DE3302322C2 - Einrichtung zum Regeln der Innenraumtemperatur eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Einrichtung zum Regeln der Innenraumtemperatur eines Kraftfahrzeuges

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Abstract

Es wird eine aus einer Kälteanlage und einer Heizeinrichtung bestehende Klimaanlage beschrieben, die mit einer das Einschalten eines der Kälteanlage zugeordneten Kompressors und damit eine Trocknung der zugeführten Luft bewirkenden Gegenheizeinrichtung ausgerüstet ist und bei der Schaltungsmaßnahmen vorgesehen sind, um die sich beim Einschalten des Kompressors einstellende Absenkung der Kraftfahrzeug-Innentemperatur zu kompensieren. Die dazu notwendige Temperaturanhebung wird in Abhängigkeit von der Außentemperatur herbeigeführt und wird unwirksam, wenn die Kälteanlage beim Einschalten der Gegenheizeinrichtung auf "voll Kühlen" lief oder die Außentemperatur weniger als 0°C beträgt.

Description

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsgröße mit dem Meßwert des Außentemperaturfühlers additiv verknüpft ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur additiven Verknüpfung der Führungsgröße mit dem Meßwert des Außentemperaturfühlers als Widerstandsnetzwerk ausgeführt ist.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem der Kälteanlage zugeordneten Schaltkreis, der ein Signal zum Einschalten des Kompressors erzeugt, gekennzeichnet durch eine logische Schaltung, die die Verknüpfung der Führungsgröße mit dem Meßwert des Außentemperaturfühlers verhindert, wenn der der Kälteanlage zugeordnete Schaltkreis das Signal zum Einschalten des Kompressors abgibt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung aus einem Operationsverstärker, zwei Widerstandsnetzwerken und zwei Dioden aufgebaut ist.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen weiteren Schaltkreis, der die Verknüpfung der Führungsgröße mit dem Meßwert des Außentemperaturfühlers verhindert, wenn die Außentemperatur unter Öa C liegt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Schaltkreis als Widerstandsnetzwerk mit einer Diode ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Innenraumtemperatur eines Kraftfahrzeuges nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Klimaanlage wird z. B. in der DE-OS 29 52 210 beschrieben. Die grundsätzliche Anordnung einer aus einer Kälteanlage mit Kompressor und Vcrdämpfer sowie einer Heizeinrichtung bestehenden Klimaanlage, bei der weiterhin Mittel zur Regelung der Heizeinrichtung und zum Ein- und Ausschalten des Kompressors der Kälteanlage vorgesehen sind, ist aus dieser Druckschrift bekannt. Zur Trocknung der Luft im
ίο Innenraum eines Kraftfahrzeuges kann eine Gegenhcizeinrichtung vorgesehen sein, die ein Einschalten des Kompressors unabhängig vom Betriebszustand der Klimaanlage bewirkt Die in der zugeführten feuchten Luft enthaltene Flüssigkeit schlägt sich dabei auf den Verdampferlamellen nieder.
Das Einschalten des Kompressors bei der Aktivierung der Gegenheizeinrichtung bewirkt jedoch zumindest dann, wenn die Kühlanlage nicht schon vorher eingeschaltet war, durch die Zuführung kühlerer Luft eine Absenkung der Innenraumtemperatur. Da die üblicherweise zum Regeln der Heizeinrichtung verwendeten Proportionalregler eine Regeldifferenz zur Abgabe eines Ausgangssignals benötigen, kann die durch das Zuschalten des Kompressors bewirkte Temperaturabsenkung nicht voll ausgeregelt werden. ]e nach Proportionalbereich liegt die bleibende RegeldHTerenz bei etwa 2° bis 4° C bei modernen Reglern mit großem Proportionalbereich sogar in der Größenordnung bis 8°C Daher sieht die DE-OS 29 52 210 eine Umschaltung des Sollwertstellers vor, die gleichzeitig mit dem Einschalten der Gegenheizeinrichtung erfolgt. Diese Umschaltung des Sollwertstellers bewirkt eine Anhebung der Innenraumtemperatur um einen mittleren Wert, der so gewählt ist, daß die durch das Einschalten des Kompressors bewirkte Temperaturabsenkung in etwa kompensiert wird.
Nachteilig dabei ist jedoch, daß diese mittlere Temperaturanhebung nur für einen bestimmten Betriebszustand der Klimaanlage exakt ist. In anderen Bctricbs/.uständen ist die Temperaturanhebursg. die immer um einen konstanten Wert erfolgt, zu groß bzw. zu klein, wodurch die durch das Einschalten des Kompressors bewirkte Temperaturabsenkung nicht vollständig oder zu stark ausgeregelt wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Temperaturanhebung besteht darin, daß sic auch dann wirksam wird, wenn die Kälteanlage schon in »voll Kühlen« arbeitet. Das Aktivieren der Gegenheizeinrichtung ändert in diesem Fall den Betriebszustand der Kälteanlage nicht, da der Kompressor bereits lief.
so Dadurch kommt es zu keiner Temperaturabsenkung im Innenraum des Kraftfahrzeugs. Dennoch wird die Temperaturanhebung aktiviert, was zu einem positiven Temperatursprung um den Wert dieser Temperaturanhebung führt. Dasselbe Problem ergibt sich, wenn die Außentemperatur 0°C unterschritten hat. Das Einschalten des Kompressors bewirkt in diesem Fall ebenfalls keine Temperaturabsenkung und die fest eingestellte Temperaturanhebung führt zu einem nach oben gerichteten Sprung der Innenraumtemperatur des Fahrzeugs.
bo Aufgabe der Erfindung ist es. eine Klimaanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll dicTempcraiiiranhebung nicht um einen festen Mittelwert erfolgen, sondern dem jeweiligen Betriebszustand der Kliniaaiila-
b1) gc angepaßt sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß gelöst durch eine Schaltung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs I. Damit kann erreicht werden, daß die durch
das Einschalten des Kompressors beim Aktivieren der Gcgcnhcizeinrichtung hervorgerufene Temperaturabsenkung, die von der Außentemperatur abhängig Lsi, durch eine ebenfalls von der Außentemperatur abhängige und der genannten Absenkung genau entsprechende Temperaluranhebung kompensiert wird. Es wird also unabhängig vom Betriebszustand der Klimaanlage eine exakte Ausregelung des beim Einschalten der Gegenheizanlage hervorgerufenen TemperaturspruEgs erzieltto
Günstig ist es, die Führungsgröße, mit der beim Zuschalten der Gegenheizeinrichtung die Heizungsregelung beaufschlagt wird und die die Temperaturanhebung im Kraftfahrzeug-Innenraüm bewirkt mit dem Meßwert des Außentemperaturfühlers additiv zu verknüpfen. Diese additive Verknüpfung der Führungsgröße mit dem Meßwert des Außentemperaturfühlers kann vorteilhaft als ein Widerstandsnetzwerk ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Lösung unter Verwendung preiswerter Bauelemente.
in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen werden, die Heizungsregelung nur dann mit der Führungsgröße zu beaufschlagen, wenn die Kälteanlage zum Zeitpunkt des Zuschaltens der Gegenheizeinrichtung nicht bereits auf »voll Kühlen« lief, d.h. wenn ein der Kälteanlage zugeordneter Schaltkreis kein Signal zum Einschalten des Kompressors abgibt Mit dieser Maßnahme ist es möglich, einen Temperatursprung nach oben zu verhindern. Da in diesem Fall das Zuschalten der Gegenheizeinrichtung keine Temperaluranhebung bewirkt — der Kompressorder Kälteanlage läuft ja bereits — würde eine Temperaturanhebung zu einer Erhöhung der Kraftfahrzeug-Innentemperatur führen.
Diese Funktion kann mit einer logischen Schaltung verwirklicht werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht dazu einen Operationsverstärker, zwei Widerstandsnetzwerke und zwei Dioden vor. Der Operationsverstärker kann als Komparator beschaltet sein, wobei der Meßwert des Außentemperaturfühlers nur dann über eine Diode mit der Führungsgröße beaufschlagt wird, wenn die Gegenheizeinrichtung aktiviert und die Kälteanlage abgeschaltet oder im geregelten Kühlbetricb befindlich ist.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Heizungsrcgelung durch einen weiteren Schaltkreis nur dann mit der eine Temperaturanhebung hervorrufenden Führungsgröße beaufschlagt wird, wenn die Außentemperatur über 00C liegt. Eine Temperaturanhebung würde sonst nämlich, da das Einschalten des Kompressors zu keiner Verminderung der Temperatur der zugeführten Luft führt, einen nach oben gerichteten Sprung der Kraftfahr/.eug-lnnenraumtemperatur zur Folge haben. Es ist günstig, diesen weiteren Schaltkreis als Widerstandsnetzwerk mit einer Diode auszubilden. Diese Lösung zeichnet sich durch Einfachheit und Preisgünstigkeit aus.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unicransprücheri sowie der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt
F i g. I das vereinfachte Blockschaltbild einer bekannten Klimaanlage, an der die Aufgabenstellung der Erfindung erläutert wird und bei der verschiedene Einzelteile weggelassen oder nur schematisch und vereinfacht dargestellt sind,
Fig.2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Klima anlage und
Fig.3 eine Ausführungsform dieses Blockschaltbildes als elektrische Schaltung.
Eine bekannte Klimaanlage ist in der F i g. I als Ganzes mit 1 bezeichnet und besteht im wesentlichen aus einem Kompressor Z einem Verdampfer 3 und einer Heizeinrichtung 4. Die Einzelheiten dieser Anlage, wie z. B. der zur Kühlanlage gehörende Kondensator, sind in dieser Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Frisch- oder Umluft wird durch den Verdampfer der Kälteanlage sowie die Heizeinrichtung geführt und dann dem Fahrzeug-Innenraum zugeleitet Eine Regeleinrichtung 5 kann über einen Schalter 6 den Kompressor der Kälteanlage und über einen Schalter 7 die Heizeinrichtung einschalten. Dieser Schalter 7 wurde aus Gründen der einfacheren Darstellung anstelle eines Regelglieds, das eine stufenlose Regelung der Heizeinrichtung ermöglicht eingezeichnet Die Regeleinrichtung 5 empfängt die Signale eines Innenraum-Temperaturfühlers 8 und eines Außentemperaturfühlers 9 sowie über einen Schalter 10 dr. Signal zum Aktivieren der Gegenheizeinrichtung. Auc&hier wurden aus Darstellungsgründen die Zuführungen weiterer Signale, z. B. das Signal des Sollwertstellen» oder die für die Heizung bzw. Kühlung erforderlichen Rückführungen, weggelassen.
Anhand der F i g. 1 sollen nunmehr Arbeitsweise und Nachteile einer bekannten, mit einer Gegenheizeinrichtung versehenen Klimaanlage dargestellt werden. Zunächst sei der Fall betrachtet, daß die Außentemperatur 200C beträgt und die Innenraumtemperatur 25° C und daß die Regeleinrichtung 5 diese Werte über die entsprechenden Fühler 8 und 9 erfaßt. Bei diesen Temperaturverhältnissen ist weder die Aktivierung der Kälteanlage noch die Aktivierung der Heizeinrichtung erforderlich. Die Schalter 6 und 7 sind also geöffnet Empfängt die Regeleinrichtung 5 nun über den Schalter 10 das Signal zum Aktivieren der Gegenheizeinrichtung, so schließt sie den Schalter 6, was zu einem Anlaufen des Kompressors 2 und damit zu einer Trocknung der Luft durch Fiüssigkeitsniederschlag an den Lamellen des Verdampfers 3 führt. Da die Heizeinrichtung 4 nicht aktiviert ist. gelangt kältere Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeuges. Die Regeleinrichtung 5 kann die Heizeinrichtung 4 über den Schalter 7 jedoch erst dann aktivieren, wenn eine Regelabweichung vorliegt. In diesem Fall kann die Innenraumtemperatur um etwa 2°C bis 4° C gegenüber dem Sollwert abweichen. Das Einschalten der Gegenheizeinrichtung bewirkt damit eine Temperaturabsenkung im Fahrzeuginnenraum. Daher sind in der Regeleinrichtung 5 Mittel vorgesehen, die beim Einschalten der Gegenheizeinrichtung bzw. der Aktivierung des Kompressors 2 die Innenraumtemperatur um einen 'eaten Mittelwert, ζ. Β. 2° C anheben.
In dem geschilderten Fall kann durch eine entsprechende Wahl der Ttmperaturanhebung eine vollständige Kompensation der durch das Aktivieren der Gegenheizeinrichtung entstandenen Temperaturabsenkung erreicht werden. Dieser Wert der Temperaturanhebung kann jedoch nicht für jeden Betriebszustand der Kälteanlage richtig sein, wie folgende Überlegung beweist:
Die Innenraumtemperatur betrage wiederum 25°C, die Außentemperatur nun 100C. In diesem Fall wird die Regeleinrichtung 5 über den Schalter 7 die Heizeinrichtung 4 aktivieren. Wird nun über den Schalter 10 die Gegenheizeinrichtung zugeschaltet, so wird die zuströmende Außen- bzw. Umluft nach Aktivierung des Kompressors 2 über den Schalter 6 zwar abgekühlt, da die Heizeinrichtung 4 jedoch ebenfalls in Betrieb ist, wird
die Luft nicht so stark abgekühlt wie in dem ersten beschriebenen Fall, wo eine Außentemperatur von 200C vorausgesetzt wurde. Die hervorgerufene Temperaturabsenkung wird also geringer sein, z. B. ΓC. Da die reglerseitig vorgesehene feste Temperaturanhebung jedoch weiterhin auf 2°C eingestellt ist, wird effektiv eine Anhebung der Fahrzeug-Innenraumtemperatur bewirkt. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine variable wnd dem jeweiligen Betriebszustand der Klimaanlage angepaßte Temperaturanhebung zu ermöglichen, was eine vollständige Kompensation des beim Zuschalten der Gegenheizanlage ausgelösten Temperatursprungs ermöglicht.
In einem anderen denkbaren Fall betrage die Innenraumtemperatur 25°C und die Außentemperatur 300C. Die Regeleinrichtung 5 wird in diesem Fall über den Schalter 6 den Kompressor 2 der Kälteanlage einschalten. Wird nun über den Schauer iO der Bcfciil Zürn Gegenheizen gegeben, so verändert sich die Temperatur der dem Innenraum zugeführten Luft überhaupt nicht, da der Kompressor 2 ja bereits lief. Trotzdem wird die Temperaturanhebung um einen festen Wert ausgelöst, was unter Zugrundelegung der genannten Zahienbeispiele zu einer Erhöhung der Innenraumtemperatur um 2°C führt. Auch dieser Temperatursprung soll durch eine erfindungsgemäße Klimaanlage verhindert werden.
Ähnliche Verhältnisse liegen vor, wenn die Innenraumtemperatur 25'C und die Außentemperatur —5°C betragen. Eine Aktivierung der Gegenheizeinrichtung hat in diesem Fall keine Abkühlung der Zuluft zur Folge, da die Verdampfertemperatur nicht unter 00C sinken kann. Auch in diesem Fall wird daher durch die Aktivierung der Temperaturanhebung eine um z. B. 2° C zu hohe Kraftfahrzeug-Innenraumtemperatur hervorgerufen. Dieses Verhalten so!! durch eine eriindursgsgemäße Klimaanlage verhindert werden.
Das Blockschaltbild einer nun vollständig gezeichneten Regeleinrichtung 5 einer erfindungsgemäßen Klimaanlage ist in F i g. 2 dargestellt. Diese Regeleinrichtung empfängt die Signale verschiedener Meßfühler, insbesondere des Innenraumtemperaturfühlers 8, des Außentemperaturfühiers 9. des Sollwertstellers 11. das Signal einer der Heizungsregelung zugeordneten Rückführung 12, die z. B. als Wärmetauscherfühler oder Mischklappensensor ausgebildet sein kann, und das Signal einer der Kälteanlage zugeordneten Rückführung 13, die z. B. ein Verdampferfühler sein kann. Über einen Kontakt 14 kann außerdem der Befehl »Gegenheizeinrichtung einschalten« empfangen werden.
In dem Summierer 15 wird das Signal des Außentemperaturfühiers 9 zu dem Ausgangssignal eines noch zu beschreibenden Und-Gatters 16 addiert Das Ausgangssignal dieses Summierers 15 gelangt auf den Eingang eines weiteren Summierers 17 und wird dort zu den vom Innenraumtemperaturfühler 8 und vom Sollwertsteller 11 ermittelten Signalen addiert Das Ausgangssignal dieses Summierers wird einerseits dem Eingang eines Summierers 18 zugeführt, wo es zu dem Wert einer dem Heizkreis zugeordneten Rückführung 12, z.B. eines Wärmetauscherfühlers, addiert wird und wobei der Ausgang dieses Summierers 18 über einen Kontakt 19 die Heizeinrichtung 4 beaufschlagt, z. B. in Form eines hier nicht gezeigten Wasservemüs; andererseits ist das Ausgangssignal des Summierers 17 auch auf den Eingang eines Summierers 20 geführt wo es zu dem Meßwert einer der Kälteanlage zugeordneten Rückführung 13. z. B. eines Verdampferfühlers, addiert wird. Der Ausgang des Summierers 20 ist über einen Schmitt-Trigger 21 auf ein Oder-Gatter 22 und von dort auf den Kontakt 24 geführt, wobei ein logisches »!«-Signal an dem Kontakt 24 eine Aktivierung des Kompressors 2 auslöst. Zwischen dem Oder-Gatter 22 und dem Konhiki 24 kann ein gestrichelt eingezeichnetes Und-Gatter 23 vorgesehen werden, wobei der zweite Eingang dieses Und-Gatters mit einer hier nicht weiter gezeigten Logik 25 verbunden sein kann, die den Kompressor bei einer Vcrdampfertemperatur von weniger als 00C abschallet, um eine Vereisung der Verdampfcrlamellen zu verhindern (Vereisungsschutzschaltung). Das Anliegen eines logischen »!«-Signals am Ausgang des Kältercglers, also hinter dem Schmitt-Trigger 21, bedeutet in diesem Fall
is also nicht unbedingt, daß der Kompressor auch wirklich eingeschaltet wird. Das Anliegen dieses Signals b/w.das Anliegen-Bleiben auch nach Aktivierung der Gegcnhcizeinrichiung bedeutet jedoch in jedem Fa!!, daß die Kälteanlage auf »voll Kühlen« arbeitet. Daher ist dieses Signal über einen Inverter 26 auf den Eingang des Und-Gatters 16 geführt, wobei der Ausgang dieses Und-Gatters in der schon beschriebenen Weise mit dem Summierer 15 verbunden ist. Der zweite Eingang des Und-Gatters 16 ist mit dem Kontakt 14 verbunden, wobei ein an diesem Kontakt anliegendes logisches »!«-Signal den Befehl zum Aktivieren der Gegenheizeinrichtung beinhal;;.;. Dieser Kontakt 14 ist außerdem noch mit dem zweiten Eingang des Oder-Gatters 22 verbunden.
Die Schaltung hat nun folgende Funktionsweise:
Ober die Summierer 15, 17 und 18 wird die Heizeinrichtung 4 geregelt, während über die Summierer 15,17 und 20, den Schmitt-Trigger 21 und die nachfolgenden logischen Glieder 22 und 23 der Kompressor der Kälteanlage ein- und ausgeschaltet wird. Solange die Gcgenheizanlage nicht aktiviert ist, liegt am Kontakt 14 und damit an den entsprechenden Eingängen des Und-Gatters 16 und des Oder-Gatters 22 ein logisches »0«-Signal, wodurch dieser Schaltungszweig nicht aktiv ist. Auch am Ausgang des Und-Gatters 16 bzw. an dem entsprechenden Eingang des Summierers 15 liegt in diesem Fall eine logische Null.
Wird nun die Gegenheizanlage zugeschaltet, d.h. an den Kontakt 14 ein logisches »!«-Signal gelegt, so führt dies über das Oder-Gatter 22 unabhängig davon, ob am Ausgang des Schmitt-Triggers 21 ein logisches »!«-Signal anliegt, zu einem Einschalten des Kompressors 2, falls dieses Einschalten nicht von der Vereisungsschutzschaltung 25 verhindert wird. Zugleich wird über das Und-Gatter 16 ein Korrekturwert auf den Summierer
so 15 gegeben, wenn am Ausgang des Schmitt-Triggers 21 kein logisches »!«-Signal anliegt, die Kälteanlage also nicht auf »voll Kühlen« arbeitet.
Die Verbindung zwischen dem Und-Gatter 16 und dem Summierer 15 ist dabei so ausgeführt, daß eine Summenbildung nur dann zustande kommt, wenn der vom Außentemperaturfühler 9 gelieferte Meßwert eine Außentemperatur von mehr als 00C anzeigt ist dies der Fall, so wird über den Summierer 15 der Meßwert des Außentemperaturfühlers so beeinflußt daß die beim Einschalten der Gegenheizeinrichtung hervorgerufene Temperaturabsenkung gerade kompensiert wird. Wie bereits ausgeführt tritt diese Temperaturkompensation jedoch nur dann in Funktion, wenn die Kälteanlage nicht in »voll Kühlen« arbeitete, wenn also am Ausgang des Schmitt-Triggers 21 kein logisches »1 «-Signal anliegt Diese Funktion wird über den Inverter 26 und das Und-Gatter 16 sichergestellt. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Kompressor 2 auch tatsächlich eingeschaltet
ist oder ob eine Einschaltung durch die Vereisungsschut/schallung 25 verhindert wird.
In Fig. 3 ist eino Ausführung des Blockschaltbildes iiiK'h I·' i g. 1 in Form einer elektrischen Schaltung dargestellt. Für die liin- und Ausgänge der Regeleinrichtung 5 a finden dabei dieselben Bc/ugs/.cichcn Verwendung wie in der I·' · g. 2, so daß sie nicht näher erläutert zu werden brauchen. Lediglich an zwei Punkten wurde die Darstellung der Hingänge ergänzt: An dem Kontakt 11 liegt das Signal des Sollwertstellers an, der in diesem Ausfüh- to rungsbeispiel als Potentiometer R\ ausgebildet ist. Ferner wird der Befehl zum Einschalten derGegenheizeinrichtung durch das Schließen eines Umschalters 35 erzeugt. Bei geöffnetem Umschalter ist der Kontakt 14 über einen Widerstand /?2 an Masse gelegt, wodurch ein logisches »O«-Signal erzeugt und die Logik zur Aktivierung der Gegcnheizeinrichtung mit diesem Signal abgeschaltet wird. Bei Schließen des Umschalters 26 gelangt dagegen ein logisches »1«-Signal von der mit einem Pluszeichen versehenen Versorgungsspannung an den Kontakt 14, wodurch die Gegenheizeinrichtung aktiviert wird.
An einem Summierpunkt 27 werden die an den Widerstünden R\ und Rt, anliegenden Spannungen addiert. Dieser Summierpunkt entspricht dem Summierer 15 der F i g. 2. Ein weiterer Summierpunkt 28, der dem Summierer 17 der F i g. 2 entspricht, addiert die an den Widerständen R%, Rn und Rj abfallenden Spannungen. Dieses addierte Signal gelangt über einen Widerstand Rg an einen *ls Spannungsfolger geschalteten Operationsverstärker 29. Dieser Operationsverstärker hat lediglich die Aufgabe, eine Rückkopplung von dem nachfolgenden Teil der Schaltung auf den Summierpunkt 28 zu verhindern bzw. den Ausgang dieses Summierpunkts niederohmig zu machen. Hinter dem Operationsverstärker 29 ist ein weiterer Summierer, der dem Summierer 18 der I" i g. 2 entspricht, in Form des Operationsverstärkers 30 angeordnet. Dieser Operationsverstärker summiert über die Widerstände Ra und R9 das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 29 bzw. den Meßwert der dem I leizkrcis zugeordneten Rückkopplung 12, die z. B. als Wärmctauscherfühler oder Mischklappensensor ausgebildet sein kann. Ein Widerstand R\o dient zur Rückkopplung des Operationsverstärkers 30 auf seinen invertierenden Eingang, während der nichtinvertierende Eingang an einen von den Widerständen Rw und R\2 gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 30 kann nun direkt oder über eine weitere Schaltung zur Heizungsregelung, also z. B. zur Steuerung eines Wasserventils, eingesetzt werden.
Der Kälteregelkreis wird von einem anderen Schaltungspfad gebildet. An einem Summierpunkt 31, der dem Summierer 20 der F i g. 2 entspricht, werden die an den Widerständen /?u bzw. Am abfallenden Spannungen, die der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 29 bzw. dem Meßwert der der Kälteanlage zugeordneten Rückführung 13, die z. B. als Verdampferfühler ausgebildet sein kann, entsprechen, addiert Dieses Signal wird über einen Operationsverstärker 32, der mit ω den Widerständen Au und ftie als invertierender Verstärker beschaltet ist und mit seinem nichtinvertierenden Eingang an einen von den Widerständen Rn und /?t» gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist, verstärkt. Der nachfolgende Operationsverstärker 33 ist mit den Widerständen R19 und R20 sowie den als Spannungsteiler geschalteten Widerständen R2t und R22 als Schmitt-Trigger beschaltet Dieser Schmitt-Trigger hat in der Fig. 2 das Bezugszeichen 21 und hält den Verdampfer auf der erforderlichen Temperatur, um die Innenraumtemperatur auf den eingestellten Wert zu regeln. Das Oder-Gatter 22 sowie das Und-Gatler 23 und die Vcrcisungsschutzschaltung 25 sind in ihrer Ausführung nicht näher gezeigt und entsprechen der Darstellung der Fi g. 2.
Der Rückführpfad wird gebildet von einer Diode Di sowie zwei als Spannungsteiler geschalteten Widerständen R23 und /?24· Über einen weiteren Widerstand Rn kann das Kältereglersignal an den invertierenden Eingang eines als Komparator geschalteten Operationsverstärkers 34 gelangen. Der nichtinvertierende Eingang dieses Operationsverstärkers ist zwischen zwei als Spannungsteiler geschaltete Widerstände R26 und Rv angeschlossen, wobei dieser Spannungsteiler nur dann auf ein von Null ungleiches Potential gelegt wird, wenn die Gegenheizeinrichtung aktiviert ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 34 ist über eine Diode l>i und den Widerstand R«, in bereits beschriebener Weise an den Summierpunkt 27 angeschlossen.
Im geöffneten Zustand des Umschalters 35 liegt an dem aus den Widerständen /?26 und Λ27 gebildeten Spannungsteiler und dadurch auch an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 34 Null-Potential. An dem invertierenden Eingang dieses Operationsverstärkers liegt dagegen eine positive Spannung, und zwar, wenn die Kälteanlage, d. h. der Operationsverstärker 33,0 Volt oder eine negative Spannung liefert, die den dem Widerstand Λ24 abfallende Spannung, da die Diode D\ in diesem Fall sperrt bzw. die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 33 abzüglich der Durchlaßspannung der Diode Di. wenn dieser Operationsverstärker auch nach eingeschalteter Gegenheizeinrichtung am Ausgang eine positive Spannung liefert, was dem Befehl »voll Kühlen« entspricht. Die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 34 ist in beiden Fällen höher als die Spannung am nichtinvertierenden Eingang, wodurch der Ausgang dieses Operationsverstärkers auf 0 Volt oder eine negative Spannung gezogen wird. Dadurch sperrt die Diode £h und der Summierpunkt 27 wird mit keiner zusätzlichen, eine Temperaturanhebung hervorrufenden Führungsgröße beaufschlagt.
Wird nun die Gegenheizeinrichtung durch das Schließen des Umschalters 35 aktiviert, so gelangt an das Oder-Gatter 22 bzw. an den Kontakt 24 ein logisches »1 «-Signal, was ein Einschalten des Kompressors 2 zur Folge hat. (Dieses Einschalten kann allerdings durch die Vereisungsschutzschaltung 25 und das Und-Gatter 23, falib diese vorgesehen sind, verhindert werden.) Zugleich wird der Spannungsteiler Äje, Ä27 mit einer positiven Spannung versorgt Die Widerstände Rn bis Ä27 sind so dimensioniert, daß die an dem Widerstand /?24 abfallende Spannung kleiner ist als die an dem Widerstand /?27 abfallende Spannung, solange die Diode D\ sperrt Ist also der Kompressor vom Kälteregler deaktiviert, was ein Sperren dieser Diode zur Folge hat, so wird der Ausgang des Operationsverstärkers 34 auf positives Potential gezogen. Damit gelangt die an dem Widerstand Ra abfallende Spanung auf den Summierpunkt 27, wodurch eine außentemperaturabhängige Innenraum-Temperaturanhebung bewirkt wird. Arbeitet der Kälteregler jedoch bereits in »voll Kühlen«, so liegt am Ausgang des Operationsverstärkers 33 ein positives Potential an. wodurch die Diode D\ leitend wird. Die an dem Widerstand Ä24 abfallende Spannung ist nun größer als die an dem Widerstand Ä27 abfallende Spannung,
wodurch der Ausgang des Operationsverstärkers 34 auf 0 Volt oder eine negative Spannung gezogen wird und die Beaufschlagung des Summierpunktes 27 mit einer zusätzlichen temperaturkompensierenden Spannung unterbleibt, da die Diode D-i in diesem Fall sperrt. Die beiden Widerstandsnetzwerke Ra bis Rk bzw. /?26 und Rn, der Operationsverstärker 34 und die beiden Dioden D\ und Dj bilden also eine in der F i g. 2 mit den Bezugszeichen 16 und 26 bezeichnete logische Schaltung, die ein Einsetzen der Temperaturanhebung bei der Aktivierung der Gegenheizeinrichtung dann verhindert, wenn die Kälteanlage bereits auf »voll Kühlen« lief.
Durch die Ausbildung des Summierpunktes 27 wird überdies gewährleistet, daB die mit dem Einschalten der Gegenheizeinrichtung verbundene Temperaturanhebung in Abhängigkeit von der Außentemperatur vorgenommen wird.
Die Widerstände Äj und Ra sind so dimensioniert, daß die Spannung am Punkt 9 bei einem Absinken der Außentemperatur unter 0°C größer wird als die zwischen dem Widerstand Ra und der Diode Di anliegende Spannung, welche der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 34 abzüglich der Durchlaßspannung der Diode Di entspricht. Diese Diode sperrt damit. Durch diese Maßnahme wird eine Beaufschlagung des Summierpunktes 27 mit einer temperaturkompensierenden Spannung verhindert, wenn die Außentemperatur unter dem Gefrierpunkt liegt. Eine Temperaturanhebung unterbleibt dann.
30
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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40
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Claims (1)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zum Regeln der Fnnenraumtemperatur eines Kraftfahrzeugs, mit der eine einstellbare Temperatur unabhängig von sich ändernden Bedingungen konstant gehalten wird, mit
a) einer aus einem Kompressor und einem Verdampfer bestehenden Kälteanlage,
b) einer in Luftströmungsrichtung hinter der Kälteanlage angeordneten Heizeinrichtung,
c) einer Enstellvorrichtung für die Solltemperatur, einem Innenraumfühler, einem Außenfühler, einer der Heizeinrichtung zugeordneten Rückführung und einer der Kälteanlage zugeordneten Rückführung,
d) einer zuschaltbaren Gegenheizeinrichtung zur Trocknung der Luft im Innenraum und
e) einer Vorrichtung, die beim Zuschalten der Gegenheizeinrichtung die Heizungsregelung mit einer zusätzlichen, eine Anhebung der Kraftfahrzeug-Innentemperatur bewirkenden Füh-, rungsgröße beaufschlagt,
gekennzeichnet durch
f) eine Schaltung, die die Führungsgröße, welche die Anhebung der Innentemperatur beim Zuschalten der Gegenheizeinrichtung bewirkt, mit dem Meßwert des Außentemperaturfühlers verknüpft, so daß
g) die Grobe der Anhebung der Innentemperatur von der Außentemperatur abhängig ist.
DE3302322A 1983-01-25 1983-01-25 Einrichtung zum Regeln der Innenraumtemperatur eines Kraftfahrzeuges Expired DE3302322C2 (de)

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