DE2915068A1

DE2915068A1 - Spannungsregler fuer fahrzeug-stromerzeuger

Info

Publication number: DE2915068A1
Application number: DE19792915068
Authority: DE
Inventors: Yoshio Akita; Katsumi Itoh; Akira Mase; Kazumasa Mori; Katsuya Muto; Takayasu Nimura
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1979-10-31
Also published as: JPS54140112A; FR2423902A1; FR2423902B1; GB2020067B; GB2020067A; US4266181A

Description

Spannungsregler für Fahrzeug-Stromerzeuger.

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Spannungsregler für einen Kraftfahrzeug-Stromerzeuger und betrifft eine verbesserte Reglerschaltung für den Felderregerstrom eines batteriestromerregten Fahrzeug-Stromerzeugers»

Es ist die wesentliche, der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein verbessertes. Spannungsreglersystem für einen Fahrzeugstromerzeuger zu schaffen, bei welchem keine Batterieentladung erfolgt, auch wenn der Schlüsselschalter für einen längeren
Zeitraum geschlossen ist.

Es ist eine weitere der Erfindung zu G-runde liegende Aufgabe,
eine Schaltung für das intermittierende Zuführen eines Felderregerstromes in einem vorbestimmten Leistungsverhältnis zu
schaffen, wenn der Motor nicht in vollem Betrieb ist, wobei
ein strombegrenzender I&sfcwiderstand vermieden ist, was vorteilhaft ist, um eine solche Schaltung auf einer kleinen eingebauten Schaltkarte auszubilden.

Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Spannungsregelsystem für ein Fahrzeug, welches einen Motorbeschleunigungs-Messkreis und eine Oszillatorschaltung einschliesst. Der Felderregerstrom
wird intermittierend durch die Oszillatorschaltung aufgegeben, bevor der Motor anläuft und wird kontinuierlich zugeführt,
nachdem der Motor angelaufen ist, so dass die Batterieentladung klein gehalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema eines ganzen Spannungsregelsystem,

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Pig. 2 einen. Hauptteil des Systems gemäss Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm von Wellenformen zur Darstellung des Betriebes von Steuerkreisen, und

Fig. 4 und 5 entsprechende SehaltSchemen für unterschiedliche Arten von Steuerschaltungen.

Ein System gemäss der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 erläutert ο Das System besteht im wesentlichen aus einem Stromerzeuger 1 und einer Spannungsreglerschaltung 2. Der Stromerzeuger 1 ist von bekannter Bauart und hat eine sterngeschaltete Dreiphasen-Ankerwicklung, eine Feldspule 4 und einen Vollwellen-Dreiphasengleichrichter 5ο Die Spannungsreglerschaltung 2 enthält einen bekannten Schaltkreis, z.B. einen Darlingtontransistor 6, dessen Kollektor-Emitter-Durchgang in Serie mit der Felderregerspule liegt, eine Spannungsmesschaltung 7 zum Messen der Batteriespannung für die Steuerung des Schaltkreises 6, eine Oszillatorschaltung 8, z„B. einen in Fig. 2 dargestellten astabilen Multivibrator oder eine in Fig. 4 und 5 dargestellte andere Schaltung, die oszillierende Signale mit vorbestimmter Frequenz und Leistungsverhältnis der leitenden und der nichtleitenden Periode, wie bei (a) in Fig. 3 dargestellt, erzeugt, von dem Zeitpunkt, wenn der Schlüsselschalter 12 in Schliesstellung gedreht ist, bis der Motor beschleunigt, einen Beschleunigungsspannungs-Messkreis 9 zum Messen der Beschleunigung des Motors, zum Unterbrechen des von der Oszillatorschaltung 8 übertragenen oszillierenden Signals und einen Schalterbetätigungskreis 10 für die Betätigung des Schaltkreises 6 in Abhängigkeit von dem oszillerenden Signal. Das Frequenz- und Leistungsverhältnis ist so festgelegt, dass der Stromerzeuger bei einem minimalen Felderregerstrom bei einer Motordrehzahl im praktischen Bereich, z.B„ 1000 Tj/min, erregt werden kann. Eine Batterie 11 ist mit der Ausgangsklemme A des Stromerzeugers 1 über eine Klemme B in der Leitung L-, verbunden. Der Zündschalter 12 erregt die Oszallatorschaltung 8, wenn er geschlossen wird.

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in Fig. 2 dargestellt, ist der Kollektor des Darlington-Transistors 6 ferner mit einer Diode 21 verbunden, welche parallel zur Felderregerspule 4 liegt, und die Basis des Darlington-Transistors 6 ist mit dem Spannungsmesskreis 7 und mit einem Anschluss IGr über einen Widerstand. 22 verbunden. Die Spannungsmesschaltung 7 besteht aus Spannungsteilerv/iderständen 71 und 72, einer Zenerdiode 73 und einem Transistor 74. Ein Ende des Widerstandes 71 ist mit einem Anschluss S verbunden, der seinerseits über die Leitung L₂ mit dem Anschluss B verbunden isto Andere Verbindungen sind bekannt. Die Basis des Darlington-Transistors 6 ist ferner mit dem Kollektor eines Transistors 101 des Schaltbetätigungskreises 10 verbunden. Der Schaltbetätigungskreis 10 besteht ausser dem Transistor 101 aus einem Widerstand 102, der zwischen der Ausgangsklemme der Osziallatorschaltung 8 und .der Basis des Transistors 101 liegt, der seinerseits mit dem Kollektor eines Aufsgangotranoistors 94 der Beschleunigungsspannungs-Messchaltung 9 verbunden ist. Die Beschleunigungßspannungs-Messchaltung 9 enthält ferner Widerstände 91 und 93 und einen Kondensator 92 zum Glätten der über ihre Eingangsklemme Ii und die Erdklemme E gehenden Spannung. Die Eingangsklemme Ή ist mit dem Nullpunkt der sterngeschalteten Ankerwicklungen 3 verbunden, wie in Fig. 1 dargestellt.

Beim Betrieb wird, wenn der Schlüsselschalter geschlossen und ein nicht dargestellter Anlasser zum Starten der Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges angetrieben wird, der Oszillator 8 erregt, so dass er oszillierende Signale erzeugt. Dies bewirkt, dass der Schaltbetätigungskreis 10 den Darlirgton-Transistor 6 in Abhängigkeit von dem oszillierenden Signal zyklisch leitend und nicht leitend macht, so dass der Felderregerstrom in der bei (b) in Fig. 3 dargestellten Weise aufgegeben wird. Wenn der Motor startet und seine Drehgeschwindigkeit erhöht, wird die in der Ankerwicklung 3 erzeugte Spannung graduell grosser und entsprechend erhöht sich auch die Spannung an dem Nullpunkt. Diese Spannung ist indikativ für eine Motorbetriebsbedingung und wird auf die.Basis des Transistors 94 des Beschleunigungs-

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spannungs-Messkreises 9 über die Grlättschaltung( 91» 92, 93) ' aufgegeben. Solange die Spannung am Nullpunkt nicht hoch genug ist, um den Transistor 94 leitend zu machen, wird der Darlington-Transistor durch den Schaltbetätigungskreis 10 in der beschriebenen Weise gesteuert. Wenn der Motor läuft und die Spannung am Nullpunkt ansteigt, wird der Transistor 94 leitend, so dass der Transistor 101 des Schaltbetätigungskreises nicht leitend wird« Dadurch wird der Darlington-Transistor 6 durch den über den Widerstand 22 zugeführten Basisstrom leitend, und das System 1 ist voll erregt, wobei die Ausgangsspannung des Stromerzeugers 1 erhöht, und dadurch die Batterie 11 geladen wird ο

Wenn die Batteriespannung sich weiter erhöht, steuert der Transistor 74 der Spannungsmesschaltung 7 den Darlington-Transistor und regelt dabei die Batterieladespannung in bekannter Weise.

Wenn der Motor^steht, während der Schlüsselschalter noch geschlossen ist, wird der Felderregerstrom intermittierend durch den Darlington-Transistor 6 in Abhängigkeit von den ostillierenden Signalen in .der gleichen V/eise aufgegeben, als wenn der Anlasser läuft. Jedoch ist der Pelderregerstrom derart begrenzt, dass er keine wesentliche Entladung der Batterie zulässt.

An Stelle der Oszillatorschaltung 8 kann ein Widerstand 8' (in doppelstrichpunktierten Linien in Pig. 3 dargestellt) zwischen der Klemme IG· und dem Widerstand 102 liegen. Bei dieser Abwandlungsform muss die Beschleunigungsspannungs-Messchaltung 9 so angeordnet sein, dass sie eine Spannung misst, die durch einen Restmagnetfuss im Generatorfeld erzeugt wird.

Wenn der Schlüsselschalter in Schliesstellung gedreht wird, aber der Motor den Stromerzeuger nicht dreht, ist der Transistor 94 der Beschleunigungs-Mess chaltung 9 nichtleitend und bewirkt dabei, dass der Transistor 101 des Schaltbetätigungskreises.10 den Basisstrom des Darüngjbon-Transistors 6 überbrückt, so dass kein Feldstrom fliessen kann. Wenn der Motor angelassen ist

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und den Stromerzeuger 1 dreht, wird an dem iiullpunkt der Ankerwicklung 3 durch einen Rest-Magnetfluss der Feldspulenanordnung eine Spannung erzeugt. Dadurch wird der Transistor 94 der Beschleunigungs-Messchaltung leitend und der Transistor 101 nichtleitend, so dass der Darlington-Transistor 6 den rollen Felderregerstrom leitet.

Da die zu messende Spannung am Nullpunkt "bei dieser Abwandlungsform geringer ist, muss Vorsorge getroffen werden, um zu verhindern, dass die Beschleunigungsspannungs-Messchaltung 9 Fehlmessungen infolge Kriechspannungen macht, z_eB. eine Spannung von der Batterie über die Leitung L₁, Dioden, Ankerwicklungen und den Nullpunkt, wenn der Stromerzeuger Feuchtigkeit ausgesetzt ist.

Fig« 4 zeigt eine andere Oszillatorschaltung, die in der Regel als Sägezahnwellen erzeugende Schaltung bezeichnet wird. Bei dieser Schaltung ist ein Transistor 801 und ein Kondensator' 802 so verbunden, dass sie eine Langzeitkonstante für die Oszillation schaffen..Figo 5 zeigt einen anderen.Oszillatorkreis, der ein dreieckiges Wellensignal erzeugt, in welchem Konstantstromkreise 811 und 812 vorgesehen sind, die einen Kondensator 817 aufladen oder entladene Wenn die Klemme IG- Strom erhält, wird ein Transistor 814 leitend, so dass Ladestrom durch die beiden Konstantstromkreise I., und Ip zum Kondensator 817 strömt. Wenn die Spannung am Kondensator 817 einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Transistor 814 nichtleitend,und die Transistoren 813 und 816 werden leitend, so dass der Kondensator 817 einen Konstantstrom (I₁ - Ip) entlädt, bis die Kondensatorspannung einen vorbestimmten Yfert erreicht, an welchem der Ladevorgang erneut beginnt. Eine Klemme C muss mit dem Widerstand 102 in Fig. 2 verbunden werden»

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Claims

Dr. F.Zumstein sen.:- Dh. E.iAssrcraVm - Dr.:R. Koenigsberger

Dipl.-Phys. R, Hölzbauer -"ÖiplV-lngVF. Kfingselsen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

lfippondenso Co., Ltd. Kariya City, AicM Pref. (Japan)

Patentansprüche ;

IJ Spannungsregler für einen Batterieladestromerzeuger mit einer ein Feld erregenden Spule, gekennzeichnet durch

- einen Schaltkreis zum geregelten Zuführen eines Felderregerstromes,

- eine Batteriespannungs-Messchaltung zum Regeln der Schaltbetätigung des Schaltkreises in Abhängigkeit von der Batteriespannung,

- eine Oszillatorschaltung zum Erzeugen eines oszillierenden Signals mit einem vorbestimmten Leistungszyklus, und

- eine mit dem Batterieladestromerzeuger und der Oszillators chaitung verbundene Steueranordnung für den Schaltkreis zum An- und Abschalten in Abhängigkeit von den oszillierenden. Signalen, wenn, die Ausgangs spannung des Stromerzeugers niedriger als eine vorbestimmte Spannung ist.
2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gelee nnzeichnet , dass die Steueranordnung für den Schaltkreis einschliesst:

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ORIGINAL INSPECTED

- eine Mes:;c:haltung für die Stromerzeugerspannung in Vorbindung mit dem l-icitterielade-Stromerzeuger, und

- eine mit der Messchaltung für die Stromerzeugerspannung und der Oszillatorschaltung in Verbindung.stehende Transistorschaltung zur Steuerung des Schaltkreises.

ο Spannungsregler für einen Batterielade-Stromerzeuger mit einer Ankerwicklung und einer felderregerspule, g e k e nn- z e i c h ne t durch

- einen Schaltkreis zum Zuführen eines Felderregerstromes, der in Reihe mit der Felderregerspule liegt,

- eine Messchaltung für die Batteriespannung zur Steuerung des Schaltkreises für die Regelung der Batterieladespannung,

- eine erste Schaltung in Verbindung mit der Ankerwicklung zur Messung der Spannung in der Wicklung, und

- eine zweite Schaltung, um den Schaltkreis nichtleitend zu machen, wenn die erste Schaltung keine Spannung in der Y/icklung feststellt.

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