DE3150044A1 - Steuerung fuer in kraftfahrzeugen eingebaute klimaanlagen - Google Patents
Steuerung fuer in kraftfahrzeugen eingebaute klimaanlagenInfo
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Description
Steuerung für in Kraftfahrzeugen eingebaute Klimaanlagen
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine im Kraftfahrzeug eingebaute Klimaanlage.
Bei den bekannten Qualitätsklimaanlagen in Kraftfahrzeugen wird die Wageninnentemperatur dadurch
geregelt, daß die Temperatur der in den Wagen eingeblassenen Luft verändert wird, indem ein Anteil
der über einen Verdampfer durch einen mit Unterdruck arbeitenden Luftmischregister oder -dämpfer erhaltenen
Kaltluft durch einen Heizköper geleitet wird.
Ein typisches Beispiel einer derartig bekannten Steuerung
zeigt die Figur 1, in der die Ausgänge einer Temperatureinstelleinrichtung 01 und einer Raumtemperaturfühlers
02, die beide im Kraftfahrzeug eingesetzt sind, einen Temperaturregelorgan 03 zugeführt
werden, wo die Abweichung der eigentlichen Temperatur von der vorher eingestellten gewonnen wird. Ein Ausgang
des Temperaturregelorgans 03 führt zu einem doppelten Unterdruckventil 04, das gleichfalls über ein
Steuerventil 05 von einem Unterdruckförderer 06 gesteuert
wird, um eine Hilfskraftservoeinrichtung anzutreiben, so daß hierdurch ein Luftmischungsdämpfer
oder -schieber 09 gedreht wird. Diese Drehung des Dämpfers oder Schiebers 09 wird
über ein Poteniometer 08 an das Temperaturregelorgan
03 rückgeführt
Die im Wagen eingebaute Klimaanlage dieser Ausführungsart ist nunmehr in breiten Rahmen erfolgreich
angewendet worden. Es bestehen jedoch, weiterhin
einige Mängel, wie beispielshalber die Notwendigkeit, eine Vakuumquelle sowie viele Bauteile hierfür
vorzusehen, um die Vakuumquelle zu betreiben, wodurch das System kostenaufwendig wird und darüberhinaus
einen größeren Platzbedarf für die Rohrleitungsführungen der Vakuumquelle erforderlich macht.
Hinzu kommt die geringe Auflösung der Luftmischdämpferstellung, d.h. die unvermeidliche Hysteresis
bei der Hin- und Herbewegung des Dämpfers.
Nach der Erfindung werden diese inhärenten -Mängel
bei herkömmlichen Steuervorrichtungen in Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge ausgeräumt, wobei es Aufgabe der
Erfindung ist, eine kompakte, leichtgebaute und kostengünstige Steuerung für eine in ein Kraftfahrzeug
eingebaute Klimaanlage zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein Impulsgenerator eingebaut wird, der die Ausgänge
einer Temperatureinstelleinrichtung und eines Raumtemperaturfühlers aufnimmt, eine Abweichung der
tatsächlichen Temperatur aus der vorher eingestellten Temperatur gewinnt, ein Mehrphasenimpulssignal nach
der Abweichung erzeugt und dieses Signal verstärkt, und indem eine intermittierende Antriebsvorrichtung
auf dieses verstärkte Mehrphasenimpulssignal anspricht, um den Luftmischungsdämpfer in der Luftmisch-Klimaanlage
des Fahrzeugs zu drehen, in der ein Anteil der durch Hindurchführung von Luft durch einen Verdampfer
erhaltenen Kaltluft durch den Luftmischungsdämpfer geführt und vom Heizorgan erwärmt wird.
Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen.
Hierbei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung als Blockdiagramm eines typischen Beispiels herkömmlicher
Steuervorrichtungen für zum Einbau in Kraftfahrzeugen bestimmte Klimaanlagen;
Figur 2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
der Steuerung nach der Erfindung;
Figur 3 ein Blockdiagramm, das die vom Mikroprozessor der Fig. 2 auszuführende. Funktionen
darlegt;
Figur 4 einen Anschluß des Mikrorechners an den Stufenmotor der Fig. 2; und
Figur 5 zeigt die Wellenformen des vom Stromtreiber abgeleiteten Mehrphasenimpulssignals
auf.
Nach Fig. 2 ist die Steuerung für eine zum Einbau in ein Kraftfahrzeug geeignete Klimaanlage mit einer
Temperatureinstelleinrichtung 1 um die zu regelnde Raumtemperatur auf einen Festwert einzustellen, einem
Raumtemperaturfühler 2 zum Erfassen der tatsächlichen Raumtemperatur, einem Impulssignalgenerator 3»
einem Analog-Digitalumsetzer 4, einem Mikrocomputer 5,
► · ·■ ·
einem Stromtreiber 6, einem Schrittmotor 7» der
als intermittierende Antriebsvorrichtung dient, einem Potentiometer 8 zum Einspeisen eines Rotationswinkels
des Schrittmotors 7 zurück in den AD-Umsetzer (feedback) und einem Luftmischungsdämpfer 9 ausgestattet, der intermittierend vom
Schrittmotor 7 betättigt wird, wobei die Bauteile 4- bis einschließlich 6 den Impulssignalgenerator
3 bilden.
Bei dieser derart zusammengesetzten Steuerung wird die durch die Einrichtung Λ eingestellte Einstelltemperatur
vom AD-Umsetzer 4 in einen digitalen Wert umgesetzt, der in den Mikrorechner 5 geschrieben
wird. Die tatsächliche Raumtemperatur wird vom Temperaturfühler
2 ermittelt, ebenfalls vom AD-Umsetzer M in einen Digitalwert umgesetzt und in den Mikrorechner
gegeben.
Im Mikrorechner 5 wird eine Abweichung der digitalisierten
tatsächlichen Temperatur von der digitalisierten Einstelltemperatur auf dem Wege der Proportional-Integration-Differentiation
(PID) gewonnen (Fig. 3)» um eine erforderliche Verschiebung des
Luftmischungsdämpfers 9 von einer gegenwärtigen Stellung sowie die Anzahl der Impulse und eine dem
Schrittmotor 7 zu gebende erforderliche Drehrichtung
zur Durchführung der erforderlichen Verschiebung zu errechnen und ein gewünschtes Mehrphasenimpulssignal
zu erzeugen.
Der Schrittmotor 7 ist nach Fig. M- in einer Vierphasen-,
Zweipol-Bauweise ausgebildet, die als ein
Unipolartreibersystem mit Einfadenwicklungen anzusehen
ist, wobei die Vierphasenwicklungen A, B, C und D mit ImpulsStromsignalen A,B,C bzw. D
(Pig. 5) vom Mikrorechner 5 nach deren Verstärkung durch den Stromtreiber 6 gespeist werden, so daß
er hierdurch intermittierend angesteuert wird.
Obgleich das·, oben dargelegte Zweiphasen-Erregersystem
für den Schrittmotor 7 aufgrund der Tatsache vorteilhaft ist, daß die Vibrationsdämpfung seines
Rotors verhältnismäßig schnell ist, können aber auch andere Erregersysteme angewandt werden. Darüber hinaus
ist es im Bedarfsfalle möglich, das Wicklungssystem wie auch die Anzahl der Phasen zweckmäßig
zu verändern.
Obwohl hier der übliche Schrittmotor zum intermittierenden Betrieb des Luftmischungsdämpfers in diesem
Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist es gleichfalls möglich, anstelle des Schrittmotors 7 einen
Induktions-Synchronmotor (den sogenannten Zeitschaltmotor) oder ein schrittweise schaltendes elektromagnetisches
Solenoid zu gebrauchen.
Der bei Betrieb des Schrittmortors 7 gegebene Rotationswinkel wird über das Poteniometer 8 an den
AD-Umsetzer 4- zur Steuerung des Dämpfers 9 rückgeführt (-fedback), so daß die Abweichung Full wird.
Da die gewünschte intermittierende Verschiebung des Dämpfers 9 durch Einspeisung einer erforderlichen
Anzahl von Impulsen in den Schrittmotor 7 zu erreichen
ist, kann das Poteniometer 8 entfallen.
Mit der vorstehend beschriebenen Steuerung, in der ein kompakter und kostengünstiger Mikrorechner
von geringem Gewicht und ein Schrittmotor kombiniert werden, ist die Anzahl der Bauteile
gegenüber den herkömmlichen Vakuumsystemen beträchtlich verringert worden. Es ist demzufolge
möglich, die Kompaktheit und die Gewichtsminderung zu erzielen, die für eine in Kraftwagen einzubauende
Anlage erforderlich sind. Da darüber hinaus kein.
Bedarf besteht, eine Vakuumquelle und die verschiedenen hiermit verknüpften Bauteile vorzusehen, die
zu hohen Kosten der Steuervorrichtung führen, wird durch die Erfindung eine größere Wirtschaftlichkeit
gegenüber den herkömmlichen Vorrichtungen erzielt.
Des weiteren· läßt sich auch aufgrund der Mchtver-
■ wendung der Vakuumquelle die erfindungsgemäße Steuerung
sogar in mit Diesel- und Elektromotoren betriebenen Kraftfahrzeugen anwenden, in denen kein
Vakuumzustand erzeugt wird. Auch ist die erfindungsgemäße Steuerung in der Haltbarkeit und in der Präzision,
mit der der Dämpfer 9 eingestellt wird, den herkömmlichen System überlegen, in denen ein Gleichstrommotor
zum Betätigen des Luftmischungsdämpfers verwendet werden.
Nach der erfindungsgemäßen Anordnung obiger Ausführung
errechnet der Impulssignalgenerator die gegenüber der eingestellten Temperatur tatsächliche
Temperatur, erzeugt das Mehrphasenimpulssignal nach der Abweichung und verstärkt das Signal, wobei dieser
Impulssignalgenerator die Ausgänge der in Kraftfahrzeugwagen
eingebauten Temperatureinstelleinrichtung
und des Raumtemperaturfühlers der Klimaanlage empfängt, bei der ein Anteil der durch Hindurchführen
von Luft durch den Verdampfer erhaltenen Kaltluft durch den Dämpfer 9 und des Heizorgans
geleitet wird, wobei die intermittierende Antriebsvorrichtung auf den Ausgang des Impulssignalgenerators
anspricht, um den Luftmischungsdämpfer zu betätigen. Hierbei ist diese kombinierte Anordnung
kompakt, von geringem Gewicht und kostengünstig, so daß auch die Klimaanlage selbst in einer für Kraftfahrzeuge
geeigneten kompakten Leichtbauausführung
kostengünstig erstellt werden kann.
Claims (3)
1. Mitsubishi Jukogyo K.K.
Chiyoda-ku, Tokio, Japan
Chiyoda-ku, Tokio, Japan
2. Churyo Engineering Co., Ltd.
Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Pref., Japan
Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Pref., Japan
Steuerung für in Kraftfahrzeugen eingebaute Klimaanlagen Patentansprüche:
( 1J Steuerung für in Kraftfahrzeugen eingebaute
Klimaanlagen mit Luftmischung bestehend aus einer Temperatureinstelleinrichtung und einem
!Raumtemperaturfühler, wobei ein durch Hindurch-.5
führen von Luft durch einen Verdampfer erhaltener Anteil von Kaltluft durch einen Luftmischungsdämpfer
hindurchgeführt und von einem Heizorgan erwärmt wird, gekennzeichnet durch einen auf die Ausgänge der Temperatureinstelleinrichtung
(1) und des Temperaturfühlers (2) ansprechender Impulssignalgenerator zum Erhalt einer Abweichung
der vom Raumtemperaturfühler ermittelten tatsächlichen Temperatur gegenüber der von der
Einrichtung (1) vorher eingestellten Temperatur, um ein Mehrphasenimpulssignal nach der Abweichung
zu erzeugen und dieses Signal zu verstärken, und
durch, eine intermittierende Antriebs- oder Betätigungseinrichtung (7), die auf das vom
Impulssignalgenerator (4,5*6) zur intermittierenden
Betätigung des Luftmischungsdämpfers (9) abgeleitete verstärkte Mehrphasenimpulssignal
anspricht.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Impulssignalgenerator (3) einen AP-Umsetzer (4·) einen Mikrorechner
(5) und einen Stromtreiber (6) aufweist.
3. Steuerung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,
daß die intermittierende Betätigungseinrichtung einen Schrittmotor (7) aufweist.
4-, Steuerung nach Anspruch 3, dadurch. gekennzeichnet, daß ein Drehwinkel des
Schrittmotors über ein Potentiometer (8) an den Impulssignalgenerator rückgeführt (fedback) wird.
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