DE4327484A1

DE4327484A1 - Batterieladegerät mit Fehlererkennung

Info

Publication number: DE4327484A1
Application number: DE4327484A
Authority: DE
Inventors: Walter Kohl; Rainer Dipl Ing Mittag; Matthias Dipl Ing Hoeber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-08-16
Filing date: 1993-08-16
Publication date: 1995-02-23
Also published as: JP3638314B2; FR2709211A1; JPH07147736A; GB2281156B; GB9414503D0; US5594321A; GB2281156A; FR2709211B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Batterieladesystem mit einer Fehlererkennung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Batterieladesysteme, in denen einige möglicherweise auftretende Fehler angezeigt werden können und die im Fehlerfall auf eine Not funktion, beispielsweise auf eine Notregelung geschaltet werden kön nen, sind bereits bekannt. So ist beispielsweise aus der DE-OS 38 44 442 bzw. der entsprechenden US-PS 5 166 594 ein Batte rieladesystem bekannt, bei dem die zu ladende Batterie mittels eines Wechselstromgenerators versorgt wird, wobei ein Halbleiter-Span nungsregler zum Konstanthalten der Generatorausgangsspannung einge setzt wird.

Über eine Ladekontrolleinrichtung wird der Benutzer rechtzeitig ge warnt, wenn eine Fehlfunktion innerhalb des Batterieladesystems auf tritt. Gleichzeitig erfolgt eine Notregelung über einen getrennten Hilfsspannungsregler.

Das bekannte Batterieladesystem wird im Zusammenhang mit einem Gene rator sowie einer zugehörigen Gleichrichterbrücke, die ausnahmslos aus Dioden besteht, eingesetzt. Die vorgeschlagene Fehlererkennung bzw. Notregelung kann bei einer Gleichrichterbrücke mit wenigstens drei Zenerdioden dagegen nicht eingesetzt werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Batterieladesystem mit den Merkmalen des An spruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß es bei einem Generator mit Zenerdioden in der Gleichrichterbrücke eingesetzt werden kann und eine Vielzahl von Fehlern, die im Batterieladesystem auftreten können, erkennt und anzeigt.

Bei erkanntem Fehler wird auf eine Notregelung umgeschaltet, die mit Hilfe eines zweiten vollwertigen Reglers realisiert wird. Dies ge schieht in vorteilhafter Weise besonders dann, wenn ein leitend defekter Hauptregler oder eine Unterbrechung des Erregerkreises des Generators erkannt wird. Es kann damit sichergestellt werden, daß die Zenerdioden der Gleichrichterbrücke nicht zerstört werden.

Besonders vorteilhaft ist, daß eine Fehlauslösung und eine irrtüm liche Fehlererkennung weitestgehend verhindert wird, da sowohl eine Überwachung auf unzulässige Spannungshöhe als auch eine Überwachung auf das Vorliegen bestimmter logischer Zusammenhänge vorgenommen wird und eine Fehlererkennung nur dann erfolgt, wenn sowohl die Spannungsüberwachung als auch die Logik auf das Vorliegen eines Fehler hinweist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch beanspruchten Batterieladesystems möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt dabei Fig. 1 eine schematische Darstellung des gesamten Batterieladesystemes. In Fig. 2 sind die Teile des Batterielade systems, die sich auf die Fehlererkennung und Notregelung beziehen, als konkrete Schaltung dargestellt. In den Fig. 3 und 4 sind einige Zusammenhänge, die das Meßprinzip erkennen lassen, darge stellt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist das gesamte Batterieladesystem schematisch darge stellt. Es ist dabei der Generator mit G bezeichnet. Er umfaßt die Erregerwicklung E sowie die Gleichrichterbrücken G1, von denen we nigstens eine Zenerdioden Z aufweist.

Vom Generator G sind weiterhin noch Klemmen D+, als Ausgang der Er regerwicklung E sowie B+ angegeben. Die Klemme B+ ist sowohl mit dem positiven Anschluß der Batterie B als auch mit dem Zündschalter ZS verbunden, die andere Seite des Zündschalters ist mit den Verbrau chern V sowie der Ladekontrollampe LK verbunden.

Der Spannungsregler, der die Ausgangsspannung des Generators regelt, ist mit Re1 bezeichnet und lediglich durch einen Transistor symboli siert. Der Generator G bzw. der Spannungsregler Re1 sowie die Lade kontrollampe LK und die Verbraucher werden über Klemmen Kl.15, Kl.61, D+, DF1, DF, D- mit dem als Folgeschadenschutzgerat bezeich neten Schaltungsteil FS verbunden.

Das Folgeschadenschutzgerät FS umfaßt eine Schaltung, die als we sentliche Bestandteile folgenden Elemente aufweist: eine Diode D, die zwischen Klemme Kl.61 und D+ liegt. Weiterhin ist ein Relais Re1 vorhanden, das über seinen Schalter S mit den Kontakten S1, S2, S3 wechselweise eine Verbindung zwischen DF1 und DF oder zwischen DF1 und dem zweiten Regler Re2 herstellt.

Das Relais Re1 liegt mit einem Anschluß an Klemme Kl.15. Zwischen dem anderen Anschluß des Relais Re1 und dem Transistor T ist eine Verbindung zur Klemme Kl.61 vorhanden.

Mit 1 ist ein Schaltungsteil zur Kontaktreinigung bezeichnet, das einerseits an Klemme Kl.15 liegt und andererseits über ein ODER-Gat ter OD auf die Basis des Transistors T führt. Mit 3 ist ein Teil der Schaltung bezeichnet, in dem geprüft wird, ob die Spannung an Klemme DF Low ist. In 4 wird geprüft, ob die Spannung UD+ an der Klemme D+ größer als ein Maximalwert ist.

Der Ausgang der Blöcke 3 und 4 führt auf ein UND-Gatter 5, das seinerseits über ein logisches Bauteil 2 (ODER-Gatter) auf das ODER-Gatter OD, das mit dem Schaltungsteil zur Kontaktreinigung 1 in Verbindung steht, verbunden ist, bzw. ist Teil der Kontaktreinigung.

In Block 6 wird überprüft, ob der Feldkreis unterbrochen ist. Block 6 steht dabei mit Klemme D+ sowie der Kathode der Diode D in Verbin dung. Der Ausgang des Blocks 6 führt ebenfalls auf das logische Bau teil 2.

Im Folgeschadenschutzgerät FS werden damit folgende Funktionen realisiert: Auslösen, Verriegeln, Kontaktreinigung, Erkennung Vollerregung, Erkennung Feldunterbrechung und vom ersten Regler getrennte Spannungsregelung. Wie die einzelnen Schaltungsblöcke genau aufgebaut werden, wird in Fig. 2 angegeben und in der zu gehörigen Beschreibung erläutert.

In Fig. 2 ist mit 7 der Teil der Schaltung bezeichnet, der zur Spannungsversorgung der acht Operationsverstärker IC1 und IC2, zur Bildung der Referenzspannung sowie zur Spannungsbegrenzung dient. Der Transistor T1, die Diode D1 und der Widerstand R7 bilden einen Schutz der gesamten Schaltung gegen zerstörende Spannungsspitzen, die über Kl.15 aus dem Bordnetz in die Schaltung gelangen können. Die so gesicherte Versorgungsspannung wird als U_v an die gesamte Schaltung weitergeführt.

Die Widerstände R1 bis R6, die über einen weiteren integrierten Schaltkreis IC3 ebenfalls mit Transistor T1 in Verbindung stehen, bilden zusammen mit den Kondensatoren C3 und C4 den Teil der Schal tung, der die Referenzspannung zur Verfügung stellt. Jeweils zwi schen den Widerständen R1 und R4 bzw. R2 und R5 bzw. R3 und R6 lie gen Klemmen K1, K2 und K3, an denen die Referenzspannungen U_K1, U_K2 und U_K3 auftreten.

Der Transistor T1 sowie die Serienschaltung des Widerstandes R7 und der Zenerdiode D1, die zwischen Kl.15 und D- bzw. B- liegen, sind zur Spannungsbegrenzung vorgesehen.

An den Schaltungsblock 7 schließt sich der Schaltungsblock 4 an, der ein Istwert-Filter bzw. einen Spannungsteiler umfaßt. Dabei liegt zwischen Klemme D+ und D- eine Serienschaltung aus einem Widerstand R8 und einem Kondensator C5. Zwischen dem Widerstand R8 und dem Kon densator C5 ist ein Widerstand R9 angeschlossen, dessen anderer An schluß über einen Kondensator C6 sowie einen zu diesem Kondensator parallel geschalteten Widerstand R10 mit den Klemme D-, B- in Ver bindung steht. Der Widerstand R9 ist weiterhin mit dem nichtinver tierenden Eingang eines als Komparator wirkenden Operationsverstär kers OP1 verbunden. An diesen Eingang des Operationsverstärkers liegt dabei die Spannung U_x.

Diese Spannung U_x wird mit einer Spannung U_K3 verglichen, die dem anderen Eingang des Operationsverstärkers OP1 zugeführt wird und die im Schaltungsteil 7 erzeugt wird.

Der Ausgang des Operationsverstärkers OP1 liegt über einen Wider stand R13 an der Versorgungsspannung U_v. Der Widerstand R13 bildet zusammen mit einer Verbindung zwischen dem Ausgang des Operationsver stärkers OP1 und dem Widerstand R13 und einem weiteren Operations verstärker OP2 das Schaltungselement 5.

Mit 3 ist die sogenannte DF-Auswertung bezeichnet. Es ist dabei zwi schen die Klemme DF1 und D- die Reihenschaltung einer Diode D2, eines Widerstandes R11 und eines Kondensators C7 geschaltet. Paral lel zum Kondensator C7 liegt der Widerstand R14. Die Verbindung zwi schen den Widerständen R1 und R14 bzw. C7 ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP2 verbunden. Dessen nichtinver tierender Eingang ist mit dem Verbindungspunkt zwischen einem Wider stand R12 und einer Diode D3, die als Serienschaltung zwischen UV und D- liegen, verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP2, der wie bereits erwähnt mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OPI direkt verbunden ist, führt über eine Diode D4 zum Ausgang A.

Block 6 der Schaltung nach Fig. 2 umfaßt von links nach rechts ein Meßfenster, eine Verzögerungsschaltung, einen Impulsgeber, eine Belastung sowie ein Auswerteteil.

Im einzelnen sind im Schaltungsteil 6 zwei Operationsverstärker OP3 und OP4 vorhanden, dabei ist der Operationsverstärker OP3 mit seinem nichtinvertierenden Eingang an Klemme K2 angeschlossen, an der die Spannung U_K2 liegt. Der invertierende Eingang des Operationsver stärkers OP3 liegt ebenso wie der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers OP4 an U_x. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP4 liegt an Klemme K1, an der die Spannung U_K1 liegt.

Die Ausgänge der beiden Operationsverstärker OP3 und OP4 sind mit einander verbunden. Sie sind weiterhin über den Widerstand R15 mit Klemme K2 bzw. dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsver stärkers OP3 verbunden. Weiterhin liegen die beiden Ausgänge der Operationsverstärker OP3 und OP4 über den Widerstand R16 an U_v.

Der nichtinvertierende Eingang eines weiteren Operationsverstärkers OP5 ist über den Widerstand R24 mit dem Ausgang des Operationsver stärkers OP3 verbunden und über den Widerstand R25 und die Diode D5 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OP4 sowie über den Konden sator C9 mit B- bzw. D-.

Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP5 ist über den Spannungsteiler R17, R28 zwischen U_v und B- bzw. D- geschaltet, der Ausgang des Operationsverstärkers OP5 liegt über den Widerstand R18 an U_v.

Ein Operationsverstärker OP6 ist über den Spannungsteiler R19, R29 zwischen U_v und B-, D- geschaltet, sein nichtinvertierender Ein gang über den Kondensator C8 mit dem Ausgang des Operationsverstär kers OP5 verschaltet. Weiterhin ist der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers OP6 über den Widerstand R30 mit B-, D- verbunden und über den Widerstand R26 mit seinem Ausgang der wiederum über den Widerstand R20 an U_v liegt. Der Operationsver stärker OP6 mit seiner Beschaltung bildet im übrigen einen Impuls geber.

Ausgangsseitig ist der Operationsverstärker OP6 über den Widerstand R27 und die Zenerdiode D6 mit der Basis des Transistors T2 verbun den, dessen Kollektor über den Widerstand R21 an D+ liegt und dessen Emitter an Klemme B-, D- liegt. Zwischen der Basis des Transistors T2 und den Klemmen B-, D- liegt die Parallelschaltung eines Kondensators C10 und eines Widerstandes R31. Dieser Schal tungsteil stellt eine Art Belastung der Klemme D+ dar.

Der Ausgang des Operationsverstarkers OP6 ist auch noch mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP7 verbunden, wobei zwischen dem nichtinvertierenden Eingang und B-, D- noch eine Zenerdiode D8 liegt.

Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP7 ist an den Spannungsteiler R22, R32 angeschlossen, der zwischen D+ und B-, D- liegt. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP7 liegt über den Widerstand R23 an U_v. Über die Diode D7 wird das Ausgangssignal A ausgekoppelt. Der Operationsverstärker OP7 samt zugehöriger Beschal tung stellt die eigentliche Auswertung dar.

Das Ausgangssignal A, das von den Schaltungsteilen 3 bzw. 5 bzw. 6 geliefert wird, wird dem Schaltungsblock 2 zugeführt. Mit Hilfe dieses Schaltungsblocks 2 wird ein Auslösen und Verriegeln erreicht.

Im einzelnen besteht der Schaltungsblock 2 aus einem Operationsver stärker OP8, dessen nichtinvertierendem Eingang das Ausgangssignal A zugeführt wird, wobei dessen invertierender Eingang über den Wider stand R33 an U_v angeschlossen ist und über die Zenerdiode D14 an B- bzw. D-. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP8 ist über den Widerstand R37 auf den nichtinvertierenden Eingang zurückgekoppelt, ein Widerstand R40 liegt zwischen dem nichtinvertierenden Eingang und der Klemme B- bzw. D-.

Der Ausgang des Operationsverstärkers OP8 ist außerdem über einen Widerstand R34 mit U_v verbunden und über eine Serienschaltung der Widerstände R38 und R41 mit B-, D-. parallel zum Widerstand R38 liegt ein Kondensator C14, parallel zum Widerstand R41 ein Konden sator C15. Der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen diesen Bauele menten ist über zwei gegeneinander geschalteten Dioden D15 und D16 mit den Schaltungsteil 1 verbunden. D15 ist im übrigen eine Zener diode.

Der Schaltungsteil 1, der zur Kontaktreinigung dient umfaßt einen Transistor T3, dessen Emitter an U_v angeschlossen ist. Zwischen dem Emitter und der Basis liegt der Kondensator C11 sowie parallel zu C11 der Widerstand R36. Weiterhin ist die Basis des Transistors T3 über die Zenerdiode D13 und den Widerstand R42 mit D- verbunden. Parallel zum Widerstand R36 und zur Zenerdiode D13 liegt der Wider stand R35.

Der Kollektor des Transistors T3 ist über den Widerstand R39 und die Zenerdiode D17 mit D- verbunden. Parallel zur Zenerdiode D17 liegt ein Kondensator C13 und ein Widerstand R43. Der Verbindungspunkt zwischen den Kondensator C13 und den Widerstand R43 ist einerseits mit der Kathode der Diode D16 verbunden und führt andererseits auf die Basis des Transistors T4, der Bestandteil der Endstufe ist und dessen Emitter mit der anderen Seite des Widerstandes R43 bzw. D- verbunden ist.

Der Kollektor des Transistors T4 ist mit dem Steueranschluß des Relais Re1 verbunden. Die andere Seite des Relais Re1 liegt an U_v parallel dazu liegt die Diode D9.

Von Klemme Kl.61 führt ein Anschluß über die Diode D11 zur Verbindung zwischen dem Relais S und dem Transistor T4. Eine weitere Verbindung führt von Klemme Kl.61 über die Diode D10 und die Diode D12 zum Anschluß S3 des Relais. Die Verbindung zwischen den Dioden D10 und D12 liegt an D+, die Anode von D12 liegt an DF1, parallel zur Schaltstrecke S3, S1 des Relais Re1 liegt ein Kondensator C12 und zwischen dem Schaltpunkt S2, dem Anschluß D+ und dem Anschluß D- ist ein integrierter Schaltkreis IC4 geschaltet. Der integrierte Schaltkreis IC4 ist ein vollwertiger Spannungsregler, er wird über das Relais Re1 eingeschaltet; das Relais Re1 wird vom Transistor T4 angesteuert.

Der Transistor T4 sowie der Regler IC4 sind auf einem Kühlblech angeordnet und jeweils von einem Gehäuse umgeben. Die Klemmen Kl.15, Kl.61, D+, DF1, DF, B-, D- befinden sich üblicherweise auf einem gemeinsamen Stecker.

Das in Fig. 1 schematisch und in Fig. 2 ausführlich beschriebene Gerät bzw. die entsprechende Schaltungsanordnung überwacht die Span nung an der Klemme D+ und leitet im Fehlerfall den Feldstrom vom defekten Regler Re1 auf den Ersatzregler Re2 um. Dafür ist die Ver bindung Feldwicklung Regler Re1 im Bürstenhalter unterbrochen und auf einen Stecker herausgeführt (DF1, DF). Die Schaltung ist mit den Generatorklemmen D+, DF1, DF und D- verbunden, es werden außerdem Klemme Kl.15 und Kl.61 angeschlossen.

Der Vorerregerstrom fließt von Klemme Kl.15 über die Ladekontrollam pe in die Schaltungsanordnung bzw. das Folgeschadenschutzgerät und von dort über eine Diode durch die Feldwicklung, weiter über den Relaisruhekontakt und Regler Re1 nach Masse.

Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 2

Block 7 stellt die Eingangsbeschaltung des Folgeschadenschutzgerätes FS dar. Es erfolgt dabei die Energieversorgung über Klemme Kl.15. Eventuell auftretende Spannungsspitzen werden durch den Transistor T1, die Diode D1 und den Widerstand R7 auf die maximal zulässige Versorgungsspannung U_v des Gerätes begrenzt. Der integrierte Schaltkreis C3 erzeugt eine Konstantspannung von 15 Volt, aus der über die Widerstände R1 bis R6 die Referenzspannungen U_K1 bis U_K3 gebildet werden.

In den Schaltungsteilen 3, 4 und 5 wird das Vorliegen einer Voll erregung erkannt. Es wird dabei die zu überwachende Spannung an D+ mit den Kondensatoren C5 und C6 geglättet und über die Widerstände R8 bis R10 auf ein Drittel ihres Wertes heruntergeteilt. Die Meß spannung ist U_x. Ist U_x größer als U_K3 sperrt der Komparator OP1 seinen Ausgang.

Das Rechtecksignal an Klemme DF1 mit einem Tastverhältnis < 0 sorgt für eine Aufladung des Kondensators C7. Ist dieses Signal längere Zeit auf Low-Pegel, ca. 10 Millisekunden bedeuten Vollerregung, so sinkt die Spannung an Kondensator C7 unter die Flußspannung der Diode D3 und der Komparator OP2 sperrt seinen Ausgang.

Sind beide Komparatoren OPI und OP2 auf High-Pegel, ist der Fehler fall "Regler leitend defekt" erkannt, dann geht auch das Signal A auf High-Pegel. Es reicht jedoch eine Bedingung alleine noch nicht aus, um den Fehler zu erkennen und das Signal A auf High-Pegel zu setzen. Dies wird durch die UND-Verknüpfung gewährleistet.

Im Schaltungsteil 6 wird das Vorliegen einer Erregungsunterbrechung erkannt. Ist die Meßspannung U_x infolge Erregungsunterbrechung kleiner als die Spannung U_K2, jedoch noch größer als U_K1 (Schwelle 1), so gehen beide Komparatoren OP3 und OP4 auf High-Pe gel. Über die Widerstände R16 und R24 lädt sich der Kondensator C9 auf.

Ist die Eingangsbedingung nicht mehr erfüllt, entlädt sich der Kon densator C9 über die Diode D5 und den Widerstand R25. Übersteigt die Spannung am Kondensator C9 den Wert des Spannungsteilers R17/R28, so geht der Komparator OP5 auf High-Pegel. Es fließt dann ein Strom von Widerstand R18 über den Kondensator C8 zum Widerstand R30 und zwar solange, bis der Kondensator C8 aufgeladen ist (Hochpaß).

Während dieser Zeit ist der Komparator OP6 auf High-Pegel. Es wird dann über den Widerstand R27 und die Diode D6 der Transistor T2 angesteuert (Meßimpuls).

Bei einer Erregungsunterbrechung kann aus Klemme D+ heraus kein Strom fließen. D+ liegt dann über die Ladekontrollampe auf dem Potential von Klemme Kl.15. Wird der Transistor T2 leitend, so ist die Spannung UD+ der Wert des Spannungsteilers, der gebildet wird aus Ladekontrollampe und Widerstand 21 und sinkt über den Spannungs teiler R22, R32 unter die Zenerspannung der Diode D8 (Schwelle 2). Der Komparator OP7 und damit auch das Signal A gehen auf High-Pe gel.

In den Schaltungsblöcken 1, 2 und 8 wird die Regler-Umschaltung sowie Kontaktreinigung vorgenommen. Ist das Signal A auf High-Pegel, so ist die Spannung am Widerstand R40 größer als die Zenerspannung der Diode D14. Der Komparator OP8 geht dann ebenfalls auf High-Pegel und hält über den Widerstand R37 die Spannung am Widerstand R40 aufrecht. Dieser Zustand bleibt, auch wenn das Signal A wieder auf Low-Pegel geht (Fehlerverriegelung).

Über die Dioden D15, D16 wird der Transistor T4 angesteuert, das Relais S zieht an und schaltet die Feldstromregelung auf den inte grierten Schaltkreis IC4, der als Ersatzregler wirkt, um. Es wird gleichzeitig die Ladekontrollampe LK von Klemme Kl.61 über die Diode D11 auf Masse gelegt, so daß eine Fehleranzeige erfolgt.

Die Oxidation der Kontaktflächen an S1 und S2 des Relais S ver größert den Widerstand im Vorerregerkreis und kann im Extremfall zu Unterbrechungen führen. Deshalb wird beim Einschalten der Zündung das Relais S über den Transistor T4 einmal hin- und hergeschaltet, damit eine Kontaktreinigung erfolgt.

Steigt beim Einschalten die Spannung U_v an, so wird der Transistor T3 über die Diode D13 und den Widerstand R42 angesteuert, über den Widerstand R39 und C13 fließt Basisstrom zum Transistor T4. Ist der Kondensator C13 aufgeladen, fließt kein Strom mehr.

Mit Hilfe der Fig. 3 und 4 soll nun das Meßprinzip zur Erkennung der Feldunterbrechung bzw. der Vollerregung verdeutlicht werden. Im Falle einer Feldunterbrechung entregt sich der Generator. Unter schreitet die Batteriespannung dann den Grenzwert U_G1 = 25 Volt, liegt die Klemme D+ über die Ladekontrollampe auf Batteriepotential. (Fig. 3a). Nach einer Wartezeit t1 von beispielsweise 0,5 Sekunden erfolgt eine Belastung an D+ mit einem Widerstand mit dem Wert Rx. Die Dauer der Belastung sei t2 und beträgt beispielsweise 0,5 Sekun den. Für die sich einstellende Spannung gilt dann:
U_D+ = (U_B+ _*Rx)/(Rx+RL) (Fig. 3b), wobei RL der Widerstand der Lampe ist.

Unterschreitet die Spannung an D+ einen Grenzwert von U_G2 = 12 Volt, dann folgt dann eine Umschaltung und Verriegelung auf Notregelung. Gleichzeitig erfolgt die Anzeige des Notbetriebes. Die gesamte Ansprechzeit beträgt etwa 1 Sekunde (Fig. 3b).

In Fig. 3c ist der erwähnte Zeitverlauf aufgetragen. Es ist dabei von oben nach unten angegeben:
Spannungsverlauf UD+ an D+ mit den beiden Schwellen U_G1 = 25 V und U_G2 = 12 V,
Erkennung von Unterspannung, ja, wenn Signal High ist,
Lastimpuls,
Relaisansteuerung,
Signal an DF.

Die gestrichelten Linien L1 bis L5 grenzen verschiedene Bereiche ab. Bei L1 tritt eine Feldunterbrechung auf. Bei L2 wird die erste Schwelle U_G1 unterschritten, nach t1 wird der Lastimpuls der Länge t2 abgegeben. Bei L4 wird die Schwelle U_G2 unterschritten. Nach der Linie L5 hat das Gerät umgeschaltet und der Notbetrieb mit dem Regler Re2 beginnt.

Zur Erkennung der Vollerregung (Fig. 4) wird als erste Bedingung geprüft, ob die Bordnetzspannung einen Schwellwert von UG₃ = 32 Volt überschreitet. Es wird dabei die Spannung UD+ an einen Eingang eines Komparators gelegt, an dessen anderen Eingang die Schwellspannung liegt. Der Ausgang des Komparators befindet sich je nach Spannungsverhältnis auf High oder Low (Fig. 4a).

Als zweite Bedingung wird geprüft, ob der Regler dauernd eingeschal tet ist, wobei als Grenzzeit ein Wert von t < 10 Millisekunden ge wählt wird. In Abhängigkeit von dieser Überprüfung, die beispiels weise mit Hilfe eines Tiefpasses erfolgt, entsteht am Ausgang des Tiefpasses ein High- oder Low-potential (Fig. 4a, b). Nur wenn Bedingung 1 und Bedingung 2 erfüllt sind, erfolgt eine Umschaltung und Verriegelung auf Notregelung sowie eine Anzeige des Notbetriebs. Die Ansprechzeit beträgt ca. 3 Millisekunden (Fig. 4b).

In Fig. 4c ist der Zeitablauf zur Erkennung der Vollerregung aufge tragen. Dabei bedeuten die Kurven von oben nach unten:
Spannungsverlauf UD+ an D+ mit der Schwelle U_G3,
Relaisansteuerung,
Überspannung, Signal an A ist High bei Überspannung,
DF-Abfrage (Signal an B),
Signal DF.

Es ist zu erkennen, wie zunächst der Regler Re1 leitend defekt wird (Linie L6). Bei Linie L6a wird der Defekt erkannt. Nach Überschrei ten einer Schwelle durch die Spannung UD+ wird eine Überspannung erkannt (L7) und das Gerät umgeschaltet (L8), so daß anschließend ein Notbetrieb mit dem Regler Re2 durchgeführt wird.

Claims

1. Batterieladesystem mit Fehleranzeige, insbesondere für Kraftfahr zeuge, mit einem Generator mit nachgeschaltetem Gleichrichtersystem mit Anschlüssen (D+, D-) für wenigstens eine zu ladende Batterie, mit wenigstens einem Anschluß (D+) für Verbraucher, mit einem Span nungsregler zur Regelung der Generatorausgangsspannung und mit einer Ladekontrollampe, wobei Mittel zur Fehlererkennung und Anzeige über die Ladekontrollampe und zum Schutz des Batterieladesystems vor Überspannung vorgesehen sind, die eine weitere Spannungsregelein richtung enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Fehlererkennung Spannungsvergleichsmittel und logische Elemente umfassen und ein Fehler nur dann erkannt wird, wenn sowohl eine Spannung über einer Schwellspannung liegt als auch die logischen Mittel einen Fehler anzeigen.

2. Batterieladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel vor Fehlererkennung und zum Schutz des Batterielade systems vor Überspannung als Schaltungsanordnung realisiert sind, die mit dem Generator und dem Regler in Verbindung steht.

3. Batterieladesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Schaltungsanordnung Bestandteil eines Folgeschaden schutzgerätes ist.

4. Batterieladesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichrichtersystem Gleichrichter brücken umfaßt, von denen wenigstens eine mittels Zenerdioden reali siert ist.

5. Batterieladesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die Fehler: "Leitend defek ter Regler" und "Unterbrechung des Erregerkreises" erkannt und ange zeigt werden.

6. Batterieladesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung einer Vollerregung geprüft wird, ob die Bordnetzspan nung eine erste Schwelle überschreitet, daß geprüft wird, ob der Regler Re1 dauernd eingeschaltet ist und eine Fehlererkennung erfolgt, wenn in einer Logik erkannt wird, daß beide Bedingungen erfüllt sind.

7. Batterieladesystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß zur Erkennung einer Feldunterbrechung geprüft wird, ob die Batteriespannung eine zweite Schwelle unterschreitet, daß nach einer Wartezeit eine Belastung an der Feldwicklung erfolgt und geprüft wird, ob die Spannung an D+ eine weitere Schwelle unterschreitet und die Unterbrechung erkannt wird, wenn in einer Logik erkannt wird, daß beide Bedingungen erfüllt sind.