DE102004008970A1 - Verfahren zum Betrieb eines Gebläses einer Klimaanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Beschlagens einer Scheibe, bei dem nach Abstellen eines Fahrzeugs ein Gebläse (5), insbesondere ein Belüftungsgebläse, einer Klimaanlage (1) betrieben wird, wobei der Ladezustand einer Batterie (10) des Fahrzeugs erfasst wird und überprüft wird, ob die Klimaanlage (1) vor Abstellen des Fahrzeugs im Kältebetrieb betrieben wurde, und das Gebläse (5) nach Erkennung des Abstellens des Fahrzeugs nur eingeschaltet wird oder eingeschaltet bleibt, wenn die Klimaanlage (1) vor Abstellen des Fahrezeug im Kältebetrieb betrieben wurde und der Ladezustand der Batterie (10) ausreichend ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Beschlagens einer Scheibe eines Fahrzeugs, bei dem nach Abstellen des Fahrzeugs ein Gebläse, insbesondere ein Belüftungsgebläse, einer Klimaanlage betrieben wird.
• Klimaanlagen in Fahrzeugen haben den Nachteil, dass beim Abstellen des Fahrzeugs, nachdem die Klimaanlage betrieben wurde, Kondensatfeuchte in der Klimaanlage verbleibt. Feuchtigkeit in der Klimaanlage, insbesondere im Klimakasten und am Kältemittelverdampfer, kann zu unangenehmer Geruchsbildung und zum Feuchtigkeitsniederschlag auf den Scheiben bei erneutem Betrieb der Klimaanlage führen.
• Dies kann vermieden werden, wenn nach dem Abstellen des Fahrzeuges das Belüftungsgebläse für den Fahrzeuginnenraum eine gewisse Zeit nachläuft. Die einfachste Methode wäre, einen Gebläsenachlauf nach Abschalten der Zündung für einige Zeit analog zum Nachlauf des Kühlerventilators zu realisieren. Das Gebläse müsste hierzu auf eine relativ niedrige Stufe geschaltet werden. Diese Betriebsweise hätte jedoch den Nachteil, dass sie keine Rücksicht auf den optimalen Einsatz der elektrischen Energie zum Betrieb des Gebläses nimmt.
• Aus der EP 0 656 273 A1 ist es bekannt, das Abstellen eines Fahrzeuges zu detektieren. Wenn das Abstellen des Fahrzeugs detektiert wurde, wird ein Gebläse in einer hohen Gebläsestufe betrieben. Dadurch werden Wassertröpfchen, die am Kältemittelverdampfer vorhanden sind, durch die Gebläseluft weggeblasen. Auf diese Weise kann das Beschlagen von Scheiben beim erneuten Einschalten der Klimaanlage verhindert werden. Allerdings ist diese Vorgehensweise unter energetischen Gesichtspunkten ungünstig.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Feuchtigkeit aus der Klimaanlage bei geringem Energiebedarf entfernt werden kann.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem der Ladezustand einer Batterie erfasst wird und überprüft wird, ob die Klimaanlage vor Abstellen des Fahrzeugs im Kältebetrieb betrieben wurde, und das Gebläse nach Erkennen des Abstellens des Fahrzeugs nur eingeschaltet wird oder eingeschaltet bleibt, wenn die Klimaanlage vor Abstellen des Fahrzeugs im Kältebetrieb betrieben wurde und der Ladezustand der Batterie für die Entfeuchtung der Klimaanlage ausreichend ist.
• Das Gebläse wird nach Abstellen des Fahrzeugs daher nur betrieben, wenn auch Feuchtigkeit vorhanden ist, die entfernt werden muss. Dies ist nur der Fall, wenn vor Abstellen des Fahrzeugs die Klimaanlage im Kältebetrieb betrieben wurde. Außerdem wird der Ladezustand der Batterie überwacht, so dass das Gebläse nur betrieben wird, wenn der Ladezustand der Batterie ausreichend hoch ist, um einen Entfeuchtungsprozess durchzuführen. Dies stellt sicher, dass das Fahrzeug auch nach einer Entfeuchtung der Klimaanlage immer wieder in Betrieb genommen werden kann und der Gebläsebetrieb bei abge stelltem Fahrzeugmotor nicht zu einer Entladung der Batterie führt, die ein erneutes Starten des Fahrzeugmotors verhindert. Dabei muss der Kältebetrieb der Klimaanlage nicht unbedingt unmittelbar vor Abstellen des Fahrzeugs erfolgt sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Gebläse nach dem Abstellen des Fahrzeugs auch in Betrieb genommen wird, wenn die Kältewirkung der Klimaanlage eine bestimmte Zeit vor Abstellen des Fahrzeugs abgeschaltet wurde. Diese Zeit kann beispielsweise werksseitig vorgegeben werden oder vom Benutzer eingestellt werden.
• Bei Bleibatterien kann die Erfassung und Überprüfung des Ladezustands über eine Spannungsüberprüfung sowie über eine Analyse, ob nach dem letzten Motorstart ausreichend Strom in die Batterie zurückgespeist wurde, erfolgen. Das Abstellen des Fahrzeugs kann beispielsweise durch das Erfassen der Zündschlüsselstellung oder des Abziehens des Zündschlüssels erkannt werden.
• Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass das Gebläse phasenweise bzw. abwechselnd an- und abgeschaltet wird. Dadurch hat die frisch angesaugte Luft Zeit, in den Ausschaltphasen des Gebläses über Wärmetausch und Diffusion Feuchtigkeit aufzunehmen. Durch diese Maßnahme wird es möglich, mit wenig Energie aus der Batterie ein Maximum an Feuchtigkeit aus der Klimaanlage zu entfernen. Die Hauptmenge an Feuchtigkeit soll durch eine erzwungene Konvektion mittels des Gebläses aus dem Klimagerät entfernt werden. Hierbei ist es unwirtschaftlich, das Gebläse kontinuierlich zu betreiben. Beim kontinuierlichen Betrieb ergibt sich zwar ein günstiges Verhältnis von Stoffübergang (Wasser an Luft) zu aufgewandter Strömungsenergie der Luft bei gleichmäßiger Strömungsgeschwindigkeit, wenn die Strömungsgeschwindigkeit niedrig gehalten wird. Dieser Aspekt allein reicht jedoch nicht für eine günstige Gesamtbilanz an eingesetzter elektrischer Energie für das Gebläse aus. Hierbei muss berücksichtigt werden, dass der elektrische Gebläsemotor mit abnehmender Leistung einen immer schlechter werdenden Wirkungsgrad aufweist. Weiterhin wird der Stoffübergang (Verdunstung der Feuchtigkeit) vorrangig durch zwei Parameter bestimmt, nämlich durch Wärme und Konvektionsgeschwindigkeit. Die Verdunstungswärme wird der neu vom Gebläse zugeführten Luft entnommen. Der Wärmeaustausch zwischen Luft und Wasser benötigt jedoch einige Zeit. Die Verdunstungsgeschwindigkeit kann zwar durch die Konvektionsgeschwindigkeit erhöht werden, der Verdunstungsprozess setzt sich jedoch aus der "natürlichen Diffusion" und der "erzwungenen Konvektion" zusammen. Für eine natürliche Diffusion wird keine Fremdenergie (Batteriestrom) benötigt. Diese natürliche Diffusion kann stattfinden, während das Gebläse ausgeschaltet ist. Daher wird durch diese Maßnahme Energie eingespart. Es ist auch denkbar, den phasenweisen Betrieb des Gebläses einzusetzen, ohne zuvor den Ladestand der Batterie und/oder den vorangegangen Betrieb der Klimaanlage im Kältebetrieb zu überprüfen.
• Bei einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass die Dauer der Einschaltphase des Gebläses eingestellt wird, insbesondere automatisch eingestellt wird. Besonders vorteilhaft ist es, die Einschaltphasen des Gebläses kurz zu halten, um lediglich die gesättigte feuchte Luft aus der Klimaanlage, insbesondere aus dem Klimakasten, herauszubefördern und durch trockenere Luft zu ersetzen. Die Dauer der Einschaltphasen kann von Witterungseinflüssen abhängen. Insbesondere, wenn die Luftfeuchtigkeit der angesaugten Luft, d.h. der Luft außerhalb des Fahrzeugs relativ hoch ist, kann nur wenig Feuchtigkeit aufgenommen werden. Das Verhältnis der Einschaltphasen zu den Ausschaltphasen muss daher entsprechend günstig gewählt werden. Durch Erfassung der Feuchtigkeit der Umge bungsluft als Parameter kann dies parameterabhängig und automatisiert erfolgen.
• Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass ein die in der Klimaanlage vorhandene Feuchtigkeitsmenge beschreibender Wert ermittelt wird. In Kenntnis dieses Wertes können die Gebläsestärke, insbesondere die Gebläsestufe bei diskreter Stärkeneinstellung des Gebläses, und die Dauer der Einschalt- und Ausschaltphasen des Gebläses so gewählt werden, dass möglichst wenig Energie verbraucht wird.
• Bei einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die natürliche Feuchtediffusion, d.h. der Feuchtigkeitstransport von Orten größerer zu Orten niedrigerer Feuchte, über offene Kanäle der Klimaanlage bestimmt oder geschätzt wird. Insbesondere ist zu beachten, dass nicht die gesamte Feuchtigkeit vollständig entfernt werden muss, sondern nur so viel Feuchtigkeit entfernt werden muss, dass der verbleibende Rest nicht zu den nachteiligen Effekten, wie übler Geruch und Beschlagen der Scheibe, bei Wiederaufnahme des Betriebs der Klimaanlage führt. Wird eine an das Nachlaufen des Gebläses anschließende natürliche Feuchtediffusion berücksichtigt, kann eine höhere Restfeuchte in der Klimaanlage verbleiben. Dadurch verkürzt sich der Betrieb des Gebläses in der Nachlaufphase.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gebläsestärke, insbesondere die Gebläsestufe, entsprechend der ermittelten Feuchtigkeitsmenge in der Klimaanlage bestimmt wird. In die Bestimmung der zu verwendenden Gebläsestufe kann jedoch auch oder ausschließlich die Feuchtigkeit und/oder die Temperatur der Umgebungsluft eingehen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Motorwirkungsgrad des Gebläsemotors und die Strö mungsverluste in der Klimaanlage bestimmt werden und die Gebläsestärke, insbesondere die Gebläsestufe, unter Berücksichtigung dieser Faktoren bestimmt wird. Insbesondere ist zu beachten, dass die Gebläsestärke, insbesondere die Gebläsestufe, wegen des schlechten Motorwirkungsgrades bei geringer Leistung nicht zu schwach gewählt wird und wegen der progressiv wachsenden Strömungsverluste nicht zu stark gewählt wird. Werden bei dem Betrieb des Gebläsemotors diese Faktoren berücksichtigt, so kann der Gebläsemotor mit geringem Energiebedarf und optimal betrieben werden. Für den Betrieb des Gebläses können daher obere und untere Grenzwerte vorgegeben werden. Weiterhin sollte die Gebläsestufe so niedrig gewählt werden, dass der Fahrer nicht durch das Nachlaufgeräusch des Gebläses irritiert wird.
• Bei einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass das Gebläse dauerhaft abgestellt wird, wenn die Feuchtigkeit in der Klimaanlage unter einem vorgegebenen Wert liegt. Diese Maßnahme bedeutet, dass das Gebläse nicht unnötigerweise betrieben wird, wenn die Feuchtigkeit unter einen Schwellenwert gesunken ist. Bei der Bestimmung des Schwellenwertes kann die natürliche Feuchtediffusion mit einbezogen werden, die über die offenen Kanäle der Klimaanlage erfolgt, während das Fahrzeug abgestellt ist.
• Insbesondere wenn die Außentemperatur und die Außenfeuchte außerhalb des Fahrzeugs bestimmt werden, kann das Gebläse in Abhängigkeit dieser Faktoren gesteuert und/oder geregelt werden, insbesondere in Hinblick auf die Dauer der Einschaltphasen des Gebläses, der Dauer der Ausschaltphasen und der Gebläsestufe in den einzelnen Einschaltphasen. Dadurch ist ein energetisch optimaler Betrieb des Gebläses möglich.
• Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Steuereinheit, in der das Verfahren zur Entfeuchtung der Klimaanlage implementiert ist. Die Steuereinheit kann mit Sensoren, beispielsweise mit Feuchtesensoren, die in der Klimaanlage und/oder außen am Fahrzeug angeordnet sein können, mit Temperatursensoren oder mit den Zustand des Zündschlosses sensierenden Sensoren verbunden sein. Die Steuereinheit kann ein Softwaremodul aufweisen oder als solches ausgebildet sein. Insbesondere eignet sich die Fuzzy-Logik zur Verarbeitung der vielfältigen Einflüsse.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figur der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
• In der einzigen Figur ist eine Klimaanlage stark schematisiert dargestellt.
• In der Figur ist eine Klimaanlage 1 mit einem Klimakasten 2 gezeigt, in dem ein Kältemittelverdampfer 3 der Klimaanlage 1 angeordnet ist. Dem Kältemittelverdampfer 3 ist ein Heizwärmetauscher 4 vorgelagert. Ein elektrisches Gebläse 5, das über die nach außen offenen Kanäle 6, 7 Außenluft ansaugt, bläst Luft durch den Heizwärmetauscher 4 und den Verdampfer 3. Das elektrische Gebläse 5 ist durch ein Klimasteuergerät 8 gesteuert, welches mit einem Zündschloss 9 in Verbindung steht. Durch das Klimasteuergerät 8 wird detektiert, ob das Fahrzeug abgestellt wurde. Dies ist dann der Fall, wenn eine bestimmte Schlüsselstellung im Zündschloss 9 erkannt wird.
• Nach Abschalten der Klimaanlage beim Abstellen des Fahrzeugs bildet sich Kondensat im Klimakasten 2 bzw. am Kältemittelverdampfer 3. Um diese Feuchtigkeit zu entfernen, wird das elektrische Gebläse 5, angesteuert durch das Klimasteuergerät 8, intervallartig betrieben, um bei möglichst geringem Energiebedarf ausreichend viel Feuchtigkeit aus dem Klimakasten 2 zu entfernen, so dass Geruchsbildung und ein Beschlagen der Scheiben nach erneuter Inbetriebnahme der Klimaanlage 1 verhindert wird. Bei der Steuerung des elektrischen Gebläses 5 wird weiterhin der Ladezustand einer Batterie 10 berücksichtigt. Nur wenn erkannt wird, dass der Ladezustand der Batterie 10 ausreichend ist, wird das elektrische Gebläse 5 zur Entfeuchtung der Klimaanlage 1 in Betrieb genommen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verhindern des Beschlagens einer Scheibe eines Fahrzeugs, bei dem nach Abstellen des Fahrzeugs ein Gebläse (5), insbesondere ein Belüftungsgebläse, einer Klimaanlage (1) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand einer Batterie (10) des Fahrzeugs erfasst wird und überprüft wird, ob die Klimaanlage (1) vor Abstellen des Fahrzeugs im Kältebetrieb betrieben wurde, und das Gebläse (5) nach Erkennung des Abstellens des Fahrzeugs nur eingeschaltet wird oder eingeschaltet bleibt, wenn die Klimaanlage (1) vor Abstellen des Fahrzeugs im Kältebetrieb betrieben wurde und der Ladezustand der Batterie (10) für die Entfeuchtung der Klimaanlage (1) ausreichend ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (5) phasenweise an- und abgeschaltet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Einschaltphase des Gebläses (5) eingestellt wird, insbesondere automatisch eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die in der Klimaanlage (1) vorhandene Feuchtigkeitsmenge beschreibender Wert ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die natürliche Feuchtediffusion über offene Kanäle (6, 7) der Klimaanlage (1) bestimmt oder geschätzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gebläsestärke, insbesondere Gebläsestufe, entsprechend der ermittelten Feuchtigkeitsmenge bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorwirkungsgrad eines Gebläsemotors und die Strömungsverluste bestimmt werden und die Gebläsestärke, insbesondere Gebläsestufe, unter Berücksichtigung dieser Faktoren bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (5) dauerhaft abgestellt wird, wenn die Feuchtigkeit unter einem vorgegebenen Wert liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außentemperatur und Außenfeuchte bestimmt werden und das Gebläse (5) in Abhängigkeit dieser Faktoren gesteuert und/oder geregelt wird.
10. Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.