DE3126055C2

DE3126055C2 - Batterieladesystem

Info

Publication number: DE3126055C2
Application number: DE3126055A
Authority: DE
Inventors: Willi Ing.(grad.) 7014 Kornwestheim Gansert; Edgar Dipl.-Ing. 7016 Gerlingen Kuhn; Ulrich Ing.(grad.) 7125 Kirchheim Munz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-11-08
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE3126055A1; JPS58063026A

Abstract

Es wird ein Batterieladesystem vorgeschlagen, das einen Wechselstromgenerator (10), einen Spannungsregler (20) und eine Ladekontrolleinrichtung zum Anzeigen von Störfällen hat. Diese ist mit einem Signalgeber (82) zur Erkennung des Schaltzustandes des Spannungsreglers, einer ersten Schwellwertstufe (67) zur Erkennung eines Mindestwertes der Generatorspannung und einer zweiten Schwellwertstufe (69) zur Erkennung einer um einen bestimmten Wert über dem Regelsollwert liegenden Spannung an einem Sensingpunkt des Systems versehen. Der eine Eingang der ersten Schwellwertstufe (67) ist mit einem von der Batteriespannung entkoppelten Fehlererkennungsanschluß (D+) am Erregersystem (12, 14) des Generators verbunden. Die zweite Schwellwertstufe (69) ist eingangsseitig an einen von der Batteriespannung beeinflußten Sensingpunkt angeschlossen. Das hat den Vorteil, daß die erste Schwellwertstufe (67) die Generatorspannung unbeeinflußt durch den Ladezustand der Batterie und die zweite Schwellwertstufe den Ladezustand der Batterie unverfälscht zu erfassen und auszuwerten vermag.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Batterieladesystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 28 09 712.3 ist ein Batterieladesystem bekannt, bei dem die Ladekontrolleinrichtung über eine erste Schwellwertstufe einen Generatorstillstand oder einen Keilriemenbruch und über eine andere Schwellwertstufe anzeigt, wenn beim Überschreiten des vorgegebenen Höchwerts der Generatorausgangsspannung der Leistungsschalter des Spannungsreglers stromleitend ist. Darüberhinaus ist eine weitere Schwellwertstufe vorgesehen, über die eine Anzeige dann erfolgt, wenn beim Unterschreiten des Regelsollwerts der Generatorausgangsspannung der Leistungsschalter des Reglers geöffnet bleibt. Die Signaleingänge der Schwellwertstufen sind entsprechend ihrer Funktion mit einem Schaltpunkt im Generator verbunden, an den auch die Kathoden von Zusatzdioden und die von der Batterie abgekehrte Klemme des Zündschalters angeschlossen sind. Mit dieser Anordnung lassen sich einige Störungen nicht erfassen, die in dem außerhalb des Generators liegenden Teil des Batterieladesystems auftreten können. Insbesondere ist es nicht möglich, die als Leistungsschalter dienende Reglerendstufe auf Kurzschluß oder Unterbrechung zu überprüfen.
Ferner wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 30 06 109), den Erregerstrom nicht von Zusatzdioden abzunehmen, sondern mit deren Hilfe einen Istwert der Generatorspannung zu erzeugen, welcher einer Regel- und Kontrolleinrichtung zuführbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Batterieladesystem anzugeben, welches zur weitgehenden Funktionsüberwachung unter anderem den Schaltzustand des Reglers sowie den Ladezustand der Batterie unabhängig voneinander erfaßt.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dies hat den Vorteil, daß die erste Schwellwertstufe die Generatorspannung bzw. die Verhältnisse im Erregersystem des Generators, z. B. den Schaltzustand des Reglers, unverzögert und auch sonst unbeeinflußt durch den Ladezustand der Batterie erfaßt. Die andere Schwellwertstufe und gegebenenfalls weitere Schwellwertstufen erfassen unverfälscht den Ladezustand der Batterie oder die Ladespannung der Batterie, wodurch sich die Möglichkeit für eine Reihe weiterer Überwachungsfunktionen ergibt. Ferner wird eine Störanzeige verhindert, wenn der Regler den Generator am Ende eines Ladevorgangs entregt oder wenn bei gutgeladener Batterie aus dem Lastbetrieb heraus eine Lastabschaltung erfolgt.
Durch die in den Unteransprüchen ausgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich, wobei einzelne Maßnahmen bereits bekannt sind bzw. durch die DE-OS 30 06 109 vorgeschlagen wurden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schwellwert der zur Erkennung eines Mindestwertes der Generatorspannung vorgesehenen ersten Schwellwertstufe nach Anspruch 2 bemessen ist. Die erste Schwellwertstufe signalisiert dann eindeutig, ob der laufende Generator erregt ist oder nicht.
Bei Bemessung der ersten Schwellwertstufe nach Anspruch 2 werden bei erregtem Generator unerwünschte Störanzeigen unterdrückt, wenn die erste Schwellwertstufe gemäß dem Anspruch 3 mit weiteren Schaltmitteln verknüpft ist. Die Anordnung nach Anspruch 3 unterdrückt bei entregtem Generator eine Störanzeige, sobald und solange die Batteriespannung einen um eine vorgegebene Differenz unterhalb des Regelsollwertes liegenden Mindestwert übersteigt.
Bei Lastzuschaltung und dadurch bedingterAbsenkung der Batteriespannung unter den Sollwert bzw. einen vorgegebenen Mindestwert schaltet der Regler den Erregerstrom wieder ein, worauf die Spannung am Fehlererkennungsanschluß (D+) des Generators anzusteigen beginnt. Um eine Störanzeige während der Zeit zu verhindern, in welcher die Generatorspannung den Schwellwert der ersten Schwellwertstufe noch nicht erreicht hat, wird ein Zeitverzögerungsglied vorgeschlagen, welches nach Anspruch 4 angeordnet und bemessen ist. Wenn nach Ablauf dieser Verzögerungszeit die Generatorspannung noch immer nicht den vorgegebenen Schwellwert erreicht hat, liegt eine Erregungsunterbrechung durch Reglerschaden oder eine Unterbrechung des zu dem Fehlererkennungsanschluß (D+) führenden Strompfades im Generator vor, die zu einer Störanzeige führt.
Die Anzeigevorrichtung wird auch angesteuert, wenn der vom Plusanschluß der Batterie bzw. vom Zündschalter abgekehrte Anschluß (DF) der Erregerwicklung des Generators einen Kurzschluß gegen Masse hat.
Eine Unterbrechung der vom Generator zur Batterie führenden Ladeleitung wird angezeigt, wenn die Ladekontrolleinrichtung nach Anspruch 6 weitergebildet ist. Zum Schutz der Anzeigevorrichtung gegen Überspannung kann eine zusätzliche Schwellwertstufe gemäß Anspruch 7 vorgesehen sein. Um in diesem Falle ein Anwachsen der Generatorspannung auf einen unzulässig hohen Wert zu vermeiden, können vorteilhaft die in den Ansprüchen 8 und 9 aufgeführten Mittel zur Notregelung des Generators vorgesehen sein.
Zum Anzeigen von Leitungsunterbrechungen im Bordnetz wird eine Weiterbildung des Ladesystems gemäß Anspruch 10 vorgeschlagen. Eine Unterbrechung der vom Zündschalter zur Erregerwicklung des Generators führenden Leitung kann durch die Mittel des Anspruchs 11 angezeigt werden. Bei einer Anordnung nach Anspruch 12 wird eine Unterbrechung der Ladeleitung angezeigt, wobei in diesem Fall der Regler auf dem normalen Spannungsniveau weiterregelt.
Bei einem Kurzschluß der Anzeigelampe, beispielsweise bei der Montage durch ein Vertauschen der Lampenanschlüsse, wird der Strom durch die Zuleitungen zur Anzeigelampe automatisch begrenzt.
Da der Spannungsregler die Erregerleitung so steuert, daß die Generatorausgangsspannung kontant bleibt, kann eine Unterbrechung an der Ladeleitung unmittelbar nicht festgestellt werden. Die erfindungsgemäße Ladekontrolleinrichtung überwacht nun aber das Potential am Fahrschalter. Dieses Potential sinkt dann, wenn die Ladeleitung unterbrochen ist, langsam ab, weil die Batterie nicht geladen wird. Ist das Potential am Fahrschalter nun um einen vorgegebenen Wert abgesunken, wird die Anzeigelampe eingeschaltet.
Wenn die Fühlerleitung, die die Generatorausgangsspannung mißt, unterbrochen ist, dann würde die Ladespannung infolge einer andauernden Erregung ansteigen. In einem solchen Fall wird jedoch die Reglerendstufe gesperrt und damit der Generator zwangsläufig entregt.
Durch eine Nachregelschaltung wird erreicht, daß bei intakter Anlage keine Fehleranzeige erfolgt, wenn die Batterie voll geladen an das System angeschlossen ist und eine Last mit hohem Stromverbrauch abgeschaltet wird. Die Fehlanzeige würde sonst deshalb erfolgen, weil der dann stark erregte Generator über eine lange Zeit gänzlich entregt und damit eine Erregungsunterbrechung vorgetäuscht wird.
Durch die Nachregelschaltung kann außerdem eine NAND- Schaltung und ein Kondensator eingespart werden.
Vor allem infolge unterschiedlicher Kühlverhältnisse haben die Hauptstromdioden des Gleichrichtersystems unterschiedliche Leckströme. Wegen des hohen Eingangswiderstands der Anzeigeschaltung könnte dies zu Fehlanzeigen führen. Dies läßt sich durch das Einfügen eines Widerstands an einem Eingang der Anzeigeschaltung verhindern.
Beim Abschalten von induktiven Verbrauchern über den Fahrschalter kann es zu Zerstörungen im Spannungsregler und in der Anzeigeschaltung kommen. In vorteilhafter Weise sind daher in den Endstufentransistoren dieser Bauteile zusätzliche Dioden vorgesehen.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des gesamten Batterieladesystems,
Fig. 2 ein Funktionsschaltbild des Reglers und der Ladekontrolleinrichtung. In den
Fig. 3a und 3b sind Varianten zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgestellt und in
Fig. 4 eine Weiterbildung der Varianten.
Das Batterieladesystem umfaßt einen Drehstromgenerator 10 mit einer Dreiphasenwicklung 11, der ein Hauptstromgleichrichter 12 mit Minusdioden 12 a und Plusdioden 12 b nachgeschaltet ist. Der Gleichrichter 12 hat zwei als Masseverbindung des Generators dienende Minusanschlüsse D- und zwei Plusanschlüsse B+. Der Dreiphasenwicklung 11 sind außerdem nach Art eines halben Brückengleichrichters ein Satz als Zusatzgleichrichter dienender Dioden 14 nachgeschaltet, deren Kathoden mit zwei weiteren Plusanschlüssen D+ des Generators verbunden sind. Die Plusanschlüsse D+ sind im folgenden als Fehlererkennungsanschlüsse des Generators bezeichnet. Der Generator hat ferner eine Erregerwicklung 16, die mit einem Anschluß DF und einem Anschluß 17 des Generators verbunden ist.
An den Generator 10 ist ein Spannungsregler 20 angeschlossen, der einen Halbleiterleistungsschalter 21 und ein Steuerteil 22 umfaßt und mit einem Bürstenhalter 23 eine Baueinheit bildet. Der Leistungsschalter 21 liegt im Zug einer Leitung 24, die von einem Anschluß DF zu einem Anschluß D- des Bürstenhalters 23 führt. Diese beiden Anschlüsse des Bürstenhalters 23 sind mit den entsprechenden Anschlüssen DF und D- des Generators 10 verbunden. Der zum Teil als integrierte Schaltung IC ausgebildete Steuerteil 22 hat an dieser neun Anschlüsse 26 bis 34, von denen der Anschluß 26 über einen Widerstand 35 mit einem Anschluß 36 des Bürstenhalters 23 und der Anschluß 27 über einen Widerstand 37 und eine weiterführende Leitung 38 mit einem Anschluß 39 des Bürstenhalters 23 verbunden ist. Von der Leitung 38 zweigen Leitungen 40 und 41 ab, von denen die eine 40 über eine Freilaufdiode 42 zum Kollektor des Leistungsschalters 21 und zum Anschluß DF, und die andere Leitung 41 zum Anschluß des Bürstenhalters 23 führt.
Der Anschluß 28 der integrierten Schaltung IC des Steuerteils 22 ist über eine Leitung 43, die einen Widerstand 44 enthält, mit der Leitung 40 und der Anschluß 29 über einen Widerstand 45 mit einem Anschluß D+ des Bürstenhalters 23 verbunden, der an den Anschluß D+ des Generators 10 angeschlossen ist. Vom Anschluß 30 führt eine Leitung 46 über einen Widerstand 47 und über den Kollektoranschluß des Leistungsschalters 21 zum Anschluß DF und der Anschluß 31 ist an den Steuereingang des Leistungsschalters 21 angeschlossen. Über den Anschluß 32 ist das Steuerteil 22 mit dem Emitter des Leistungsschalters 21 und dem Anschluß D- verbunden. Mit den Anschlüssen 33 und 34 der integrierten Schaltung IC des Steuerteils 22 sind diskrete Bauteile einer Ladekontrolleinrichtung verbunden, die weiter unten noch beschrieben werden.
An den einen Anschluß B+ des Generators 10 ist über eine Leitung 49 ein Schaltpunkt 50 des Bordnetzes angeschlossen, von welchem eine Leitung 51 zum Plusanschluß einer Batterie 52 führt, deren anderen Anschluß über den Anschluß D- des Generators an Masse liegt. Mit dem Schaltpunkt 50 sind ferner über Schalter 53 die elektrischen Verbraucher 54 des Fahrzeugs angeschlossen. Außerdem führt von Schaltpunkt 50 eine Leitung 55 zu einem Zündschalter 56, dessen von der Batterie abgekehrte Klemme 57 über eine Leitung 58, in der eine Kontrollampe 59 liegt, mit dem Anschluß 36 und über eine zweite Leitung 60 mit dem Anschluß 39 des Reglers 20 bzw. Bürstenhalters 23 verbunden ist.
Gemäß Fig. 2 ist der Anschluß 27 im Steuerteil 22 mit einer Konstantspannungsquelle 62 verbunden, von der eine Leitung 63 zu einem Spannungsteiler 64 und von dort weiter zum Anschluß 32 führt. Der Spannungsteiler 64 liefert die Referenzspannung für sechs Schwellwertstufen 66 bis 71, deren Funktion später noch näher beschrieben ist. Der Anschluß 28 der integrierten Schaltung IC des Steuerteils ist mit einem Schaltteil 72 zur Temperaturanpassung verbunden, von welchem Leitungen 73 und 74 zu den zweiten Eingängen der Schwellwertstufen 66, 68 und 69 führen. Die zweiten Eingänge der Schwellwertstufen 67, 70 und 71 sind über eine Leitung 75 mit dem Anschluß 29 der integrierten Schaltung IC des Steuerteils 22 verbunden, an welche auch ein Schaltteil 76 zur Notregelung des Generators angeschlossen ist. Der Ausgang des Schaltteils 76 ist mit der Schwellwertstufe 66 verbunden, von deren Ausgang eine Leitung 77 über ein Zeitglied 78 und eine Verstärkerschaltung 79 zum Anschluß 31 des Steuerteiles führt.
Die Ausgangssignale der Schwellwertstufen 67 und 68 sind einer UND-Schaltung 80 zugeführt, deren Ausgang an eine ODER-Verknüpfung 81 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal der Schwellwertstufe 69 und das Ausgangssignal eines an den Anschluß 30 angeschlossenen Inverters 82 sind einer UND-Verknüpfung 83 zugeführt, die ausgangsseitig ebenfalls an die ODER-Verknüpfung 81 angeschlossen ist. An diese sind eingangsseitig ferner zwei weitere UND-Verknüpfungen 84 und 85 angeschlossen, von denen die eine, 84, eingangsseitig von den Ausgangssignalen der Schwellwertstufen 70 und 71 und die andere, 85, von den Ausgangssignalen der Schwellwertstufe 67 und des Inverters 82 angesteuert ist.
Die ODER-Verknüpfung 81 ist mit einem Zeitglied 86 kombiniert, das einen Kondensator 87 hat. Der Kondensator 87 ist als diskretes Bauteil ausgeführt und über den Anschluß 34 mit dem elektronischen Zeitglied 86 verbunden. Das Zeitglied 86 steuert eine weitere ODER-Verknüpfung 88 an, deren Ausgang ein Schaltglied 89 in einer Steuerleitung 90 eines elektronischen Schalters 91 beeinflußt, welcher in einer, die Anschlüsse 26 und 32 der integrierten Schaltung IC des Steuerteils 22 über den Widerstand 35 verbindenden Leitung 92 liegt. Die Steuerleitung 90 ist über den Anschluß 33 der integrierten Schaltung IC des Steuerteils 22 zum Schalter 91 geführt. Ein zweiter Signaleingang der ODER-Verknüpfung 88 ist mit dem Ausgang eines Komparators 94 verbunden, dessen erster Eingang über eine Leitung 95 mit der Leitung 63 und dessen zweiter Eingang über eine Leitung 96 mit dem Anschluß 26 der integrierten Schaltung IC des Steuerteils 22 verbunden ist. Die Verknüpfungen 80 bis 85 sind im folgenden als Gatter bezeichnet.
Die Schwellwertstufe 66 liefert ein den Leistungsschalter 21 durchsteuerndes positives Ausgangssignal, sobald und solange die Spannung u _s am Eingang des Reglers 20 die Regelspannung u _r unterschreitet. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dient als Regler-Eingang der Anschluß 39 des Reglers 20 und des Bürstenhalters 23, der mit der batteriefernen Klemme 57 des Zündschalters verbunden ist. Als Ist-Wert für die Ladespannung kann auch eine Spannung an dem Anschluß B+ abgegriffen werden, indem - wie mit gestricheltem Linienzug dargestellt ist - eine Verbindung zwischen dem Anschluß B+ und demWiderstand 44 hergestellt wird (Fig. 2).
Die Schwellwertstufe 67 gibt ein zum Durchsteuern des Schalters 91 und Einschalten der Kontrollampe 59 notwendiges positives Ausgangssignal "H" ab, sobald und solange die Spannung u _g am Fehlererkennungsanschluß D+, also die von Generator tatsächlich erzeugte Spannung, nicht über der Spannung u _rmax liegt, die sich allein aufgrund der Remanenz des Erregersystems bei der höchstmöglichen Drehzahl des Generators ergibt.
Die Schwellwertstufe 68 gibt ein zum Durchsteuern des Schalters 91 notwendiges positives Ausgangssignal "H" ab, sobald und solange die Spannung u _s am Eingang 27 oder am Anschluß B+ des Reglers die Regelspannung u _r um eine vorgegebene Differenz Δ u ₁ unterschreitet.
Die Schwellwertstufe 69 dagegen spricht im Sinn einer Störanzeige positiv an, wenn die Spannung u _s die Regelspannung u _r um einen vorgegebenen Wert Δ u ₂ überschreitet.
Die eingangsseitig an den Fehlererkennungsanschluß D+ angeschlossene Schwellwertstufe 70 gibt ein im Sinn einer Störanzeige positives Ausgangssignal "H" ab, wenn die Generatorspannung u _g einen Grenzwert u ₇₀, z. B. 17 Volt übersteigt.
Die zum Schutz der Kontrollampe 59 vor Überlastung vorgesehene Schwellwertstufe 71 liefert ein positives Ausgangssignal "H", solange die am Fehlererkennungsanschluß D+ herrschende Generatorspannung u _g unterhalb eines oberen Grenzwertes u ₇₁, beispielsweise 24 Volt, liegt. Das Schaltteil 76 spricht im Sinn einer Sperrung des Leistungsschalters 21 im Regler 20 an, wenn die Generatorspannung u _g einen Grenzwert u ₇₆, beispielsweise 18 Volt, übersteigt.
Der Komparator 94 liefert ein Einschaltsignal "H" für die Kontrollampe 59, wenn die Spannungsversorgung u _s am Anschluß 27 des Reglers unterbrochen ist. Das ist dann der Fall, wenn der zur Erregerwicklung 16 des Generators führende Strompfad zwischen Zündschalter 56 und Anschluß 39 des Reglers unterbrochen ist. Der Komparator 94 schaltet in diesem Fall so um, daß er seine Stromversorgung über die Kontrollampe 59 bezieht und daraus das positive Einschaltsignal für diese bildet.
Das Zeitglied 86 ist so ausgelegt, daß seine Einschaltverzögerungszeit mindestens der Zeitspanne entspricht, in welcher die Generatorspannung beim Anlaufen des Generators von der minimal möglichen Remanenzspannung, die ungefähr 0 Volt beträgt, bis zur maximal möglichen Remanenzspannung bei minimaler Betriebsdrehzahl ansteigt.
Das beschriebene System arbeitet bezüglich der Ladung der Batterie und Konstanthaltung der Batteriespannung wie ein bekanntes System mit Fremderregung des Generators, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden soll.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der Ladekontrolleinrichtung und der Notregelung des Systems anhand der nachstehend aufgeführten möglichen Betriebsfälle beschrieben

1. Normalbetrieb
- 1.1 Startfall (Generatorstillstand)
- 1.2 Generatoranlauf bei intakter Anlage
- 1.3 Generatorüberlastung bei intakter Anlage
- 1.4 Lastabschaltungen mit Batterie bei intakter Anlage
2. Fehlerbetrieb
- 2.1 Keilriemenbruch
- 2.2 Erregungsunterbrechung durch Reglerschaden
- 2.3 Erregungsunterbrechung im Generator
- 2.4 Vollerregung durch Kurzschluß im Regler
- 2.5 Unterbrechung der Batterie-Ladeleitung
- 2.6 Unterbrechung der Erregerleitung zwischen Zündschalter und Regler.

1.1 Startfall (Generatorstillstand)

Bei stehendem Generator unterschreitet die Batteriespannung u _s die Regelspannung u _r. Die Fühlerleitung, die über den Zündschalter 56 und die Leitung 60 zum Reglereingang und von dort weiter über den Schaltteil 72 zur Schwellwertstufe 66 führt, liegt auf einer niedrigeren Spannung als sein Referenzzweig am Spannungsteiler 64. Der Leistungsschalter 21 des Reglers wird durchgesteuert, wodurch das DF-Potential auf das Signal "L" sinkt. Die Spannung u _g am Fehlererkennungsausgang D+ führt bei stehendem Generator keine Spannung. Die Schwellwertstufe 67 legt daher an den einen Eingang des Gatters 80 das Signal "H".
Von DF ist gleich "L" gelangt über den Inverter 82 ebenfalls Signal "H" an die Gatter 83 und 85. Das Gatter 85 steuert damit über das Zeitglied 86, das Gatter 88 und das Schaltglied 89 über den Schalter 91 die Kontrollampe 59 an.

1.2 Generatoranlauf bei intakter Anlage

Der Leistungsschalter 21 des Reglers ist eingeschaltet und bleibt eingeschaltet, bis die Spannung u _s die Regelspannung u _r überschreitet. Das kann z. B. bei einer Generatordrehzahl von n = 1200/min der Fall sein. Bei ansteigender Generatordrehzahl steigt auch die Spannung u _g am Fehlererkennungsausgang D+ an. Überschreitet die Spannung u _g den Schwellwert u _rmax der Schwellwertstufe 67, schaltet diese ihren Ausgang und somit die einen Eingänge der Gatter 80 und 85 auf "L" um. Damit wird das Stillstandsanzeigesignal des Gatters 85 aufgehoben und die eventuell ebenfalls erfolgte Anzeige, die bei Abfallen der Spannung u _s unter den Schwellwert u _r-Δ u ₁ der Schwellwertstufe 68 von dieser ausgelöst wird, wird durch logisch "L" an den einen Eingang des Gatters 80 ebenfalls aufgehoben.

1.3 Generatorüberlastung bei intakter Anlage

In diesem Fall fällt die Spannung u _s unter den Regelsollwert u _r ab. Unterschreitet die Spannung u _s den Schwellwert der Schwellwertstufe 68, so legt diese das Signal "H" an den einen Eingang des Gatters 80. Bei intakter Anlage und drehendem Generator muß aber der Regler bei Unterschreiten der Regelspannung u _r eingeschaltet haben. Die Spannung u _g am Fehlererkennungsausgang D+ ist größer als die maximal mögliche Remanenzspannung u _rmax. DieSchwellwertstufe 67 legt daher an den anderen Eingang des Gatters 80 "L"-Signal. Eine Störanzeige bei u _s < u _r-Δ u ₁ wird also bei intakter Anlage und drehendem Generator unterdrückt.

1.4 Lastabschaltungen mit Batterie bei intakter Anlage

In diesem Betriebsfall können Spannungssprünge an der Fühlerleitung auftreten und die Spannung u _s den Wert u _r + Δ u _-2 überschreiten. Dabei spricht die Schwellwertstufe 69 an und legt an den einen Eingang des Gatters 83 ein "H"-Signal. Da bei Überschreiten der Regelspannung der funktionsfähige Regler den Leistungsschalter 21 sperrt, liegt das Potential an DF auf "H". Der Inverter 82 bildet daraus das Signal "0" und legt dieses an den 2. Eingang des Gatters 83. Das hat zur Folge, daß auch am Ausgang des Gatters 83 das Signal "L" erscheint und eine Störanzeige von Überspannungen an der Fühlerleitung bei ausgeschaltetem Regler unterbleibt.
Nach Abschaltung der Last steigt die Spannung u _s über den Regelsollwert u _r an, wodurch der Leistungsschalter 21 in den Sperrzustand überführt und der Generator entregt wird. Dabei springt das Ausgangssignal des Inverters 82 auf der Signal "L", so daß über die Schwellwertstufe 69 eine Störanzeige nicht ausgelöst werden kann.
Bei Lastabschaltungen mit Batterie kann der Fall vorkommen, daß das Bordnetz so belastet ist, daß der benötigte Strom durch den Generator geliefert wird. Die vorher gut geladene Batterie wird dabei nicht entladen. Wird nun die Last abgeschaltet, fließt der Strom, abklingend mit der Generatorzeitkonstanten, in die Batterie weiter. Dadurch wird die Batteriespannung und die Spannung u _s angehoben. Die Batteriespannung klingt mit der Batteriezeitkonstanten ab. Da die Batteriezeitkonstante jedoch größer als die Generatorzeitkonstante sein kann, wird der Generator entregt. Dadurch sinkt die Spannung u _g am Fehlererkennungsausgang D+ mit der Generatorzeitkonstanten auf die Remanenzspannung ab. Diese ist kleiner als die maximal mögliche Remanenzspannung. Dadurch werden folgende Vorgänge ausgelöst.

a. Die Schwellwertstufe 67 legt das Signal "H" an den einen Eingang des Gatters 80. Da die Spannung u _s aber größer als die Regelsollwertspannung u _r ist, legt die Schwellwertstufe 68 das Signal "L" an den anderen Eingang des Gatters 80, so daß keine Störanzeige erfolgt.
b. Hat die Spannung u _s die Schaltschwelle u _r + Δ u ₂ der Schwellstufe 69 überschritten, legt diese an den einen Eingang des Gatters 83 das Signal "H". Da der Leistungsschalter 21 sperrt, legt der Inverter 82 an den anderen Eingang des Gatters 83 das Signal "L", so daß auch über diesen Weg keine Störanzeige erfolgt.
c. Die Schwellwertstufe 67 legt an den einen Eingang des Gatters 85 das Signal "H", wogegen der andere Eingang dieses Gatters vom Inverter 82 das Signal "0" erhält. Daher wird auch über das Gatter 85 die Kontrollampe 59 nicht angesteuert.

Wird nun während der Zeit, in der der Generator noch entregt ist, durch Lastzuschaltung die Spannung u _s unter den Regelsollwert u _r abgesenkt, schaltet der Regler den Leistungsschalter 21 wieder durch, und es wird folgender Ablauf ausgelöst:
Die Spannung u _g am Fehlererkennungsausgang D+ steigt nach dem Einschalten des Reglers wieder an, ist aber für eine gewisse Zeit noch kleiner als die Ansprechschwelle der Schwellwertstufe 67. Während dieser Zeit bleibt das "1"- Signal am Ausgang der Schwellwertstufe 67 stehen. Wenn die Spannung u _s unter den Schwellwert u _r-Δ u ₁ der Schwellwertstufe 68 abfällt, gelangt auch über diese das Signal "H" an das Gatter 80, so daß an dessen Ausgang das Gatter 80, so daß an dessen Ausgang ebenfalls das Signal "H" erscheint und das Zeitglied 86 angesteuert wird.
Darüber hinaus liegt auch an beiden Eingängen des Gatters 85 das Signal "H" an, weil die Spannung u _g kleiner als der Schwellwert der Schwellwertstufe 67 ist und der Leistungsschalter 21 durchgesteuert hat. Daher wird auch über das Gatter 85 das Zeitglied 86 angesteuert. Das Zeitglied 86 bleibt nun je nach Größe der Spannung u _s entweder durch beide Gatter 80 und 85 oder allein durch das Gatter 85 solange angesteuert, bis die Spannung am Fehlererkennungsanschluß D+ die maximal mögliche Remanenzspannung wieder überschritten hat, wobei die Schwellwertstufe 67 auf das Signal "L" umschaltet und beide Gatter 80 und 85 sperrt. Infolge der schon vorstehend beschriebenen Bemessung des Zeitglieds 86 wird über die Dauer dieses Vorgangs die Kontrollampe 59 nicht eingeschaltet.

2.1 Keilriemenbruch

In diesem Falle arbeitet die Kontrolleinrichtung wie im Generatorstillstand, wobei in diesem Fall die aufleuchtende Kontrollampe 59 eine Störung anzeigt.

2.2 Erregungsunterbrechung durch Reglerschaden

Wenn der Leistungsschalter 21 im Regler fehlerhaft sperrt, sinkt die Spannung u _g am Fehlererkennungsanschluß D+ auf die Remanenzspannung ab, wodurch die Schwellwertstufe 67 das Signal "H" an den einen Eingang des Gatters 80 legt. Bei fehlerhaft gesperrtem Leistungsschalter 21 sinkt ferner auch die Spannung u _s. Wenn diese Spannung den Schwellwert u _r-Δ u ₁ unterschreitet, legt auch die Schwellwertstufe 68 ein positives Signal an den zugehörigen Eingang des Gatters 80, wodurch die Kontrollampe 59 angesteuert und eine Störung angezeigt wird.

2.3 Erregungsunterbrechung im Generator

Durch eine Unterbrechung des Erregerstromkreises im Generator, beispielsweise im Bereich des Bürstenhalters 23, erscheint am Fehlererkennungsanschluß D+ die Remanenzspannung. Dadurch steuert die Schwellwertstufe 67 das Gatter 85 im Sinne einer Störanzeige an. Weil durch die Erregungsunterbrechung auch die Spannung u _s unter die Regelspannung u _r fällt, schaltet der Leistungsschalter 21 ein, wodurch das Potential an DF auf "L" fällt. Dabei legt auch der Inverter 82 das Signal "H" an den zugeordneten Eingang des Gatters 85, wodurch über das Zeitglied 86 die Kontrollampe 59 angesteuert wird. Erregungsunterbrechung im Generator werden wie Generatorstillstand ausgewertet.

2.4 Vollerregung durch Kurzschluß im Regler

Im Regler könnte fehlerhaft ein Kurzschluß von DF nach Masse auftreten. Dabei erscheint am Ausgang des Inverters 82 das Signal "H" und wegen der gleichzeitig über den Wert u _r + Δ u ₂ ansteigenden Spannung u _s steuert auch die Schwellwertstufe 69 das Gatter 83 im Sinn einer Störanzeige positiv an. Damit erscheint auch am Ausgang des Gatters 83 ein positives Signal, welches die Kontrolllampe 59 einschaltet.

2.5 Unterbrechung der Batterieladeleitung

Wenn eine Unterbrechung in der Batterieladeleitung zwischen den Anschlüssen B+ des Generators und dem Plusanschluß der Batterie 52 auftritt, kann die Batterie nicht mehr geladen werden. Ihre Spannung sinkt unter die Regelspannung u _r ab, was über den Zündschalter 56 und die Fühlerleitung 60 dem Regler mitgeteilt wird. Durch die Absenkung der Batteriespannung wird der Leistungsschalter 21 im Regler durchgesteuert. Die Spannung am Anschluß B+ des Generators und dem Fehlererkennungsanschluß D+ steigt an, wobei sich abhängig von der Drehzahl Spannungen größer als 150 Volt einstellen können, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden.
Der Spannungsanstieg am Fehlererkennungsanschluß D+ wird durch die Schwellwertstufe 70 erfaßt und als "1"-Signal an das Gatter 84 weitergegeben. Gleichzeitig gelangt auch über die Schwellwertstufe 71 das gleiche Signal an das Gatter 84, so daß die Anzeigevorrichtung angesteuert wird.
Wenn die Spannung u _g an D+ weiter steigt und den Schwellwert der Schwellwertstufe 71 erreicht, wandelt diese das Ausgangssignal "H" in das Signal "L", wodurch die Kontrolllampe 59 erlischt. Diese Maßnahme dient zum Schutz der Kontrollampe 59 gegen Überspannung.
Neben dieser Störanzeige sieht die erfindungsgemäße Anordnung auch eine Notregelung des Generators vor. Wenn die Spannung u _g am Fehlererkennungsanschluß D+ die Schwelle des Schaltteils 76, beispielsweise 18 Volt, erreicht, greift das Schaltteil 76 in den Regelvorgang von der Fühlerleitung her ein und begrenzt dadurch die Spannung am Anschluß B+ des Generators und am Fehlererkennungsanschluß D+ auf einen vorbestimmten Wert.

2.6 Unterbrechung der Erregerleitung zwischen Zündschalter und Regler

Wird die Leitung 60 zwischen dem Regler und dem Zündschalter 56 unterbrochen, dann fällt der Erregerstrom für den Generator sowie die Stromversorgung für die Anzeigevorrichtung der Anlage aus. Für die Anlage ist dies gleichbedeutend mit einer Erregungsunterbrechung im Generator. Die Anzeigevorrichtung kann diese Unterbrechung wegen des Ausfalls der Stromversorgung jedoch nicht auswerten. Der Komparator 94 erkennt jedoch, daß die Spannung an seinem mit der Leitung 63 verbundenen Eingang weit unter der Spannung des mit dem Anschluß 26 verbundenen Eingangs abgesunken ist. Der Komparator 94 schaltet daraufhin so um, daß er seine Stromversorgung über die Kontrollampe 59 und den Anschluß 26 bezieht und daraus "H"-Signal für die Durchsteuerung des Schalters 91 bildet. Dadurch wird trotz der Unterbrechung der Leitung 60 eine Störanzeige ermöglicht.
Im zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a sind für Bauteile, die auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorkommen, die bisherigen Bezugszeichen verwendet. An einen zusätzlichen Ausgang der Verstärkerschaltung 79, die der Regler-Endstufe 21 vorgeschaltet ist, ist eine Leitung 101 angeschlossen, die zu einem Eingang einer UND-Schaltung 102 führt. Der andere Eingang der UND-Schaltung 101 ist über einer Leitung 103 mit dem Ausgang des Signalgebers 82 verbunden. Der Ausgang der UND-Schaltung 102 liegt am Eingang einer Schaltverzögerungsstufe 104 (tv 2). Der Ausgang der Schaltverzögerungsstufe 104 ist mit einem Eingang der ODER-Schaltung 88, die im Schaltglied 89 enthalten ist, verbunden. Weiter ist ein Differenzverstärker 125 (Sp.diff.) vorgesehen. Ein Eingang dieses Differenzverstärkers ist über eine Leitung 127 und einen Schutzwiderstand 126 (R 7) mit dem Anschluß 39 (KL 15) verbunden. Der andere Eingang des Differenzverstärkers 125 liegt am Schaltpunkt 28, der über den Vorwiderstand R 1 44 an den Anschluß 129 (B+/GEN) führt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 125ist über eine Leitung 128 mit einem Eingang der ODER-Schaltung 81, die im Zeitglied 86 enthalten ist, verbunden. Weiter ist eine Schaltstufe 122 vorgesehen, deren Eingang über eine Leitung 121 mit dem Ausgang einer ODER-Schaltung 123 verbunden ist. An den anderen Eingang des ODER- Glieds 123 ist der Ausgang des Schaltteils 76 angeschlossen. Der Ausgang der ODER-Schaltung 123 führt zu einem weiteren Eingang 124 des Komparators 66. Schließlich ist noch eine spannungsabhängige Strombegrenzungsschaltung 111 vorgesehen. Die Strombegrenzungsschaltung 111 enthält einen Meßwiderstand 115, der in der Zuleitung 114 zum Emitter der Anzeige-Endstufe 91 liegt. Parallel zum Meßwiderstand 115 liegen die Eingänge einer Meßverstärkerstufe 116. Der Ausgang der Meßverstärkerstufe 116 ist an einen Komparator 117 angeschlossen.
Die Strombegrenzungsschaltung 111 enthält weiter eine Verstärkerstufe 113 deren Eingang über eine Leitung 112 und den Widerstand 35 an den Schaltpunkt 36 (A) angeschlossen ist und deren Ausgang ebenfalls mit einem Eingang des Komparators 117 verbunden ist. Der Ausgang des Komparators 117 ist über eine Leitung 118 an einen weiteren Eingang des Schaltglieds 89 angeschlossen.
Zwischen dem Erkennungs-Ausgang D+ und Masse D- ist ein Widerstand 138 angeordnet. Weiter enthält der Endstufen-Transistor 21 des Spannungsreglers eine Freilaufdiode 139, die parallel zu seiner Arbeitsstrecke zwischen Kollektor und Emitter geschaltet ist. Auch der Endstufen-Transistor 91 der Anzeigeschaltung enthält eine Diode 141, die in diesem Fall in die Kollektor- Leitung in Serie geschaltet ist.
Die Funktionselemente 72, 135 und 137 sind in Fig. 3b detailliert dargestellt.
Das Schaltteil 72 enthält einen Spannungsteiler mit den Widerständen 131, 132. Der Spannungsteiler liegt einerseits über den Anschluß 28 und den Widerstand 44 am Eingang 129; das andere Ende des Spannungsteilers 131, 132 liegt an Masse. Vom Abgriff des Spannungsteilers 131, 132 führt eine Leitung 143 zum Komparator 66. Parallel zu dem einseitig an Masse angeschlossenen Widerstand 132 liegt die Arbeitsstrecke eines Transistors 133. Der Transistor 133 ist über einen Entkopplungstransistor 144 mit dem Abgriff eines Spannungsteilers 135, 136 verbunden. Dieser weitere Spannungsteiler 135, 136 ist Bestandteil eines weiteren Schaltteils 134 und liegt einerseits über den Anschluß 29 und den Widerstand 45 am Erkennungs-Ausgang D+ des Gleichrichtersystems und andererseits an Masse.
Eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt auszugsweise Fig. 4. Hinzugekommen ist eine weitere Schaltverzögerungsstufe 108, deren Ausgang an einen weiteren Eingang der ODER- Schaltung 88 des Schaltglieds 89 angeschlossen ist. Mit dem Eingang der Schaltverzögerungsstufe 108 ist der Ausgang einer UND-Schaltung 107 verbunden. Einer der beiden Eingänge der UND-Schaltung 107 ist über einen Inverter 106 an die Leitung 101, die zur Verstärkerschaltung 79 führt, angeschlossen, der andere Eingang liegt am Schaltpunkt 30 in der Verbindung zwischen dem Widerstand 47 und dem Signalgeber 82.
Die Funktionsbeschreibung wird in folgende Abschnitte aufgeteilt

1. Fig. 3a - intakte Anlage
2. Fig. 3a - Endstufe kurzgeschlossen
3. Fig. 4 - intakte Anlage
4. Fig. 4 - Endstufentransistor unterbrochen
5. Kurzschluß der Anzeigelampe
6. Unterbrechung der Ladeleitung
7. Unterbrechung der Fühlerleitung
8. Verhinderung einer Fehlanzeige bei intakter Anlage
9. Verhinderung von Zerstörungen beim Abschalten von induktiven Verbrauchern.

1. Fig. 3a - intakte Anlage

Wird die Regelspannung, die durch den Referenzspannungsteiler 64 am Komparator eingestellt ist, überschritten, gelangt der Sperrbefehl des Komparators 66 über die Verzögerungsschaltung 78 zu der als Treiberstufe dienenden Verstärkerschaltung 79 der Regler-Endstufe 21. Die Verstärkerschaltung 79 schaltet um. Aus der Verstärkerschaltung 79 wird über die Leitung 101 ein Signal ausgekoppelt, daß dem für diesen Betriebszustand notwendigen Stellgliedsignal (Endstufenpotential) entspricht. Für diesen Betriebszustand ist also das Endstufen-Vorgabesignal "H". Dieses "H" gelangt an den einen Eingang der UND-Schaltung 102. Setzt man voraus, daß im Zeitbereich vor dem Umschalten des Komparators 66 die Anzeige-Endstufe 91 leitend war, liegt am Schaltpunkt 30 (DF) auch nach dem Vorhandensein des Endstufen-Vorgabesignals solange ein "L"-Signal, bis der Anzeige-Endstufen- Transistor 91 sperrfähig wird (bekanntlich benötigt jeder Transistor eine gewisse Zeit, um aus dem leitenden in den nicht leitenden Stand zu gelangen; hier geht es um die Sperrverzögerungszeit des Anzeige-Endstufen-Transistors 91). Durch dieses "L"-Signal am Schaltungspunkt 30 (DF) gelangt über den Inverter 82 und die Leitung 103 ein zweites "H"- Signal an die UND-Schaltung 102. Damit wird die Schaltverzögerungsstufe 104 angesteuert. Damit kann auch die Schaltverzögerungsstufe 104 benötigte Schaltverzögerungszeit angegeben werden. Sie muß größer sein als die maximal mögliche Sperrverzögerungszeit des Anzeige- Endstufen-Transistors 91. Im Ausführungsbeispiel wurde die Schaltverzögerungszeit der Schaltverzögerungsstufe 104 zu 60 µsek festgelegt.

2. Fig. 3a - Endstufe kurzgeschlossen

Bei kurzgeschlossener Regler-Endstufe 21 steigt die Bordnetzspannung über die Regelspannung hinaus an. Dieser Vorgang ist abhängig vom Ladezustand der Batterie 52, von der momentanen Belastung des Bordnetzes durch die Verbraucher 54 und von der Drehzahl des Generators 10. Die mit Hilfe des Referenzspannungsteilers 64 am Komparator 78 eingestellte Regelspannung wird überschritten. Damit wird der gleiche Schaltungsablauf ausgelöst, wie er oben im Abschnitt 1 beschrieben ist. Als Vorgabesignal erscheint über die Leitung 101 am Eingang der UND-Schaltung 102 ein "H"-Signal. Da die Regler-Endstufe 91 kurzgeschlossen ist, folgt das Potential am Anschluß 30 (DF) nach der maximal möglichen Sperrverzögerungszeit nicht dem Vorgabesignal 101. Nach dem Überschreiten der Schaltverzögerungszeit der Schaltverzögerungsstufe 104 wird die Anzeige-Endstufe 91 angesteuert. Die Anzeigelampe 59 leuchtet auf.

3. Fig. 4 - intakte Anlage

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 stellt eine Erweiterungsmöglichkeit des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3a dar. Auch dieses Ausführungsbeispiel ist kompatibel und kann in serienmäßige Spannungsregler zum Überwachen der Funktion der Regler-Endstufe eingesetzt werden.
Wird durch eine Belastung des Bordnetzes durch die Verbraucher 54 die am Komparator 66 eingestellte Regelspannung unterschritten, läuft der Vorgang, der oben im Abschnitt 1 beschrieben ist, in umgekehrter Richtung ab. Das Vorgabesignal 101 schaltet auf "L" um. Damit gelangt über den Inverter 106 ein "H"-Signal an die UND-Schaltung 107. Nach dem Verstreichen der maximalen Einschaltverzögerungszeit des Anzeige-Endstufen-Transistors 91 folgt das Stellgliedsignal am Anschluß 24 (DF-Potential) dem vorgegebenen Signal. Bis zum Potentialwechsel am Schaltpunkt 24 (DF) liegt auch am zweiten Eingang der UND-Schaltung 107 ein "H"-Signal. Die Verzögerungsstufe 108 wird angesteuert. Die für die Verzögerungsschaltung 108 benötigte Schaltverzögerungszeit muß größer als die maximal mögliche Einschaltverzögerungszeit der Anzeige- Endstufe 91 sein.

4. Fig. 4 - Endstufentransistor unterbrochen

Bei unterbrochener Regler-Endstufe 21 unterschreitet die Bordnetzspannung die am Komparator 26 mit Hilfe des Referenzspannungsteilers 64 eingestellte Regelspannung. Das Vorgabesignal 101 schaltet - wie im Abschnitt 3 beschrieben - auf ein "L"-Signal um. Damit deckt am einen Eingang der UND-Schaltung 107 über den Inverter 106 ein "H"-Signal. Da der Endstufen-Transistor 21 nicht leitend ist, kann das Stellgliedsignal 24 (DF) dem Vorgabesignal 101 nicht folgen. Nach Ablauf der Schaltverzögerungszeit 108 wird die Anzeige-Endstufe 91 angesteuert, die Lampe 59 leuchtet auf.
Im folgenden wird die Funktion der weiteren Bauteile erläutert.

5. Kurzschluß der Anzeigelampe

Durch die Schaltung 111 zur spannungsabhängigen Strombegrenzung wird das Potential am Schaltpunkt 36 (H) über die Leitung 112 gemessen, das ergibt einen Referenzwert. Die Strombegrenzungsschaltung 111 regelt nun den Emitterstrom des Anzeige-Endstufen-Transistors 91 so weit herauf, daß die Leistung für den Kaltstrom der Anzeigelampe 59 zur Verfügung gestellt wird. Andererseits verändert die Strombegrenzungsschaltung 111 ein Ansteigen des Emitterstroms über einen vorbestimmten Wert hinaus, in dem Fall, daß die Anzeigelampe 59 beispielsweise durch Vertauschen der Lampenanschlüsse bei der Montage kurzgeschlossen wird.

6. Unterbrechung der Ladeleitung

Der Spannungsregler steuert die Erregerleistung stets so, daß die Ausgangsspannung am Punkt 129 (B+/GEN) eingehalten wird. Der Spannungsregler kann zunächst nicht feststellen, ob die Ladeleitung, also die Zuleitung zur Batterie 52, unterbrochen ist. Ist diese Zuleitung zur Batterie 52 nun unterbrochen, dann geht das Potential an der Klemme 15, also am Anschlußpunkt 39, langsam herunter, weil die Batterie 52 ja nicht geladen wird. Wenn das Potential am Fahrschalter 56 einen vorbestimmten Betrag unter der Ladespannung liegt - im Ausführungsbeispiel 2 Volt unter 14,5 Volt - dann wird über die Endstufe 91 die Anzeigelampe 59 eingeschaltet.

7. Unterbrechung Fühlerleitung

Wenn die Leitung im Bereich des Anschlußpunktes 129 (B+/GEN) also die Fühlerleitung zum Batterie-Ausgang des Generators 10, unterbrochen ist, dann fehlt dem Spannungsregler der Sollwert. Infolgedessen würde der Generator 10 voll erregt und die Ladespannung würde immer weiter ansteigen. Mit Hilfe der Schaltstufe 122 wird dann, wenn das Schaltglied 72 infolge einer Unterbrechung kein Signal mehr abgibt, der Komparator 66 so gesperrt, daß auch die Regler-Endstufe 21 gesperrt wird. Damit wird eine Zwangsentregung des Generators 10 erreicht.

8. Verhinderung einer Fehlanzeige bei intakter Anlage

Wenn eine Last 54 ( Fig. 1) mit hohem Stromverbrauch eingeschaltet ist, wird der Generator 10 stark erregt. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Batterie 52 (Fig. 1) voll geladen ist. Wird unter diesen Bedingungen die Last 54 abgeschaltet, dann fließt der Verbraucher-Strom als Ladestrom weiter in die Batterie 52. Die Spannung an den Klemmen der Batterie 52 steigt infolgedessen stark an. Daraufhin schaltet der Spannungsregler über den Endstufen-Transistor 21 die Erregung des Generators 10 ab. Der Generator bleibt dann über eine längere Zeit gänzlich entregt. Dieser Umstand täuscht der Anzeigeschaltung eine Erregungsunterbrechung vor. Wenn nun das Potential am Erkennungs-Anschluß D+ und damit am Punkt 29 sinkt, wird über den Spannungsteiler 135, 136 der Entkopplungstransistor 144 langsam leitend. Damit gerät aber auch der Transistor 133 in seinen leitenden Zustand. Damit wird die Parallelschaltung aus dem Widerstand 132 und dem Arbeitswiderstand der Arbeitsstrecke des Transistors 133 kleiner. Infolgedessen wird der Spannungsteiler 131, 132 verstimmt. Über die Leitung 143 wird damit dem Komparator 66 ein kleinerer Istwert vorgegeben. Die Folge davon ist, daß über den Endstufentransistor 21 eine geringe Erregung aufrechterhalten wird, die verhindert, daß der Erkennungs-Ausgang D+ unter einen vorgegebenen Wert absinkt. Die Schaltschwelle 67 wird damit nicht unterschritten. Die erforderlichen Bauteile für diese Maßnahme sind in dem Bauteil 142 der Nachregelschaltung enthalten.
Zwischen dem Erkennungs-Eingang D+ und Masse D- ist ein ohmscher Widerstand 138 angeschlossen, der einen Wert von etwa 1 Kiloohm hat. Der Widerstand 138 liegt parallel zum hochohmigen Eingang der Nachregelschaltung 142; der Eingangswiderstand liegt in der Größenordnung von 20 Kiloohm. Durch die Exemplarsteuerung oder infolge unterschiedlicher Kühlverhältnisse haben die Hauptstromdioden 12 des Gleichrichtersystems unterschiedliche Leckströme. Wenn der Generator 10 stillsteht, soll dies durch die Anzeigeschaltung angezeigt werden. Höhere Leckströme könnten aber an einem hohen Eingangswiderstand der Anzeigeschaltung dazu führen, daß die Schaltschwelle 67 nicht unterschritten wird. Mit Hilfe des Widerstands 138 werden die Leckströme abgeleitet, so daß eine Anzeige ordnungsgemäß erfolgt.

9. Verhinderung von Zerstörungen beim Abschalten von induktiven Verbrauchern

Wenn starke induktive Verbraucher mit dem Fahrschalter 56 abgeschaltet werden, muß der induktive Strom weiterfließen können. Der Strom sucht sich seinen Weg von der Masse D- über den Endstufentransistor 21 und die Freilaufdiode 42 zum Anschluß 39 (Klemme 15). Die Arbeitsstrecke des Endstufen-Transistors 21 wäre für diesen Strom aber in Sperrrichtung gepolt. Die hohe Spannung, die sich dann aufbauen würde, würde den Endstufen-Transistor 21 zerstören. Um eine solche Zerstörung zu verhindern, ist eine Freilaufdiode 139 vorgesehen, die über die Arbeitsstrecke des Endstufen-Transistors 21 geschaltet ist. Zweckmäßigerweise ist diese Freilaufdiode auf dem Chip des Endstufen-Transistors 21 integriert.
Ist nun aber die Verwendung von dem Anschluß 39 zur Klemme 15 infolge eines Defekts unterbrochen, sucht sich der induktive Strom seinen Weg zur Klemme 15 auf andere Weise. Die infolge des Abschaltens der induktiven Last aufgebaute hohe Spannung liegt auch über den Endstufentransistor 91 der Anzeigeschaltung. An sich läge es nahe, auch hier eine Freilaufdiode einzubauen. Dies vermeidet sich aber, weil der Transistor 91 ein Kleinleistungstransistor mit entsprechend dünnen Anschlußdrähten ist. Die dünnen Anschlußdrähte könnten den Anschaltstrom nicht aufnehmen und würden durchschmelzen. Aus diesem Grund muß dieser Strompfad gesperrt werden. Dies geschieht durch die Diode 141, die in die Kollektor-Zuleitung des Endstufen-Transistors 91 in Serie geschaltet eingebaut und für den induktiven Strom in Sperrichtung gepolt ist.

Claims

1. Batterieladesystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge,

1. mit einem Wechselstromgenerator, der enthält

1.1 ein Erregersystem,

1.2 einen Hauptgleichrichter zur Speisung einer Batterie,

1.3 einen unbelasteten Zusatzgleichrichter,

2. mit einem Halbleiter-Spannungsregler zum Konstanthalten der Generatorspannung, der einen in Reihe zur Erregerwicklung liegenden Leistungsschalter hat,

3. mit einer Ladekontrolleinrichtung, welche

3.1 einen Signalgeber zur Erkennung des Schaltzustandes des Leistungsschalters,

3.2 eine erste Schwellwertstufe zur Erkennung eines Mindestwertes der Generatorspannung, und

3.3 eine zweite Schwellwertstufe zur Erkennung einer um einen bestimmten Wert über dem Regelsollwert liegenden Ladespannung hat,

4. und mit einer logischen Verknüpfungsschaltung, welche eine nachgeschaltete Anzeige nur auslöst, wenn der Leistungsschalter stromleitend und die Generatorspannung nicht größer als der Schwellwert der ersten Schwellwertstufe ist, oder die Ladespannung den Regelsollwert über den bestimmten Betrag hinaus übersteigt,

dadurch gekennzeichnet, daß der eine Signaleingang der ersten Schwellwertstufe mit dem Zusatzgleichrichter, und der eine Signaleingang der zweiten Schwellwertstufe mit einem Anschlußpunkt in der Ladeleitung verbunden ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwellwertstufe (67) bei einem Mindestwert der Generatorspannung (u _g) anspricht, welche über dem allein von der Remanenz des Erregersystems bei Höchstdrehzahl des Generators hervorgerufenen Spannungswert (u _rmax) liegt.

3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der ersten Schwellwertstufe (67) und einer dritten Schwellwertstufe (68), die zur Erkennung eines um einen bestimmten Wert (Δ u ₁) unter dem Regelsollwert (u _r) liegenden Ladespannung (u- Δ u ₁) dient, einer logischen UND-Schaltung (80) zugeführt sind, welche eine Anzeige nur auslöst, wenn die Generatorspannung (u _g) nicht größer als der Schwellwert der ersten Schwellwertstufe (67) und die Ladespannung (u _s) kleiner als der Schwellwert der weiteren Schwellwertstufe (68) ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden UND-Schaltungen (85, 80) der ersten Schwellwertstufe (67) mit dem Signalgeber (82) und der dritten Schwellwertstufe (68) ein Zeitverzögerungsglied (86) nachgeschaltet ist, dessen Verzögerungszeit mindestens der Anstiegzeit der Spannung am Fehlererkennungsanschluß (D+) von der minimal möglichen Remanenzspannung zur maximal möglichen Remanenzspannung bei minimaler Betriebsdrehzahl des Generators entspricht.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch der UND-Schaltung (83) des Signalgebers (82) mit der Überspannung an der Batterie erfassenden zweiten Schwellwertstufe (69) ein Zeitverzögerungsglied ( 86) nachgeschaltet ist.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzgleichrichter (D+) des Generators mit dem Signaleingang einer vierten, die Anzeigevorrichtung (59) ansteuernden Schwellwertstufe (70) verbunden ist, deren Schwellwert über jenem der die Batterie-Überspannung erfassenden Schwellwertstufe (69) liegt.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzgleichrichter (D+) mit dem Signaleingang einer fünften Schwellwertstufe (71) verbunden ist, deren Schwellwert größer als jener der vierten Schwellwertstufe (70) ist, und daß die Ausgangssignale dieser beiden Schwellwertstufen (70, 71) einer vierten UND-Schaltung (84) zugeführt sind, welche eine Anzeige unterdrückt, wenn die Schwellwertstufe (71) angesprochen hat.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzgleichrichter (D+) mit dem Signaleingang einer Sicherheitsstufe (76 ) verbunden ist, welche den Leistungsschalter (21) im Regler sperrt, wenn bei Unterbrechung der Ladeleitung die Spannung (U _g) am Fehlererkennungsanschluß (D+) über einen vorgegebenen Wert ansteigt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsstufe (76) auf den Schwellwert eines den Leistungsschalter steuernden ersten Komparators (66) einwirkt, dessen einer Signaleingang mit einem Punkt der Ladeleitung (57 bzw. B+) und dessen anderer Signaleingang mit einem Referenzspannungsteiler (64 ) verbunden ist.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (59) von einem zweiten Komparator (94) angesteuert wird, dessen erster Signaleingang mit der Spannungsversorgung (62) und dessen zweiter Signaleingang mit einem weiteren batteriespannungsabhängigen Strompfad Verbindung hat.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Signaleingang des zweiten Komparators (94) wenigstens über die Anzeigevorrichtung (59) mit dem der Batterie (52) abgekehrten Anschluß (57) des Zündschalters (56) und der zweite Signaleingang des zweiten Komparators (94) sowohl mit der Erregerwicklung (16) des Generators (10) als auch mit dem vorerwähnten Anschluß (57) des Zündschalters (56) Verbindung hat.

12. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Signaleingang des zweiten Komparators (94) mit dem zwischen dem Zündschalter (56) und der Batterie (52) vorhandenen Verbindungspunkt (50) und der zweite Signaleingang des zweiten Komparators (94) sowohl mit der Erregerwicklung (16) des Generators (10) als auch mit dem der Batterie (52) abgewandten Anschluß (57) des Zündschalters (56) Verbindung hat.

13. Batterieladesystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

- die der Regler-Endstufe (21) vorgeschaltete Verstärkerschaltung (79) weist einen Signalausgang auf, der mit dem einen Eingang einer UND-Schaltung (102) verbunden ist,

- der andere Eingang der UND-Schaltung (102) ist mit dem Ausgang des Signalgebers (82) verbunden,

- der Ausgang der UND-Schaltung (102) ist über eine Schaltverzögerungsstufe (104) mit einer ODER-Schaltung (88) verbunden,

- die ODER-Schaltung (88) ist weiter mit dem Ausgang des Zeitglieds (86) verbunden.

14. Batterieladesystem nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

- das Zeitglied (86) ist mit demAusgang eines Differenzverstärkers (125) verbunden,

- der eine Eingang des Differenzverstärkers (125) liegt - gegebenenfalls über einen Widerstand (44) - an der Ladeleitung (129, B+) des Generators (10),

- der andere Eingang des Differenzverstärkers (125) liegt - gegebenenfalls über einen Entkopplungswiderstand (126) - an der der Batterie (52) abgewandten Klemme (57/39) des Zündschalters (56).

15. Batterieladesystem nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

- die Anzeigevorrichtung (59) wird über eine Anzeige-Endstufe (91) gesteuert,

- in der Minusleitung (114) der Anzeige-Endstufe (91) liegt ein Meßwiderstand (115),

- mit den Enden des Meßwiderstands (115) sind die Eingänge einer Meßverstärkerstufe (116) verbunden,

- mit dem Minusanschluß (36) der Anzeigevorrichtung (59) ist - gegebenenfalls über einen Entkopplungswiderstand (35) - der Eingang (112) einer Verstärkerstufe (113) verbunden,

- die Ausgänge der Verstärkerstufen (113, 116) sind einem Komparator (117) zugeführt,

- der Ausgang des Komparators (117) ist mit einem weiteren Eingang (118) eines die ODER-Schaltung (88) enthaltenden Schaltglieds (89) verbunden.

16. Batterieladesystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

- es ist ein Schaltglied (72) mit temperaturabhängiger Schaltschwelle vorgesehen,

- der Eingang (28) des Schaltglieds (72) ist mit dem Batterieladeanschluß (129, B+) des Generators verbunden,

- der Ausgang (121) des Schaltglieds (72) ist mit dem Eingang eines Komparators (66) und mit dem Eingang einer zum Erfassen der Unterbrechung der Fühlerleitung (28) dienenden Schaltstufe (122) verbunden,

- es ist ein Schaltteil (76) zur Notregelung vorgesehen,

- der Eingang des Schaltteils (76) ist - gegebenenfalls über weitere Bauelemente - mit dem Plusanschluß (D+) des Zusatzgleichrichters (14) verbunden,

- der Ausgang der Schaltstufe (122) und der Ausgang des Schaltteils (76) sind mit Eingängen einer ODER-Schaltung (123) verbunden,

- der Ausgang der ODER-Schaltung (123) ist mit einem Eingang (124) des Komparators (66) verbunden.

17. Batterieladesystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

- der Ausgang einer weiteren Schaltverzögerungsstufe (108) ist mit einem weiteren Eingang der ODER-Schaltung (88) verbunden,

- der Eingang der Schaltverzögerungsstufe (108) liegt am Ausgang einer UND-Schaltung (107),

- der eine Eingang der UND-Schaltung (107) ist mit dem Plus- Anschluß (24, DF) der Erregerwicklung (16) verbunden,

- der andere Eingang der UND-Schaltung (107) ist über einen Inverter (106) mit einem Signalausgang der Vorverstärkerschaltung (79) verbunden.

18. Batterieladesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem einen Komparator (66) enthaltenden Spannungsregler, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

- das Schaltglied (72) enthält einen Spannungsteiler mit Widerständen (131, 132),

- einem der Widerstände (132) ist die Arbeitstrecke eines Transistors (133) parallelgeschaltet,

- die Steuerstrecke des Transistors (133) liegt - gegebenenfalls über weitere in einem Baustein (137) enthaltene Bauelemente - am Abgriff eines in einem weiteren Schaltteil (134) enthaltenen Spannungsteilers mit Widerständen (135, 136),

- der Eingang des weiteren Schaltteils (134) ist an einen Anschluß (29), der mit dem Zusatzgleichrichter (D+) in Verbindung steht, angeschlossen.

19. Batterieladesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein ohmscher Widerstand (138) zwischen den Plusanschluß (D+) des Zusatzgleichrichters (14) und den Masseanschluß (D-) geschaltet ist.

20. Batterieladesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Arbeitsstrecke der Regler-Endstufe (21) eine Freilaufdiode (139) geschaltet ist.

21. Batterieladesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufdiode (139) auf dem Chip des Endstufen-Transistors (21) integriert ist.

22. Batterieladesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Serie zur Arbeitsstrecke der Anzeige-Endstufe (91) eine Durchlaßdiode (141) geschaltet ist.

23. Batterieladesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßdiode (141) auf dem Chip der Anzeige-Endstufe (91) integriert ist.