CS204980B2 - Facility for automatic control of the heated glasses - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení к automatickému ovládání vyhřívacích skel elektrickým způsobem tak, že se automaticky uchovává schopnost výhledu z čelního skla vozidla a automaticky dochází к odstranění povlaku srážené páry a námrazy nebo ledu, které by se mohly tvořit na povrchu skla.

Je známo, že se užívá zahřívacích lunet, umístěných na vnitřním povrchu čelního skla při použití elektrické mřížky, která je poměrně levná a která sestává z vodivé vrstvy, vtlačené do povrchu skla, přičemž popřípadě je tato vrstva zesílena dalším ukládáním vrstev mědi a niklu chemickou nebo elektrickou cestou.

Při zahřívání skla se spotřebovává proud o 100 až 150 watech, což je příčinou toho, že by se vyplatilo automatizovat toto vyhřívání. V případě, že se vyhřívání ovládá ručně nebo že dochází při dostatečném zahřátí skla ke vzniku světelného signálu, dochází často к tomu, že pozornost řidiče je soustředěna na řízení a topení a vypíná s velkým zpožděním.

Použití časovaného relé tento nedostatek snižuje, je však stále ještě nedokonalým řešením, protože relé musí být nastaveno na poněkud další dobu, než je ve skutečnosti nutno. Bylo by proto výhodné ovládat vyhřívání pomocí detektoru vlhkosti nebo ná2 mrazy, kde so к tomuto účelu užívá detektoru sražené páry, který sestává ze systému elektrod, uložených na vnitřní straně čelního skla, tady na stejném místě jako vyhrívací mřížka. Takovéto zařízení je velmi ekonomické, dovoluje totiž zvýšit účinnost vyhřívání a přitom vyhřívání zastavit, není-li ho již zapotřebí.

Tímto způsobem je možno zajistit dobrou viditelnčst na všech sklech nebo na zvoleném úseku, protože zařízení zapne vyhřívání při vzniku orosení. Toto platí v plné míře pouza potud, pokud teplota vnitřní plochy čelního skla je pod rosným bodem vnitřní atmosféry vozidla, to znamená, že je zapotřebí tuto viditelnost nastavit nejen pro období vlhka a zároveň chladna, ale také v případě, že sněží nebo že se tvoří námraza na zevní části skla. Za zvláštních atmosférických podmínek může docházet к tomu, že svrchu uvedené zařízení není dostatečné; Jde například o případ, že vozidlo zastaví na delší dobu na volném ovzduší v zimě, takže jeho zevní povrch se pokryje sněhem nebo ledem včetně zevního povrchu čelního skla, kdežto vnitřní povrch skel zůstane suchý. Pak je nutné, aby přítomnost lidí ve voze zvýšila rosný bod, čímž dojde ke tvorbě povlaku snažené páry v oblasti detektoru a detektor spustí topení. Totéž platí pro pří204980 pad, že jde o námrazu, v tomto případě je detektor nedostatečný i v případě, že je námraza ve vnitřní ploše skla.

Předmětem vynálezu . je zařízení . k automatickému ovládání vyhřívaných skel vozidla, vyznačující se tím, že sestává ze dvou detektorů, citlivých na místní 'atmosférické podmínky, přičemž hlavní detektor (H) pro povlak sražené páry je uložen na vnitřním povrchu skla a pomocný detektor je uložen uvnitř vozidla.

Svrchu uvedené nevýhody, . spojené s chladným počasím, způsobují, že není možno spojit funkci detektoru vlhkosti s automatickým ovládáním ohřívání, protože uplyne určité časové období před jeho nástupem do funkce. Pomocný detektor má takovou funkci, že jeho zapnutí není vázáno na tvorbu vodivé vrstvy na vnitřní ploše skla. Ve skutečnosti existují uvnitř vozidla, a to s výhodou před vstupem osob do· oblasti, které nespadají pod přímý vliv vyhřívacího zařízení a v nichž jsou podmínky obdobné podmínkám v blízkosti vyhřívacích lunet. Těchto podmínek je možno užít ke zlepšení funkce vyhřívacího zařízení.

Je tedy možno využít toho, že teplota ve vozidle je před vstupem osob ' blízká teplotě, která se měří v bezprostřední blízkosti vyhřívacích lunet, což .mimoto znamená, že obvykle existuje na zadní straně čelního· skla oblast, kde se povlak sražené · ' páry při . chladném počasí tvoří nejrychleji.

Podle prvního provedení vynálezu může pomocný detektor být představován detektorem povlaku sražené páry, který je uložen za vodičem, ve spodním. rohu čelního . skla, kam již nedosahuje vliv zařízení, které vhání teplý vzduch při vyhřívání vozidla. Tento detektor může být tvořen stejně jako hlavní detektor nanesením amalgamu stříbra. Toto · řešení j-e výhodné zejména v tom případě, když čelní sklo je opatřeno vtlačenou . anténou, která je rovněž uložena na vnitřní straně tohoto· skla.

Je rovněž · možno využít skutečnosti, že teplota . vnitřní · plochy skla a teplota prostoru pro cestující se vyvíjí obdobným způsobem· v okamžiku, · kdy do. vozidla vstoupí osoba.

Podle druhého provedení vynálezu je pomocný detektor výlučně citlivý na teplotu ve · zvolené zóně vozidla v · · blízkosti · vyhřívacích· · lunet nebo s výhodou za přístrojovou deskou. V této· oblasti jsou místa dostatečně chlazená zevní atmosférou, zvláště při pohybu · vozidla, takže jejich teplota se pohybuje mezi teplotou zevního · ovzduší a teplotou, která se postupně vyvíjí uvnitř prostoru pro osoby. S · výhodou je pomocný detektor na ovládacím · panelu přístroje podle vynálezu podél zevní stěny karosérie. Tento detektor začíná fungovat při teplotě 0 · °C. Přesná hodnota této teploty závisí na struktuře· vozidla a je možno ji stanovit pokusně.

Detektor tohoto typu ovlivňuje vyhřívání skla při jakékoli vlhkosti ovzduší. Zkušenost ukazuje, že pokud je zevní teplota nižší než °C, dochází při přítomnosti řidiče ve vozidle. téměř nevyhnutelně k tvorbě povlaku páry nebo k tvorbě námrazy. To· znamená, že je nutno sklo· vyhřívat. Na druhé straně není detektor ve funkci příliš dlouho, protože jeho· funkce je přerušena postupným zvyšováním teploty ve vozidle. Signál pro zapnutí vytápění je přiřazen . vedleším · vedením k hlavnímu kontaktu.

Při provádění této druhé varianty je možno užít různých typů detektorů· teploty. Pro jednoduchost může detektor teploty být tvořen jednoduchým termostatickým kontaktem, ovládaným například bimetalickou destičkou, která vytvoří kontakt při teplotě nižší než 0°C, přičemž detektor je zařazen do série s hlavním detektorem. Každý z obou detektorů j-e s výhodou uložen mezi vstupní svorkou zesilovače, který sestává z klopného obvodu s dvěma prahy, jehož výstup ovládá relé, umístěné při vstupu do· vyhřívacího zařízení. Jiným způsobem je možno uvést vynález do· praxe tak, že se využije odporů ovládaných · teplem, · z nichž se signál spojí se signálem přicházejícím z detektoru vlhkosti, přičemž intenzity se sčítají nebo se s výhodou násobí.

Předností vynálezu budou vyloženy dvěma výhodnými příklady provedení, v nichž pomocným detektorem je detektor teploty, uložený uvnitř prostoru pro osoby, avšak v blízkosti stěny, na níž působí zevní podmínky. Tyto dva příklady jsou v souvislosti' s přiloženými výkresy.

Na obr. 1 jsou znázorněny variace · charakteristik detektoru vlhkosti jako funkce teploty.

Na obr. 2 je schéma zapojení řídicí . jednotky, opatřené bimetalickou destičkou, která je zařazena v sérii s hlavním detektorem.

Na obr. 3 je znázorněno schéma zapojení přístroje pro ovládání vyhřívání skla, v němž pomocný detektor je tvořen dvěma termistory, jejichž signál opravuje signál z hlavního detektoru.

Na obr. 4 jsou znázorněny vlastnosti detektoru teploty při použití dvou termistorů běžně dodávaného typu.

Je jasné, že důvod, proč se mění citlivost detektoru H, spočívá v tom, že vodivost vrstvy povlaku páry se snižuje při snižující se teplotě, protože se pára mění v námrazu.

Obr. 1 pomocí křivky H znázorňuje zvýšení odporu detektoru, který je zcela pokryt vrstvou vody dané tloušťky při postupném snižování teploty skla.

Při uvádění vyhřívacího zařízení do funkce tedy dochází k nežádoucímu odkladu v případě, že teplota je příliš nízká a tím vzniká snížená · viditelnost sklem. Mimoto může dojít i k tomu, že povlak na detektoru může být jen částečný.

Z křivky H je zřejmé, že tyto rozdíly jsou příliš velké, aby bylo možno použít jediného detektoru při běžných teplotách a při teplotách velmi nízkých.

Na obr. 2 je znázorněno· sklo 1, opatřené vyhřívací mřížkou známého typu, která je ze stříbra, vtlačeného do povrchu skla, přičemž sklo je uspořádáno tak, že vrstva stříbra je pokryta vrstvou mědi a tato vrstva je ještě chráněna vrstvou niklu. Mřížka je tvořena pruhy 2, které jsou uspořádány rovnoběžně mezi dvěma kolektory 3, 4, které jsou po stranách skla 1. Po jejich spojení s karosérií jsou kolektory 3, 4 částečně překryty spojením mezi karosérií a sklem 1.

Detektor vlhkosti H, který je hlavním detektorem, je· umístěn například ve spodní části skla 1 na jeho pravé straně. Může mít například formu proužku, který se vyrábí zároveň s vyhřívací mřížkou, nebo· hřebínku, jehož zuby jsou od sebe vzdáleny 0,3 až 0,4 mm, přičemž celková délka je řádu 150 milimetrů. Je možno· jej provést v jednom kuse -s mřížkou a uložit jej přímo na sklo- 1. Detektor tohoto typu má pak -oblast působnosti v rozmezí -odporu 104 _až 10⁷ ohmů při proudech několika mikroampér, takže není zranitelný elektrolytickými pochody.

Jedna z elektrod detektoru H je spojena přímo s vyhřívací mřížkou, -obvykle na kolektoru 3, druhá elektroda je spojena s -oddělenou svorkou 5.

Napájecí svorka 6 kolektoru 3 je uložena tak, že je spojena s negativním pólem elektrického okruhu vozidla; tento -okruh je schematicky znázorněn baterií 7. Svorka 8 kolektoru 4 je -spojena s napájecí svorkou 9‘ ovládacího panelu 10, který je schematizován přerušovanou čarou prostřednictvím svorky 8‘ a kontaktu na relé automatické ovládací jednotky S. Vyhřívací zařízení je takto napájeno stálým napětím 12 - V přes kontakt 9.

Ovládací panel 10, uložený na zevním plechu karosérie za přístrojovou - deskou, je spojen svorkou 5‘ na -svorku 5 detektoru H. Sestává v podstatě z prvního- tranzistoru 11 připojeného v bodě 12 na svorku 5‘, to znamená k -detektoru H, který představuje jeho vstupní -impedanci.

Tranzistor 11 je připojen tak, že dochází k transpozici impedance. Zesilovací stupeň je tvořen tranzistorem 13, který -ovládá klopný obvod s dvěma úrovněmi a -dvěma tranzistory 14, 15. Napěťový stupeň je tvořen tranzistorem 16, který je v napájecím -okruhu relé S spolu -s -diodou 17.

Pomocný detektor T podle vynálezu je tvořen kontaktem s bimetalickou - destičkou, který je v chodu při teplotě nižší než 0 °C. Detektor T je uložen uvnitř -ovládacího panelu a je zařazen v -sérii s hlavním . -detektorem H na svorce 5‘ při vstupu -tranzistoru 11.

Kontakt s je tedy uzavřen pomocí relé S pokaždé, kdy jeden ze dvou detektorů Η, T, zapojených do série, se -stane vodivým, toznamená v případech, že buď dojde k vytvoření povlaku páry na vnitřní ploše skla 1 z jakéhokoli -důvodu, nebo v případě, že teplota v chladných oblastech prostoru pro osoby je -dostatečně nízká, to znamená v -období sněžení nebo tání.

Nia obr. - 3 je znázorněno jiné provedení vynálezu. Jde -o- sklo 21, které je obdobné svrchu uvedenému sklu a je také opatřeno vyhřívací mřížkou 22 -a hlavním -detektorem, uloženým na - - povrch skla. Mřížka 22 je tvořena odporovými pruhy, napájenými dvěma kolektory a - opatřenými spojovacími -svorkami 23, 24. Detektor vlhkosti H, uložený na horní části -skla, je opatřen dvěma spojovacími svorkami 25, 26. Svorka 23 mřížky 22 je spojena s baterií 27. Svorka 24 je spojena s tavnou vložkou 28 na výstupu kontaktu 29 přes svorku 24‘ a kontakt -s relé S.

Ovládací panel 30 je uložen v prostoru pro motor.

Dvě svorky 25, 26 detektoru II jsou spojeny s dvěma svorkami vstupu 25‘, 26‘, s - nimiž je spojen -zkratový -odpor R řádu maximálního odporu detektoru II, například 1 megaohm.

Svorka 25‘ je napájena přes kondenzátor 31 generátorem sínusoidního proudu, který je představován tranzistorem 32, zapojenýmv oscilačním okruhu klasického typu. Tento okruh, který je do -obrázku -nanesen bez detailního popisu, vysílá - střídavý signál -o napětí 1 V s frekvencí 100 Hz.

Svorka 26‘ je spojena přes odpor 33 v bodě - 34 na vodič napětí dě 34 ' na dělič napětí, který je představován dvěma -odpory 35, 36. Střední napětí je 6 V. Toto- zapojení dovoluje napájet -detektor H při střídavém proudu poměrně nízkých - hodnot, čímž je vyloučeno zničení detektoru H za velmi nepříznvých povětrnostních podmínek.

Panel 30 zahrnuje také zesilovač, usměrňovač, klopný -obvod s dvěma prahy a napěťový stupeň.

Zesilovač sestává z integrovaného -okruhu 37 běžného typu. Jeho kladný pól je spojen se svorkou 2S‘ a dostává tedy -střídavý signál, jehož amplituda je nepřímo úměrná odporu hlavního detektoru.

Usměrňovači -stupeň je představován diodou 38 napájenou okruhem RC, tvořený kondenzátorem 39 a - odporem 40.

Klopný obvod využívá integrovaného obvodu 41 stejné povahy jako- zesilovač 37. Jeho záporný pól dostává analogicky usměrněný -signál a kladný pól napětí, měřené mezi odporem 42 a odporem 43. Tímto způsobem. se klopný obvod zapojí v -případě, že napětí na záporném pólu dosáhne hodnoty

V a vypne se po poklesu napětí pod 1 V. Hodnota mezi odpory 44, 45 dovoluje řídit rozpětí mezi oběma prahy.

Okruh 41 napájí tedy napěťový stupeň představovaný tranzistorem 46 v napájecím okruhu relé S. Tranzistor 46 je chráněn diodou 47.

Podle vynálezu řídicí -okruh sestává ze sekundárního -detektoru T, který je tvořen v jednom z výhodných provedení dvěma termistory TI a T2 v sérii, při výstupu zesilovače 37, přičemž intermediární svorka 48 napájí záporný pól, čímž se koriguje zesílení.

Termistor Tl je odporem s negativním teplotním koeficientem. Termistor T2 je odporem s pozitivním teplotním koeficientem.

Jestliže naměřená teplota je rovna 0, tl a t2 jsou odpory na termistorech Tl, T2 při této teplotě, je napětí na svorce 48 úměrné poměru t2/tl a celkové zesílení G zesilovače se sníží v poměru tl/t2.

Na cbr. 4 je znázorněna změna charakteristiky pomocného detektoru T při použití dvou termistorů.

Křivka Tl znamená změny odporu termistoru typu К 11 — ТОО К, Křivka T2 změny odporu termistoru typu P 270.C11. Křivka G znázorňuje snížení zesílení při. zvyšování teploty. Při použití jediného termistoru není možno dosáhnout tak zřetelného výsledku.

Tak dlouho, dokud teplota uvnitř vozidla je nízká, dovoluje volba zesilovače kompenzovat přítomnost pomocného detektoru T a signál dodávaný hlavním detektorem H je více zesilován, což kompenzuje ztrátu citlivosti, která nastává tím, že na vnitřní straně skla se tvoří námraza.

Na druhé straně přítomnost zkratového odporu R umožňuje, že přístroj zapne zahřívání 1 bez povlaku páry nebo námrazy, pokud teplota, zjištěná pomocným detektorem T, je nižší než 0°C. Na obr. 1 ukazuje křivka г při téže tloušťce povlaku změnu celkového odporu mezi svorkami 25‘, 2B‘.

Přístroj má tedy následující funkci:

1. Běžné teploty — vozidlo stojí, kontakt 29 je přerušen, přístroj není zapojen, — řidič je přítomen ve vozidle, kontakt se spojí, — tvorba povlaku páry (B = 10⁴ ohmu):

zesilovač 37 je napájen dostatečným napětím a deblokuje tranzistor 46, relé S se budí, uzavře kontakt s a zapojí topení, — povlak páry zmizí (R = 10⁵ ohmu): klopný obvod 41 blokuje tranzistor 46 a odpojí topení.

2. Tvorba námrazy

Pokles teploty u pomocného detektoru T postupně mění citlivost hlavního detektoru II, cdpor je pak vyšší než 5 x 10⁵ ohmu a G je vyšší než 500.

3. Vozfdlo stojí delší dobu při velmi nízké teplotě.

Kontakt 29 je spojen, existence zkratového odporu R je dostatečná к zapojení vyhřívání pomocí lunet, avšak postupné zvyšování teploty uvnitř vozidla Chodem motoru postupně snižuje amplitudu signálu dodávaného pomocným detektorem T. Jakmile teploto v chladňých oblastech prostoru pro cestující převýší dostatečně teplotu 0 °C, přeruší se topení, pokud na skle ještě není povlak páry nebo námrazy, zjistitelné hlavním detektorem H.

Funkce je tedy analogická jako v předchozím příkladu.

Je zřejmé, že je možno uskutečnit celou řadu zapojení, jak již bylo prokázáno oběma příklady. Je například možné termometrický kontakt zapojit do série s hlavním okruhem, přímo do napájecího okruhu vyhřívacího zařízení. Nebylo by to však výhodné, protože by toto zařízení mělo příliš velké rozměry. Mimoto je zařízení podle vynálezu nezávislé na typu vyhřívaného skla. Tyto typy jsou známy a určitého typu bylo užito pouze к osvětlení vynálezu.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT .1. Zařízení к automatickému ovládání vyhřívaných skel voz dla, vyznačující se tím, že sestává ze dvou detektorů, citlivých na místní atmosférické podmínky, přičemž hlavní detektor (H) pro povlak sražené páry je uložen na vnitřním povrchu skla (1) a pomocný detektor (T) je uložen uvnitř vozidla.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že pomocný detektor (T) je termometrický detektor.
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že pomocným detektorem (T) je termostatický kontakt, ovládaný bimetalickou destičkou.

   VYNALEZ l)
4. 4. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že pomocným detektorem (T) je termistor nebo termistory (Tl, T2).
5. 5. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že pomocný detektor (T) je tvořen okruhem se zápornou zpětnou vazbou, zapojeným mezi termistor (Tl) s negativním teplotním koeficientem a termistor (T2) s pozitivním teplotním koeficientem.
6. 6. Zařízení podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že pomocný detektor (T) je uložen na ovládacím panelu (10) podél zevní stěny karosérie.