ES2222863T3 - Regulador para aparatos de calefaccion y de aire acondicionado en automoviles. - Google Patents

Abstract

Regulador para aparatos de calefacción y de aire acondicionado en automóviles con un ventilador de aspiración accionado por un motor de corriente continua (1) conmutado eléctricamente, en cuya corriente de aire de aspiración está dispuesto un sensor de medición (7) de la temperatura, así como con una electrónica de activación (2) que alimenta el motor de corriente continua (1), que genera una tensión de arranque para el motor de corriente continua (1) así como una tensión que varía de forma periódica en un arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua (1), presentando el regulador medios de medición (3, 4), que se pueden conectar con la electrónica de activación (2) y/o con el arrollamiento de accionamiento del motor (1), para la determinación de un valor de medición, que es proporcional a una frecuencia de la tensión periódica en el arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua (1), caracterizado porque si se aplica una tensión constantemente en el arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua (1), se determina en un primer intervalo de tiempo t1 un primer valor de medición, que es proporcional a la frecuencia f1 de la tensión en el intervalo de tiempo t1, y se determina en un intervalo de tiempo t2 siguiente un segundo valor de medición, que es proporcional a la

Description

Regulador para aparatos de calefacción y de aire acondicionado en automóviles.

La invención se refiere a un regulador para aparatos de calefacción y de aire acondicionado en automóviles con un ventilador de aspiración accionado por un motor de corriente continua conmutado eléctricamente, en cuya corriente de aire de aspiración está dispuesto un sensor de medición de la temperatura, así como con una electrónica de activación que alimenta el motor de corriente continua, que genera una tensión de arranque para el motor de corriente continua así como una tensión que varía de forma periódica en un arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua, presentando el regulador medios de medición, que se pueden conectar con la electrónica de activación y/o con el arrollamiento de accionamiento del motor, para la determinación de un valor de medición, que es proporcional a una frecuencia de la tensión periódica en el arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua. Se conoce por el documento DE 40 40 847 A1 un regulador de este tipo.

Se emplean reguladores correspondientes para aparatos de calefacción y de aire acondicionado en automóviles para la determinación de la temperatura del espacio interior. Con la ayuda del ventilador de aspiración accionado eléctricamente se aspira aire desde el espacio interior del vehículo y se conduce por delante de un sensor de medición de la temperatura. La temperatura medida con el sensor de medición de la temperatura sirve para la regulación del aparato de calefacción y de aire acondicionado. Puesto que desde el compartimiento de los pasajeros solamente se aspira una cantidad pequeña de aire, se emplean para el accionamiento del ventilador de aspiración motores de corriente continua conmutador eléctricamente con potencia reducida, que presenta, además, la ventaja de un desarrollo reducido de ruido. Para garantizar un arranque seguro del motor de corriente conmutado eléctricamente, se conoce el empleo de motores correspondientes, cuyo arranque se asegura con la ayuda de un sensor Hall integrado. Sin embargo, en los sensores Hall se trata de componentes relativamente caros. Se conoce, además, a partir de la solicitud de patente alemana DE 43 40 580 un regulador de aparatos de calefacción y de aire acondicionado, en el que se prescinde del sensor Hall. Sin embargo, para garantizar un arranque seguro del motor de corriente continua conmutado eléctricamente, se propone allí disponer en el circuito de corriente del motor de corriente continua un interruptor activado por un miembro de conmutación de tiempo, con cuya ayuda se interrumpe periódicamente, en forma de impulsos, la tensión de alimentación del motor. En virtud de esta medida, durante la nueva formación de la tensión de alimentación en la fase de arranque, el motor recibe a intervalos de tiempo regulares, impulsos giratorios, que garantizan el arranque en virtud de su repetición constante. Debido a la inercia de masas del ventilador giratorio, se puentea la interrupción de la corriente que se prolonga solamente durante fracciones de segundo, de manera que no se produce un impedimento de la corriente del aire de medición, que perjudicaría de alguna manera el resultado de la medición, o una sobrecarga del motor. No obstante, a pesar de la medida prevista, no se produce un arranque del motor o bien el motor se mantiene parado por algunos motivos durante el funcionamiento, de manera que esto tiene como consecuencia que no sea alimentado aire desde el compartimiento interior del vehículo y sea conducido por delante del sensor de medición de la temperatura, por lo que la regulación del aire acondicionado parte de un valor real falso de la temperatura del espacio interior.

Aquí entra ahora la invención, cuyo cometido es proponer un regulador mejorado para aparatos de calefacción y de aire acondicionado en automóviles, en el que se reconoce ya precozmente la falta de accionamiento del ventilador de aspiración a través del motor de corriente continua.

Otro cometido de la invención es indicar un procedimiento para el funcionamiento de un motor de corriente continua conmutado eléctricamente, que se puede emplear en los reguladores mencionados anteriormente.

El primer cometido mencionado se soluciona por medio de un regulador para aparatos de calefacción y de aire acondicionado en automóviles con las características de la reivindicación 1. Como valores de medición proporcionales a una frecuencia se entienden en este caso también aquéllos que se comportan de una manera inversamente proporcional a la frecuencia.

En el regulador según la invención, durante el funcionamiento aparece una tensión variable periódicamente en el arrollamiento de accionamiento de una manera conocida en sí. Como se conoce a partir del documento DE 43 40 580, esta tensión del motor se puede interrumpir durante corto espacio de tiempo. Por lo tanto, al término de la interrupción, el motor recibe un nuevo impulso, que actúa como impulso de arranque cuando el motor está parado. No obstante, también es posible de una manera equivalente no interrumpir la tensión, sino dejarla durante corto espacio de tiempo en un nivel constante de la tensión. Tampoco de esta manera recibe el motor ninguna energía durante corto espacio de tiempo. A través de la modificación siguiente de la tensión, el motor recibe también en este modo de proceder a continuación impulsos de arranque. A través de los medios según la invención para la determinación de valores de medición, que son proporcionales a la frecuencia de la tensión en el arrollamiento de accionamiento en tiempos diferentes, está disponible ahora un medio seguro, para reconocer si el motor es alimentado con energía de accionamiento.

En una variante de realización del regulador según la invención, está previsto que la tensión del motor sea interrumpida durante corto espacio de tiempo de una manera periódica durante todo el tiempo de marcha del motor o bien se mantenga de forma periódica durante corto espacio de tiempo a un nivel constante de la tensión. En este caso, se conecta el primer intervalo de tiempo \Deltat1 con preferencia directamente a continuación de un intervalo de tiempo con tensión desconectada durante poco tiempo o con tensión constante en el arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua, y se determinan y se evalúan valores de medición proporcionales a la frecuencia en diferentes intervalos de tiempo \Deltat1 y \Deltat2. Si la frecuencia en el segundo intervalo de tiempo \Deltat2 es mayor que la frecuencia en el primer intervalo de tiempo \Deltat1, entonces se puede partir de que el motor funciona con seguridad. Si no se cumple esta condición, entonces se pueden alimentar al motor de nuevo impulsos de arranque de una manera conocida.

Para la comparación de los valores de medición proporcionales a la frecuencia y, por lo tanto, para la evaluación, está previsto, además, un comparador. El comparador proporciona una señal de salida, que depende de la comparación de los valores de medición proporcionales a la frecuencia de los intervalos de tiempo \Deltat1 y \Deltat2. En función de la señal de salida del comparador se pueden generar entonces impulsos de arranque para el motor de corriente continua, en el caso de que sea necesario.

En el regulador según la invención se pueden emplear tanto los motores de corriente continua conmutados eléctricamente conocidos con sensor Hall integrado, como también motores de corriente continua conmutados eléctricamente sin sensor Hall, que presentan un arrollamiento auxiliar además del arrollamiento de accionamiento.

El procedimiento según la invención para el funcionamiento de un motor de corriente continua conmutado eléctricamente presenta las características indicadas en la reivindicación 10. Con preferencia, los primeros y segundos valores de medición, que son proporcionales a las frecuencias f1 y f2, son comparados entre sí, y es alimentada al motor una señal de arranque, cuando el segundo valor de medición, que es proporcional a la frecuencia f2, es menor o igual que el primer valor de medición, que es proporcional a la frecuencia f1. En los valores de medición, que se comportan de una manera inversamente proporcional a la frecuencia, es aplica lo contrario de una manera convenientemente interpretada.

En una forma de realización especial, está previsto determinar el número de revoluciones del motor de corriente continua a partir de al menos uno de los valores de medición proporcionales a las frecuencias f1 y f2, respectivamente.

A continuación se describe en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización y del dibujo.

En este caso:

La figura 1 muestra una representación simplificada del motor con electrónica correspondiente.

La figura 2 muestra la curva de la tensión de la señal sobre el tiempo.

La figura 3 muestra el regulador completo.

La figura 4 muestra un circuito electrónico para la activación del motor.

La figura 1 muestra de forma esquemática el motor de corriente continua 1 conmutado eléctricamente junto con los componentes esenciales de la electrónica. El motor 1 es activado eléctricamente a través de una electrónica de activación 2. Se toma la tensión en el arrollamiento de accionamiento del motor 1 y se alimenta a los medios de medición 3, 4, que generan dentro de un intervalo de tiempo \Deltat1 o bien \Deltat2 un valor de medición, que es proporcional a la frecuencia de la tensión del motor.

A tal fin, existen diferentes posibilidades conocidas en sí. Por ejemplo, se puede registrar el tiempo desde un máximo de la curva de la tensión hasta el máximo siguiente de la curva de la tensión. También es posible registrar el tiempo desde un máximo de la tensión hasta el mínimo siguiente de la tensión. También es posible partir de un valor discrecional de la tensión y registrar el tiempo hasta que se alcanza de nuevo este valor discrecional de la tensión. Para la mejora de la exactitud de medición, se puede extender la medición también sobre varios periodos. Además, se puede dividir un intervalo de tiempo \Deltat1 o bien \Deltat2 también en intervalos parciales, y se puede llevar a cabo una formación del valor medio sobre los valores de medición de los intervalos parciales individuales.

Por ejemplo, en todos los casos, al comienzo de un intervalo de tiempo se puede poner en marcha un integrador, que integra la tensión continua. La integración se termina al final del intervalo de tiempo. El valor recíproco de la tensión continua integrada es entonces proporcional a la frecuencia de la tensión que se encuentra en el motor. También se puede prescindir de la formación del valor recíproco.

No es necesario el conocimiento del valor absoluto de la frecuencia, puesto que solamente interesa cómo se desarrolla la frecuencia a medida que aumenta la duración de tiempo. Por lo tanto, a tal fin, es suficiente el conocimiento de las señales proporcionales a la frecuencia, que han sido obtenidas en los intervalos de tiempo \Deltat1 y \Deltat2, respectivamente. Los medios para la determinación de los valores de medición proporcionales a la frecuencia pueden contener también un medio de medición individual así como un elemento de memoria para la memorización de los valores de medición en el intervalo de tiempo \Deltat1 y \Deltat2, respectivamente.

Está previsto, además, un comparador para la comparación de las señales proporcionales a la frecuencia, que han sido obtenidas con los medios de medición 3, 4. La señal de salida del comparador 5 es alimentada a la electrónica de activación 2. En función de la señal de salida del comparador 5 se genera en caso necesario una tensión de arranque a través de la electrónica de activación 2. A tal fin, se interrumpe durante corto espacio de tiempo la tensión que varía de forma periódica o se mantiene en un nivel constante de la tensión. El impulso de la tensión siguiente conduce al arranque del motor de corriente continua.

En la figura 2 se representa la curva de la tensión en el arrollamiento de accionamiento del motor 1. La tensión que varía periódicamente es interrumpida durante corto espacio de tiempo \Deltat_{Pausa} o es mantenida en un valor constante. A través del impulso de la tensión al final del intervalo de tiempo \Deltat_{Pausa}, el motor recibe un impulso de arranque. En un primer intervalo de tiempo \Deltat1 se determina entonces un valor de medición que es proporcional a la frecuencia de la tensión. Lo mismo se realiza en un intervalo de tiempo \Deltat2 posterior. Por lo tanto, los valores de medición determinados en los dos intervalos de tiempo dan información acerca de si el motor funciona correctamente. Si la frecuencia en e intervalo de tiempo \Deltat2 es mayor que la frecuencia en el intervalo de tiempo \Deltat1, entonces se puede partir de que el funcionamiento del motor se realiza de forma correcta. En cambio, si la frecuencia en el intervalo de tiempo \Deltat2 es menor o igual que la frecuencia en el intervalo de tiempo \Deltat1, entonces esto significa que se reduce el número de revoluciones del motor o bien éste no funciona de forma correcta. Si se detecta este caso, entonces se puede emitir durante corto espacio de tiempo un nuevo impulso de arranque al motor a través de la electrónica de activación. Se emiten igualmente impulsos de arranque cuando las frecuencias detectadas en los dos intervalos de tiempo son iguales. A tal fin, se interrumpe de nuevo durante corto espacio de tiempo la tensión en el arrollamiento de accionamiento del motor o bien se mantiene en un valor constante. Por medio de esta intervención precoz se puede evitar también precozmente una avería del funcionamiento del motor, de manera que se previene una falsificación de los valores de medición en un sensor de medición de la temperatura.

En la figura 3 se representa el regulador completo. Comprende el motor de corriente continua 1 conmutado eléctricamente, que es alimentado desde la electrónica de activación 2. Sobre el árbol del motor 1 está montada una rueda de ventilador 6, que conduce el aire desde el espacio interior del automóvil por delante de un sensor de medición de la temperatura 7. El motor de corriente continua 1 y la rueda del ventilador 6 forman en este caso un ventilador de aspiración. El sensor de medición de la temperatura 7 está conectado con un microprocesador 8, que sirve para el control de la instalación de aire acondicionado. El regulador completo está dispuesto, por ejemplo, detrás de una pantalla frontal 9 del aparato de mando de la instalación de calefacción y de aire acondicionado, presentando la pantalla frontal 9 una abertura 10, a través de la cual es aspirado el aire desde el espacio interior del automóvil.

En la figura 4 se representa un circuito de activación para el motor de corriente continua conmutado eléctricamente. El circuito de activación alimenta el arrollamiento de accionamiento W1 del motor de corriente continua con una tensión que varía en el tiempo. Para la generación de esta tensión se necesita un arrollamiento adicional W2. A través de la aplicación de una tensión en el arrollamiento de accionamiento W1 se pone éste en funcionamiento. De esta manera, se induce en el arrollamiento auxiliar W2 una tensión que genera ahora a través del circuito representado con transistores T, resistencias R y condensadores C de una manera conocida en sí la tensión que varía con la rotación del motor en el arrollamiento de accionamiento W1. Un circuito correspondiente se emplea, por ejemplo, para el funcionamiento de un soplante de sensor S 2000 de la Firma Pabs-Motoren GMBH, Sankt Georgen. El circuito representado conocido en sí está conectado, según la invención, con el comparador 5 a través de un conmutador inteligente 11, que puede interrumpir la tensión en el arrollamiento de accionamiento del motor durante corto espacio de tiempo para la generación de un impulso de arranque.

Claims (14)

1. Regulador para aparatos de calefacción y de aire acondicionado en automóviles con un ventilador de aspiración accionado por un motor de corriente continua (1) conmutado eléctricamente, en cuya corriente de aire de aspiración está dispuesto un sensor de medición (7) de la temperatura, así como con una electrónica de activación (2) que alimenta el motor de corriente continua (1), que genera una tensión de arranque para el motor de corriente continua (1) así como una tensión que varía de forma periódica en un arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua (1), presentando el regulador medios de medición (3, 4), que se pueden conectar con la electrónica de activación (2) y/o con el arrollamiento de accionamiento del motor (1), para la determinación de un valor de medición, que es proporcional a una frecuencia de la tensión periódica en el arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua (1), caracterizado porque si se aplica una tensión constantemente en el arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua (1), se determina en un primer intervalo de tiempo \Deltat1 un primer valor de medición, que es proporcional a la frecuencia f1 de la tensión en el intervalo de tiempo \Deltat1, y se determina en un intervalo de tiempo \Deltat2 siguiente un segundo valor de medición, que es proporcional a la frecuencia f2 de la tensión en el intervalo de tiempo \Deltat2.

2. Regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque para la generación de la tensión de arranque, se interrumpe la tensión que varía periódicamente en el arrollamiento de accionamiento durante corto espacio de tiempo en un intervalo de tiempo \Deltat_{Pausa} o se mantiene en un nivel constante de la tensión.

3. Regulador según la reivindicación 2, caracterizado porque el primer intervalo de tiempo \Deltat1 se conecta directamente a un intervalo de tiempo \Deltat_{Pausa} con tensión interrumpida o mantenida a un nivel constante.

4. Regulador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tensión en el arrollamiento de accionamiento se interrumpe a intervalos regulares durante corto espacio de tiempo o se mantiene a un nivel constante de la tensión.

5. Regulador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está presente un comparador (5) para la comparación de las frecuencias f1 y f2.

6. Regulador según la reivindicación 5, caracterizado porque la señal de salida del comparador (5) es alimentada al circuito de activación (2) y en función de la señal de salida del comparador (5) se puede generar una tensión de arranque a través del circuito de activación.

7. Regulador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se trata de un motor de corriente continua (1) con sensor muy integrado.

8. Regulador según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se trata de un motor de corriente continua (1), que presenta, además del arrollamiento de accionamiento, un arrollamiento auxiliar, que está conectado con la electrónica de activación.

9. Regulador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los primeros y segundos valores de medición, respectivamente, son inversamente proporcionales a la frecuencia f1 y f2, respectivamente.

10. Procedimiento para el funcionamiento de un motor de corriente continua (1) conmutado eléctricamente, en el que el motor de corriente continua (1) es alimentado con una tensión que varía periódicamente y la variación periódica de la tensión es desconectada durante corto espacio de tiempo por secciones, caracterizado porque si se aplica una tensión constantemente en el arrollamiento de accionamiento del motor de corriente continua (1), se determina en un primer intervalo de tiempo \Deltat1 un primer valor de medición, que es proporcional a la frecuencia f1 de la tensión en el intervalo de tiempo \Deltat1, y se determina en un intervalo de tiempo \Deltat2 siguiente un segundo valor de medición, que es proporcional a la frecuencia f2 de la tensión en el intervalo de tiempo \Deltat2.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los primeros y segundos valores de medición, que son proporcionales a las frecuencias f1 y f2, son comparados entre sí.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque a partir de al menos uno de los valores de medición, que son proporcionales a las frecuencias f1 y f2, respectivamente, se determina el número de revoluciones del motor de corriente continua.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el primero y el segundo valor de medición, respectivamente, son inversamente proporcionales a la frecuencia f1 y f2, respectivamente.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la variación periódica de la tensión es interrumpida durante corto espacio de tiempo, cuando el segundo valor de medición proporcional a la frecuencia f2 es menor o igual al primer valor de medición proporcional a la frecuencia f1.