DE3142643A1

DE3142643A1 - Klimaanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3142643A1
Application number: DE19813142643
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7031 Öschelbronn Biber; Albert Dipl.-Ing. 7400 Tübingen Stolz; Werner 7032 Sindelfingen Stähle
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1983-05-11
Also published as: DE3142643C2; US4482092A

Description

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Klimaanlage für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge,, mit der eine einstellbare Temperatur im Innenraum eines Kraftfahrzeugs unabhängig von sich ändernden Bedingungen konstant gehalten wird, mit einem Wärmetauscher, der an den Heißwasserkreislauf des Motors angeschlossen ist, sowie mit einem Stellglied, von dessen Stellung die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Wärmemenge abhängig ist, wobei die Stellung des Stellgliedes über ein von einer elektronischen Schaltung in .abhängigkeit des. von einem die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Wärmemenge er= fassenden Fühler, von einem Innentemperaturfühler (Innenfühler), einem Sollwertgeber und einem Außentemperaturfühler (Äußenfühler) erzeugten Ausgangssignal geregelt wird, sowie mit einem Gebläse und einem in Abhängigkeit eines Signals der elektronischen Schaltung gesteuerten Umschalter von Frischluftbetrieb auf Um= luftbetriebc . -

Es ist bekannt, die Temperatur im Innenraum eines Kraftfahr= zeuges mit Hilfe einer elektronischen Schaltung zu steuern, die unter anderem die Aufgabe hat, ein Stellglied zu- beaufschlagen, welches die Zufuhr von mehr oder weniger erwärmter Luft zum Fahrzeüginnenraum regelt. Dieser Regelvorgang findet in Abhängigkeit von Werten statt, die der elektronischen Schaltung von einem die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Wärmemenge erfassenden Fühler, einem Temperaturfühler, der die Innentempe<~ ratur im Fahrzeug erfaßt (Innenfühler), sowie einem an einem Sollwertgeber im Innern des Kraftfahrzeugs einstellbaren Tempe= raturwert statt, wobei bei einer bekannten Bauart als Führungsgröße bei diesem Regelvorgang die Differenz zwischen dem die zugeführte Wärmemenge erfassenden Fühler und dem Innenfühler= wert verwendet wird. Die Regelabweichung wird dann aus der

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Differenz dieser Differenz mit dem Sollwert gebildet.

Als Nachteil hat sich dabei erwiesen, daß schon kleine Änderungen bei der Einstellung des Sollwertpotentiometers zu einem plötzlichen Ansprechen der Heizung bzw. Kühlung führen, so daß dadurch bedingt auch plötzlich auftretende Druck- und Temperaturänderungen im Innenraum des Fahrzeugs den Fahrkomfort beeinträchtigen. Außerdem spricht die bekannte Klimaanlage auch auf kurzzeitige Temperaturänderungen im Fahrzeuginnenraum an (z.B. kurzzeitiges Fensteröffnen), was nicht notwendig und auch nicht"erwünscht ist. Es ist auch schon bekannt, zur Beeinflussung des Proportionalitätsbereichs dieses Regelkreislaufes die Außentemperatur an der Umgebungsluft des Fahrzeuges mit Hilfe eines Außenfühlers zu erfassen, wodurch aber auch das schnelle," ungewünschte Ansprechen bei kleinen Temperaturänderungen im Fahrzeuginnenraum nicht vollständig, besefcigt werden kann.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Klimaanlage liegt in der Art der Umschaltung von Frischluft- auf Umluftbetrieb. Eine derartige Umschaltung wird immer dann vorgenommen, wenn der Verdampfer der Kälteanlage an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit gekommen ist. Insbesondere bei sehr hohen Außentemperaturen und gleichzeitig bei sehr hohen relativen Luftfeuchten ist dies der Fall, wobei dann die Kälteanlage diezur Kühlung benötigte Luft nicht mehr aus der Außenluft abzweigt, sondern über einen Kanal mit dem Fahrzeuginnenraum verbunden wird, so daß bereits vorgekühlte Luft wieder zur weiteren Kühlung verwendet wird. Dieses Umschalten von Frischluftauf Umluftbetrieb- erfolgt bei den bekannten Klimaanlagen dadurch, daß als Führungsgröße für diese Umschaltung die Differenz zwischen eingestelltem Sollwert und dem momentanen am Innenfühler erfaßten Istwert verwendet wird. Dies hat zur Folge, daß die Anlage in regelmäßigen Abständen von Frischluft auf Umluft und umgekehrt umschaltet, wobei eine ständige Beaufschlagung des Umschalters erforderlich ist. Auch hierdurch ändern

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sich ständig die Druck-, aber auch die Geräuschverhältnisse im Innenraum des Fahrzeugs.

Der. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage zu schaffen, die die oben genannten Nachteile vermeidet und nicht oder nur geringfügig auf eine nur kurzzeitige starke Störgröße reagiert. Außerdem soll das Hin- und Herschalten zwischen Umluft und Frischluft unterbunden werden=

Die Erfindung besteht darin, daß die elektrische Schaltung ein Verzögerungsglied umfaßt, durch das aus den vom Innenfühler, Außenfühler und Sollwertgeber erfaßten Werten ein zeitlich verzögertes Zwischensignal gebildet wird, welches zusammen mit dem Wert, der von dem die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Wärmemenge erfassenden Fühler ermittelt wird, ein Ausgangssignal für das Stellglied erzeugt. Durch das Zwischenschalten eines Verzögerungsgliedes kann erreicht werden, daß eine am Innenfühler festgestellte kurzzeitige Störgröße nicht sofort zu einem Ansprechen des Stellgliedes führt. Je nach Dimensionierung des Verzögerungsgliedes kann die Verzögerungszeit so gewählt werden, daß erst bei einem längeren Vorliegen einer Änderung der Führungsgröße auch das Stellglied diese Änderung entsprechend nachvollzieht. Die Verzögerungszeit kann beispielsweise 30 Sekunden betragen, so daß ein kurzzeitiges Fensteröffnen noch nicht zu dem oben beschriebenen Verstellen des Stellgliedes führt. Wenn die elektrische Schaltung Mittel zur Bildung eines Signals in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem vom Außenfühler erfaßten und dem am Sollwertgeber vorgebbaren Wert umfaßt, wobei die Um= schaltung von Frischluft™ auf Umluftbetrieb in Abhängigkeit dieses Signals erfolgt, wird dadurch eine Führungsgröße für den. Umschaltvorgang zwischen Umluftbetrieb und Frischluftbe-trieb gewählt, die über lange Zeit relativ konstant ist, da die Außentemperatur eine relativ konstante Größe ist und durch den einstellbaren Sollwert ebenfalls eine konstante Größe gegeben ist* Es wird dadurch also das ständige Umschalten von Umluft- auf Frischluftbetrieb vermieden.

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Vorteilhaft ist, wenn das Verzögerungsglied aus zwei gegeneinandergeschalteten Elektrolytkondensatoren und einem diesen vorgeschalteten Widerstand besteht, an deren nicht zusammengeschalteten Polen auf einer Seite eine Referenzspannung und auf der anderen Seite ein von einer Addierstufe zusammengefaßtes Signal der vom Innenfühler, Außenfühler und Sollwertgeber erfaßten Werte angelegt ist. Wenn an dem Pol, an dem das addierte S.ignal ansteht, ein Eingang eines Spannungsfolgers angeschlossen ist, wird ein geändertes Ausgangssignal am Impedanzwandler erst dann erhalten, wenn ein Abgleich der Spannungen am Kondensator erfolgt ist. Daher führt eine Änderung des zusammengefaßten Signals - Innenfühler, Außenfühler und Sollwertgeber - erst langsam zu einem geänderten Ausgangswert des Spannungsfolgers, wobei sich die volle Änderung erst einstellt, wenn an beiden gleichnamigen Polen der beiden zusammengeschalteten Elektrolytkondensator en ein Spannungsabgleich stattgefunden hat. Die Verzögerung kann dadurch sehr einfach ereicht werden.

Das Ausgangssignal des Spannungsfolgers wird mit dem Wert, der von dem die zugeführte Wärmemenge erfassenden Fühler ermittelt wird, zusammengeschaltet an einen Pol eines als Summierer arbeitenden Operationsverstärkers angeschlossen. Dadurch beeinflußt dieser Fühlerwert zusammen mit dem Zwischensignal ohne Verzögerung das Stellglied, indem das Ausgangssignal des Summierers zur Steuerung des Stellgliedes" her angezogen.!-wird.

Der am Sollwertgeber vorgebbare Wert und der vom Außenfühler erfaßte Wert wird vorteilhaft in einer Addierstufe zusammengefaßt und an einen Eingang eines als Summierer geschalteten Operationsverstärker angeschlossen. Ebenfalls an diesen Summierer kann der vom Innenfühler erfaßte Wert mit geringerer Bewertung an den Eingang des gesonderten Differenzverstärkers angeschlossen sein. Die Bewertung erfolgt dabei vorzugsweise im Verhältnis von 10 : 1 zwischen Außenfühlerwert und Innenfühler^ert sowie von 5:1 zwischen Sollwertgeberwert und Außenfühlerwert. Dadurch kann die

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das Umschalten von Frischluft- auf Umluftbetrieb wirkende Differenz (t - ^t _soll^ ^Ζ·^Β· ^bei einer Innentemperatür von 25° C auf 5° C festgelegt werden» Durch den Einfluß der Änderung der Innenraumtemperatur kann dann diese Schaltdifferenz variiert werden, so daß sie z.B. bei einer Innentemperatur t. von ca. 50° C auf ca. 0° C verringert wird»

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist als Stellglied ein Wasserventil, welches in dem Heißwasserkreislauf des Wärmetauschers angeordnet ist, und als die zugeführte Wärmemenge erfaßender Fühler ein Wärmetauscherfühler vorgesehen, der die Temperatur des Wärmetauschers erfaßt und ein dieser entsprechendes Signal an die elektronische Schaltung abgibt« Das Äusgangssignal der elektronischen Schaltung wird dabei zur Regelung des Wasserventils herangezogen, wobei dann, wenn dieses Ventil geöffnet ist, viel Heißwasser durch den Wärmetauscher fließt, was einen Heizbetrieb zur Folge hat„ Fließt wenig -Wasser durch den Wärmetauscher, also wenn das Wasserventil mehr oder weniger geschlossen ist, so wird die Temperatur entsprechend geringer.

Bei einer anderen Ausführungsform ist als Stellglied eine Mischluf-tklappe und als die zugeführte Wärmemenge erfassender Fühler ein Rückführpotentiometer vorgesehen, welches ein der Stellung der Mischluftklappe entsprechendes Signa-1 an die elektronische Schaltung abgibt. Die Mischluftklappe ist dabei so angeordnet, daß je nach Stellung ein durch den Wärmetauscher geschickter Luftstrom mit einem vom Wärmetauscher nicht be= heizten Luftstrom vermischt wird. Die Stellung dieser Mischluftklappe kann über ein Rückführpotentiometer erfaßt werden, woraus sich dann Rückschlüsse auf die dem Innenraum zugeführte Wärmemenge ziehen lassen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, einen Fühler zum Erfassen der Außenfeuchte zu verwenden, der

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mit geringerer Bewertung ebenfalls an den Eingang des Summierers angeschlossen ist. Dadurch kann eine Differenzverringerung in Abhängigkeit der relativen Außenfeuchte bewirkt werden, d.h. je höher die relative Feuchte, desto kleiner wird die zur Umschaltung führende Differenz zwischen Außentemperatur und Sollwert.

Das Ausgangssignal des Summierers wird an einem zweiten, in der Art eines 2-Punkt-Reglers geschalteten Operationsverstärkers angeschlossen, an dessen Ausgang dann ein Signal erzeugt wird, welches zur Steuerung des Umschalters von Frischluftbetrieb auf Umluftbetrieb vorgesehen ist. So kann beispielsweise mit diesem Signal die Basis eines Schalttransistors angesteuert werden, . der dann durchschaltet, bzw. sperrt und dadurch den Umschalter öffnet bzw. schließt. Durch die Dimensionierung des zweiten Operationsverstärkers kann erreicht werden, daß die Rückschaltung von Umluftbetrieb auf Frischluftbetrieb beispielsweise bei einer Differenz zwischen Außentemperatur und Sollwert von ca. 3° Kelvin bei einer Innentemperatur t.. = 25° C erfolgt. Durch diese geschaffene Toleranztemperatur wird verhindert, daß kleine Änderungen der Außentemperatur schon zu einem Umschalten führen. Dabei unterliegt auch diese Temperatur, bei der die Rückschaltung erfolgt, dem Einfluß der Innenraumtemperatur, da sich diese am ersten Summierer bemerkbar macht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch . aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Klimaanlage. Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipskizze des Aufbaus einer Klimaanlage, bei der als Stellglied ein Wasserventil und als die züge-, führte Wärmemenge erfassender Fühler ein Wärmetauscherfühler vorgesehen ist,

Fig. 2 eine Prinzipskizze des Aufbaus einer Klimaanlage, bei der als Stellglied eine Mischluftklappe und als die zugeführte Wärmemenge erfassender Fühler ein Rückführpotentiometer vorgesehen ist und

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Fig» 3 ein erfindungsgemäßes Schaltbeispiel der Schaltelemente zur Ansteuerung des Stellgliedes und des Umschalters von Frischluft- auf Umluftbetrieb bzw. umgekehrt.

In der Fig. 1 sind in einem mit 1 bezeichneten Motorraum die Funktionsteile einer Klimaanlage untergebracht, die zur Konstanthaltung der Temperaturverhältnisse im Innenraum 2 eines nur schematisch dargestellten Kraftfahrzeuges dienen« Ein Wärmetauscher 4 ist über Hinfluß- und Rückflußleitungen an den Heißwasserkreislauf des Motors 3 angeschlossen. Mittels einer Pumpe 6 kann Heißwasser durch den Wärmetauscher gepumpt werden, der je nach Durchflußmenge mehr oder weniger für eine Aufheizung des Innenraumes 2 sorgen kann. Um den Durchfluß des Heißwassers durch den* Wärmetauscher 4 zu regeln„ wird bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in der Rückflußleitung vom Wärmetauscher 4 zum Motor 3 ein Wasserventil 7 eingeschaltet f welches von einer elek.tronischen Schaltung 12 aus gesteuert wird und somit die Wasserdurchflußmenge durch den Wärmetauscher bestimmt. Je nach Temperatur des Wärmetauschers kann dann die entsprechend beheizte Warmluft durch den Kanalabschnitt 13a in den Innenraum 2 des Fahrzeugs gelangen« Der hierzu stattfindende Regelvorgang wird in Abhängigkeit von den an einem· Innenfühler 9, einem Außenfühler 1O₇ einem Sollwertgeber 8 und einem Wärmetauscherfühler 16 erfaßten Werten vorgenommen, die zu diesem Zweck an die elektronische Schaltung 12 angeschlossen sind, wobei diese ein entsprechendes Ausgangssignal S zur Steuerung des Wasserventils 7 erzeugt. Des weiteren wird in Abhängigkeit der oben genannten Werte ein Ausgangssignal U zur Steuerung eines Umschalters 11 erzeugt, der die Funktion hat, das Gebläse 5 je nach Bedingungen über einen Ansaugkanal für die Innenluft mit dem Innenraum des Fahrzeugs oder über einen Ansaugkanal 13 für Außenluft mit der Fahrzeugumgebung zu verbinden. Ebenso wird das Gebläse 5 bei unterschiedlichen Heizstufen verschieden stark durch die elektronische Schaltung in nicht näher

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beschriebener Weise angesteuert. Des weiteren können von der elektronischen Schaltung 12 noch die Funktionen übernommen werden, daß unter bestimmten Bedingungen in an sich bekannter Weise ein Moduswechsel des gewählten Heizungslufteintritts vom Fußraum zu den Mitteldüsen stattfindet, wozu ein Steuersignal erzeugt wird, das mit 15 bezeichnet ist.

Fig. 2 zeigt eine, bevorzugte Ausführungsform, bei der eine Klimaanlage dargestellt ist, die als luftmischungsregulierende Anlage arbeitet. Der Grundaufbau entspricht, der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform und braucht daher hier nicht noch einmal beschrieben zu werden. Im unterschied zu dieser ersten Ausführungsform aber besitzt die luftmischungsregulierende Klimaanlage als Stellglied eine Mischluftklappe 26, die je nach Stellung-einen über den Wärmetauscher geschickten Luftstrom L^, der dabei erwärmt wird, mit einem nicht erwärmten Luftstrom L₂, der am Wärmetauscher vorbeigeführt wird, vermischt, wodurch sich ebenfalls die Temperatur des über den Kanalabschnitt 13a in den Innenraum 2 des Fahrzeugs eintretenden Luftstroms vari-· ieren läßt. Da die Temperatur von der Stellung der Mischluftklappe 26 abhängig ist, kann als Fühler, der die dem Innenraum zugeführte Wärmemenge zu bestimmen erlaubt, ein Rückführpotentiometer 27 an der Mischklappe 26 angeordnet sein, welches ein der Stellung der Mischklappe 26 entsprechendes Signal an_ die elektronische'Schaltung 12 abgibt. Auch in diesem Fall.kann natürlich noch ein Wasserventil im JHeißwasserkreislauf angeordnet sein/ welches aber der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 nicht dargestellt ist.

Da die Funktionsweise der im folgenden beschriebenen elektro- · nischen Schaltung 12 für beide Ausführungsbeispiele dieselbe ist, wird diese im folgenden anhand der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform näher beschrieben.

In der Fig. 3 sind die erfindungsgemäß zusammengeschalteten Elemente zur Ansteuerung des Wasserventils 7 und des Umschalters

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11 beispielsweise gezeigt, wobei die restlichen Funktionen in an sich bekannter Weise von dem nicht näher gezeigten Schaltungsteil 20 übernommen werden, wie z.B. das Umschalten von den Fußraumdüsen auf die Mitteldüse oder die stufenweise Zuschal tung des Gebläses 5. Die Eingangsleitungen des Außenfühlers 10, des Innenfühlers 9 sowie des Tauscherfühlers 16 werden über die Widerstände R₁, R₂ und R₂₁ an die Spannungsquelle 24 angeschlossen. Ein Potentiometer ist ebenfalls mit der Spannungsquelle 24 verbunden, dessen Zwischenabgriff im Innenraum des Fahrzeugs eingestellt werden kann, so daß dieses als Sollwertgeber 8 dient« In einer Additionsschaltung wird der vom Außenfühler 10 und Innenfühler 9 sowie der am Sollwert= geber 8 eingestellte Wert über die Widerstände R,, R- und R_g addiert und als addiertes Signal S ■,-, über den Widerstand R^

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an einen Pol eines Elektrolytkondensators 17a angeschlossen, -der mit seinem anderen Pol an den gleichnamigen Pol eines zweiten Elektrolytkondensators 17b angeschlossen ist« Der noch - nicht genannte, gleichnamige Pol (Pluspol) des Elektrolytkondensators 17b wird über einen Spannungsteiler Rg und R« mit einer Konstantspannung versorgt. An demjenigen Pol des Elektrolytkondensators 17a, an dem das addierte Signal S-,, ansteht, ist ebenfalls ein Eingang eines als Spannungsfolgers 18 geschalteten Operationsverstärkers angeschlossen, an dessen Ausgang dann ein Zwischensignal Z ansteht, welches über den Widerstand R₁₁ abfällt und an den Eingang eines als Summierer mit Hilfe des Widerstandes R₁₂ geschalteten Operationsverstärkers 19 angeschlossen ist, wobei an denselben Eingang der vom " Tauscherfühler 16 erfaßte Wert über den Widerstand R₃ angelegt ist. Es erfolgt dadurch eine zweite Addition, nämlich die des Zwischensignals Z mit dem am Wärmetauscher erfaßten Wert. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 19 wird über einen mit den Widerständen R₁₀ und R_1o gebildeten Spannungsteilers ebenfalls mit einer konstanten Spannung aus der Spannungsquelle 24 versorgt. Am Ausgang des Operationsverstärkers 19 steht dann das Signal zur Steuerung des Wasserventiles 7 an. Dieser eben beschriebene Zweig der Schaltung arbeitet als Regler wie folgt:

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Die Führungsgröße wird durch die Differenz des am Sollwertgeber 8 eingestellten Wertes zu der am Innenfühler 9 erfaßten Temperatur gebildet. Hierzu werden die Widerstände R. und R_g gleich bewertet, wobei bei" der Dimensionierung des Widerstandes R₅ noch zu berücksichtigen ist, daß hinter dem als Sollwertgeber 8 dienenden Potentiometer das Signal relativ steil anliegt, so daß zur Erzeugung der notwendigen Flachheit der Widerstand R₅ größer als der Widerstand R₄ gewählt wird. Der Widerstand R_g/ welcher in der Leitung des Äußenfühlers geschaltet ist, wird größer gewählt, so daß dadurch eine geringere Bewertung des vom Außenfühler erfaßten Wertes erreicht wird. Bleibt nun die erfaßte Temperatur des Innenfühlers und des Außenfühlers konstant und wird auch der Sollwertgeber 8 nicht verändert, so liegt als Zwischensignal Z ein konstantes Signal vor, da sich die Elektrolytkondensatoren aufgeladen haben und somit abgeglichen sind. Wird nun beispielsweise der Sollwertgeber verändert, d.h. eine andere Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs gewünscht, so bewirkt das durch die Elektrolytkondensatoren 17a und 17b und den Widerstand R_ erzeugte Verzögerungsglied, daß wegen_der er-, zeugten Potentialdifferenz nun ein Aufladevorgang stattfindet, der eine Verzögerung des addierten Signales bewirkt. Die volle Änderung des Zwischensignals Z liegt daher erst zeitlich verzögert um die Ladezeit der Kondensatoren 17a und 17b vor. Es wirkt dadurch eine Veränderung einer der Größen des- .Innen- fühlers", des Außenfühlers oder des Sollwertgebers erst zeitlich vergrößert auf das Wasserventil 7. Durch die Zwischenschaltung eines derartigen Verzögerungsgliedes führt auch eine nur kurzzeitig auftretende Störgröße, z.B. ein kurzzeitiges Fensteröffnen, was sich am Innenfühler 9 bemerkbar macht, nicht zu einer sofortigen .Beaufschlagung des Wasserventils 7, so daß dadurch eine insgesamt ruhigere Regelung erreicht wird, was den Komfort erhöht. Die am Tauscherfühler 16 erfaßte Temperatur wird ohne Zeitverzögerung mit dem Zwischensignal addiert und über den Operationsverstärker 19 ebenfalls als Rückführung zur Bildung des Ausgangssignals S für die Stellung des. Wasserventils 7 herangezogen.

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Zur Steuerung der Umschaltklappe 11 vom Frischluft-¹auf Um= luftbetrieb bzw. umgekehrt, ist erfindungsgemäß ebenfalls eine Ädditionsschaltung aus dem am Sollwertgeber 8 vorgegebenen Wert und dem am Außenfühler 10 erfaßten Wert vor= gesehen.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist zu dieser Ädditionsschaltung auch noch die am Innenfühler 9 anstehende Temperatur berücksichtigt, wobei aber über die Bewertung der Widerstände R₁₃, R₁₄, R₁₅ derartig Einfluß auf den jeweiligen Anteil der Signale genommen wird, daß als Führungsgröße die Differenz der Außentemperatur t minus der am Sollwertgeber

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eingestellten Temperatur t -,, dient. Dies wird dadurch erreicht, daß der Widerstand R₁₃ beispielsweise um ein Zehnfaches größer als der Widerstand R₁₅ und etwa doppelt- so groß wie der Widerstand R₁₄ gewählt wird. Durch die Wahl einer derartigen Führungsgröße, die über relativ lange Zeit, konstant ist - die Außentemperatur ändert sich nicht schlagartig und der einmal eingestellte Sollwert wird beibehalten - wird es möglich, den Umschalter 11 über relativ lange Zeit in- einer Stellung zu halten, so daß nicht ein dauerndes Hin- und Her= schalten erforderlich ist, um die konstanten Innenraumtemperaturen erreichen zu können. Das addierte Signal aus Innenfühlerwert, Außenfühlerwert und dem Sollwertgeberwert wird über einen als Summierer arbeitenden Operationsverstärker 22^j der mit dem Koppelwiderstand R-_g beschaltet ist, mit einer Referenzspannung verglichen und auf einen zweiten Operationsverstärker 25 gegeben, der als 2-Punkt-Regler dieses Signal zur Steuerung des Umschalters 11 verwendet. Der nicht invertierte Eingang dieses Differenzverstärkers 25 wird über den · Spannungsteiler R-.. und R₂₀ sowie den Vorwiderstand R.« mit einer Referenzspannung versorgt. Der Widerstand R/g dient als. Rückkoppelwiderstand. Eine derartige Schaltung kann so dimensioniert sein, daß die das Umschalten von Frischluft auf Umluft

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bewirkende Differenz zwischen der Außentemperatur t und der

Sollwerttemperatur t ,. beispielsweise 5 C bei einer Innentemperatur t_i von 25 C beträgt. Mit steigender Innenraumtemperatur verringert sich diese Differenz, so daß sie beispielsweise bei einer Innenraumtemperatur t. von cä. 50 C auf 0° C sinkt.

Es kann aber auch daran gedacht sein, die eben beschriebene Differenzverringerung zusätzlich oder ausschließlich von der relativen Außenfeuchte abhängig zu machen, was in Fig. 3 nicht gezeigt ist, aber in ähnlicher Weise wie der Einfluß der Innenraumtemperatur vorgenommen werden kann. Eine derartige Beeinflussung hat den Vorteil, daß dadurch eine Einflußgröße gewählt ist, die auf den Wirkungsgrad des Verdampfers direkt bezogen ist, da dieser bei hohen Luftfeuchten schnell an die Grenze seiner Leistungsfähigkeit gelangt, was dann durch entsprechende Umschaltung auf Umluftbetrieb berücksichtigt werden kann.

Die Rückschaltung von Umluftbetrieb auf Frischluftbetrieb wird so gestaltet, daß sie bei einer Temperatur von t. = 2S° _G bei einer Temperaturdifferenz t - ty, von ca. 3° Kelvin erfolgt, wodurch zwischen der Schaltdifferenz von Frischluft- auf Umlu£tbetrieb und der Schaltdifferenz zwischen Umluft- auf Frischluftdifferenz eine Pufferzone entsteht, so daß auch bei_: geringfügigen Änderungen der Außentemperatur dies noch nicht zu- einem- Rückschalten von Umluft- auf Frischluftbetrieb führt.

Insgesamt wird durch die oben beschriebenen Maßnahmen eine in ihrer Funktion zuverlässige und komfortablere Klimaanlage erhalten, als dies bisher der Fall war.

Claims

Ansprüche

1. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, mit der eine einstellbare Temperatur im Innenraum eines Kraftfahrzeugs unabhängig von sich ändernden Bedingungen konstant gehalten wird, mit einem Wärmetauscher, der an den Heißwasserkreislauf des Motors angeschlossen ist, sowie mit einem Stellglied, von dessen Stellung die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Wärmemenge abhängig ist, wobei die Stellung des Stellgliedes über ein von einer elektronischen Schaltung in Abhängigkeit des von einem die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Wärmemenge erfassenden Fühler, von einem Innen-= temperaturfühler (Innenfühler), einem Sollwertgeber und einem Außentemperaturfühler (Außenfühler) erzeugten Aus= gangssignal geregelt wird, sowie mit einem in Abhängigkeit eines Signals der elektronischen Schaltung gesteuerten Umschalter von Frischluftbetrieb auf Umluftbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die elek= trische Schaltung (12) ein. Verzögerungsglied (17a, 17b, R-) umfaßt,, durch das aus dem vom Innenfühler (9) , Außenfühler (10) und Sollwertgeber (8) erfaßten Werten ein zeitlich verzögertes Zwischensignal (Z) gebildet wird, das zusammen mit dem Wert, der von dem die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Wärmemenge erfassenden Fühler (16, 27) ermittelt wird, ein Ausgangssignal (S) für das Stellglied (7, 26) erzeugt.

2. Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung (12) Mittel zur Bildung eines Signals (U) in Abhängigkeit, der Differenz (t - t ,,) zwischen dem vom Außenfühler (10) erfaßten

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und dem am Sollwertgeber (8) vorgebbaren Wert umfaßt, wobei die Umschaltung von Frischluft- auf Umluftbetrieb in Abhängigkeit dieses Signals (U) erfolgt.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied von zwei gegeneinander geschalteten Elektrolytkondensatoren (17a, 17b) und einem diesen.vorgeschalteten Widerstand (R₇) gebildet wird, an deren nicht zusammengeschalteten Polen (Pluspol) einseitig eine Referenzspannung und anderseitig eine von einer Additionsstufe (R₄, R₅, Rg) zusammengefaßtes Signal (S ..) der vom Innenfühler (9), Außenfühler (10) und Sollwertgeber (8) erfaßten Werte angelegt ist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Pluspol, an dem das addierte Signal (S j·,) ansteht, ein als Spannungsfolger (18) geschalteter Operationsverstärker angeschlossen ist.

5. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (Z) des Spannungsfolger s (18) mit dem Wert, der von dem die zugeführte Wärmemenge erfassenden Fühler (16, 27) ermittelt wird, zusammengeschaltet an einen Pol eines als Summierers arbeitenden Operationsverstärkers (19) angeschlossen ist..

6. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da-. durch gekennzeichnet, daß das. Ausgangssignal (S) des Summierers (19) zur Steuerung des Stellgliedes (7, 26) herangezogen wird.

7. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der am Sollwertgeber (8) vorgebbare Wert und der vom Außenfühler (10) erfaßte Wert in einer Addierstufe (R₁₄/ £-15) zusammengefaßt an einen Eingang eines als Summierer geschalteten Operationsverstärkers (22) angeschlossen ist.

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8. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Innenfühler (9) erfaßte Wert mit geringerer Bewertung ebenfalls an den Eingang des Summierers (22) angeschlossen ist.

9. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Addierstufe (R₁₃, R.^,R₁₅) eine Bewertung im Verhältnis von ca. 10 s 1 zwischen Außenfühlerwert und Innenfühlerwert sowie von ca. 5 s 1· zwischen Sollwertgeberwert und Außenfühlerwert vorgesehen ist.

10. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche ■, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied ein Wasserventil (7) _r welches in dem Wasserkreislauf des Wärmetauschers (4) angeordnet ist, und als die zugeführte Wärmemenge erfassender Fühler ein Wärmetauscherfühler (16) vorgesehen ist, der die Temperatur des Wärmetauschers (4) erfaßt und ein dieser entsprechendes Signal an die elektronische Schaltung (12) abgibt,

-11. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied eine Mischluftklappe (26) und als die zugeführte Wärmemenge erfassender Fühler ein Rückführpotentiometer (27) vorgesehen ist, welches die Stellung der Mischluftklappe (26) erfaßt und ein dieser Stellung, entsprechendes Signal an die elektronische Schaltung: (12) abgibt,

* Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fühler zum Erfassen der Außenfeuchte vorgesehen ist, der mit geringerer Bewertung ebenfalls an den Eingang des Summierers (22) angeschlossen ist.

13. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Summierers

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(22) an einen zweiten, in der Art eines 2-Punkt-Reglers geschalteten Operationsverstärkers (25) angeschlossen ist.

14. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (U) des zweiten Operationsverstärkers (25) zur Steuerung des Umschalters (11) von Frischluftbetrieb auf Umluftbetrieb vorgesehen ist.