DE2551683C3 - Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren - Google Patents
Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Vorrichtungen zur Durchführung der VerfahrenInfo
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- DE2551683C3 DE2551683C3 DE19752551683 DE2551683A DE2551683C3 DE 2551683 C3 DE2551683 C3 DE 2551683C3 DE 19752551683 DE19752551683 DE 19752551683 DE 2551683 A DE2551683 A DE 2551683A DE 2551683 C3 DE2551683 C3 DE 2551683C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren
mit nachgeschaltetem Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt
sind und im eingebauten und angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine
des Kraftfahrzeugs angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleichstromanteil zusätzlich
enthaltene Oberwellenanteil ausgewertet wird.
Die Verwendung von Drehstromgeneratoren zur Erzeugung der Bordnetzspannung bei Kraftfahrzeugen
hat sich in letzter Zeit zunehmend durchgesetzt, da Drehstromgeneratoren schon bei geringen Drehzahlen
in der Lage sind, ein so ausreichendes Loistungsniveau
anzubieten, daß, insbesondere im Winterbetrieb und bei einer Vielzahl angeschlossener Verbraucher nicht auf
die in der Batterie gespeicherte Energie zurückgegriffen zu werden braucht.
Allerdings stellt die Überprüfung solcher Drehstromgeneratoren auf Funktionstüchtigkeit ein erhebliches
Problem dar, da bisher eine genaue Analyse des Drehstromgenerators nur dann durchgeführt werden
kann, wenn der Generator aus dem Fahrzeug ausgebaut und auf einen Prüfstand montiert wird.
Tatsächlich läßt sich, wie weiter unten noch genauer erläutert wird, aus der Leistungsabgabe einer Drehstrommaschine
selbst nicht mit ausreichender Genauigkeit auf ihre Funkiionsfähigkeit riickschlieCLn, denn
auch ein teilweise defekter Drehstromgenerator, beispielsweise bei Ausfall einer seiner Gleichrichterdioden,
ist noch in der Lage, im Normalfall eine für die Versorgung des Kraftfahrzeugs ausreichende Leistung
abzugeben, so daß sich das Versagen des Drehstromgenerators gerade dann bemerkbar machen kann, wenn
dieser am notwendigsten benötigt wird, etwa wenn sehr viele Verbraucher eingesetzt werden müssen.
Andererseits ist eine Überprüfung des Drehstromgenerators
im Kraftfahrzeug im eingebauten Zustand mit anderen Schwierigkeiten verbunden, da der
Drehstromgenerator beispielsweise nicht von der Batterie abgeklemmt werden darf, um nicht über eine /u
hohe Generatorlccrlaufspannung die Gleichrichter- und Erregerdioden zu gefährden.
In der nichl vorveröffentlichten DE-OS 25 49 037
wird ein Verfahren zum Erkennen von fehlerhaften Kraftfahrzeug-Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter im eingebauten Zustand vorge schlagen, welches darin besteht, daß zwar eine
Auswertung des Oberwellenanteils in der vom zt überprüfenden Drehstromgenerator abgegebener
Spannung vorgenommen wird, jedoch dadurch, daß vier
sind und eine Fehleranzeige dann erfolgt, wenn auch nur einer dieser Vergleicher eine Abweichung seiner
Eingangsspannungen von vorgegebenen Referenzspannungen feststellt. Zwei ersten Vergleichern sind dabei
konstante obere und untere maximale Bezugsspannungen (obere und untere bezogen auf einen Obcrweüig·
keits-Toleranzbereich der Drehstromgenerator-Ausgangsspannung)
zugeführt. Den zwei anderen Vergleichern we «en variable obere und untere Referenzspannungen
zugeführt, die jeweils um eine dem halben Oberwelligkeits-Toleranzbcreich entsprechender
Spannung oberhalb bzw. unterhalb lies Mittelwertes der gleichgerichteten Drehstromgenerator-Spannung liegen.
Es gelingt so, einen Amplitudenvergleich der abgegebenen Drehstromgenerator-Ausgangsspannung
vorzunehmen, wobei zwei unterschiedliche, obere und unter Amplitudenbänder vorgesehen sind, innerhalb
denen analog eine Messung der Amplitude de: Oberwcllenanteils des Drehstromgenerator-Ausgangssignals
vorgenommen wird.
Die vorgeschlagene Schaltung stellt darauf ab, daß ein auf diese Weise durchgeführtes analoges Meßverfahren
einer schnellen Amplitudenmessung der Spannung des Oberwellenanteils in der Lage ist, Spannungssprünge
oder überhöhte Halbwellenanteile des Oberwellengehalts der Drehstromgenerator-Ausgangsspannung zu
erfassen, von denen angenommen wird, daß sich hierdurch auf einen Fehler im Drehstromgenerator
rückschließen läßt.
Da nicht auf die eigentlich vom zu überprüfenden Drehstromgenerator abgegebene Kurvenform bzw.
dessen Frequenz im Oberwellcnsignal abgestellt wird,
sondern Amplitudenmessungen innerhalb vorgegebener Bandbreiten vorgenommen werden, können sich
Meßfehler einschleichen, die bei Amplitudenmessungen auf analoger Basis stets vorkommt.
Nachteilig ist darüberhinaus, daß bei der notwendigen
Mittelwertbildung der zu ermittelnde Fehler an dieser Mittelwertbildung selbst teilnimmt, so daß sich insofern
schon eine fehlerbehaftete Mittelwertbildung der erfaßten und auszuwertenden Generatorausgangsspannung
ergibt. Je größer der Fehler bei der Sparmungsüberhöhung ist, um so stärker wird auch der Mittelwert
der erfaßten Spannung in Richtung der Fehlerabweichung tendieren und verschoben werden, so daß
insbesondere dann, wenn eine starke Verzerrung durch Fehlereinflüsse auftritt, dieser Fehler unter Umständen
gar nicht mehr erfaßbar ist.
Im übrigen ist es bei dem vorgeschlagenen Verfahren
nicht möglich, die wesentlichen Fehlerquellen eines Drehstromgenerators zu erfassen und gegebenenfalls
auch zu identifizieren, da lediglich auf das Vorhandensein von kurzzeitigen Spannungsüberhöhungen oder
Peaks in der auszumessenden Drehstronigenerator-Spannung
abgestellt wird. Bestimmte Fehler können sich aber ohne weiteres dadurch äußern, daß sich eine
sinusförmige, um einen Mittelwert schwingende Spannung ergibt, die dann nicht erfaßbar ist.
Da sich bei einem Drehstromgenerator eine Vielzahl von möglichen Fehlerquellen ergibt, wie weiter unten
noch anhand der Fig. 3 erläutert wird, ist das vorgeschlagene Verfahren, welches Fehler dadurch zu
ermitteln versucht, daß die Drehstromgenerator-Spannung einem einheitlichen Amplituden-Bewertungsmaßstab
unterworfen wird, nicht genau und präzise genug.
Das Ausmaß des Oberwellcnanteils als Hinweis auf die Funktionsbereitschaft eines Drehstromgenerators
auch bekannt aus der US-PS 6 29 704. Bei der bekannten Schaltung zur Drehstrom-Funktionsüberprüfung
wird das Wechselspannungs-Oberwellensignal analog verstärkt und bewirkt bei ausreichender Höhe
(Normalfunktion) das Aufleuchten einer Anzeigelampe. Durch Änderungen im Verstärkungsverhalten —
beispielsweise Veränderung der Rückkopplung oder Parallelschalten von Widerständen — soll auf die
Verstärkung eines fehlerhaften Oberwellensignals, wenn Gleichrichtdioden ausgefallen oder kurzgeschlossen
sind, so eingewirkt werden, daß dann die gleiche oder ei .e andere Anzeigelampe wiederum aufleuchtet.
Das aus dieser US-PS 36 29 704 bekannte Testgerät ist auch dazu geeignet, durch Messung der Feldspannung
die ordnungsgemäße Funktion des dem Drehstromgenerator zugeordneten Reglers zu überprüfen. Da auch
bei diesem bekannten Testgerät nicht auf die eigentlich vom zu überprüfenden Drehstromgenerator abgegebene
Kurvenform bzw. auf die Frequenz des Oberwellensignals unmittelbar abgestellt wird, sondern analoge
Amplituden-Vergleichsmessungen durchgeführt werden, ergeben sich die gleichen Unterschiede zur
Erfindung und die gleichen Nachteile wie bei dem eingangs erwähnten, vorgeschlagenen Verfahren, wobei
jedoch die Exaktheit der Meßergebnisse noch geringer sein dürfte, da nicht mit vorgegebenen Schwellenwerten
gearbeitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung
von Drehstromgeneratoren bei Kraftfahrzeugen zu schaffen, die eine schnelle und präzise Funktionsüberprüfung des Drehstromgenerators auch von ungeübten
Hilfskräften ermöglichen, wobei die Überprüfung im eingebauten Zustand und bei angeschlossener
Batterie erfolgt und jede mögliche Art eines Fehlers bei einem Drehstromgene·..tor sicher erfaßt wird, auch
solche Fehler, die sich nur in einem sehr geringen Leistungsabfall äußern, beispielsweise wenn eine Erregerdiode
unterbrochen ist.
Diese Aufgabe löst die Erfindung, die von dem eingangs genannten Verfahren ausgeht, erfindungsgemäß
jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 5.
Erfindungsgemäße Vorrichtungen, die zur Durchführung der einzelnen Verfahren geeignet sind, gehen
gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 13, 15, 16, 17 und 20 aus von einer Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung
von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaitetem Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen
eingesetzt sind und im eingebauten und angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei hei
von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im
> GleichNiromunicil zusätzlich enthaltene Oberwellenanteil
ausgewertet wird und bestehen erfindungsgemäß jeweils aus den im Kennzeichen der Unteransprüche 13,
15, 16, 17 sowie 20 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung eignet sich besonders zur Überprüfung
ι» von Drehstromgeneratoren im eingebauten Zustand, da
an dem Kraftfahrzeug nichts verändert zu werden braucht und im einfachsten Fall lediglich eine Verbindung
mit den Batterieanschlußklemmen herzustellen ist, wodurch dann, gegebenenfalls unter Verwendung von
l« weiter unten noch genauer zu erläuternden Systemen
und Schaltungen, eine eindeutige Aussage über den Zustand des Generators gewonnen werden kann.
Besonders vorteilhaft ist, daß die Erfindung eindeuti-
rra Πιηηη/«ταοη·ΓΛΐιβι/1ιιηπηη Ko-ji Vrtlis* Vt si or Art /"lot-
2i) Fehlerquelle ermöglicht, so daß kostensparend beispielsweise
nur bestimmte Teile oder Dioden eines überprüften Drehstromgenerators ersetzt zu werden
braucht.
Besonders vorteilhaft ist, daß die Erfindung ver-
Besonders vorteilhaft ist, daß die Erfindung ver-
.'< gleichsweise störunanfällig arbeitet und erst nach
wiederholter, im Grunde digitaler Auswertung des Oberwellengehalts der abgegebenen Drehstromgenerator-Spannung
eine Fehleranzeige vornimmt. Im Gegen-_ satz hierzu ist das eingangs beschriebene, der DE-OS
j» 25 49 037 entsprechende System wesentlich störanfälliger,
denn ein einziger Spannungssprung oder Peak in der Oberwellenspannung, gleichgültig von wo er
stammt, bringt die Komparatoren zum Ansprechen. Andererseits treten aber Spannungssprünge im Bordes
ne:z eines Kraftfahrzeugs, insbesondere wenn der Drehstromgenerator im eingebauten Zustand und daher
bei laufendem Motor überprüft wird, sehr häufig auf.
Ein weiterer Vorteil vorliegender Erfindung ist die Unabhängigkeit von der jeweiligen Generatorbelastung,
die für jedes Kraftfahrzeug auch unterschiedlich sein kann. Es ist daher nicht erforderlich, bei der
Überprüfung gleiche Belastungszustände von außen einzustellen. Dies ist auch sehr schwierig, da die Batterie
einen unterschiedlichen Ladezustand aufweisen und der Regler bei geringfügig unterschiedlichen Daten arbeiten
kann. Trotz dieser an sich ungünstigen Priifbedingungen von Drehstromgeneratoren im eingebauten Zustand bei
Kraftfahrzeugen gelingt es der Erfindung, eine schnelle und sichere Diagnose durchzuführen.
mi Lediglich zur umfassenden Information seien im
folgenden noch einige andere Möglichkeiten aufgeführt, die gegebenenfalls eine Überprüfung von Drehstromgeneratoren
bei Kraftfahrzeugen ermöglichen. So kann beispielsweise eine Leistungsmessung des Drehstromgenerators
dadurch erfolgen, daß man die Generatorausgangsleistung über Gleichstromzangen abgreift und
einer Messung zuführt; eine solche Messung müßte jedoch drehzahlbezogen sein und kann schon deshalb
keine zuverlässige Aussage liefern, da bei der Leistungs-
(J) überprüfung reproduzierbare Generatorbelastungen im
eingebauten Zustand nur schwer wegen der weiter vorn schon erwähnten unterschiedlichen Betriebszustände
realisiert werden können.
Womöglich noch ungenauer ist eine Beurteilung des Drehstromgenerators über sein Erwärmungsverhalten,
wobei beispielsweise die Erwärmung der in Verbindung mit dem Drehstromgenerator eingesetzten Dioden
abgetastet werden könnte; dies ist jedoch auch deshalb
undurchführbar, da bei neueren Generatoren die Dioden nicht mehr von außen ohne weiteres zugänglich
sind.
Schließlich läßt sich eine grobe Überprüfung des Drehstromgenerators auf Funktionstüchtigkeit auch
durch Beurteilung der Helligkeit des Kontroll-Lampensignals vornehmen, diese Beurteilung kann optisch oder
elektrisch durchgeführt werden. Durch die Vielfalt der
jeweils verwendeten Systeme, der Art der Kontrollampen und insbesondere aufgrund des Umstandes, daß auf
diese Weise nicht sämtliche Fehler eines Drehstromgenerators erkannt werden können, scheitert auch hier
eine Diagnose, insbesondere wenn diese automatisiert durchgeführt werden soll.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren nach verfahrensmäßigen Abläufen, Aufbau und Wirkungsweise
von hierzu geeigneten Vorrichtungen und jeweiligen Vorteilen im einzelnen näher erläutert, wobei
weitere Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen beschrieben sind. Bei der Zeichnung zeigen die
Fig. la und Ib in schematischer Schaltungsdsrstellung
den Aufbau von zwei möglichen Arten von vorzugsweise bei Kraftfahrzeugen verwendeten Drehstromgeneratoren,
F i g. 2 Leistungskennlinien bei intakter Maschine und bei Drehstromgeneratoren mit unterschiedlichen Fehlern,
die
Fig. 3a bis 3j zeigen in qualitativer Darstellung
Kurvenverläufe von Generatorausgangswechselspannungen (Oberwellenantei!) bei verschiedenen Generatorfehlern,
die
F i g. 4a und 4b zeigen mögliche Ausgestaltungen für bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen verwendete
Regelvsrstärker.die
F i g. 5a bis 5b zeigen Aufbau und Frequenzverhalten einer Bandpaßanordnung zur Störunterdrückung, die
bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Oberwellenanaiyse eingesetzt wird,
Fig.6 zeigt in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung des oberwellenbehafteten
Ausgangssignals des Drehstromgenerators in ein entsprechendes, lediglich die Welligkeit repräsentierendes
Rechteckausgangssignal, die
Fig. 7a bis 7c zeigen jeweils die Oberwelle eines Generators bei drei verschiedenen Betriebszuständen
und das zugeordnete, aus dieser Oberwelle entwickelte Rechtecksignal, die
Fig.8 zeigt eir· erstes Ausführungsbeispiel zur
Oberwellenanalyse eine.' Drehstromgenerator-Ausgangsspannung zur Funktionsüberprüfung nach einem
Frequenzmeßverfahren und vergleicht mit einem von der Brennkraftmaschine abgeleiteten Drehzahlsignal,
F i g. 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung entsprechend einem
weiteren Verfahren, bei welchem ein direkter Vergleich des an der Batterieklemme abgegriffenen Signals mit
einem Signal durchgeführt wird, welches an einer mit D bezeichneten Klemme (Erregerspannung für die Erregerwicklung),
abgegriffen wird,
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Funktionsüberprüfung eines Drehstromgenerators entsprechend
einem Verfahren, bei dem eine Impulsausfallerkennung durchgeführt wird,
F i g. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Funktionsüberprüfung
eines Drehstromgenerators unter Verwendung einer Testschaltung, die mit einem Phasenregelkreis
arbeitet,
Fig. 12 zeigt schließlich ein letztes Ausführungsbei
IO
spiel, bei welchem nach einem Ver7ögerungsverfahren
mit Analogspeicher bearbeitet wird,
Fig. 13 gibt die bei diesem Verfahren bei intaktem und gestörtem Generator entstehenden Spannungsvcrlaufe
an, während
Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel für die mögliche Realisierung einer Verzögerungsschaltung für Analogsignale
angibt, einmal in schematischer Darstellung und einmal einen realisierbaren Schaltungsaufbau hierfür.
in Bevor auf die möglichen Diainosevcrfahrcn zur
Feststellung eines Fehlers bei e;iem Drehstromgenerator
genauer eingegangen wird, ( scheint es zweckmäßig zu sein, anhand der Darstellun. en der Fig. la und Ib
sowie der Fig. 2 den grundsätzlichen Aufbau und die
ι? Leistungskennlinien von Drehstromgeneratoren vorab zu untersuchen.
Fig. 1 zeigt einen Drehstromgenerator, wie er heute
weit verbreitet ist: der Generator ist mit dem Bezueszeichen 1 versehen und umfaßt in vereinfachter
2(i Darstellung eine Erregerwicklung 2 sowie drei Feldwicklungen
4, die sternarth' angeordnet einen gemeinsamen Verbindungspunkt aufweisen und mit ihren
anderen Anschlüssen zur Gleichrichtung der in ihnen erzeugten Wechselspannung über gleichrichtende sögenannte
Plusdioden 5 mit dem Anschlußpunkt Sund über gleichrichtende Minusdioden 6 an Masse liegen. Der
Scha'tungspunkt B ist gleichzeitig der Anschlußpunla für die Batterie 7; die Leitung 8 führt weiter zu den
jeweils an die Lichtmaschine angeschlossenen Verbrau·
in ehern, wenn es sich um einen Drehstromgenerator bei
einem Kraftfahrzeug handelt. Das in Fig. la gezeigte Ausführungsbeispiel verfügt noch über drei sogenannte
Erregerdioden 9, die ebenfalls mit den äußeren Anschlüssen der Feldwicklungen 4 verbunden sind und
3> einen Schaltungspunktanschluß D bilden, der einmal
über einen Regler 10 mit dem Anschlußpunkt DFfür die
Erregerwicklung 2 verbunden ist, andererseits über eine Kontrollampe Il am Zündschalter ZS liegt, der die
Leitung 12, die zur Zündung weiterführt, mit dem
4(1 Batterieanschlußpunkt B verbindet, wenn das Kraftfahrzeug
in Betrieb genommen wird. Wie ersichtlich erlischt die mit ihrem anderen Anschlußpunkt über die
Erregerwicklung 2 an Masse gelegte Kontrollampe 11 dann, wenn die von den Erregerdioden 9 anodenseitig
4S abgegebene Spannung gleich ist der Batterieklemmenspannung,
d. h. der Spannung am Anschlußpunkt B.
Bei einer anderen, in der Darstellung der Fig. Ib gezeigten Ausführungsform eines Drehstromgenerators
sind keine Erregerdioden .9 vorgesehen, so daß der
5„ Schaltungspunkt D wegfällt; die Erregerwicklung 2
erhält ihre Spannung über den Regler 10 von dem im Betriebsfall geschlossenen Zündschalter ZS von der
Batterieklemme B, wobei eine Ladekontrolle dadurch gewonnen wird, daß zwischen dem Schaltungspunkt B
<5 und dem Batterieanschlußpunkt Bein Amperemeter 13
geschaltet ist
Bei dem Ausführungsbeispie! der Fig. la sind
normalerweise der Schaltungspunkt B und der Schaltungspunkt D auch bei eingebautem und angeschlosse-
w) nem Drehstromgenerator von außen zugänglich, bei
dem Ausführungsbeispiel der Fi g. Ib ist auf jeden Fall
der Schallungspunkt ßvon außen zugänglich.
Der Darstellung der Fig.2 lassen sich für einen intakten Drehstromgenerator und für Drehstromgencratoren
mit unterschiedlichen Fehlern Verläufe von Leistungskenniinien entnehmen, nämlich jeweils den
von dem Drehstromgenerator abgegebenen Strom über der Drehzahl- An dieser Stelle sei darauf hingewiesen.
daß auf Grund einer üblicherweise vorhandenen Übersetzung der jeweilige Drehstromgenerator bei
einem Kraftfahrzeug mit doppelter Drehzahl, bezogen auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine selbst, läuft.
Im Diagramm der Fig. 2 sind insgesamt neun
verschiedene Fälle für mögliche Fehlerquellen eines Drehstromgenerators aufgeführt, die in der nachfolgenden
kleinen Tabelle angegeben sind:
a) Einwandfreie Maschine,
b) Plusdioiie 5 Unterbrechung,
c) Minusdiode 6 Unterbrechung,
d) Erregerdiode 9 Unterbrechung,
e) Plusdiode 5 Kurzschluß,
f) Minusdiode 6 Kurzschluß,
g) Erregerdiod; 9 Kurzschluß,
h) Unterbrechung einer Phase,
j) Kurzschluß einer Phase.
h) Unterbrechung einer Phase,
j) Kurzschluß einer Phase.
Diese Leistungskennlinien zeigen, daß für eine ganze
Anzahl von Fehlern, nämlich etwa für einen Bereich, in
welchem der Drehstromgenerator noch etwa 20 Ampere abzveben imstande ist, obwohl be: ihm ein
Fehler vorliegt, dieser Fehler möglicherweise gar nicht bemerkt wird, bis schließlich bei einer erhöhten
Leistungsanforderung der Ausfall des Drehstromgenerators um so nachdrücklicher in Erscheinung tritt.
Der Darstellung der Fig.3 lassen sich schließlich
noch für die in F i g. 2 angegebenen Leistungskennlinien die jeweiligen Oberwellenvcrläufe (Wechselspannungsanteil
der Batterieladespannung) jeweils am Batterieanschlußpunkt B bzw. am normalerweise ebenfalls
zugänglichen Schaltungspunkt DaIs Spannungsausgang der Erregerdioden 9 entnehmen. Die Spannungsverläufe
der F i g. 3, die insgesamt ebenfalls die Fälle a) bis j) unterscheiden, entsprechen den mit den gleichen
kleinen Buchstaben angegebenen Leistungskennlinienveriäufen der F i g. 2. Die Spannungsverläufe der F i g. 3
zeigen im wesentlichen lediglich die Welligkeit des Drehstromgeneratorausgangssignals am Schaltungs-P'jnkt
B oder Schaltungspunkt D, wobei in der linken Spalte die Spannung Ug am Schaltungspunkt B und in
der rechten Spalte die Spannung Uo für den Schaltungspunkt Dangegeben ist
Die Spannungsverläufe der Fig.3 zeigen, daß
erhebliche Unterschiede bei den verschiedenen Fehlern auftreten; insbesondere zeigt der Spannungsverlauf der
F i g. 3d. daß lediglich durch Betrachtung der Wechselspannungssignale, d.h. des Oberwellengehalts der
Spannung Ua am AnschluDpunkt B in erster Näherung nicht erkannt werden kann, ob eine Erregerdiode
Unterbrechung hat Durch Heranziehung des Signals Ud läßt sich aber auch hier der Fehler eindeutig
diagnostizieren. Für eine automatische Diagnose bedeutet
dies, daß unter Einbeziehung sämtlicher bekannter Generatorsysteme eine vollständige Generatorprüfung
möglich ist durch Beurteilung des Oberwellensignals (entsprechend Spannung Ub) bzw. der Spannung Ud
zusätzlich bei solchen Drehstromgeneratoren, die über die weiter vom schon erwähnten Erregerdiooen 9
verfugen.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei der vorliegenden Erfindung zwar die Möglichkeit besteht, auch qualitativ
eine Aussage über Art des jeweiligen Fehlers zu machen und gegebenenfalls auch noch eine Identifizierung des
fehlerhaften Bauteils zu treffen, die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind jedoch im wesentlichen so
ausgelegt, daß für eine schnelle und funktioneüe Prüfung primär lediglich festgestellt werden soll, ob überhaupt
ein Fehler des Drehstromgenerators vorliegt; dies würde dann, da auf Grund des heutigen Entwicklungsstandes
preiswerter, zu einem vollständigen Austausch des jeweiligen Drehstromgenerators führen.
Allerdings ergeben sich für eine automatische Diagnose, die entsprechend einem grundsätzlichen
erfindungsgemäßen Merkmal in einer Beurteilung des Oberwellenanteils der Generatorausgangsspannung besteht,
Schwierigkeiten, die auf folgende Umstände zurückzuführen sind:
in 1. Je nach Belastung des Drehstromgenerators durch
eine mehr oder weniger gut geladene Batterie, deren Zustand überhaupt sowie durch sonstige
Verbraucher sind sehr unterschiedliche Ampli;;iden des Wechselspannungsanteils der Spannung L/rfzu
erwarten, die in dem Spannungsbercich von einigen Millivolt bis zu Spannungen von 1 Volt und
teilweise mehr liegen.
2. Ohne Festlegung von Drehzahlen und ohne Bezug auf eine Referenzdrehzahl sind die Freniien7verhältnisse
des Oberwellenanteils normalerweise nicht zu beurteilen, allerdings werden im folgenden
auch Ausführungsbeispiele angegeben, die bei einer Diagnose auch ohne eine Bezugsfrequenz auskommen.
3. Neben dem auf den Drehstromgenerator zurückgehenden Oberwellenanteil enthält die Spannung am
Schaltungspunkt B noch den Störanteil durch die Zündung, was zu einigen Pjroblemen führen kann,
außerdem macht sich das Schaltverhalten des Reglers 10 auf das Spannungssignal Lfobemerkbar.
Es ist weiter vorn schon ausgeführt worden, daß aus ökonomischen Gründen lediglich eine allgemeine
Funktionsprüfung angestrebt werden sollte, wobei zweckmäßigerweise bei einem automatischen Werkstattgerät
mid er angeschlossenen Batterie des Kraftfahrzeugs als Versorgungsspannungsquelle gearbeitet
wird und wobei für die Messung der Sapnnung Ub
lediglich zwei Zuführungsleitungen benötigt werden, die beispielsweise mit den Batterieklemmen zu verbinden
sind.
Bevor im einzelnen auf die jeweiligen Diagnoseverfahren eingegangen wird, sollen zunächst anhand der
Fig.4a, 4b und der Fig.5a bis 5c zwei Schaltungen
besprochen werden, die bei sämtlichen- Ausführunt^beispielen
Verwendung finden können und die im wesentlichen der Signalaufbereitung dienen.
Zum Ausgleich der unterschiedlichen Spannungsamplituden durch die veränderbare Drehstromgeneratorbelastung
ist ein Regelverstärker vorgesehen, dem 5i, eingangsmäßig die Spannung Ub (bzw. Ud) zugeführt
wird und der ausgangsmäßig ein ausschließlich den Oberwellenanteil darstellendes Signal erzeugt, welches
auf eine bestimmte gegebene Spannungsamplitude normiert ist, & h. welches von den weiter vorn
erwähnten, von Drehstromgenerator zu Drehstromgenerator
schwankenden Oberwelleneingangsamplituden unabhängig ist.
In Fig.4a ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Regelverstärkers 20 gezeigt, dessen Eingangsklemme w, 21 mit Masse und dessen Eingangsklemme 22 mit
Versorgungsspannungspotential, beispielsweise also mit dem Potential der Batteriespannung verbunden wird.
Der Eingangsklemme 23 wird das zu untersuchende, oberwellenbehaftete Potential zugeführt, welches über
einen Kondensator 24 zur Gleichstromabtrennung und einen Widerstand 25 auf den einen Hauptelektrodenanschluß
26 eines Feldeffekttransistors 27 gelangt, dessen anderer Hauptelektrodenanschluß 28 (entweder drain
oder source) über eine Zenerdiode 29 an Masse liegt.
Der Anschlußpunkt 26 ist über einen Widerstand 30 mit dem einen, hier invertierenden Eingang 31 eines
Operationsverstärkers oder Differenzverstärkers 33 verbunden, dessen anderem, nichtinvertierenden Eingang
ein konsta.ites Potential zugeführt ist. Der Feldeffekttransistor 27 verhält sich wie ein steuerbarer
Widerstand, so daß eine Spannungsteilerschaltung aus dem Widerstand 25 und der Hauptstrecke des
Feldeffekttransistors 27 entsteht, der durch das Potential an seinem Eingang (gate) 33' in seinem
Widerstandswert gesteuert ist.
Zur jeweils richtungsgerechten Steuerung des gate-Potentials
des Feldeffekttransistors 27 ist dem ersten Operationsverstärker 32 ein weiterer Operationsverstärker
33 nachgeschaltet, dem das in seiner Amplitude konstant z\: haltende Ausgangssignal Ua (entspricht
nunmehr einem normierten Oberwellensignal) über Kondensator 34, Gleichrichterkette 35 seinem nicht
invertierenden Eingang 36 zugeführt ist; der invertierende Eingnng des Operationsverstärkers 33 ist mit
einem einstellbaren Konstantpotential von einer Spannungsteilerschaltung 37 versorgt. Das Ausgangss.gnal
des Operationsverstärkers 33 wird über eine Leitung 38 rückgeführt und bildet das Steuersignal für den
Feldeffekttransistor 27. Durch einen solchen Aufbau eines Regelverstärkers 20 erfolgt über den Rückführzweig
eine Nachregelung jeweils dahingehend, daß der ge-vünschte eingestellte Schwellwen der Ausgangsspannung
erzielt wird.
Das Ausführungsbeispiel der F i g. 4b zeigt eingangsmäßig einen unterschiedlichen Aufbau, wobei durch
Zuführung einer geeigneten Regelspannung am Eingang 39 die Diodenkennlinie einer Diode 40 so
gesteuert wird, daß sich ein entsprechend ausgebildetes Regelverhalten ergibt. Die dem Anschluß 39 zugeführte
RegelspannuMg läßt sich in ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 4a gewinnen.
Weiter vorn ist schon darauf hingewiesen worden, daß das zu analysierende Oberwellensignal störspannungsbehaftet
ist; eine Herausfilterung dieser Störspannungen ist geboten, was mit Hilfe einer eine
Bandpaßcharakteristik aufweisenden Schaltung, wie in den Fig.5a bis 5c gezeigt, vorgenommen wird. Zur
Bestimmung der Eigenschaften des Bandpasses sei davon ausgegangen, daß die in Kraftfahrzeugen
normalerweise verwendeten Drehstromgeneratoren 12 Pole aufweisen, so daß sich bei drei Phasen pro
Umdrehung des Generators 36 Oberwellenperioden ergeben; wegen der meist mit doppelter Motordrehzahl
laufenden Generatoren ergeben sich somit 72 Perioden, bezogen auf eine Motorwellenumdrehung. Andererseits
treten bei einer Motorwellenumdrehung je nach der Anzahl der Zylinder 2, 3 oder 4 Zündungsperioden auf,
wenn es sich etwa um einen 4-, 6- oder 8-ZyIindcrmotor handelt. Ein zu überwachender, interessierender Frequenzbereich
bei der Oberwe'lenanalyse erstreckt sich somit, wenn man von Drehz hlen ab 1000 U/min bis
6000 U/mir, ausgeht, von 300 Hz bis 3,6KHz. Eine solche Bandpaßcharakteristik läßt sich am zweckmäßigsten
durch die Hintereinanderschaltung eines Hochpasses mit der Frequenzgrenze von 300 Hz und eines
Tiefpasses mil der Frequenzgrenze von 3,6 KHz realisieren; bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 5a ist
ein an sich bekannter Aufbau eines als aktives Element einen Verstärker 50 umfassenden Hochpasscs 52 mit
der unteren Grenzfrequcnz ig 2 und ein an sich bekannter Aufbau eines Tiefpasses 53 mil einem
zugeordneten aktiven Verstärker 5ί dargestellt. Die
obere Grenzfrequenz fg\ iiegt bei 3,6 KHz. Dei
Hochpaß 52 besteht aus der Reihenschaltung zweiei Kondensatoren 54 und 55, die das Eingangssignal au
den Pluseingang des Differenzverstärkers 50 geben dieser Eingang ist über einen Widerstand 56 an Masse
gelegt; der Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren liegt über einen Widerstand 57 am Ausgang de!
Verstärkers 50, der über eine Verbindungsleitung 5t noch mit dem Minuseingang verbunden ist. An dieser
Hochpaß 52 schließt sich über die Reihenschaltung zweier Widerstände 59 und 60 der Tiefpaß 53 an, dabei
liegt der Pluseingang des Diffrenzverstärkcrs 51 am freien Anschluß des Widerstandes 60, der über einen
Kondensator 61 noch gegen Masse abgeblockt ist. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 59 und 6C
liegt über einen Kondensator 62 am AusgangsanschlufJ
des Operationsverstärkers 51, dessen Minuseinj;an^
ebenfalls mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist. Es ergibt sich dann die in Fi g. 5b dargestellte Dänpfung A
vom HochpaB 52 und Tiefpaß 53 und der Gciamidämpfungsverlauf
/Tin Fig. 5c mit den beiden Grenzfrequenzen
fg 2 und fg\, die zwischen sich der Durchlaßbereich der Schaltung definieren.
Wie eingangs schon erwähnt, strebt die Erfindung Diagnoseverfahren und hierzu geeignete, vorzugsweise
automatisch arbeitende Vorrichtungen an. die Abweichungen im Kurvenverlauf der Spannung Uh und der
dort auftretenden Frequenz von der Norm feststellen und ein Prüfergebnis etwa in folgender Form ausgeben
sollen:
x) Generator in Ordnung bzw.
y) Generator defekt, tauschen.
Dabei ist es bei einigen Ausführungsbeispielen zweckmäßig, das Eingangssignal entsprechend der
Darstellung der Fig.6 nach Durchlaufen des Bandpasses 70 nach Fig. 5a und des Regelverstärkers 71
entsprechend den Schaitungsvarianten der F i g. 4a und 4b noch einer nachgeschalteten Rechteckimpuls-Formerstufe
72 zuzuführen, die in einfacher Weise beispielsweise aus einem Schmitt-Trigger oder einem
sonstigen bekannten Schaltungselement aufgebaut sein kann. Es ergeben sich dann als Rechteckausgangssignal
der Rechteckimpulsformerstufe 72 die Kurvenverläufe der Fig. 7a bis 7c, wobei der obere Kurvenverlauf
jeweils in schematisierter Darstellung den Verlauf der Oberwelle anzeigt, der untere Kurvenverlauf das daraus
gewonnene Rechtecksignal; bei Fig. 7a ist der Drehstromgenerator einwandfrei, bei F i g. 7b weist die
Erregerdiode 9 einen Kurzschluß auf und bei F i g. 7c Iiegt eine Unterbrechung der Minusdiode vor.
Das im folgenden in Fig.8 dargestellte erste Analyseverfahren zur Diagnose auf Grund des Obcrwellenverlaufs
macht von dem Ausgangsrecntecksignal der Schaltung der Fig. 6 Gebrauch und verwendet als
Zeitreferenz ein, beispielsweise mittels eines Drehzahlmessers ermitteltes Drehzahlsignal, Weiter vorn ist
schon ausgeführt worden, daß ein vorgegebenes Verhältnis zwischen Kurbelwellenfrequenz und Ober-Wellenfrequenz
besteht, dieses Verhältnis beläuft sich beispielsweise bei einer Generatorpolzahl von 12 auf
1 : 72. Bei 2000 Umdrehungen/min des Drehstromgenerators muß die zu messende Frequenz, der Oberwelle
2400 Hz betragen; es empfiehlt sich aber zur präziseren Messung eine Frequenzvcrhältnismessung, wozu ein
drchzahlsynchroncs Signal Uk über einen Umschalter
75 zur Einstellung auf die jeweilige Zylinderzahl der Brennkraftmaschine, wenn Uk das Zundsignai ist und
ein nachgeschaltetes Kippglied, beispielsweise einem
Flipflop 76 ein Zähltor 77 steuert, in welches während des geöffneten Zustandes des Zähltors die Impulse des
Oberwellensignals von der Rechteckformerimpulsstufe
72 eingezählt werden. Nach Zählung der aufbereiteten
Oberwellenimpulse mittels eines nachgeschalteten Zählers 78 gelangen diese auf einen Zwischenspeicher 79
und von diesem einmal unmittelbar zur Anzeige an eine Anzeigevorrichtung 80, außerdem auf einen Vergleicher
81, dem ein das Verhältnis von Drehzahlsignal Uk zur
Oberwellenimpulsfrequenz angebender Sollwert über eine Sollwerteinstellschaltung 82 zugeführt ist Der
Vergleicher 81 überprüft das im Zwischenspeicher 79 gespeicherte Zählergebnis 78 für jede Öffnungsperiode
des Zähltors 77, beispielsweise ein einfaches UND-Gatter, und zeigt das Ergebnis an einer weiteren
Anzeigevorrichtung 83 an, der zwei Kontrollampen 84 und 85 zugeordnet sein können, die durch ihr jeweiliges
Aufleuchten einen intakten oder defekten Drehstromgenerator kennzeichnen. Das Frequenzverhältnis von
Obcrüvel'enfrequenz zur Kurbelwe'ienfrequcnz ist drehzahlunabhängig, die Messung läßt sich daher automatisieren, wobei auch die Sollwerteinstellung dadurch
variabel geschaltet werden kann, daß dem Sollwerteinsteller 82 der Sollwert etwa über Programmkarten
eingegeben werden kann, um unterschiedliche Polzahlen oder Motor-Drehstromgenerator-Übersetzungsverhälinisse zu berücksichtigen.
Bei dieser Messung wie bei sämtlichen Messungen, die als Referenzsignal ein Drehzahlsignal verwenden,
kann ein Fehler dadurch auftreten, daß der zum Antrieb des Drehstromgenerators verwendete Keilriemen einen
Schlupf aufweist; eine Prüfung auf präzise Messung kann beispielsweise in solchen Fällen dadurch erfolgen,
daß man während des Meßvorganges durch Einschalten großer Verbraucher die Generatorbelastung erhöht.
Hat der Generator schon vorher Schlupf gehabt, dann wird bei konstant gehaltener Motordrehzahl durch die
hohe Belastung die Generatordrehzahl schnell absinken, so daß sich ein Keilriemenfehler von den nach dieser
Methode festgestellten Generatorfehlern trennen läßt.
Es versteht sich aber, daß ein Keilriemenfehler beispielsweise auch dadurch eliminert werden kann, daß
man ein Drehzahlsignal beispielsweise direkt aus der Umdrehung des Drehstromgenerators selbst ableitet,
indem man etwa durch optische Abtastung eines Punkts am Lüfterflügel ein Drehzahlsignal für den Drehstromgenerator gewinnt; ist dies zu umständlich, kann in einer
weiteren Ausgestaltung dieses Verfahrens auf jeden Fall der Umschalter 75 dann weggelassen werden, wenn
man zur Drehzahlfrequenzmessung eine sogenannten »OT-Impulsgeber« verwendet, der pro Umdrehung der
Brennkraftmaschine einen Impuls liefert. Im Grunde können zur Darstellung des Drehzahlsignals aber
beliebige Möglichkeiten ins Auge gefaßt werden, beispielsweise die in Fig. 8 verwirklichte Möglichkeit
mil Hilfe des Zündungssignals LJ, und einem nachgeschalteten Umschalter. Bei Brennkraftmaschinen mit
selbsttätiger Verbrennung, beispielsweise Dieselmotoren, ist es aber zweckmäßiger, einen solchen oberen
Totpunktgeber zu verwenden.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Diagnoseverfahren zur
Fehlerfeststellung, wobei sich insbesondere auf ein Versagen von Erregerdioden (Erregerdiode — Unterbrechung) zurückführende Fehler diagnostizieren lassen. Bei solchen Fehlern unterscheiden sich, wie die
Kiirvenverläufe der F i g. 3 zeigen, die Signale Ua und
Up beträchtlich voneinander, so daß dann, wenn man
beide Signale, wie in F i g. 9 gezeigt, über entsprechend vorgeschaltete Bandpässe und Regelverstärker 70, 70';
20, 20' einem elektronischen Komparator 90 zuführt, der Komparator bei nichtidentischen Eingangssignalen
eine nachgeschaltete Fehleranzeigevorrichtung 91 so aussteuert, daß entsprechende Kontrollampen 84 und 85
den Zustand des Drehstromgenerators angeben. Die Regelverstärker 20, 20' sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel deshalb erwünscht, da selbst bei einwand-
H) freien Drehstromgeneratoren die Spannungen an der
Batterieklemme und an der Klemme D im Kraftfahrzeug leichte Unterschiede aufweisen können. Die
Messung ist im betrachteten Drehzahlbereich von etwa 1000 bis 6000 Umdrehungen/min drehzahlabhängig,
so daß eine automatisierte Messung möglich ist. Es versteht sich, daß ein solches Meßverfahren nur dann
angewendet werden kann, wenn die Spannung -.Ji der Klemme D der Schaltung nach Fig. la frei zugänglich
ist, bei Generatoren nach Fig. Ib sind andere
2i) Meßverfahren anzuwenden.
Es ist schon mit Bezug auf die Darstellungen der F i g. 7a bis 7c erläutert worden, daß bei konstant
gehaltener und definierter Drehzahl des Drehstromgenerators der Impulsabstand des aus dem Oberwellen-
gehalt abgeleiteten Oberwcllenrechtecksignals konstant ist, siehe F i g. 7a. Tritt ein Generatorfehler auf,
dann fallen einzelne Rechteckimpulse aus und der Impulsabstand vergrößert sich, wie in den Fig. 7b und
7c gezeigt. Diese Änderung des Impulsabstandes wird in
dem mit Bezug auf Fig. 10 beschriebenen Verfahren
und dem dort angegebenen Schaltungsaufbau in der Weise ausgenutzt, daß ein nachtriggerbares monostabiles Kippglied, beispielsweise ein Monoflop 101 verwendet wird, dem an seinem Eingang A das Rechtecksignal
<s zugefürt wird und dessen astabile Standzeit so
eingestellt ist, daß diese größer als eine Periode, jedoch kleiner als zwei Perioden des zugeführten Rcchteck-Oberwellensignals ist. Zweckmäßigerweise ist die
Zeitkonstante t des Monoflops 101, wie in Fig. 10c
4I1 gezeigt, geringfügig größer als die Zeitkonstante to der
Rechtecksignalperiode entsprechend Fig. 10b. Da die Impulse des Rechtecksignals bei einwandfreiem Drehstromgenerator daher in einer engeren Folge dem
Monoflop 101 zugeführt werden, als dies seiner
,, einstellbaren Zeitkonstante entspricht, wird das Monoflop 101 jeweils erneut geträggert, bevor es in seinen
einen Ausgangszustand zurückfallen kann. Es ändert sich daher bei einwandfreiem Drehstromgenerator das
Ausgangssignal am Ausgang Bder Schal'-jig Fig. 10a
y, nicht, da jeweils rechtzeitig eine erneute Triggerung
durch (Me Impulse des Rechtecksignals erfolgt.
Fehlen jedoch inpulse im Rechtecksignal, die auf Generatorfehler zurückzuführen sind, dann hat der
Monoflop 101 Zeit, entsprechend der Fig. 1Oe in seinen
,s ersten Zustand zurückzufallen, so daß sich auch am
Ausgang B ein veränderbares Spannungssignal ergibt, welches als Fehlersignal ausgewertet wird. Die F i g. 1 Od
zeigt das Rechtecksignal bei Fehlen ein·. Impulses, der gestricheil eingezeichnet ist und der bei seinem
(l(l Vorhandensein ein Rückkippen des Monoflops 101
verhindert hätte. Es versteht sich, daß bei diesem Verfahren die Drehzahl von Brennkraftmaschine und
damit Drehstromgenerator konstant gehalten werden muß; andererseits läßt sich aber durch diese Schaltung
(i< auch ein Schlupf des treibenden Keilriemens feststellen,
da bei zuschaltbarer erhöhter Generatorbelastung und bei Auftreten eines Schlupfes während des Meßvorganges ein Kehlcrsignal am Ausgang des Monoflops 101
auftreten wird Der Ausgang Bats Monoflops 101 kann
in üblicher Weise einer Anzeigevorrichtung 83 zur Auswertung und zur Angabe des Drehstromgeneratorzustandes
über Kontrollampen 84 und 85 zugeführt werden.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Darstellung der Fig. U ein weiteres Verfahren zur Oberwellenanalyse
eines Drehstromgenerators angegeben, welches besonders zuverlässig arbeitet und lediglich eines Eingangssignals von der Batterieklemme des Kraftfahrzeugs
bedarf. Bei diesem Verfahren wird mit Hilfe eines sogenannten Phasenregelkreises (PLL-Schaltung =
phase-locked-loop) ein Ersatzfrequenzsignal oder ein
Vergleichsfrequenzsignal erzeugt und mit dem Oberwellenfrequenzsignal
kontinuierlich verglichen. Das an Klemme 110 anliegende Eingangssignal Ub wird über
die üblichen weiter vorn schon erwähnten Schaltungen, nämlich Bandpaß 70, Regelverstärker 71 und Rechteckimpulsformerstute
72 aufbereitet und gelangt auf eine Schaltung 111 j"im Phasen- und Frequenzvergleich.
Kernstück der Cidgnosevorrichtung der F i g. 11 ist ein
zur PLL-Schaltung gehörender spannungsgesteuerter Oszillator 112, dem von der Phasen- und Frequenzvergleichsschaltung
111 eine Regelspannung U zugeführt
wird, die folgenden Wert aufweist:
U-K1 ■ f, + K2(Zi-I).
Bei der Frequenz f\ handelt es sich um die Frequenz des Oberwellenrechtecksignals. die Frequenz /2 ist die
Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 112.
Im eingerasteten Zustand der PLL-Schaltung zieht die Sollfrcquenz in einem ^ewissi-.i Fangbereich die
Oszillatorfrequenz des spaniunssgesteüerten Oszillators
112 mit, da die VergleichersK e 111 eine der Frequenz- bzw. Phasendifferenz proportionale Regelausgangs-GIeichspannung
liefert, die die Oszillatorfrequenz so lange nachstimmt, bis die Frequenz- und
Phasendifferenz zu Null wird. Bei geeigneter Dimensionierung gelingt es beispielsweise in einem einen
Drehzahlbereich zwischen 1000 bis 6000 Umdrehungen/min des Motors entsprechenden Frequenzbereich,
einen starren Zusammenhang zwischen den Frequenzen /1 und /2 zu erzielen (eingerasteter Zustand), so daß
Messungen in diesen Grenzen auch drehzahlunabhängig sind.
Auswerten läßt sich die Schaltung der F i g. 11 mittels
zweier Schaltungsvarianten, die mit a) und b) in F i g. 11
angegeben sind. Wegen der Regelzeitkonstante der PLL-Schlatung, beispielsweise wegen einer Tiefpaßschaltung
im Phasen- und Frequenzvergleicher 111 kann die PLL-Schaltuiig abrupte Frequenzänderungen
der Eingangsfrequenz f\ nicht nachregeln, so daß in erster Näherung die Frequenz /2 des spannungsgesteuerten
Oszillators 112 auch dann konstant bleibt, wenn ein Impuls in der Frequenzfo'ge /1 fehlt, was auf einen
Fehler des Drehstromgenerators hindeutet. In einer einfachen Vergleicherschaltung der Fig. 11b, die die
Ersatzfrequenz /2 mit der oberwellensynchronen Originalfrequenz f\ vergleicht, läßt sich das Fehlen von
Impulsen mit Hilfe eines !Comparators 113 feststeilen, desgleichen auch Fehler, die auf Verbreiterung und
Vcrschmiilerung von Eingangsinipulsen auf Grund von Kurvenformänderungen zurückgehen, die entsprechenden
Gcneratorfehlern zugrunde liegen. Eine nachgeschaltete
Auswerte- oder Anzeigeschaltung 114 mit entsprechenden Kontrollampen bringt einen Fehler
dann in üblicher Weise zur Anzeige.
Andererseits kann auch die Regelspannung U, die einen der Frequenzdifferenz proportionalen Anteil
enthält, zur Auswertung herangezogen werden; bei Fehlen von Eingangsimpulsen der Frequenz /1 ändert
sich die Nachregelspannung (weicht also vom Gleichspannungsverhalten
ab), so daß über sin Differenzierglied aus Kondensator 115 und Widerstand 116 ein
Wechselstrcmanteii der Regelspannung nach F i g. 11 a
von einer nachgeschalteten Auswerteschaltun^ 117 erfaßbar ist und zur Anzeige gebracht werden kann. Die
sich durch Fehlen von Eingangsiinpulsen der Frequenz
/1 ändernde Nachregelspannung U erkennt auch Impulsverbreiierungen und Verschmälcrungen von
Eingangsimpulsen, da in solchen Fällen Phasendifferenzcn
auftreten und die Regelspannung U beeinflussen. Schlupfmessungen können durch das weiter vorn schon
geschilderte Verfahren einer ansteigenden Belastung des Drehstromgenerators separat durchgeführt wurden.
Schließlich wird mit Bezug auf die Darstellungen der Fig. 12 bis 14 noch ein weiteres Verfahren zur
Oberwellendiagnose angegeben, welches ebenfalls ausschließlich mit dem an der Batterieklemme zur
Verfugung stehenden Signal Ub arbeitet
Bei diesem Verfahren wird das ursprüngliche Oberweüensignal um eine bestimmte Periodenzahl
verzögert, diese Verzögerung beirägt im einfachsten Fall eine Periode. Aus den Spannungsverläufen Ub der
F i g. 3 ist leicht zu erkennen, daß ein Analogvergleich zwischen verzögertem und ursprünglichem Signal bei
defektem Drehstromgenerator eine Aussage zu liefern imstande ist, da bei defektem Generator das um eine
Periode verzögerte Signal zu bestimmten Zeitpunkten nicht mehr mit dem Ursprungssignal übereinstimmt. Die
F i g. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung
eines solchen Verzögerungsverfahrens mit analogem Speicher, wobei nach üblicher Signalaufbereitung mit
Bandpaß 70 und Regelverstärker 20 das Ausgangssignal des Regelverstärkers einmal über die Leitung 120 direkt
auf den einen Eingang eines Vergleic^trs 121 gelangt,
zum anderen über eine Verzögerungsschaitung 122, die als Verzögerungsleitung zur Verzögerung um eine oder
mehrere Perioden ausgelegt sein kann, und der ein Tiefpaß 123 nachgeschaltet ist, um ein Analogsignal zu
bilden, wenn die Verzögerung beispielsweise in quantisierten Teilschritten durchgeführt worden ist.
Die Fig. 13a zeigt bei 130 das originale Oberwellen
signal und bei 131 das um eine Periode verzögerte Signal; eine Differenzbildung beider Signale beispielsweise
mit dem Vergkricher 121 ergibt ein Ausgangsiifferenzsignal
0.
Anders ist dies bei der Fig. 13b, bei der das bei 132
um eine Periode verzögerte Originalsignal 131 zu einem Differenzsignal 133 führt, welches in entsprechender
Weise ausgewertet werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12 ist die
Verzögerungsschaltung als Analogspeicher realisiert, der nach dem sogenannten »Eimerkettenprinzip«
arbeitet und in integrierter Ausführung auf dem Markt erhältlich ist. Zum besseren Verständnis wird zunächst
auf die Schaltung der Fig. -4 verwiesen, die das Grundprinzip eines solchen Eimerkettenverfahrens
erläutert; die Fig. 14a zeigt eine Anordnung von beliebig vielen parallel geschalteten Kondensatoren C,,
C2 ... Cn die über zugeordnete Schalter Si, S; ... Sn-,
miteinander verbunden sind. Das darunter gezeigte Impulsdiagramm der Fig. 14b zeigt die Anstcuerimpulse
für die einzelnen Schalter. Ein am ersten Kondensator Cl anliegendes Eingangssignal lädt bei
des Schalters 51 den Kondensator C2 auf; nach Öffnen des Schalters 51 und Schließen des Schalters 52 wird
der Kondensator CZ aufgeladen. Nach diesem Prinzip fortlaufend gelangt der zum Zeitpunkt to an dem
Kondensator Cl anliegende Analogwert nach /7—1 aufeinander folgenden Schaltimpulsen an den Ausgang
auf Cn. Die gesamte Verzögerung beträgt somit =n ■ T,
wenn Tder zeitliche Abstand von zwei Schaltimpulsen ist
Die Darstellung der F i g. 14c zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel, welches handelsüblich als sog. IC
erhältlich ist; bei der Schaltung der Fig. 14c bestehen die Schalter jeweils aus sog. Transfergattern Γ1, T2...
bis beispielsweise T186, wobei jeweils sämtliche Schalter T2, T4, T6... mit geraden Indizes gleichzeitig
und im nächsten Takt sämtliche Schalter Tl, T3, T5... mit ungeraden Indizes schalten. Wichtig ist hierbei
lediglich, daß sich die an den Eingängen 130 und 131 anliegenden Steuerimpulse für die einzelnen Schaltergruppen
nicht überlappen. Da eine solche gesteuerte Verzögerungsschaltang als handelsüblicher IC etwa
unter der Bezeichnung TCA 350 von der ITT erhältlich ist. wird auf den weiteren Aufbau und die weitere
Funktion einer solchen Schaltung nicht weiter eingegangen; es wird lediglich noch darauf hingewiesen, daß
die Speicherkondensatoren Cl, C2... C185 integriert
sind, und die Transfergatter aus nahezu verlustlos sperrenden MOS-Feldeffekttransistoren bestehen. Um
ein Analogsignal der Frequenz Al analog zu verzögern, muß die Anzahl der pro Periode gewonnenen
Momentanwerte nach dem Nyquist'schen Abtasttheorem mindestens 2 betragen unter der Annahme, daß
keine höheren Frequenzanteile im Oberwellensignal enthalten sind. Da jedoch das Frequenzspektrum auch
aus höheren Frequenzanteilen besteht, besonders bei Generatorfehlern, muß die Anzahl der Abtastpunkte
pro Periode größer gewählt werden. (Abtasttheorem: Ein Funktion ist eindeutig definiert durch Amplituden
im Abstand von
T-f£-
wobei fml, die höchste in der Funktion enthaltene
Frequenz ist. Zusätzlich muß die Abtastfrequenz bei der Anwendung für die Oberwellenanalyse synchron zur
Eingangsfrrquenz laufen, damit das verzögerte Signal direkt mit dem ursprünglichen verglichen werden kann.
Die Anzahl der Perioden, um die verzögert werden soll, ist insoweit frei wählbar, als diese Zahl nicht durch 3
dividierbar sein darf (da lieh nach dem Drehstromprinzip
bei 3 Feldwicklungen ein Fehler nach drei Oberwellenperioden wiederholt) und höchstens so hoch
sein darf, daß das Abtastheorem noch gewährleistet ist Als Beispiel sei eine Verzögerung von 5 Oberwellenperioden
gewählt, wobei bei 185 Speicherplätzen entsprechend der Verzögerungsschaltung der Fig. 14 bezogen
auf 5 Perioden das Abtastihcorem erfüllt ist. Gleichzeitig ist der große Frequenzabstand zwischen Eingangsfrequenz und Abtastfrequenz ft nach Fig. 12 von
Vorteil bei der Aussiebung des verzögerten Signals (der
Aufwand an Tiefpaßsiebmitteln wird gering gehalten).
Bei einer Oberwellenfrequenz von /I= -J- ergibt
sich somit die Abtastfrequenz zu
Jt =
185
2vY-""f 1
2vY-""f 1
= 18.5 / 1 .
Analyseverfahren in einem starren Verhältnis zur Oberwellenfrequenz befindet und daher das Verfahren
auch eine Unabhängigkeit von der Motordrehzahi sicherstellt
Zur Synchronisierung der Oberwelleneingangsfrequenz /1 und der Abtastfrequenz ft ist weiderum eine,
weiter vorn schon erwähnte PLL-Schaltung vorgesehen, wobei die Oberwellenfrequenz zunächst wieder der
Rechteckimpulsformerstufe 72 und dann einem Frequenzteüer
140 zugeführt ist der die Eingangsobenveilenfrequenz
/1 um das Teilerverhältnis π 1 untersetzt Die untersetzte Frequenz f2=fl/nl gelangt auf den
einen Eingang der PLL-Schaltung 141; cer Eingangsbereich dieser PLL-Schaltung ist gebildet von einem
exklusiven ODER-Gatter 142, dessen anderem Eingang die um das Teilerverhältnis π 2 eines weiteren
Frequenzteilers 143 untersetzte Ausgangsfrequenz ft eines spanmingsgesteuerten Oszillators 144 zugeführt
ist Die Ausgangsfrequenz des Frequenzteilers 143 ist
2<; /3; sie wird von der PLL-Schaltung 141 der Frequenz /2
gleichgemacht so daß folgende Beziehung gilt:
/1
/2
bzw.
Durch Wahl der Teilerverhältnisse der Frequenzteilung 140 und 143 läßt sich daher die Abtastfrequenz ft
beispielsweise auf das 18,5fache der Oberwellenfrequenz /1 einstellen, so daß obige Bedingung erfüllt ist
und als Abtastfrequenz für die Verzögerungsschaltung
,5 122 verwenden. Die Abtasifrequenz gelangt auf den
Eingang 139 zur Steuerung der geradzahligen Transfergatter direkt und auf den Eingang 138 der Verzögerungsschaltung
über einen Inverter 145. Im Vergleicher 121 wird das verzögerte Signal hinter dem Tiefpaii 123
4II mit dem ursprünglichen Oberwellensignal verglichen;
der Vergleicher liefert dann üblicherweise das Meßergebnis dahingehend,daß bei Ausgangsspannung Updes
Vergleichers =0 der Drehstromgenerator in Ordnung, bei Vorhandensein eines Ausgangssignals ein defekter
Zustand des Vergleichers signalisiert wird.
Durch Kombination mit einem Signal eines OT-Gebers oder mit einem Zündsignal kann eine parallele
Schlupfkontrolle vorgenommen werden; daher ist die Vorrichtung der Fig. 12 zur Diagnose praktisch
5(l sämtlicher Generatorfehler besonders gut geeignet.
Insgesamt läßt sich feststellen, daß bei Auswertung des Oberwellengehalts eines Drehstromgenerators eine
schnelle und vor allen Digen automatische Diagnose im eir.gebauien und angeschlossenen Zustand einer Licht-
^ maschine beim Kraftfahrzeug möglich 'St, wobei lediglich zwei, maximal drei Anschlüsse erforderlich
sind und Generatorfchlcr bevorzugt durch eine einfache JA-NEiN-Erkennung erkannt und ausgewertet werden
können. Besonders "orteilhaft ist die Möglichkeit einer
Wl gleichzeitigen Schlupfmessung und die Unabhängigkeit
von Motofdfehzahlen und den verschiedenen unterschiedlichen Generatortypen.
Hier/u 12 Bl.in Zc ic h im π nc η
Das bedeutet, daß die Abtasifreaucnz ft sich bei diesem
Claims (28)
1. Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahr- s zeugen eingesetzt sind und im eingebauten und
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleichstromanteil zusätzlich enthaltene i<
> Oberwellenanteil ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der bei
beliebiger Drehzahl abgegebenen Drehstromgenerator-Welle einerseits und eines Drehzahlsignals
von Brennkraftmaschinen oder Drehstromgenerator andererseits miteinander verglichen und unter
Berücksichtigung der Polzahl des Drehstromgenerators ein vorgegebenes Frequenzverhältnis ermittelt
und bei Abweichungen davon eine Fehleranzeige vorgenommt-v. wird.
2. Verfahren zur Furjktiousüberprüfung von
Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind und im eingebauten und
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleichstromanteil zusätzlich enthaltene
Oberwellenanteil ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenformen der oberwel- jo
lenbehafteten Drehstromgenerator-Ausgangsspannung (Un) zur Batterie (7) und der an der
Regeleingangsklemme (D) abblende Speisespannung (Ud) für die F.rreg« wicklung verglichen und
bei Abweichung der Kurvenform-n eine Fehleranzeige vorgenommen wird.
3. Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind und im eingebauten und 4(,
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleichstromanteil zusätzlich enthaltene
Oberwellenanteil ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung von Fehlimpul
sen bei einem aufbereiteten Oberwellensignal dieses zur Triggerung eines hierdurch für einen vorgegebenen
Zeitraum in einem astabilen Zustand verbleibenden monostabilen Kippglieds verwendet wird, 5Ü
welches bei Fehlen von Triggerimpulsen zur Fehleranzeige eine Änderung seines Ausgangspotentials
vornimmt.
4. Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem ss
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen
eingesetzt sind und im eingebauten und angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei
von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebe- Ml
ne, im Gleiehstromanteii zusätzlich enthaltene Oberweilenanteil ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein aufbereitetes, den Obcrwcllengehalt der Batterie-Klemmenspannung aufweisendes
Signal in seinem Frequen/vcrhalten mit einer s extern erzeugten Frequenz verglichen und bei
Frequenzungleichhcit ein Fchlersignal angezeigt wird.
5. Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichte»·, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind und im eingebauten und
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleichstromanteil zusätzlich enthaltene
Oberwellenanteil ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberwellensignal des Drehstromgenerators um mindestens eine Periode
verzögert und mit dem unverzögerten Signal verglichen wird, wobei bei Auftreten einer Differenz
eine Fehleranzeige erfolgt
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während eines von einem Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine bestimmten Zeitraums
die Oberwellenimpulse gezählt und mit einem aus Polzahl und Drehzahlverhältnis Brennkraftmaschine/Drehstromgenerator bestimmten Sollwert verglichen werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Signalaufbereitung -Störspannungsfrequenzen außerhalb eines vorgegebenen Bandbereichs (fg\, fg2) des Oberwellensignals ausgesiebt und die das Oberwellensignal
bildenden Spannui.jsanteiie mittels eines Regelverstärkers auf einen vorgegebenen konstanten Ausgangspegel angehoben werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Normierung das
Oberwellensignal in ein Rechtecksignal umgeformt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die extern erzeugte Frequenz mit Hilfe
eines PLL-Kreiscs aus dem Oberweilen-Rechtecksignal (/Ί) erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Änderung Λττ Oberwellen-Rechtecksignalfrequenz sich ändernde Regelspannung für die PLL-Schaltung differenziert und bei
Vorhandensein eines Wechselspannungsanteils zur Fehleranzeige ausgewertet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberwellen-Analogsignal zur
Verzögerung auf eine Verzögerungsleitung gegeben wird, die von einer in einem festen Verhältnis zur
Oberwellenfrequenz stehenden Abtastfrequenz gesteuert wird, wobei zur Erzeugung der Abtastfrequenz eine PLL-Schaltung verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Ermittlung des vorgegebenen Frequenzverhältnisses das Drehzahlverhältnis zwischen
Brennkraftmaschine und Drehstromgenerator berücksichtig! wird.
13. Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetcm
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind und im eingebauten und
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleiehstromanteii zusätzlich enthaltene
Oberwellcnanteil ausgewertet wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 6.
dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Drehzahlsignal (Uk) gesteuerte Zähltorschaltung
(77) vorgesehen ist. die während cine^ vorgegebe·
nen, drehzahlsynchronen Zeitraums Oberwellensignalimpulse
einer nachgeschalteten Zählschaltung (78) zuführt, deren Zählergebnis einer den jeweiligen
Zählwert mit einem von einer Sollwertschaltung (82) zugeführten Sollwert vergleichenden Schaltung (81)
zugeführt ist, die bei Abweichung von einer Sollwert-Oberwellenimpulszahl eine nachgeschaltete
Anzeigevorrichtung (83) zur Fehleranzeige veranlaßt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähltorschaltung über eine
Kippschaltung (76) von einem drehzahlsynchronen Signal (Zündsignal, oberem Totpunktgeber α dgl.)
gesteuert ist.
15. Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind und im eingebauten und
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleichstromanteil zusätzlich enthaltene
Oberwellenanteil ausgewertet wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Batterieklemmensignal -!5
(Ub) und das Erregerwicklungssignal (Ud) getrennt über Bandpaß- und Regelverstärkerschaltung (70,
20; 70', 20') einer Vergleicherschaltung (90) zugeführt sind, die bei Kurvenformabweichungen über
ein entsprechend erzeugtes Ausgangssignal eine nachgeschaltete Fehleranzeigeordnung (91) zur
Fehleranzeige ansteuert.
16. Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind und im eingebauten und
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im C'eichstromanteil zusätzlich enthaltene
Oberwellenanteil ausgewertet wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3. dadurch
gekennzeichnet, daß ein nach triggerbares monostabiles Kippglied (Monoflop 101) vorgesehen ist.
dessen Standzeit zur Abstimmung auf die Frequenz des dieser Monoflop (101) triggerr. len Oberwellenrechtecksignals
einstellbar, jedoch so bemessen ist, daß bei Fehlen eines Triggerimpuls unter Änderung
des Ausgangspotentials und Fehleranzeige ein Rückkippen in den stabilen Zustand erfolgt. so
17. Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind und im eingebauten und
angeschlossenen Zustand geprüft werden, wobei bei von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene, im Gleichstromanteil zusätzlich enthaltene
Oberwellenanteil ausgewertet wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, 9 oder 10, «ι
dadurch gekennzeichnet, daß das Batterieklemmensignal (Ub) nach Filterung und Rechteckformung
dem einen Eingang einer Phasen- und Frequenzvergleichcrschaltung
(111) zugeführt ist, deren anderem Eingang zur Bildung einer PLL-Schaltung das ,,s
Ausgangsfrequenzsignal eines spannungsgesteuertcn. nachgeschalteten Oszillators (112) zugeführt ist.
wobei die Phasen· und Frequenvergleicherschaltung
(111) ein den spannungsgesteuerten Oszillator (112)
in seiner Frequenz beeinflussendes Ausgangsregelsignal (U) erzeugt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der PLL-Schaltung (111, 112)
eine auf einen Frequenzunterschied ansprechende Frequenzvergleichsschaltung (113) nachgeschaltet
ist, die über eine nachgeschaltete Auswerteschaltung (114) bei Frequenzabweichung der steuernden
Eingangs-Oberwellenfrequenz von der selbst erzeugten Ersatzfrequenz (f2) ein Fehlersignal erzeugt
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das steuernde Ausgangs-Gleichspannungssignal
der Phasen- und Frequenzvergleicherschaltung (111) einem Differenzierglied (115,116) und einer auf einen Wechselspannungsanteil
ansprechenden Ausverteschaltung (117) zugeführt ist
20. Voi richtung zur Funktionsüberprüfung von
Drehstromgeneratoren mit i;t.ühgeschaltetem
Gleichrichter, die als Lichtmaschinen Ia Kraftfahrzeugen
eingesetzt sind und im eingebauten und angeschlossenen Zustand geprüft werden, wöbe: bei
von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetriebener Lichtmaschine der von ihr abgegebene,
im Gleichstromanteil zusätzlich enthaltene Oberwellenanteil ausgewertet wird, zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Batterieklemmensignal
(Ub) nach Siebung und Normierung einer Vergleichsschaltung (121) zugeführt ist, deren
anderem Eingang das um mindestens eine Periode verzögerte gleiche Oberwellen-Analogsignal zugeführt
ist und daß die Vergleichsschaltung (121) so ausgebildet ist, daß bei Abweichung von der
Kurvenform ein einen Fehler anzeigendes Ausgangssignal erzeugbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung des als
\Wgleichssignal dienenden analogen Eingangs-Oberwellensignals
eine Verzögerungsschaltung (122) mit nachgeschaltetem Tiefpaß (123) vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch ?.O oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung nach dem Eimerkettenprinzip gebildet ist
aus einer Vielzahl über Schalter (Sl, S2 ... Sn) miteinander verbundener und insofern parallel
liegender Ladekondensatoren (Cl, C2 ... Cn).
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die als Transfergatter (T1, 7~2,
Γ3, T4 ...) ausgebildeten Schalter selektiv alterna-Jv
von einer Abtastfrequenz getriggert sind, die in einem festen Frequenzverhältnis zur Frequenz d"r
zu verzögernden Analogspannung steht.
24. Vorrichtung nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Abtastfrequenz
(ft) für die Verzögerungsschaltung (122) eine PLL-Schaltung vorgesehen ist, deren einem Eingang
über eine Rechteekimpulsformerstufe (72) und einen Frequenzteiler (140) die steuernde Eingangsfrequenz
des analogen Eingangssignals und deren anderem Eingang über einen Frequenzteiler (143)
die selbst erzeugt.· Abtastfrequenz (ft) zum Vergleich zugeführt ist.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Obcrwcllcn-SignalaufbercitU!,!; eine aus Hochpaß
(52) und Tiefpaß (53) bestehende Bandpaßanordnung (70) vorgesehen ist. der ein Regelverstarker
(20) nachgcschaliel ist, der das ihm zugeführte gesiebte Oberwcllensigiiai auf einen normierten
Ausgangspegel anhebt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25. dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstarker (20) eine
Spannungsteilerschaltung (25, 27, 40) umfaßt, deren einer Widerstand durch eine zugeführte steuernde
Regelspannung derart veränderbar ist, daß am Ausgang eines der Spannungsteilerschaltung nachgeschaUetcn
Differenzverstärkers (32) ein in seinem Pegel konstantes Oberwellen-Ausgangssignal erzielbar
ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der steuernden
Regelspannung das Ausgangssignal des ersten
VMIC Ul
schaltung (35) einem zweiten Differenzverstärker (33) zugeführt ist, dessen anderem Eingang ein
einstellbares Referenzsignal zuführbar ist und dessen Ausgangsspannung als Regclsteuerspannung
dem steuerbaren Widerstand (27, 40) der Spannungsteilerschaltung für das Oberweüen-Eingangssignal
zugeführt ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Widerstand
ein Feldeffekttransistor (27) oder eine in ihrer Widerstandskei; linie steuerbare Diode (40) ist.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752551683 DE2551683C3 (de) | 1975-11-18 | 1975-11-18 | Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren |
Publications (3)
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DE2551683A1 DE2551683A1 (de) | 1977-06-02 |
DE2551683B2 DE2551683B2 (de) | 1979-08-23 |
DE2551683C3 true DE2551683C3 (de) | 1985-08-01 |
Family
ID=5962010
Family Applications (1)
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DE19752551683 Expired DE2551683C3 (de) | 1975-11-18 | 1975-11-18 | Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren |
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DE2833176A1 (de) * | 1978-07-28 | 1980-02-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur funktionsueberpruefung eines selbsterregten drehstromgeneratorsystems eines kraftfahrzeuges im eingebauten und angeschlossenen zustand sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
JPS6087635A (ja) * | 1983-10-18 | 1985-05-17 | 三菱電機株式会社 | 直流発電機の出力端子の開放故障検出装置 |
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DE102017214363A1 (de) * | 2017-08-17 | 2019-02-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Erkennen eines Fehlerzustands einer elektrischen Maschine |
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US3629704A (en) * | 1967-11-24 | 1971-12-21 | Carlile R Stevens | Automotive electrical system test apparatus |
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1975
- 1975-11-18 DE DE19752551683 patent/DE2551683C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2551683B2 (de) | 1979-08-23 |
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