DE2709012A1

DE2709012A1 - Batterieladevorrichtung fuer strassenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2709012A1
Application number: DE19772709012
Authority: DE
Inventors: William Frank Hill
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-03-03
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1977-09-08
Also published as: GB1578923A; US4121146A; FR2343353B1; IT1077987B; ES456495A1; FR2343353A1; JPS52106438A; AU511915B2; AU2286177A

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATBNTAN WALTBBÖHO BCHUMANNSTR 97 ■ D-4OOO DÜSSELDORF Telefon: (02 Π) 68334« T.I«: 08586513 cop d

PATENTANWÄLTE:
DipL-lng. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr.-Ing., Dipl.-Wirt1ch.-ln9. A. GERBER Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Lucas Industries Limited Great King Street I Birmingham B19 2XF

England 1.3.1977

Batterieladevorrichtung für Straßenfahrzeuge

Die Erfindung betrifft Batterieladevorrichtungen für Straßenfahrzeuge, und bezieht eich insbesondere darauf, hei solchen Vorrichtungen ein Warnlicht vorzusehen, daß den Fahrer des Fahrzeuges auf mangelhafte Funktion der Vorrichtung hinweist.

Es ist üblich, ein einzelnes Warnlicht vorzusehen, das eine Anzeige geben soll, wenn die Ladevorrichtung keinen Strom liefert. Bei einem bekannten Batterieladegerät wird ein Wechselstromgenerator mit einem Yollweggleichrichter benutzt, um die Batterie zu laden, und ein Hilfsgleichrichter benutzt, um einen durch einen Spannungsgleichrichter gesteuerten Strom zur Feldwicklung des Generators zu liefern. In einer solchen Vorrichtung liegen in der Regel eine Warnlampe und ein Schalter in Reihe zwischen dem Hauptgleichrichter und dem Hilfsgleichrichter. Beim Starten des Motors wird die Warnlaunpe zum Leuchten gebracht durch einen Strom, der von der Fahrzeugbatterie zur Feldwicklung fließt. Wenn der Generator sich selbst erregt, ergibt sich kein Spannungsabfall durch die Lampe, die infolge dessen erlischt. Solche Geräte haben verschiedene Unzulänglich

C/w. - 2 -

709836/0896

's

keiten, da die Warnlampe nicht eine Störung anzeigt, die sich aus einer zu hohen Spannung ergibt, oder einen Fehler, der sich aus einem offenen Stromkreis der Feldwicklung ergibt. Außerdem kann ein Versagen der Lampe selbst erst festge- stellt werden, wenn der Motor beim nächsten Mal gestartet wird, und alle Pannen, die während des Laufes des Motors auftreten, können nicht angezeigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Batterieladevorrichtung ▼on im wesentlichen der oben genannten Art zu schaffen, deren Warnlampenanordnung so ausgebildet ist, daß sie die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.

Ein Batterieladegerät, das einen Wechselstromgenerator besitzt, dessen Ankerwicklung über einen Vollweggleichrichter mit einer ersten und einer zweiten zur Batterie führenden Leitung und Ober einen Hilfegleichrichter mit einer dritten Leitung verbunden ist, die beim Betrieb des Generators an einer im wesentlichen gleichen Spannung liegt wie die erste Leitung, weist gemäß der Erfindung folgende zusätzliche Schaltelemente auf: einen Spannungsregler, der die Feldwicklung des Generators mit der zweiten und der dritten Leitung verbindet, einen Schalter der die erste Leitung mit einer weiteren Leitung verbindet, einem zwischen dieser weiteren Leitung und der dritten Leitung liegenden Widerstand und eine mit ihm in Reihe liegende Diode, die leitend wird, wenn die Spannung in der dritten Leitung niedriger ist als in der genannten weiteren Leitung, einen die zweite und dritte Leitung verbundenen Stromweg mit einem Widerstand, dessen Impedanz größer ist als die des genannten Widerstandes, ein von der Spannung zwischen der dirtten und der weiteren Leitung beeinflußtes Mittel, das eine erste Warnlampe zum Leuchten bringt, wenn die genannte Diode leitend wird, ein vom Spannungsabfall in der ersten Warnlampe beeinflußtes Mittel, das eine zweite Warnlampe zum Leuchten _; bringt, wenn deren Spannungsabfall einen vorbekannten Wert übersteigt und ein durch eine überhöhte Spannung beeinflußtes Mittel, durch das die zweite Warnlampe zum Leuchten gebracht

709836/0896 - 3 -

wird, wenn die Spannung zwischen der zweiten und der weiteren Leitung einen Schwellwert überschreitet.

Vorzugsweise ist die erste Warnlampe auf ihrer einen Seite mit der genannten weiteren Leitung und auf ihrer anderen Seite mit der zweiten Leitung über einen zweiten Widerstand solcher Größe verbunden, daß die Lampe nicht leuchtet, wenn der Strom hintereinander durch sie und den Widerstand fließt.

Die zweite Lampe kann auf ihrer einen Seite mit der genannten weiteren Leitung und an ihrer anderen Seite über einen dritten, so hohen Widerstand mit der zweiten Leitung verbunden sein, daß er ein Leuchten der zweiten Lampe verhindert, wobei ein vom Spannungsabfall am dritten Widerstand beeinflußtes Mittel die erste Warnlampe zum Aufleuchten bringt, falls die zweite Warnlampe unabhängig vom Leuchten der ersten Warnlampe versagt.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die dargestellte Vorrichtung weist einen Dreiphasengenerator mit einer Ankerwicklung 10 und einer Feldwicklung 11 auf. Die Ankerwicklung 10 ist mit einem aus sechs Dioden 14 bestehenden Vollweggleichrichter, der zu einer ersten Leitung 12 und einer zw-eiten Leitung 13 führt, sowie mit einem aus drei Dioden 16 bestehenden Hilfsgleichrichter verbunden, der zu einer dritten Leitung 15 führt. Die zu ladende Batterie liegt zwischen den Leitungen 12 und 13 und der Fahrzeug-Zündschalter 18 verbindet die erste Leitung 12 mit einer weiteren Leitung 19» die ihrerseits zu verschiedenen durch den Zündschalter gesteuerten (nicht dargestellten)Verbraucherstellen führt. Der Strom der Feldwicklung 11 wird in an sich bekannter Weise gesteuert durch einen Spannungsregler 20, der die Spannung zwischen der ersten und zweiten Leitung abfühlt. Die Feldwicklung liegt in Reihe mit der Ausgangsstufe des Spannungsreglers zwischen der dritten und zweiten Leitung. Die weitere Leitung 19 ist mit der dritten Leitung 15 durch einen Widerstand und eine mit ihr in Reihe liegende Diode 22 verbunden, deren Kathode mit der Leitung 15 verbunden ist. Wenn der Zündschalter geschlossen ist und der den

709836/0896 ~ ⁴ "

Generator antreibende Motor nicht läuft, fließt durch den Widerstand 21 Strom für das Feld, wobei die Ausgangsstufe des Spannungsreglers unter diesen Umständen fest eingeschaltet ist. Ein Widerstand 23* dessen Impedanz verhältnismäßig groß ist gegenüber dem Widerstand 21, ist zwischen die Leitungen 15 und 13 geschaltet, um die Spannung auf der Leitung 15 zu verringern, wenn die Feldwicklung sich nicht im Zustand eines offenen Stromkreises befinden sollte. Eine erste Warnlampe 2Ί und eine zweite Warnlampe 25 sind vorgesehen, um das Arbeiten des Generators abzuzeigen. Die erste Lampe 24 ist in erster Linie dazu bestimmt, eine Unterbelastung anzuzeigen, während die zweite Lampe 25 eine zu hohe Spannung anzeigen soll; jedoch wird jede Lampe außerdem dazu benutzt, um die Kontinuität des Stromes durch die andere Lampe anzuzeigen.

um dafür zu sorgen, daß die Lampe 24 immer aufleuchtet, wenn die Diode 22 stromleitend ist, sind Mittel vorgesehen, die einen p-n-p-Transistor 26 aufweisen, dessen Emitter mit der Leitung 19 und dessen Basis über einen Widerstand 27 mit der Leitung 15 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 26 ist mit der Basis eines n-p-n-Transistors 28 über einen Widerstand 29 verbunden. Der Emitter des Transistors 28 ist mit der Leitung 13 und sein Kollektor über einen Widerstand 30 mit einer Lampe 2M verbunden, deren andere Seite mit der Leitung 19 verbunden ist. Ein Rückkopplungswiderstand 31 ist zwischen den Kollektor des Transistors 28 und die Basis des Transistors 26 geschaltet, um eine Rückkopplung zu erzeugen, die ausreicht für ein schnelles Schalten, aber nicht ausreicht, um ein Ausschalten der Transistoren 26 und 28 zu verhindern, wenn die Spannung auf der Leitung 15 gleich der auf der Leitung 19 ist.

Die Lampe 25 wird gesteuert durch einen ähnlichen komplementären Transistor-Rückkopplungs-Schalter, der aus einem Eingangsverstärker 32, einem p-n-p-Transistor 33» einem n-p-n-Transistor 3^, einen Kopplungswiderstand 35» einen Widerstand 36 in Reihe mit der Lampe 25 und einem Rückkopplungswiderstand 37 besteht.

709836/0896 "⁵ "

Dieser Schalter ist jedoch ansprechbar für den Spannungsabfall an der Lampe 24, wobei der Widerstand 32 angeschlossen ist an den Verbindungspunkt des Widerstandes 30 mit der Lampe 24. Ein weiterer Widerstand 38 liegt zwischen diesem Verbindungspunkt und der Leitung 13; er dient dazu, einen Spannungsabfall an der Lampe 2t zu erzeugen, wenn dieser ein offener Schaltkreis ist (und unter diesen Umständen Basisstrom vom Transistor 33 leitet).

Eine Vorrichtung zum Feststellen der Spannungsdifferenz zwischen den Leitungen 19 und 13 besteht aus einem Ohmschen Spannungsteiler 29, 40, der zwischen diesen Leitungen und einer Zener-Diode 41 liegt, deren Anode mit dem Gemeinschaftspunkt des Spannungsteilers und deren Kathode mit der Baeis des Transistors 33 verbunden ist. Falls eine fehlerhaft überhöhte Spannung auftritt, so bricht die Zenerdiode

41 zusammen und verbindet den Strom vom Transistor 33, so daft die Lampe 25 aufleuchtet.

Ebenfalls ist eine Anordnung vorgesehen, um die Lampe 24 dann zum Aufleuchten eu bringen, wenn an der Lampe 25 ein Arbeitsstromfehler auftritt. Diese Anordnung weist einen Widerstand

42 auf, der zwischen der Verbindung von Lampe 25 und Widerstand 36 und der Leitung 13 liegt. Dieser Verbindungspunkt ist außerdem mit dem Emitter eine» n-p-n-Transistors 43 verbunden, dessen Basis über einen Widerstand 48 mit dem gemeinsamen Punkt eines Ohmschen Potentialteilers 44, 45, der zwischen den Leitungen 19 und 13 liegt. Dieser gemeinsame Punkt ist außerdem mit der Anode einer Diode 46 verbunden, deren Kathode mit dem Kollektor des Traneistors 34 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 43 ist über einen Widerstand 47 mit der Basis des Transistors 26 verbunden.

Wenn der Zündschalter 18 geschlossen wird, bevor der Motor gestartet wird, so leuchtet die Lampe 24 und infolge davon auch die Lampe 25 auf. Der durch den Widerstand 36 fließende Strom ergibt am Transistor 43 eine umgekehrte Vorspannung,

709836/0896

die ihn unter diesen Bedingungen nicht einschaltet. Wenn durch Versagen des Qenerators die Spannung an der Leitung 15 merklich unter Batteriespannung fällt, während der Motor läuft, leuchten ebenfalls beide Lampen auf, wobei Basisstrom vom Transistor 26 durch den Widerstand 23 fließt, der durch die Feldwicklung und die Ausgangsstufe des Spannungsreglers im Nebenschluß liegen kann.

Im Falle einer unerwünschten überspannung leuchtet nur die Lampe 25 auf, wobei der Transistor 43 wieder umgekehrt vorgespannt wird.

Wenn die Lampe 24 versagt, wird durch den Widerstand 38 der Transistor 33 eingeschaltet, so daß die Lampe 25 aufleuchtet.

Umgekehrt wird beim Versagen der Lampe 25 die umgekehrte Vorspannung des Transistors beseitigt, weil durch den Widerstand 36 kein Strom fließt, und durch diesen Transistor 24 der Transistor 26 eingeschaltet, so daß die Lampe 24 aufleuchtet. Die Impedanzen der Widerstände 38 und 42 sind hoch im Verhältnis zu denen der Lampe, so daß der normalerweise fließende Dauerstrom zu gering ist, um die Lampen 24 und 25 zum Aufleuchten zu bringen. Aus dem gleichen Grunde ist die Spannung an der Verbindungsstelle jeder Lampe mit ihrem Reihenwiderstand normalerweise zu hoch, um die Transistoren 33 und 43 leitend zu machen.

Das dargestellte Beispiel ergibt somit eine angemessene überwachung der Funktion des Generators und auch eine Selbstüberwachung der Kontinuität der Lampen.

Nach der vorstehenden Beschreibung wird der Resistor 23 benutzt, um zwischen den Leitungen 15 und 13 einen hohen Impedanzweg zu schaffen, der unabhängig vom Regler 20 ist. In manchen Reglern gibt es jedoch zwischen diesen Leitungen hohe Impedanzwege, die auch dann wirksam werden, wenn die Feldwicklung 11 durch Versagen einen offenen Stromkreis bildet (ein solcher Weg besteht beispielsweise durch Kollektor-

709836/0896 - 7 -

AO

Emitter des Antriebstransistors und Basis-Emitter des Ausgangstransistors im dargestellten Fall). Wo ein solcher Weg besteht, kann der Widerstand 23 fortgelassen werden, obwohl er auch dann zweckmäßig ist.

Patentansprüche:

709836/0896

Claims

1.3.1977

Patentansprüche:

1.1Batterieladegerät mit einem Wechselstromgenerator, dessen Ankerwicklung über einen Vollweggleichrichter einer ersten und einer zweiten zur Batterie führenden Leitung und über einen Hilfsgleichrichter mit einer dritten Leitung verbunden ist, die beim Betrieb des Generators einer Spannung unterliegt, die im wesentlichen gleich der Spannung der ersten Leitung ist, gekennzeichnet durch die Anordnung eines die Feldwicklung (11) mit der zweiten und dritten Leitung (13» 15) verbindenden Spannungsreglers (20), eines die erste Leitung (12) mit einer weiteren Leitung (19) verbindenden Schalters (18), eines zwischen dieser Leitung (19) und der dritten Leitung (15) liegenden Widerstandes (21) und einer mit ihm in Reihe liegenden Diode (22), die leitend wird, wenn die Spannung an der dritten Leitung (15) niedriger ist als in der genannten weiteren Leitung (19) eines die zweite und dritte Leitung (13» 15) verbindenden Stromwegs mit einem Widerstand (23)» dessen Impedanz größer ist als die des genannten Widerstandes (21), eines von der Spannung zwischen der dritten und der weiteren Leitung (15, 19) beeinflußten Mittels (26), das eine erste Warnlampe (24) zum Leuchten bringt, wenn die genannte Diode (22) leitend wird, eines von dem Spannungsabfall an der ersten Warnlampe (24) beeinflußten Mittels (33)» das eine zweite Warnlampe (25) zum Leuchten bringt, wenn dessen Spannungsabfall einen vorbestimmten Wert übersteigt, und eines durch eine überhöhte Spannung beeinflußten Mittels, durch das die zweite Warnlampe (25) zum Aufleuchten gebracht wird, wenn die Spannung zwischen der zweiten und der weiteren Leitung (13» 19) einen Schwellwert überschreitet.

31 109

C/w. - 2 -

709836/0896

ORIGINAL INSPECTED

2. Batterieladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Warnlampe (24) auf einer Seite über einen zweiten Widerstand (30) mit der zweiten Leitung (13) und auf ihrer anderen Seite mit der weiteren Leitung (19) verbunden ist, wobei dieser zweite Widerstand (30) einen solchen Wert hat, daß ein durch ihn und die Warnlampe (24) fließender Strom diese Warnlampe (2M) nicht zum Aufleuchten bringt.

3. Batterieladegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Warnlampe (25) auf einer Seite über einen dritten Widerstand (36) mit der zweiten Leitung (13) und auf ihrer anderen Seite mit der weiteren Leitung (19) verbunden ist, wobei durch die Größe dieses dritten Widerstandes ein Leuchten der zweiten Warnlampe (25) verhindert wird und ein vom Spannungsabfall am dritten Widerstand (36) vorgesehen ist, um die erste Warnlampe (24) beim Versagen der zweiten Warnlampe (25) zum Leuchten zu bringen.

4. Batterieladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Spannung «wischen der dritten und der weiteren Leitung (15, 19) beeinflußte Mittel (26) ein Transistor ist, dessen Basis-Emitter-Weg zwischen diesen Leitungen liegt.

5. Batterieladegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Transmitter (26) ein Eingangstransmitter eines als Rückkopplungssehalter geschalteten Transmitterbasis, wobei der Ausgangstransmitter (28) den Strom der ersten Warnlampe (24) steuert,

6. Batterieladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durch eine überhöhte Spannung gesteuerte Mittel ein Ohmscher Spannungsteiler (39, 40) ist, der zwischen der zweiten und der weiteren Leitung (13, 19) liegt und mit seiaam mittleren Punkt über eine Zener-Diode (41) mit der Basis eines den Strom zur zweiten Warnleuchte (25) steuernden Transistors (33) verbunden ist.

709836/0896

7. Batterieladegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Transistor (33) der Eingangstransistor eines als ROckkopplungsschalter geschalteten Transistorpaares ist, dessen Ausgangstransistor (3Ό den durch die zweite Warnlampe (25) fließenden Strom steuert.

709836/0896