SE452810B - Anordning for reglering av uppvermningen i ett motorfordon - Google Patents

Description

452 810 2 regleranordningen, t ex solstrålning, regn, plötslig start eller dylikt allt efter önskan kan balanseras ut.

På ritningen visas ett kopplingsschema för ett utföringsexempel av den enligt uppfinningen utförda anordningen, varur ytterligare detaljer och fördelar framgår.

Innertemperaturgivaren FI för kupén är genom ett motstånd R1 an- sluten till den inverterade ingången på en operationsförstärkare OP1.

Vidare är temperaturgivaren för tilluften FHL genom ett motstånd R2 likaså ansluten till operationsförstärkarens OP1 inverterade ingång. Även den som potentiometer P1 utformade börvärdesgivaren är genom mot- stånd R3 och R4 ansluten till operationsförstärkarens OP1 inverterade ingång. Knutpunkten mellan motstånden RB och R4 är genom en kondensator' C1 förbunden med den negativa polen hos fordonets nätspänning, vilket fördröjer verkan av en ändring av börvärdesinställningen, så att en plötslig reglerstöt undvikes.

De båda givarna EK och FH är i ena änden anslutna till nätets negativa pol och i andra änden genom motstånd R5 resp R6 till den posi- tiva polen. Två ytterligare motstånd R7 och R8, som ligger mellan nätets båda poler, bildar en spänningsdelare, vars mittuttag VP genom ett mot- stånd R9 är förbunden med operationsförstärkarens OP1 icke-inverterade ingång. Denna ingång läggs därigenom alltså pâ en bestämd spänningsnivå.

Vidare är operationsförstärkarens OP1 icke-inverterade ingång och temperaturgivaren för tilluften FHL förbundna med hjälp av ett mot- stånd R10. Den icke-inverterade ingången är också genom en kondensator 02 förbunden med nätspänningens negativa pol. Genom motståndet R10 kan alltså operationsförstärkarens OP1 icke-inverterade ingång påverkas av temperaturgivaren FHL, medan den inverterade ingången påverkas genom motståndet R2.

Mellan nätets negativa och positiva pol ligger vidare en serie- koppling av ett motstånd R11 och en kondensator C3, vilkas knutpunkt är ansluten till en transistor T1, som kan överbrygga motståndet R9.

Vidare är en kondensator C4 kopplad mellan operationsförstärkarens OP1 inverterade ingång och dess utgång för att reducera störspänningar.

' Den ovan beskrivna kopplingen fungerar på följande sätt: Normalt är kondensatorn C2 uppladdad till ett bestämt värde, som främst bestäms av resistansnätet R6,R7,R8,R9 och R10. Detta innebär att operationsförstärkarens OP1 icke-inverterade ingång kvarhålles på ett bestämt värde av denna laddning. Operationsförstärkarens OP1 inverterade ingång påverkas däremot av signalerna från innertemperaturgivaren FI och börvärdesgivaren P1, vilka är motriktade, och därigenom påverkas även 452 810 _ operationsförstärkarens OP1 utsignal, som t ex genom en förstärkare och/eller omvandlare styr ställdonet. Enligt denna modell påverkas regu- latorn endast av innertemperaturgivaren och börvärdesgivaren.

Genom att välja motstånden R2 och R10 på lämpligt sätt i förhål- lande till motståndet R9 kan signalerna från tilluftsgivaren FEL på den inverterade resp den icke-inverterade ingången balanseras ut inbördes, så att den ovannämnda modellen förverkligas, dvs så att regleringen av innertemperaturen faktiskt endast styrs av innertemperaturgivaren och börvärdesgivaren. - ' Detta gäller emellertid endast för mycket långsamma förlopp, dvs endast för förlopp av storleken minuter eller timmar, vid vilka konden-' satorns C2 laddning kan följa ändringarna från temperaturgivaren FHL, så att signalerna genom R2 och B10 balanserar ut varandra. Vid mycket snabba förlopp, t ex vid den bekanta värmevàgen vid start efter ett kort uppehåll, exempelvis vid ett trafikljus, kan kondensatorns C2 ladd- ning däremot inte följa dessa snabba förlopp, som kan röra sig om sekunder eller bråkdelar av en sekund, så att operationsförstärkarens OP1 icke-inverterade ingång låses och påverkan från temperaturgivaren FHL genom motståndet R1O blockeras.

I motsats till detta får den annars utbalanserade påverkan från temperaturgivaren FHL genom motståndet R2 på operationsförstärkarens OP1 inverterade ingång fullt genomslag och reglerar på önskat sätt genast motriktat denna värmevåg. Om så inte vore fallet skulle värme- vågen ge sig till känna i kupén och därmed vid innertemperaturgivaren FI först när den också börjar upplevas som obehag av de åkande.

Den enligt uppfinningen uppbyggda anordningen reglerar alltså på önskat sätt, dvs vid långsamma förlopp reglerar den som om temperatur- givaren FHL vore bortkopplad och innertemperaturgivaren FI ensamt bestämmande, medan den vid snabba förlopp, som genomgående skulle upp- levas som obehag, hela tiden så att säga förutseende låter temperatur- givaren FHI för tilluften göra sig gällande i önskad grad. Denna önskade grad kan nu mycket tydligt förändras till givarens FEL fördel, emedan denna vid en förut känd anläggning i motsats till detta måste hindras att verka.

Vid förlopp, som varken är snabba eller långsamma, dvs förlopp med en varaktighet på flera sekunder, kommer kondensatorns C2 laddning att endast i begränsad utsträckning följa signalerna från temperatur- givaren FHL och som följd därav att endast i denna begränsade utsträck- ning motverka temperaturgivarens FHL verkan på den inverterade ingången genom motståndet R2 vid den icke-inverterade ingången. Även detta på- 452 810 4 verkar regleringen i önskad riktning med sikte på de åkandes bekvämlig- het.

Totalt sett fungerar anordningen enligt uppfinningen som en real proportionaldifferentialregulator. långsamma förlopp, t ex vid ändringar i yttertemperaturen eller liknande, kommer endast in genom innertemperaturegivaren FI, medan snabba förlopp, som främst härrör från värmeväxlaren, snabbt regleras ut, och detta med mycket små plöts- liga värmeförändringar. Någon förskjutning av inställningsskalan, som vid rena proportionalregulatorer med två ärvärdesgivare, inträffar inte.

Inte heller vid längre körsträckor behöver börvärdet justeras.

Det avgörande är, att förhållandet mellan påverkan från inner-_ temperaturgivaren FI och från temperaturgivaren FHL främst med hjälp av motstånden R1 och R2 kan väljas praktiskt taget fritt, eftersom man med den andra anslutningen genom motståndet R10 åter kan balansera ut den störande påverkan från temperaturgivaren FHL. Omvänt kan man genom att välja lämpliga värden på R9 och R1O även uppnå just att påverkan från temperaturgivaren FHI efter önskan får ökad vikt i de båda temperatur- givarnas totala verkan, vilket t ex kan utnyttjas för att öka inner- temperaturen vid sjunkande yttertemperatur, utan att börvärdesgivaren P1 behöver ställas om. Detta uppfattas ofta som fysiologiskt behagligare av de åkande. Normalt fordrar detta en yttertemperaturgivare, medan det vid föreliggande uppfinning kan uppnås genom att man enbart väljer ett annat värde på motståndet R10. Överhuvud taget ligger den väsentliga fördelen hos anordningen enligt uppfinningen i att den lätt kan anpassas till varierande önskemål och olika förutsättningar. Bilvärmeanläggningar med en värmeväxlare, som utnyttjar spillvärmen från motorn för att värma fordonskupén, uppdelas principiellt i på vattensidan reglerade och i på luftsidan reglerade anläggningar, dvs i anläggningar, där i det första fallet det värmda kylvattnet regleras av ett ställdon, t ex genom kontinuerlig rörelse eller genom pulsvis taktning, i form av en tvåpunktsregulator, medan luftströmmen följer andra lagar, t ex fartvindstrycket under körning eller det irzkopplade steget hos fläkten, medan i det andra fallet det genom värmeväxlaren flytande kylvattnet lämnas opåverkat och istället ett varierande blandningsförhållande ställs in mellan tillförd kalluft och av värmeväxlaren uppvärmd luft. I de båda fallen anger temperatur- givaren FHL för tilluften olika mätvärden, som inte bara beror på an- bringningspunkten,_utan också framför allt på de skilda reaktionshastig- heterna och pulsationerna hos vatten- resp luftreglerade anläggningar.

Uppfinningen gör det möjligt att här enkelt anpassa temperaturgivarens \Tl 452 810 u..

FHI påverkan på regleringen, emedan man i praktiken endast behöver ändra på de tre komponenterna motstånden R9 och B10 samt kondensatorn C2. I denna enkla anpassning till olika förhållanden ligger en mycket viktig fördel med föreliggande uppfinning.

En ytterligare förbättring av anordningens komfortegenskaper åstadkommas med hjälp av möjligheten att överbrygga motståndet R9.

Parallellt med detta ligger transistorn T1, i exemplet en PHP-transistor, vars bas är ansluten till knutpunkten mellan moståndet R11 och konden- satorn C3. De ovan beskrivna reglerförloppen avlöper i normalfallet utan störningar, varvid underförstås att varken kondensatorn 02 är _ uppladdad eller att den startsituation föreligger, vid vilken den ännu icke varma motorn inte tillför värmeväxlaren någon värme och kondensaf torn C2 följaktligen får tid på sig att laddas upp innan den ingriper i reglerförloppen på avsett vis.

Nu kan emellertid den situationen inträffa, att värmeväxlaren efter ett kort uppehåll, under vilket fordonets motor varit frånslagen, fortfarande innehåller tillräckligt med värme, men att kondensatorn C2 under tiden laddats ur, t ex på grund av att då motorn slås ifrån även anordningen för Värmereglering slås ifrån, emedan även den är ansluten genom tändningsbrytaren. Den enklaste motåtgärden skulle vara att låta åtminstone den elektroniska delen av anordningen för värmereglering ständigt ligga på spänning, så att den alltid är regleringsberedd.

Denna åtgärd faller emellertid av kända skäl, som t ex att batteriet skulle kunna laddas ur vid längre parkeringstider.

Om man nu bortser från den just beskrivna åtgärden och kopplar ur den på ritningen visade kopplingen vid varje uppehåll då motorn stannas, skulle urladdningen av kondensatorn 02 kunna medföra obehag, eftersom regleranordningen pà grund av den ännu varma värmeväxlaren under några ögonblick tillför kupén mer värme än vad som är behövligt, så att temperaturen ökar besvärande. I detta fall aktiveras utstyrning- en av transistorn T1 via motståndet R11 och kondensatorn 03 och mot- verkar detta förlopp, så att de nämnda störande förhållandena uteblir.

Genom att kondensatorn 03 laddas upp under körningen, avvecklas denna endast under en kort tid erforderliga motriktade reglering, och påvercar inte den normala regleringen.

Givetvis kan den ovan beskrivna kopplingen modifieras på olika sätt utan att man frångàr uppfinningens idé. Sålunda kan t ex konden- satorn G2, som är förbunden med nätets negativa pol, ersättas med en annan kondensator, som är förbunden med nätets positiva pel, och där- igenom på samma sätt låser spänningsnivån på operationsförstärkarens

Claims (4)

452 810 6 u. OP1 icke-inverterade ingång. Även härvid kan komponenterna T1, R11 och C1 utelämnas. P a t.e n t k r a v :

1. Anordning för reglering av uppvärmningen i ett motorfordon, med ett ställdon för att styra den av en värmeväxlare avgivna värmen, och med en elektrisk regleranordning för styrning av ställdonet, inne- fattande en innertemperaturgivare (FI), en temperaturgivare (FEL) för den tillförda tilluften, en börvärdesgivare (P1) och en komparatorenhet, som består av en operationsförstärkare (OP1), till vars inverterade ingång de båda temperaturgivarna (FI, FHL) och börvärdesgivaren (P1) är: anslutna, k ä n n e t e c k n a d av att temperaturgivaren (FHL) för den tillförda tilluften dessutom är ansluten till operationsförstärkar- ens (OP1) icke-inverterade ingång.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att temperaturgivaren (FHL) för den tillförda tilluften genom ett mot- stånd (R10) är ansluten till operationsförstärkarens (OP1) icke- inverterade ingång (+), som genom ett ytterligare motstånd (R9) är ansluten till knutpunkten (VP) i en spänningsdelare bestående av två över fordonets nätspänning lagda motstånd (R7,R8), och som vidare är ansluten till nätspänningens ena pol genom en kondensator (C2).

3. .3. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att innertemperaturgivaren (FI) och temperaturgivaren (FHL) för den till- förda tilluften är anslutna till operationsförstärkarens (OP1) inver- terade ingång genom var sitt motstånd (R1 resp R2).

4. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att kondensatorn (C2) är förbunden med nätspänningens negativa pol, och att motståndet (H9) är parallellkopplat med en transistor (T1), vars bas är ansluten till Knutpunkten mellan ett till nütspänningens positiva pol anslutet motstånd (R11) och en till nätspänningons negativa pol an- sluten kondensator (C3). '