DE3036098C2

DE3036098C2 - Bordcomputer für Verkehrsmittel, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3036098C2
Application number: DE3036098A
Authority: DE
Inventors: H. Peter Dipl.-Ing. 5400 Koblenz Nardin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE3036098A1

Description

einzeln ausbrechbaren Rippen gebildet sind
Für eine einwandfreie Funktion des Kühlleitungssystems muß ein ständig in Betrieb zu haltendes, große Kühlgasmengen erzeugendes Kühlgasaggregat vorgesehen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Bordcomputer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, in dem die elektronischen Bauteile vor überhöhter Temperatur sowohl während des Betriebs — also beim Fahren — als auch bei Stillstand des Verkehrsmittels geschützt sind, um dadurch eine sichere und fehlerfreie Anzeige zu erreichen und über längere Zeiträume aufrecht zu erhalten.

Die genannte Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen hierzu genannt

Nach der Erfindung ist zur Temperaturkonstanthaltung der elektronischen Bauteile ein mit CO₂-GaS gefüllter Gasdruckspeicher mit dem Innenraum des Computers verbunden.

Dieser Speicher ist mit einem Gasdruck ventil ausgerüstet das temperaturabhängig geöffnet und geschlossen werden kanu. Bei Überschreiten einer Temperatur von z. B. 60°C bzw. 40⁰C der elektronischen Bauteile werden diese durch einen CO2-Kühlgasstrom umspült und auf diese Weise gekühlt

Dadurch, daß die Mittel, die den Kühlgasstrom steuern, auch bei abgeschalteter Bordbatterie mit einer Spannungsquelle verbunden sind, ist auch bei Stillstand des Kraftfahrzeuges deren Funktion sichergestellt

Durch das Zusammenfassen der elektronischen Bauteile zu Baueinheiten, die wärmeleitend miteinander verbunden sind, wird bei nur einseitiger örtlicher Erwärmung eines Temperaturverteilung über die gesamte Baueinheit und damit eine Temperaturabsenkung erreicht, so daß weitere zur Kühlung vorgesehene Mittel erst bei höheren Übertemperaturen zum Einsatz kommen müssen.

Eine besonders einfache Konstruktion ist dadurch erreicht, daß zur CO₂-Versorgung des Gasdruckspeichers handelsübliche CO2-Kapseln verwendet werden können, die manuell durch eine handelsübliche Einschraubvorrichtung oder auch selbsttätig durch eine Hydraulikvorrichtung — ggf. zeitlich gesehen nacheinander — eingepreßt werden und unabhängig vom Füllzustand des Gasdruckspeichers druckdicht mit diesem verbunden sind.

Voraussetzung für die Funktionstüchtigkeit des Gasdruckspeicheri ist einerseits die exakte Abdichtung seines Innenraumes gegen die Atmosphäre und andererseits die kontrollierte Zuleitung von CO₂-GaS in den die elektronischen Bauteile umgebenden Raum bzw. an die Bauteile selbst.

Dies kann entweder durch ein magnetfeldgerteuertes Nadelventil oder aber durch ein von einem Arbeitsrelais gesteuertes Gasdruckventil erfolgen.
Das Arbeitsrelais bzw. die magnetfelderzeugende Spule des Nadelventiles werden in Abhängigkeit von der Temperatur im Innenraum bzw. Übertemperatur an den Bauteilen elektrisch gesteuert.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird erreicht, daß energieaufwendige Kühl- oder Klimageräte bei Betriebsruhe des Kraftfahrzeuges nicht eingeschaltet werden müssen, um lediglich den Bordcomputer kühlen zu können.

Da aus dem Gasdruckspeicher lediglich bei Übertemperaturen infolge Sonneneinstrahlung Kühlgas abzugeben ist, wird der CCVGasinhalt einiger oder weniger handelsüblicher CO2-GaskapseIn ausreichen, um einen Bordcomputer in einem Kraftfahrzeug mindestens über ein halbes Jahr kühlen zu können.

Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 eine Ausführungsform der neuen Kühleinrichtung mit COjj-Gaskühlung in schematischer Darstellung.

Je ein Temperaturwächter (8) überwacht an einer kritischen Temperaturstelle der elektronischen Baueinheit (7) die Temperatur. Dabei können beliebig viele Temperaturwächter (8) durch je einen Temperaturschaltkreis (11) spannungsunabhängig an einen Schützsteuerkreis (27) angeschlossen sein. Durch diesen Schützsteuerkreis (27) wird das CO₂-Gasdruckventil (28) gesteuert, so daß über die CO^Gasdruckdüse (29) die elektronischen Bauteile in der Baueinheit (7) gekühlt werden.

Neben einer Kühlversorgung der elektronischen Bauteile ist somit eine fahrzeugunabhängige Stromversorgung für die Steuerung vorgesehen.

Die Kühlgasversorgung zur Kühlung der elektronischen Baueinheit (7) erfolgt bei den genannten Übertemperaturen aus der Gasdruckdüse (29) über das Gasdruckventil (28). Hierbei sind die zu kühlenden Bauteile zu der Baueinheit (7) wärmeleitend verbunden bzw. vergossen bzw. wärmeleitend auf einer Trägerplatte als Chassis derart angebracht, daß zwischen der Baueinheit (7) und der Fahrzeugumgebung eine Temperaturabsenkung zustande kommt.
Eine Möglichkeit besteht in einer nicht wärmeleitenden Verbindung zwischen der Baueinheit (7) und der Fahrzeugumgebung, wodurch die zur Kühlung erforderliche Kühlgasmenge verringert wird.
Die Kühlgasmenge wird dem Gasdruckspeicher (30), an den handelsübliche CO₂-Kapseln (31) druckdicht angeschlossen sind, entnommen. Dabei wird die Druckdichtigkeit zwischen dem Gasdruckspeicher (30) und den Kapseln (31) durch Rundschnurringe (32) erreicht, die sich druckdicht an die zylinderische Kapselwand (31) anlegen.

Damit Gas aus der Kapsel (31) in den Gasdruckspeicher (30) strömen kann, muß durch einen Dorn (19) deren Verschlußkappe (18) durchstoßen werden.
Um diese Anpressung selbsttätig durchführen zu können, ist eine aus einem allseitig geschlossenen dehnbaren Behälter bestehende Hydraulikvorrichtung (12), die eine Hydraulikflüssigkeit (20) enthält, vorgesehen.

Aufgrund der Verdrängung der Hydraulikflüssigkeit (20) durch Spannbacken (13) legt sich die Hydraulikvorrichtung (12) einerseits an eine Halterung (21) und andererseits an die Böden der Kapseln (31) an. Je nach Widerstandsfestigkeit der Verschlußkappen (18) werden die einzelnen Kapseln (31) in unterschiedlicher Reihenfolge durchstoßen, bis jede Kapsel (31) an einem Anschlag (22) anliegt. Die Spannbacken (13) werden über eine Hebelanordnung (23) durch ein Spindelgetriebe (15) über eine Rutschkupplung (14) von einem umschaltbaren Kleinelektromotor (17) angetrieben. Dieser Elektromotor (17) ist über einen Spannungsleiter

(16) mit einer Funktionskontroliampe (24) bzw. einer Diode, einem Einschalter (25) mit Motorumsteuerfunktion sowie einem Zeitabschaltrelais (26) bzw. einer Laufzeitabschaltung an die Bordspannung A des Kraftfahrzeuges angeschlossen.

Die Stromversorgung für die Temperatursteuerung wirkt folgendermaßen:

Die für maximal 40⁰C Betriebstemperatur und für maximal 60⁰C Ruhetemperatur eingestellten Tempera-

turwächter (8) werden über elektrische Leiter im Schaltkreis (11) mit dem elektrischen Schaltrelais (9) sowie über die Kontaktstellen 1 und 2 eines Sprungschalters mit einer Anodenbatterie B verbunden, deren Anodenspannung niedriger sein kann als die Bordspannung A des Kraftfahrzeuges. Somit stehen das Schaltrelais (9) sowie der Temperaturwächter (3) ständig unter Betriebsspannung. Jeder der beiden dargestellten Temperaturwächter (8), von denen der eine für 40°C und der andere für 60⁰C ausgelegt ist, liegt somit in einem von jedem Temperaturwächter unabhängig geschlossenen Schaltkreis (11).
Sobald an der elektronischen Baueinheit (7) eine

Maximaltemperatur gemessen wird, unterbricht der Temperaturwächter (3) den Stromfluß im Temperaturschaltkreis (U). Das Schaltrelais (9) öffnet die Kontaktstellen 1 und 2 und schließt die Kontaktstellen 3 und 4. Dadurch wird im Schützsteuerkreis (27) ein Stromfluß ausgelöst und das Arbeitsrelais (6) kann über eine Hebelanordnung (5) das Gasdruckventil (28) betätigen. Durch eine Funktionskontrollampe bzw. Leuchtdiode (10) wird der Stromfluß im Steuerkreis (27) durch die Bordspannung A angezeigt. An den Steuerkreis (27) können beliebig viele Schaltkreise (11) für Temperaturwächter (8) parallel geschaltet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: Bordbatterie des Fahrzeuges.

1. Bordcomputer für Verkehrsmittel, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit Mitteln zur Aufnahme, Verarbeitung und Anzeige von Daten mit Hilfe elektronischer Bauteile und mit Mitteln zur Kühlung dieser Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Kühlen ein mit CO₂-GaS gefüllter Gasdruckspeicher (30) mit einem für mehrere Temperaturbereiche temperaturabhängig gesteuerten Gasdruckventil (28) ausgerüstet ist, das bei Oberschreiten einer bestimmten Höchsttemperatur für einen Temperaturbereich der Bauteile einen Kühlgasstrom an CO₂-GaS zum Umströmen der Bauteile freigibt und diesen Kühlgasstrom bei is Unterschreiten der bestimmten Höchsttemperatur wieder unterbricht, und daß die Mittel (8,9>, die den Kühlgasstrom selbsttätig freigeben bzw. unterbrechen, auch bei abgeschalteter Bordbatterie mit einer Spannungsquelle (B) verbunden sind.

2. Bordcomputer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl elektronischer Bauteile durch Anordnung auf einer Trägerplatte oder durch Vergießen ohne Trägerplatte wärmeleitend miteinander zu einer Baueinheit (7) verbunden sind.

3. Bordcomputer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere CÜ2-Kapseln (31) in die Wandung eines Gasdruckspeichers (30) einsetzbar und durch eine Rundschnurdichtung (32) mit der zylindrischen Kapselwand druckdicht in der Wandung des Gasdruckspeichers (30) mit je einem einer Kapsel (31) zugeordneten Dorn (19) ausgerüstet ist, der mittels einer Einschraubvorrichtung in die Verschlußkappe (18) einzuschieben ist

4. Bordcomputer nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine hydraulische Einspannvorrichtung (12) zum selbsttätigen Anschluß der Kapseln (31) an den Gasdruckspeicher (30) durch Hochschieben der Kapseln. *o

5. Bordcomputer nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch unterschiedliche Widerstandsfähigkeit der Verschlußkappen (18) der einzelnen Kapseln (31) gegen das Durchstoßen des Domes (19).

6. Bordcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis

5, gekennzeichnet durch kontaktöffnende bzw. kontaktschließende Bauteile zum Betätigen des Gasdruckventiles (28) mittels stromdurchflossener Temperaturwächter (8) wie Bimetallkontakte oder Flip-Flops. so

7. Bordcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasdruckventil (28) mit veränderlichem Ventilquerschnitt ausgerüstet ist, der einen vom jeweiligen Temperaturbereich abhängigen Volumenstrom freigibt.

8. Bordcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Temperaturbereiche mit jeweils einer Temperaturdifferenz bis zu 20 K, insbesondere im Temperaturbereich von 40°C bis 6O⁰C, zur Kühlung vorgesehen ist. &o

9. Bordcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Baueinheit (7) und der Fahrzeugumgebung eine nicht wärmeleitende Verbindung vorgesehen ist.

10. Bordcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle (A) eine Anodenbatterie verwendet wird, deren Anodenspannung niedriger ist als die Spannung der Die Erfindung betrifft einen Bordcomputer für Verkehrsmittel, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Mitteln zur Aufnahme, Verarbeitung und Anzeige von Daten, insbesondere Betriebsdaten des Verkehrsmittels mit Hilfe elektronischer Bauteile, wie zum Beispiel Mikroprozessoren in Form sogenannter Chips, und mit Mitteln zur Kühlung dieser Bauteile.

Solche Geräte, die vor allem bei Taschenrechnern und Digitaluhren nach dem bisher angewandten Display-Verfahren arbeiten, sollen die bisher gebräuchlichen feinmechanischen und getrennt eingebauten Uhren und Instrumente ersetzen, zumindest jedoch ergänzen, und deren Anzeigedaten wie Geschwindigkeit, Drehzahl, Wassertemperatur, Öldruck, usw. auf einem Bildschirm wiedergeben bzw. über Elektrolumineszenzdioden sichtbar machen.

Das von Mikroprozessoren gesteuerte Gerät kann auf Abruf oder auch ständig technische Daten wie Durchschnittsgeschwindigkeiten, Entfernungsangaben, Zeitstände, Temperaturstände, Kraftstoffstände und deren Verbrauche sowie andere Funktionskombinationen in Kraftfahrzeugen angeben.
Es kann vor abgefahrenen Reifen, Bremsbelägen sowie falschem Reifendruck warnen, kann die Strecke bis zur nächsten Tankstelle errechnen und den Motor sowie seine Aggregate kontrollieren. Ein solcher Bordcomputer soll bis zu drei Dutzend Werte speichern und durch Funktions- und Bedientasten sichtbar machen können.

Derartige Geräte sind aus der Zeitschrift »Elektor«, 4/80, Nr. 112, Seite 4-24 bis 4-33 bekanntgeworden.

Ihre praktische Realisierung ist schwierig, da eine störungsfreie Anzeige auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen, insbesondere bei hohen Temperaturen innerhalb des Verkehrsmittels bzw. um den Computer- und Anzeigebereich, nicht sicher zu erreichen ist.
Sobald die elektronischen Bauteile, die vorgenannten Chips, über eine bestimmte Temperatur hinaus erwärmt wurden, das bei einem in der Sonne abgestellten Kraftfahrzeug leicht möglich ist, sind die Chips unbrauchbar geworden bzw. gaben irrige Daten an, wenn keine exakte Substratinnentemperatur im Chip vorgegeben wurde.

Aus der DE-OS 19 08 825 geht ein Kühlsystem als bekannt hervor, bei dem thermisch hochbelastete elektrische Bauelemente vorzugsweise auf plattenartigen Trägern mit Kühlleitungen für ein gasförmiges Kühlmedium angeordnet sind.

Dort werden entsprechend der Anordnung der elektrischen Bauelemente geschlossene und an eine Druckgasquelle angeschlossene Kühlleitungen in unmittelbarer Nähe der Bauelemente verlegt Die Größe und die Form der schlitzartigen und nicht zu schließenden Austrittsöffnungen in den Kühlleitungen ist auf die Verlustleistung, die Gestalt und die Lage der zu kühlenden Bauelemente abgestimmt.

Dabei ist eine besonders wirtschaftliche Ausführungsform dadurch gegeben, daß sämtliche Kühlleitungen für die Bauelemente einer Baugruppe durch einen entsprechend der Ausdehnung der Baugruppe bemessenen flachen Behälter mit entsprechend der Verteilung der Bauelemente liegenden schlitzartigen Austrittsöffnungen gebildet werden, wobei die Begrenzungen des Behälters rasterartig aus zusammenhängenden und