DE4139435C2 - Vorrichtung zur Vorentlüftung von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorentlüftung von Fahrzeugen nach den Oberbegriff des Patentanspruchs 1, welche beispielsweise eine Sonnenbatterie bzw. Solar­ zelle oder einen Akkumulator bzw. aufladbare Batterie jeweils als Hilfs- und Hauptstromquellen verwendet.

In der Offenlegungsschrift DE 36 10 767 A1 ist eine Schaltung mit einer Solarzelle beschrieben, bei welcher die Solarzellen - ab­ hängig von einem Temperaturgrenzwertgeber - parallel geschaltet oder zum Laden eines Akkus in Serie geschaltet werden. Bei dieser Schaltung sind zwei Solarzellen vorgesehen, die im Falle ihrer Serienschaltung den Akkumulator aufladen. Im Falle einer Kühlung bzw. Ventilation während des Fahrzeugstillstandes bei Überschrei­ ten einer vorbestimmten Grenzwerttemperatur werden die Solarzel­ len parallel durch eine zweite Schaltposition der Schalteinrich­ tung geschaltet und die in einem Fahrzeug üblicherweise eingebau­ te Gebläseeinheit durch eine Spannung gespeist, die unterhalb der Akkumulatorspannung liegt. Auf diese Weise wird eine Anpassung an - übliche im Fahrzeug vorhandene Belüftungsgebläse - erhalten, wodurch Zusatzgebläse entfallen sollen.

Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 51451/1984 offenbart ein Fahrzeug, bei dem eine Park-Entlüftung vorgenommen wird, d. h. das Innere derselben wird während des Parkens des Fahrzeugs mittels eines Entlüftungsventilators belüftet, das als Entlüf­ tungseinrichtung dient, welche durch die elektromotorische Kraft einer Solarzelle angetrieben wird. Bei einem derartigen Fahrzeug, das eine Solarzelle verwendet, wird der von der Solarzelle er­ zeugte Strom wirksam als Stromquelle zum Laden des Akkumulators des Fahrzeugs verwendet. Die vorerwähnte Park-Entlüftung ist nicht während des Betriebs des Motors des Fahrzeugs erforderlich, weil eine Lichtmaschine desselben eine ausreichende Strommenge erzeugt, und auch nicht, wenn die Außentemperatur niedrig ist.

Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 172016 offenbart ein Entlüftungssystem für Fahrzeuge mit dem Ziel, einen übermäßigen Anstieg der Temperatur im Innern des Fahrzeugs zu beseitigen, welcher dann auftritt, wenn das Fahrzeug lange Zeit in der prallen Sonne im Sommer geparkt worden ist, weil ein Einsteigen in das Fahrzeug für einen Fahrer oder Mitfahrer unkomfortabel ist und die Klimaanlage einige Zeit benötigt, um die Temperatur auf eine komfortable Höhe abzusenken. In dem offengelegten japani­ schen Patent Nr. 172016 ist ein Entlüftungsventilator vorgesehen, der als Entlüftungseinrichtung fungiert, welche automatisch in Betrieb tritt, wenn die Temperatur des Inneren des geparkten Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt, und das Park-Entlüften, d. h. der Austausch der Luft im Innern des Fahrzeugs durch frische Luft, wird durch den Betrieb eines der­ artigen Entlüftungsventilators vorgenommen. Dieser Entlüftungs­ ventilator wird von der Solarbatterie bzw. Solarzelle angetrie­ ben, welche eine Ausgangsspannung liefert, die der empfangenen Sonnenlichtmenge entspricht.

Bei einem Fahrzeug, das sowohl den Akkumulator als auch Solar­ zellenanordnungen verwendet und bei dem der Akkumulator von der Solarzelle geladen wird, muß ein Schalter vorgesehen sein, um einen Ladekreis zum Laden des Akkumulators zu öffnen und zu schließen, und dieser Schalter muß in Übereinstimmung mit Ände­ rungen der Spannung des Akkumulators, d. h. in Abhängigkeit von dem Ladungsbedarf des Akkumulators in adäquater Weise geregelt werden.

Genauer gesagt ist es möglich, die Solarzelle mit dem Akkumulator über den Schalter zu verbinden und den Schalter derart zu regeln, daß er die Verbindung zwischen der Solarzelle und dem Akkumulator unterbricht, wenn ermittelt wird, daß die Spannung des Akkumula­ tors die Referenzspannung erreicht. Wenn jedoch der Schalter ausgestellt ist und die Stromzufuhr von der Solarzelle unter­ brochen ist, fließt kein Entladungsstrom, und deren Leerlauf­ schaltungsspannung erhöht sich dadurch auf etwa 20 Volt und liegt damit höher als die 12 Volt betragende Akkumulatorspannung.

Wenn die Spannung der Solarzelle in ihrem Leerlaufschal­ tungszustand gemessen wird, wird die Zunahme der Leerlaufschal­ tungsspannung auf etwa 20 Volt ermittelt. Hierdurch kann der Akkumulator nicht durch die Solarzelle ladbar sein, selbst wenn der Akkumulator sich entlädt und seine Spannung dadurch sinkt und demgemäß das Laden des Akkumulators durch die Solarzelle demgemäß ermöglicht würde.

Bei dem zuvor erwähnten Fahrzeug, das als Stromquelle für den Entlüftungsventilator eine Solarzelle benutzt, die durch die Erzeugung einer Spannung entsprechend der empfangenen Sonnen­ lichtmenge gekennzeichnet ist, kann es vorkommen, daß der Ent­ lüftungsventilator nicht angetrieben werden kann, wenn eine vor­ bestimmte Sonnenlichtmenge nicht empfangen wird. Demgemäß wurde bereits vorgeschlagen, zu bestimmen, ob oder ob nicht eine aus­ reichende Strommenge zum Aktivieren des Entlüftungsventilators von der Solarzelle geliefert wird, und den Entlüftungsventilator auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Bestimmung zu aktivieren. Individuelle Solarzellenanordnungen unterscheiden sich jedoch erheblich voneinander in ihrer Ausgangsspannung. Desweiteren benötigt auch ein Gleichstrommotor zum Antreiben des Entlüf­ tungsventilators einen hohen Strom, wenn eine relativ niedrige Spannung an diesen angelegt wird.

Die beiden letztgenannten Faktoren werden nun detaillierter unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert, welche die Beziehung zwischen der Aktivierungskennlinie R eines Gleichstrommotors, einer Refe­ renz-Strom-Spannungs-Kennlinie X einer Referenzsolarzelle und einer Strom-Spannungs-Kennlinie Y einer einzelnen Solarzelle zeigt. In Fig. 15 gewährleistet die Referenz-Strom-Spannungs- Kennlinie X, die durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, daß alle Gleichstrommotoren für den Entlüftungsventilator aktiviert werden können, wenn die Spannung und der Strom der Solarzelle an die Gleichstrommotoren bei einer vorbestimmten Sonnenlichtmenge angelegt werden. Anders ausgedrückt, können bei Anliegen der Spannung und des Stroms der Solarzelle alle Gleichstrommotoren aktiviert werden, wenn die Strom-Spannungs-Kennlinie der Solar­ zelle den unteren ersten Scheitelwert RA übersteigt, der auf der Aktivierungskennlinie R erscheint. Das herkömmliche Verfahren zum Aktivieren eines Motors ist unproblematisch, wenn alle herge­ stellten Solarzellen Kennlinien aufweisen, die zu der Referenz- Strom-Spannungs-Kennlinie X äquivalent sind.

Es existieren jedoch Solarzellen, die eine Strom-Spannungs-Kenn­ linie Y aufweisen, die niedriger als die Referenz-Strom-Span­ nungs-Kennlinie X bei derselben Sonnenlichtmenge wie diejenige ist, welche die Referenz-Strom-Spannungs-Kennlinie X garantiert. Wenn eine derartige Solarzelle verwendet wird, können die Gleich­ spannungsmotoren nicht aktiviert werden, weil die Strom-Span­ nungs-Kennlinie Y nicht den ersten Scheitelwert der Aktivie­ rungskennlinie R übersteigt. Von daher ist es möglich, eine Spannungsdifferenz Δv zwischen der Leerlaufschaltungsspannung der Referenz-Strom-Spannungs-Kennlinie X und der der Strom-Spannungs- Kennlinie Y zuvor zu messen und die Motoren zu aktivieren, wenn die Sonnenlichtmenge zunimmt, und eine Strom-Spannungs-Kennlinie Y2, die die Erzeugung einer Leerlaufschaltungsspannung gewähr­ leistet, die um ΔV höher ist als die Referenz-Strom-Spannungs- Kennlinie X und welche höher ist als die Aktivierungskennlinie R, auf diese Weise zu erhalten.

Wenn die Solarzelle die Strom-Spannungs-Kennlinie Y2 aufweist, erzeugt sie bei maximaler Sonnenlichtmenge eine elektromotorische Kraft von beispielsweise 50 mW/cm². Dies bedeutet, daß die Solar­ zelle nicht in einem Zustand verwendet werden kann, in dem sie eine Strom-Spannungs-Kennlinie Y1 besitzt, welche die Aktivierung des Entlüftungsventilators gewährleistet, welche durch die strichpunktierte Linie in Fig. 15 angedeutet ist, wenn sie bei­ spielsweise eine elektromotorische Kraft erzeugt, die um 5 mW/cm² höher ist als 30 mW/cm².

Anders ausgedrückt, sind bei einer Solarzelle, die eine Strom- Spannungs-Kennlinie Y besitzt, die niedriger als die Referenz- Strom-Spannungs-Kennlinie X verläuft, Spannungsänderungen groß, wenn die Spannung in einem Leerlaufschaltungszustand gemessen wird, und ΔV-Spannungsmeßfehler entstehen demzufolge, wenn deren Leerlaufschaltungsspannung in einem Leerlaufschaltungszustand gemessen wird, in dem sie nicht an eine Last angeschlossen ist. Demzufolge können die Motoren nicht aktiviert werden, es sei denn, die von der Solarzelle empfangene Lichtmenge beträgt ein Maximum.

Im Hinblick auf die vorerwähnten Probleme herkömmlicher Verfahren zielt die Erfindung primär darauf ab, eine Vorrichtung zur Vor­ entlüftung von Fahrzeugen verfügbar zu machen, bei der auf der Grundlage der Meßergebnisse der Leerlaufschaltungsspannung einer Solarzelle ein Akkumulator geladen und ein Entlüftungsventilator angetrieben werden. Bei der Vorrichtung soll dann, wenn die Spannung des Akkumulators fällt und dessen Laden von der Solar­ zelle dadurch ermöglicht wird, und wenn die Leerlaufschaltungs­ spannung der Solarzelle in einen aufladbaren Zustand gelangt, der Akkumulator von der Solarzelle auf der Grundlage der Meßergebnis­ se der Leerlaufschaltungsspannung der Solarzelle geladen werden können.

Mit der Erfindung soll weiterhin eine Vorrichtung zur Vorent­ lüftung von Fahrzeugen geschaffen werden, bei der dann, wenn die Solarzelle eine Strom-Spannungs-Kennlinie aufweist, die niedriger als die verwendete Referenz-Kennlinie ist, der Entlüftungsventi­ lator aktiviert werden kann, ehe die von der Solarzelle empfange­ ne Sonnenlichtmenge ihr Maximum erreicht.

Bei der Vorrichtung zur Vorentlüftung von Fahrzeugen gemäß der Erfindung wird, wenn die Ladestellung eingestellt ist, der Ak­ kumulator von der Solarzelle in einem Zustand geladen, in dem die Schalteinrichtung geschlossen ist. Wenn das Laden beendet ist, wird die Schalteinrichtung wieder geöffnet. Nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit entlädt sich der Akkumulator und dessen Laden kann wieder nötig werden. In dem Fall wird die Schalter­ einrichtung geschlossen und das Laden vorgenommen. Danach wird das Laden des Akkumulators von der Solarzelle wiederholt.

Wenn die Parkentlüftungsstellung eingestellt ist, mißt eine Leerlaufschaltungsspannungserfassungseinrichtung die Leerlauf­ schaltungsspannung der Solarzelle, die eine Spannung abgibt, welcher der empfangenen Lichtmenge entspricht, und dann schließt eine Lasteinstelleinrichtung eine vorbestimmte Last an die Solar­ zelle an. Danach wird die Leerlaufschaltungsspannung der Solar­ zelle in vorbestimmten Zeitintervallen gemessen, die ihrerseits durch eine zweite Timereinrichtung gemessen werden. Falls festge­ stellt wird, daß die gemessene Leerlaufschaltungsspannung hoch genug ist, um die Entlüftungseinrichtungen zu aktivieren, wird Strom aus der Solarzelle den Entlüftungseinrichtungen zu deren Aktivierung zugeführt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind dem anschlie­ ßenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 50 mit einer daran montierten Vorrichtung zur Vorentlüftung von Fahrzeugen von hinten links gesehen;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Regelungseinrichtung 1;

Fig. 3 eine Darstellung einer Außenansicht eines Anschlusses für die Regeleinrichtung 1;

Fig. 4 eine Darstellung, wie ein erster Entlüftungsventilator 3 montiert ist;

Fig. 5A eine vergrößerte Außenansicht eines Temperatursensors 9;

Fig. 5B einen Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X in Fig. 4;

Fig. 6 eine Betriebsarttafel;

Fig. 7A ein Blockdiagramm, das die Parkentlüftungsbetriebswei­ se bei der in Fig. 6 gezeigten Tafel darstellt;

Fig. 7B ein Blockdiagramm, das die Zwangsentlüftungsbetriebs­ weise bei der in Fig. 6 gezeigten Tafel darstellt;

Fig. 7C ein Blockdiagramm, das die Ladebetriebsweise in der Tafel gemäß Fig. 6 darstellt;

Fig. 8 ein Fließdiagramm des Regelungsvorgangs für das Ein­ stellen der Betriebsweise;

Fig. 9 ein Blockdiagramm eines Aufbaus, der bei Einstellung der Ladebetriebsweise arbeitet;

Fig. 10 ein Fließdiagramm des Regelungsbetriebs, der bei der Ladebetriebsweise durchgeführt wird;

Fig. 11 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen der Spannung VB des Akkumulators, der Bezugsspannung VA und der Spannung VS der Solarzelle im Ladebetriebszustand;

Fig. 12 und 13 Blockdiagramme der Parkentlüftungsbetriebsweise;

Fig. 14 ein Fließdiagramm des Regelungsvorgangs, der bei der Parkentlüftungsbetriebsweise vorgenommen wird; und

Fig. 15 der Zusammenhang zwischen der Aktivierungskennlinie R eines Gleichstrommotors, der Referenz-Strom-Spannungs- Kennlinie X einer Referenzsolarzelle und der Strom- Spannungs-Kennlinie Y einer einzelnen Solarzelle.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Personenwagens 50, an dem eine Vorrichtung zur Vorentlüftung montiert ist, in einer per­ spektivischen Ansicht von hinten links, wobei Abschnitte teil­ weise weggebrochen sind und das Innere desselben durchscheint.

In Fig. 1 ist eine bekannte Autobatterie bzw. ein Akkumulator 5, der die wiederholt auf- und entladbaren sekundären Zellen dar­ stellt, in einem Motorraum im vorderen Abschnitt des Personenwa­ gens 50 angeordnet, und eine Solarzelle 6 aus amorphem Silizium befindet sich auf dem vorderen Abschnitt eines Daches 52. Die Solarzelle 6 besitzt ein photoelektrisches Umwandlungsvermögen und läßt in geeigneter Weise Licht durch. Sie wird auch als Fensterelement eines Sonnen- bzw. Schiebedaches verwendet. In einem Gepäckraum 51 sind ein erstes Entlüftungsgebläse bzw. ein erster Entlüftungsventilator 3 und ein zweiter Entlüftungsventi­ lator 4 an dessen beiden Seiten vorgesehen. Die beiden Entlüf­ tungsventilatoren 3 und 4 stehen mit einer Entlüftungsöffnung 19a im hinteren Fahrgastraum bzw. Fond 19 jeweils über spezielle (nicht dargestellte) Entlüftungskanäle in Verbindung. Sie sind mit einer in dem Gepäckraum 51 vorgesehenen Regelungseinrichtung 1 derart verbunden, daß sie unter vorbestimmten Bedingungen geregelt werden können. Ein Betriebsschalter 2, der zur Auswahl einer der später noch zu beschreibenden Betriebsweisen betätigbar ist, ist auf einer Schalttafel zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz vorgesehen. Der Betriebsschalter 2 ist an die Regelungseinrichtung 1 angeschlossen.

Bei der Vorrichtung zur Vorentlüftung, die in der zuvor be­ schriebenen Weise ausgebildet ist, wird der Antrieb des ersten Entlüftungsventilators 3 und des zweiten Entlüftungsventilators 4 abhängig von der Betätigung des Betriebsschalters 2 derart geregelt, daß Luft A1 aus einer Belüftungsöffnung einer Venti­ lationseinrichtung, die an der Vorderseite des Personenwagens 5 vorgesehen ist, in einen Fahrgastraum 53 eingeführt wird, um Luft A2 mit hoher Temperatur in dem Fahrgastraum durch die Luft A1 zu ersetzen, und dann durch einen Auslaß A3 aus der Entlüftungsöff­ nung 19a in dem Fond 19 mittels des ersten Entlüftungsventilators 3 und des zweiten Entlüftungsventilators 4 zur rückwärtigen Seite einer Radaufhängung 51 abzugeben.

In Fig. 2, die ein Blockdiagramm der Regelungseinrichtung 1 zeigt, weist die Regelungseinrichtung 1 einen Mikroprozessor 13 (nachfolgend als CPU bezeichnet), zur Durchführung verschieden­ artiger Regelungsvorgänge auf der Grundlage von in diesen ein­ gegebenen Signalen sowie Steuerschaltungen auf, die später be­ schrieben werden. Die Regelungseinrichtung 1 ist in einer in Fig. 1 gezeigten Box untergebracht. Die Regelungseinrichtung 1 ist mit dem ersten Entlüftungsventilator 3 und dem zweiten Entlüftungs­ ventilator 4 und anderen Komponenten durch Stifte 14a eines Steckers 14 verbunden, der einstückig mit der Regelungseinrich­ tung derart vorgesehen ist, daß er die Montage und Wartung erleichtert. Die Stifte 14a sind in der in Fig. 3 gezeig­ ten Weise angeordnet.

Gemäß Fig. 2 ist ein Zündschalter 8 (nachfolgend als IG-Schalter bezeichnet) zur Ermittlung des Betriebs eines Motors mit der Regelungseinrichtung 1 über eine Sicherung 11 für eine Air-Condi­ tion-Stromquelle vorgesehen. Ein negativer Pol der zuvor erwähn­ ten Solarzelle 6 ist mit einem Masseleiter 12 der Fahrzeugkarosserie verbunden und deren positiver Pol ist an der Regelungseinrichtung 1 angeschlossen. Der negative Pol des Ak­ kumulators 5 liegt am Masseleiter 12, und dessen positiver Pol ist mit der Regelungseinrichtung 1 über eine Sicherung 10 für eine Innenstromquelle verbunden. Ein Schlüssel für den Schalter 7 zur Ermittlung des Vorhandenseins/Wählens eines Motorschlüssels 7a, welcher zur Betätigung des IG-Schalters 8 verwendet wird, ist mit einer Leitung verbunden, die die Regelungseinrichtung 1 und den positiven Pol des Akkumulators 5 verbindet.

Der Betriebsschalter 2 ist mit dem Masseleiter 12 verbunden. Einzelne Signalleitungen, die jeweils die Betriebszustände des Betriebsschalters 2 angeben, sind mit der Regelungseinrichtung 1 verbunden. Ein Temperatursensor 9 ist einstückig mit dem ersten Entlüftungsventilator 3 vorgesehen. Der Temperatursensor 9 ist mit der Regelungseinrichtung 1 derart verbunden, daß seine Luft­ temperatur-Ermittlungsergebnisse derart in die Regelungseinrich­ tung 1 eingegeben werden können, daß später noch zu beschreibende Regelungen durchgeführt werden können.

Fig. 4 zeigt eine Außenansicht des ersten Entlüftungsventilators 3, Fig. 5A stellt eine vergrößerte Ansicht des Temperatursensors 9 dar und Fig. 5B zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie X- X in Fig. 4. Gemäß Fig. 4 besitzen der erste Entlüftungsventila­ tor 3 und der zweite Entlüftungsventilator 4 in etwa denselben Aufbau mit der Ausnahme, daß der erste Entlüftungsventilator 3 den Temperatursensor 9 aufweist, und sie sind in derselben Weise montiert.

Gemäß Fig. 4 ist der erste Entlüftungsventilator 3 an einer Seitenwand 20 mit einem dazwischen angeordneten gummiähnlichen Schaumstoffdichtungselement 3b befestigt. Das Dichtungselement 3b dichtet hermetisch den Umfang einer Öffnung 20a ab, die in dem unteren Abschnitt der Seitenwand 20 des Gepäckraums 51 gebildet ist. Der Temperatursensor 9 ist in der Nähe der Öffnung 20a derart befestigt, daß dessen Sensorabschnitt 9a nach außen ge­ richtet ist, wie in Fig. 5A gezeigt, um die Temperatur um die hintere Seite der Radaufhängung 21 zu ermitteln. Aus Gummi be­ stehende Deckel 3a sind in zwei Stufen einer im Abluftauslaß­ abschnitt des Entlüftungsventilators 3 vorgesehen. Der obere Randabschnitt jedes Deckels 3a ist derart gelagert, daß der Deckel abhängig von dem Antrieb des Entlüftungsventilators 3 automatisch geöffnet und geschlossen werden kann.

Wenn der Entlüftungsventilator 3 oder 4 angetrieben wird, wird jeder Deckel aufgrund des Luftdrucks in eine durch eine gestri­ chelte Linie angedeutete Stellung bewegt, wie in Fig. 5B gezeigt, und die Abluft A3 wird dadurch nach außen aus dem Zwischenraum zwischen der rückwärtigen Seite der Radaufhängung 21 und der Seitenwand 20 ausgestoßen. Wenn der Antrieb der Entlüftungsventi­ latoren 3 bzw. 4 beendet wird, kehren die aus Gummi hergestellten Deckel 3a in die mit ausgezogener Linie dargestellte Stellung aufgrund ihres Eigengewichts und ihrer Elastizität zurück und verhindern dadurch ein Eintreten von Luft oder Regentropfen in den Gepäckraum 51.

Da die Seitenwand 20, in der die Öffnung 20a gebildet ist, an der hinteren Seite der Radaufhängung 21 angeordnet ist, wird das äußere Erscheinungsbild des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt, und die Deckel 3a sind nicht direkt Wind oder Regen ausgesetzt. Auch der Temperatursensor 9 kann nicht verschmutzen.

Die Entlüftungsventilatoren 3 bzw. 4, die an die Regelungsein­ richtung 1 angeschlossen und innerhalb des Kofferraums 51 an­ geordnet sind, werden entsprechend dem Betriebszustand des Be­ triebsschalters 2, dem Vorhandensein oder dem Nichtvorhandensein des IG-Schalters 8, des Luftzustandes und der Leerlauf­ schaltungsspannung der Solarzelle von der Regelungseinrichtung 1 angetrieben, welche automatisch die Betriebsart der Entlüftungs­ ventilatoren 3 und 4 einstellt.

In den Fig. 6, 7A bis 7C wird, wenn der Betriebsschalter 2 wäh­ rend des Motorbetriebs zu der Zwangsentlüftungsseite positioniert wird, der Zwangsentlüftungsbetrieb gemäß Fig. 7B eingestellt, und die Entlüftungsventilatoren 3 und 4 werden in diesem Betriebs­ zustand angetrieben. Wenn der Betriebsschalter 2 zu der Zwangs­ entlüftungsseite 2a bei ruhendem Motor gedrückt wird, wird die Ladebetriebsstellung gemäß Fig. 7C eingestellt, und dadurch wird das Laden von der Solarzelle vorgenommen.

Wenn der Betriebsschalter 2, der sich in der neutralen Stellung befindet, auf die Zwangsentlüftungsstellung bei Betrieb des Motors geschaltet wird, wird eine Zwangsentlüftung zehn Minuten lang durch die Wirkungsweise eines Stromquellentimers vorgenom­ men. Wenn der Betriebsschalter 2 sich in der neutralen Schalt­ stellung befindet, während der Motor ruht, wird der in Fig. 7c gezeigte Ladebetrieb eingestellt.

Wenn der IG-Schlüssel 7a eingeführt ist, obgleich der Motor ruht, und wenn der Betriebsschalter 2 zu der Parkentlüftungsseite geschaltet ist, wird der Ladebetriebszustand erreicht. Wenn der Fahrer den IG-Schlüssel 7a entfernt und dann den Wagen verläßt, nachdem er oder sie den Motor ausgeschaltet hat, und wenn die Temperatur der Luft 7°C oder weniger beträgt wird die Vorrichtung zur Vorentlüftung im Ladebetriebszustand betrieben.

Wenn der Fahrer den IG-Schlüssel 7a entfernt und aus dem Wagen steigt, nachdem er oder sie den Motor abgestellt hat, und wenn die Lufttemperatur zwischen 7°C und 15°C liegt, wird die Vor­ richtung zur Vorentlüftung in dem Ladebetriebszustand oder Parkentlüftungszustand betrieben. Wenn der Fahrer den IG- Schlüssel 7a entfernt und aus dem Wagen aussteigt, nachdem er bzw. sie den Motor abgestellt hat, und wenn die Lufttemperatur 15°C oder mehr beträgt, wird die Vorrichtung zur Vorentlüftung in dem Parkentlüftungsbetrieb gemäß Fig. 7A betrieben.

Das zuvor erwähnte automatische Betriebszustandseinstellen wird auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Regelungsfließdiagramms mittels der CPU 13 vorgenommen, die in die Regelungseinrichtung 1 integriert ist. Genauer gesagt wird, nachdem der Betrieb der Regelungseinrichtung 1, welche die in Fig. 2 gezeigte Konfigura­ tion besitzt, initiiert worden ist, der Betriebszustand des Betriebsschalters 2 beim Schritt S1 ermittelt. Falls sich der Betriebsschalter 2 in der Zwangsentlüftungsstellung befindet, geht das Verfahren zum Schritt S2. Danach wird beim Schritt S3 bestimmt, ob der IG-Schalter 8 eingeschaltet ist oder nicht und demgemäß der Motor läuft. Falls ermittelt wird, daß der Motor ruht, geht das Verfahren weiter zum Schritt S8 und der Ladebe­ triebszustand wird eingestellt. Falls beim Schritt S3 festge­ stellt wird, daß der IG-Schalter 8 eingeschaltet ist und der Motor läuft, wird beim Schritt S4 der Stromquellentimer aktiviert und dann wird der Zwangsentlüftungsbetriebszustand eingestellt, um die Entlüftungsventilatoren im Schritt S5 anzutreiben. Danach wird beim Schritt S6 bestimmt, ob etwa zehn Minuten seit Aktivie­ rung des Stromquellentimers verstrichen sind oder nicht. Falls die Antwort JA lautet, wird beim Schritt S7 der Antrieb der Entlüftungsventilatoren beendet.

Wenn beim Schritt S1 festgestellt wird, daß der Betriebsschalter sich in der neutralen Ausstellung befindet, geht das Verfahren zum Schritt S10, und es wird ermittelt, ob der IG-Schalter einge­ schaltet und der Motor dadurch läuft oder nicht. Falls festge­ stellt wird, daß der Motor stillsteht, geht das Verfahren zum Schritt S8 und der Ladebetriebszustand wird eingestellt. Falls beim Schritt S10 festgestellt wird, daß der IG-Schalter einge­ schaltet ist und der Motor läuft, geht das Verfahren zum Schritt S11 und es wird bestimmt, ob der Betriebsschalter in der Zwangs­ entlüftungsstellung ist oder nicht. Falls der Betriebsschalter in der Zwangsentlüftungsstellung ist, geht das Verfahren zum Schritt S4 voran, und es wird zehn Minuten lang eine Zwangsentlüftung durchgeführt. Falls beim Schritt S11 festgestellt wird, daß der Betriebsschalter nicht in der Zwangsentlüftungstellung 2a ist, kehrt das Verfahren zum Ausgangszustand im Schritt S12 zurück.

Falls beim Schritt S1 ermittelt wird, daß der Betriebsschalter 2 in der Parkentlüftungsstellung arretiert ist, geht das Verfahren zum Schritt S14, und es wird mittels des Schlüsselsensorschalters 7 ermittelt, ob der IG-Schlüssel 7a eingeführt ist oder nicht. Falls ermittelt wird, daß der IG-Schlüssel 7a eingeführt ist, wird der Ladebetriebszustand im Schritt S8 eingestellt. Falls von dem Schlüsselsensorschalter 7 ermittelt wird, daß der IG-Schlüs­ sel 7a nicht eingeführt ist, geht das Verfahren zum Schritt S5 und die Temperaturmessung wird mittels des Temperatursensors 9 vorgenommen. Wenn die Lufttemperatur zum Zeitpunkt gleich oder niedriger als beispielsweise 7°C ist, d. h. wenn eine Zunahme der Lufttemperatur im Innern des Fahrzeugs nicht auftritt, wird der Ladebetriebszustand beim Schritt S8 eingestellt. Wenn beim Schritt S16 festgestellt wird, daß die Lufttemperatur gleich oder höher als 7°C liegt, geht das Verfahren zum Schritt S17 voran, und es wird festgestellt, ob die Lufttemperatur sich zwischen 7°C und 15°C befindet oder nicht. Falls die Lufttemperatur gleich oder höher als 15°C ist, wird der Parkentlüftungsbetriebszustand im Schritt S19 eingestellt. Bei diesem Parkentlüftungszustand wird Strom von der Solarzelle 6 geliefert.

Wenn bei dem Schritt S17 festgestellt wird, daß die Lufttempe­ ratur zwischen 7°C und 15°C liegt, geht das Verfahren zu dem Schritt S18, und es wird entweder der Ladebetriebszustand oder der Parkentlüftungszustand abhängig von der durch die Solarzelle aufgenommenen Sonnenlichtmenge eingestellt. Demgemäß stellt die Regelungseinrichtung 1 automatisch den Betriebszustand ein. Anschließend werden die Vorgänge beim Ladebetriebszustand und beim Parkentlüftungszustand genau beschrieben.

In Fig. 9 weist die Regelungseinrichtung 1 einen Anschluß 26a auf, der mit dem Pluspol der Solarzelle 6 verbunden ist, und besitzt einen Anschluß 26b, der sich zu dem Akkumulator 5 er­ streckt. Die Anschlüsse 26a und 26b werden durch Ein- und Aus­ schalten einer Schalteinrichtung 27 miteinander verbunden und voneinander getrennt. Der Schalter 27 ist mit einer Ladezustand- Regelschaltung 30 derart verbunden, daß er auf der Grundlage des Signals aus dieser Ladezustandregelschaltung 30 ein- und aus­ schaltbar ist. Die Ladezustandregelschaltung 30 ist mit einem Timer 31 zur Erzeugung einer festgelegten Zeitdauer verbunden, damit sie die Schalteinrichtung 27 in festgelegten Zeitinter­ vallen ein- und ausschalten kann.

Eine Spannungsmeßeinrichtung 28 zum Messen der Leerlaufschal­ tungsspannung der Solarzelle 6 ist zwischen den Anschluß 26a und der Ladezustandregelschaltung 30 geschaltet. Die Spannungsmeß­ einrichtung 28 mißt die Leerlaufschaltungsspannung der Solarzelle in einem Zustand, in dem die Schalteinrichtung 27 ausgeschaltet ist.

Fig. 10 stellt ein Fließdiagramm des Regelungsvorgangs dar, der beim Ladebetriebszustand ausgeführt wird, und Fig. 11 zeigt den Zusammenhang zwischen der Spannung VB des Akkumulators, der Bezugsspannung VA und der Spannung der Solarzelle im Ladebe­ triebszustand. Gemäß den Fig. 9 bis 11 schaltet, nachdem der Betrieb der Regelungseinrichtung initiiert und der Ladebe­ triebszustand eingestellt worden ist, die Ladezustandregel­ schaltung 30 den Schalter 27 im Schritt S21 ein und dann wird im Schritt S22 die Spannung VB des Akkumulators gemessen. Als näch­ stes wird beim Schritt S23 festgestellt, ob die Spannung VB des Akkumulators die Referenzspannung VA ist oder darunter liegt. Wenn ermittelt wird, daß die Spannung VB niedriger als die Refe­ renzspannung VA ist, geht das Verfahren zum Schritt S24, und das Laden seitens der Solarzelle 6 wird vorgenommen. Das Laden wird beendet, wenn der Akkumulator auf die Referenzspannung VA oder darüber geladen ist. Falls beim Schritt S23 festgestellt wird, daß der Akkumulator auf die Referenzspannung VA geladen ist, schaltet die Ladezustandregelschaltung 30 die Schalteinrichtung 27 aus und trennt demgemäß die Anschlüsse 26a und 26b. Demzufolge endet der Ladestromfluß von der Solarzelle 6 zu dem Akkumulator 5. Wenn kein Strom aus der Solarzelle fließt, steigt deren Leer­ laufschaltungsspannung VS auf etwa 20 Volt. Daher wird der Timer 31 beim Schritt S26 aktiviert, damit das Verfahren zu dem Schritt S21 zurückkehren kann, um die Schalteinrichtung 27 wieder ein­ zuschalten, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstreicht. Wenn die Entladung des Akkumulators zunimmt, wie in Fig. 11 gezeigt, nachdem der Schalteinrichtung 27 eingeschaltet ist, wird wiederum ein Laden durch die Solarzelle durchgeführt. Danach wird der Akkumulator vollständig durch Ein- und Ausschalten der Schalt­ einrichtung 27 in festgelegten Zeitintervallen bei Vorhandensein von Sonnenlicht geladen. Nachdem der Akkumulator vollständig in den festgelegten Zeitintervallen geladen ist, wird der Schalter zwangsläufig ein- und ausgeschaltet, um die Spannung des Akkumu­ lators zu messen. Falls ermittelt wird, daß die Spannung auf einen Pegel abgesunken ist, die ein Laden erfordert, wird ein Laden durch die Solarzelle vorgenommen.

Nachfolgend wird der Antrieb der Entlüftungsventilatoren in der Parkentlüftungsbetriebsstellung unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 beschrieben. In Fig. 12 wählt ein Betriebsartauswählab­ schnitt 43 die Betriebsart unter der Entlüftungsbetriebsart, der Zwangsentlüftungsbetriebsart und der Ladebetriebsart aus, und ein Spannungsermittlungsabschnitt 45 nimmt eine Bestimmung vor, ob von der Solarzelle 6 eine ausreichende Spannung zum Aktivieren der Entlüftungsventilatoren 3 und 4 abgegeben wird, wenn durch den Betriebsartauswahlabschnitt 43 der Entlüftungsbetriebszustand ausgewählt ist. Ein Lasteinstellabschnitt 44 schließt den Entlüf­ tungsventilator 3 an, welcher eine vorbestimmte Last für die Solarzelle 6 darstellt, und mißt Δv (Fig. 15), wenn der Span­ nungsermittlungsabschnitt 45 eine Ermittlung der Ausgangsspannung vornimmt. Der Lasteinstellabschnitt 44 fungiert auch als Schalter für den Beginn der Energieversorgung eines Ventilatormotors 11, wenn der Spannungsermittlungsabschnitt 45 feststellt, daß die Ausgangsspannung der Solarzelle 6 ausreichend hoch zum Aktivieren des Ventilatormotors 11 ist.

In Fig. 13 ist die CPU 13 mit einer Stromquellenwechselschaltung 41 und mit einer Steuerschaltung 42 für den Antrieb der Entlüf­ tungsventilatoren 3 und 4 verbunden. Die Stromquellen­ wechselschaltung 41 ist ihrerseits mit dem Akkumulator 5 und der Solarzelle 6 derart verbunden, daß entweder von dem Akkumulator 5 oder der Solarzelle 6 Strom der Steuerschaltung 42 zugeführt werden kann, um die Entlüftungsventilatoren anzutreiben.

Fig. 14 zeigt ein Fließdiagramm des Regelungsvorgangs, der bei dem Parkentlüftungsbetriebszustand durchgeführt wird. Das fol­ gende Beispiel zeigt den Fall, bei dem ein Gleichstrommotor, der als Antriebseinrichtung für die Entlüftungsventilatoren dient, mittels einer Solarzelle aktiviert wird, welche die Strom-Span­ nungs-Kennlinie Y aufweist, welche niedriger als die Referenz- Strom-Spannungs-Kennlinie X liegt, wenn eine Sonnenlichtmenge, welche die Referenz-Strom-Spannungs-Kennlinie X gewährleistet, empfangen wird.

Wenn in den Fig. 14, 15 und 12 die Strom-Spannungs-Kennlinie Y der Solarzelle, die niedriger als die Referenz-Strom-Spannungs- Kennlinie X liegt, nach dem Einstellen des Parkentlüftungsbe­ triebszustandes erhalten wird, schließt der Lasteinstellabschnitt 44 die Entlüftungsventilatorlast an die Solarzelle 6 im Schritt S51. Danach vergleicht im Schritt S52 der Spannungsermittlungs­ abschnitt 45 die Ausgangsspannung V der Solarzelle 6, wenn die Ventilatoren mit der Solarzelle verbunden sind, mit der Spannung V₀, die zuvor seitens der Referenz-Strom-Spannungs-Kennlinie X als die Spannung eingestellt worden ist, die zum Aktivieren der Lüftungsventilatoren ausreicht.

Falls beim Schritt S52 festgestellt wird, daß V V₀ ist, geht das Verfahren zu dem Schritt S53, und die Verbindung zwischen der Solarzelle 6 und den Entlüftungsventilatoren wird aufrechterhal­ ten und die Entlüftungsventilatoren sind aktiviert.

Falls beim Schritt S52 festgestellt wird, daß V < V₀ ist, geht das Verfahren zum Schritt S54, und die Verbindung zwischen der Solarzelle 6 und den Entlüftungsventilatoren wird unterbrochen. Danach wird beim Schritt S55 das Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer abgewartet und dann kehrt das Verfahren zum Schritt S51 zurück. Danach werden die zuvor erwähnten Schritte wiederholt.

Da die Entlüftungsventilatoren angetrieben werden, nachdem die Solarzelle 6 an die Entlüftungsventilatoren angeschlossen ist, können sie selbst dann aktiviert werden, wenn die die Solarzelle bestrahlende Sonnenlichtmenge nicht groß im Vergleich zu dem Ver­ fahren ist, bei dem, nachdem die Last mit der Solarzelle ver­ bunden und ein Unterschied ΔV zwischen der Referenz-Strom-Span­ nungs-Kennlinie X und der Strom-Spannungs-Kennlinie Y gemessen ist, der Zustand der Strom-Spannungs-Kennlinie Y2 abgewartet wer­ den kann, bei der eine Leerlaufschaltungsspannung erzeugt wird, die um Δv höher liegt als die Referenz-Strom-Spannungs-Kennlinie und der Motor wird zu dem Zeitpunkt aktiviert, zu dem die Akti­ vierungskennlinie R die Strom-Spannungs-Kennlinie Y2 erreicht.

Dies bedeutet, daß der Zustand, welcher die Strom-Spannungs-Kenn­ linie Y1 der Solarzelle zeigt, die durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 15 dargestellt ist, erreicht ist. Eine in diesem Zustand erzeugte elektromotorische Kraft ist um 5 mW/cm² größer als die Strom-Spannungs-Kennlinie Y von 30 mW/cm².

Selbstverständlich ist die in der Patentbeschreibung vorgenommene Darstellung der Erfindung nur als bevorzugtes Beispiel derselben anzusehen.

Gemäß der obigen Beschreibung kann bei der Vorrichtung zur Vor­ entlüftung von Fahrzeugen gemäß der Erfindung, bei der der Akkumulator abhängig von Meßergebnissen der Leerlaufschaltungs­ spannung der Solarzelle geladen wird und die Entlüftungsventi­ latoren angetrieben werden, wenn die Spannung des Akkumulators auf eine Höhe fällt, bei der der Akkumulator von der Solarzelle geladen werden kann und wenn die Leerlaufschaltungsspannung der Solarzelle sich auf einer Höhe befindet, bei der sie den Akku­ mulator laden kann, eine Ladekontrolle des Akkumulators auf der Grundlage der Ergebnisse der Leerlaufschaltungsspannung der So­ larzelle vorgenommen werden.

Bei der Vorrichtung zur Vorentlüftung von Fahrzeugen, bei der der Akkumulator abhängig von den Meßergebnissen der Leerlaufschal­ tungsspannung der Solarzelle geladen und die Entlüftungsventila­ toren angetrieben werden, können diese Entlüftungsventilatoren in dem Fall, in dem die Strom-Spannungs-Kennlinie der Solarzelle niedriger liegt als die Referenz-Kennlinie selbst dann aktiviert werden, wenn die die Solarzelle bestrahlende Sonnenlichtmenge nicht den maximalen Wert erreicht.

Bei einem Fahrzeug mit einer Regelungseinrichtung, die mit einer Solarzelle, einem Akkumulator, einer Bedienungseinheit und einer Entlüftungseinheit verbunden ist, wird somit eine Vorrichtung zur Vorentlüftung entweder in einen Ladebetriebszustand, in dem der Akkumulator von der Solarzelle geladen wird, in einen Zwangsab­ luftbetriebszustand, bei der die Entlüftungseinheit durch Strom von dem Akkumulator angetrieben wird, oder in eine Parkentlüf­ tungsbetriebsstellung eingestellt, bei der die Entlüftungseinheit durch eine von einer Solarzelle gelieferte elektromotorische Kraft angetrieben wird. Das Laden des Akkumulators seitens der Solarzelle ist selbst dann möglich, wenn das Laden abhängig von dem Meßergebnis der Leerlaufschaltungsspannung der Solarzelle ge­ regelt wird. Wenn die Solarzelle eine Strom-Spannungs-Kennlinie aufweist, die niedriger liegt als die verwendete Referenz-Kenn­ linie, kann der Entlüftungsventilator aktiviert werden, ehe die von der Solarzelle empfangene Sonnenlichtmenge ein Maximum er­ reicht.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Belüftung eines Fahrzeugs, und zum Laden eines Akkumulators,
mit elektrischer Energie aus einer Solarzelle, mit einer Schalteinrichtung (27) zum Umschalten zwischen den Be­ triebszuständen "Belüften" und "Laden",
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Spannungsmeßeinrichtung (28) zum Messen der Leerlauf­ spannung der Solarzelle (6) und der Ladespannung des Akku­ mulators (5) vorgesehen ist,
wobei die Schalteinrichtung (27) zum Schließen des Lade­ stromkreises über den Akkumulator (5) und die Solarzelle (6) vorgesehen ist,
daß während der Messung der Leerlaufspannung der Solarzel­ le (6) durch die Spannungsmeßeinrichtung (28) der Lade­ stromkreis geöffnet ist, und
daß ein Timer (31) zum Betätigen der Schalteinrichtung (27) bei Ladebetrieb in vorbestimmten Zeitintervallen zwecks Schließen und Öffnen des Ladestromkreises vorgese­ hen ist, während im Lüftungsbetrieb bei geöffneter Schalteinrichtung (27) die Belüftungseinrichtung abhängig von der gemessenen Leerlaufspannung der Solarzelle (6) angetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Solarzelle (6) eine Laststelleinrichtung zum An­ schließen einer vorbestimmten Lasteinrichtung angeschlos­ sen ist, wenn die Spannungsmeßeinrichtung die Leerlauf­ schaltungsspannung mißt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Timereinrichtung zur Steuerung des An­ schlusses in vorbestimmten Zeitintervallen aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laststelleinrichtung einen Gleichstrommotor zum Antrieb eines bei der Entlüftungseinrichtung verwendeten Entlüftungsventilators aufweist.