DE19806880A1 - Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung eines einem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luftstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung eines einem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luftstromes der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.

Kraftfahrzeugklimaanlagen steigern nicht nur das Behaglich­ keitsempfinden der Fahrzeuginsassen, sondern dienen darüber hinaus durch Erzeugen einer angemessenen Lufttemperatur, Luftqualität und niedrigen Luftfeuchte vor allem der Fahr­ sicherheit und Gesundheit der Fahrzeuginsassen.

Für die Beseitigung von geruchslästigen und schädlichen Ga­ sen kommt in aller Regel ein Aktivkohlefilter zum Einsatz. Bei diesen Filtern ist auf einem Träger hochporöse Aktiv­ kohle aufgebracht, die die Konzentrationen vieler als lästig empfundener oder die Gesundheit beeinträchtigender Gase unter einen vorgegebenen Schwellwert absenkt. Vor allem unangenehme Gerüche und Schadgase werden fast voll­ ständig abgeschieden oder adsorbiert, beispielsweise Ben­ zindämpfe, Abgasgerüche, Benzol, Toluol, Ethylbenzol, NO₂ und Schwefeldioxid. Damit die Adsorptionsfähigkeit erhalten bleibt und die Kapazität einer derartigen Filtereinheit nicht nach kurzer Zeit erschöpft ist, wurde in der DE 195 17 016 A1 bereits vorgeschlagen, zwei Aktivkohle­ filtereinheiten vorzusehen, die elektrisch beheizbar sind, so daß durch die Erwärmung eine Desorption der Filterein­ heiten möglich ist.

Zur Senkung der Luftfeuchtigkeit eines einem Fahrzeuginnen­ raum zuführbaren Luftstromes ist in der DE 43 04 077 A1 eine Vorrichtung beschrieben, die mit einer herkömmlichen Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs kombi­ nierbar ist. Diese Vorrichtung umfaßt eine Sorptionsein­ heit, die bedarfsweise von dem dem Kraftfahrzeuginnenraum zuführbaren Luftstrom beaufschlagt wird, wodurch die in dem Luftstrom enthaltene Feuchtigkeit von dem Sorbens adsor­ biert wird. Sobald die Kapazität der Sorptionseinheit er­ schöpft ist oder eine Trocknung des dem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luftstromes nicht erforderlich ist, wird durch Wärme die Feuchtigkeit aus der Sorptionseinheit ausgetrie­ ben und somit das Sorbens desorbiert.

In der DE 195 12 844 A1 ist ein Verfahren zur Behandlung eines einem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luftstromes beschrieben, wobei der Luftstrom in einem Filterelement gereinigt und in einem Sorptionsreaktor getrocknet wird. Das Filterelement und der Sorptionsreaktor bilden dabei eine Baueinheit aus unmittelbar aneinanderliegenden Lagen unterschiedlicher Sorbentien. Sowohl das Filterelement als auch der Sorptionsreaktor sind mit Hilfe eines heißen Luftstromes desorbierbar, wobei der Desorptionsluftstrom als Abluft in die Umgebung des Fahrzeuges abgegeben wird.

Die bekannten Verfahren zur Adsorption und Desorption er­ fordern entweder voluminöse und aufwendige Vorrichtungen, die eine Integration in ein Klimagehäuse mit dem durch den in einem Fahrzeug begrenzten Bauraum nicht zulassen, oder sie sind von ihrer Funktion begrenzt bzw. weisen lediglich geringe Kapazität und damit schnelle Erschöpfung auf. Ersteres trifft insbesondere auf kontinuierlich arbeitende Sorptionsfilter zu, die systembedingt zwei Filterelemente benötigen, die in wechselndem Betrieb adsorbieren bzw. desorbiert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren zur sorptiven Filterung unerwünschter gasförmiger Inhaltsstoffe eines zur Belüftung eines Fahr­ gastraumes vorgesehenen Luftstromes und/oder zur Trocknung des Luftstromes zu schaffen, durch das eine ausreichende, den jeweiligen Luft- oder Fahrzuständen angepaßte Einstel­ lung der Betriebszustände möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung eines einem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luftstromes mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine einzige Sorptionseinheit bedarfsgerecht periodisch desorbiert. Dies ermöglicht eine Optimierung des Nutzens der Sorptionsein­ heit als Filter und/oder Trockner. Durch den größeren Nutzen ist es möglich, die Sorptionseinheit bezüglich ihres Bauvolumens kleiner auszuführen, so daß eine bessere Inte­ gration im Gehäuse von Heizungs- und/oder Klimaanlagen mög­ lich ist. Durch die sichergestellte regelmäßige Desorption auch bei extremen Umweltbedingungen erhält die Sorptions­ einheit sowohl bezüglich der Schadstoffilterung als auch der Trocknung - je nach ausgewählten Sorbentien - seine Funktion über die gesamte Fahrzeuglebensdauer aufrecht. Es wird auch eine Kostenreduzierung erreicht, da aufgrund der jeweils angepaßten Funktion ein geringeres Volumen der Sorptionseinheit und somit geringeren Materialkosten ent­ stehen und durch die Integration in eine übliche Kraftfahr­ zeug-Heizungs- oder -Klimaanlage die Kosten für ein sepa­ rates Gehäuse entfallen.

Sofern durch den Sorptionsmodus eine Schadstoffilterung er­ reicht werden soll, ist es zweckmäßig, als Standard­ betriebszustand die Vorrichtung auf den Adsorptionsmodus einzustellen. In Abhängigkeit der erfaßten Parameter wird dann bei Unterschreitung eines Schwellwertes des Signals eines Gassensors, der im Luftstrom der aus der Umgebung des Fahrzeugs angesaugten Außenluft angeordnet ist, die Vor­ richtung in den Desorptionsmodus umgeschaltet. Die Anfor­ derungen an einen Gassensor, der den Schadstoffanteil des Luftstroms erfaßt, hinsichtlich der zeitlichen Drift sind gering, da vorzugsweise das System selbstadaptierend ist, das heißt das System paßt sich dem Schadgaslevel und der Empfindlichkeit des Sensors an.

Nach dem Umschalten des Betriebszustandes in den De­ sorptionsmodus kann dieser für eine bestimmte Zeit auf­ rechterhalten werden. Zusätzlich zu einer solchen fest ein­ gestellten Desorptionsdauer, beispielsweise zur Sicher­ stellung einer Mindestdesorption oder auch anstelle von dieser, kann die mittlere Häufigkeit der Umschaltung in den Desorptionsmodus als relative Desorptionsdauer durch Be­ rechnung ermittelt werden. Hierzu wird der Schwellwert für den Beginn des Desorptionsmodus durch elektronische Erfas­ sung des Zeitverhältnisses des Sorptionsmodus und des Ad­ sorptionsmodus ständig angepaßt.

Alternativ hierzu kann die Zeit jeder Adsorptionsphase bis zum Beginn einer neuen Desorptionsphase erfaßt und auf eine mittlere, optimal an die Filterkapazität angepaßte Dauer gebracht werden, indem der Schwellwert für den Beginn des Desorptionsmodus ständig angepaßt wird.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens besteht darin, daß bei Betrieb des Fahr­ zeugs ein Signal erzeugt und die jeweils eingestellte Ge­ bläsestufe erfaßt wird und bei eingestellter niedriger oder mittlerer Gebläsestufe der Sorptionsmodus als ungeregelter Adsorptionsmodus eingestellt wird. Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, daß bei eingestellter höherer Gebläsestufe in einen Bypass-Modus umgeschaltet wird, so daß der Luftstrom die Sorptionseinheit teilweise oder vollständig umgeht. Sofern eine Desorption der Sorptionseinheit erfor­ derlich wird, sollte zum Umschalten in den Desorptionsmodus zunächst der Bypass-Modus beendet und sodann ein den Luft­ strom erzeugendes Gebläse intermittierend betrieben werden. Das Verfahren eines getakteten Desorptionsluftstroms während der Desorption eines direkt beheizbaren Sorptions­ mittels ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung von der Trägerstruktur auf das Sorptionsmittel ohne konvektive Wär­ meabfuhr durch Luft und damit thermische Belastung nach­ folgender Bauteile. Die jeweils in der Phase abgeschalteten Luftstroms desorbierten Gase werden zyklisch durch kurze Luftstromimpulse aus dem Filter ausgetragen, wobei sich die Desorptionstemperatur durch geeignete Wahl der Taktzeiten langsam der Beharrungstemperatur annähert.

Im Hinblick auf die Trocknung des dem Fahrzeuginnenraum zu­ führbaren Luftstroms wird eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens darin gesehen, daß der Wert der Luftfeuchte der im Fahrzeuginnenraum befindlichen Luft ermittelt und in Abhängigkeit dieses Wertes der Sorptionsmodus als Ad­ sorptionsmodus zum Entfeuchten des durch die Sorptionsein­ heit geführten Luftstroms eingeschaltet wird. In diesem Zu­ sammenhang wird es ebenfalls als vorteilhaft angesehen, daß beim Überschreiten eines Schwellwertes der Luftfeuchte im Fahrzeuginnenraum die Sorptionseinheit in einen geregelten Bypass-Modus geschaltet wird. Durch die Bypass-Regelung wird eine bedarfsgerechte Lufttrocknung und ein periodischer Desorptionsbetrieb ohne Unterbrechung des Zu­ luftstromes zum Fahrzeuginnenraum während der De­ sorptionsphase ermöglicht. Dabei ist es auch vorteilhaft, daß der Anteil des Bypass-Luftstromes mit zunehmender Feuchte verringert wird.

Erfahrungsgemäß liegen hauptsächlich bei niedrigen Außen­ temperaturen und den ersten fünf bis zehn Minuten ab Beginn des Fahrbetriebs Bedingungen mit einer großen Beschlags­ neigung an den Fahrzeugscheiben vor. Zur Lösung dieses De­ fogging/Defrost-Problems während der Warmlaufphase des Mo­ tors ist es daher vorteilhaft, daß der Beginn des Fahrbe­ triebs erfaßt und die Außentemperatur gemessen wird und in Abhängigkeit der Temperatur bis zu einer vorgegebenen Temperaturschwelle ein ungeregelter Adsorptionsmodus zur Trocknung eingeschaltet wird. Dies hat nicht nur den Vor­ teil, daß durch die Adsorption die Luft entfeuchtet, son­ dern gleichzeitig auch durch die Reaktionswärme des Sorbens aufgeheizt wird. Beides führt bei entsprechender Luft­ strömung an die Frontscheibe gegebenenfalls zu einem schnellen Abtauen und mit Sicherheit zu einer Beseitigung der Beschlagsneigung.

Damit jeweils bei Fahrtantritt eine ausreichende Kapazität der Sorptionseinheit zur Verfügung steht, ist es zweck­ mäßig, daß beim Abstellen des Fahrzeuges ein Signal an das elektrische Steuergerät gegeben wird, das ein Umschalten auf den Desorptionsmodus auslöst und diesen für eine be­ stimmte Zeit aufrechterhält. Anstelle einer vorgegebenen Desorptionszeit kann die Dauer der Desorption auch in Ab­ hängigkeit des jeweiligen Regenerationsgrades bestimmt werden.

Ausführungsbeispiele des Verfahrens sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Behandlung eines einem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luftstromes in einem Bypass-Modus,

Fig. 2 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Ad­ sorptionsmodus,

Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Desorptionsmodus,

Fig. 4 ein Flußdiagramm für einen Adsorptionsmodus und einen Desorptionsmodus,

Fig. 5 ein Flußdiagramm für den Ablauf unter­ schiedlicher Betriebsmodi,

Fig. 6 die Darstellung unterschiedlicher Betriebs­ modi in Abhängigkeit der relativen Luft­ feuchte,

Fig. 7 und 8 zwei verschiedene Varianten der Abhängig­ keit des Desorptionsmodus vom Betrieb des Fahrzeuges.

In den Fig. 1 bis 3 ist in schematischer Anordnung der Auf­ bau einer Kraftfahrzeugklimaanlage 1 mit einer Sorptions­ einheit 2 gezeigt. Die Sorptionseinheit 2 ist dabei vor­ zugsweise als Sandwich-Sorptionselement ausgebildet, das aus mehreren Lagen unterschiedlicher Sorbentien bestehen kann, die an unterschiedliche Klassen von Schad- und Ge­ ruchsstoffen wie z. B. Kohlenwasserstoffe und saure Gase wie NO₂ und SO₂ angepaßt sind. Auch kann in dieser Sorptions­ einheit ein Schadstoffilter mit einem Lufttrockner kombi­ niert werden. Die Klimaanlage 1 umfaßt in einem Gehäuse 3 zunächst ein Gebläse 4 mit einem daran anschließenden Luft­ kanal 5. In dem Luftkanal 5 befindet sich die Sorptions­ einheit 2, zu der ein die Sorptionseinheit 2 umgehender Bypass 6 gebildet ist, der mittels einer Bypass-Klappe 7 verschließbar ist.

Abströmseitig der Sorptionseinheit und des Bypasses befin­ det sich in dem Gehäuse 3 ein Verdampfer 8 einer Kältean­ lage und stromab des Verdampfers 8 ist ein Heizkörper 9 an­ geordnet, in dem die durchströmende Luft bedarfsweise er­ wärmt wird. Der jeweilige Anteil der durch den Heizkörper 9 oder einen parallel zu diesem befindlichen Bypass 11 strö­ menden Luft wird mittels einer Steuerklappe 12 eingestellt. In den Fig. 1 bis 3 befindet sich diese Klappe 12 in derjenigen Endlage, durch welche der Anteil der im Heiz­ körper aufzuheizenden Luft 100% beträgt. Auf der Abström­ seite des Heizkörpers befinden sich drei in einen Fahr­ zeuginnenraum 10 führende Kanäle, nämlich ein Defroster­ kanal 13, ein Mittelkanal 14 und ein Fußraumkanal 15, die jeweils durch entsprechende Klappen absperrbar sind. Der Defrosterkanal 13 führt in Richtung auf eine Frontscheibe 16 des Fahrzeugs, so daß durch den Defrosterkanal 13 Luft gegen die Innenseite der Frontscheibe 16 geblasen wird.

Im Bereich der Rückseite der Sorptionseinheit 2 befindet sich eine Wechselklappe 17, die zwischen einer den aus der Sorptionseinheit 2 austretenden Luftstrom dem Verdampfer 8 zuführenden Adsorptionsstellung und einer den Luftstrom aus der Sorptionseinheit 2 einem Fortluftkanal 18 zuführenden Desorptionsstellung umschaltbar ist. Der Fortluftkanal 18 mündet vorzugsweise in die Umgebungsluft des Fahrzeugs. Zur Desorption des in der Sorptionseinheit 2 enthaltenen Sor­ bens ist eine elektrische Heizung innerhalb der Sorptions­ einheit 2 vorgesehen, die gemäß Darstellung in Fig. 3 mit elektrischen Anschlußleitungen 19 an das Bordnetz des Fahrzeugs anschließbar ist.

In Fig. 1 ist die Bypass-Klappe 7 geöffnet, und die Wech­ selklappe 17 befindet sich in der den Fortluftkanal 18 ver­ schließenden Adsorptionsstellung. Diese Betriebsweise wird als Bypass-Modus BM bezeichnet, da ein wesentlicher Anteil des vom Gebläse 4 erzeugten Gesamtluftstromes durch den Bypass 6 strömt und ein geringerer Anteil durch die Sorptionseinheit 2, was durch deren Strömungswiderstand bedingt ist. Die durch den Bypass 6 und die Sorptionsein­ heit 2 geführten Teilluftströme vereinigen sich vor dem Verdampfer 8 und werden in diesem abgekühlt, wobei die Luft anschließend in dem nachgeordneten Heizkörper 9 wieder er­ wärmt und dann dem Fahrzeuginnenraum 10 durch die Kanäle 13, 14, 15 zugeführt wird.

In Fig. 2 ist der Adsorptionsmodus AM gezeigt, bei dem die Bypass-Klappe 7 eine den Bypass 6 vollständig ver­ schließende Stellung einnimmt. Die Wechselklappe 17 befin­ det sich weiterhin in der den Fortluftkanal 18 ver­ schließenden Adsorptionsstellung, so daß der vollständig durch die Sorptionseinheit 2 geführte Luftstrom abström­ seitig von diesem ebenfalls durch den Verdampfer 8 und Heizkörper 9 geleitet wird.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Desorptionsmodus DM wird ein Teil des vom Gebläse 4 geförderten Gesamtluftstroms durch den mittels der Bypass-Klappe 7 geöffneten Bypass 6 dem Verdampfer 8 zugeleitet, während der durch die Sorptions­ einheit 2 geführte Teilluftstrom aufgrund der Umschaltung der Wechselklappe 17 in die Desorptionsstellung durch den Fortluftkanal 18 zur Außenseite des Fahrzeugs abgeleitet wird. Sofern während des Desorptionsmodus DM keine Not­ wendigkeit besteht, gleichzeitig dem Fahrzeuginnenraum 10 Luft zuzuführen, was beispielsweise bei abgestelltem Fahr­ zeug der Fall sein kann, ist es durch Schließen der Bypass- Klappe 7 möglich, daß der gesamte vom Gebläse 4 geförderte Luftstrom durch die Sorptionseinheit 2 geleitet wird. In einem solchen Fall kann die Gebläseleistung deutlich redu­ ziert werden, da für eine ausreichende Desorption haupt­ sächlich die Temperatur des Sorbens bzw. der Heizein­ richtung in der Sorptionseinheit 2 ausschlaggebend ist und eine große Luftmenge sich eher nachteilig auf die Wirksam­ keit der Desorption auswirkt.

Die Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm des Ablaufs unterschied­ licher Betriebsmodi, wobei als Standard-Betriebsweise zu­ nächst ein Adsorptionsmodus AM zur Filterung von Schadstof­ fen, insbesondere Benzol und andere Kohlenwasserstoffe so­ wie Schwefeldioxid und Stickstoffoxid dient. In regelmäßi­ gen Abständen oder kontinuierlich wird mit Hilfe eines Gas­ sensors im Luftstrom der vom Gebläse 4 angesaugten Luft die chemische Zusammensetzung der Luft festgestellt und ein entsprechendes Sensorsignal S_G gebildet. In einer Ver­ gleichsstufe V1 wird der jeweils durch den Gassensor er­ mittelte Wert S_G mit einem vorgegebenen Schwellwert S_W verglichen. Liegt der Wert des vom Gassensor gemessenen Signals S_G über dem Schwellwert S_W, wird der augenblick­ liche Status, nämlich Adsorptionsmodus AM beibehalten.

Unterschreitet der Wert des Gassensorsignals S_G den vorge­ gebenen Schwellwert S_W, so führt dies zu einer Änderung des Betriebszustandes, in dem die Vorrichtung in den De­ sorptionsmodus DM umgeschaltet wird. Diese Einstellung des Desorptionsmodus DM wird für eine vorbestimmte, fest einge­ stellte Zeit t_E aufrechterhalten. Dabei wird in einer Ver­ gleichsstufe V2 die seit Aktivierung des Desorptionsmodus DM laufende Desorptionsdauer t_D mit der vorgegebenen Zeit t_E verglichen und festgestellt, wann das Ende des De­ sorptionsmodus erreicht ist. Erst bei positivem Ergebnis dieses Vergleichs wird in einer Stufe t_Drel die Berechnung der relativen Desorptionsdauer t_Drel vorgenommen. Die re­ lative Desorptionsdauer t_Drel wird in einer Vergleichsstufe V3 mit einem Sollwert t_soll verglichen, wobei im Falle, daß die relative Desorptionsdauer t_Drel größer als der Sollwert t_soll ist, der Schwellwert S_W für das Sensorsignal S_G des Gassensors dekrementiert und im Falle, daß dieser kleiner als der Sollwert t_soll ist, der Schwellwert S_W für das Sen­ sorsignal S_G inkrementiert wird.

Das Dekrementieren des Schwellwertes S_W geschieht in der Stufe S_WD, während für das Inkrementieren die Stufe S_WI vorgesehen ist. Der auf diese Weise angepaßte Schwellwert S_W wird einem Programm zur Abfrage des jeweils geeigneten Betriebsmodus zugänglich gemacht. Auf diese Weise wird der Schwellwert S_W für den Start des Desorptionsmodus DM durch Erfassung des Zeitverhältnisses dieser beiden Betriebsmodi und durch einen sehr langsamen Algorithmus ständig opti­ miert, so daß sich im langfristigen Mittel eine vorbe­ stimmte relative Desorptionsdauer t_Drel ergibt. Die mitt­ lere, relative Soll-Desorptionsdauer und die Dauer jeder einzelnen Desorptionsphase ist an das zeitliche Sätti­ gungsverhalten und die Desorptionsdynamik der Sorptionsein­ heit 2 angepaßt und der Elektronik als Sollwert vorgegeben. Alternativ zur Erfassung und Optimierung der mittleren re­ lativen Desorptionsdauer t_Drel kann auch die Adsorptions­ dauer erfaßt und durch das gleiche Verfahren auf einen optimalen Mittelwert gebracht werden.

Die Fig. 5 zeigt als Variante einen Betrieb zur Trocknung der dem Fahrzeuginnenraum 10 zuführbaren Luft, wobei als Standard-Betriebsweise von einem Bypass-Modus BM ausgegan­ gen wird, wie er durch die Fig. 1 dargestellt ist. Als Re­ gelkriterium kann beispielsweise der Taupunkt im Fahrzeug­ innenraum 10 dienen, wobei ein entsprechendes Signal S(Φ) aus dem Meßwert eines im Innenraum 10 angeordneten Luft­ feuchtesensors abgeleitet ist. Bei Überschreitung eines oberen Schwellwertes S(Φ_OS) wird die Sorptionseinheit 2 in einen Taktmodus TM versetzt, bei dem das System in einem festgelegten, an die Sorptionskapazität und die De­ sorptionsdynamik angepaßten Periodenverhältnis zwischen dem in Fig. 2 dargestellten Adsorptionsmodus AM und dem in Fig. 3 dargestellten Desorptionsmodus DM umgeschaltet wird. In einer Vergleichsstufe V5 wird das Signal S(Φ) ständig oder periodisch mit dem Schwellwert verglichen. Ist das Signal S(Φ) größer als ein unterer Schwellwert S(Φ_US), wird der Taktmodus TM beibehalten, anderenfalls erfolgt eine Rück­ schaltung zum Bypass-Modus BM.

In weiterer Ausgestaltung des in Fig. 5 beschriebenen Aus­ führungsbeispiels kann zwischen dem Bypass-Modus BM und dem Taktmodus TM ein geregelter Adsorptionsmodus AM als zusätz­ licher Betriebsmodus vorgesehen werden. Die Umschaltung er­ folgt dabei in Abhängigkeit eines aus einem Feuchte- und/oder Taupunktsensorsignal abgeleiteten Signals S(Φ) zur Regelung einer für die Betriebssicherheit und den Komfort optimalen Luftfeuchtigkeit. Die Standard-Betriebsweise ist dabei zunächst der Bypass-Modus, wie er in Fig. 1 darge­ stellt ist. Bei Erreichen eines ersten Schwellwertes S (Φ1) des aus der relativen Luftfeuchte abgeleiteten Signals wird vom Bypass-Modus BM auf den geregelten Adsorptionsmodus AM umgeschaltet, wie dies aus Fig. 6 deutlich wird. Mit zuneh­ mender Luftfeuchte wird die Bypass-Klappe 7 zunehmend ge­ schlossen und damit der durch die Sorptionseinheit 2 ge­ führte Luftanteil erhöht. Sofern das aus der relativen Luftfeuchte abgeleitete Signal einen zweiten Schwellwert S (Φ2) erreicht, wird auf den Taktmodus TM umgeschaltet, der, wie bereits beschrieben, einen ständigen Wechsel zwischen Adsorption und Desorption veranlaßt, sofern ein vorbe­ stimmter Wert des Regelbereichs, der beispielsweise bei 80% liegen kann, überschritten wird. Wenn das Fahrzeug ab­ gestellt wird, ist es zweckmäßig, einen abschließenden Desorptionsmodus DM einzustellen, so daß die Sorptionsein­ heit 2 wieder regeneriert wird und eine ausreichende Kapa­ zität bei erneuter Inbetriebnahme des Fahrzeugs zur Verfü­ gung steht.

Aus dem in Fig. 7 dargestellten zeitlichen Ablauf t_B des Betriebs des Fahrzeugs in verschiedenen Betriebszuständen, die durch die beiden Zustände "Zündung aus" mit dem Wert 0 und "Zündung ein" mit dem Wert I charakterisiert sind, und den darunter eingetragenen Betriebsmodi der Vorrichtung, nämlich Adsorptionsmodus AM und Desorptionsmodus DM, ist ersichtlich, daß die Vorrichtung im Betriebszustand I des Fahrzeugs im Adsorptionsmodus AM betrieben wird. Beim Ab­ stellen des Fahrzeugs ändert sich das Signal für die Zün­ dung vom Wert I auf den Wert 0, wodurch die Vorrichtung veranlaßt wird, vom Adsorptionsmodus AM in den Desorptions­ modus DM umzuschalten. Der Desorptionsmodus wird für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten, dann die Vorrichtung in den standard-Betriebszustand, nämlich den Adsorptionsmodus AM zurückgeführt und abgeschaltet. Dieser Zustand AM der Vorrichtung wird auch bei erneutem Einschalten der Zündung aufrechterhalten, wie dies durch Fig. 7 deutlich wird. Beim erneuten Abstellen des Fahrzeugs wird wiederum in den Desorptionsmodus DM umgeschaltet und die Desorption in der bereits beschriebenen Art und Weise durchgeführt.

In Fig. 8 ist eine Variante zu Fig. 7 dargestellt, bei welcher der Adsorptionsmodus AM nicht während der gesamten Betriebszeit des Fahrzeugs, sondern lediglich für eine be­ grenzte Dauer bei Fahrtbeginn eingestellt wird. Nach einer vorbestimmten Zeit wird die Vorrichtung in den Bypass-Modus BM umgeschaltet, der dann bis zum Ausschalten der Zündung beibehalten wird. Beim Abstellen des Fahrzeugs erfolgt dann wiederum die Desorption der Sorptionseinheit in den bereits beschriebenen Desorptionsmodus DM, wie dies bereits zu Fig. 7 beschrieben wurde.

Das Verfahren kann auch derart ausgelegt sein, daß der Be­ ginn des Fahrbetriebs durch ein Signal erfaßt wird und zu­ sätzlich oder statt dessen der Beschlagszustand der Wind­ schutzscheibe ermittelt wird. In Abhängigkeit eines ent­ sprechenden Signals wird ein ungeregelter Adsorptionsmodus zur Trocknung bzw. Entfeuchtung der Luft für eine vorgege­ bene Zeit eingeschaltet.

Bei den in Fig. 7 und 8 dargestellten Verfahrensabläufen ist es zweckmäßig, beim Desorptionsmodus DM die Bypass- Klappe 7 geschlossen zu halten und nicht, wie in Fig. 3 dargestellt, in der Öffnungsstellung. Dadurch wird die vom Gebläse 4 zu fördernde Luftleistung deutlich verringert. In diesem Fall sollte auch das Gebläse 4 auf der geringsten Stufe intermittierend betrieben werden, wobei die Taktzei­ ten so gewählt sein können, daß sich die direkt beheizte Sorptionseinheit in der Stillstandsphase des Gebläses auf 70 bis 80% der Beharrungstemperatur aufheizt und während des Laufs des Gebläses um lediglich etwa 20 bis 30% der Beharrungstemperaturspanne durch den Luftstrom abgekühlt wird.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Verwendung eines elektrisch direkt beheiz­ baren, desorbierbaren Filters/Trockners auf der Basis eines Metallträgers ermöglicht. Ein solcher Metallträger kann gleichzeitig als elektrische Zusatzheizung verwendet wer­ den. Ein entsprechender Bedarf für eine solche Zusatz­ heizung ist beispielsweise bei niedrigen Außentemperaturen unmittelbar nach dem Start des Fahrzeugs gegeben, solange die Kühlmitteltemperatur des Antriebsmotors für eine zu­ friedenstellende Beheizung des Fahrzeuginnenraums bzw. zur Beseitigung des Feuchtigkeitsniederschlags an der Wind­ schutzscheibe nicht ausreicht. Für diesen Zusatzheizbetrieb wird die Vorrichtung in dem in Fig. 2 gezeigten Ad­ sorptionsmodus betrieben. Durch eine begrenzte elektrische Leistung wird die Trägerstruktur auf eine Temperatur aufge­ heizt, die deutlich unter der Desorptionstemperatur liegt, jedoch die durch die Sorptionseinheit 2 geführte Luft spür­ bar erwärmt. Da der elektrische Widerstand und damit die Heizleistung zur optimalen Desorption so ausgelegt ist, daß eine maximale Temperatur der metallischen Trägerstruktur von beispielsweise 180°C auch bei fehlendem Luftstrom nicht überschritten werden kann, ist bei zugeschaltetem Gebläse sichergestellt, daß die Filterstruktur nur relativ moderate Oberflächentemperaturen erreicht und es dadurch zu keiner weiteren Desorption von unerwünschten Gasen in den Innen­ raum kommt. Trotzdem wird durch die zugeführte elektrische Leistung von etwa 100 bis 200 W eine entsprechende Erhöhung der Zulufttemperatur erreicht. Diese Betriebsweise ermög­ licht es, das Heizleistungsdefizit während der Warmlauf­ phase des Motors zu überbrücken.

Claims (17)

1. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behand­ lung eines einem Fahrzeugraum (10) zuführbaren Luft­ stromes, der zum Zwecke der Filterung unerwünschter gasförmiger Schadstoffe und/oder der Trocknung durch eine Sorptionseinheit (2) strömbar ist, wobei die Sorptionseinheit (2) diskontinuierlich betreibbar und zeitlich versetzt in mindestens zwei Betriebszustände, nämlich einen Adsorptionsmodus (AM) und einen De­ sorptionsmodus (DM) schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit mindestens eines Parameters der chemischen Zusammensetzung der Luft und/oder der Betriebsart des Fahrzeugs oder einer Fahrzeugkomponente ein Signal erzeugt wird, unter dessen Berücksichtigung in einem elektronischen Steuer­ gerät der jeweils geeignetste Betriebsmodus (AM, BM, DM) bestimmt und die Vorrichtung in diesen Betriebsmo­ dus versetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Filterung als Stan­ dard-Betriebszustand ein die Schadstoffe ausfilternder Adsorptionsmodus (AM) eingestellt wird und bei Unter­ schreitung eines Schwellwertes (S_W) des Signals (S_G) eines die aus der Umgebung des Fahrzeuges angesaugten Außenluft erfassenden Gassensors in den Desorptionsmo­ dus (DM) umgeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Desorptionsmodus (DM) für eine bestimmte Zeit fest eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Häufigkeit der Umschaltung in den Desorptionsmodus (DM) als relative Desorptionsdauer (t_Drel) durch Berechnung ermittelt wird, indem der Schwellwert für den Beginn des De­ sorptionsmodus (DM) durch elektrische Erfassung des Zeitverhältnisses des Adsorptionsmodus (AM) und des Desorptionsmodus (DM) ständig angepaßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit jeder Ad­ sorptionsphase (AM) bis zu Beginn einer neuen De­ sorptionsphase (DM) erfaßt wird und auf eine mittlere, optimal an die Filterkapazität angepaßte Dauer gebracht wird, indem der Schwellwert für den Beginn des De­ sorptionsmodus (DM) ständig angepaßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Fahrzeuges ein Signal (I) erzeugt wird und die jeweils einge­ stellte Gebläsestufe erfaßt wird und bei eingestellter niedriger oder mittlerer Gebläsestufe ein ungeregelter Adsorptionsmodus (AM) zur Filterung eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingestellter höherer Gebläsestufe in einen Bypass-Modus (BM) umgeschaltet wird, so daß der Luftstrom die Sorptionseinheit (2) vollständig oder teilweise umgeht.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschalten in den Desorptionsmodus (DM) der Bypass-Modus (BM) beendet wird und ein den Luftstrom erzeugendes Gebläse (4) intermittierend betrieben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Luftfeuchte (S(Φ)) der im Fahrzeuginnenraum (10) befindlichen Luft ermittelt und in Abhängigkeit dieses Wertes der Ad­ sorptionsmodus (AM) zum Trocknen bzw. Entfeuchten des durch die Sorptionseinheit (2) geführten Luftstroms eingeschaltet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten eines Schwellwertes (S(Φ1)) der Luftfeuchte im Fahrzeuginnen­ raum (10) die Sorptionseinheit (2) in einen geregelten Bypass-Modus (BM) geschaltet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Bypass-Luft­ stromes mit zunehmender Feuchte verringert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen eines Schwellwertes (S(Φ2)) der Luftfeuchte im Fahrzeuginnen­ raum (10) die Sorptionseinheit (2) in einen Taktmodus (TM) geschaltet wird, wobei der Schwellwert (S(Φ2)) für den Taktmodus (TM) vorzugsweise größer ist als der Schwellwert (S(Φ1)) für den geregelten Bypass-Modus (BM).

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert zum Ein­ schalten des Taktmodus (TM) einem vorbestimmten Wert des Regelbereichs des Reglers entspricht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Fahrbetriebs durch ein Signal (I) erfaßt und die Außentemperatur ge­ messen wird und in Abhängigkeit der Temperatur bis zu einer vorgegebenen Temperaturschwelle ein ungeregelter Adsorptionsmodus (AM) zur Trocknung bzw. Entfeuchtung der Luft eingeschaltet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Fahrbetriebs durch ein Signal (I) erfaßt und/oder der Beschlagszu­ stand der Windschutzscheibe (16) durch einen Beschlag- Sensor erfaßt und in Abhängigkeit dessen Signals ein ungeregelter Adsorptionsmodus (AM) zur Trocknung bzw. Entfeuchtung der Luft für eine vorgegebene Zeit einge­ schaltet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abstellen des Fahr­ zeugs ein Signal (0) an das elektrische Steuergerät ge­ geben wird, infolgedessen für eine vorbestimmte Zeit der Desorptionsmodus (DM) aktiviert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Starten des Fahrzeugs ein Signal erzeugt und die Temperatur des Kühlmittels des Antriebsmotors erfaßt wird und bei einem Heiz­ leistungsdefizit die Sorptionseinheit (2) während des Adsorptionsmodus (AM) für eine bestimmte Zeit elektrisch beheizt und gleichzeitig das Gebläse (4) in einer mittleren oder hohen Gebläsestufe betrieben wird.