NL8803006A - Schakelinrichting voor een van een oplaadbare accu voorziene hulpinrichting, bijvoorbeeld in een door een voertuig getrokken caravan. - Google Patents

Description

Schakelinrichting voor een van een oplaadbare accu voorziene hulpinrichting, bijvoorbeeld in een door een voertuig getrokken caravan.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het met een accuspanning van een voertuig voeden van een elektrische hulpinrichting, die een oplaadbare accu bevat.

Een dergelijke inrichting bestaat in de praktijk, bij het gedurende het rijden van het voertuig opladen van de oplaadbare accu uit de hulpinrichting eenvoudig van' een door middel van koppeling of bediening tot stand te brengen verbinding.

Dit heeft het nadeel, dat de accu van het voertuig ontladen kan worden, wanneer de motor van het voertuig niet draait. Daarom is in dat geval steeds afschakeling nodig wanneer de motor van het voertuig wordt stilgezet.

Dit probleem is des te ernstiger, naar mate de hulpinrichting buiten de op te laden accu ook andere gebruikers bevat.

Vooral bij caravans kane/hergelijke belasting bijvoorbeeld bestaan uit een koelkast, omdat een koelkast, die elektrisch en door middel van gas bedreven kan worden, niet op gas kan werken gedurende de rit, aangezien dat om veiligheidsredenen verboden is.

Ook kan bij het starten van de motor van het voertuig het een nadeel zijn, dat de accu tevens belast is door de hulpinrichting.

Oplossingen, waarbij de verbinding slechts tot stand wordt gebracht, wanneer de motor van het voertuig draait, hebben niet alleen het nadeel, dat daarvoor in de bedrading van het voertuig moet worden ingegrepen, maar bovendien dat het bij gesloten contact voor de motor niet zeker is, daz deze ook draait.

De uitvinding beoogt voor deze problemen een oplossing te verschaffen.

Dienovereenkomstig wordt er volgens de uitvinding in voorzien, dat tussen de verbindingen tussen de accu van het voertuig en de hulpinrichting een schakelaar is aangebracht, die onder bestuur staat van een spanningsdetectie-inrichting, die van besturingsmiddelen is voorzien om bij overschrijding van een van tevoren bepaalde spanning op de verbindingen de schakelaar te sluiten en bij een te lage spanning op de verbindingen de schakelaar te openen.

Bij de uitvinding wordt er gebruik van gemaakt, dat de accu-spanning van een voertuig, wanneer de motor draait boven de spanning op de accu is, wanneer deze normaal is opgeladen.

Men kan op deze wijze het inschakelen van de hulpinrichting laten gebeuren op het ogenblik, dat de spanning op de accu van het voertuig hoger is dan het geval is dan bij stilstand van de motor.

Daalt daarentegen weer de spanning op de accu, bijvoorbeeld doordat de motor van het voertuig is stilgezet, dan blijft er onvoldoende spanning over om de schakelaar gesloten te houden en wordt de hulpinrichting automatisch uitgeschakeld.

Wanneer de hulpinrichting stroom neemt zal de spanning in de verbindingsleidingen door weerstandsverliezen lager worden. Dit kan er onder omstandigheden toe leiden, dat de spanning tot beneden de van tevoren bepaalde waarde daalt en er bijgevolg weer uitschakeling van de hulpinrichting zou optreden.

Dit kan worden tegengegaan door er in te voorzien, dat de besturingsmiddelen zijn ingéricht na het sluiten van de schakelaar de spanningsdetectie-inrichting op een lagere dan de van tevoren bepaalde spanning in te stellen om bij onderschrijding van die lagere spanning de schakelaar te openen. Op deze wijze wordt een marge verkregen tussen de spanning, waarbij de hulpinrichting wordt ingeschakeld en die, waarbij zij wordt uitgeschakeld» Een en ander moet evenwel zodanig zijn ingesteld, dat, wanneer de motor wordt stopgezet de spanning zover daalt, dat toch weer uitschakeling optreedt.

De bovenstaande maatregel kan bij voorkeur worden gerealiseerd door er in te voorzien, dat de spanningsdetector een inrichting voor het vergelijken van de spanning op de verbindingen met een vergelijkingsspanning van een eerste van tevoren bepaalde waarde bevat en een schakelinrichting voor het wijzigen van de vergelijkingsspanning tot een tweede van tevoren bepaalde waarde.

De spanning, die op de verbindingsleidingen optreedt kan in de praktijk storingen bevatten, die tijdelijk de spanning laten oplopen tot degene, waarbij de hulpinrichting wordt ingeschakeld, zonder dat blijvend aan de daarvoor geeigende voorwaarden is voldaan. Teneinde dit te voorkomen wordt er volgens een nadere uitwerking van de uitvinding in voorzien, dat de besturingsmiddelen een integratieketen bevatten, die het sluiten van de schakelaar vertraagt ten opzichte van het bereiken van de van tevoren bepaalde spanning.

Bij toepassing van de uitvinding is het niet ernstig, wanneer na het af zetten van de motor nog een. korte tijd, bijvoorbeeld enkele minuten, de hulpinrichting ingeschakeld blijft.

Daartegen is de accu van het voertuig normaal bestand . Verder wordt het voordeel verkregen, dat de hulpinrichting niet . wordt afgeschakeld, bijvoorbeeld bij een korte stop. Bovendien kan een dergelijke hulpinrichting, zoals tegenwoordig veelal het geval is, een koelkast bevatten, die gedurende de rit elektrisch wordt gevoed en bij stilstand door middel van gas kan worden bedreven. Door er nu voor te zorgen, dat de afschakeling van de hulpinrichting met enige vertraging plaats heeft bestaat de mogelijkheid, de werking van de koelkast niet te onderbreken. De waarborg dat de accu van het voertuig niet teveel ontladen wordt, blijft evenwel van kracht.

Volgens nog een nadere uitwerking , die in de praktijk tot een eenvoudig elektronische inrichting leidt met betrekkelijk goedkope geprefabriceerde onderdelen, kan er in worden voorzien, dat een comparator aanwezig is met twee ingangen, waarvan de eerste verbonden is met een eerste spanningsdeler, waaraan de spanning op de verbindingsleidingen wordt toegevoerd en de tweede met een tweede spanningsdeler, waaraan een standaardspanning wordt toegevoerd, welke comparator een uitgang heeft, die op een eerste uitgangsspanning is wanneer de eerste ingang een hogere spanning heeft dan de tweede en op een tweede uitgangsspanning, wanneer de tweede ingang een hoger spanning ontvangt dan de eerste, welke uitgang in afhankelijkheid van haar spanning de schakelaar opent of sluit en teruggekoppeld is met tenminste één van de spannings-delers om de daarvan afgenomen spanning te beïnvloeden/ zodanig dat bij gesloten schakelaar een lagere spanning op de verbindingsleidingen nodig is om de schakelaar te openen.

Het is bekend om op de accu van een voertuig een accu van een hulpinrichting op te laden, door tussen de accu's een gelijkspanningsversterker aan te brengen. Een dergelijke gelijkspanningsversterker bestaat uit een chopper, die stroom door een uitgangsspoel voert, welke stroom bij onderbreking van zijn keten een inductiestoot geeft die een hogere spanning kan hebben dan de toegevoerde spanning.

Een dergelijke gelijkstroomversterker geeft de mogelijkheid ook bij spanningsverlies in de leidingen, bijvoorbeeld mede bepaald door een aanvullende belasting, er voor te zorgen dat aan de op te laden accu een voldoend hoge spanning kan worden toegevoerd. Bij toepassing van de uitvinding is het gevaar, dat hierbij ontstaat, dat de accu van het voertuig volledig wordt leeggezogen, niet aanwezig. Dienovereenkomstig wordt er volgens een voorkeursuitvoering van de uitvinding in voorzien, dat de hulpinrichting een gelijkspanningsversterker bevat.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een schema van een schakel-inrichting volgens de uitvinding is weergegeven.

Aan het in de tekening weergegeven circuit wordt bij 1 de accuspanning van het voertuig toegevoerd, die via een contact c van een nader te bespreken relais 6 de keten aansluit, die in het getekende uitvoeringsvoorbeeld een belasting 2, zoals een koelkast, bevat en via een gelijkstroomversterker 3 verbonden is met de positieve klem van een accu 4, waarvan de andere klem aan aarde ligt.

Over de bij cijfer 1 toegevoerde spanning ligt een spanningsdeler die uit twee weerstanden 7,8 bestaat en waarvan het aftakpunt verbonden is met de - ingang 13 van een comparator 11. Een spanningsdeler, die uit een potentiometer 9 en een weerstand 10 bestaat voert een door de instelling van de potentiometer bepaald gedeelte van een nader te bespreken standaardspanning toe aan de + ingang 12 van de comparator 11. De uitgang 14 van de comparator 11 is eerst met een licht ëmitterende diode 15 met een serieweerstand verbonden, die bij overschrijding van een bepaalde spanning van deze keten oplicht. Een weerstand 16 .en condensator 17 vormen een vertragingsketen met een hoge vertragingstijd, bij voorkeur van enkele minuten.

Een tweede comparator 21 ontvangt op zijn + ingang de spanning op de uitgang 14 van de comparator 11 en op zijn - ingang een van een spanningsdeler 18 en’19 afgeleide spanning. De uitgang van de comparator 21 bestuurt via een schakeltransistor 22 het bekrachtigen van de spoel 6 van het relais, dat het contact c bevat. Een diode 23 zorgt voor het afleiden van spanningspieken bij het uitschakelen van het relais.

Met 24 is een op zichzelf bekende standaard spanningscel aangegeven, die een gestandaardizeerde spanning afgeeft op zijn uitgangsleiding 25. Deze spanning wordt via de spanningsdeler 9, 10 toegevoerd aan de + ingang van de comparator 11.

Wanneer nu de spanning op de batterijklem 1 zover stijgt, dat de spanning op de - ingang 13 van de comparator groter wordt dan die op de + ingang 12 schakelt deze comparator om en gaat de uitgang 14. ervan over van hoog naar laag.

Deze spanningswijziging veroorzaakt via de terugkoppelweer-stand 26 een Verlaging op de + ingang 12 van de comparator 11. Dit betekent dat de spanning op de - ingang 13 over dit spanningsverschil moet dalen, alvorens de comparator 11 weer wordt omgeschakeld en zijn uitgang 14 weer hoog wordt.

De uitgang 14 is verbonden met de + ingang van een verdere comparator 21, waarvan de - ingang 20 verbonden is met een spanningsdeler 18, 19,die als voedingsspanning de van eenheid 24 afkomstige standaardspanning ontvangt. De spannings-verlaging op de + ingang 14 leidt ertoe, dat de uitgang van de comparator 21 omschakelt die daardoor de schakeltransistor 22 laat geleiden en stroom laat toevoeren aan de spoel van relais 6, waardoor het contact c gesloten wordt.

Gewezen wordt op het vertragingsnetwerk 8, 8' bij de - ingang 13 van de comparator 11, die er voor zorgt, dat eventuele pieken of storingen in de aan 1 toegevoerde spanning niet direct tot het bekrachtigen van relais 6 en bijgevolg het sluiten van contact c leiden.

De vertragingsketen 16, 17 treedt in werking, wanneer door een spanningsverhoging op de klem 1 de comparator 11 weer terugschakelt en daardoor zijn uitgang 14 weer laag wordt.

Dit heeft echter nauwelijks invloed, tot de condensator 17 via de weerstand 16 is ontladen. Dit kan enige minuten duren. Wanneer dit evenwel gebeurd is, schakelt de comparator 21 om en wordt de transistor 22 niet langer meer geleidend, waarna het relais 6 afvalt en het contact c open gaat.

De met 3 aangegeven en bijvoorbeeld op zichzelf bekende gelijkspanningsversterker bevat een zogenaamde chopper, die een zelfinductiespoel voedt, waarbij bij onderbreking van de keten van deze spoel een spanningsstoot optreedt, die aan de uitgang van 3 wordt toegevoerd. Een dergelijke gelijk-stroomVersterker heeft in het algemeen een pulsbreedtemodulatie-mogelijkheid ter bepaling van de verhouding tussen de tijd dat er stroom getrokken wordt en de periode waarin dit niet gebeurt, waarbij een terugkoppeling er voor zorgt, dat steeds de gewenste spanning verkregen wordt. Dit leidt er toe, dat aan de accu 4 steeds de voor oplading geschikte spanning kan worden toegediend ongeacht eventueel spanningsverlies in de leidingen, die 1 met de accu van het voertuig verbinden.

Met 2 is een belasting aangeduid, die bij moderne caravans veelal uit een koelkast bestaat. Een dergelijke koelkast vormt een niet onaanzienli jke belasting en zou, wanneer' de voeding vanuit een accu plaate had zonder dat de dynamo van het voertuig voor stroomtoevoer dient, snel uitgeput raken.

Door de beveiliging van de uitvinding is het evenwel mogelijk een dergelijke betrekkelijk grote belasting gedurende dé rit op te nemen, waarbij er'op gewezen wordt, dat gedurende een rit een van gas op elektriciteit overschakelbare koelkast niet op gas mag werken. Wanneer de accuspanning van de accu van het motorvoertuig bijvoorbeeld 12,3 Volt is en deze spanning bij het aanzetten van de motor oploopt tot bijvoorbeeld 14,7 Volt, kan na het sluiten van het contact c een aanmerkelijke stroom worden getrokken, waardoor de spanning op 1 daalt tot bijvoorbeeld 12,3 Volt. Omdat direct na het omslaan van de spanning op de uitgang 14 een andere instel-spanning voor het spanningsverschil tussen de ingangen 12 en 13 van de comparator 11 is verkregen, hoeft dit niet te deren en blijft de schakelaar c gesloten. Wanneer dan de motor van het voertuig wordt afgezet en de spanning zover daalt, dat de comparator 11 wel terugschakelt, dan valt, nadat de vertragingsketen 17, 18 is uitgewerkt, het relais 6 weer af.

De lichtdiode 15 kan gebruikt worden als instelmiddel om duidelijk te weten of de leiding 14 hoog dan wel laag is.

Het in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding heeft het voordeel, dat de energie voor het bekrachtigen van het relais 6 geleverd wordt door de accu van de hulpinrichting. Dit betekent, dat wanneer deze accuspanning niet aanwezig is, bijvoorbeeld doordat de accu van de hulpinrichting in het ongerede geraakt is of ontbreekt ook geen laadstroom kan worden toegevoerd. Wanneer dit geval zich voordoet zal dat direct gemerkt worden en kunnen de gewenste maatregelen genomen worden.

Claims (8)

1. Inrichting voor het met een accuspanning van een voertuig voeden van een elektrische hulpinrichting, die een oplaadbare accu bevat, met het kenmerk, dat tussen de verbindingen tussen de accu van het voertuig en de hulpinrichting een schakelaar (c) is aangebracht, die onder bestuur staat van een spanningsdetectie-inrichting (11), die van besturingsmiddelen (4,21,22,6) is voorzien om bij overschrijding van een van tevoren bepaalde spanning op de verbindingen de schakelaar te sluiten en bij een te lage spanning op de verbindingen de schakelaar te openen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de besturingsmiddelen zijn ingericht na het sluiten van de schakelaar de spanningsdetectie-inrichting op een lagere dan de van tevoren bepaalde spanning in te stellen om bij onderschrijding van die lagere spanning de schakelaar te openen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk , dat de spanningsdetector een inrichting voor het vergelijken van de spanning op de verbindingen met een vergelijkingsspanning (24) van een eerste van. tevoren bepaalde waarde bevat en een schakelinrichting (11,9, 10,26) voor het wijzigen van de vergelijkingsspanning tot een tweede van tevoren bepaalde waarde.

4. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de besturingsmiddelen een vertragingsketen (8,8') bevatten, die het sluiten van de schakelaar vertraagt ten opzichte van het tijdstip van het bereiken van de van tevoren bepaalde spanning.

5. Inrichting volgens conclusie 2, 3 of 4, m e t het kenmerk , dat een vertragingsketen (16,17) aanwezig is om het tijdstip van het openen van de schakelaar te vertragen ten opzichte van het tijdstip van de onderschrijcinc van de spanning van de tweede van tevoren bepaalde waarde.

6/ Inrichting volgens één of meer van de conclusies 3,4 of 5, met het kenmerk, dat een comparator (11) aanwezig is met twee ingangen (13,12), waarvan de eerste verbonden is met een eerste spanningsdeler (7,8) waaraan de spanning op de verbindingsleidingen wordt toegevoerd en de tweede met een tweede spanningsdeler (9,10), waaraan een standaardspanning wordt toegevoerd, welke comparator een uitgang heeft, die op een eerste uitgangsspanning is wanneer de eerste ingang een hogere spanning heeft dan de tweede en op een tweede uitgangsspanning, wanneer de tweede ingang een hogere spanning ontvangt dan de eerste, welke uitgang in afhankelijkheid van haar spanning de schadekaar (c) opent of sluit en teruggekoppeld is (via 26) met tenminste één van de spanningsdelers (9,10) om de daarvan afgenomen spanning te beïnvloeden, zodanig dat bij gesloten schakelaar een lagere spanning op de verbindingsleidingen nodig is om de schakelaar te openen.

7. Inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hulp- inrichting een betrekkelijk veel energie vergende belasting, zoals een koelkast (2), bevat.

8. Inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, m et h e t ken me r k , dat-de hulp- inrichting een gelijkspanningsversterker (3) bevat.