-
Verfahren und Prüfvorrichtung zum Er-
-
kennen fehlerhafter Kfz.-Drehstomgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter In den letzten Jahren sind im Kraftfahrzeugbau aus verschiedenen Gründen
anstelle der üblichen Gleichstromgeneratoren zunehmend Drehetromgeneratoren mit
einem den Drehstrom in einen GleShstrom umformenden nachgeschalteten Gleichrichter
zur kommen. Dabei bilden der eigentliche Drehstromgenerator der Regler und der Gleichrichter
im allgemeinen eine Baueinheit, Da die Zahl möglicher Fehlerquellen durch den Einsatz
von Gleichrichtern -im Vergleich zu Gleichstromgeneratoren- erhöht wurde, ist es
besonders wichtig, daß bei Störungen im elektrischen Netz des Eraftfahrzeuges möglichst
schnell und einfach geprüft werden kann, ob die Drehstromgeneratoreinheit in Ordnung
oder defekt ist. Bisher war es üblich, den Zustand der Generatoren entweder im eingebauten
Zustand mittels eines Elektronenstrahloszillographen oder -unter Verwendung eines
Iatterietrennschalters und eines Belastungswiderstandes- nittels eines Volt- und
eines Änperetneters zu überprifen. Die Verwendung von ElektranensWrahlosslllogrsphen
führt
zwar zu einar eindeutigen Ermittlung des Zustandes der Generatoren, doch scheitert
der Einsatz solcher Oszillographen häufig daran, daß der Werkstatt geeignete Spezialisten
für die Bedienung eines solchen Oszillographen fahlen. Daneben ist zu berücksichtigen,
daß solche Oszillographen verhältnismäßig teure und empfindliche Geräte sind, deren
Anschaffung von vielen Werkstätten gescheut wird. Die Ermittlung des Zustandes der
Generatoren mittels Volt- und =p3rsmeter ist im Vergleich dazu zwar unkomplizierter
und billiger, erfordert dafür aber einen erüblichenZeitaufwand. Abgesehen davon
können bei einem Drehstromgenerator mit nachgeschaltetem Gleichrichter Fehler auftreten,
welche mit dieser Meßmethode nicht ohne weiteres entdeckt werden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Yerfahren sowie eine Prüfvorrichtung
zum Erkennen von fehlerhaften Kraftfahrzeug-irehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter anzugeben, welche eine schnelle, einfache und zuverlässige Überprüfung
der Generatoren im eingebauten Zustand erlauben, ohne daß hierfür besonders kostspielige
oder empfindliche Apparaturen benötigt werden.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die an der
D+-Elemme des Generators erfaßte gleichgerichtete Spannung einer elektronischen
Analyse schaltung zugeführt wird, in der sie einerseits sowohl mit einer festen
oberen als auc ; it einer festen unteren Referenz spannung und andererseits sowohl
mit einer variablen oberen Referenzspannung, die um eine dem halben Oberwelligkeits-Toleranzbereich
entsprechenden Spannung oberhalb des Mittelwertes der gleichgerichteten Spannung
liegt, als auc#it einer variablen unteren Referenzspannung, die um eine dem halben
Oberwelligkeits-Toleranzbereich entsprechende Spannung unterhalb des Mittelwertes
der gleichgerichteten Spannung liegt , verglichenwird und Über- bzw. Unberschreitungsr
der
vorgegebenen Referenz spannungen als Behlersignale angezeigt werden. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren werden mit Sicherheit sämtliche bei einem Drehstromgenerator der vorerwshntan
4rt axglrcnsn Fehler enJ'ci4 und andezaib».
-
Um zu vermeiden, daß üblicherweise auf tretende energiearme Störimpulse
als Fehlersignale angezeigt werden, werden nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung kurzzeitige Über- bzw. Unterschreitungen der vorgegebenen Referenzspannungen
unterdrückt und nur längere, oberhalb einer vorgegebenen Mindsstdauer liegende Über-
bzw. Unterschreitungen als Fehlersignale angezeigt.
-
Eine erf indungsgemäße Prüfvorrichtung zum Erkennen von fehlerhaften
Kraftfahrzeug-Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter im eingebauten
Zustand zeichnet sich aus durch eine von der an der D+-Klemme des Generators anliegenden
Spannung beaufschlagbare elektronische Analyse schaltung, mit einer ersten Logikschaltung,
die das Überschreiten einer oberen Referenz spannung bzw. das Unterscnreiten einer
unteren Referenzspannung erfaßt und signalisiert, und mit einer zweiten Logikschaltung,
die das Überschreiten eines Oberwell$geits-Toleranzbereichs erfaßt und signalisiert,
wobei die Signalausgänge beider Logikschaltungen gemeinsam mit dem Signaleingang
einer Anzeigevorrichtung in Verbindung stehen, wobei vorzugsweise die Signalausgänge
beider Logikschaltungen unter Zwischenschaltung einer dritten Logikschaltung, welche
die Signalisierung eines nur kurzzeitigen, unterhalb einer vorgegebenen Mindestdauer
liegenden Unter- bzw. Überschreitens der vorgegebenen Referenzspannungen und Toleranzbereiche
unterdrückt, gemeinsam mit dem Signaleingang der Anzeigevorrichtung in Verbindung
stehen.
-
Defekte Generatoreinheiten mit zu hoher, zu niedriger oder zu welliger
Ausgangsspannung -andere Unregelmäßigkeiten gibt es praktisch nicht- werden mit
der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung sehr schnell und mit Sichardit ermittelt,
wobei der
zusätzliche Vortail besteht, daß diese Prüfvorrichtung
nicht nur für die Überprüfung von Drehstromgeneratoren der genannten Art, sondern
auch von Gleichstromgeneratoren eingesetzt werden kann.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erste
Logikschaltung je einen ersten und zweiten Komparator auf, welche mit ihren Signalausgängen
zusammengeschaltet und mit dem Signaleingang der dritten Logikschaltung verbunden
sind, wobei eine die obere Referenzspannung liefernde erste Spannungsquelle mit
dem invertierenden Eingang des ersten Komparators, eine die untere Referenzspannung
liefernde zweite Spannungsquelle mit dem nicht invertierenden Eingang des zweiten
Komparators und die D+-Klemme des Generators--gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines Spannungsteilers- sowohl mit dem nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators
als auch ist dem invertierenden Eingang des zweiten Komparators verbunden ist.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß die zweite Logikschaltung je einen dritten und vierten Komparator
aufweist, welche mit ihren Signalausgängen zusammengeschaltet und mit dem Signaleingang
der dritten Logikschaltung verbunden sind, und daß die D+ -Klemme des Generators
einerseits-gegebenenfallsunter Zwischenschaltung eines Spannungsteilers- än den
mit dem invertierenden Eingang des vierten Komparators verbundenen nicht invertierenden
Eingang des dritten Komparators und andererseits unter Zwischenschaltung eines Mittelwertbilders
sowohl an den invertierenden Eingang des dritten Komparators als auch an den nicht
invertierenden Eingang des vierten Komparators anschließbar ist, wobei einerseits
zwischen dem Mittelwertbildar und dem invertierenden Eingang des dritten Komparators
eine erste Zusatzspannungsquelle zwischengeschaltet ist, welche zqder vom Mittelwertbilder
gelieferten Spannung eine dem halben Oberwelligkeita-Toleranvbereich entsprechende
Zusatz spannung addiert, und andererseits
zwischen dem Mittelwertbilder
und dem nicht invertierenden Ein-3ngdes vierten Komparators eine zweite Zusatzspannungsquelle
zwischengeschaltet ist, welche von der vom Mittelwertbilder gelieferten Spannung
eine dem halben Oberwelligkeit3-Tolaranzbereich entprechende Zusatz spannung subtrahiert.
Der Aufwand für die Überwachung des Oberwelligkeits-Toieranzbereichesist bei dieser
Ausgestaltung besonders einfach, weil die dafür benötigten variablen Referexizspannungen
in einfacher Weise, nämlich durch Addition des Mittelwertes der zu überwachenden
Spannung zu zwei diesen Toleranzbereich begrenzenden festen oberen und unteren Zusatz
spannungen, an die Größe dieser Spannung angepaßt werden.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die als Impulsbreiten-Detektor
wirkende dritte Logikschaltung aus einer Nonoflopschaltung und einem Nand-Gatter
zusammengesetzt, wobei der eine Signaleingang des ausgangsseitig mit der Anzeigevorrichtung
in Verbindung stehenden Nand-Gatters mit dem Signalausgang und der andere Signaleingang
mit dem den Signaleingang der dritten Logikschaltung bildenden Signaleingang der
Monoflopschaltung verbunden ist. Durch den Einsatz einer Monoflopschaltung mit entsprechendar
Monoflop-Seit kann somit in einfacher Weise jede gewünschte Mindestdauer der zur
Anzeigevorrichtung weiizgeleiteten Fehlersignale festgelegt werden.
-
Um zu verhindern, daß auch -wodureh auch immer bedingte- einmalig
auftretende Fehler der untersuchten Generatoreinheit zur Anzeige gebracht werden,
ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Waiterbildung der Erfindung zwischen den
Signalausgang der dritten Logikschaltung und die Anzeigevorrichtung eine JK-Flip-Flop-Schaltung
zwischengeschaltet, die in bekannter Weise mit einem Clock-Generator hoher Frequenz
und einem Re set-Generator niedriger Frequenz in Verbindung steht. Durch diese zusätzliche
kBßnahme werden zufällige, d. h. einmalig auftretende Fehler, nur einmalig kurz
von der Anzeigevorrichtung
angezeigt und anschließend wieder entfernt,
während vorhandene Dauerfehler ständig angezeigt werden.
-
Anhand zinks Ausführungsbeispieles werden die n-indung und vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung efläwhert. In der Zeichnung zeigen Figur 1 ein schematisches
Blocksonaltbild der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, Figur 2 ein schematisches
Spannungsdiagramm mit den eingezeichneten Referenzwerten, Figur 3 ein Prinzipschaltbild
der dritten Logikschaltung mit Wahrheitstabelle, Figur 4 verschiedene SignalverläuSe
innerhalb der dritten Logikschaltung Figur 5 das Prinzipschaltbild des Clock- und
des Rsset-Generators und Figur 6 das Prinzipschaltbild eines üblichen Drehstromgenerators
mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Regler sowie den verschiedenen Generatorklemmen.
-
Die in Figur 1 dargestellte Prüfvorrichtung zum Erkennen von fehlerhaften
Kraftfahrzeug-Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter im eingebauten
Zustand wird mit ihrer Eingangsklemme 10 an die Klemme D+ des Drehstromgenerators
angeschlossen. Der mit der Masse des Generators zu verbindende Masseanschluß der
Prüfvorrichtung ist wie üblich nicht weiter gezeichnet. Die Prüfvorrichtung besteht
im wesentlichen aus einer ersten Logikschaltung 1, mit der festgestellt wird, ob
die
erfaßte Spannung des zu überprüfenden Drehstromgenerators innerhalb der zulässigen
Toleranz liegt, einer zweiten Logikschaltung 2, mit der festgestellt wird, ob dia
Oberwelligkeit der erfaßten Spannung innerhalb der zulässigen Toleranz liegt und
eine Anzeigevorrichtung 4, in der angezeigt wird, ob der überprüft Generator in
Ordnung oder defekt ist. Die beiden Logikschaltungen 1 und 2 bestehen jeweils aus
zwei Komparatoren -das sind handelsübliche kompensierte Operationsverstärker- 11
und 12 bzw. 21 und 22, wie es sie beispielsweise von der Firma Silicon General Inc.
unter der lezeichnung SG 741 oder SG 741 C oder von der Firma National Semiconductor
Corp. unter den Bezeichnungen IX 124, LM 224, LM 324 gibt. Die Signalausgänge 113,
123, 213 und 223 dieser Komparatoren sind zusammengeschaltet und stehen mit der
Anzeigevorrichtung 4 in Verbindung. iBekann-tlich haben derartige Komparatoren jeweils
einen invertierenden und einen nicht invertierenden Eingang. Die -gegebenenfalls
nach einer besonderen Eingangsanpassung mittels eines Kondensators o.ä.- an der
Eingangsklemme 10 der Prüfvorrichtung anliegende, an der D+-Klemme des Generators
abgegriffene Spannung wird sowohl dem nicht invertierenden Eingang 112 des ersten
Komparators 11 als auch dem invertierenden Eingang 121 des zweiten Eomparators 12,
dem nicht invertierenden Eingang 212 des dritten Komparators 21 und dem invertierenden
Eingang 221 des vierten Komparators 22 zugeführt, wobei im Ausführungsbeispiel zwischen
diesen Eingängen und der Eingangsklemme 10 ein besonderer Spannungsteiler 5 liegt,
der zur Anpassung der Spannung an die Nenndaten der verwendeten handelsüblichen
Komparatoren dient.
-
Dem invertierenden Eingang 111 des ersten Komparators 11 wird eine
feste obere Referenzspannung URef max , die etwas oberhalb der im Nennbetrieb des
einwandfreien Generators an der D+-Klemme auftretenden Normalspannung liegt und
dem nicht invertierenden Eingang 122 des zweiten Komparators 12 eine feste untere
Referenzspannung URef min , die etwas unterhalb der im @ennbetrieb des einwandfreien
Generators an der D+-Klevse auftretenden Normalspannung liegt, zugeführt. Solange
dis aq
nicht invertierenden Eingang 112 des ersten Komparators
anstehende Spannung die obere Referenzspannung URef max nicht über- Xmd die am invertierenden
Eingang 121 des zwlt3ll Komparators 12 anstehende Spannung die untere Referenzspannung
URef min nicht unterschreitet, bleibt der herrschende Schaltzustand dieser beiden
Komparatoren unverändert. Die an den zugehörigen Signalausgängen 113 und 123 anstehenden
Ausgangssignale ändern sich demzufolge auch nicht. Sowie jedoch die vorerwähnten
Referenzspannungen über- bzw. unterschritten werden, ändert der davon betroffsne
Komparator seinen Schaltzustand und dementsprechend ändert sich auch das zugehörige
Ausgangssignal je nach Art des verwendeten Eomparatortyps von "high" auf "low" oder
umgekehrt, was von der Anzeigevorrichtung 4 signalisiert wird. Man erkennt, daß
solange, wie die erfaßte Spannung innerhalb des durch die beiden Referenz spannungen
URef max und URef min bestimmten Toleranzbereiches bleibt, vom ersten und vom zweiten
Komparator 11 bzw. 12 kein Fehlersignal abgegeben wird. Die dem invertierenden Eingang
211 des dritten Komparators 21 zugeführte Referenz spannung setzt sich aus dem Mittelwert
UGm der dem Signaleingang 10 der Prüfvorrichtung zugeführten Spannung und einer
dazu addierten Zusatzspannung Uz1 zusammen. Entsprechend setzt sich die dem nicht
invertierenden Eingang 222 deqvierten Komparators 22 zugeführte Referenzspannung
aus dem Mittelwert IJGD der Spannung UG und einer davon subtrahierten Zusatz spannung
Uz2 zusammen.
-
Zu diesem Zwecke ist zwischen die Eingangsklemme 10 der Prüfvorrichtung
und die beiden vorerwähnten Eingänge des dritten und des vierten Komparators ein
Mittelwertbilder 6 sowie je eine dazu in Reihe geschaltete, die erste Zusatz spannung
Uz1 liefernde erste Zusatzspannungsquelle 7 bzw. eine die zweite Zusatz spannung
UZ2liefernde zweite Zusatzspannungsquelle 8 zwischengeschaltet, deren Polung so
gewählt sind, daß die erste Zusatz spannung zum Mittelwert addiert und die zweite
Zusatz spannung vom Mittelwert subtrahiert wird.Schaltungstechnische Einzelheiten
des Mittelwertbilders sowie der beiden
Spannungsquallen sind nicht
weiter dargestellt, da sie dem Fachmann bekannt sind. Nan erkennt, daß dem dritten
und dem vierten SomDarator in Gegensatz zum ersten und zum zweiten Komparator keine
festen Referenz spannungen, sondern mit dem Mittelwert der erfabten Spannung variierende
Referenzspannungen zugeführt werden. In ihrer Funktionswese stimmen der dritte und
vierte Komparator jedoch mit der zuvor beschriebenen Funktionsweise des ersten und
zweiten Komparators überein.
-
Solange also die am nicht invertierenden Einç3ng 212 des dritten Komparators
21 und am invertierenden Eingang 221 des vierten Komparators 22 anstehende Spannung,
die in den Figuren 1 und 2 mit UG* bezeichnet ist, nicht die am invertierenden Eingang
211 des dritten Komparators anstehende variable Referenzspannung über- oder die
am nicht invertierenden Eingang 222 des vierten Komparators anstehende variable
Referenz spannung unterschreitet, bleibt der Schaltzustand dieser beiden Komparatoren
erhalten. Wenn diese variablen Referenz spannungen jedoch über-bzw. unterschritten
werden, dann ändert sich wiederum der Schaltzustand des davon betroffenen Komparators
und das zugehörige Ausgangs signal ändert sich je nach Art des verwendeten Komparatortyps
von "high" auf "low" bzw umgekehrt. Auch diese Signaländerungen werden von der Anzeigevorrichtung
4 signalisiert.
-
In Figur 2 sind die festeobere Referenzspannung URef max und die feste
untere Referenz spannung URef min des ersten und des zweiten Komparators 11 bzw.
12 strichpunktiert und der durch den Mittelwert UGm sowie die Zusatz spannungen
UZ1 bzw. UZ2 bestimmte Oberwelligkeits-Toleranzbereich # U gestrichelt eingetragen.
Zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung ist in
Figur 2 unter Zugrundelegung eines völlig willkürlich gewählten Verlaufs der an
der D -Klemme erfaßten Spannung die am Spannungsteiler 5 abgegriffene Spannung UG*
voll ausgezeichnet eingetragen. Im ersten Teil des Diagramms verläuft die Spannung
normal, im letsten Teil des Diagramms treten deutliebe Spannungsspitzen auf. Man
erkennt, daß die der erfaßten Spannung proportionale Spannung UG* zwar innerhalb
des durch die, obere Referenz Spannung URef max -bei einem 1AV-Generator z.B. 15V-und
die
untere Referenz spannung URef min -bei einem 14V-Generator z.. etwa 12,5V- gegebenen
Spannungstoleranzbereichs bleibt, daß aber der Oberwelligkeits-Toleranzbereich #U
-bei eo 147-Generator z.B. etwa # O,dV- überschritten wird Demzufolge werden der
erste Komparator 11 und der zweite Komparator 12 der ersten Logikschaltung 1 kein
Fehlersignal abgeben.
-
Der dritte Komparator 21 der den Oberwelligkeits-Toleranzbereich überwachenden
zweiten Logikschaltung wird dagegen zum Zeitpunkt t1, zu dem die an seinem nicht
invertierenden Eingang 212 anstehende seine Spannung UG*/ Re£erenz spannung (UGm
+ UZ1) überschreitet, ein Fehlersignal abgeben, welches zum Zeitpunkt t2 wieder
verlöscht. Entsprechend wird der vierte Komparator 22 der Logikschaltung 2 zum Zeitpunkt
t3, zu dem die an seinem invertiereden Eingang 221 anstehende Spannung UG* seine
Referenz spannung (UGm + UZ2) unterschreitet, ebenfalls ein Fehlersignal abgeben,
welches zum Zeitpunkt t4 wieder veriöscht. Diese Fehlersignale 4 werden durch die
Anzeigevorrichtung 4 zur Anzeige gebracht.
-
Eine solche Fehleranzeige würde auch erfolgen, wenn der in Figur 2
gezeigte Spannungsverlauf der Spannung UG* die obere Referenz spannung URef marx
über- oder die untere Referenz spannung URef min unterschreiten würde, unabhängig
davon, ob dabei auch der Oberwelligkeits-Toleranzbereich überschritten werden würde.
-
In einem solchen Falle würden dann nicht der dritte und vierte Komparator
21 bzw. 22, sondern entweder der erste Komparator 11 oder der zweite Komparator
12 -je nach dem, ob die obere Referenzspannungüber- oder die untere Referenz spannung
unterschritten wird- seinen Schaltzustand ändern und ein Fehlersignal abgeben, welches
der Anzeigevorrichtung 4 zugeführt wird.
-
Die Signalausgänge der beiden Logikschaltungen 1 und 2, das bedeutet
die Signalausgänge der vier Komparatoren 11, 12, 21 und 22, sind zusammgengeschaltet.
Sie stehen gemeinsam mit dem Signaleingang der Anzeigevorrichtung 4 in Verbindung.
Im gezeigten sführungsbeispiel der Figur 1 ist erfindungsgemäß zwischen die zusammengeschalteten
Signalausgänge der Kompara toren und den Signaleingang der Anzeigevorrichtung eine
als Impulsbreiten-Detektor wirkende dritte Logikshaitung 3 zwischengeschaltet.
Mit
Hilfe dieses Impulsbreiten-Detektors werden solche Fehlersignale der vier Komparatoren,
die auf nur surzzaitige (iber- bzw. Unterschreitungen der zorgegesenen ELef3renzspannungen
infolge von zufälligen Störeinflüssen zurückzuführen sind, unterdrückt und nur solche
Fehlersignale, die oberhalb einer vorgegebenen Nindestdauer liegen und damit auf
energiereichere Spannungseinbrüche oder -überschreitungen infolga eines defekten
Generators hindeuten, zur Anzeige an die hnzeigevorrichtung 4 weitergeleitet. Wenn
derartige Störeinflüsse nicht existieren oder auf andere Weise ferngehalten werden,
dann könnte diese dritte Logikschaltung entfallen. Im Ausführungsbeispiel besteht
die dritte Logikschaltung 3 aus einer Monoflop-Schaltung 33 und einem Nand-Gatter
32, die in ihren Einzelheiten nicht weiter dargestellt sind, weil sie dem Fachmann
bekannt sind. Für die Monoflop-Schaltung geeignete Schaltkreise werden beispielsweise
von der Firma RCA unter der Rezeichnung CD 4047 oder von der Firma Motorola unter
der Beeichnung NO 14528 angeboten. Geeignete Nand-Gatter werden z.3. von der Firma
RCA unter der i3ezeichnung CD 4011 vertrieben. Um zu kurze Fehlersignale zu unterdrücken,
ist das Nand-Gatter 32 mit seinem einen Signaleingang mit dem Signalausgang und
mit seinem anderen Signaleingang mit dem Signaleingang der Monoflop-Schaltung 33,
der gleichzeitig den Signaleingang 31 der dritten Logikschaltung 3 bildet, verbunden.
Der Signalausgang des Nand-Gattsrs 32 bildet den Signalausgang der dritten Logikschaltung
und steht mit der Anzeigevorrichtung 4 in Verbindung.
-
In den Figuren 3 und 4 ist die Funktionsweise der dritten Logikschaltung
3 erkennbar. Im linken Teil der Figur 3 ist nochmal die dritte Logikschaltung dargestellt,
wobei die beiden Signaleingänge des Nand-Gatters 32 mit 1 und 2 und der Signalausgang
des Nand-Gatters mit 3 beziffert sind. Im rechten Teil der Figur 3 ist eine sogenannte
Wahrheitstabelle gezeigt, aus der erkennbar ist, wann und wie sich das am Signalausgang
3 anstehende Ausgangssignal des Nand-Gatters ändert. Man erkennt, daß bei dem im
Ausführungsbeispiel gewählten Nand-Gattertyp
am Signalausgang 3
nur dann ein "low"-Signal ansteht, wenn an beiden Signaleingängen ein "high"-Signal
ansteht. In allen anderen Betriebsfällen liegt am Signalausgang ein ''high''-Signa1.
-
Diese Tatsache wird zu Unterdrückung der kurzzeitigen Fehlersignale
der vier Komparatoren ausgenutzt. In Figur 4 ist zur Erläuterung der Funktionsweise
der dritten Logikschaltung im linken Teil der Fall eines unterdrückten und im rechten
Teil der Fall eines weitergeleiteten Fehlersignals dargestellt. 3ei dieser Darstellung
ist davon ausgegangen worden, daß die von den vier Komparatoren kommenden Fehlersignale
als "high"-Signale geliefert werden, wo hingegen am Ausgang der Monoflop-Schaltung
33 während der sogenannten Monoflopzeit -d.h. der Zeit, während der er aufgrund
eines zugeführten Eingangssignales seinen Schaltzustand geändert hält- ein "low"-Sid
l ansteht. Dargestellt sind untereinander ein von den vier Komparatoren kommendes
Fehlersignal, welches am Signaleingang 31 der dritten Logikschaltung 3 ansteht,
das Ausgangssignal der Monoflop-Schaltung 33 und das Ausgangssignal des Nand-Gatters
32. las am Signaleingang 31 anstehende Fehlersingal wird sowohl dem Signaleingang
der Monoflop-Schaltung 33 als auch dem Signaleingang 2 des Nand-Gatters 32 zugeführt.
Man erkennt, daß bei den im linken Teil der Figur 4 vorausgesetzten und gezeigten
Verhältnissen zu keiner Zeit an den beiden Signaleingängen des Nand-Gatters 32 "high"-Signale
anstehen. Daher bleibt das am Signalausgang 3 anstehende "high"-Ausgangssignal erhalten;
das der dritten Logikschaltung 3 zugeführte Fehirsignal wird -da es zu kurz ist-
unterdrückt und nicht weitergeleitet. Im rechten Teil der Figur 4 ist dagegen ein
Fehlersignal angenommen worden, das länger -nämlich länger als die Monoflopzeit-
ansteht. In diesem Falle wird eine Zeit lang, nämlich von t5 bis t2, sowohl dem
Signaleingang 1 als auch dem Signaleingang 2 des Nand-Gatters ein "high"-Signal
zugeführt. Während dieser Zeit t5 bis t2 findet eine Änderung des Ausgangssignales
des Nand-Gatters statt, welches als Fehlersignal durch die Anzeigevorrichtung 4
zur
Anzeige gebracht wird. Im rechten Teil der Figur 4 sind der Anfang des Fehlersignals
mit t1 und das Ende mit t2 bezeichnet worden, um zu verdeutlichen, daß es sich hisrbei
umden in Filz2 eingetragenen Zeitb'a:reich handeln könnte.
-
Im Ausführungsbeispiel ist der Signalausgang der dritten Logikschaltung
3 nicht direkt, sondern unter Zwischenschaltung einer Flip-Flop-Schaltung9 mit dem
Signaleingang der Anzeigevorrichtung 4 verbunden. Diese JK-Flip-Flop-Schaltung 9
steht in bekannter Weise mit einem Clock-Generator 91 hoher Frequenz und einem Reset-Generator
92 niedriger Frequenz in Verbindung.
-
Einzelheiten dieser Schaltungsglieder sind -da sie dem Fachmann ebenfalls
bekannt sind- nicht weiter dargestellt. Die Funktionsweise einer solchen Schaltungsanordnung
ist bekanntlich die, daß das dem Signaleingang der Flip-Flop-Schaltung zugeführt
Signal im Takte der Frequenz des Clock-Generators zum Signalausgang der Flip-Flop-Schaltung
weitergeschaltet und das am Ausgang anstehende Ausgangssignal im Takte der Frequenz
des Re set-Generators gelöscht wird. Auf die in Figur 1 gezeigte Prüfvorrichtung
bezogen bedeutet das, daß der Clock-Generator 91 der Flip-Flop-Schaltung für eine
ständige Abfrage des Ausgangssignals der dritten Logikschaltung sorgt. Falls also
.in Fehlersignal, unter Zugrundelegung der in Figur 3 und 4 gezeigten Verhältnisse
also ein "low"-Signal ansteht, so wird dieses Fehlersignal im Takt der Clock-Frequenz,
die beispielsweise mehr als 100 kHz betragen kann, in der Anzeigevorrichtung 4 zur
Anzeige gebracht. Dort bleibt es solange erhalten, bis der Reset-Generator 92, der
beispielsweise mit einer Frequenz von nur 2 oder 3 Hz arbeiten kann, das Ergebnis
wieder löscht.
-
Da der Clock-Generator 91 mit einer sehr viel höheren Frequenz arbeitet
als der Reset-Generator 92, fragt der Clock-Generator unmittelbar nach dem Löschen
des Ergebnisses wieder das Ausgangssignal der dritten Logikschaltung 3 ab. Falls
dort also
weiterhin oder schon wieder ein Fehlersignal, d.h. ein
"low"-Signal, anliegt, wird dieses sofort wieder in der Anseigevorrichtung 4 zur
Anzeige gebracht. Durch das Zwischenschalten dieser Flip-Flop-Anordnung werden zufälli6e
Fehler n der Generatoreinheit, die -wodurch auch immer bedingt- nur einmalig auftreten,
zwangsweise aus der Anzeigevorrichtung entfernt, so daß tatsächlich nur ständig
vorhandene und wirkliche Fehler innerhalb der Generatoreinheit bleibend zur Anzeige
kommen.
-
Wie bereits ausgeführt wurde, sind die in dieser Anordnung einsetzbaren
Flip-Flop-Schaltungen, Re set- und Clock-Generatoren an sich bekannt. Nur der Vollständigkeit
halber sei darauf hingewiesen, daß beispielsweise die Firma RCA unter der Bezeichnung
CD 4027 geeignete Flip-Flop-Schaltungen anbietet.
-
Der Clock-Generator und der Reset-Generator könnte beispielsweise
wie in Figur 5 schematisch angedeutet, aus zwei Invertern 911, 912, zwei Ohmschen
Widerständen 913, 914 sowie einem Kondensator 917 aufgebaut werden, wobei durch
die Bemessung der Widerstände und des Kondensators die Frequenz des Generators bestimmt
wird.
-
In den Figuren sind zur Erläuterung der Erfindung jeweils ganz bestimmte
Schaltungselemente und Spannungsverläufe angenommen worden. Es versteht sich, daß
die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Insbesondere spielt also beispielsweise
die Technologie der eingesetzten logischen Bauelemente keine Rolle; entscheidend
ist jeweils lediglich ihre Funktionsweise.
-
Auch die in den Ausführungsbeispielen gewählten Pegel sind nicht
zwingend. Sieyörmen -selbstverståndlich unter Berück-I sichtigung der übrigen Schaltungsglieder-
auch invertiert sein. Ebenso versteht es sich, daß die Ausgänge der zusammengeschalteten
Signalausgänge der Komparatoren voneinander -z.B.
-
durch Dioden- entkoppelt sein müssen, um sich gegenseitig nicht zu
beeinflussen.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Figur 6 noch das Prinzipschaltbild
eines üblichen Drehstromgenerators und seina schaltungsmäßige Lage innerhalb des
Bordnetzes des Kraftfahrzeuges dargestellt, wobei der die Erregerwicklung G und
die dreiphasige Ständerwicklung U, V, W aufweisende eigentliche Drehstromgenerator
-wie dargestellt- üblicherweise mit dem Erregergleichrichter ED und dem Bauptgleichrichter
GD zu einer iE3auei2lheit 41 zusammengefaßt ist. Es ist auch möglich und in letzter
Zeit vielfach üblich, den in Figur 6 getrennt dargestellten Regler 42 in diese Baueinheit
mit einzubeziehen. Die Rordbatterie ist mit 43, der Zündschalter mit 44 und die
Ladekontrollampe mit 45 beziffert.
-
.Ausgehend von der Erkenntnis, daß nahezu sämtliche in der Generatoreinheit
auftretende Fehler - unabhängig von ihrem Ort- sich im Verlauf der an der D+-Elemme
des Generators auftretenden gleichgerichteten Spannung bemerkbar machen, wird die
erfindungsgemäße Prüfvorrichtung an die D+-Elemme des Generators angeschlossen.
-
L e e r s e i t e