DE2656148A1 - THREE STAGE ELECTRONIC CHARGE INDICATOR, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLE BATTERIES - Google Patents
THREE STAGE ELECTRONIC CHARGE INDICATOR, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLE BATTERIESInfo
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Description
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10. Dezember 1976 ■ Akte: PGm 23 199December 10, 1976 ■ File: PGm 23 199
Societe Anonyme AUTOMOBILES CITROEN PARIS Cedex 15 (Frankreich)Societe Anonyme AUTOMOBILES CITROEN PARIS Cedex 15 (France)
Dreistufiger elektronischer Ladungsanzeiger, insbesondere für KraftfahrzeugbatterienThree-stage electronic charge indicator, in particular for motor vehicle batteries
üblicherweise sind Automobile mit einem thermisch arbeitenden die Spannung an den Klemmen der Batterie.anzeigenden Voltmeter ausgerüstet, dessen Zifferblatt in drei Bereiche mit verschiedenen Farben aufgeteilt ist, wobei jeder Bereich einem Zustand ungenügender Ladung» einem normalen Ladezustand bzw. einem Zustand der Überladung entspricht.Usually automobiles are thermally operating with the voltage on the terminals of the battery is divided into three areas with different colors, each area an insufficient charge state »a normal state of charge or a state corresponds to the overload.
Die Verstellung des Zeigers über dem Zifferblatt zieht aber nicht in genügender Weise die Aufmerksamkeit des Fahrers auf sich, so daß dieser häufig keine Kenntnis von einem anomalen Ladezustand der Batterie nimmt, was deren Zerstörung zur Folge hat.The adjustment of the pointer over the dial is not enough Get the driver's attention so that they often don't Becomes aware of an abnormal state of charge of the battery, resulting in its destruction has the consequence.
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a' -«--J- """e tzrr re'psnrecher sind urwerfiindhch.a '- «- J-""" e tzrr re'psnrecher are original.
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Zur Vermeidung dieses Nachteiles sind elektronische Vorrichtungen mit Auslöseschwelle vorgeschlagen worden, die das Aufleuchten oder Erlöschen einer oder mehrerer Leuchtsignale im Fall eines anomalen Ladungszustandes der Batterie auslösen. Bisher gebaute derartige Vorrichtungen weisen zwei Auslöseschwellen auf, und zwar eine einen ungenügenden Ladezustand entsprechende untereAuslöseschwelle und eine einen Zustand der überladung entsprechende obere Auslöseschwelle.To avoid this disadvantage, electronic devices are included Trip level has been proposed that will light up or go out trigger one or more light signals in the event of an abnormal state of charge in the battery. Such devices have been built to date have two trigger levels, one insufficient Lower triggering threshold corresponding to the state of charge and a an upper triggering threshold corresponding to the condition of the overload.
Da jedoch die untere Auslöseschwelle einen ausreichend hohen Wert aufweisen muß, um die Batterie gegen einen Zustand ungenügender Ladung wirksam zu schützen, kann gelegentlich der Fall eintreten, daß die untere Auslöseschwelle im Motor-Leerlauf dann erreicht wird, wenn die Zahl der eingeschalteten elektrischen Verbraucher groß ist. Dem Fahrer wird dann ein Alarmzeichen vermittelt, das unangebracht ist, weil die Spannung an den Klemmen der Batterie sofort einen normalen Wert annimmt, wenn die Motordreh?ahl zunimmt.However, since the lower triggering threshold have a sufficiently high value must, in order to effectively protect the battery against a condition of insufficient charge, the case may occasionally occur that the lower triggering threshold in engine idling is reached when the Number of electrical consumers switched on is large. The driver is then given an alarm signal that is inappropriate because the Voltage at the terminals of the battery immediately assumes a normal value, when the engine speed increases.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Anzeigegerät mit Auslöseschwellen zu schaffen, das den vorstehend beschriebenen Nachteil der bekannten i.'o> ti· htungen vermeidet.The invention has for its object to provide an electronic display device with trigger levels, which avoids the above-described disadvantage of the known i .'o> ti · htungen.
Das erfindungsgemä'fie Anzeigegerät kennzeichnet sich dadurch, daß es eine Einrichtung aufweist, welche abhängig davon gesteuert wird, daß die untere Auslöseschwelle bereits erreicht wurde oder nicht und die den Wert dieser Auslöseschwelle dergestalt abändert, üat er nach der: Erreichen der Au'jlöseschwelle kleiner als vor dem Erreichen der Auflösesch„e„eist. 709825/0919 The display device according to the invention is characterized in that it has a device which is controlled as a function of whether the lower triggering threshold has already been reached or not and which changes the value of this triggering threshold in such a way that it becomes smaller after the triggering threshold has been reached than before reaching the dissolution rate. 709825/0919
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Wenn die Ladespannung ansteigt, hat die untere Auslöseschwelle zum Beispiel einen Wert V-.. Wird dieser Wert erreicht, erfolgt beispielsweise das Erlöschen eines Leuchtsignals und gleichzeitig die Herabsetzung der Auslöseschwelle auf einen Wert V2. Wenn sich in der Folge die Spannung wieder verringert, wird das Leuchtsignal erst dann wieder eingeschaltet, wenn die Spannung kleiner als der Wert V^ wird, welcher selbst niedriger als V, ist. Im Falle der Belastung der Batterie des Kraftfahrzeuges wird auf diese Weise ein unangebrachtes Einschalten der Leuchtsignd'le vermieden, wenn der Motor im Leerlauf läuft und der Fahrer beispielsweise die Lichthupe betätigt.When the charging voltage increases, the lower triggering threshold has to Example a value V- .. If this value is reached, for example the extinction of a light signal and, at the same time, the lowering of the triggering threshold to a value V2. If in the episode If the voltage is reduced again, the light signal is only switched on again when the voltage is less than the value V ^, which itself is lower than V i. In the event that the battery of the motor vehicle is loaded, this results in an inappropriate switch-on the luminous signals avoided when the engine is idling and the For example, the driver actuates the headlight flasher.
Die Vorrichtung kann einen an die Batterie und eine Bezugspannungsquelle angeschlossenen Vergleicher, sowie eine Einrichtung aufweisen, die durch die Spannung am Ausgang des Vergleichers gesteuert wird, um den Wert der mit der Spannung der Batterie verglichenen Spannung zu verändern. Dieser Vergleicher (Komparator) kann ein logischer Vergleicher sein.The device can have one connected to the battery and a reference voltage source connected comparator, as well as a device which is controlled by the voltage at the output of the comparator to change the value of the voltage compared to the voltage of the battery. This comparator (comparator) can be a logical comparator be.
Die von der Spannung am Ausgang des Vergleichers gesteuerte Einrichtung kann als Gegenkoppelungs-Widerstand ausgebildet sein, der einen Strom liefert, der von dem von der Bezugspannungsquelle erzeugten Strom abzuziehen ist.The device controlled by the voltage at the output of the comparator can be designed as a negative feedback resistor that carries a current supplies to subtract the current generated by the reference voltage source is.
Die Bezugsspannung kann von einer Zener-Diode geliefert werden, deren Durchbruchspannung diejenige der ansteigenden unteren Auslöseschwelle ist.The reference voltage can be supplied by a Zener diode, whose Breakdown voltage that of the rising lower trip threshold is.
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Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.A non-limiting embodiment is shown in the drawing and is described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein elektrisches Schaltschema der Vorrichtung;1 shows an electrical circuit diagram of the device;
Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zustandes des Vergleichers 1 a in Abhängigkeit vom Wert der Ladespannung und2 is a diagram to illustrate the state of the comparator 1 a depending on the value of the charging voltage and
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zustandes des Leuchtsignals entsprechend dem Wert der Ladespannung der Batterie.Fig. 3 is a diagram to illustrate the state of the Light signal corresponding to the value of the charging voltage of the Battery.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen logischen Vergleicher 1 ji auf, dessen einer Eingang über einen Widerstand 3 a mit dem positiven Pol der Batterie (Akkumulators) 2 eines Fahrzeuges verbunden ist, während sein anderer Eingang über einen Widerstand 4 a und eine Zener-Diode 5 a an die Masse angeschlossen ist. Die Widerstände 3 a und ·*, a < aben annähernd denselben Wert in der Größenordnung vcn einigen zehntausend Ohm. Die beiden Eingänge des Vergleichers 1 a stehen außerdem miteinander über einen Widerstand 6 <a in Verbindung, dessen Wert niedriger ist und nur einige Ohm beträgt.As shown in FIG. 1, the device according to the invention has a logic comparator 1 ji, one input of which is connected to the positive pole of the battery (accumulator) 2 of a vehicle via a resistor 3 a, while its other input is connected via a resistor 4 a and a Zener diode 5 a is connected to ground. The resistances 3 a and *, a < have approximately the same value in the order of magnitude of a few tens of thousands of ohms. The two inputs of the comparator 1 a are also connected to one another via a resistor 6 <a, the value of which is lower and is only a few ohms.
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Schließlich ist der Ausgang des Vergleichers 1 a mit dessen zweiten Eingang über einen Widerstand 7 mit hohem Wert in der Größenordnung von etwa hundert Millionen Ohm verbunden.Finally, the output of the comparator 1 is a with its second Input connected through a high value resistor 7 of the order of a hundred million ohms.
Wenn die Lichtmaschine des Fahrzeuges die Batterie 2 zu laden beginnt und die Batteriespannung kleiner als die Durchbruchspannung der Zener-Diode 5 a ist, sind die beiden an die Eingänge des Vergleichers 1 £ angelegten Ströme infolge des niedrigen Wertes des Widerstandes 6 j* gleich groß. Diesem Widerstand kommt nur die Aufgabe zu, den Strom in der Zener-Diode 5 £zu begrenzen, wenn diese leitend ist. Der Ausgang des Vergleichers ist im Zustand Null (Fig. 2).When the vehicle's alternator starts charging battery 2 and the battery voltage is less than the breakdown voltage of the Zener diode 5 a, the two are connected to the inputs of the comparator 1 £ applied currents due to the low value of the resistance 6 j * same size. This resistor only has the task of limiting the current in the Zener diode 5 £ when it is conducting. Of the The output of the comparator is in the zero state (FIG. 2).
Wenn die mit der Zeit zunehmende Spannung der Batterie 2 den Wert V-. erreicht, entsprechend der Durchbruchspannung der Zener-Diode 5 <ϊ, wird diese leitend. Von diesem Moment an behält die Spannung ani zweiten Eingang des Vergleichers 1 a^ den Wert V,. Wenn sich anschließend die Spannung der Batterie 2 weiter erhöht, steigt in gleichem Maße die Spannung am ersten Eingang des Vergleichers, der auf diese Weise in den Zustand EIN gelangt.If the voltage of the battery 2, which increases with time, is V-. reached, corresponding to the breakdown voltage of the Zener diode 5 <ϊ, this becomes conductive. From that moment on, the tension remains ani second input of the comparator 1 a ^ the value V ,. If then If the voltage of the battery 2 increases further, the voltage at the first input of the comparator rises to the same extent becomes ON.
Befindet sich der Vergleicher 1 a im Zustand EIN, gelangt von seinem Ausgang an seinen zweiten Eingang über den zwischenliegenden Widerstand 7 ein Strom, der in Abzug von demjenigen kommt, der über den Widerstand 4 a ankommt. Die Spannung an diesem zweiten Eingang verringert sich plötzlich, wodurch der Vergleicher im Zustand EIN blockiert wird. .If the comparator 1 a is in the ON state, a current passes from its output to its second input via the intermediate resistor 7, which is subtracted from that which arrives via the resistor 4 a . The voltage at this second input suddenly decreases, which blocks the comparator in the ON state. .
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Sinkt im weiteren Verlauf die Spannung der Batterie 2, geht der Vergleicher wieder in den Zustand NULL mit einer Spannung V„ über, die niedriger als V1 ist infolge des Gegenkopplungsstromes, der über den Widerstand 7 zum zweiten Eingang gelangt. Der Unterschied zwischen den Spannungen V1 und V2 ist umso größer, je kleiner das Verhältnis der Werte der Widerstände 7 und 4 a_ ist.If the voltage of the battery 2 falls in the further course, the comparator returns to the ZERO state with a voltage V ″ which is lower than V 1 as a result of the negative feedback current that reaches the second input via the resistor 7. The difference between the voltages V 1 and V 2 is greater, the smaller the ratio of the values of the resistors 7 and 4 a_ .
Die Vorrichtung weist einen zweiten logischen Vergleicher 1 b auf, dessen Eingänge mit der Batterie durch Widerstände 3 b, 4 b und 6 Jd verbunden sind, die wie die Widerstände 3a, 4 a und 6 a angeschaltet sind, und durch eine Zener-Diode 5 Jj, deren Durchbruchspannung V3 höher als V1 ist. Ein Widerstand entsprechend dem Widerstand 7 ist nicht vorgesehen, so daß der Ausgang des Vergleichers 1 b NULL ist, wenn die Batteriespannung kleiner als oder gleich V3 ist, und in den'Zustand EIN gelangt, wenn diese Spannung höher als V3 wird.The device has a second logic comparator 1 b, the inputs of which are connected to the battery through resistors 3 b, 4 b and 6 Jd, which are connected like resistors 3a, 4 a and 6 a, and through a Zener diode 5 Jj whose breakdown voltage V 3 is higher than V 1 . A resistor corresponding to the resistor 7 is not provided, so that the output of the comparator 1 b is ZERO when the battery voltage is less than or equal to V 3 , and goes into the ON state when this voltage is higher than V 3 .
Der Ausgang des Vergleichers 1 J> ist an eine Umkehrstufe 8 angeschlossen. Der Ausgang dieser Umkehrstufe und derjenige des Vergleichers 1 a^ sind an die Eingänge eines Kreises 9 angeschlossen, dessen Ausgang ein Leuchtsignal 10 steuert, dergestalt, daß dieses Leuchtsignal erlischt, wenn dieser Ausgang im Zustand EIN ist, und aufleuchtet, wenn er im Zustand NULL ist.The output of the comparator 1 J> is connected to an inverter 8. The output of this inverter and that of the comparator 1 a ^ are connected to the inputs of a circuit 9, the output of which controls a light signal 10, such that this The light goes out when this output is in the ON state and lights up when it is in the ZERO state.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich deutlich aus dem Vorstehenden und ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.The operation of the device described is clear from the above and is shown schematically in FIG.
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Wenn die Spannung an den Klemmen der Batterie 2 niedriger als V, ist, befinden sich die Ausgänge der Vergleicher 1 ei und 1 b_ jeweils im Zustand NULL5 so daß sich von den beiden Eingängen des Kreises 9 der eine im Zustand NULL und der andere im Zustand EIN befindet. Der Ausgang dieses Kreises ist also im Zustand NULL und das Leuchtsignal 10 ist eingeschaltet.If the voltage at the terminals of the battery 2 is lower than V, the outputs of the comparators 1 ei and 1 b_ are each in the ZERO state 5 so that one of the two inputs of the circuit 9 is in the ZERO state and the other in the State is ON. The output of this circle is therefore in the ZERO state and the light signal 10 is switched on.
Wird die Spannung der Batterie 2 höher als Vp befinden sich die beiden Eingänge des Kreises 9 im Zustand EIN und das Leuchtsignal erlischt.If the voltage of the battery 2 is higher than Vp, the both inputs of the circuit 9 in the ON state and the light goes out.
Erhöht sich die Spannung der Batterie 2 weiter und erreicht den Wert Vq,.gelangt der Ausgang der Umkehrstufe 8 in den Zustand NULL; dasselbe ist beim Ausgang des Kreises 9 der Fall und das Leuchtsignai wird wieder eingeschaltet.If the voltage of the battery 2 increases further and reaches the value Vq, the output of the inverter 8 reaches the state ZERO; the same is the case at the exit of the circle 9 and the light signal is switched on again.
Wenn sich im weiteren Verlauf die Spannung der Batterie verringert, erlischt das Leuchtsignal 10 von neuem, wenn die Spannung niedriger als V3 wird. Wenn diese Spannung den Wert V, erreicht, bleibt der Ausgang des Vergleichers 1 a im Zustand EIN, wie es im Vorstehenden angegeben wurde, und das Leuchtsignal 10 bleibt erloschen.If the voltage of the battery decreases in the further course, the light signal 10 goes out again when the voltage is lower than V 3 . When this voltage reaches the value V 1, the output of the comparator 1 a remains in the ON state, as indicated above, and the light signal 10 remains extinguished.
Wenn schließlich die Spannung der Batterie 2 noch weiter abnimmt und den Wert V^ erreicht, geht der Ausgang des Vergleichers 1 a wieder in den Zustand NULL über; von den beiden Eingängen des Kreises 9 sindFinally, when the voltage of the battery 2 continues to decrease and reaches the value V ^, the output of the comparator 1 a goes back into the state NULL over; of the two entrances of the circuit 9 are
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von neuem der eine im Zustand NULL und der andere im Zustand EIN, so daß sein Ausgang in den Zustand NULL gelangt und das Leuchtsignal IO wieder aufleuchtet.again the one in the state ZERO and the other in the state ON, so that its output goes into the state ZERO and the light signal IO lights up again.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren.The invention is not limited to the embodiment described, but can experience any changes within its framework.
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