DE68911133T2

DE68911133T2 - Erwärmungsvorrichtung für Fahrzeugscheibe.

Info

Publication number: DE68911133T2
Application number: DE89112870T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Iwasa; Tetsuzo Kosaka; Kenichi Sasaki; Hiromichi Takatsuka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-07-13
Filing date: 1989-07-13
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2009-07-14
Also published as: EP0407641B1; DE68911133D1; EP0407641A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Beaufschlagung elektrisch beheizter Fahrzeugfenster.
Ein Beispiel einer solchen Fahrzeugfenster-Beheizungsvorrichtung wird in JP-A-61-33735 beschrieben. Die Vorrichtung enthält ein zum Enteisen des Fahrzeugs vorgesehenes Heizelement. Das Heizelement wird durch einen Generator beaufschlagt, der einen zum Laden einer Fahrzeugbatterie angeschlossenen Hauptausgang und eine von einem Spannungsregler gespeiste Feldwicklung besitzt. Eine Steuerschaltung ist vorgesehen, um den Generator-Hauptausgang mit dem Heizelement zu verbinden bei gleichzeitigem Abtrennen desselben von der Fahrzeugbatterie und dem Spannungsregler, so daß die volle Generator-Ausgangslei-stung während einer begrenzten Zeitdauer zum Beaufschlagen des Heizelements geliefert wird, wenn ein Fensterenteisungs-Betrieb erforderlich ist. Das bewirkt ein Sicherstellen, daß das Heizelement mit einer hohen für das Enteisen des Fahrzeugfensters erforderlichen Leistung versorgt wird. Es ist auch ein Getriebehebel-Positionsfühler vorgesehen, um vor dem Erhöhen der Generatorausgangsspannung zu erfassen, ob die Position des Getriebes die Park- oder die Leerlaufstellung ist.
Ein Nachteil bei einer solchen ublichen Vorrichtung besteht darin, daß Hochspannungsleistung zugeführt wird, die das Heizelement beschädigt und seine Lebensdauer verkürzt, wenn während des Laufzustandes des Fahrzeuges ein Enteisungsbetrieb erforderlich ist. Das rührt daher, weil die Generatorfeldwicklung mit einer der Motordrehzahl proportionalen Drehzahl angesteuert wird, so daß das Heizelement während des Fensterenteisungs-Betriebs eine durch die Motordrehzahl bestimmte Spannung erhält, wenn der Spannungsregler von dem Generator-Hauptausgang abgetrennt ist. Ein anderer Nachteil ist, daß die Fahrzeugbatterie bei lauf endem Fahrzeug zerstört werden kann, da die Fahrzeugbatterie während des Fensterenteisungs-Betriebes von dem Generator-Hauptausgang abgetrennt ist.
Die unter Art. 54(3) EPÜ fallende EP-A-407 633 beschreibt gleichfalls eine Vorrichtung, wie sie vorstehend erklärt wurde. Bei dieser Vorrichtung wird die Heizspannung zu Beginn des Heizer-Steuervorganges allmählich bis zu einer zugeordneten Heizspannung erhöht, um das zu Beginn des Heizer-Betriebs auftretende Reaktionsdrehmoment zu unterdrücken.
EP-A-246 976 beschreibt eine andere gleichartige Vorrichtung nach dem Stand der Technik zum wahlweisen Beaufschlagen von Lasten mit niedrigerer Spannung oder einem Heizelement mit höherer Spannung. Bei dieser Vorrichtung wird die Ausgangsspannung des Generators in elektrischen Schaltungen des Kraftfahrzeugs entweder auf niedrige oder hohe Spannungswerte reguliert durch Modifizieren der Referenzspannung des Regulators in Reaktion auf die an das Heizelement angelegte Generator-Ausgangsspannung. Die Motorkühlmittel-Temperatur wird erfaßt, um diesen Betrieb bei erhöhter Spannung nur in einem bestimmten Kühlmittel-Temperaturbereich zuzulassen, bis diese Temperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Zeitgrenze für den Hochspannungsbetrieb wird von der Umgebungstemperatur abhängig gemacht.
US-A-4 673 797 beschreibt ein elektrisches Kraftfahrzeug-Steuersystem, das fähig ist, das Wechselstromgenerator-Ausgangssignal zwischen einer gleichmäßigen Standardspannung und einer gleichmäßigen höheren Spannung umzuschalten. Das System umfaßt einen Zusatzspannungsregler und einen Schaltkreis zum wahlweisen Einschalten des Zusatzreglers in dar System, um den üblichen Spannungsregler zu regulieren. Das System enthält weiter eine Zeitgabeschaltung zum Beaufschlagen einer Vielzahl elektrisch beheizter Fenster in zeitlich abgestimmter Reihenfolge.
EP-A-256 689 beschreibt eine Stromversorgung mit höherer Spannung für Kraftfahrzeug-Elektroschaltungen, welche umfaßt einen Autotransformator und als Last ein Windschutzscheiben-Heizelement, um Enteisungs- und Niederschlagbeseitigungs-Betriebsarten zu schaffen. Enteisungs-Betrieb kann nur ausgeführt werden, wenn das Fahrzeuggetriebe sich in der Park- oder Leerlaufstellung befindet und der Fahrer des Fahrzeugs einen Enteisungsbefehl auslöst.
Die unter Art. 54(3) EPÜ fallende EP-A-338 926 beschreibt eine Stromversorgung für Kraftfahrzeug-Elektroschaltungen, bei der der Generatorausgang direkt mit einem Heizelement einer Windschutzscheiben-Beheizung verbunden ist, wenn das Fahrzeug sich im Ruhezustand befindet, und die Umgebungs- und die Innenraum-Temperatur vorbestimmte Werte haben.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte Fahrzeugfenster-Beheizungsvorrichtung zu schaffen, die gute Enteisungs- Vorgänge des Fensters zuläßt ohne Gefahr der Beschädigung des Heizelements und der Verursachung einer Zerstörung der Fahrzeugbatterie.
Dieses Ziel wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
Gemäß der Erfindung enthält die Steuereinheit Mittel, um den Motor auf verschiedene Motorleerlauf-Drehzahlen zu steuern, wenn sich das Getriebe im Leerlauf- oder Parkzustand befindet und das Fahrzeug in Ruhe ist. Die Motorleerlauf-Drehzahl wird gesteuert, um die von der Generator-Ausgangsklemme an das Heizelement angelegte Ausgangsspannung bei vorhandenem Befehlssignal in Abhängigkeit entweder von der Zylinderkopf-Kühlmitteltemperatur, der Umgebungstemperatur oder einer Fahrzeug- Innenraumtemperatur zu ändern, um dem Heizelement Leistung zuzuführen. Dadurch wird das Heizelement nur mit der Ausgangsspannung versorgt, die für das Enteisen der Windschutzscheibe unter den bestimmten Umgebungsumständen erforderlich ist. Demzufolge werden eine Beschädigung des Heizelements durch zuführen einer übermäßigen Spannung, ein Zusammenbrechen der Fahrzeugbatterie und ein Abwürgen des Motors bei niedrigen tortemperaturen vermieden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHUUNGEN

Diese Erfindung wird mit mehr Einzelheiten mit Bezug auf die nachfolgende, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommene Beschreibung beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile beziehen und in welchen zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Schaubild einer Ausführung einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Fahrzeugfenster-Beheizungsvorrichtung;
Fig. 2 ein Schaltbild, das elektrische Verbindungen mitt der Enteisungs-Steuerschaltung darstellt;
Fig. 3A und 3B ein Flußdiagramm, welches die Programmierung des zum Steuern des Fensterenteisungs-Betriebs verwendeten Digitalcomputers zeigt;
Fig. 4 eine graphische Darstellung der erforderlichen Zeitlänge über der Umgebungstemperatur;
Fig. 5 eine graphische Darstellung der erforderlichen Rotordrehzahl uber der Zylinderkopfkühlmittel-Temperatur;
Fig 6A und 6B ein Flußdiagramm, das eine abgewandelte rm der Programmierung des Digitalcomputers bei seiner Verwendung zum Steuern des Fensterenteisungs-Betriebes darstellt;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Generator-Aus-
TEXT FEHLT elektrischen Strom Si beaufschlagt wird. Das Einschaltverhältnis des an das Strömungssteuerventil 27 angelegten elektrischen Stroms Si bestimmt die durch den Hilfsdurchlaß 28 strömende Luftmenge. Das Hilfs-Luftsteuergerät 26 steuert die Drehzahl der Maschine durch Verändern der durch den Hilfsdurchlaß 28 strömenden Luftmenge. Es ist zu bemerken, daß das Strömungssteuermagnetventil 27 die Form eines durch einen Schrittmotor angesteuerten Klappenventils annehmen kann, wie auf dem Fachgebiet wohl bekannt.
Nach Fig. 2 enthält ein allgemein mit Bezugszeichen 30 bezeichneter Wechselstromgenerator eine Ausgangswicklung 32 in 3Phasen-Sternschaltung. Die Ausgangswicklung 32 kann auf einen entsprechenden Statorkern gewickelt sein, wie es dem Fachmann wohl bekannt ist. Die Ausgangswicklung 32 ist mit einer Ausgangsklemme B verbunden durch eine 3Phasen-Vollwellen-Diodengleichrichterbrücke 34, die an die Ausgangsklemme B eine Gleichspannung anlegt. Der Wechselstromgenerator 30 enthält auch eine Feldwicklung 36, die entsprechend auf den Rotor des Generators 30 gewickelt ist. Die Feldwicklung 36 steuert die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 30, wenn der Feldstrom in der Feldwicklung 36 variiert wird. Der durch die Feldwicklung 36 fließende Feldstrom wird durch einen üblichen Spannungsregler 38 eingestellt. Der mit einer Fahrzeugbatterie 44 verbundene Spannungsregler 38 erfaßt die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 30 und steuert den Strom durch die Feldwicklung 36 so, daß die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
Der Spannungsregler 38 enthält erste und zweite Klemmen T1 bzw. T2. die erste Klemme T1 ist über einen Widerstand R1 mit der Anode einer Diode D1 verbunden, deren Katode mit einer Verbindungsstelle J1 verbunden ist. Zwei Widerstände R2 und R3 sind in Reihe zwischen der Verbindungsstelle J1 und Masse geschaltet, um einen Spannungsteiler zu bilden, wobei der Knoten N1, die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand R2 und R3, zum Erfassen der Gleichspannung an der Ausgangsklemme B des Wechselspannungsgenerators an dem Spannungsregler angeschlossen
TEXT FEHLT terie 44 beaufschlagt wird.
Das Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Enteisungs-Steuerschaltung mit Klemmen E, F, G, H, I, K, L, M und O. Die Klemme E ist mit Masse verbunden. Die Klemme F ist mit der ersten Klemme T1 des Spannungsreglers 38 verbunden. Die Klemme G ist mit der zweiten Klemme T2 des Spannungsreglers 38 verbunden. Die Klemme I ist durch einen von Hand betätigbaren Schlüsselschalter 56 mit der Fahrzeugbatterie 44 verbunden. Die Steuerschaltung 50 wird bei geschlossenem Schlüsselschalter 56 durch die Fahrzeugbatterie 44 mit Strom versorgt. Die Klemme I ist direkt mit der Klemme G und auch durch einen normal geschlossenen Schalter 52 mit der Klemme F verbunden. Die Steuerschaltung 50 enthält eine entsprechende Schutzschaltung, die den Schalter 52 öffnet, um den Strom zur Feldwicklung 36 zu unterbrechen, was den Wechselstromgenerator 30 mit Spannungserzeugung nur dann aufhören läßt, wenn der Wechselstromgenerator eine Spannung erzeugt, die eine vorbestimmte obere Grenze von z.B. 75 V übersteigt. Zu diesem Zweck ist die Klemme M durch einen Widerstand R mit der Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators verbunden. Die Klemme H ist mit einem von Hand betätigbaren Enteisungsschalter 58 verbunden. Die Klemmen K und L sind zum Datenaustausch an einer Steuereinheit 60 (Fig. 1) angeschlossen. Die Steuerschaltung 50 enthält eine Schaltung zur Erzeugung eines Anforderungssignals an der Klemme L, wenn der Enteisungsschalter 58 geschlossen ist. Die Klemme O ist mit der Relaisspule 42 verbunden. Die Steuerschaltung 50 enthält eine Schaltung, die auf ein an ihrer Klemme K von der Steuereinheit 60 angelegtes Befehlssignal reagiert durch Herstellen einer Verbindung zwischen den Klemmen O und E, um die Relaisspule 42 an die Fahrzeugbatterie 44 anzulegen. Wenn die Relaisspule 42 beaufschlagt wird, wechselt der relaisgesteuerte Schalter 40 von seiner ersten zu seiner zweiten Position. In dieser zweiten Position löst der relaisgesteuerte Schalter 40 die Wechselstromgenerator-Ausgangsklemme B von der Fahrzeugbatterie 44 und dem Spannungsregler 38, während er gleichzeitig die Wechselstromgenerator-Ausgangsklemme B mit dem Heizelement 46 verbindet. Dadurch enteist das mit einer in ihrer Größe der Drehzahl der Maschine entsprechenden Gleichspannung versorgte Heizelement 46 das Fahrzeugfenster.
Wieder nach Fig. 1 steuert die Steuereinheit 60 den Treibstoffinjektor 16, das Strömungssteuerventil 27 und die Enteisungs- Steuerschaltung 50 aufgrund der verschiedenen Zustände des Motors, die während seines Betriebs erfaßt werden. Diese erfaßten Zustände enthalten die Zylinderkopf-Kühlmitteltemperatur, die Umgebungstemperatur, die Fahrzeug-Passagierraum-Temperatur, die Drosselklappenstellung, die Getriebehebelstellung, die Ansaugluftströmung, die Maschinendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit. So sind ein Zylinderkopf-Kühlmitteltemperaturfühler 70, ein Umgebungs- oder Fahrzeugpassagierraum-Fühler 72, ein Drosselstellungs-Fühler 74, ein Getriebehebel-Positionsfüh-1er 76, ein Luftstrom-Meßinstrument 80, ein Motordrehzahl-Fühler 82 und ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Fühler 84 an der Steuereinheit 60 angeschlossen.
Der Zylinderkopf-Kühlmitteltemperaturfühler 70 ist in dem Maschinenkühlsystem angebracht und umfaßt einen in einer elektrischen Schaltung angeschlossenen Thermistor, der eine Gleichspannung mit einem zur Kühlmitteltemperatur proportionalen variablen Pegel erzeugen kann. Die Umgebungs- oder die Fahrzeug-Passagierraum-Temperatur 72 ergibt sich an einer Position, welche die Umgebungs- oder die Fahrzeug-Passagierraum- Temperatur erfaßt und ein zur erfaßten Temperatur proportionales Spannungssignal erzeugt. Der Drosselventil-Positionsfühler 74 ist ein Potentiometer, das elektrisch in einem Spannungsteilerkreis aufgenommen ist zum Zuführen einer zur Drosselventilstellung proportionalen Gleichspannung. In diesem Fall kann der Drosselventil-Positionsfühler 74 in Form eines Drosselschalters vorhanden sein, der zum Erzeugen eines den Leerlauf der Maschine anzeigenden Signals geschlossen wird, wenn die Drosselklappen-Position einen Öffnungswinkel von weniger als einem festen Wert, z.B. 6º, aufweist. Der dem Fahrzeuggetriebe 78 zugeordnete Getriebehebel-Positionsfühler 76 erzeugt immer dann ein Signal, wenn das Getriebe sich in Neutral- oder Parkstellung befindet. Das Luftströmungs-Meßinstrument 80 reagiert auf den Luftstrom durch den Ansaug-Durchlaß 22 mit Erzeugung eines dazu proportionalen Signals. Der Maschinendrehzahl-Fühler 82 erzeugt eine Reihe von elektrischen Impulsen bei einer vorbestimmten Gradzahl der Maschinenkurbelwelle. Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Fühler 84 kann in Form eines Schalters vorhanden sein, der geschlossen wird, um ein Signal zu erzeugen, das anzeigt, daß das Fahrzeug sich im Ruhezustand befindet, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von weniger als einem vorbestimmten Wert, z.B. 5 km/h fährt.
Die Steuereinheit 60 enthält einen Digitalcomputer, bei dem eine zentrale Bearbeitungseinheit (CPU) 62, eine Speichereinheit (MEM) 64 und eine Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit (I/O) 66 vorhanden sind. Die zentrale Bearbeitungseinheit 62 steht mit dem Rest des Computers über einen Datenbus 68 im Datenaustausch. Die Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit 66 enthält einen Analog-Multiplexer, einen Analog/Digital-Wandler, einen Kurbelwellen-Positionszähler, einen Zeitgeber, eine Treibstoffinjektions-Steuerschaltung und eine Ventilsteuerschaltung. Der Analog/Digital-Wandler erhält von den verschiedenen Sensoren Analogsignale für den Multiplexer und wandelt die erhaltenen Analogsignale in entsprechende Digitalsignale zum Anlegen an die zentrale Bearbeitungseinheit 62. Der A/D-Wandelvorgang wird initiiert auf Befehl von der zentralen Bearbeitungseinheit 62, welche den zu wandelnden Eingangskanal auswählt. Der Kurbelwellen-Positionszähler zählt die elektrischen Impulse von dem Maschinendrehzahlsensor 82. Das entstehende Zählergebnis wird zum Errechnen der Drehzahl der Maschine benutzt. Der Zeitgeber beginnt das Zählen von Taktimpulsen, sobald der Enteisungsschalter 58 (Fig. 2) geschlossen wird. Der sich ergebende Zählwert bezeichnet die Zeitdauer, während der der Enteisungsschalter geschlossen ist. Die Speichereinheit 64 enthält einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM). Der Festwertspeicher enthält das Programm zum Betreiben der zentralen Bearbeitungseinheit 62 und enthält weiter entsprechende Daten in Nachschautabellen, die beim Errechnen der jeweiligen Werte für die Treibstoffinjektions- Impulslänge und andere Maschinensteuer-Variable benutzt werden.
Steuerworte, welche die gewünschte Treibstoffinjektionsimpulse angeben, werden periodisch durch die zentrale Bearbeitungseinheit 62 zu der Treibstoffinjektions-Steuerschaltung übertragene welche diese in ein Steuersignal für den Treibstoffinjektor 24 wandelt.
Die Steuereinheit 60 reagiert auf ein Bedarfssignal, um zeitweilig das Ausführen der Programmsteuerabfolge (Hintergrund- Job) anzuhalten und die Ausführung einer Interrupt-Routine zu beginnen, um den Fensterenteisungs-Betrieb zu steuern. Die Steuereinheit 60 sorgt für ein Befehlssignal an die Enteisungs- Steuerschaltung 50, die dadurch den relaisgesteuerten Schalter 40 veranlaßt, die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators mit dem Heizelement 46 zu verbinden und sie gleichzeitig von dem Spannungsregler 38 und der Fahrzeugbatterie 44 zu lösen, wenn die später mit mehr Einzelheiten beschriebenen festgelegten Bedingungen auftreten. Während der Ausführung der Interrupt-Routine errechnet der Digitalcomputer entsprechende Werte für das Ventilsteuersignal-Einschaltverhältnis. Steuerworte, welche das gewünschte Ventilsteuersignal-Einschaltverhältnis angeben, werden periodisch durch die zentrale Bearbeitungseinheit 62 an die Ventilsteuerschaltung übertragen, welche sie in ein Steuersignal Si mit einem durch den Computer errechneten Einschaltverhältnis wandelt. Das Steuersignal wird an das Strömungssteuerventil 27 angelegt, um die Strömungsrate durch den Hilfsdurchlaß 28 zur Steuerung der Drehzahl der Maschine zu beeinflussen.
Fig. 3A und 3B zeigen ein Flußdiagramm, welches die Programmierung des Digitalcomputers 60 beim Steuern des Enteisungsbetriebs darstellt. Dieses Programm wird nur ausgeführt, wenn der Enteisungsschalter 58 geschlossen ist und die Enteisungs-Steuerschaltung 50 ein Anforderungssignal an die Steuerschaltung 60 erzeugt. Das Computerprogramm wird an der Stelle 202 mit gleichmäßigen Zeitabständen von z.B. 20 us betreten. An der Stelle 204 im Programm liest die zentrale Bearbeitungseinheit 62 den Zeitgeber. Der Zeitgeber beginnt nach Schließen des Enteisungsschalters 58 Taktimpulse zu zählen und besitzt einen
TEXT FEHLT ment 46 beaufschlagt wird. Falls die Antwort auf diese Frage "nein" ist, geht das Programm zur Stelle 240 weiter. Wenn kein Risiko eines Abwürgens der Maschine besteht, geht das Programm von der Stelle 218 zur Stelle 220 weiter.
An der Stelle 220 im Programm wird bestimmt, ob die Umgebungs- oder die Fahrzeug-Innenraum-Temperatur (ta) geringer als ein vorbestimmter Wert (t1) von z.B. 5ºC ist. Falls die Antwort auf diese Frage "nein" ist, bedeutet das, daß das Fenster nicht vereist sein kann, und das Programm geht weiter zur Stelle 240. Sonst geht das Programm zu einem weiteren Entscheidungsschritt an der Stelle 222 weiter. Diese Entscheidung betrifft, ob der Getriebe-Schalthebel 76 EIN ist. Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, bedeutet das, daß das Getriebe sich in der Leerlauf- oder Parkstellung befindet, und das Programm geht weiter zur Stelle 224. Sonst geht das Programm weiter zur Stelle 240. Der Bestimmungsschritt an der Stelle 222 ist wirksam, um eine unerwartete Fahrzeug-Geschwindigkeitszunahme während des Enteisungsbetriebs für das Fenster zu vermeiden.
An der Stelle 224 im Programm wird eine Bestimmung getroffen, ob der Fahrzeug-Drehzahlschalter 84 EIN ist oder nicht. Falls die Antwort auf diese Frage uneinll ist, geht das Programm weiter zur Stelle 240. Falls der Fahrzeug-Geschwindigkeitsschalter 84 EIN ist, bedeutet das, daß das Fahrzeug sich in Ruhe befindet und das Programm geht weiter zur Stelle 226.
An der Stelle 226 im Programm wird bestimmt, ob die Motordrehzahl (N) größer als ein erforderlicher Wert (NA) plus ein vorbestimmter Wert (C) von z.B. 25 U/min ist. Wie aus Fig. 5 gesehen werden kann, ist der erforderliche Wert (NA) ein konstanter Wert größer als der erforderliche Wert (NW) über dem Gesamtbereich der Zylinderkopf-Kühlmitteltemperatur (tw). Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, geht das Programm weiter zur Stelle 228, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 62 einen neuen Wert (D) für das Einschaltverhältnis des Steuersignals Si errechnet, welcher Wert an das Strömungssteuerventil 27 angelegt wird, durch Abziehen eines vorbestimmten Wertes (ΔD) von dem letzten Einschaltverhältniswert (Do), um so die Maschinendrehzahl zu verringern. Der vorbestimmte Wert (ΔD) kann so ausgewählt werden, daß das Steuersignal-Einschaltverhältnis um 1% abnimmt. Der errechnete neue Wert (D) wird in dem Computerspeicher 64 eingespeichert. Sonst geht das Programm von der Stelle 226 zu einem weiteren Bestimmungsschritt an der Stelle 230 weiter. Diese Bestimmung bezieht sich darauf, ob die Maschinendrehzahl (N) geringer als der erforderliche Wert (NA) minus dem vorbestimmten Wert (C) ist. Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, geht das Programm zu der Stelle 232 weiter, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 62 einen neuen Wert (D) für das Einschaltverhältnis des an dem Strömungssteuerventil 27 anliegenden Steuersignals (Si) errechnet durch Hinzufügen des vorbestimmten Wertes (ΔD) zum letzten Einschaltverhältniswert (Do), um so die Maschinendrehzahl zu erhöhen. Der errechnete neue Wert (D) wird in den Computerspeicher 64 eingespeichert. Falls NA - C ≤ N ≤ NA + C, geht das Programm von der Stelle 230 zu der Stelle 234 weiter, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 64 einen neuen Wert (D) für das Einschaltverhältnis des an das Strömungssteuerventil 27 angelegten Steuersignals Si berechnet, wobei der neue Wert (D) gleich dem letzten Einschaltverhältniswert (Do) ist. Der errechnete Wert (D) wird in den Computerspeicher 64 eingespeichert. Es ist zu bemerken, daß diese Schritte an den Stellen 226 bis 234 dazu bestimmt sind, die Motordrehzahl innerhalb eines durch eine untere Grenze (NA - C) und eine obere Grenze (NA + C) bestimmten Bereichs zu halten.
An der Stelle 236 im Programm wird der errechnete Wert (D) uber den Datenbus 68 zu der Ventilsteuerschaltung übertragen. Die Ventilsteuerschaltung setzt dann das Einschaltverhältnis des an dein Strömungssteuerventil 27 anliegenden Steuersignals Si entsprechend dem errechneten Wert (D) und läßt das Strömungssteuerventil 27 eine Änderung der Strömungsrate durch den Hilfsdurchlaß 28 vornehmen, falls dies erforderlich ist. An der Stelle 238 läßt die zentrale Bearbeitungseinheit 62 die Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit 66 ein Befehlssignal für die Enteisungs-Steuerschaltung 50 erzeugen, welches dadurch die Relaiswicklung 42 über der Fahrzeugbatterie 44 anschließt. Der relaisgesteuerte Schalter 40 verschiebt sich dann von der ersten Position in seine zweite Position, in der er die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators mit dem Heizelement 46 verbindet und die Wechselstromgenerator-Ausgangsklemme B von dem Spannungsregler 38 und der Fahrzeugbatterie 44 löst. Danach geht das Programm weiter zum Endpunkt 254.
Damit läßt die Vorrichtung einen Fensterenteisungs-Betrieb zu, wenn mindestens zwei Bedingungen vorhanden sind, nämlich (a) daß das Getriebe in Leerlauf- oder Parkstellung und (b) das Fahrzeug in Ruhe ist. Während des Fensterenteisungs-Betriebs wird die Maschinendrehzahl auf einem hohen Wert (NA) von z.B. 1500 U/min gehalten, der den Generator eine hohe zum Enteisen des Fahrzeugfensters ausreichende Leistung erzeugen läßt. Der vorbestimmte Wert (C) bestimmt einen Neutralbereich, der zur Verhinderung einer Regelschwingung beim Regeln der Motordrehzahl wirksam ist.
Es ist zu bemerken, daß das Befehlssignal unterbrochen wird, um den relaisgesteuerten Schalter 40 einen Zeitraum (TM) nach dem Schließen des Enteisungs-Schalters 58 in seine erste Position zurückzubringen.
An der Stelle 240 im Programm läßt die zentrale Bearbeitungseinheit 62 die Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit 66 das Befehlssignal zu der Enteisungs-Steuerschaltung 50 unterbrechen (interrupt), welche dadurch die Relaiswicklung 42 von der Fahrzeugbatterie 44 abtrennt. Der relaisgesteuerte Schalter 40 verschiebt sich dann zu seiner ersten Position, welche die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators mit dein Spannungsregler 38 und der Fahrzeugbatterie 44 verbindet und die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators von dem Heizelement 46 abtrennt.
An der Stelle 242 im Prograxnrn wird eine Bestimmung getroffen, ob die Maschinendrehzahl (N) größer als der erforderliche Wert (NW) plus dem vorbestimmten Wert (C) ist. Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, geht das Programm zu der Stelle 244 weiter, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 62 einen neuen Wert (D) für das Einschaltverhältnis des an dem Strömungssteuerventil 27 angelegten Steuersignals Si errechnet durch Abziehen des vorbestimmten Wertes (ΔD) von dem letzten Einschaltverhältniswert (Do) um so die Maschinendrehzahl zu vermindern. Der vorbestimmte Wert (ΔD) kann so ausgewählt werden, daß das Steuersignal-Einschaltverhältnis um 1% vermindert wird. Der errechnete neue Wert (D) wird in den Computerspeicher 64 eingespeichert. Sonst geht das Programm von der Stelle 242 zu einem anderen Bestimmungsschritt an der Stelle 246 weiter. Diese Bestimmung betrifft die Frage, ob die Maschinendrehzahl (N) kleiner als der erforderliche Wert (NW) minus dem vorbestimmten Wert (C) ist. Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, geht das Programm zu der Stelle 248 weiter, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 62 einen neuen Wert (D) für das Einschaltverhältnis des an dem Strömungssteuerventil 27 angliegenden Steuersignals Si errechnet durch Hinzufügen des vorbestimmten Verhältnisses (ΔD) zu dem letzten Einschaltverhältniswert (Do), um so die Maschinendrehzahl zu erhöhen. Der errechnete neue Wert (D) wird in den Computerspeicher 64 eingespeichert. Falls NW - C ≤ N ≤ NW + C, geht das Programm von der Stelle 246 zu der Stelle 250 weiter, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 62 einen neuen Wert (D) für das Einschaltverhältnis des an das Strömungssteuerventil 27 angelegten Steuersignals Si errechnet, wobei der neue Wert (D) gleich dem letzten Einschaltverhältniswert (Do) ist. Der errechnete Wert (D) wird in den Computerspeicher 64 eingespeichert. Es ist zu bemerken, daß diese Schritte an den Stellen 242 bis 250 dazu bestimmt sind, die Maschinendrehzahl in einem durch eine untere Grenze (NW - C) und eine obere Grenze (NW + C) definierten Bereich zu halten.
An der Stelle 252 im Programm wird der errechnete Wert (D) über den Datenbus 68 zur Ventilsteuerschaltung übertragen. Die Ventilsteuerschaltung setzt dann das Einschaltverhältnis
TEXT FEHLT schwindigkeit oder -Drehzahl errechnet. Daraufhin werden die verschiedenen Eingangssignale für den Analogmultiplexer je für sich durch den Analog/Digital-Wandler in Digitalform gewandelt und über den Datenbus 68 in den Computerspeicher 64 eingelesen. So wird an der Stelle 310 im Programm das Umgebungs- oder Fahrzeug-Innenraum-Temperatursignal in Digitalform gewandelt und in den Computerspeicher eingelesen. In gleicher Weise wird die an der Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators 30 auftretende Ausgangsspannung (VB) in den Computerspeicher eingelesen. Die Ausgangsspannung (VB) ändert sich als eine Funktion der Maschinendrehzahl (N), wie in Fig. 7 gezeigt. So kann die Ausgangsspannung (VB) aus einer Beziehung errechnet werden, die einen existierenden Ausgangsspannungswert (VVB) als eine Funktion der Motordrehzahl (N) festsetzt.
An der Stelle 312 in dein Programm wird der erforderliche Zeitraum (TM), für das Beaufschlagen des Heizeleinentes 46 durch die zentrale Bearbeitungseinheit 62 aus einer in dem Computerspeicher 64 gespeicherten Beziehung errechnet. Diese Beziehung ist in Fig. 4 gezeigt und gibt diese Zeitlänge (TM) als eine Funktion der Umgebungs- oder der Fahrzeug-Innenraum- Temperatur (Ta) an. Es kann aus Fig. 4 ersehen werden, daß die für die Beaufschlagung des Heizelements 46 erforderliche Zeitlänge (TM) umso größer ist, je niedriger die Umgebungs- oder Fahrzeuginnenraum-Temperatur ist. An der Stelle 314 errechnet die zentrale Bearbeitungseinheit 62 einen erforderlichen Wert (NA) für die Maschinendrehzahl aus einer in dem Computerspeicher 64 gespeicherten Beziehung. Diese Beziehung ist in Fig. 8 gezeigt und gibt diesen Wert (NA) als eine Funktion der Umgebungs- oder der Fahrzeuginnenraum-Temperatur (ta) an. Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, nimmt der erforderliche Wert (NA) mit wachsender Umgebungs- oder Fahrzeuginnenraum-Teinperatur ab. Fig. 9 zeigt eine alternative Beziehung, die in den Computerspeicher zur Verwendung bei der Errechnung eines für die Maschinendrehzahl erforderlichen Wertes (NA) eingespeichert werden kann.
An der Stelle 316 im Programm wird bestimmt, ob die Zeitlänge (T), während der der Enteisungs-Schalter 58 sich in seiner geschlossenen Position befindet, gleich oder kürzer als der erforderliche Wert (TM) ist. Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, geht das Programm zu der Stelle 320 weiter. Sonst geht das Programm zu der Stelle 318, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 62 die Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit 66 das Befehlssignal zu der Enteisungs-Steuerschaltung 50 unterbrechen läßt, welche dadurch die Relaiswicklung 42 von der Fahrzeugbatterie 44 abtrennt. Der relaisgesteuerte Schalter 40 verschiebt sich dann zu seiner ersten Position, welche die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators mit dem Spannungsregler 38 und der Fahrzeugbatterie 44 verbindet, während die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators von dein Heizelement abgetrennt wird. Danach geht das Programm weiter zum Endpunkt 350.
An dein Punkt 320 in dem Programm wird bestimmt, ob die Maschinendrehzahl (N) größer als ein vorbestimmter Wert (N1) von z.B. 600 U/min ist, unter welchem die Maschine bei Beaufschlagung des Heizelements 46 abgewurgt werden kann. Falls die Antwort auf diese Frage "nein" ist, geht das Programm weiter zu der Stelle 318. Wenn kein Risiko des Abwürgens der Maschine besteht, geht das Programm von der Stelle 320 zu der Stelle 322.
An der Stelle 322 im Programm wird bestimmt, ob die Umgebungs- oder Fahrzeuginnenraum-Temperatur (ta) niedriger als ein vorbestimmter Wert (t1) von z.B. 5ºC ist. Falls die Antwort auf diese Frage neinil ist, bedeutet das, daß das Fenster nicht vereist ist und das Programm geht weiter zu der Stelle 318. Sonst geht das Programm zu einem weiteren Bestimmungsschritt an der Stelle 324. Diese Bestimmung betrifft die Frage, ob der Getriebeschalter 76 EIN ist. Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, bedeutet das, daß sich das Getriebe im Leerlauf oder Parkzustand befindet, und das Programm geht weiter zur Stelle 326. Sonst geht das Programm zu der Stelle 318 weiter. Der Bestimmungsschritt an der Stelle 326 bewirkt eine Vermeidung unerwarteter Fahrzeuggeschwindigkeits -Erhöhungen während des Fensterenteisungs-Betriebs.
TEXT FEHLT
Schritte an den Stellen 328 bis 336 dazu bestimmt sind, die Maschinendrehzahl innerhalb eines durch eine untere Grenze (NA - C) und eine obere Grenze (NA + C) definierten Bereichs zu halten.
An der Stelle 338 in dem Programm wird der errechnete Wert (D) über den Datenbus 68 zu der Ventilsteuerschaltung übertragen. Die Ventilsteuerschaltung setzt dann das Einschaltverhältnis des an das Strömungssteuerventil 27 angelegten Steuersignals Si entsprechend dem errechneten Wert (D) fest und läßt das Strömungssteuerventil 27 eine Änderung der Fließrate durch den Hilfsdurchlaß 28 herstellen, falls dies erforderlich ist. An der Stelle 340 läßt die zentrale Bearbeitungseinheit 62 die Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit 66 ein Befehlssignal an die Enteisungs-Steuerschaltung 50 erzeugen, welche dadurch die Relaiswicklung 42 über die Fahrzeugbatterie 44 anschließt. Der relaisgesteuerte Schalter 40 verschiebt sich dann von seiner ersten Position zu seiner zweiten Position, wobei er die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators mit dein Heizelement 46 verbindet und die Ausgangsklemme B des Wechselstromgenerators von dein Spannungsregler 38 und der Fahrzeugbatterie 44 abtrennt. Danach geht das Programm zum Endpunkt 342.
So läßt die Vorrichtung einen Fensterenteisungs-Betrieb auf das Auftreten von mindestens zwei Bedingungen zu, welche sind (a), daß das Getriebe sich in Leerlauf- oder Parkstellung befindet, und (b), daß das Fahrzeug in Ruhe ist. Während des Fensterenteisungs-Betriebs wird die Maschinendrehzahl auf einen Wert (NA) gesteuert, der höher ist, wenn die Umgebungs- oder die Fahrzeuginnenraum-Temperatur niedriger ist, wie in Fig. 8 oder 9 gezeigt. Das erlaubt dein Generator einen Strom in entsprechender Größe zum Enteisen des Fahrzeugfensters entsprechend der Umgebungs- oder Fahrzeuginnenraum-Temperatur zu erzeugen. Der vorbestimmte Wert (C) bestimmt einen Neutralbereich, der eine Verhinderung von Regelschwingungen bei der Regelung der Motordrehzahl bewirkt.
An der Stelle 342 im Programm wird bestimmt, ob die Generator-Ausgangsspannung (VB) geringer als ein Maximalwert (Vmax) ist, unter dem das Heizelement 46 nicht beschädigt wird. Falls die Antwort auf diese Frage "ja" ist, geht das Programm weiter zu einer Stelle 344, bei der die zentrale Bearbeitungseinheit 62 die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 66 das Steuersignal unterbrechen läßt. Als Ergebnis bleibt der Schutzschalter 52 geschlossen. Danach geht das Programm weiter zu der Endstelle 350.
Falls die Antwort auf die an der Stelle 342 eingegebene Frage "nein" ist, geht das Programm weiter zu einem weiteren Bestimmungsschritt an der Stelle 346. Diese Bestimmung betrifft die Frage, ob die Generator-Ausgangsspannung (VB) gleich oder größer als der Maximalwert (Vmax) plus einem vorbestimmten Wert (Vo) ist. Falls die Antwort auf diese Frage "nein" ist, geht das Programm weiter zur Stelle 344. Sonst geht das Programm weiter zu der Stelle 348, wo die zentrale Bearbeitungseinheit 62 die Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit 66 ein Steuersignal erzeugen läßt. Als Ergebnis öffnet der Schutzschalter 52, um den Strom zu der Feldwicklung 36 zu unterbrechen, so daß der Generator 30 mit Erzeugung der Ausgangsspannung aufhört. Danach geht das Programm weiter zu der Endstelle 350. Es ist zu bemerken, daß der Schutzschalter 52 wieder geschlossen wird, um die Erzeugung der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators auf zunehmen, wenn die Generator-Ausgangsspannung (VB) auf den Maximalwert (Vmax) plus dein vorbestimmten Wert (Vo) abfällt. Der vorbestimmte Wert (Vo) wird so ausgewählt, daß eine Regelschwingung verhindert wird, die zu einem wiederholten Unterbrechen des Spannungs erzeugungsbetriebs des Wechselstromgenerators 30 in einem kurzen Zeitraum führen würde.

Claims

1. Vorrichtung zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie (44), einer Brennkraftnaschine (10), die ein Drosselventil (24) hat, und einem Getriebe (78), wobei die Vorrichtung aufweist:

einen Generator (30) mit einem Ausgangsanschluß (B), einer Ausgangswicklung (32) und einer Feldwicklung (36), die gegenüber der Ausgangswicklung (32) synchron mit der Maschine (10) drehbar ist, um eine Ausgangsspannung, deren Amplitude sich als eine Funktion der Maschinendrehzahl ändert, am Ausgangsanschluß (B) des Generators (30) zu erzeugen;

einen Spannungsregler (38), der mit der Fahrzeugbatterie (44) verbunden ist, um den Strom an die Feldwicklung (36) zu regeln, um die Ausgangsspannung auf einen konstanten Wert einzustellen, wenn er mit dem Generator-Ausgangsanschluß (B) verbunden ist;

ein Heizelement (46), das zum Heizen eines Fahrzeugfensters vorgesehen ist, wenn es mit dem Generator-Ausgangsanschluß (B) verbunden ist;

eine Einrichtung (58) zum Erzeugen eines Anforderungssignals, das eine Anforderung zum Heizen des Fahrzeugfensters angibt;

Quellen (76, 84) zum Ableiten von Signalen, die angeben, wenn das Fahrzeug steht und sich das Getriebe in der Neutral- oder Parkstellung befindet;

eine Schaltung (40, 50), die im Ruhezustand den Generator-Ausgangsanschluß (B) mit der Fahrzeugbatterie (44) und dem Spannungsregler (38) verbindet und eine Einrichtung umfaßt, die im Ansprechen auf ein Befehlssignal den Generator-Ausgangsanschluß (B) mit dem Heizelement (46) verbindet und den Generator-Ausgangsanschluß (B) von der Fahrzeugbatterie (44) und dem Spannungsregler (38) abtrennt, und

eine mit den Quellen (76, 84) gekoppelte Steuereinheit (60), die eine Einrichtung umfaßt, die auf das Anforderungssignal anspricht, um das Befehlssignal für die Schaltung (40, 50) zu erzeugen, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Unterbrechen des Befehlssignals an die Schaltung (40, 50) mit Ausnahme, wenn das Fahrzeug stillsteht und das Getriebe sich in der Neutral- oder Parkstellung bef indet, und weiterhin eine Einrichtung, die ein Steuersignal (Si) an das Drosselventil (24) abgibt, wodurch zum Steuern der Maschine (10) bei unterschiedlichen Leerlaufdrehzahlen gesteuert wird, wenn der Generator mit dem Heizelement (46) verbunden ist, umfaßt, um die vom Generator-Ausgangsanschluß (B) an das Heizelement (46) angelegte Ausgangsspannung in Abhängigkeit von entweder der Zylinderkopftemperatur, der Umgebungstemperatur oder der Fahrzeuginnenraumtemperatur beim Vorliegen des Befehlssignals zu ändern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (60) eine Quelle zum Ableiten eines Unterbindungssignals, das angibt, daß die Maschine eine Drehzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert hat, und eine Einrichtung umfaßt, die auf das Unterbindungssignal anspricht, um das Befehlssignal an die Schaltung (40, 50) zu unterbrechen, um einen Stillstand der Maschine zu vermeiden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (60) einen Fühler (72), der auf die Umgebungstemperaturen anspricht, um ein Signal zu erzeugen, das eine erfaßte Umgebungstemperatur angibt, eine mit dem Fühler verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines Unterbindungssignals, wenn die erfaßte Umgebungstemperatur größer als ein vorbestimmter Wert ist, und eine auf das Unterbindungssignal ansprechende Einrichtung umfaßt zum Unterbrechen des Befehlssignals an die Schaltung (40, 50).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (60) einen Fühler (72), der auf die Fahrzeuginnenraumtemperaturen zum Erzeugen eines Signals anspricht, das eine erfaßte Fahrzeuginnenraumtemperatur angibt, eine mit dem Fühler gekoppelte Einrichtung zum Erzeugen eines Unterbindungssignals, das angibt, daß die erfaßte Fahrzeuginnenraumtemperatur größer als ein vorbestimmter Wert ist, und eine auf das Unterbindungssignal ansprechende Einrichtung zum Unterbrechen des Befehlssignals an die Schaltung (40, 50) umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Unterbrechen des Befehlssignals an die Schaltung (40, 50) eine Zeitdauer nach dem Auftreten des Anforderungssignals umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Bestimmen der Zeitdauer als eine Funktion der Umgebungstemperatur umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Bestimmen der Zeitdauer als eine Funktion der Fahrzeuginnenraumtemperatur umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Steuern der Maschine (10) mit einer vorbestimmten Drehzahl beim Vorliegen des Befehlssignals umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Steuern der Maschine (10) bei einer Drehzahl umfaßt, die ansteigt, wenn die Zylinderkopftemperatur abnimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Steuern der Maschine (10) bei einer Drehzahl umfaßt, die abnimmt, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Steuern der Maschine (10) bei einer Drehzahl umfaßt, die abnimmt, wenn die Fahrzeuginnenraumtemperatur ansteigt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (60) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, wenn die Generator-Ausgangsspannung einen vorbestimmten Wert beim Vorliegen des Befehlssignals übersteigt, und eine auf das Steuersignal ansprechende Einrichtung (52) zum Unterbrechen des Stroms an die Feldwicklung (36) umfaßt.