DE2705049A1 - Enteisungs- und entnebelungsschaltung fuer eine mit einem widerstands- heizelement versehene fensterscheibe in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Enteisungs- und entnebelungsschaltung fuer eine mit einem widerstands- heizelement versehene fensterscheibe in einem kraftfahrzeug

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DE2705049A1 DE19772705049 DE2705049A DE2705049A1 DE 2705049 A1 DE2705049 A1 DE 2705049A1 DE 19772705049 DE19772705049 DE 19772705049 DE 2705049 A DE2705049 A DE 2705049A DE 2705049 A1 DE2705049 A1 DE 2705049A1
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Description

Patentanwälte Dipi.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem
6000 Frankfurt/Main Staufensrraße
Anm. :
Ford-Werke AG
5ooo Köln 21
Enteisungs- und Enrnebelungsschaltung für eine mit einem Widerstands-Heizelement versehene Fensterscheibe in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Enteisungs- und Entnebelungsschaltung für eine mit einem Widerstands-Heizelement versehene Fensterscheibe in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie und einer Lichtmaschine, deren Feldwicklung ein Spannungsregler vorgeschaltet ist.
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Für gewöhnlich werden Kraftfahrzeuge mit elektrisch beheizten Rückscheiben ausgestattet, und es ist auch bereits vorgeschlagen worden, elektrisch beheizte Windschutzscheiben zu verwenden. Letztere hätte den Vorteil, daß Luftleitungen zwischen den Heizungsregister und der Windschutzscheibe entfallen könnten. Wenn jedoch an eine elektrisch beheizte Windschutzscheibe die Forderung nicht nur nach einer Verhinderung oder Beseitigung des Beschlagens (Entnebeln), sondern darüber hinaus auch einer Entfrostung (Enteisung) gestellt wird, wird ein großer Energiebetrag benötigt, der das elektrische System des Kraftfahrzeugs stark belasten würde.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Enteisungs- und Entnebelungsschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine solche Belastung des elektrischen Systems im Fahrzeug auf Dauer vermeidet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch erste Schaltmittel zum Anschalten des Heizelements an den Ausgang der Lichtmaschine, zweite Schaltmittel, welche im Ruhezustand den Ausgang der Lichtmaschine tkit der Batterie und dem Spannungsregler verbinden und im Arbeitszustand die Batterie von der Lichtmaschine trennen und die Feldwicklung an die Batterie anschließen, und eine von Hand betätigbare Steuereinrichtung zum vorübergehenden Umschalten der zweiten Schaltmittel vom Ruhezustand in den Arbeitszustand für eine begrenzte Zeitspanne,
Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher
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erläutert. Es zeigen
Figur 1 das elektrische System eines Kraftfahrzeuges in schematischer Darstellung
Figur 2 das Schaltbild der Wicklung und der Gleichrichter bei einer DrehStromlichtmaschine in dem elektrischen System nach Figur 1, ι
Figur 3 das Schaltbild einer ersten Ausführung sform der Erfinling
Figur 4 das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
Figur 5 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des inneren Aufbaus der in den Schaltungen nach Figur 3 und 4 verwendeten Steuereinrichtung.
Das in Figur 1 gezeigte bekannte System weist eine Drehstrom-Lichtmaschine Io mit eingebautem Gleichrichterkreis auf, die einen Hauptausgang A, einen Massenanschluß E, einen Zündprüfanschluß It und einen Feldwicklungsanspruch S besitzt. Der Hauptausgang A ist an eine Batterie 12 zu deren Ladung angeschlossen. Der zündprüfanschluß I ist gleichfalls mit der Batterie über eine Zündungswarnlampe 14 und einen Zündschalter 16 verbunden. Ein Spannungsregler 18 ist zwischen den Zündprüfanschluß I und den Feldwicklungsanspruch S geschaltet.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, hat die Drehstrom-Lichtmaschine eine im Stern geschaltete Ständerwicklung 2o, eine Feldwicklung 22, eine Dioden-Glerchrichterbrücke 24, sowie Schutzdioden 26. Es läßt sich feststellen, daß bei dieser herkömmlichen Anordnung daß dem Anschluß F entgegengesetzte Ende der Feldwicklung 22 innerhalb
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der Lichtmaschine mit den Zündprüfanschluß verbunden ist.
Wenn der Zündschalter 16 geschlossen wird, fließt demzufolge Strom von der Batterie 12 über die Warnlampe 14, die dadurch aufleuchtet, und den Spannungsregler zur Feldwicklung 22, um diese zu erregen. Wenn der Fahrzeugmotor angelassen ist, erreichen die Spannungen an den Anschlüssen A und I die gleiche Höhe, und die Lampe 14 erlischt.
Die in Figur 3 gezeigte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung weist eine Enteisungs- und Entnebelungs-Steuereinheit auf, die in ihrer Gesamtheit mit 28 bezeichnet ist und zwischen der Lichtmaschine Io und einem Fensterscheiben-Heizelement 3o liegt· Die Steuereinheit 28 enthält einen ersten Schalter 21, der im Schließzustand das Widerstandselement 3o mit dem Hauptausgang A der Lichtmaschine zur Lieferung eines Enteisungs- und Entnebelungsstroms gemäß späterer Beschreibung verbindet. Zweite Schaltmittel bestehen aus Schaltung 52 a und 52 b, die gemeinsam von einem Steuergerät 32 betätigbar sind. Der Schalter 52 a ist im Ruhezustand geschlossen, wobei er den Lichtmaschinen-Hauptausgang A mit der Batterie 12 verbindet, während der Schalter 52 b im Ruhezustand den Zündprüfanschluß I der Lichtmaschine mit dem Zündschalter 16 über die Zündwarnlampe verbindet. Im Arbeitszustand stellt der Schalter 52 b eine Verbindung vom Spannungsregler 18 zum Zündschalter 16 unter Umgehung der Zündwarnlampe her.
Ein weiterer Unterschied zwischen der bekannten Schaltung nach Figur 1 und 2 und der Ausführungsform der Erfindung nach Figur 3 besteht darin, daß die Feldwick-
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lung 22 mit beiden Enden P, P herausgeführt ist, so daß die innere Verbindung des letzteren Endes «it des Anschluß I weggelassen ist·
Die Steuereinrichtung 32 hat einen handbetätigten Enteisungsschalter S3 und ist derart angeschlossen, daß sie Batteriestroa Ober den Sindschalter 16 erhält, wenn letzterer geschlossen ist.
In Betrieb kann der Pahrer den Schalter 51 willkürlich schließen, um das Heizelement 3o mit de· Lichtmaschinenausgang A zu verbinden, was eine zue Entnebeln ausreichende Erwärmung der Fensterscheibe zur Folge hat. Wenn ein Enteisen verlangt wird, wird der Schalter 53 kurzgeschlossen, wodurch die Steuereinrichtung 32 in Betrieb gesetzt wird.
Die Steuereinrichtung 32 schaltet die Schalter 52 a, 52 b, aus ihrem Ruhezustand für eine vorbestiemte Zeitspanne, die zum Enteisen für ausreichend gehalten wird, in den Arbeitszustand um, wonach diese Schalter in den Ruhezustand arückkehren.
Wenn der Enteisungsvorgang ausgelost wird, trennt demzufolge der Schalter 52 a die Batterie 12 von der lichtmaschine, und die volle Lichtmaschinen-Ausgangsleistung wird dem Heizelement 3o zugeführt· Auch der Spannungsregler 18 erhält nur Batteriespannung und stellt demzufolge einen hohen Stromfluß in der Feldwicklung sicher, der eine hohe Ausgangsleistung der Lichtmaschine hervorruft, die allein dem Heizelement 3o zugeführt wird·
Der Schalter 52 b Überbrückt inzwischen die Zündwarn-
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lampe 14, so daß der Stromfluß von der Batterie 12 zum Spannungsregler 18 keine Warnanzeige bewirkt.
Die Ausführungsform nach Figur 4 ist der nach Figur 3 weitgehend ähnlich, nur ist das Heizelement in drei Heizleiter unterteilt, die in Sternschaltung an die Wechselstrom-Fasenwicklungen der Lichtmaschine angeschlossen sind, und der erste Schalter 51 dient zum Schließen des Sternpunktes der drei Heizleiter. Im übrigen ist der Betrieb der gleiche wie bei Figur 3, und die einzelnen Teile haben demzufolge die gleichen Bezugszeichen·
Figur 5 gibt in Blockform den Aufbau der Steuereinrichtung 32 wieder. Das Niederdrücken des Schalters 53 ruft ein Ausgangssignal von einem Enteisungsauslöse- und -verhinderungskreis 34 aus, daß ein Steuergatter 36 ansteuert, welches seinerseits die Schalter 52 a, b, betätigt. Der Auslöse- und -verhinderungskreis 34 setzt ferner einen Zeitgeberkreis 38 in Gang. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne steuert der Zeitgeberkreis 38 den Auslöse- und Verhinderungskreis 34 an und bewirkt die Rückstellung des Steuergatters 36 und damit die Rückkehr der Schalter 52 a, b, in ihren Ruhezustand.
Neben diesen Grundfunktionen ist es erwünscht, daß die Steuereinrichtung 32 verschiedene Sicherheitsvorkehrungen liefert, da eine unsachgemäße Auslösung des Enteisungsvorgangs die Batterie stark entladen würde , insbesondere, wenn andere elektrische Ausrüstungen des Fahrzeugs wie Stirnlampen und Scheibenwischer in Betrieb sind. Die Einrichtung nach Figur 5 enthält deshalb einen Batteriespannungs-Überwacher 4o, welcher derart ausgebildet ist, daß er auf das Fallen der Batterie-
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spannung unter einen vorbestimmten Wert anspricht und dadurch die Sperrfunktion des Auslöse- und Verhinderungskreises 34 auslöst. Dieser Überwacher 4o sollte eine lange Zeitkonstante von etwa 3o Sekunden aufweisen, um eine Betätigung des Andrehmotors ohne Beendigung des Enteisungsvorgangs zu ermöglichen. Ein Sperrkreis 42 für die Wiederholung des Enteisungsvorgangs macht das Steuergatter 36 für eine bestimmte Zeitdauer nach jedem Enteisungsvorgang unwirksam und kann beispielsweise aus einem Flip-Flop bestehen, der vom Ausgang des Zeitgebers 38 gestellt wird. Der Zeitgeberkreis 38 enthält auch einen Temperaturfühler wie einen Thermistor, welcher die Innentemperatur des Fahrzeugs überwacht und derart angeschlossen ist, daß er die Zeitdauer des Enteisungsvorgangs entsprechend verändert. Vorzugsweise ist das Verhältnis ein solches, daß, wenn die- Innentemperatur mehr als einige Grad über dem Gefrierpunkt liegt, der Enteisungsvorgang nahezu sofort nach seiner Auslösung abgeschaltet wird.
Die Schalter 52 a, 52 b, sind vorzugsweise Halbleiter-Schaltelemente, wie Leistungstransistoren oder silizium gesteuerte Gleichrichter. Alternativ hierzu können auch Relais verwendet werden. Falls siliziumgesteuerte Gleich richter zur Anwendung kommen, kann der Wiederholungssperrkreis 42 entfallen, da der Enteisungs-Vorgang nur bei stillstehendem Motor und stillstehender Lichtmaschine gelingen kann; wenn die Lichtmaschine eine Spannung an ihrem Ausgang erzeugt, wird die Vorwärtsspannung am siliziumgesteuerten Gleichrichter ein Abschalten verhindern.
Der erste Schalter kann ebenfalls ein Halbleiter-Schaltelement sein. In diesem Fall kann er ebenfalls von dem Ausgangssignal des Steuergatters 36 betrieben werden. Auf diese Weise wird eine Betätigung des
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Schalters bewirken, daß jedesmal ein Enteisungsvorgang auftritt, auf den eine Entnebelung folgt, wenn der Zeitgeberkreis oder eine Sperre zur Wirkung kommen.
Das Heizelement kann von einem oder mehreren in die Windschutzscheibe eingebetteten Heizleiter oder einem dünnen Widerstandsfilm gebildet sein. Obwohl als Lichtmaschine ein Drehstromgenerator beschrieben ist, kann auch ein Gleichstromgenerator mit einer Feldwicklung zur Anwendung kommen.
Die Erfindung ist besonders bei Windschutzscheiben von Personen- und Lastkraftwagen verwendbar, jedoch auch bei anderen Scheiben in Fahrzeugen sowie auch anderen Fahrzeugen wie Flugzeugen Verwendung finden.
Patentansprüche
Fo 8813/7.2.77
709833/0636
Leerseite

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    .lEnteisungs- und Entnebelungsschaltung für eine mit >»*_•einem Widerstands-Heizelement versehene Fensterscheibe in^RfSftfahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie und einer Lichtmaschine, deren Feldwicklung ein Spannungsregler vorgeschaltet ist, gekennzeichnet durch erste Schaltmittel ( 51) zum Anschalten des Heizelelments (3o) an den Ausgang (A) der Lichtmaschine (lo), zweite Schaltmittel (52 a,b), welche im Ruhezustand den Ausgang (A) der (Lichtmaschine (lo) mit der Batterie (12) und dem Spannungsregler (18) verbinden und im Arbeitszustand die Batterie (12) von der Lichtmaschine (lo) trennen und die Feldwicklung (22) an die Batterie (12) anschließen,und eine von Hand betätigbare Steuereinrichtung (53, 32) zum vorübergehenden Umschalten der zweiten Schaltmittel (52 a, b) vom Ruhezustand in den Arbeitszustand für eine begrenzte Zeitspanne.
    2· Schaltung nach Al, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltmittel an einem ersten im Ruhezustand geschlossenen Schalter (52a) zwischen dem Ausgang (A) der Lichtmaschine (lo) und einem zweiten im Arbeitszustand der Zündwarnlampe (14) des Fahrzeugs zur Herstellung einer Direktverbindung zwischen Batterie (12) und Spannungsregler (18) überbrückenden Schalter (52 b) bestehen.
    3. Schaltung nach A 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (53, 32) einen Temperaturfühler enthält.
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    709833/063$ ORIGINAL INSPECTED
    •I.
    4. Schaltung nach A5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler so ausgebildet ist, daß er die Zeitspanne für den Arbeitszustand der zweiten Schaltmittel (52 a, b) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert.
    5. Schaltung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (53, 32) Mittel zur Überwachung der Batteriespannung enthalten, welche eine Einschaltung der zweiten Schaltmittel (52 a,b) beim Absinken der Batteriespannung unter einen vorbest immten Wert verhindern.
    6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Verhindern der Handbetätigung der Steuereinrichtung (53, 32) nach dem Anlassen des Fahrzeugmotors.
    7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltmittel (51) in einer Gleichstromzuleitung zu dem Heizelement (3o) angeordnet sind.
    8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zur Verwendung in Verbindung mit einer Drehstromlichtmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement drei Widerstandsleiter aufweist, die von der ersten Schalteinrichtung (51) an die drei Phasen der Lichtmaschine (lo) anschließbar sind.
    9. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (51, 52 a,b) von Halbleiter-Schaltelementen gebildet sind.
    Po 8813/7.2.77 709833/0636
DE19772705049 1976-02-11 1977-02-08 Enteisungs- und entnebelungsschaltung fuer eine mit einem widerstands- heizelement versehene fensterscheibe in einem kraftfahrzeug Withdrawn DE2705049A1 (de)

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