ES2244129T3 - Disposicion para la regulacion de la temperatura del compartimento interior en el compartimento de pasajeros de un automovil. - Google Patents
Disposicion para la regulacion de la temperatura del compartimento interior en el compartimento de pasajeros de un automovil.Info
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- B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
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Abstract
Dispositivo para regular la temperatura interior de un espacio de pasajeros de un vehículo a motor en el que el detector de radiación detecta la temperatura interior actual suministrada a un circuito de regulación y establece la temperatura. El dispositivo de regulación tiene un detector de radiación (19) que está dispuesto sobre un PCB (16), que lleva el circuito de regulación (1), de manera que una superficie sensible (31) del detector de radiación (19) detecta la radiación de calor, que ocurre en una superficie externa (44) enfrente del espacio interior del vehículo (15, fig.1) de un alojamiento (45) que rodea el PCB. El detector de radiación es un detector de infrarrojos dispuesto en un alojamiento de detector (46). El alojamiento de detector está cerrado mediante un filtro de radiación infrarroja (22), que descansa enfrente de la superficie sensible (31) del detector de radiación.
Description
Disposición para la regulación de la temperatura
del compartimiento interior en el compartimiento de pasajeros de un
automóvil.
La invención se refiere a una disposición para la
regulación de la temperatura del compartimiento interior en el
compartimiento de pasajeros de un automóvil, en la que la
temperatura real del compartimiento interior, detectada por un
sensor de radiación, es alimentada a un circuito de regulación, que
ajusta la temperatura del compartimiento interior en función de la
temperatura medida y de una temperatura prevista del compartimiento
interior.
En los aparatos de mando para el control de las
instalaciones de climatización en automóviles se utilizan elementos
NTC o elementos PTC para la medición de la temperatura del
compartimiento interior del automóvil. En este caso, por medio de un
ventilador pequeño, que funciona de forma silenciosa, se aspira aire
interior desde el compartimiento de pasajeros y con el aire aspirado
se ventila el sensor de temperatura del compartimiento interior.
Este motor de ventilador funciona tan pronto como se activa, por
ejemplo, una señal de apertura del bloqueo centralizado, la luz
interior o la calefacción de estado y esta señal es reconocida por
el aparato de control de la climatización. En decir, que el
ventilador en el motor funciona ya antes de la conexión del
encendido o bien continúa funcionando, respectivamente, todavía
durante un periodo de tiempo después de la desconexión del encendido
para refrigerar el sensor de temperatura del compartimiento
interior. La carga de ruido que se produce en este caso a través del
motor del ventilador es considerada molesta por el usuario del
vehículo.
Se conoce a partir del documento
US-PS 53 33 784 un sensor de radiación para el
empleo en instalaciones de climatización de un automóvil. En esta
instalación, la señal eléctrica emitida por el sensor de radiación,
que corresponde a la temperatura del objeto de medición, es
alimentada a un microprocesador, que ajusta la temperatura deseada
de una instalación. Esto se lleva a cabo a través de la activación
de una calefacción o de un ventilador.
La invención tiene el cometido de indicar una
disposición para la regulación de la temperatura del compartimiento
interior en el compartimiento de pasajeros de un automóvil, en la
que se elimina la carga de ruido a través del motor del ventilador
y, a pesar de todo, se garantiza una regulación fiable de la
temperatura del compartimiento interior.
Según la invención, el cometido se soluciona
porque el sensor de radiación está dispuesto sobre una placa de
circuito impreso que lleva el circuito de regulación, de manera que
una superficie sensora del sensor de radiación detecta la radiación
térmica, que incide sobre una superficie exterior, dirigida hacia el
compartimiento interior del vehículo de una carcasa que rodea la
placa de circuito impreso.
La ventaja de la invención consiste en que en
virtud de la disposición del sensor de radiación en la proximidad de
la superficie exterior de la pieza de mando, se puede prescindir
totalmente del motor de ventilador. Además del motor de ventilador,
se suprimen también la rejilla del ventilador y el racor de
ventilación. La distribución del aire que predomina en el interior
del coche no tiene que ser conducida ahora a la superficie sensible
del sensor de temperatura.
De una manera más ventajosa, el sensor de
radiación es un detector de infrarrojos, que está dispuesto en una
carcasa de sensor, estando cerrada la carcasa de sensor por medio de
un filtro de radiación de infrarrojos, que está colocado opuesto a
la superficie sensible del sensor de radiación. El filtro de
infrarrojos, que sirve para limitar la radiación incidente sobre
aquella zona del espectro infrarrojo, en el que el sensor tiene un
máximo de sensibilidad, concentra de esta manera la radiación
incidente.
En la carcasa del sensor está dispuesto, como
superficie sensible, un elemento termopar, al que está asociado un
elemento de referencia de la temperatura, estando guiadas las
señales eléctricas generadas por el elemento termopar y por el
elemento de referencia de la temperatura, a través de una
electrónica de amplificación dispuesta sobre la placa de circuito,
al circuito de regulación. En el caso de utilización de un
microprocesador como circuito de evaluación, se evalúan tanto la
señal del sensor como también la señal del elemento de referencia
por este microprocesador, llevando a cabo el microordenador una
compensación digital de la señal de temperatura. Pero en esta
disposición, tanto el sensor como también el circuito de evaluación
están dispuestos separados uno de otro, por ejemplo sobre la misma
placa de circuito impreso.
La radiación térmica, que incide sobre la
superficie exterior de la carcasa que rodea la placa de circuito
impreso, es detectada a través de un filtro de radiación integrado
en la superficie exterior y es transmitida sobre la superficie
sensible del sensor de radiación.
De acuerdo con el material del filtro, existe la
posibilidad de que la carcasa del sensor se proyecte sobre el borde
de la placa de circuito impreso en la dirección de la superficie
exterior de la carcasa que rodea la placa de circuito impreso, y que
el filtro de radiación de infrarrojos del sensor de radiación para
la recepción de la radiación, que incide desde el compartimiento
interior del vehículo, esté integrado en la superficie exterior de
la carcasa.
Puesto que la superficie exterior de los aparatos
de mando actuales en las instalaciones de climatización de vehículos
está constituida por plástico, también es posible que el filtro de
radiación que está constituido igualmente de plástico esté
configurado en una sola pieza con la superficie exterior de la
carcasa que rodea la placa de circuito impreso.
En un desarrollo, la carcasa de sensor está
dispuesta sobre la placa de circuito impreso de tal forma que el
filtro de radiación de infrarrojos del sensor de radiación se
extiende aproximadamente paralelo a la superficie de la placa de
circuito impreso, estando integrado en la superficie exterior de la
carcasa que rodea la placa de circuito impreso un segundo filtro de
radiación de infrarrojos, que conduce la radiación térmica, que
incide sobre la superficie exterior, a través de una instalación de
desviación de la radiación térmica dispuesta en la carcasa que rodea
la placa de circuito impreso, sobre el filtro de infrarrojos del
sensor de radiación. Esta disposición es ventajosa siempre que el
sensor no se pueda montar directamente en el lugar de medición. En
virtud de la óptica de espejo utilizada como instalación de
desviación de la radiación, se desvía la radiación térmica, que
llega a través del segundo filtro de infrarrojos, directamente sobre
la abertura del sensor de infrarrojos. También en esta disposición
se puede prescindir de la utilización del motor de ventilador,
puesto que la radiación es transportada con medios ópticos hacia el
sensor.
Para necesitar la menor cantidad de lugar de
emplazamiento y de espacio de construcción posible para la óptica de
espejo, la instalación de desviación de la radiación se fija en la
carcasa que rodea la placa de circuito impreso. Según las
previsiones de espacio del aparato, la óptica de espejo está
dispuesta en la superficie exterior del aparato de mando o en la
cubierta del aparato de mando que está dirigida hacia el espacio
interior.
Es especialmente ventajoso que la instalación de
regulación lleve a cabo al mismo tiempo todo el control de la
calefacción, de la ventilación y de la climatización del
automóvil.
Para explorar diferentes zonas del compartimiento
interior de los pasajeros a diferentes temperaturas, varios de los
sensores de radiación descritos están dispuestos sobre la placa de
circuito impreso.
La invención permite numerosas posibilidades de
realización. Una de ellas se explica en detalle con la ayuda de la
figura representada en el dibujo.
En este caso:
La figura 1 muestra un aparato de climatización
de un automóvil.
La figura 2 muestra un primer ejemplo de
realización de la disposición según la invención.
La figura 3 muestra una segunda forma de
realización de la disposición según la invención.
La figura 4 muestra un diagrama de bloques de la
regulación de la temperatura interior.
Las mismas características están identificadas
con los mismos signos de referencia.
En la figura 1 se representa el aparato de
climatización 1 de un automóvil 12 en su disposición concreta en el
automóvil.
A través de la trampilla de aire fresco 2, cuya
posición es controlada por un servo motor 13 en función de señales
eléctricas, que son emitidas por el aparato de control de la
climatización 7, se aspira aire fresco desde el medio ambiente del
vehículo hacia el automóvil 12.
La circulación de aire desde el compartimiento de
los pasajeros del automóvil es aspirada a través de la trampilla de
circulación de aire 3 desde el aparato de climatización 1. También
la posición de la trampilla de circulación de aire 3 es controlada
en función de señales eléctricas del aparato de control de la
climatización 7 a través de un servo motor 14. A través del
ventilador 4, cuya velocidad es ajustada por el aparato de control
de la climatización 7, se transportan aire en circulación y aire
fresco hasta el aparato de climatización 1, con lo que se obtiene
una mezcla de aire detrás del ventilador 4. Este aire mezclado 5 es
alimentado al evaporador 6.
En el modo de refrigeración, se cede la mezcla de
aire 5 a través de la salida de la circulación de aire 10 al
compartimiento de pasajeros 15. Estas salidas de la circulación de
aire 10 están dispuestas en canales, que apuntan en la dirección del
cristal del parabrisas, en la dirección del conductor y del
acompañante, respectivamente, y en la dirección de la zona de los
pies del conductor y del acompañante, respectivamente. Por medio de
las trampillas de distribución del aire 11, dispuestas en los
canales individuales, se puede regular la entrada de aire desde el
conductor y desde el acompañante, respectivamente.
En el evaporador 6 se conecta un intercambiador
de calor 8. La cantidad de aire emitida por el evaporador 6 se
conduce con la ayuda de una trampilla de la temperatura 9 al
intercambiador de calor 8 y se calienta de esta manera. En el modo
de calefacción, la mezcla de aire atemperada de una manera
correspondiente circula al compartimiento de los pasajeros 15.
El aparato de control de la climatización 7 está
dispuesto habitualmente en o junto a la proximidad del panel de
instrumentos del vehículo 12, de manera que puede ser controlado sin
problemas por el conductor y por el acompañante durante la
marcha.
La estructura esquemática del aparato de control
de la climatización se representa en la figura 2. En una carcasa 45
se fija en los soportes de fijación 17 y 18 una placa de circuitos
impresos 16, en la que están dispuestos un sensor de infrarrojos 19,
una disposición de amplificación 20 y un microprocesador 21. El
sensor de infrarrojos 19 está conectado eléctricamente con el
circuito de amplificación 20, que conduce de nuevo al
microprocesador 21.
En la placa frontal 44 de la carcasa 45 está
insertado un primer filtro de infrarrojos 22 en una abertura no
representada en detalle, que forma la conexión de una carcasa de
sensor, en la que está dispuesto el sensor de infrarrojos 19.
Además, en la placa frontal 44 están dispuestos elementos de mando
23, con los que el conductor y el acompañante, respectivamente,
pueden introducir su deseo de temperatura. En el caso de activación
de un elemento de mando 23 se emite una señal eléctrica a través de
una línea eléctrica 24 al microprocesador 21. La temperatura del
compartimiento interior deseada por el ocupante del vehículo es
evaluada por el microprocesador 21 como previsión del valor
teórico.
En el presente caso de la regulación de la
temperatura del compartimiento interior, se detecta a través del
filtro de infrarrojos 22 la radiación térmica que incide sobre la
placa frontal 44 del aparato de climatización y el componente
filtrado de la radiación térmica es evaluado por el sensor de
infrarrojos 19. La señal del sensor, que corresponde a la
temperatura actual del compartimiento interior actual, es
amplificada a través del amplificador 20 y es alimentada como señal
al microprocesador 21.
El microprocesador compara el valor teórico con
la temperatura introducida realmente y, en función de la diferencia
entre los dos valores, se activan las instalaciones representadas en
la figura 1, el ventilador 4, el intercambiador de calor 8 y/o la
trampilla de circulación del aire y la trampilla de aire fresco 2 y
3, para ajustar de esta manera una temperatura que es deseada por
los ocupantes del vehículo.
En la figura 3 se representa otra forma de
realización de la solución según la invención. Se diferencia de la
disposición de la figura 2 porque el elemento sensor 19 está
dispuesto con su filtro de infrarrojos 22 sobre la placa de circuito
impreso 16 de tal forma que el filtro de infrarrojos 22 se extiende
paralelamente a la superficie de la placa de circuito impreso 16. En
la placa frontal 44 está insertado un segundo filtro de infrarrojos
25, que enfoca de una manera efectiva la radiación térmica
incidente. En la cubierta 26 del aparato de control de la
climatización está dispuesta una óptica de espejo 27 sobre un
soporte de fijación 28. Esta óptica de espejo 27 desvía la radiación
que pasa a través del filtro de infrarrojos 25 y la dirige sobre el
filtro de infrarrojos 22 del sensor de radiación 19. Esta
disposición es favorable especialmente cuando el sensor 19 no se
puede insertar directamente en la placa frontal 44 en virtud de las
particularidades del espacio del aparato de control de la
climatización.
Los filtros de infrarrojos 22, 25 están
constituidos por materiales con un alto grado de transmisión en la
zona del espectro infrarrojo, como por ejemplo silicio o un
compuesto de plástico. En este caso, las longitudes de onda
habituales, que pasan a través del filtro de infrarrojos, se
encuentran en el intervalo de 4 a 10 micrómetros.
En particular, en el caso de utilización de
plásticos, se ofrece configurar la placa frontal 44 y el filtro de
infrarrojos 22 (figura 2) o bien el filtro de infrarrojos 25 (figura
3) en una sola pieza. Por lo tanto, es directamente la superficie
del aparato de control de la climatización 7.
A partir de la figura 4 se representa el circuito
eléctrico de la presente invención. La radiación térmica emitida por
el compartimiento de pasajeros 15 es conducida a través del filtro
de infrarrojos 25 y de la óptica de espejo 27 sobre el sensor de
infrarrojos 19, que está cerrado por el filtro de infrarrojos 22 en
la dirección de la radiación. El sensor de infrarrojos 19 está
constituido por un elemento de termopar 31, que forma la superficie
sensible del sensor de infrarrojos, que determina la temperatura.
Además del elemento de termopar 31 está dispuesto un elemento de
referencia 30, que determina, en virtud de su proximidad en el
espacio la temperatura de referencia del brazo térmico frío 29 del
elemento de termopar 31 y, por lo tanto, el sumidero de calor. En
este caso, el circuito de amplificación 30 siguiente presenta dos
derivaciones de amplificación.
Las salidas del sensor del elemento de termopar
31 están conectadas en este caso, por una parte, a masa y, por otra
parte, al amplificador de operaciones 32, mientras que una salida
del sensor del elemento de referencia 30 está conectada con el brazo
frío 29 del elemento de termopar 31, que conduce a masa. La segunda
conexión del elemento de referencia 30 está conectada con un segundo
amplificador de operaciones 33. El amplificador de operaciones 32
está conectado a través de un circuito de la red, que está
constituido por las resistencias 38 y 40 y los condensadores 39 y 41
con el microprocesador 21. La salida del amplificador de operaciones
33, que está reacoplada a través de una red, que está constituida
por los condensadores 37 y 35 y por las resistencias 34 y 35,
conduce igualmente a la entrada del convertidor A/D del
microprocesador 21. Por medio del microprocesador 21 se lleva a cabo
una compensación digital de la señal de la temperatura. Como ya se
ha descrito, el microprocesador 21 controla, en función de una
comparación de la temperatura interior medida con la temperatura
deseada del compartimiento interior, un elemento de ajuste, por
ejemplo una válvula de calefacción o la trampilla de la mezcla de
aire.
Como se deduce a partir de la figura 1, la
detección de la temperatura en el compartimiento de pasajeros 15 se
puede realizar de la misma manera en un modo de zonas múltiples. A
tal fin, el filtro de infrarrojos 25 presenta varias zonas 42, 43,
que estén en un ángulo entre sí y que mide, por una parte, la
temperatura en la zona del conductor y, por otra parte, en la zona
del acompañante. De esta manera se puede determinar y se puede
ajustar el bienestar térmico subjetivo de los ocupantes en el
compartimiento de pasajeros 15 de una manera separada para cada
persona. La reacción que resulta de ello del aparato de control de
la calefacción y de la climatización 7 puede conducir también tanto
a una modificación en toda la zona de los ocupantes, como también a
una modificación en las zonas respectivas de los ocupantes
individuales.
El sensor así como el circuito de evaluación y de
compensación necesario se encuentra directamente sobre la placa de
circuito impreso del aparato de climatización y, por lo tanto, es
componente integral de todo el control de la calefacción, de la
ventilación y de la climatización.
- 1
- Aparato de climatización
- 2
- Trampilla de aire fresco
- 3
- Trampilla de circulación de aire
- 4
- Ventilador
- 5
- Mezcla de aire
- 6
- Evaporador
- 7
- Aparato de control de la climatización
- 8
- Intercambiador de calor
- 9
- Trampilla de la temperatura
- 10
- Salida de la corriente de aire
- 11
- Trampilla de distribución del aire
- 12
- Automóvil
- 13
- Servo motor
- 14
- Servo motor
- 15
- Compartimiento de pasajeros
- 16
- Placa de circuito impreso
- 17
- Soporte de fijación
- 18
- Soporte de fijación
- 19
- Sensor de infrarrojos
- 20
- Disposición de amplificación
- 21
- Microprocesador
- 22
- Filtro de infrarrojos
- 23
- Elemento de mando
- 24
- Línea eléctrica
- 25
- Filtro de infrarrojos
- 26
- Cubierta de la carcasa
- 27
- Óptica de espejo
- 28
- Soporte de fijación
- 29
- Brazo térmico frío del elemento de termopar
- 30
- Elemento de referencia
- 31
- Elemento de termopar
- 32
- Amplificador de operaciones
- 33
- Amplificador de operaciones
- 34
- Resistencia
- 35
- Condensador
- 36
- Resistencia
- 37
- Condensador
- 38
- Resistencia
- 39
- Condensador
- 40
- Resistencia
- 41
- Condensador
- 42
- Zona del filtro de infrarrojos 25
- 43
- Zona del filtro de infrarrojos 25
- 44
- Placa frontal
- 45
- Carcasa
Claims (10)
1. Disposición para la regulación de la
temperatura del compartimiento interior en el compartimiento de
pasajeros de un automóvil, en la que la temperatura real del
compartimiento interior, detectada por un sensor de radiación, es
alimentada a un circuito de regulación, que ajusta la temperatura
del compartimiento interior en función de la temperatura medida y de
una temperatura prevista del compartimiento interior,
caracterizada porque el sensor de radiación (19) está
dispuesto sobre una placa de circuito impreso (16) que lleva el
circuito de regulación (21), de manera que una superficie sensora
(31) del sensor de radiación (19) detecta la radiación térmica, que
incide sobre una superficie exterior (4), dirigida hacia el
compartimiento interior del vehículo (15) de una carcasa (45) que
rodea la placa de circuito impreso (16).
2. Disposición según la reivindicación 1,
caracterizada porque el sensor de radiación (19) es un
detector de infrarrojos, que está dispuesto en una carcasa de sensor
(46), estando cerrada la carcasa de sensor por medio de un filtro de
radiación de infrarrojos (22), que está colocado opuesto a la
superficie sensible (31) del sensor de radiación (19).
3. Disposición según la reivindicación 2,
caracterizado porque en la carcasa del sensor (46) está
dispuesto, como superficie sensible, un elemento termopar (31), al
que está asociado un elemento de referencia de la temperatura (30),
estando guiadas las señales eléctricas generadas por el elemento
termopar (31) y por el elemento de referencia de la temperatura
(39), a través de una electrónica de amplificación (20) dispuesta
sobre la placa de circuito (16), al circuito de regulación (21).
4. Disposición según las reivindicaciones 1, 2 y
3, caracterizada porque la radiación térmica, que incide
sobre la superficie exterior (44) de la carcasa (46) que rodea la
placa de circuito impreso (16), es detectada a través de un filtro
de radiación (22, 25) integrado en la superficie exterior (44) u es
transmitida sobre la superficie sensible (31) del sensor de
radiación (19).
5. Disposición según las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada porque la carcasa del sensor (46) se proyecta
sobre el borde de la placa de circuito impreso (16) en la dirección
de la superficie exterior (44) de la carcasa (45) que rodea la placa
de circuito impreso (16), y el filtro de radiación de infrarrojos
(22) del sensor de radiación (19) para la recepción de la radiación
que incide desde el compartimiento interior del vehículo (15) está
integrado en la superficie exterior (44) de la carcasa (45) que
rodea la placa de circuito impreso (45).
6. Disposición según la reivindicación 5,
caracterizada porque el filtro de radiación de infrarrojos
(22) del sensor de radiación (19) está configurado en una sola pieza
con la superficie exterior (44) de la carcasa (45) que rodea la
placa de circuito impreso (16).
7. Disposición según las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada porque la carcasa de sensor (46) está dispuesta
sobre la placa de circuito impreso (16) de tal forma que el filtro
de radiación de infrarrojos (22) del sensor de radiación (19) se
extiende aproximadamente paralelo a la superficie de la placa de
circuito impreso (16), estando integrado en la superficie exterior
(44) de la carcasa (45) que rodea la placa de circuito impreso (16)
un segundo filtro de radiación de infrarrojos (25), que conduce la
radiación térmica, que incide sobre la superficie exterior (44), a
través de una instalación de desviación de la radiación térmica (27)
dispuesta en la carcasa (45) que rodea la placa de circuito impreso
(16), sobre el filtro de infrarrojos (22) del sensor de radiación
(19).
8. Disposición según la reivindicación 7,
caracterizada porque la instalación de desviación de la
radiación térmica (27) está fijada en la carcasa (45) que rodea la
placa de circuito impreso (16).
9. Disposición según las reivindicaciones 2 a 8,
caracterizada porque varios sensores de radiación para la
detección de diferentes zonas del compartimiento de pasajeros (15)
están dispuestas sobre la placa de circuito impreso (16) que lleva
el circuito de regulación (21).
10. Disposición según la reivindicación 1,
caracterizada porque el circuito de regulación (21) regula
todo el control de la calefacción, de la ventilación y de la
climatización del automóvil.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19842895 | 1998-09-18 | ||
| DE19842895A DE19842895C2 (de) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | Anordnung zum Regeln der Innenraumtemperatur im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2244129T3 true ES2244129T3 (es) | 2005-12-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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