DE1946256A1 - Heating device for the passenger compartment of a motor vehicle driven by an internal combustion engine - Google Patents
Heating device for the passenger compartment of a motor vehicle driven by an internal combustion engineInfo
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- B60H1/18—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the air being heated from the plant exhaust gases
- B60H1/20—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the air being heated from the plant exhaust gases using an intermediate heat-transferring medium
Description
Anlage zur Patent- Anmel dung Heizvorrichtung für den Fahrgastraum eines mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeuges Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für den Fahrgastraum eines mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeuges, mit einem Kreislauf für ein Wärmeübertragungsmedium, der eine Förderpumpe, mindestens einen Kondensator und einen durch die Abgase des Motors beheizbaren Verdampfer aufweist, wobei die den Verdampfer beaufschlagende Abgasmenge durch wenigstens eine Klappe regulierbar ist, deren Stellung von einem die Temperatur eines am Wärmetransport beteiligten Mediums erfassenden Regler gesteuert ist.Annex to the patent Sign up Heating device for the passenger compartment of a motor vehicle driven by an internal combustion engine The invention relates to a heating device for the passenger compartment of a motor vehicle driven by an internal combustion engine, with a circuit for a heat transfer medium, which has a feed pump, at least one condenser and an evaporator which can be heated by the exhaust gases of the motor. wherein the amount of exhaust gas acting on the evaporator can be regulated by at least one flap, the position of which is controlled by a controller that detects the temperature of a medium involved in the heat transport.
Bekannte Heizvorrichtungen dieser Art arbeiten zufriedenstellend, solange sich der Fahrzeugmotor immer in dem Betriebszustand befindet, auf den die Klappe durch den Demperaturregler'eingestellt ist. Ändert sich jedoch der Betriebs zustand des Motors derart', daß sich das Wärmeangebot am Verdampfer ändert, ist zur Einhaltung der seitherigen Temperatur im Fahrgastraum eine Korrektur der Klappenstellung erforderlich. Deshalb ist in der Praxis eine gleichmäßige Fahrgastraumtemperatur nur durch häufiges Nachstellen der Klappe zu erreichen.Known heating devices of this type work satisfactorily, as long as the vehicle engine is always in the operating state to which the Flap is set by the temperature regulator '. However, the operation changes The state of the engine is such that the heat available at the evaporator changes Correction of the flap position to maintain the previous temperature in the passenger compartment necessary. Therefore, in practice, the passenger compartment temperature is uniform can only be achieved by frequent readjustment of the flap.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Heizvorrichtungen der erwähnten Art so auszubilden, daß sich ihre Leistung möglichst rasch einem Wechsel des Betriebszustandes des Fahrzeuges anpaßt.The invention is based on the object of heating devices of the aforementioned Art to be trained in such a way that their performance changes as quickly as possible to a change in the operating state of the vehicle.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch errecht, daß außer dem Temperaturregler eine den jeweiligen Betriebszustand des Motors nach Maßgabe mindestens einer seiner Zustandsgrößen erfassende Regeleinrichtung vorgesehen ist, deren bei Betriebszustandsänderungen des Motors ausgelöste Steuerimpulse den Steuerimpulsen des Temperaturreglers im Sinne einer schnellwirkenden Vorregelung zugeordnet sind. Dadurch entfällt das ständige Nachregeln der Heizvorrichtung und die.Temperatur im Fahrgastraum bleibt auch bei wechselndem Wärmeangebot des Motors gleich.According to the invention, this is achieved in that, in addition to the temperature controller one the respective operating state of the engine according to at least one of its Control device which detects state variables is provided, whose operating state changes control impulses triggered by the motor correspond to the control impulses of the temperature controller in Are assigned to a fast-acting pre-regulation. This eliminates the constant Readjusting the heating device and the temperature in the passenger compartment also remains the changing heat supply of the engine.
Besonders vorteilhaft, ist es, wenn die den jeweiligen Betriebs-, zustand des Motors nach Maßgabe mindestens einer seiner Zustandsgrößen erfassende mi Regel einrichtung die dem Verdampf er -zugeführten Abgasmengen, mindestens annähernd, auch dem unterschiedlichen Wärmebedarf des Fahrgastraumes bei verschiedenen Fahrtgeschwindigkeiten anpaßt.It is particularly advantageous if the respective operational, state of the engine according to at least one of its state variables With the control device, the exhaust gas quantities fed to the evaporator, at least approximately, also the different heat requirements of the passenger compartment at different speeds adapts.
Dadurch ist erreicht, daß auch bei einer merklichen Änderung der Fahrtgeschwindigkeit die Temperatur im Fahrgastraum ohne Nachstellen des Temperaturreglers konstant gehalten wird.This ensures that even with a noticeable change in the driving speed the temperature in the passenger compartment kept constant without readjusting the temperature regulator will.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, das die Regeleinrichtung die dem Verdampfer zugeführte- Abgasmenge dem bei einer angenommen tiefsten Außentemperatur erforderlichen Wärmebedarf des Bahrgastraumes in wesentlichen allein, d.h. ohne zusätzliche Feineinstellung durch den Temperaturregler, anpaßt.In a further development of the invention it is provided that the control device the amount of exhaust gas fed to the evaporator at an assumed lowest outside temperature required heat demand of the passenger compartment essentially alone, i.e. without additional fine adjustment by the temperature controller.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfaßt der Temperaturregler die Temperatur der erwärmten Frischluft vorzugsweise durch einen an der Ausblasöffnung zum Fahrgastraum ang-eordneten Wärmefühler, weil in dem Warmluftstrom eine besonders exakte und schnelle Temperaturmessung möglich ist., Diesem Temperaturregler ist zweckmäßig ein die Menge der zugeführten Warmluft in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit steuernder Luftmengenregler zugeordnet.According to a further feature of the invention, the temperature controller detects the temperature of the heated fresh air preferably by one at the exhaust opening Heat sensor attached to the passenger compartment, because there is a special one in the hot air flow exact and fast temperature measurement is possible., This temperature controller is expediently the amount of hot air supplied as a function of the driving speed controlling air volume regulator assigned.
Die Erfindung ist in folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.
Es zeigen: Fig. 1 die Heizvorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 ein Schaubild, das den Wärmebedart des Fahrgastraumes in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit und der Außentemperatur darstellt.1 shows the heating device in a schematic representation, Fig. 2 is a diagram showing the heat requirement of the passenger compartment as a function of the driving speed and the outside temperature.
Die Heizvorrichtung für einen Fahrgastraum 1 eines mit einem Verbrennungsmotor 2 angetriebenen Kraftfahrzeuges weist einen geschlossenen Kreislauf 3 für ein Wärmeübertragungsmedium - vorzugsweise halogenierter Kohlenwasserstoff' - auf.- Eine in dem Kreislauf 3 angeordnete Pumpe 4 hat die Aufgabe, das Wärmeübertragungsmedium unter Überwindung der Rohrleitungswiderstände umzupumpen. Der Kreislauf führt durch einen Verdampfer 5 und einen Kondensator 6. Der Verdampfer 5 wird im Betrieb der Vorrichtung durch die Abgase des Motors 2 beheizt1 welche dem Verdampf-er -über eine Abgasleitung 7 zugeführt werden. In der Abgasleitung 7' ist eine verstellbare Klappe 8 angeordnet7 die zum Dosieren der pro Zeiteinheit den Verdampfer 5 beaufschlagenden Abgasmenge dient.The heater for a passenger compartment 1 one with an internal combustion engine 2 powered motor vehicle has a closed circuit 3 for a heat transfer medium - preferably halogenated hydrocarbon '- on.- One in the circuit 3 arranged pump 4 has the task of overcoming the heat transfer medium of the pipeline resistances. The circuit goes through an evaporator 5 and a condenser 6. The evaporator 5 is in operation of the device by the exhaust gases from engine 2 are heated1 which are fed to the evaporator via an exhaust pipe 7 are fed. An adjustable flap 8 is arranged in the exhaust pipe 7 ' for dosing the pro Unit of time acting on the evaporator 5 Exhaust gas serves.
Die Klappe 8 läßt bei entsprechender Stellung überschüssige Abgase über eine Umgehungsleitung 9 an dem Verdampfer 5 vorbeiströmen.The flap 8 leaves excess exhaust gases in the appropriate position Flow past the evaporator 5 via a bypass line 9.
Dem Kondensator 6 strömt durch den Staudruck des fahrenden Kraftwagens über einen Kanal 10 Frischluft zu. Der Frischluftstrom kann durch einen Lüfter 11 im Kanal 10 verstärkt werden. Die im Kondensator 6 erwärmte Frischluft wird über einen Warmluftkanal 12 in den Fahrgastraum 1 des Kraftwagens geleitet. In den Kanal 12 ist ein Luftmengenregler 12' eingebaut, der in bekannter Weise die dem Fahrgastraum zuströmende Luftmenge entsprechend der Fahrtgeschwindigkeit regelt.The condenser 6 flows through the back pressure of the moving vehicle via a duct 10 fresh air. The fresh air flow can be carried out by a fan 11 be amplified in channel 10. The fresh air heated in the condenser 6 is over a warm air duct 12 is passed into the passenger compartment 1 of the motor vehicle. In the canal 12, an air volume regulator 12 'is installed, which in a known manner the passenger compartment regulates the inflowing air volume according to the driving speed.
Die Klappe 8 ist von einem Steuergerät 13 beeinflußt, das den jeweiligen Betriebszustand des Motors 2 abgreift und als Steuerimpuls der Klappe 8, bzw. deren Stellglied zuführt. Das Steuergerät 13 leitet den Mo torbetrieb szust and aus dem j jeweiligen Druck in der Motoransaugleitung 14, der Stellung der-Motordrosselklappe 15 und der Drehzahl der Motorwelle 16 ab. ueber eine Steuerleitung 17 werden die Steuerimpulse dem Stellglied der Klappe 8 übermittelt.The flap 8 is influenced by a control unit 13, which the respective Operating state of the motor 2 taps and as a control pulse of the flap 8, or their Actuator supplies. The control unit 13 directs the engine operating state from the j respective pressure in the engine intake line 14, the position of the engine throttle valve 15 and the speed of the motor shaft 16. Via a control line 17, the Control pulses are transmitted to the actuator of the flap 8.
Außer vom Steuergerät 13 ist die Klappe 8 von einem einstellbaren Demperaturregler 18 beeinflußt, über den die gewünschte Temperatur des Fahrgastraumes von Hand eingestellt werden kann. Der Temperaturregler 18 steht über eine Kontrolleitun.g 19 mit einem Wärmefühler 20 in Verbindung, der an der Ausblasöffnung des Warmluftkanals in dem Fahrgastraum angeordnet ist und die Temperatur der eingeführten Warmluft erfaßt. Der Regler 18 wandelt, die Meßwerte des Fühlers 20 in Steuerimpulse um, die über eine Leitung 21 auf das Stellglied der Klappe 8 übertragen werden.In addition to the control unit 13, the flap 8 is adjustable The temperature regulator 18 influences the desired temperature of the passenger compartment can be adjusted by hand. The temperature controller 18 is on a control unit 19 with a heat sensor 20 in connection, which is located at the outlet opening of the warm air duct is arranged in the passenger compartment and the temperature of the warm air introduced recorded. The controller 18 converts the measured values of the sensor 20 into control pulses, which are transmitted to the actuator of the flap 8 via a line 21.
Das Schaubild nach Fig. 2 zeigt den Wärmebedarf des Fahrgastraumes in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit und der Außentemperatur. Auf der Abszisse ist die Fahrtgeschwindigkeit v in km/h und auf der Ordinate die Wärmemenge W in Kcal/h aufgetragen, die zugeführt werden muß, um die Temperatur des Fahrgastraumes auf einem vom Regler 18 von Hand einstellbaren Wert zu halten. Als Parameter sind 6 verschiedene Außentemperaturen gewählt, für die sich die 6 dargestellten Wärmebedarfskurven ergeben.The diagram according to FIG. 2 shows the heat demand of the passenger compartment depending on the driving speed and the outside temperature. On the abscissa is the driving speed v in km / h and on the ordinate the Amount of heat W plotted in Kcal / h that has to be supplied to maintain the temperature of the passenger compartment at a value that can be set manually by the controller 18. 6 different outside temperatures are selected as parameters, for which the 6 shown heat demand curves result.
Aus dem Schaubild ist ersichtlich, daß der Wärmebedarf des Fahrgastraumes mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit größer wird.From the diagram it can be seen that the heat demand of the passenger compartment becomes greater with increasing driving speed.
Das rührt davon her, daß bei höherer Fahrtgeschwindigkeit die Strahlungs- und Konvektionsverluste größer als bei geringeren Geschwindigkeiten sind. Die oberste Kurve A stellt den Wärmebedarf bei einer angenommen tiefsten Außentemperatur von -30°C und die dabei vom Regler noch einstellbaren höchsten Fahrgastraumtemperaturen bei allen vorkommenden Fahrtgeschwindigkeiten dar.This is due to the fact that at higher speeds the radiation and convection losses are greater than at lower speeds. The top one Curve A represents the heat demand at an assumed lowest outside temperature of -30 ° C and the highest passenger compartment temperatures that can still be set by the controller at all possible driving speeds.
Diese Kurve entspricht daher dem höchstmöglichen Wärmebedarf, der von der Heizvorrichtung zu decken ist.This curve therefore corresponds to the highest possible heat demand, the is to be covered by the heating device.
Das Steuergerät 13 und der Temperaturregler 18 haben die Aufgabe, die Wärmezufuhr zum Verdampfer 5 dem unter Umständen rasch und in verhältnismäßig weiten Grenzen sich ändernden Wärmebedarf des Fahrgastraumes möglichst ohne merkliche Verzögerung anzupassen.The control unit 13 and the temperature controller 18 have the task of the supply of heat to the evaporator 5 may be rapid and proportionate wide limits changing heat demand of the passenger compartment as possible without noticeable Adjust delay.
Dabei haben diese Teile der Regelvorrichtung nicht nur die Einflüsse der Fahrtgeschwindigkeit und der Außentemperatur, sondern auch die bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen sich ändernden Motorzustandsgrößen zu berücksichtigen und zu verarbeiten.These parts of the control device not only have the influences the driving speed and the outside temperature, but also at different Operating conditions to take into account changing engine state variables and to to process.
So wird bei steigender Fahrtgeschwindigkeit auch das Wärmeangebot des Motors größer, das schließlich den erhöhten Wärmebedarf des Fahrgastraumes wesentlich übersteigt. Dies gilt auch bei Bergfahrt des Kraftfahrzeuges, da in diesem Fall der Motor unter Vollast ein Maximum an Heizleistung anbietet, der Wärmebedarf jedoch mit sinkender Fahrtgeschwindigkeit geringer wird.This is how the heat supply increases with increasing driving speed of the engine is larger, which ultimately significantly increases the heat demand of the passenger compartment exceeds. This also applies when the vehicle is driving uphill, as in this case the engine offers a maximum of heating power under full load, but the heat demand becomes lower with decreasing driving speed.
Das Steuergerät 13 ist so ausgelegt, daß es dem Verdampfer 5 bei einer angenommen tiefsten Außentemperatur von -300,C bei allen Fahrtgeschwindigkeiten jeweils diejenige Wärmemenge zuführt, die erforderlich ist, um die Temperatur im Fahrgastraum auf dem durch den Regler 18 einstellbaren gewünschten Höchstwert zu halten. In diesem extremen Falle deckt sich also die vom Steuergerät 13 eingeregelte Leistungskurve der Heizvorrichtung mit den Wärmebedarfs kurve des Fa'hrgastraumes,.so daß der im Sinne einer Beineinstellung nachwirkende Regler 18-nicht ode-r nur geringfügig eingreifen muß. Das Steuergerät berücksichtigt vom Betriebszustand des Motors ausgehend sowohl den bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten auftretenden höheren Wärmebedarf des Fahrgastraumes als auch die bei Änderungen des Betriebszustandes des Motors sich ergebenden Änderungen der in den Abgasen enthaltenen Wärmemengen.The control unit 13 is designed so that it is the evaporator 5 at a assumed lowest outside temperature of -300, C at all Travel speeds supplies that amount of heat that is required to maintain the temperature in the Passenger compartment to the desired maximum value which can be set by the controller 18 keep. In this extreme case, the one regulated by the control unit 13 is the same Power curve of the heating device with the heat demand curve of the passenger compartment, see above that the regulator 18, which acts in the sense of a leg adjustment, is not or only slightly must intervene. The control unit takes into account the operating state of the engine both the higher heat requirements of the Passenger compartment as well as changes in the operating state of the engine resulting changes in the amount of heat contained in the exhaust gases.
Der Luftmengenregler 12' ermöglicht es, daß die mit der Bahrtgeschwindigkeit wechselnde Heizleistung dem Fahrgastraum 1, bei konstanter Temperatur der eingeblasenen Frischluft, zugeführt werden kann. Er ist so ausgelegt, daß er den Luftdurchsat4im Warmluftkanal 12 dem jeweils erforderlichen Wärmebedarf des Fahrgastraumes-anpaßt.The air flow regulator 12 'makes it possible that with the stretcher speed changing heating power of the passenger compartment 1, at a constant temperature of the blown Fresh air can be supplied. It is designed to allow air to flow through Warm air duct 12 to the respective required heat demand of the passenger compartment-adapts.
Ist die Außentemperatur höher als 3000, so würde, allein durch das Steuergerät 13 dem Fahrgastraum zuviel Wärme zugefülirt, d.h.If the outside temperature is higher than 3000, that alone would Control unit 13 has too much heat added to the passenger compartment, i. E.
die in den Fahrgastraum eintretende Luft zu stark erwärmt werden.the air entering the passenger compartment is heated too much.
Das wird jedoch durch den Regler 18 verhindert, der jede Abweichung der Temperatur der eintretenden Luft von der seiner von Hand vorgewählten Einstellung entsprechenden Solltemperatur erfaßt und als Steuerimpuls der Klappe 8 zuführt. Die von den Temperaturänderungen ausgelösten Steuerimpulse werden also von den Änderungen der Zustandsgröße des Motors 2 ausgelösten Steuerimpulsen überlagert. Das Steuergerät 13 bildet somit gewissermaßen eine schnellwirkende Temperaturvorregelung, dem der'Regler 18 als Temperaturfeinregelung zugeordnet ist.However, this is prevented by the controller 18, which prevents any deviation the temperature of the incoming air from its manually selected setting The corresponding setpoint temperature is detected and supplied to the flap 8 as a control pulse. The control pulses triggered by the temperature changes are therefore affected by the changes the state variable of the motor 2 triggered control pulses superimposed. The control unit 13 thus forms, so to speak, a fast-acting temperature pre-regulation, the der'Regler 18 is assigned as a fine temperature control.
Beträgt die Außentemperatur 1000 (Kurve B in Fig. 2), wird die Klappe 8 vom Regler 18 so nachgestellt, daß di'e Iieistungskurve der Heizvorrichtung sich mit dieser Kurve 3 deckt. Entsprechend ist die Einwirkung des Reglers 18 auf die Klappe 8 bei anderen Außentemperaturen. Zur Regel einrichtung der Vorrichtung gehören damnach sowohl das Steuergerät 13 als auch der Regler.If the outside temperature is 1000 (curve B in Fig. 2), the flap is 8 adjusted by the controller 18 so that the output curve of the heating device is with this curve 3 covers. Corresponding is the action of the controller 18 on the flap 8 at different outside temperatures. To set up the device belong to both the control unit 13 and the controller.
Es ist auch denkbar, den Wärmefühler des Regler 18 bei spiel sweise in dem oder an den Kreislauf 3 des Mediums anzubringen. Vorteilhaft ist jedenfalls, wenn die Temperatur eines zwischen dem Verdampfer 5 und dem Fahrgastraum 1 geschalteten Mediums erfaßt und gemessen wird.It is also conceivable to use the heat sensor of the controller 18 for example to be attached in or on the circuit 3 of the medium. In any case, it is advantageous when the temperature of a switched between the evaporator 5 and the passenger compartment 1 Medium is detected and measured.
Als besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ist hervorzuheben, daß sle sich sehr schnell den veränderlichen Wärmebedarf anpaßt, weil ihre die Regelung bewirkenden Teile - z.B.A particular advantage of the heating device according to the invention is to be emphasized, that it adapts very quickly to the changing heat demand, because its the regulation causing parts - e.g.
Druckmeßdose in der Ansaugleitung 14 und der Wärmefühler 20 des Reglers 18 - direkt an den für die Ermittlung der erforderlichen Heizleistung wichtigen Punkten angesetzt werden können.Pressure cell in the suction line 14 and the heat sensor 20 of the controller 18 - directly to the one that is important for determining the required heating output Points can be set.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691946256 DE1946256A1 (en) | 1969-09-12 | 1969-09-12 | Heating device for the passenger compartment of a motor vehicle driven by an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691946256 DE1946256A1 (en) | 1969-09-12 | 1969-09-12 | Heating device for the passenger compartment of a motor vehicle driven by an internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1946256A1 true DE1946256A1 (en) | 1971-03-25 |
Family
ID=5745341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691946256 Pending DE1946256A1 (en) | 1969-09-12 | 1969-09-12 | Heating device for the passenger compartment of a motor vehicle driven by an internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1946256A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3033661A1 (en) * | 1980-09-06 | 1982-04-22 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | DEVICE FOR HEATING THE OPERATING CABIN OF A DEVICE OR VEHICLE |
| DE3411951A1 (en) * | 1983-04-27 | 1984-10-31 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | PASSENGER ROOM HEATING SYSTEM |
-
1969
- 1969-09-12 DE DE19691946256 patent/DE1946256A1/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3033661A1 (en) * | 1980-09-06 | 1982-04-22 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | DEVICE FOR HEATING THE OPERATING CABIN OF A DEVICE OR VEHICLE |
| DE3411951A1 (en) * | 1983-04-27 | 1984-10-31 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | PASSENGER ROOM HEATING SYSTEM |
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