DE2009033C3 - Verfahren und Einrichtung zum Analysieren der Lade- und Starteinrichtung eines Fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Analysieren der Lade- und Starteinrichtung eines FahrzeugsInfo
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- DE2009033C3 DE2009033C3 DE19702009033 DE2009033A DE2009033C3 DE 2009033 C3 DE2009033 C3 DE 2009033C3 DE 19702009033 DE19702009033 DE 19702009033 DE 2009033 A DE2009033 A DE 2009033A DE 2009033 C3 DE2009033 C3 DE 2009033C3
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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.
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
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
609637/11
ίο
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.
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)
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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US80304369A | 1969-02-27 | 1969-02-27 | |
US80304369 | 1969-02-27 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2009033A1 DE2009033A1 (de) | 1970-09-10 |
DE2009033B2 DE2009033B2 (de) | 1975-10-30 |
DE2009033C3 true DE2009033C3 (de) | 1976-09-09 |
Family
ID=
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