DE2126599A1

DE2126599A1 - Temperaturabhängiger elektronischer Regelschalter

Info

Publication number: DE2126599A1
Application number: DE19712126599
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Phys. Dr. 7000 Stuttgart-Degerloch Rohrberg
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1972-12-07
Also published as: GB1397426A; FR2140021A1; FR2140021B1; IT956050B

Description

" Temperaturabhängiger elektronischer Regelschalter "

Die Erfindung betrifft einen temperaturäbhängigen elektronischen Regelschalter, insbesondere zur selbsttätigen Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen.

Bei Kraftfahrzeugheizungs- und -klimaanlagen ist es oft erwünscht, die Innentemperatur, unabhängig von der jeweiligen Außentemperatur, auf einem einstellbaren Wert konstant zu halten. Zu diesem Zwecke sind bereits Proportionalregler mit drei Temperaturfühlern, nämlich für den Innenraum, für den Luftaustritt und die Außenluft bekannt, bei denen als Stellantriebe Unterdruckdoeen verwendet werden. Diese Regler wirken mit proportional arbeitenden elektropneumatischen Wandlern zusammen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, bei einem derartigen Regelsohalter einen Steuerimpulsgenerator vorzusehen, sowie einen durch dessen Ausgangsimpulse angesteuerten rückgekoppelten Differenzverstärker mit gleitendem Arbeitspunkt und an dessen Ausgänge Schaltmittel anzuordnen, welche eine vorzugsweise elektrische Energiequelle schalten.

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Dieser Regler ist Jedoch relativ aufwendig und gibt regelmäßig Impulse ab.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen temperaturabhängigen elektronischen Regelschalter zu schaffen, mit dem in einfacher Weise die Innenraumtemperatur eines Kraftfahrzeuges auf einen behaglichen Wert eingeregelt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß mittels eines temperaturabhängigen Schaltelementes gesteuerte Schaltmittel vorgesehen sind zur diskontinuierlichen Abgabe von Steuersignalen für kontinuierliche Verstellung eines Ventilelementes.

Als gesteuerte Schaltmittel werden in an sich bekannter Weise Relais oder Transistoren verwendet und zur Verstellung des Unterdrucks in einer Steuerleitung sind durch diese Relais betätigbare Magnetventile angeordnet.

Zur Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen können die Schaltrelais in einer Versorgungsleitung eines Stellantriebs für ein Heizmediumventil angeordnet sein. Dieses Ventilelement für das Heizmedium kann beispielsweise ein Heizwasserventil aber auch eine Luftklappe od. dgl. sein.

Anstelle der Magnetventile kann, gemäß einer Abwandlung der Erfindung, ein umschaltbarer Stellmotor als Antrieb für das kontinuierlich zu verstellende Ventilmittel vorgesehen sein. Im Regelschalter ist vorteilhafterweise eine an sich bekannte Widerstandsbrücke angeordnet, mit einem temperaturabhängigen Widerstand in einem Zweig und einer Transistor-Schaltung zur Betätigung eines von zwei Schaltmitteln in Abhängigkeit vom Vorzeichen eines Brücken-Ungleichgewichts.

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Als temperaturabhängiger Brückenwiderstand wird in vorteilhafter Weise ein NTC-Widerstand verwendet.

Zur Vorwahl der Temperatur dient in an sich bekannter Weise ein verstellbarer Widerstand. Um ein stabiles Arbeiten zu gewährleisten ist es zweckmäßig, wenn im Temperaturwiderstandsfühlerkreis ein vom Stellantrieb mitbetätigtes Rückführungspotentiometer vorgesehen ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Regelkreis zur Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen mit einer erfindungsgemäßen Regelschaltung,

Pig. 2 schematisch ein Blockschaltbild, und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäi3en Regelschaltung.

In Fig. 1 ist schematisch die Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelschaltung zur Temperaturregelung in einem Kraftfahrzeug 4 dargestellt. Der elektronische Schalter 1 liegt in einer Stellmittelversoigingsleitung 9* über die ein Unterdruckstellantrieb betätigt wird. Mit dem Unerdruckstellantrieb 8 ifet einerseits ein Stellmittel I^ beispielsweise für ein Heizwasserventil afer für eine Luftklappe der Heizung und andererseits der Abgriff eines Rückführungspotentiometers 7 verbunden. Im Kraftfahrzeug ist ein Außentemperaturfühler Io angeordnet, ferner hinter einem Wärmetauscher 5 mit dem zugeordneten Lüfter 6 ein Kühllufttemperaturfühler 11 und schließlich im Fahrgastraum ein Innenlufttemperaturfühler J. Zur individuellen Einstellung der

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Temperatur ist ein wahlweise verstellbarer Temperaturwähler 2 mit den vorgenannten Temperaturfühlern in Reihe geschaltet. Im nachfolgenden sind die Temperaturfühler 3, Io und 11 als temperaturabhängiger Widerstand 14 näher beschrieben.

In Fig. 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßer elektronischer Schalter dargestellt. Dabei entspricht der temperaturabhängige Widerstand 14 einer Zusammenfassung der Widerstände ^, Io und Soll die Temperatur lediglich in Abhängigkeit von der Innenraumtemperatur geregelt werden, dann entspriaht der Widerstand 14 dem Widerstand ^. In diesem Falle ist es vorteilhaft, als Widerstand 14 einen NTC-Widerstand zu verwenden. Der Schälter weist zwei Teilschaltungen 15 und 16 auf, wobei die Teilschaltung 15 wirksam wird, wenn der Widerstandswert des Widerstandes 14 kleiner wird als ein Soll-Widerstandswert, während der Schaltungsteil 16 wirksam wird, wenn der Widerstandswert des Widerstandes 14 größer wird als der Soll-Widerstand. Im erstgenannten Falle wird über ein Schaltrelais das Magnetventil 17 betätigt, während im zweitgenannten Falle das Magnetventil 18 angesteuert wird. Simmt der Widerstandswert des Widerstandes 14 der Fühlerkette mit dem Vergleichswiderstand überein, so befinden sich alle Ausgangsrelais in Ruhestellung. Die Magnetventile 17 und sind so geschaltet, daß das eine im angezogenen Zustand den Druck in einer gemeinsamen Leitung 9 abläßt und das andere erhöht. Dadurch wird durch diskontinuierliche Betätigung der Magnetventile 17 und 18 eine kontinuierliche Verstellung eines Ventilmittels über das Stellglied 13 durch den Unterdruckstellantrieb bewirkt.

Wird, gemäß einer Abwandlung der Erfindung, der Unterdruckversteller 8 in Fig. 1 durch einen drehzahl-umsteuerbaren Elektromotor ersetzt, so können die Magnetventile 17 und 18 entfallen.

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Der Motor wird direkt durch die Hilfsrelais für Rechts- bzw. Linkslauf angesteuert.

Ein Sehaltschema eines erfindungsgemäßen Reglers ist in Fig. 3 dargestellt. Die Schaltung besteht im wesentlichen aus einer Widerstandsbrücke, in der im einen Brückenteil - zwischen den Punkten a und b der Fig. 1 - eine Widerfetandsfühlerkette 14, vorzugsweise ein NTC-Widerstand angeordnet ist. Als Vergleichswiderstand dient der Widerstand 19* während die beiden anderen Brückenzweige Widerstände 2o und 21 mit gleichen Widerstandswerten aufweisen. In der Brücke befindet sich die aus den Transistoren 22, 23, 24, 25* 26 und 27 gebildete Steuerschaltung. In den Emitterausgängen der Transistoren 24, 25 bzw» 26, 27 sind je ein Schaltrelais 28 und 29 über gegensihnig gebohlte Dioden und Jl angeschlossen. Die Schaltrelais 28 bzw. 29 betätigen Magnetventile 17 bzw. 18.

Eine Verstellung der Magnetventile 17 bzw. 18 tritt dann ein, wenn der Widerstand 14 von einem Soll-Wert, z. B. 3,6 k/Ohm um mehr als Io Ohm abweicht. Werden die 3,6 k/Ohm um Io Ohm überschritten, so zieht das Relais 29. Im anderen Falle, nämlich wenn der Soll-Wert um Io Ohm unterschritten wird, zieht das Relais 28 und bleibt solange angezogen, bis der Widerstand 14 wieder innerhalb 3.600 * Io Ohm liegt. Durch das bei Temperaturänderung und damit zugleich Änderung des Widerstandswertes des Widerstandes 14 auftretende Brüokenungleichgewicht wird, je nach dem Vorzeichen entweder über das Relais 28 das Magnetventil 17 oder über das Relais 29 das Magnetventil 18 betätigt. Der Schalter gibt somit diskontinuierlich nur dann Steuerimpulse ab, wenn eine Regelabweichung aufgetreten ist.

Anstelle der Magnetventile 17 bzw. 18 kann auch ein drehrichtungsumechaltbarer Stellmotor verwendet werden, der ebenfalls von den Relais 28 bzw. 29 betätigt wird. Auch können anstelle von Relais Transistoren verwendet werden.

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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprühhe

1J Temperaturabhängiger elektronischer Regelschalter, insbesondere zur selbsttätigen Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch mittels eines temperaturabhängigen Schaltelementes gesteuerte Schaltmittel zur diskontinuierlichen Abgabe von Steuersignalen für kontinuierliche Verstellung eines Ventilelements.
2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Magnetventile zur Verstellung des Unterdrucks in einer Steuerleitung, und durch Relais oder Transistoren als Schaltmittel für die diskontinuierliche Betätigung der Magnetventile.
J. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen umschaltbaren Stellmotor als Antrieb für das kontinuierlich zu verstellende Ventilmittel.
4. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Widerstandsbrücke mit einem temperaturabhängigen Widerstand in einem Zweig und einer Transistorschaltung zur Betätigung eines von zwei Schaltmitteln in Abhängigkeit vom Vorzeichen eines Brückenungleichgewichts.
5. Elektronischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängiger Brückenwiderstand ein NTC-Widerstand dient.
6. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein verstellbarer Widerstand als Temperaturvorwähler vorgesehen ist.

7· Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch ein vom Stellantrieb mitbetätigtes Rüchführungspotentiometer im Temperaturwiderstandsfühlerkreis.

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