SE516845C2 - Anordning och metod för automatisk defroster i bilar - Google Patents

Description

TEKNISKT OMRÅDE Föreliggande uppfinning avser en anordning och en metod för automatisk avimning och avisning, så kallad defroster, på en yta, exempelvis ett fönster, i en bil.

TEKNIKENS STÅNDPUNKT Ett vanligt sätt att reglera kupétemperaturen i en bil är med hjälp av så kallad automatisk klimatreglering, vilket är en funktion som genererar styrsignaler för ett antal olika funktioner i bilen, exempelvis en inbyggd luftkonditioneringsanläggning, så att önskad kupétemperatur erhålls.

Ytterligare en uppgift för den automatiska klimatregleringen kan vara att se till att bilens rutor, i första hand vindrutan, hålls imfria, så kallad defrosterfunktion. I detta syfte kommer den automatiska klimatregleringen att se till att torr och varm luft styrs mot vindrutan. Eftersom klimatregleringen inte vet om rutan är imbelagd eller inte kommer detta att ske oavsett behov, och eftersom styrning samt uppvärmning och kylning av luft är åtgärder som kräver energi kommer följaktligen bränsleförbrukningen att öka oavsett behov. Vissa av de inställningar som görs av den automatiska klimatregleringen för att uppnå önskad kupétemperatur kan dessutom motverka syftet att uppnå optimal avimning.

Om vindrutan är helt eller delvis täckt av is, eventuellt i kombination med imma, kommer klimatregleringen vidare kanske inte att styra tillräckliga mängder torr varmluft mot vindrutan, i vilket fall föraren måste vidta någon åtgärd, exempelvis att trycka på en knapp för att uppnå den önskade avimningsfunktionen. Detta gäller exempelvis i de fall där rutan har blivit snabbt nedisad på grund av att man har kört in i ett kallt område.

Sensorer som undersöker förekomsten av imma eller is på en yta såsom en fönsterruta i en bil är kända sedan tidigare, och kan fungera enligt ett antal olika principer, exempelvis genom optisk avkänning eller avkänning av luftfuktighet. Hur information från en sådan sensor skall användas tillsammans med ett klimatregleringssystem i en bil för att ge en optimal och automatisk avimning är dock inte känt.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det problem som löses av föreliggande uppfinning är således att använda information från en sensor för avkänning av närvaro av imma eller is på en yta, exempelvis en fönsterruta i en bil, för att med hjälp av en anläggning för klimatreglering eller temperaturreglering i bilen åstadkomma optimal automatisk avimning, defrosterfunktion, på den aktuella ytan.

Detta problem löses av uppfinningen med hjälp av en anordning för automatisk defrosterfunktion för en yta i en bil, vilken innefattar en sensor för avkänning av närvaro av imma eller is på den aktuella ytan, samt medel för att utgående från imsensorns data generera styrsignaler för ett antal funktioner i bilen för optimal defrosterfunktion på den aktuella ytan och medel för mottagning av dessa styrsignaler. Anordningen innefattar även medel för mottagning av styrsignaler för ett antal funktioner i bilen från en funktion för temperaturreglering.

I anordningen är vissa av styrsignalerna från temperaturregleringen inrättade att styra samma funktioner i bilen som styrsignalerna för optimal defrosterfunktion, och samma medel utnyttjas för mottagning av styrsignaler för optimal defrosterfunktion som för mottagning av ett antal av de motsvarande styrsignalerna från temperaturregeringen, varvid detta medel för mottagning av styrsignaler är inrättat att vid konflikt välja de styrsignaler som är ämnade att ge mest avimning. Detta gör att en automatisk och god defrosterfunktion alltid kommer att uppnås med en anordning enligt uppfinningen. Att de styrsignaler väljs som ger mest avimning gör att i de fall som funktionen för optimal defrosterfunktion har genererat en styrsignal som ger mindre defrosterverkan för motsvarande funktion än temperaturregleringen så kommer temperaturregleringens styrsignal att väljs.

Eftersom uppfinningen ger möjlighet att välja vilka av styrsignalerna från temperaturregleringen som ansluts till samma medel som styrsignalerna för defrosterfunktion kan man påverka vilka av styrsignalerna från temperaturregleringen som skall tas med i detta val.

Lämpligtvis kan medlen för generering av styrsignaler för optimal defrosterfunktion även innefatta medel för lagring och avläsning av värden för de respektive styrsignalernas funktioner, där de lagrade värdena ger optimal defrosterfunktion för ett visst indata från sensorn för avkänning av närvaro av imma eller is. På så vis kan lämpliga eller optimala värden för de respektive funktionerna för olika indata från imsensorn räknas ut eller testas fram och lagras i förväg, för att kunna användas vid behov.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hjälp av exempel på utföringsformer, samt med hänvisning till de bifogade ritningarna, där Fig 1 schematiskt visar en klimatanläggning i en bil, och Fig 2 visar ett antal kurvor för defrosterautomatik enligt uppfinningen, och Fig 3 visar en alternativ användning av kurvorna i fig 2.

UTFÖRINGSFORMER I fig 1 visas översiktligt de olika funktionerna i ett system 100 för automatisk klimatreglering i en bil. De huvudsakliga funktionerna innefattar följande: ett spjäll 110 som styr hur mycket av den luft som tas in till systemet som skall komma från kupén respektive från omgivningen utanför fordonet, en fläkt 120, en evaporator 130 som ingår ett luftkonditioneringssystem, ett värmespjäll 140 som styr hur mycket av luften i systemet som skall styras förbi en värmekälla, samt ett eller flera spjäll 150 som reglerar åt vilket eller vilka håll i bilen som luften från systemet för klimatreglering skall styras.

I systemet ingår även en sensor 160 för avkänning av lufttemperaturen efter luftkonditioneringen, vilken används för att styra luftkonditioneringen så att önskad grad av luftfuktighet kan uppnås.

Utgående från ett antal inhämtade eller inställda värden kommer systemet 100 för automatisk klimätreglering att för de ovan nämnda funktionerna generera styrsignaler vilka är ämnade att ge den önskade kupétemperaturen. Bland de värden som inhämtas kan nämnas yttertemperatur, solintensitet, samt givetvis vald kupétemperatur, vilket ställs in.

Enligt uppfinningen utnyttjas en sensor som kan detektera förekomsten av imma eller is på en yta för att detektera imbildning eller is på en ruta i bilen, företrädesvis vindrutan. Givetvis kan dock liknande sensorer användas för att detektera förekomst av imma på andra rutor eller ytor i bilen. Sensorn ger ifrån sig ett värde som anger om det är imma eller is på rutan, och i så fall hur mycket. Lämpligtvis är sensorn kalibrerad så att värdet ligger mellan noll och ett, alternativt att utsignalen från sensorn skalas om så att den kommer att ligga mellan noll och ett.

För att tillse att optimal defrosterfunktion uppnås innefattar uppfinningen medel för att utgående från värdet från imsensorn generera styrsignaler för ett antal av funktionerna i systemet för automatisk klimatreglering, vilket schematiskt visas i fig 2. Dessa funktioner kommer att styras för optimal defrosterfunktion utgående från värdet från imsensorn, och innefattar spänning till fläkten för styrning av fläktens varvtal, lufttemperatur efter luftkonditioneringen, recirkulationsgrad för luften i klimatregleringen samt styrning av lufttemperaturen i kupén via positionen för värmespjället. Eftersom temperaturregleringen och den automatiska defrosterfunktionen i bilen kommer att generera varsin uppsättning styrsignaler för ett antal funktioner i klimatregleringen kommer en "konflikt" att uppstå. Enligt uppfinningen löses detta genom att ett antal av styrsignalerna för temperaturregleringen och ett antal av styrsignalerna från defrosterfunktionen ansluts till ett medel för att, i de fall där det föreligger olika styrsignaler till en och samma funktion, välja ut en av styrsignalerna, varvid den styrsignal som väljs är den som ger mest avimning. Det bör påpekas att den styrsignal som ger mest avimning inte alltid är den styrsignal som genereras av defrosterfunktionen: Om det inte finns någon imma på rutan kommer defrosterfunktionen exempelvis att generera en styrsignal för lågt varvtal på fläkten, vilket gör att temperaturregleringen kan generera en styrsignal för högre fläktvarvtal, vilket ger mer defrosterverkan.

Medlet för val av styrsignal kan realiseras på ett stort antal olika sätt, antingen i hårdvara eller i mjukvara, men realiseras företrädesvis i mjukvara.

Vad gäller de styrsignaler för värmespjällets position som genereras av defrosterfunktionen respektive temperaturregleringen kan dessa styrsignaler behandlas på olika sätt: antingen kan de anslutas till medlet för val av styrsignal, så att den position för spjället väljs som ger bäst avimning, eller så kan man för denna styrsignal prioritera kupétemperaturen. I en föredragen variant av uppfinningen prioriteras kupétemperaturen.

Valet av styrsignal illustreras i fig 3, där systemet för temperaturreglering betecknas TC ("Temperature Control"), varvid styrsignalerna från TC för de olika funktionerna har betecknats som S1-S4, och motsvarande styrsignaler för optimal defrosterfunktion (DF, "Defroster") har betecknats som SVS'4. Som framgår av fig 3 ansluts signalerna från TC och signalerna för optimal avimning till ett medel för val av styrsignaler, vilket väljer den styrsignal som ger optimal avimning. Antalet styrsignaler visas som fyra, vilket givetvis bara är ett exempel, i princip kan godtyckligt antal styrsignaler användas i en anordning och en metod enligt uppfinningen.

Ett lämpligt sätt att realisera genereringen av styrsignaler för optimal defrosterfunktion utgående från värdet från imsensorn är med hjälp av kurvor eller tabeller, som ger på förhand uppmätta eller beräknade värden för de olika styrsignalerna beroende på indata från imsensorn. Exempel på sådana kurvor är de som visas i fig 2.

I fig 4 visas en variant på uppfinningen: Utdata från imsensorn ansluts till ett lågpassfilter innan styrsignalerna generas. Detta sker för att se till att regleringen av defrosterfunktionen inte blir alltför snabb, samt för att avlägsna bruskomponenter i utsignalen från imsensorn. En annan möjlighet är att filtrera de styrsignaler som genereras defrosterfunktionen, för att uppnå olika snabbhet i de olika styrsignalerna.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Givetvis kan mer än en sensor användas samtidigt för att detektera förekomsten av imma, varvid de olika sensorer som används kan fungera efter olika sensorprinciper. Som exempel på en annan sensorprincip än optisk sensor kan nämnas fuktgivare. Med hjälp av informationen från en fuktgivare och en temperatursensor kan kupéluftens daggpunkt beräknas. Daggpunkten kan jämföras med temperaturen för den aktuella ytan, exempelvis ett fönster, vilken man vet med hjälp av en temperaturgivare eller eventuellt genom någon form av skattning med hjälp av en temperaturmodell, vilket gör att man kan skatta risken för imbildning. Fönstrets eller ytans temperatur kan man då i en sådan tillämpning vilja mäta med någon form av kontaktfri teknik, exempelvis med hjälp av en IR-sensor.

Som exempel på ytterligare andra typer av sensorer vilka kan användas istället för, eller för att komplettera de typer av sensorer som har beskrivits ovan, kan nämnas exempelvis sensorer som detekterar antalet personer i bilen, antalet gånger som bildörrarna öppnas, vilka bildörrar som är öppna, samt avkänning av om bilens vindrutetorkare är igång, vilket kan användas som tecken på hög omgivande luftfuktighet.

Vidare kan en sensor placeras för att detektera förekomsten av imma eller is på bakrutan, vilket skulle används för att styra de eltrådar som används för avimning på bakrutan. Det är dessutom tänkbart att anordna eltrådar på eller i vindrutan, och att styra dessa enligt uppfinningen.

I varma och fuktiga klimat kan man orsaka imma på utsidan av vindrutan genom att blåsa för mycket kyld luft på den. Detta kan motverkas genom att ha sensorer för yttertemperatur och luftfuktighet, och att tillåta data från dessa sensorer att påverka defrosterfunktionen.

I en annan variant av uppfinningen kan defrosterfunktionen vara möjlig för föraren att påverka genom ett steglöst vred, med hjälp av vilket föraren anger hur mycket defrosterfunktion han vill ha.

Vad gäller de tabeller för styrsignaler som har beskrivits ovan kan värden antingen hämtas direkt ur tabellerna, eller så kan interpolering ske mellan de värden som finns i tabellerna.

Claims (6)

1. Anordning för automatisk defrosterfunktion för en yta i en bil, innefattande en sensor för avkänning av närvaro av imma eller is på den aktuella ytan, medel för att utgående från sensorns data genera styrsignaler (Si-SV) för ett antal funktioner i bilen för optimal defrosterfunktion på den aktuella ytan samt medel (M) för mottagning av dessa styrsignaler, vidare innefattande medel (M) för mottagning av styrsignaler (S1 -S4 ) från en temperaturreglering i bilen för ett antal funktioner i bilen, kännetecknad därav att - ett antal av styrsignalerna (S1 -S4 ) från temperaturregleringen är inrättade att styra samma funktioner som styrsignalerna (S1-S4) för optimal defrosterfunktion, - samma medel (M) utnyttjas för mottagning av styrsignaler för optimal defrosterfunktion och för mottagning av vissa av styrsignalerna från temperaturregleringen, samt att - medlet (M) för mottagning av styrsignaler är inrättat att vid konflikt välja de styrsignaler som är ämnade att ge mest defrosterfunktion.

2. Anordning enligt krav 1, i vilken medlen för generering av styrsignaler för optimal defrosterfunktion innefattar medel för lagring och avläsning av värden på respektive funktion, vilka värden ger optimal defrosterfunktion för ett visst indata från sensorn för avkänning av närvaro av imma eller is.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, i vilken de funktioner för vilka styrsignaler kan genereras av defrosterfunktionen innefattar varvtal för en fläkt, lufttemperatur efter bilens luftkonditionering, grad av återvinning av kupéluft samt luftdistribution i bilen.

4. Metod för att uppnå automatisk defrosterfunktion av en yta i en bil, innefattande avkänning av närvaro av imma eller is på den aktuella ytan, utgående från nämnda avkänning generering av styrsignaler (Si-SV) för ett antal funktioner i bilen för optimal defrosterfunktion på den aktuella ytan och mottagning (M) av dessa styrsignaler, vidare innefattande mottagning (M) av styrsignaler (S1 -S4 ) från en temperaturreglering i bilen för ett antal funktioner i bilen, kännetecknad därav att ett antal av styrsignalerna (S1 -S4 ) från temperaturregleringen är inrättade att styra samma funktioner som styrsignalerna (Si '-SV) för optimal defrosterfunktion, samt att vid konflikt mellan vissa av styrsignalerna från temperaturregleringen och motsvarande styrsignaler från defrosterfunktionen väljs de som är ämnade att ge mest avimning.

5. Metod enligt krav 4, i vilken genereringen av styrsignaler för optimal defrosterfunktion innefattar avläsning av lagrade värden på respektive funktion, vilka lagrade värden ger optimal defrosterfunktion för ett visst indata vid avkänningen av närvaro av imma eller is.

6. Metod enligt krav 4 eller 5, i vilken de funktioner för vilka styrsignaler kan genereras för optimal defrosterfunktion innefattar varvtal för en fläkt, lufttemperatur efter bilens luftkonditionering, grad av återvinning av kupéluft samt luftdistribution i bilen.