DE68918411T2

DE68918411T2 - Elektrisches System für ein Kraftfahrzeug.

Info

Publication number: DE68918411T2
Application number: DE68918411T
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Takatsuka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: EP0371472B1; US5013994A; JP2507080Y2; EP0371472A3; DE68918411D1; JPH0274268U; EP0371472A2

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug, wobei das System einen Normalbetriebsmodus und einen Beschlagentfernungs- oder Enteisungs-Betriebsmodus aufweist.
Ein elektrisches System mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 ist aus dem Dokument EP-A-0 246 976 bekannt. Dieses Dokument offenbart elektrische Systeme, die dazu in der Lage sind, eine Batteriespannung oder eine gegenüber dieser Spannung erhöhte Spannung zu liefern.
Das Dokument DE-A-32 15 997 offenbart ein elektrisches System, bei dem ein Kühlsystem selbst dann, wenn es eingeschaltet ist, in einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Augenblick des Startens des Fahrzeugmotors deaktiviert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das über einen Normalbetriebsmodus und einen Beschlagentfernungs-Betriebsmodus verfügt, wobei der Beschlagentfernungs-Betriebsmodus nicht aktiviert werden kann, bevor nicht der Motorleerlauf stabilisiert ist, um die Motorstartfunktion zu verbessern.
Das erfindungsgemäße elektrische System ist durch die Merkmale des beigefügten Anspruchs 1 definiert.
Die Erfindung wird durch die detaillierte nachfolgende Beschreibung und durch die beigefügten Zeichnungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung deutlicher werden. Die Beschreibung und die Zeichnungen erfolgen nur als Beispiel, und sie sollen nicht für die Erfindung beschränkend sein.
In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
Fig. 1 ist ein Schaltbild, das ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Betriebs des in Fig. 1 dargestellten elektrischen Systems.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Es wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Systems für ein Kraftfahrzeug unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild des elektrischen Systems. Das elektrische System 10 verfügt über einen Normalbetriebsmodus und über einen Beschlagentfernungs- oder Enteisungsbetriebsmodus. Im Normalbetriebsmodus steht ein Enteisungsmodus-Auswahlschalter 12 im AUS-Zustand, wie in Fig. 1 dargestellt, während dieser Enteisungsmodus-Auswahlschalter 12 im Enteisungs-Betriebsmodus im EIN-Zustand steht. Wenn ein Zündschlüssel 14 eingeschaltet wird, wird ein Zündrelais 16 durch das Ausgangssignal einer Fahrzeugbatterie 18 aktiviert, um eine Steuereinheit 20 zu aktivieren. Die Steuereinheit 20 deaktiviert ein Steuerrelais 22, wenn der Enteisungsmodus-Auswahlschalter 12 im AUS-Zustand steht, um einen beweglichen Kontakt 22a mit einem ersten feststehenden Kontakt 22b zu verbinden. Demgemäß wird eine Lichtmaschine 24 mit der Speicherbatterie 18 verbunden, um diese zu laden, und sie wird auch mit anderen (nicht dargestellten) Niederspannungslasten verbunden, wie dem Anlassermotor, der Zündeinrichtung, den Fahrzeuglampen, elektrischen Instrumenten, einer spannungsbetriebenen Fensterbetätigungseinrichtung und dergleichen. Dieser Normalbetrieb wird dem Fahrer durch eine Normalbetriebsanzeige 23 angezeigt. Die Lichtmaschine 24 beinhaltet drei Statorwicklungen 24a und eine rotierende Feldwicklung 24b, die mechanisch von einem (nicht dargestellten) Fahrzeugmotor angetrieben wird, um über die drei Statorwicklungen 24a eine dreiphasige Wechselspannung zu erzeugen. Die dreiphasige Wechselspannung wird von einem Vollweggleichrichter 24c gleichgerichtet, um in eine Gleichspannung mit geregelter, konstanter Größe gleichgerichtet zu werden. Diese Größenregelung erfolgt durch einen Spannungsregler 24d, der die Stärke des Feldstroms regelt, der der rotierenden Feldwicklung 24b von der Fahrzeugbatterie 18 aus zugeführt wird, und zwar abhängig von der Ausgangs-Gleichspannung der Lichtmaschine 24 an ihrem Ausgangsanschluß 24e. Der Feldstrom wird von der Speicherbatterie 18 über den Zündschalter 14 und die Steuereinheit 20 und ferner über den Spannungsregler 24d an die Feldwicklung 24b angelegt. Wenn z. B. angenommen wird, daß die Nennspannung der Fahrzeugbatterie 18 12 Volt beträgt, regelt der Spannungsregler 24d die Stärke des Feldstroms so ein, daß die Ausgangs-Gleichspannung der Lichtmaschine 24 auf 13,5 Volt eingeregelt wird, wenn die Ausgangsspannung der Speicherbatterie 18 unter 12,5 Volt fällt.
Wenn dagegen der Beschlagentfernungsmodus-Auswahlschalter 18 eingeschaltet ist und wenn die Steuereinheit auf Grundlage des Eingangssignals von einem Getriebspositionssensor 26 erkennt, daß sich das Fahrzeuggetriebe in Park- oder Neutralstellung befindet, aktiviert die Steuereinheit 20 das Steuerrelais 22, um den beweglichen 22a mit einem zweiten feststehenden Kontakt 22c zu verbinden, um die Lichtmaschine 24 mit einem Fahrzeugfenster-Heizelement 28 zu verbinden. Das Heizelement 28 besteht z. B. aus Metallteilchen, die durch Dampfabscheidung in einer Fahrzeug-Fensterscheibe wie z. B. einer Windschutzscheibe abgeschieden wurden. Gleichzeitig steuert die Steuereinheit 20 eine elektronische Kraftstoffregeleinheit 30 so, daß sie die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge erhöht, um dessen Leerlaufdrehzahl zu erhöhen. Diese Kraftstoffmengenregelung wird auf Grundlage der Spannung ausgeführt, wie sie an einem Lichtmaschinenspannung-Meßwiderstand 32 abgegriffen wird, wobei die gemessene Spannung auf 60 Volt geregelt wird. Selbstverständlich erhöht eine Erhöhung der Motordrehzahl die Drehzahl der Feldwicklung 24b, so daß das Lichtmaschinen-Ausgangssignal stärker wird. Die Steuereinheit 20 steuert ferner die Menge des der Feldwicklung 24b zugeführten Feldstroms auf einen maximalen Wert. Auf diese Weise erzeugt die Lichtmaschine 24 eine höhere Ausgangsspannung von 60 Volt, wie sie für den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus geeignet ist. Diese höhere Ausgangsspannung wird an das Heizelement 28 gelegt, um die Fensterscheibe zu erwärmen, um Beschlag von ihr zu entfernen oder sie zu enteisen. Dieser Beschlagentfernungsvorgang wird dem Fahrer durch eine Beschlagentfernungsanzeige 33 angezeigt.
Der Beschlagentfernungs-Betriebsmodus wird automatisch nach Verstreichen von ungefähr 5 Minuten ab dem Zeitpunkt, zu dem das Steuerrelais 22 den beweglichen Kontakt 22a auf den zweiten festen Kontakt 22c legt, automatisch aufgehoben.
In die Steuereinheit 20 wird ferner das Ausgangssignal eines Motordrehzahlsensors wie eines Kurbelwellenwinkel-Sensors 34 eingegeben, was später unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wird. Der Kurbelwellenwinkel-Sensor 34 mißt die Motordrehzahl auf bekannte Weise.
Die Steuereinheit 20 wird gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Flußdiagramm betrieben.
In einem Schritt S1 ermittelt die Steuereinheit, ob der Beschlagentfernungsmodus-Auswahlschalter 12 im Zustand EIN oder AUS ist. Wenn die Entscheidung in S1 NEIN ist, wird der Schritt S1 wiederholt. Wenn die Entscheidung in S1 JA ist, geht die Routine zu einem Schritt S2 weiter.
Im Schritt S2 ermittelt die Steuereinheit, ob die vom Kurbelwellenwinkel-Sensor 34 gemessene Motordrehzahl N kleiner als eine vorgegebene Drehzahl No ist, z. B. 500 U/min, die kleiner als die übliche Leerlaufdrehzahl vorgegeben ist. Wenn die Entscheidung in S2 NEIN ist, kehrt die Routine zum Schritt S1 zurück. Demgemäß bleibt der Beschlagentfernungs- Betriebsmodus aktiviert, um die höhere Spannung an das Heizelement 28 anzulegen. Wenn die Entscheidung in S2 JA ist, geht die Routine zu einem Schritt S3 weiter.
Im Schritt S3 deaktiviert die Steuereinheit das Steuerrelais 22 und schaltet es um, um den beweglichen Kontakt 22a mit dem ersten feststehenden Kontakt 22b zu verbinden, wobei der Beschlagentfernungsmodus-Auswahlschalter 12 im EIN-Zustand gehalten wird, um den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus zu deaktivieren. Gleichzeitig beendet die Steuereinheit die Zuführung des maximalen Feldstroms an die Feldwicklung 24b, um über den Spannungsregler 24d den geregelten Feldstrom an die Feldwicklung 24b zu liefern. Anschließend beendet die Steuereinheit in einem Schritt S4 den Betrieb für das Hochfahren der Leerlaufdrehzahl. Insbesondere steuert die Steuereinheit die Kraftstoffregeleinheit 30 so an, daß die Kraftstoffmenge verringert wird, die erhöht wurde, um den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus erfüllen zu können und um die Kraftstoffmenge auf diejenige zurückzuführen, die derjenigen bei der normalen Leerlaufdrehzahl des Motors entspricht.
Anschließend geht die Routine zu einem Schritt S5 weiter, in dem die Steuereinheit ermittelt, ob ein Motorstartschalter in der Stellung EIN steht, d. h., ob die Motorkurbelwelle angetrieben wird, um den Motor zu starten. Wenn die Entscheidung in S5 NEIN ist, kehrt die Routine zum Schritt S1 zurück, wodurch der Beschlagentfernungs-Betriebsmodus deaktiviert bleibt. Wenn die Entscheidung in S5 JA ist, geht die Routine zu einem Schritt S6 weiter.
Im Schritt S6 entscheidet die Steuereinheit, ob die gemessene Motordrehzahl N nicht kleiner als die vorgegebene Drehzahl No ist, um zu überprüfen, ob der Motor wirksam gestartet wurde. Wenn die Entscheidung in S6 NEIN ist, kehrt die Routine zum Schritt S5 zurück, um zu überprüfen, ob der Motor noch im Anlaßzustand ist. Wenn die Entscheidung im Schritt S6 JA ist, geht die Routine zum Schritt S7 weiter.
Im Schritt S7 ermittelt die Steuereinheit, ob eine Zeit t größer als oder gleich groß ist wie eine vorgegebene Zeit to, um zu ermitteln, ob der Motorleerlaufzustand stabil ist. Die Zeit t zeigt den Ablauf der Zeit nach dem wirksamen Starten des Motors an, d. h., daß die gemessene Motordrehzahl N größer als die vorgegebene Drehzahl No oder gleich groß wurde. Wenn die Entscheidung in S7 NEIN ist, kehrt die Routine zum Schritt S6 zurück, um die Schritte S6 und S7 zu wiederholen. Wenn die Entscheidung in S7 JA ist, geht die Routine zu einem Schritt S8 weiter.
Im Schritt S8 aktiviert die Steuereinheit das Steuerelais 22 und schaltet es um, um den beweglichen Kontakt 22a mit dem feststehenden Kontakt 22c zu verbinden, um den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus zu aktivieren. Gleichzeitig legt die Steuereinheit den maximalen Feldstrom an die Feldwicklung 24b an. Anschließend startet die Steuereinheit in einem Schritt S9 den Vorgang zum Hochlaufenlassen der Motordrehzahl. Insbesondere steuert die Steuereinheit die Kraftstoffsteuereinheit 30 so an, daß sie die Kraftstoffmenge auf ein Niveau erhöht, das dem Beschlagentfernungs-Betriebsmodus genügt.
Beim vorstehend beschriebenen elektrischen System verhindert die Steuereinheit 20, wenn der Starterschalter gedreht wird, um den Motor zu starten oder ihn nach einem Motoranhalten neu zu starten, wobei der Beschlagentfernungsmodus-Auswahlschalter 12 in der Stellung EIN steht, daß der Beschlagentfernungs-Betriebsmodus aktiviert wird, bevor der Motorleerlauf zustand stabil wird, 9. h. bevor die vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, nachdem ermittelt wurde, daß die Motordrehzahl N größer wird als oder gleich groß wird wie die vorgegebene Drehzahl No. Demgemäß wird, da der Feldwicklung 24b der geregelte Feldstrom zugeführt wird, bevor der Beschlagentfernungs-Betriebsmodus aktiviert wird, die über die Statorwicklung 24a erzeugte elektromotorische Rückstellkraft auf einen kleineren Wert eingestellt, so daß die Motorstartfunktion nicht beeinträchtigt wird. Ferner wird, da dem Anlassermotor während des Motorankurbelns sowie der Zündvorrichtung während des Motorankurbelns und direkt nach dem Motorstart ausreichende elektrische Energie zugeführt werden, die Motorstartfunktion auch im Hinblick hierauf gewährleistet. Darüber hinaus wird, da die Motorleerlaufdrehzahl erhöht wird, nachdem der Motorleerlauf stabil wurde, auch ein schnelles Hochlaufen direkt nach dem Motorstart verhindert, damit der Fahrer nicht über den Betrieb des Motors beunruhigt wird.
Es ist zu beachten, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und daß verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Elektrisches System für ein Kraftfahrzeug, das einen Normalbetriebsmodus, bei dem ein erstes Ausgangssignal einer Lichtmaschine (24) an eine Speicherbatterie (18) angelegt wird, und einen Beschlagentfernungs-Betriebsmodus aufweist, bei dem ein zweites Ausgangssignal der Lichtmaschine, dessen Spannung höher ist als diejenige des ersten Ausgangssignals, an ein Heizelement (28) für ein Fahrzeugfenster angelegt wird, wobei das elektrische System eine Auswahleinrichtung (12) zum Auswählen des Normalbetriebsmodus oder des Beschlagentfernungs-Betriebsmodus aufweist, gekennzeichnet durch:

- eine erste Einrichtung (22, 20, S2), die auf die Auswahl des Beschlagentfernungs-Betriebsmodus durch die Auswahleinrichtung (12) anspricht, um den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus zu sperren, solange die Motordrehzahl unter einem vorgegebenen Wert (No) unter der normalen Leerlaufdrehzahl liegt oder gleich groß ist wie der vorgegebene Wert;

- eine zweite Einrichtung (20, S5) die auf die erste Einrichtung anspricht und die die Auswahl des Beschlagentfernungs-Betriebsmodus und eine Motordrehzahl unter dem vorgegebenen Wert oder diesem entsprechend erkennt, um den Start des Fahrzeugmotors zu erkennen; und

- eine dritte Einrichtung (22, 20, S7, S8), die auf die Erkennung des Starts des Fahrzeugmotors durch die zweite Einrichtung anspricht, um den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne (to) zu aktivieren.

2. Elektrisches System nach Anspruch 1, bei dem die zweite Einrichtung (20, S5) eine vierte Einrichtung, ob der Fahrzeugmotor sich im Anlaßzustand befindet, und eine fünfte Einrichtung (20, S6) aufweist, die auf die Erkennung des Motoranlaßzustands durch die vierte Einrichtung anspricht, um zu erfassen, ob die Motordrehzahl über dem vorgegebenen Wert (No) liegt oder nicht kleiner ist.

3. Elektrisches System nach Anspruch 2, bei dem der vorgegebene Ablauf der Zeit (to) zum Zeitpunkt beginnt, zu dem die Motordrehzahl größer oder nicht kleiner als der vorgegebene Wert (No) wird.

4. Elektrisches System nach Anspruch 1, bei dem die erste und dritte Einrichtung eine Relaisschaltung (22) enthalten, die die Lichtmaschine (24) mit der Speicherbatterie (18) verbindet, um den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus zu deaktivieren, und die die Lichtmaschine (24) mit dem Heizelement (28) verbindet, um den Beschlagentfernungs-Betriebsmodus zu aktivieren.

5. Elektrisches System nach Anspruch 1, bei dem die Auswahleinrichtung (12) ein von Hand betätigter Schalter ist.