DE3014575C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannungsregler mit Ladekon­ trollampe gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Ladeanzeige eines Wechselstromgenerators für Kraftfahr­ zeuge mit eingebautem Gleichrichter wird üblicherweise durch eine Kontrollampe bewirkt, die außer der Anzeige des Nichtladens auch zur Kontrolle verschiedener anderer Fehler dienen kann.

Aus der DE-OS 25 18 322 sind zwei verschieden ausgebildete und geschaltete Spannungsregler mit Ladekontrollampe für den Wechselstromgenerator eines Kraftfahrzeuges und zwar sowohl mit als auch ohne Hilfgleichrichtung bekannt, wo­ bei ein Zündschlüssel-Kontakt zwischen dem Pluspol des Wechselstromgenerators mit Gleichrichter und der Kontrollampe liegt.

In dem dabei dargestellten Fall eines Wechselstromgene­ rators mit Hilfsgleichrichtung und dabei mit Neun-Dioden- Gleichrichterbrücke bei einem Dreiphasen-Wechselstromgenerator ist die Kontrollampe zwischen die Plus-Klemme des Zündschlüs­ selkontaktes und die Hilfs-Plus-Klemme geschaltet, während ein Regler zur Steuerung der Speisung der Erregerwicklung zwischen der Hilfs-Plus-Klemme und Masse liegt. Bei Stillstand des Motors und geschlossenem Zündschlüssel-Kontakt leuchtet die Lampe durch den Stromfluß in der Erregerwicklung des Wechselstromgenerators und durch einen die Erregerwicklung speisenden Leistungstransistor auf. Diese Ausführungsform hat zwar den Vorteil der einfachen Realisierbarkeit, jedoch kann die Spannung an den Klemmen des Wechselstromgenerators sehr mit der Durchflußleistung variieren, denn für die Regelung wird nicht Bezug auf die Plus-Klemme des Wechselstromgene­ rators genommen. Die Kontrollampe leuchtet, wenn der Wechsel­ stromgenerator steht, z. B. bei gebrochenem Lichtmaschinen- Treibriemen, jedoch leuchtet sie weder im Falle einer Unter­ brechung des Erregerkreises (Bürste, Wicklung oder unter­ brochener Transistor), noch im Falle einer Überladung bzw. Überlastung z. B. in Folge eines Kurzschlusses zwischen dem Erregerkreis und Masse, was die Zerstörung der Batterie und elektrischer Einrichtungen bewirken kann.

Die Erregung des Wechselstromgenerators erfolgt bei er­ höhter Drehzahl. Außerdem empfiehlt sich diese Lösung nur im Falle eines Wechselstromgenerators mit Hilfsgleich­ richtung, d. h. mit mehreren zusätzlichen Dioden, die für die vorerwähnte Gleichrichtung vorgesehen sind, was jedoch be­ sonders kostenaufwendig ist.

In dieser Vorveröffentlichung ist auch eine Lösung mit einem Wechselstromgenerator ohne Hilfsgleichrichtung, insbesondere mit einer Gleichrichterbrücke mit sechs Dioden bei einem Dreiphasen-Wechselstromgenerator dargestellt, wobei die Kontrollampe durch eine elektronische Schaltung gesteuert wird. Bei dieser Lösung erfolgt die Abnahme der Spannung für die Regelung am Pluspol des Wechselstromgenerators, wodurch verhindert wird, daß eine geregelte Spannung vor­ handen ist, die von der Durchflußleistung des Wechselstrom­ generators beeinflußt ist. Die Kontrolle eines Generator- Stillstandes besonders bei Bruch seines Antriebsriemens erfolgt durch eine Spannungsmessung an einem Strang (Phase), ebenfalls die Unterbrechung des Erregerkreises. Ein Über­ laden bzw. Überlasten sowie auch andere Fehler können durch die elektronische Schaltung überwacht werden. Dabei erfolgt jedoch die Speisung der Erregerwicklung über den Zündschlüssel-Kontakt, wodurch diese Einrichtung überlastet wird und die Notwendigkeit besteht, eine zusätzliche Leitung zum Regler zurückzuführen.

Selbst wenn man die Nachteile der vorerwähnten Lösungen durch deren Kombination vermeiden würde, ergäbe sich als weiterer Nachteil ein erheblich erhöhter Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl die Hilfs­ gleichrichtung als auch eine zusätzliche, mit dem Zündschlüs­ selkontakt verbundene Leitung zu vermeiden und auf einfache Weise auch Fehler im Falle einer Unterbrechung des Erreger­ kreises erkennbar zu machen.

Diese Aufgabe wird für einen Spannungsregler gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1 mit Hilfe der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Mit Hilfe der dabei vorgesehenen Spannungsmeßeinrichtung kann an dem sonst üblicherweise nur für die Kontrollampen-Speisung vorgesehenen zweiten Transistor eine Spannung gemessen werden, wobei in Kombination mit der Torschaltung, die von der Spannungsmeßeinrichtung angesteuert wird, die Plus-Klemme des Generators mit der Basis des ersten Transistors, der die Speisung der Erregerwicklung steuert verbunden werden kann. Dadurch wird die Hilfsgleichrichtung und die Plus-Hilfsklemme unnötig und es ist auch keine zusätzliche mit dem Zündschlüssel- Kontakt verbundene Leitung notwendig, da die Erregung nicht über den Zündschlüsselkontakt gespeist wird. Die erfindungs­ gemäße Anordnung und Schaltung kann dabei praktisch jede Fehlerart aufspüren, da der vorgesehene Schwellwertschalter, der mit dem Pluspol des Generators und einer seiner Phasen verbunden ist, vorgesehen ist. Außerdem ist die Schaltung der­ art ausgebildet, daß bei abgezogenem Zündschlüssel - bei Stillstand des Fahrzeuges - die Erregerwicklung nicht gespeist wird. Schließlich ist die Schaltung in ihrer Gesamtheit re­ lativ einfach und weist daher einen vergleichsweise geringen Aufwand auf.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann darin be­ stehen, daß die Torschaltung mit ihrem Ausgang gleichzeitig zu­ mindest mit einem, gegebenenfalls mit allen Leistungsversorgungs­ anschlüssen des Reglers, der mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist, des Schwellwertschalters, der mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist, und der Spannungsmeß­ einrichtung verbunden ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß die Spannungsmeßeinrichtung direkt zwischen Emitter und Kollektor des Transistors geschaltet ist und insbesondere aus einem Verstärker besteht.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß als mit einem Eingang der Torschaltung verbundene Spannungsmeßeinrichtung eine Strommeßeinrichtung mit zwei Widerständen und einer Diode in der Emitterleitung des Transistors vorgesehen ist.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 3 und 6 aufgeführt.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltung mit Generator, Regler und Kontrollampe und

Fig. 2 und 3 Teilansichten von zwei erfindungsgemäßen Schaltungsvarianten.

Fig. 1 zeigt einen Wechselstromgenerator 1 eines Kraftfahr­ zeuges mit eingebautem Gleichrichter, wobei dieser Wechsel­ stromgenerator 1 keine Hilfs-Plus-Klemme aufweist. Die Er­ regerwicklung ist mit 2 bezeichnet. Ein Regler 3 zur Regelung ist zwischen dem Pluspol des Generators 1 und Masse geschaltet und er steuert mit Hilfe eines Transistors 4 die Speisung der Erregerwicklung 2. Die Erregerwicklung 2 ist in Reihe mit dem Transistor 4 geschaltet, zwischen die Plusklemme des Generators 1 und Masse, wobei eine Diode 5 parallel zur Erregerwicklung 2 geschaltet ist.

Ein Schwellwertschalter 6 ist gleichfalls zwischen den Plus­ pol des Generators 1 und Masse geschaltet, wobei dieser Schwell­ wertschalter auch, wie durch Leitung 7 dargestellt, in Verbindung mit einer Phase des Wechselstromgenerators steht, von der er die elektrische Spannung mißt. Der Ausgang des Schwellwertschalters 6 ist mit der Basis eines Transistors 8 verbunden, der in Reihe mit der Kontrollampe 9 zwischen dem Pluspol des Generators 1 und Masse geschaltet ist.

Der Zündschlüsselkontakt 10 ist zwischen die Plusklemme des Generators 1 und die Kontrollampe 9 geschaltet.

Erfindungsgemäß ist nun eine Spannungsmeßeinrichtung 11 zwischen den Emitter und dem Kollektor des Transistors 8 geschaltet. Der Ausgang dieser Spannungsmeßeinrichtung 11 ist mit einem Eingang einer Torschaltung 12 verbunden, dessen anderer Eingang mit der Plusklemme des Generators 1. Der Ausgang der Torschaltung 12 ist über einen Widerstand 13 an die Basis des Transistors 4 angeschlossen. Außerdem ist die Torschaltung 12 mit ihrem Ausgang gleichzeitig mit allen Leistungsversorgungsanschlüssen des Reglers des Schwellwert­ schalters 6 und der Spannungsmeßeinrichtung 11 verbunden (vgl. Pfeil Pf 1). Die Torschaltung 12 kann durch einen einfachen Transistor realisiert werden.

Wenn der Zündschlüssel-Kontakt 10 offen ist, ist die Spannung zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors 8 gleich null. Die Spannungsmeßeinrichtung 11 sperrt dann die Torschaltung 12, so daß folglich der Transistor 4 gesperrt ist und die Er­ regerwicklung 5 nicht aus der Batterie gespeist wird. Der elektriche Verbrauch ist dann auf die Speisung der Gleich­ richterbrücken des Reglers 3 und des Schwellwertschalters 6 begrenzt und ist folglich sehr klein, so daß die Entladung der Batterie vernachlässigbar ist.

Wenn der Zündschlüssel-Kontakt 10 geschlossen ist, steuert der Schwellwertschalter 6 die Kontrollampe 9 über den Transistor 8 an, wenn der Wechselstromgenerator 1 steht oder im Falle eines festgestellten Fehlers. Beispielsweise macht der Schwell­ wertschalter 6 den Transistor 8 bei einer Spannung niedriger als 11,5 Volt oder höher als 15 Volt leitend zwischen dem Pluspol des Generators 1 und Masse, so daß die Lampe 9 auf­ leuchtet und hält andererseits den Transistor 8 gesperrt, so daß die Lampe 9 erlischt, wenn die Spannung zwischen 11,5 und 15 Volt liegt. Die angegebenen Spannungswerte sind nur Bei­ spiele und sie können entsprechend den Gegebenheiten angepaßt werden.

Der Schwellwertschalter 6 steuert gleichzeitig die Speisung der Kontrollampe 9 in Abhängigkeit der Phasenspannung, die er über die Verbindung 7 von dem Generator 1 erhält. Zum Beispiel macht er den Transistor leitend, wenn die Phasenspannung niedriger als 5 Volt oder höher als 30 Volt ist. Dabei mißt die an die Anschlüsse des Transistors 8 angeschlossene Spannungsmeßeinrichtung 11 die Sättigungsspannung dieses Transistors und macht die Torschaltung 12 leitend. Die Basis des Transistors 4 wird dann angesteuert, so daß der Transistor 4 leitend wird und die Erregerwicklung 2 ebenso wie die ver­ schiedenen Schaltungen 3, 6 und 11 versorgt werden.

Immer wenn der Zündschlüssel-Kontakt 10 geschlossen ist und die Kontrollampe 9 gelöscht ist, ist die allgemeine Funktion dieselbe wie vorgeschrieben, abgesehen davon, daß die von der Spannungseinrichtung 11 gemessene Spannung höher ist, wobei die Spannung gleichfalls die Torschaltung 12 leitend macht und so die Versorgung der verschiedenen Leistungskreise ermöglicht.

Es ist festzustellen, daß der Wechselstromgenerator 1 keine Leistung mehr bringen kann, wenn die Kontrollampe 9 unter­ brochen ist. Dieser mögliche Nachteil kann vermieden werden, indem parallel zu der Lampe 9 ein Widerstand (nicht einge­ zeichnet) vorgesehen ist.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 kann die direkt an die Anschlüsse des Transistors 8 angeschlossene Spannungs­ meßeinrichtung 11 durch einen Verstärker realisiert werden.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung wobei zwei Widerstände 14 und 15 sowie eine Diode 16 vorge­ sehen sind. Dadurch kann eine Strommeßeinrichtung 17 in der Emitterleitung des Transistors 8 verwendet werden.

Fig. 3 zeigt noch eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung, wobei hier ein Stromfluß-Detektor 18 oder dgl. vorgesehen ist, der mit einer zwischen die Anschlüsse des Transistors 8 geschalteten Konstantstromquelle 19 ver­ bunden ist.

Bei den beiden vorgenannten Schaltungsvarianten ist der Aus­ gang der Strommeßeinrichtung 17 bzw. des Stromfluß-Detektors 18 mit einem Eingang der Torschaltung 12 verbunden, wobei die übrige Schaltung und die Funktion insgesamt gegenüber Fig. 1 unver­ ändert bleibt.

Es sei noch erwähnt, daß in Abwandlung der Ausführungsbei­ spiele die NPN-Transistoren 4 und 8 auch ganz oder teil­ weise durch PNP-Transistoren ersetzt werden können. Auch kann die einzige Torschaltung 12 durch zwei oder mehrere Tore, die dieselben logischen Funktionen haben, ersetzt werden. Auch kann gegebenenfalls an den Anschlüssen des Transistors 8 eine Teilerbrücke zum Erfassen nur eines Teiles der Spannung vorgesehen sein. Darüber hinaus kann auch eine Anpassung an einen Wechsel­ stromgenerator mit einer beliebigen Anzahl von Phasen vorgesehen werden.

Claims (6)

1. Spannungsregler mit Ladekontrollampe für einen Wechselstrom­ generator mit Gleichrichter für Kraftfahrzeuge, insbeson­ dere für Wechselstromgeneratoren ohne Hilfsgleichrichtung, mit einem Regler zur Steuerung der Speisung der Erreger­ wicklung mittels eines ersten Transistors und mit einem Schwellwertschalter, der die Speisung der Kontrollampe mittels eines zweiten Transistors steuert, wobei ein Zünd­ schlüssel-Kontakt zwischen dem Pluspol des Wechselstrom­ generators mit Gleichrichter und der Kontrollampe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungs- Meßeinrichtung (11 oder 14 bis 17 oder 18 bis 19) mit dem zweiten Transistor (8) sowie mit ihrem Ausgang mit einem Eingang mindestens einer Torschaltung (12) verbunden ist, deren anderer Eingang mit dem Pluspol des Generators mit Gleichrichter (1) und deren Ausgang mit der Basis des ersten Transistors (4) verbunden ist.

2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (12) mit ihrem Ausgang gleichzeitig zumindest mit einem Leistungsversorgungs­ anschluß des Reglers (3), der mit der Basis des ersten Transistors (4) verbunden ist, des Schwellwertschalters (6), der mit der Basis des zweiten Transistors (8) ver­ bunden ist, und der Spannungsmeßeinrichtung (11 oder 14 bis 17 oder 18 bis 19) verbunden ist.

3. Spannungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Kontrollampe (9) ein Widerstand parallel geschaltet ist.

4. Spannungsregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsmeß­ einrichtung (11) direkt zwischen Emitter und Kollektor des Transistors (8) geschaltet ist und insbesondere aus einem Verstärker (11) besteht.

5. Spannungsregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als mit einem Eingang der Torschaltung (12) verbundene Spannungsmeßeinrichtung eine Strommeßeinrichtung (17) mit zwei Widerständen (14 und 15) und einer Diode (16) in der Emitterleitung des Transistors (8) vorgesehen ist.

6. Spannungsregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsmeß­ einrichtung einen Stromfluß-Detektor (18) aufweist, mit einer Konstantstromquelle (19), die zwischen die An­ schlüsse des Transistors (8) geschaltet ist.