DE2801053C2 - Vorrichtung zum selbsttätigen Laden der Antriebs-Batterie eines von wenigstens einem Elektromotor antreibbaren Fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum selbsttätigen Laden der Antriebs-Batterie eines von wenigstens einem Elektromotor antreibbaren Fahrzeugs

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DE2801053C2
DE2801053C2 DE2801053A DE2801053A DE2801053C2 DE 2801053 C2 DE2801053 C2 DE 2801053C2 DE 2801053 A DE2801053 A DE 2801053A DE 2801053 A DE2801053 A DE 2801053A DE 2801053 C2 DE2801053 C2 DE 2801053C2
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Automobiles Peugeot SA
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Laden der Antriebs-Batterie eines von wenigstens einem Elektromotor antreibbaren Fahrzeugs mit einem aus einer Brennkraftmaschine und einem damit gekoppelten Generator bestehenden Ladeaggregat und mit einer Schalteinrichtung, die diese Brennkraftmaschine bei Unterschreiten eines unteren Battcriespannungs-Grcn/.wcrtcs anläßt und bei Überschreiten eines oberen Battericspannungs-Gren/.wcrtcs stillsetzt.
Fin hybridelektrischer Fahrzeugantrieb dieser Art ist aus dei;DE-OS 24 06 222 bekannt. Bei diesem bekannten Hybridantrieb, der eine Brennkraftmaschine, einen Wechselstromgenerator, einen Elektromotor und eine Biitierie aufweist, wird die Brennkraftmaschine abhan-
28 Ol 053
gig von der Batteriespannung angelassen und abgeschaltet, wobei diese Batteriespannung das alleinige Kriterium für die Inbetriebnahme bzw. die Stillsetzung der Brennkraftmaschine bildet Auf diest Weise läßt sich zwar ein umweltfreundlicher Betrieb der Brennkraftmaschine erhalten, es besteht jedoch nicht die Möglichkeit, besondere Rücksicht auf bestimmte Betriebsvoraussetzungen für den Elektromotor bzw. den mit diesem und der Batterie gekoppelten Wechselstromgenerator zu nehmen.
Aus der DE-AS 21 04 833 ist weiter eine Regelschaltung für die Speisung einer normalen Starterbatterie für ein Fahrzeug mit elektrischem Strom aus einem Wechselspannungsgenerator bekannt. Bei dieser Regelschaltung wird die Erregerwicklung des Wechselstromgenerators abhängig vom Ladezustand der Batterie gesteuert, wobei es jedoch allein darum geht, das Auftreten von Hochfrequenzstörungen zu vermeiden und eine Überbeanspruchung der Batterie auszuschließen.
Aus der DE-OS 20 63 290 ist es schließlich bekannt, bei einem automatisch arbeitenden Spannungswächter für eine Akkumulatorenbatterie als für den Lade- und Entladebetrieb maßgebendes Kriterium für den jeweiligen Ladezustand der Batterie deren inneren Widerstand zu verwenden. In diesem Zusammenhang werden an die zu überprüfende Batterie kurzzeitige Stromimpulse angelegt, und aus der Reaktion der Batterie auf diese Stromimpulse werden dann Rückschlüsse auf den augenblicklichen Ladezustand gezogen, irgendein Zusammenhang zu besonderen Erfordernissen für die zugehörige Ladeschaltung besteht insoweit nicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß für den Generator schädliche Anlaßversuche bei zu heißem oder laufendem Generator vermieden bleiben.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt
F i g. 1 eine Vorrichtung gemäß der F.rfindung in Form eines Blockschaltbildes;
F i g. 2 einen ausführlichen elektrischen Schaltplan für die Erregungsschaltung des Wechselslrotiigenerators der Vorrichtung von Fig. 1;
F i g. 3 ein elektrisches Schaltbild für einen Regelkreis der Erregungsschaltung von F i g. 2;
F i g. 4 eine Logikschaltung zum Erfassen des Zustands der Batterie in der Vorrichtung von F i g. 1;
Fig.5 Signalvcrläufe an bestimmten Punkten der Schaltung von F i g. 4;
F ι g. 6 ein Ausführungsbeispiel für die Steuerlogik eines Anlassers in der Vorrichtung von Fig. 1;
F i g. 7 Signalveriäufe an bestimmten Punkten der Schaltung von F i g. 6;
F i g. 8 ein Ausführungsbeispiel für eine Stopp-Logikschaltung für eine als Wärmemotor ausgeführte Brennkraftmaschine in der Darstellung von F i g. 1 und
Fig. 9 Signalverläufe an bestimmten Punkten der Schaltung von Fig. 8.
Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung ist eine Regelvorrichtung der elektrischen Energiequelle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs. Seine Antriebsräder 1 sind durch einen Elekiro-Fahrmotor 2 getrieben. Der Antriebsmotor wird von einer Batterie versorgt, deren Ladung durch einen Wechselstromgenerator 4 sichergestellt wird. Dieser wird von einem thermischen oder Wärmemotor 5 getrieben. Der Wechselstromgenerator 4 ist mit der Batterie 3 über eine Gleichrichteranordnung 6 verbunden.
Der Elektromotor 2 ist mit der Batterie 3 über eine Regel- oder Steuerschaltung 7 verbunden, auf die der Betreiber mittels eines Beschleunigung^- oder Gaspedals 8 und eines Bremspedals 9 einwirken kann.
Der Wechselstromgenerator 4 enthält eine Erregerwicklung 10, die von einer Erregungsschaltung It gesteuert ist, die mit den Klemmen der Batterie 3 verbunden ist und die ihrerseits durch eine Schaltung 12 zur Bestimmung des Zustands der Batterie 3 gesteuert ist
Schließlich ist dem Wärmemotor 5 ein Anlasser 13 zugeordnet, der von einer getrennten Batterie versorgt ist. Er ist in Reihe mit einem Kontakt 15 geschaltet, der von einer Relaisspule 16 gesteuert wird, die mit einer Logikschaltung 17 für den Stopp-Betrieb und den Lauf-Betrieb des Wärmemotors 5 verbunden ist.
Die in F i g. 2 dargestellte Schaltung ist die Erregungsschaltung 11 des Wechselstromgenerators 4.
Die Erregungswicklung 10 des Wechselstromgenerators 4 ist in Reihe mit einem Thyristor 18 an die Klemmen der Batterie 3 geschaltet, wobei die Kathode des Thyristors 18 mit der negativen Klemme der Batterie 3 verbunden ist.
Die Anode des Thyristors 18 ist abzweigend zum gemeinsamen Verbindungspunkt einer Diode 19 und eines Kondensators 20 geschaltet, die in Reihe an die Klemmen der Batterie 3 angeschlossen sind.
Der Thyristor 18, die Diode 19 und der Kondensator 20 bilden einen Gleichstromsteller.
Parallel zur Diode 19 und zum Kondensator 20 ist ein Thyristor 21 für thermischen Schutz geschaltet, während an den Klemmen des Kondensators 20 ein Spannungsteiler 22 geschaltet ist, dessen Mittelanschluß mit einem Ausgang 23 für eine Schutzschaltung verbunden ist.
Die Schaltung ist durch eine Sicherung 24 vervollständigt, die mit der Erregungswicklung 10 reihengeschaltet ist.
Die in F i g. 3 dargestellte Regel- oder Steuerschaltung weist im wesentlichen einen Spannungsteiler 26 auf, der einerseits mit der Plus-Klemme der Batterie 3 und andererseits mit einer negativen Versorgungsspannung von beispielsweise — 15 V verbunden ist.
Dieser Spannungsteiler 26 enthält ein Potentiometer 27, dessen Schiebekontakt mit einem Eingang eines Differenzverstärkers 28 verbunden ist, der auch durch den Leiter 29 mit einer Steuerschaltung zur Unterbrechung der Erregung (nicht dargestellt) verbundeil ist.
Der andere Eingang des Verstärkers 28 ist mit Masse über einen Widerstand 30 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 28 ist mit der Basis eines PNP-Transistors 31 verbunden, die mit einer positiven Spannungsquelle von beispielsweise + 5 V über eine Diode 32 verbunden ist.
Der Emitter des Transistors 31 ist mit einer positiven
bo Spannungsquelle von beispielsweise + 15 V verbunden über einen Widerstand 32a, während sein Kollektor mit einer negativen Spannungsquclle über einen Kondensator 33 verbunden i«.t.
Der Kollektor des Transistors 31 ist auch mit einer
bj Steuerelektrode eines Unijunction-Transistors 34 verbunden, der im übrigen zwischen einer positiven Spannungsquelle und einer gleichartigen negativen Spannungsquelle über Widerstände 35,36 hzv/. 37 geschaltet
28 Ol 053
An den Klemmen des Widerstandes 37 sind in Reihe ein Widerstand 38 und die Primärwicklung 39 eines Transformators 40 geschaltet, dessen Sekundärwicklung 41 an die Steuerelektrode des Thyristors 18 der Schaltung gemäß F i g. 2 angeschlossen ist.
In Fig.4 ist schematisch ein Logikschaltbild der Schaltung 12 zur Bestimmung des Zustands der Batterie 3, wie in F i g. 1 dargestellt, wiedergegeben.
Die Schaltung enthält im wesentlichen zwei Spannungsteiler 42, 43, die parallel an die Plus-Klemme der Batterie 3 angeschlossen sind.
Jeder Spannungsteiler 42, 43 enthält ein Potentiometer 44 bzw. 45, dessen Schleifkontakt mit dem Eingang eines entsprechenden Vergleichers 46 bzw. 47 verbunden ist.
Der erste Vergleicher 46 ist vorgesehen zur Bestimmung des niedrigen Pegels der Spannung der Batterie 3, während der zweite Vergleicher 47 vorgesehen ist zur Bestimmung des oberen Pegels ausgehend von einer stabilen Referenzspannung Un-r, die an den zur Batterie 3 entgegengesetzten Klemmen der beiden Spannungsteiler 42,43 angelegt ist
Die anderen Eingänge der Vergleicher 46 und 47 sind mit Masse verbunden über entsprechende Widerstände 48 bzw. 49.
Der Ausgang des ersten Vergleichers 46 ist mit einem Speicher 50 verbunden, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein NICHT-Glied oder einen Inverter 51, ein NAND-Glied 52 mit zwei Eingängen, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Inverters 51 verbunden ist ein NAND-Glied 53 mit drei Eingängen, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des NAND-Glieds 52 verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Eingang eines weiteren Inverters 54 verbunden ist, gebildet
Der Ausgang des NAND-Glieds 53 ist außerdem zum Eingang des ersteren NAND-Glieds 52 rückgeführt, der nicht mit dem Inverter 51 verbunden ist
Das zweite NAND-Glied 53 besitzt weiter einen Eingang, der mit der positiven Klemme der Batterie 3 verbunden ist, sowie einen Eingang, der mit dem Ausgang einer Summierschahurig 55 verbunden ist. die durch einen Inverter 56, der mit dem Ausgang des zweiten Vergleichers 47 verbunden ist, sowie durch ein NAND-Glied 57, das zwischen dem Inverter 56 und dem zweiten NAND-Glied 53 des Speichers 50 geschaltet ist, gebildet ist.
Der Ausgang des zweiten Vergleichers 47 ist außerdem über eine Reihenschaltung eines Kondensators 58 und einer Diode 59 mit dem Eingang eines monostabilen Kippglieds 60 verbunden, dessen Ausgang über einen Inverter 61 mit einem anderen Eingang des NAND-Glieds 57 der Summierschaltung 55 verbunden ist
Der Ausgang des Inverters 54 des Speichers 50 bildet den Ausgang der Schaltung zur Bestimmung des Zustands der Batterie 3, die dazu bestimmt ist, mit der Schaltung 17 der Vorrichtung gemäß F t g. 1 verbunden zu werden.
Er ist an die Basis eines Transistors 62 angelegt dessen Kollektor mit dem Leiter 29 des Verstärkers 28 der Schaltung gemäß F i g. 3 verbunden ist.
Die Schaltung gemäß F i g. 6 besitzt einen Zeit- oder Takteingang 63, einen Eingang 64 des Zustands der Batterie, einen Eingang 65 der Spannung des Wechselstromgenerators 4 und einen Eingang 66 der Temperatur des Wechselstromgencrators 4,
Der Zeit- oder Takteingang 63 ist mit einem Eingang eines NAND-Glieds 67 mit drei Eingängen verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Eingang 64 des Zustands der Batterie und dessen Ausgang mit dem Eingang einer monostabilen Kippschaltung 68 über die Reihenschaltung eines Kondensators 69 und einer Diode 70 verbunden ist.
Der Ausgang des monostabilen Kippglieds 68 ist mit einem Eingang eines NAND-Glieds 71 mit vier Eingängen verbunden, dessen drei andere Eingänge durch die
ίο Eingänge 64,65 und 66 der Schaltung gebildet sind.
Der Ausgang des monostabilen Kippglieds 68 ist außerdem mit dem Eingang eines monostabilen Kippglieds 72 über einen Kondensator 73 und eine Diode 74 und direkt mit dem Eingang eines Inverters 75 verbunden. Der Ausgang des monostabilen Kippglieds 72 ist mit einem Eingang eines NAND-Glieds 76 über einen Inverter 77 verbunden, während der Ausgang des Inverters 75 direkt mit dem anderen Eingang des NAND-Glieds 76 verbunden ist.
Der Ausgang des NAND-Glieds 76 ist mit dem dritten Eingang des NAND-Glieds 67 verbunden über einen Inverter 78.
Der Ausgang des NAND-Glieds 71 mit vier Eingängen ist mit der Basis eines Transistors 79 über einen Inverter 80 verbunden.
Der Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 79 ist in Reihe mit einer Spule 81 eines Relais 82 zur Steuerung des Anlassers 13 des Wärmemotors 5 geschaltet (Fig. 1).
Die Schaltung der F i g. 8 zeigt die Steuerschaltung für den Stopp-Betrieb oder das Anhalten des Wärmemotors 5 abhängig vom Ladezustand der Batterie 3.
Diese Schallung enthält im wesentlichen einen Eingang, der mit dem Austritt der Schaltung 12 zur Beslimmung des Zustands der Batterie 3 gemäß F i g. 1 verbunden ist oder auch mit dem Ausgang der Schaltung gemäß F i g. 4 verbunden ist, die ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 12 gemäß Fig. I ist.
Der Eingang der Schaltung gemäß F i g. 8 ist mit ei-
•10 nem Eingang eines monostabilen Kippglieds 83 verbunden über eine Reihenschaltung eines Kondensators 84 und einer Diode 85. Der Ausgang des monostabilen Kippglieds 83 ist über einen Inverter 86 mit einem Eingang eines NAND-Glieds 87 mit zwei Eingängen verbunden. Der andere Eingang des NAND-Glieds 87 ist mit dem Eingang der Schaltung über einen Inverter 88 verbunden, während dessen Ausgang mit der Basis eines Transistors 89 verbunden ist dessen Emitter-Kollektor-Strecke an die Klemmen einer Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, in Reihe mit einer Spule 90 eines Relais 91 zur Steuerung des Anhaltens des Wärmemotors 5 (Hig. i).
Der Eingang der Schaltung ist in analoger Weise über den Kondensator 84 und eine Diode 92 mit dem Eingang eines zweiten monostabilen Kippglieds 93 verbunden, dessen Auslöseschwelle kleiner als die des monostabilen Kippglieds 83 ist
Der Ausgang des monostabilen Kippglieds 93 ist mit einem Eingang eines NAN D-Giieds 94 mit zwei Eingängen verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Inverters 88 verbunden ist und dessen Ausgang über einen Inverter 95 mit der Basis eines Transistors 96 verbunden ist dessen Emitter-Kollektor-Strekke in Reihe mit einer Spule 97 eines Relais 98 zur Steuerung der Verlangsamung oder Abbremsung des Wärmemoiors 5 verbunden ist
Beide Relais 91 und 98 sind in den Kreis der Batterie 14 des Wärmemotors 5 eingesetzt
28 Ol
Die erläuterte Vorrichtung arbeitet aiii die im folgenden beschriebene Weise.
Ks handelt sich darum die Unlterie .J der Vm richtung gcinälJ Fig. I in einem Zustand zu bewahren /um Ah geben der Leistung für höchsten Vortrieb des Motors 2. ■>
Diese maximale oder Scheitelleistung muß abgegeben werden können, wenn der Zustand der Batterie sich zwischen einem oberen oder hohen Pegel entsprechend 20% Entladung und einem niederen oder unteren Pegel entsprechend 80% Entladung befindet. to
Es ist daher notwendig, eine ständige Überwachung der Spannung der Batterie 3 sicherzustellen, um das Anlassen der Stromerzeugergruppe anzusteuern, die durch den Wärmemotor 5, den Wechselstromgenerator 4 und die Gleichrichterschaltung 6 gebildet ist, wenn die ir> Batterie 3 den genannten niederen Pegel erreicht.
Die Leistung oder die Abgabe des Wechselst romgenerators 4 ist abhängig von der Klemmenspannung der Batterie, die dazu dient, die Regelung der Erregung des Wechselstromgenerators 4 in einer Weise zu führen oder zu steuern, die anhand der F i g. 2 und 3 erläutert wird.
Der Thyristor 18 steuert den Strom in der Erregungswicklung 10 des Wechselstromgenerators 4. Zu diesem Zweck ist er durch die Schaltung 12 zur Bestimmung des Zustands der Batterie 3 gemäß F i g. 1 angesteuert.
Wenn die Temperatur des Wechselstromgenerators 4 zu hoch ist, wird der Thyristor 21 angesteuert und läßt die Sicherung 24 schmelzen, wodurch die Versorgungsschaltung der Wicklung 10 geöffnet oder aufgetrennt wird.
Die Regelung oder Steuerung der Erregung des Wechselstromgenerators 4 wird im folgenden anhand der F i g. 3 erläutert.
Zu einem ersten Zeitpunkt lädt der Wechselstromgenerator 4 die Batterie 3 bei konstanter Erregung auf und folgt seiner äußeren Kennlinie, wobei die Stromerzeugergruppe mit konstanter Drehzahl dreht.
Die Basis des Transistors 31 der Schaltung gemäß l.ogikschaltung 17 für den Lauf und das Anhalten des Wiirmcmiitors ί der Siroiner/.eugcrjtrnppe zuführen.
Diese Si ΙΐίΐΙιιιιιμ ist in I i μ. A diirgestclll und deren Arbeitsweise und im folgenden unhand der I· ig. 4 wh\ 5 erläutert.
Die beiden Vergleicher 46 und 47 erfassen den unteren Pegel bzw. den oberen Pegel der Spannung (..'« der Batterie 3 ausgehend von einer stabilen Referenzspannung (JnI-
Wenn die Batteriespannung kleiner als der durch den Spannungsteiler 42 gegebene untere Pegel ist, gibt der Vergleicher 46 ausgangsseitig eine positive Spannung ab, die den Speicher 50 derart durchsetzt, daß an dessen Ausgang ein Logiksignal E — 1 auftritt, das anzeigt, daß Grund dafür besieht, die Batterie3 wieder aufzuladen.
Dieses Signal wird der Lauf-Stopp-Schaitung i7 zugeführt, deren Arbeitsweise im folgenden erläutert wird.
Mit zunehmendem Ladepegel der Batterie 3 steigt die Spannung Uh und der Vergleicher 46 gibt eine negative Spannung ab, die keinen Einfluß auf den Zustand £ ausübt, da der Speicher 50 die erste Information bewahrt.
Wenn der der nahezu vollständig geladenen Batterie entsprechende obere Pegel erreicht ist, gibt der Vergleicher 47 eine negative Spannung ab. Das monostabile Kippglied 60 speichert die Information während einiger Sekunden und die Summierschaltung 55 läßt die Information nur durchtreten, wenn der Vergleicher 47 den Zustand während des Verstreichens dieser Zeit zur Speicherung der Information durch das monostabile Kippglied 60 (F i g. 5) nicht geändert hat.
Eine derartige Arbeitsweise ist notwendig, damit während einer Nutebremsung, die die Spannung der Batterie ansieigen läßt, der Stromerzeugergruppe nicht abgeschaltet wird.
Wenn die Summierschaltung 55 die Information bezüglich des Erreichens des oberen Pegels durch die Batterie hindurchtreten läßt, ändert der Speicher 50 den Zustand derart, daß ein Logikzustand E = 0 an dessen Ausgang auftritt und das Anhalten der Stromerzeu-
Fi g. 3 ist gesperrt mit einer positiven Spannung, die an 40 gungsgruppe mittels der in F i g. 8 dargestellten Schalihn über die Diode 32 angelegt ist. Der Kondensator 33 tung auslöst, lädt sich auf und entlädt sich mit konstantem Rhythmus
in den Unijunction-Transistor 34, der die Ansteuerung
des Thyristors 18 (Fig.2) über den Transformator 40
45
und damit folglich die Versorgung der Erregerwicklung 10 des Wechselstromgenerators 4 sicherstellt. Bei sich aufladender Batterie 3 steigt die Spannung
Der Verstärker 28 verstärkt die Abweichung zwischen der Batteriespannung und der Konstantspannung, die an den verschiedenen Klemmen des Spannungsteilers 26 angelegt sind.
Die Spannung an der Basis des Transistors 31 nimmt derart zu, daß der Kollektorstrom des Transistors 31 abnimmt und daß der Kondensator 33 sich langsamer auflädt Folglich nimmt die Kippfrequenz ab, und damit die Leitzustandsintervalle des Thyristors 18.
Daraus ergibt sich eine Verringerung der Erregung des Wechselstromgenerators 4 derart, daß der Ladestrom der Batterie abnimmt und Null werden wenn die Batteriespännung ausreichend wird
Der Maximalwert des so eingestellten oder gesteuerten Erregerstroms ist derart, daß der Wärmemotor 5 nicht überlastet werden kann.
Die Logikschaltung zur Steuerung des Anlassers 13 der Vorrichtung gemäß F i g. I ist in F i g. 6 dargestellt.
Damit der Anlasser 13 betätigt werden kann, müssen drei Bedingungen erfüllt sein.
Die Spannung des Wechselstromgenerators 4 muß Null betragen, was anzeigt, daß die Stromerzeugergruppe sich nicht dreht.
Die Temperatur des Wechselstromgenerators 4 muß kleiner sein als ein für die Maschine gefährlicher Wert.
Der Zustand der Batterie 3 muß so sein, daß die Batterie geladen werden muß. Dieser Zustand zeigt sich durch den Zustand E=I am Ausgang der Schaltung gemäß F i g. 4.
Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig.6 ist durch das Diagramm in F i g. 7 wiedergegeben.
Das monostabile Kippglied 68 hat zur Aufgabe, die Dauer des Anlassens zu überwachen. Das monostabile Kippglied 72 ist zur Überwachung der Zeit bestimmt, kann, 60 die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anlaßvorgängen verstreicht
Das NAND-Glied 71 stellt die Steuerung des Anlassers 13 sicher, (F i g. 1), wenn die drei genannten Bedingungen erfüllt sind und wenn der Anlaßbefehl durch das
Die Schaltung 12 zur Bestimmung des Zustands der 65 monostabile Kippglied 68 übertragen wird. Batterie 3 muß eine Information Ober den Zustand der Dieser Befehl kann die Wicklung 81 des Relais 82 nur
Batterie 3 einerseits an die Schaltung 11 zur Erregung erreichen, wenn das Signal £=1 am Eingang 64 der des Wechselstromgenerators 4 und andererseits an die Schaltung gemäß F i g. 6 vorhanden ist.
28 Ol
Die Erlaubnis zum Anlassen oder Wiedcranlassen wird ausgehend vom NAND-Glied 76 gegeben.
Diese Erlaubnis kann von dem NAND-Glied 72 nur für das erste Anlassen gegeben werden und anschließend, wenn die Wartezeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anlaßvorgängen verstrichen isi.
Wenn der Ausgang der Schaltung gemäß Fig.4 in den Zustand E = 0 übergeht, der anzeigt, daß die Ladung oder der Ladezustand der Batterie 3 des Fahrzeugs ausreichend ist, muß der Wärmemotor 5 der Stromerzeugergruppe angehalten werden.
Die Schaltung gemäß F i g. 5 erlaubt es, dieses Anhalten sicherzustellen. Wenn das Eingangssignal E dieser Schaltung in den Logikzustand Null übergeht, gehen die Ausgangssignale der monostabilen Kippglieder 83, 93 (F i g. 8) in den Logikzusiand ί über.
Das Ausgangssignal des monostabilen Kippglieds 83 wird durch den Inverter 86 invertiert oder negiert und dann an das NAND-Glied 87 angelegt, das an seinem anderen Eingang das vom Inverter 88 invertierte Signal E empfängt.
Während an seinen Eingängen die genannten beiden Signale anstehen, gibt das NAND-Glied 87 ein Signal ab, das die Versorgung der Wicklung 90 des Relais 91 verhindert. Simultan wird der Zustand £ des Eingangs der Schaltung an den Eingang des monostabilen Kippglieds 93 angelegt, das in seinen Zustand 1 übergeht. Sein Ausgangssignal wird einem Eingang des NAND-Glieds 94 zugeführt, das an seinem anderen Eingang das invertierte Signal E erhält und seinerseits ein Signal jo abgibt, das nach Negierung oder Invertierung durch den Inverter 95 die Versorgung der Wicklung 97 des Relais 98 zur Verlangsamung oder Bremsung verursacht.
Die Schließzeit des Relais 98 ist größer als die Schließzeit des Relais 91 derart, daß vor dem Auftreten des Stopp- oder Anhalt-Signals des Motors bei S (Fig.9) ein bestimmtes Zeitintervall verstreicht, während dem der Wärmemotor 5 sich langsamer dreht.
Wenn einmal der Wärmemotor 5 angehalten ist, gibt die Batterie 3 ihre Energie zur Versorgung des Motors ab, bis deren Entladung einen neuerlichen Eingriff bzw. einen neuerlichen Betrieb der Stromerzeugergruppe erfordert
Nun beginnt der Betriebszyklus der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung von neuem.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
1JO
55
60
65

Claims (10)

28 Ol Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum selbsttätigen Laden der Antriebs-Batterie eines von wenigstens einem Elektromotor antreibbaren Fahrzeugs mit einem aus einer Brennkraftmaschine und einem damit gekoppelten Generator bestehenden Ladeaggregat und mit einer Schalteinrichtung, die diese Brennkraftmaschine bei Unterschreiten eines unteren Batteriespsnnungs-Grenzwertes anläßt und bei Oberschreiten eines oberen Batteriespannungs-Grenzwertes stillsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung auch eine Steuerschaltung (11) zum Steuern des Erregerstromes des Generators (4) ein- und ausschaltet und eine Logikschaltung (17) aufweist, die zum Anlassen der Brennkraftmaschine (5) als weitere Eingangsgrößen Ausgangsspannung und Temperatur des Generators (5) berücksichtigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anordnung (12) zum Erfassen des Ladezustandes der Batterie (3) ein Speicher (50) zum Speichern eines einer den unteren Grenzwert unterschreitenden Batteriespannung entsprechenden elektrischen Signals und eine mit dem Ausgang einer Einrichtung (47) zum Erfassen des oberen Grenzwertes der Batteriespannung verbundene Einrichtung (55) zum Löschen der im Speicher (50) enthaltenen Information vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- jo zeichnet, daß zum Erfassen des oberen und des unteren Grenzwertes der Batteriespannung Vergleicher (46, 47) vorgesehen sind, die jeder an einem Eingang mit einem Spannungsteiler (42,43) verbunden sind, der zwischen der Batterie (3) und einer J5
■ Quelle zu einer Bezugsspannung (U^h Hegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Löschen der im Speicher (50) enthaltenen Information durch eine Summierschaltung (55) gebildet ist, deren einer Eingang direkt mit dem Ausgang des Vergleichers (47) für den oberen Batteriespannungs-Grenzwert und deren anderer Eingang mit diesem Ausgang über eine Schaltung (60) zum Speichern der Information des oberen Batteriespannungs-Grenzwertes während eines vorgegebenen Zeitintervalls verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (11) einen steuerbaren Gleichrichter (18) enthält, der mit einer Erregerwicklung (10) des Generators (4) in Reihe geschaltet ist und an seiner Steuerelektrode mit einer Schaltung (26,28,31,33,34,40) zum Steuern der Erregung des Generators (4) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (11) einen Differenzverstärker (28) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Schieber eines Spannungsteilers (26) verbunden ist, dessen feste Anschlüsse mit der Batterie (3) bzw. mit einer Bezugsspannungsquelle verbun- ho den sind, und dessen Ausgang mit der Basis eines Transistors (31) verbunden ist. dessen Emitter/Kollektor-Strecke mit einem Kondensator (33) in Reihe geschaltet ist, während sein Kollektor mit einem Unijunction-Transistor (34) verbunden ist, der sei *:, nerscits über einen Transformator (40) mit der Sieti erelektrode des steuerbaren Gleichrichters (18) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum thermischen Schutz des Generators (4) dessen Erregerwicklung (10) und dem in Reihe damit liegenden steuerbaren Gleichrichter (18) ein Thyristor (21) parallelgeschahet ist, der in leitendem Zustand zum Ansprechen einer m Stromnußrichtung vor der Erregerwicklung (10) hegenden Sicherung (24) führt.
8 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (17) eine Baustufe (Fig.8) zum Stillsetzen der Brennkraftmaschine bei Erreichen eines vorgegebenen Pegels für die Batteriespannung und eine Baustufe (F i g. 6) zum Anlassen der Brennkraftmaschine (5) in Abhängigkeit von der Batteriespannung, der Generatorausgangsspannung und der Generatortemperatur enthält
9 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (17) zum Steuern eines Anlassers (13) der Brennkraftmaschine (5) eine monostabile Kippstufe (68) zum Steuern der AnIaB-dauer. eine monostabile Kippstufe (72) zum Überwachen des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anlaßvorgängen und eine UND-Schaltung (71) enthält, die ein im Speisestromkreis für den Anlasser (13) liegendes Relais (82) ansprechen läßt, wenn die Generatorspannung den Wert Null aufweist, die Generatortemperatur einen vorgegebenen Wert unterschreitet und der Ladezustand der Batterie (3) den Betrieb der Brennkraftmaschine (5) verlangt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (17) zum Stillset7.cn der Brennkraftmaschine (5) eine erste monostabile Kippstufe (93) zum Verarbeiten eines Zeitintervalls für einen Betrieb der Brennkrattmaschine (5) mit niedriger Drehzahl, die mit einem Verknüpfungsglied (94) verbunden ist, dessen anderer Eingang als Eingangssignal den Ladezustand der Batterie (3) hat und dessen Auigangssignal einen Bremsbefehl für die Brennkraftmaschine (5) bildet, und eine zweite monostabile Kippstufe (83) zum Verarbeiten eines das von der ersten Kippstufe (93) zu verarbeitende Zeitintervall unterschreitenden Zcitintervalls aufweist, deren Ausgang mit einem Eingang eines zweiten Verknüpfungsgliedes (87) verbunden ist, dessen anderer Eingang den Ladezustand der Batterie (3) zum Eingangssignal hat und dessen Ausgangssignal einen Stopp-Befehl für die Brennkraftmaschine (5) bildet.
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