DE4310240A1 - Elektrisches Leistungsversorgungssystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Elektrisches Leistungsversorgungssystem für Kraftfahrzeuge

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserun­ gen bei elektrischen Leistungsversorgungssytemen für Kraft­ fahrzeuge und insbesondere auf ein elektrisches Leistungs­ versorgungssystem, das eine elektrische Spannungsquelle mit hoher Spannung und eine elektrische Spannungsquelle mit niedriger Spannung besitzt.
In den letzten Jahren verwenden Kraftfahrzeuge elektri­ sche Lasten die effizient bei Verwendung einer elektrischen Leistung mit hoher Spannung arbeiten. Die vorläufige japani­ sche Patentoffenlegung Nr. 1-185197 legt ein elektrisches Leistungsversorgungssystem offen, das für ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Hochspannungslast anwendbar ist. Ein derartiges elektrisches Leistungsversorgungssystem ist mit einem Generator, der einen Gleichstrom von 48 V erzeugt, ei­ ner 48V-Batterie und einem Gleichstrom-Gleichstromwandler (DC-DC-Wandler), der den Gleichstrom von 48 V in einen Gleichstrom von 12 V umwandelt, ausgerüstet. Der Generator ist mit der 48V-Batterie und einer Hochspannungslast, wie etwa einem Lüftermotor, verbunden. Die Niederspannungsla­ sten, wie etwa die Scheinwerfer oder Heckleuchten, erhalten die elektrische Spannung von 12 V von dem DC-DC-Wandler.
Jedoch entsteht in einem derartigen, herkömmlichen elek­ trischen Leistungsversorgungssystem, da der DC-DC-Wandler immer für die Umwandlung von 48 V in 12 V arbeitet, auch wenn die Scheinwerfer oder Heckleuchten nicht verwendet wer­ den, ein Energieverlust durch den DC-DC-Wandler.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes elektrisches Leistungsversorgungssystem zur Verfügung zu stellen, das den darin verursachten Energiever­ lust unterdrückt.
Diese und weitere Aufgaben werden durch das in den bei­ gefügten Patentansprüchen definierte Leistungsversorgungssy­ tem gelöst.
Insbesondere umfaßt das elektrische Leistungsversor­ gungssystem für Kraftfahrzeuge entsprechend der vorliegenden Erfindung einen Generator, der elektrische Leistung erzeugt, indem er den Motor als Antriebsquelle verwendet. Eine sekun­ däre Hochspannungsbatterie, die mit dem Ausgangsanschluß des Generators verbunden ist. Eine erste Last ist mit dem Aus­ gangsanschluß des Generators verbunden. Ein Wandler ist mit dem Ausgangsanschluß des Generators verbunden und wandelt elektrische Leistung von einer hohen Spannung in eine nied­ rige Spannung um. Eine sekundäre Niederspannungsbatterie ist mit einem Ausgangsanschluß des Wandlers verbunden und wird durch den Wandler geladen. Eine zweite Last ist mit einem Ausgangsanschluß der sekundären Niederspannungsbatterie ver­ bunden. Eine dritte Last ist mit dem Ausgangsanschluß der sekundären Niederspannungsbatterie verbunden. Ein Schalter, mit dem die dritte Last mit der sekundären Niederspannungs­ batterie verbunden wird, ist vorhanden. Ein Voltmeter ist mit der sekundären Niederspannungsbatterie verbunden und mißt den Spannungswert der sekundären Niederspannungsbatte­ rie. Ein Amperemeter ist mit der zweiten und der dritten Last verbunden und mißt den durch die zweite und dritte Last fließenden Laststrom. Ein Kontroller steuert den Wandler, um den Betrieb zu unterbrechen, wenn das Voltmeter einen Span­ nungswert feststellt, der höher ist als ein erster, vorgege­ bener Wert, und um den Betrieb zu starten, wenn das Voltme­ ter einen Spannungswert feststellt, der nicht größer ist als der erste, vorgegebene Wert. Der Kontroller steuert den Schalter in einen Anzustand, bis die Niederspannungsbatterie bis zu einem vorgegebenen Ladungszustand geladen ist, wenn der von dem Amperemeter festgestellt Laststrom kleiner ein als zweiter, vorgegebener Wert ist, und steuert den Schalter in einen Auszustand, wenn der Laststrom nicht kleiner als der zweite, vorgegebene Wert ist.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Elemente.
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines elektrischen Leistungsversor­ gungssystems für Automobile nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Graph, der die Entladecharakteristik ei­ ner in dem elektrische Leistungsversorgungssystem der Fig. 1 verwendeten Batterie zeigt.
Fig. 3 ist ein Schaltkreis des in dem elektrischen Lei­ stungsversorgungssystem der Fig. 1 verwendeten DC-DC-Wand­ lers.
Fig. 4 ist ein Graph, der die Änderungen der Umwand­ lungseffektivität und den Verlust des DC-DC-Wandlers in Ab­ hängigkeit von der daran angelegten Last zeigt.
Fig. 5 ist ein Graph, der die Änderung der Umwandlungs­ effektivität des DC-DC-Wandlers in Abhängigkeit von dem Laststrom zeigt.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm zur Steuerung des ersten Ausführungsbeispieles der Fig. 1.
Fig. 7 ist ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines elektrischen Leistungsversor­ gungssystems für Automobile nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm zur Steuerung des zweiten Ausführungsbeispieles der Fig. 7.
In den Fig. 1 bis 6 ist ein erstes Ausführungsbei­ spiel eines elektrischen Leistungsversorgungssystems für Kraftfahrzeuge nach der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt das elektrische Leistungs­ versorgungssystem einen elektrischen Generator 1, der einen Gleichstrom mit einer Spannung von 48 V ausgibt, eine 48V- Batterie (sekundäre Hochspannungsbatterie) 2, die aus einem Bleiakkumulator mit 24 Zellen besteht, und einen Lüftermotor (erste Last) 3, der elektrische Leistung über einen Schalter 31 von dem Generator 1 und der Batterie 2 erhält. Der Schal­ ter 31 wird von dem Fahrer oder dergleichen von Hand betä­ tigt, und der Lüftermotor 3 arbeitet in Abhängigkeit von diesem Schaltvorgang. Ein DC-DC-Wandler 4 wandelt die Span­ nung der elektrischen Leistung von 48 V in 12 V um. Eine 12V-Batterie (sekundäre Niederspannungsbatterie) 7 ist so angeordnet, daß sie einen Scheinwerfer 5, einen Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 30 und einen Widerstand 40 mit einer 12V-Gleichstromversorgungsspannung versorgt. Ein Voltmeter (Spannungmeßvorrichtung) 15 ist mit der 12V-Batterie 7 ver­ bunden und mißt deren Spannung.
Der Scheinwerfer (zweite Last) 5 ist über einen Schalter 51 parallel mit der 12V-Batterie 7 geschaltet. Der Schalter 51 wird von dem Fahrer oder dergleichen von Hand betätigt, und durch sein Anschalten wird der Scheinwerfer 5 elektrisch mit der 12V-Batterie 7 verbunden, so daß er von dieser einen elektrischen Strom erhält. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor (zweite Last) 30 ist parallel mit dem Scheinwerfer 5 verbunden. Ein Widerstand (dritte Last) 40 ist über einen Schalter 20 parallel mit dem Geschwindigkeitssensor 30 ver­ bunden. Der Schalter 20 wird über einen Kontroller 8, der später beschrieben wird, gesteuert. Der Scheinwerfer 5, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30, der Widerstand 40 und die Schalter 20 und 51 bilden eine Last 50, wie in Fig. 1 ge­ zeigt. Die Last 50 ist mit einem Amperemeter (Laststrommeßvorrichtung) 16 verbunden, das den Laststrom der Last 50 mißt.
Auch wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 als Last verwendet wird, die immer während des Motorbetriebs betrie­ ben wird, ist sie nicht auf den Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor 30 beschränkt, und ein einfacher Widerstand kann an­ stelle des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 30 als Last ver­ wendet werden. Weiterhin ist die Last 40 nicht direkt mit dem Fahren des Fahrzeugs verbunden, und in diesem Falle ist es ein Widerstand.
Das Voltmeter 15 gibt ein Signal 10 aus, das dem Kon­ troller 8 die gemessene Spannung der 12V-Batterie 7 angibt. Auf ähnliche Weise gibt das Ampèremeter 16 ein Signal 9 aus, das dem Kontroller 8 den gemessenen Laststrom der Last 50 angibt. Der Kontroller 8 gibt ein Betriebssignal 11 für den DC-DC-Wandler 4 aus, so daß dieser entsprechend den aus den Signalen 9 und 10 festgestellten Werten arbeitet. Der Schal­ ter 20 wird angeschaltet, wenn der Kontroller 8 ein Schalt­ signal 14 für den Schalter 20 ausgibt. Der Kontroller 8 steuert den Schalter 20 so, daß, wenn das Schaltsignal 14 aktiv ist, elektrische Leistung an den Widerstand angelegt wird.
Fig. 2 zeigt die Entladecharakteristik der 12V-Batterie 7. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen Vb den Span­ nungswert im voll geladenen Zustand der 12V-Batterie 7. Der Spannungswert fällt mit der Zeit, wenn die 12V-Batterie 7 mit der Last verbunden ist. Wenn die Spannung der 12V-Batte­ rie 7 niedriger als ein vorgegebener Wert Vo wird, verur­ sacht die 12V-Batterie 7 eine unstabile Energieversorgung der Last, wie etwa des Scheinwerfers 5. Daher ist es notwen­ dig, den Spannungswert der 12V-Batterie durch Laden zwischen Vb und Vo zu halten. In dem Ausführungsbeispiel ist die 12V- Batterie 7 so angeordnet, daß sie geladen wird, wenn der Spannungswert der 12V-Batterie 7 niedriger als ein Wert Va wird, der etwas höher ist als der Wert Vo. Wenn die 12V-Bat­ terie 7 voll geladen ist, wird eine Überladung verursacht und kann die mit der 12V-Batterie 7 verbundene Last zerstö­ ren. Daher wird die 12V-Batterie 7 bis zu einem Spannungs­ wert Vc geladen, der etwas niedriger als der Wert Vb ist. Also ist die 12V-Batterie 7 so angeordnet, daß Laden und Entladen so wiederholt werden, daß die Spannung zwischen Va und Vc gehalten wird.
Fig. 3 zeigt ein Schaltkreisdiagramm des DC-DC-Wandlers 4, der vom Gegentakttyp ist. Die Arbeitsweise des DC-DC- Wandlers 4 wird hiernach diskutiert.
Wenn der DC-DC-Wandler 4 das Betriebssignal 11 von dem Kontroller 8 erhält, beginnt der DC-DC-Wandler 4 die Umwand­ lung. In Abhängigkeit von dem Betriebssignal 11 wird einer der Transistoren Tr1 und Tr2 angeschaltet, das heißt, das die Basis von entweder Tr1 oder Tr2 wird mit Spannung be­ legt. Wenn sich zum Beispiel der Transistor Tr1 im Anzustand befindet, wird eine Eingangsspannung E an eine Spule N1 ge­ legt, und eine in einer Spule N3 induzierte Spannung bringt aufgrund des durch die an die Spule N1 angelegte Spannung erzeugten magnetischen Flusses die Basisspannung des Transi­ stors Tr1 auf einen positiven Wert relativ zum Emitter. Dies hält den Transistor Tr1 im Anzustand. Da auf der anderen Seite die in der Spule N4 induzierte Spannung einen negati­ ven Wert bezüglich des Transistors Tr2 annimmt, wird der Transistor Tr2 im Auszustand gehalten. Dann nimmt der magne­ tische Fluß in einem Eisenkern T1 schrittweise von -ϕ bis +ϕ zu. Auch wenn der Kollektorstrom Ic während der Periode, in der der Fluß sich auf +ϕ bewegt, radikal bis zum Produkt des Basisstroms und des Stromverstärkungsfaktors erhöht wird, wird die magnetische Flußänderung sehr klein, und die Basis­ spannung nimmt ab. Dementsprechend wird der Transistor Tr1 ausgeschaltet, und jede der Spulen N1 bis N4 induziert eine kleine Spannung, die eine im Bezug zu vorhergehenden Zustand umgekehrte Polarität besitzt. Die Spannung der Spule N4 dient dazu, eine positive Spannung an die Basis des Transi­ stors Tr2 und eine negative Spannung an die Basis des Tran­ sistors Tr1 anzulegen. Daher wird der Transistor Tr2 in den Anzustand versetzt und der Transistor Tr1 wird in den Auszu­ stand versetzt. Demzufolge arbeitet der Transistor Tr2 so, daß die Eingangsspannung an die Spule N2 angelegt wird, und der Transistor Tr2 wird solange im Anzustand gehalten, bis der magnetische Fluß des Eisenkerns von +ϕ nach -ϕ gegangen ist. Mit der Wiederholung dieser Vorgänge werden die An-Aus- Vorgänge in den Transistoren Tr1 und Tr2 fortgeführt. Daher wird eine Rechteckwelle, die in der Spannung von 48 V in 12 V umgewandelt ist, jeweils an den Ausgangsspulen N5 und N6 erzeugt und dann jeweils von den Dioden D1 und D2 gleichge­ richtet. Die gleichgerichtete Spannung wird durch einen Glättungsschaltkreis geglättet, welcher aus einer Drossel­ spule L1 und einem Kondensator C1 besteht, und von einem Ausgangsanschluß als Ausgangsspannung mit 12 V ausgegeben.
Fig. 4 zeigt eine Graph der Verluste und der Effizienz des DC-DC-Wandlers 4 in Abhängigkeit von einer Last bei ei­ ner konstanten Spannung und einem konstanten Leistungsfaktor (Ausgang). Die Effizienz des DC-DC-Wandlers 4 nimmt stark zu mit einer Zunahme der Last von 0% an. Dann sättigt sie bei einem vorgegebenen Wert und nimmt schrittweise mit Erreichen einer Last von 100% ab. Der Verlust in dem DC-DC-Wandler 4 entsteht hauptsächlich durch einen Verlust in dem Eisenkern, der nicht mit dem Laststrom verbunden ist, und durch einen Verlust in dem Kupfer, der mit dem Laststrom verbunden ist. Die anderen Verluste sind aufgrund ihren geringen Werte ver­ nachlässigbar. Der Verlust in dem Kupfer wird wie folgt aus­ gedrückt:
Kupferverlust PC = Km I1 2 (r1 + r2′),
wobei I1 ein in der Primärspule fließender Laststrom, r1 der Widerstand der Primärspule, r2′ der auf die Primärseite konvertierte Wider­ stand der Sekundärspule und Km das Verhältnis von Wechsel­ stromwiderstand/Gleichstromwiderstand (normalerweise 1,1 bis 1,25) ist.
Der Kupferverlust ist proportional zum Quadrat des Last­ stroms, und die Änderung des Kupferverlustes wird durch eine in Fig. 4 gezeigte Kurve dargestellt. Die Effizienz η des Wandlers entspricht folgender Gleichung:
η = K cosR/(K cosR + Pi + Pc)×100(%),
wobei K die Kapazität (W) des DC-DC-Wandlers, Pi der Eisenverlust (W), Pc der Kupferverlust (Km I1 2 (r1 + r2′)) [W], cosR der Last­ leistungsfaktor und K cosR die Ausgabe unter voller Last [W] ist.
Die Effizienz des DC-DC-Wandlers 4 ist in einer in Fig. 4 gezeigten Kurve dargestellt. Es ist zu sehen, daß die Um­ wandlungseffizienz gut ist, wenn der DC-DC-Wandler 4 bei ei­ nem Laststrom betrieben wird, der größer ist als ein vorge­ gebener Wert. Demzufolge wird der Umwandlungsverlust dadurch reduziert, daß der DC-DC-Wandler 4 so betrieben wird, daß ein Laststrom H größer als ein Wert Ao angelegt wird, wird in Fig. 5 gezeigt, um die Umwandlungseffizienz E hoch zu halten.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm für den Kontroller 8.
In einem Schritt S100 vergleicht der Kontroller 8 den Spannungswert V der 12V-Batterie 7 mit einem ersten, vorge­ gebenen Wert Va, um den Ladezustand zu beurteilen. Wenn V Va, geht das Programm zu einem Schritt S101, und wenn V < Va geht das Programm zu Schritt S100 zurück.
In Schritt S101 vergleicht der Kontroller 8 den Last­ strom H der Last 50, der von dem Amperemeter 16 gemessen wird, mit einem vorgegebenen Wert Ao, der die Umwandlungsef­ fizienz des DC-DC-Wandlers 4 angibt. Wenn H Ao, geht das Programm zu einem Schritt S103, andernfalls geht das Pro­ gramm zu einem Schritt S102.
In Schritt S102 wird der Laststrom H erhöht, um größer oder gleich dem Stromwert Ao zu sein, bei dem der DC-DC- Wandler 4 wirkungsvoll arbeitet. Dieser Vorgang wird derart ausgeführt, daß der Kontroller 8 ein Schaltsignal 14 an den Schalter 20 ausgibt, so daß der Schalter 20 geschlossen wird und elektrische Leistung dem Widerstand 40 zugeführt wird, um den Widerstandswert der Last zu verringern. Durch diesen Einschaltvorgang wird der Laststrom H größer oder gleich Ao. Dann wird das Schaltsignal 14 unterbrochen, so daß der Schalter 20 nicht ausgeschaltet wird, bis der Spannungswert der 12V-Batterie 7 auf den Wert Vc fällt.
In Schritt S103 wird das Betriebssignal 11 von dem Kon­ troller 8 dem DC-DC-Wandler 4 eingegeben, so daß dieser ar­ beitet, und die elektrische Leistung mit 48 V von dem Gene­ rator 1 und von der 48V-Batterie 2 wird von dem DC-DC-Wand­ ler 4 in eine elektrische Leistung von 12 V umgewandelt. Die umgewandelte Leistung von 12 V wird an die 12V-Batterie 7 und die Last 50 angelegt. In dieser Situation bildet die 12V-Batterie 7 eine Last, die parallel zum Scheinwerfer 5, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 und dem Widerstand 40 zu einem Schaltkreis geschaltet ist. Daher wir die elektri­ sche Leistung von dem Generator 1 und der 48V-Batterie 2 stabil zur 12V-Batterie 7 geführt.
In einem Schritt S104 führt das Programm Schritt S103 durch, bis V gleich Vc wird.
In einem Schritt S105 wird der Betrieb des DC-DC-Wand­ lers 4 angehalten, indem die Ausgabe des Betriebssignals 11 von dem Kontroller 8 an den DC-DC-Wandler 4 unterbrochen wird. Danach wird in einem Schritt S106 der Schalter 20 durch Unterbrechen der Ausgabe des Schaltersignals 14 ausge­ schaltet.
Durch diese Vorgänge erhält der Lüftermotor 3 unter nor­ malen Umständen elektrische Leistung von dem Generator 1 und der 48V-Batterie 2, und der Scheinwerfer 5 und der Fahrzeug­ geschwindigkeitssensor 30 erhalten elektrische Leistung von der 12V-Batterie 7. Zusätzlich wird das Laden der 12V-Batte­ rie unmittelbar, nachdem der Spannungswert der 12V-Batterie unter den Wert Va gefallen ist, durchgeführt. Demzufolge wird die Ladeperiode der 12-Batterie 7 kurz, und daher wird die Betriebsperiode des DC-DC-Wandlers 4 auch kurz. Außerdem wird, da der DC-DC-Wandler 4 in einem Bereich hoher Umwand­ lungseffizienz betrieben wird, indem der Laststrom auf einen Wert höher als ein vorgegebener Wert gesteuert wird, der elektrische Leistungsverbrauch reduziert.
In den Fig. 7 und 8 ist ein zweites Ausführungsbei­ spiel des elektrischen Leistungsversorgungssystems nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das zweite Ausführungsbei­ spiel ist im allgemeinen dem ersten Ausführungsbeispiel ähn­ lich, außer daß ein Zeitnehmer 17 in dem elektrischen Lei­ stungsversorgungssystem angeordnet ist.
Der Zeitnehmer 17 mißt eine Zeit und gibt ein Betriebs­ signal 11 an den DC-DC-Wandler 4 aus, damit dieser arbeitet, wenn eine vorgegebene Zeitperiode nach dem Laden der sekun­ dären Niederspannungsbatterie 7 bis zu einem vorgegebenen Spannungswert verstrichen ist.
Die Arbeitsweise dieses Systems wird hiernach anhand des in Fig. 8 gezeigten Flußdiagramms erklärt.
In einem Schritt S200 vergleicht der Kontroller 8 den Spannungswert der 12V-Batterie 7 mit dem ersten, vorgegebe­ nen Wert Va. Wenn V Va geht das Programm zu einem Schritt S201 und wenn V < Va geht das Programm zu einem Schritt S210.
In Schritt S210 wird festgestellt, ob die von dem Zeit­ nehmer gemessene Zeitperiode T nach dem Laden der 12V-Batte­ rie 7 auf den Spannungswert Vc gleich einer vorgegebenen Zeitperiode Ta ist. Wenn die Feststellung in Schritt S210 "NEIN" ist, geht das Programm zurück zu Schritt S200, und wenn die Feststellung in Schritt S210 "JA" ist, geht das Programm zu Schritt S201, selbst wenn der Spannungswert V der 12V-Batterie 7 größer als der vorgegebene Wert Va wird.
In Schritt S201 vergleicht der Kontroller 8 den Last­ strom H der Last 50, der von dem Ampèremeter 16 gemessen wird, mit einem vorgegebenen Wert Ao, der die Umwandlungsef­ fizienz des DC-DC-Wandlers 4 angibt. Wenn H Ao, geht das Programm zu einem Schritt S203, andernfalls geht das Pro­ gramm zu einem Schritt S202.
In Schritt S202 wird der Laststrom H erhöht, um größer oder gleich dem Stromwert Ao zu sein, bei dem der DC-DC- Wandler 4 wirkungsvoll arbeitet. Dieser Vorgang wird derart ausgeführt, daß der Kontroller 8 ein Schaltsignal 14 an den Schalter 20 ausgibt, so daß der Schalter 20 geschlossen wird und elektrische Leistung dem Widerstand 40 zugeführt wird, um den Widerstandswert der Last zu verringern. Durch diesen Einschaltvorgang wird der Laststrom H größer als Ao. Dann wird das Schaltsignal 14 einmal unterbrochen, so daß der Schalter 20 nicht ausgeschaltet wird, bis der Spannungswert der 12V-Batterie 7 auf den Wert Vc fällt.
In Schritt S203 wird das Betriebssignal 11 von dem Kon­ troller 8 dem DC-DC-Wandler 4 eingegeben, so daß dieser ar­ beitet, und die elektrische Leistung mit 48 V von dem Gene­ rator 1 und von der 48V-Batterie 2 wird von dem DC-DC-Wand­ ler 4 in eine elektrische Leistung von 12 V umgewandelt. Die umgewandelte Leistung von 12 V wird an die 12V-Batterie 7 und die Last 50 angelegt. In dieser Situation bildet die 12V-Batterie 7 eine Last, die parallel zum Scheinwerfer 5, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 und dem Widerstand 40 zu einem Schaltkreis geschaltet ist. Daher wir die elektri­ sche Leistung von dem Generator 1 und der 48V-Batterie 2 stabil zur 12V-Batterie 7 geführt.
In einem Schritt S204 führt das Programm Schritt S203 durch, bis V gleich Vc wird.
In einem Schritt S205 wird der Betrieb des DC-DC-Wand­ lers 4 angehalten, indem die Ausgabe des Betriebssignals 11 von dem Kontroller 8 an den DC-DC-Wandler 4 unterbrochen wird.
In einem Schritt S206 wird der Zeitnehmer 17 gelöscht (T=0). Danach wird in einem Schritt S207 der Schalter 20 durch Unterbrechen der Ausgabe des Schaltersignals 14 ausge­ schaltet.
Durch diese Vorgänge erhält der Lüftermotor 3 unter nor­ malen Umständen elektrische Leistung von dem Generator 1 und der 48V-Batterie 2, und der Scheinwerfer 5 und der Fahrzeug­ geschwindigkeitssensor 30 erhalten elektrische Leistung von der 12V-Batterie 7. Zusätzlich wird das Laden der 12V-Batte­ rie unmittelbar, nachdem der Spannungswert der 12V-Batterie unter den Wert Va gefallen ist, durchgeführt. Demzufolge wird die Ladeperiode der 12-Batterie 7 kurz, und daher wird die Betriebsperiode des DC-DC-Wandlers 4 auch kurz. Außerdem wird, da der DC-DC-Wandler 4 in einem Bereich hoher Umwand­ lungseffizienz betrieben wird, indem der Laststrom auf einen Wert höher als ein vorgegebener Wert gesteuert wird, der elektrische Leistungsverbrauch reduziert.
Da außerdem die 12V-Batterie 7 entsprechend dem festge­ stellten Spannungswert der 12V-Batterie 7 und nach dem Ver­ streichen eines vorgegebenen Zeitraums nach dem vorhergehen­ den Laden der 12V-Batterie 7 geladen wird, wird die 12V-Bat­ terie 7 sicher geladen und stellt stabil dem Scheinwerfer 5 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 elektrische Lei­ stung zur Verfügung.
Auch wenn die Batterien 2 und 7 in den Ausführungsbei­ spielen als Bleiakkumulatoren beschrieben wurden, ist klar, daß andere Sekundärbatterien, wie etwa Ni-Cd-Akkumulatoren, als Batterien 2 und 7 verwendet werden können.
Mit dieser Anordnung wird, da der DC-DC-Wandler 4 so an­ geordnet ist, daß er nur dann betrieben wird, wenn der Span­ nungswert der sekundären Niederspannungsbatterie 7 kleiner als ein vorgegebener Wert wird, die Betriebsperiode des DC- DC-Wandlers 4 verkürzt.
Außerdem wird der DC-DC-Wandler 4 unter einer hocheffi­ zienten Lastbedingung durch Erhöhen des Laststromes, wenn der Wert des Laststromes kleiner als ein vorgegebener Wert ist, betrieben. Da das elektrische Leistungsversorgungssy­ stem zusätzlich einen Zeitgeber umfaßt, der den Konverter betreibt, wenn eine vorgegebene Zeitperiode nach dem Laden der Niederspannungsbatterie auf einen vorgegebenen Wert ver­ strichen ist, wird es möglich, von der sekundären Nieder­ spannungsbatterie 7 eine stabile elektrische Leistung an die Last 50 anzulegen.

Claims (3)

1. Elektrisches Leistungsversorgungssystem für Kraft­ fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
einen Generator (1), der elektrische Leistung erzeugt, indem er den Motor als Antriebsquelle verwendet;
eine sekundäre Hochspannungsbatterie (2), die mit dem Ausgangsanschluß des Generators verbunden ist;
eine erste Last (3), die mit dem Ausgangsanschluß des Generators verbunden ist;
einen Wandler (4), der mit dem Ausgangsanschluß des Ge­ nerators verbunden ist und elektrische Leistung von einer hohen Spannung in eine niedrige Spannung umwandelt;
eine sekundäre Niederspannungsbatterie (7), die mit ei­ nem Ausgangsanschluß des Wandlers verbunden ist und durch den Wandler geladen wird;
eine zweite Last (5), die mit einem Ausgangsanschluß der sekundären Niederspannungsbatterie verbunden ist;
eine dritte Last (30), die mit dem Ausgangsanschluß der sekundären Niederspannungsbatterie verbunden ist;
einen Schalter (20), mit dem die dritte Last mit der se­ kundären Niederspannungsbatterie verbunden wird;
ein Voltmeter (15), das mit der sekundären Niederspan­ nungsbatterie verbunden ist und den Spannungswert der sekun­ dären Niederspannungsbatterie mißt;
ein Ampèremeter (16), das mit der zweiten und der drit­ ten Last verbunden ist und den durch die zweite und dritte Last fließenden Laststrom mißt; und
einen Kontroller (8), der den Wandler steuert, um den Betrieb zu unterbrechen, wenn das Voltmeter einen Spannungs­ wert feststellt, der höher ist als ein erster, vorgegebener Wert, und um den Betrieb zu starten, wenn das Voltmeter einen Spannungswert feststellt, der nicht größer ist als der erste, vorgegebene Wert, und der den Schalter in einen Anzu­ stand schaltet, bis die Niederspannungsbatterie bis zu einem vorgegebenen Ladungszustand geladen ist, wenn der von dem Amperemeter festgestellte Laststrom kleiner als ein als zweiter, vorgegebener Wert ist, und den Schalter in einen Auszustand schaltet, wenn der Laststrom nicht kleiner als der zweite, vorgegebene Wert ist.
2. Elektrisches Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem einen Zeitnehmer (17) umfaßt, der den Wandler betreibt, wenn eine vorgegebene Zeitperiode nach dem Laden der Niederspannungsbatterie auf einen vorgegebenen Wert verstrichen ist.
3. Elektrisches Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsbatterie eine 48V-Batterie und die Niederspannungsbatterie eine 12V- Batterie umfaßt.
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