DE2036917A1

DE2036917A1 - Elektrisches System, vorzugsweise zur Versorgung einer Hilfsheizung und weiterer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2036917A1
Application number: DE19702036917
Authority: DE
Inventors: Öle Knstian Barrington Hills 111 Nüssen (V St A ) M
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1969-07-24
Filing date: 1970-07-24
Publication date: 1971-06-03
Also published as: GB1264735A; FR2055550A5; US3585358A; DE2036917B2; CA938701A; SE357704B

Description

Elektrisches System, vorzugsweise zur Versorgung einer Hilfsheizung und weiterer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein elektrisches System, vorzugsweise zur Versorgung einer Hilfsheizung und weiterer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug mit einem ersten Generator zur Erzeugung einer ersten Wechselspannung, deren Polarität von einer ersten .'Jteuerspannung abhängt, und welche wahlweise über einen Gleichrichter an die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeuges annc.hlieasbar und zur Wärmeerzeugung an ein Widerstandsheizelement anlegbar ist. -

Kraftfahrzeuge mit einem flüssigkeitsgekühlten Motor sind in der- riegel mit einem konventionellen Heizsystem ausgerüstet, da« einen Radiator umfasst, um die v/ärme vom Kühlmittel des Motors auf die umgebende Luft zu übertragen, die dann mit Hilfe

Ks/Vi eines

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eines Ventilators über das Heizleitungssystem in die Passagierkabine einerseits und an die Windscheiben andererseits transportiert wird. Bei diesem üblichen Heizungssystem wird bei kalter Aussentemperatur eine verhältnismässig lange'Zeit benötigt, bis nach dem Start der Maschine das Kühlmittel sich so weit erwärmt hat, dass es eine ausreichende Wärmemenge über den Radiator abgeben kann. Während dieser Zeit müssen die Passagiere die niedere Temperatur in der Fahrkabine ertragen, und ausserdem kann durch eine Eisbildung an den Windschutzscheiben die Sicht des Fahrers erheblich beeinträchtigt werden.

fe Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist es bereits bekannt, ein zweites Heizungssystem oder ein Hilfs-Heizungssystem zur schnellen Aufheizung im Kraftfahrzeug vorzusehen, das die Wärmeversorgung während der Anfangszeit unmittelbar nach dem Starb der Maschine bis zu dem Zeitpunkt übernimmt, zu welchem das konventionelle Heizungssystem voll wirksam ist. Bei diesen bekannten Heizungssystemen sind Widerstandsheizelemente vorgesehen, die mit der von einem Generator des Fahrzeugs gelieferten elektrischen Energie gespeist werden, und welche in der Nähe des Ventilators im herkömmlichen Heizungssystem derart angeordnet sind, dass die in der Umgebung der Heizelemente erwärmte Luft vom Ventilator in die Fahrkabine transportiert wird. Um eine ausreichend rasche Erwärmung der Fahrgastkabine

W einerseits zu gewährleisten und gleichzeitig die Windschutzscheiben einwandfrei zu enteisen, muss an die Heizelemente ein beträchtlicher Energiebetrag während der Betriebszeit des Hilfs-Heizungssystems angelegt werden. Bei bekannten Hilfs-Heizungssystemen dieser Art sind Umschalter vorhanden, welche mit Hilfe eines Steuerrelais die Heizelemente an den Generator anschliessen. Die Schaltkontakte sind wegen des grossen Strombedarfs verhältnismässig stark beansprucht und werden durch Lichtbogenerscheinungen sehr stark abgenutzt, so dass sie verhältnismässig oft erneuert werden müssen. Überdies ist der Platzbedarf für das dchaltrelais und dessen Steuermechanismus

- 2 - verhältnismässig

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verhältnismässig gross. Die starke Abnutzung der Schaltkontakte stellt somit einen erheblichen Nachteil, insbesondere bezüglich der Zuverlässigkeit und der Langlebigkeit der Hilfs-Heizungsanlage dar. Ferner sind die herkömmlichen, in Kraftfahrzeugen verwendeten Generatoren nicht genügend stark dimensioniert, um die verhältnismässig hohe zusätzliche elektrische Energie für die Heizelemente des Zusatzsystems zu liefern, so dass die Erwärmung der Fahrgastkabine bzw. die Enteisung der Windschutzscheiben nicht in der gewünschten kurzen Zeit erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches System zu schaffen, mit dem vorzugsweise eine Hilfsheizung und weitere Verbraucher in einem Kraftfahrzeug mit elektrischer Energie versorgt werden können, wobei eine ausreichend hohe elektrische Energie entweder an die Hilfsheizung oder die übrigen Verbraucher ohne die Benutzung von Umschaltkontakten angelegt werden kann. Dabei soll die für die Hilfsheizung zur Verfügung gestellte Energie ausreichend gross sein, um eine kurzfristige Aufwärmung der Fahrgastkabine bzw. ein kurzfristiges Abtauen von Windschutzscheiben vornehmen zu können.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten elektrischen System wirddiese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein zweiter Generator mechanisch mit dem ersten Generator gekoppelt sowie synchron angetrieben ist und eine zweite Wechselspannung mit einer von einer zweiten Steuerspannung abhängigen Polarität liefert, dass eine Schalteranordnung in einer ersten Schaltlage die Steuerspannungen an den ersten und zweiten Generator mit gleicher Polarität anlegt und dadurch eine im wesentlichen nur an die weiteren Verbraucher angelegte erste und zweite Wechselspannung gleicher Phasenlage bewirkt, und dass in einer zweiten Schaltlage der Sehalteranordnung die Steuerspannungen mit entgegengesetzter Polarität an den ersten und zweiten Generator anlegbar sind, wodurch eine im wesentlichen nur an die Hilfsheizung .anlegbare erste und zweite Wechselspannung unterschiedlicher Phase erzeugbar ist.

*.-■■- ■ " - 3 - Weitere

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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteran-Sprüchen.

Die Erfindung wird in vorteilhafter Welse für ein Hilfs-. Heizungssystem von Kraftfahrzeugen verwendet, das zusätzliche Heizelemente umfasst. Diese als Widerstandsverbraucher aufgebauten Heizelemente sind in der Nähe des Ventilators des konventionellen Heizungssystems angeordnet, so dass, wenn eine rasche Erwärmung der Kraftfahrzeugkabine gewünscht wird, diese Heizelemente mit der von der Generatorvorrichtung gelieferten elektrischen Leistung beaufschlagt werden. Die Generatorvorrichtung umfasst zwei rotierende Feldrotoren, die mechanisch miteinander gekoppelt sind, so dass sie phasensynchron umlaufen. Eine Schalteranordnung legt in einer ersten Schaltlage

ψ eine Steuerspannung derart an die Feldwicklungen an, dass sie mit gleicher Polarität wirksam ist, so dass die von den beiden Generatoren gelieferte Ausgangsspannung phasengleich ist. In einer zweiten Schaltlage der Schalteranordnung sind die Feldwicklungen derart geschaltet, dass die an den Feldwicklungen wirksame Steuerspannung mit entgegengesetzter Polarität anliegt, so dass die von den Generatoren erzeugte Ausgangsspannung um 180° gegeneinander phasenverschoben ist. Die Ausgangsspannung des einen Generators liegt zwischen dem einen Ende des Widerstandsheizelementes und einem Bezugspotential, wogegen die Ausgangsspannung des anderen Generators zwischen dem anderen Ende des Widerstandsheizelementes und dem Bezugspoten-

* tial liegt. Das Widerstandsheizelement besitzt eine Mittelanzapfung, welche über die weiteren Verbraucher des Kraftfahrzeugs mit dem Bezugspotential verbunden ist. Wenn somit die Ausgangsspannungen der Generatoren phasengleich-sind, wird nur eine geringe elektrische Energie an das Heizelement angelegt,' wogegen ein wesentlicher Anteil der Energie über die Mittelan-■ zapfung für die übrigen Verbraucher des Kraftfahrzeugs zur Ver-'fügung steht. Wenn dagegen die Ausgangsspannungen der Generatoren gleiche Amplitude besitzen, jedoch um 180° gegeneinander • phasenverdreht sind, liegt praktisch keine Spannung an der Mittelanzapfung an, so dass die gesamte Wechselspannung an dem-■Widerstandsheizelement abfällt und die für eine rasche Srwär-^· mung gewünschte Wärmeenergie liefert.

- 4 - Weitere

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nach*- folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung hervor. Es zeigen:

Fig. 1 ein Hilfs-Heizungssystem gemäss der Erfindung;

Fig. 2 den Spannungsverlauf an den Enden und an einer Mittelanzapfung eines Heizelementes bei einem Betrieb des Hilfs-Heizungssystems mit normaler Phasenlage;

Fig. 5 den Spannungsverlauf an den Enden und an einer Mittelanzapfung eines Heizelementes bei einem Betrieb des Hilfs-Heizungssystems mit ungleicher Phasenlage.

Die nachfolgend beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt eine schnell wirkende Heizquelle dar, welche zusammen mit dem konventionellen, einen Radiator und Ventilator umfassenden Heizungssystem für Kraftfahrzeuge mit Flüssigkeitskühlung Verwendung findet. Das Schnellheizsystem wird hauptsächlich in der Zeit "zwischen dem Start des Motors und der vollen Wirksamkeit des herkömmlichen Heizungssystems verwendet.

■ ■ ■ ■ ♦ . ' ■ . G-emäss Fig. 1 ist der Rotor eines Wechselstromgenerators 12 mit einer Feldwicklung 10 versehen. Das eine Wicklungsende 1-3 ist über eine Schleifring- und Schleifbürstenanordnung mit dem Kontaktarm 14- eines Schalters 16 verbunden, wogegen das andere Wicklungsende 17 mit einem Kontakt 18 eines Schalters 20 und dem einen Wicklungsende 100 einer Feldwicklung 22 eines Synchron-G-enerators 24 verbunden ist. Das andere Wicklungsende 102 der Feldwicklung 22 liegt an einem Bezugspotential, vorzugsweise Masse. Der Strom für die Feldwicklungen 10 und 22 wird von einer Batterie 28 geliefert. Der Generator 12 besitzt drei Statorwicklungen 30, 32 und 34, die in den Punkten 36, 38 und 40 in Dreieckschaltung miteinander verbunden sind.

Die Statorwicklungen werden von dem Magnetfluss der sich drehenden Feldwicklung 10 in bekannter Weise beeinflusst und erzeugen an den drei Verbindungspunkten 36, 37, 38 ein Dreiphasen-

- 5 - Wechselstrompotential

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MlllP-387 Wechselstrompotential.

In entsprechender Weise ist die Feldwicklung 22 am Rotor des Synchron-Generators 24 vorgesehen, der z.B. über eine Welle vom Wechselstromgenerator 12 derart angetrieben wird, dass die Feldwicklungen 10 und 22 synchron miteinander umlaufen. Die Statorwicklungen 41, 42 und 44 des Synchron-Generators 24 sind in den Verbindungspunkten 46, 48 und 50 zu einer Dreieckschaltung verbunden. Die Statorwicklungen werden von dem Magnetfluss der Feldwicklung 22 derart beeinflusst, dass sie an den Verbindungspunkten 46, 48 und'50 eine Dreiphasen-Wechselspannung erzeugen, die phasenstarr bzw. phasensynchron mit der Spannung an den Verbindungspunkten 36, 38 und 40 des Wechselstromgenerators 12 aufgrund der mechanischen Kopplung der Feldwicklungen 10 und 22 umläuft. Die Generatoren sind derart ausgelegt, dass sie Spannungen gleicher Amplitude abgeben.

Der Heizkörper 52 umfasst drei jeweils mit einer Mittelanzapfung 72, 74 und 76 versehene Heizelemente 54, 56 und 58, die in der Nähe des Ventilators des herkömmlichen Heizungssystems angeordnet sind, so dass die von dem Heizkörper erwärmte Luft vom Ventilator in den Fahrkabinenraum des Kraftfahrzeugs befördert wird. Die Anschlussklemme 60 des einen Heizelementes 54- ist mit dem Verbindungspunkt 38 des Wechselstromgenerators 12 verbunden, während die Anschlussklemme 62 desselben Heizelementes mit dem entsprechenden Verbindungspunkt 48 des Synchron-Generators 24 in Verbindung steht. In entsprechender Weise ist die Anschlussklemme 64 des Heizelementes 56 mit dem Verbindungspunkt 36 des Wechselstromgenerators 12 und die Anschlussklemme 66 desselben Heizelementes mit dem Verbindungspunkt 46 des Synchron-Generators 24 verbunden. Ferner steht die Anschlussklemme 68 des Heizelementes 58 mit dem Verbindungspunkt 40 am Wechselstromgenerator 12 und die Anschlussklemme 70 mit dem Verbindungspunkt 50 am Synchron-Generator 24 in Verbindung. Die Mittelanzapfungen 72, 74 und 76 der Heizelemente 54-, 56

- 6 - " ' . und

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und 58 sind an einen Dreiphasen-Gleichrichter 78 angeschlossen, der in herkömmlicher Weise aufgebaut sein kann und zwischen der Klemme 80 und dem Bezugspotential bzw. Masse die Ausgangsgleichspannung liefert.

Eine Klemme 81 eines Spannungsreglers 82 ist mit der Klemme 80 des Dreiphasen-Gleichrichters 78 verbunden, wogegen eine weitere Klemme 83 des Spannungsreglers mit dem Kontakt 88 des Schalters 16 in Verbindung steht. Der Spannungsregler kann die Ausgangsgleichspannung feststellen und den Feldstrom in den Feldwicklungen 10 und 22 zur Begrenzung der Ausgangsspannungen der Generatoren derart einstellen, dass keine Überspannung weder an die Batterie 28, die zwischen der Klemme 80 und Masse liegt, noch an die parallel zur Batterie geschalteten Gleichstromlasten angelegt wird, welche das Zündsystem, den Radiator, die Klimaanlage und weitere elektrische Einrichtungen des Kraftfahrzeugs umfassen können.

Die Schalteranordnung 84· umfasst die Schalter 16 und 20. Der Kontaktarm des Schalters 16 liegt entweder am Kontakt 86, der mit Masse verbunden ist, oder am Kontakt 88, der mit der Klemme 83 des Spannungsreglers 82 in Verbindung" steht. Der Schalter 20 umfasst den Kontakt 18 sowie einen Schaltarm 90, der mit der positiven Klemme 91 der Batterie 28 in Verbindung steht. In der Schaltanordnung 84 ist ferner ein Elektromagnet 92 vorgesehen, der mit einem temperaturempfindlichen Bimetallschalter 94 und der Batterie 98 in Serie geschaltet ist. Der Elektromagnet 92 wird durch das Schliessen des Bimetallschalters 94 erregt und betätigt gleichzeitig die Kontaktarme 14 und 90» wobei diese aus der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage in die gestrichelt dargestellte Arbeitslage gebracht werden.

Im Betrieb, wird der in Ruhelage offene Bimetallschalter ,94 geschlossen und die Kontaktarme 14 und 80 in eine Lage gebracht,. in welcher die Feldwicklungen 10 und 22, der.Spannungsregler,.82

- 7 - . ·-■■. . und

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und die Batterie 28 in Serie geschaltet werden. Der Strom durch die Feldwicklungen wird vom Spannungsregler 82 derart geregelt, dass Wechselspannungen mit geregelten Amplituden an den "Verbindungspunkten 36, 38 und 40 des Wechselstromgenerators 12 und an den Verbindungspunkten -4-6, 48 und 50 des Synchron-Generators 24 anliegen. Da die Spannungen an der Feldwicklung 10 und der Feldwicklung 22 dieselbe Polarität aufweisen und ausserdem die Felder phasensynchronisiert sind, befinden sich die Spannungen an den Verbindungspunkten 36, 38 und 40 in Phase mit der entsprechenden Spannung an den Verbindungspunk-ten 46, 48 und 50. Da die· Spannung an den Heizelementen 54, 56 und 58 geregelt ist und ausserdem die Heizelemente aus einem Material mit geringem Widerstand bestehen, ergibt sich nur ein geringer Spannungsabfall, so dass nur verhältnismässig wenig Leistung in von den Heizelementen abgestrahlte Wärme umgewandelt wird. Der Strom durch die einzelnen Teile der Heizelemente ist funktionell abhängig von dem Widerstand der an die Klemme 80 angeschlossenen Gleichstromlast und dem von der Batterie 28 gelieferten Ladestrom.

Z.B. liegt an der Anschlussklemme 60 des Heizelementes 54 die in Fig. 2A dargestellte Spannung, wogegen an der Anschlussklemme 62 der in Fig. 2B dargestellte Spannungsverlauf wirksam ist. Da zur Zeit T-, z.B. diese beiden Spannungen denselben absoluten Amplitudenwert A-, aufweisen und ferner von gleicher Polarität sind, ergibt sich, wie aus Fig. 20 erkennbar, praktisch kein Spannungsabfall am Heizelement, wenn die Gleichstromlast des Kraftfahrzeugs und die Batterie keinen Strom ziehen. Die Spannung an der Mittelanzapfung 72 ist Jedoch bezüglich Masse praktisch von derselben Amplitude wie die an den Anschlussklemmen 60 bzw. 62, wie aus Fig. 2D erkennbar ist. Damit entsteht eine Dreiphasen-Wechselspannung mit einer praktisch der Ausgangsspannung am Wechselstromgenerator 12 und Synchron-Generator gleichen Amplitude zwischen den Mittelanzapfungen 72-, 74 sowie 76 und dem Bezugspotential. Folglich wird der Dreiphasen-

- 8 - Gleichrichter

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Gleichrichter 78 mit einer geregelten Dreiphasen-Wechselspannung versorgt, welche gleichgerichtet wird und an der Klemme 80 als geregelte Gleichspannung zur Verfügung steht, die an den Spannungsregler 82, die Batterie 28 und die übrigen, im Kraftfahrzeug vorgesehenen Verbraucher angelegt wird.

Wenn andererseits der Bimetallschalter ⁰A geschlossen ist, fliesst ein Strom von der Batterie 28 über den Elektromagneten 92 der Schalteranordnung 84, wodurch der Kontaktarm 14 mit dem Kontakt 86 und der Kontaktarm 90 mit dem Kontakt 18 in Berührung kommt. Damit ist das Wicklungsende 13 der Feldwicklung 10 über den Schalter 16 mit Masse verbunden und liegt nicht mehr über den Spannungsregler 82 an der positiven Klemme 91 der Batterie 28. Vielmehr liegt nun an der positiven Klemme der Batterie das Wicklungsende I7 der Feldwicklung 10. Damit wird die Polarität der an der Feldwicklung 10 liegenden Spannung gegenüber dem Schaltzustand vor der Betätigung der Schalteranordnung 84 umgekehrt. Das Wicklungsende 100 der Feldwicklung 22 bleibt mit dem« positiven Potential der Batterie verbunden, wie auch das Wicklungsende 102 derselben Feldwicklung mit Masse in Verbindung bleibt. Deshalb ist die Polarität der Spannung an der Feldwicklung 22 nach wie vor die gleiche. Da nunmehr die Feldwicklungen parallel an die Batterie angeschlossen sind, ist an ihnen die doppelte Spannung gegenüber der Serienschaltung wirksam. Überdies ist der Spannungsregler 82 von dem durch die Feldwicklungen fliessenden Strom abgetrennt, so dass die Ausgangsspannungen des ersten und zweiten Teils nicht mehr länger geregelt werden.

Da nunmehr die Feldströme in den beiden Feldwicklungen in entgegengesetzter Eichtung zueinander fliessen und die Feldwicklungen phasenstarr miteinander verbunden sind, besitzen die an den Verbindungspunkten 36, 38 und 40 des Wechselstromgenerators 12 auftretenden Spannungen eine Phasenverdrehung um 180° gegenüber den Spannungen, die an den Verbindungspunkten 46, 48 und

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50 des Synchron-Generators 24 anliegen. Damit wird an die Heizelemente 54, 56 und 58 ein Potential angelegt, dessen Augenblicksamplitude gleich der Summe der Amplituden der angelegten Spannungen ist. Die Mittelanzapfungen 72, 74 und 76 der Heizelemente bleiben andererseits auf dem Bezugspotential liegen, so dass keine Spannung an dem Dreiphasen-Gleichrichter 78 und damit an der Ausgangsklemme 80 wirksam ist. Wenn die Mittelanzapfungen 72, 74 und 76 nicht genau in der Mitte der Heizelemente liegen, dann wird eine der. Verschiebung entspre-' chende Spannung am Dreiphasen-Gleichrichter;78 wirksam sein.

Unter diesen Bedingungen entspricht z.B. die Spannung an der Anschlussklemme 60 des· Heizelementes 54- dem in Fig. 3A dargestellten Verlauf, während die Spannung an der Anschlussklemme 52 den in Fig. 3B dargestellten Verlauf aufweist. Da zum Zeitpunkt ^o diese Spannungen z.B. denselben absoluten Amplitudenwert Ag aufweisen, jedoch von entgegengesetzter Polarität sind, liegt an dem Heizelement eine Spannung mit der Amplitude 2Ao, wie in Fig. 3C dargestellt ist. Jedoch ergibt sich praktisch kein Spannungsunterschied zwischen der Mittelanzapfung 72 und dem Massepotential, wie aus Fig. .3D erkennbar ist. Da ferner die Generatoren im nicht geregelten Zustand betrieben werden, steigt die Augenblicksamplitude der Spannung gegenüber dem geregelten Zustand in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Feldwicklungen an. Bei einer Motordrehzahl you ungefähr 2 5OO Umdrehungen/Minute wird von jedem Generator ungefähr eine Spannung erzeugt, die eine um.das fünffache grössere Spannungsamplitude gegenüber der Spannung im geregelten Betrieb besitzt, so dass sich an dem Heizelement im ungeregelten Betrieb eine Spannung aufbaut, deren Amplitude etwa um das zehnfache grosser ist als die Amplitude im geregelten Betrieb und das Heizelement somit eine entsprechend höhere Heizleistung aufweist.

- 10 - Überdies

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Überdies können die Heizelemente aus einem Material hergestellt sein, das widerstandsmässig einen positiven Temperaturkoeffizienten besitzt, so dass sie einen geringeren Widerstand aufweisen und damit weniger Wärme erzeugen, wenn das System im geregelten Zustand betrieben und die übrigen Gleichstromverbraucher des Kraftfahrzeugs mit Strom versorgt werden, wogegen der Widerstand der Heizelemente grosser ist, wenn das System im nicht geregelten Zustand betrieben wird und die Heizelemente als Zusatzheizung betrieben werden*

Die Erfindung sieht vor, dass die Phasen oder Amplituden der Wechselspannung des einen Generators bezüglich der Phasen und Amplituden der Wechselspannung des anderen Generators entweder elektrisch oder mechanisch verändert werden können, wodurch eine Leistungsverteilung zwischen dem Heizkörper 52 und der Gleichstromlast des Kraftfahrzeugs möglich ist. Wenn z.B. die Phase der Spannung an der Anschlussklemme 60 gegenüber der Phase an der Anschlussklemme 62 um 90° verschoben ist, wird sowohl für das Heizelement 5^ als auch für die übrigen Gleichstromlasten des Kraftfahrzeugs eine entsprechende Spannung erzeugt. Wenn die Amplitude der Spannung an der Anschlussklemme 60 grosser ist als die Amplitude der Spannung an der Anschlussklemme 62, bildet sich an der Mittelanzapfung 72, obwohl die beiden Spannungen in Phase liegen, eine Spannung aus, die für die Gleichstromverbraucher des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht. Es ist offensichtlich, dass das System gemäss der Erfindung in vielfacher Weise abgeändert werden kann, um das Leistungsangebot für die Heizkörper einerseits und die GleichstrOmverbraucher des Kraftfahrzeugs andererseits in jedem gewünschten Verhältnis zueinander einzustellen. '

Der Bimetallschalter 94 kann in der Nähe des Heizkörpers in der Luftleitung des herkömmlichen Heizungssystems des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Wenn das Fahrzeug bei verhältnismässig kalter Aussentemperatur gestartet wird, sind die.Kon-

- 11 - takte

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takte des Bimetallschalters 94 geschlossen, so dass der Heizkörper 72 rasch Wärme erzeugt, die die Lufttemperatur der dem Kraftfahrzeug über das Heizungssystem zugeführten Luft anhebt. Nach wenigen Minuten, wenn sich die Luft auf eine Temperatur in der Grössenordnung von z.B. 37 C erwärmt hat, öffnet der Bimetallschalter 9^ sich, wodurch nunmehr die Generatoren im geregelten phasensynchronen Betrieb laufen und eine Spannung für den Dreiphasen-Gleichrichter 78 und' zur Ladung der Batterie 28 liefern. Wenn die Fahrkabine nicht ausreichend warm ist bzw. das herkömmliche Heizungssystem noch nicht arbeitet, fällt die Temperatur der Luft in den Leitungen des Heizungssystems auf

h eine wesentlich niedrigere Temperatur ab, z.B. auf eine Temperatur von 32⁰C, was ein Schliessen des Bimetallschalters'und einen ungeregelten, nichtsynchronen Betrieb der Generatoren zur Folge hat, wodurch die Heizelemente mit einer entsprechenden Spannung beaufschlagt werden und die Luft in den Leitungen des Heizungssystems entsprechend anwärmen. Dieser durch die Aussentemperatur ausgelöste unterschiedliche Betrieb ermöglicht, die im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Leistung äusserst wirtschaftlich einerseits für eine rasche Erwärmung des Kraftfahrzeugs und andererseits für das Aufladen der Batterie einzusetzen. Überdies ist vorgesehen, durch einen zusätzlichen handbetätigten Schalter, der entweder in Serie oder parallel zum Bimetallschalter 9^- liegen kann, eine zusätzliche Ein-

w schalt- bzw. Ausschaltmöglichkeit für das Hilfs-Heizungssystem zu schaffen.

Vorausstehend wurde ein leistungserzeugendes System beschrieben, mit welchem wahlweise einem von zwei Verbrauchern eine bestimmte Leistung zur Verfügung göstellt werden kann, wobei diese •Verbraucher z.B. aus Widerstands-Heizelementen und Gleichstromverbrauchern im Kraftfahrzeug bestehen können. Durch die Erfindung wird ausreichend Wärmeenergie für das gleichzeitige Abtauen der Windschutzscheiben und die Erwärmung der Fahrzeug-• kabine zur Verfügung gestellt, wobei keine Umschaltelemente

- 1«? - benötigt

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benötigt werden, die die Energiequelle an die Heizelemente anschaltet bzw. von diesen abschaltet.

- 15 - Patentansprüche

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Claims

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AT

Patentansprüche

Elektrisches System, vorzugsweise zur Versorgung einer Hilfsheizung und weiterer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug mit einem ersten Generator zur Erzeugung einer ersten Wechselspannung, deren Polarität von einer ersten 8teuerspannung abhängt, und welche wahlweise über einen Gleichrichter an die elektrischen · Verbraucher des Kraftfahrzeugs anschliessbar und zur Wärmeerzeugung an ein Widerstandsheizelement anlegbar ist, dadurch g. e k en nz e i c h ne t, dass ein zweiter Generator (24) mechanisch mit dem ersten Generator (12) gekoppelt sowie synchron angetrieben ist und eine zweite Wechselspannung mit einer von einer zweiten .Steuerspannung abhängigen Polarität liefert, dass eine Schalteranordnung (84). in einer ersten Schaltlage die Steuerspannungen an den ersten und zweiten Generator mit gleicher Polarität anlegt und dadurch eine im wesentlichen nur an die weiteren Verbraucher angelegte erste und zweite Wechselspannung gleicher Phasenlage bewirkt, und dass in einer zweiten Schaltlage der Schalteranordnung die Steuerspannungen mit entgegengesetzter Polarität an den ersten und zweiten Generator anlegbar sind, wodurch eine im wesentlichen nur an die Hilfsheizung anlegbare erste und zweite Wechselspannung unterschiedlicher Phase erzeugbar ist.

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2. Elektrisches System nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass ein Spannungsregler (82) mit dem
ersten und zweiten Generator verbunden ist und die Amplitude der ersten und zweiten Wechselspannung regelt, dass die Schalteranordnung mit dem Spannungsregler derart verbunden ist, dass in der zweiten Schaltlage die Spannungsregelung unwirksam wird und somit der erste und zweite
Generator im ungeregelten Betrieb eine wesentlich höhere elektrische Leistung an das Widerstandsheizelement abgeben. .
3. Elektrisches System nach Anspruch 1, dadurch g e k en nz e i c h η e t, dass der erste und zweite Generator erste und zweite, am Rotor angebrachte Feldwicklungen aufweisen, dass in der ersten Schaltlage der Schalteranordnung die Feldwicklungen in Serie mit der Versorgungsquelle für die Steuerspannung liegen und dadurch den ersten und zweiten Generator zur Erzeugung einer ersten und zweiten Wechselspannung gegebener Amplitude erregen, und dass in der zweiten Schaltlage der Schalteranordnung die Feldwicklungen parallel zueinander und zur Versorgungsquelle für die Steuerspannung liegen, wodurch der erste und zweite
Generator zur Erzeugung einer Wechselspannung mit einer
wesentlich grösseren Amplitude als der gegebenen Amplitude erregbar sind.

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