DE3150044A1

DE3150044A1 - Steuerung fuer in kraftfahrzeugen eingebaute klimaanlagen

Info

Publication number: DE3150044A1
Application number: DE19813150044
Authority: DE
Inventors: Ryosaku Nagoyo Aichi Akimoto; Ryutaro Nagoya Aichi Fukumoto; Nobuaki Nagoya Aichi Ito; Akira Tanaka; Shigetoshi Tanaka; Yukio Yoshida
Original assignee: Churyo Engineering Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Churyo Engineering Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1982-08-12
Also published as: US4485863A; CA1190626A; JPS5799415A

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,

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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

Meissner & Meissner 315 O O A PATENTANWALTSBÜRO PATENTANWÄLTE DIPL-ING. W. MEISSNER (1980) DIPL-ING. P. E. MEISSNER DIPL-ING. H.-J. PRESTING Zugelassene Vertreter vor dem Europaischen Patentamt -Profession«! Representative· befor« lh« European Patent Offic« Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 56-1128 14.12.1981

1. Mitsubishi Jukogyo K.K.
Chiyoda-ku, Tokio, Japan

2. Churyo Engineering Co., Ltd.
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

TELEX TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO 1 85644 INVENTION BERLIN BERUNERBANKAG. P MEISSNER 8LN-W Inven d BERLIN 030/891 6037 BERLIN 31 404737-103 030/8913026 ' 3695716000

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.