtung zur Verminderung der Solltemperatur einen Funktionsbildner aufweist, der den Betrag, um den die Solltemperatur vermindert wird, abhängig von der Regeldifferenz von Solltemperatur und Raumtemperatur gemäß einer vorgegebenen Funktion bestimmt. Durch Vorsehen des Funktionsbildners ist man in der Lage, nahezu beliebige Abhängigkeiten des Betrages von der Regeldifferenz zu erzeugen.

Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, eine Starterkennung vorzusehen, die das Einschalten des Reglers erfaßt und die Schalter gemäß der vorgegebenen Zeitdauer betätigt, wobei die Schalter die entsprechenden Signalwege der Einrichtung zur Verminderung der Solltemperatur schalten.

Als Solltemperaturgeber kann man ein elektrisches Potentiometer verwenden. Es ist jedoch auch vorteilhaft möglich, den Solltemperaturgeber als elektrischen Schalter auszubilden, der mit einem Widerstandsnetzwerk verbunden ist, so daß durch Betätigung des Schalters verschiedene Widerstände mit dem Regler verbunden werden, wobei die Widerstandswerte vorgegebenen Solltemperaturen entsprechen.

Um eine schnelle Reaktion der erfindungsgemäßen Einrichtung auf Änderungen der Innenraumtemperatur zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, den Innenraumtemperaturfühler in einem Kraftfahrzeug im Kopfraum, insbesondere an einer Kopfstütze einzuordnen. Dieser Meßort ist häufig durch eine gleichmäßige Strömung der ständig im Luftaustausch begriffenen Innenraumluft gekennzeichnet und ist besonders geeignet, das Wärmeempfinden des Menschen zu registrieren.

Aufgrund der einfachen Ausbildung der Stelleinrichtung und aufgrund der Tatsache, daß keine Lageregelung erforderlich ist und nur wenige Eingangssignale dem Regler zugeleitet werden müssen, ist es vorteilhaft, den Regler und die Stelleinrichtung als bauliche Einheit auszubilden.

Auch eine Trennung zwischen Regler und Stellglied ist vorteilhaft gegenüber dem angegebenen bekannten Verfahren, da keine Verbindungsleitungen für ein Rückmeldepotentiometer benötigt werden.

Das Stellglied kann eine Luftmischklappe in der Luftmischkammer eines Kraftfahrzeuges oder auch ein Wasserventil in der Zu- oder Ablaufleitung eines Wärmetauschers des Kraftfahrzeuges sein.

Der Aufwand zum Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung ist insbesondere dann besonders gering, wenn der Regler die Einrichtung zur Verminderung der Solltemperatur und/oder die Physiologieanpassung und/oder die Startverstellung und/oder die Starterkennung Teil eines Mikrorechners sind.

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Raumtemperatur durchgeführt wird, ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 grobschematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Regelung der Raumtemperatur in einem Kraftfahrzeug,

Fig. 2 zeitabhängig die Schaltzustände dreier Schalter der erfindungsgemäßen Einrichtung nach der Fig. 1 und

Fig. 3 ein Kennfeld in dem der Betrag zur Verminderung der Solltemperatur in Abhängigkeit von der Zeit und von der Abweichung der Solltemperatur von der Innenraumtemperatur und von der Änderung der Regeldifferenz dargestellt ist.

In der Fig. 1 wird die Solltemperatur (TS) eines Solltemperaturgebers (STG) mit positiven Vorzeichen und die Innenraumtemperatur (TI) eines Innenraumtemperaturfühlers (ITF) mit negativen Vorzeichen einem ersten Summenpunkt (SP 1) zugeführt, der aus diesen Eingangsgrößen und weiteren später beschriebenen Eingangsgrößen eine Regeldifferenz oder Abweichung (E), insbesondere der Innenraumtemperatur (TI) von der Solltemperatur (TS) bildet. Diese Regeldifferenz (E) wird parallel über eine erste Abweichung (A 1), eine zweite Abzweigung (A 2) und eine dritte Abzweigung (A 3) einem Proportional-Differenzialregler (PD), einer Startverstellung (SV) und einem Funktionsbildner von (F(E)) zugeleitet. Über einen zweiten Schalter (S 2) und eine vierte Abzweigung (A 4) ist die Abzweigung (E) zusätzlich noch einem Differenzierer (D) und einer Physiologieanpassung (PA) zuleitbar.

Das Ausgangssignal des Proportional-Differenzialreglers (PD) und das Ausgangssignal der Startverstellung (SV) sind im geschlossenen Zustand eines ersten Schalters (S 1), einem zweiten Summenpunkt (SP 2) mit gleichem Vorzeichen zuleitbar. Das Ausgangssignal des Proportional-Differenzial-Reglers (PD) bzw. die Summe der Ausgangssignale des Proportional-Differenzialreglers (PD) und der Startverstellung (SV) steuern eine Stelleinrichtung, die als Motorendstufe (ME) ausgebildet ist, die wiederum einen Elektromotor (M) mit Strom beaufschlagt, wobei Stromrichtung und Stromstärke durch die Ausgangssignale bestimmt sind. Der Elektromotor (M) ist mechanisch mit einem Stellglied verbunden, daß im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 als Luftklappe (LK) ausgebildet ist.

Die Luftklappe (LK) beeinflußt die dem Raum zugeführte Wärmemenge, z. B. durch Veränderung des Durchflußquerschnitts durch eine luftführende Rohrleitung. Die Stellung der Luftklappe (LK) beeinflußt, wie in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt über den Kraftfahrzeuginnenraum (I) die Innenraumtemperatur (TI), die über den Innenraumtemperaturfühler (ITF) gemessen wird.

Der Funktionsbildner (F(E)), der mit der Abweichung (E) beaufschlagt wird, ist mit einer Verzögerung (V) verbunden, die das Ausgangssignal (TSV) des Funktionsbildners (F(E)) verzögert bei geschlossenem dritten Schalter (S 3) mit negativen Vorzeichen an den ersten Summenpunkt (SP 1) weiterleitet. Die Funktion des Funktionsbildners (F(E)) und der Verzögerung (V) ist von der Ausgangsgröße eines Kennfeldspeichers (KS) abhängig, der wiederum in seiner Funktion durch einen Differenzierer (D) beeinflußt wird, der die Abweichung (E) empfängt. Eine Physiologieanpassung (PA) empfängt die Abweichung (E) und erzeugt abhängig von der Abweichung (E) einen Betrag (TPA) der mit negativen Vorzeichen ebenfalls dem ersten Summenpunkt (SP 1) zugeführt wird. Die Schalter (S 1, S 2, S 3) werden durch eine Starterkennung (SE) gesteuert, die das Einschalten der Regeleinrichtung durch Abfrage des Potentials an der Klemme (15) des Kraftfahrzeuges, also durch Ermittlung, ob die Zündung eingeschaltet ist, ermittelt. Klemme (15) ist in Fig. 1 mit (KL 15) bezeichnet.

Der Funktionsbildner (F(E)), die Verzögerung (V), der Kennfeldspeicher (KS) und der Differenzierer (D) sind Teile einer Einrichtung (SA) zur Verminderung des Sollwerts für eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Einschalten der Regeleinrichtung.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Regelung der Raumtemperatur und damit das Verfahren zur Regelung der Raumtemperatur werden im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert:

In der Fig. 2 ist der Schaltzustand der Schalter (S 1, S 2, S 3) in Abhängigkeit von der Zeit nach dem Einschalten des Reglers dargestellt. In der Fig. 3 sind Teile des Kennfeldes des Kennlinienspeichers (KS) anhand einzelner Kennlinien der Sollwertverzögerung (TSV) in Abhängigkeit von der Zeit nach dem Einschalten des Reglers und in Abhängigkeit von der Abweichung (E) dargestellt.

Wie in Fig. 2 a und b dargestellt werden mit dem Einschalten des Reglers, d. h. mit dem Auftreten der Versorgungsspannung an Klemme (15) durch die Starterkennung (SE) der erste Schalter (S 1) und der zweite Schalter (S 2) geschlossen. Dadurch wird der zweite Summenpunkt (SP 2) mit dem Ausgangssignal der Startverstellung (SV) verbunden, die abhängig von Betrag und Vorzeichen der Abweichung (E) die Motorendstufe mit einem Stellsignal beaufschlagt, daß die Luftklappe (LK) durch den Motor (M) im Sinne einer Verringerung der Abweichung (E) beaufschlagt.

Zugleich wird über den geschlossenen zweiten Schalter (S 2) der Differenzierer (D) und die Physiologieanpassung (PA) mit der Abweichung (E) beaufschlagt. Die Physiologieanpassung (PA) ermittelt aus der Abweichung (E) der Solltemperatur von der Innenraumtemperatur indirekt die Außentemperatur und erzeugt eine Temperatur (TPA) zur Physiologieanpassung, die dem ersten Summenpunkt (SP 1) zugeleitet wird. Der Betrag der Temperatur (TPA) zur Physiologieanpassung ist für die gesamte Zeitdauer an der an Klemme (15) Spannung anliegt, fest. Die Ermittlung der Temperatur (TPA) zur Physiologieanpassung erfolgt jedoch nur in der Zeitdauer (T 2), in der der Schalter (S 2) geschlossen ist.

Der Differenzierer (D) erhält während der zweiten Zeitdauer (T 2) die Abweichung (E). Die Abweichung (E) wird im Differenzierer (D) differenziert, so daß der Differenzierer (D) dem Kennlinienspeicher (S) ein Ausgangssignal zuleitet, daß der Änderung der Abweichung (E) während der zweiten Zeitdauer (T 2) entspricht. Der Kennlinienspeicher (KS) wählt entsprechend der Änderung der Abweichung (E) in der zweiten Zeitdauer (T 2) eine Kennlinie aus den Kennlinien (1-5) aus, die den Betrag der Sollwertverzögerung (TSV) abhängig von der Zeit (t) nach dem Einschalten des Reglers bestimmt. Man erkennt in der Fig. 3, daß bei kleinen Änderungen der Abweichung (E), die z. B. der Kennlinie (1) entsprechen, der Startwert der Sollwertverzögerung (TSV) gering ist und abhängig von der Zeit (t) schnell auf den Wert 0 abgeklungen ist. Ist dagegen die Änderung der Abweichung (E) in der zweiten Zeitdauer (T 2) groß, so ist der Startwert der Sollwertverzögerung (TSV) größer, durchläuft ein Maximum und fällt erst nach längerer Zeit nach Einschalten des Reglers auf den Wert 0 ab.

Nach Ermittlung der Änderung der Abweichung (E), d. h. nach Ablauf der zweiten Zeitdauer (T 2) wird der zweite Schalter (S 2) geöffnet und der erste Schalter (S 1) geschlossen. Der erste Schalter (S 1) wird dabei für eine erste Zeitdauer (T 1) geschlossen gehalten, die der maximalen Zeitdauer entspricht bis die Sollwertverzögerung (TSV) abhängig von der Wahl der Kennlinie auf den Wert 0 abgesunken ist.

Die Ausgangsgröße des Kennfeldspeichers (KS), also der Korrekturwert (K), wird über eine fünfte Abzweigung (A 5) dem Funktionsbildner (F(E)) und der Verzögerung (V) zugeleitet. Der Funktionsbildner (F(E)) multipliziert z. B. die Abweichung (E) mit dem Korrekturwert (K) und leitet das Ergebnis an die Verzögerung (V) weiter. Die Größe der Verzögerung, die die Verzögerung (V) erzeugt, ist von der Größe des Korrekturwertes (K) ebenfalls abhängig. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß bei großer Änderungsgeschwindigkeit der Abweichung (E) und damit bei großem Wert des Korrekturfaktors (K) die Sollwertverzögerung (TSV) schneller an dem ersten Summenpunkt (SP 1) anliegt und schneller wirksam ist. Die Ausgangsgröße der Verzögerung (V) wird über den geschlossenen ersten Schalter (S 1) den ersten Summenpunkt (SP 1) zugeleitet.

Nach Ablauf einer dritten Zeitdauer (T 3) wird der dritte Schalter (S 3) geöffnet, so daß die Voreinstellung der Luftklappe (LK) zur Verminderung der Abweichung (E) unterbleibt. Die dritte Zeitdauer (T 3) ist dabei vorteilhaft so gewählt, daß der dritte Schalter (S 3) erst dann geöffnet wird, wenn der erste Schalter (S 1) geschlossen wird, so daß die Sollwertverzögerung (TSV) wirksam ist. Die Sollwertverzögerung (TSV) bewirkt dann eine Verminderung der Abweichung (E), die dem Proportional-Differenzialregler (PD) eine geringere Abweichung (E) zuführt, als tatsächlich vorliegt. Das Stellglied (LK) wird durch diese Maßnahme zwar in Richtung auf eine Verringerung der Abweichung (E) verstellt. Die Größe der Verstellung entspricht jedoch der vorgespiegelten Abweichung (E) durch das Wirksamsein der Sollwertverzögerung (TSV) und ist geringer als der Betrag der Verstellung wäre, wenn die tatsächliche Abweichung (E) zwischen der Solltemperatur und der Innenraumtemperatur auf den Proportional-Differenzialregler einwirken würde. Durch diese Maßnahmen wird ein Wärme- oder Kälteschwall im Kraftfahrzeug verhindert und das Überschwingen der Innenraumtemperatur über die Solltemperatur wird gegenüber dem Vorbekannten wesentlich verringert.

Nach Ablauf der ersten Zeitdauer (T 1), wenn der Betrag der Sollwertverzögerung (TSV) auf den Wert 0 abgesunken ist, wird der erste Schalter (S 1), wie in Fig. 2a dargestellt, geöffnet. Dadurch ist die Einrichtung (SA) zur Verminderung des Sollwertes (TS) ebenso wie die Startverstellung (SV) unwirksam. Der Proportional-Differenzialregler (PD) regelt nun die Innenraumtemperatur (TI) auf die tatsächliche Solltemperatur (TS) abhängig von der tatsächlichen Abweichung (E), korrigiert allein durch die Temperatur (TPA) zur Physiologieanpassung, um die Innenraumtemperatur (TI) dem Wärmeempfinden der Kraftfahrzeuginsassen anzupassen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist keine Lageregelung der Luftklappe (LK) erforderlich, so daß eine komfortable Regelung der Innenraumtemperatur gewährleistet ist, die einfach und kostengünstig realisiert werden kann.

Claims (21)

1. Verfahren zur Regelung der Raumtemperatur, insbesondere der Innenraumtemperatur von Kraftfahrzeugen, bei dem eine Solltemperatur verzögert vorgegeben und eine Raumtemperatur gemessen wird, bei dem eine Regeldifferenz aus Solltemperatur und Raumtemperatur in einem Regler gebildet und abhängig von der Regeldifferenz eine Stelleinrichtung gesteuert wird, wobei die Stelleinrichtung ein Stellglied zur Beeinflussung der dem Raum zugeführten Wärmemenge verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (PD) Proportional-Differenzial-Verhalten aufweist, daß die Stelleinrichtung (ME) Integralverhalten aufweist und daß der Regler (PD) die Stelleinrichtung derart steuert, daß allein die Verstellgeschwindigkeit des Stellglieds vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnert, daß die Solltemperatur (TS) für eine vorgegebene Zeitdauer (T 1) nach dem Einschalten des Reglers (PD) um einen ständig zu korrigierenden Betrag (TSV) vermindert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag (TSV) mit der Zeit (t) nach Einschalten des Reglers (PD) kleiner wird und/oder von der Änderung der Regeldifferenz (E) in einer vorgegebenen zweiten Zeitdauer (T 2) nach dem Einschalten des Reglers (PD) und/oder von der Regeldifferenz (E) selbst abhängig gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verminderung durch den Betrag (TSV) verzögert erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Solltemperatur (TS) zusätzlich für die gesamte Zeitdauer des Verfahrens um einen zweiten Betrag (TPA) vermindert oder erhöht wird, der von der Regeldifferenz (E) in einer zweiten Zeitdauer (T 2) nach dem Einschalten des Reglers (PD) abhängig gewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße für die Stelleinrichtung (ME) für eine vorgegebene dritte Zeitdauer (T 3) nach dem Einschalten des Reglers (PD) um einen dritten Betrag erhöht wird, der von der Regeldifferenz (E) abhängig gewählt wird.

7. Einrichtung zur Regelung der Raumtemperatur, insbesondere der Innenraumtemperatur von Kraftfahrzeugen mit einem elektrischen Regler, der die Ausgangsgrößen eines Solltemperaturgebers und eines Raumtemperaturfühlers empfängt und abhängig von der Regeldifferenz der Ausgangsgrößen eine Stelleinrichtung mit einem Elektromotor steuert, die mit einem Stellglied zur Beeinflussung der dem Raum zugeführten Wärmemenge verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (PD) ein PD-Regler ist und daß der Regler (PD) eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung für die Stelleinrichtung aufweist.

Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (SA) vorgesehen ist, die die Solltemperatur (TS) für eine vorgegebene Zeitdauer (T 1) nach dem Einschalten des Reglers (PD) um einen Betrag (TSV) vermindert.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (SA) zur Verminderung der Solltemperatur (TS) einen Funktionsbildner (F(E)) aufweist, der den Betrag (TSV) abhängig von der anfänglichen Regeldifferenz (E) von Solltemperatur (TS) und Raumtemperatur (TI) und deren anfänglicher Änderung gemäß einer vorgegebenen Funktion bestimmt.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (SA) zur Verminderung der Solltemperatur (TS) eine Verzögerung (V) aufweist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 und/oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (SA) zur Verminderung der Solltemperatur (TS) einen Kennfeldspeicher (KS) aufweist, in dem der Betrag (TSV) in Abhängigkeit von der Änderung der Regeldifferenz (E) in einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Einschalten des Reglers und in Abhängigkeit von der Regeldifferenz (E) abgelegt ist und daß der Betrag (TSV) dem Funktionsbildner (F(E)) und der Verzögerung (V) zuführbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kennfeldspeicher (KS) ein Differenzierer (D) vorgeschaltet ist, der für eine vorgegebene zweite Zeitdauer (T 2) nach dem Einschalten des Reglers (PD) die Regeldifferenz (E) empfängt.

13. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Physiologieanpassung (PA) vorgesehen ist, die für eine vorgegebene zweite Zeitdauer (T 2) nach dem Einschalten des Reglers (PD) die Regeldifferenz (E) empfängt und die abhängig von der Regeldifferenz (E) über die gesamte Zeitdauer des Reglerbetriebs die Solltemperatur (TS) um einen festen Betrag (TPA) absenkt oder erhöht.

14. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Startverstellung (SV) vorgesehen ist, die die Regeldifferenz (E) empfängt und die die Steuergröße für die Stelleinrichtung (ME) abhängig von der Regeldifferenz (E) für eine vorgegebene dritte Zeitdauer (T 3) erhöht.

15. Einrichtung nach Anspruch 7 und/oder Anspruch 12 und/oder Anspruch 13 und/oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Starterkennung (SE) vorgesehen ist, die das Einschalten des Reglers (PD) erkennt und die Schalter (S 1, S 2, S 3) gemäß der vorgegebenen Zeitdauer (T 1, T 2, T 3) betätigt.

16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Startverstellung (SV) dem Regler (PD) parallel geschaltet ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber ein elektrischer Schalter ist, der mit einem Widerstandsnetzwerk verbunden ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraumtemperaturfühler (TF) in einem Kraftfahrzeug im Kopfraum, insbesondere an einer Kopfstütze, angeordnet ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (PD) und die Stelleinrichtung (ME) eine bauliche Einheit sind.

20. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (LK) eine Luftmischklappe in der Luftmischkammer eines Kraftfahrzeuges oder ein Wasserventil in der Zu- oder Ablaufleitung eines Wärmetauschers eines Kraftfahrzeuges ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 7 und/oder Anspruch 13 und/oder Anspruch 14 und/oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (PD) und die Einrichtung (SA) zur Verminderung der Solltemperatur (TS) und/oder die Physiologieanpassung (PA) und/oder die Startverstellung (SV) und/oder die Starterkennung (SE) Teil eines Mikrorechners sind.