DE2558526C2

DE2558526C2 - Verfahren zur Überwachung des Ladezustandes einer Batterie und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2558526C2
Application number: DE2558526A
Authority: DE
Inventors: Eugene Peter Brewster N.Y. Finger; Eugene Arthur Scarsdale N.Y. Sands
Original assignee: Curtis Instruments Inc Mount Kisco Ny Us; Curtis Instruments Inc
Current assignee: Curtis Instruments Inc Mount Kisco Ny Us; Curtis Instruments Inc
Priority date: 1975-01-03
Filing date: 1975-12-24
Publication date: 1985-09-19
Also published as: FR2296945A1; IT1062151B; JPS5193340A; GB1537500A; CA1049614A; FR2296945B1; DE2558526A1

Description

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Klemmenspannung als Maß für den Entladungszustand rie frisch geladen ist, und bewirkt, daß die Vorrichtung der Batterie, sondern es werden nur diejenigen Be- zur Überwachung des Ladungszustaudes eine Anzeige triebszustände beobachtet, bei denen infolge hoher Be- dafür erzeugt, daß die Batterie voll geladen ist. anspruchung die Klemmenspannung unter einen vorge- Während die Batterie benutzt wird, bewirken wechgebenen Schwellenwert abfällt Die Integration des da- s selnde Zustände der an die Batterie angeschlossenen bei erzeugten Zwischensignales liefert ein Maß für die Last, daß die Klemmenspannung reduziert wird. Die Häufigkeit und die Dauer dieser Betriebszustände und Größe und die Dauer jeder dieser Verminderungen der wird zur Erzeugung des Ausgangssignals benutzt, wel- Klemmenspannung wird von einem Schwellenwertdeches den augenblicklichen Ladezustand der Batterie an- tektor überwacht, der immer dann ein Ausgangssigna] gibt Die Wahl des Schwellwertes läßt dabei eine Anpas- io erzeugt, wenn die Klemmenspannung einen vorbesung an den Batterietyp und die Art der Belastung, bei- stimmten Schwellenwert unterschreitet. Bei einer Aus- jspielsweise an das tägliche Arbeitspensum eines Gabel- führungsform der Erfindung ist der Ausgang des % staplers, zu, die das erwünschte hohe Maß an Genauig- Schwellwertdetektors mit einer Schaltungsanordnung | keit bei der Anzeige des Entladezustandes garantiert verbunden, die in Abhängigkeit von Verminderungen v. Dabei kann es zweckmäßig sein, den Schwellenwert als 15 der Klemmenspannung einen Impulszug erzeugt Die Funktion des Ausgangssignales zu verändern und/oder Anzahl der erzeugten Impulse ist eine Funktion der i eine Anzahl unterschiedlicher Schwellenwerte Vorzüge- Zeit, während der die Klemmenspannung kleiner ist als ben und ihnen unterschiedliche Zwischensignale zuzu- die Schwellenspannung. Beispielsweise kann die Schalordnen, tungsanordnung zur Erzeugung des Impulszuges von

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung 20 einem spannungsabgestimmten Oszillator oder einem

zur Durchführung des erfindungsgemäßes Verfahrens Kippschwingungen erzeugenden Oszillator gebildet

mit einem auf die zwischen den Klemmen der Batterie werden.

herrschenden Spannung ansprechenden Sensor. Die er- Die Impulse erzeugende Schaltungsanordnung ist ihfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeich- rerseits mit der Integrationseinrichtung verbunden, wel- ' net, daß der Sensor in der Zeit, während er die Klemm- 2s ehe die Impulse zählt und das Zählergebnis speichert spannung einen vorgegebenen Schwellenwerte unter- und dadurch ein Integral bildet, das der Gesamtzeit proschreitet ein Zwischensignal erzeugt, das einem Inte- portional ist während der die Klemmenspannung kleigrator zugeführt wird, der das Zwischensgnal über auf- ner ist als die Schwellenspannung. Die Zieleinrichtung einanderfolgende Absenkungen der Klemmenspannung kann die Form eines elektronischen Zählers oder eines unter den Schwellenwert integriert, und daß der Inte- 30 Schrittmotors annehmen.

grator mit einer Anordnung zur Erzeugung eines von Das Ausgangssignal der Integrationseinrichtung He-

dem integrierten Wert abhängigen Ausgangssignals fert eine Anzeige über den Ladungszustand. Diese An- ^:

verbunden ist zeige ist genauer als diejenige von bekannten Vorrich- '

Diese Vorrichtung kann von jeder beliebigen der vie- tungen, da der Integrator die Ergebnisse der Zählung,

len Einrichtungen Gebrauch machen, die in der Lage 35 die bei jedem Absinken der Klemmenspannung unter

sind, das Integral eines elektrischen Signals zu bilden den Schwellenwert stattfinden, aufsummiert. Im Fall ei-

und anzuzeigen. Solche Einrichtungen umfassen elek- nes elektronischen Zählers kann der Ausgang des Inte-

tronische Einrichtungen wie Zähler, elektromechani- grators in ein Analogsignal umgesetzt und einem ObIt-

sche Einrichtungen wie Schrittmotore und elektrome- chen elektrischen Meßinstrument zugeführt werden,

chanische Einrichtungen wie Coulometer. Die ErTm- 40 Bei Anwendung eines Schrittmotors kann der Motor

dung wird anhand von Beispielen beschrieben, die von dazu benutzt werden, die Stellung eines Instrumenten-

solchen Einrichtungen Gebrauch machen. Es versteht zeigers zu bestimmen. Das Ausgangssignal des Integra-

sich jedoch, daß Vorrichtungen nach der Erfindung un- tors kann auch dazu dienen, einen Alarm auszulösen, der

ter Verwendung beliebiger Integrationseinrichtungen den Benutzer davon unterrichtet daß der Ladungszu-

hergestellt werden können. 45 stand der Batterie seines Fahrzeuges einen vorbestimm-

Die Darstellung kann in gleicher Weise erfolgen wie ten niedrigen Stand erreicht hat und bei einem weiteren

die Anzeige des Tankinhaltes bei einem üblichen, mit Absinken des Ladungszustandes Hilfseinrichtungen des

Benzin betriebenen Fahrzeug, so daß für den Benutzer, Fahrzeuges gesperrt werden, wie beispielsweise der An- ^:

der mit Benzin getriebenen Fahrzeugen vertraut ist trieb für eine Hubgabel, so daß der Benutzer gezwun-

Ieicht ablesbar und verständlich ist. Die Vorrichtung 50 gen ist, eine Wartungssiaiion zur Aufnahme einer ffi-

kann auch mit einem Erschöpfungsdetektor versehen sehen Batterie aufzusuchen.

sein, welche die verschiedenen Werkzeuge des Fahr- Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeuges sperrt wenn die Batterie bis unter einen vorbe- wird die Größe und die Dauer der Spannungsvermindestimmten Pegel entladen worden ist Es bleiben dann rangen, die von wechselnden Lastbedingungen verurnur diejenigen Systeme eingeschaltet, die notwendig 55 sacht werden, denen die Batterie ausgesetzt ist durch sind, um dem Benutzer die Rückkehr zu einer Batterie- eine Schaltungsanordnung mit mehreren Schwellen-Ladestation zu ermöglichen. werten überwacht, deren Ausgangssignal von der Grö-

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Ver- ße und der Dauer der Spannungsverminderungen abbindung der Batterie mit dem Fahrzeug das Einschalten hängt Dieses Signal wird von einem Integrator gespeieines Kreises zur Folge, der feststellt, ob die an den 60 chert, der eine Darstellungseinrichtung antreibt Das Klemmen der Batterie vorhandene Spannung über ei- Ausgangssignal des Integrators, das von einer einfachen η em bestimmten Schwellenwert liegt Da eine frisch ge- Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht werden ladene Batterie eine Klemmenspannung aufweist die kann, wie beispielsweise einem elektrischen Arsonvalbeträchtlich höher ist als die Nennspannung, wird ein Meßinstrument, liefert eine Anzeige des Ladungszu-Schwellenwert gewählt, der etwa 10% über der Nenn- 65 Standes. Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel spannung liegt Wenn der Kreis eine den Schwellenwert kann das Ausgangssignal des Integrators auch einen überschreitende Klemmenspannung feststellt liefert er Alarm auslösen, eine ziemlich zuverlässige Anzeige dafür, daß die Batte- Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfin-

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dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der um jede einer Anzahl bekannter Schaltungsanordnunin der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. gen handeln, die eine konstante Ausgangsspannung lie-Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entneh- fern, auch wenn sie von einer Energiequelle gespeist menden Merkmale können bei anderen Ausführungs- werden, die in gewissen Grenzen schwankt. Solche formen der Erfindung einzeln für sich oder in beliebiger 5 Schaltungsanordnungen sind allgemein bekannt und Kombination Anwendung finden. Es zeigt könner beispielsweise durch Zener-Dioden stabilisierte

F i g. t das Schaltbild des Energieversorgungssystems Spannungsquellen oder dgl. sein.

eines batteriegetriebenen Fahrzeuges mit einer Über- Die von der Bezugsspannungsquelle 27 dem Rück-

wachungsvorrichtung nach der Erfindung, stell-Komparator 25 zugeführte Bezugsspannung ist so

Fig. 2 das Schaltbild eines weiteren Energieversor- 10 gewählt, daß sie der im Punkt 19 vorhandenen Span-

gungssystems mit einer anderen Ausführungsform einer nung gleich ist, wenn die Klemmenspannung der Batte-

Überwachungsvorrichtung, rie 1 um etwa zehn Prozent größer ist als die Nennspan- F i g. 3 die perspektivische Darstellung eines Anzeige- nung, wenn es sich um eine Bleibatterie handelt Der

gerätes für eine weitere Ausführungsform einer Über- Wert zehn Prozent ist gewählt, weil bei Bleisammlern

wachungsvorrichtung, 15 die Klemmenspannung der vollständig geladenen Batte-

F i g. 4 bis 6 Draufsichten auf das Anzeigegerät nach rie gewöhnlich etwa 10% höher ist als deren Nennspan- F i g. 3 in verschiedenen Stellungen, die verschiedenen nung. Wenn also die Klemmenspannung der Batterie Ladezuständen der Batterie entsprechen, etwa 10% höher ist als deren Nennspannung, wird der Fig.7 das Schaltbild eines Energieversorgungssy- Rückstell-Komparator 25 diesen Zustand feststellen,

stems mit einer Überwachungsvorrichtung, welche das 20 wenn er die Spannung im Punkt 19 mit der von der

Anzeigegerät nach den F i g. 3 bis 6 umfaßt, Bezugsspannungsquelle 27 zugeführten Bezugsspan- F i g. 8 das Schaltbild einer weiteren Vorrichtung nung vergleicht und wird ein Ausgangssignal in Form

nach der Erfindung und einer logischen »1« erzeugen. Es wurde empirisch er-

F i g. 9 das Schaltbild eines Schwellenwertdetektors, mittelt, daß diese Technik allgemein sehr zuverlässig ist wie er in der Vorrichtung nach F i g. 8 verwendet wer- 25 Es versteht sich, daß der spezielle Wert der Klemmenden kann. spannung, auf den die Batterie geprüft werden soll, als

Die Erfindung wird im folgenden zum besseren Ver- Funktion der Nennspannung der Batterie und der Art

ständnis anhand einer Anzahl von Ausführungsbeispie- der Batterie zu wählen ist

len erläutert, die besonders zur Messung des Ladungs- Das Ausgangssignal des Rückstell-Komparators 25 zustandes aufladbarer Batterien von batteriegetriebe- 30 wird einem zweiten Eingang des UND-Gliedes 23 zugenen Fahrzeugen geeignet sind. Es versteht sich jedoch, führt. Wie erwähnt ist der erste Eingang des UND-Gliedaß die Erfindung bei jedem batteriegetriebenen Sy- des 23 mit dem Folgeschalter 21 verbunden. Wie ebenstem anwendbar ist unabhängig davon, ob die Batterien falls oben erwähnt, ändert der Folgeschalter 21 den Zuaufladbar oder nicht-wiederaufladbar sind. stand seiner Ausgangssignale von einer logischen »0« zu

Dem in Fig. 1 dargestellten System wird Energie von 35 einer logischen »1«, nachdem alle transienten Signale

einer Batterie 1 über zusammenpassende Stecker 3 und des Systems abgeklungen sind. Das Vorliegen der vom

5 zugeführt Durch die Verbindung der Batterie mit dem Rückstell-Komperator 25 gelieferten logischen »1«, die

System wird Energie den notwendigen Kreisen 7 des das Vorliegen einer vollgeladenen Batterie anzeigt und Systems zugeführt welche alle elektrischen Uritersyste- der vom Folgeschalter 21 gelieferten logischen »1«, die

mc des Fahrzeuges umfassen, die bei Feststellen eines 40 das Abklingen aller transienten Signale anzeigt an den

Erschöpfungszustandes der Batterie nicht abgeschaltet Eingängen das UND-Giied 23 hat zur Folge, daß das

werden. Das Anschließen der Batterie hat auch das An- UND-Glied 23 ein Ausgangssignal in Form einer logi-

legen der Klemmenspannung der Batterie an einen Wi- sehen »1« erzeugt Dieses Ausgangssignal wird dem

derstände 9, 11 und 13 umfassenden Spannungsteiler Löscheingang eines Digitalzählers 29 zugeführt so daß

zur Folge, mit dem Ergebnis, daß die Größe der Span- 45 jegliches Signal gelöscht wird, das in dem Zähler enthal-

nung in den Punkten 15,17 und 19 eine Funktionier an ten sein könnte. Die Ausgänge 39a bis 39# des Digital-

den Klemmen der Batterie 1 anliegenden Spannung ist Zählers haben zwei digitale Zustände »0« und »1« und

Das Erscheinen einer Spannung im Punkt 15 hat das stellen das Ausgangssignal des Digitalzählers 29 in ei- Anlegen dieser Spannung an einen Folgeschalter 21 nem Binärcode dar. Dabei ist der Ausgang 39a der letz-

zum Ergebnis. Der Folgeschalter 21 reagiert auf diese 50 ten Stelle und der Ausgang 39g der ersten Stelle zuge-

Spannung mit einem Ausgangssignal in Form einer logi- ordnet Wenn der Inhalt des Digitalzählers gelöscht

sehen »0«, das einem UND-Glied 23 zugeführt wird, so oder der Digitalzähler zurückgestellt ist sind die Signale

daß das UND-Glied gesperrt wird und ebenfalls ein an allen Ausgängen 39a bis 3Sg im Zustand der logi-

Ausgangssignal in Form einer logischen »0« erzeugt sehen »0« und zeigen dadurch an, daß die Batterie voll- Das UND-Glied 23 wird gesperrt damit es unempfind- 55 ständig geladen ist

lieh für alle transienten Signale wird, die der Vorrich- Die Ausgänge 39d und 39g sind mit einem NAND-tung zur Überwachung des Ladezustandes über die Glied 41 verbunden, dessen Ausgangssignal einen Stecker 3 und 5 zugeführt werden könnten. Nach einer Sperrschalter 43 steuert Die beiden logischen »0« am vorbestimmten Zeitspanne, deren Dauer einen typi- Eingang des NAND-Gliedes 41 bewirken, daß sein Aussehen Wert in der Größenordnung von einer Sekunde eo gangssignal eine logische »1« ist Diese logische »1« haben kann und jedenfalls so lang ist wie alle transien- bewirkt, daß der Sperrschalter 43 die Kontakte 45 der ten Signale brauchen, um abzuklingen, wird das Aus- Relais 47 schließt und dadurch Leistungen der nicht notgangssignal des Folgeschalters 21 eine logische »1«. wendigen Kreisen 49 zuführt, wie beispielsweise der

Die Spannung im Punkt 19 wird einem Rückstell- Hebeeinrichtung eines Elektrokarrens. Da der Ausgang

komparator 25 zugeführt, der diese Spannung mit der 65 39^ der höchststellige Ausgang ist ändert er seinen Zu-

von einer Bezugsspannungsquelle 27 gelieferten Be- stand in den einer logischen »1« erst dann, wenn der

zugsspannung vergleicht Die Bezugsspannungsquelle Zählerstand der halben Kapazität des Zählers ent-

27 wird von der Batterie 1 gespeist Es kann sich dabei spricht Wenn dieser Zustand eintritt löst die logische

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»1« einen Alarm 57 aus, der den Benutzer aufmerksam Glied 37 vom Oszillator 39 zur Folge, daß dem Taktein- § macht Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 41 an- gang des Digitabählers 29 vom UND-Glied 37 Impulse ,?! dert sich jedoch erst wenn mehr als die Hälfte der Ge- zugeführt werden, die jeweils eine logische »1« bilden. > samtkapazität des Digitalzählers 28 gezählt worden ist Hierdurch wird der Stand des Zählers erhöht, der die b, und zum erstenmal ein Wert erreicht wird, bei dem erst- 5 Anzahl der vom UND-Glied 37 zugeführten Impulse j mais an beiden Ausgängen 39c/ und 39g eine logische registriert Diese Anzahl ist der Gesamtzeit prc^Oi tio- |; »1« erscheint In'diesem Zeitpunkt öffnet der Sperr- nal, während der die Klemmenspannung sich unterhalb p schalter 43 die Kontakte 45, die offen bleiben und da- des Schwellenwertes befindet Bei normalem Gebt auch $ durch die nicht notwendigen Kreise 49 abtrennen. Der muß die Klemmenspannung mehrfach den Schwellenfr Benutzer des Fahrzeuges ist nun gezwungen, zur Lade- 10 wert unterschreiten, bevor der Stand des Digitalzählers station zurückzukehren, weil die nicht notwendigen, je- 29 hoch genug wird, um den Alarm 57 auslösen zu köndoch zur Ausführung der Arbeiten benotigten Kreise, nea

wie beispielsweise die Hebevorrichtung des Fahrzeug- Das Ausgangssignal du bigitalzählers 29 wird durch es, gesperrt sind, während solche notwendigen Kreise, Summierwiderstände 51a bis Sig in ein Analogsignal wie der Antriebsmotor, noch immer betriebsfähig sind. \s umgewandelt Die Widerstände 51s bis 5I^ haben auf-Es ist offensichtlich, daß der Zustand, bei dem der Sperr- einanderfolgend immer kleinere Werte, und zwar ist der schalter 43 ausgelöst wird, auf einfache Weise verändert Wert eines jeden Widerstandes halb so groß wie derjewerden kann, indem die Ausgänge 39a bis 39g ausge- nige des vorhergehenden. Wenn also der Widerstand wählt werden, von denen das NAND-Glied 41 gespeist 51a einen Wert von R Ohm hat hat der Widerstand 516 wird. 20 den Wert "/2 Ohm, der Widerstand 51c einen Wert von Es wurde experimentell festgestellt, daß die Zeit wäh- ^RU Ohm usw. Der den Widerstand 516 durchfließende rend der die Klemmenspannung einen Schwellenwert Strom ist demnach doppelt so groß wie der den Widerunterschreitet, ein Maß für den Ladungszustand einer stand 51a durchfließende Strom, während der den Wi-Batterie ist Daher kann während des Gebrauches einer demand 51c durchfließende Strom viermal so groß ist Batterie ein Bild ihres Ladungszustandes kontinuierlich 25 wie der Strom durch den Widerstand 51a usw. Die *'.· aufgezeichnet werden, indem kumulativ die Zeitspan- Widerstände 51a bis Sig durchfließenden Ströme wernen gespeichert werden, während denen die Klemmen- den gemeinsam einem invertierenden Verstärker 53 zuspannung untef einem gegebenen Schwellenwert bleibt geführt, der eine Summierung der Ströme bewirkt Da Verminderungen der Klemmenspannung werden von der Verstärker 53 ein invertierender Verstärker ist, ist einem Komparator 35 festgestellt der die im Punkt 17 30 sein Ausgangssignal am größten, wenn die Signale an anliegende Spannung mit derjenigen vergleicht die ihm den Ausgängen 39a bis 39g alle eine logische »0« sind, von der Bezugsspannungsquelle 27 zugeführt wird. Die Hierdurch wird ein Vollausschlag des Anzeigeinstrudem Komparator von der Bezugsspannungsquelle 27 mentes 31 erzielt dessen Ausschlag umso mehr gegen zugeführte Spannung ist so gewählt, daß sie etwa der Null abnimmt je mehr Impulse im Digitalzähler 29 ge-Spannung im Punkt 17 gleich ist, wenn die Klemmen- 35 speichert sind. Da diese Impulse periodisch sind und spannung der Batterie dem gewünschten Schwellen- dem Digitalzähler 29 vom Oszillator 39 nur während der wert' gleich ist Die Spannung am Punkt 17 wird dem Zeiten zugeführt werden, während denen der Kompara-Komparator 35 über ein Filter 36 zugeführt, das verhin- tor 35 feststellt daß die Klemmenspannung den Schweldert, daß transiente und andere Signale, die in keiner lenwert unterschreitet ist die Anzahl der gespeicherten Beziehung zum Ladungszustand der Batterie stehen, in 40 Impulse der Gesamtzeit proportional, während der der der Überwachungsvorrichtung registriert werden. Ein Komparator 35 ein Unterschreiten des Schwellenwertes Einstellen des Durchlaßbereiches des Filters 36 für Si- durch die Klemmenspannung festgestellt hat Demgegnale von 10 bis 100 ms Dauer hct ausgezeichnete Re- maß gibt das Anzeigeinstrument 31 den Ladungszusultate ergeben, weil hierdurch effektiv transiente Si- stand der Batterie an.

gnal im Bereich der Mikrosekunden ebenso effektiv eli- 45 Eine zunehmende Entladung der Batterie hat bei batminicrt werden wie Signale, deren Dauer im Bereich teriegespeisten Systemen vorübergehende Vermindevon Sekunden liegt und die nicht in Beziehung zum rungen der Klemmenspannung in Abhängigkeit von Entladevorgang liegen. transienten Lastbedingungen zur Folge, die immer län-Ein UND-Glied 37, dessen Ausgang mit dem Taktein- ger andauern und immer tiefer werden. Es kann daher gang des Digitalzählers 29 verbunden ist spricht auf das 50 eine Möglichkeit zur Variation des Schwellenwertes des Ausgangssigna! des Komparator; 35, das Ausgangssi- Koir.parators 35 in Abhängigkeit von dem im Digitalgnal eines frei laufenden Oszillators 39 und das Aus- zähler 29 gespeicherten Integral erwünscht sein. Genaugangssignal des NAND-Gliedes 41 an. Wenn der Zähler er gesagt kann es erwünscht sein, wegen der zunehmen-29 durch ein vom UND-Glied 23 geliefertes Signal, das den Größe der Spannungsverminderung bei abnehmeneine vollgeladene Batterie anzeigt zurückgestellt wor- 55 dem Ladungszustand in der Lage zu sein, den Schwelden ist, sind die Signale an allen Ausgängen im Zustand lenwert abzusenken, wenn der Ladungszustand der Bateiner logischen »0«, so daß die Signale an den Ausgän- terie abnimmt Zu diesem Zweck ist es möglich, den gen 39d und 39g bewirken, daß das Ausgangssignal des Ausgang des Verstärkers 53 mit dem Eingang des Kom-NAND-Gliedes41 eine logische »1« ist parators 35 durch einen Widerstand 53' zu verbinden.

Findet dann ein Absinken der Klemmenspannung der eo wie es in F i g. 1 gestrichelt angedeutet ist Batterie unter den Schwellenwert statt, wird dieses Ab- Die längeren und tieferen Störungen der Klemmensinken der Klemmenspannung vom Komparator 35 spannung, die bei zunehmender Entladung einer Battefestgestellt, so daß der Komparator 35 einem weiteren rie auftreten, können auch dadurch kompensiert wer-Eingang des UND-Gliedes 37 ein Signal im Zustand den, daß die Charakteristik des Filters 36 als Funktion einer logischen »1« zuführt Wenn die Ausgangssignale 65 des im Digitalzähler 29 gespeicherten Integral variiert des Komparator 35 und des NAND-Gliedes 41 je eine wird. Zu diesem Zweck kann ein den Ausgang des Verlogische »1« sind, hat das periodische Zuführen eines stärkers 53 mit dem Filter 36 verbindender Rückkopplogischen) 1 en« bildenden Impulssignales zum UND- lungspfad vorgesehen sein, wie er ebenfalls in Fig. 1

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gestrichelt angedeutet ist. auf denen sich zur Informationsvermittlung dienende

Unter gewissen Umständen kann die Batterie 1 von Ausschnitte 117, 119, 121 und 123 befinden. Der Ausdem System abgetrennt und dann wieder angeschlossen schnitt 117 dient zur Anzeige der Vollstellung des Indiwerden. Um zu verhindern, daß der im Digitalzähler 29 kators. Der Ausschnitt 119 dient zur Erzeugung eines gespeicherte Zählerstand verlorengeht, ist es erforder- 5 Warnsignales, welches anzeigt, daß die Batterie sehr lieh, das System mit einer Hilfsbatterie 79 zu versehen, stark entladen ist und die Sperrung der nicht notwendidie den Digitalzähler so lange speist, wie die Batterie 1 gen Kreise, also beispielsweise einer Hebevorrichtung, abgeklemmt ist. Die Hilfsbatterie 79 ist mit dem Digital- bald eintreten wird. Der Ausschnitt 121 liefert ein Konzähler 29 über eine Diode 81 verbunden, die in Sperrich- trollsignal für das Sperren der Hebevorrichtung, wähtung vorgespannt ist, solange die Batterie 1 an das Sy- io rend endlich der Ausschnitt 123 anzeigt, daß die Scheibe stern angeschlossen ist. 103 ihre Endlage erreicht hat und die Batterie vollstän-

In F i g. 2 ist eine weitere Vorrichtung nach der Erfin- dig entleert ist. Diese spezielle Information ist besondung dargestellt. Die Wirkungsweise dieser Vorrich- ders wichtig, wenn der Indikator so ausgebildet ist. daß tung ist im wesentlichen mit der Wirkungsweise des die Skala einen Hauptteil des Winkels einnimmt, um den Systems nach Fig. 1 identisch. Ein Unterschied besteht 15 die Scheibe verdrehbar ist und ein weiteres Verdrehen im wesentlichen nur darin, daß der Oszillator 39, der der Scheibe leicht dazu führen könnte, daß der Zeiger Komparator 35 und das UND-Glied 37 der Vorrichtung 105 in die Voll-Stellung gebracht wird, obwohl die Batnach F i g. 1 durch einem Komparator 35', einen sich terie vollständig erschöpft ist. Es sei auch bemerkt, daß selbst zurückstellenden Integrator 39' und ein UND- bei Bedarf Vereinfachungen möglich sind, indem beiGlied 37' ersetzt worden sind. Wenn der Komparator 35 20 spielsweise der Ausschnitt 21 zugleich die Funktion des feststellt, daß die Klemmenspannung den Schwellen- Loches 123 übernimmt, wodurch die Notwendigkeit für wert unterschritten hat, liefert er einen Ausgangsstrom, eine der Spuren und die zugeordneten Schaltungsand*r über eine Diode 61 und einen Widerstand 63 einem Ordnungen entfällt In diesem Fall wurde dem Aus-Kondensator 65 zugeführt wird. Die am Kondensator 65 schnitt 121 die Form des Loches 123 gegeben,
anliegende Spannung wird dem Anschluß 67 eines Uni- 25 Die in den Ausschnitten enthaltene Information wird junction-Transistors 60 zugeführt Der Anschluß 71 des durch vier Leuchtdioden 125,127,129 und 131 und zuTransistors 69 wird mit einer Vorspannung versehen, geordnete Photozellen 133,135,137 und 139 gelesen. Zu die von einem Widerstände 73 und 75 umfassenden Beginn nimmt die Scheibe die Voll-Stellung ein, bei der Spannungsteiler geliefert wird, der an eine Gleichspan- von den Leuchtdioden 125 bis 131 kein Licht zu den nungsquelle angeschlossen ist. Immer wenn der Aus- 30 zugeordneten Photozellen 133 bis 139 gelangen kann, gang des Komparator 35' aktiviert wird, führt er dem wie es die F i g. 3 und 4 zeigen. Wenn die Batterie entla-Kondensator 65 einen Strom zu, wodurch die Spannung den und in Abhängigkeit davon die Scheibe 103 veran dem Anschluß 67 anwächst Diese Spannung bleibt dreht wird, beginnt das von der Leuchtdiode 127 ausgeim Kondensator 65 gespeichert nachdem der Kompara- hende Licht durch den Ausschnitt 119 auf die Photozelle tor in seinen inaktiven Zustand zurückkehrt Die Span- 35 135 einzufallen, wodurch eine geeignete Warnschaltung nung wächst weiter an, sobald der Komparator 35' er- aktiviert wird, die anzeigt daß ein Abschalten der nicht neut aktiviert wird. notwendigen Kreise bald erfolgen wird. Dieser Zustand

Wenn die Spannung am Anschluß 27 hoch genug ist in F i g. 5 dargestellt Danach gelangt die Scheibe in

wird, wird der Transistor 69 leitend, so daß an seinem die in Fi g. 6 veranschaulichte Stellung, in der das von

Anschluß 67 ein Ausgangssignal erscheint Dieses Signal 40 der Leuchtdiode 129 ausgehende Licht beginnt die Pho-

wird dem UND-Glied 37' zugeführt Wenn das NAND- tozelle 137 zu erreichen. Hierdurch wird das Auslösen

Glied 41 aktiviert ist wird dann dem Digitalzähler 29 ein des Sperrschalters bewirkt Wenn die Batterie trotzdem

Impuls zugeführt und der Stand des Zählers erhöht Bis weiter entladen wird und die Scheibe ihre Drehung fort-

zum vollständigen Entladen einer Batterie wird der setzt beginnt endlich das von der Leuchtdiode 131 aus-

Kondensator 65 oftmals aufgeladen und entladen und es 45 gehende Licht durch den Ausschnitt 123 hindurch auf

wird bei jedem Entladen des Kondensators dem Digital- die Photozelle 139 einzufallen. Hierdurch wird eine wei-

zähler 29 vom Anschluß 27 über das UND-Glied 37' ein tere Drehung der Scheibe 103 verhindert, so daß sie

Impuls zugeführt Es ist ersichtlich, daß der sich selbst nicht weitergedreht werden kann, bis sie erneut die

zurückstellende Integrator 39' in Abhängigkeit von den Voll-Stellung erreicht

Signalen des Komparator 35' anstelle des Oszillators 50 Eine typische Steuerschaltung, die für das Zusammen-

39 der Vorrichtung nach F i g. 1 eine Reihe von Impul- wirken mit dem Indikator 100 geeignet ist ist in F i g. 7

sen erzeugt dargestellt Dem System nach"Fig. 7 wird von einer

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Batterie 201 über zusammenpassende Stecker 203 und den F i g. 3 bis 7 dargestellt Der in F i g. 3 dargestellte 205 Energie zugeführt Bei Anschluß der Batterie an das Indikator 100 weist eine Scheibe 103 auf, die über eine 55 System werden die notwendigen Kreise 207 mit Energie Welle 101 von einem in F ig. 3 nicht dargestellten versorgt welche alle Systeme des Fahrzeuges umfassen, Schrittmotor angetrieben wird. Der Schrittmotor mit die nicht abgeschaltet werden, wenn die Batterie einen der Scheibe 103 ersetzt den Digitalzähler, die Hilfsbat- gewissen Erschöpfungszustand erreicht hat Der Anterie und die Alarm- und Anzeigegeräte, die bei den Schluß der Batterie an das System hat auch das Anlegen anderen Ausführungsbeispielen benötigt wurden. Der 60 der Klemmenspannung der Batterie an die Widerstände Schrittmotor wird jedesmal um ein Inkrement fortge- 209,211 und 213 eines Spannungsteilers zur Folge, mit schaltet, wenn er einen elektrischen Impuls empfängt dem Ergebnis, daß die Spannungen in den Punkten 215, Hierdurch wird auch die Scheibe 103 fortgeschaltet die 217 und 219 Funktionen der Größe der Spannung sind, feinen als Zeiger 105 dienenden Vorsprung aufweist, der die an den Klemmen der Batterie 201 anliegt
den Ladungszustand der Batterie auf einer Skala 107 65 Das Erscheinen einer Spannung im Punkt 215 hat zum anzeigt Die Winkelstellung der Scheibe 103 dient als Ergebnis, daß diese Spannung einem Folgeschalter 221 Anzeige für den Ladungszustand der Batterie. Die zugeführt wird Als Reaktion hierauf erzeugt der Folge-Scheibe 103 weist vier Spuren 109,111,113 und 115 auf, schalter ein Ausgangssignal in Form einer logischen »0«,

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das einem UND-Glied 223 zugeführt wird, so daß dieses Oszillator 235 über ein UND-Glied 246, eine Diode 245

UND-Glied gesperrt wird und sein Ausgangssignal eine und einen Widerstand 243 zugeführt,

logische »0« ist Das UND-Glied 223 wird gesperrt, da- Das UND-Glied 246 wird von einem Leer-Detcktor

mit es nicht auf irgendwelche transienten Signale an- gesteuert Wenn auf die Photozelle 139 kein licht ein-

spricht, die das System während des Anschlusses der 5 fällt, wie es bei der Voll-Stellung der Scheibe 103 der

Batterie mittels der Stecker 203 und 205 durchlaufen Fall ist, erzeugt der Leer-Detektor 248 eine logische

können. Nach einer festgelegten Zeitspanne, die eine »1«, die das UND-Glied 246 vorbereitet Nachdem also

typische Größe von etwa 1 s haben kann, jedenfalls aber der Indikator 100 in die Voll-Stellung gebracht worden

so lang ist, daß alle transienten Signale abklingen kön- ist, hat das Feststellen eines Abfalles der Klenimenspan-

nen, wird das Ausgangssignal des Folgeschalters zu ei- 10 nung unter den vorbestimmten Schwellenwert zur FoI-

ner logischen »1«. ge, daß der !Comparator 241 dem UND-Glied 246, das

Der Anschluß der Batterie an das System hat auch zur durch das Ausgangssignal des Leer-Detektors 248 vor-Folge, daß im Punkt 219 eine Spannung vorliegt, deren bereitet ist, eine logische »1« zuführt Das Ausgangssi-Größe der Klemmenspannung der Batterie 201 propor- gnal des UND-Gliedes 246 ist ein Signal relativ niedritional ist Diese Spannung wird einem Rückstell-Kom- 15 ger Spannung, das über die Diode 245 und den Widerparator 225 zugeführt, der sie mit einer Bezugsspan- stand 243 dem spannungsabgestimmten Oszillator 253 nung vergleicht, die von einer Bezugsspannungsquelle zugeführt wird, so daß ein relativ niederfrequentes Si-227 zugeführt wird, die ebenfalls von der Batterie 201 gnal entsteht und daher der Schrittmotor in Abhängiggespeist wird. Wenn der Rückstell-Komparator 225 keit von dem Absinken der Klemmenspannung unter feststellt, daß die Klemmenspannung der Batterie 201 20 den Schwellenwert mit einer relativ niedrigen Schaltfreeinen Schwellenwert überschreitet, der typischerweise quenz vorangeschaltet wird Es ist demnach ersichtlich, etwa 10% höher sein kann als die Nennspannung der daß die Darstellung auf dem Indikator 100 während des Batterie, wenn es sich dabei um einen Bleisammler han- Rückstellens relativ cchnell und während des Betriebes delt, erzeugt der Rückstell-Komparator 225 ein Aus- relativ langsam ν .rändert wird.

gangssignal in Form einer logischen »1«. Dieses Aus- 25 Wenn der Schrittmotor fortgeschaltet wird, wird der

gangssignal hat in Verbindung mit einer vom Folge- Zustand erreicht, bei dem das Licht der Leuchtdiode! 27

schalter 221 gelieferten logischen »1« zur Folgt, daß durch den Ausschnitt 119 auf die Photozelle 135 einfal-

auch am Ausgang des UND-Gliedes 223 ein Signal in len kann. Die Erregung der Photozelle 135 wird von

Form einer logischen »1« erscheint einem Warnlampenkreis 247 festgestellt, der seinerseits Dieses Ausgangssignal in Form einer logischen »1« 30 eine Warnlampe einschaltet, die den Benutzer davon

wird dann einem bistabilen Rückstellkreis oder Flipflop unterrichtet daß die Sperrung der Hebevorrichtung be-

229 zugeführt wodurch die Vorrichtung gestellt und vorsteht

über eine Diode 231 und einen Widerstand 233 einem Das Weiterschalten des Schrittmotors hat eine weitespannungsabgestimmten Oszillator 235 eine relativ ho- re Drehung der Scheibe 103 zum Ergebnis, so daß der he Spannung zugeführt wird Dieser spannungsabge- 35 Ausschnitt 121 mit der Leuchtdiode 129 ur.d der Photostimmte Oszillator hat eine solche Charakteristik, daß zelle 137 zur Deckung kommt, so daß die Photozelle 137 die erzeugte Schwingung eine extrem niedrige oder na- erreigt wird Hierdurch wird einem Sperrschalterkreis hezu Null betragende Frequenz hat wenn ihm kein Si- 249 ein Signal zugeführt der seinerseits eine Signallamgnal zugeführt wird. Wenn ihm eine relativ kleine Span- pe einschaltet die den Benutzer vom Sperren der Hebenung zugeführt wird, erscheint an seinem Ausgang ein 40 vorrichtung unterrichtet Das Sperren der Hebevorrich-SifcHü! ifiii relativ niedriger Frequenz. Wenn die züge- tung erfolgt durch Zuführen eines von der Photozelle führte Spannung relativ groß ist ist auch die Frequenz 137 ausgelösten Signales zum Sperrschalter 251, der den des Ausgangssignals relativ groß. Demgemäß hat die Sperrschalter 251 veranlaßt die Kontakte 253 eines Rerelativ große Spannung, die dem Oszillator 235 vom lais 255 zu öffnen und dadurch die nicht notwendigen Flipflop 229 zugeführt wird, ein Ausgangssignal des Os- 45 Kreise 257 abzuschalten. Es sei erwähnt daß das Relais zillators 235 relativ hoher Frequenz zur Folge, das ei- 255 durch jede äquivalente Anordnung ersetzt werden nem Treiberverstärker 237 für einen Schrittmotor züge- kann, wie beispielsweise einen steuerbaren Siliziumführt wird. Dieser Treiberverstärker 237 treibt die Spule gleichrichter oder ein Triac. Wie bei den Vorrichtungen 239 des Schrittmotors, der die Scheibe 103 relativ nach den F i g. 1 und 2 kann der Sperrschalter 251 wieschnell antreibt bis der Zeiger 105 die Stellung erreicht, 50 der geschlossen werden, um auch den nicht notwendiin der das Vorliegen einer voll geladenen Batterie ange- gen Kreisen 257 Energie zuzuführen, wenn eine volle zeigt wird Diese Stellung der Scheibe wird durch die Ladung der Batterie festgestellt wird. Zur Vereinfa-Photozelle 133 erfaßt weil in dieser Stellung das Licht chung ist diese Rückstelleinrichtung in F i g. 7 nicht der Leuchtdiode 125 durch das Loch 117 auf diese Pho- dargestellt

tozelle fällt Dieser Zustand wird von dem VoH-Detek- 55 Eine weitere Drehung der Scheibe 103 hat das Austor 140 festgestellt, der das Flipflop 229 zurückstellt so richten des Loches 123 auf die Leuchtdiode 131 und die daß im Eingang des spannungsabgestimmten Oszillators Photozelle 139 zur Folge. Hierdurch wird am Ausgang 235 vom Flipflop 229 keine Spannung mehr zugeführt des Leer-Detektors 248 eine logische »0« erzeugt Diese wird. logische »0« sperrt das UND-Glied 246 und verhindert

Die Klemmenspannung der Batterie 201 wird von ei- w damit ein weiteres Fortschalten des Indikators 100.

nem Komparator 241 überwacht, der die im Punkt 217 Fig.8 zeigt nochmals eine andere Ausführungsform

anliegende Spannung mit einer Spannung vergleicht die der Erfindung. Wenn es erwünscht ist, ein Fahrzeug in

eine Funktion einer der Ausgangssignale der Bezugs- Betrieb zu nehmen, wird eine Batterie 310 mittels Stek-

spannungsquelle 227 ist. Die Spannung im Punkt 217 ker 312 und 314 an die Überwachungsvorrichtung des

wird über ein Filter 242, dessen Funktion mit der Funk- 65 Fahrzeuges angeschlossen. Hierdurch wird ein Zeitge-

tion des Filters 36 nach den Fi g. 1 und 2 übereinstimmt ber 316 ausgelöst, der nach einer Verzögerung, deren

dem Komparator 241 zugeführt. Das Ausgangssignal Dauer typischerweise in der Größenordnung von 1 s

des Komparator 241 wird dem spannungsgesteuerten liegt, einem Komparator 318 für eine Zeit einschaltet,

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deren Dauer ebenfalls typischerweise etwa 1 s beträgt de Wechselspannung wird dann verstärkt und einem Wenn die Spannung an den Klemmen der Batterie 310 einfachen Amplitudendetektor zugeführt, der ein im Vergleich zur Nennspannung ungewöhnlich hoch ist, Gleichspannungs-Ausgangssignal liefert, das dem Spiterzeugt der Komparator 318 einen AusgangsimpuJs. zenwert der auf die Platte gekoppelten Wechselspan-Dieser Impuls zeigt der übrigen Schaltungsanordnung 5 nung proportional ist Bei der Schaltungsanordnung der Vorrichtung an, daß die Batterie ausreichend gela- nach Fi g. 8 ist diese Gleichspannung das Ausgangssiden ist Die Funktion des Komparator 318 und des gnal des.Integrators 328. Wie es.nachstehend erläutert Zeitgebers 316 entspricht derjenigen des Folgeschalters werden wird, ist diese Spannung für den Ladungszu-21 und des Rückstell-Komparators 25 nach F i g. .1 und stand der Batterie charakteristisch. Sie wird dem Verwird hier nicht weiter behandelt ίο stärker 324 zugeführt

Bezugsspannungen für den Komparator 318 und ver- Bei einem solchen System erfolgt das Rückstellen des schiedene andere Elemente der Vorrichtung werden Integrators durch Hindurchleiten eines Stromes durch von einer Bezugsspannungsquelle 315 erzeugt, die mit- das Coulometer. Dieser Strom fließt in umgekehrter tels konventioneller Schaltungen Bezugsspannungen A, Richtung wie der von der Signalquelle gelieferte Strom, B, C und D erzeugt Wie dargestellt wird die Bezugs- is der das Coulometer fortschaltet, und hai eine im Verspannung A dem Komparator 318 zugeführt ., · gleich zur Größe des von dieser Signalquelle erzeugten

Ein Integrator 328 dient zur Speicherung eines Signa- Stromes einen relativ hohen Wert Zu diesem Zweck les, das für den Ladungszustand der Batterie charakteri- kann auf einfache Weise das Flipflop 320 mit einem stisch ist Zu Beginn ist in dem Integrator 328 der Ober- steuerbaren Siliziumgleichrichter versehen und das wachungsvorrichtung des Fahrzeuges ein Integral ge- 20 Ausgangssigna] des Flipflop 320 durch das Coulometer speichert, das dem Ladungszustand der letzten im Fahr- geleitet werden. Der Wert des im Integrator 328 gespeizeug verwendeten Batterie entspricht Wenn eine neue cherten Integrals wird von einem Komparator 330 erBatterie in das Fahrzeug eingesetzt wird, wird es also faßt und mit einem Wert verglichen, welcher der Kiemerforderlich, den Integrator zurückzustellen. Wenn der menspannung bei voller Ladung entspricht und durch Komparator 318 feststellt daß an seinem Eingang eine 25 die Bezugsspannung B dargestellt wird. Wenn der Inteungewöhnlich hohe Spannung anliegt und infolgedessen grator die volle Ladung erreicht stellt der Komparator eine neue Batterie eingesetzt worden ist stellt er einen 330 das Flipflop 320 zurück, das seinerseits die Klemmbistabilen Kreis, beispielsweise ein Flipflop 320, dessen schaltung 322 abschaltet Dann ist das Ausgangssignal Ausgangssignal dazu benutzt wird, den Integrator 328 des Integrators 328 frei, den Verstärker 324 zu beaufauf Null zu stellen, wie es noch erläutert werden wird. 30 schlagen, so daß das Meßinstrument 326 das im Integra-Das Flipflop 320 löst auch eine Klemmschaltung 322 tor 328 enthaltene Integral anzeigt das für den Laaus, die über einen Verstärker 324 mit dem Verstär- dungszustand der Batterie 310 charakteristisch ist kungsfaktor Eins den Vollausschlag eines zur Anzeige Wenn die in der Batterie 310 gespeicherte Ladung des Ladungszustandes dienende Meßinstrumentes 326 verbraucht wird, hat die Belastung der Batterie mit ververanlaßt Die Klemmschaltung bewirkt so das Anzei- 35 schiedenen Lastzuständen entsprechenden Schwankungen eines vom Komparator 318 festgestellten vollen gen der Klemmenspannung der Batterie zur Folge. Ladungszustandes unabhängig von dem im Integrator Durch die Erfindung wird ein Signal über den Ladungs-328 gespeicherten Integral. Diese Maßnahme ist erfor- zustand der Batterie gewonnen, indem die Größe und derlich, weil die Rückstellung des Integrators mehrere die Dauer von Absenkungen der Klemmenspannung Minuten beanspruchen kann, es jedoch wünschenswert 40 überwacht wird. Die Größe und die Dauer der Verminist, die volle Ladung einer Batterie unmittelbar anzuzei- derung der Klemmenspannung wird von einer Schalgen, tungsanordnung 332 erfaßt und dem Integrator 328 mit-

Der Integrator 328 kann aus jeder Schaltungsanord- geteilt. Die Schaltungsanordnung 332 liefert an ihrem nung bestehen, die in der Lage ist, eine elektrische Infor- Ausgang einen Strom, der von der Spannung an den mation zu integrieren und ein Ausgangssignal zu liefern, 45 Klemmen der Batterie abhängt Wenn die Klemmendas dem Integral proportional ist. Eine geeignete Inte- spannung der Batterie 310 unter einen Schwellenwert grationsschaltung ist beispielsweise in der US-Patentan- abfällt, wird die Schaltungsanordnung 332 dazu veranmeldung Serial 5 38 466 von Eugene P. Finger und Ed- laßt, dem Integrator 328 einen Strom zuzuführen und ward M. Marwell mit dem Titel »Battery Control Sy- dadurch den Integrator 328 fortzuschalten, so daß der stern für Battery Operated Vehicles« beschrieben und 50 vom Meßinstrument 326 angezeigte Spannungspegel auch in den US-PS 32 55 413, 37 04 431 und 37 04 432 gegenüber demjenigen abfällt der die volle Ladung anoffenbart, zeigt. Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung

In solchen Integratoren erfolgt die Integration mittels 332 liegt nur während der Zeiten vor, während denen eines elektrochemischen Coulometers, dem von einer die Klemmenspannung kleiner ist als der Schwellenelektrischen Signalquelle ein Strom zugeführt wird, des- 55 wert, und es kehrt die Schaltungsanordnung 332 in ihren sen Integral für den Parameter charakteristisch ist der Ruhezustand zurück, wenn die Klemmenspannung wieüberwacht werden so|l. Ein Fortschalten des Coulome- der über den Schwellenwert ansteigt, ters hat eine Änderung der Länge der Quecksilbersäu- Bei den meisten Batterien sinkt die Klemmenspanlen im Coulometer und infolgedessen der kapazitiven nung um so häufiger und für um so längere Zeiten unter Kopplung zwischen einer der Quecksilbersäulen und 60 einen Schwellenwert ab, je stärker die Batterie entladen einer Metallplatte zur Folge, die den Körper des Coulo- ist. Die Beziehung zwischen der Zeit, während der der meters utr -ibt, Ein Oszillator ist in Serie mit einem Kon- Schwellenwert unterschritten wird, und dem Ladungsdensator zu dem Coulometer parallel geschaltet, so daß zustand der Batterie ist nichtlinear. Diese Nichtlinearian der Platte eine Wechselspannung erscheint. Diese tat wird durch die nichtlineare Charakteristik der Schal-Wechselspannung ist der Kapazität zwischen der mit 65 tungsanordnung 332 kompensiert, dem Kondensator in elektrischem Kontakt stehenden Fig.8 veranschaulicht eine besonders vorteilhafte Quecksilbersäule und der den Coulometerkörper umge- Ausführungsform einer nichtlinearen Schaltungsanordbenden Platte proportional. Die an der Platte anliegen- nung 332. Diese Ausführungsform umfaßt einen Schwel-

17 18

lenwertdeteictor 334, der ein elektrisches Signal für den Integrator Gebrauch machen, können die Sperren 344

Integrator 328 liefert, wenn die Klemmenspannung der und 346 einfach die Form von Stromquellen annehmen, Batterie 310 unter seinen Schwellenwert abfällt Eine die von Schwellenwertdetektoren ausgelöst werden und

weitere Abnahme der Klemmenspannung unter nach- bei Erreichen der Integrationsgrenzen einen Strom ereinander tiefere Schwellenwerte hat die Auslösung auf- s zeugen, der dem Strom entgegengesetzt ist, der das

einanderfolgender Schwellenwertdetektoren 336 und elektrochemische Coulometer fortschaltet

338zur Folge. Fig. 9 zeigt eine alternative Ausführungsform einer

Die Detektoren 334,336 und 338 werden in Abhin- Schaltungsanordnung 35r, die an die Stelle der Schalgigkeit vom Absinken der Klemmenspannung nachein- tungsanordnung 332 in F i g. 8 treten kann. Die Schalander und einzeln ausgelöst also nicht kumulativ. Die io tungsanordnung 332* enthält Schwellenwertdetektoren Detektoren 334,336 und 338 haben entsprechend einen 350a bis 350a die bei einer Spannung ausgelöst werden, hohen, mittleren und unteren Schwellenwert und dem- die nicht nur von der Spannung an den Klemmen der entsprechend große, mittlere und kleine Ausgangssigna- Batterie 310 sondern auch von einer Rückkopplungs-Ie. Auf diese Weise wird nacheinander die Wirkung auf spannung abhängt die fiber Widerstände 352« bis 352/7 den Integrator 328 bei fortlaufender Abnahme der 15 vom Ausgang des Integrators 328 abgeleitet wird. Die Klemmenspannung reduziert Wenn als die Frequenz, Schwellenwertdetektoren 350a bis 35On bewirken ein die Dauer und das Ausmaß der Spannungsverminde- Fortschalten des Integrators 328 mit einer Geschwinrung zunehmen hat das zunehmende Ausmaß der Span- digkeit, die dem Wert der entsprechenden Ausgangswinungsvermindemng eine fortlaufende Abnahme der derständeÄ, bis R_n proportional ist Die Schwellenwert-Wirkung auf den Integrator 328 zur Folge. 20 detektoren 350a bis 350a können einfach Komparato-

Statt dessen kann der Schwellenwertdetektor 334 ein ren sein, die ihr Ausgangssignal bei verschiedenen konstantes Ausgangssignal liefern, nachdem er einmal Schwellenwerten ändern, die eine Funktion der vom ausgelöst wurde, und es können die Detektoren 33S und Integre tor 328 über die Widerstände 352a bis 352/; zu-338 nacheinander und kumulativ ausgelöst werden, um geführten Rückkopplungsspannung und der von einer Ausgangssignale zu erzeugen, die zum Ausgangssignal 25 Bezugsspannungsquelle 354 über Widerstätide 356a bis des Detektors 334 entgegengesetzt sind und eine gerin- 356/1 zugeführten Bezugsspannung sind. Bei der in gere, jedoch feste Größe haben. Die Schwellenwertde- F i g. 9 dargestellten Ausführungsform werden die Detektoren 336 und 338 haben dann die Wirkung, das Aus- tektoren 350a bis 35On nacheinander und gemeinsam gangssignal der Schaltungsanordnung 332 zu reduzie- bei verschiedenen Schwellenwerten ausgelöst, deren ren, wenn die Größe der Abnahme der Schwellenspan- 30 Werte in gleicher Weise durch die Bezugsspannungsnung zunimmt Statt dessen kann auch eine nichtlineare quelle 354 bestimmt werden wie die nichtlineare Schal-Anzeigevorrichtung dazu dienen, eine Linearisierung tungsanordnung 352 nach Fig.8, die oben behandelt der Darstellung zu erzielen. wurde. Demgemäß liefert der Komparator 3506 über

Wenn das Ausgangssignal des Integrators 328 einen den Widerstand Rb einen Strom, der dem vom Kompa- Wert erreicht der einem ersten, vorbestimmten niedri- 35 rator 350a gelieferten Strom entgegengesetzt ist und

gen Ladungszustand der Batterie 310 entspricht und der eine geringere Stärke aufweist so daß, wenn die Klem-

durch die Bezugsspannung C charakterisiert wird, löst menspannung absinkt und der Komparator 3SOb ausge-

es eine Warneinrichtung 340 aus, die einen auf die Be- löst wird, das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung

zugsspannung C und das Ausgangssignal des Integra- 352' reduziert wird und eine Reduktion der Geschwin-

tors ansprechenden Schwellenwertdetektor umfaßt und 40 digkeit bewirkt mit der eine Integration stattfindet Die

eine Warnlampe einschaltet die den Benutzer von dem Komparatoren 350c bis 350/wirken in entsprechender

verminderten Ladungszustand der Batterie unterrichtet Weise mit der beschränkten Bedingung, daß die kumu-

Eine weitere Benutzung der Batterie, die eine weitere lative Wirkung der Komparatoren 350b bis 35On nicht Abnahme des Ausgangssignals des Integrators 328 zur die Wirkung des !Comparators 350a überschreitet, der Folge hat bewirkt die Auslösung eines Sperrschalters 45 sie entgegengesetzt sind.

342, wenn das Ausgangssignal des Integrators einen tie- Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist feren Wert erreicht der durch die Bezugsspannung D derart daß die über den Widerstand 352a zurückgekopfestgelegt ist Die Betätigung des ebenfalls einen pelte Ausgangsspannung des Integrators 328 effektiv Schwellenwertdetektor enthaltenden Sperrschalters die Schwellenwerte für die Klemmenspannung der Bat-342 bewirkt ein Abschalten des Stromes von nicht not- 50 terie 310, bei denen die Schwellenwertdetektoren 350a wendigen Einrichtungen des Fahrzeuges, wie beispiels- bis 35On ausgelöst werden, erniedrigt wenn das Ausweise einer Hebevorrichtung, so daß nur noch solche gangssignal des Integrators die Speicherung eines zuwesentlichen Einrichtungen des Fahrzeuges mit Energie nehmend großen Integrales und damit eine zunehmende versorgt werden, wie der Fahrmotor, so daß der Benut- Erschöpfung der Batterie anzeigt. Wenn also die Battezer gezwungen ist in eine Zentrale auf Aufnahme einer 55 rie entladen wird und die Tendenz besteht daß die vollgeladenen Batterie zurückzukehren. Klemmenspannung immer häufiger und für immer län-

Da gewisse Integration-einrichtungen, wie insbeson- gere Zeiten unter die festgelegten Schwellenwerte abderen elektro-chemische Integratoren, zerstört werden sinkt werden die Schwellenwerte abgesenkt damit zum können, wenn sie über ihre Integrationsgrenzen hinaus Auslösen der Komparatoren 350a bis 35On immer gröbeaufschlagt werden, sprechen eine Erschöpfungssper- 60 ßere und größere Absenkungen der Klemmenspannung re 344 und eine Überladesperre 346 auf das Ausgangssi- erforderlich werden. Durch diese Rückkopplungsanordgnal des Integrators an und verhindern eine weitere nung wird ein relativ schnelles Fortschreiten des Inte-Integration, bevor die Integrationsgrenzen des Integra- grators reduziert oder ausgeglichen, das eintreten müßtors 328 erreicht sind. Die Sperrschaltungen 344 und 346 te, wenn die Batterie in zunehmendem Maße entladen schützen demnach den Integrator 328 während der Ent- 65 wird und die Schwellenwerte für die Detektorschaltunladung der Batterie bzw. bei seiner Rückstellung nach gen nicht abgesenkt wurden. Gleichzeitig erlaubt die Einsetzen einer neuen Batterie. Im Fall einer Vorrich- Schaltungsanordnung ein relativ schnelles Fortschalten tung, die von einem elektrochemischen Coulometer als des Integrators, wenn die Klemmenspannung der Baue·

19 20

rie schon früh im Arbeitszyklus den Schwellenwert un- einen Schwellenwert unterschreitet Dieses Signal wird terschreitet, solange der Integrator 328 noch das Vorlie- dann integriert, um ein erstes Ausgangssignal zu bilden, gen einer vollen Ladung oder einen der vollen Ladung Bei einer typischen Wirkungsweise -wird dieses Signal nahen Wert anzeigt Hierdurch wird der Vorteil erzielt, während mehrerer verschiedener Intervalle angesamdaß der Integrator den Batteriezustand »einholen« s melt, während denen die Klemmenspannung der Battekann, wenn durch einen Fehler eine nur teilweise gela- rie unter den Schwellenwert abfällt Dabei braucht der dene Batterie eingesetzt wurde. Wenn eine solche Bat- Schwellenwert während der Zeit, während der die Inteterie kurze Zeit mit hoher Ladung beaufschlagt worden gration stattfindet nicht konstant zu bleiben. Beispielsist kann ihre Klemmenspannung zu Beginn hoch genug weise kann bei solchen Vorrichtungen, bei denen eine sein, um v-jm Komparator 318 angenommen zu werden. io Rückkopplung vom Integrator vorhanden ist, der Danach fällt jedoch die Klemmenspannung sehr schnell Schwellenwert während der Zeitspanne variiert werab und erlaubt ein schnelles Fortschreiten des Integra- den, während der die Klemmenspannung der Batterie tors, wodurch angezeigt wird, daß die Batterie nicht kleiner ist als der Schwellenwert Trotzdem kann allgeordentlich geladen war. mein vom ersten Ausgangssignal gesagt werden, daß es

Weitere Variationen des Rückkopplungskreises kön- 15 eine Funktion der Zeit ist, während der die Klemmen-

nen dadurch erzielt werden, daß als Widerstände 352a spannung kleiner ist als der Schwellenwert

bis 352/7 nichtlir.eare Widerstandselemente benutzt Da der Schwellenwertdetektor nicht aktiv wird, be-

werden. Diese Maßnahme kann auch eine Verbesserung vor die Klemmenspannung einen Schwellenwert unter-

der Linearität des Ausgangssignales des Integrators 328 schreitet kann das erste Ausgangssignaal auch als Funk-

zur Anzeige des Ladezustandes zur Folge haben. 20 tion der Größe der Klemmenspannung bezeichnet wer-

Obwohl die Schaltungsanordnung unter Verwendung den. Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 1 bis 7 von mehreren Komparatoren 350a bis 35On beschrieben ist die Größe des Zwischensignales von der Klemmenworden ist arbeitet sie auch sehr gut nur mit einem spannung unabhängig, solange die Klemmenspannung einzigen Komparator 350a. Weiterhin ist anzumerken, kleiner ist als der Schwellenwert Wenn jedoch mehrere daß ebenso wie der Schwellenwert des Schwellenwert- 25 Schwellenwertdetektoren benutzt werden, ist die Grödetektors in Abhängigkeit von dem im Integrator ge- ße des Zwischensignals auch dann eine Funktion der speicherten Wert verändert wird, wie es bei der Ausfüh- Klemmenspannung, wenn die Klemmenspannung den rungsform nach F i g. 9 der Fall ist auch das Ausgangssi- ersten Schwellenwert unterschritten hat Bei der Ausgnal des Schwellenwertdetektors in Abhängigkeit vom führungsform nach den F i g. 8 und 9 erfolgt die Varia-Ausgangssignal des Integrators variiert werden kann. 30 tion des Zwischensignals in diskreten Schritten. Für den Beispielsweise können zu diesem Zweck anstelle der Fachmann ist jedoch ersichtlich, daß mittels geeigneter Widerstände Ra bis Rn Photowiderstände benutzt wer- Schaltungsanordnungen auch ein analoges, also sich steden, deren Widerstand sich in Abhängigkeit von einfal- tig änderndes Zwischensignal erzeugt werden kann,
lendem Licht ändert Das Ausgangssignal des Integra- Das von den Schwellenwertdetektoren nach F i g. 9 tors 328 kann dann zum Antrieb einer Lichtquelle be- 35 gelieferte Zwischensignal ist wie leicht erkennbar, eine nutzt werden, deren Licht auf die Photowiderstände ge- Funktion des Unterschiedes zwischen der Klemmenrichtet wird, um deren Widerstand als Funktion des spannung der Batterie und einer Bezugsspannung, die Ausgangssignals des Integrators 328 zu ändern. Eine eine Funktion des Ausgangssignals des Integrators 328 Variation des Widerstandswertes der Photowiderstände und des Ausgangssignals der Bezugsspannungsquelle hätte eine Variation des Ausgangsstromes der Kompa- 40 315' ist Es ist offensichtlich, daß in Abhängigkeit von ratoren 350a bis 35On zur Folge und damit eine Varia- der Art der im Einzelfall verwendeten Rückkopplungstion des Ausgangssignales der gesamten Schaltungsan- schaltung verschiedene Übertragungsfunktionen synordnung 352'. thetisiert werden können. Es versteht sich, daß alle diese

Es ist ersichtlich, daß auch bei den in den F i g. 1 bis 7 Modifikationen im Rahmen der Erfindung liegea Da

dargestellten Ausführungsbeispielen mehrere Schwel- 45 weiterhin die Erfindung verwirklicht werden kann, in-

lenwertdetektoren benutzt werden können, um jede ge- dem entweder eine Spannung mit positiver Polarität

wünschte Charakteristik durch die Auswahl verschiede- oder negativer Polarität verwendet wird, ist ersichtlich,

ner Schwellenwerte und verschiedener elektrischer daß jede dieser beiden Möglichkeiten das volle Äquiva-

Ausgangssignale für jeden der verschiedenen Schwel- lent der anderen ist und beide Möglichkeiten im Rah-

lenwertdetektoren zu synthetisieren. Beispielsweise 50 men der Erfindung liegen.

kann eines synthetisierte Charakteristik leicht zum Auf- ■

laden des Kondensators 65 der Vorrichtung nach F i g. 2 Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

benutzt werden. Entsprechend könnte eine Einrichtung

vorgesehen sein, mit der dem Digitalzähler dur Vorrichtung nach F i g. 1 Taktimpulse mit einer variablen Fre- 55
quenz zugeführt werden, die davon abhängt welcher
Schwellenwertdetektor aktiviert wurde. Auch die Rückkopplungskreise gemäß den F i g. 8 und 9 können bei
den Vorrichtungen nach den F i g. 1 bis 7 verwirklicht
werden, wie es der Widerstand 53' in den F i g. 1 und 2 60
zeigt. Bezüglich der Vorrichtung nach den F i g. 3 bis 7
kann eine Rückkopplung durch die Verwendung zusätzlicher Kombinationen von Leuchtdioden und Photozellen erzielt werden.

Die Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 bis 9 ver- 65
anschaulichen eine Vorrichtung, bei der ein Schwellenwertdetektor ein Zwischensignal während der Zeit erzeugt, während der die Klemmenspannung der Batterie

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung des Ladezustandes einer Batterie während des Entladens, bei dem die an den Klemmen der Batterie herrschende Spannung festgestellt und ein von dieser Klemmenspannung abhangiges Ausgangssignal erzeugt wird, das ein MaB für den Ladezustand der Batterie ist, dadurch gekennzeichnet, daß immer dann, wenn die Klemmenspannung infolge eines Entladevorganges unter einen vorgegebenen Schwellenwert absinkt, ein Zwischensignal erzeugt wird, daß das Zwiscuensignal fiber aufeinanderfolgende Absenkungen der Klemmenspannung unter den Schwellenwert integriert wird und daß endlich das Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Integral des Zwischensignals erzeugt wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert als Funktion des Ausgangssignals verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischensignal aus einer Folge von Impulsen besteht, deren Anzahl eine Funktion der Zeit ist, während der die Klemmenspannung den Schwellenwert unterschreitet, und die Integration in einer Zählung der Impulse besteht

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwi schensignal sowohl eine Funktion der Zeit ist, wäh- rend der die Klemmenspannung den Schwellenwert unterschreitet, als auch eine Funktion der Differenz zwischen der Klemmenspannung und dem Schwellenwert

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob die Klemmenspannung der mit dem System verbundenen Batterie einen oberen Schwellenwert überschreitet und bei Überschreiten des oberen Schwellenwertes der Integrator auf einen Anfangswert zurückgestellt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schwellenwerte vorgegeben werden und unterschiedliche Zwischensignale in Abhängigkeit davon erzeugt werden, welchen der vorgegebenen Schwellenwerte die Klemmenspannung unterschreitet, und daß alle Zwischensignale derart kombiniert werden, daß durch Auswahl verschiedener Schwellenwerte und den Schwellenwerten zugeordneter Ausgangssi- so gnale verschiedener Größe eine gewünschte Ansprechcharakteristik erzielt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem auf die zwischen den Klemmen der Batterie herrschende Spannung ansprechenden Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (35) in der Zeit, während der die Klemmenspannung einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, ein Zwischensignal erzeugt, das einem Integrator (29) zügeführt wird, der das Zwischensignal über aufeinanderfolgende Absenkungen der Klemmenspannung unter den Schwellenwert integriert, und daß der Integrator (29) mit einer Anordnung (53,61) zur Erzeugung eines von dem integrierten Wert abhängigen Ausgangssignals verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor einen Komparator (35) umfaßt, der auf die Klemmenspannung und eine Bezugsspannungsquelle (27) anspricht und das Zwischensignal liefert, wenn die Klemmenspannung den von der Bezugsspannungsquelle (27) gelieferten Schwellenwert unterschreitet

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (53') zum Absenken des Schwellenwertes als Funktion von Weiten des Ausgangssignals, die einen verminderten Ladungszustand der Batterie anzeigen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Batterie (1) und den Sensor (35) ein Filter (36) zum eliminieren transienter Signale, die nicht in Beziehung zum Entladevorgang stehen, geschaltet ist

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischensignal aus einer Reihe von Impulsen besteht, deren Anzahl eine Funktion der Zeit ist, während der die Klemmenspannung den Schwellenwert unterschreitet, und daß der Integrator (29,237,239) derart auf diese Impulse anspricht, daß sein Ausgangssignal eine Funktion der Anzahl der das Zwischensignal bildenden Impulse ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Impulse ein spannungsabgestimmter Oszillator (235) vorhanden ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oszillator (39), der eine fortlaufende Impulsreihe erzeugt und ein Tor (37), das die Impulse passieren läßt, wenn die Klemmenspannung die Schwellenspannung unterschreitet, vorhanden sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß zur Erzeugung der Impulse ein Kippschwingungen erzeugender Oszillator (39') vorhanden ist

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (237, 239) ein Schrittmotor ist dem die Impulse zugeführt werden und mit dem eine Einrichtung (100) zur Anzeige des Ausgangssignals gekoppelt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (100) zur Anzeige des Ausgangssignals eine Scheibe (103) umfaßt, die von dem Schrittmotor (237, 239) gedreht wird und deren Winkelstellung für das im Schrittmotor gespeicherte Integral charakteristisch ist daß in der Scheibe (103) wenigstens ein für einen Bereich von Integralwerten charakteristisches Loch (z. B. 119) angeordnet ist und daß auf einer Seite der Scheibe eine Lichtquelle (127) und auf der anderen Seite der Scheibe ein Photodetektor (135) derart angeordnet sind, daß bei bestimmten Winkeleinstellungen der Scheibe (103) die Lichtquelle (127), das Loch (119) und der Photodetektor (135) aufeinander ausgerichtet sind und ein die Stellung der Scheibe anzeigendes elektrisches Signal erzeugen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Klemmenspannung der Batterie (201) ein weiterer Sensor (225) anspricht und mit dem weiteren Sensor eine Rückstelleinrichtung (223,229) gekoppelt ist, die den Integrator (237,239) zurückgestellt, wenn die Klemmenspannung einen oberen Schwellenwert überschreitet.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

3 , 4

17, dadurch gekennzeichnet daß der auf eine Ver- dig ist

minderung der Klemmenspannung ansprechende Eine Weiterentwicklung des bekannten Verfahrens Sensor (332) mehrere Schwellenwertdetektoren ist Gegenstand des älteren deutschen Patentes (334, 336,338) mit verschiedenen ,'Schwellenwerten 24 CG 901. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird umfaßt und jeder Schwellenwertdetektor ein Zwi- 5 nicht unmittelbar die durch ein Meßinstrument angeschensignal erzeugt, wenn die Klemmenspannung zeigte, stromkompensierte Ausgangsspannung als Anden zugeordneten Schwellenwert unterschreitet, zeige des Ladungszustandes verwendet, sondern viel- und daß der Integrator (328) alle Zwischensignale mehr der Abnahme des Ausgangsaignales eine feste integriert, so daß die gewünschte Deiektorcharakte- Spannung nachgeführt, um eine stabilere Anzeige zu ristik durch die Auswahl verschiedener Schwellen- io erhalten und Fehleinschätzungen über den Ladezustand werte und Zwischensignale synthetisierbar ist infolge einer in Ruhezeiten ansteigende Klemmenspan-

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge- nung zu vermeiden. Am Meßprinzip ändert sich damit kennzeichnet daß die Schwellenwertdetektoren gegenüber dem aus der DE-PS 6 48 836 bekannten, in (334, 336, 338) nacheinander aktiviert und die von einer Spannungsmessung bestehenden Verfahren ihnen gelieferten Zwischensignale kombiniert wer- is nichts.

den. Ein grundsätzlich anderes Verfahren zur Oberwa-

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge- chung des Ladezustandes einer Batterie während des kennzeichnet daß die Schwellenwertdetektoren Entladens ist aus der US-PS 34 84 681 bekannt Es be-(334,336,338) in einer vorbestimmten, den Schwel- steht darin, die der Batterie entnommene Energie mit lenwerten entsprechenden Folge jeweils einzeln 20 Hilfe eines Amperestunden-Zählers zu überwachen, nacheinander betätigt werden, so daß jeweils nur ein Der Amperestunden-Zählung haftet jedoch ebenso wie Schwellenwertdetektor ein Zwischensignal liefert der Messung der Klemmenspannung der Mangel an,

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis daß die in Amperestunden gemessene, nutzbare Kapa-20, dadurch gekennzeichnet daß sie eine Einrichtung zität einer Batterie wiederum in hohem Maße von der (43) zum Abschalten wenigstens eines Teiles (49) der 25 Stärke des Entladestromes abhängig ist Bei hohen Entmit der Batterie verbundenen Last umfaßt die an- ladeströmen beträgt die Kapazität einer Batterie nur spricht wenn das Ausgangssignal eine vorbestimmte Bruchteile ihres Nennwertes. Daher kann die Angabe Größe erreicht. über die einer Batterie entnommenen Amperestunden

keine zuverlässige Aussage darüber liefern, in welchem

30 Ladezustand sich eine Batterie jeweils befindet

Von den Verfahren zur Überwachung des Ladezustandes einer Batterie während des Entladens sind die

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwa- Verfahren zur Überwachung des Ladezustandes wähchung des Ladezustandes einer Batterie während des rend des Aufladens, wie das in der DE-OS 20 28 117 Entladens, bei dem die an den Klemmen der Batterie 35 beschriebene Verfahren, grundsätzlich verschieden, herrschende Spannung festgestellt und ein von dieser weil der Aufladevorgang gewöhnlich unter genau beKlemmenspannung abhängiges Ausgangssignal erzeugt kannten und vorgegebenen Bedingungen erfolgt Bei wird, das ein Maß für den Ladezustand der Batterie ist dem aus der DE-OS 20 28 117 bekannten Verfahren

Obwohl die Klemmenspannung einer Batterie eine wird der Spannungsanstieg während des Ladevorganvon deren Ladezustand abhängige Größe ist ist sie zur 40 ges beobachtet in dem in vorgegebenen Zeitintervallen genauen Feststellung und Überwachung des Ladezu- die augenblickliche Klemmenspannung mit der am Enstandes nicht unmittelbar geeignet weil sie in hohem de des vorhergehenden Zeitintervalles erreichten Klem-Maße von der Stärke des Entladestromes abhängig ist. menspannung verglichen und der Ladevorgang so lange Bei hohem Entladestrom kann die Klemmenspannung fortgesetzt wird, wie bei dem Vergleich ein Spannungseiner voll geladenen Batterie geringer sein als die Lehr- 45 anstieg, also eine positive Spannungsdifferenz, festzulaufspannung einer bereits erschöpften Batterie. Da der stellen ist Wie oben dargelegt liegen vergleichbare Ladezustand aber häufig unter stark wechselnden Last- Verhältnisse beim Entladen einer Batterie unter stark bedingungen überwacht werden muß wie es insbeson- wechselnden Betriebsbedingungen nicht vor, so daß dere bei Gabelstaplern der Fall ist ist die Überwachung vergleichbare Verfahren zur Überwachung des Ladezuder Klemmenspannung ein ungeeignetes Mittel, um den 50 Standes an der Batterie während des Entladens nicht Ladezustand der Batterie mit der gebotenen Sicherheit möglich sind.

festzustellen. Es gibt daher Verfahren, um von der Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zuKlemmenspannung ein Ausgangssignal abzuleiten, das gründe, ein Verfahren der eingangs genannten Art derals Maß für den Zustand der Ladebatterie benutzt wird. art weiterzubilden, daß es eine auch unter stark wech-

Aus der DE-PS 6 48 836 ist ein Verfahren der ein- 55 selnden Betriebsbedingungen zuverlässige Anzeige gangs genannten Art bekannt bei dem als Ausgangssi- über den augenblicklichen Ladezustand einer Batterie gnai die mittels einer Kompensationsschaltung modifi- im Verlauf des Entladevorganges lief ert.
zierte Klemmenspannung der Batterie benutzt wird. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge-

Die Kompensationsschaltung besteht in einem Wider- löst, daß immer dann, wenn die Klemmenspannung instandsnetzwerk, das eine vom Entladestrom abhängige 60 folge eines Entladevorganges unter einen vorgegebe-Gegenspannung erzeugt, durch die der als Ausgangssi- nen Schwellenwert absinkt, ein Zwischensignal erzeugt gnal angezeigte Spannungswert gegenüber der tatsäch- wird, daß das Zwischensignal über aufeinanderfolgende liehen Klemmenspannung mit zunehmendem Entlade- Absenkungen der Klemmenspannung unter den strom erhöht wird. Diese Art der Kompensation reicht Schwellenwert integriert wird und daß endlich das Ausjedoch nicht aus, um die bei stark wechselnden Lastbe- 65 gangssignal in Abhängigkeit von dem Integral des Zwidingungen auftretenden Schwankungen der Klemmen- schensignals erzeugt wird.

spannung in dem Maße auszugleichen, wie es für eine Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient also

einwandfreie Überwachung des Ladezustandes notwen- nicht die gemessene und gegebenenfalls kompensierte