DE3316403C2

DE3316403C2 - Method for monitoring the function of a charging device of a vehicle and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE3316403C2
Application number: DE3316403A
Authority: DE
Inventors: Mitsuharu Morishita; Shinichi Kouge
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1983-05-05
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2003-05-06
Also published as: FR2526549A1; DE3316403A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Ladeeinrichtung eines Fahrzeuges, bei der die auf einen bestimmten Wert ge regelte Ausgangsspannung eines von einem Motor angetrie benen und mit einer Erregerwicklung versehenen Genera tors zum Laden einer Batterie verwendet wird, wobei die Ausgangsspannung des Generators mit der Spannung der Batterie verglichen wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens. The invention relates to a method for monitoring the Function of a charging device of a vehicle, where the ge regulated output voltage driven by a motor genera with a pathogen winding tors is used to charge a battery, the Output voltage of the generator with the voltage of the Battery is compared. In addition, the Invention a device for performing the procedure rens.

Es ist bekannt, daß die Diagnose bzw. Fehlersuche in einer solchen Ladeeinrichtung bis zu einem gewissen Umfang durch Aufleuchten einer Anzeigelampe bei Stromfluß von einer Batterie zu einem Generator beim Starten und durch Beobachtung des Leuchtzustandes der Lampe möglich ist. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ladeein richtung, bei der eine derartige Diagnosevorrichtung vorgesehen ist. Ein dreiphasiger Wechselstromgenerator 1 weist drei von einem nicht näher dargestellten Fahr zeugmotor drehbare Läuferwicklungen 1a-1c und eine Feldwicklung 1d auf, wobei der vom Generator 1 abgege bene dreiphasige Wechselstrom in Vollwellen-Gleichrich tung mittels eines dreiphasigen Gleichrichters 2 gleich gerichtet wird. Die Feldwicklung 1d ist zwischen dem positiven Anschluß 2a des Gleichrichters 2 und dem Steueranschluß 3a eines Spannungsreglers 3 angeordnet und der der Feldwicklung 1d zugeführte Feldstrom wird zur Steuerung des Generatorausgangs geregelt.It is known that the diagnosis or troubleshooting in such a charging device is possible to a certain extent by lighting up an indicator lamp when current flows from a battery to a generator when starting and by observing the lighting status of the lamp. Fig. 1 shows a block diagram of a charging device, in which such a diagnostic device is provided. A three-phase alternator 1 has three of a not shown vehicle engine rotatable rotor windings 1 a- 1 c and a field winding 1 d, wherein the given by the generator 1 bene three-phase alternating current in full-wave rectification by means of a three-phase rectifier 2 is rectified. The field winding 1 d is arranged between the positive terminal 2 a of the rectifier 2 and the control terminal 3 a of a voltage regulator 3 and the field current 1 d supplied to the field current is regulated to control the generator output.

Der Spannungsregler 3 weist einen Anschluß 3a zur Ver bindung mit einem Ende der Feldwicklung 1d, einen Steueranschluß 3b zur Verbindung mit dem positiven An schluß 2a des Gleichrichters 2, einen Masseanschluß 3c zur Verbindung mit dem Fahrzeugchassis und einen Ein gangsanschluß 3d zur Verbindung mit dem positiven An schluß der Batterie 5 über einen Schlüsselschalter 4 auf, über den der anfängliche Erregerstrom der Wicklung 1d geführt wird. Eine zur Anzeige des Ladezustandes der Batterie dienende Anzeigelampe 6 ist dabei zwischen die Anschlüsse 3b und 3d geschaltet. Der positive Anschluß 2b des Gleichrichters 2 ist an den positiven Anschluß der Batterie 5 angeschlossen, während der negative An schluß 2c mit Masse verbunden ist.The voltage regulator 3 has a connection 3 a for connection to one end of the field winding 1 d, a control connection 3 b for connection to the positive connection 2 a of the rectifier 2 , a ground connection 3 c for connection to the vehicle chassis and an input connection 3 d for connection to the positive connection to the battery 5 via a key switch 4 , via which the initial excitation current of the winding 1 d is conducted. An indicator lamp 6 used to indicate the state of charge of the battery is connected between the connections 3 b and 3 d. The positive terminal 2 b of the rectifier 2 is connected to the positive terminal of the battery 5 , while the negative circuit 2 c is connected to ground.

Wenn der Schalter 4 zum Starten des Motors gedreht wird, so wird der Stromkreis von der Batterie über den Schalter 4, die Anschlüsse 3d und 3b des Spannungsreg lers 3, die Wicklung 1d, die Anschlüsse 3a und 3c ge schlossen und somit zu Beginn die Wicklung 1d erregt. Aufgrund des anfangs fließenden Erregerstroms wird eine Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 3b und 3d hervorgerufen, die die Anzeigelampe 6 einschaltet. Wenn mit dem Start des Triebwerks der Generator 1 elektri sche Leistung erzeugt, d. h. die Wicklungen 1a bis 1c Strom abgeben, so gibt der Gleichrichter die gleichge richtete Spannung an den Anschluß 3b des Spannungsreg lers 3 ab, der wiederum nicht näher dargestellte innere Kontakte zur Steuerung des Erregerstroms der Wicklung 1d öffnet und schließt, so daß die Spannung am Anschluß 3b einen vorbestimmten Wert einhält. Steigt die von dem Generator 1 erzeugte Spannung an und nimmt demzufolge die Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 3b und 3d ab, so wird die Anzeigelampe 6 ausgeschaltet und zeigt damit an, daß der Generator seinen Normalzustand bei der Abgabe elektrischer Leistung erreicht hat.If the switch 4 is turned to start the engine, the circuit from the battery via the switch 4 , the connections 3 d and 3 b of the voltage regulator 3 , the winding 1 d, the connections 3 a and 3 c are closed and thus the winding 1 d excited at the beginning. Due to the initially flowing excitation current, a voltage difference is generated between the connections 3 b and 3 d, which switches on the indicator lamp 6 . If with the start of the engine, the generator 1 generates electrical power, ie the windings 1 a to 1 c supply current, the rectifier outputs the rectified voltage to the terminal 3 b of the voltage regulator 3 , which in turn is not shown in the interior Contacts for controlling the excitation current of the winding 1 d opens and closes, so that the voltage at terminal 3 b maintains a predetermined value. If the voltage generated by the generator 1 rises and, consequently, the potential difference between the connections 3 b and 3 d decreases, the indicator lamp 6 is switched off and thus indicates that the generator has reached its normal state when electrical power is output.

Wie oben beschrieben wurde, können die Arbeitsbedingun gen der Ladeinrichtung bis zu einem gewissen Grad mit tels des Leuchtzustandes der Anzeigelampe erfaßt wer den. Leuchtet jedoch die Anzeigelampe nicht auf, so ist es unmöglich zu entscheiden, ob der Dunkelzustand auf eine Unterbrechung des Erregerstromkreises des Genera tors oder eine Unterbrechung der Ausgangsanschlüsse des Gleichrichters zurückzuführen ist.As described above, the working conditions to a certain extent who detects the lighting status of the indicator lamp the. However, if the indicator lamp does not come on, then it is impossible to decide whether the dark state is on an interruption of the genera excitation circuit tors or an interruption of the output connections of the rectifier.

Aus der DE 28 05 104 A1 ist bereits eine Fehlerdiagno seanordnung in nachrichtentechnischen Geräten bekannt, bei der in einer Empfängerschaltung Meßpunkte vorgesehen sind, deren Istwerte in Vergleichsschaltungen mit Soll werten verglichen werden, wobei in Abhängigkeit von ei ner Sollwertabweichung entsprechende Signale zur Auswer tung in einem integrierten Computer erzeugt werden. Es handelt sich hierbei nicht um eine Überwachungsschaltung in einer Ladeeinrichtung für Batterien.DE 28 05 104 A1 is already an error diagnosis known in telecommunications equipment, at which measuring points are provided in a receiver circuit are, their actual values in comparison circuits with target values are compared, depending on ei corresponding setpoint deviation signals for evaluation be generated in an integrated computer. It this is not a monitoring circuit in a charger for batteries.

In der US 42 89 836 wird eine Schaltung in Verbin dung mit einer wiederaufladbaren Batterie beschrieben, in der Überwachungseinrichtungen bezüglich der Zellen spannungen, der Gesamtbatteriespannung, des Stromflusses und der Stromflußrichtung sowie der in den einzelnen Zellen auftretenden pH-Werte in die Batterie integriert sind, um auf einer internen oder externen Anzeigevor richtung diese Werte anzuzeigen, damit ein besonders schonender Betrieb der Batterie erzielt und die Lebens dauer verlängert wird. Zusätzlich sind noch Einrichtun gen vorgesehen, um die Auswertung der gemessenen Werte vorzunehmen, um z. B. das Ergebnis oder eine Warnung durch einen Generator für synthetische Sprache auszuge ben. Eine Überwachung von Batteriespannung, Generator spannung und Erregerspannung ist nicht vorgesehen.In US 42 89 836 a circuit in verbin described with a rechargeable battery, in the monitoring facilities regarding the cells voltages, the total battery voltage, the current flow and the direction of current flow and that in each Cells occurring pH values integrated into the battery are on an internal or external display direction to display these values, so a special gentle operation of the battery achieved and life duration is extended. There are also additional facilities gene provided to evaluate the measured values to make z. B. the result or a warning by a synthetic speech generator ben. Monitoring battery voltage, generator voltage and excitation voltage is not provided.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Überwachen der Funktion einer Ladeeinrichtung vorzuschlagen, die eine genaue Diagnose und damit gezielte Fehlersuche bei un normalen Betriebsbedingungen ermöglicht.The present invention is based on the object a method and an apparatus for monitoring the Propose the function of a loading device, the one accurate diagnosis and thus targeted troubleshooting at un normal operating conditions.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge nannten Art dadurch gelöst, daß mit bestimmter Wieder holfrequenz die Spannungen der Batterie, des Generators sowie der Erregerwicklung überwacht sind und mit vorge gebenen Normalwerten verglichen werden, daß diese Ver gleichsergebnisse nach einem vorgegebenen Fehlerprogramm ausgewertet und das Ergebnis auf einer Anzeigeeinrich tung angezeigt wird.This task is ge in a process of the beginning named type solved in that with certain re frequency the voltages of the battery and the generator as well as the excitation winding are monitored and with pre Given normal values that these ver same results according to a given error program evaluated and the result on a display device is displayed.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben.An apparatus for performing this method is specified in claim 2.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles soll der der Erfindung zugrunde liegende Ge danke näher erläutert werden. Es zeigen:Based on an execution shown in the drawing for example, the Ge on which the invention is based thanks be explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ladesystems eines Fahrzeugs und Fig. 1 is a block diagram of the charging system of a vehicle and

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Diagnose vorrichtung. Fig. 2 is a block diagram of a diagnostic device.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Diagnosevorrich tung dargestellt, wobei mit den Teilen der Fig. 1 über einstimmende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Eine Diagnose-Datenverarbeitungseinheit (DDPU) 7 weist einen mit dem Läufer-Sternpunkt 0 eines Genera tors 1 verbundenen Anschluß 7a, einen mit dem positiven Anschluß einer Batterie 5 verbundenen Anschluß 7b und einen mit dem Anschluß 2a eines Gleichrichters 2 verbun denen Anschluß 7c auf. Die Diagnose-Datenverarbeitungs einheit enthält einen Spannungsumformer zum Umformen der an diese Anschlüsse angelegten Spannung in eine lo gische Vorrichtungsspannung, eine Abtastvorrichtung zum Abtasten der Ausgangssignale des Spannungsumformers mit geeigneter Abtastperiode, einen Analog/Digital-Wandler zum sequentiellen Umformen der Ausgangssignale der Ab tastvorrichtung in ein digitales Signal, eine Interface- Einheit zur Eingabe der Ausgangssignale des Analog/ Digital-Wandlers in eine Zentraleinheit CPU zum Einle sen der von dem Analog/Digital-Wandler über die Inter face-Einheit abgegebenen Daten und zur Durchführung des Fehlersuchverfahrens u. dgl. gemäß einem vorgegebenen Fehlersuchprogramm sowie einen Speicher zum Speichern der Daten und des zur Durchführung der verschiedenen Verfahren erforderlichen Programme einschließlich des Fehlersuchverfahrens unter Steuerung der Zentralein heit, wobei diese Einheiten in einem sogenannten Com putersystem enthalten sind.In Fig. 2, a block diagram of a Diagnosevorrich device is shown, with the parts of Fig. 1 are provided with matching parts with the same reference numerals. A diagnosis data processing unit (dDPU) 7 has a with the runner star point 0 of a genera tors 1 connected port 7 a, a terminal connected to the positive terminal of a battery 5 7 b and to the terminal 2 a of a rectifier 2 verbun which terminal 7 c on. The diagnostic data processing unit contains a voltage converter for converting the voltage applied to these connections into a logical device voltage, a scanner for sampling the output signals of the voltage converter with a suitable sampling period, an analog / digital converter for sequentially converting the output signals of the scanner into a digital signal, an interface unit for inputting the output signals of the analog / digital converter into a central processing unit CPU for reading in the data output by the analog / digital converter via the interface unit and for carrying out the troubleshooting procedure and the like. Like. According to a predetermined debugging program and a memory for storing the data and the programs required to carry out the various methods including the debugging process under control of the central unit, these units being contained in a so-called computer system.

Eine Anzeigevorrichtung 8 dient zur Anzeige des am Aus gangsanschluß 7d der Verarbeitungseinheit 7 abgegebenen Resultats. Die Anzeigevorrichtung 8 enthält eine Zei chen-Anzeigevorrichtung (CRT), die an einer geeigneten Stelle, wie beispielsweise einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angebracht ist und das Diagnoseergebnis und andere von der Bearbeitungseinheit 7 abgegebene Informa tionen auf dem Anzeigefeld in einem geeigneten Format anzeigt. Die Anzeigevorrichtung 8 kann beispielsweise aus einer visuellen Anzeigevorrichtung mit mehreren lichtemittierenden Dioden zur Anzeige eines Diagnoseer gebnisses mittels bestimmter Zeichen, numerischer An zeige oder digitaler Ketten bestehen.A display device 8 serves to display the result given at the output port 7 d of the processing unit 7 . The display device 8 includes a character display device (CRT), which is mounted in a suitable location, such as a dashboard of a vehicle, and displays the diagnosis result and other information provided by the processing unit 7 on the display panel in a suitable format. The display device 8 can, for example, consist of a visual display device with a plurality of light-emitting diodes for displaying a diagnostic result by means of certain characters, numerical displays or digital chains.

Im Betrieb werden dem Computer in der Diagnose-Datenver arbeitungsanlage sequentiell Daten von dem Analog/ Digital-Wandler eingegeben, der die Daten zur Anzeige der elektrischen Zustände in verschiedenen Teilen der Ladeeinrichtung liest. Es ist bekannt, daß mit dem Aus schalten des Schalters 4 die Spannung in jedem Ab schnitt der Ladeeinrichtung einen charakteristischen Wert aufweist, der sich mit dem Einschalten des Schal ters 4 zum Starten des Triebwerks und der daraus resul tierenden Leistungsabgabe des Generators 1 ändert, wo bei diese Werte als Daten in dem Speicher gespeichert werden. Die Bearbeitungseinheit 7 liest die Daten aus dem Speicher aus und führt das Fehlersuchverfahren durch. Ist bei dem Diagnoseverfahren beispielsweise die Spannung am Sternpunkt 0 des Generators 1 Null, läuft die Maschine und liegen die Spannungswerte an der Batte rie 5 und dem Anschluß 2a innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zur Anzeige, daß das System sich im Normalzu stand befindet, so kann die Fehlersuche ergeben, daß der Generator 1 keine Leistung abgibt und daß die Ur sache darin beispielsweise in einem schleifenden oder gerissenen Riemen zur Übertragung der Drehbewegung des Triebwerks auf den Generator liegt. Zeigt die Spannung der Batterie 5 keinen Wechsel an, der größer als ein vorbestimmter Wert unabhängig vom Einschalt- oder Aus schaltzustand des Triebwerks ist und zeigt darüber hinaus die Spannung am Sternpunkt einen normalen Wert an, so wird festgestellt, daß der Anschluß 2b unter brochen ist. Die verschiedenen Diagoseergebnisse werden von mehreren in die Verarbeitungseinheit 7 eingelesenen Werten sowie Spannungswechsel in vorgegebenen Zeitab ständen erhalten und diese Ergebnisse von der Einheit 7 an der Anzeige 8 zur Anzeige gebracht.In operation, the computer in the diagnostic data processing system sequentially input data from the analog / digital converter, which reads the data to display the electrical conditions in different parts of the charger. It is known that with the switch 4 off the voltage in each section from the charging device has a characteristic value which changes when the switch 4 is switched on to start the engine and the resultant power output of the generator 1 , where where these values are stored as data in the memory. The processing unit 7 reads out the data from the memory and carries out the troubleshooting process. If, for example, the voltage at the star point 0 of the generator 1 is zero in the diagnostic method, the machine is running and the voltage values at the battery 5 and the connection 2 a are within a predetermined range to indicate that the system is in the normal state the troubleshooting shows that the generator 1 does not deliver any power and that the cause is in it, for example, in a grinding or torn belt for transmitting the rotational movement of the engine to the generator. Shows the voltage of the battery 5 does not change at the higher switching state than a predetermined value independent of the switch-on or off of the engine, and also shows the voltage at the star point a normal value, it is determined that the terminal 2 b interrupted is. The various diagnostic results are obtained from several values read into the processing unit 7 and voltage changes in predetermined time intervals, and these results are displayed by the unit 7 on the display 8 .

Obwohl die in Fig. 2 dargestellte Verarbeitungseinheit zur Vereinfachung der Beschreibung lediglich die Zu standsinformationen von drei Positionen der Ladeeinrich tung erfaßt, können selbstverständlich Informationen von weitaus mehr Positionen erfaßt und eingelesen werden. Die Zustandsinformationen sind nicht auf die in dem System unmittelbar verfügbaren Spannungen begrenzt, sondern es können auch Sensor-Spannungssignale, die die Temperaturen der verschiedenen Teile, die Läuferumdre hungen, den physikalischen und chemischen Zustand der Batterie und des in den verschiedenen Teilen fließenden Stromes repräsentieren, erfaßt werden.Although the processing unit shown in FIG. 2 only detects the state information of three positions of the loading device to simplify the description, information from far more positions can of course be acquired and read. The status information is not limited to the voltages immediately available in the system, but sensor voltage signals which represent the temperatures of the various parts, the rotor revolutions, the physical and chemical status of the battery and the current flowing in the various parts can also be used. be recorded.

Claims

1. A method for monitoring the function of a charging device of a vehicle, in which the regulated output voltage of a motor-driven and provided with an excitation winding generator is used to charge a battery, the output voltage of the generator being used with the generator Voltage of the battery is compared, characterized in that the voltages of the battery ( 5 ), the generator ( 1 ) and the excitation winding ( 1 d) are monitored with a certain repetition frequency and compared with predetermined normal values, that these comparison results according to a predetermined error program evaluated and the result is displayed on a display device ( 8 ).

2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by a computer ( 7 ), in the memory of which the error program and the predetermined normal values are stored, and which the monitored voltages of the battery, the generator and the field winding via corresponding connections ( 7 a, 7 b, 7 c) and downstream analog / digital converter are supplied; and a display device ( 8 ) connected to the computer ( 7 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the display device ( 8 ) is from a character display for visible display of the monitoring result.

4. The device according to claim 2, characterized in that the display device ( 8 ) consists of several chains of light-emitting diodes which visibly display the result of the troubleshooting.