DE2615476A1 - Einrichtung zur regulierung der beheizung eines kraftfahrzeuginnenraums - Google Patents

Einrichtung zur regulierung der beheizung eines kraftfahrzeuginnenraums

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DE2615476A1
DE2615476A1 DE19762615476 DE2615476A DE2615476A1 DE 2615476 A1 DE2615476 A1 DE 2615476A1 DE 19762615476 DE19762615476 DE 19762615476 DE 2615476 A DE2615476 A DE 2615476A DE 2615476 A1 DE2615476 A1 DE 2615476A1
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    • G05D23/24Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor

Description

  • Anlage zur
  • Patent- und Geb rauchsmusterhilfs anmeldung Einrichtung zur Regulierung der Beheizung eines I(raftfahrzeugirlnenraumes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regulierung der Beheizung eines Kraft fahrzeuges mit einem Wärmetauscher, einem Stellglied zur Steuerung des Heizmittelstromes und einer das Stellglied betätigenden Regeleinrichtung. mit der ein Innenraumtemperaturfühler, ein Heizlufttemperaturfühler am Austritt des Wärmetauschers und ein einstellbarer Sollwertgeber verbunden ist.
  • Auf eine derartige Einrichtung zur Regulierung der Beheizung bezieht sich die Erfindung gemäß der Hauptanmeldung P 25 31 015.0. Eine der erfindungsgemäßen Lösungen gemäß der Hauptanmeldung besteht darin, daß der Innenraumtemperaturfühler und der Heizlufttemperaturfühler in Reihe liegen und die Wertigkeit der Kennwertänderung pro Temperatureinheit des Innenraumtemperaturfühlers größer ist als die des Heizlufttemperaturfühlers und daß der Innenraumtemperaturfühler an der Mündung eines Rohres angebracht ist, durch das mittels einer Luftfördervorrichtung Innenraumluft transportiert wird, wobei als LuStfördervorrichtung die Brennkraftmaschine dient und das Rohr über eine Drosselbohrung mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbunden ist, und daß das Stellglied ein Ventil im Heizungszulaufe des Wärmetauschers ist mit einem Stellantrieb, der von der Regeleinrichtung mit fester Frequenz und variabler Impulsbreite getaktet angesteuert wird und dabei das Ventil entsprechend der Impulsbreite öffnet bzw. schließt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine demgegenüber vereinfachte und verbesserte Lösung der ursprünglich gestellten Aufgabe zu erzielen, eine möglichst schnell ansprechende und genaue Heizungsregelung mit geringem Aufwand zu verwirklichen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Stellglied ein Schaltventil im Heizungszulauf des Wärmetauschers ist mit einem Stellantrieb, der mit der Regeleinrichtung verbunden ist und von dieser mit Impulsen fester Frequenz getaktet ansteuerbar ist mit einer Impulsbreite entsprechend dem von der Steuergröße des Sollwertgebers abweichenden Wert der jeweils addierten Steuergrößen des Innenraum- und des HeizluSttemperaturfühlers, wobei der Wert der Steuergrößenänderung pro Temperatureinheit des Innenraumtemperaturfühlers wesentlich größer als der des lIeizlufttemperaturfühlers ist.
  • Diese Anordnung hat den Vorteil, daß einerseits mit einem einfach aufgebauten Schaltventsl die Wärmezufuhr zum Wärmetatischer kontrollierbar ist. Das Ventil schaltet im eingeschwungenen Regelbereich abwechselnd nur in eine Auf-oder eine Zustellung mit fester Frequenz, so daß bei einfachem Aufbau das Ventil schnell, hysteresearm und funktionssicher arbeitet. Ein zusätzlicher regeltechnischer Aufwand, wie er z.B. bei einer analogen Verstellung des öffnungsquerschnitts eines Ventils im Heizungszulauf notwendig ist, kann vermieden werden. Andererseits hat die Anordnung den Vorteil, daß die wesentlichen, die Dynamik der Aufheizung beeinflussenden Temperaturen erfaßt werden und von der Regeleinrichtung mit einem eingestellten Sollwert gesondert verglichen werden. Wesentlich ist dabei, daß die von den Meßfühlern erfaßten Meßgrößen eine unterschiedliche Wertigkeit haben, der Form,.daß der Innerauntemperaturfühler bei einer Temperaturänderung die Regelung wesentlich stärker beeinflußt, als es der Heizlufttemperaturfünler tut. Diese Maßnahme gewahrleistet, daß bereits geringe Innenraumtemperaturänderungen schnell erfaßt werden und daß die noch kalte Fahrgastzelle schnell hochgeheizt werden kann.
  • Weiterhin wird durch das Anbringen des Heizlufttemperaturfühlers ein zu starkes, durch die Wärmekapazität des Wärmetauschers verursachtes überschwingen der Heizung vermieden. Dies ist insbesondere in der Aufheizphase der Fahrgastzelle wichtig. Es wird dabei durch die geringe Wertigkeit des Heizlufttemperaturfühlers, dessen Steuergröße auch repräsantativ für die Heizmitteltemperatur des Wärmetauschers ist, die hohe Wärmetauschertemperatur nur wenig gewertet, so daß eine sofortige Abregelung erst bei starker Annäherung der tatsächlichen Innenraumtemperatur an den Sollwert erfolgt. Im eingeschwtmgenem Regelbercich, indem die Innenrauntemperatur den Sollwert erreicht hat, spricht die Regelung durch die Erfassung der Wärmetauschertetnperatur bereits frühzeitig auf eine durch einen Regeleingriff bewirkte Temperaturänderung an.
  • Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, daß die Ansprechzeit auf eine Temperaturänderung des Heizlufttemperaturfühlers geringer ist als die Periode der Impulsfolge. Dies hat den Vorteil, daß die Wertigkeit der Steuergrößenänderung pro Temperatureinheit des Heizlufttemperaturfühlers sehr klein gehalten werden kann, da auf eine Temperaturänderung hin die diesem neuen Temperaturniveau entsprechende Steuergröße sehr schnell zur vollen Wirkung auf die Regelung kommt.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als Sollwertgeber ein veränderbarer elektrischer Widerstand mit progressiv verlaufender Kennlinie dient. Damit kann vorteilhaft eine mit steigendem Sollwert steigende Proportionalitätsabweichung der tatsächlichen Innenraumtemperatur vom Sollwert bei linear verstellten Sollwertgeber ausgeglichen werden.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht vorteilhafter Weise darin, daß die Regeleinrichtung über einen eine bestimmte Mindestinnenraumtemperatur erfassenden Schwellwertschalter im Sinne einer ständigen Aufsteuerung des Ventils beeinflußbar ist. Damit kann die durch die geringe Wertigkeit des Heizlufttemperaturfühlers schon große Aufheizgeschwindigkeit noch vergrößert werden.
  • Weitere Aus gestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie den in der Beschreibung näher erläuterten Ausführungsbeispielen und der Zeichnung zu entnehmen.
  • Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine beispielsweise Anordnung der Temperaturfühler im Innenraum einer Kfz-Fahrgastzelle, Fig. 3 ein Schaltschema der Heizungsregeleinrichtung mit getakteter Ansteuerung des Stellglieds, Fig. 4 ein Diagramm mit den Beispielen eines Temperaturverlaufes über die Zeit bei getakteter Steuerung des Ventils im Heizungszulauf und die sich aus diesem Temperaturverlauf und der Dreieckspannung des Generators ergebenden Rechteckimpulse des Komparators, Fig. 5 eine beispielhafte Ausgestaltung des Ventils im Heizungszulauf des Wärmetauschers mit einem pneumatischen Arbeitszylinder und einem Magnetventil, das die Druckmittelzufuhr zu diesem Arbeitszylinder kontrolliert und Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Schwellwertschalter für die Kontrolle der Aufheizphase.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in einem Heizungszulauf 1 zu einem Wärmetauscher 3 einer Efz-Heizungsanlage ein Ventil 4 angeordnet, dessen Magnetwicklung 6 von einer Regeleinrichtung 7 angesteuert wird. Der Heizungszulauf zweigt in üblicher Weise z.B. von dem Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine ab und führt über den Heizungsrücklauf 9 vom Wärmetauscher zu diesem Kühlsystem wieder zurück. Die Regeleinrichtung 7 ist mit einem Potentiometer als Sollwertgeber 11 sowie über eine Leitung 12 mit zwei in Reihe ligenden Temperaturfühlern 14 und 15 verbunden. Von diesen Temperaturfühlern ist der eine als Heizlufttempera.turfühler 14 unmittelbar am Austritt der im Wärmetauscher 3 erwärmten Luft angeordnet. Der andere Temperaturfühler ist als Innenraumtemperaturfühler 15 an einer von direkter Sonneneinstrahlung geschützten Stelle der Fahrgastzelle angeordnet. Vorteilhaft ist dabei die Anbringung im Bereich des Armaturenbretts.
  • Die Anordnung der beiden Temperatur fühler ist bei einem Beispiel in Fig. 2 eingezeichnet. Die Meßgenauigkeit hängt erheblich von der Lage des Fühlers ab. So werden z.B. beim Heizlufttemperaturfühler die besten Werte dann erzielt, wenn er an die Stelle des höchsten Luftdurchsatzes und möglichst auf der Heizwassereintrittsseite des Wärmetauschers angeordnet ist. Für die Meßgenauigkeit des Innenraumtemperaturfühlers ist der Anbringungsort von ausschlaggebender Bedeutung. Die Aufgabe des Innenraumtemperaturfühlers ist es, gerade die Temperatur zu erfassen, der der Pahrgast im Kraftfahrzeug ausgesetzt ist. Ferner soll der Temperaturfühler auch schnell auf Temperaturschwankungen ansprechen, die z.B. beim öffnen eines Fensters oder bei Verlassen und bViederbetreten des Kraftfahrzeugs auftreten.
  • Erhebliche Verfälschungen des Meßergebnisses können durch Stauwärme oder durch Strählungswärnle auftreten. Deshalb wurde der Innenraumtemperaturfühler an einer von Sonneneinstrahlung geschützten Stelle angebracht und zusätzlich an der Mündung eines Rohres 17, das über eine Drosselbohrung 18 mit einem Saugrohr 20 der in dem Fahrzeug 21 eingebauten Brennkraftmaschine 22 verbunden ist. In diesem Fall dient die Brennkraftmachine als Luftfördervorrichtung, die beständig über das Rohr 17 Luft aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs 21 ansaugt und dem Innenraumtemperaturfühler jeweils Luft zuführt, deren Temperatur der maßgeblichen zu mes senden messenden Innenraumtemperatur entspricht. Es genügt dabei eine nur sehr kleine Drosselbohrung 18, um eine wesentlich erhöhte Meßgenauigkeit des Innenrauintemperaturfühlers zu erreichen, ohne daß dadurch das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine beeinflußt wird.
  • Die Regeleinrichtung 7 nach Fig. 1 wird in einfacher Weise als eine bekannte Zweipunktregelung ausgeführt, die das ihr von den Temperaturfühlern 14, 15 zugeführte Signal mit dem Sollwert vom Sollwertgeber 1 vergleicht und je nach Abweichung vom Sollwert die Magnetwicklung 6 des als Schaltventil ausgebildeten Ventils 4 mit Strom versorgt oder abschaltet.
  • In der Darstellung ist vereinfacht eine Reihenschaltung der Widerstände gezeigt. Eine Addition der Steuergröße der Temperaturfühler kann natürlich auch in anderer Weise, z.B. mittels eines Operationsverstärkers in Summiers<haltung, erfolgen.
  • Die Besonderheit der in Reihe liegenden Temperaturfühler 14 und 15 besteht darin, daß sie eine unterschiedliche Wertigkeit haben. Da sich die Innenraumtemperaturen gegenüber der Temperatur am Wärmetauscher nur langsam ändern, ist der Innenraumtemperaturfühler so ausgebildet, daß er bei gleicher Temperaturänderung ein wesentlich größeres Steuersignal als der Heizlufttemperaturfühler 14 erzeugt.
  • Die Wertigkeit kann beispielsweise 1:3 bis 1:8 sein. Die Summe der von den beiden Temperaturfühlern erzeugten Steuergröße wird sodann der Regeleinrichtung 7 zugeführt.
  • Dies ist wesentlich für die Stabilität des Regelkreises: Schaltventil 4, Wärmetauscher 3, Temperaturfühler 14 und 15 und Regeleinrichtung 7. Wird der Heizlufttemperaturfühler 14 weggelassen oder ist seine Bewertung zu klein, so wird der Innenraumtemperaturfühler 15 quasi allein wirksam, was zu einem instabilien Regelverhalten mit je nach Ausgestaltung der Heizeinrichtung starken periodischen Abweichungen vom Sollwert führt. Eine starke Bewertung des Heizlufttemperaturfühlers führt andererseits zu einer unzulässig großen statischen Regelabweichung, wenn z.B. hohe Temperaturen am Wärmetauscher erfoderlich sind. Deshalb ist es wichtig, eine wesentlich unterschiedliche Wertung der Temperaturfühler einzuhalten und die Wertung des Heizlufttemperaturfühlers möglichst klein zu halten, um eine zu große Proportionalitätsabweichung zu vermeiden.
  • Durch die Addition beider Steuergrößen kommt es mit steigendem Sollwert zu einer relativen Verringerung der tatsächlich erzielten Innenraumtemperatur, weil die dort erfaßte Steuergröße immer schwächer durch die wegen der erforderlichen höheren Wärmetauschertemperatur steigende Steuergröße des Hcizlufttemperaturfühlers in Hinblick auf die Summe beider Steuergrößen inSGewicht fällt.
  • Während der Aufheizphase ergibt sich der Vorteil, daß die Regeleinrichtung das Ventil 4 ständig geöffnet hält, obwohl am Heizlufttemperaturfühler eine so hohe Temperatur anliegt, die bei normalem Betrieb, also bei bereits aufgeheizter Fahrgastzelle, ein Schliessen des Ventils verursachen würde. Ist die gewünschte Innenraumtemperatur erreicht, so wird insbesondere auch durch die besondere Belüftung des Innenraumtemperaturfühlers, die Heizung rechtzeitig abgeschaltet, ohne daß es zu sogenannten Überschwingern kommt. Durch die Zwangsbelüftung gibt der Fühler 15 ein unverfälschtes, dem überwiegenden Temperaturniveau entsprechendes Steuersignal ab. Während der Aufheizzeit steht also unbeschränkt die volle Heizleistung zur Verfügung, was ein schnelles Erwärmen der Fahrgastzelle gewährleistet.
  • Als Temperaturfühler werden beispielsweise Siliziumdioden verwendet, bei denen eine unterschiedliche Wertigkeit dadurch erreicht werden kann, daß z.B. als Innentemperaturfühler eine integrierte Dreifachdiode und als Heizlufttemperaturfühler eine einfache Diode verwendet wird. Natürlich können anstelle von Dioden auch andere wärmeempfindliche Temperaturfühlelemente verwendet werden, wie z.B. NTC-Widerstände mit unterschiedlich hohen Widerstandswerten.
  • Zur Verbesserung der Aufheizzeit und Heizleistung im Stand und bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten ist in weiterer Ausgestaltung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 ein Heizgebläse 24 vorgesehen, das von einer Steuervorrichtung 26 z.B. entsprechend der Fahrgeschwindigkeit gesteuert wird, da diese weitestgehend die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luftmenge und den Luftdurchsatz am Wärmetauscher beeinflußt. In einer Ausführung wird z.B. bis ca. 60 km/h das Gebläse zugeschaltet bleiben. Das Steuersignal erhält die Vorrichtung 26 von einem Drehzahlgeber 27 und schaltet bei einem bestimmten Drehzahlwert das Relais 28 in der Stromversorgungsleitung 29 des Heizgebläses 24 zu oder ab.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Funktionsschema einer aus bekannten Bauelementen bestehenden Regeleinrichtung wiedergegeben, mit der eine genauere Heizungsregelung erfolgen kann. Gleiche Teile sind hier mit gleichen Positionszahlen bezeichnet. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist im Heizungszulauf 1 zum Wärmetauscher 3 ein Ventil 4 angeordnet, dessen Magnetwicklung 6 von einer Regelvorrichtung angesteuert wird. Gleichermaßen ist auch hier der Heizlufttemperaturfühler 14 und der Innenraumtemperaturfühler 15 zusammen im Reihe geschaltet und ein Sollwert geber 11 vorgesehen. Über die Anordnung der Temperaturfühler gilt das vorstehend Gesagte. Die Steuergrößen der Temperaturfühler 15 und 14 werden als Summe einem Differenzverstärker 32 zugeführt, der das Verhältnis dieser Steuergröße zum Sollwert des mit dem anderen Eingang des Differenzverstärkers 32 verbunden Sollwertgebers 11 verstärkt und einem Komparator 34 zuführt. Dem Komparator 34 wird ferner eine Dreiecksimpulsspannung von einem Impulserzeuger 35 zugeführt. Entsprechend den beiden Signalen erzeugt der Komparator 34 Rechteckimpulse, die der Magnetwicklung 6 des Ventils 4 zugeführt werden und das Ventil 4 entsprechend der Impulsbreie und Impulsfrequenz öffnet. Diese Impulse haben die gleiche Frequenz wie die Dreiecksspannungsimpulse, jedoch eine unterschiedliche Breite entsprechend dem verstärkeen Temperatursignal vom Differenzverstärker 32 her.
  • Die Entstehung der Rechtecktimpulse wird durch das Diagramm in Fig. 4 verdeutlicht. Die Linie A stellt dabei das sich mit der Zeit ändernde Temperatursignal dar, das dem Komparator zugeführt wird. der Linienzug B stellt den Verlauf der Dreiecks spannung über der Zeit dar in einem angehobenen Spannungsbereich. Während der Überschneidung beider Linien werden im Komparator Rechtecksspannungsimpulse erzeugt, deren Breite dem Überschneidungsbereich entspricht. Je höher die Spannung des Temperatursignals ist, desto geringer sind die Überschneidungsstrecken C, die gleich der Impulsbreite sind. Überschreitet das Temperatursignal die Bandbreite der Dreiecksspannung, so kommt es zu keiner Überschneidung mehr, so daß kein impulsförmiges Signal mehr auftritt und die Mangetwicklung 6 des Ventils 4 im unerregten Zustand bleibt. Ist andererseits das Temperaturspannungssignal niedriger als die kleinste Dreiecks spannung, so wird die Magnetwicklung 6 des Ventils ständig erregt und der Heizungszulauf geöffnet.
  • Durch Wahl der Bandbreite der Dreiecks spannung kann so ein etwa proportionaler Regelbereich bestimmt werden. In den Bereichen oberhalb bzw. unterhalb davon bleibt das Ventil ständig geschlossen oder entsprechend der erregten Magnetwicklung geöffnet je nach Höhe des Temperatursignals.
  • Ein wichtiges Merkmal ist die Nichtlinearität der Dreiecksspannung, was den Vorteil hat, daß damit die extreme Nichtlinearität der Wärmetauscherkennlinie ausgeglichen werden kann. Die Dreiecksflnen der Dreiecksspannung entsprechen dabei vorteilhaft Teilstücken einer e-Funktion dergestalt, daß nach einem steilen Spannungsanstieg an der einen Dreiecks flanke ein mit der Zeit einer flacher verlaufender Spannungsabfall an der anderen Dreiecksflanke folgt. Bei hohem Temp eraturs pannungs ignal haben Spannungs änderungen nur geringe inderungen der Überschneidungsstrecke C zur Folge, während bei niedrigem Temperatursignal die gleichen Spannungsänderungen wesentlich größere Anderungen der Überschneidungsstrecke C mit sich bringen.
  • Mit der vorstehend beschriebenen Regeleinrichtung wird eine quasi stetige Regelung der Heizung erzielt, mit der ein Überschwingen der Aufheizung, wie es bei einer Zweipunktregelung und bei ungünstiger Auslegung des Wärmetauschers auftreten kann, vermieden wird. Dabei entfällt ein zusätzlicher regeltechnischer Aufwand, wie er bei einer analogen Verstellung der Ö ffnungsquers chnittts des Ventils im Heizungszuluf nötig wäre. Das Ventil wird lediglich in einfacher und funktionssicherer Weise entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen. Der Vorteil besteht weiterhin darin, daß der Leistungsbedarf für die Verstellung geringer und die Regelung genauer und schneller ist als bei einer kontinuierlichen Verstellung des Ventils mit den dort erheblichen Hystereseeinflüssen. Darüber hinaus bietet auch diese Regelung den Vorteil der schnellen Aufheizung der Fahrgastzelle aus dem kalten Zustand heraus. Gegenüber bimetallgeregeleter Heizungsventile arbeitet diese Regeleinrichtung sehr genau und schnell bei sehr geringen zusätzlichem Aufwand.
  • Die Häufigkeit der manuellen Eingriffe zur Temperaturregelung in der Fahrgastzelle ist auf ein Mindestmaß beschränkt. Die beschriesene Anordnung hat weiterhin den Vorteil, daß sie ohne weiteres nachträglich in bestehende Heizungsanlagen eingebaut werden kann.
  • Bei der oben beschriebenen quasi stetigen Regelung ist ferner die Ansprechgeschwindigkeit der Temperaturfühler von Bedeutung. Um eine genaue Regelantwort zu erhalten, muß die Ansprechzeit des Hei zlufttemperaturs fühlers kleiner sein als die Periodendauer der Impulsfrequenz, mit der das Schaltventil 4 angesteuert wird, damit bei einer Sollwert abweichung bereits der Folgeimpllls eine angepaßte Impulsbreite erhält. Diese Frequenz muß ferner größer sein als die Eigenfrequenz des Wärmetauschers. Damit wird es erforderlich, einen schnell ansprechenden Heizluftttemperaturfühler zu verwenden. Mit hoher Ansprechgeschwindigkei t wird auch die Steuergröße des Fühlers bei einer TemperatulXänderung im vollen, diesem TeIrlperaturniveau entsprechenden Umfang schnell von der Regelung erfaßt, so daß die Wertikeit des Heizufttemperaturfühlers gegenüber d Inneraumtemperaturfühler sehr klein gehalten werden kann.
  • Dieser Fühler hat dann im eingeschwungenen Regelbereich lediglich die Aufgabe, die Regelung stabil zu halten. Der Innenraumtemperaturfühler 15 dagegen braucht weniger schnell anzusprechen, damit die Regelung in eingeregeltem Zustand nicht zu empfindlich auf minimale Temperaturänderungen anspricht.
  • Als Ventil 4 kann bei der vorstehenden Regeleinrichtung eine bekannte Ausführungsform, w.ie sie in Fig. 5 dargestellt ist, verwendet werden. Bei diesem Ventil kontrolliert ein Schließglied 40 mit seinem Ventilteller 41 die Durchströmöffnung 42 des Heizungszulaufs 1. Das Schließglied 40 ist mit einer Membran 43 fest verbunden, die eine Druckdose 44 in einen gesteuerten Arbeitsraum 45 und einen Referenzdruckarbeitsraum 46 teilt. Durch eine Membran 47 ist der Referenzdruckarbeitsraum 46 am Austritt des Schließglieds 40 gegenüber dem Helzungszulauf abgedichtet. Als Referenzdruck dient beispielsweise der atmosphärische Umgebungsdruck, mit dem der Referenzdruckraum 46 durch eine Bohrung 48 in der Druckdose 44 verbunden is.
  • Im gesteuerten Arbeitsraum 45 ist eine Druckfeder 50 angeordnet, die auf die Membran 43 drückt und das Schließglied 40 in Schließrichtung belastet. In den gesteuerten Arbeitsraum 45 münden ferner zwei Rohre 51 und 52, deren Mündungen sich etwa gegenüberliegen. Zwischen den Mündungen der beiden Rohre 51 und 52 ist ein aus einer Blattfeder bestehendes Schließglied 53 angeordnet, das mit der Druckdose 44 fest verbunden ist und das durch einen Elektromagneten 54 betätigbar ist. über das Rohr 51, dessen Mündung durch das Ventilglied 53 bei nicht erregtem Elektromagneten 54 verschlossen ist, kann dem gesteuerten Arbeitsraum 55 Unterdruck zugeführt werden. Solange der Elektromagnet 54 nicht erregt ist, ist der gesteuerte Arbeitsraum 55 über das Rohr 52 mit der Umgebungsluft verbunden, so daß im Arbeitsraum atmosphärischer Druck herrscht und das Schließglied 40 in Schließstellung beharrt. Sobald der Elektromagnet das Ventilglied 53 anzieht, wird die Mündung des Rohres 52 verschlossen und der gesteuerte Arbeitsraum 45 über das Rohr 51 evakuiert, so daß das Schließglied 40 entgegen der Kraft der Feder in öffnungsrichtung bewegt wird. Natürlich kann die gesamte Regeleinrichtung auch so ausgelegt werden, daß bei nicht erregtem Magneten die Verbindung des gesteuerten Arbeitsraumes 45 zur Umgebungsluft unterbunden ist und sich das Ventil in geöffneter Stellung befindet.
  • Die Verwendung des beschriebenen Ventils hat den Vorteil, daß durch Zwischenschalten von Unterdruck als Arbeitsmittel der Energiebedarf des Elektromagneten sehr gering ist und damit auch die Regeleinrichtung preisgünstiger in der Endstufe ausgelegt werden kann. Durch die integierte Anbringung des Ventilglieds 53 zusammen mit dem Elektromagneten 54 in der Druckdose 44 des Ventils ergibt sich eine kompakte Baueinheit von geringem Gewicht und hoher Funktionssicherheit. Ferner ist die Funktionsgenauigkeit dieses Ventils wegen seiner nahezu hysteresefreien, reibungsarmen Verstellung sehr groß, so daß mit der Verwendung des Ventils zusammen mit der oben beschriebenen Regeleinrichtung eine einfache und sehr genaue Regelung erzielt werden kann.
  • Bei einem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 handelt es sich im wesentlichen um ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Gleiche Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen. Auf die entsprechende Beschreibung im vorstehenden Text wird verwiesen.
  • Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist hier in der Verbindung zwischen dem Komparator 34 und der Magnetwicklung 5 des Schaltventils 4 ein logisches Verknüpfungsglied in Form eines UND-Gatter 60 eingefügt Zwischen dem Gatter 60 und dem Schaltventil kann auch noch eine bei stungsstufe geschaltet sein. Der andere Eingang des UND-Gatters ist mit dem Ausgang eines Schwellwertschalters 61 verbunden. Dieser Schwellwertschalter In Form eines üblichen Operationsverstärkers besitzt zwei Eingänge, von denen der eine mit dem Soilwertgeber 11 und der andere mit dem Innenrauintemperaturfühler 15 verbunden ist.
  • Mit dieser zusätzlichen Einrichtung wird erreicht, daß die Magnetwicklung 3 des Schaltventils 4 nur dann in Schließrichtung vom Ausgangssignal des Komparators 34 über das UND-Gatter 60 angesteuert werden kann wenn am Ausgang des Schwellwertschalters 61 ein gleichartiges Signal anliegt.
  • Dies ist dann der Fall, wenn die Innenraumtemperatur sich dem eingestellten Sollwert genähert hat und z.B. im Proportionalitätsbereich der Regeleinrichtung liegt. Dazu wird vom Schwellwertschalter 61 die Steuergröße des Innenraumtemeperaturfühlers 15 mit der Steuergröße des Sollwertgeber 11 verglichen. Dabei wird entweder die Steuergröße des Innenraumtemperaturfühlers 15 um einen bestimmten Betrag angehoben, der dem vom Sollwert abweichenden gewdnschten Temperaturabstand enspricht, ab dem die Heizungsregelung einsetzen soll. In anderer Ausgestaltung kann natürlich auch der vom Schwellwertschalter 61 erfaßte Sollwert entsprechend abgesenkt werden. Solange die Innenraumtemperatur unterhalb der so definierten Temperatur, bleibt das Schaltventil 4 ständig geöffnet.
  • Erst wenn der Schwellwert überschritten wird, gelangt das vollständige Ausgangssignal des Komparators 34 zur Magnetwicklung 6 des Schaltventils.
  • Durch diese Einrichtung wird zusätzlich gewährleistet, daß bei noch kalter Fahrgastzelle die gesamte zur Verfügung stehende Wärmemenge dem Wärmetauscher 3 zugeführt wird und damit ein von der Regelung unbeeinflußtes schnelles Aufheizen erzielt wird. Statt dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann natürlich auch ein Eingriff am Differenzverstärker oder an anderer Stelle dieser Regeleinrichtung mit Hilfe des Ausgangssignals des Schwellwertschalters 61 mit einem gleichen Ergebnis erfolgen. Auch kann statt des UND-Gattero je nach Logik der Ausgangssignale und nach der Schalt - richtung des Schaltventlls ein anderes Verknüpfungsglied, z.B. ein NAHD-Gatter verwendet werden.
  • Die Summation der Steuersignale der beiden Temperaturfühler hat insofern den Nachteil, daß mit steigendem Sollwert wegen dem Einfluß des Heizlufttemperaturfühlers 14 sich eine wachsende Abweichung der Innenraumtemperatur vom tatsächlicb eingestellten Sollwert ergibt. Diese Abweichung kann dadurch kompensiert werden, daß ein Sollxfertgeber mit einer progressiven Kennlinie verwendet wird. Wird nun der Sollwertgeber linear verstellt, so gleicht die progressiv wachsende Steuergröße des Sollwertgebers die Linearabweichung der degressiv verlaufenden Ir.nenraumtemperatursteigerung bei geeigneter Anpassullg aus. Der Vorteil dabei ist, daß als Sollwertergeber ein einfacher veränderlicher cb-r Widerstand mit nur zwei Anschlüssen verwendet werden kann.

Claims (9)

  1. Ansprüche 1. Einrichtung zur Regulierung der Beheizung eines Kraftfahrzeugs mit einem Warmetauscher, einem Stellglied zur Steuerung des Heizmittelstromes und einer das Stellglied betätigenden Regeleinrichtung, mit der ein Innenraumtemperaturffihler, ein Heizlufttemperaturfuhler am Austritt des Wärmetauschers und ein einstellbarer Sollwertgeber verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein Schaltventil (4) im Heizungszulauf (1) des Wärmetauschers (3) ist, mit einem Stellantrieb (g, 54), der mit der Regeleinrichtung (7; 34, 35) verbunden ist und von dieser mit Impulsen fester Frequenz getaktet ansteuerbar ist mit einer Impulsbreite entsprechend dem von der Steuergröße des Sollwertgebers (11) abweichenden Wert der jeweils addierten Steuergrößen des Innenraum- und des Heizlufttemperaturfühlers (15, 14), wobei der Wert der Steuergrößenanderung pro Temperatureinheit des Innenraumtemperaturfühlers (15) wesentlich größer als der des Hei.zlufttemperaturfühlers (14) ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit auf eine Temperaturänderung des IIeizlufttemperaturfühlers geringer ist als die Periode der Impulsfolge.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit des Heizluinttemy)eraturfühlers wesentlich geringer ist als die des Innenraurutenìperatltrfühl.ers .
  4. . Einrichtung rcIi einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung aus einem Impulserzeuger (35), der eine Dreiecksspannung konstanter Frequenz erzeugt, einem Differenzverstärker (32) des Signals der Temperaturfühler und dessen Sollwerts und einem Komparator (34) zur Erzeugung von Rechteckimpulsen entsprechend der Dreiecksspannungsfrequenz mit einer Impulsbreite entsprechend dem Temperatursignal besteht.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Dreiecksspannung insbesondere im Bereich der abfallenden Flanke nicht linear in Form einer abfallenden e-Funktion erfolgt.
  6. 6. Einrichtung nach einen der vcrstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraumtemperaturfühler (15) an der Mündung eines Rohres (17) angebracht ist, durch das mittels einer Ltlftfördervorrichtung Innenraumluft transportiert wird.
  7. 7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollwertgeber ein veränderbarer elektrischer Widerstand mit progressiv verlaufender Kennlinie dient.
  8. 8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung über einen eine bestimmte Mindes ti nnenraunt;emperatu- erfasseiiden Schwellwertschalter (61) im Sinne einer ständigen Aufsteuerung des Schaltventils (4) beeinflußbar ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gelLennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Regeleinrichtung und dem Schaltventil (4) ein logisches Verknüpfungsglied, z.B. ein UND-Gatter (60), geschaltet ist, dessen zweiter Eingang am Ausgang eines die Steuersignale des Innenraumtemperaturfühlers (15) und des Sollwertgebers (11) erfassenden Schwellwertschalters (61) liegt.
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