DE3438259A1

DE3438259A1 - Funktionsstoerungsdetektor zur bestimmung des leerlaufzustandes an einem gleichstromgenerator-ausgangsanschluss

Info

Publication number: DE3438259A1
Application number: DE19843438259
Authority: DE
Inventors: Hifumi Himeji Hyogo Wada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-10-18
Filing date: 1984-10-18
Publication date: 1985-05-02
Also published as: DE3438259C2; US4634955A; JPS6087635A

Description

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Funktionsstörungsdetektor zur Bestimmung des Leerlauf zustandes an einem Gleichstromgenerator-Ausgangsanschluß

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fehlfunktions-Detektorvorrichtung zur Bestimmung eines Leerlaufzustandes am Ausgangsanschluß eines Generators, wie z.B. eines in einem Fahrzeug vorgesehenen Gleichstromgenerators der durch einen Motor angetrieben wird.

Wenn der Ausgangsanschluß eines Gleichstromgenerators sich im Leerlaufzustand befindet, kann die Batterie durch den Generator nicht geladen werden. Wenn das Fahrzeug dauernd in einem solchen Zustand betrieben wird, entlädt sich die Batterie bis zu einem Punkt, in dem die Maschine nicht mehr gestartet werden kann.

Wenn darüber hinaus das positive Batteriekabel aus irgendeinem Grunde geerdet ist, kann dieses Kabel durchbrennen, so daß Feuergefahr besteht.

Um diese Probleme zu beseitigen muß zunächst der Leerlauf- oder Schaltungs-Offen-Zustand des Gleichstromgenerator-Ausgangsanschlusses festgestellt werden. Jedoch gibt es keine zuverlässige Detektorvorrichtung, um diese Funktion rechtzeitig verfügbar durchzuführen.

Daher schafft die Erfindung eine Fehlfunktions-Detektorvorrichtung zum zuverlässigen Feststellen des Leerlaufzustandes (geöffneter Schaltungszustand) am Ausgangsanschluß eines Gleichstromgenerators durch Vergleichen der Frequenz an einem Endpunkt einer der Ankerwicklungen des Gleichstromgenerators mit einer Steuer- oder Kontrollfrequenz des Spannungsreglers.

Weitere Ausbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. Im folgenden werden die Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Fehlfunktionsdetektors nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Schaltung für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in größerem Detail,

Fig. 3 einen Ausgangssignalwellenverlauf eines Gleichstromgenerators in normalem Zustand,

Fig. 4 in ähnlicher Weise wie Fig. 3 einen Ausgangswellenverlauf in einem nicht normalen Zustand und

Fig. 5 ein Flußdiagramm mit den einzelnen Operationsschritten der Steuerung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines in einem Fahrzeug vorgesehenen und befestigten Ladesystems, auf den sich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht. Fig. 2 zeigt eine detaillierte Schaltung in schematischer Weise für das in Fig. 1 gezeigte Ladesystem.
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Gemä'ß den Fig. 1 und 2 weist das Ladesystem einen Gleichstromgenerator 1, .einen Spannungsregler 2, der mit einer Feldwicklung 1.1 des Gleichstromgenerators verbunden ist, eine Batterie, welche durch ein Ausgangssignal des Gleichstromgenerators 1 geladen werden soll, eine Last 4, eine Ladelampenschaltung 5 zur Anzeige von Fehlfunktionen des Gleichstromgenerators und einen Schlüsselschalter 16 auf.

Der Gleichstromgenerator 1 umfaßt eine Ankerwicklung 10, die Feldwicklung 11, Dioden 17a bis 17c, durch die der Feldstrom der Feldwicklung 11 zugeführt wird, und Dioden 18a bis 18c sowie 19a bis 19c auf, die zur Drei-Phasen-Gleichrichtung verwendet werden.

Der Spannungsregler 2 ist aus einem Schalttransistor 12 zum Ein- und Ausschalten des Versorgungsstromes für die Feldwicklung 11, einer positiven Rückkopplungsschaltung, umfassend einen Kondensator 13 und einen Widerstand 14 zum Stabilmachen des Ein- und Ausschaltens des Transistors 12, und aus einer negativen Rückkopplungsschaltung mittels eines Kondensators zusammengesetzt, welcher vorgesehen ist, um unerwünschtes Ein- und Ausschalten einer Ladelampe 8 und eines Transistors 9 zu beseitigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein erster Frequenzdetektor 21 mit einem Endpunkt einer sternförmig verbunden Ankerwicklung verbunden. Der Detektor 21 ermittelt die Frequenz der Spannung an einem Endpunkt der Ankerwicklung (in bezug auf Masse). Ein zweiter Frequenzdetektor 22 ist mit einem Endpunkt der Feldwicklung 11 verbunden sowie mit dem Kollektor des Transistors 12 des Spannungsreglers 2, um die Frequenz des Feldstromes zu bestimmen. Die Frequenzdetektoren 21 und 22 weisen Wellenformgebungsfunktionen auf.

Eine Steuerung 6 (Fig. 2), die aus einem Mikrocomputer 20 (Fig. 1) zusammengesetzt ist, weist zwei Eingä'nge auf, denen frequenzanzeigende Signale, die durch den ersten Frequenzdetektor 21 und den zweiten Frequenzdetektor 22 erzeugt werden, jeweils zugeführt werden. Der Mikrocomputer wird mit einer Betriebsspannung durch die Batterie 3 über den Schlüsselschalter 16 versorgt. Ein Ausgangssignal des Mikrocomputers 20 wird der Basis des Transistors 9 der Ladelampenschaltung 5 zugeführt.

Wenn im Betrieb der Schlüsselschalter 16 eingeschaltet wird, um die Batterie 3 mit dem Startermotor zu verbinden, um die Maschine zu starten, wird die Steuerung ebenso mit Leistung aus der Batterie 3 versorgt. Nach der Initialisierung führt die Steuerung einen Schritt 101 aus, in dem bestimmt wird, ob ein Ausgangssignal vom ersten Frequenzdetektor 21 gegenwartig bzw. vorhanden ist oder nicht. Wenn die Maschine nicht läuft, wird der Gleichstromgenerator 1

nicht angetrieben. Somit wird kein Ausgangssignal durch die Ankerwicklung 10 erzeugt. Daher schreitet die Steuerung 6 auf Schritt 102 weiter, bei dem die Ladelampe 8 der Ladelampenschaltung 5 eingeschaltet wird, und zwar durch Einschaltung des Transistors 9.

Wenn dann die Maschine gestartet wird und eine Spannung über der Ankerwicklung 10 anliegt, schreitet der Betrieb der Steuerung 6 auf Schritt 103 weiter. Bei Schritt 103 wird die Frequenz der über der Ankerwicklung 10 erzeugten Spannung festgestellt durch den ersten Frequenzdetektor 21 und verwendet als Referenzfrequenz mit der Frequenz der Spannung verglichen, die an einem Ende der Feldwicklung 11 erscheint, die durch den zweiten Frequenzdetektor 22 ermittelt bzw. festgestellt wird und die als Steuerfrequenz benutzt wird.

Da in diesem Fall die Ankerwicklung 10 die Form einer sternförmig verbundenen Drei-Phasen-Wicklung aufweist und die über ihr erzeugte Spannung ganzwellig durch die Diodenbrücke gleichgerichtet ist, kann die Referenzfrequenz sechs mal der Steuerfrequenz betragen. Das bedeutet, daß wenn die Anschlußverbindungen in Ordnung sind der Spannungsregeier nicht bei jeder Welle oder Welligkeit der gleichgerichteten Ausgangsspannung arbeitet, wie in Fig. 3 gezeigt, und zwar aufgrund der Welligkeitsglä'ttungsaktion der Batterie 3. Somit ist die Steuerfrequenz geringer als die Referenzfrequenz.

In diesem Falle schreitet die Operation der Steuerung 6 auf Schritt 104 weiter, bei dem ein Signal auf die Basis des Transistors 9 der Ladelampenschaltung 5 übertragen wird, um diese auszuschalten und hierbei die Ladelampe 8 stromlos zu machen, um einen normalen Betrieb des GLeichspannungsgenerators 1 anzuzeigen.

Wenn andererseits der Ausgangsanschluß 30 des Gleichstromgenerators 1 schaltungsmä'ßig offen ist (Leerlaufbetrieb) ist die Batterie 2 von dem Gleichstromgenerator 1 abgetrennt. Daher ist die Welligkeitsglättungsfunktion der Batterie verloren. Daher ist die Welligkeitskomponente der gleichgerichteten Ausgangsspannung großer als normal. Somit arbeitet der Spannungsregler 2 des Gleichstromgenerators 1 bei jeder Welle der Ausgangsspannung des Gleichstromgenerators 1 und somit ist die Steuerfrequenz die gleiche wie die Referenzfrequenz. In diesem Falle wird der Betrieb der Steuerung 6 auf Schritt 105 weiter geschiftet, bei dem die Ladelampe 8 aufleuchtet und den Leerlaufzustand des Ausgangsanschlusses 30 des Gleichstromgenerators 1 anzeigt.

Durch Änderung der Komponentenwerte des positiven Ruckkopplungselementes und des negativen Rückkopplungselementes des Spannungsreglers 2 ist es möglich, die Betriebsempfindlichkeit des Spannungsreglers 2 in bezug auf die Ausgangsspannungswellenform des Gleichstromgenerators 1 zu ändern. Somit ist es in einfaeher Weise mo'glich, den Spannungsregler 2 dazu zu

veranlassen, bei jeder Welle der Ausgangsspannung des Gleichstromgenerators zu arbeiten, wenn der Ausgangsanschluß 30 des Generators sich im Leerlauf befindet (geöffneter Schaltungszustand).
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Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Frequenz der Spannung an einem Ende der Ankerwicklungen des Gleichstromgenerators als Referenzfrequenz verwendet wird, ist es möglich, die Frequenz einer Spannung an dem neutralen Punkt der Ankerwicklungen als Referenzfrequenz zu verwenden. Obwohl außerdem in der beschriebenen Ausführungsform die Ladelampe verwendet wird, um den geöffneten Schaltungszustand des Ausgangsanschusses des Gleichstromgenerators anzuzeigen, können andere Anzeigevorrichtungen, wie z.B. ein Schnarrer oder ähnliches für den gleichen Zweck verwendet werden.

Wie bereits zuvor beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fehlfunktion aufgrund eines Leerlaufzustandes (geöffneter Schaltungsbetrieb) des Gleichstromgeneratorausganges durch Vergleichen einer Referenzfrequenz des Gleichstromgenerators mit einer Steuerfrequenz des Spannungsreglers angezeigt. Daher ist es möglich, Probleme, wie z.B. das unerwartete Stoppen der Maschine, Durchbrennen der Batterierkabel und Feuer zu verhindern.

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- Leerseite -

Claims

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan Funktionsstörungsdetektor zur Bestimmung -des Leerlaufzustandes an einem Gleichstromgenerator-Ausgangsanschluß Patentansprüche

1. Fehlfunktions-Detektorvorrichtung zur Bestimmung eines Leerlaufzustandes bei einer Ausgangsschaltung eines in einem Fahrzeug vorgesehenen Gleichstromgenerators, der durch einen Motor des Fahrzeuges angetrieben wird, mit einem Spannungsregler, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zum Vergleichen einer Frequenz eines von einer Ankerwicklung des Gleichstromgenerators abgeleitetes Signal mit einer Steuerfrequenz des Spannungsreglers vorgesehen ist, und daß eine Anzeigeeinrichtung vorhanden ist, die auf ein Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung anspricht, um eine Fehlfunktion anzuzeigen, wenn die Steuerfrequenz gleich oder größer als die Frequenz des Signales ist, die von der Ankerwicklung abgeleitet wird.

2. Fehlfunktions-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Signal, welches von der Ankerwicklung abgeleitet wird, eine Spannung zwischen einem Endpunkt einer vorbestimmten Ankerwicklung des Gleichstromgenerators und dem Masseanschluß des Gleichstromgenerators ist.

3. Fehlfunktions-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Signal, welches von der Ankerwicklung abgeleitet wird, eine Spannung zwischen einem neutralen Punkt der Ankerwicklung und einem Masseanschluß des Gleichstromgenerators ist.

4. Fehlfunktions-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vergleichseinrichtung einen ersten und zweiten Frequenzdetektor aufweist, dessen Eingang jeweils mit der Ankerwicklung und einer Feldwicklung des Gleich-Stromgenerators gekoppelt ist und einen Mikrocomputer enthält, welcher Ausgangssignale von dem ersten und/oder zweiten Frequenzdetektor erhält.