DE2915403A1 - REGULATING PROCEDURE FOR THE TEMPERATURE OF A ROOM, IN PARTICULAR THE PASSENGER CAB OF AN AUTOMOBILE, AND DEVICE FOR PERFORMING THIS PROCESS - Google Patents
REGULATING PROCEDURE FOR THE TEMPERATURE OF A ROOM, IN PARTICULAR THE PASSENGER CAB OF AN AUTOMOBILE, AND DEVICE FOR PERFORMING THIS PROCESSInfo
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"Regelverfahren für die Temperatur eines Raumes, insbesondere der Fahrgastkabine eines Automobiles, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens"."Control procedure for the temperature of a room, especially the passenger cabin of an automobile, and apparatus for carrying out this method ".
Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren für die Temperatur eines Raumes, insbesondere der F ahrgastkabine eines Automobiles, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a control method for the temperature of a room, in particular the passenger cabin of an automobile, and a device for carrying out this method.
Temperaturregeleinrichtungen für die Fahrgastkabine eines Automobiles, bei denen ein Ventil zum Steuern der Durchflußmenge jenes Wassers benutzt wird, das durch den Fahrzeugmotor erhitzt in einem "Wärmeaustauscher zirkuliert, durch den die in die Fahrgastkabine einzuführende Luft hindurchströmt, sind bekannt.Temperature control devices for the passenger cabin of an automobile where a valve is used to control the flow rate of that water, which is heated by the vehicle engine and circulates in a "heat exchanger, through which the air to be introduced into the passenger cabin flows known.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Durchfiußmenge des Wassers gewissermaßen digital oder getaktet gesteuert, d. h. das Ventil vermag nur zwei unterschiedliche Stellungen, nämlich eine voll geöffnete und eine Schließstellung, einzunehmen.In a known device of this type, the flow rate of the Water controlled digitally or clocked, d. H. the valve is capable of only two different positions, namely one fully open and one Closed position to take.
Einige dieser Vorrichtungen weisen ein Regelorgan auf, das von einer Temperatureinstelleinrichtung gebildet sein kann und dem Benutzer des Fahrzeuges zur Verfugung steht. Ferner ist ein Temperaturfühler für die Luft im Inneren der Fahrgastkabine und ein weiterer Temperaturfühler für die Luft unmittelbar hinter dem Wärmeaustauscher vorgesehen.Some of these devices have a control element that is controlled by a temperature setting device can be formed and is available to the user of the vehicle. There is also a temperature sensor for the air inside the passenger cabin and another temperature sensor for the air directly provided behind the heat exchanger.
Um die Regelung durchzuführen, werden die von der Einstelleinrichtung undIn order to carry out the regulation, the adjustment devices and
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den Temperaturfühlern gelieferten Signale miteinander kombiniert und mit einem Referenzspannungssignal konstanter Periode verglichen.. Das so gewonnene Vergleichssignal betätigt letztlich das Ventil des Wärmeaustauschers mit einer Periode, die der Periode des Referenzsignales gleich ist, so daß sich die Dauer der Öffnungszeit des Ventiles im Laufe einer Eunktionsperiode ändert.the temperature sensors signals supplied combined with one another and compared with a reference voltage signal of constant period .. The comparison signal thus obtained ultimately actuates the valve of the heat exchanger with a period that is the period of the reference signal equal, so that the duration of the opening time of the valve over a Eunktionsperiode changes.
Derartige Vorrichtungen ergeben nicht bei allen Betriebsbedingungen eine zufriedenstellende Regelung, insbesondere dann nicht, wenn die Öffnungsdauer des Ventiles kleiner sein soll, als die Ansprechzeitkonstante desselben beträgt. Daraus ergibt sich ein instabiler Betrieb und damit eine zu geringe Temperatur im Inneren der Fahrgastkabine.Such devices do not provide for all operating conditions Satisfactory regulation, especially not if the opening time of the valve should be shorter than the response time constant of the same. This results in unstable operation and thus too low a temperature inside the passenger cabin.
Dementsprechend wird auch die Fahrgastkabine zu stark beheizt, wenn die Sollschließdauer des Ventiles unter seiner Ansprechzeitkonstante liegt.Accordingly, the passenger cabin is heated too much if the Target closing time of the valve is below its response time constant.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturregelvorrichtung für die in einen Raum eingeführte Luft zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist und trotzdem einen einfachen Aufbau besitzt.The invention is based on the object of a temperature control device for the air introduced into a room that does not have these disadvantages and yet has a simple structure.
Im. Gegensatz zum bekannten Verfahren gelingt dies erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnes des Anspruches l.In contrast to the known method, this is achieved according to the invention the features of the characterizing part of claim l.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist - ausgehend von einer solchen, mit einer Einstelleinrichtung für die im Inneren des Raumes gewünschte Temperatur, einer ersten Fühleinrichtung für die Messung der Temperatur im Inneren des Raumes, einer zweiten Fühleinrichtung für die Messung der Temperatur der Luft hinter einem "Wärmeaustauscher, einer Steuereinrichtung für die Durchflußmenge eines im Wärmeaustauscher zirkulierenden Heizmediums und mit einer Vergleichseinrichtung für das Referenzspannungssignal mit mindestens einem Signal, das eine Funktion wenigstens einer der gemessenen. TemperaturenA device according to the invention is - based on such, with a setting device for the temperature required inside the room, a first sensing device for measuring the temperature inside the Room, a second sensing device for measuring the temperature of the air behind a "heat exchanger, a control device for the flow rate a heating medium circulating in the heat exchanger and with a comparison device for the reference voltage signal with at least a signal that is a function of at least one of the measured. Temperatures
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darstellt, von dem die Steuereinrichtung für die Durchflußmenge mittelbar oder unmittelbar betätigbar ist - durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 3 charakterisiert.represents, of which the control device for the flow rate indirectly or can be operated directly - through the features of the identifier of the Claim 3 characterized.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vergletchseiarichtung von einem Komparator mit Hysterese gebildet, wobei das Referenzsignal somit eine Punktion einerseits des Ausgangssignales der Teinperatuteinstelleinriclitung und der ersten Fühleinrichtung und anderseits des Betrages der Hysterese der Vergleichseinrichtung ist.According to a further development of the invention, the comparison direction is from formed a comparator with hysteresis, the reference signal thus a puncture on the one hand of the output signal of the Teinperatuteinstelleinriclitung and the first sensing device and on the other hand the amount of the hysteresis the comparison device is.
Vorzugsweise ist die Hysterese der Vergleichseinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Einstelleinrichtung für die gewünschte Temperatur und vom Ausgangssignal der ersten Fülleinrichtung, veränderlich.The hysteresis of the comparison device, in particular in Depending on the output signal of the setting device for the desired temperature and on the output signal of the first filling device, variable.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Abgabe des Referenzsignales ein Generator für eine Sägezahnspannung vorgesehen, •wobei die Periode des Sägezahnsignales insbesondere eine Punktion des Ausgangssignales der Einstelleinrichtung für die gewünschte Temperatur und des Ausgangssignales der ersten Fühleinrichtung ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zu einer Erzielung einer verbesserten funktion des Elektroventiles sich diese Periode in den beiden Randtonen des Variationsbereiches des Steuersignales des Generators vergrößert.According to a preferred embodiment of the invention is to deliver the Reference signal provided a generator for a sawtooth voltage, • where the period of the sawtooth signal, in particular a puncture of the output signal the setting device for the desired temperature and the output signal of the first sensing device. It is particularly advantageous if to achieve an improved function of the solenoid valve, this Period in the two edge tones of the variation range of the control signal of the generator enlarged.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Aasführungsbeispielen. Big. l ist ein Blockschaltbild einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, zu der Pig. 2 ein Schaltschema veranschaulicht. Hiezu zeigt Fig. 3 ein Diagramm. Die Fig. 4a, 4b sind Punktionsdiagramme für eine Vorrichtung nach Pig. l für unterschiedliche Temperaturregelungen. Fig. 5 ist ein Blockschaltbild für eine weitere erfindungsgemäße Schaltung, zu der Fig. 6 ein.Further details of the invention emerge from the following Description of examples shown schematically in the drawing. Big. l is a block diagram of a first embodiment of the invention, to the pig. Figure 2 illustrates a circuit diagram. 3 shows a diagram for this. Figures 4a, 4b are puncture diagrams for a device after Pig. l for different temperature controls. Fig. 5 is a block diagram for a further circuit according to the invention, to FIG. 6.
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Schaltschema veranschaulicht. Hiezu zeigen die Pig. 7a, 1Jh zwei Diagramme. Die Fig. Sa, 8b sind Punktionsdiagramme für ein System nach Pig. 5 und für einen vorgegebenen Temperaturwert. Die Fig. 9 ist eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, wogegen die Pig. loa, lob Punktionsdiagramme von Einzelteilen der Schaltung nach Fig. 5 zeigen. Fig. 11 ist ein Blockschaltbild für eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform.Circuit diagram illustrated. The Pig show this. 7a, 1 century two diagrams. Sa, 8b are puncture diagrams for a Pig system. 5 and for a given temperature value. FIG. 9 is a representation similar to FIG. 3, whereas the Pig. loa, lob puncture diagrams of parts of the circuit of Fig. 5 show. Fig. 11 is a block diagram for a third embodiment of the present invention.
Gemäß Fig. 1 ist eine Pinstelleinrichtung l für die gewünschte Temperatur in der Pahrgastkabine eine Automobiles mit einem ersten. Eingang 2 eines Rechners 3 verbunden, dessen zweiter Eingang 4 samt einem dritten Eingang 5 jeweils mit einem Temperaturfühler, beispielsweise einem in der Fahrgastkabine untergebrachten Thermowiderstand 6, für die Messung der Lufttemperatur in ihr und einem Temperaturfühler, wie einem außerhalb der Pahrgastkabine für die Messung der Lufttemperatur angeordneten Thermowiderstand 7, in Verbindung steht.According to FIG. 1, a pin setting device l for the desired temperature is in the passenger cabin of an automobile with a first. Input 2 of a computer 3 connected, the second input 4 including a third input 5 each with a temperature sensor, for example one housed in the passenger cabin Thermal resistor 6, for measuring the air temperature in it and a temperature sensor, such as one outside of the passenger cabin for the measurement the air temperature arranged thermal resistor 7, is in connection.
Ein Ausgang 8 des Rechners 3 legt ein Signal W an einen ersten Eingang 9 einer hysteresebehafteten Vergleichsstufe lo, deren zweiter Eingang 11 ein Signal W vom Ausgang 12 eines Verstärkers 13 erhält. Der Eingang 14 des Verstärkers 13 ist mit einem Temperaturfühler, insbesondere mit einem Thermowiderstand 15, verbunden, der unmittelbar hinter einem (nicht dargestellten) Wärmeaustauscher für die Messung der- Temperatur der in das Innere der Pahrgastkabine, vorzugsweise mittels eines ebenso nicht dargestellten Ventilators, zugeführten Luft.An output 8 of the computer 3 applies a signal W to a first input 9 a hysteresis-affected comparison stage lo, the second input 11 of which is a Signal W from the output 12 of an amplifier 13 is received. The entrance 14 of the Amplifier 13 is equipped with a temperature sensor, in particular with a thermal resistor 15, connected immediately behind a (not shown) Heat exchanger for measuring the temperature of the inside of the passenger cabin, preferably by means of a fan, also not shown, supplied air.
Der Ausgang 16 der eine Hysterese aufweisenden Vergleichsstufe lo ist an einen Verstärker 17 angeschlossen, dessen Ausgang 18 mit einer zwei Schaltzustände aufweisenden Steuerstufe 19 für ein vor dem. Wärmeaustauscher angeordnetes Elektroventil verbunden ist. Diese Steuerstufe 19 bestimmt durch Ein- oder Ausschalten die Menge des durch den Fahrzeugmotor erhitzten Wassers, das in den Rohren des Wärmeaustauschers zirkuliert und damit die LufttemperaturThe output 16 of the comparison stage lo, which has a hysteresis, is on an amplifier 17 is connected, the output 18 of which has two switching states having tax stage 19 for a before. Heat exchanger arranged Solenoid valve is connected. This control stage 19 determines the amount of water heated by the vehicle engine by switching it on or off, which circulates in the tubes of the heat exchanger and thus the air temperature
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unmittelbar nach, dem Wärmeaustauscher, wie dies durch die unterbrochene Linie 2o in Fig. 1 angedeutet ist.immediately after, the heat exchanger, as indicated by the interrupted Line 2o in Fig. 1 is indicated.
Im Stromkreis (Fig. 2) für die oben beschriebene Ausführung ist ein Potentiometer 21 für die Umstellung der im Inneren der Fahrgastkabine gewünschten Temperatur mit seinen beiden Polen einerseits an eine Gleichspannungsquelle V und anderseits an Masse gelegt. Der Regelabgriff des Potentiometers 21 steht über zwei in Serie geschaltete Widerstände 22, 23 mit dem negativen Hngang eines Operationsverstärkers 25 in Verbindung. Der Ausgang 26 des Operationsverstärkers 25 ist über einen Widerstand 27 an den "Eingang 24 rückgekoppelt. Am Mittelabgriff zwischen den beiden Widerständen 22, 23 liegt ein weiterer Widerstand 2θ, der an Masse führt.In the circuit (Fig. 2) for the embodiment described above, a potentiometer 21 for changing the temperature desired inside the passenger cabin is connected with its two poles to a DC voltage source V on the one hand and to ground on the other. The control tap of the potentiometer 21 is connected to the negative input of an operational amplifier 25 via two series-connected resistors 22, 23. The output 26 of the operational amplifier 25 is fed back to the "input 24" via a resistor 27. At the center tap between the two resistors 22, 23 there is a further resistor 2θ which is connected to ground.
Der positive Hngaag 29 des Operationsverstärkers 25 ist an einen Verbindungspunkt 3o dreier Widerstände 3i, 32, 33 angeschlossen. Der andere Pol 34 des Widerstandes 31 liegt am Mittelabgriff eines aus einem Thermowiderstand für die Messung der Innentemperatur der Fahrgastkabine und einem weiteren Widerstand 36 gebildeten Spannungsteilers, wovon der Thermowiderstand 35 andernends mit Masse, der Widerstand 36 mit der Gleichspannungsquelle V verbunden ist.The positive terminal 29 of the operational amplifier 25 is connected to a connection point 3o of three resistors 3i, 32, 33. The other pole 34 of the Resistor 31 is at the center tap of a thermal resistor for measuring the internal temperature of the passenger cabin and another Resistor 36 formed voltage divider, of which the thermal resistor 35 the other end to ground, the resistor 36 is connected to the DC voltage source V.
Der andere Pol des Widerstandes 33 liegt ebenfalls am Mittelabgriff eines Spannungsteilers aus einem Thermowiderstand 37 und einem Widerstand 38. Der Thermowiderstand 37 ist zur Messung der Lufttemperatur außerhalb der Fahrgastkabine angeordnet, sein anderer Pol liegt an Masse. Dagegen ist der andere Pol des Widerstandes 38 mit der Spannungsquelle V verbunden.The other pole of the resistor 33 is also at the center tap of a Voltage divider from a thermal resistor 37 and a resistor 38. The thermal resistor 37 is for measuring the air temperature outside the Arranged passenger cabin, its other pole is grounded. Against it is the other pole of the resistor 38 is connected to the voltage source V.
Der Widerstand 32 schließlich liegt an Masse.Finally, resistor 32 is connected to ground.
Am Ausgange 26 des Operationsverstärkers 25 ist das Signal W abgreifbar.The signal W can be tapped off at the output 26 of the operational amplifier 25.
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Dieses Signal wird über einen Widerstand 39 dem negativen Eingang 40 einer hysteresebehafteten Vergleichsstufe 41· zugeführt, der überdies über einen Diodenkreis 42 mit einer Steuereinrichtung 43 für die Enteisung verbunden ist. Der Ausgang 44 der eine Hysterese aufweisenden Vergleichsstufe 41 ist an den positiven Eingang 46 dieser Vergleichsstufe 41 unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 45 gekoppelt, die somit einen Operationsverstärker mit Rückkopplung darstellt. Dieser Eingang 46 erhält außerdem, einerseits ein voa. einer Steuereinrichtung 48 für die Zufuhr frischer Luft über eine Diode 47 kommendes Signal und anderseits ein Signal W über einen Widerstand 49.This signal is fed via a resistor 39 to the negative input 40 of a hysteresis-affected comparison stage 41, which is also connected via a diode circuit 42 to a control device 43 for the defrosting. The output 44 of the comparison stage 41, which has a hysteresis, is coupled to the positive input 46 of this comparison stage 41 with the interposition of a resistor 45, which thus represents an operational amplifier with feedback. This input 46 also receives, on the one hand, a voa. A signal coming from a control device 48 for the supply of fresh air via a diode 47 and, on the other hand, a signal W via a resistor 49.
Die hysteresebehaftete Vergleichsstufe 41 ist als rückgekoppelter Operationsverstärker in entsprechender Weise ausgebildet.The comparison stage 41, which is subject to hysteresis, is a feedback operational amplifier designed in a corresponding manner.
Das Signal WQ tritt am Ausgange 50 eines zweiten Operationsverstärkers 51 auf, der über einen Widerstand 52 mit dem negativen Eingang 53 rückgekoppelt ist. Dieser Eingang 5 3 liegt überdies unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 54 an einem Pol 55 eines Thermowiderstandes 56, dessen anderer Pol an Masse gelegt ist und der unmittelbar hinter dem Wärmeaustauscher angeordnet ist, um die Temperatur der von diesem erwärmten und in die Eahrgastkabine eingeführten Luft zu messen. Der Mittelabgriff 55 ist anderseits über einen Widerstand 57 m^ der Spannungsquelle V verbunden. Der positive Eingang 58 des Operationsverstärkers 51 liegt am Mittelabgriff eines Spannungsteilers aus zwei Widerständen 59, 59', von denen der eine an die Spannungsquelle V, der andere an Masse angeschlossen ist. The signal W Q occurs at the output 50 of a second operational amplifier 51, which is fed back to the negative input 53 via a resistor 52. This input 5 3 is also connected to a pole 55 of a thermal resistor 56 with the interposition of a resistor 54, the other pole of which is connected to ground and which is arranged immediately behind the heat exchanger in order to measure the temperature of the air heated by it and introduced into the passenger cabin . The center tap 55 is on the other hand connected to the voltage source V via a resistor 57 m ^. The positive input 58 of the operational amplifier 51 is connected to the center tap of a voltage divider made up of two resistors 59, 59 ', one of which is connected to the voltage source V and the other to ground.
Der Ausgang 44 der eine Hysterese aufweisenden Vergleichsstufe 41 rührt über einen Basiswiderstand 60 zu einem Verstärkertransistor 61, dessen Emitter über eine Diode 62 an Masse liegt und dessen Kollektor unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 64 mit der Basis eines Transistors 63 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 63 ist an die Spannungsquelle V, sein Kollektor an eine erste Klemme eines Steuerkreises 66 für ein die Durchflußmenge des imThe output 44 of the comparison stage 41, which has a hysteresis, moves via a base resistor 60 to an amplifier transistor 61, the emitter of which is connected to ground via a diode 62 and the collector of which is connected to the base of a transistor 63 with the interposition of a resistor 64. The emitter of the transistor 63 is connected to the voltage source V, its collector to a first terminal of a control circuit 66 for the flow rate of the im
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Wärmeaustauscher zirkulierenden Heißwassers steuerndes Elektroventil angeschlossen, wogegen die andere Klemme 67 dieses Steuerkreises 66 für das Elektroventil an Masse liegt. Zwischen den Klemmen 65 und 67 des Steuerkreises 66 ist ein Diodenkreis 68 zwischengeschaltet.The solenoid valve controlling the heat exchanger for circulating hot water is connected, while the other terminal 67 of this control circuit 66 for the solenoid valve is connected to earth. A diode circuit 68 is connected between the terminals 65 and 67 of the control circuit 66.
Die Eigenschaften der verschiedenen elektrischen Einzelteile gemäß Pig. 2 sind entsprechend den Besonderheiten der Fahrgastkabine und den zur Sicherung der Bequemlichkeit der Insassen der Fahrgastkabine erforderlichen thermischen Bedingungen gewählt.The properties of the various electrical components according to Pig. 2 are according to the special features of the passenger cabin and the security The thermal conditions required for the comfort of the occupants of the passenger cabin are selected.
An Hand der Fig. 3 und 4 wird nun die Funktion der oben beschriebenen Vorrichtung erläutert.With reference to FIGS. 3 and 4, the function will now be described above Device explained.
Die Kurve 71 in Fig. 3 zeigt den allgemeinen Verlauf (in Funktion der an. der Abszisse aufgetragenen Zeit t) der Änderung der Temperatur in. C der durch den "Wärmeaustauscher geführten Luft, wenn das. Elektroventil für die Steuerung der Durchflußmenge des im "Wärmeaustauscher zirkulierenden Heißwassers zunächst, im Zeitpunkt O, geschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Temperatur des "Wassers im "Wärmeaustauscher ein Maximum, z.B. So C. Die Kurve 71 sinkt dann rasch im wesentlichen linear ab und nähert sich schließlich asymptotisch dem Temperaturwert der Umgebung des "Wärmeaustauschers. The curve 71 in FIG. 3 shows the general course (as a function of the. Time t) of the change in temperature in. C of the plotted on the abscissa Air passed through the "heat exchanger, if that. Solenoid valve for the Control of the flow rate of the hot water circulating in the "heat exchanger" initially, at time O, is closed. At this point in time the temperature of the "water in the" heat exchanger has a maximum, e.g. So C. The curve 71 then drops rapidly, essentially linearly, and finally asymptotically approaches the temperature value of the surroundings of the "heat exchanger".
Die Kurve 72 stellt den allgemeinen Verlauf über die Zeit t der Temperatur der Luft unmittelbar hinter dem Wärmeaustauscher dar, wenn man das 'Elektroventil nach einer Zeit öffnet, in der es geschlossen war und die Lufttemperatur beispielsweise O°C beträgt. Ausgehend von diesem Anfangszeitpuakt, der Zeit O, steigt die Lufttemperatur hinter dem Wärmeaustauscher, wie an Hand des stark steigenden Kurvenastes der Kurve 72 gezeigt ist, sehr rasch, und im wesentlichen linear an, dann aber viel langsamer, wie aus dem gekrümmtenThe curve 72 represents the general course over time t of the temperature the air immediately downstream of the heat exchanger when the 'solenoid valve opens after a time in which it was closed and the air temperature is, for example, 0 ° C. Based on this initial timing, the time O, the air temperature behind the heat exchanger rises like Hand of the steeply rising branch of the curve 72 is shown, very quickly, and essentially linear on, but then much more slowly, as out of the curved one
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Kurvenast mit zunehmend geringer -werdender Steigung ersichtlich ist, der sich asymptotisch der Temperatur des im Wärmeaustauscher zirkulierenden Wassers nähert.The branch of the curve with an increasingly lower slope can be seen, the asymptotically approaches the temperature of the water circulating in the heat exchanger.
Diese Kurven sind nur beispielshalber angegeben und können in der Praxis davon etwas abweichen, insbesondere in Abhängigkeit von den Besonderheiten des Wärmeaustauschers, des Ventilators und der Fahrgastkabine.These curves are only given by way of example and can be used in practice differ slightly from this, in particular depending on the special features of the heat exchanger, the fan and the passenger cabin.
Für einen ersten, entsprechend der im Inneren der Fahrgastkabine gewünschten Temperatur eingestellten Wert erreicht die Ausgangsspannung W des Rechners einen WeTtW1, der nicht nur von der eingestellten, sonder auch von der Innen- und Außentemperatur abhängt, welch letztere dazu verwendet wird, um im voraus die Auswirkungen von Änderungen der Außentemperatur auf die Fahrgastkabine zu korrigieren.For a first value set according to the desired temperature inside the passenger cabin, the output voltage W of the computer reaches a WeTtW 1 , which depends not only on the set temperature, but also on the inside and outside temperature, which is used to determine in advance correct the effects of changes in outside temperature on the passenger cabin.
Dieser Wert W ist in Fig. 3 durch eine horizontale Gerade A dargestellt, die der mittleren Temperatur der Warmluft, beispielsweise von 63 C, unmittelbar hinter dem Wärmeaustauscher für den ersten eingestellten Wert der im Inneren der Fahrgastkabine gewünschten Temperatur entspricht. Tatsächlich schwankt die Temperatur der Warmluft zwischen einer durch die Gerade A dargestellten Obergrenze und einer durch die Gerade A repräsentierten 'Untergrenze. Die Lufttemperatur bewegt sich somit innerhalb der durch die schraffierte Fläche gegebenen Grenzen.This value W is shown in Fig. 3 by a horizontal straight line A, that of the mean temperature of the warm air, for example 63 C, directly behind the heat exchanger for the first set value corresponds to the desired temperature inside the passenger cabin. Indeed the temperature of the warm air fluctuates between one through the straight line A. represented upper limit and a represented by the line A 'lower limit. The air temperature is thus within the range indicated by the hatched Area given limits.
Zu Beginn des Betriebs vergleicht die hysteresebehaftete Vergleichsstufe das Referenzsignal W +t mit dem Signal W , wobei der Wert 2.I die Hysterese der Vergleichsstufe bezeichnet.At the start of operation, the comparison stage affected by hysteresis compares the reference signal W + t with the signal W, the value 2.I denoting the hysteresis of the comparison stage.
Wenn die Größe der Hysterese 24 der hysteresebehafteten Vergleichsstufe einer Lufttemperaturänderung hinter dem Wärmeaustauscher von 4 C entspricht,If the size of the hysteresis 24 of the hysteresis-affected comparison stage corresponds to a change in air temperature behind the heat exchanger of 4 C,
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bleibt das Elektroventil auf Grund des von der Vergieichsstufe lo gelieferten Signales offen, solange das Signal W nicht einen Wert CW + £) erreicht hat, der einer Temperatur von 67 C für eine Regelung um den "Wert A entspricht. Der für die Temperatur der eingeblasenen Luft repräsentative Punkt durchläuft nun den Kurvenabschnitt 73 in fig. 4a, der dem Abschnitt Ob der Kurve 72 in Big. 3 entspricht. Sobald das Signal W einen einer Temperatur von 670C entsprechenden Wert erreicht, schließt die Vergleichsstufe 10 das Elektroventil. Die Lufttemperatur hinter dem Wärmeaustauscher folgt sodann dem Kurvenabschnitt 74 (Eig. 4a), die dem Abschnitt cd der Kurve 71 entspricht. Dies unter der Voraussetzung, daß die Temperatur des Wärmeaustauschers im Augenblick, in dem das Signal W einen der Temperatur von 67 C entsprechenden Wert erreicht, einem Ordinatenwert des Punktes b entspricht. Während dieser zweiten Betriebsphase vergleicht die hysteresebehaftete Vergleichsstufe das Signal W mit einem Referenzsignal W - £ . Das "Elektroventil bleibt nun solange geschlossen, bis der "Wert des Signales W den Wert (W_ - fc) übersteigt, der einer Temperatur von 63°C entspricht. Die Temperatur der eingeblasenen Luft nimmt während dieser Zeit ständig ab. Sobald das Signal W einen Wert (W - 4) erreicht hat, öffnet die Vergleichsstufe lo neuerlich das Elektroventil, so daß die Lufttemperatur hinter dem Wärmeaustauscher ansteigt, was an Hand des Kurvenabschnittes 75 (Hg. 4a.) geteigt ist. Dieser letztere Kurvenast entspricht dem Abschnitt ab der Kurve 72 in Pig. 3. Die Betriebsweise der Vorrichtung wiederholt sich nun. in zyklischer Folge.the solenoid valve remains open on the basis of the signal supplied by the comparison stage lo as long as the signal W has not reached a value CW + £), which corresponds to a temperature of 67 C for a regulation around the "value A. The one for the temperature of the injected 4a, which corresponds to the section Ob of curve 72 in Big. 3. As soon as the signal W reaches a value corresponding to a temperature of 67 ° C., the comparison stage 10 closes the electrovalve downstream of the heat exchanger then follows curve section 74 (Fig. 4a), which corresponds to section cd of curve 71. This is provided that the temperature of the heat exchanger at the moment at which signal W reaches a value corresponding to the temperature of 67.degree , corresponds to an ordinate value of point B. During this second operating phase, the hysteresis-affected comparison stage compares the signal W with an R. reference signal W - £. The "solenoid valve" remains closed until the "value of the signal W exceeds the value (W_ - fc), which corresponds to a temperature of 63 ° C. The temperature of the air blown in decreases steadily during this time. As soon as the signal W has reached a value (W − 4), the comparison stage lo again opens the electrovalve, so that the air temperature behind the heat exchanger rises, which has become more stable on the basis of curve section 75 (Hg. 4a.). This latter branch of the curve corresponds to the section from curve 72 in Pig. 3. The operation of the device is now repeated. in cyclical order.
Das Diagramm im Oberteil der Fig. 4b veranschaulicht die Arbeitsweise des Elektroventils, wobei der Wert +1 des Diagrammes der Offenstellung und der Wert O der Geschlossenstellung des llektroventiles entspricht.The diagram in the upper part of FIG. 4b illustrates the operation of the Solenoid valve, where the value +1 of the diagram of the open position and the Value O corresponds to the closed position of the electric valve.
Im angenommenen Beispiel der Regelung um den Wert A liegt die Funktionsperiode des Blektroventiles in der Größenordnung von 36 Sekunden. In the assumed example of regulation by the value A, the functional period of the bleedrovalve is in the order of 36 seconds.
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1st T die Gesamtperiode, so ist T die Zeitdauer des Öffnens des Hektroventils und T die Dauer seiner Schließung, so daß sichIf T is the total period, then T is the duration of the opening of the hectro valve and T is the duration of its closure, so that
τ = T1 ♦ T2 τ = T 1 ♦ T 2
ergibt.results.
Das zyklische Verhältnis T /T beträgt für die oben beschriebene Regelung um den \?"ert A etwa 0,9.The cyclical ratio T / T is for the control described above around the \? "A is about 0.9.
Für eine Regelung um den Wert B (Fig. 3), entsprechend einer durch den Schnittpunkt der Kurven 71,72 verlaufenden Horizontalen, ergibt sich ein Verlauf der Temperatur der eingeblasenen Luft gemäß dem Diagramm B der Fig. 4a. Nach einem anfänglichen Anstieg der Temperatur auf 470C folgt dieselbe einer Reihe von dreieckigen Zahnkurven, deren Spitzen die Ordinatenwerte von 47° und 430C besitzen, wobei die Planken der Zähne bezüglich einer durch dir jeweilige Spitze gelegten Vertikalen symetrisch sind. Im Dauerbetrieb, d. h. nach dem ersten Anstieg der Temperatur, liegt die Punktionsperiode des ilektroventils in der Größenordnung von 7 see und das zyklische Verhältnis in der Größenordnung von 0,3, wie im Diagramm B der Fig. 4b gezeigt ist.For a regulation around the value B (FIG. 3), corresponding to a horizontal running through the intersection of the curves 71, 72, the temperature of the air blown in according to diagram B of FIG. 4a results. After an initial rise in the temperature at 47 0 C followed by the same a number of triangular teeth curves whose tips have the intercept values of 47 ° and 43 0 C, the planks of the teeth with respect to symmetrical one set by you respective tip vertical. In continuous operation, ie after the first rise in temperature, the puncture period of the electric valve is in the order of 7 seconds and the cyclic ratio in the order of 0.3, as shown in diagram B of FIG. 4b.
Für eine Regelung um die Horizontale C der Fig. 3, mit einer mittleren Temperatur von 25 C der Luft am Ausgange des "Wärmeaustauschers, ist die Betriebsweise in den Fig. 4a, 4b an Hand der Diagramme C dargestellt. Die Funktionsperiode des "Elektroventils liegt nun in der Größenordnung von 28 see und das zyklische Verhältnis in der Größenordnung von 0,1.For regulation about the horizontal line C in FIG. 3, with an average temperature of 25 C of the air at the outlet of the "heat exchanger" is the operating mode 4a, 4b on the basis of diagrams C shown. The period of operation of the "electrovalve" is now in the order of 28 seconds and the cyclic ratio on the order of 0.1.
Man erhält so eine optimale automatische Regelung der Betriebsfrequenz. des Elektroventiles.An optimal automatic control of the operating frequency is thus obtained. of Solenoid valve.
Wenn es eine zufriedenstellende Regelung* der Temperatur der PahrgastkabineIf there is a satisfactory regulation * of the temperature of the passenger cabin
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gestattet, bewirkt Jedenfalls eine Verlängerung der Betriebsperiode eine Verminderung der mechanischen Abnützung des ilektroventils.permitted, an extension of the operating period will in any case result in a Reduction of mechanical wear and tear on the electronic valve.
In einer Ausführungsvariante ist die Hysterese it der Vergleichsstufe Io in Abhängigkeit vom Signal W und/oder vom Signal W veränderlich. In Hg. ι ist deswegen beispielshalber die Wirkung des Signales W auf die eine Hysterese aufweisende Vergleichsstufe 10 durch eine strichlierte Linie 2o' angedeutet. Man erhält dadurch eine Begrenzung der Variationsbreite der Temperatur der eingeblasenen Luft für die niedrigsten Temperaturen derselben.In one embodiment variant, the hysteresis it of the comparison stage Io is variable as a function of the signal W and / or the signal W. For this reason, the effect of the signal W on the comparison stage 10 having a hysteresis is indicated by a dashed line 2o 'in Hg. This results in a limitation of the range of variation in the temperature of the blown air for the lowest temperatures of the same.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kanu der Thermowiderstand 7 auch weggelassen werden.According to another embodiment, the thermal resistor 7 can also be used can be omitted.
Nach einer weiteren Modifikation wird der Thermowiderstand 6 durch mehrere Thermowiderstände ersetzt, um die Temperatur der Luft im Inneren der Bahrgastkabine an mehreren Stellen zu messen. An den Eingang 4 des Rechners 3 wird dann der Durchschnittswert der Ausgangssignale dieser Thermowiderstände gelegt. ■After a further modification, the thermal resistor 6 is replaced by several Thermal resistors are replaced to maintain the temperature of the air inside the passenger cabin to measure in several places. The average value of the output signals of these thermal resistors is then applied to input 4 of computer 3 placed. ■
Ebenso wie der Thermowiderstand 6 kann auch der Thermowiderstand 7 durch mehrere derselben ersetzt werden.Just like the thermal resistor 6, the thermal resistor 7 can also pass through several of the same are replaced.
Bei der Ausführungsform gemäß Hg. 5 sind ebenso wie im ersten Ausfuorungsbeispiei eine Einstelleinrichtung 1 für die im Inneren der Eahrgastkabine gewünschte Temperatur, ein Rechner 3 und Thermowiderstände 6,7 jeweils für die Messung der Innen- und Außentemperatur der Bahrgastkabine vorgesehen. Der Ausgang 8 des Rechners 3 gibt dabei wieder ein Signal W ab. Ein Thermowiderstand 15 ist auch für die Messung der Lufttemperatur unmittelbar hinter einem Wärmeaustauscher mit einem Verstärker 13 verbunden, dessen Ausgang 12 ein Signal W liefert.In the embodiment according to Hg. 5, as in the first embodiment, a setting device 1 for the desired temperature inside the passenger cabin, a computer 3 and thermal resistors 6, 7 are provided for measuring the inside and outside temperature of the passenger cabin. The output 8 of the computer 3 emits a signal W again. A thermal resistor 15 is also connected to an amplifier 13 immediately downstream of a heat exchanger for measuring the air temperature, the output 12 of which supplies a signal W.
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Diese beiden Signale W , W werden den Eingängen 99»· 1°° eines Operationsverstärkers loi zugeführt, dessen Ausgang mit einem, ersten. Eingang io2 eines Spannungskomparators lo3 verbunden ist, dessen zweiter Eingang 98 ein Signal vom Ausgang 97 eines Sägezahn-Spannungsgenerators 104 mit sich wiederholender linearer Variation erhält. Der Ausgang 105 des !Comparators lo3 ist an einen Leistungsverstärker 106 angeschlossen, dessen Ausgang 107 mit einer Steuereinrichtung 108 für das Elektroventil verbunden ist, das durch wechselweise Einnahme seiner Offen- oder Geschlossenstellung die Durchflußmenge des im "Wärmeaustauscher zirkulierenden Heißwassers regelt.These two signals W , W are fed to the inputs 99 »· 1 °° of an operational amplifier loi, the output of which is connected to a first. Input io2 of a voltage comparator lo3 is connected, the second input 98 of which receives a signal from the output 97 of a sawtooth voltage generator 104 with repetitive linear variation. The output 105 of the comparator lo3 is connected to a power amplifier 106, the output 107 of which is connected to a control device 108 for the electrovalve, which regulates the flow rate of the hot water circulating in the heat exchanger by alternately assuming its open or closed position.
Das Ausgangssignal des Ausganges 8 des Rechners 3 wird anderseits über eine Leitung 111 einem Eingang 112 des Spannungsgenerators 104 zugeführt und gestattet eine Änderung der Ausgangsfrequenz des Generators 104 in Abhängigkeit vom Signal W1-The output signal of the output 8 of the computer 3 is on the other hand fed via a line 111 to an input 112 of the voltage generator 104 and allows the output frequency of the generator 104 to be changed as a function of the signal W 1 -
Die den beiden Ausführungsfonaen gemeinsamen Elemente können in gleicher Weise verwirklicht sein.The elements common to the two embodiments can be used in the same Wise to be realized.
Der elektrische Kreis des Sägezahn-Spannungsgenerators 104 (Fig. 6) weist drei in Serie zwischen Masse und der Gleichspannungsquelle V geschaltete Widerstände 121, 122, 123 auf. Der Abgriff zwischen den Widerständen 121, liegt am positiven Eingang 124 eines Verstärkers 125, dessen Ausgang 126 gegen den negativen Eingang 127 über einen Widerstand 128 rückgekoppelt ist.The electrical circuit of the sawtooth voltage generator 104 (FIG. 6) has three resistors 121, 122, 123 connected in series between ground and the DC voltage source V. The tap between the resistors 121, is at the positive input 124 of an amplifier 125, the output 126 of which is fed back to the negative input 127 via a resistor 128 is.
Der Abgriff zwischen den Widerständen 122, 123 ist mit dem negativen Eingang 129 eines Verstärkers l3o verbunden, dessen Ausgang l3l an den Eingang 129 über· einen Widerstand i32 rückgekoppelt ist.The tap between the resistors 122, 123 is to the negative input 129 of an amplifier 13o, the output 13l of which is fed back to the input 129 via a resistor i32.
Der positive Eingang 133 des Verstärkers l3o und der negative Eingang 127The positive input 133 of the amplifier 13o and the negative input 127
- iß S09S44/07I1 - eat S09S44 / 07I1
des Verstärkers 125 sind an den Eingang 112 des Generators 104 angeschlossen, dem das Signal W über die Leitung 111 zugeführt wird.of amplifier 125 are connected to input 112 of generator 104, to which the signal W is fed via the line 111.
Der Ausgang 126 des Verstärkers 125, der Ausgang l3l des Verstärkers l3o und der Mittelabgriff 134 eines aus zwei in Serie zwischen Masse und der Gleichspannungsquelle V geschalteten Widerständen l3j, 136 gebildeten Spannungsteilers sind jeweils mit den Kathoden dreier Dioden 137, l3S, 139 verbunden. Die Anoden dieser drei Dioden liegen an einem Pol 141 eines "Widerstandes 142, der andernends an die Gleichspannungsquelle V gelegt ist.The output 126 of the amplifier 125, the output 13l of the amplifier 13o and center tap 134 one of two in series between ground and the DC voltage source V connected resistors 13j, 136 formed Voltage divider are each connected to the cathodes of three diodes 137, 13S, 139 tied together. The anodes of these three diodes are connected to a pole 141 of one "Resistor 142, which is connected to the DC voltage source V on the other end.
Der Punkt 141 ist über einen Widerstand 143 an den positiven Eingang 144 eines Verstärkers 145 angeschlossen, dessen negativer Eingang 146 mit dem selben Punkt 141 über einen Widerstand 147 verbunden ist. Anderseits liegt der positive Eingang 144 über einen Widerstand 146 an Masse. Der Ausgang des Verstärkers 145 führt über einen Widerstand 151 an den positiven Eingang 152 eines Verstärkers 153, dessen Ausgang 154 mit diesem positiven Eingang 1J2 unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 155 rückgekoppelt ist. Der negative Eingang 152' des Verstärkers 153 liegt am Mittelabgriff zwischen zwei einen Spannungsteiler zwischen Masse und der positiven Spannungsquelie V bildenden Widerständen 157, 15S. Dieser Mittelabgriff ist anderseits mit dem negativen Eingang 159 eines Verstärkers 161 verbunden, dessen positiver Eingang 162 an den Ausgang 154 des Verstärkers 1^3 angeschlossen ist. Der Ausgang l63 des Verstärkers 161 ist einerseits mit dem negativen Eingang 146 und anderseits über einen Kondensator 164 mit dem. Ausgange des Verstärkers 145 verbunden. Dieser Ausgang 149 des Verstärkers 145 bildet gemäß Fig. 5 den Ausgang 97 des Sägezahngenerators I04, der an den Eingang 98 des Spannungskomparators io3 führt.The point 141 is connected to the positive input 144 via a resistor 143 an amplifier 145 connected, the negative input 146 with the the same point 141 is connected via a resistor 147. On the other hand lies the positive input 144 via a resistor 146 to ground. The exit of the amplifier 145 leads via a resistor 151 to the positive input 152 of an amplifier 153, the output 154 of which is positive with this Input 1J2 fed back with the interposition of a resistor 155 is. The negative input 152 'of the amplifier 153 is at the center tap between two resistors 157, 15S forming a voltage divider between ground and the positive voltage source V. This tapping of funds is on the other hand connected to the negative input 159 of an amplifier 161, whose positive input 162 is connected to the output 154 of the amplifier 1 ^ 3 is. The output 163 of the amplifier 161 is on the one hand with the negative Input 146 and on the other hand via a capacitor 164 with the. Exits of amplifier 145 is connected. This output 149 of the amplifier 145 forms 5, the output 97 of the sawtooth generator I04, which is connected to the input 98 of the voltage comparator io3 leads.
Die Funktion dieser zweiten Ausführungsfom ist die folgende:The function of this second embodiment is as follows:
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Links der strichlierten Linie 165 in Pig. 6 ist eine Schaltung des Sägezahngenerators 104 dargestellt, die in Abhängigkeit vom Signal W1 ein Ausgangssignal V am Pol 141 des Widerstandes 142 abgibt. Dieses Signal V ist in fig. 7b an Hand der Kurve 166 veranschaulicht, wobei das Signal "W auf der Abszisse aufgetragen ist.To the left of the dashed line 165 in Pig. 6 shows a circuit of the sawtooth generator 104 which emits an output signal V at the pole 141 of the resistor 142 as a function of the signal W 1. This signal V is shown in fig. 7b is illustrated with the aid of curve 166, the signal "W" being plotted on the abscissa.
Die Kurve 166 weist einen ersten, im wesentlichen linear ansteigenden Ast 167 auf, der sich aus dem Verstärker i3o ergibt. Darauf folgt ein im. wesentlichen zur Abszisse paralleler Kurvenabschnitt 168, der der Wirkung der Widerstände 13,5, 136 entspricht. Schließlich endet der Abschnitt 168 in einem im wesentlichen linear absteigenden Kurvenast 169, der auf den Verstärker 125 zurückzuführen ist. Die Schaltung des Sägezahngenerators zur Rechten der Linie 163 (Eig. 6) bildet einen Spannungs-Frequenz-Wandler.The curve 166 has a first, substantially linearly increasing Branch 167, which results from the amplifier i3o. This is followed by an im. Curve section 168 essentially parallel to the abscissa and corresponding to the effect of resistors 13, 5, 136. Finally, section 168 ends in a substantially linearly descending curve branch 169 which points to the Amplifier 125 is due. The circuit of the sawtooth generator to the right of line 163 (Fig. 6) forms a voltage-frequency converter.
Der Verstärker 153 fungiert nun als Auslösekreis, wobei das Verhältnis der Werte der Widerstände 151, 155 die Mamimalamplitude der Änderung des Sägezahnsignales und das Verhältais der Widerstände 158, 157 die vom Sägezahnsignal 171 (Fig. 8a) erreicht Minimalspannung bestimmt.The amplifier 153 now acts as a trip circuit, the ratio of the Values of the resistors 151, 155 represent the minimum amplitude of the change in the Sawtooth signal and the ratio of the resistors 158, 157 from Sawtooth signal 171 (Fig. 8a) reaches minimum voltage determined.
Der Verstärker 161 bildet eine Vergleichsstufe.The amplifier 161 forms a comparison stage.
Ausgehend vom Spannungssignal V , das im Verstärker 145 integriert wird, ergibt sich am Ausgang 149 der Sägezahn 171 (Fig. 8a), -wobei an der Abszisse die Zeit t aufgetragen ist.Starting from the voltage signal V, which is integrated in the amplifier 145, The sawtooth 171 (FIG. 8a) results at the output 149, with the abscissa the time t is plotted.
Die Periode T des Sägezahnsignales 171 ist eine Funktion des Signales V , der Kapazität C des Kondensators 164 und des Wertes R des Widerstandes 147, d.h. :The period T of the sawtooth signal 171 is a function of the signal V, the capacitance C of the capacitor 164 and the value R of the resistor 147, i.e.:
τ -.TCv1Zr, c), .τ -.TCv 1 Zr, c),.
- 18 -£09844/0781 - 18 - £ 09844/0781
In Fig. 7a· ist die Änderung der Periode T des Sägezahnsignales 171 in. Funktion des an. den Eingang 112 des Sägezahngenerators 104 gelegten Signales W - als Kurve 17 2 dargestellt.In FIG. 7a the change in the period T of the sawtooth signal 171 is in function of the. the input 112 of the sawtooth generator 104 applied signal W - Shown as curve 17 2.
Für wachsende "Werte des Signales W weist die Kurve 172 zunächst einen ersten, im wesentlichen linear absteigenden Abschnitt 173 auf, der sodann •von einem im wesentlichen parallel zur Abszisse verlaufenden Ast 174 und schließlich, von einem im wesentlichen linear ansteigenden Abschnitt 175 gefolgt ist.For increasing values of the signal W , the curve 172 initially has a first, essentially linearly descending section 173, which is then followed by a branch 174 running essentially parallel to the abscissa and finally by an essentially linearly increasing section 175.
Die Sägezahnspannung 171, die das Referenzsignal darstellt, wird im Spannungskoraparator lo3 mit einem vom Operationsverstärker lol gelieferten und für zwei unterschiedliche Regelungen an Hand zweier Gerader 17 6, 177 in Fig. 8a dargestellten Spannungssignal (Z - KW1 + k1 C^1 - W2> + k") verglichen.The sawtooth voltage 17 1, which represents the reference signal, is generated in the voltage correlator lo3 with a voltage signal (Z - KW 1 + k 1 C ^ 1 - W 2 > + k ") compared.
In dieser Formel ist das Glied k" eine Funktion der Außentemperatur, falls ein Außentemperaturfühler vorgesehen ist.In this formula the term k "is a function of the outside temperature, if an outside temperature sensor is provided.
Wenn die dem Signal Z entsprechende Spannung über der Spannung des Generators 104 liegt, steuert der Komparator io3 das llektroventil auf. Ist dagegen die Spannung Z niedriger als die Spannung des Ausganges des Sägezahngenerators 104, so steuert der Komparator lo3 das Blektroventil zu.If the voltage corresponding to the signal Z is above the voltage of the generator 104, the comparator io3 opens the electric valve. If, however, the voltage Z lower than the voltage of the output of the sawtooth generator 104, the comparator controls lo3 to the Blektroventil.
Die Betriebsweise des Blektroventiles ist im oberen und unteren TeiL der Fig. 8b jeweils für Temperatureinstellwerte dargestellt, die den Geraden 176, in Fig. 8a entsprechen. Dabei ist das HlektroventiL in dec Stellung 1 offen und in der Stellung O geschlossen.The operation of the Blektroventiles is in the upper and lower part of the FIG. 8b each shows temperature setting values which correspond to straight lines 176 in FIG. 8a. The electrical valve is open in position 1 and closed in the O position.
Die Funktionsperiode T des ilektroventils ist gleich groß wie die PeriodeThe functional period T of the electric valve is the same as the period
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der vom. Generator 104 gelieferten Sägezahnspannung. Das zyklische Verhältnis T /T des die Betriebsweise des Elektroventiles "bestimmenden. Signales ändert sich in Abhängigkeit vom Zustand des Regelsystems.the from. Generator 104 supplied sawtooth voltage. The cyclical relationship T / T of the signal which "determines the operating mode of the solenoid valve" changes depending on the state of the control system.
In Pig. 9 sind die "Kurven entsprechend der Erwärmung und Abkühlung der Luft nach Durchströmen durch den Wärmeaustauscher während des Öffnens und Schließens des Elektroventiles dargestellt.In Pig. 9 are the "curves corresponding to the heating and cooling of the Air shown after flowing through the heat exchanger while opening and closing the solenoid valve.
Die Kurve 178 entspricht dem Verlauf der Temperatur der Luft nach dem Überstreichen des "Wärmeaustauschers in Punktion der Zeit, wenn das Elektroventil im ursprünglichen Zustand, dem Zeitpunkt O, geschlossen ist und wenn in diesem Moment die Temperatur des Wärmeaustauschers ein Maximum, z.B. 75 C für eine gegebene Betriebsweise des Pahrzeugmotors beträgt. Die Kurve 178 weist einen ersten, im wesentlichen linear absteigenden Ast auf, der in einem sich der Temperatur der Umgebung des "Wärmeaustauschers asymptotisch nähernden Kurvenabschnitt ausläuft.The curve 178 corresponds to the course of the temperature of the air after Passing the "heat exchanger" in puncture time when the solenoid valve in the original state, the time O, is closed and if at this moment the temperature of the heat exchanger is a maximum, e.g. 75 C for a given operating mode of the vehicle engine. the Curve 178 has a first, essentially linearly descending branch which is in one of the temperature of the surroundings of the "heat exchanger." asymptotically approaching curve section expires.
Die Kurve 179 stellt die Zunahme der Lufttemperatur hinter dem "Wärmeaustauscher dar, wenn sich das Elektroventil zu Beginn öffnet und der "Wärmeaustauscher zu diesem Zeitpunkt eine Temperatur von beispielsweise O C aufweist. Diese Kurve 179 besitzt einen im wesentlichen linear, rasch ansteigenden Ast, der von einem gekrümmten Abschnitt geringer werdender Steigung gefolgt ist, der sich asymptotisch der Temperatur des im Wärmeaustauscher zirkulierenden Wassers nähert.Curve 179 represents the increase in air temperature after the "heat exchanger" when the solenoid valve opens at the beginning and the "heat exchanger" has a temperature of, for example, OC at this point in time. This curve 179 has a substantially linear, rapidly increasing one Branch followed by a curved section of decreasing slope which is asymptotically related to the temperature of the heat exchanger circulating water approaches.
Der für die Änderung der Lufttemperatur hinter dem Wärmeaustauscher repräsentative Punkt durchläuft gemäß Pig. 9 im Zuge des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei dieser Ausführungsforni die Abschnitte der Kurven 178 und 179.The one representative of the change in air temperature behind the heat exchanger Point passes through according to Pig. 9 in the course of the operation of the invention Device in this Ausführungsforni the sections of Curves 178 and 179.
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§09844/078*§09844 / 078 *
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Wenn zum Beispiel die Ausgangsspannuag W des Rechners 3 für einen eingestellten Wert der im Inneren der iahrgastkabine gewünschten Temperatur einen Wert W annimmt, hält der Spannungskomparator io3 das llektroveatil solange offen, als der Wert (Z = kW~t + k1 (W1 - W^ + k") oberhalb des Wertes der Ausgangsspannung des Sägezahnes 171 des Generators 104 bleibt. Während dieses Zeitraumes folgt der für die Temperatur der Luft nach dem Durchstreichen des Wärmeaustauschers repräsentative Punkt einem Kurvenabschnitt 1S1, der dem Ast Ob der Kurve 179 entspricht.If, for example, the output voltage W of the computer 3 assumes a value W for a set value of the temperature desired inside the passenger cabin, the voltage comparator io3 keeps the electrical valve open as long as the value (Z = kW ~ t + k 1 (W 1 - W ^ + k ") remains above the value of the output voltage of the saw tooth 171 of the generator 104. During this period, the point representative of the temperature of the air after passing through the heat exchanger follows a curve section 1S1 which corresponds to the branch Ob of the curve 179.
In dem Moment, in dem der Wert Z kleiner als die Sägezahnspannung wird, schließt der Komparator io3 das ilektcoventil und die Temperatur der eingeblasenen Luft sinkt ab, was durch den Kurvenabschnitt 1S2 dargestellt ist, der dem Ast cd der Kurve ll3 entspricht.At the moment when the value Z becomes smaller than the sawtooth voltage, the comparator io3 closes the ilektcoventil and the temperature of the injected Air sinks, which is shown by curve section 1S2, which corresponds to the branch cd of the curve ll3.
Sodann sinkt die Spannung des Generators 104 plötzlich und wird neuerlich niedriger als der Wert Z. Der Komparator lo3 öffnet nun das "Elektroventil von neuem, und der für die Temperatur der Luft nach dem Durchstreichen des Wärmeaustauschers repräsentative Punkt durchläuft wieder einen Abschnitt 18 entsprechend dem Aste ae der Kurve 179.Then the voltage of the generator 104 suddenly drops and becomes again lower than the value Z. The comparator lo3 now opens the "solenoid valve" again, and the point representative of the temperature of the air after the heat exchanger has been passed through again passes through a section 18 corresponding to branch ae of curve 179.
Im Dauerbetrieb weist die Spannung Z einen konstanten "Wert Z =» k¥ + k* auf, der das zyklische Verhältnis im Betriebe des llektroventils und damit die Lufttemperatur hinter dem Wärmeaustauscher im dynamischen Betrieb widerspiegelt.In continuous operation, the voltage Z has a constant "value Z =» k ¥ + k * on, the cyclical relationship in the operation of the electric valve and thus reflects the air temperature behind the heat exchanger in dynamic operation.
Wenn beispielsweise das Spannungssignal W , das der Lufttemperatur hinter dem Wärmeaustauscher entspricht, geringer ist als das Spannungssignal W , das der Temperatur entspricht, die die durch den Wärmeaustauscher erwärmte Luft haben sollte, so weist die Spannung Z einen größeren Wert als die gewünschte Spannung Z auf. Das zyklische Verhältnis T /T wächst somitFor example, if the voltage signal W that the air temperature is behind corresponds to the heat exchanger, is lower than the voltage signal W, which corresponds to the temperature that the air heated by the heat exchanger should have, the voltage Z has a value greater than that desired tension Z on. The cyclical ratio T / T thus increases
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und eine größere Menge Heißwassers durchläuft den Wärmeaustauscher, "bis das Signal W wieder ansteigt.and a larger amount of hot water passes through the heat exchanger, "bis the signal W rises again.
Die Punktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiederholt sich so zyklisch.The method of puncturing the device according to the invention is repeated in this way cyclical.
Für diese erste Regelung beträgt die mittlere Temperatur der ein geblasenen Luft etwa 400C.For this first control, the mean temperature of the air blown in is around 40 ° C.
Die Fig. loa veranschaulicht die Betriebsweise des Elektroventiles bei dieser ersten Temperaturregelung, wobei der 'Wert ,1-der Offenstellung und der Wert der Geschlossenstellung des Ventils entspricht. So erhält man in Abhängigkeit vom Signal W eine automatische Änderung der Periode T des Betriebes des Elektroventils, die der Periode T des Sägezahnsignales 171 entspricht. Die Periode des Sägezahnsignales wird in den Randzonen des Variationsbereiches des Steuersignales des Generators größer, was unmittelbar aus Fig. 7 a hervorgeht. Man erhält so eine richtige Funktionsweise des Elektroventiles, ohne durch seine Ansprechzeitkonstante eingeschränkt ru sein.Fig. Loa illustrates the operation of the solenoid valve in this first temperature control, where the 'value, 1-the open position and the value corresponds to the closed position of the valve. An automatic change in the period T of operation is thus obtained as a function of the signal W of the solenoid valve, which corresponds to the period T of the sawtooth signal 171. The period of the sawtooth signal is in the edge zones of the variation range of the control signal of the generator is greater, which is immediately apparent from FIG. 7 a emerges. In this way, correct functioning of the electrovalve is obtained without being restricted by its response time constant.
Gemäß einer Ausführungs Variante wird die Leitung 111 (Fig. 5) durch eine Leitung 113 zwischen dem Eingang 112 des Sägezahngenerators 104 und dem Ausgange 12 des Verstärkers 13 ersetzt» Das Sägezahnsignal wird somit eine Funktion des Signales W .According to an embodiment variant, the line 111 (FIG. 5) is through a Line 113 between the input 112 of the sawtooth generator 104 and the Outputs 12 of the amplifier 13 replace »The sawtooth signal is thus a function of the signal W.
In einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Fig. 11) ist ein Temperaturfühler, beispielsweise ein Thermowiderstand 201 für die Messung der Lufttemperatur unmittelbar hinter dem Wärmeaustauscher vorgesehen, dessen Ausgang mit einem Eingang 2o3 eines Operationsverstärkers verbunden ist, dessen anderer Eingang 205 an den Ausgang eines Temperaturfühlers, z. B. eines Thermowiderstandes 206 zum Messen der LufttemperaturIn a third embodiment of a device according to the invention (Fig. 11) is a temperature sensor, for example a thermal resistor 201 for the Measurement of the air temperature is provided immediately behind the heat exchanger, the output of which is connected to an input 2o3 of an operational amplifier whose other input 205 is connected to the output of a temperature sensor, z. B. a thermal resistor 206 for measuring the air temperature
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im Inneren, der Fahrgastkabine, angeschlossen ist. Der Ausgang 207 des Operationsverstärkers 204 führt an einen Eingang 208 eines Operationsverstärkers 209, dessen anderer Eingang 210 am Ausgange einer Temperatureinstelleinrichtung 211 liegt.inside, the passenger cabin. The output 207 of the operational amplifier 204 leads to an input 208 of an operational amplifier 209, the other input 210 of which is at the output of a temperature setting device 211.
Der Ausgang 212 des Verstärkers 209 führt an einen Eingang eines Spannuagsvergleichers 213, dessen anderer Eingang das Signal des Ausganges 215 eines Sägezahngenerator 216 erhält. Dieser Generator 216 weist einen Eingang auf, der über eine Leitung 21S mit dem. Ausgange 219 der Temperatureinstelleinrichtung 211 verbunden ist.The output 212 of the amplifier 209 leads to an input of a voltage comparator 213, the other input of which is the signal of output 215 of a Sawtooth generator 216 receives. This generator 216 has an input on, who via a line 21S with the. Outputs 219 of the temperature setting device 211 is connected.
Der Ausgang 22o der Vergleichsstufe 213 liegt am Eingang 221 eines Verstärkers 222, dessen Ausgang 223 zu einer Steuereinrichtung 224 für das vor dem Wärmeaustauscher angeordnete Elektroventil führt, das durch wechselweises Öffnen und Schließen die Durchflußmenge des in den Rohren des Wärmeaustauschers zirkulierenden Wassers und damit die Lufttemperatur unmittelbar nach demselben bestimmt, wie in Fig. 11 durch eine strichlierte Linie 225 angedeutet ist»The output 22o of the comparison stage 213 is at the input 221 of an amplifier 222, whose output 223 to a control device 224 for the before the heat exchanger arranged solenoid valve leads through alternately Opening and closing the flow rate of the water circulating in the tubes of the heat exchanger and thus the air temperature directly determined according to the same, as indicated in Fig. 11 by a dashed line 225 »
Die Funktionsweise dieser Ausführungsform, ist der des zweiten Ausführungsbeispieles (Fig. 5 - lo) ähnlich und braucht daher nicht näher beschrieben, werden.The operation of this embodiment is that of the second embodiment (Fig. 5 - lo) is similar and therefore need not be described in detail, are.
Gemäß einer Variante wird die Leitung 2lS durch eine Verbindung 2l8* zwischen dem Eingang 217 des Sägezahngenerators 216 und dem Ausgange des Innentemperaturfühlers 206 ersetzt.According to a variant, the line 2lS is connected by a connection 2l8 * between the input 217 of the sawtooth generator 216 and the output of the inside temperature sensor 206 replaced.
Nach einer anderen Modifikation kann das auf den Sägezahngenerator wirkende Signal das Ausgangssignal des Fühlers 2ol für die Lufttemperatur unmittelbar hinter dem Wärmeaustauscher sein.After another modification, this can be done on the sawtooth generator The effective signal can be the output signal of the sensor 2ol for the air temperature immediately behind the heat exchanger.
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Der Sägezahngenerator 216 kann, aber auch durch, eine Kombination, der Ausgangssignale der Pühler 2oi, 2o6 und der Einstelleinrichtung 211 gesteuert werden.The sawtooth generator 216 can, but also by, a combination of the output signals the Pühler 2oi, 2o6 and the setting device 211 are controlled will.
Statt des Kühlwassers des Motors dem Wärmeaustauscher zuzuführen, "kann hiefür auch das Schmieröl des Motors verwendet werden.Instead of supplying the engine's cooling water to the heat exchanger, "can the engine's lubricating oil can also be used for this.
Ferner ist es möglich, als Temperaturfühler Dioden einzusetzen.It is also possible to use diodes as temperature sensors.
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Drpl.-Ing. Waller Jackisch /Patent attorney
Drpl.-Ing. Waller Jackisch /
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