DE2913900A1 - Ueberwachungsverfahren und einrichtung fuer die elektrische anlage eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Ueberwachungsverfahren und einrichtung fuer die elektrische anlage eines kraftfahrzeugs

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DE2913900A1
DE2913900A1 DE19792913900 DE2913900A DE2913900A1 DE 2913900 A1 DE2913900 A1 DE 2913900A1 DE 19792913900 DE19792913900 DE 19792913900 DE 2913900 A DE2913900 A DE 2913900A DE 2913900 A1 DE2913900 A1 DE 2913900A1
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    • Y10S320/18—Indicator or display

Description

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- 8" 1913000
NIPPONDENSO CO., LTD.,
of 1, 1-chome, Showa-cho,
Kariya-shi, Aichi-ken, Japan
Überwachungsverfahren und Einrichtung für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeugs
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Überwachungsverfahren und eine entsprechende Einrichtung für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeugs in dem eine Stromquelle in Form einer Sekundärbatterie zur Stromversorgung des elektrischen Lastkreises vorgesehen ist.
Bei Verwendung einer Sekundärbatterie ( Batterie ) kann man beobachten, daß die jeweilige Klemmenspannung der Batterie absinkt wenn der Laststrom ansteigt. Wenn die Klemmenspannung der Batterie bei einer Störung im Lastkreis, in dem mit der Batterie verbundenen Generator oder aus anderen Gründen ungewöhnlich stark abfällt
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wird die Lebensdauer der Batterie verkürzt. Um die Lebensdauer der Batterie so groß wie möglich zu machen* ist es deshalb notwendig, ungewöhnliche SpannungsabSenkungen der Klemmenspannung zu kontrollieren.
Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Überwachungsverfahren und eine entsprechende Einrichtung vorzusehen, bei der ein Computer dazu benutzt wird, ein bezüglich des jeweiligen Laststromes abnormales Verhalten der Klemmenspannung der Batterie zu überwachen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Überwachungsverfahren und eine entsprechende Einrichtung vorzusehen, die die oben erwähnten Eigenschaften haben und bei denen der Computer die anomalen Erscheinungen an der Batterie unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur der Batterie kontrolliert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Überwachungsverfahren und eine entsprechende Einrichtung mit den oben erwähnten Eigenschaften vorzusehen, bei denen der Computer die anomalen Erscheinungen an der Batterie unter Berücksichtigung der
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OBIGlNAU INSPECTED
- 10 Betriebsart des Fahrzeugs kontrolliert.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist für eine über einen Leiter mit einem elektrischen Lastkreis verbundene Batterie eine elektrische Überwachungseinrichtung vorgesehen, die folgendes umfaßt:
Eine erste Meßeinrichtung zur Messung der jeweiligen Klemmenspannung der Batterie und zur Erzeugung eines ersten elektrischen Signals, das· dieser Klemmenspannung entspricht;
Eine zweite Meßeinrichtung zur Messung des jeweils aus der Batterie durch den Leiter zum Lastkreis fließenden Stromes, wobei diese zweite Meßeinrichtung ein zweites elektrisches Signal erzeugt, welches dem Laststrom entspricht\
Einen Computer, der periodisch einen Bezugswert bildet, der, entsprechend dem zweiten elektrischen Signal, einer Bezugsklemmenspannung entspricht, wobei der Computer so programmiert ist, daß er den Bezugswert aus einer Punktion herleitet, die den Zusammenhang zwischen der Bezugs-Klemmenspannung und einem normalen Laststrom, wie er unter normalen Bedingungen im Lastkreis auftritt, beschreibt, und wobei der Computer ein Ausgangssignal erzeugt wenn der durch das erste Signal
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dargestellte Wert niedriger ist, als der gebildete «q Bezugswert sowie
Einrichtungen, die entsprechend dem Ausgangssignal des Computers ein Warnsignal erzeugen, welches einen ungewöhnlichen Abfall der jeweiligen Klemmenspannung meldet
Zusätzliche Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindungen ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
Fig · 1 zeigt ein Blockschaltbild einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden elektrischen Überwachungseinrichtung;
Pig. 2 zeigt ein Flußdiagramm welches die Programmierung des in Fig . 1 gezeigten digitalen Computers erläutert.
In Fig. 3 ist die Klemmenspannung der Batterie abhängig von dem der Batterie entnommenen Laststrom graphisch dargestellt.
Fig . 4- ist eine graphische Darstellung der Klemmenspannung in Abhängigkeit vom Laststrom unter Berücksichti gung der Umgebungstemperatur und
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Fig. 5 zeigt ein modifiziertes Flußdiagramm nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden elektrischen Überwachungseinrichtung für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Der positive Anschluß einer Fahrzeugbatterie 1 ist an eine Ladeeinrichtung, zum Beispiel einen Generator 2, angeschlossen während der negative Anschluß an Masse liegt. Der positive Anschluß der Batterie 1 ist weiterhin über einen Leiter 4-, eine Sicherung 3 und einen von Hand zu betätigenden Schalter 5,der der Zündschalter des Fahrzeugs ist, an den elektrischen Lastkreis 6 angeschlossen. Der Generator 2 dient der Ladung der Fahrzeugbatterie 1 und wird vom Verbrennungsmotor des Fahrzeugs angetrieben. Der Leiter 4 hat einen vorgegebenen Widerstandswert Rq und die Sicherung 3 ist neben dem Zündschalter 5 angeordnet. Die Sicherung 3 schmilzt wenn sie von einem übermäßigen Laststrom durchflossen wird und trennt den Leiter 4- vom Zündschalter 5 ab. Der Zündschalter 5 wird manuell betätigt und läßt einen elektrischen Laststrom I^ von der Batterie 1 durch den Leiter 4- und die Sicherung 3 zum Laststromkreis 6 fließen. Der Laststromkreis 6 besteht aus verschiedenen elektrischen Einrichtungen des Fahrzeugs, wobei jede dieser Einrichtungen durch einen nicht gezeigten, manuell zu bedienenden Schalter an den Zündschalter 5 angeschlossen ist. Auf diese Weise wird jede der elektrischen Einrichtungen durch Schließen des zugehörigen Schalters von
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dem den Zündschalter 5 durchfließenden Strom 1-^ betrieben.
Die elektrische Überwachungseinrichtung enthält einen Signalgeber 7 für die Betriebsart des Fahrzeugs und einen Drehzahlgeber 8. Der Signalgeber 7 für die Betriebsart ist innerhalb des Fahrzeugs in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet und enthält einen ersten und zweiten Druckknopf 7 a bzw. 7 t>· Bei der ersten Betriebsart des Fahrzeugs wird der erste Druckknopf 7 a von Hand betätigt und damit erzeugt der Signalgeber 7 ein erstes, der ersten Betriebsart entsprechendes Signal. Die erste Betriebsart des Fahrzeugs bedeutet einen Betrieb in einer Gegend, wo leicht eine Fahrzeugwerkstatt aufgesucht werden kann. Der zweite Druckknopfschalter 7 b wird bei einer zweiten Betriebsart ebenfalls von Hand betätigt und daraufhin erzeugt der Signalgeber 7 ein. zweites Signal welches diese zweite Betriebsart anzeigt. Diese zweite Betriebsart kennzeichnet einen Betrieb des Fahrzeugs während der Nacht oder in einer Gegend wo es nicht leicht ist, eine Werkstatt zu finden. Das erste und zweite Signal werden in den Digitalrechner 12 eingegeben. Der Drehzahlgeber 8 ist an einem Teil des Motors angebracht und überwacht dessen Drehzahl. Wenn diese Drehzahl einen bestimmten Wert, der der Beendigung des Anlaß-Vorgangs des Motors entspricht, überschreitet, cfEeugt der Drehzahlgeber 8 ein entsprechendes Ausgangssignal.
Die Überwachungseinrichtung enthält ferner eine erste mit der
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Batterie 1 verbundene Spannungsmeßeinrichtung 9 sowie eine zweite Spannungsmeßeinrichtung 10 die über die Sicherung 3 und den Zündschalter 5 mit dem Lastkreis 6 verbunden ist. Die erste Spannungsmeßeinrichtung 9 dient der Messung der Klemmenspannung Vg der Batterie 1 und erzeuge ein dieser Klemmenspannung V„ entsprechendes Ausgangssignal. Die zweite Spannungsmeßeinrichtung 10 dient der Messung der Klemmenspannung V-p am elektrischen Lastkreis 6 und erzeugt ein dieser Klemmenspannung Vj entsprechendes Ausgangssignal. In der Nähe der Batterie 1 ist eine Temperaturmeßeinrichtung 11 angebracht, welche die Temperatur 5? in der Nähe der Batterie 1 mißt und ein dieser Umgebungstemperatur _T entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Die Ausgangssignale der Meßeinrichtungen 95 10 und 11 werden einem Analog/Digital-Umwandler 12 zugeführt und von diesem in die Binärsignale umgesetzt. Jedes dieser Binärsignale wird nach einem entsprechenden Aufforderungssignal welches der Computer 13 über den Steuer-Bus 13 c liefert dem Computer 13 zugeführt.
Der Digitalrechner 13 ist ein Ein-chip LSI Mikrocomputer und umfaßt eine Zentraleinheit ( CPU ) die über den Daten-Bus 13 a an die Ein- Ausgangsschaltung ( I/O ) angeschlossen ist. Die CPU ist über den Daten-Bus 13 a auch mit dem Taktgeber 13 b, einem·Nur- Lesespeicher ROM und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM verbunden. Die Ein-Ausgangsschaltung erhält die Binärsignale vom Wandler 12 sowie Ausgangssignale vom Signal-
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geber 7 und Drehzahlgeber 8 und speichert diese zeitweise in dem RAM. Die in dem RAM gespeicherten Signale werden durch I/O selektiv ausgelesen und über den Daten-Bus 13 a an die CPU gegeben. Die I/O - Schaltung enthält eine Halteschaltung, die dem. Halten eines Ausgangs signals der CPU dient. In dem ROM ist vorab ein Programm gespeichert, mit dessen Hilfe die CPU nach der folgenden Funktion ( 1 ) den in dem Leiter 4 fließenden Last strom I-j- errechnet und feststellt, ob er größer ist, als ein maximal zulässiger Strom I oder nicht.
1L - (VS - Vt.) /Rn .··.· CD
Jj
Der maximal zulässige Strom I wird experimentell ermittelt
und zusammen mit dem Widerstandswert RQ in dem ROM abgespeichert.
Veranlaßt durch das in dem ROM gespeicherte Programm errechnet die CPU eine erste und eine zweite Bezugs-Klemmenspannung V. und V-Q der Batterie 1 entsprechend den ersten und zweiten linearen Gleichungen ( 2 ) und ( 3 ) und entscheidet, ob die augenblickliche Klemmenspannung V„ größer als die erste und zweite Bezugs-Klemmenspannung V. bzw. V-n ist oder nicht.
VA = aIL + V1 (T) (2)
VB = aIL + V2 (T) (3)
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Hierin bedeutet der Buchstabe a eine Konstante welche die Steigung der Punktionen ( 2 ) und ( 3 ) angibt und die Buchstaben Vx. ( T ) und Vp ( T ) bezeichnen die Schnittpunkte der Funktionen ( 2 ) und ( 3 ) mit der Ordinate bei Berücksichtigung der Umgebungstemperatur _T der Batterie 1. Die lineare Gleichung ( 2 ) ergibt sich aus jeder Geraden, welche die gesuchte Beziehung zwischen der ersten Bezugs-Klemmenspannung V. und dem Laststrom I-r unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur G? darstellt, vergleiche Fig. 4. In Fig. 4- zeigt die strichpunktierte Linie den Rückgang der ersten Bezugs-Spannung V. abhängig vom Ansteigen des Laststroms Iy, während die ausgezogenen Linien den Abfall der ersten Bezugs-Spannung V. abhängig vom Ansteigen des Laststroms I^ bei Berücksichtigung des Abfalls der Umgebungstemperatur 3? angeben.
Die lineare Gleichung ( 3 ) ergibt sich ebenfalls aus jeder der Geraden die einen anderen gewünschten Zusammenhang zwischen der zweiten Bezugs-Klemmenspannung Vo und dem Laststrom Ij unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur Ί? darstellen. Diese Beziehungen werden jeweils experimentell ermittelt und die Bezugsklemmenspannungen V. bzw. Vg werden so festgelegt, daß sie größer sind als eine kritische Klemmenspannung der Batterie 1, verursacht durch eine ständige Entnahme eines übermäßigen Laststroms aus der Batterie 1 für den Lastkreis 6. Der übermäßige Laststrom ist definiert als ein kritischer Laststrom welcher auftritt, wenn infolge einer .Fehlfunktion des Generators 2, des Lastkreises 6 usw. die in
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die Batterie fließende Ladeenergie kleiner ist, als die Entladeenergie. In diesem Fall ist festgelegt, daß die zweite Bezugs-Klemmenspannung Vg wie in Fig. 3 gezeigt, um einen bestimmten Betrag, zum Beispiel 1 Volt größer sein soll, als die erste Bezugs-Klemmenspannung V.. Zur Errechnung der linearen Gleichungen ( 2 ) und ( 3 ) in der CPU sind im ROM von vornherein die Konstante a und eine Vielzahl von Ordinaten-Schnittpunkten die durch die Gleichung ( 2 ) unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur 5D definiert sind, abgespeichert. Gleichfalls sind in dem ROM eine Vielzahl von Ordinaten-Schnittpunkten die durch die lieare Gleichung ( 3 ) unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur 3? definiert sind, abgespeichert.
Der Taktgeber 13 b kann mit einem Kristall-Oszillator 14 zusammenwirken um Taktimpulse mit vorgegebener Frequenz zu erzeugen. Der Computer 13 ist an einen nicht dargestellten Spannungsstabilisator angeschlossen, der seinerseits über den Zündschalter 5 a& der Batterie 1 liegt. Sobald der Zündschalter 5 geschlossen wird, erzeugt der Stabilisator eine konstante Spannung von 5 Volt und startet den Ablauf im Computer I3. Die CPU errechnet mit Hilfe des Programms und unter Verwendung der in dem RAM gespeicherten Binärinformationen den Laststrom IL und stellt fest, ob er größer ist als der maximal zulässige, in dem ROM gespeicherte Strom I oder nicht. Wenn der Laststrom I, größer ist als der maximal zulässige
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Strom I" erzeugt die CPU ein entsprechendes Ausgangssignal. Weiterhin errechnet die CPU mit Hilfe des Programms unter der Verwendung der oben erwähnten in dem ROM gespeicherten Daten, die erste und die zweite Bezugs-Klemmenspannung V. und V-g und stellt anschließend fest, ob die augenblickliche Klemmenspannung Vg größer als die Klemmenspannungen V. bzw. V^ ist oder nicht. Wenn die Klemmenspannung Vg niedriger ist, als die Bezugs-Klemmenspannung V. oder V-g gibt die CPU ein entsprechendes Ausgangssignal ab. In der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung wurde entsprechend der Verfügbarkeit am Markt, ein Mikrocomputer der Firma INTEL COEP. vom Typ 8048 verwendet. Auf eine detaillierte Beschreibung des Mikroprozessors wird verzichtet, weil seine speziellen Eigenschaften und das Programmierverfahren zum Stand der Technik gehören. Die Überwachungseinrichtung enthält ein Warngerät 15, welches das Ausgangssignal der Halteschaltung der I/O-Einrichtung erhält und ein entsprechendes Warnsignal erzeugt.
Im folgenden werden, unter Bezug auf Fig. 2, verschiedene Arbeitsweisen der elektrischen Überwachungseinrichtung im Detail beschrieben. Wenn der Zündschalter 5 zum Zweck des Startens des Fahrzeugs betätigt wird, gelangt die Klemmenspannung Vg der Batterie 1 über den Stabilisator an den Computer 13 und über den Leiter 4 und die Sicherung 3 zum Anlassen des Motors an den Lastkreis 6. Damit wird das Computer-
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programm bei Punkt 101 gestartet und gelängt an Punkt 102.
Die Klemmenspannung Y„ der Batterie 1 wird von der ersten Spannungs-Meßeinrichtung 9 gemessen und ein der Klemmenspannung Vg entsprechendes Ausgangssignal gelangt zum Analog/Digital-Wandler 12. Ebenso wird die Klemmenspannung V^ am Lastkreis 6 durch die zweite Spannungs-Meßeinrichtung 10 gemessen und ein dieser Klemmenspannung Vj entsprechendes Ausgangssignal erreicht den Wandler 12. Weiterhin wird die Umgebungstemperatur 0? in der Nähe der Batterie 1 durch den Temperaturfühler 11 gemessen und wird als dessen der Umgebungstemperatur _T entsprechendes Ausgangssignal an den Wandler 12 angelegt. Diese Ausgangssignale werden ,jeweils durch den Wandler 12 umgewandelt und dem Computer 13 in Form von Binär Signalen zur Verfugung gestellt. In dieser Phase während der der Motor angelassen wird, gibt der Drehzahlgeber 8 keinerlei Ausgangssignal ab.
Wenn die Computer 13 vom Wandler 12 die Binärsignale erhält, speichert er sie zeitweise in dem RAM ab und anschließend läuft das Programm weiter zu Punkt 103. Hier entscheidet die CPU "Nein" und das Programm läuft weiter zu den Punkten 113 und 114. Das Ergebnis ist, daß der Computer 13 kein Ausgangssignal abgibt und dementsprechend erzeugt die Warneinrichtung 15 kein Warnsignal. Daraus ist ersichtlich, daß während des Anlassvorgangs des Motors der oben beschriebene Ablauf im
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Computer 13 mit den vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt abläuft und verhindert, daß die Überwachungseinrichtung eine Warnung auslöst. Dem Fahrer wird so eine Warnung, bedingt durch den vorübergehenden Spannungsabfall der Batterie 1 während des Anlassvorgangs des Motors erspart.
Wenn während der oben beschriebenen wiederholten Zyklen des Computers 13 der erste Druckknopfschalter 7 a des Signalgebers 7 betätigt wird und der Motor ohne Last läuft, werden sowohl vom Signalgeber 7, als auch vom Drehzahlgeber 8 Signale abgegeben und bei Programmpunkt 102 zusammen mit den Binärsignalen des Wandlers 12 vorübergehend im RAM abgespeichert. In diesem Fall entscheidet die CPÜ bei Programmpunkt 103 "Ja" und verfolgt das Programm weiter zu Punkt 104. Bei diesem Punkt 104- werden die Binärsignale, die den Klemmenspannungen Vg bzw. V-r entsprechen, aus dem RAM ausgelesen und auch der vorgegebene Widerstandswert R^ wird in dem ROM gelesen. Anschließend wird der elektrische Laststrom Ij, der durch den Leiter 4- fließt, auf der Basis der ausgelesenen Werte Vg, V'L, R0 mit Hilfe der Funktion ( 1 ) von der CPU errechnet. Wenn nun das Programm weiter zum Punkt 105 läuft, wird der maximal zulässige Strom I aus dem ROM ausgelesen und die CPU entscheidet, ob der Laststrom I-j- kleiner ist, als dieser maximale Strom I oder nicht. Wenn der Laststrom I-j- größer ist, als der Strom I führt die Entscheidung der CPU zu einem "Nein" und das Programm springt zu Punkt 112. Das bedeutet, daß eine
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Störung, wie zum Beispiel ein Kurzschluß, in dem Lastkreis 6 vorliegt. Daraufhin erzeugt die CPU ein Ausgangssignal, welches an die Halteschaltung der I/O-Schaltung gelangt. Entsprechend diesem Ausgangssignal der Halteschaltung erzeugt die Warneinrichtung 15 ein Warnsignal.
Wenn der Laststrom Iy kleiner ist, als der maximale Strom I , führt die Entscheidung der CPU zu einem "Ja" und das Programm läuft v;eiter zu Punkt 106. Wenn in diesem Punkt 106 das erste Signal des Signalgebers 7 aus dem EAM ausgelesen wird, erkennt die CPU, daß für das Fahrzeug die erste Betriebsart vorliegt und das Programm erreicht Punkt 107- Daraufhin wird das der Umgebungstemperatur _T entsprechende Binärsignal aus dem RAM ausgelesen und der der Umgebungstemperatur G? entsprechende Ordinatenschnittpunkt V^ ( T ) wird im ROM gelesen. Anschließend wird der Ordinatenschnittpurikt V. ( T ) vorübergehend in dem RAM abgespeichert und das Computerprogramm kommt zu Punkt 108. Bei diesem Punkt 108 werden der Last strom I-j- und der Ordinatenschnittpunkt V-1 ( T ) aus dem RAM und die Konstante a aus dem ROM ausgelesen. Die CPU errechnet aus der linearen Gleichung ( 2 ) auf der Basis der Werte I^, V^ (T), a eine erste Bezugsspannung V. und speichert sie vorübergehend in dem RAM und das Programm läuft zu Punkt 111. Dann werden die erste Bezugsspannung V^ und die Klemmenspannung Vg aus dem RAM ausgelesen und die CPU entscheidet, ob die Klemmen-
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spannung Vg kleiner ist, als die erste Bezugs-Spannung V. oder nicht.
Wenn die Klemmenspannung Vß größer ist, als die erste Bezugs-Klemmenspannung V. ergibt der Vergleich der CPU ein "Nein" und das Programm erreicht Punkt 113· In diesem Falle erzeugt der Computer 13 kein Ausgangssignal und demzufolge gibt auch die Warneinrichtung 15 kein Warnsignal ab. Der oben beschriebene Ablauf im Computer 13 wiederholt sich mit dem vorgegebenen Zeitintervall und die Entscheidung der CPU bleibt "Nein" solange, bis die Klemmenspannung Vg unter die erste Bezugs-Spannung V. abfällt.
Wenn die augenblickliche Klemmenspannung Vg als Folge einer Störung des Generators 2 niedriger ist, als die Bezugs-Klemmenspannung V., lautet die Entscheidung der CPU "Ja" und das Programm erreicht Punkt 112. Jetzt erzeugt die CPU ein Ausgangssignal und dieses wird in der I/O-Schaltung gehalten. Die Warneinrichtung 15 erhält das von der I/O-Schaltung gehaltene Ausgangssignal und erzeugt ein entsprecnendes Warnsignal. Dieses zeigt eine Störung der elektrischen Anlage an.
Wenn für die zweite Betriebsart des Fahrzeugs der zweite Druckknopfschalter 7 b des Signalgebers 7 betätigt wird, erzeugt der Signalgeber 7 ein zweites Signal und dieses gelangt
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zusammen mit dem Ausgangs signal des Drehzahlgebers 8 an den Computer 13· Gleichzeitig werden die Ausgangssignale der Meßeinrichtungen 9, 10 und 11 vom Wandler 12 umgewandelt und als Binärsignale an den Computer 13 geleitet. Wenn wie vorher beschrieben, das Computersignal von Punkt 101 nach Punkt 106 fortschreitet, wird das zweite Signal des Signalgebers 7 aus dem RAM ausgelesen, die CPU stellt fest, daß sich das Fahrzeug in der zweiten Betriebsart befindet und verfolgt das Programm zu Punkt 109. Nun wird das der Umgebungstemperatur _T entsprechende Binärsignal aus dem RAM ausgelesen und unter Verwendung der auf die Umgebungstemperatur JT bezogenen gespeicherten Daten wird ein Ordinatenschnittpunkt V2 ( T ) in dem ROM gelesen. Das Programm verläuft weiter zu Punkt 110 und die CPU errechnet aus der linearen Gleichung ( 3 ) unter Verwendung der Werte I,-, V~ (T) und a eine zweite Bezugs-Spannung Vn. Diese errechnete Bezugs-Spannung V-o wird vorübergehend im RAM gespeichert und das Programm erreicht Punkt 111. In diesem Programm Punkt 111 werden die zweite Bezugs-Spannung V-O und die augenblickliche Klemmenspannung Vg aus dem RAM ausgelesen und die CPU entscheidet, ob die Klemmenspannung Vg niedriger ist, als die zweite Bezugs-Spannung V-u oder nicht. .
Wenn die augenblickliche Klemmenspannung Vg höher ist, als die zweite Bezugs-Spannung V-n, ergibt der Vergleich durch die CPU ein "Nein" und das Programm geht weiter zu Punkt 113.
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Demzufolge erscheint am Computer 13 kein Ausgangssignal und die Warneinrichtung 15 erzeugt dementsprechend kein Warnsignal. Vie ersichtlich, wird der oben beschriebene Ablauf im Computer 13 wiederholt und das Ergebnis des Vergleichs bleibt "Kein" bis die Klemmenspannung Vg unter die zweite Bezugs-Spannung
Y-o absinkt,
is
Wenn die augenblickliche Klemmenspannung Vq infolge einer Störung im Generator 2 unter die zweite Bezugs-Spannung V-n absinkt, entscheidet die CPU "Ja" und das Programm verläuft nach Punkt 112. Daraufhin erzeugt der Computer 13 ein Ausgangssignal, die Warneinrichtung 15 empfängt dieses Ausgangssignal des Computers 13 und erzeugt ein entsprechendes Warnsignal. Dieses zeigt eine Störung in der elektrischen Anlage an.
Aus der bisherigen Beschreibung ist zu ersehen, daß entsprechend der Differenz zwischen den Bezugs-Spannungen V. und V-n eine Störung in der elektrischen Anlage in der zweiten Betriebsart eher angezeigt wird, als in der ersten Betriebsart. Das bedeutet, daß die Überwachungseinrichtung in der zweiten Betriebsart, wo eine Werkstatt nicht so leicht zu finden ist, eher anspricht.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms. Um den Ablauf im Computer 13 entsprechend dem Fluß-
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diagramm nach Pig. 5 zu steuern, wird das gemäß der vorhergehenden Ausführungsform in dem EOM gespeicherte Programm so abgeändert, daß die CPU die Bezugs-Klemmenspannung V^ ( 1^, T ) aus ersten Daten in Form einer Darstellung entsprechend der in Fig. 4· gezeigten Abhängigkeiten erhält und entsprechend die andere Bezugs-Klemmenspannung "V-o ( Ix, T ) aus zweiten Daten in Form einer weiteren Darstellung die die Beziehung zwischen der anderen Bezugs-Klemmenspannung Y^ ( Ij, T ) und dem Laststrom I-r unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur Q? darstellt, bildet. Die ersten und zweiten Daten werden vorher in dem ROM anstelle der Ordinatenschnittpunkte Y^ (T), Vp ( T ) und der Konstanten a der vorhergehenden Ausführungsform abgespeichert. In diesem Falle entsprechen die Bezugs-Spannungen V^ (IL, T ),- V-g ( IL, T ) den Bezugs-Spannungen V^ bzw. V-g der vorhergehenden Ausführungsform.
Unter Bezug auf Fig. 5 werden im folgenden die Arbeitsabläufe in der geänderten Ausführungsform beschrieben. Wenn der Computer bei der ersten Betriebsart des Fahrzeugs den Punkt 106 erreicht hat, stellt die CPU wie vorher beschrieben fest, daß sich das Fahrzeug in der ersten Betriebsart befindet und das Programm geht weiter zu Punkt 115. Hier v/erden Binärsignale, die der Umgebungstemperatur _T bzw. dem Laststrom I^ entsprechen, aus dem SAII ausgelesen und anschließend wird eine von den ausgelesenen Werten für die Umgebungstemperatur T_
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und für den Laststrom I^ abhängige Bezugs-Spannung V. ( Ij, T) in dem EOW gelesen. Dann erreicht das Programm Punkt 111 und hier wird die augenblickliche Klemmenspannung Vg aus dem RAM ausgelesen und von der CPU mit der Bezugs-Spannung V. (Ij, 1S ) verglichen.
Wenn im Falle der zweiten Betriebsart das Programm den Punkt 106 erreicht, erkennt, wie vorher beschrieben, die CPU daß sich das Fahrzeug in der zweiten Betriebsart befindet und das Programm läuft zu Punkt 116. Hier werden Binärsignale die der Umgebungstempex"atur 0? und dem Laststrom I^ entsprechen, aus dem RAM ausgelesen und abhängig von diesen ausgelesenen Werten. _T, I-r wird in dem ROM eine andere Bezugs-Spannung Yß (Ij/ ^ ) gelesen. Danach erreicht das Programm den Punkt 111 und die momentane Klemmenspannung Vq wird aus dem RAM gelesen und durch die CPU mit der anderen Bezugs-Spannung Vy, ( Ij, T ) in Beziehung gesetzt.
Neben dem beschriebenen Aufbau und der beschriebenen Arbeitsweise von bevorzugten Ausführungsformen des Grundgedankens der vorliegenden Erfindung sind sicher Abänderungen, Abweichungen und andere Ausführungsformen möglich. Deshalb kann die Erfindung im Rahmen der folgenden Patentansprüche auch anders als hier beschrieben, angewandt werden.
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L e e r s e 11 e

Claims (8)

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BLUMBACH -WESER · BERGEN · KRÄMER ZWIRNER. BREHM
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
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of 1, 1-chome, Showa-cho, °5; April 1979/mü
Kariya-shi, Aichi-ken, Japan
Pat ent anspräche
V Elektrische Überwachüngs-Einrichtung für eine, über einen Leiter ( 4 .) an einen elektrischen Lastkreis ( 6 ) angeschlossene Batterie ( 1 ), gekennzeichnet durch
eine erste Meßeinrichtung (9.) zur Messung der jeweiligen Klemmenspannung dieser Batterie und zur Erzeugung eines dieser Spannung entsprechenden ersten elektrischen Signals; eine zweite Meßeinrichtung ( 10 ) zur Messung des jeweiligen aus der Batterie durch den genannten Leiter in den genannten Lastkreis fließenden Stromes, wobei diese zweite Meßeinrichtung ein dem momentanen Last strom entsprechendes zweites elektrisches Signal erzeugt; einen Computer ( 13 ) ■> welcher wiederholt einen Bezugswert bildet, der einer Bezugs-Klemmenspannung entspricht, in Übereinstimmung mit dem genannten zweiten elektrischen Signal, wobei der Computer so programmiert ist, daß er den
München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P, Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
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zum Schutz der Batterie notwendigen Bezugswert aus einer Funktion ableitet, die eine gewünschte Beziehung zwischen der Bezugs-Klemmenspannung und einem normalen Laststrom beschreibt, welcher unter normalen Bedingungen in dem genannten Lastkreis auftritt und wobei der Computer ein Ausgangssignal erzeugt, wenn ein durch das genannte erste elektrische Signal definierter Wert niedriger ist, als der gebildete Bezugswert und
Einrichtungen ( 15 ) die entsprechend dem Ausgangssignal des Computer ein Warnsignal abgeben, um ein übermäßiges Absinken der jeweiligen Klemmenspannung zu melden.
2. Elektrische Überwachungs-Einrichtung nach Anspruch 1,weiterhin gekennzeichnet durch
einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln der ersten und der zweiten elektrischen Signale in erste und zweite elektrische Binärsignale und
Verwendung eines digitalen Computers ( 13 )·
3. Elektrische Überwachungs-Einrichtung für eine Fahrzeugbatterie nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Signalgeber ( 7 ) zur wahlweisen Erzeugung erster und zweiter Betriebsart-Signale entsprechend einer ersten und einer zweiten Betriebsart des Fahrzeugs;
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und gekennzeichnet dadurch, daß
der digitale Computer ( 13 )» wenn er das genannte erste Betriebs-Signal erhalten hat, periodisch einen ersten Bezugswert bildet, der einer ersten Bezugs-Klemmenspannung entspricht, in Übereinstimmung mit dem genannten zweiten Binärsignal und ferner, wenn er das genannte zweite Betriebsart-Signal erhalten hat, periodisch einen zweiten Bezugswert bildet, der einer zweiten Bezugs-Klemmenspannung entspricht, in Übereinstimmung mit dem genannten zweiten Binärsignal, wobei der Computer so programmiert ist, daß er den zum Schutz der Batterie in der ersten Betriebsart des Fahrzeugs notwendigen Bezugswert aus einer ersten Funktion ableitet, die die gewünschte Beziehung zwischen der ersten Bezugs-Klemmenspannung und dem normalen Laststrom beschreibt, und den zum Schutz der Batterie in der zweiten Betriebsart des Fahrzeugs notwendigen zweiten Bezugswert aus einer zweiten Funktion, die die gewünschte Beziehung zwischen der zweiten Bezugs-Klemmenspannung und dem normalen Laststrom beschreibt, und
daß der genannte Computer erste und zweite Ausgangssignale bildet, wenn ein durch das genannte erste Binärsignal de-, finierter Wert niedriger ist, als der gebildete erste bzw. zweite Bezugswert und
daß Einrichtungen ( 15 ) vorgesehen sind, die entsprechend dem ersten bzw. zweiten Ausgangssignal des Computers ein erstes bzw. zweites Warnsignal abgeben, um ein übermäßiges Absinken der jeweiligen Klemmenspannung zu melden.
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4. Elektrische Überwachungs-Einrichtung für eine Fahrzeugbatterie nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine dritte Meßeinrichtung ( 11 ) zur Messung der Umgebungstemperatur der genannten Batterie und zur Erzeugung eines dieser Umgebungstemperatur entsprechenden dritten elektrischen Signals vorgesehen ist, daß der Analog-Digital-Wandler ( 12 ) auch das genannte dritte elektrische Signal in ein elektrisches Binärsignal umwandelt und
daß der digitale Computer ( 13 ) bei der Berechnung des Bezugswertes auch das genannte dritte Binärsignal berücksichtigt und daß die genannte Funktion linear ist.
5. Elektrisches Überwachungs-Verfahren für eine, über einen Leiter ( 4- ) an einen elektrischen Lastkreis ( 6 ) angeschlossene Batterie ( 1 ), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Messung der momentanen Klemmenspannung der genannten Batterie zur Bildung eines, dieser Spannung entsprechenden ersten elektrischen Signals;
b) Messung des momentanen aus der genannten Batterie durch den genannten Leiter fließenden Laststromes zur Bildung eines diesem Strom entsprechenden zweiten elektrischen Signals;
c) Bildung eines einer Bezugs-Klemmenspannung entsprechen-
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den Bezugswertes in Übereinstimmung mit dem genannten zweiten elektrischen Signal durch einen Computer (1J), der so programmiert ist, daß er den zum Schutz der Batterie notwendigen Bezugswert einer Funktion entnimmt, die eine gewünschte Beziehung beschreibt, zwischen der Bezugs-Klemmenspannung und einem normalen Laststrom, wie er in dem genannten Lastkreis unter normalen Verhältnissen auftritt;
d) Bildung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit vom erhaltenen Bezugswert wenn ein durch das genannte erste elektrische Signal definierter Wert niedriger ist, als der gebildete Bezugswert;
e) Erzeugung eines Warnsignals abhängig vom Ausgangssignäl und
f) laufende Wiederholungen des oben beschriebenen Ablaufs von Verfahrensschritten um ein ungewöhnliches Abfallen der momentanen Klemmenspannung zu melden.
6. Elektrisches Überwachungs-Verfahren nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch
die Umwandlung der ersten und zweiten elektrischen Signale in erste und zweite Binärsignale und
die Verwendung eines digitalen Computers zur Verarbeitung der in Binärsignale umgesetzten elektrischen Signale.
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7· Elektrisches Überwachungs-Verfahren für eine Fahrzeugbatterie nach Anspruch 6,gekennzeichnet durch die wahlweise Erzeugung von ersten bzw. zweiten Betriebsart -Signalen entsprechend der ersten bzw. zweiten Betriebsart des genannten Fahrzeugs;
die Bildung von ersten bzw. zweiten Bezugswerten, welche ersten bzw. zweiten Bezugs-Klemmenspannungen entsprechen, durch den digitalen Computer abhängig von dessen Beeinflussung durch die genannte ersten bzw. zweiten Betriebsart-Signale, wobei der Computer bei der Bildung des erste?n Bezugswerts eine erste Funktion, bei der Bildung des zweiten Bezugswerts eine zweite Funktion verwendet, die für den Schutz der Batterie in der ersten bzw. zweiten Betriebsart notwendig sind;
die Bildung von ersten bzw. zweiten Ausgangssignalen abhängig von den erwähnten ersten und zweiten Bezugswerten und
die Bildung von ersten bzw. zweiten Warnsignalen entsprechend den ersten bzw. zweiten Ausgangssignalen.
8. Elektrisches Übei'wachungs-Verfahren für eine Fahrzeugbatterie nach Anspruch 6,gekennzeichnet durch die Messung der Umgebungstemperatur der genannten Batterie zur Bildung eines dieser Temperatur entsprechenden dritten
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elektrischen Signals;
die Umwandlung auch des genannten dritten elektrischen Signals in ein Binärsignal und
die Berechnung des Bezugwerts unter Berücksichtigung auch des genannten dritten Binärsignals und unter Verwendung einer linearen Punktion anstelle der genannten Punktion.
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