DE2753514A1

DE2753514A1 - Batterieladegeraet-steuerschaltung

Info

Publication number: DE2753514A1
Application number: DE19772753514
Authority: DE
Inventors: Ward Martin Calaway
Original assignee: Lester Electrical of Nebraska Inc
Current assignee: Lester Electrical of Nebraska Inc
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4097792A; DE2753514C2; FR2373906B1; GB1589030A; FR2373906A1; JPS5372140A

Description

Boschreibuncj

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für Batter ieladegeräte.

Es sind bereits Steuerschaltungen für Batter ie Ladecjeräte bekannt, bei denen ein Spannungsmeßzähler vorgesehen ist, der seinen Zählerstand mit zunehmender Batteriespannung erhöht. Hierzu ist der Spannungsmeßzähler mit der jeweiligen Batterieladespannung beaufschlagt. Eine Zeitschaltung Liefert Steuersignale, die das Abfallen der Ladegeschwindigkeit unter einen vorgegebenen Wert anzeigen. Fällt die Aufladegeschwindigkeit unter den vorgegebenen Wert ab, dann liefert die Zeitschaltung einen Befehl an eine Batterieladegerät-Schalteinheit, die das Batterieladegerät deaktiviert. Ein derartiges Batterieladegerät ist aus der US-PS 3 794 905 bekannt.

Das Batterieladegerät gemäß US-PS 3 794 905 ist äußerst flexibel einsetzbar; kleine in seiner Schaltung vornehmbare Änderungen gestatten die Durchführung der verschiedensten Funktionen. So startet beispielsweise eine gemäß US-PS 3 886 427 vorgenommene Veränderung den Ladevorgang während der Winterzeit aLle 2 1/2 Tage, wodurch ein Ladezustand mit einem Minimum an neuen Schaltelementen aufrechterhalten wird.

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Obgleich die bekannten Batterieladegeräte verhältnismäßig gut arbeiten, ist mit ihrer Hilfe die Bewältigung verschiedener bei Batterien auftretender Probleme nicht möglich. So sind beispielsweise auch während der Winterzeit im Freien gelagerte und aufzuladende Batterien bzw. Akkumulatoren mit Hilfe der bekannten Ladegeräte praktisch nicht in einem erwünscht hohen Ladezustand zu halten. Durch die im Winter auftretenden langen Kälteperioden tritt eine Sulfierung der Batterie auf, die zahlreiche Nachteile mit sich bringt und die Batterie beschädigt .

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuerschaltung für ein Batterieladegerät zu schaffen, die eine zufriedenstellende Aufladung von auch im Winter im Freien gelagerten Batterien bzw. Akkumulatoren gewährleistet. Hierzu soll die Steuerschaltung mittels des Batterieladegerätes ein periodisches Erwärmen der Batterie bewirken.

Es ist ferner Zweck der Batterieladegerät-Steuerschaltung, Ladevorgänge alle 2 bis 3 Stunden auszulösen, um den Ladezustand einer bei Kälte im Freien gelagerten Batterie aufrecht zu erhalten.

Ein weiterer Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung einer Batterieladegerät-Steuerschaltung mit einem Wahlschalter, der

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während der Lagerung der Batterie in einer ersten Stellung alle 2 oder 3 Tage einen Ladevorgang auslöst, während bei kalten Außentemperaturen in einer zweiten Stellung alle 2 oder 3 Stunden ein Ladevorgang ausgelöst wird, um einen hohen Ladezustand der Batterie aufrecht zu erhalten.

Ferner soll die Batterieladegerät-Steuerschaltung aus Wirtschaftlichkeitsgründen nur Bauteile verwenden, die üblicherweise für alle 2 bis 3 Stunden aktivierende Steuerschaltungen verwendet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Steuerschaltung für Batterieladegeräte gemäß Hauptanspruch.

Die erfindungsgemäße Steuerschaltung umfaßt somit einen von einem Multivibrator getriebenen Meßzähler, einen Digital/ Analog-Wandler zur Umwandlung des Zählerstandes des Meßzählers in eine Spannung, einen Komparator zum Vergleich der vom Digital/Analog-Wandler gelieferten Spannung mit der Batterieladespannung, und einen vom Komparator gesteuerten Taktgeberzähler zur Deaktivierung des Batterieladegeräts beim Absinken der Aufladegeschwindigkeit unter einen vorgegebenen Wert.

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Mit während des Ladevorgangs ansteigender Batteriespannung wird jeweils eine höhere Spannung von der Batterie an den
Komparator gelegt, übersteigt die Batteriespannung die vom Digital/Analog-Wandler an den Komparator gelegte Spannung, dann aktiviert der Komparator den Multivibrator, und der
Zählerstand im Meßzähler wird erhöht, bis der Digital/Ana-Log-Wandler eine gleich hohe oder höhere Spannung aLs die
Batteriespannung liefert.

Jeder vom Meßzähler verursachte und einen Zählstand anzeigende Spannungsschritt stellt dabei einen Bezugsspannungswert dar. Bei jeder Erhöhung des Meßzählerstandes wird ferner ein Rücksteliimpuls an den Taktgeberzähler gelegt. Hat die Batterie einen höheren Spannungswert als eine vorgegebene Spannung, dann zählt der Taktgeberzähler zwischen
Rückstellimpulsen über einen gegateten Multivibrator. Ist
die Zeit zwischen zwei an den Taktgeberzähler gelegten Rückstellimpulsen größer als ein vorgegebener Wert, - wobei
(jleichzeitig der gegatete Multivibrator Impulse an den
Taktgeberzähler legt - dann erfolgt von einem ausgewählten Ausgang des Taktgeberzählers eine Impulsübertragung an die Batterieladegerät-Steuerschaltung, durch den das Batterieladegerät abgeschaltet und ein Ladevorgang beendet wird.

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Ein Sommer/Winter-SchaL ter dient zur AnLequnq von aus dein MeßzühLer s taiiuuenden Impulsen an die TaklqeberschaL tunq immer dann, wenn der Meßzäh Le r bei abqescha L te tem qeqatetoiii Multivibrator zv/Lachen den I.adevorqänqen einen vorbestimmten Wert erreicht. Dieser Ausqanq des MeßzähLers ist so qewähLt, daß der ZeitqeberschaLter an einen Ausqanq anqeschLossen ist, über den etwa aiie 2 1/2 Stunden ein Ladevorqancj ausqelöst wird.

Der Sommer/Winter-SchaLter dient somit zur periodischen Auslösunq von Ladevorqänqen und damit zum periodischen Krwärmen der Batterie, wodurch eine SuLfierunq oder SuLfatbiidung bei im Winter im Freien aufbewahrten Batterien verhindert wird. Der Sommer/Winter-SchaLter kann entv/eder ein Handschalter oder ein temperaturqesteuerter SchaLter se in.

Die erf indunqsqeinüße Batter ie Ladeqerät-SteuerschaL tunq ist somit wirtschaftL icher hersteLLbar aLs bekannte, bei tiefen Temperaturen ar tie it ende SteuerscliaL tunqen .

Die l'.cEiiuluncj wird im foLqendcn anhantl der L'i<jurc!n näher erLäutert; es zeicjen:

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Figur 1 ein Blockschaltbild einer Batterieladegerät-Steuerschaltung; und

Figur 2 ein Schemaschaltbild eines Teils der Steuerschaltung gemäß Figur 1.

Figur 1 zeigt eine Steuerschaltung 10 für ein Batterieladegerät 12, das an eine Batterie 14 angeschlossen ist. Mit Hilfe der Steuerschaltung 10 ist die Batteriespannung meßbar und
bei voll aufgeladener Batterie 14 das Batterieladegerät 12
abschaltbar. Die Steuerschaltung 10 umfaßt außerdem eine
Sommer/Winter-Schaltung 16, mit deren Hilfe im Winter automatisch alle 2 1/2 Stunden ein Ladevorgang zur Erwärmung der Batterie sowie zur Aufrechterhaltung ihres Ladezustands auslösbar ist.

Das Batterieladegerät 12 und die zugehörige Steuerschaltung 10 dienen vorzugsweise zur Aufladung von batteriegetriebenen Fahrzeugen, beispielsweise Golfwagen. Derartige Batterieladegeräte und Steuerschaltungen sind in der US-PS 3 79 4 905 und 3 886 427 beschrieben. Obgleich das Batterieladegerät 12 und die Steuerschaltung 10 im wesentlichen zur Aufladung von batteriebetriebenen Fahrzeugen verwendet werden, sind sie auch für andere Arten von Batterien oder Akkumulatoren verweijdbar.

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Zur Steuerung des Batterieladegeräts 12, im folgenden kurz Ladegerät genannt, umfaßt die Steuerschaltung 10 einen Meßzähler 60, einen Multivibrator 62, einen Digital/Analog-Wandler 58, einen Komparator 55, einen Taktgeberzähler 73 und eine Ladegerät-Schalteinheit 22.

Der Meßzähler 60, der Digital/Analog-Wandler 58, der Multivibrator 62 und der Komparator 55 messen die Spannung der Batterie 14 und liefern digitale Information über die Veränderung der Batteriespannungswerte von einem Bezugsspannungswert auf einen anderen, welche an den Taktgeberzähler 7 3 übertragen werden. Der Taktgeberzähler 73 ist an die
Ladegerät-Schalteinheit 22 angeschlossen und liefert an
diese Signale, um ein weiteres Aufladen der voll aufgeladenen Batterie zu verhindern. Der Volladezustand der Batterie 14 wird durch die letzte geringe Batteriespannungsänderungsgeschwindigkeit angezeigt, die aus der Zeit hervorgeht, welche für die Spannungserhöhung von einem Bezugsspannungswert auf einen nächsten erforderlich ist.

Die Steuerschaltung 10 umfaßt ferner eine Schaltung gemäß US-PS 3 794 905 und 3 886 427 für die Aufnahme von Signalen, die aus irgendeinem der Anschlüsse des Meßzählers 60 stammen, Angesteuert durch diese Signale erzeugt eine interne Logik Ausgabebefehle sowohl für den Taktgeberzähler 73 als auch

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für die Ladegerät-Schalteinheit 22 zur Durchführung verschiedener Funktionen, nämlich beispielsweise (1) zur Abschaltung des Batterieladegeräts 12 beim Ansteigen der Batteriespannung über eine vorgegebene Maximalspannung; (2) zur Auswahl, einer Zeitbasis für die Feststellung einer geringen Spannungsänderungsgeschwindigkeit; (3) zur Schaffung eines Bereitschaftsschutzes für lange Abschaltzeiten; und (4) zur Dekodierung der Ausgabe des Taktgeberzählers 73 zu bestimmten Zeiten, in denen die kodierte Ausgabe nicht in der damit anzusteuernden Schaltung verwendbar ist.

Weitere in den obigen US-Patentschriften beschriebene Schaltungsteile führen zusätzliche Funktionen in Abhängigkeit von einer internen Logik durch. So sucht beispielsweise ein Rückflankendetektor in einem binären Ripple-Zähler einen vorgegebenen Zählerstand auf, in welchem das Ausgangssignal von einer bestimmten Klemme öfter als einmal in verschiedenen Anordnungen auftritt und verschiedene Zahlen angibt. Ferner ist ein die Steuerschaltung stabilisierender digitaler Detektor zur Unterdrückung von Relaisprellen und eine Schaltung zum schnellen Abschalten des durch Abklemmen der Batterie unbelasteten Ladegeräts vorgesehen.

Zum An- und Abschalten des Ladegeräts 12 weist die Schalteinheit 22 Schalter auf, die durch über eine Leitung 30 vom

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Taktgeberzähler 73 und über eine Leitung 35 vom NAND-Gatter 74 aufgenommene Signale angesteuert werden, wobei die Steuerung des Ladegeräts durch die zur Schalteinheit 22 führende Leitung 36 angedeutet ist. Die Schalteinheit 22 ist ferner über eine Leitung 38 mit der Spannung der Batterie 14 beaufschlagt, die einerseits als Bezugsspannung und andererseits als Spannungsquelle für verschiedene in der Schalteinheit 22 durchzuführende Schaltvorgänge dient.

Obgleich in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Ladegerät 10 die Spannung der Batterie 14 mißt und das Ladegerät 12 in Abhängigkeit von der gemessenen Spannung steuert, ist auch eine Steuerschaltung für ein Batterieladegerät herstellbar, welche sich statt der Ladespannungsmessung der Ladestrommessung bedient. Die hierzu erforderlichen Schaltungsveränderungen sind für den Fachmann leicht durchführbar.

Der Taktgeberzähler 73 weist einen mit einer Leitung 27 verbundenen Rückstelleingang, einen an die Leitung 75 angeschLossenen Zähleingang, einen an die Leitung 33 angeschlossenen Startausgang zum Beginn eines Ladezyklus und einen an die Leitung 30 angeschlossenen Abschaltausgang für das Batterie-Ladegerät auf.

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Wenn der Taktgeberzähler 73 während eines Ladevoryangs zählt, werden Taktimpulse über die Leitung 75 an seinen Zähleingang gelegt, wodurch 40 Minuten nach einem Zählbeginn ein Eingangsimpuls auf der Leitung 30 erscheint, sofern nicht ein positiver Rückstellimpuls auf der Leitung 27 auftritt. Die Taktimpulse haben vorzugsweise eine Frequenz von 1,72 Hz; es sind jedoch auch andere Frequenzen möglich. Hierdurch mißt der Taktgeberzähler 73 die Zeit zwischen Rückstellimpulsen und damit die zur Steigerung der Batteriespannung um einen Bezugsspannunyswert erforderliche Zeit und liefert ein Abschaltsignal an das Ladegerät, wenn diese Zeit so lang geworden ist, daß sie einen unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegenden Aufladevorgang anzeigt. Ein zweiter Abschaltausgang dient zur Beendigung eines Aufladevorgangs in kürzerer Zeit, beispielsweise 5 Minuten nach dem Beginn eines Aufladevorgangs, wie dies beispielsweise für zu Beginn des Ladevorgangs nur gering entladene Batterien gemäß den erwähnten US-Patentschriften zweckmäßig ist.

Zur Erzeugung von Rückstellimpulsen beim Überschreiten eines letzten Bezugsspannungswertes durch die Batteriespannung ist der als Komparator geschaltete Operationsverstärker 55 mit einem Eingang 61 über eine Leitung 24 an die Batterie 14 und mit seinem anderen Eingang 63 über eine Leitung 64 an den Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 58 angeschlossen.

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Die Bezugsspannungswerte sind diskrete Spannungsamplituden, die einen vorgegebenen Abstand im Sinne vorgegebener Spannungserhöhungsschritte einhalten. Der jeweilige Bezugsspannungswert entspricht dabei der jeweilig letzten Batteriespannung, und zwar in einzelnen Spannungsschritten ausgedrückt. Vorzugsweise sind für eine 36 Volt Batterie Spannungsschritte von 0,012 Volt gewählt, so daß etwa 1024 diskrete Bezugsspannungswerte mit einem Abstand von 0,012 Volt vorliegen. Es sind jedoch auch andere Bezugsspannungswert-Abstände denkbar.

Zur Erzeugung der Bezugsspannungswerte weist der Meßzähler 60 eine Anzahl von Ausgangsklemmen 72Λ bis 721 gemäß Figur 1 auf, von denen einige mit verschiedenen Eingängen des Digital/Analog-Wandlers 58 in der Weise verbunden sind, daß vom Digital/Analog-Wandler 58 eine dem Zählerstand des Meßzählers 6O entsprechende Spannung an den Eingang 63 des Komparators 55 gelegt wird.

Erhöht sich der Zählerstand im Meßzähler GO beim Ansteigen der Batteriespannung auf der Leitung 24 über den letzten auf der Leitung 64 auftretenden Wert, dann wird der Multivibrator 62 über die Leitung 66 angesteuert. Dabei erzeugt der Multivibrator 62 Impulse, die über die Leitung 68 in den Meßzähler 60 gelangen und seinen Zählerstand erhöhen. Erhöht

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sich der Zählerstand im Meßzähler 6O, dann treten neue Bezugsspannungswerte am Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 58 solange auf, bis die Spannung am Eingang 63 gleich oder größer als die Spannung am Eingang 61 des !Comparators 55 ist und dieser den Multivibrator 62 durch ein abfallendes Signal anhält.

Die Ausgänge 72A bis 721 des Meßzählers 60 liefern den jeweils nächsthöheren Bezugsspannungswert anzeigende Signale beim Durchlaufen eines Ladevorganges. Diese Signale geben somit die Ladespannung an, die u.a. zur Steuerung der internen Logik des Ladegeräts und der Steuerschaltung verwendbar ist.

Eine wesentliche, steuerbare logische Funktion stellt das Auslösen eines Ladevorgangs dar, nachdem die Batterie 14, das Ladegerät 12 und die Steuerschaltung 10 beispielsweise während des Stillstands von batteriegetriebenen Fahrzeugen etwa 2 1/2 Tage lang abgeschaltet waren. Andere ähnliche Funktionen sind in den erwähnten US-Patentschriften angeführt.

Zum Anlegen einer dem letzten vom Meßzähler 60 gelieferten Bezugsspannungswert entsprechenden Spannung an den positiven Eingang des Komparators oder Operationsverstärkers 55 weist der Digital/Analog-Wandler 58 eine Anzahl von Eingangsklemmen auf, die alle jeweils mit verschiedenen Ausgängen des Meßzählers 60 verbunden sind. Der Digital/Analog-Wandler 58 wandelt

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die vom Meßzähler 60 empfangenen digitalen Signale in entsprechende Spannungswerte um und legt den jeweils erhaltenen Spannungswert über die Leitung 64 an den negativen Eingang des Operationsverstärkers 55. Der Digital/Analog-Wandler 58 ist vorzugsweise eine Widerstandsleiter. Es sind aber auch andere Digital/Analog-Wandler verwendbar.

Zum Anlegen einer 1,72 Hz Zählimpulsfolge an den Taktgeberzähler 73 ist ein taktgegateter Multivibrator 29 mit einem Eingang über eine Leitung 28C an den Ausgang 72E des Meßzählers 60 und über eine Leitung 121 mit einem anderen Eingang an das Ladegerät 12 angeschlossen, wobei die Leitung 21 immer dann aktiviert ist, wenn das Ladegerät 12 zum Anlegen einer Spannung an die Batterie 14 angeschaltet ist. Der Ausgang 72E des Meßzählers 60 liefert dann eine Spannung auf der Leitung 28C, wenn die Batteriespannung für 36 V-Batterie 39,7 Volt erreicht hat. Der taktgegatete Multivibrator 29 wird in Abhängigkeit von den Spannungen auf den Leitungen 121 und 28C, die die Aktivierung des Ladegeräts 12 und eine über 39,7 Volt liegende Batteriespannung anzeigen, aktiviert und liefert 1,72 Hz-Impulse über die Leitung 32, über das ODER-Gatter 77 und die Leitung 75 an den Taktgeberzähler 73.

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Zur Aufrechterhaltung des Ladezustandes von Batterien, die auch in im Winter im Freien befindliche Fahrzeuge eingesetzt sind, sowie zur Verhinderung einer vollständigen Entladung von lange Zeit in der Kälte aufbewahrten Batterien lösen der Meßzähler 60 und der Taktgeberzähler 73 nach vorgegebenen Abschaltzeiten in Zusammenarbeit neue Ladevorgänge aus. Für im Winter im Freien befindliche Fahrzeuge bestimmte Batterien ist vorzugsweise eine Schaltung vorgesehen, die nach der Beendigung eines Aufladevorganges ein Zeitintervall von 2 1/2 Tagen mißt, um danach die Schalteinheit 22 für einen neuen Aufladevorgang zu aktivieren. Das gleiche gilt für im Winter im Freien gebrauchte und geladene, also nicht lediglich aufbewahrte Batterien, bei denen ebenfalls alle 2 1/2 Tage mit Hilfe der Sommer/Winter-Schaltung 16 Ladevorgänge ausgelöst werden.

Während der Zeitmessung vor dem Beginn eines Aufladevorgangs ist der taktgegatete Multivibrator 29 inaktiv, da über die Leitung 121 kein Spannungswert vom Ladegerät 12 aufgenommen wird. Obgleich die Batteriespannung dabei höher als 39,7 Volt ist, wird die mittels des taktgegateten Multivibrators erfolgende Erzeugung von Impulsen verhindert.

Zum Zusammenwirken des Meßzählers 60 und des Taktgeberzählers 7 3 enthält die Sommer/Winter-Schaltung 16 der Ladegerät-Steuerschaltung 10 einen dreipoligen Sommer/Winter-Schalter 31, einen

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einpoligen Ein/Aus-Schalter 25 und einen Temperaturschalter 37. Der dreipolige Sommer/Winter-Schalter 31 ist mit einem ersten feststehenden Kontakt über die Leitung 28D an den Ausgang 72E des Meßzählers 60 angeschlossen, während ein zweiter feststehender Kontakt über die Leitung 28E mit dem Ausgang 28C des Meßzählers 60 verbunden ist. Der feststehende Pol des schwenkbaren Schaltkontakts ist über eine Leitung 39 mit einem Eingang des ODER-Gatters 77 verbunden.

In einer anderen Ausführung der Erfindung wird anstelle der Sommer/Winter-Schalter 16, 25 und 37 ein einziger Sommer/ Winter-Schalter mit einem internen elektronischen Schalter verwendet. In der Winterstellung aktiviert der Sommer/Winter-Schalter ein Reed-Relais, das die Leitung 28E mit dem Eingang des ODER-Gatters 77 verbindet oder in der Sommerstellung das Reed-Relais abschaltet, wodurch die Leitung 28E vom Eingang des ODER-Gatters 77 getrennt wird.

Der schwenkbare Schaltkontakt des Schalters 31 ist an die Leitung 39 angeschlossen und steht damit in Verbindung mit: (1) dem an den Ausgang 721 des Meßzählers 60 über die Leitung 28D angeschlossenen feststehenden Kontakt zur Messung einer 2 1/2 Tage-Periode für ein automatisches Auslösen eines Ladevorgangs während der Lagerung; (2) dem über die Leitung 28E an den Ausgang 72C angeschlossenen feststehenden

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Kontakt zur Messung einer 2 1/2 Stunden-Periode vor dem Beginn eines neuen Aufladevorgangs zur Wartung der Batterie im Winter; und (3) dem offenen Kontakt zum Abschalten der Winterladevorgänge und der nicht temperaturgesteuerten Wartungsladevorgänge. Es wird darauf hingewiesen, daß auch andere Zeitintervalle als 2 1/2 Tage bzw. 2 1/2 Stunden möglich sind.

Anstelle des Handschalters 31 können der Temperaturschalter 37 und der einpolige Ein/Aus-Schalter 25 die Leitungen 28E und 39 verbinden. Als Temperaturschalter 37 ist beispielsweise ein Bimetallschalter geeignet, der bei 4 C einen Wartungsladevorgang auslöst. Ein derartiger Schalter greift nicht in die vom Meßzähler und Digital/Analog-Wandler bewirkte Steuerung der Schaltung, da er lediglich einen einzigen Impuls für jeden Aufladevorgang an den Taktgeberzähler 73 legt. Dies ist ein sehr kleiner Prozentsatz im Verhältnis zur Gesamtanzahl der während eines Ladevorgangs angelegten Impulse. Der Temperaturschalter 37 wird zur Winterwartung entweder anstelle oder in Verbindung mit dem Sommer/ Winter-Schalter 31 verwendet. Eine Klemme des Temperaturschalters 37 ist mit der Leitung 28E beaufschlagt, während eine andere Klemme am feststehenden Kontakt des Ein/Aus-Schalters 25 hängt. Der schwenkbare Schaltkontakt des Schalters 25 ist mit der Leitung 39 verbunden, so daß bei geschlos-

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senem Ein/Aus-Schalter 25 durch den Temperaturschalter 37 alle 2 1/2 Stunden ein Ladevorgang ausgelöst wird. Dies erfolgt während der Winterlagerung der Batterie.

Die Winterwartung ist für Batterien vorgesehen, die eine maximale Kapazität erfordern und innerhalb weniger Stunden oder Tage aufgeladen werden müssen. Zum periodischen Starten eines Aufladevorgangs während der Wartung, vorzugsweise alle 2 1/2 Stunden zur Aufrechterhaltung des Ladezustands der Batterie, liefert ein Ausgangssignal von einer Klemme des Meßzählers 60 einen Impuls über den dreipoligen Schalter 31 oder den Temperaturschalter 37 und den Ein/Aus-Schalter 25 über das ODER-Gatter 77 und die Leitung 75 an den Taktgeberzähler 73, so daß dessen Zählerstand jeweils um 1 erhöht wird, wenn der Meßzähler 60 jeweils von seinem niedersten Zählerstand zu dem Zählerstand aufwärts gezählt hat, der dem den Impuls an die Schalter 31 oder 37 liefernden Ausgang entspricht. Zu Beginn jedes Aufladevorganges wird der Meßzähler 6O durch eine Rückstellschaltung 89 gemäß US-PS 3 886 427 zurückgestellt.

Zur Auslösung von Aufladevorängen in jeweils 2 1/2 Tagesabständen zählt der Meßzähler 60 bis zum Ausgang 721 hoch, wenn der dreipolige Schalter 31 mit der Leitung 28D verbunden ist. Anschließend wird der Meßzähler 60 zur Auslösung

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eines neuen Zählvorganges zurückgestellt und ein Impuls über die Leitung 28D, den dreipoligen Schalter 31, die Leitung 39, das ODER-Gatter 77 und die Leitung 75 an den Taktgeberzähler 73 gelegt.

Bei beiden Zählvorgängen werden die Impulse in gleicher Weise wie während eines Ladevorganges an den Taktgeberzähler 73 geführt, die Frequenz ist jedoch wesentlich geringer, da die Impulse jeweils nur einmal während jedes Zählzyklus des Meßzählers 60 entweder am Ausgang 72C oder am Ausgang 72E aufscheinen. Wenn der Taktgeberzähler 73 an seinem Ausgang einen Zählerstand von 512 aufweistj dann erscheint ein Impuls auf einer zu einem NAND-Gatter 74 führenden Leitung 33, wodurch ein Impuls auf einer Leitung 35 zur Schalteinheit 22 geliefert und ein Aufladevorgang ausgelöst wird. Die Zählfrequenz des TaktgeberZählers 73 während des Zählens zum Impuls 512 ist 32-mal höher, wenn der dreipolige Schalter 31 statt mit der Leitung 28D für den 2 1/2 Tageszyklus mit der Leitung 28E für den kurzen 2 1/2 Stundenzyklus verbunden ist.

Figur 2 zeigt ein Schemaschaltbild der Ladegerät-Schalteinheit 22, der Rückstellschaltung 85 für den Taktgeberzähler 73 und der Rückstellschaltung 89 für den Meßzähler 60. Die Schalteinheit 22 umfaßt ein Leistungssteuerungsrelais 134, einen Handschalter 136, ein Steuerrelais 138 und einen Hauptlogikschalter 142.

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Das Ladegerät 12 ist immer dann abgeschaltet, wenn ein Signal von dem Taktgeberzähler 73 auf der Leitung 30 aufscheint.

Zum Abschalten des Ladegeräts 12 beim Auftreten eines Befehls auf der Leitung 30 enthält der Hauptlogikschalter 142 einen npn-Transistor 144, dessen Basis über einen Widerstand 148 an der Leitung 30 hängt. Zur Erzeugung eines Kollektorpotentials für den Transistor 144 ist dessen Kollektor über einen Widerstand 152 mit einer positiven Spannungsquelle verbunden.

Zur Steuerung des Leistungssteuerungsrelais 134 in Abhängigkeit von den aus dem Hauptlogikschalter 142 stammenden Befehlen besitzt das Steuerrelais 138 eine mit einer Diode 156 parallel beschaltete und am Kollektor eines npn-Transistors 158 hängende Relaisspule 154; der Emitter des Transistors 158 ist über eine Diode 160 mit einer negativen Spannungsquelle verbunden. Das andere Ende der Relaisspule 154 liegt am Emitter des Transistors 144, an einer positiven Spannung 145 sowie an einem Ende eines Kondensators 162, dessen anderer Anschluß mit dem Kollektor des Transistors 144 verbunden ist. Eine Zenerdiode 164 ist mit ihrer Kathode an den Kollektor des Transistors 144 sowie an ein Ende des Kondensators 162 angeschlossen, während ihre Anode an der Basis des Transistors 158 hängt.

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Zur Aktivierung oder Deaktivierung des Ladegeräts 12 weist das Leistungssteuerungsrelais 134 eine Spule 166 auf, die mit einer Diode 168 parallel beschaltet ist. Mit einem Ende liegt die Spule 166 über eine Leitung 170 an einer negativen Spannungsquelle und mit ihrem anderen Ende über eine Leitung 171 und einen normalerweise offenen Schalter 174 an einer positiven Spannung. Der normalerweise offene Schalter 174 wird von dem Steuerrelais 138 betätigt, wobei ein Ende der Spule 166 und einer der Kontakte 174 über einen Schutzwiderstand 173 an der Anode einer Schutzdiode 172 liegen. Der Schutzwiderstand 173 setzt die Batteriespannung auf einen logischen Spannungswert herab. Der andere Relaiskontakt 174 ist mit einem feststehenden Kontakt des Handschalters 136 und einer positiven Spannungsquelle verbunden, während der zweite feststehende Kontakt des Handschalters 136 mit einer Seite der Spule 166 verbunden ist. Durch Niederdrücken des Handschalters 136 werden diese beiden Kontakte geschlossen. Wird die Spule 166 vom Strom durchflossen, dann zieht das Leistungssteuerrelais 134 an und schließt die Relaiskontakt 175 zum Einschalten des Ladegeräts 12.

Um nur dann eine Spannung an die Schaltungselemente anzulegen, wenn das Ladegerät aktiviert ist, hängt die Kathode

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der Schutzdiode 172 am Widerstand 152 sowie an einer Spannungsschiene für die Ladegerät-Steuerungsschaltung 10, während die Anode der Diode 160 an einer anderen Spannungsschiene 161 der Steuerschaltung 10 liegt.

Zur periodischen Auslösung von Aufladezyklen bei über lange Zeiträume in der Kälte gelagerten Batterien oder bei der im Freien erfolgenden Aufladung der Batterien während der Winterzeit stellen Rückstellschaltungen den Meßzähler 60 und den Taktgeberzähler 73 am Ende jedes Aufladevorganges zurück. Der in Figur 1 dargestellte und Impulse an den Meßzähler 60 legende Multivibrator 62 bleibt aktiviert und liefert Impulse nach einem Aufladevorgang an den Meßzähler 60, wobei der Meßzähler 60 und der Taktgeberzähler 73 derart zusammengeschaltet sind, daß immer dann ein Zählimpuls an den Taktgeberzähler 73 gelegt wird, wenn der Meßzähler 60 bis zu der vom Sommer/Winter-Schalter 31 gewählten Stellung gezählt hat. Bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes im Taktgeberzähler 73 gibt dieser eine Ausgangsspannung an die Schalteinheit 22 zur Auslösung eines Aufladevorganges ab.

Zur Rückstellung des Meßzählers 60 am Ende eines normalen Ladezyklus dient eine Meßzähler-Rückstellschaltung 89 mit einer Diode 112, einem Inverter 114, einem Kondensator 116, einer Kondensatorfilter- und Gleichrichterschaltung 119 und

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einem NICHT-ODER-Gatter 118. Ein Ausgang des Kondensators 116 ist geerdet, während sein anderer Ausgang am Eingang des Inverters 114 sowie an der Kathode der Diode 112 liegt. Die Anode der Diode 112 ist an die Kathode der Diode 172 angeschlossen. Die Diode 172 hält eine Bezugsspannung während eines Ladevorgangs aufrecht, die vom Spannungsabfall der Batteriespannung über den Widerstand 173 abgeleitet ist.

Zum Anlegen eines negativen Ausgangssignals an den Meßzähler 60 während eines Aufladevorgangs ist ein erster der beiden Eingänge des NICHT-ODER-Gatters 118 mit der Wechselstromseite der Sekundärwicklung des Transformators innerhalb des Ladegeräts 12 bei 121 über die Filter- und Gleichrichterschaltung 119 angeschlossen, während der zweite der beiden Eingänge des NICHT-ODER-Gatters 118 am Ausgang des Inverters 114 liegt. Während eines Aufladevorganges wird eine gefilterte positive Spannung an den ersten Eingang des NICHT-ODER-Gatters 118 mittels der Filter- und Gleichrichterschaltung 119 gelegt, während ein negatives Potential vom Inverter 114 am zweiten Eingang des NICHT-ODER-Gatters 118 aufscheint. Dies führt zu einer negativen Ausgabe an den Meßzähler 60 und an das NICHT-ODER-Gatter 120 der Rückstellschaltung 85 für den Taktgeberzähler 73.

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Am Ende eines Aufladevorganges wird ein positiver Rückstellimpuls mittels dieser Schaltung an den Meßzähler 60 gelegt, da die Spannung am Punkt 121 schnell auf Erdpotential abfällt, wenn das Ladegerät 12 deaktiviert wird. Gleichzeitig verbleibt die Spannung am Ausgang des Inverters 114 durch den Kondensator 116 selbst dann positiv, wenn die Spannung an der Kathode der Diode 172 ebenfalls abfällt. Dementsprechend erhält der erste Eingang des NICHT-ODER-Gatters 12O eine negative Spannung von der Filter- und Gleichrichterschaltung 119, während sein zweiter Eingang eine negative Spannung vom Inverter 114 aufnimmt. Dies führt zu einer positiven Ausgangsspannung des NICHT-ODER-Gatters 120.

Wird der Kondensator 116 entladen, dann liegt am Eingang des Inverters 114 ein negatives Signal, das zu einer positiven Spannung am zweiten Eingang des NICHT-ODER-Gatters 118 führt, während dessen erster Eingang eine negative Eingabe aufnimmt, wodurch das NICHT-ODER-Gatter 118 vor dem automatischen Einschalten während einer 2 1/2 Tageperiode eine negative Ausgabe zum Meßzähler 60 liefert, so daß dieser innerhalb dieser Zeit zählt. Diese Spannungen werden auch an das NICHT-ODER-Gatter 120 der Zeitgeberzähler-Rückstellschaltung 85 gelegt.

Der einen Rückstellvorgang in den Rückstellschaltungen 89 und 85 auslösende Eingangsimpuls an der Diode 112 stammt von der

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Kathode der Diode 172 immer dann, wenn die Relaiskontakt 174 am Ende eines Aufladevorganges geöffnet werden. Dadurch werden der Meßzähler 60 und der Taktgeberzähler 73 am Ende jedes einzelnen Aufladevorganges durch ihre zugehörigen Rückstellschaltungen 89 und 85 zurückgestellt. Wird der Taktgeberzähler 73 durch einen Impuls auf der Leitung 26 oder vom NICHT-ODER-Gatter 118 zurückgestellt, dann gelangt die Ausgabe vom NICHT-ODER-Gatter 120 über die Leitung 66 (Figuren 1 und 2) an den Multivibrator 62 (Figur 1), um diesen anzustoßen und einen Zählvorgang im Meßzähler 60 auszulösen.

Zum Beginn eines Ladevorganges nach dem Verstreichen von 2 1/2 Tagen nach einem vorhergehenden Ladevorgang, oder nach dem Verstreichen von 2 bis 3 Stunden nach dem letzten Ladevorgang bei kaltem Wetter und im Freien geladenen Batterien weist die Schalteinheit 22 einen Pufferspeicher 103 auf, dessen Eingang am Ausgang des NICHT-UND-Gatters 74 und dessen Ausgang über einen Inverter 106 und einen Widerstand 108 am Kollektor des Transistors 144 im elektronischen Schalter 142 liegt. Der Pufferspeicher 103 umfaßt erste und zweite NICHT-UND-Gatter 100 und 102 mit jeweils zwei Eingängen. Einer der beiden Eingänge des NICHT-UND-Gatters 100 ist mittels der Leitung 35 mit dem Ausgang des NICHT-UND-Gatters 74 verbunden, während der andere Eingang des NICHT-UND-Gatters 1OO mit dem Ausgang des NICHT-UND-Gatters 1O2 verbunden ist. Ein Eingang des NICHT-UND-Gatters

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102 ist an den Ausyang des NICHT-UND-Gatters 100 angeschlossen, während der andere Kim/any des NICHT-UND-Gatters 102 zur Aufnahme von Rückstellimpulsen an der in der Leitung 27 aus Figur 1 liegenden Klemme 110 hängt. Diese Ruckstellimpulse sind die gleichen, die an den Taktgeberzähler 73 geführt werden, so daß der Pufferspeicher 103 immer dann zurückges tel It v/ird, wenn ein Rückstellimpuls am Ende eines Aufladevorganges oder beim
Überschreiten eines Bezugswertes durch die üatteriespannumj
an den Taktgeberzähler 73 gelegt wird. Dadurch wird vom Taktgeberzähler 73 an einen der beiden Eingänge des NICHT-UND-Gatters 74 ein Impuls gelegt, der beim Auftreten einer Eingangsspannung vom Inverter 114 ein negatives Eingangssignal an das NICHT-UND-Gatter 1OO legt. Dies führt zu einer positiven Ausgabe für das NICHT-UND-Gatter 102, das über die Leitung 104
eine statische Spannung an den Inverter 106 liefert. Die Eingangsspannung vom Inverter 114 zeigt dabei an, daß kein Ladevorgang erfolgt. Das Ausgangssignal vom Inverter 106 ist ein
statischer positiver Impuls zum Kollektor des Transistors 144 über den Widerstand 108. Da der Transistor 144 wegen der Vorspannung vom Taktgeberzähler 73 gesperrt ist, gelangt die positive Spannung vom Kollektor des Transistors 144 über den
Rückwiderstand der Zenerdiode 164 an den Transistor 148 und
steuert diesen auf. Wenn der Transistor 158 leitet, wird das
Steuerrelais 138 aktiviert und schließt die Relaiskontakte
174. Dadurch wird das Leistungssteuerrelais 134 ebenfaLls
aktiviert und ein Ladevorgang ausgelöst.

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Das Ladegerät 12 wird vor dem Anklemmen der Batterie 14 eingeschaltet, wobei die zur Batterie 14 führenden Anschlüsse außerdem die notwendigen Leitungen zum Anschluß der Steuerschaltung 10 an die Batterie 14 umfassen.

Bei an die Batterie 14 angeschlossenem Ladegerät 12 liegt im Betriebszustand eine negative Spannung auf der Leitung 170 und eine positive Spannung auf den Leitungen 171 und 145. Die auf der Leitung 145 liegende positive Spannung erzeugt ein Bezucjspotential an der Kathode der Diode 172, die ihrerseits eine Spannung über die Zenerdiode 164 an die Basis des Transistors 158 legt und diesen aufsteuert. Dadurch fließt ein Strom von der Leitung 145 durch die Relaisspule 154 des Steuerrelais 138 und den Transistor 158. Das Steuerrelais 138 zieht dabei an und schließt die Relaiskontakte 174. Bei angezogenem Leistungssteuerrelais 134 sind dessen Kontakte 175 geschlossen und das Ladegerät 12 aktiviert.

Während des Ladens der Batterie 14 wird deren Batteriespannung gemessen, und beim Erreichen eines oberhalb eines sich langsam ändernden Spannungsbereichs liegenden Spannungswertes fängt der Taktgeberzähler 73 an diese Spannungsänderungsgeschwindigkeit zu messen, bis bei vollgeladener Batterie die Aufladegeschwindigkeit unter einen vorgegebenen minimalen Änderungswert abfällt, bei dem der Ladevorgang beendet wird.

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Zur Messung der Batteriespannung zählt der Meßzähler 60 bis zu einem Wert aufwärts, der der Batteriespannung entspricht, und folgt hierauf diesem Spannungswert in stufenweisen Erhöhungsschritten, wobei immer dann ein Ausgangssignal auf die Ausgabeleitung 26 gelegt wird, wenn die Batteriespannung über den zuletzt vom Meßzähler 60 gebildeten Bezugsspannungswert ansteigt.

Um den Meßzähler 60 gerade bis über den über der Batteriespannung liegenden Bezugsspannungswert zählen zu lassen, wird die Batteriespannung an den nicht invertierenden Eingang 61 des Operationsverstärkers oder Komparators 55 gelegt, in dem sie mit einer Ausgangsspannung vom Digital/Analog-Wandler 58 verglichen wird. Die Ausgangsspannung des Digital/Analog-Wandlers 58 wird über die Leitung 64 an den invertierenden Eingang 63 geführt.

Zu Beginn eines Ladevorgangs liefert der Digital/Analog-Wandler 58 eine niedere Spannung, so daß der Komparator 55 eine positive Ausgangsspannung an den Multivibrator 62 liefert, der seinerseits eine Folge von Taktimpulsen über die Leitung 68 an die Eingangsklemme des Meßzählers 6O legt. Diese Taktimpulse lassen den Meßzähler 60 aufwärts zählen.

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Zur Aufnahme einer analogen Spannung am invertierenden Eingang 63 des Komparators 55 nimmt der Digital/Analog-Wandler 58 den digitalen Zählerstand des Meßzählers 60 auf und wandelt ihn in einen äquivalenten Analogwert um. Auf diese Weise vergleicht der Komparator 55 kontinuierlich die Batteriespannung mit dem den letzten Bezugsspannungswert darstellenden analogen Spannungswert vom Meßzähler 60, wobei die Batteriespannung über die Leitung 24 und die Bezugsspannung über die Leitung 64 an den Komparator 55 geführt sind.

Zu Beginn eines Ladevorgangs befindet sich der Taktgeberzähler 73 in zurückgestelltem Zustand. Dabei erscheinen keine Zählimpulse über die Leitung 32 am Eingang des Taktgeberzählers 73. Dadurch wird ein Zählbeginn im Taktgeberzähler 73 verhindert, solange die Spannung am Komparator 55 von der Batterie 14 langsamer ansteigt als der Beginn eines Ladevorgangs; dies verhindert somit ein zu frühes Abschaltes des Ladevorgangs.

überschreitet die Batteriespannung einen vorgegebenen Bezugsspannungswert, der vorzugsweise 39,7 Volt für 36 Volt-Batterien ist, dann aktiviert der Meßzähler 60 seinen Ausgang 72E und legt eine Ausgangsspannung über die Leitung 28C an den Taktgeberzähler-gegateten Multivibrator 29. Der Multivibrator 29 liefert seinerseits 1,72 Hz-Impulse über die Leitung 32, das ODER-Gatter 77 und die Leitung 75 an den Eingang des Taktgeberzählers 73, wodurch dieser aufwärts zählt. Immer wenn

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die üatteriespannung einen vom Meßzähler 60 vorgegebenen Bezugsspannungswert um einen vorgegebenen Betrag überschreitet, erscheint ein positiver Rückstellimpuls über die Leitung 27 am Rückstelleingang des Taktgeberzählers 73, wodurch dieser zurückgestellt wird.

Der Taktgeberzähler 73 liefert ein Signal auf der Leitung 30, und zwar in einer bevorzugten Ausführung 40 Minuten nach dem letzten Rückstellimpuls, also wenn ein Zählerstand von 4096 erreicht ist. Dieses Signal gelangt in die Batterieladegerät-Schalteinheit 22 und veranlaßt die Schalteinheit 22, das Ladegerät 12 abzuschalten.

Zur Deaktivierung des Steuerrelais 138 beim Auftreten eines positiven Signals auf der Leitung 30 wird der Transistor durch den von seiner Basis zum Emitter fließenden Strom aufgesteuert und die Spannung an der Kathode der Zenerdiode auf den auf der Leitung 145 liegenden Spannungswert abgesenkt. Dadurch wird die Zenerdiode gesperrt. Bei gesperrter Zenerdiode 164 ist der Transistor 158 ebenfalls nichtleitend vorgespannt, also gesperrt und das Steuerrelais 138 deaktiviert.

Bei deaktiviertem Steuerrelais 138 sind seine normalerweise offenen Kontakte 174 geöffnet und der Stromfluß durch die

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Spule 166 unterbrochen. Dadurch fällt das Leistungssteuerrelais 134 ab und öffnet seine Kontakte 175, die ihrerseits das Ladegerät 12 abschalten.

Bei abgeschaltetem Ladegerät 12 werden der Meßzähler 60 und der Taktgeberzähler 73 durch ihre zugehörigen Rückstellschaltungen 89 bzw. 85 zurückgestellt.

Zum Zurückstellen des Meßzählers 60 nimmt die Rückstellschaltung 89 einen positiven Rückstellimpuls vom NICHT-ODER-Gatter 118 auf. Dieser positive Impuls ist auf eine negative Spannung in der Filter- und Gleichrichterschaltung 119 zurückzuführen, die an einem Eingang des NICHT-ODER-Gatters 118 gelegt ist. Ferner hängt dieser positive Impuls von einer an den anderen Eingang des NICHT-ODER-Gatters 118 gelegten negativen Spannung vom Inverter 114 ab.

Die aus der Filter- und Gleichrichterschaltung 119 stammende negative Eingabe für das NICHT-ODER-Gatter 118 tritt dadurch auf, daß die Spannung auf der Leitung 121 bei abgeschaltetem Ladegerät 12 schnell abfällt. Die negative Spannung vom Inverter 114 ist auf eine langsame Entladung des Kondensators 116 bei an der Kathode der Diode 172 abfallender Spannung zurückzurückzuführen .

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Zur Zurückstellung des Taktgeberzählers 73 fragt die Rückstellschaltung 85 die vom NICHT-ODER-Gatter 118 an den Rückstelleingang des Meßzählers 60 gelegten Rückstellimpulse ab und legt einen entsprechenden positiven Impuls an den Rückstelleingang des Taktgeberzählers 73.

Zur Abfrage der an den Rückstelleingang des Meßzählers 60 gelegten Rückstellimpulse wird die Ausgabe des NICHT-ODER-Gatters 118 an einen Eingang des NICHT-ODER-Gatters 120 gelegt, dessen Ausgang über den Inverter 122 an den Rückstellimpuls des Taktgeberzählers 73 geführt ist. Somit erhält der Rückstellimpuls des Taktgeberzählers 73 immer dann einen positiven Impuls, wenn ein Rückstellimpuls an den Meßzähler 6O gelegt wird.

Nach Abschluß eines Aufladevorganges und nach abgeschaltetem Ladegerät ist ein neuer Aufladevorgang durch Niederdrücken des Druckschalters 136 auslösbar, der in niedergedrücktem Zustand eine positive Spannung von der Leitung 171 über die Diode 172 und die Zenerdiode 164 zur Aufsteuerung des Transistors 158 liefert. Dadurch kann Strom von der positiven Leitung 145 durch die Relaisspule 154 des Steuerrelais 138 und den Transistor 158 fließen. Dadurch wird das Steuerrelais 138 aktiviert, es zieht an und schließt seine Relaiskontakte 174. Bei geschlossenen Relaiskontakten 174 kann Strom von der

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positiven Leitung 171 durch die Spule 166 zur negativen Leitung 17O fließen.

Wird kein neuer AufladeVorgang von Hand gestartet und steht der Sommer/Winter-Schalter 31 in der in Figur 1 gezeigten Stellung bei der die Leitungen 39 und 28D verbunden sind, dann bleiben das Ladegerät und die Batterie für längere Zeit miteinander verbunden und es wird ein neuer Aufladevorgang automatisch etwa alle 2 1/2 Tage ausgelöst. Dadurch wird eine beispielsweise in einem Golfwagen untergebrachte Batterie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ladegeräts periodisch geladen und zur Verhinderung von Sulfatbildung ausreichend gewartet.

Wenn kein neuer Aufladevorgang von Hand gestartet wird, während der Sommer/Winter-Schalter 31 oder der Temperaturschalter 37 und der Ein/Aus-Schalter 25 die Leitung 28C mit der Leitung 39 verbinden und das Ladegerät und die Batterie aneinanderhängen, dann wird ein neuer Aufladevorgang etwa alle 2 1/2 Stunden automatisch ausgelöst. Für eine in einem Fahrzeug auch während der Winterzeit im Freien geladene Batterie werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ladegeräts periodische Aufladevorgänge ausgelöst, die die Batterie trotz der kurzen Abschaltperioden in bestem Ladezustand halten.

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Zur Abstimmung der 2 1/2 Tage oder der 2 1/2 Stunden vor der Aktivierung des Ladegeräts 12 liegt der Multivibrator 62 (Figur 1) über die Leitung 66 am Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 120 (Figur 2), das immer dann eine Aktivierungsspannung an den Multivibrator 62 liefert, wenn die Batteriespannung höher als die Ausgabe des Digital/Analog-Wandlers 58 ist, oder wenn der Komparator 55 deaktiviert ist. Da der Komparator 55 immer bei abgeschaltetem Ladegerät 12 deaktiviert ist, liefert der Multivibrator 12 Impulse mit einer Frequenz von 10 Hz während dieser Zeit über die Leitung 68 an den Meßzähler 60.

Der Ausgang 721 des Meßzählers 60 wird immer dann aktiviert, wenn der Multivibrator 62 vom Meßzähler 60 zu zählende 4096 Impulse liefert, während der Ausgang 72C immer dann aktiviert wird, wenn der Multivibrator 62 vom Meßzähler 6O zu zählende 128 Impulse liefert. Wird einer der beiden Ausgänge 721 oder 72C aktiviert, dann erscheint ein Impuls auf der Leitung 39 über das NICHT-ODER-Gatter 77 und die Leitung 7 5 am Zähleingang des Taktgeberzählers 73 und läßt dessen Zählerstand immer dann um 1 erhöhen, wenn der Multivibrator 62 entweder 4096 oder 128 Impulse an den Meßzähler 60 gelegt hat.

Zählt der Taktgeberzähler 7 3 bis zu seiner AusgangskLemir.e, also 512 Zählschritte von seinem niedersten Zählerstand, - dies entspricht 2 097 152 Zählschritte zwischen Null und

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Ausyany 721 oder 65 536 Zählschritte zwischen Null und Ausgang 72C des Meßzählers, - dann liefert der Taktgeberzähler 73 einen positiven Impuls an das NICHT-UND-Gatter 74, das gleichzeitig einen Impuls von der Meßzähler-Rückstellschaltung 89 aufnimmt. Dies führt zu einem negativen Impuls am Ausgang des NICHT-UND-Gatters 74, der gemäß Figur 2 an den Eingang des NICHT-UND-Gatters 1OO gelegt wird. Das NICHT-UND-Gatter 100 liefert seinerseits einen positiven Impuls an das NICHT-UND-Gatter 102, das wiederum einen negativen Ausgangsimpuls für das NICHT-UND-Gatter 100 und den Inverter 106 zur Verfügung stellt. Dadurch wird der Kollektor des Transistors 144 positiver und auf der erhöhten positiven Spannung gehalten. Da der Transistor 144 gesperrt ist, wird eine positive Spannung an die Basis des Transistors 158 gelegt, dieser aufgesteuert und die Relaisspule 154 des Steuerrelais 138 von Strom durchflossen. Bei stromdurchflossener Relaisspule 154 schließen die Relaiskontakte 174, und die Spule 166 des LeistungsSteuerrelais wird aktiviert. Dadurch schließen die Relaiskontakte 175, und das Ladegerät 12 wird für einen neuen Ladevorgang angeschaltet.

Man erkennt aus der vorstehenden Beschreibung, daß die erfindungsgemäße Steuerschaltung eine sowohl im Winter im Freien gelagerte als auch eine im Freien betriebene Batterie durch bestmöglichst abgestimmte Ladevorgänge immer in hohem Lade-

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zustand hält. Die erfindungsyemäße Steuerschaltung ist ferner durch einfache Maßnahmen aus bekannten Steuerschaltungen herleitbar.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Steuerschaltung für ein Batterieladegerät, gekennzeichnet durch eine Mehrzweckschaltung zur Erzeugung eines ersten
Steuersignals beim Abfallen der Aufladegeschwindigkeit
während des Ladens einer Batterie unter einen vorbestimmten Wert sowie zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals, wobei die Mehrzweckschaltung zu ihrer Aktivierung eine
Auswahlschaltung aufweist, die unter bestimmten Umständen in Abhängigkeit vom zweiten Steuersignal einen Aufladevorgang eine bestimmte Zeit nach dem Ende eines Aufladezyklus auflöst und die unter bestimmten anderen Bedingungen nach dem Verstreichen des gleichen Zeitraums keinen

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Aufladevorcjang beyinnt; durch eine Meßschaltung zur Messung der Batteriespannung mit einem ersten Zähler und einer Impulse an diesen legenden Schaltung; durch einen einen zweiten Zähler aufweisenden Zeitgeber; durch einen Schalter zum Anlegen eines Signals von einem ausgewählten Ausgang des ersten Zählers an den zweiten Zähler, wenn die Auswahlschaltung die seit dem Ende eines vorhergehenden Ladezyklus verstreichende Zeit mißt; durch eine im zweiten Zähler vorgesehene Schaltung zur Erzeugung des ersten und zweiten Steuersignals und durch eine die Aufladevorgänge in Abhängigkeit vom ersten Steuersignal beendende Schaltung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung einen Handschalter mit mindestens einer Stellung aufweist, in der die Mehrzweckschaltung einen Taktzyklus eine vorgegebene Zeit nach dem Ende eines vorhergegangenen Aufladevorgangs auslöst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung einen Temperaturschalter zur Auslösung eines Aufladevorgangs mit Hilfe der Mehrzweckschaltung aufweist, wenn die Umgebungstemperatur unter einen vorgegebenen Wert absinkt und eine vorgegebene Zeit nach dem Ende des vorhergegangenen Aufladevorgangs verstrichen ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein Ladegerät zur Aufladung der Batterie in einer vorgegebenen Aufladegeschwindigkeit, wobei der Schalter Rückstellschaltungen für den ersten und zweiten Zähler aufweist, die zur Rückstellung der ersten und zweiten Zähler bei verminderter Aufladegeschwindigkeit dienen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung einen Digital/Analog-Wandler, einen Komparator sowie einen ersten Impulsgenerator aufweist, wobei der Digital/Analog-Wandler mit einem Eingang an den Ausgang des ersten Zählers angeschlossen ist und ein dem Zählerstand des ersten Zählers entsprechendes analoges Signal liefert, während der Komparator mit einem ersten Eingang an die Batterie und mit seinem zweiten Eingang an den Digital/Analog-Wandler angeschlossen ist und der erste Impulsgenerator am Ausgang des Komparators hängt und über seinen Ausgang mit dem ersten Zähler verbunden ist, so daß immer dann Impulse an seinem Ausgang erscheinen, wenn ein vorgegebenes Potential an seinem Eingang liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberschaltung einen zweiten Impulsgenerator auf-

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weist, die mit ihrem Ausgang am Eingang des zweiten Zählers liegt, wodurch ein am Eingang des zweiten Zählers
auftretendes Signal die während eines Aufladevorgangs
laufende Zeit vom letzten Ausgangssignal des ^Comparators zur Meßschaltung angibt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung einen Druckschalter und einen Startschalter aufweist, wobei der Startschalter die Aufladegeschwindigkeit entweder durch Betätigen des Druckschalters oder durch Empfangen des zweiten Steuersignals erhöht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Deaktivierungsschaltung für Teile des Zeitgebers
und der Meßschaltung sowie zur Aktivierung anderer Teile des Zeitgebers und der Meßschaltung nach einer Verringerung der Aufladegeschwindigkeit, und durch eine Aktivierungsschaltung zur Aktivierung der ersten und zweiten
Zähler und des ersten Impulsgenerators sowie zur Deaktivierung des zweiten Impulsgenerators.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung eine Verbindungseinrichtung zum Anschließen eines bestimmten Ausgangs des Meßzählers an einen Eingang des Zeitgeberzählers aufweist,

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wobei der Zeitgeberzähler immer dann einen ZähLschritt vornimmt, wenn der Meßzähler bis zu einem bestimmten Ausgang gezählt hat.

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