DE4024325A1

DE4024325A1 - Stromversorgungsschaltung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4024325A1
Application number: DE4024325A
Authority: DE
Inventors: Rikuo Hatano; Yoshifumi Iwata
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1991-03-21
Also published as: DE4024325C2; JPH03103040A; US5191500A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungsschal tung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere auf eine Stromver sorgungssschaltung für elektrische Kraftfahrzeug-Einrich tungen, die einen batteriegespeisten Speicher zur Informa tionssicherung aufweisen.

Eine herkömmliche Stromversorgungsvorrichtung ist in der JP-OS Nr. 60(1985)-1 44 730 gezeigt. Diese Stromversorgungs vorrichtung weist eine Hauptbatterie und eine Zusatzbatte rie auf. Während der Zündungsschalter eingeschaltet ist, führt die Hauptbatterie den elektrischen Kraftfahrzeug-Ein richtungen Energie zu. Wenn der Zündungsschalter ausge schaltet ist, liefert die Zusatzbatterie die Energie. Die Zusatzbatterie wird durch die Hauptbatterie geladen. Wenn in dieser Stromversorgungsvorrichtung bei ausgeschaltetem Zündungsschalter die in der Zusatzbatterie gespeicherte En ergie abfällt, sinkt die den elektrischen Kraftfahrzeug- Einrichtungen zugeführte Energie. Die Einrichtungen können nicht ordnungsgemäß arbeiten. Wenn die Energie auf einen sehr niedrigen Level absinkt, kann auch der Speicher seine Information nicht halten.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungsschaltung ohne die vorstehend erwähnten Nachteile zu schaffen, d.h., insbesondere eine Stromversor gungsschaltung zu schaffen, die einer elektrischen Kraft fahrzeug-Einrichtung auch dann Energie zuführen kann, wenn die Zusatzbatterie schwächer wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Stromversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeug eine elek trische Kraftfahrzeug-Einrichtung mit einem batteriegespei sten Speicher, eine der Einrichtung Strom zuführende Haupt batterie, eine der Einrichtung Strom zuführende Zusatzbat terie, einen zwischen der Hauptbatterie und der elektri schen Kraftfahrzeug-Einrichtung angeordneten Zündschlüssel schalter, eine Batterieumschaltvorrichtung zum Verbinden entweder der Hauptbatterie oder der Zusatzbatterie mit der elektrischen Kraftfahrzeug-Einrichtung in Übereinstimmung mit dem Schaltzustand des Zündschlüsselschalters, eine En ergiemeßvorrichtung zum Erfassen der in der Zusatzbatterie gespeicherten Energie, eine Betriebsbeschränkungsvorrich tung zum Beschränken des Betriebs der elektrischen Kraft fahrzeug-Einrichtung auf eine Sicherung des Speichers, und eine Steuerschaltvorrichtung zum Einschalten der Betriebs beschränkungsvorrichtung aufweist, wenn die Energiemeßsvor richtung erfaßt, daß die in der Zusatzbatterie gespeicherte Energie absinkt.

Erfindungsgemäß wird, wenn die in der Zusatzbatterie ge ladene Energie geringer wird, die elektrische Kraftfahr zeug-Einrichtung mit der Hauptbatterie verbunden und in ih ren Funktionen auf einen Speichersicherungs-Betrieb be schränkt. Somit ist die Sicherung des Speichers durch die Energie der Hauptbatterie sichergestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu tert.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung.

Wie in der Figur gezeigt ist, weist dieses Ausführungsbei spiel eine Stromversorgungsschaltung 10 für ein Autotelefon 11 auf. Das Autotelefon 11 ist in einem Auto als eine von elektrischen Kraftfahrzeug-Einrichtungen vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Autotelefon 11 sowohl Faksimile-Funktion als auch die herkömmliche Telefon-Funk tion. Das Telefon 11 ist an drei Stromanschlußleitungen +B, Acc und IG angeschlossen. Das Telefon 11 arbeitet mit über die Leitung +B zugeführtem Strom. Das Telefon 11 arbeitet nur, wenn entweder über die Leitung Acc oder die Leitung IG Strom zugeführt wird. Wenn weder über die Leitung Acc noch IG Strom zugeführt wird, arbeitet das Telefon 11 nur zur Sicherung des Speichers, um die Informationen im Speicher wie z.B. Schnellwahlnummern und Sicherungscodes zu halten. Da diese Art von Telefonen schon in großem Umfang verkauft wurde, wird auf eine detaillierte Beschreibung des Telefons 11 verzichtet.

Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist eine Hauptbatterie 12 mit einem Zündschlüsselschalter 13 verbunden. Der Zünd schlüsselschalter 13 hat einen Zusatzkontakt 131 und einen Zündungskontakt 132. Der Zusatzkontakt 131 führt einer elektrischen Kraftfahrzeug-Einrichtung wie z.B. einem Radio Energie zu. Der Zündungskontakt 132 führt einer Zündanlage zum Anlassen des Motors Strom zu. Durch die mechanische Konstruktion des Zündschlüsselschalters 13 kann der Zusatz kontakt 131 allein geschlossen werden. Der Zündungskontakt 132 kann jedoch nur geschlossen werden, nachdem der Zusatz kontakt 131 geschlossen ist. Umgekehrt kann zwar der Zün dungskontakt 132 allein geöffnet werden, der Zusatzkontakt 131 jedoch kann nur nach der Öffnung des Zündungskontakts 132 geöffnet werden. Wenn der Zusatzkontakt 131 und der Zündungskontakt 132 geschlossen sind, wird den Leitungen Acc und IG über Dioden 14 bzw. 15 Strom zugeführt.

Eine Batterieumschaltungs-Schaltung 16 ist mit der Haupt batterie 12 verbunden. Wenn die Batterieumschaltungs-Schal tung 16 zur Hauptbatterie 12 durchschaltet, wird der Lei tung +B des Telefons 11 über eine Stromüberwachungsschal tung 17 Strom von der Hauptbatterie 12 zugeführt. Wenn also der Zusatzkontakt 131 und der Zündungskontakt 132 geschlos sen sind, arbeitet das Telefon 11 normal. Wenn sowohl der Zusatzkontakt 131 als auch der Zündungskontakt 132 geöffnet ist, ist der Betrieb des Telefons 11 auf eine Sicherung des Speichers beschränkt.

Es ist vorteilhaft, eine Faksimile-Übertragung sogar dann empfangen zu können, wenn sich der Fahrer entfernt vom Kraftfahrzeug befindet. Um einen solchen automatischen Emp fang zu ermöglichen, muß der Leitung +B und jeder der Lei tungen Acc und IG Strom zugeführt werden, obwohl der Zu satzkontakt 131 und der Zündungskontakt 132 geöffnet sind. Im allgemeinen ist eine hohe Leistung erforderlich, um ein empfangenes Signal durch ein Faksimile-Gerät auszudrucken. Es ist wichtig, eine zu starke Entladung der Hauptbatterie zu verhindern, so daß die Hauptbatterie genügend Energie behält, um den Motor anzulassen. Bei diesem Ausführungsbei spiel wird die Energie für den automatischen Faksimile-Emp fang von der Zusatzbatterie 18 geliefert, um zu verhindern, daß sich die Hauptbatterie 12 entlädt.

Die in der Zusatzbatterie gespeicherte Energie wird über eine Sicherung 19 der Batterieumschaltungs-Schaltung 16 zu geführt. Wenn der Fahrer einen Automatik-Empfang-Schalter betätigt, wird eine Automatik-Empfang-Einstellschaltung 21 in einen Setz-Zustand gebracht. Die Batterieumschaltungs- Schaltung 16 schaltet auf die Zusatzbatterie 18. Die Zu satzbatterie 18 ist mit der Leitung +B verbunden. Gleich zeitig wird ein Schalter 22 eingeschaltet, so daß den Lei tungen Acc und IG über Dioden 23 bzw. 24 Strom von der Zu satzbatterie 18 zugeführt wird. Somit ist das Telefon be triebsbereit und das Faksimile-Gerät kann eine Übertragung empfangen.

Wie vorstehend erwähnt, bewirkt der Empfang einer Faksi mile-Übertragung einen hohen Verbrauch, und die Energie der Zusatzbatterie 18 nimmt durch jeden Empfang rapide ab. Die Stromversorgungsschaltung 10 enthält eine Spannungsüberwa chungsschaltung 25. Die Spannungsüberwachungsschaltung 25 erfaßt die Spannung der Zusatzbatterie 18. Wenn die Span nung der Zusatzbatterie 18 unter eine vorbestimmte Span nung, d.h. 10 V, absinkt, setzt die Spannungsüberwachungs schaltung 25 die Automatik-Empfang-Einstellschaltung 21 zu rück. Wenn also die Spannung der Zusatzbatterie abfällt, schaltet die Batterieumschaltungs-Schaltung 16 auf die Hauptbatterie 12 um und der Schalter 22 wird abgeschalten. Weder der Leitung Acc noch IG wird Strom zugeführt, und das Telefon 11 arbeitet nur zur Speichersicherung, wobei über die Leitung +B Strom von der Hauptbatterie 12 zugeführt wird. Der Energieverbrauch für die Speichersicherung ist relativ gering, so daß die Hauptbatterie 12 dem Telefon 11 für eine lange Zeit Energie zum Aufrechterhalten der Spei chersicherung zuführen kann.

Im folgenden wird eine Schaltung zum Wiederaufladen der Zu satzbatterie 18 erläutert. Das Laden der Hauptbatterie ist in vielen Büchern erläutert, so daß es nicht erläutert wer den muß.

Wenn der Fahrer den Zündschlüssel 13 betätigt, um den Motor zu starten, wird zuerst der Zusatzkontakt 131 geschlossen. Von der Hauptbatterie 12 der Leitung Acc zugeführter Strom setzt die Automatik-Empfang-Einstellschaltung 21 zurück. Dann schaltet die Batterieumschaltungs-Schaltung 16 auf die Hauptbatterie 12 um, und der Schalter 22 wird abgeschaltet. Das Telefon 11 kann mit von der Hauptbatterie 12 zugeführ ter Energie arbeiten. Die Zusatzbatterie 18 ist bereit zum Aufladen. Die Zusatzbatterie 18 wird über eine Stromrege lungsschaltung 26 aufgeladen, die mit der Batterieumschal tungs-Schaltung 16 verbunden ist. Um eine Überhitzung der Zusatzbatterie 18 zu verhindern, regelt die Stromregelungs schaltung 26, solange ein UND-Glied 28 geöffnet ist, den Ladestrom innerhalb eines geeigneten Bereichs. Eine Span nungsüberwachungsschaltung 29 dient dazu, ein Überladen der Zusatzbatterie 18 zu verhindern. Die Spannungsüberwachungs schaltung 29 erfaßt die Ausgangsspannung der Batterieum schaltungs-Schaltung 16, wenn diese auf die Zusatzbatterie 18 umgeschaltet ist. Wenn die Spannungsüberwachungsschal tung 29 erfaßt, daß die Ausgangsspannung der Zusatzbatterie 18 höher als eine vorbestimmte Spannung, d.h. 11 V ist, sperrt die Spannungsüberwachungsschaltung 29 das UND-Glied 28. Wenn das UND-Glied 28 gesperrt ist, ist die Stromrege lungsschaltung 26 abgetrennt und die Aufladung der Zusatz batterie 18 ist beendet. Während des Aufladens der Zusatz batterie 18 nähert sich die Spannung der Zusatzbatterie 18 der Spannung der Hauptbatterie 12. Wenn die Spannung der Hauptbatterie 12 durch ein zufälliges Ereignis abfällt, be ginnt ein Strom von der Zusatzbatterie 18 zur Hauptbatterie 12 zu fließen. Dies bewirkt eine Entladung der Zusatzbatte rie 18. Um diese Entladung der Zusatzbatterie 18 zu verhin dern, ist eine Spannungsvergleichsschaltung 27 mit der Zu satzbatterie 18 verbunden. Die Spannungsvergleichsschaltung 27 vergleicht die Ausgangsspannung der Batterieumschal tungs-Schaltung 16 mit der Ausgangsspannung der Zusatzbat terie 18. Wenn die Spannungsvergleichsschaltung 27 erfaßt, daß die Ausgangsspannung der Zusatzbatterie 18 sich der Ausgangsspannung der Batterieumschaltungs-Schaltung 16 nä hert, sperrt die Spannungsvergleichsschaltung 27 das UND-Glied 28. Wenn das UND-Glied 28 gesperrt ist, ist die Stromregelungsschaltung 26 abgetrennt, so daß der Stromfluß von der Zusatzbatterie 18 zur Hauptbatterie 12 verhindert wird.

Wie vorstehend erwähnt, wird viel Energie verbraucht, um eine vom Faksimile-Gerät empfangene Information auszudruc ken. Wenn das Faksimile-Gerät während des Ladens der Zu satzbatterie ausdruckt, wird die Belastung der Hauptbatte rie 12 zu groß. Um diese Überbelastung der Hauptbatterie 12 zu verhindern, ist eine Stromüberwachungsschaltung 17 vor gesehen. Die Stromüberwachungsschaltung 17 unterbricht das Laden der Zusatzbatterie 18, solange die Belastung der Hauptbatterie 12 zu groß ist. Die Stromüberwachungsschal tung 17 ist zwischen der Batterieumschaltungs-Schaltung 16 und dem Telefon 11 angeordnet. Die Stromüberwachungsschaltung 17 erfaßt einen zum Telefon 11 fließenden Strom. Wenn die Stromüberwachungsschaltung 17 erfaßt, daß der Strom größer ist als ein vorbestimmter Wert, sperrt die Strom überwachungsschaltung 17 das UND-Glied 28, so daß die Stromregelungsschaltung 26 abgetrennt ist. In der Stromver sorgungsschaltung 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird deshalb die durch das Laden der Zusatzbatterie 18 verur sachte Belastung der Hauptbatterie 12 beschränkt, so daß verhindert wird, daß die Hauptbatterie 12 zu sehr entladen wird. Wenn ein Kurzschluß in der Zusatzbatterie 18 auf tritt, kann eine Überhitzung der Zusatzbatterie 18 auftre ten, wenn die Aufladung fortgeführt wird. Um dies zu ver meiden, ist eine Störungsüberwachungsschaltung 30 mit der Zusatzbatterie 18 verbunden. Wenn die Störungsüberwachungs schaltung 30 erfaßt, daß die Ausgangsspannung der Zusatz batterie 18 geringer als eine vorbestimmte Spannung, d.h. 9 V ist, sperrt die Störungsüberwachungsschaltung 30 das UND- Glied 28, so daß die Stromregelungsschaltung 26 abgetrennt ist.

Wie vorstehend erläutert, enthält die Stromversorgungs schaltung 10 eine Batterieumschaltungs-Schaltung 16, die in Übereinstimmung mit dem Zündschlüsselschalter 13 entweder eine Hauptbatterie 12 oder eine Zusatzbatterie 18 mit einem Telefon 11 verbindet, eine Spannungsüberwachungsschaltung 25, die die in der Zusatzbatterie 18 geladene Energie er faßt, einen Schalter 22, der die Hauptbatterie 12 mit dem Telefon 11 verbindet und den Telefonbetrieb auf die Spei chersicherung beschränkt, wenn die Spannungsüberwachungs schaltung 25 erfaßt, daß sich die Zusatzbatterie 18 ent lädt, und eine Automatik-Empfang-Einstellschaltung 21. Wenn die Energie in der Zusatzbatterie 18 abfällt, wird das Te lefon 11 mit der Hauptbatterie 12 verbunden und ist auf die Funktion zur Speichersicherung beschränkt. Somit ist die Speichersicherung immer sichergestellt.

Es wurde also eine Stromversorgungsschaltung für ein Kraft fahrzeug mit einer elektrischen Kraftfahrzeugeinrichtung mit einem batteriegespeisten Speicher, wie beispielsweise einem Telefon geschaffen, die eine Batterieumschaltungs- Schaltung, die in Übereinstimmung mit dem Zündschlüssel schalter entweder eine Hauptbatterie oder eine Zusatzbatte rie mit dem Telefon verbindet, eine Spannungsüberwachungs schaltung, die die in der Zusatzbatterie gespeicherte Ener gie erfaßt, und einen Schalter aufweist, der die Hauptbat terie mit dem Telefon verbindet und den Telefonbetrieb auf die Speichersicherung beschränkt, wenn die Spannungsüberwa chungsschaltung erfaßt, daß sich die Zusatzbatterie ent lädt. Wenn die Energie in der Zusatzbatterie abfällt, wird das Telefon mit der Hauptbatterie verbunden und ist auf die Funktion zur Speichersicherung beschränkt.

Claims

Stromversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch
eine elektrische Kraftfahrzeug-Einrichtung (11) mit einem batteriegespeisten Speicher,
eine Hauptbatterie (12), die Energie an die elektri sche Kraftfahrzeug-Einrichtung (11) liefert,
eine Zusatzbatterie (18), die Energie an die elektri sche Kraftfahrzeug-Einrichtung (11) liefert,
einen Zündschlüssel-Schalter (13), der zwischen der Hauptbatterie (12) und der elektrischen Kraftfahrzeug-Ein richtung (11) angeordnet ist,
eine Batterieumschaltungsvorrichtung (16) zum Verbin den entweder der Hauptbatterie (12) oder der Zusatzbatterie (18) mit der elektrischen Kraftfahrzeug-Einrichtung (11) in Übereinstimmung mit dem Schaltzustand des Zündschlüssel schalters (13),
eine Energiemeßsvorrichtung (25) zum Erfassen von in der Zusatzbatterie (18) gespeicherter Energie,
einer Betriebsbeschränkungsvorrichtung (22) zum Be schränken des Betriebs der elektrischen Kraftfahrzeug-Ein richtung (11) lediglich auf die Sicherung des Speichers,
eine Steuerschaltvorrichtung (21) zum Einschalten der Betriebsbeschränkungsvorrichtung (22), wenn die Energie meßsvorrichtung (25) erfaßt, daß die in der Zusatzbatterie (18) gespeicherte Energie abnimmt.