DE60301972T2

DE60301972T2 - Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage

Info

Publication number: DE60301972T2
Application number: DE60301972T
Authority: DE
Inventors: Julien Quilliard; Jean-François Launois; Jean-Claude Petesch
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: GB0201598D0; EP1331114A1; US20030140642A1; DE60301972D1; US7331188B2; EP1331114B1; ATE307732T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Steuerung einer HLK-Anlage und insbesondere einer HLK-Anlage eines Fahrzeugs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die meisten Fahrzeuge sind heutzutage mit einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK-Anlage) ausgestattet, um die Luft im Fahrgastraum bei einer eingestellten Wunschtemperatur zu halten.
Ein Problem, das bei solchen mit einer HLK-Anlage ausgerüsteten Fahrzeugen auftreten kann, besteht darin, dass – wenn das Fahrzeug nach Betrieb des HLK-Kühlgeräts (d.h., dass die HLK-Anlage als Klimaanlage verwendet wurde) stillsteht und nach einer gewissen Zeit wieder benutzt wird – große Mengen feuchtigkeitshaltiger Luft auf die Windschutzscheibe geblasen werden können, wenn die HLK-Anlage auf Entfrostung der Windschutzscheibe eingestellt ist. Diese feuchtigkeitshaltige Luft kann im Fahrzeug an der Glasfläche kondensieren, was zu plötzlichem Beschlagen (oft als „Flash- Fogging" bezeichnet) führt und demzufolge die Sicht des Fahrers beeinträchtigt.
Dieses Beschlagen wird hauptsächlich durch den Verdampfer des HLK-Kühlgeräts verursacht, der während des vorherigen Klimatisierungsbetriebs gekühlt wurde und deshalb eine beträchtliche Menge Wasser aufweist, das an der Verdampferoberfläche kondensierte. Bei Stillstand des Fahrzeugs oder Abschalten des HLK-Kühlgeräts erwärmt sich der Verdampfer auf eine über der Temperatur der Außenluft liegende Temperatur, so dass die großen Wassermengen an den Oberflächen die wärmere Luft in der HLK-Anlage rings um den Verdampfer mit Feuchtigkeit sättigen. Schaltet man das Gebläse der HLK-Anlage in diesem Zustand ein, wird die feuchtigkeitshaltige Luft vom Verdampfer fortgelenkt; wenn die Luft dann aus der Entfrosterdüse ausströmt, schlägt sich die Feuchtigkeit an der Glasfläche nieder.
Um die Probleme mit dem Beschlagen bei Fahrzeugen zu minimieren, die mit einer Klimaautomatikeinheit zur Steuerung der HLK-Anlage ausgestattet sind, ist die Klimaautomatikeinheit normalerweise so programmiert, dass sie beim Anlassen des Fahrzeugs Luft durch die Bodenlüfter bläst. Die sehr feuchte Luft wird somit nicht auf die Windschutzscheibe gelenkt. Es wurde jedoch beobachtet, dass eine gewisse Menge feuchtigkeitshaltiger Luft durch die Entfrosterdüse strömt (die nicht fest geschlossen werden kann), so dass die Windschutzscheibe oft noch beschlägt. Ferner wird die Klimaautomatik zur schnellen Reduzierung der Feuchtigkeit in der geblsenen Luft normalerweise so programmiert, dass sie bei Anspringen des Verbrennungsmotors das Kühlgerät betreibt (d.h. den Kompressor einschaltet); der Kompressor bleibt dabei dauerhaft eingeschaltet, um zu vermeiden, dass ein erneutes Beschlagen wegen Abschaltens des Kühlgeräts eintritt. Leider wirkt sich der Dauerbetrieb des Kühlgeräts beträchtlich auf den Kraftstoffverbrauch aus, was sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus umweltbezogenen Gründen von Nachteil ist. Es ist ferner anzumerken, dass – wenn das Beschlagen nicht verhindert werden müsste – die Klimaanlage bei Außentemperaturen, die ein Beschlagen der Scheiben verursachen (im Allgemeinen zwischen 3 und 15°C), normalerweise abgeschaltet wäre, da die HLK-Anlage normalerweise einen erwärmten Luftstrom liefert.
Um das plötzliche Beschlagen zu vermeiden, wird die Entfrosterdüse bekannterweise mit einer Klappe versehen, die die Entfrosterdüse dicht schließen kann. Die Verwendung einer solchen Klappe macht die Konstruktion der HLK-Anlage aber komplizierter und vergrößert deren Abmessungen und Herstellungskosten.
Das US-Patent 5,983,649 befasst sich ebenfalls mit dem Problem des Beschlagens beim Anspringen des Verbrennungsmotors und schlägt vor, das HLK-Gebläse abzuschalten, während der Kompressor des Kühlgeräts eingeschaltet ist, um den Verdampfer zu kühlen. Sobald der Verdampfer eine ausreichend tiefe Temperatur erreicht hat, um die Feuchtigkeit der in der HLK-Anlage enthaltenen Luft zu kondensieren (was 10 bis 18 Sekunden dauern könnte), wird das Gebläse eingeschaltet. Dieses Verfahren verhindert tatsächlich, dass feuchte Luft in den Fahrgastraum geblasen wird. Am Ende dieser speziellen Startreihenfolge läuft die HLK-Anlage gemäß den Hauptkomfortprogrammen, die normalerweise den Kompressor eingeschaltet lassen, aber erwärmte Luftströme liefern. Ein Abschalten des Kompressors beim Einschalten des Gebläses würde nämlich auch in den meisten Fällen – d.h. 10 bis 18 Sekunden nach Anspringen des Verbrennungsmotors – zum Beschlagen der Scheibe führen. Daher bietet das Verfahren des US-Patents 5,983,649 eine interessante Lösung zur Verhinderung des Beschlagens, das häufig beim Abschalten des Klimatisierungsbetriebs (d.h. Abschalten des Kompressors) eintritt.
Das US-Patent 5,624,310 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Klimatisierung von Fahrzeugen, bei dem der Lüfter für einen Zeitraum nach Einschalten der Klimaanlage abgeschaltet bleibt, um das Beschlagen der Windschutzscheibe von innen zu verhindern, nachdem das Fahrzeug mit ausgestelltem Verbrennungsmotor geparkt wurde.
ZIEL DER ERFINDUNG
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer HLK-Anlage bereitzustellen, das das Beschlagen verhindert und eine Energieeinsparung ermöglicht. Dieses Ziel wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erreicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK-Anlage), wobei die HLK-Anlage eine einer Scheibe zugeordnete Luftdüse aufweist, um einen Luftstrom mit geregelter Temperatur darauf zu blasen. Die HLK-Anlage hat ein Kühlgerät mit einem Kompressor und einem Verdampfer sowie ein Blasmittel, um Luft über den Kompressor zur Luftdüse führen. Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei dem der Kompressor bei Abschalten des Blasmittels während eines ersten Zeitraums eingeschaltet wird, um die Feuchtigkeit der in der HLK-Anlage enthaltenen Luft zu kondensieren.
Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren einen zweiten Schritt, der Folgendes umfasst: bei Ablauf des ersten Zeitraums das Einschalten des Blasmittels und die Beibehaltung des eingeschalteten Zustands des Kompressors während eines zweiten Zeitraums, um die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft ausreichend zu senken, und dann das Abschalten des Kompressors bei Ablauf des zweiten Zeitraums.
Der erste Schritt ermöglicht das Kondensieren der Feuchtigkeit der anfangs in der HLK-Baueinheit enthaltenen Luft, so dass die von der HLK- Anlage geblasene Luft kein Beschlagen der Scheibe verursacht, wenn das Blasmittel im zweiten Schritt eingeschaltet wird. Der Kompressor bleibt im zweiten Schritt für einen gewissen Zeitraum eingeschaltet, um die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft auf einen bestimmten Wert zu senken, bevor er abgeschaltet wird. Ein Verdienst der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass herausgefunden wurde, dass die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft ein Kriterium ist, das die Bestimmung des Zeitpunkts ermöglicht, bei dem der Kompressor abgeschaltet werden kann, ohne anschließend ein Beschlagen zu verursachen. Das vorliegende Verfahren ist folglich besonders von Vorteil, da das Abschalten des Kompressors eine wesentliche Kraftstoffeinsparung ermöglicht. Ferner wird das Kühlgerät in der gegenwärtigen praktischen Anwendung dauerhaft zu dem alleinigen Zweck verwendet, Probleme durch Beschlagen zu vermeiden, wohingegen bei Außentemperaturen, bei denen Scheiben beschlagen können, die einströmende Luft überhaupt nicht gekühlt werden muss und die HLK-Anlage im Allgemeinen auf Zufuhr erwärmter Luft eingestellt ist.
Um die Ansammlung von Wasser auf dem Verdampfer zu minimieren, sollte der zweite Zeitraum vorteilhafterweise so kurz wie möglich sein; dies bedeutet, dass der Kompressor vorzugsweise abgeschaltet werden sollte, sobald für den Taupunkt bestimmt ist, dass er nach dem Einschalten des Kompressors im ersten Schritt ausreichend gesenkt wurde. Bei der praktischen Anwendung des vorliegenden Verfahrens wird davon ausgegangen, dass der Kompressor abgeschaltet werden kann, wenn die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft um zumindest einen vorbestimmten Temperaturwert unter der Temperatur der Scheibe liegt, auf die die Luft durch die Luftdüse zu blasen ist. Dieser vorbestimmte Temperaturwert beträgt vorzugsweise 10°C, bevorzugter 15°C.
Demzufolge umfasst das Verfahren vorzugsweise die Überwachung eines Parameters, der die Taupunkttemperatur der Luft in der HLK-Anlage angibt, und eines Parameters, der die Temperatur der Scheibe angibt. Das Ende des zweiten Zeitraums wird also auf Grundlage dieser zwei Parameter bestimmt.
Es ist anzumerken, dass man zwecks höherer Genauigkeit diesen vorbestimmten Temperaturwert von der Außentemperatur abhängig machen kann.
Alternativ kann das Ende des zweiten Zeitraums durch Ablauf eines Zeitschalters vorbestimmter Dauer bestimmt werden, die der Zeit entspricht, die für das Absinken der Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft um zumindest einen vorbestimmten Temperaturwert unter die Scheibentemperatur geschätzt wird. Der vorbestimmte Temperaturwert beträgt vorzugsweise 10°C, bevorzugter 15°C. Diese vorbestimmte Dauer kann anhand von Tests ermittelt werden und ist normalerweise für einen bestimmten Typ einer HLK-Anlage spezifisch. Die Dauer des Zeitschalters kann auf Wunsch von der Außentemperatur abhängig gemacht werden.
Man kann das Ende des ersten Zeitraums des ersten Schritts durch den Ablauf eines Zeitschalters vorbestimmter Dauer bestimmen und dadurch das Kondensieren der Feuchtigkeit ermöglichen. Die Dauer dieses Zeitschalters kann wieder anhand von Tests ermittelt werden und ist normalerweise für einen bestimmten Typ einer HLK-Anlage spezifisch. Die Dauer des Zeitschalters kann auf Wunsch von der Außentemperatur abhängig gemacht werden.
Wenn die HLK-Anlage jedoch so konfiguriert ist, dass sie den den Taupunkt angebenden Parameter und den die Scheibentemperatur angebenden Parameter überwacht, kann man das Ende des ersten Schritts auch auf Grundlage dieser beiden Parameter bestimmen. Der erste Schritt wird demgemäß vorzugsweise abgebrochen, sobald die Taupunkttemperatur der Luft in der HLK-Anlage unter die Scheibentemperatur gesunken ist.
Da das plötzliche Beschlagen im Allgemeinen bei Außentemperaturen zwischen 3 und 15°C beobachtet wird, kann der Beginn des ersten Schritts vom Außentemperaturbereich abhängig gemacht werden. Der erste Schritt wird vorzugsweise gestartet, wenn die Außentemperatur im Bereich von 2 bis 20°C liegt, wodurch ein Beschlagen verhindert werden sollte.
Das vorliegende Verfahren ist besonders gut daran angepasst, zur Steuerung einer HLK-Anlage eingesetzt zu werden, die dem Innenraum eines Fahrzeugs zugeordnet ist, um das Klima darin zu regeln und das Beschlagen der Windschutzscheibe bei Anspringen des Verbrennungsmotors zu vermeiden, wobei die HLK-Anlage eine Entfrosterdüse aufweist, die Luft auf die Windschutzscheibe bläst. Da das plötzliche Beschlagen in der Regel nur dann eintritt, wenn das Fahrzeug über einen gewissen Zeitraum stillstand, kann das Verfahren einen ruhenden Zeitschalter umfassen; der erste Schritt wird dann nur gestartet, wenn der ruhende Zeitschalter noch nicht abgelaufen ist. Die Dauer eines solchen Zeitschalters kann ungefähr 12 Stunden betragen.
Im Falle einer KFZ-HLK-Anlage umfasst Letztere normalerweise einen Bodenlüfter, der die Luft von der Windschutzscheibe fortlenkt; und die HLK-Anlage sollte vorzugsweise so betrieben werden, dass sie während des zweiten Schritts die Verteilung der Luft sowohl durch diesen Bodenlüfter als auch durch die Entfrosterdüse ermöglicht.
Darüber hinaus ist eine KFZ-HLK-Anlage normalerweise auch in der Lage, die geblasene Luft umzuwälzen und/oder Frischluft einzusaugen. Die HLK-Anlage wird dann vorteilhafterweise so betrieben, dass sie die Luft während des ersten Schritts nur umwälzt, um so den so genannten Staudruckeffekt zu verhindern, wenn das Fahrzeug sehr schnell zu fahren beginnt, d.h., dass Luft bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs durch den HLK-Frischlufteinlass gedrückt wird.
Bei Ende des zweiten Schritts kann die HLK-Anlage dann gemäß den normalen Komfortprogrammen gesteuert werden. Wie bereits im Hinblick auf die Außentemperatur von beispielsweise 3 bis 15°C gesagt wurde, betreibt die der HLK-Einheit zugeordnete Steuereinheit die HLK-Anlage normalerweise im Entfrostungsmodus, bei dem unter anderem meist erwärmte Luft auf die Windschutzscheibe geblasen wird. Da der Taupunkt der Luft bei Ende des zweiten Schritts weit unter der Temperatur der Windschutzscheibe liegt, sich sehr geringe Feuchtigskeitsmengen auf dem Verdampfer angesammelt haben und die Temperatur der Windschutzscheibe fortschreitend ansteigt, besteht nicht das Risiko, dass nach dem Abschalten des Kompressors ein Beschlagen eintritt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nun bespielhaft anhand der begleitenden Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
1: ein Ablaufdiagramm, das eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
Das vorliegende Verfahren zur Steuerung einer HLK-Anlage wird nun anhand einer KFZ-HLK-Anlage beschrieben, die das Klima im Fahrgastraum steuert.
Eine HLK-Anlage umfasst üblicherweise ein Kanalsystem, das einen Einlasskanal für die Außenluft, der Außen- oder Frischluft von der Außenseite des Fahrzeugs aufnimmt, und einen Umluftkanal aufweist, der Luft aus dem Fahrgastraum aufnimmt. Die Luft kann durch ein von einem Elektromotor angetriebenes Gebläse in die HLK-Anlage eingeführt werden.
Die Luft kann in der HLK-Anlage durch ein Kühlgerät und ein Heizmittel vorkonditioniert werden. Das Kühlgerät hat in der Regel einen Kompressor, einen Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer, die durch Leitungen verbunden sind, um das Kühlmittel in diesem Kühlmittelkreislauf zu zirkulieren, wie es in der Technik gut bekannt ist. Der Kompressor wird entweder von dem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor angetrieben, während der Verdampfer im Kanalsystem eingebaut ist, wo die Wärme wegen des Verdampfungsprozesses dem ankommenden Strom der über den Verdampfer streichenden Frischluft entzogen und die Luft dadurch gekühlt wird.
Das Heizmittel umfasst im Allgemeinen einen im Kanalsystem hinter dem Verdampfer eingebauten Heizungs-Wärmetauscher. Der Heizungs-Wärmetauscher ist so mit dem Wasserkühlsystem des Verbrennungsmotors verbunden, dass er durch das vom Verbrennungsmotor kommende Kühlmittel erwärmt wird. Der Fluss des Motorkühlmittels zum Heizungs-Wärmetauscher kann durch ein Thermostatventil geregelt werden. Der Anteil der über den Heizungs-Wärmetauscher streichenden Luft wird durch einen ersten Verteiler in Form eines Schieberventils geregelt, das generell als Heizungsklappe bekannt ist und durch ein Stellelement betätigt wird.
Die erwärmte Luft (falls vorhanden) und die nicht erwärmte Luft werden in einer Mischkammer vor einem als Verteilungsklappe bezeichneten zweiten Verteiler wieder gemischt und strömen anschließend über mehrere Auslasskanäle in den Fahrgastraum, die zu verschiedenen Bereichen davon führen. Die Auslasskanäle enden in Luftdüsen, die nach ihrer Position im Fahrgastraum benannt sind, wie beispielsweise Armaturenbrett-Luftdüsen, Entfrosterdüsen und Bodenlüfter.
Die Verteilungsklappe wird durch ein Stellelement betätigt, um die Luftverteilung zwischen Armaturenbrett-Luftdüsen, Entfrosterdüsen und Bodenlüftern zu bestimmen.
Die jeweiligen Anteile der in das HLK-Kanalsystem eintretenden Umluft und Frischluft werden durch einen als Umluftklappe bezeichneten dritten Verteiler geregelt, der durch ein Stellelement betätigt wird.
Die HLK-Anlage wird generell durch eine Klimaautomatikeinheit gesteuert, die Rechenmittel, die in Verbindung mit mehreren Sensoren in der HLK-Anlage und dem Fahrgastraum stehen, sowie eine Benutzerschnittstelle umfasst, die dem Fahrer bzw. den Fahrgästen ermöglicht, zwischen manuellen Einstellungen und automatischen Betriebsarten hin- und herzuschalten.
Wie bereits erklärt wurde, wird durch den Betrieb des Kühlgeräts Wasser auf dem Verdampfer kondensiert. Nachdem das Fahrzeug stillsteht, verdampft dieses kondensierte Wasser und bleibt unter bestimmten Bedingungen in der HLK-Anlage. Wenn dann der Luftstrom beim nächsten Fahrzeugstart auf die Windschutzscheibe gelenkt wird, kann dieser verbleibende Dampf zum plötzlichen Beschlagen der Windschutzscheibe führen, wodurch unsichere und unkomfortable Bedingungen entstehen, die das Fahren des Fahrzeugs beeinträchtigen können.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht, dass das plötzliche Beschlagen der Windschutzscheibe beim Anlassen des Fahrzeugs verhindert wird, und ist besonders interessant, wenn die Konstruktion der HLK-Anlage kein Verschließen der Entfrosterdüse zulässt.
Um das pötzliche Beschlagen der Windschutzscheibe zu verhindern, umfasst das vorliegende Verfahren zur Steuerung der HLK-Anlage im Wesentlichen folgende Schritte:
Erster Schritt: beim Anlassen (10) des Fahrzeugs: die Fahrzeuglüftung abschalten und den Kompressor der Klimaanlage für einen vorbestimmten Zeitraum (16, 18) oder so lange eingeschaltet lassen, bis mindestens ein weiterer für das Betriebsverhalten der Klimaanlage relevanter Parameter einen vorbestimmten Grenzwert erreicht hat; und
zweiter Schritt: nach Ende (20) des ersten Schritts die Lüftung der HLK-Anlage mit einer vorbestimmten Gebläsestufe starten (22) und die Klimaanlage für einen vorbestimmten Zeitraum oder so lange eingeschaltet lassen, bis mindestens ein weiterer für ein Beschlagen der Windschutzscheibe relevanter Parameter einen vorbestimmten Grenzwert erreicht hat (24, 26).
Eine bevorzugte Ausführung des vorliegenden Verfahrens wird nun detaillierter anhand von 1 erklärt. Dieses Verfahren wird vorteilhafterweise so in die Klimaautomatikeinheit einprogrammiert, dass es ab dem Anlassen des Fahrzeugs durch diese Einheit durchgeführt werden kann.
Der erste Schritt 10 des Verfahrens besteht darin, die Zündung des Verbrennungsmotors zu überwachen, wobei die Klimaautomatikeinheit ab diesem Moment die Steuerung der HLK-Einheit übernehmen sollte. Dies kann dadurch realisiert werden, dass der Anlassermotor durch einen Sensor überwacht wird und dann die Drehzahl des Verbrennungsmotors überwacht wird, um zu überprüfen, ob der Verbrennungsmotor läuft.
Beim Anlassen wird vorzugsweise überprüft, ob die Außentemperatur in dem Bereich liegt, bei dem ein Beschlagen der Windschutzscheibe wahrscheinlich ist. Demnach überprüft der Abfrageschritt 14, ob die Außentemperatur T_AUSSEN im Bereich von 2 bis 20°C liegt.
Falls die Antwort auf den Schritt 14 negativ ist, besteht nicht das Risiko des Beschlagens, so dass eine Rückkehr zu den Hauptkomfortprogrammen 28 folgt.
Falls die Antwort auf den Abfrageschritt 14 positiv ist, wird das Gebläse sofort abgeschaltet, während der Kompressor eingeschaltet wird (Schritt 16). Es ist anzumerken, dass das Einschalten des Kompressors nach Erkennung der Zündung beim Schritt 10 um einige Sekunden verzögert werden kann, damit der Verbrennungsmotor stabile Laufbedingungen erreicht. Durch das Abschalten des Gebläses wird vermieden, dass die im HLK-Kanalsystem enthaltene feuchte Luft geblasen wird, die wegen Verdampfens des auf dem Verdampfer kondensierten Wassers entstand. Darüber hinaus bewirkt das Einschalten des Kompressors die Kühlung des Verdampfers, so dass die Feuchtigkeit der im HLK-Kanalsystem enthaltenen Luft kondensiert.
Vorzugsweise umfasst das vorliegende Verfahren ferner einen Schritt 18, bei dem die Verteilungsklappe betätigt wird, um den kombinierten Boden/Entfrostungs-Verteilungsbetrieb einzuschalten. Außerdem wird vorzugsweise die Umluftklappe in die Nur-Umluft-Stellung umgeschaltet. Dies dient dazu, den so genannten Staudruckeffekt zu verhindern, wenn das Fahrzeug sehr schnell zu fahren beginnt, d.h., dass Luft bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs durch den HLK-Frischlufteinlass gedrückt wird.
Der nächste Abfrageschritt 20 ist so ausgelegt, dass die Bedingungen der Schritte 16 und 18 für einen bestimmten Zeitraum beibehalten werden, der ermöglicht, dass der Verdampfer eine ausreichend tiefe Temperatur erreicht, um einen Großteil der im HLK-Kanalsystem enthaltenen Feuchtigkeit zu kondensieren.
Es versteht sich bei der vorliegenden Ausführung, dass davon ausgegangen wird, dass die Feuchtigkeit der Luft ausreichend reduziert ist, wenn die Taupunkttemperatur der Luft TP_LUFT in der HLK-Einheit unter die Temperatur der Windschutzscheibe T_W absinkt. Demzufolge werden der Taupunkt der Luft TP_LUFT und die Windschutzscheiben-Temperatur T_W überwacht. Den Taupunkt der Luft TP_LUFT kann man durch Messung der Temperatur und der Luftfeuchte im HLK-Kanalsystem ermitteln. Die Windschutzscheiben-Temperatur T_W kann von einem Temperatursensor erkannt werden, der an der Innenseite der Windschutzscheibe befestigt ist.
Daher vergleicht der Abfrageschritt 20 die Taupunkttemperatur der Luft TP_LUFT in der HLK-Einheit mit der Temperatur der Windschutzscheibe T_W. Es dauert normalerweise ungefähr 15 bis 60 Sekunden, bis der Taupunkt der Luft TP_LUFT unter die Windschutzscheiben-Temperatur T_W absinkt.
Wenn beim Abfrageschritt 20 eine positive Antwort vorliegt, wird anschließend im nächsten Schritt 22 das Gebläse eingeschaltet – vorzugsweise bei einer vorbestimmten niedrigen Gebläsestufe –, während der Kompressor noch eingeschaltet ist. Dadurch kann ein schwacher Strom relativ trockener Luft auf die Windschutzscheibe geblasen werden.
Nach dem Einschalten des Gebläses werden der Taupunkt der von der HLK geblasenen Luft TP_LUFT und die Windschutzscheiben-Temperatur T_W wieder überwacht und diese Temperaturen im nächsten Abfrageschritt 24 verglichen. Es wurde in der Tat herausgefunden, dass die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft ein Kriterium ist, mit dem sich der Moment bestimmen lässt, ab dem der Kompressor abgeschaltet werden kann, ohne dass danach ein Beschlagen eintritt. Bei dem vorliegenden Verfahren wird davon ausgegangen, dass ein Absinken des Taupunkts der Luft TP_LUFT um mindestens 10°C, vorzugsweise ungefähr 15°C, unter die Windschutzscheiben-Temperatur T_W ausreicht, um ein Beschlagen der Scheibe beim Abschalten des Kompressors zu vermeiden. Sobald beim Schritt 24 eine positive Antwort vorliegt, was normalerweise nicht länger als 60 Sekunden dauert, erfolgt die Abschaltung des Kompressors (Schritt 26) und anschließend eine Rückkehr zu den Hauptkomfortprogrammen 28.
Es versteht sich, dass der Kompressor beim Schritt 26 normalerweise nur für einen kurzen Zeitraum aktiv war (in der Regel unter zwei Minuten ab Einschalten des Kompressors beim Schritt 16), so dass die in der Nähe des Verdampfers kondensierte Wassermenge gering ist. Es besteht somit nicht das Risiko, dass ein Beschlagen eintritt, da der Taupunkt der von der HLK geblasenen Luft ab dem Moment sehr niedrig ist, in dem der Kompressor abgeschaltet wird. Nach einiger Zeit steigt der Taupunkt fortschreitend an, da sich der Verdampfer wegen des abgeschalteten Kompressors erwärmt. Da frische Außenluft jedoch nur geringe Mengen Wasser enthält und sich die Windschutzscheibe ebenfalls fortschreitend erwärmt, besteht nicht das Risiko, dass die Scheibe während der restlichen Fahrt beschlägt.
Es bleibt anzumerken, dass das vorliegende Verfahren in dem Fall, wo das Risiko des Beschlagens erkannt wurde (Schritt 14), einen abschließenden Schritt (der nach dem Schritt 26 folgt) des automatischen Umschaltens auf ein Entfrostungs-Komfortprogramm umfassen könnte, bei dem hauptsächlich die Gebläsegeschwindigkeit erhöht und die Verteilungsklappe betätigt wird, um erwärmte Luft durch die Entfrosterdüse auf die Windschutzscheibe zu blasen. Dieses Entfrostungsprogramm sollte auch das Abschalten der Umluft-Betriebsart einschließen.
Es versteht sich, dass das Verhindern des Beschlagens der Scheibe die Sicherheit betrifft und dass dem vorliegenden Verfahren vorzugsweise Priorität vor den anderen Komfortprogrammen eingeräumt werden sollte, die in die Klimaautomatikeinheit einprogrammiert sind. Dies bedeutet, dass es vorzugsweise bei jedem Anlassen des Verbrennungsmotors vor irgendeinem anderen Komfortprogramm durchgeführt werden sollte.
Bei der vorliegenden Ausführung des Verfahrens werden die Taupunkttemperatur der Luft TP_LUFT und die Windschutzscheiben-Temperatur T_W vorzugsweise mit speziellen Sensoren gemessen. Die Schritte 20 und 24 können jedoch auch mit Schätzwerten dieser Temperaturen durchgeführt werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK-Anlage), die eine einer Scheibe zugeordnete Luftdüse aufweist, um darauf einen Luftstrom mit gesteuerter Temperatur zu blasen; wobei die HLK-Anlage ein Kühlgerät mit einem Kompressor und einem Verdampfer und ein Blasmittel aufweist, um Luft über den Verdampfer zur Luftdüse zu führen, wobei das Verfahren einen ersten Schritt (14, 16, 18) umfasst, bei dem, während eines ersten Zeitraums, der Kompressor eingeschaltet wird und das Blasmittel abgeschaltet wird, um die Feuchtigkeit der in der HLK-Anlage enthaltenen Luft zu kondensieren; gekennzeichnet durch einen zweiten Schritt (20, 22, 24, 26) umfassend, bei Ablauf des ersten Zeitraums, das Einschalten des Blasmittels (22) und die Beibehaltung des eingeschalteten Zustands des Kompressors während eines zweiten Zeitraums, um die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft in Bezug auf die Temperatur der Scheibe ausreichend zu senken, und das Abschalten des Kompressors (26) bei Ablauf des zweiten Zeitraums.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schritt die Überwachung eines Parameters, der die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft angibt, und eines Parameters, der die Temperatur der Scheibe angibt, umfasst; und der zweite Zeitraum endet, wenn basierend auf den überwachten Parametern bestimmt ist, dass die Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft um mindestens einen vorbestimmten Temperaturwert unter der Temperatur der Scheibe liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zeitraum bei Ablauf eines vorbestimmten Zeitschalters endet, dessen Dauer der Zeit entspricht, die für das Absinken der Taupunkttemperatur der von der HLK-Anlage geblasenen Luft um zumindest einen vorbestimmten Temperaturwert unter die Scheibentemperatur geschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Temperaturwert mindestens 10°C, vorzugsweise 15°C, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Temperaturwert von der Außentemperatur abhängt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des vorbestimmten Zeitschalters des zweiten Schritts von der Außentemperatur abhängt.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blasmittel beim zweiten Schritt bei einer vorbestimmten niedrigen Gebläsestufe betrieben wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt die Überwachung eines Parameters, der die Taupunkttemperatur der Luft in der HLK-Anlage angibt, und eines Parameters, der die Temperatur der Scheibe angibt, umfasst; und der erste Zeitraum endet, wenn basierend auf den überwachten Parametern bestimmt ist, dass die Taupunkttemperatur der Luft in der HLK-Anlage unter der Temperatur der Scheibe liegt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zeitraum bei Ablauf eines Zeitschalters vorbestimmter Dauer endet.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt gestartet wird, wenn die Außentemperatur in einen vorbestimmten Temperaturbereich, vorzugsweise zwischen 2 und 20°C, liegt.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt gestartet wird, wenn die HLK-Anlage für eine vorbestimmte Dauer im Stillstand war.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die HLK-Anlage geblasene Luft umwälzen und/oder Frischluft einsaugen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die HLK-Anlage während des ersten Schritts nur auf Luftumwälzung eingestellt ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Schritt ein erwärmter Luftstrom von der Luftdüse geliefert wird, um die Scheibe zu erwärmen.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die HLK-Anlage einem Innenraum eines Fahrzeugs zugeordnet ist, um das Klima darin zu steuern, und wobei die Düse eine einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs zugeordnete Entfrosterdüse ist.