DE102010055626B4

DE102010055626B4 - Circuit arrangement and method for detecting a battery voltage generated by a battery with a voltage sensor

Info

Publication number: DE102010055626B4
Application number: DE102010055626A
Authority: DE
Inventors: Edmund Martin; James Stewart
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: DE102010055626A1

Abstract

Schaltungsanordnung (1) zum Erfassen einer von einer Batterie (2) erzeugten Batteriespannung (3, 4) mit einem Spannungssensor, der nur in der Lage ist, eine gegenüber dem Anodenpotential (3) der Batterie (2) positive Spannung zu erfassen, mit einem Kondensator (5), der einen ersten Anschluss (6) und einen zweiten Anschluss (7) aufweist, wobei der erste Anschluss (6) über einen ersten steuerbaren Schalter (8) mit der Anode (3) der Batterie (2) elektrisch verbindbar ist und der zweite Anschluss (7) über einen zweiten steuerbaren Schalter (10) mit der Kathode (4) der Batterie (2) elektrisch verbindbar ist, und mit einer Reihenschaltung aus mindestens zwei Widerständen (R₁, R₂, R₃), die parallel zum Kondensator (5) geschaltet ist, derart, dass ein erstes Ende (6) der Reihenschaltung (R₁, R₂, R₃) über den ersten Schalter (8) mit der Anode (3) der Batterie (2) verbindbar ist und ein zweites Ende (7) der Reihenschaltung (R₁, R₂, R₃) über den zweiten Schalter (10) mit...Circuit arrangement (1) for detecting a battery voltage (3, 4) generated by a battery (2) with a voltage sensor which is only capable of detecting a positive voltage with respect to the anode potential (3) of the battery (2) Capacitor (5) having a first terminal (6) and a second terminal (7), wherein the first terminal (6) via a first controllable switch (8) with the anode (3) of the battery (2) is electrically connectable and the second terminal (7) via a second controllable switch (10) with the cathode (4) of the battery (2) is electrically connectable, and with a series circuit of at least two resistors (R ₁ , R ₂ , R ₃ ), the is connected in parallel with the capacitor (5), such that a first end (6) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) via the first switch (8) to the anode (3) of the battery (2) is connectable and a second end (7) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) via the second switch (10) with .. ,

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Erfassen einer von einer Batterie erzeugten Batteriespannung mit einem Spannungssensor.The invention relates to a circuit arrangement and a method for detecting a battery voltage generated by a battery with a voltage sensor.

Batterien werden in Kraftfahrzeugen zum Starten des Motors und zur kontinuierlichen Stromversorgung elektrischer Aggregate verwendet. Ein Großteil von Autopannen steht in Zusammenhang mit defekten oder entladenen Batterien. Sensoren, die in der Lage sind, einen Batteriezustand zu überwachen und einem Kraftfahrzeugführer anzuzeigen, kommt daher eine große Bedeutung zu. Sogenannte intelligente Batteriesensoren (IBS) überwachen kontinuierlich eine Batteriespannung und einen Batteriestrom und vergleichen diese mit einer aktuellen Leistungsanforderung. Basierend auf diesen Werten wird eine voraussichtliche Batterielaufzeit ermittelt und der Kraftfahrzeugführer wird gewarnt, ehe sich die Batterie in einem kritischen Zustand befindet. Der Kraftfahrzeugführer kann die Batterie somit rechtzeitig aufladen oder austauschen.Batteries are used in automobiles to start the engine and to continuously supply electrical power. Much of car breakdown is related to defective or discharged batteries. Sensors that are able to monitor a battery condition and display it to a motor vehicle driver are therefore of great importance. So-called intelligent battery sensors (IBS) continuously monitor a battery voltage and a battery current and compare it to a current power requirement. Based on these values, an estimated battery life is determined and the motor vehicle driver is warned before the battery is in a critical state. The motor vehicle driver can thus charge or replace the battery in good time.

Die Druckschrift DE 699 37 220 T2 zeigt einen Kondensator, der über zwei Schalter mit einer Batterie verbindbar ist. Parallel zum Kondensator kann eine Reihenschaltung von Widerständen zugeschaltet werden. Die Druckschrift DE 699 37 220 T2 zeigt keinen Anschluss zwischen einem Mittenabgriff der Reihenschaltung und der Anode der Batterie.The publication DE 699 37 220 T2 shows a capacitor which is connectable via two switches with a battery. Parallel to the capacitor, a series connection of resistors can be switched on. The publication DE 699 37 220 T2 shows no connection between a center tap of the series connection and the anode of the battery.

Aus dem Stand der Technik sind Batteriesensoren bekannt, die lediglich zum Messen einer positiven Spannung gegenüber einem Referenzpotential ausgelegt sind. Um die Batteriespannung mit einem derartigen Batteriesensor zu ermitteln, ist es daher erforderlich, als Referenzpotential eine Verbindung zwischen der Kathode der Batterie und einer Fahrzeugmasse zu wählen und den Batteriesensor an dieser Verbindung anzuordnen. Eine solche Anordnung des Batteriesensors ist jedoch in hohem Maße unflexibel. Insbesondere dann nämlich, wenn zur Bereitstellung hoher Spannungen mehrere Batterien in Reihe geschaltet werden, ist es aus vielerlei Gründen oftmals wünschenswert, den Batteriesensor auch zwischen den in Reihe geschalteten Batterien positionieren zu können. Solche Reihenschaltungen kommen vor allem bei Nutzfahrzeugen zur Anwendung. Dafür muss ein Batteriesensor aber in der Lage sein, auch negative Spannungen gegenüber dem Referenzpotential erfassen zu können, um auch die zwischen Massepotential und Sensorpotential geschaltete Batterie oder die zwischen Massepotential und Sensorpotential geschalteten Batterien überwachen zu können. Dies ist jedoch mit dem bekannten Sensor, der lediglich zum Erfassen einer positiven Spannung ausgebildet ist, nicht möglich.Battery sensors are known from the prior art, which are designed only for measuring a positive voltage to a reference potential. In order to determine the battery voltage with such a battery sensor, it is therefore necessary to select as the reference potential a connection between the cathode of the battery and a vehicle ground and to arrange the battery sensor at this connection. However, such an arrangement of the battery sensor is highly inflexible. In particular, when multiple batteries are connected in series to provide high voltages, it is often desirable for a variety of reasons to be able to position the battery sensor between the series-connected batteries as well. Such series connections are used primarily in commercial vehicles. However, a battery sensor must be able to detect negative voltages relative to the reference potential in order to be able to monitor the battery connected between ground potential and sensor potential or the batteries connected between ground potential and sensor potential. However, this is not possible with the known sensor, which is designed only for detecting a positive voltage.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltung zu entwickeln, mittels derer ein zum Messen positiver elektrischer Spannungen eingerichteter Spannungssensor auch zum Erfassen negativer Batteriespannungen verwendet werden kann.The present invention is therefore based on the object to develop an electrical circuit by means of which a set up for measuring positive electrical voltages voltage sensor can also be used to detect negative battery voltages.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.This object is achieved by a circuit arrangement and a method according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent with the features of the subclaims.

Eine Schaltungsanordnung zum Erfassen einer von einer Batterie erzeugten Batteriespannung mit einem Spannungssensor, der nur in der Lage ist, eine gegenüber dem Anodenpotential der Batterie positive Spannung zu erfassen, weist demnach neben der Batterie einen Kondensator mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss, einen ersten steuerbaren Schalter, einen zweiten steuerbaren Schalter und eine Reihenschaltung aus mindestens zwei Widerständen auf, wobei die Reihenschaltung ein erstes Ende und ein zweites Ende hat. Der erste Anschluss des Kondensators ist über den ersten steuerbaren Schalter mit der Anode der Batterie elektrisch verbindbar und der zweite Anschluss des Kondensators ist über den zweiten steuerbaren Schalter mit der Kathode der Batterie elektrisch verbindbar. Die Reihenschaltung ist parallel zum Kondensator geschaltet. Dabei ist das erste Ende der Reihenschaltung über den ersten Schalter mit der Anode der Batterie elektrisch verbindbar und das zweite Ende der Reihenschaltung ist über den zweiten Schalter mit der Kathode der Batterie elektrisch verbindbar. Zusätzlich ist eine elektrische Verbindung V zwischen zwei Widerständen der Reihenschaltung mit der Anode der Batterie elektrisch verbunden. Dadurch wird eine elektrische Verbindung der Reihenschaltung zur Anode hergestellt.A circuit arrangement for detecting a battery voltage generated by a battery with a voltage sensor which is only able to detect a positive voltage relative to the anode potential of the battery accordingly has, in addition to the battery, a capacitor with a first connection and a second connection, a first one controllable switch, a second controllable switch and a series circuit of at least two resistors, wherein the series circuit has a first end and a second end. The first terminal of the capacitor is electrically connectable via the first controllable switch to the anode of the battery and the second terminal of the capacitor is electrically connectable via the second controllable switch to the cathode of the battery. The series connection is connected in parallel to the capacitor. In this case, the first end of the series connection via the first switch to the anode of the battery is electrically connected and the second end of the series circuit is electrically connected via the second switch to the cathode of the battery. In addition, an electrical connection V between two resistors of the series connection is electrically connected to the anode of the battery. Thereby, an electrical connection of the series circuit is made to the anode.

Der erste Schalter und der zweite Schalter sind so steuerbar, dass sie gemeinsam jeweils entweder geschlossen oder geöffnet sind. Wenn der erste Schalter und der zweite Schalter gemeinsam geöffnet sind, befinden sie sich in einer geöffneten Schalterstellung. Wenn der erste Schalter und der zweite Schalter gemeinsam geschlossen sind, befinden sie sich in einer geschlossenen Schalterstellung. In der geschlossenen Schalterstellung ist der erste Anschluss des Kondensators über den ersten Schalter mit der Anode der Batterie verbunden und der zweite Anschluss des Kondensators ist über den zweiten Schalter mit der Kathode der Batterie verbunden, so dass der Kondensator auf die Batteriespannung aufladbar ist.The first switch and the second switch are controllable to be either closed or opened together. When the first switch and the second switch are open together, they are in an open switch position. When the first switch and the second switch are closed together, they are in a closed switch position. In the closed switch position, the first terminal of the capacitor is connected via the first switch to the anode of the battery and the second terminal of the capacitor is connected via the second switch to the cathode of the battery, so that the capacitor can be charged to the battery voltage.

Wenn der Kondensator in der geschlossenen Schalterstellung auf die Batteriespannung aufgeladen ist, werden der erste und der zweite Schalter erfindungsgemäß von der geschlossenen in die geöffnete Schalterstellung umgeschaltet. In der geöffneten Schalterstellung sind der Kondensator und die Reihenschaltung elektrisch von der Kathode der Batterie getrennt. In dieser Schalterstellung wirkt die Reihenschaltung als Spannungsteiler, an dem eine Kondensatorspannung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss des Kondensators anliegt, abfällt. Ein Teil der Kondensatorspannung, der an mindestens einem zwischen dem ersten Ende der Reihenschaltung und der elektrischen Verbindung der Reihenschaltung zur Anode liegenden Widerstand, der ein Messwiderstand ist, abfällt, ist eine von der Kondensatorspannung und somit von der Batteriespannung abhängige positive Spannung. Nach dem Umschalten der Schalter in die geöffnete Schalterstellung wird diese von der Batteriespannung abhängige positive Spannung mit dem Spannungssensor erfasst.When the capacitor is charged in the closed switch position to the battery voltage, the first and the second Switch according to the invention switched from the closed to the open switch position. In the open switch position, the capacitor and the series connection are electrically separated from the cathode of the battery. In this switch position, the series circuit acts as a voltage divider, to which a capacitor voltage applied between the first and the second terminal of the capacitor drops. A portion of the capacitor voltage which drops across at least one resistor located between the first end of the series connection and the electrical connection of the series connection to the anode, which is a measuring resistor, is a positive voltage dependent on the capacitor voltage and thus on the battery voltage. After switching the switch in the open switch position, this dependent of the battery voltage positive voltage is detected with the voltage sensor.

Die Erfindung beruht also auf der Idee, die gegenüber der Anode der Batterie negative Batteriespannung für einen Spannungssensor, der nur zum Erfassen gegenüber der Anode positiver Spannungen eingerichtet ist, erfassbar zu machen, indem der Kondensator in der geschlossenen Schalterstellung auf die Batteriespannung aufgeladen wird. Wenn der Kondensator in der geschlossenen Schalterstellung aufgeladen ist, werden die Schalter gemeinsam in eine geöffnete Schalterstellung umgeschaltet. Dadurch, dass der Kondensator mit dem Umschalten elektrisch von der Kathode der Batterie getrennt wird und die Reihenschaltung, die parallel zum Kondensator geschaltet ist, über die elektrische Verbindung V elektrisch mit der Anode der Batterie verbunden ist, wird die negative Batteriespannung bzw. eine von der Batteriespannung abhängige Spannung in eine positive Spannung umgewandelt, die mit dem Spannungssensor an mindestens einem zwischen dem ersten Ende der Reihenschaltung und der elektrischen Verbindung V liegenden Widerstand messbar ist.The invention is thus based on the idea of making the negative battery voltage with respect to the anode of the battery detectable for a voltage sensor, which is set up only to detect the anode of positive voltages, by charging the capacitor in the closed switch position to the battery voltage. When the capacitor is charged in the closed switch position, the switches are switched together to an open switch position. Characterized in that the capacitor with the switching is electrically separated from the cathode of the battery and the series circuit, which is connected in parallel to the capacitor is electrically connected via the electrical connection V to the anode of the battery, the negative battery voltage or one of the Battery voltage dependent voltage is converted into a positive voltage, which is measurable with the voltage sensor at least one lying between the first end of the series circuit and the electrical connection V resistance.

Mithilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei einer Messung der Batteriespannung mit dem Spannungssensor daher auch das Anodenpotential als Bezugspotential verwendet werden. Der Spannungssensor ist damit in unveränderter Form in einer Vielzahl unterschiedlicher Batterieanordnungen flexibel einsetzbar.With the aid of the circuit arrangement according to the invention and the method according to the invention, when the battery voltage is measured with the voltage sensor, therefore, the anode potential can also be used as the reference potential. The voltage sensor can thus be used in an unchanged form in a variety of different battery arrangements flexible.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Batterie zum Starten eines Motors eines Kraftfahrzeuges und zur Versorgung des Kraftfahrzeuges mit elektrischer Energie eingerichtet. Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann der Spannungssensor auch in solchen Fahrzeugen verwendet werden, in denen eine Anordnung an der Kathode nicht möglich ist, weil dort beispielsweise kein ausreichender Raum zur Verfügung steht.In an advantageous embodiment of the invention, the battery for starting an engine of a motor vehicle and for supplying the motor vehicle with electrical energy is set up. With the circuit arrangement according to the invention, the voltage sensor can also be used in vehicles in which an arrangement at the cathode is not possible, because there is for example no sufficient space available.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Batterie mit einer weiteren Batterie in Reihe geschaltet ist, wobei die Anode der Batterie elektrisch mit der Kathode der weiteren Batterie verbunden ist. In diesem Fall ist es möglich, den Spannungssensor an einem beliebigen Pol einer der Batterien anzuordnen. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einer Verwendung des Spannungssensors zum überwachen von Batteriespannungen in Reihenschaltungen von Autobatterien, wie sie in Nutzfahrzeugen üblich sind. In diesem Fall macht die Erfindung es möglich, denselben Spannungssensortyp bei einer Vielzahl von Batterieanordnungen in unterschiedlichen Fahrzeugen mit größtmöglicher Flexibilität zu verwenden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the battery is connected in series with a further battery, wherein the anode of the battery is electrically connected to the cathode of the further battery. In this case, it is possible to arrange the voltage sensor on any pole of one of the batteries. This is particularly advantageous when using the voltage sensor for monitoring battery voltages in series circuits of car batteries, as are common in commercial vehicles. In this case, the invention makes it possible to use the same type of voltage sensor in a variety of battery arrangements in different vehicles with the greatest possible flexibility.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Halbwertzeit einer Kondensatorentladung in der geöffneten Schalterstellung mindestens 1 ms beträgt. Auf diese Weise kann die Messung der von der Batteriespannung abhängigen Spannung in kurzer Zeit vorgenommen werden, ohne dass die zu messende Spannung sich merklich ändert und eine nachträgliche Korrektur eines Messergebnisses erforderlich macht.A further advantageous embodiment of the invention provides that a half-life of a capacitor discharge in the open switch position is at least 1 ms. In this way, the measurement of the battery voltage dependent voltage can be made in a short time without the voltage to be measured changes significantly and makes a subsequent correction of a measurement result required.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Anodenpotential der in einem Kraftfahrzeug verwendeten Batterie gleich dem Massepotential des Kraftfahrzeuges ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mindestens zwei Batterien in Reihe geschaltet sind. So werden gegenüber dem Massepotential des Fahrzeugs auftretende maximale elektrische Spannungen begrenzt. Gerade im Falle fehlerhafter oder ungewollter elektrischer Kontakte können damit Funkenbildung, Schwelbrand oder eine Beschädigung elektrischer Komponenten des Kraftfahrzeugs minimiert werden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the anode potential of the battery used in a motor vehicle is equal to the ground potential of the motor vehicle. This is particularly advantageous when at least two batteries are connected in series. Thus, maximum voltages occurring relative to the ground potential of the vehicle are limited. Especially in the case of faulty or unwanted electrical contacts so that sparking, smoldering fire or damage to electrical components of the motor vehicle can be minimized.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens einer der steuerbaren Schalter als Transistor ausgebildet, der durch einen elektrischen Impulsgeber schaltbar ist. Dabei kann es sich bei dem Transistor um einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor wie JFET, MISFET, MOSFET oder IGFET handeln. Ebenso kann mindestens einer der steuerbaren Schalter als Relais ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das Erfassen der von der Batteriespannung abhängigen Spannung vollständig automatisiert und elektronisch gesteuert werden. Bei Verwendung eines Transistors als elektronischer Schalter ist ein maximaler Ohmscher Widerstand eines als Schalter genutzten Transistorübergangs in der geschlossenen Schalterstellung 100 Ω und ein minimaler Ohmscher Widerstand des als Schalter genutzten Transistorübergangs in der geöffneten Schalterstellung ist 2 MΩ. Eine Schaltzeit des Transistors von der geschlossenen in die geöffnete oder von der geöffneten in die geschlossene Schalterstellung beträgt höchstens 1 μs.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the controllable switch is designed as a transistor which is switchable by an electric pulse generator. In this case, the transistor may be a bipolar transistor, a field-effect transistor such as JFET, MISFET, MOSFET or IGFET. Likewise, at least one of the controllable switch can be designed as a relay. In this way, the detection of the voltage dependent on the battery voltage can be fully automated and electronically controlled. When using a transistor as an electronic switch, a maximum ohmic resistance of a transistor junction used as a switch in the closed switch position is 100 Ω, and a minimum ohmic resistance of the transistor junction used as a switch in the open switch position is 2 MΩ. A Switching time of the transistor from the closed to the open or from the open to the closed switch position is at most 1 μs.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein dritter Schalter als Transistor ausgebildet ist und eingerichtet ist, eine Potentialdifferenz zwischen einer Bezugsmasse des elektrischen Impulsgebers und der Kathode der Batterie zu überwinden.A further advantageous embodiment of the invention provides that a third switch is designed as a transistor and is adapted to overcome a potential difference between a reference ground of the electric pulse generator and the cathode of the battery.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 und 2 erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to the 1 and 2 explained. Show it:

1 eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung und 1 an embodiment of a circuit arrangement according to the invention and

2 einen Spannungsverlauf an dem ersten und dem zweiten Anschluss des Kondensators gegenüber einem Anodenpotential während eines Auflade- und eines Entladevorgangs eines Kondensators. 2 a voltage waveform at the first and second terminals of the capacitor to an anode potential during a charging and discharging of a capacitor.

In der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung sind Anschlüsse, die stets auf gemeinsamen elektrischen Potentialen liegen, mit identischen Bezugszeichen versehen. Dort, wo eine elektrische Verbindung zwischen einander kreuzenden elektrischen Leitungen besteht, ist dies durch einen hervorgehobenen schwarzen Punkt gekennzeichnet. Einander kreuzende elektrische Leitungen, an deren Kreuzungspunkt ein hervorgehobener schwarzer Punkt fehlt, sind nicht elektrisch verbunden.In the in 1 Circuitry shown are connections that are always at common electrical potentials, provided with identical reference numerals. Where there is an electrical connection between intersecting electrical lines, this is indicated by a highlighted black dot. Intersecting electrical lines, at the intersection of which a highlighted black dot is missing, are not electrically connected.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1 mit einer Batterie 2, die eine Batteriespannung von +14 Volt zwischen einer Anode 3 und einer Kathode 4 erzeugt, mit einem Kondensator 5, der eine Kapazität C von 470 nF hat und einen ersten Anschluss 6 und einen zweiten Anschluss 7 aufweist, mit einem als npn-Bipolartransistor ausgebildeten ersten steuerbaren elektronischen Schalter 8 mit einer Basis 9, einem Emitter 3 und einem Kollektor 6, mit einem ebenfalls als npn-Bipolartransistor ausgebildeten zweiten steuerbaren elektronischen Schalter 10 mit einer Basis 11, einem Emitter 4 und einem Kollektor 7, mit einem Ohmschen Widerstand R₁ von 330 kΩ mit einem ersten Anschluss 6 und einem zweiten Anschluss 12, mit einem Ohmschen Widerstand R₂ von 48 kΩ mit einem ersten Anschluss 12 und einem zweiten Anschluss 3, mit einem Ohmschen Widerstand R₃ von 100 kΩ mit einem ersten Anschluss 3 und einem zweiten Anschluss 7, mit einem elektrischen Impulsgeber 13 mit einem positiven Ausgang 14 zur Ausgabe von ITL-Signalen von +4 Volt gegenüber einer Bezugsmasse 3 des Impulsgebers 13, mit einem als pnp-Bipolartransistor ausgebildeten dritten elektronischen Schalter 15 mit einer Basis 3, einem Emitter 16 und einem Kollektor 11, mit Ohmschen Widerständen 17 (20 kΩ), 18 (20 kΩ), 19 (10 kΩ), 20 (0.001 Ω) und 21 (10 kΩ), sowie mit einer weiteren Batterie 22, die eine weitere Batteriespannung von +14 Volt zwischen einer weiteren Anode 23 und einer weiteren Kathode 24 erzeugt. Die Batterien 2 und 22 dienen zum Starten eines Motors (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) und zur Versorgung des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie. Das Anodenpotential U₃ an der Anode 3 der Batterie 2 ist gleich dem Massepotential (ground) des Kraftfahrzeugs. Ein Spannungssensor, der in der Lage ist, eine gegenüber dem Anodenpotential U₃ positive Spannung zu erfassen, ist nicht dargestellt. 1 shows a circuit arrangement according to the invention 1 with a battery 2 which has a battery voltage of +14 volts between an anode 3 and a cathode 4 generated, with a capacitor 5 which has a capacity C of 470 nF and a first connection 6 and a second connection 7 comprising a first controllable electronic switch designed as an npn bipolar transistor 8th with a base 9 , an emitter 3 and a collector 6 with a second controllable electronic switch likewise designed as npn bipolar transistor 10 with a base 11 , an emitter 4 and a collector 7 , with an ohmic resistance R ₁ of 330 kΩ with a first connection 6 and a second port 12 , with an ohmic resistance R ₂ of 48 kΩ with a first connection 12 and a second port 3 , with an ohmic resistance R ₃ of 100 kΩ with a first connection 3 and a second port 7 , with an electric pulse generator 13 with a positive outcome 14 to output ITL signals of +4 volts against a reference ground 3 the pulse generator 13 with a third electronic switch designed as a pnp bipolar transistor 15 with a base 3 , an emitter 16 and a collector 11 , with ohmic resistors 17 (20 kΩ), 18 (20 kΩ), 19 (10 kΩ), 20 (0.001 Ω) and 21 (10 kΩ), as well as with another battery 22 feeding another + 14 volt battery between another anode 23 and another cathode 24 generated. The batteries 2 and 22 are used to start an engine (not shown) of a motor vehicle (not shown) and to supply the motor vehicle with electrical energy. The anode potential U ₃ at the anode 3 the battery 2 is equal to the ground potential of the motor vehicle. A voltage sensor capable of detecting a positive voltage with respect to the anode potential U ₃ is not shown.

Solange der elektronische Impulsgeber 13 an seinem positiven Ausgang 14 kein positives Signal ausgibt, befinden sich der erste Schalter 8, der zweite Schalter 10 und der dritte Schalter 15 in einer geöffneten Schalterstellung. In der geöffneten Schalterstellung sind die Transistorübergänge zwischen dem Emitter 3 und dem Kollektor 6 des ersten Schalters 8, zwischen dem Emitter 4 und dem Kollektor 7 des zweiten Schalters 10 und zwischen dem Emitter 16 und dem Kollektor 11 des dritten Schalters 15 jeweils hochohmig (z. B. größer als 10 MΩ), so dass jeweils kein nennenswerter Strom zwischen Emitter und Kollektor fließt.As long as the electronic pulse generator 13 at his positive exit 14 If no positive signal is output, the first switch is located 8th , the second switch 10 and the third switch 15 in an open switch position. In the open switch position, the transistor junctions are between the emitter 3 and the collector 6 the first switch 8th , between the emitter 4 and the collector 7 of the second switch 10 and between the emitter 16 and the collector 11 the third switch 15 each high impedance (eg greater than 10 MΩ), so that no appreciable current flows between emitter and collector.

Bei Ausgabe eines positiven TTL-Pulses von 4 Volt am positiven Ausgang 14 des elektrischen Impulsgebers 13 schalten die elektronischen Schalter 8, 10 und 15 jeweils gemeinsam in eine geschlossene Schalterstellung. In der geschlossenen Schalterstellung sind die Transistorübergänge zwischen Emitter und Kollektor der elektronischen Schalter 8, 10 und 15 jeweils niederohmig (z. B. kleiner als 5 Ω), so dass ein elektrischer Strom fließen kann. In der geschlossenen Schalterstellung fällt bei der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung 1 jeweils keine nennenswerte Spannung zwischen Emitter und Kollektor der Schalter 8, 10 und 15 ab. In der geschlossenen Schalterstellung verhindert der Widerstand R₃ einen elektrischen Kurzschluss zwischen der Anode 3 und der Kathode 4 der Batterie 2. Die Schalter 8, 10 und 15 sind gemeinsam jeweils entweder geschlossen oder geöffnet und durch den elektrischen Impulsgeber 13 elektronisch steuerbar. Ein Schalten von der geöffneten in die geschlossene Schalterstellung und umgekehrt erfolgt jeweils binnen weniger als 10 μs.When a positive TTL pulse of 4 volts is output at the positive output 14 of the electrical pulse generator 13 turn on the electronic switches 8th . 10 and 15 each together in a closed switch position. In the closed switch position, the transistor junctions between emitter and collector of the electronic switch 8th . 10 and 15 each low-resistance (eg less than 5 Ω), so that an electric current can flow. In the closed switch position falls at the in 1 shown circuit arrangement 1 no significant voltage between emitter and collector of the switches 8th . 10 and 15 from. In the closed switch position, the resistor R ₃ prevents an electrical short circuit between the anode 3 and the cathode 4 the battery 2 , The switches 8th . 10 and 15 are each either closed or opened and by the electric pulse generator 13 electronically controllable. Switching from the open to the closed switch position and vice versa takes place within less than 10 μs.

Der erste Anschluss 6 des Kondensators 5 ist über den ersten Schalter 8 mit der Anode 3 der Batterie 2 elektrisch verbindbar und der zweite Anschluss 7 des Kondensators 5 ist über den zweiten Schalter 10 mit der Kathode 4 der Batterie 2 elektrisch verbindbar, wobei die elektrische Verbindung jeweils hergestellt ist, wenn der elektrische Impulsgeber 13 an seinem positiven Ausgang 14 ein positives TTL-Signal von 4 Volt ausgibt und die Schalter 8, 10 und 15 damit gemeinsam in die geschlossene Schalterstellung schaltet.The first connection 6 of the capacitor 5 is over the first switch 8th with the anode 3 the battery 2 electrically connectable and the second connection 7 of the capacitor 5 is over the second switch 10 with the cathode 4 the battery 2 electrically connectable, wherein the electrical connection is made in each case when the electric pulse generator 13 at his positive exit 14 a positive TTL signal of 4 volts and the switches 8th . 10 and 15 so that together in the closed switch position switches.

Die Ohmschen Widerstände R₁, R₂ und R₃ bilden eine Reihenschaltung aus drei Widerständen. Ein erstes Ende 6 der Reihenschaltung ist durch den ersten Anschluss 6 des Kondensators 5 gegeben, der zugleich einen ersten Anschluss 6 des Widerstands R₁ darstellt, und ein zweites Ende 7 der Reihenschaltung ist durch den zweiten Anschluss 7 des Kondensators 5 gegeben, der zugleich einen zweiten Anschluss 7 des Widerstands R₃ darstellt. Die Reihenschaltung umfasst jedoch stets mindestens zwei Widerstände, wobei mindestens ein erster Widerstand der Reihenschaltung zwischen dem ersten Anschluss 6 des Kondensators 5 und der elektrischen Verbindung V und mindestens ein zweiter Widerstand der Reihenschaltung zwischen der elektrischen Verbindung V und dem zweiten Anschluss 7 des Kondensators 5 geschaltet ist. Damit ist die Reihenschaltung parallel zum Kondensator 5 geschaltet. Das erste Ende 6 der Reihenschaltung ist über den ersten Schalter 8 mit der Anode 3 der Batterie 2 elektrisch verbindbar und das zweite Ende 7 der Reihenschaltung ist über den zweiten Schalter 10 mit der Kathode 4 der Batterie 2 elektrisch verbindbar. Diese elektrischen Verbindungen sind jeweils dann hergestellt, wenn die Schalter 8, 10 und 15 sich gemeinsam in der geschlossenen Schalterstellung befinden.The ohmic resistors R ₁ , R ₂ and R ₃ form a series connection of three resistors. A first end 6 the series connection is through the first connection 6 of the capacitor 5 given, at the same time a first connection 6 of resistance R ₁ , and a second end 7 the series connection is through the second terminal 7 of the capacitor 5 given, at the same time a second connection 7 of the resistor R ₃ represents. However, the series circuit always comprises at least two resistors, wherein at least one first resistor of the series connection between the first terminal 6 of the capacitor 5 and the electrical connection V and at least a second resistor of the series connection between the electrical connection V and the second connection 7 of the capacitor 5 is switched. Thus, the series connection is parallel to the capacitor 5 connected. The first end 6 the series connection is via the first switch 8th with the anode 3 the battery 2 electrically connectable and the second end 7 the series connection is via the second switch 10 with the cathode 4 the battery 2 electrically connectable. These electrical connections are made whenever the switches 8th . 10 and 15 are together in the closed position switch.

Der zweite Anschluss 3 des Widerstands R₂ und der erste Anschluss 3 des Widerstands R₃ liegen auf einem gemeinsamen elektrischen Potential und bilden eine elektrische Verbindung V zwischen zwei Widerständen der Reihenschaltung. Die elektrische Verbindung V ist mit der Anode 3 der Batterie 2 elektrisch verbunden. Das elektrische Potential der elektrischen Verbindung V ist gleich dem Anodenpotential U₃ der Anode 3 der Batterie 2, und zwar unabhängig davon, ob die Schalter 8, 10 und 15 sich in der geschlossenen oder in der geöffneten Schalterstellung befinden. Die Widerstände R₁ und R₂ stellen jeweils einen zwischen dem ersten Ende 6 der Reihenschaltung und der elektrischen Verbindung der Reihenschaltung zur Anode 3 liegenden Widerstand dar. Die Widerstände R₁ und R₂ können aber auch als ein einzelner Widerstand R' aufgefasst werden, dessen erster Anschluss 6 mit dem ersten Anschluss 6 von R₁ und dessen zweiter Anschluss 3 mit dem zweiten Anschluss 3 von R₂ identisch ist und der einen Ohmschen Widerstand von R' = R₁ + R₂ = 378 kΩ hat. Auch der Widerstand R' ist ein zwischen dem ersten Ende 6 der Reihenschaltung und der elektrischen Verbindung der Reihenschaltung zur Anode 3 liegender Widerstand.The second connection 3 of resistor R ₂ and the first terminal 3 of the resistor R ₃ are at a common electrical potential and form an electrical connection V between two resistors of the series circuit. The electrical connection V is with the anode 3 the battery 2 electrically connected. The electrical potential of the electrical connection V is equal to the anode potential U _{3 of} the anode 3 the battery 2 , regardless of whether the switches 8th . 10 and 15 are in the closed or in the open switch position. The resistors R ₁ and R ₂ each provide one between the first end 6 the series connection and the electrical connection of the series connection to the anode 3 However, the resistors R ₁ and R ₂ can also be understood as a single resistor R 'whose first terminal 6 with the first connection 6 of R ₁ and its second terminal 3 with the second connection 3 of R _{2 is} identical and has an ohmic resistance of R '= R ₁ + R ₂ = 378 kΩ. Also, the resistor R 'is one between the first end 6 the series connection and the electrical connection of the series connection to the anode 3 lying resistance.

Die Batterie 2 und die weitere Batterie 22 sind in Reihe geschaltet, wobei die Anode 3 der Batterie 2 elektrisch mit der Kathode 24 der weiteren Batterie 22 verbunden ist.The battery 2 and the other battery 22 are connected in series, with the anode 3 the battery 2 electrically with the cathode 24 the other battery 22 connected is.

Der dritte Schalter 15 ist eingerichtet, eine elektrische Potentialdifferenz zwischen einer Bezugsmasse 3 des elektrischen Impulsgebers 13 und der Kathode 4 der Batterie 2 zu überwinden. Dazu ist die Basis 3 des Transistors 15 auf einem gemeinsamen elektrischen Potential mit der Bezugsmasse 3 des Impulsgebers 13 und der Kollektor 11 des Transistors 15 ist über den Widerstand 17 mit der Kathode 4 der Batterie 2 elektrisch verbunden.The third switch 15 is set up, an electrical potential difference between a reference ground 3 of the electrical pulse generator 13 and the cathode 4 the battery 2 to overcome. This is the basis 3 of the transistor 15 at a common electrical potential with the reference ground 3 the pulse generator 13 and the collector 11 of the transistor 15 is about the resistance 17 with the cathode 4 the battery 2 electrically connected.

Ein Verfahren zum Erfassen der von der Batterie 2 erzeugten Batteriespannung U₃₄ = U₃ – U₄ mit dem Spannungssensor mithilfe der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung soll im Folgenden anhand der 2 erläutert werden. Dabei bezeichne U₃ ein elektrisches Potential an einem mit einem Bezugszeichen 3 bezeichneten Punkt der Schaltungsanordnung 1 und U₄ ein elektrisches Potential an einem mit einem Bezugszeichen 4 bezeichneten Punkt der Schaltungsanordnung 1. U₃₄ sei die entsprechende Potentialdifferenz.A method of detecting the battery 2 generated battery voltage U ₃₄ = U ₃ - U ₄ with the voltage sensor using the in 1 shown circuit arrangement will be described below with reference to the 2 be explained. In this case, U ₃ denotes an electrical potential at one with a reference symbol 3 designated point of the circuit arrangement 1 and U ₄ an electrical potential at one with a reference numeral 4 designated point of the circuit arrangement 1 , U ₃₄ is the corresponding potential difference.

2 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer elektrischen Spannung U₆₃ (obere Kurve in 2) zwischen einem elektrischen Potential U₆ am ersten Anschluss 6 des Kondensators 5 und dem Massepotential (ground) des Kraftfahrzeugs, einer elektrischen Spannung U₃₇ zwischen dem Massepotential (ground) des Kraftfahrzeugs und einem elektrischen Potential U₇ am zweiten Anschluss 7 des Kondensators 5 und einer elektrischen Spannung U₁₄₃ zwischen einem elektrischen Potential U₁₄ am positiven Ausgang des Impulsgebers 13 und dem Massepotential (ground). Das Massepotential des Kraftfahrzeugs ist auf einem elektrischen Potential mit dem Anodenpotential U₃ der Anode 3 der Batterie 2, das heißt, U₃ = 0 Volt. 2 shows a time course of an electrical voltage U ₆₃ (upper curve in 2 ) between an electrical potential U ₆ at the first terminal 6 of the capacitor 5 and the ground potential of the motor vehicle, an electrical voltage U ₃₇ between the ground potential of the motor vehicle and an electrical potential U ₇ at the second terminal 7 of the capacitor 5 and an electrical voltage U ₁₄₃ between an electrical potential U ₁₄ at the positive output of the pulse generator 13 and the ground potential. The ground potential of the motor vehicle is at an electrical potential with the anode potential U _{3 of} the anode 3 the battery 2 , that is, U ₃ = 0 volts.

Vor einem Zeitpunkt t = 10 ms ist der Kondensator 5 in einem ungeladenen Zustand und die Spannung U₁₄₃ beträgt 0 Volt, so dass die Schalter 8, 10 und 15 in der geöffneten Schalterstellung sind. Die elektrischen Spannungen U₆₃ und U₃₇ betragen 0 Volt, so dass eine Kondensatorspannung U₆₇ zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss des Kondensators 5 verschwindet. Zum Zeitpunkt t = 10 ms wird nun am positiven Ausgang 14 des elektrischen Impulsgenerators 13 für eine Zeitspanne von 8 ms gegenüber der Bezugsmasse 3 des Impulsgenerators 13 ein positiver TTL-Puls von +4 Volt ausgegeben, der die Schalter 8, 10 und 15 gleichzeitig in die geschlossene Schalterstellung bringt. Damit werden der erste Anschluss 6 des Kondensators 5 über den ersten steuerbaren Schalter 8 mit der Anode 3 der Batterie 2 und der zweite Anschluss 7 des Kondensators 5 über den zweiten steuerbaren Schalter 10 mit der Kathode 4 der Batterie 2 elektrisch verbunden. Die Spannungen U₆₃ und U₃₇ fallen auf einer in 2 dargestellten Zeitskale quasi instant an auf ein Kathodenpotential U₄ der Kathode 4 der Batterie 2 von U₄ = –14 Volt. Damit beginnt ein Aufladen des Kondensators 5, wobei an dessen erstem Anschluss 6 eine positive und an dessen zweitem Anschluss 7 eine negative Ladung aufgebaut wird. Die Kondensatorspannung U₆₇ ist dabei durch die Differenz der in 2 dargestellten Spannungen U₆₃ und U₃₇, also durch U₆₇ = U₆₃ – U₃₇ gegeben. Zu einem Zeitpunkt von t ≈ 14.5 ms erreicht die Spannung U₆₃ ihren in der geschlossenen Schalterstellung maximalen Wert von U₆₃ = 0 Volt. Am Ende dieses Aufladens des Kondensators 5 in der geschlossenen Schalterstellung liegt das Potential U₆ am ersten Anschluss 6 des Kondensators 5 bei 0 Volt und das Potential U₇ am zweiten Anschluss 7 des Kondensators 5 liegt weiterhin auf dem Kathodenpotential U₄ = –14 Volt der Kathode 4 der Batterie 2. Damit ist die Kondensatorspannung U₆₇ gleich der Batteriespannung U₃₄ = +14 Volt. Der Kondensator 5 ist auf die Batteriespannung U₃₄ = +14 Volt aufgeladen. Eine Ladezeit des Kondensators 5, innerhalb derer der Kondensator 5 auf die Batteriespannung aufgeladen wird, beträgt ca. 4.5 ms.Before a time t = 10 ms is the capacitor 5 in an unloaded state and the voltage U ₁₄₃ is 0 volts, so the switches 8th . 10 and 15 are in the open switch position. The electrical voltages U ₆₃ and U ₃₇ are 0 volts, so that a capacitor voltage U ₆₇ between the first and the second terminal of the capacitor 5 disappears. At time t = 10 ms will now be at the positive output 14 of the electrical pulse generator 13 for a period of 8 ms from the reference ground 3 of the pulse generator 13 a positive TTL pulse of +4 volts is output from the switches 8th . 10 and 15 simultaneously brings into the closed switch position. This will be the first connection 6 of the capacitor 5 over the first controllable switch 8th with the anode 3 the battery 2 and the second connection 7 of the capacitor 5 via the second controllable switch 10 with the cathode 4 the battery 2 electrically connected. The voltages U ₆₃ and U ₃₇ fall on a in 2 shown time scale virtually instantaneously to a cathode potential U _{4 of} the cathode 4 the battery 2 from U ₄ = -14 volts. This starts charging the capacitor 5 , wherein at its first port 6 a positive and at its second connection 7 a negative charge is built up. The capacitor voltage U ₆₇ is characterized by the difference of in 2 shown voltages U ₆₃ and U ₃₇ , that is given by U ₆₇ = U ₆₃ - U ₃₇ . At a time of t ≈ 14.5 ms, the voltage U _{63 reaches} its maximum value of U ₆₃ = 0 volts in the closed switch position. At the end of this charging of the capacitor 5 in the closed switch position, the potential U _{6 is} at the first terminal 6 of the capacitor 5 at 0 volts and the potential U ₇ at the second port 7 of the capacitor 5 is still at the cathode potential U ₄ = -14 volts of the cathode 4 the battery 2 , Thus, the capacitor voltage U _{67 is} equal to the battery voltage U ₃₄ = +14 volts. The capacitor 5 is charged to the battery voltage U ₃₄ = +14 volts. A charging time of the capacitor 5 , within which the capacitor 5 is charged to the battery voltage, is about 4.5 ms.

Zum Zeitpunkt t = 18 ms wird am Ausgang 14 des Impulsgebers 13 gegenüber dessen Bezugspotential 3 für eine weitere Zeitspanne von 2 ms wiederum eine elektrische Spannung von 0 Volt ausgegeben. Damit werden die elektronischen Schalter 8, 10 und 15 zum Zeitpunkt t = 18 ms für 2 ms gleichzeitig von einer geschlossenen in die geöffnete Schalterstellung umgeschaltet. Somit werden der Kondensator 5 und die Reihenschaltung durch den nunmehr geöffneten Schalter 10 elektrisch von der Kathode 4 der Batterie 2 getrennt. Ebenso wird eine niederohmige Verbindung zwischen der Anode 3 und dem ersten Anschluss 6 des Kondensators 5 durch das Schalten des Transistors 8 in die geöffnete Schalterstellung elektrisch getrennt. Da das elektrische Potential der elektrischen Verbindung V zwischen dem Widerstand R₂ und dem Widerstand R₃ der Reihenschaltung gleich dem Anodenpotential U₃ = 0 Volt ist und zwischen dem ersten Anschluss 6 und dem zweiten Anschluss 7 des auf die Batteriespannung U₃₄ aufgeladenen Kondensators 5 eine Spannung von U₆₇ = +14 Volt anliegt, werden das elektrische Potential U₆ am ersten Anschluss 6 des Kondensators 5 und das elektrische Potential U₇ am zweiten Anschluss 7 des Kondensators 5 jeweils um einen Betrag von (R'/R)·U₃₄ ≈ 11 Volt angehoben, wobei R' = R₁ + R₂ = 378 kΩ und R = R₁ + R₂ + R₃ = 478 kΩ ist. Der Betrag, um den die Potentiale U₆ und U₇ durch das Umschalten der steuerbaren Schalter 8, 10 und 15 angehoben werden, hängt also von der Batteriespannung U₃₄ und von Schaltungsparametern ab. Diese Schaltungsparameter sind Widerstandswerte der Widerstände der Reihenschaltung.At the time t = 18 ms is at the output 14 the pulse generator 13 towards its reference potential 3 for another period of 2 ms again an electrical voltage of 0 volts output. This will be the electronic switch 8th . 10 and 15 at the time t = 18 ms for 2 ms simultaneously switched from a closed to the open switch position. Thus, the capacitor 5 and the series connection by the now open switch 10 electrically from the cathode 4 the battery 2 separated. Likewise, a low-resistance connection between the anode 3 and the first connection 6 of the capacitor 5 by switching the transistor 8th electrically isolated in the open switch position. Since the electrical potential of the electrical connection V between the resistor R ₂ and the resistor R _{3 of} the series circuit is equal to the anode potential U ₃ = 0 volts and between the first terminal 6 and the second port 7 of the charged to the battery voltage U ₃₄ capacitor 5 a voltage of U ₆₇ = +14 volts is applied, the electric potential U ₆ at the first port 6 of the capacitor 5 and the electrical potential U ₇ at the second terminal 7 of the capacitor 5 each raised by an amount of (R '/ R) * U ₃₄ ≈ 11 volts, where R' = R ₁ + R ₂ = 378 kΩ and R = R ₁ + R ₂ + R ₃ = 478 kΩ. The amount by which the potentials U ₆ and U ₇ by switching the controllable switch 8th . 10 and 15 be raised, so depends on the battery voltage U ₃₄ and circuit parameters. These circuit parameters are resistance values of the resistances of the series connection.

Die Widerstände R₁ und R₂ stellen jeweils einen zwischen dem ersten Ende 6 der Reihenschaltung und der elektrischen Verbindung der Reihenschaltung zur Anode liegenden Messwiderstand dar, an dem jeweils eine von der Batteriespannung abhängige, gegenüber der Anode 3 der Batterie 2 positive Spannung mit dem Spannungssensor erfassbar ist.The resistors R ₁ and R ₂ each provide one between the first end 6 the series connection and the electrical connection of the series circuit to the anode lying measuring resistor, at the one each dependent on the battery voltage, relative to the anode 3 the battery 2 positive voltage can be detected with the voltage sensor.

Mit dem Umschalten der Schalter in die geöffnete Schalterstellung beginnt der Kondensator 5, sich über die Widerstände R₁, R₂ und R₃ der Reihenschaltung zu entladen. Infolge einer Entladung nimmt die Spannung U₆₇ zwischen dem ersten Anschluss 6 und dem zweiten Anschluss 7 des Kondensators 5 ab. Eine Halbwertzeit der Entladung des Kondensators 5, innerhalb derer die Spannung U₆₇ von einem Maximalwert auf eine Hälfte abgesunken ist, ist gegeben durch 0.69·RC ≈ 155 ms. Innerhalb der in 2 gezeigten Zeitspanne von 2 ms nimmt U₆₃ daher kaum merklich ab, und U₃₇ steigt kaum merklich an.Switching the switches to the open switch position starts the capacitor 5 to discharge via the resistors R ₁ , R ₂ and R _{3 of} the series connection. As a result of a discharge, the voltage U ₆₇ between the first terminal 6 and the second port 7 of the capacitor 5 from. A half-life of the discharge of the capacitor 5 , within which the voltage U ₆₇ has dropped from a maximum value to a half, is given by 0.69 · RC ≈ 155 ms. Within the in 2 As a result, U ₆₃ hardly decreases noticeably, and U ₃₇ hardly rises noticeably.

Zum Zeitpunkt t = 20 ms werden die Schalter 8, 10 und 15 wiederum in die geschlossene Schalterstellung geschaltet, womit die Spannungen U₆₃ und U₃₇ auf U₆₃ ≈ 0 Volt und U₃₇ ≈ –14 Volt absinken, da der Kondensator 5 sich in der vorhergehenden Zeitspanne von 2 ms kaum entladen hat. Die Kondensatorspannung U₆₇ beträgt nach dem Umschalten in die geschlossene Schalterstellung nur etwas weniger als +14 Volt und wird in der geschlossenen Schalterstellung wiederum auf die Batteriespannung U₃₄ = +14 Volt aufgeladen. Im Folgenden wiederholt sich ein zuvor beschriebener Prozess, wobei der Kondensator 5 nun jedoch in einem vollständig aufgeladenen beziehungsweise in einem beinahe vollständig aufgeladenen Zustand ist.At the time t = 20 ms, the switches 8th . 10 and 15 again switched to the closed switch position, whereby the voltages U ₆₃ and U ₃₇ to U ₆₃ ≈ 0 volts and U ₃₇ ≈ -14 volts fall, since the capacitor 5 has barely discharged in the previous period of 2 ms. The capacitor voltage U ₆₇ is after switching to the closed switch position only slightly less than +14 volts and is charged in the closed switch position again to the battery voltage U ₃₄ = +14 volts. In the following, a previously described process is repeated, wherein the capacitor 5 but is now in a fully charged or almost fully charged state.

Claims

Circuit arrangement ( 1 ) for detecting one of a battery ( 2 ) generated battery voltage ( 3 . 4 ) with a voltage sensor which is only capable of one compared to the anode potential ( 3 ) of the battery ( 2 ) to detect positive voltage with a capacitor ( 5 ), which has a first connection ( 6 ) and a second port ( 7 ), wherein the first connection ( 6 ) via a first controllable switch ( 8th ) with the anode ( 3 ) of the battery ( 2 ) is electrically connectable and the second connection ( 7 ) via a second controllable switch ( 10 ) with the cathode ( 4 ) of the battery ( 2 ) is electrically connectable, and with a series circuit of at least two resistors (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) which are parallel to the capacitor ( 5 ), such that a first end ( 6 ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) via the first switch ( 8th ) with the anode ( 3 ) of the battery ( 2 ) is connectable and a second end ( 7 ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) via the second switch ( 10 ) with the cathode ( 4 ) of the battery ( 2 ) is connectable, wherein an electrical connection ( 3 ) between two resistors (R ₂ , R ₃ ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) with the anode ( 3 ) of the battery ( 2 ) is electrically connected ( 3 ) and the first switch ( 8th ) and the second switch ( 10 ) are controllable so that they are in each case either closed or opened, and wherein the voltage sensor is connected in such a way that with the voltage sensor one of the battery voltage ( 3 . 4 ) dependent voltage ( 3 . 12 ; 3 . 6 ) detectable after a switch of the first switch ( 8th ) and the second switch ( 10 ) from a closed to an open switch position on a resistor (R ₁ , R ₂ ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) is applied, said resistor (R ₁ , R ₂ ) between the first end ( 6 ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) and the electrical connection ( 3 ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) is connected to the anode.

Circuit arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the battery ( 2 ) is set up to start an engine of a motor vehicle and to supply the motor vehicle with electrical energy.

Circuit arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery ( 2 ) with another battery ( 22 ) is connected in series, wherein the anode ( 3 ) of the battery ( 2 ) electrically connected to the cathode ( 24 ) of the further battery ( 22 ) connected is.

Circuit arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a half-life of a discharge of the capacitor ( 5 ) with opened switches ( 8th . 10 ) is at least 0.01 seconds.

Circuit arrangement ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the anode potential ( 3 ) of the battery ( 2 ) equal to the ground potential ( 3 ) of the motor vehicle.

Circuit arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the switches ( 8th . 10 ) is formed as a transistor, by an electric pulse generator ( 13 ) is switchable.

Circuit arrangement ( 1 ) according to claim 6, characterized in that a third switch ( 15 ) is formed as a transistor, wherein the base ( 3 ) of this transistor at a common electrical potential with a reference ground of the pulse generator ( 13 ) and the collector ( 11 ) of this transistor via a resistor ( 17 ) with the cathode ( 4 ) of the battery ( 2 ) is electrically connected.

Method for detecting one of a battery ( 2 ) generated battery voltage ( 3 . 4 ) with a voltage sensor which is only capable of one compared to the anode potential ( 3 ) of the battery ( 2 ) to detect positive voltage, comprising the following steps: - connecting a first terminal ( 6 ) of a capacitor ( 5 ) with the anode of the battery ( 2 ) via a first controllable switch ( 8th ) and a second connection ( 7 ) of the capacitor ( 5 ) with the cathode ( 4 ) of the battery ( 2 ) via a second controllable switch ( 10 ) and charging the capacitor ( 5 ) by the battery voltage ( 3 . 4 ); Simultaneous switching of the first switch ( 8th ) and the second switch ( 10 ) from a closed to an open switch position; Detecting one of the battery voltage ( 3 . 4 ) dependent voltage ( 3 . 12 ; 3 . 6 ) with the voltage sensor to a resistor (R ₁ , R ₂ ) belonging to a series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) of at least two resistors (R ₁ , R ₂ , R ₃ ), wherein the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) parallel to the capacitor ( 5 ), a first end ( 6 ), that via the first switch ( 8th ) with the anode of the battery ( 2 ) is connectable, a second end ( 7 ), via the second switch ( 10 ) with the cathode ( 4 ) of the battery ( 2 ) is connectable, and with an electrical connection between two resistors (R ₂ , R ₃ ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) to the anode of the battery ( 2 ), and wherein the resistor (R ₁ , R ₂ ) between the first end ( 6 ) of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) and the electrical connection of the series circuit (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) to the anode of the battery ( 2 ) lies.