DE4004414A1 - Frostschutzsystem fuer die windschutzscheibe eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Verhinderung der Ver­ eisung einer Fensterscheibe, z. B. der Windschutzscheibe, eines Kraftfahrzeugs.

Um die Vereisung der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs zu verhindern, zeigt die JP-OS 58-1 74 046 eine elektrische Schaltung, bei der ein Umgebungstemperatursensor, ein auf dessen Ausgangssignal ansprechender Schalter und ein Zeit­ relais zwischen einer Batterie und einem Wischermotor vor­ gesehen sind. Wenn die Umgebungstemperatur unter eine vor­ bestimmte Temperatur sinkt, während das Fahrzeug geparkt ist, werden der Sensor, der Schalter und das Zeitrelais nacheinander aktiviert und treiben den Wischermotor inter­ mittierend an. Dadurch wischen die Scheibenwischer den Frostbelag von der Windschutzscheibe ab.

In der US-PS 40 84 126 ist eine Schaltung zur Regelung der elektrischen Energie zum Beheizen von Kraftfahrzeugscheiben angegeben. Dabei ist ein Heizelement aus einem durchsich­ tigen Metallfilm in eine Windschutzscheibe aus Verbundglas eingebettet. Wenn sich Eis auf der Windschutzscheibe an­ sammelt, fließt ein großer Strom von der Lichtmaschine zum Heizelement, wenn das Fahrzeug angelassen wird, so daß die Windschutzscheibe innerhalb von 2-4 min enteist wird. Fig. 3 ist ein schematisches Schaltbild eines solchen Systems, wobei dem Heizelemet der Windschutzscheibe F eine Spannung von einer Lichtmaschine V über einen Schalter S und einen Regler U zugeführt wird. Um jedoch den erforderlichen Strom zu erhalten, muß an das Heizelement eine hohe Spannung an­ gelegt werden. Daher ist z. B. ein Gleichstrom-Wechsel­ strom-Umformer erforderlich, um den Gleichstrom in Wechsel­ strom umzuformen, was die Kosten der Vorrichtung erhöht. Außerdem wird jedesmal beim Enteisen eine hohe Energiemenge von mehr als 1500 W verbraucht. Somit müssen eine Licht­ maschine und eine Batterie großer Kapazität vorgesehen sein.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems, das die Vereisung einer Windschutzscheibe mit niedriger Spannung und geringem Stromverbrauch verhindert.

Das Frostschutzsystem nach der Erfindung für die Wind­ schutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, das ein Wischersystem mit Intervallwischeinheit zum intermittierenden Betrieb eines Wischers des Fahrzeugs aufweist, ist gekennzeichnet durch ein an der Windschutzscheibe vorgesehenes Heizele­ ment, einen Temperaturschalter, der ein Temperatursignal erzeugt, wenn die Temperatur der Windschutzscheibe bei ca. 0°C liegt, einen Feuchteschalter, der ein Feuchtesignal erzeugt, wenn die Luftfeuchte außerhalb der Windschutz­ scheibe etwa 100% wird, ein auf das Temperatursignal und das Feuchtesignal ansprechendes Verknüpfungsglied, das ein Frostsignal erzeugt, Schaltmittel, die zwischen dem Heiz­ element und einer Fahrzeugbatterie vorgesehen sind und auf­ grund des Frostsignals geschlossen werden, um das Heizele­ ment zu aktivieren, und eine Betätigungseinheit, die auf­ grund des Frostsignals die Intervallwischeinheit betätigt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die Schaltmittel einen Transistor, der aufgrund des Frostsignals einen Schalter in einem Schaltkreis zur Aktivierung des Heizele­ ments schließt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frostschutzschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die Schaltung von Fig. 1 im Betrieb; und

Fig. 3 eine Schaltung eines konventionellen Entei­ sungssystems.

Gemäß Fig. 1 hat eine Schaltung zur Verhinderung von Eis­ bildung auf einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs eine Batterie B, einen Regelteil 10, ein Heizelement 1 a aus einem lichtdurchlässigen leitenden Film, der in einer Ver­ bundglas-Windschutzscheibe 1 des Fahrzeugs vorgesehen ist, einen manuellen Vereisungsschutzschalter SW 1 am Armaturen­ brett des Fahrzeugs und ein konventionelles Wischersystem 7.

Ein Regentropfensensor 11, ein Windschutzscheibentempera­ tursensor 12, ein Umgebungstemperatursensor 13 und ein Feuchtesensor 14 sind an der Windschutzscheibe 1 außerhalb der Wischfläche angebracht. Ein für eine automatische Kli­ maanlage vorgesehener Umgebungstemperatursensor kann als Umgebungstemperatursensor des Systems verwendet werden. Diese Sensoren sind elektrisch an einen Regentropfenschal­ ter 11 S, einen Windschutzscheibentemperaturschalter 12 S, einen Umgebungstemperaturschalter 13 S und einen Feuchte­ schalter 14 S angeschlossen. Der Windschutzscheibentempera­ turschalter 12 S wird geschlossen und erzeugt ein Wind­ schutzscheibentemperatursignal, wenn die Oberflächentempe­ ratur der Windschutzscheibe 1 auf 0°C sinkt, und wird ge­ öffnet, wenn die Temperatur auf 1°C ansteigt. Der Umge­ bungstemperaturschalter 13 S wird bei 7°C geschlossen und bei 3°C geöffnet und erzeugt ein Umgebungstemperatursi­ gnal. Der Feuchteschalter 14 S ist mit der Windschutzscheibe 1 verbunden und wird geschlossen und erzeugt ein Feuchte­ signal, wenn der Feuchtegehalt der Umgebungsluft nahe der Windschutzscheibe 1 über 100% ansteigt. Der Regentropfen­ schalter 11 S wird durch Regenwasser, schmelzenden Schnee und Schnee geschlossen und erzeugt ein Wassersignal.

Die Ausgänge der Schalter 12 S, 13 S und 14 S sind an ein UND-Glied G 1 mit drei Eingängen angeschlossen. Einem zwei­ ten UND-Glied G 2 werden das Ausgangssignal des Schalters 11 S über einen Inverter G 3 und die Ausgangssignale der Schalter 12 S und 14 S zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Glieds G 1 ist mit der Basis eines Transistors TR 1 über eine Diode D 1 verbunden, und der Ausgang des UND-Glieds G 2 ist ebenfalls an die Basis angeschlossen. Der Emitter des Transistors TR 1 ist geerdet, und der Kollektor ist an die Batterie B über eine Spule 5 a eines Relais Ry 1 und den Frostschutzschalter SW 1 angeschlossen. Das Relais Ry 1 hat einen normalerweise offenen Kontakt 5 b, der mit der Batte­ rie B über den Frostschutzschalter SW 1 und in Reihe mit dem Heizelement 1 a verbunden ist. Das Heizelement 1 a ist ferner mit der Batterie B über einen Ruhekontakt 6 b eines Relais Ry 2 und einen Zündschalter IGS verbunden. Eine Spule 6 a des Relais Ry 2 ist zwischen den Zündschalter IGS und Erde pa­ rallel zum Zündschalter IGS und zur Batterie B geschaltet.

Wenn der Zündschalter IGS beim Anlassen des Fahrzeugmotors geschlossen wird, wird die Spule 6 a des Relais Ry 2 erregt. Der Kontakt 6 b wird dementsprechend geöffnet, so daß das Heizelement 1 a von der Batterie B getrennt wird.

Das Ausgangssignal des UND-Glieds G 1 wird ferner dem Wi­ schersystem 7 durch einen Zeitgeber T zugeführt. Das Wi­ schersystem 7 umfaßt einen Wisch-/Waschschalter 4, einen Wischermotor WM und eine Intervallwischeinheit 3. Wie das Diagramm des Schalters 4 in Fig. 1 zeigt, betätigt der Wisch-/Waschschalter 4 den Scheibenwischer in drei ver­ schiedenen Betriebsarten, und zwar in der Intervallbe­ triebsart INT, in der Betriebsart mit Geschwindigkeit I und mit Geschwindigkeit II und in der Waschbetriebsart W. Die Verbindungen der Anschlüsse INT, W, S 1, S 2 und S 3 des Schalters 4 sind in dem Diagramm durch Querlinien gezeigt.

Der Betrieb des Systems wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Um bei geparktem Fahrzeug eine Vereisung der Windschutzscheibe 1 zu verhindern, ist der Frostschutz­ schalter SW 1 geschlossen.

Wenn die Umgebungstemperatur über 7°C liegt und die Feuch­ tigkeit auf 100% ansteigt und die Oberflächentemperatur der Windschutzscheibe 1 unter 0°C liegt, werden die Schal­ ter 12 S, 13 S und 14 S geschlossen, so daß dem UND-Glied G 1 das Windschutzscheibentemperatursignal, das Umgebungstem­ peratursignal und das Feuchtesignal zugeführt werden. Wie durch Strichlinienpfeile A in Fig. 2 angedeutet ist, er­ zeugt das UND-Glied G 1 ein Signal, das der Intervallwisch­ einheit 3 des Wischersystems 7 über den Zeitgeber T zuge­ führt wird, so daß für eine bestimmte Zeitdauer T′ der Intervallbetrieb des Wischers gewählt wird.

Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des UND-Glieds G 1 der Basis des Transistors TR 1 zugeführt, so daß dieser leitend wird und die Spule 5 a erregt, wodurch der Kontakt 5 b ge­ schlossen wird. Wie die Vollinienpfeile M zeigen, wird von der Batterie B durch den Schalter SW 1, die Kontakte 5 b, 6 b, die Intervallwischeinheit 3 und die Anschlüsse S 1 und S 2 des Wisch-/Waschschalters 4 dem Motor WM eine Spannung zum Betrieb des Scheibenwischers zugeführt. Dadurch wird der Scheibenwischer für eine vorgegebene Zeitdauer T′ im Inter­ vallbetrieb betätigt, um den Tau auf der Windschutzscheibe 1 zu beseitigen.

Andererseits ist das Heizelement 1 a über den Kontakt 6 b mit der Batterie B verbunden, so daß die Windschutzscheibe 1 erwärmt wird. Dadurch wird der Tau auf der Windschutzschei­ be durch die vom Heizelement 1 a erzeugte Wärme schnell ver­ dunstet. Da der größte Teil des Taus bereits vom Wischer beseitigt wurde, wird nur wenig Energie benötigt, um den restlichen Tau zu verdunsten.

Wenn die Windschutzscheibe 1 erwärmt wird und ihre Ober­ flächentemperatur auf 1°C ansteigt, wird der Schalter 12 S geöffnet, so daß der Ausgang des UND-Glieds G 1 zu Null wird. Dadurch wird der Heizstrom zum Heizelement 1 a unter­ brochen. Wenn die Temperatur der Windschutzscheibe wieder unter 0°C sinkt, wird der Schalter 12 S wieder geschlossen. Daher wird der Betrieb des Systems wiederholt, so daß der Heizstrom intermittierend durch das Heizelement 1 a fließt. Die Windschutzscheibe 1 wird auf 0°C gehalten, wenn die Taupunkttemperatur höher als 0°C ist, oder auf dem Tau­ punkt gehalten, wenn dieser unter 0°C liegt. Daher wird in wirksamer Weise eine Eisbildung auf der Windschutzscheibe verhindert.

Wenn es regnet oder schneit, wird der Regentropfenschalter 11 S geschlossen, so daß dem UND-Glied G 2 vom Inverter G 3 ein Signal mit L-Pegel zugeführt wird. Selbst wenn die Schalter 12 S und 13 S Ausgangssignale mit H-Pegel erzeugen, erzeugt das UND-Glied G 2 daher ein Ausgangssignal mit L- Pegel, so daß der Transistor TR 1 abgeschaltet wird. Dadurch wird die Spule 5 a entregt, so daß der Kontakt 5 b geöffnet und der Betrieb des Systems unterbrochen wird.

Wenn der Zündschalter IGS zum Fahren des Fahrzeugs ge­ schlossen wird, wird die Spule 6 a des Relais Ry 2 erregt und öffnet den Kontakt 6 b, so daß das Heizelement 1 a von der Batterie B getrennt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine vereisungsgeschützte Windschutz­ scheibe angegeben wird, wobei der Tau auf der Windschutz­ scheibe abgewischt wird, bevor sich Eis bildet. Da die Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe nach dem Abwischen des Taus durch den Wischer leicht verdunstet werden kann, kann das System mit niedriger Spannung betrieben werden, so daß der Energieverbrauch verringert wird.

Claims (3)

1. Frostschutzsystem für die Windschutzscheibe eines Kraft­ fahrzeugs, das ein Wischersystem (7) mit Intervallwisch­ einheit (3) zum intermittierenden Betrieb eines Wischers des Fahrzeugs aufweist, gekennzeichnet durch
ein an der Windschutzscheibe (1) vorgesehenes Heizelement (1 a);
einen Temperaturschalter (12 S), der ein Temperatursignal erzeugt, wenn die Temperatur der Windschutzscheibe (1) bei ca. 0°C liegt;
einen Feuchteschalter (14 S), der ein Feuchtesignal er­ zeugt, wenn die Luftfeuchte außerhalb der Windschutzscheibe (1) etwa 100% wird;
ein auf das Temperatursignal und das Feuchtesignal an­ sprechendes Verknüpfungsglied (G 1), das ein Frostsignal erzeugt;
Schaltmittel, die zwischen dem Heizelement (1 a) und einer Fahrzeugbatterie (B) vorgesehen sind und aufgrund des Frostsignals geschlossen werden, um das Heizelement (1 a) zu aktivieren; und
eine Betätigungseinheit (T), die aufgrund des Frostsi­ gnals die Intervallwischeinheit (3) betätigt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsglied ein UND-Glied (G 1) ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel einen Transistor (TR 1) umfassen, der aufgrund des Frostsignals einen in einem Schaltkreis lie­ genden Kontakt (5 b) schließt, um das Heizelement (1 a) zu aktivieren.