DE2129875B2

DE2129875B2 - Elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2129875B2
Application number: DE2129875A
Authority: DE
Inventors: Maurice James Quinton Birmingham Wright (Grossbritannien)
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1970-06-17
Filing date: 1971-06-16
Publication date: 1978-12-21
Also published as: JPS47000968A; DE2129875A1; FR2099867A5; ES392426A1; ZA713514B; DE2129875C3; GB1341959A; JPS5234725B1; US3746962A

Description

35

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Batterie, einem Wechselstrom-Generator zum Laden der Batterie, einem Spannungsregler zur Regelung des Ausgangs des Generators, wobei der Ausgang vom Generator zwischen einen ersten Pluspol und einen ersten Minuspol der Batterie gelegt ist, und mit verschiedenen Verbrauchern.

Aus der Zeitschrift »Motor-Rundschau«, 1968, Heft 25, Seite 1092 ist eine elektrische Anlage für *5 Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine Batterie mit einem geregelten Wechselstrom-Generator geladen wird und mit der Batterie verschiedene Verbraucher verbunden sind.

Eine solche bekannte Anlage ist jedoch aus folgenden so Gründen störanfällig. Obgleich der Spannungsregler in einer elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeuges eine mittlere Spannungshöhe hält, die nicht zur Beschädigung irgendeines Verbrauchers des Kraftfahrzeuges führt, erzeugt der Generator von Zeit zu Zeit kurze Spannungs- und/oder Stromausgänge hoher Werte. Normalerweise schaden diese flüchtigen Vorgänge den Verbrauchern nicht, weil die Batterie einen Glättungseffekt hat, der deren Wirkung auf die Spannung der Anlage ausreichend reduziert. Wenn im Betrieb aus m> irgendeinem Grunde jedoch die Batterie getrennt wird, beispielsweise wegen einer lockeren Verbindung, leitet der Generator Strom zu den Verbrauchern des Kraftfahrzeuges ohne den Glättungseffekt der Batterie, und es besteht die Möglichkeit, daß Schäden entstehen. <·'< Dieses Problem ist in der Vergangenheit nicht besonders schwerwiegend gewesen, jedoch führt der zunehmende Einsatz von Wechselstrom-Generatoren als Generator eines Kraftfahrzeuges zu höheren Oberspannungen, als das bei einem Dynamo der Fall ist. Ferner werden jetzt üblicherweise Halbleiterelemente in Kraftfahrzeugen verwendet, und diese Elemente sind für solche Oberspannungen anfälliger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Anlage für Kraftfahrzeuge die Auswirkung von Oberspannungen auf die Verbraucher auch dann zu vermeiden, wenn die Batterie z. B. durch das Lösen einer Polklemme von der elektrischen Anlage getrennt ist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß alle bei einer Trennung von der Batterie störanfälligen Verbraucher zwischen einen zweiten Pluspol und einen zweiten Minuspol der Batterie geschaltet sind.

Jedes Paar gleichnamiger Pole an der Batterie kann durch zwei getrennte Pole oder durch einen einzigen Pol gebildet sein, der zwei Anschlußpunkte hat Es versteht sich, daß es ein wichtiger Faktor ist, d-aß keine Verbindung zwischen den Stromzuführungen vom Generator und den Stromzuführungen zum Verbraucher besteht, außer durch die Batterie. In Anbetracht dessen kann ein Schaden als Folge einer Trennung der Batterie nur unter den sehr unwahrscheinlichen Umständen auftreten, daß das Paar Plus-Stromzuführungen oder Minus-Stromzuführungen beide gleichzeitig getrennt werden und sich anschließend verbinden.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

Die in der Zeichnung dargestellte elektrische Anlage weist eine Batterie 11 mit einem ersten und einem zweiten Pluspol 12 bzw. 13 und einem ersten und einem zweiten Minuspol 14 bzw. 15 auf. Das jeweilige Paar Plus- oder Minuspole kann durch getrennte Bolzen an der Batterie oder durch einen einzigen Bolzen mit zwei getrennten Anschlußpunkten gebildet sein. Eine besonders zweckmäßige Anordnung in dieser Hinsicht ist, einen Polbolzen vorzusehen, der eine abgestufte kegelstumpfartige Gestalt hat i'-.d zwei konische Partien vorsieht, die durch die Abstufung getrennt sind. Die beiden erforderlichen Verbindungen erfolgen an den beiden konischen Partien.

Die Batterie 11 wird über einen feldgewickelten Wechselstrom-Generator 16 geladen, dessen Ausgang über einen Zweiweggleichrichter an die Pole 12 und 14 geleitet wird, wie das dargestellt ist. Ein Hilfsausgang erfolgt über drei zusätzliche Dioden 17 und geht zu einer Energieleitung 18.

Gemäß der Darstellung ist der Pol 15, jedoch nicht der Pol 14, mit Masse verbunden. Es versteht sich, daß der eine oder der andere der Pole 14 und 15 mit Masse verbunden sein kann, jedoch nicht beide, und was die praktische Ausführung anbelangt, ist es erheblich zweckmäßiger, einen unter Strom stehenden Pol 14 als einen unter Strom stehenden Pol 15 vorzusehen. Die Zündanlage 19 ist über den Zündschalter 21 zwischen die Pole 13 und 15 geschaltet, und die Lichtanlage 22 des Kraftfahrzeuges isl über den Lichtschalter 23 zwischen die Pole 13 und 15 geschaltet.

Der Spannungsregler weist zwei Widerstände 24 und 25 auf, die direkt zwischen die Pole 12 und J4 geschaltet sind und deren Werte ausreichend hoch sind, um sicherzustellen, daß der konstante Stromabfluß der Batterie vernachlässigt werden kann.

Die Verbindung zwischen den Widerständen 24 und 25 ist über eine Zenerdiode 26 mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 27 verbunden, dessen Emissions-

elektrode mit dem Pol 14 und dessen Kollektor über einen Widerstand 28 mit der Leitung 18 verbunden ist. Ferner ist der Kollektor mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 29 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 31 mit der Leitung 18 und dessen Emissionselektrode mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 32 verbunden ist. Der Transistor 32 ist mit seiner Emissionselektrode mit dem Pol 14 und mit seinem Kollektor mit der Leitung 18 über die Feldwicklung 33 des Wechselstrom-Generators 16 verbunden. Zur Wicklung 33 ist dabei eine Diode 34 parallelgeschaltet. Der Kollektor des Transistors 32 ist über einen Widerstand 35 und einen Kondensator 36 in Reihe mit der Steuerelektrode des Transistors 27 verbunden, und die Leitung 18 ist mit dem Pol 13 über eine Kontrollampe 37 in Reihe mit dem Zündschalter 21 verbunden.

Wenn der Schalter 21 geschlossen wird, leuchtet die Lampe 37 auf, und durch den Widerstand 28 fließender Strom schaltet die Transistoren 29 und 32 ein, so daß die Feldwicklung 33 erregt wird. Sobald der Wechselstrom-Generator einen Ausgang erzeugt, schaltet die Spannung an der Leitung 18 die Lampe 37 aus. Wenn die Spannung einen Sollwert erreicht, leitet die Zenerdiode 26, um den Transistor 27 einzuschalten, wodurch Steuerelektrodenstrom von den Transistoren 29 und 32 entfernt wird. Auf Grund des Rückkopplungswegs 35, 36 schwingt die Schaltung in bekannter Weise, um eine mittlere Stromstärke in der Wicklung 33 zu halten, so daß die Batteriespannung geregelt wird. Es versteht sich natürlich, daß der in der Zeichnung dargestellte Regler nur ein Beispiel ist und daß eine Vielzahl anderer Regler verwendet werden können.

Es ist in der dargestellten Anordnung klar, daß die einzige Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Generator 16 und den Verbrauchern, die störanfällig sind, die Batterie 11 ist, so daß es praktisch unmöglich ist, daß die Batterie getrennt wird und irgendein Verbraucher direkt in Verbindung mit dem Wechselstrom-Generator gelangt.

Der Regler ist effektiv zwischen die Pole 12 und 14 geschaltet, derart, daß seine Wirkung aufrechterhalten bleibt, falls eine Trennung der Batterie von dem Wechselstrom-Generator erfolgt, um damit den Leistungsverlust in der Feldwicklung zu regeln.

Die mechanische Verbindung des spannungsabhängigen Potentiometers 24,25 erfolgt vorzugsweise so nahe wie möglich an den Batteriepolen 12 und 14, um eine genaue Spannungsmessung sicherzustellen. Wenn der Regler innerhalb des Gehäuses des Wechselstrom-Generators untergebracht ist, können die Wechselstrom-Generator/Batterie- und Regler/Batterie-Kabei in einem einzigen Kabelbaum als Starkstrom- bzw. Schwachstromkabel zusammengefaßt werden, wobei das Schwachstromkabel elektrisch mit dem Starkstromkabel nahe am Batteriepol verbunden ist.

Während es wünschenswert ist, daß der Regler den Feldstrom des Wechselstrom-Ger· rators bei einer Trennung der batterie regelt, ist es kiar, daß die elektrische Anlage des Kraftfahrzeugs auch mit anderen Reglern geschützt werden kann, die so angeordnet sind, daß der Feldstrom unter diesen Bedingungen nich; vom Regler geregelt wird.

Der Anlaßmotor ist beim Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, er kann jedoch an jeder beliebigen geeigneten Stelle angeschlossen sein. Der Anlaßmotor kann beispielsweise zwischen die FoIe 12 und 14 geschaltet sein, und in diesem Fall ist es zweckmäßig, eines der Ausgangskabel des Generators mit dem Kabel des Aniaßmotors zu verbinden, wobei beide Kabel dann mit einem der Pole 12 oder 14 verbunden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Batterie, einem Wechselstrom-Generator zum Laden der Batterie, einem Spannungsregler zur Regelung des Ausgangs des Generators, wobei der Ausgang vom Generator zwischen einen ersten Pluspol und einen ersten Minuspol der Batterie gelegt ist, und mit verschiedenen Verbrauchern, dadurch gekennzeichnet, daß alle bei einer to Trennung von der Batterie (11) störanfälligen Verbraucher (Zündanlage 19; Lichtanlage 22) zwischen einen zweiten Pluspol (13) und einen zweiten Minuspol (15) der Batterie (11) geschaltet sind.

2. Elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar gleichnamiger Pole durch zwei getrennte Pole (12 und 13; 14 und 15) gebildet ist.

3. Elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeictiaet, daß mindestens ein Paar gleichnamiger Pole durch einen einzigen Pol gebildet ist, der zwei Anschlußpunkte hat

4. Elektrische Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei Anschlußpunkte aufweisende Pol in der Form eines einzigen Bolzens in abgestufter kegelstumpfarti.<»er Gestalt vorgesehen ist, der zwei konische Partien bildet, welche durch die Abstufung getrennt sind, wobei die erforderlichen Verbindungen jeweils mit den beiden konischen Partien hergestellt sind.