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Steuerschaltung für Kraftfahrzeuge, insbeson-
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dere Heizvorrichtungssteuerschaltung Die Erfindung bezieht sich auf
die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges und betrifft insbesondere eine Steuerschaltung
zum Steuern der Stromzufuhr zu.einer elektrisch beheizbaren Windschutzscheibe derart,
daß die Windschutzscheibe enteist wird.
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Zahlreiche elektrische Anlagen zum Enteisen von Kraftfahrzeugwindschutzscheiben
und -heckscheiben sind bereits entwickelt worden, bei denen Heizelemente, wie beispielsweise
eine Dünnfilmmetallisierung oder ein Muster von Widerstandsheizdrähten in das Scheibenmaterial
eingebettet ist, benutzt werden, die gut durchsichtig und lichtdurchlässig sind.
Eine Hauptanfordeung an diese Anlagen besteht darin, daß sie den Heizdrähten so
Strom zuführen, daß innerhalb sicherer Grenzen des Scheibenmaterials eine relativ
schnelle Enteisung der Scheibe bis zu Temperaturen, die deutlich unterhalb des Gefrierpunktes
liegen,
erfolgen kann. Es hat sich gezeigt, daß das die Erzeugung von Spannungen erfordert,
die wesentlich höher sind als die übliche geregelte Batteriespannung. Ein zweites
wichtiges Erfordernis ist es, diese Heizleistung zuzuführen, ohne daß die Batterieladungserfordernisse
und der elektrische Betrieb des Fahrzeuges nachteilig beeinflußt werden.
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Bei einer Anzahl von Anlagen werden Hochspannungshilfswechselstromgeneratoren
für diesen Zweck benutzt, die im wesentlichen unabhängig von der vorhandenen elektrischen
Anlage des Kraftfahrzeuges arbeiten. Diese Anlagen können zwar so ausgelegt werden,
daß sie die Erfordernisse einer guten Enteisungsleistung direkt erfüllen, sie stellen
jedoch keine praktikable Lösung für den Markt von in Massenfertigung hergestellten
Kraftfahrzeugen dar, und zwar wegen der Raum- und Gewichtsbeschränkungen und der
relativ hohen Kosten einer solchen zusätzlichen Wechselstromgeneratorausrüstung.
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In Anlagen anderen Typs wird der Standardfahrzeugwechselstromgenerator
benutzt, um die Widerstandsheizelemente mit Strom zu versorgen. In solchen Fällen
muß die vorhandene Kraftfahrzeugschaltung modifiziert werden, damit die relativ
hohe Leistung erzeugt wird, die für die Enteisung erforderlich ist, und damit außerdem
möglichst die erforderliche Ladung der Kraftfahrzeugbatterie erhalçen bleibt und
der normale Belastungsbedarf des Kraftfahrzeuges gedeckt wird. Beispielsweise wird
in einer Anlage dieses Typs der Wechselstromgenerator für eine kurze Zeitspanne
von der Standardkraftfahrzeugschaltung, die die Batterie, die Belastung und den
Spannungsregler enthält, getrennt und zur Enteisung an die Widerstandsheizelemente
angeschlossen. Während dieser Zeitspanne kann ein ungeregelter Wechselstromgenerator
Spannungen liefern, die wesentlich höher sind als die geregelte Batteriespannung,
während die Batterie die normale Belastung des Kraftfahrzeuges versorgt.
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Am Ende der Zeitspanne, deren Länge durch einen Temperaturfühler festgelegt
werden kann, wird der Wechselstromgenerator wieder an den Regler und die Standardbelastungsschaitung
angeschlossen. Diese Anlagen können zwar eine annehmbar gute
Enteisungsleistung
erreichen, hinsichtlich des Erfordernisses, zu aller Zeiten das beste Gleichgewicht
der Energieerfordernisse für die Batterie und die Belastungsschaltung aufrechtzuerhalten
und außerdem die sowohl sicheren als auch hohen Spannungen, die für die Enteisung
erforderlich sind, zu erzeugen, haben sie jedoch Beschränkungen.
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Diese und weitere Schwierigkeiten beseitigt die Erfindung in einer
Ausgestaltung durch eine Heizvorrichtungssteuerschaltung, die eine Widerstandsheizeinrichtung
enthält, welche zwischen die Ausgangsklemme des Fahrzeugwechselstromgenerators und
die Hochspannungsklemme der Fahrzeugbatterie geschaltet ist.
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Eine erste Steuereinrichtung, die auf die Batteriespannung an der
Hochspannungsklemme anspricht, gibt ein erstes Steuersignal an die Spannungsreglereinrichtung
ab zum Regeln der Wechselstromgeneratorausgangsspannung innerhalb eines ersten schmalen
Bandes, welches, wenn es über die Widerstandsheizeinrichtung umgesetzt wird, einer
bestimmten Nennspannung für die Batterie entspricht. Eine zweite Steuereinrichtung,
die auf die Wechselstromgeneratorspannung anspricht, gibt ein zweites Steuersignal
an die Spannungsreglereinrichtung ab zum Regeln der Wechselstromgeneratorspannung
innerhalb eines zweiten schmalen Bandes, das einer bestimmten Nennleistung für die
Widerstandsheizeinrichtung entspricht, wodurch bei in den Stromkreis eingeschalteter
Reihenwiderstandsheizeinrichtung die Heizei#nrichtung und die Batterie unter der
Steuerung einer Doppelspannungsregelung gleichzeitig mit Strom-versorgt werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zusätzliche Heizelemente
wahlweise in den Stromkreis geschaltet, zu denen ein Parallelheizelement gehört,
das zu der Batterie parallel geschaltet ist, um zusätzliche Heizfunktionen zu erfüllen
und die Doppelspannungsregelung zu unterstützen.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 ein
Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer EIeizvorr.i.chtv¢lgssteuersdB1tz (}.
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nach der Erfindung für eine elektrisch beheizbare Windschutzscheibe
und Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Heizvorrichtungssteuerschaltuilg
nach der Erfindung für eine elektrisch beheizbare Windschutzscheibe.
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Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer Eleizvorrichtungssteuerschaltung
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zur Stromversorgung eines Widerstandsheizelements
2 eines Kraftfahrzeuges, das in die Windschutzscheibe und auch in andere Scheiben
einschließlich der Heckscheibe eingebettet sein kann. Der zugeführte Strom liefert
Wärme ausreichender Menge zum Enteisen der Windschutzscheibe. Die Steuerschaltung
enthält die Standardkraftfahrzeugschaltungsteile, wie beispielswei#se einen dreiphasigen
Wechselstromge:ierator 4, welcher in vereinfachter Form schematisch dargestellt
ist, eine Kraftfahrzeugbatterie 8 und eine Kraftfahrzeuggleichstrombelastungsschaltung
10, die beispielsweise die Zündanlage, die Lampen, das Radio, Gebläse usw. enthalten
kann und in Blockform dargestellt ist, wobei diese Schaltungselemente normalerweise
durch den Wechselstromgenerator 4 mit Strom versorgt werden. Außerdem ist eine Spannungsreglereinrichtung
6 gezeigt, die einen Teil der Schaltungsanordnung eines Standardkraftfahrzeugspannungsreglers
enthält. Mit einem Minimum an einer elektrischen Standardanlage eines Kraftfahrzeuaes.
hinzugefügten Schaltungsteilen ermöglicht die hier besc#--iebene Schaltung einen
Betrieb, ici dem der Wechselstromgenerator eine relativ hohe Leistung zur Windschutzscheibenenteisung
und gleichzeitig den erforderlichen
Strom zum Aufladen der Fahrzeugbatterie
und zur Versorgung der Belastungsschaltung liefern kann.
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Für die Zwecke der hier beschriebenen Erfindung kann das Heizelement
2 eine Anzahl unterschiedlicher Formen annehmen, hauptsächlich handelt es sich aber#um
eine Einrichtung, die Wärme entwickelt, wenn durch sie ein Strom hindurchgeleitet
wird. Beispielsweise kann das Widerstandsheizelement ein Muster von Widerstandsdrähten
umfassen, das in eine elektrisch beheizbare Windschutzscheibe oder eine andere Scheibe
eingebettet und beispielsweise aus der US-PS 3 729 616 bekannt ist.
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Der Wechselstromgenerator 4 ist eine herkömmliche Schaltung, die gemäß
der schematischen Darstellung in Fig. 1 Ständerwicklungen 12 in Dreieckschaltung,
in die ein Diodennetzwerk mit Dioden 14 integriert ist, eine Läuferfeldwicklung
16, eine Ausgangsklemme 18, zwei Feldwicklungsklemmen 20, 22 und einen Schaltungsreferenzpunkt
oder eine Masseklemme 24 aufweist. Strom, der in der Feldwicklung.16 fließt, die
aufgrund ihrer Befestigung auf der Generatorwelle drehbar ist, erzeugt eine Wechselspannung
in den Ständerwicklungen 12, welche zur Größe des Feldstroms und zur Drehzahl der
Welle proportional ist. Diese Wechselspannung wird durch das Diodennetzwerk gleichgerichtet,
so daß sie im wesentlichen als Gleichspannung an der Ausgangsspannungsklemme 18
des Wechselstromgenerators 4 erscheint. Im Rahmen der Beschreibung wird davon ausgegangen,
daß der Begriff "Wechselstromgenerator" ein Kraftfahrzeugstandardbauteil zum Erzeugen
einer Gleichspannung bezeichnet, wie das als Synchrongenerator dargestellte Schaltungsteil
4 in Fig. 1.
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Die Ausgangsklemme 18 ist über ein Reihenwiderstandsheizelement 2,
das mit einem zu ihm parallel geschalteten Kurzschlußschalter 26 versehen ist, mit
einer Sammelschiene 28 verbunden, die mit der Feldwicklungsklemme 20 verbunden ist
und zur Zufuhr von Feldstrom zu der Wicklung dient Die Sammelschiene 28
ist
außerdem mit dem Spannungsregler 6, mit der Plus- oder Hochspannungsklemme der Batterie
8 und mit der Kraftfahrzeugbel#astungsschaltung 10 verbunden, während diese Schaltungselemente
andererseits an Masse liegen, die das Bezugspotential bildet. Die Sammelschiene
28 ist weiter mit einer ersten Spannungsteilerschaltung verbunden, welche Widerstände
30 und 32 enthält,die in Reihe an Masse liegen. Fine Diode 34 ist mit dem Verbindungspunkt
der Widerstände 30, 32 verbunden und liefert dem Regler 6 an einer Eingangsklemme
36 ein erstes Steuersignal. Entsprechend ist die Ausgangsklemme 18 ferner mit einer
zweiten Spannungsteilerschaltung verbunden, die Widerstände 38 und 40 enthält, welche
in Reihe an Masse liegen, wobei eine Diode 42 mit ihrem Verbindungspunkt verbunden
ist und der Eingangsklemme 36 ein zweites Steuersignal zuführt.
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Wenn der Kurzschlußschalter 26 geschlossen ist, arbeitet die Schaltung
in herkömmlicher Weise, wobei der Wechselstromgenerator lediglich dazu dient, der
Gleichstrombelastung 10 den-Belastungsstrom und der Batterie 8.den Ladestrom zu
liefern. Die Spannung an der Ausgangsklemme 18 wird durch den Regler 6 so gesteuert,
daß sie innerhalb eines schmalen Bandes bleibt, welches der Nenn- oder vorgeschriebenen
Spannung der Batterie entspricht, die typischerweise ungefähr 14 V beträgt. Der
Regler erfüllt diese Funktion durch Steuern der Größe des Feldstroms in der Feldwicklung
16. Wenn sich die Batterie entlädt und wenn die Spannung ander Wechselstromgeneratorausgangsklemme
18 durch eine zunehmende Belastung verringert wird, wirken der Regler und der Wechselstromgenerator
so zusammen, daß zusätzlicher Strom geliefert wird, um di# Batterie wieder aufzuladen
und außerdem den zusätzlichen Belastungsbedarf zu decken.
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Die Spannungsreglereinrichtung 6 enthält einen Teil einer herkömmlichen
Spannux sregl.erschaltung, (lfwr gfomäl! rl<~r seillematischen
Darstellung
in Fig. 1 eine Spannungsreferenzdiode 43 enthält, welche mit einem ersten npn-Traflsistor44
verbunden ist, der mit einem zweiten npn-Transistor 46 und einem Vorspannungswiderstand
48 verbunden ist, wobei der Ausgang des Transistors 46 mit der Feldwicklungsklemme
22 verbunden ist.
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Außerdem ist eine vorwärts leitende Diode 50 vorgesehen, die mit dem
Ausgang des Transistors 46 verbunden ist, so daß sie parallel zu der Feldwicklung
16 liegt und einen Freilaufpfad für den Feldstrom bildet. Wenn die an die Eingangsklemme
36 angelegte Spannung niedriger als die Durchbruchspannung der Referenzdiode 43
ist, ist der Transistor 44 nichtleitend und der Transistor 46 leitet Feldstrom durch
die Feldwicklung zum Erzeugen einer Spannung an der Ausgangsklemme 18, die.zu der
mittleren Größe des Feldstroms und zu der Wellendrehzahl proportional ist. Der Feldstrom
ist gleich der effektiven mittleren Spannung an der Feldwicklung dividiert durch
den Widerstand der Feldwicklung. Wenn die Spannung an der Eingangsklemme 36 die
Durchbruchspannung der Referenzdiode übersteigt, so daß bewirkt wird, daß der Transistor
44 leitet und der Transistor 46 nichtleitend ist, geht der Feldstrom im wesentlichen
auf null und es wird für diese Zeit im wesentlichen keine Ausgangsspannung erzeugt.
Das Wechselstromgeneratordiodennetzwerk verhindert, daß ein Entladungsstrom von
der Batterie zu dem Wechselstromgenerator fließt. Im tatsächlichen Betrieb ist die
herkömmliche Regleranlage so aufgebaut, daß sie eine Hystereseeigenschaft hat, damit
der Transistor 46 so gesteuert wird, daß er mit einem Tastverhältnis leitet, welches
eine Funktion der Differenz zwischen der Spannung, die durch den Regler abgefühlt
wird, und der Reglerreferenzspannung ist, wodurch die Größe des Feldstroms gesteuert
wird. Die Diode 50 ist vorgesehen, um den transienten Feldstrom aufzunehmen, wenn
der Transistor 46 vorübergehend im gesperrten Zustand ist, da das Feld des Wechselstromgenerators
äußerst induktiv ist und da der Feldstrom sich nicht abrupt ändern kann. In bekannter
Weise steuert die induktive Zeitkonstante des Feldstroms die Zeiteinstellung des
Tastverhältnisses des Transistors 46 und hält die Wechselstromgeneratorausgangsstromkurve
glatt.
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In einer alternativen Schaltungsanordnung, die bei vielen Standardwechselstromgeneratoren
üblich ist, kann die Feidwicklung 16 intern mit der Ausgangsklemme 18 verbunden
sein, in welchem Fall die Diode 50 und der Widerstand 48 extern ebenfalls mit der
Klemme 18 verbunden sein würden. Dieser Schaltungsaufbau gestattet einen größeren
Steuerbereich des Feldstroms.
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Es wird nun die Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 1 für den Fall
betrachtet, daß dem Heizelement 2 Strom zugeführt wird, wobei der Kurzschlußschalter
26 offen ist. Im Gegensatz zu einem normalen Betrieb der Schaltung, in welchem der
Wechselstromgenerator Strom an die Belastungsschaltung und an die Batterie abgibt
und nur der Batteriespannungswert der Regelung unterliegt, sorgt die hier beschriebene
Schaltung für die Regelung eines zweiten, wesentlich höheren Spannungswertes an
der Wechselstromgeneratorausgangsklemme 18. Der Batteriespannunqswert wird weiterhin
auf ein erstes Steuersignal hin geregelt, das durch die erste Spannungsteilerschaltung
aus den Widerständen 30 und 32 und durch die Diode 34.geliefert wird. Der höhere
Wechselstromgeneratorspannungswert wird auf ein zweites Steuersignal hin geregelt,
das durch die zweite Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen 38 und 40 und
die Diode 42 geliefert wird.
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Es ist festgestellt worden, daß 800 bis 1000 W erforderlich sind,
um eine Windschutzscheibe mittlerer Größe in einer Zeitspanne von weniger als fünf
Minuten zu enteisen. Durch Erhöhen der Wechselstromgeneratorausgangsspannung an
der Ausgangsklemme 18 auf einen Wert, der mehrmals höher ist als die Batteriespannung,
kann die erforderliche Leistung dem Heizelement bei Strömen zugeführt werden, die
deutlich innerhalb des Nennstromberenches eines Standardwechselstromgenerators eines
Kraftfahrzeuges liegen. Bei einem typischen Heizvorgang
wird die
Ausgangsspannung auf einen Wert von etwa 40 V geregelt, und der Widerstand des Heizelements
liegt in der Größenordnung von einem Ohm. Wenn ungefähr 14 V an der Belastung 10
aufrechterhalten werden, ergibt das einen mittleren Strom von etwa 30 bis 40 A.
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Die Widerstände 30 und 32 sind hochohmige Widerstände, so daß die
Schaltung nicht nennenswert belastet wird. Sie sind so bemessen, daß, wenn die Spannung
zwischen der Sammelschiene 28 und Masse oder die Batteriespannung einen bestimmten
Wert übersteigt, der der Batterienennspannung entspricht, eine geteilte Spannung
an ihrem Verbindungspunkt geliefert wird, die die Durchbruchspannung der Referenzdiode
43 plus die Vorwärtsspannungsabfälle der Diode 34 und der Basis-Emitter-Strecke
des Transistors 44 ausreichend übersteigt, um den Transistor 44 zum Leiten zu bringen.
Der Transistor 46 wird dann nichtleitend, damit der Feldstrom auf null verringert
wird. Das erlaubt der Spannung an der Sammelschiene 28 zu sinken und, wenn die Spannung
an dem Verbindungspunkt der Widerstände 30 und 32 unter den Wert abfällt, der den
Durchbruch der Diode 43 bewirkt, hört der Transistor 44 zu leiten auf und der Transistor
46 leitet. Dadurch wird der Feldstrom auf seinen Nennwert erhöht, um erneut die
Spannung an der Sammelschiene 28 zu erhöhen.
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Die Widerstände 38 und 40 sind ebenfalls hochohmige Widerstände, damit
sie eine minimale Belastung darstellen, und sie sind so bemessen, daß sich an ihrem
Verbindungspunkt eine Spannung ergibt, die die Durchbruchspannung der Diode 43 Plus
die Vorwärtsspannungsabfälle der Diode 42 und der Basis-Emitter-Strecke des Transistors
44 übersteigt, wenn die Spannung zwischen der Ausgangsklemme 18 und Masse zum Ansteigen
über einen vorbestimmten Wert tendiert. Dieser vorbestimmte Spannungswert kann gemäß
einer gewünschten Arbeitsweise eingesteLlt werden und wird normalerweise als eine
Spannung ausge wählt, die gewährleistet, daß dem Widerstandsheizelement 2 eine ausreichende
Leistung bei Strömen zugeführt wird, die
deutliche innerhalb des
Nennstrombereiches des Wechselst: romgenerators liegen. Wenn die Wechselstromgeneratorausganqsspannung
diesen vorbestimmten Spannungswert übersteigt, wird daher der Transistor 44 veranlaßt
zu leiten und der Transistor 46 wird nichtleitend gemacht, um den Feldstrom auf
null zu verringern, wobei der transiente Strom über die Diode 50 geleitet wird.
Wenn die Ausgangsspannung unter den vorbestimmten Spannungswert sinkt, wird der
Transistor 46. erneut dazu gebracht, den Nennfeldstrom zu leiten.
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Obiges ist eine vereinfachte Erläuterung der Reglerfunktionsweise,
die zum Verständnis der hier beschriebenen Schaltung ausreichend sein dürfte. Es
sei jedoch angemerkt,. daß eine Standardregleranlage eines Kraftfahrzeuges, wie
oben erwähnt, eine Hystereseeigenschaft aufweist und eine Feldwicklungsinduktivität
hat, die bewirken, daß der Transistor 46 bei einer Ausgangsspannung abschaltet,
die etwas höher ist.als die Spannung, bei der er einschaltet, so daß ein schmales
Band von Spannungen.gebildet wird, innerhalb welchem der Transistor mit einem Tastverhältnis,
d.h. in einem Arbeitszyklus betrieben wird. Bekanntlich wird diese Hystereseeigenschaft
durch eine kapazitive Rückkopplungsverbindung erreicht, die sich beispielsweise
zwischen dem Ausgang des Transistors 46 und der Eingangsklemme 36 befindet und illdcrr
%ei.chnuncI ll.i(ht dargestellt ist.
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Demgemäß bietet die hier beschriebene Schaltung die Möglichkeit, an
das Widerstandsheizelement 2 Leistung abzugeben, während gleichzeitig die Gleichstrombelastung
und die Batterie mit Strom versorgt werden. Weiter unterliegt der Schaltungsbetrieb
der Steuerung einer ersten und einer zweiten Steuereinrichtung, die ein erstes und
ein zweites Steuersignal an den Regler 6 für eine Doppelregelung der Wechselstromgeneratorausgangsspannung
abgeben. In einem ersten Fall wird die Ausgangsspannung in Abtingigkeit von der
Batteriespannunq so geregelt, daß sie in einem ersten Band von Spannungen liegt,
das, wenn es über das Widerstandsheizelement auf die Sammelschiene
28
umgesetzt wird, der Battetieendspannung entspricht. In einem zweiten Fall wird die
Wechselstromgeneratorausgangsspannung als direkte Funktion von sich selbst geregelt,
so daß sie innerhalb eines zweiten Bandes von Spannungen liegt, welches dem vorerwähnten
vorbestimmten Spannungswert entspricht.
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Die Wechselstromgeneratorausgangsspannung unterliegt normalerweise
der Steuerung entweder der ersten oder der zweiten Steuereinrichtung, je nachdem,
welche der beiden Widerstandsverbindungspunktspannungen die größere ist. Für den
Zustand, in welchem eine leichte bis mittlere Kraftfahrzeugbelastung vorliegt, wird
daher die Spannung an dem Verbindungspunkt der Widerstände 30 und 32 gewöhnlich
größer sein als die Spannung an dem Verbindungspunkt der Widerstände 38 und 40,
und die Wechselstromgeneratorausgangsspannung gelangt unter die Steuerung der ersten
Steuereinrichtung, die auf die Batteriespannung anspricht. In dem Zustand, in welchem
die Belastung groß ist und dazu tendiert, übermäßig groß zu werden, wird die Spannung
an dem Verbindungspunkt der Widerstände 38 und 40 normalerweise die höhere sein
und die Ausgangsspannung fällt unter die Steuerung der zweiten Steuereinrichtung,
die direkt auf die Wechselstromgeneratorausgangsspannung anspricht.
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Dadurch wird die Wechselstromgeneratorausgangsspannung innerhalb sicherer
Grenzen gehalten, so daß das Widerstandsheizelement weder zu viel Wärme erzeugt
noch die Batterienennspannung überschritten wird.
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Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Heizelementsteuerschaltung
nach der Erfindung. Diese Schaltung enthält zusätzliche Widerstandsheizelemente
56 und 58 und dient dem Zweck, die Leistung wirksamer auf die Heizelemente und die
elektrische Standardbelastung.eines Kraftfahrzeuges zu verteilen sowie das Erzielen
einer Doppelspannungsregelung zu unterstützen. Die zusätzlichen Heizelemente können
benutzt werden, um eine zusätzliche Enteisungsfunktion oder andere Hilfsheizfunktionen
zu erfüllen. Eine Anzahl von Schaltungsteilen
in Fig. 2 hat entsprechende
Gegenstücke in Fig. 1 und trägt die gleichen Bezugszahlen, aber mit einem hochgesetzten
Strich. Sie werden deshalb bezüglich Fig. 2 nicht im einzelnen beschrieben. Demgemäß
ist die Ausgangsklemme 18' des Wechselstromgenerators 4' über das Widerstandsheizelement
2', zu welchem der Schalter 26' parallel liegt, mit der Sammelschiene 28' verbunden.
Die Sammelschiene 28' ist wieder mit dem Spannungsregler 6', mit der Batterie 8',
mit der Belastung 10' und mit der ersten Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen
30' und 32' verbunden. Die zweite Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen
38' und 40' ist wieder mit der Ausgangsklemme 18' verbunden.
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Der Verbindungspunkt der Widerstände 30' und 32' ist mit der Basis
eines ersten npn-Transistors 60 der Steuereinrichtung verbunden, dessen Emitter
mit der Reglereingangsklemme 36' und dessen Kollektor mit der Basis eines ersten
pnp-Transistors 62 der Steuereinrichtung verbunden ist. Der Emitter des Transistors
62 ist mit der Sammelschiene 28' verbunden und sein Kollektor ist über ein Parallelwiderstandsheizelement
56 mit Masse verbunden. Wenn die Spannung an der Sammelschiene 28'dazu tendiert,
die Batterienennspannung zu überschreiten, wird daher die Spannung an dem Verbindungspunkt
der Widerstände 30'und 32' groß genug, um den Transistor 60 zum Leiten zu bringen
und ein erstes Steuersignal an die Eingangsklemme 36' anzulegen, das den Durchbruch
der Referenzdiode 43' bewirkt, um den Transistor 44' leitend und den Transistor
46' nichtleitend zu machen, wie oben mit Bezug auf die Arbeits-# weise von Fig.
1 beschrieben. Das Leiten des Transistors.60 triggert den Transistor 62 in den leitenden
Zustand, dami.t-dem Parallelheizelement 56 Strom zugeführt wird. Ein durch das Heizelement
56 fließender Strom dient außer zum Erfüllen einer Hilfsheizfunktion als eine zusätzliche
Nebenschlußbelastung, um die Spannung an der Sammelschiene 28 wirksamer in den Batterienennwertbereich
zu ringen.
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Der Verbindungspunkt der Widerstände 38' und 40' ist mit der Basis
eines zweiten npn-Transistors 66 der Steuereinrichtung verbunden, dessen Emitter
mit der Eingangsklemme 36' und dessen Kollektor mit der Basis eines zweiten pnp-Transistors
68 der Steuereinrichtung verbunden ist. Der Kolvektor des Transistors 68 ist mit
der Sammelschiene 28' und sein Emitter ist über ein zweites Reihenwiderstandsheizelement
58 mit der.Klemme 18' verbunden. Wenn die Ausgangsspannung an der Klemme 18' einen
vorbestimmten Wert übersteigt, wird die Spannung an dem Verbindungspunkt der Widerstände
38' und 40' groß genug, um den Transistor 66 leitend zu machen und ein zweites Steuersignal
an die Eingangsklemme 36' anzulegen, welches zur Folge hat, daß der Transistor 44'
leitend un,d der Transistor 46' nichtleitend wird. Das Leiten des Transistors 66
triggert den Transistor 68 inden leitenden Zustand, damit dem zusätzlichen Reihenheizelement
58 Strom zugeführt wird. Durch das Heizelement 58 hindurchgeleiteter Strom dient
zum Erzeugen von zusätzlicher Wärme, wenn eine übermäßige Ausgangsspannung verfügbar
ist, und ist außerdem dabei behilflich, die Ausgangsspannung innerhalb des genannten
vorbestimmten Wertebereiches zu halten.
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Die Arbeitsweise der Steuerschaltung von Fig. 2 gleicht, mit Ausnahme
der Aufgabe der Hilfswiderstandheizelemente 56 und 58, der mit Bezug auf Fig. 1
beschriebenen und braucht deshalb nicht weiter betrachtet~zu werden. In Fig. 2 dienen
jedoch die Transistorsteuereinrichtungen 60 und 66 außer der Funktion, dem Reglereingang
ein erstes und ein zweites Steuersignal zu liefern, einer zusätzlichen Funktion,
nämlich der, Hilfsheizelemente durch die Betätigung der zusätzlichen Transistorsteuereinrichtungen
62 ~und 68 zuzuschalten und wegzuschalten.
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Es sei beachtet, daß wieder die Hysterese der Reglereinrichtung und
die Induktivität des Feldes den Wechselstromgeneratorausgangsstrom glatt halten
und daß außerdem geeignete Zeitkonstanten für den Betrieb, der Transistoren 62 und
68 erfor derlich sein können, um die KompatibilitAt mit irgendeinem besonderen Wechselstromgeneratorfeld-
und -reglersystem zu gewährleisten.
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Leerseite