JPH04271236A - バッテリー充電状態に依存して電圧を制御する方法および制御装置 - Google Patents

バッテリー充電状態に依存して電圧を制御する方法および制御装置

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JPH04271236A
JPH04271236A JP3315708A JP31570891A JPH04271236A JP H04271236 A JPH04271236 A JP H04271236A JP 3315708 A JP3315708 A JP 3315708A JP 31570891 A JP31570891 A JP 31570891A JP H04271236 A JPH04271236 A JP H04271236A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は請求項１の上位概念に記
載の、電圧制御器が、発電機により形成され、バッテリ
ーの充電のためおよび負荷の給電のために必要な電圧を
制御する、バッテリー充電状態に依存して電圧を制御す
る方法、および発電機により形成され、バッテリーの充
電のためおよび負荷の給電のために必要な電圧を制御す
る電圧制御器を有し、バッテリー充電状態に依存して電
圧を制御する装置であって、前記電圧制御器は制御部、
有利にはマイクロコンピュータを有し、該制御部は少な
くとも１つの指示器と接続されており、かつ該制御部に
は少なくともバッテリー電圧と発電機の回転数が供給さ
れる、電圧制御装置に関する。
【０００２】自動車のバッテリーの充電状態が、クリテ
ィカルな走行状態のため、例えば低回転数での走行時に
高電力の負荷が同時に投入接続された場合、不所望の値
に低下し得ることが公知である。従い、信頼性の高い電
圧制御を行うために搭載電源網負荷状態およびバッテリ
ーの瞬時充電状態を識別し、考慮することが必要である
。従い例えば、ＤＥ−ＯＳ３２４３０７５にはバッテリ
ーの充電状態を種々異なる時間間隔で検出することが記
載されている。そのためにバッテリーは制御電子回路に
より短時間搭載電源網から分離され、検査抵抗により負
荷される。その際バッテリー端子間に形成される電圧は
、バッテリー温度を考慮してバッテリー充電状態に対す
る尺度として使用される。その際、バッテリーの充電状
態が許容値以下であることが識別されると、適切な手段
が取られる。例えば回転数が高められ、または負荷によ
る負荷値が低減される。これにより後続の走行時間中の
充電状態を改善することができる。
【０００３】この手段の欠点は、バッテリーを時折車両
搭載電源から分離しなければならないことである。その
他に、搭載電源網負荷がどの程度の大きさなのかという
情報がない。
【０００４】発明の利点 本発明の方法および本発明の装置は公知の手段に対して
、搭載電源網負荷もバッテリーの充電状態も別個に相互
に測定することができ、得られた測定結果を電圧制御の
際に直接考慮することができるという利点を有する。
【０００５】過度に高い搭載網電源負荷または過度に不
良のバッテリー充電状態が識別されると、この不所望の
状態を除去するために適切な手段が取られる。例えば運
転者に不必要な負荷を遮断すべきことが通報され、また
不必要な負荷を自動的に遮断することができる。さらに
機関動作を制御する制御装置によりアイドリング回転数
が高められる。
【０００６】別の実施例では、制御電圧が典型値以上に
高められる。しかしその際、過電圧に弱い負荷が投入接
続されていないかが考慮される。
【０００７】特に有利には、通常の動作状態において搭
載電源網負荷状態が検出され、バッテリー充電状態の検
出が制御電圧が僅かに低下したときのみ行うことができ
る。その際発電機は励磁状態に留まり、バッテリーを搭
載電源網から分離する必要はない。
【０００８】
【実施例】図１には１０により三相電流発電機が示され
ている。この発電機はブラシホルダを介して電圧制御器
１２と接続されている。さらに三相電流発電機１０は接
続端子＋Ｂを介して搭載電源網と接続されている。搭載
電源網は選択した実施例ではスイッチ３３と抵抗３４に
より示されており、この搭載電源網には同様にバッテリ
ー１５も所属する。バッテリーのプラス極は同様に端子
Ｂ＋に接続されており、そのマイナス極は三相電流発電
機１０の端子Ｄ−に接続されている。
【０００９】端子＋Ｄを介して三相電流発電機１０は充
電コントロールランプ１６と接続されており、該ランプ
は点火スイッチ１７を介してバッテリー１５のプラス極
と接続可能である。
【００１０】電圧制御器１２から実質的構成部材として
スイッチングトランジスタ１８と制御部１９が図示され
ている。制御部１９は少なくとも１つの集積回路、通常
は固有のマイクロプロセッサを有しており、該マイクロ
プロセッサは少なくともデータメモリを有している。
【００１１】制御部１９には、バッテリー電圧、発電機
の回転数、スイッチングトランジスタのスイッチ状態等
に関する情報が供給される。これらの情報を検出するた
め、適切なセンサ、例えば回転数センサ２０、電圧セン
サ２１またはデューティ比の測定のためのセンサが使用
される。バッテリー電圧を検出するためには、この電圧
がバッテリー１５のプラス極に接続された線路を介して
取り出されるならば十分である。
【００１２】走行情報指示ないしエラー指示を行うため
に、指示器２３が設けられている。指示装置は例えばＬ
ＥＤとして構成することができ、制御部１９ないし点火
スイッチ１７のバッテリー反対側端子に接続されている
。
【００１３】端子２４を介して電圧制御器１２の制御部
１９はここに図示しない車両制御装置と接続されている
。この制御装置を介して、制御部１９から送出される相
応の情報に従い、回転数制御過程がトリガされ、また相
応のスイッチ３３を介してあまり重要でない負荷が電圧
供給部から自動的に分離される。
【００１４】例えばマイクロプロセッサμＣを含む制御
部１９はスイッチングトランジスタ１８を介して励磁電
流、引いては発電機の出力電圧を制御する。制御部１９
により通常の制御スイッチ機能もトリガされ、さらに制
御部１９にて所定の時間ｔ１〜ｔ４ないし所属の時間間
隔を設定するため時間測定が行われる。１９’により制
御部１９の構成部材である時間測定装置が模式的に示さ
れている。
【００１５】さらに制御部１９では電圧比較が行われる
。従い例えば測定されたバッテリー電圧が閾値電圧と比
較され、この閾値電圧を下回る際に指示器２３がトリガ
される。
【００１６】車両には、所要の制御を実行する中央制御
装置２６がいずれにしろ通常備えられているから、電圧
制御器１２の簡単な制御部を使用し、その代りに中央制
御装置２６で電圧制御に必要な過程、例えば時間測定、
電圧比較等を行うこともできる。付加的に制御部１９は
データバス２５を介して中央制御装置と接続されており
、データバス２５はデータを両方向で導通することがで
きる。
【００１７】図１に示された回路装置の機能を図２に基
づき説明する。図２にはバッテリー電圧ＵＢの経過が時
間に関してプロットされている。
【００１８】時間ｔ１の間、電圧制御器１２はその通常
制御状態にある。従いバッテリー電圧は通常の制御電圧
に相応する。制御電圧は１２Ｖの搭載電源の場合、約１
４．２Ｖである。時間ｔ２中、制御電圧は例えば１２Ｖ
の値に低下する。次に調整されたバッテリー電圧ＵＢが
測定される。続く時間ｔ３の後で、制御電圧は再びその
通常値ＵＲに高められる。次いで再び同じバッテリー電
圧ＵＢが調整される。
【００１９】時間ｔ１の間、制御部１９では発電機回転
数並びにデューティ比から搭載電源網負荷が検出される
。デューティ比はスイッチングトランジスタから例えば
センサ２２を用いて取り出される。搭載電源網負荷が高
ければ高いほど、すなわちより多数の負荷が接続されて
いれば、スイッチングトランジスタはより頻繁にかつ長
時間その導通状態になる。それにより発電機の励磁巻線
を流れる電流が上昇し、搭載電源網にはバッテリーから
より多く給電される。そのためバッテリーの充電状態は
悪化する。
【００２０】時間ｔ２の間、制御電圧は低下し、バッテ
リー１５での電圧経過が評価され、バッテリー１５の充
電状態の検出に用いられる。そのために電圧経過が、制
御部１９に記憶されているバッテリー搭載電源網特性デ
ータと比較される。比較結果から、バッテリー充電状態
に関する信頼度の高い情報が得られる。
【００２１】別の構成では、電圧経過すべてが時間ｔ２
中に評価されるのではなく、電圧測定が時間ｔ２後に行
われる。この測定結果と記憶されているバッテリー搭載
電源網特性データとの比較から再びバッテリー充電状態
が求められる。
【００２２】バッテリー充電状態の悪化が識別されると
、制御部１９からバッテリー充電状態を改善するような
手段が開始される。そのためにまず運転者に、指示器２
３の点灯により、バッテリー充電状態の悪化が存在する
ことが知らされる。さらに制御部１９自体が自動的に不
必要な負荷を遮断することも可能である。さらに、制御
部１９が、機関制御を行う制御装置に対して、機関アイ
ドル回転数ｎｍの上昇および発電機ｎＧの回転数の上昇
を惹起することができる。
【００２３】バッテリー充電状態の改善のための別の手
段は、制御電圧ＵＲを通常の制御電圧よりも高めること
である。その際、制御部１９はスイッチングトランジス
タ１８を、通常よりも長い時間その投入接続状態に制御
する。制御電圧を通常の制御電圧以上に高めることは、
電圧に対して脆弱な構成素子が危険に曝されていない場
合にのみ許容される。その他の場合この上昇は、所定時
間の間だけ行われる。図２では時間ｔ４の間、制御電圧
が通常電圧に対して高められている。
【００２４】時間ｔ４の経過後、制御電圧は再び１２Ｖ
の低い値に低減することができ、バッテリー電圧の新た
な測定によって新たなバッテリー充電状態を求めること
ができる。しかし時間ｔ４の経過後、通常の制御電圧の
高さのフェーズ（時間ｔ１のフェーズに相応するフェー
ズ）を続けることもできる。
【００２５】時間ｔ３中のバッテリー電圧の経過から、
バッテリーに損傷があるか否か、またバッテリーのない
動作が実行されているか否かを識別することができる。 というのは、両方の場合とも電圧が急速に降下するから
である。
【００２６】バッテリー電圧は通常バッテリー１５のプ
ラス極近傍で電圧センサ２１を用いて測定される。しか
し搭載電源網の別の場所、例えば発電機１０の端子Ｂ＋
で測定することもできる。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、搭載電源網負荷もバッテ
リーの充電状態も別個に相互に測定することができ、得
られた測定結果を電圧制御の際に直接考慮することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブロック回路図である。
【図２】本発明を説明するための線図である。
【符号の説明】 １０　　発電機 １２　　電圧制御器 １６　　指示器 １８　　スイッチングトランジスタ １９　　制御部 ２６　　中央制御装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　電圧制御器が、発電機により形成され
    、バッテリーの充電のためおよび負荷の給電のために必
    要な電圧を制御する、バッテリー充電状態に依存して電
    圧を制御する方法において、第１の時間間隔（ｔ１）中
    、制御電圧をその通常値ＵＲに保持し、第２の時間間隔
    （ｔ２）中、制御電圧を低減し、調整されたバッテリー
    電圧（ＵＢ）を測定し、測定したバッテリー電圧（ＵＢ
    ）からバッテリーの充電状態を、記憶しているバッテリ
    ー搭載電源網特性データに依存して求め、充電状態の不
    良が識別された際、充電状態の改善のために適切な手段
    を開始する、ことを特徴とする電圧制御方法。
  2. 【請求項２】　　第１の時間間隔（ｔ１）中、電圧制御
    器（１２）のスイッチングトランジスタ（１８）のデュ
    ーティ比を求め、該デューティ比および発電機（１０）
    の回転数から搭載電源網による負荷状態を求める請求項
    １記載の方法。
  3. 【請求項３】　　バッテリー充電状態の不良が識別され
    た後、以下の手段の少なくとも１つ、または組合せを開
    始する、 ａ）充電状態の不良が識別されたことを指示する；ｂ）
    不必要な負荷を遮断すべきことを指示する；ｃ）不必要
    な負荷を自動的に遮断する；ｄ）機関アイドリング回転
    数を高める；ｅ）電圧にクリティカルな負荷が投入接続
    されていないことに注意して、所定の時間間隔（ｔ４）
    の間、制御電圧をその通常値以上に高める；請求項１ま
    たは２記載の方法。
  4. 【請求項４】　　第２の時間間隔（ｔ２）中に、バッテ
    リー電圧が所定の閾値を下回る際、バッテリー充電状態
    の不良を識別する請求項１から３までのいずれか１記載
    の方法。
  5. 【請求項５】　　発電機により形成され、バッテリーの
    充電のためおよび負荷の給電のために必要な電圧を制御
    する電圧制御器を有し、バッテリー充電状態に依存して
    電圧を制御する装置であって、前記電圧制御器は制御部
    、有利にはマイクロコンピュータを有し、該制御部は少
    なくとも１つの指示器と接続されており、かつ該制御部
    には少なくともバッテリー電圧と発電機の回転数が供給
    される、電圧制御装置において、前記制御部（１９）は
    メモリを有し、該メモリにはバッテリー搭載電源網特性
    データが記憶されており、制御部（１９）はさらに時間
    測定装置と、測定したバッテリー電圧に依存して充電状
    態を識別するための計算部と、制御端子とを有し、バッ
    テリー充電状態の不良が識別された際、バッテリー充電
    状態を改善するための手段が前記制御端子を介してトリ
    ガされることを特徴とする電圧制御装置。
  6. 【請求項６】　　制御部（１９）にはスイッチングトラ
    ンジスタ（１８）のデューティ比が供給され、制御部（
    １９）にて第１の時間間隔（ｔ１）中、前記デューティ
    比および発電機回転数から、搭載電源網による負荷状態
    を検出するための計算が行われる請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】　　制御部（１９）は制御電圧（ＵＲ）の
    高さを設定する請求項５または６記載の装置。
  8. 【請求項８】　　制御部（１９）は内燃機関制御装置と
    接続されている請求項１から７までのいずれか１記載の
    装置。
  9. 【請求項９】　　制御部（１９）の少なくとも一部は中
    央制御装置（２６）の構成部材であり、該中央制御装置
    は内燃機関の制御のために設けられている請求項５から
    ８までのいずれか１記載の装置。
  10. 【請求項１０】　　電圧制御器（１２）の制御部（１９
    ）はデータバス（２５）を介して中央制御装置（２６）
    と接続されている請求項９記載の装置。
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