ITTO991122A1

ITTO991122A1 - Sistema di controllo del clima nell'abitacolo di un abitacolo.

Info

Publication number: ITTO991122A1
Application number: IT1999TO001122A
Authority: IT
Inventors: Fabio Mingrino
Original assignee: Fiat Auto Spa
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-06-21
Also published as: DE60034927D1; EP1116612A3; EP1116612A2; EP1116612B1; ITTO991122A0; ES2286977T3; IT1311333B1; DE60034927T2

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un sistema di controllo del clima nell'abitacolo di un autoveicolo.

Più specificamente l'invenzione riguarda un sistema di controllo del clima comprendente un impianto di condizionamento dell'aria includente un condotto di aspirazione dell'aria esterna all <1 >abitacolo ed almeno un condotto di aspirazione dell'aria interna all'abitacolo,

mezzi riscaldatori e mezzi refrigeratori del flusso d'aria aspirato;

almeno un condotto d'uscita per l'immissione nell'abitacolo di aria trattata nell'impianto, mezzi di circolazione atti a provocare un flusso d'aria nell'impianto, fra l'uno o l'altro condotto di aspirazione e detto almeno un condotto di uscita,

un dispositivo di intercettazione atto, quando attivato, a chiudere il condotto di aspirazione dell'aria esterna, per consentire un funzionamento dell'impianto con aria ricircolata nell'abitacolo, mezzi sensori elettrici di temperatura dell'aria in uscita dall'impianto di condizionamento, e

un'unità elettronica di controllo.

I sistemi di controllo del clima nell'abitacolo di un autoveicolo secondo la tecnica anteriore comprendono un sensore di temperatura dell aria nell !abitacolo. Tale sensore è di tipo ventilato, e risulta piuttosto costoso. Esso è inoltre tipicamente ubicato in prossimità dell'unità elettronica di controllo, per cui il rilevamento della temperatura dell'aria nell 'abitacolo risulta negativamente influenzato dal calore generato nel funzionamento da tale unità elettronica.

E| dunque uno scopo della presente invenzione realizzare un sistema di controllo del clima nell'abitacolo di un autoveicolo che possa fare a meno di un apposito sensore per la rilevazione della temperatura dell 'aria nell'abitacolo .

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo 1 <1 >invenzione con un sistema di controllo le cui caratteristiche salienti sono definite nell'annessa rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento al disegno allegato, in cui è mostrato in forma schematica un sistema di controllo del clima secondo l'invenzione.

Con riferimento al disegno, un sistema per il controllo del clima nell'abitacolo 1 di un autoveicolo 2 comprende un impianto di condizionamento dell!aria complessivamente indicato con 3. Tale impianto comprende un condotto di aspirazione 4 per l'ingresso di aria dall'esterno dell'abitacolo, ed almeno un condotto 5 per 1'aspirazione di aria interna all 'abitacolo .

A valle di tali condotti l'impianto 3 comprende un elettroventilatore 6 che aspira l'aria attraverso il condotto 4 od il condotto 5 e ne provoca il flusso, a valle, attraverso l'evaporatore 7 di un circuito frigorigeno 8 di tipo per sé noto includente un compressore 9.

A valle dell'evaporatore 7 il flusso d'aria indotto dal ventilatore 6 passa attraverso uno scambiatore di calore 10 fungente da riscaldatore. Tale scambiatore è del tipo liquido/gas, ed è suscettibile di ricevere, attraverso un circuito 11, un flusso di liquido di raffreddamento del motore dell <1>autoveicolo.

In un condotto di uscita 12 dell'aria trattata è disposto un sensore elettrico di temperatura 13.

Il condotto di uscita 12 presenta una pluralità di ramificazioni con rispettive bocchette di uscita per l'aria trattata. Nella realizzazione esemplificativamente illustrata sono previste bocchette di uscita 12a in prossimità del lato inferiore del parabrezza 14, bocchette di uscita I2b nella plancia porta-strumenti, nonché bocchette di ùscita . 12c nella parte inferiore anteriore dell'abitacolo, orientate verso la zona occupata dai piedi dei passeggeri anteriori.

Con 15 è indicata una portella di intercettazione disposta fra i condotti di aspirazione 4 e 5. Tale portella è convenientemente provvista di un dispositivo attuatore 16 a comando elettrico, ed è suscettibile di assumere una prima ed una seconda posizione, illustrate a tratto pieno e rispettivamente a tratto intero, in cui consente l'aspirazione unicamente di aria esterna all'abitacolo e, rispettivamente, unicamente di aria interna all'abitacolo. Nella seconda posizione sopra definita, la portella 15 consente il funzionamento dell'impianto di condizionamento 3 con aria circolata nell'abitacolo l.

Il sistema comprende inoltre un'unità elettronica di controllo ECU collegata al sensore di temperatura 13, ad un dispositivo 18 di impostazione della temperatura desiderata nell'abitacolo 1, all'attuatore 16 associato alla portella di intercettazione 15 ed eventualmente, in modo peraltro per sé noto, al compressore 9, ad un'elettrovalvola 19 che controlla, il flusso del liquido di raffreddamento del motore nel circuito 11 ed ad un sensore di temperatura 20 associato all'evaporatore 7.

L'unità ECU è inoltre collegata ad un sensore di temperatura 22, destinato a rilevare la temperatura Te dell'aria esterna dell'abitacolo. Tale sensore può essere disposto ad esempio in uno specchio retrovisore esterno.

A differenza dei sistemi di controllo del clima secondo la tecnica anteriore, il sistema secondo l'invenzione non comprende alcuno specifico sensore per il rilevamento diretto della temperatura dell'aria nell'abitacolo 1.

L'unità di controllo ECU del sistema secondo l'invenzione è peraltro predisposta per desumere indirettamente tale temperatura, nel modo che verrà ora descritto.

L'unità ECU è predisposta per rilevare la presenza di tensione di alimentazione nell'impianto elettrico dell'autoveicolo e il comando di attivazione dell'impianto di condizionamento 3.

A tale scopo, l'unità ECU presenta ad esempio un ingresso 21 collegabile alla sorgente di tensione di alimentazione B attraverso un interruttore II di accensione (incorporato ad esempio nel commutatore ,di accensione ed avviamento del veicolo) e un interruttore 12 azionabile manualmente dall'utilizzatore per comandare l'attivazione dell'impianto di condizionamento 3.

Ogni volta che l impianto di condizionamento deve essere attivato, l'unità di controllo ECU attua una procedura preliminare. In tale procedura preliminare l'unità ECU è predisposta per mantenere il circuito frigorigeno 8 ed il riscaldatore 10 disattivati e per attivare il ventilatore di circolazione 6 ed il dispositivo di intercettazione 15-16 per un periodo di tempo iniziale prestabilito, in modo tale per cui in tale periodo di tempo 1'impianto di condizionamento 3 aspira aria interna all'abitacolo 1 attraverso il condotto 5, e la reimmette non trattata nuovamente nell'abitacolo.

Il tali condizioni, l'unita ECU provvede ad acquisire, tramite il sensore 13, il valore della temperatura dell'aria fatta circolare nell'impianto di condizionamento 3.

Tale valore di temperatura può essere assunto cóme valore iniziale della temperatura dell'aria all'interno dell'abitacolo.

L'unità ECU è inoltre predisposta per calcolare, dopo il periodo iniziale di cui sopra, il valore istantaneo, della temperatura dell'aria interna all'abitacolo 1 mediante un predeterminato algoritmo matematico di stima sulla base del valore iniziale di tale temperatura come sopra determinato in detto periodo di tempo iniziale.

L'algoritmo di stima è convenientemente basato su un modello fisico-matematico atto a definire il comportamento termico dell'autoveicolo. Un tale modello fisico-matematico può essere rappresentato ad esempio da un'equazione differenziale del tipo seguente:

in cui

C è la capacità termica equivalente dell'autoveicolo, desumibile sperimentalmente,

h è la conducibilità termica equivalente dell'autoveicolo, parimenti desumibile sperimentalmente,

t è il tempo,

Te è la temperatura dell'aria esterna,

Ti è la temperatura dell'aria all'interno dell'abitacolo 1, e

W è la potenza termica introdotta nell'abitacolo; tale potenza è calcolabile sostanzialmente come .somma della potenza WA generata con 1'impianto di condizionamento 3 e della potenza termica W8 dovuta all'irraggiamento solare.

L'equazione differenziale (1) di cui sopra è risolvibile in forma discretizzata con una soluzione del tipo seguente:

in cui.

a, b sono determinabili in base ai valori di C, h,

Tin è il valore della temperatura dell'aria all'interno dell'abitacolo 1 all'istante n,

Tin+i è il valore della temperatura dell'aria all'interno dell'abitacolo ad un istante n+1, e Un è un termine che dipende dai valori di W e di Te all'istante n.

L'unità elettronica di controllo ECU è dunque predisponibile per calcolare ad ogni istante la temperatura dell'aria all'interno dell'abitacolo 1 in base ad una relazione del tipo della relazione (2) sopra riportata, assumendo come valore iniziale Ti0 della temperatura nell'abitacolo il valore desunto nel suddetto periodo iniziale, come sopra descritto.

In alternativa, nel periodo iniziale l'unità ECU può determinare il valore della temperatura dell'aria nell'abitacolo nel modo sopra descritto, èd acquisire il valore della temperatura Te dell'aria all'esterno dell'abitacolo, tramite il sensore 22. Come valore iniziale Ti0 nella successiva applicazione dell'algoritmo di stima della temperatura nell'abitacolo, l'unita ECU può essere predisposta, per selezionare il maggiore dei due valori, rispettivamente dell'aria interna e dell'aria esterna, determinati nel periodo iniziale. Questo accorgimento, consente di "forzare"<■ >ovvero intensificare il funzionamento dell'impianto di condizionamento 3, in particolare nella stagione estiva, quando l autoveicolo è fortemente riscaldato per effetto dell'irraggiamento solare.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di controllo del clima nell'abitacolo (1) di un autoveicolo {2), comprendente un impianto di condizionamento dell’aria (3) includente un condotto (4) di aspirazione dell'aria esterna all'abitacolo (1), e almeno un condotto (5) di aspirazione dell'aria interna all'abitacolo (1), mezzi riscaldatori (10, 11) e mezzi refrigeratori (7-9) del flusso d'aria aspirato, almeno un condotto d'uscita (12) per l'immissione nell'abitacolo (1) di aria trattata nell'impianto (3), mezzi di,circolazione (6) atti a provocare un flusso d'aria nell'impianto (3), fra l'uno o l'altro condotto di aspirazione (4 o 5) e detto almeno un condotto di uscita (12), un dispositivo di intercettazione (15, 16) atto, quando attivato, a chiudere il condotto (4) di aspirazione dell'aria esterna, per consentire un funzionamento dell'impianto (3) con aria ricircolata nell 'abitacolo (1), mezzi sensori elettrici (13) della temperatura dell'aria in uscita dall'impianto di condizionamento (3), e un'unità elettronica di controllo (ECU); il sistema essendo caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (ECU) è predisposta per attuare, prima dell'attivazione dell'impianto di condizionamento (3), una procedura iniziale in cui mantiene detti mezzi riscaldatori (10, 11) ed i mezzi refrigeratori (7-9) disattivati ed attiva i mezzi di circolazione (6) e detto dispositivo di intercettazione (15, 16) per un periodo di tempo iniziale prestabilito, in modo tale per cui in detto periodo di tempo l'impianto di condizionamento (3) aspira aria interna all'abitacolo (1) e la reimmette non trattata nuovamente nell'abitacolo (1), e acquisisce in tali condizioni, tramite detti mezzi sensori (13), il valore della temperatura dell'aria fatta circolare nell'impianto (3).
2. Sistema secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre ulteriori mezzi sensori di temperatura (22) dell'aria esterna all'abitacolo (1), connessi a detta unità di controllo (ECU), ed in cui tale unità di controllo (ECU) è predisposta per calcolare, dopo detto periodo di tempo iniziale, il valore istantaneo della temperatura dell'aria interna all'abitacolo (1) in base al valore della temperatura dell'aria fatta circolare nell'impianto (3) in detto periodo iniziale e della temperatura dell'aria esterna (Te), mediante un predeterminato algoritmo matematico di stima.
3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui l'unità di controllo (ECU) è predisposta per calcolare, dopo detto periodo di tempo iniziale, la temperatura dell'aria interna all'abitacolo (1) assumendo come valore di avvio per detto algoritmo il valore della temperatura dell'aria fatta circolare nell'impianto (3) in detto periodo iniziale.
4 . Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui l'unità di controllo (ECU) è predisposta per calcolare, dopo detto periodo di tempo iniziale, la temperatura dell'aria interna all'abitacolo (1) assumendo come valore di avvio per detto algoritmo il maggiore fra il valore della temperatura dell'aria fatta circolare nell'impianto (3) in detto periodo iniziale ed il valore della temperatura dell'aria esterna acquisito in detto periodo iniziale.
5. Sistema di controllo del clima nell'abitacolo di un autoveicolo, sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.