DE3822006A1 - Elektrischer heizstromkreis, insbesondere fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizstromkreis gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Heizstromkreis ist aus der US-PS 41 88 527, B 60 L 1/02, bekannt.

Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich in einem Kraftfahr­ zeug, so wird dort die zur Speisung verschiedener Verbraucher, wie Zündspule, Radio, Gemischvorheizung und so fort, erforderliche elektrische Energie mittels eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Generators erzeugt und in einer Bordbatterie gespei­ chert. Dabei ist verständlicherweise die Energieversorgung einzelner Verbraucher, die für den Betrieb des Fahrzeugs unentbehrlich sind, also beispielsweise der Zündeinrich­ tung bei einem mit Fremdzündung arbeitenden Antriebsmotor oder der Beleuchtung des Fahrzeugs, vorrangig vor der Energieversorgung anderer Verbraucher, wie beispielsweise elektrischen Heizeinrichtungen für den Komfort der Fahrzeuginsassen. Dem trägt der eingangs zitierte Stand der Technik dadurch Rechnung, daß trotz eines durch einen Temperaturfühler signalisierten Heizbedarfs der erste Kontakt den ersten Heizwider­ stand dann überbrückt, wenn die Batteriespannung unter ihren Sollwert abgesunken ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen elektrischen Heizstromkreis mit Spannungsregelung hinsichtlich der Erfassung der Differenz zwischen vom Genera­ tor erzeugter elektrischer Energie und von den bevorrechtigten Verbrauchern jeweils abgeforderter Energie zu Heizzwecken zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma­ len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Un­ teransprüche.

Die Erfindung sieht also im Rahmen einer Stromregelung zumindest einen weiteren Heizwiderstand vor, der über den zweiten Kontakt eingeschaltet wird, wenn die übri­ gen Verbraucher den erzeugten Strom nicht abnehmen. Dabei können der erste und der zweite Heizwiderstand zur Erwärmung unterschiedlicher Medien dienen. Während zur Erwärmung des ersten Heizwiderstands die Spannungsdifferenz zwischen Generator­ spannung und Sollwert der Bordspannung herangezogen wird, dient zur Speisung des zweiten Heizwiderstands eine Stromdifferenz.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert.

In dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die beiden Heizwiderstände 1 und 2 zum Aufheizen des Kühlmittels der nicht dargestellten Brennkraftmaschine, dessen Temperatur mittels des Temperatursensors 3 erfaßt wird, dienen. Sie liegen daher im Strömungsweg des Kühlmittels, das auch den Generator 4 sowie die noch zu beschrei­ benden Kontakte oder Schalter 5 und 6 zur Erfassung der Verlustwärme dieser Einrich­ tungen umspült. Es ist bekannt, daß das Kühlmittel der Brennkraftmaschine auch zu Heizzwecken (Temperierung des Fahrgastraums, Beschlagentfernung von Scheiben des Fahrzeugs) eingesetzt wird.

Als Kontakte 5 und 6 werden zweckmäßigerweise schnell arbeitende V-Mos-Tansisto­ ren eingesetzt.

Der Generator 4 erzeugt eine Wechselspannung, die in üblicher und daher im einzelnen nicht zu beschreibender Weise über eine Gleichrichterschaltung 7 gleichgerichtet wird und zur Speisung der Bordbatterie 8 des Fahrzeugs dient. An die Ausgangsklemme 9 sind in diesem Zusammenhang im einzelnen nicht interessierende weitere Verbraucher des Fahrzeugs angeschlossen. Die Spannung an der positiven Klemme 10 der Batterie 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel auf einen Sollwert von 14 V eingeregelt.

Dem Generator 4 ist der Feldregler 11 zugeordnet, der bei Signalen des Temperatur­ fühlers 3, die eine unterhalb eines vorgegebenen Sollwerts liegende Kühlmitteltempe­ ratur signalisieren, eine Umschaltung des Feldstroms des Generators 4 im Sinne einer Vergrößerung der an der Klemme 12 gemessenen Generatorspannung von 14 auf 42 Volt hervorruft.

Ferner enthält die Schaltungsanordnung den Heizregler 13, dem Signale für die Kühl­ mitteltemperatur (Verbindung mit Sensor 3) und für den lstwert der Batteriespannung (Verbindung mit Schaltungspunkt 10) zugeführt werden und der daraus Ansteuersignale für die beiden Kontakte 5 und 6 erzeugt.

Sobald der Temperatursensor 3 Heizbedarf signalisiert, erfolgt mittels des Feldreglers 11 die beschriebene Umschaltung auf die höhere Generatorausgangsspannung (hier 42 V) und über den Heizregler 13 das Öffnen des Kontakts 5 und das Schließen des Kontakts 6, so daß beide Heizwiderstände 1 und 2 von Strom durchflossen werden. Diese Einschaltung der Heizwiderstände 1 und 2 sowie die Umschaltung des Genera­ tors 4 auf erhöhte Ausgangsspannung werden rückgängig gemacht, sobald die vom Tem­ peratursensor 3 erzeugten Signale anzeigen, daß die Kühlmitteltemperatur ihren Min­ destsollwert erreicht bzw. überschritten hat.

Unabhängig von diesem Kriterium schließt der Heizregler 13 den Kontakt 5, so daß der erste Heizwiderstand 1 überbrückt wird, sobald die Batteriespannung ihren Sollwert von in diesem Ausführungsbeispiel 14 V unterschreitet. Ebenfalls über den Heizregler 13 erfolgt das Öffnen des zweiten Kontakts 6 auch bei vorliegendem Heizbedarf, wenn die an die Klemme 9 angeschlossenen Verbraucher den gesamten erzeugten Strom ab­ nehmen. Ein Zeichen hierfür ist ein weiteres Absinken der Batteriespannung trotz Über­ brückung des ersten Heizwiderstands 1.

Mit der Erfindung ist also mit einfachen Mitteln eine Schaltungsanordnung der im Ober­ begriff des Hauptanspruchs angegebenen Art geschaffen, die eine optimale Erfassung der nach Abzug des Bedarfs der bevorrechtigten Verbraucher verbleibenden Energie zu Heizzwecken sicherstellt.

Claims (4)

1. Elektrischer Heizstromkreis, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem zwischen einem feldgeregelten Generator und einer zur Speisung weiterer Verbraucher dienenden Batterie liegenden ersten Heizwiderstand und einem in einem Bypass zu die­ sem liegenden ersten Kontakt, der nur bei Heizbedarf und zumindest ihrem Sollwert entsprechender Batteriespannung über einen Heizregler im öffnenden Sinne angesteu­ ert wird (Spannungsregler), dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem ersten Heizwiderstand (1) und parallel zur Batterie (8) die Reihenschaltung zumindest eines zweiten Heizwiderstandes (2) und eines zweiten Kontaktes (6) liegt, der nur bei Heiz­ bedarf und den jeweiligen Strombedarf der weiteren Verbraucher überschreitendem Stromangebot im schließenden Sinne angesteuert wird (Stromregler).

2. Heizstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Generator (4) ein Feldregler (11) zugeordnet ist, der bei Heizbedarf eine Feldstromvergrößerung zur Erhöhung der Generatorspannung auf einen vorgegebenen Spannungswert oberhalb des Sollwerts der Batteriespannung vornimmt.

3. Heizstromkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei seiner Ver­ wendung zur Aufheizung eines strömenden Mediums Verlustwärme erzeugende Schal­ tungsbestandteile, insbesondere der Generator (4), von dem Medium gekühlt sind.

4. Heizstromkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (5, 6) elektronische Kontakte nach Art von V-Mos-Transistoren sind.