DE2730258A1

DE2730258A1 - Vorrichtung zum anzeigen des zustandes einer fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE2730258A1
Application number: DE19772730258
Authority: DE
Inventors: Peter John Harwood; Jehangir Pestonji Registrar; Gordon Gresley Wakefield; Christopher John Wilson
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-07-06
Filing date: 1977-07-05
Publication date: 1978-01-12
Also published as: FR2358029B1; IT1085091B; SE7707704L; GB1575407A; FR2358029A1

Description

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8('HUMANNSTH. O7 ■ D-4OOO DÜSSELDORF Telefon; (0211) 683346 Telex: 0858 6513 cop d

PATENTANWÄLTE : Dipl. Ing. W. COHAUSZ Dipl. Ing. R. KNAUF Dr. In₈., Dipl. Wirtsch.-Ing A. GERBER Dipl. Ing. H. B COHAUSZ

Lucas Industries Limited Great King Street Birmingham B19 2XF / England i».7.1977 Vorrichtung zum Anzeigen des Zustandes einer Fahrzeugbatterie

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen des Zustandes einer Fahrzeugbatterie bezüglich ihrer Fähigkeit, den Fahrzeugmotor zu starten.

Es gibt Arten von Fahrzeugen, bei denen eine Batterie sowohl für das Starten des Fahrzeugmotors als auch zum Betreiben verschiedener anderer elektrischer und elektronischer Vorrichtungen dient. In manchen dieser Fälle ist es notwendig, die elektrische oder elektronische Vorrichtung zu betreiben, wenn der Fahrzeugmotor nicht läuft, und in solchen Fällen kann, insbesondere in einem kalten Klima, die Batterie bis zu einem Punkt entladen werden, bei dem ein Start des Motors nicht mehr möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Anzeige macht, wenn die Batterieladung im Hinblick auf die Art des Motors den Zustand des Motoröls, die Batterietemperaturen und zusätzliche mechanische Belastungen, z.B. durch Generatoren und Kompressoren, zu gering ist, um den Motor zu starten.

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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der vorgenannten Art dadurch gelöst, daß sie einen elektronischen Schaltkreis mit Mitteln zum Abfühlen der Batteriespannung und Mitteln zum Abfühlen eines weiteren Batterie-Parameters umfaßt, und eine Warnanzeige umfaßt für den Fall, daß die Batteriespannung einen vorbestimmten Wert als eine Punktion der Motortemperatur und des genannten Batterie-Parameters unterschreitet.

Vorzugsweise ist dieser andere Batterie-Parameter der innere Widerstand der Batterie, der in an sich bekannter Weise gemessen werden kann durch Anlegung eines Gleichstromsignals einer Quelle konstanten Gleichstroms an die Klemmen der Batterie und durch Messen der Wechselspannung quer zur Batterie.

In diesem Fall kann der elektronische Stromkreis einen ersten Funktionsgenerator umfassen, dem ein erstes, der Motortemperatur entsprechendes Signal zugeführt wird und der ein Signal erzeugt, das der Startspannung, d.h. der bei dieser Temperatur erforderlichen Spannung zum Starten des Motors entspricht, ferner einen zweiten Funktionsgenerator, dem dies Maschinen-Temperatur-Signal zugeführt wird, und der ein zweites Signal erzeugt, das den Startstrom, d.h. demjenigen Strom entspricht, der erforderlich ist, um den Motor bei dieser Temperatur zu starten, ferner einen Verstärker, dem dieses zweite Signal und ein Signal zugeführt wird, das dem Innenwiderstand der Batterie entspricht, so daß er ein drittes Signal erzeugt, das dem Spannungsabfall am Innenwiderstand der Batterie entspricht, wenn der Startstrom durch die Batterie fließt, und Mittel zum Vergleichen der tatsächlichen Batteriespannung mit der Summe dieses ersten und dritten Signals.

Mit dem Ausdruck "Motor" ist hier ein Motor von jeweils bestimmter Art mit einer bestimmten Belastung und mit einer Schmierung mittels einer bestimmten Art von Wl verstanden.

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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels

der Vorrichtung und

Fig. 2 ein Sehaltdiagramm eines Funktionsgenerators,

von dem das Ausführungsbeispiel zwei aufweist.

In Fig. 1 ist die Batterie 10 die Batterie des elektrischen Systems des Fahrzeugs, das einen elektrischen Motor 11 zum Starten des Fahrzeugmotors und eine oder mehrere elektrisch betriebene Vorrichtungen 12 aufweist, die auch dann betrieben werden können, wenn der Fahrzeugmotor nicht läuft.

Grundsätzlich arbeitet die Vorrichtung durch Feststellen der Motortemperatur und des Innenwiderstandes der Batterie. Der Konstrukteur kann für eine bestimmte Motortemperatur angeben, welche Spannung und welcher Strom der Anlaßmotor 11 erfordert, den Motor bei Benutzung einer bestimmten Art von öl anzulassen. Mittels eines Temperatur- Signal-Umwandlungskreises 14 wird ein von einem Temperaturfühler 13 gegebenes, temperaturabhängiges Signal an zwei Funktionsgeneratoren 15 und 16 gegeben, die entsprechende Signale erzeugen, die dem erforderlichen Strom bzw. der erforderlichen Spannung entsprechen.

Eine an sich bekannte Einrichtung wird benutzt, um ein weiteres Signal, das dem Innenwiderstand der Batterie 10 entspricht, zu erzeugen. Eine solche bekannte Einrichtung umfaßt einen Generator 16 zum Erzeugen eines konstanten Gleichstroms, der von der Batterie angetrieben ist und dessen Auslaß mit der Batterie über eine Wechselstromsperre, z.B. den Kondensator 17, gekuppelt ist. Ein Gleichstromdetektorkreis 18 liegt quer zur Batterie, um die Gleichspannung beim Durchgang des konstanten Gleichstromsignals durch die Batterie festzustellen, und der einen Wechselstromausgang hat, der linear dem Batterie-Innenwiderstand entspricht. Dieser Wechsestromausgang und der Ausgang des Funktionsgenerators 15 werden einem Analogverstärker

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ORIGINAL INSPECTED

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14 zugeführt. Die Schaltungen sind so angeordnet, daß die Signale des Funktionsgenetators 16 und des Analogverstärkers 19 eine Polarität haben, die der Polarität der Fahrzeugbatterie entgegengesetzt ist und diese Signale werden über Widerstände 20 und 21 den umgekehrten Einlaßklemmen eines Rechenverstärkers 22 zugeführt. Ein weiterer Signalumwandlungskreis 2k in Form eines passiven Tiefpaßfilters ist mit der Batterie 10 verbunden, um die Spannung durch die Batterie hindurch anzuzeigen. Der Ausgang des Kreises 24 ist über einen Widerstand 23 an umgekehrten Eingangsklemmen des Verstärkers 22 angeschlossen.

Der Verstärker 22 ist als Summenverstärker mit seinen nicht umgekehrten, geerdeten Eingangsklemmen und mit einem Rückkopplungsweg von seinen Ausgangsklemmen zu seinen umgekehrten Eingangsklemmen, der aus einem Widerstand 25, einem veränderbaren Widerstand 26 und einem Strommesser 27, die in Reihe geschaltet sind. Die Ausgangsklemmen des Verstärkers 22 können mit einer Pegeldetektor-Warnlampen- Anordnung 28 verbunden sein.

Wenn die Batterie voll geladen ist, so wird das dem Verstärker 22 über den Widerstand 23 zugeführte positive Signal die Summe der von den Widerständen 20 und 21 kommenden negativen Signale überragen, so daß der Ausgang des Verstärkers 22 ganz negativ ist. Wenn die Batterie 10 entladen wird, oder die Temperatur sinkt, so wird ein Punkt erreicht, bei dem der Ausgang des Verstärkers 22 zu steigen beginnt, und der Strommesser 22 eine Anzeige macht, das die Ladung der Batterie beginnt, für den Start des Fahrzeugmotors nicht mehr ausreichend zu sein. Wenn die Batteriespannung unterhalb eines Wertes fällt, der erforderlich ist zum Starten des Motors, wird der Ausgang des Verstärkers 22 positiv.

Die Detektor-Warnlampenvorrichtung 28 kann so eingerichtet sein, daß eine Lampe aufleuchtet, wenn die Batteriespannung genügend hoch ist, eine zweite Lampe aufleuchtet, wenn sie beginnt, nicht mehr ausreichend zu sein, um den Fahrzeugmotor zu starten, und eine dritte Lampe aufleuchtet, wenn die Batteriespannung zu

gering ist. 709882/0388

In Fig. 2 zeigt der Punktionsgenerator drei als Umkehrverstärker geschaltete Rechenverstärker 30, 31 und 32. Der Verstärkungsgrad jedes Verstärkers ist durch seinen Rückkopplungskreis bestimmt, der in jedem Fall aus einem Widerstand R und einem damit in Reihe geschalteten veränderlichen Widerstand VR besteht. Die umkehrenden Eingangsklemmen der Verstärker 30, 31 und 32 sind mit den Ausgangsklemmen des Schaltkreises I¹* über Widerstände R₁ bzw. R^ und R"^ über entsprechende Widerstände Rp, R' und R" mit einer Bezugsspannungs-Quelle V_gp verbunden. Die veränderlichen Widerstände VR sind so eingestellt, daß der Verstärker 30 den größten Verstärkungsgrad und der Verstärker den geringsten Verstärkungsgrad ergibt und die Spannungsquelle V_RE hat negative Polarität. Die Ausgangsklemmen der drei Verstärker sind über Dioden D, die ein "Höchstgewinn¹¹-Gatter bilden, mit einer üblichen Ausgangsklemme verbunden.

Die beschriebene Schaltung ermöglicht es, das Ausgangssignal des Punktionsgenerators so einzustellen, daß es innerhalb weniger Prozente der Temperatur-Spannung oder Stromcharakteristik des Systems Startmotor-Fahrzeugmotor-Schmiersystem.

Die Spannung V^p wird erzeugt durch einen Gleichstrom-Wechselstrom-Gleichstromvorrichtung 33, die auch die - 15 V Spannung für die Rechenverstärker 22, 30, 31 und 32 liefert.

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Le e rs e i t e

Claims

Ansprüche:

1.JVorrichtung zum Anzeigen des Zustandes einer Fahrzeugbatterie ^■—'bezüglich ihrer Fähigkeit, den Fahrzeugmotor anzulassen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen elektrischen Schaltkreis mit Mitteln zum Abfühlen der Batteriespannung und Mitteln zum Abfühlen wenigstens eines anderen Batterie-Parameters umfaßt, wobei dieser Schaltkreis eine Warnanzeige aufweist, wenn die Batteriespannung einen vorbestimmten Wert unterschreitet, der eine Funktion der Motortemperatur und des anderen Batterie-Parameters ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Batterie-Parameter der Innenwiderstand der Batterie ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abfühlen des Innenwiderstandes der Batterie eine konstante Gleichstromquelle umfassen, die 30 geschaltet ist, daß sie ein Gleichstromsignal an die Batterieklemmen abgibt, und daß Mittel zum Messen der Größe der Wechselstromspannung quer zur Batterie vorgesehen sind.

¹J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schaltkreis einen ersten Funktionsgenerator für die Aufnahme eines ersten, der Motortemperatur entsprechenden Signals und zum Erzeugen eines Signals, das der Spannung entspricht, die zum Starten des Fahrzeugmotors bei dieser Temperatur erforderlich ist, umfaßt, sowie einen zweiten Funktionsgenerator umfaßt für die Aufnahme dieses Motortemperatur-Signals und zum Erzeugen eines zweiten Signals, das dem Strom entspricht, der dem Anlaßmotor zuzuführen ist, um den Fahrzeugmotor bei dieser

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Temperatur anzulassen, wobei ein Verstärker, dem dies zweite Signal und ein dem Batterie-Innenwiderstand entsprechendes Signal zugeführt wird, ein drittes Signal erzeugt, das dem Spannungsabfall am Batterie-Innenwiderstand entspricht, wenn der Anlaßstrom durch die Batterie fließt, und Mittel vorgesehen sind, um die tatsächliche Batteriespannung zu vergleichen mit der Summe des ersten und zweiten Signals.

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