DE3742312A1 - Tiefentladeschutz fuer kfz-startbatterien, insbesondere bei personenkraftwagen - Google Patents

Description

In Personenkraftwagen hat die Startbatterie gleichzeitig die Funktion als Bordnetzbatterie zu übernehmen. Dies birgt die Gefahr in sich, daß nach abgestelltem Fahrzeug durch bewußt oder unbewußt eingeschaltet belassene Verbraucher wie Be­ leuchtung oder Zusatzgeräte die Startbatterie tiefentladen wird. Der nächste Fehlstart ist hierdurch vorprogrammiert. Für die Praxis bedeutet dies ein erhebliches Betriebssicher­ heitsrisiko, wie es durch liegengebliebene oder abgeschlepp­ te Fahrzeuge mannigfach belegt ist.

Aus der Sicht der Fahrpraxis ist festzustellen, daß der Start­ batterie in ihrer Funktion als Starthilfe Vorrang gegenüber der Bordnetzversorgung zu geben ist. Demzufolge sind Schutz­ maßnahmen notwendig, die ein Tiefentladen durch das Bordnetz zuverlässig verhindern.

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, die den Fahrer optisch oder akustisch an versehentlich eingeschaltet belassene Bord­ netzverbraucher erinnern sollen. Hierzu wurden folgende Pa­ tentschriften ermittelt:

DE 26 05 114 C2, DE 30 17 277 C2, DE 29 40 283 C2, DE 21 64 553 C3, DE 28 46 751 B2, DE 27 08 711 B2, DE 26 49 348 B2.

Alle Verfahren dienen demselben Ziel, Tiefentladungen der Startbatterie durch das Bordnetz zu verhindern. Diese Verfah­ ren, durchweg als Warneinrichtungen bezeichnet, sind zwar als nützliche Zusatzeinrichtungen zu bewerten, bieten jedoch nur begrenzten Schutz, da ihre Wirkung effektiv von der Aufmerk­ samkeit des Fahrers abhängt. Außerdem erfassen diese Warn­ einrichtungen jeweils nur einen Stromkreis. Mit zunehmender Anzahl der zu überwachenden Stromkreise müssen unterschied­ liche akustische und optische Signale erzeugt werden. Auch hierzu sind Verfahren bekannt, die jedoch der Übersicht und Wirtschaftlichkeit entgegenwirken.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß Warneinrichtungen allein Tiefentladungen der Startbatterie aus dem Bordnetz nicht verhindern können.

Erfindungsgemäß liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neues umfassendes Schutzsystem für Pkw- Startbatterien zu schaffen, welches folgende praxisorientier­ te Bedingungen erfüllt:

Uneingeschränkte Benutzbarkeit aller nach abgezogenem Zünd­ schlüssel einschaltbarer Bordnetzverbraucher und Zusatzgerä­ te wie z. B. Funkanlage, Autotelefon (Fig. 1).

Alle wesentlich eingeschaltet belassene Verbraucher dür­ fen nicht zur Tiefentladung der Startbatterie führen.

Sicherstellung von stets ausreichender Startenergie durch ex­ akt definierte Begrenzung der Stromentnahme.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach abgezogenem Zünd­ schlüssel automatisch eine Batteriespannungsmessung aktiviert wird. Bei Unterschreitung einer gewissen Spannungsgrenze wird das gesamte Bordnetz über ein Lastrelais abgetrennt (Fig. 1). Der Abschaltpunkt ist so gewählt, daß einerseits eine mög­ lichst lange Stromentnahme durch das Bordnetz gegeben ist, andererseits für den nächsten Start noch ausreichende Ener­ giereserven sichergestellt sind. Den praktischen Erforder­ nissen nach unbedenklichem Bordnetzverbrauch bei gleichzei­ tiger Sicherstellung ausreichender Startenergie wird hier­ durch voll entsprochen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist eine spezielle Schal­ tung erforderlich, die in einem Ausführungsbeispiel folgend näher beschrieben wird (Fig. 2).

Nach erfolgtem Start und Erreichen der Nenndrehzahl der Licht­ maschine wird Relais K 1 erregt. Über seinen Arbeitskontakt und die RC-Kombination R 9/C 1 erhält das bistabile Kipprelais K 2 seinen Einschaltwischimpuls. Das Bordnetz ist hiermit an die Stromversorgung angekoppelt (Fahrbetrieb). Nach ab­ gezogenem Zündschlüssel verbleibt Relais K 2 zunächst in seiner Fahrbetrieb-Stellung. Relais K 1 fällt ab und akti­ viert über einen Ruhekontakt die Batteriespannungsmessung. Der als Komparator geschaltete Verstärker V 1 vergleicht nun fortlaufend die Batteriespannung (Istspannung) mit der durch R 1 einstellbaren Sollspannung (Abschaltpunkt). Der Abschaltpunkt sollte im Interesse hoher Startreserve nicht tiefer als 1,7 V/Zelle eingestellt werden. Wird der Sollwert bzw. Abschaltpunkt durch die Batteriespannung unterschrit­ ten, gibt V 1 einen negativen Spannungsimpuls ab. Durch die unsymmetrische Spannungsversorgung von V 1 verbleibt am Aus­ gang eine Restspannung. Diese wird von der Zenerdiode Z 1 unterdrückt. Der Transistor T 1 invertiert seinen Steuerim­ puls und koppelt ihn über Transistor T 2 aus. Das Lastrelais K 2 kippt nun in seine zweite stabile Lage und trennt das Bordnetz über seinen Kontakt ab. Erst beim nächsten Start, wenn die Lichtmaschine Nenndrehzahl erreicht hat, kippt Re­ lais K 2 wieder in seine Normal- bzw. Fahrbetriebstellung. Das Lastrelais K 2 ist bewußt als bistabiles Kipprelais ge­ wählt, um den bei normalen Lastrelais erforderlichen Hal­ testrom zu vermeiden. Der Strom während der Batteriespan­ nungs-Meßphase liegt im Ausführungsbeispiel bei 25 mA.

Claims (4)

1. Tiefentladeschutz für Kfz-Startbatterien, insbesondere bei Personenkraftwagen, dadurch gekennzeichnet, daß nach abgezogenem Zündschlüssel eine Tiefentladung der Startbatterie durch versehentlich oder bewußt eingeschaltet belassene Bordnetzverbraucher zu­ verlässig verhindert ist.

2. Tiefentladeschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine neue Schaltung (Fig. 2) die Entladung der Startbatterie durch Bordnetzverbraucher der­ art begrenzt, daß stets eine ausreichende Startenergie si­ chergestellt ist.

3. Tiefentladeschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Schaltung jeweils nach abgezogenem Zündschlüssel die Startbatterie auf ihren Span­ nungswert überwacht, das Bordnetz bei Unterschreitung einer einstellbaren Spannungsgrenze über ein bistabiles Kippre­ lais von der Startbatterie abtrennt und erst beim nächsten Start bei Nenndrehzahl der Lichtmaschine wieder zuschaltet.

4. Tiefentladeschutz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung in der Meßphase einen Strom von 30 mA aufnimmt.