DE1962610A1 - Temperaturabhaengiger elektronischer Regelschalter - Google Patents

Description

• "Temperaturabhängiger elektronischer Regel schalter" Die Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen elektronischen Regel schalter, insbesondere zur selbsttätigen Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen.
• Es besteht häufig der Wunsch, in einer Regeleinrichtung den Stellmittelkreis in Abhängigkeit von der Veränderung einer Messgröße, beispielsweise der Temperatur in einem Raum, auf einfache Weise zu steuern. Insbesondere ist es bei Kraftfahrzeugheizungs-und -klimaanlagen erwünscht, die Innentemperatur, unabhängig von der jeweiligen Außentemperatur auf einen einstellbaren Wert konstant zu halten. Zu diesem Zweck sind bereits Proportional-Regler mit drei Temperaturfühlern, nämlich für den Innenraum, für den Luftaustritt und die Außenluft bekannt, bei denen als Stellantriebe Unterdruckdosen verwendet werden. Diese Regler wirken mit proportional arbeitenden elektropneumatischen Wandlern zusammen.
• /und Derartige elektropneumatische Wandler sind jedoch sehr aufwendig/ benötigen eine zusätzliche Druckquelle.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regel schalter zu schaffen, der in einfacher Weise in Abhängigkeit von der Temperatur oder einer anderen Bezugsgröße einfach aufgebaute Stellantriebe ohne Totbereich und hysteresefrei steuert.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein Steuer-Impulsgenerator vorgesehen ist, dessen Ausgangsimpulse angesteuerten rückgekoppelten Differenzverstärker mit gleitendem Arbeitspunkt und an dessen Ausgängen angeordnete Sc!haltmittel, welche eine vorzugsweise elektrische Energiequelle schalten.
• Dadurch erfolgt eine vorteilhafte,quasi kontinuierliche Steuerung des Energieflusses, obwohl die Schaltmittel selbst nur zwei Stellungen einnehmen können.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im Steuerkreis des Verstärkers Meßwertfühler angeordnet, die zur Temperaturregelung in vorteilhafterweise durch temperaturabhängige Widerstande gebildet werden.
• Als Schaltmittel in den Ausgängen des Differenzverstärkers werden zweckmäßige Schaltrelais verwendet.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Schaltrelais in den Ausgangskreisen der Verstärkertransistoren Magnetventile vorgesehen sind Bei der Anwendung zur Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen ist es vorteilhaft, wenn die Schaltrelais in einer Versorgungsleitung eines Stellantriebs für ein Heizmediumventil angeordnet sind. Dabei ist es besonders zweckmaßig, wenn als Steilmittel ein Unterdruck dient Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im direE=$;gll Weg zwischen einer Unterdruckversorgungseinrichtung und einem Unterdruckstellantrieb ein Schaltrelais angeordnet3 während das andere Schaltrelais in einer Verbindungsleitung zur Außenluft angebracht ist.
• In vorteilhafter Weise ist eine den Schaltrelais nachgeordnete Drossel in der Stellmittelversorgungsleitung vorgesehen.
• In der Temperaturwiderstandfühler-Kette wird, nach einem weiteren Merkmal, zweckmäßig zusätzlich ein Verstellbarer Widerstand als Temperaturwghler angeordnet.
• Besonders zweckmäßig ist es, wenn im TemperaturwiderstandtUhlerkreis ein vom Stellantrieb mitbetätigtes Rückführungspotentiometer vorgesehen ist.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt. Dabei zeigt: Fig.1 schematisch einen Regelkreis zur Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen mit einer erfindungsgemäßen Regelschaltung, Fig.2 schematisch ein Schaltbild der Regelschaltung, und Fig.5 in vergrößertem Maßstab ein Detail der Regeleinrichtung.
• Aus der schematischen Darstellung der Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelschaltung zur Temperaturregelung in einem Kraft fahrzeug ist ersichtlich, daß die Regelschaltung in einer Stellmittelleitung 29 liegt, über die ein Unterdruckstellantrieb 28 betätigt wird. Mit dem Unterdruckstellantrieb ist einerseits ein Stellmittel für ein Heizwasserventil oder für eine Luftklappe der Heizung und andererseits der Abgriff eines Rückführungspoteniometers verbunden. Im Kraftfahrzeug ist ein Außentemperaturfühler 21 angeordnet, ferner hinter einem Wärmetauscher 25 mit dem zugeordneten Lürter 26 ein Kühllufttemperaturfühler 22 und schließlich im Fahrgastraum ein Innenlufttemperaturfühler 23. Zur individuellen Einstellung der Temperatur ist ein wahlweise verstellbarer Temperaturwähler 20 mit den vorgenannten Temperaturfühlern in Reihe geschaltet.
• Aus der Fig.2 ist der Aufbau der elektronischen Regeleinrichtung ersichtlich. Von einem an sich bekannten Rechteckgenerator mit den beiden Transistoren Trl und Tr2 wird ein Rechteckimpulszug erzeugt, der der Basis des Transistors Tr3 zugeleitet wird. Der Transistor Tr3 ist Bestandteil eines Differenzverstärkers mit den zusätzlichen Transistoren Tr4 und Tr5. Dabei liegt im Basiskreis des Transistors Tr4 die mit R9 bezeichnete Temperaturfühlerwiderstandskette, entsprechend dem Temperaturwähler 20, dem Rückführungspotentiometer 27, dem Außentemperaturfühler 21, dem Luftaustrittstemperaturfühler 22 und dem Innenraumtemperaturfühler 23. Dieser Widerstands-Serienkreis ist an den Punkten a und b (Fig.1 und Fig.2) in den Regelkreis eingeschaltet.
• Im Basiskreis des dritten Transistors Tr5 ist ein Vergleichswiderstand R8 vorgesehen. Die gegenseitige Rückkopplung der Transistoren Tr4 und Tr5 über die Widerstände R7 und R6 ist so gewählt, daß die Schaltung bei kleinen Emitterströmen Differenzverstärkereigenschaften und bei größeren Strömen Kippverhalten aufweist. Dabei ist die Rückkopplung so stark gewählt, daß etwaige im Fahrzeug auftretende Störimpulse die Schaltung im durchgeschalteten Zustand nicht zum Kippen bringen.
• In den Ausgangskreisen der Transistoren Tr4 und Tr5 sind Schalttransistoren Trlo und Trll angeordnet, die Schaltrelais 12 bzw. 13 steuern. Den Schaltrelais 12 und 13 sind Dioden 14 und 15 parallel geschaltet.
• Der Rechteckimpulsgenerator erzeugt periodische, kurze Impulse.
• Zu Beginn eines Impulses steigt der Strom durch den Transistor Tr3 an. Ist der Widerstand der Fühlerkette R9 größer als der Widerstand R8, so übernimmt der Transistor Tr4 den Hauptanteil des Stromes, im umgekehrten Fall der Transistor Tr5.
• Übersteigt der strom den kritischen Wert, so kippt die Schaltung und der Gesamtstrom wird von dem Transistor, der vorher den größeren Anteil hatte, übernommen. Über einen Schalt- bzw.
• Steuertransistor Trlo zieht das Schaltrelais 12 an bzw. im Falle des Kippens auf die andere Seite über den Transistor Trll das Schaltrelais 13.
• In Fig.3 sind die Schaltrelais 12 und 13 schematisch dargestellt, und zwar als Magnetventile mit den Ventilkörpern 51 und 32.
• Dabei liegt das Ventil 51 in einer Stellmittelversorgungsleitung, wobei als Verstellmittel bei dem gezeichneten Ausführnngsbeispiel ein von der Unterdruckversorgung des Kraftfahrzeuges abgeleiteter Unterdruck dient, der auf den Unterdruckstellantrieb 28 wirkt.
• Zweckmäßig ist nach dem Magnetventil 51 eine Drossel 33 angeordnet1 Das Magnetventil 15 bzw. 31 ist über eine Außenluftverbindungsleitung Do, die durch das Magnetventil 52 geöffnet oder geschlossen werden kann, mit der Außenluft verbunden.
• Ist die von den Temperaturfühlern 21 bis 25 gemeldete Temperatur zu hoch, so gelangen die Regelimpulse auf das Magnetventil 12, welches den auf den Unterdruckstellantrieb 28 wirkenden Druck so verändert, daß eine die Heizleistung reduzierende Bewegung des Stellgltsdes entsteht. Die Verbindung zwischen dem Unterdruckstellantrieb 28 und dem (nicht Cezeichneten) Stellglied wir«tber den Betätigungshebel 24 hergestellt. Ist die Temperatur im Kraftfahrzeug zu niedrig, so vollführt das Stellglied eine durch das zweite Magnetventil 51 ausgelöste, entgegengesetzte Bewegung. Dabei müssen die einzelnen Tempetaturfühler 21, 22, 23 und gegebenenfalls 20 zusammen mit dem Rückführungspotentiometer 27 so abgeglichen werden, daß keine Regelschwingungen auftreten.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird, wie zuvor im Zusammenkang mit Fig. 3 erläutert, durch das Magnetventil 52 der Unterdruckstellantrieb 28 durch die Drossel 53 hindurch entlüftet, während dieser Antrieb durch das andere Magnetventil 31 über die Drossel an ein Vakuum angeschlossen wird.
• Die erfindungsgemäße elektronische Regelschaltung umgeht unter Verwendung von zwei einfachen Magnetventilen die bisher verwendeten teuren Wandler, arbeitet ohne Totbereich und ist, wenn zwischen Rückführungspotentiometer 27 und der Stellklappe bzw. dem Wasserventil kein Spiel vorhanden ist, hysteresefrei.
• Die Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit elektrischen Energiequellen beschrieben. Sie läßt sich jedoch gleich vorteilhaft aich bei Verwendung pneumatischer, hydraulischer, oder mechanischer Energiequellen durch entsprechende Schaltelemente ausführen.
• Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Ifiaftfahrzeugheizungen beschränkt. Sie ist ferner nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausftlhrungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt insbesondere auch alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.
• - Ansprüche -

Claims (1)

1. Ansprüche Die Temperaturabhängiger elektronischerRegelschalter, insbesondere zur selbsttätigen Temperaturregelung in Kraftfahrzeugen, p;ekennzeichnet durch einen Steuerimpulsgenerator, einen durch dessen Alsgangsimpulse angesteuerten rückgekoppelten Differenzverstärker mit gleitendem Arbeitspunkt und durch an dessen Ausgängen angeordnete Schaltmittel, welche eine vorzugsweise elektrische Energiequelle schalten.

   2. Regler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im Steuerkreis des Verstärkers angeordnete Neßwertfühler.

   5. Regler nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß temperaturabhängige Widerstände als Neßwertfühler vorgesehen sind.

   4. Regler nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch Scnellrelais in den Verstärkerausgängen.

   5. Regler nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet. daß Magnetventile als SChaltrelais vorgesehen sind.

   6. Regler nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet daß die Schaltrelais in einer Versorgungsleitung eines Steliantriebs für ein Üeizmedienventil angeordnet sind.

   7. Regler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellmittel ein Unterdruck dient.

   8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltrelais im direkten Weg zwischen einer Unterdruckversorgungseinrichtung und einem Unterdruckverstellantrieb und das andere Schaltrelais in einer Verbindungsleitung zur Außenluft angeordnet ist.

   9. Regler nach Anspruch 6 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine den Schaltrelais nachgeordnete Drossel in der StellmittelversoRgungsleitung, 10. Regler nach Anspruch 5 oder folgenden, gekennzeichnet durch einen verstellbaren Widerstand als Temperaturwähler.

   11. Regler nach Anspruch 5 oder folgenden, gekennzeichnet durch ein vom Stellantrieb mitbetätigtes Rückführungspotentiometer im Tempeiaturwiderstandsfühlerkreis.