DE1430268B2 - Elektrische Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gebläsemotors einer Heizung für den Innenraum eines Kraftwagens - Google Patents

Description

Innenraum des Kraftfahrzeuges herrschenden Ist- verbundenen Abtriebswelle einstellt. Diese Vorrich-

temperatur abhängt und die Drehzahlregelung mit- 45 tung ist jedoch sehr aufwendig und arbeitet mit einem

tels eines temperaturabhängigen Widerstandes (Heiß- schlechten Wirkungsgrad,

leiters) und nachgeschalteter Transistoren erfolgt. Auch kennt man bereits von temperaturveränder-

Bei den für Kraftwagen allgemein verwendeten liehen Widerständen mit Hilfe von Halbleiterbauele-

Heizvorrichtungen bläst ein elektrisches Zentrifugal- menten zu steuernde Motoren (USA.-Patentschrift

oder Axial-Gebläse erwärmte Luft in einen Wärme- 50 2 875 392). Diese Motoren dürften aber kaum als

austauscher. Lüftermotor zu verwenden sein.

Bei diesen Vorrichtungen wird das Gebläse durch Ferner ist eine Schaltungsanordnung zur Tempe-

einen Schalter gesteuert. Wird die Temperatur im raturregelung unter Verwendung eines temperatur-

Innenraum des Kraftfahrzeuges zu hoch, dann muß abhängigen Widerstandes bekannt (»Leitfaden der

man das Gebläse abstellen, um dasselbe wieder in 55 Transistortechnik« von Herbert G. Mende), der in

Gang zu setzen, sobald die Temperatur abgesun- einer Brückenschaltung zur Steuerung einer Relaisken ist.

Ein sehr rohes Mittel der Regelung besteht in der Verwendung eines Schalters für zwei Betriebsdrehzahlen. Bei einer der beiden Stellungen des Schalters 60 wird ein Widerstand mit dem Gebläsemotor in Reihe geschaltet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß man nur zwei Betriebsdrehzahlen zur Verfügung hat. welche zudem von Hand eingeschaltet werden müssen.

Ein anderes Mittel besteht darin, daß man in Reihe 65 lais. welche periodisch an- und abgeschaltet werden,

mit dem Gebläsemotor einen Thermostaten mit Bi- wobei die Periodendauer von astabilen Multi-Vibra-

metallstreifen oder mit einer sich ausdehnenden Flüs- toren bestimmt wird. Bei einem ebenfalls vorgcse-

sigkcit usw. schaltet, wobei dieser Thermostat die henen Spannungsteiler liegt der Teilpunkt fest. Da-

stufe verwendet ist. Da es sich hierbei um eine »Zweipunkt-Temperaturregelung« handelt, kann eine progressive Steuerung nicht vorgenommen werden.

Man verwendet zur Überwachung von Temperaturen auch Schaltungsanordnungen, wobei als Temperaturfühler Thernewid-Heißleiter vorgesehen sind (Siemens-Halbleiter-Schaltbeispielc, Ausgabe April 1959). Auch hier erfolgt die Heizregelung über Re-

mit ist es aber nicht möglich, eine von der Differenz von Ist- und Soll-Temperatur abhängige, den jeweiligen Wünschen angepaßte Drehzahlregelung des Gebläsemotors einer Heizung zu erzielen.

Eine weitere, bereits bekannte Schaltungsanordnung (französische Patentschrift 1301200) hat die Aufgabe, regelbare Ventilatoren abwechselnd in Abhängigkeit von zwei Temperaturfühlern in Betrieb zu setzen. Die hierbei erzielbare Temperaturregelung erfolgt demnach offenbar nicht durch eine Änderung der Drehzahl der Ventilatoren, sondern durch eine periodisch wechselnde Tätigkeit der Steuerorgane.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Schaltungsanordnung derart zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln die Temperatur im Innenraum des Kraftfahrzeuges durch kontinuierliche Regelung der Drehzahl des Gebläsemotors auf dem von dem Benutzer eingestellten Wert gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise der auf die Ist-Temperatur ansprechende Widerstand (Heißleiter) Teil einer Spannungsteilerbrücke ist, deren Teilpunkt von der Stellung des Schiebers eines der Einstellung der Soll-Temperatur dienenden Potentiometers bestimmt wird und die über diesen Schieber die Durchlässigkeit eines ersten Transistors regelt, der wiederum einen zweien Transistor steuert, durch den kontinuierlich die Drehzahl des Gebläsemotors geregelt wird.

Die Verwendung eines Heißleiters zusammen· mit Halbleiterbauelementen hat den Vorteil einer nur wenig Raum beanspruchenden und wartungsfreien Bauart, wobei der Regelkreis, den gewünschten Verhältnissen entsprechend, zu ändern ist.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist der Schieber des Potentiometers über eine Zener-Diode mit der Basis des ersten Transistors verbunden, während das Potentiometer mit einem Widerstand in Reihe und der Heißleiter zu einem anderen Widerstand parallel geschaltet ist.

Um die Regelung der Spannung unabhängig von der Spannung der Batterie des Wagens zu machen, ist es gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung vorteilhaft, die Spannungsteilerbrücke als Wheatstonesche Brücke auszubilden, deren eine Diagonale an die Batterie und deren andere Diagonale an Emitter und Basis des ersten Transistors angeschlossen sind. '

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung nachfolgend beschrieben.

Die F i g. 1 und 2 der Zeichnung zeigen elektrische Schaltungsanordnungen einer ersten und einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Bei der ersten Ausführungsform (F i g. 1) speist die Batterie S die beiden Zweige zwischen den Anschlußpunkten A-B und B-C einer Spannungsteilerbrücke. Zu dem Zweig zwischen den Anschlußpunkten B-C gehört ein Heißleiter Th, der parallel zu einem Wider- og stard »r« geschaltet ist, während der Heißleiter und dieser Widerstand in Reihe geschaltet sind mit einem Teil eines Potentiometers/?,, wobei der Teil sich nach der Stellung des Schiebers P bemißt.

Der Zweig zwischen den Anschlußpunkten A-B umfaßt den anderen Teil des Potentiometers R₁, in Reihe geschaltet mit einem Widerstand/?.,.

Der Anschlußpunkt E eines weiteren Widerstandes R₃ ist über eine Zener-Diode Z an den Schieber P angeschlossen, während der Anschlußpunkt D dieses gleichen Widerstandes R₃ direkt an den Anschlußpunkt A angeschlossen ist. Anschlußpunkt D ist außerdem an den Emitter und Anschlußpunkt E an die Basis eines Transistors T₁ angeschlossen, dessen Kollektor an den Anschlußpunkt F eines Widerstandes R₅ sowie an die Basis eines Transistors T₂ angeschlossen ist. Der Emitter von Transistor Γ_Λ ist über einen Widerstand R_i an den positiven Pol'der Batterie angeschlossen. Der Kollektor von Transistor T_g ist an eine der Klemmen des Gebläsemotors V angeschlossen, während die andere Klemme dieses Motors ebenso wie der zweite Anschlußpunkt G des Widerstandes R₅ an den negativen Pol der Batterie angeschlossen ist.

Dieses Gerät arbeitet folgendermaßen: Der Schieber P bekommt zunächst eine Stellung, welche der gewünschten Temperatur des Innenraumes des Kraftfahrzeuges entspricht. Wenn die wirkliche Temperatur höher ist als der gewünschte Wert, dann ist der Widerstand des Heißleiters Th zu gering, und in der Spannungsverteilerbrücke A-B-C entnimmt der Zweig A-B einen verhältnismäßig bedeutenden Teil der Spannung der Batterie S. Eine Überspannung geht durch die Zener-Diode Z hindurch und macht sich durch das Fließen eines Stroms im Widerstand R₃ sowie zwischen dem Emitter und der Basis von Transistor T₁ bemerkbar. Der Emitter von Transistor T₁ ist also erregt, und der Transistor T₉ gibt keine Leistung ab, denn am Anschlußpunkt F ist die Spannung positiver geworden als am Emitter von Transistor T₂; der Gebläsemotor steht still. Da der Innenraum des Kraftfahrzeuges nicht mehr geheizt wird, kühlt sich dieser ab. Sobald die Temperatur unter den gewählten Wert zu fallen beginnt, wird der Widerstand des Heißleiters Th zu groß, die Spannung an den Anschlußpunkten A -B sinkt, und die Zener-Diode Z wird allmählich blockiert, wobei die Spannung an den Anschlußpunkten D-E vermindert wird, wodurch dann allmählich auch der Transistor T₁ blockiert wird. Das Potential des Anschlußpunktes F nähert sich demjenigen von Anschlußpunkt G, und es fließt infolgedessen ein allmählich zunehmender Strom durch den Kollektor von Transistor T₂, wodurch der Gebläsemotor V in Umdrehungen versetzt wird, und zwar mit einer Drehzahl, die praktisch proportional ist zu dem zu korrigierenden Temperaturunterschied. Die Regelung der Temperatur wird also durch progressive Korrekturen gewährleistet.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung (F i g. 2) wird der Fühler-Heißleiter in einen der Zweige einer Wheatstoneschen Brücke eingebaut, deren eine Diagonale an die Klemmen der Batterie S geschaltet ist, während die andere Diagonale den Emitter-Basis-Stromkreis des Transistors T₁ bildet.

Diese Schaltungsanordnung arbeitet wie die vorstehend beschriebene, abgesehen davon, daß die Regelung unabhängig von der Spannung der Batterie S ist.

Die Regelung erfolgt durch die Verschiebung des Schiebers P auf dem Widerstand r₄, der durch den SchieberP zwischen dem den Widerstandr, enthaltenden Zweig M-P und dem den Widerstand r._{ enthaltenden Zweig P-N aufgeteilt wird. Außerdem befindet sich in dem Zweig N-Q ein Widerstand r.,.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: Aufgabe hat, den Strom abzuschalten und dann wieder zuzuschalten, um die Temperatur im Innenraum des Kraftfahrzeuges ungefähr konstant zu halten. Die Fahrgäste sind aber dann einem plötzlichen Temperaturanstieg ausgesetzt, auf den ein langsames Abkühlen folgt; ferner unterbleibt der Stillstand des Gebläsemotors das Abtauen des Reifens sowie die Verhütung des Beschlages der Windschutzscheibe. Es ist auch bereits eine Belüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden (deutsche Auslegeschrift 1 049 721), bei der ein Gebläse mit veränderbarer Drehzahl verwendet wird. Die Änderung der Drehzahl hängt jedoch bei diesem bekannten Gerät

1. Elektrische Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gebläsemotors einer

Heizung für den Innenraum eines Kraftfahr- 5 Zeuges, wobei die Drehzahl von der Differenz zwischen einer einstellbaren Soll- und der im Innenraum des Kraftfahrzeuges herrschenden Isttemperatur abhängt und die Drehzahlregelung

mittels eines temperaturabhängigen Widerstandes io (Heißleiters) und nachgeschalteter Transistoren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der auf die Isttemperatur ansprechende Heißleiter (Th) Teil einer

Spannungsteilerbrücke ist, deren Teilpunkt von 15 nicht von der Differenz zweier Temperaturen, näm-

der Stellung des Schiebers (P) eines der Einstel- lieh einer nach Belieben einstellbaren Solltemperatur

lung der Solltemperatur dienenden Potentio- und einer Isttemperatur im Wageninneren ab, son-

meters bestimmt wird, und die über diesen Schie- dem von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder von dem

ber (P) die Durchlässigkeit eines ersten Tran- an der Lufteintrittsstelle der Belüftungsvorrichtung

sistors (T₁) regelt, der wiederum einen zweiten 20 vorhandenen Staudruck, wobei von einem bestimm-

Transistor (T₂) steuert, durch den kontinuierlich ten Staudruck ab die Drehrichtung des Förder-

dieDrehzahl des Gebläsemotors (F) geregelt wird. gebläses umgekehrt wird.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach An- Ferner sind auch schon Vorrichtungen bekanntgespruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schie- worden, bei denen die Luftfördermenge eines Ventiber (P) des Potentiometers über eine Zener- 25 lators durch stufenlose Regelung der Drehzahl in AbDiode (Z) mit der Basis des ersten Transistors hängigkeit von der Temperatur eines Mediums ge- (T₁) verbunden, das Potentiometer mit einem ändert werden kann.

Widerstand (R₂) in Reihe und der Heißleiter (Th) Eine dieser Vorrichtungen (USA.-Patentschrift

zu einem Widerstand (r) parallel geschaltet sind. 1 820 091) dient zum Kühlen der Kühlflüssigkeit

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach An- 30 einer Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Span- Thermostaten, der abhängig von der Temperatur auf nungsteilerbrücke als Wheatstonesche Brücke aus- mechanische Weise einen Widerstand eines Antriebsgebildet ist, deren eine Diagonale (M, N) an die motors des Ventilators steuert, welcher über einen Batterie (S) und deren andere Diagonale (P, Q) von der Kühlflüssigkeit durchflossenen Radiator eine an Emitter und Basis des ersten Transistors (T₁) 35 von seiner Drehzahl abhängige Luftmenge ansaugt, angeschlossen sind. Hierbei dürfte sich jedoch die einmal vorgegebene

Temperatur der Kühlflüssigkeit nicht ändern können.

Bei einer anderen derartigen Vorrichtung (USA.-

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungs- Patentschrift 2 505 597) wird mit Hilfe eines durch

anordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gebläse- 40 Endschalter gesteuerten Steuermotors der Widerstand

motors einer Heizung für den Innenraum eines im Stromkreis einer elektromagnetischen Kupplung

Kraftfahrzeuges, wobei die Drehzahl von der Diffe- gesteuert, wodurch sich ein unterschiedlicher Schlupf

renz zwischen einer einstellbaren Soll- und der im zwischen der Antriebswelle und der mit dem Lüfter