JPS6133735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は車両（飛行機も含む）用電熱ウインド
ウ（窓）の付勢を制御する回路に関する。更に詳
しくは、本発明はウインドウの除氷（防氷）を行
うように車両のウインドウに大量の熱を一時的に
加えるために制御付勢回路に関する。更には、本
発明は電気抵抗形ウインドウ加熱素子に交流発電
機の全出力を実質的に加えるため車両用バツテリ
（蓄電池）の充電サイクルを一時的に中断する回
路に関する。さらに本発明の回路は、その動作時
間を短くし、しかも他の車両用電気装置例えばラ
イトやワイパー等の作動時にはバツテリに負担を
かけない為に、該回路の作動を中止するような保
護動作を行うことができる回路に関する。

＜背景技術＞ 電気加熱を受ける後方ウインドウは一般に使用
されており、電気加熱によるウインドウ（風）ス
クリーン（電気加熱式ガラス窓）を使用すること
が提案されている。その場合には、温風方式のよ
うなヒータユニツトの熱交換器とスクリーンとの
間に温風用ダクトを設けることが不要になるとい
う利点を有する。そのような車両用加熱ウインド
ウは使用されていて基本的に固定された一定時間
で電気エネルギを受ける。現在使用されている一
定の加熱時間は車両ウインドウの曇り取りには適
当であるが、車両電気装置たとえばバツテリ、発
電機、電圧調整器、配線並びにすべての電気補機
類から来る制限より、車両ウインドウの氷を実質
的に取るには充分でない。しかし、電熱ウインド
ウが単なる曇り取りだけでなく、除氷することが
できれば、大電力が要求される。その要求は車両
電気装置に大きな負担をもたらす。代りに、電気
装置へそのような負担を避けようとすると、電気
除氷に必要な時間が非常に長くなつて装置の実際
的な価値を減ずる。

本発明の目的は車両用電気除氷ウインドウの改
良された方法を提供することである。

＜発明の要約＞ 従つて、本発明は電圧調整器を通じて界磁電流
が供給される界磁巻線を有する発電機と、電気抵
抗形加熱素子を有する少くとも１つのウインドウ
と、バツテリとを含む車両に使用される防氷およ
び曇り取り用回路を提供し、その回路は、その加
熱素子を発電機出力に接続する様に動作する第１
スイツチ装置と、発電機出力をバツテリと電圧調
整器に接続する通常の第１の状態と、バツテリが
発電機出力との接続を断たれ、界磁巻線がバツテ
リに接続される第２の状態との間を切換え可能な
第２スイツチ装置と、手動付勢に応答して第２の
スイツチ装置を所定時間第２の状態に切り換え、
その後第２のスイツチ装置を第１の状態に房す制
御回路とを含む。本発明は更にバツテリ電圧が所
定の値以下に落ちると第１の状態へ第２のスイツ
チ装置を戻すよう作動するバツテリ電圧に応答す
るバツテリ感知装置を提供する。

本発明は更に、第２スイツチ装置が頻繁に第２
の状態すなわち除氷動作状態へ切り換えられるの
を避けるため除氷繰返し指令禁止装置を提供す
る。本発明は更に周囲温度が氷点を越えるある選
択された温度以上になると第１の状態へ第２のス
イツチ装置を戻すよう働く周囲温度感応装置を提
供する。

＜発明の実施態様＞ 本発明の実施例が添付図面を参照して以下説明
される。

第１図の公知の装置では、交流発電機１０は内
蔵形整流回路を有し整流回路は主電気出力端子Ａ
と、アースすなわち共通端子Ｅと、発電機１０が
充電しているかどうかを検出するための充電検出
端子Ｉと界磁巻線端子Ｆとを有する。主電気出力
端子Ａはバツテリ１２を充電するために接続され
ている。充電検出端子Ｉは充電警告灯（チヤージ
ランプ）１４と点火スイツチ１６とを経てバツテ
リ１２へ接続される。電圧調整器１８は充電検出
端子Ｉと界磁巻線端子Ｆとの間に接続される。

第２図に見られるように交流発電機１０はＹ接
続固定子巻線２０と、界磁巻線２２と、ダイオー
ド調整ブリツジ２４と、保護ダイオード２６とを
含む。この従来の装置では界磁巻線２２の端子Ｆ
と反対の端子F′は交流発電機の内部で充電検出
端子Ｉへ接続される。従つて、点火スイツチ１６
が閉塞されると、電流がバツテリ１２から警告灯
１４を通つて流れ、それで警告灯１４を点灯し、
さらに電圧調整器１８から界磁巻線２２へと流れ
て、界磁電流が供給される。車両のエンジンが始
動すると、交流発電機出力端子ＡおよびＩの電圧
が等しくなつて灯１４が消える。

第３図に転じると、本発明の第１実施例が交流
発電機１０とウインドウ加熱素子３０との間に入
れられる２８で示される除氷／曇り取り制御ユニ
ツトを有する。加熱素子３０は抵抗で示されてい
るが、この抵抗は抵抗性フイルムあるいは抵抗性
ワイヤのグリツドでも良い。第３図に示す制御ユ
ニツト２８の各スイツチの接続状態は除氷／曇り
取り制御が行なわれていない通常の状態の場合を
示している。又、以下の説明で除氷及び曇り取り
動作中の場合は点火スイツチ１６は閉じているも
のとして説明する。制御ユニツト２８は、第１ス
イツチ装置５１を有していてそれが例えば、運転
者によつて閉塞されると、素子３０を交流発電機
主出力端子Ａに接続して後述されるように除氷あ
るいは曇り取りを行う。第２スイツチ装置は制御
回路３２によつて同時に作動させられるスイツチ
５２ａおよび５２ｂを含む。スイツチ５２ａは通
常すなわち制御回路３２で付勢されない時は閉じ
て交流発電機主出力端子Ａをバツテリに接続し、
スイツチ５２ｂの通常の位置はｃ接点を閉じてお
り交流発電機充電検出端子Ｉを充電警告灯１４を
経て車両点火スイツチ１６へ接続する。スイツチ
５２ｂの他の位置すなわちｄ接点を閉じると電圧
調整器１８は充電検出端子Ｉとの接続が断たれ、
充電警告灯１４をバイパスして直接点火スイツチ
１６とつながる。

第１図および第２図の公知の装置と第３図の実
施例との交流発電機の電気接続の差異は第３図で
は界磁巻線２２が２つの外部端子Ｆ，F′を有
し、端子Ｉと端子F′との発電機内での内部接続
は削除されている。

曇り取り動作の場合は第１スイツチ装置５１が
閉じられ制御ユニツト２８の第２スイツチ装置５
２ａ，５２ｂは第３図の様に閉じたままである。
従つて、交流発電機１０からの発電電流は一方は
曇り取りの為に加熱素子３０へもう一方はスイツ
チ５２ａを通つてバツテリ１２に流れバツテリを
充電する。しかもスイツチ５２ｂが閉じている為
に、充電検出端子Ｉからの発電機１０の出力電圧
が電圧調整器１８に加わるので、発電機１０の主
出力端子Ａよりの出力電圧は電圧調整器による界
磁電流の制御によつて所定値に制限される。

制御回路３２は除氷動作を制御するための回路
であり、手動操作除氷スイツチ５３を含む。制御
回路３２は点火スイツチ１６が閉塞されるとそれ
を経てバツテリ電圧が印加される。使用にあたつ
て、運転者が第１スイツチ装置５１を閉じてウイ
ンドウ加熱素子３０を交流発電機主電気出力端子
Ａに接続し、曇り取りに充分な加熱を行う。曇り
取りの為の加熱が行われている間は、閉じている
スイツチ５２ａを介して充電電流が発電機１０よ
りバツテリ１２に流れる。次に、除氷を行いたい
場合には、第１スイツチ５１は閉じたままで除氷
スイツチ５３を一時的に閉じて除氷動作の為の制
御回路３２の作動を開始させる。

制御回路３２は所定の時間スイツチ５２ａ，５
２ｂを第３図の接続状態からスイツチ５２ａが開
き、スイツチ５２ｂがｄ接点を閉じた状態へと切
り換える。その所定の時間は除氷するのに十分な
ように選択される。選択された時間が過ぎると、
スイツチ５２ａ，５２ｂが第３図で示した接続状
態に戻り、除氷モードをやめる。除氷モードが動
作していると、スイツチ５２ａが開かれている
為、バツテリ１２と発電機１０との接続が断た
れ、それによつて交流発電機全出力が加熱素子３
０へ供給される。更に、スイツチ５２ｂが接点ｃ
を開いて接点ｄを閉じるので、充電検出端子Ｉか
ら電圧調整器１８及びバツテリ１２への接続は断
たれ、電圧調整器１８がバツテリ電圧だけを受け
ている。従つて、電圧調整器１８は発電機出力電
圧よりは低いバツテリ電圧によつて界磁電流制御
すなわち発電機出力電圧の調整を行うことにな
る。電圧調整器１８が低い電圧を受けるというこ
とは界磁電流をより多く流すことになる。つま
り、発電機出力電圧が高電圧となつても電圧調整
器１８はその出力電圧を感知しないので高出力電
圧を制限する方向には制御しなくなる。その結果
これによつて界磁巻線高電流をもたらし、交流発
電機１０の主出力端子Ａから加熱素子３０だけに
高電圧の出力が供給されることになる。従つて曇
り取り動作の場合よりも高い電圧でより大きな電
流を加熱素子３０に供給することができる。しか
もその場合バツテリに負担をかけることが避けら
れる。除氷動作中、スイツチ５２ｂがｄ接点を閉
じていればバツテリ１２から電圧調整器１８への
電流は充電警告灯１４をバイパスして流れるので
警告灯１４は点灯せず、無用な警告を指示するこ
とはない。

第４図の実施例は第３図の実施例にかなり類似
している。しかし、ウインドウ加熱素子３０は３
つの素子に分割され、それぞれ交流発電機の交流
各相巻線の１つの出力を受けるように接続され
る。第４図における第１のスイツチ装置５１は３
つに分割された加熱素子３０のＹ接続を完成する
ように配置されている。この実施例の操作は第３
図と同じであり、等しい引用数字は等しい部分を
示す。すなわち、曇り取りモードの場合は第１ス
イツチ装置５１のみが閉じられて交流発電機１０
のの各相電流はそれぞれ各分割された加熱素子の
１つに流れる。そして除氷モードの時は除氷スイ
ツチ５３を閉じると制御回路３２により所定時間
スイツチ５２ｂがｄ接点につながる。そして発電
機１０は高電圧を出力しその出力は加熱素子３０
のみに供給されるので大電流による加熱が可能と
なる。

第５図は第３図と第４図の実施例に共通の制御
回路３２のブロツク図を示している。スイツチ５
３を一時的に閉じると、除氷開始および禁止回路
３４から出力を発生し、制御ゲートおよび電力バ
ツフアー３６をセツトし、次に、制御ゲートおよ
び電力バツフア３６はスイツチ５２ａ，５２ｂを
付勢して、スイツチ５２ａを開放し、スイツチ５
２ｂをｃ接点からｄ接点へと切換える。開始およ
び禁止回路３４の出力は又タイマー回路３８を起
動させる。あらかじめセツトされている所定時間
が経過した後、タイマー回路３８は開始および禁
止回路３４をトリガーしてゲート３６をリセツト
し、スイツチ５２ａ，５２ｂを元の状態すなわち
第４図で示している接続状態に戻し、除氷モード
を終了する。

これらの基本機能とは別に、特にヘツドランプ
あるいはウインドシールドワイパーのような車両
電気装置が使用されている時に、除氷モードを過
度に使用するとバツテリに負荷をかけすぎるので
制御回路３２は種々の保護対策を提供することが
望まれる。第５図の回路においてはその様な保護
対策のためにバツテリ電圧センサ４０を設けてい
る。バツテリ電圧センサ４０はバツテリ電圧を指
示する信号を受け、好ましくはバツテリ電圧が所
定の値よりも低下すると回路３４の禁止動作を付
勢するようになつている。このセンサ４０は約30
秒の長い時定数を有し、その間は禁止動作を付勢
せず、除氷動作を続けながら車両の始動モータ
（スタータ）が作動される。除氷繰返し要求禁止
回路４２は除氷モードが終了した後所定時間は制
御ゲート３６を除勢して、除氷スイツチ５３を閉
じて除氷モードを再び動作させようとしてもスイ
ツチ５２ａ，５２ｂを除氷モードの状態にはさせ
ないようにするもので、例えば、タイマー３８の
出力によつてセツトされるフリツプフロツプを含
む。タイマー回路３８はサーミスタのような温度
センサも有していて、センサは車両の室内温度を
感知するような場所に設置され、その温度に応じ
て除氷モードの動作時間を修正する。温度センサ
とタイマー回路３８との間の関係は好ましくは、
室内温度が氷点よりも数度以上高い場合には除氷
モードの動作時間は短時間で終るようになつてい
る。

スイツチ５２ａ，５２ｂは電力トランジスタあ
るいはSCRのような半導体スイツチ装置である
ことが好ましい。代わりに、電磁リレーが使用さ
れても良い。

第１のスイツチ５１は半導体装置を含んでも良
い。この場合、スイツチ５１の半導体装置部は制
御ゲートと電力バツフアー３６によつても作動す
ることもできる。その場合には、スイツチ５３の
手動操作により最初から除氷モードが選択され、
タイマー３８の所定時間経過後あるいは禁止回路
３４の動作した時に曇り取りモードに切換る。

ウインドウ加熱素子３０は埋め込まれた素子あ
るいは薄い抵抗性フイルムでも良い。交流発電機
が使用されたが、界磁巻線を有する直流発電機も
使用される。Ｙ接続の代りに△接続が使用されて
も良い。

本発明は乗用車あるいはトラツクのウインドシ
ールド（風防ガラス）に特に応用できるが、飛行
機等のウインドウにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の交流発電機を含む充電回路の説
明図である。第２図は第１図の車両交流発電機の
巻線および整流器接続である。第３図は本発明の
一実施例の回路図である。第４図は第２の実施例
を示す。第５図は第３図および第４図の実施例で
使用される制御回路のブロツク図である。 １０…交流発電機、１２…バツテリ、１４…充
電警告灯、１６…点火スイツチ、１８…電圧調整
器、２０…固定子巻線、２２…界磁巻線、２４…
整流器、２６…保護ダイオード、２８…制御ユニ
ツト、３０…加熱素子、３２…制御回路、３６…
制御ゲート電力バツフアー、３８…タイマー回
路、４０…バツテリー電圧センサー、４２…除氷
繰返し要求禁止回路、５１…第１スイツチ装置、
５２ａ，５２ｂ…第２スイツチ装置、５３…除氷
スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定子巻線と、電圧調整器を介して界磁電流
   が導かれる界磁巻線とを有するエンジン作動電気
   エネルギ発電装置と、電気抵抗形加熱素子を有す
   る少くとも１つのウインドウと、バツテリとを含
   む車両において使用され、 前記加熱素子を前記発電装置に電気的に接続す
   る第１スイツチ装置と、 通常は前記発電装置の出力を前記バツテリと前
   記電圧調整器とに電気的に接続する第１の状態
   と、前記バツテリと前記電圧調整器が前記発電装
   置から接続を断たれて前記電圧調節器が前記バツ
   テリに電気的に接続され前記バツテリ電圧に応じ
   て前記界磁電流を流す第２の状態との間を切り換
   えできる第２スイツチ装置と、 第３スイツチ装置と、 前記第３スイツチ装置の手動動作に応答して所
   定の時間にわたつて前記第２スイツチ装置を前記
   第２の状態へ切り換えその後第２スイツチ装置を
   前記第１の状態へ戻すように制御する制御回路と
   を含むことを特徴とする車両用ウインドウ加熱回
   路。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記バツテ
   リと前記電圧調整器との間に充電警告灯が電気的
   に接続され、さらに前記第２スイツチ装置は前記
   発電装置の出力と前記バツテリとの間を前記第１
   の状態において電気的に閉じ、前記第２の状態に
   おいて開く第１スイツチング素子と、前記第２の
   状態において前記充電警告灯をバイパスして前記
   バツテリと前記電圧調整器との間に直接導通路を
   提供する第２スイツチング素子とを含む車両用ウ
   インドウ加熱回路。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記制御回
   路が温度センサを含む車両用ウインドウ加熱回
   路。 ４ 特許請求の範囲第３項において、前記温度セ
   ンサが温度の関数として前記時間を変えるよう働
   く車両用ウインドウ加熱回路。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記制御回
   路は前記バツテリのバツテリ電圧を検出し該バツ
   テリ電圧が所定のレベルより低い場合前記の第２
   スイツチ装置が前記第２の状態を続けるのを中止
   するよう作動する装置を含む車両用ウインドウ加
   熱回路。 ６ 特許請求の範囲第１項において、前記第２ス
   イツチ装置が前の前記第２の状態の動作の終了後
   所定の時間が経過するまで前記の第３のスイツチ
   装置の手動動作に応じて前記第１の状態から第２
   の状態への切換動作を行うのを防止する装置を含
   む車両用ウインドウ加熱回路。 ７ 特許請求の範囲第１項において、前記第１ス
   イツチ装置が前記抵抗形加熱素子用の電源ライン
   中に置かれる車両用ウインドウ加熱回路。 ８ 特許請求の範囲第１項において、前記交流発
   電機は３相出力を有し、前記第１スイツチ装置が
   前記３相出力にかけて複数の抵抗形加熱素子を接
   続するように配置される車両用ウインドウ加熱回
   路。 ９ 特許請求の範囲第１項において、前記第２ス
   イツチ装置が半導体スイツチ装置を含む車両用ウ
   インドウ加熱回路。