DE2009033C3 - Verfahren und Einrichtung zum Analysieren der Lade- und Starteinrichtung eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren der Lade- und Starteinrichtung eines Fahrzeugs, das einen Anlasser, einen Generator mit einer Feldklemme, einen Spannungsregler und eine Batterie aufweist.

Sie betrifft außerdem eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Prüfung der Lade- und Starteinrichtung eines Fahrzeugs, die aufweist einen Anlasser, einen Generator mit einer Feldklemme, einen Spannungsregler, eine Batterie mit einer ungeerdeten Klemme und einer normalerweise geerdeten Klemme sowie ein Massekabel für die Batterie, wobei die Einrichtung zur Prüfung aufweist ein erstes Kabel zum Anschluß an die normalerweise geerdete Batterie, ein zweites Kabel an die ungeerdete Klemme der Batterie, einen Spannungsmesser zur "Messung der Generatorspannung "ind der Batteriespannung und einen Strommesser zur Messung des Generatorstromes und des Batteriestromes.
Die Kraftfahrzeugindustrie wünscht seit langem ein Verfahren zum schnellen und genauen Analysieren der Start- und Ladeeinrichtung eines Fahrzeugs. Es stehen gewisse Verfahren und Einrichtungen zum Analysieren solcher Einrichtungen zur Verfügung, jedoch weisen alle gewisse Nachteile auf, die die Anwendungsmöghenkelten beschränken. Grundsätzlich erfordern bekannte Verfahren und Einrichtungen, daß der Mechaniker gewisse Teile einer Lade- und Starteinrichtung abtrennt oder entfernt, bevor Defekte in den Teilen genau festgestellt werden können. Im Ergebnis muß somit der Mechaniker häufig die Leitungen und Kabel, die die verschiedenen Teile der Einrichtung verbinden, auftrennen. Da die Zahl und die Lage der Anschlußleitungen der Teile von Fahrzeug zu Fahrzeug verschieden sind, erfordert diese Arbeit einen beträchtlichen Zeitaufwand und eine beträchtliche Geduld. Darüber hinaus ist es nicht einfach, die Leitungen nach Abschluß der Prüfung wieder anzuschließen.

Zum Beispiel sind bei Fahrzeuggeneratoren die vorbekannten Einrichtungen und Verfahren (die auf der Messung von Gleichstrom und -spannung beruhen) gewöhnlich nicht in der Lage, wirksam Fehler, wie beispielsweise fehlerhafte Dioden, Statorwicklungen und Bürsten festzustellen, solange sich der Generator in dem Fahrzeug befindet. Um solche Fehler wirksam feststellen zu können, muß der Generator vollständig aus dem Fahrzeug ausgebaut, von Hand auseinandergenommen und inspiziert werden, wobei die verschiedenen Bauteile abgetrennt sind. Dieses Verfahren ist selbstverständlich sehr zeitaufwendig, schwierig und in der Anwendung teuer. Die Nachteile der bekannten Prüfverfahren sind in dieser Beziehung extrem stark, da ein Generator mit den oben beschriebenen Fehlern normalerweise einen zugehörigen Spannungsregler innerhalb kurzer Zeit durchbrennt. Da herkömmliche Verfahren (z. B. Messung der Generatorgleichspannung und des Ausgangsstromes) im allgemeinen nicht das Vorhandensein von den Regler zerstörenden Fehlern des Generators zeigen, nimmt ein Mechaniker nor-

malerweise an, daß der Regler selbst einen Fehler hat, und er ersetzt ihn durch einen neuen. Ein Austausch des Reglers unter diesen Umständen führt natürlich nur zu einem weiteren Reglerausfall nach kurzer Zeit. Wenn darüber hinaus der Mechaniker den Ger.erator als fehlerhaft erkennt, so macht es die Unwirksamkeit der bekannten Prüfverfahren im allgemeinen unmöglich, solche Fehler wirtschaftlich festzustellen. Wenn somit ein Mechaniker den Regler austauscht, so ist er doch nie sicher, daß er die Wurzel des Problems eliminiert hat.

Neben diesen Nachteilen der zuvor beschriebenen Art äiefern die bekannten Verfahren und Einrichtungen ungenaue Voltmeterabiesungen, da sie den Anschluß von Voltmeterleilungen an Leiter bedingen, die einen großen Strom führen. Im Ergebnis ist der Spannungsabfall in dem Leiter in der Voltmeterablesung mit enthalten, so daß genaue Einjustierungen kritischer Teile, beispielsweise des Spannungsreglers, nicht ermöglicht sind.

Durch die US-Patentschrift 34 24 979 ist eine Prüfeinrichtung für das Zündsystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, das einen Batterieadapter aufweist, mit dem ein Prüfkabel an die Batterieklemmen und an Masse und außerdem elf zusätzliche Leiter anschließbar sind. Vor jedem einzelnen Prüfvorgang müssen die vielen Kabel angeschlossen und vier Hebelschalter in verschiedene Stellungen gebracht werden. Außerdem müssen besondere Prüfeinrichtungen, wie z. B. Amperemeter und Voltmeter, von Hand an die verschiedenen Paare der Leiter des Kabels angeschlossen werden. Der Prüfstand ist wegen der vielen Kabel und Anschlüsse beträchtlich. Außerdem ist mit dieser bekannten Einrichtung lediglich die Prüfung des Zündsystems, nicht jedoch des gesamten elektrischen Systems eines Kraftfahrzeugs möglich.

Durch die US Patentschrift 31 66 680 ist eine Einrichtung bekannt, die in ihrem Grundprinzip mit der zuvor beschriebenen Einrichtung übereinstimmt, indem die für die einzelnen Prüfungen erforderlichen Verbindungen jeweils von Hand hergestellt werden müssen. Es ist ein Schaltadapter vorgesehen, der eine Betätigung von Hand bei der Prüfung zusätzlich zur Betätigung der Prüfeinrichtung erfordert. Eine Durchführung aller Prüfungen durch Betätigung eines einzelnen Knopfes ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Prüfung des Lade- und Startsystems eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das die zuvor beschriebenen Nachteile der bekannten Einrichtungen und Verfahren nicht aufweist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Autgabe wird bei einem Verfahren zum Analysieren der Lade- und Starteinrichtung eines Fahrzeugs dadurch gelöst, daß ein vorbestimmter Strom von der Batterie abgeleitet und gleichzeitig die Gleichspannung übet der Batterie gemessen wird, daß der Anlasser des Motors bei abgeschalteter Zündung eingeschaltet und gleichzeitig der Wechselstromverbrauch des Anlassers gemessen wird, daß der Motor des Fahrzeugs mit eingeschalteter Zündung gestartet, eine erhöhte Belastung an den Generator und der größte Gleichstrom gemessen wird, der durch den Generator fließt, daß der Stromfluß durch die Batterie so geregelt wird, daß die durch den Generator erzeugte Spannung auf die maximale Einstcllspannung des Spannungsreglers ansteigt, wobei gleichzeitig die durch den Spannungsregler erzeugte Gleichspannung gemessen wird, daß ein Widerstand in Reihe mit dem Generator gelegt und die an dem Widerstand durch den Generator erzeugte Wechseispannung gemessen wird.

Bei einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Lösung der Aufgabe gekennzeichnet durch ein drittes Kabel zum Anschluß an das Massekabel der Batterie, durch einen Schalter, der in einer ersten Schaltstellung einen Belastungswiderstand an das erste und zweite Kabel anschaltet, um einen bestimmten Strom aus der Batterie durch das

ίο erste und zweite Kabel fließen zu lassen, gleichzeitig die Gleichspannung zwischen dem ersten und zweiten Kabel unmittelbar an den Klemmen der Batterie über Spannungstastleitungen mittels eines Gleichspannungsmessers zu messen und so die Kapazität der Batterie, die Anlaßspannung und den Anlaßstrom in der Einrichtung zu bestimmen, der in einer zweiten Schaltstellung einen Strom aus dem Generator durch das dritte und zweite Kabel fließen läßt, um so den Gleichstrom zu messen, den der Generator erzeugt, der in einer dritten Schaltstellung einen Gleichspannungsmesscr zur Messung der durch den Spannungsregler erzeugten Spannung an das dritte und zweite Kabel anlegt, wobei gleichzeitig ein Lastverzögerungsregler vorgesehen ist, mit dem der Stromfluß durch die Batterie so einstellbar ist, daß sicn die Spannung, die der Generator erzeugt. auf den maximalen Regelwert des Spannungsreglers erhöht, und der in einer vierten Schaltstellung einen Widerstand in Reihe mit dem Generator an das erste und dritte Kabel schaltet und gleichzeitig einen Spannungsmesser an den Widerstand anschaltet, um die Spannung zu messen, die der Generator über den Widerstand erzeugt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß das gesamte Start- und Ladesystem eines Fahrzeugs genau dadurch analysiert werden kann, daß nur drei Kabel an das Fahrzeug angeschlossen und genaue Prüfungen durchgeführt werden. Diese Prüfungen bedeuten eine Messung der Kapazität der Batterie, des Stromverbrauchs des Anlassers, des Ausgangsstroms des Generators, der Einstellung der Spannung des Reglers und der Bedingungen des Generators. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die einzelnen Prüfungen dadurch vorgenommen, daß besonders Teile in verschiedensten Beziehungen an die drei Kabel angeschlossen werden. Bei einer bevorzugten Ausführiingsform der Erfindung weisen die an den Prüfungen beteiligten Bauteile im wesentlichen eine Gleichspannungsanzeigeeinrichtung, eine Wechselspannungsan/.eigeeinrichtung, eine Gleichstromanzeigeeinrichtung, einen einstellbaren Belastungswiderstand, einen Isolierwidet stand und eine Schalteinrichtung auf, die die einzelnen Teile entsprechend den durchzuführenden Prüfungen anschließt.

Durch Auswahl bestimmter Prüfungen, die in einer passenden Weise durchgeführt werden, und durch sorgfältige Auslegung der Sch.ihmittel, derart, daß richtige Teile in richtiger Beziehung an die drei Kabel angeschlossen werden, ist es gemäß der Erfindung möglich, ein Lade- und Anlaßsystem eines Fahrzeugs mit Hilfe eii.js einzigen Anschlusses zu analysieren. Mit anderen Worten, nachdem die drei Kabel an die entsprechenden Punkte des zu prüfenden Fahrzeugs angeschlossen sind. kann das gesamte Lade- und Anlaßsystem analysiert werden, indem lediglich der Schalter durch die jeweili-

⁶S gen Stellungen geschaltet wird.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es sogar möglich, Fehler, wie beispielsweise fehlerhafte Dioden, Statorwicklungen und Bürsten, in

einem Fahrzeuggenerator festzustellen, ohne diesen von dem Fahrzeug abzutrennen. Es wurde gefunden, daß ein Generator mit solchen Fehlern überraschenderweise charakteristische, periodische, pulsierende oder gleichfließende Ströme verursacht, die durch bisher bekannte Prüfverfahren nicht festgestellt werden können. Diese pulsierenden Ströme stellen ein wirksames Mittel zur Feststellung solcher Fehler dar, wenn die Ströme einfach und wirtschaftlich gemessen werden können. Es wurde gefunden, daß die Ströme in der Tat genau und billig gemessen werden können, indem ein Widerstand in Reihe mit dem Generator geschaltet und die über dem Widerstand abfallende pulsierende Spannung mit einem Wechselstromvoltmeter gemessen wird. Durch genaue Einregulierung der Empfindlichkeit des Wechselstromvoltmeters (ζ. B. mit einem Nebenschlußwiderstand parallel zu dem Voltmeter) kann das Voltmeter genau geeicht werden, so daß das Vorhandensein eines zerstörenden pulsierenden Stromes wirksam festgestellt werden kann. Dieses Verfahren macht die Verwendung teurer Prüfeinrichtungen, wie beispielsweise Oszilloskope, überflüssig, die die Dienste eines hochqualifizierten Prüfers erforderlich machen.

Die Vorteile der zuvor beschriebenen Techniken ergeben sich ohne weiteres. Da die Anschlüsse der Kabel während der Prüfung niemals geändert werden müssen, ist der Anschluß der Prüfeinrichtung vereinfacht, so daß selbst unerfahrene Mechaniker kaum Fehler machen können. Darüber hinaus kann der gesamte Prüfvorgang durchgeführt werden, ohne das ein einziges Betriebsbauteil von dem Fahrzeug abgetrennt werden muß. Dieses Merkmal führt zur Einsparung von Mechanikerstunden, die früher fruchtlos im Labor verbracht werden mußten.

Gemäß der Erfindung sind jedes der drei an das Prüffahrzeug angeschlossenen Kabel das stromführende Kabel und die Spannungstastleitung an einem Punkt in der Nähe des Anschlusses an das Fahrzeug verbunden, im übrigen jedoch voneinander über ihre gesamte Länge isoliert. Die Spannungstastleitung ist nur an die Spannungsanzeigeeinrichtungen angeschlossen, so daß praktisch kein Strom durch die Leitung fließt. Die Spannungsanzeigeeinrichtungen zeigen daher die an den verschiedenen Punkten des Prüffahrzeugs stehenden Spannungen mit einem Genauigkeitsgrad an. der bei bisher bekannten Einrichtungen nicht erzielt werden konnte. Dieses Merkmal erhöht die Genauigkeit bedeutend, mit der kritische Bauteile, wie beispielsweise Spannungsregler, einjustiert werden können.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. F i g. 1 zeigt die Art und Weise, in der die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung an die Batterie eines Fahrzeugs angeschlossen wird:

F i g. 2 zeigt ein Schaltbild einer zweckmäßigen Ausführungsform einer elektrischen Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und verdeutlicht die Art und Weise, in der die Einrichtung an ein typisches Start- und Ladesystem eines Fahrzeugs angeschlossen ist;

F i g. 3 zeigt die Schaltung, die durch Stellung des Hauptschalters auf seine erste Position hergestellt wird;

F i g. 4 zeigt die Schaltung des Schaltkreises, wie sie bei Stellung des Hauptschalters in der zweiten Stellung hergestellt wird;

F i g- 5 zeigt die Schaltung, wie sie durch die Stellung des Hauptschalters in der dritten Position hergestellt wird;

F i g. 6 zeigt die Schaltung, wie sie durch die Stellung des Hauptschalters in der vierten Stellung hergestellt wird.

Das in F i g. 1 dargestellte Gerät weist ein Gehäuse 20 mit einer Frontplatte 22 auf. Die Frontplatte ist mit einem Mikroamperemeter 24 versehen (nachfolgend kurz Amperemeter 24 genannt), mit einem Spannungsmesser 26 sowie mit mehreren Knöpfen und Schaltern zur Bedienung des Gerätes. Ein Prüfwahlschalter 28

ίο dient zur Betätigung eines Hauptschalters zur Bestimmung der Weise, in der die verschiedenen Schalttcilc untereinander verbunden sind. Ein Lastvcrgrößerungsknopf 30 dient zur Betätigung eines einstellbaren Lastwiderstands. Ein Spannungswahlknopf 32 dient zur FJnstellung des Spannungsmessers 26.

Außerdem sind ein Fcldregelschaltcr 34 und ein Massepolaritätsschalter 36 vorgesehen.

Das Gerät weist außerdem zwei externe Spannungsmesserlcitungen 56 und 58 auf sowie eine Feldleitung 60, die an die Feldklemmc eines Fahrzeuggencrators (z. B. einem Gleichstromgenerator oder einem Wechselstromgenerator) angeschlossen werden kann, um bestimmte besondere Prüfungen durchzuführen.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist. weist das Gerät Kabel

50. 52, 54 auf, die in Verbindung mit einer Fahrzeugbatterie 46 verwendet werden, die eine ungeerdete positive Klemme 47 und eine normalerweise geerdete negative Klemme 48 aufweist. Kabel 54 endet an einer Krokodilklemme 55. die an der positiven Klemme 54 angeklemmt ist. und die Kabel 50 und 52 enden in einem Anschlußstück 72, das an die negative Klemme 58 angeschlossen ist. Ein Anlaß- und Ladesystem mit der Fahrzeugbatterie 46 kann gemäß dem Verfahren der Erfindung durch Anschluß der Kabel in der gezeigten Weise analysiert werden. Kabel 50. 52 und 54 sind idcn tisch.

Zur vollständigen Analysierung des Anlaß- und Ladcsysicrns eines Fahrzeugs mit der Batterie 46 wird die Klemme 100 des Massekabels 102 von der negativen Klemme 48 abgenommen und der Anschluß 72 an dessen Stelle in der zuvor beschriebenen Weise angebracht. Die Krokodilklemme 45 wird an die positive Klemme 47 angeschlossen, ohne daß das an diese Klemme angeschlossene Kabel abgetrennt wird.

Nachdem die Kabel 50. 52 und 54 in der beschriebe nen Weise angeschlossen sind, wird das Gerät gemäl: der Erfindung mit den verschiedenen Teilen des Anlaß und Ladesystems des Fahrzeugs in der in F i g. 2 be schriebenen Weise verbunden. Kabel 50 wird elektrisch an die negative Klemme 48 angeschlossen. Kabel 5; wird elektrisch an das Massekabel 102 angeschlossen und Kabel 54 wird elektrisch an die positive Klemmi 47 angeschlossen. Gewöhnlich weist das Fahrzeuj einen Generator 110 auf (z. B. einen Gleichstrom- ode Wechselstromgenerator), der mit dem Massekabel 10: über einen Leiter 112 verbunden ist Der Generato weist eine Feldklemme F auf sowie einen Ankeran schluß Λ. die mit einem Spannungsregler 118 über Lei ter 114 und 116 verbunden sind Spannungsregler 111 ist wiederum über einen Leiter 120 mit der positive Klemme 47 verbunden. Außerdem ist ein Anlasser 12 des Fahrzeugs zwischen Massepotential und Leiter 12 über einen Anlaßschalter 124 angeschlossen. Die Baue rie 46. Massekabel 102, Generator 110, Spannungsreg ler 118 und Anlasser 122 bilden nicht Teil der vorlie genden Erfindung, sondern dienen lediglich zur Vei deutlichung der Anwendung der Erfindung.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist weist eine zweckmäß

(ο

ge Ausführungsform der vorliegenden Erfindung außerdem einen einstellbaren Belaslungswiderstand 130 auf, der in Reihe mit einem Schalter 126 zwischen Stromleiter 64c und einer Klemme 162 eines Nebcnschlußgliedes 152 angeschlossen ist. Der Widerslandswert des Belastungswiders'.ands 130 kann durch Drehen des Lastvergrößerungsknopfes 30 eingestellt werden. Ist der Lastvergrößerungsknopf 30 in seine Aus-Stellung gedreht, so ist der Schalter 126 geöffnet, so daß kein Strom durch den Widerstand 130 fließt.

Die Einrichtung weist außerdem einen Isolierwiderstand 132 auf, mit einem Wert von 0,25 Ohm sowie ein Relais 134 mit einer Wicklung 136, die an den Stromleiter 64 über einen Leiter 135 angeschlossen ist. Relais 134 weist außerdem einen Widerstand 138 auf. der parallel zu der Wicklung 136 liegt. Außerdem sind Relaiskontakte 140 bis 143 vorgesehen. Ein Gleitkontakt 146 kann sich zwischen Kontaklpaaren 140, 141 und 142, 143 mit Abhängigkeit von der Erregung der Wicklung 136 bewegen. Relais 134 ermöglicht ein einfaches Verfahren zur Steuerung des Anschlusses des Isolierwiderstands 132 an die Kabel 50 und 52 zur Erzielung einer selbsttätigen Isolation der Batterie 46 von den anderen Teilen des Fahrzeugs. Dieses einfache Merkmal der Erfindung bewirkt die selbsttätige Erzeugung eines genauen Stromes durch die Batterie und vereinfacht das erfindungsgemäße Prüfverfahren.

Relaiskontakt 141 ist über Leiter 150 mit Klemme 151 eines Nebenschlußgliedes 152 verbunden. Das Nebenschlußglied dient dazu, eine passende Spannung zwischen Klemmen 154 und 156 und zwischen Klemmen 158 und 160 aufzubauen, so daß ein passender Strom während der verschiedenen Prüfungen durch das Amperemeter 24 fließt. Das Nebenschlußglied bildet außerdem einen Strompfad zwischen Klemmen 151 und 162 (mit der der Belastungswidersland 130 verbunden ist) und zwischen Klemme 162 und Klemme 163, die mil dem Stromleiter 646 verbunden ist. Das Nebenschlußglied ist vorzugsweise aus Manganin hergestellt, was so bearbeitet ist. daß es einen Spannungsabfall von ungefähr 50 mV zwischen Klemmen 154 und 156 er zeugt, wenn das Gerät an ein typisches Lade- und Starisystem eines Fahrzeugs angeschlossen ist. Die Anordnung der Klemmen des Nebenschlußgliedes und des Belastungswiderstands 130 in der beschriebenen Weise ermöglicht die Steuerung des gesamten Prüfvorganges durch einen einzigen Hauptschalter und erhöht außerdem die Genauigkeit des Amperemeters 24.

Die vorliegende Erfindung verwendet außerdem einen Schaltkreis 170 für ein Wechselstromvoltmeter. der es einem Mechaniker ermöglicht, einen defekten Fahrzeuggenerator festzustellen, ohne den Generator von dem Prüffahrzeug abzutrennen. Schaltkreis 170 weist einen Widerstand 171 auf (mit einem Wert von 1,2 Ohm) sowie einen Kondensator 172, der in Reihe mit Eingangsklemmen 173 und 174 eines Voliweggleichrichters 175 verbunden ist Der Gleichrichler 175 weist Dioden 176 bis 179 auf und ist außerdem mit Ausgangsklemmen 180 und 181 versehen, die zwischen einem Kondensator 182 und einem Widerstand 184 angeschlossen sind. Schaltkreis 170 weist außerdem einen Widerstand 186 auf, der an die Ausgangsklemme 181 angeschlossen ist Der Schaltkreis 170 wandelt natürlich periodisch pulsierende oder Wechselspannungen in Gleichspannungen um, die durch das Voltmeter 26 angezeigt werden können. Mit anderen Worten heißt das. daß die Kombination des Voltmeters 26 und des Schaltkreises 170 als Wechselspannungsvoltmeter arbeitet.

Die in F i g. 2 dargestellte Einrichtung weist außerdem einen Trennschalter 190 auf, der in Reihe mit der Feldleitung 60 liegt. Widerstände % und 98 liegen in Reihe mit Spannungsmesserleitung 56, um den Spannungsbereich des Voltmeters 26 einstellen zu können, und Widerstand 194 kann in Reihe mit Voltmeter 26 geschaltet werden, um den durch das Voltmeter fließenden Strom auf eine passende Größe zu begrenzen. Die Reihenschaltung von Voltmeter 26 und Widerstand 194 arbeitet somit als Gleichstromvoltmeter.

Die Verbindung der Teile untereinander wird durch einen Hauptschalter 200 gesteuert, der mit dem Prüfwahlschalterknopf 28 verbunden ist. Der Hauptschalter 200 weist Kontaktarme 204 bis 212 auf. Jeder der Kontaktarme kann in vier Stellungen bewegt werden, die in F i g. 2 angedeutet sind.

Die Verbindung des Voltmeters 26 wird ebenfalls durch einen Hauptschalter 220 gesteuert, der mit dem Spannungswahlknopf 32 verbunden ist. Der Hauptschalter 220 weist Kontaktarme 222 und 223 auf. die jeweils durch drei Positionen bewegbar sind, wie das aus F i g. 2 ersichtlich ist.

Die Funktion des zuvor beschriebenen Geräts in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll nachfolgend beschrieben werden. Es sei angenommen, daß die Kabel 50, 52 und 54 in der zuvor beschriebenen Weise an ein Prüffahrzeug angeschlossen sind. Sind die Kabel in der beschriebenen Weise angeschlossen, so ergeben sich die Verhältnisse zwischen dem Gerät und den verschiedenen Einzelteilen des Prüffahrzeugs aus der F i g. 2.

Um ein Anlasser- und Ladesystem des Fahrzeugs zu prüfen, wird der Hauptschalter 200 in die erste Stellung bewegt (z. B. wie die in F i g. 5 dargestellte Stellung, in der die Kontaktarme 205 bis 212 mit Klemmen Ib bis /; verbunden sind) und Hauptschalter 220 ist in die Stellung bewegt, in der Widerstand 194 in Reihe mit Voltmeter 26 geschaltet ist (das ist die Stellung gemäß F i g. 2). Verwendet das Prüffahrzeug ein System mit geerdetem Minuspol, so wird Massepolaritätsschalter 36 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung bewegt. Vewendet das Prüffahrzeug jedoch ein System mit geerdetem Pluspol, so wird die Stellung des Massepolaritätsschalters 36 umgekehrt. Da die Feldleitung 60 in diesem Augenblick nicht angeschlossen ist, ist die Stellung des Feldregelschalters 34 ohne Bedeutung. Jetzt sollte der Mechaniker das Hochspannungszündkabel von der Verteilerkappe des Prüffahrzeugs abziehen und die Leitung an die Masse des Motors legen. Ein Erden der Zündleitung vermeidet ein Starten der Maschine und eine Funkenbildung an der Zündspule.

Ist der Hauptschalter 200 in seine erste Stellung bewegt, so sind die in F i g. 2 gezeigten Einzelteile in dei in F i g. 3 beschriebenen Weise mit den Kabeln verbunden. Mit anderen Worten, wenn der Mechaniker der Hauptschalter 200 in seine erste Stellung bewegt, se verbindet er die Reihenschaltung von Lastwiderstanc 130 und Amperemeter 24 mit den Stromleitern 64 um 64c Außerdem verbindet er das Voltmeter 26 (un< Widerstand 194) mit den Spannungstastleitungen 68, und 68c Jetzt sollte der Mechaniker den Lastvergröße rungsknopf 30 so lange drehen, bis ein Strom fließt de dreimal größer ist als der Amperestundenbedarf de Fahrzeugs. Dieser aus der Batterie 46 fließende Strori sollte auf dem Amperemeter 24 beobachtet werder Diese Belastung sollte für ungefähr 15 Sekunden beibe halten werden, während die Spannung auf dem Voltme ter 26 abgelesen wird. Durch die zuvor genannte PrC

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fung erhält der Mechaniker genaue Kenntnis von der Kapazität der Batterie 46.

Der Mechaniker dreht dann den Lastvergrößerungs- knopf in seine Aus-Stellung und schließt Anlaßschalter 124 (F i g. 2), so daß der Anlasser 122 erregt wird. Der Mechaniker läßt den Motor mit dem Anlasser 122 zehn Sekunden lang drehen, während er den Ausschlag auf dem Amperemeter 24 und dem Voltmeter 26 beobachtet.

Durch die zuvor genannten Prüfungen kann der Mechaniker die Anlaßspannung und den Anlasserstrom feststellen. Ergeben die Prüfungen, daß die Batterie oder der Anlasser des Prüffahrzeugs defekt sind, so können zusätzliche Prüfungen durchgeführt werden, um den Fehler zu lokalisieren.

Als nächstes verbindet der Mechaniker wieder das Hochspannungszündkabel mit der Verteilerkappe des Prüffahrzeugs, er startet den Motor des Fahrzeugs und hält eine Drehzahl von ungefähr 200 Umdrehungen pro Minute aufrecht. Der Mechaniker dreht dann den Prüfwahlschalter 28. so daß der Hauptschalter 200 von seiner ersten in seine zweite Stellung bewegt wird (d. h. die Stellung, in der die Kontaktarme 205 bis 212 jeweils mit den Klemmen 2b bis 2/ Verbindung haben). Somit sind die in F i g. 3 gezeigten Einzelteile für einen Augenblick abgetrennt und danach mit den Kabeln 50. 52 und 54 in der in F i g. 4 gezeigten Weise verbunden.

Mit anderen Worten, durch Bewegen des Hauptschalters 200 in seine zweite Stellung verbindet der Mechaniker den Belastungswiderstand 130 mit den Stromleitern 64 und 64c. und außerdem legt er das Amperemeter 24 zwischen die Stromleiter 64 und 64i>. Belastungswiderstand 130 ist mit der Klemme 162 des Nebenschlußgliedes 152 verbunden. Der Widerstand des Nebenschlußgliedes ist jedoch so niedrig, daß der Widerstand im Ergebnis mit dem Stromleiter 64 über den Strompfad verbunden ist, der durch das Nebenschlußglied gebildet ist. Obwohl Amperemeter 24 an die Klemmen 158 und 160 angeschlossen ist. mißt es doch den gesamten Strom, der zwischen den Stromleitern 64 und 64£> fließt (d. h. den Strom, der in dem Sifompfad zwischen den Klemmen 162 und 163 fließt).

Arbeitet das Prüffahrzeug in der zuvor beschriebenen Weise, so wird der gesamte Strom, der von dem Generator durch die Leiter 64£> und 64c Hießt, an dem Amperemeter 24 abgelesen, um zu bestimmen, ob der Strom die angegebenen Werte hat. Ist der Strom niedriger als angegeben, so dreht der Mechaniker langsam den Lastverzöge-^rungsknopf 30, bis die höchste Amperemeieranzeige erzielt ist. Der Lastvergrößerung-.-knopf wird dann in seine Aus-Stellung gedreht, so daß der Schalter 126 den durch den Belastungswiderstand 130 fließenden Strom unterbricht.

Durch die Bewegung des Hauptschalters 200 in seine zweite Stellung wird das Voltmeter 26 an die Spannungstastleitungen 686 und 68c angeschlossen. Die Benutzung des Voltmeters ist jedoch nicht erforderlich, um die zuvor beschriebenen Prüfungen bei den meisten Fahrzeugen durchzufüren. Ergibt sich bei der zuvor genannten Prüfung ein Fehler, so können genauere Prüfungen durchgeführt werden, um den Fehler zu isolieren und zu lokalisieren. Ergibt die Prüfung z. B. daß die Stromabgabe des Generators zu niedrig ist so wird die Feldleitung 60 an die Feld" 'emme F gelegt, um den Stator des Generators 110 unabhängig zu erregen. Bleibt der Strom weiterhin zu niedrig, so liegt ein Fehler im Generator vor, während eine Rückkehr des Stromes auf den richtigen Wert im allgemeinen einen Fehler in dem Spannungsregler bedeutet. Natürlich muß der Feldregelschalter 34 eingestellt werden, damit die Feldleitung 60 richtig gespeist wird.

Der Mechaniker dreht dann den Prüfwahlschaltcr 28 so, daß der Hauptschalter 200 aus einer zweiten in seine dritte Stellung bewegt wird, wodurch die Einzelteile gemäß der Erfindung augenblicklich von der Anordnung gemäß Fig. 4 abgetrennt und in der in F i g. 5 angegebenen Weise wieder an die Anordnung angeschlossen werden. Mit anderen Worten, wenn der Hauptschalter 200 von seiner zweiten in seine dritte Stellung bewegt ist (d. h. die Stellung, in der die Kontaktarme 205 bis 212 jeweils in Kontakt mit den Klemmen 36 bis 3/ sind), so trennt der Mechaniker die Batterie 46 von dem Generator 110 und Spannungsregler 118 durch den Anschluß des trennenden Isolierwiderstands 132, so daß der Stromfluß durch die Batterie auf einen bestimmten Wert begrenzt ist, und die von dem Generator erzeugte Spannung steigt auf die maximal eingestellte Spannung des Spannungsreglers an. Bcfin det sich der Hauptschalter 200 in seiner dritten Stellung, so ist die Wicklung 36 des Relais von dem Stromleiter 64 über Stromleiter 137 mit Stromleiter 64c verbunden. Somit bewegt sich der Gleitkontakt 146 aus der in F i g. 2 gezeigten Stellung und kontaktierte Relaiskontakte 142 und 143. lsolierwiderstand 132 wird dann in Reihe mit Nebenschlußglied 152 geschaltet und an die Stromleiter 64 und 64c angeschlossen. Darüber hinaus ist der Belastiingswiderstand 130 an Stromleiter 64c und Klemme 162 angeschlossen, so daß er funktionsmäßig zwischen Stromleitern 646 und 64c liegt. Voltmeter 26 ist an Spannungstastleitung 686 einerseits und Spannungstastleitung 68c andererseits angeschlossen, so daß die exakte"Ausgangsspanniing des Spannungsreglers bestimmt werden kann.

Wie bereits zuvor erwähnt, ermöglicht die Verwendung der Spannungstastleitungen eine Ablesung der Spannungen mit erhöhter Genauigkeit. Wäre Voltmeter 26 an die Stromleiter angeschlossen, so würden sich ungenaue Anzeigen ergeben, da die Stromleiter normalerweise einen Spannungsabfall von 1 bis 3 V /wischen ihren Endpunkten auf Grund des hohen Stromes haben.

Nachdem der Hauptschalter 200 in seine dritte Stel lung bewegt ist. verringert der Mechaniker die Dreh zahl des Motors des Prüffahrzeugs auf Leerlaufdreh zahl. Spannungsregler 118 wird dann durch Drehung des Lastvergrößerungsknopfes 30 in Tätigkeit gesetzt bis Voltmeter 26 einen Spannungsabfall in der System spannung von 6 V bei einem 12-V-System oder von 3 N bei einem 6-V-System anzeigt. Der Mechaniker dreh dann den Lastvergrößerungsknopf in seine Aus-Stel lung zurück, so daß der Schalter 126 offen ist. Der Me chaniker erhöht als nächstes die Motordrehzahl auf un gefähr 2000 Umdrehungen pro Minute, und er beob achtet die Gleichspannungsanzeige auf dem Voltmete 26, die mit den Angaben des Herstellers vergliche werden. Da gemäß der Erfindung gesonderte Span nungstastleitungen verwendet werden, sind die bei de zuvor genannten Prüfungen sich ergebenden Spar nungsanzeigen extrem genau, und sie ändern sich nicr mit dem Stromfluß durch die Stromleiter der Kabe Somit kann der Spannungsregler mit einem hohe Maße von Genauigkeit eingestellt werden. Natürlic können noch spezielle Prüfungen durchgeführt werdei wenn die zuvor genannten Prüfungen ergeben, daß de Spannungsregler fehlerhaft ist.

Ergibt die zuvor genannte Prüfung des Spannung!

rcglers die Belriebswerte, so dreht der Mechaniker den Prüfwihlschalter 28, so daß der Hauptschalter aus seiner dritten Stellung in seine vierte Stellung bewegt wird. Dadurch werden die Bauteile gemäß der Erfindung für einen Augenblick von der in F i g. 5 gezeigten s Anordnung abgetrennt und gemäß F i g. b wieder angeschlossen. Bewegt der Mechaniker den Hauptschalter 200 aus seiner dritten in seine vierte Stellung (d. h. die Stellung, in der Kontaktarme 204 bis 212 in Kontakt mit den Klemmen 4.7 bis 4/ sind), so wird der Schaltkreis 170 des Wcchselspannungsmcssers quer an den Generator (d.h. /.wischen den Stromleitern 64fo und 64c) angeschlossen, um Fehler in diesem festzustellen. Es wurde gefunden, dall die Durchführung dieses Schrittes bei dem Prüfverfahren die Feststellung fehlerhafter Generatoren ermöglicht, die sehr schnell Spannungsregler durchbrennen lassen, ehe der Fehler beseitigt worden ist. Bisher konnten solche Fehler in Generatoren nur durch Ausbau des Generators festgestellt werden. Durch Verwendung des Schaltkreises 570 gemaß der Erfindung jedoch und durch Verwendung des Isolierwiderstands 132 hat es sich gezeigt, daß auch ein unerfahrener Mechaniker sofort solche zerstörenden Fehler feststellen kann.

Wie aus F i g. 6 ersichtlich ist. bewirkt eine Drehung des Hauptschalters 200 in seine vierte Stelling eine Verbindung der Reihenschaltung von Kondensator 172 und Klemmen 173 und 174 des VoUweggleichrichters 165 an die Stromleiter Mb und 64c Darüber hinaus ist Isolierwiderstand 132 in Reihe mit dem Nebenschlußglied 152 geschaltet und dadurch an die Stromleiter b4 und 64fc angeschlossen. Widerstand 171 liegt zwischen Klemme 151 und Stromleiter 64c so daß er im Ergebnis quer an dem Eingang des Schaltkreises 170 liegt. Widerstand 171 reguliert die Empfindlichkeit des Schaltkreises 170. so daß eine Anpassung möglich ist. Voltmeter 26 ist über Widerstand 186 an die Ausgangs klemmen 180 und 181 des VoUweggleichrichters 175 angeschlossen. Kondensator 182 und Widerstand 184 liegen quer an den Ausgangsklemmen, um dessen Ausgangssignale auszufiltern.

1st das Gerät in der zuvor beschriebenen Weise verbunden, so wirkt der Schaltkreis 170 als Wechselspannungsvoltmcter, und der Mechaniker liest lediglich die richtige Skala auf dem Voltmeter 26 ab. um Fcstzustellen, ob eine zu große periodisch pulsierende Spannung von dem Generator 110 erzeugt wird. Der Mechaniker kann dadurch einen Fehler in dem Generator feststellen, ohne eine einzige Zuleitung zu ihm abzutrennen.

Zum Zwecke der Prüfung des Gesamtverdrahtungssystems betätigt der Mechaniker normalerweise den Prüfwahlschalter 28 so. daß der Hauptschalter 200 in seine zuvor beschriebene zweite Stellung zurückkehrj. Die Motordrehzahl wird dann auf Leerlaufdrchzahl verringert, und der Anlaßschalier 124 wird geöffnet (d. h. in seine Aus-Stellung zurückgeführt). Die Lampen und Zusatzgeräte des Prüffahrzeugs werden ausgeschaltet, und die Türen werden geschlossen. Der Mechaniker beobachtet dann die Anzeige auf dem Amperemeter 24. Eine ungewöhnlich hohe Anzeige au! dem Amperemeter bedeutet, daß die Batterie mit einem Fehlerstrom in dem Verdrahtungssystem des Prüffahrzeugs belastet ist.

Es liegt für Fachleute auf der Hand, daß das zuvor beschriebene Prüfverfahren den Mechaniker in die Lage versetzt, das Lade- und Anlaß- oder Suirtsystem eines Prüffahrzeugs vollständig zu prüfen, indem nur drei Kabel mit einem einzigen Anschluß an das Fahrzeug angeschlossen werden. Darüber hinaus ermöglichen es die gesonderten Spannungstastleitungen gemäß der Erfindung dem Mechaniker, den Spannungsregler des Fahrzeugs mit einem bisher nicht bekannten Maß an Genauigkeit einzustellen. Außerdem kann irgendeine von dem Generator erzeugte zerstörende periodische Spannung sofort ohne das Abtrennen von Leitungen festgestellt werden.

Natürlich können andere detaillierte Prütungen an bestimmten defekten Teilen des Prüffahrzeugs mit Hilfe der dargestellten Einrichtung vorgenommen werden. Einige dieser Prüfungen können mit Hilfe der Spannungsmesserleitungen 58 und 56 durchgeführt werden. Bei Benutzung dieser Leitungen ist Hauptschalter 220 auf eine passende Schaltstellung eingestellt. Ist z. B. Voltmeter 26 über Widerstand 198 angeschlossen, is! der Strom durch das Voltmeter begrenzt, so daß das Voltmeter auf einer passenden Skala anzeigt. Ist das Voltmeter über Widerstand 196 angeschlossen, so kann das Voltmeter zur Durchführung genauer Spannungsprüfungen verwendet werden, beispielsweise zur Prüfung der Batteriezellen.

Die Erfindung ermöglicht somit Prüfungen und stell¹. ein fehlerfreies, genaues und zuverlässiges sowie einfach zu benutzendes Verfahren zum Analysieren des Start- und Ladesystems eines Fahrzeugs dar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Analysieren der Lade- und Starteinrichtung eines Fahrzeugs, das einen Anlasser, einen Generator mit einer Feldklemme, einen Spannungsregler und eine Batterie aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmter Strom von der Batterie abgeleitet und gleichzeitig die Gleichspannung über der Batterie gemessen wird, daß der Anlasser des Motors bei abgeschalteter Zündung eingeschaltet und gleichzeitig der Wechselstromverbrauch des Anlassers gemessen wird, daß der Motor des Fahrzeugs mit eingeschalteter Zündung gestartet, eine erhöhte Belastung an den Generator angelegt und der größte Gleichstrom gemessen wird, der durch den Generator fließt, daß der Stromfluß durch die Batterie so geregelt wird, daß die durch den Generator erzeugte Spannung auf die maximale Einstellspannung des Spannungsreglers ansteigt, wobei gleichzeitig die durch den Spannungsregler erzeugte Gleichspannung gemessen wird, daß ein Widerstand in Reihe mit dem Generator gelegt und die an dem Widerstand durch den Generator erzeugte Wechselspannung gemessen wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Prüfung der Lade- und Starteinrichtung eines Fahrzeugs, die aufweist einen Anlasser, einen Generator mit einer Feldklemme, einen Spannungsregler, eine Batterie mit einer ungeerdeten Klemme und einer normalerweise geerdeten Klemme sowie ein Massekabel für die Batterie, wobei die Einrichtung zur Prüfung aufweist ein erstes Kabel zum Anschluß an die normalerweise geerdete Batterie, ein zweites Kabel an die ungeerdete Klemme der Batterie, einen Spannungsmessser zur Messung der Generatorspannung und der Batteriespannung und einen Strommesser zur Messung des Generatorstromes und des Batteriestromes, gekennzeichnet durch ein drittes Kabel (52) zum Anschluß an das Massekabel (102) der Batterie (46), durch einen Schalter (28, 200), der in einer ersten Schaltstellung einen Belastungswiderstand (130) an das erste (50) und zweite Kabel (54) anschaltet, um einen bestimmten Strom aus der Batterie (46) durch das erste (50) und zweite Kabel (54) fließen zu lassen, gleichzeitig die Gleichspannung zwischen dem ersten (50) und zweiten Kabel (54) unmittelbar an den Klemmen (47, 48) der Batterie (46) über Span· nungstastleitungen (686, 68c) mittels eines Gleichspannungsmessers (26) zu messen und so die Kapazität der Batterie (46), die Anlaßspannung und den Anlaßstrom in der Einrichtung zu bestimmen, der in einer zweiten Schaltstellung einen Strom aus dem Generator (110) durch das dritte (52) und zweite Kabel (54) fließen läßt, umso den Gleichstrom zu messen, den der Generator (110) erzeugt, der in einer dritten Schaltstellung einen Gleichspannungsmesser (26) zur Messung der durch den Spannungsregler (118) erzeugten Spannung an das dritte (52) und zweite Kabel (54) anlegt, wobei gleichzeitig ein LastvcrgröUerungsregler (30) vorgesehen ist, mit dem der Slromfluß durch die Batterie (46) so einstellbar ist, dall sich die Spannung, die der Generator (110) erzeugt, auf den maximalen Regelwert des Spannungsreglers (118) erhöht, und der in einer vierten Schaltstellung einen Widerstand (132) in Reihe mit dem Generator (110) an das erste (50) und dritte Kabel (52) schaltet und gleichzeitig einen Spannungsmesser (26) an den Widerstand (132) anschaltet, um die Spannung zu messen, die der Generator (110) über den Widerstand (132) erzeugt.