DE69737379T2 - Spannungsregelungssystem für ein Fahrzeug mit Lichtmaschine - Google Patents

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DE69737379T2
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regulation system
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Fuyuki Kariya-city Maehara
Hirohide Kariya-city Sato
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    • Y02T10/92Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannungsregelungssystem für eine Fahrzeuglichtmaschine und insbesondere ein Regelungssystem zur Bereitstellung einer leistungsfähigen Batterieladung, ohne dass eine Überladung der Batterie verursacht wird.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Die JPA 4-275035 beschreibt ein Regelungssystem für eine Fahrzeuglichtmaschine, bei der, wenn eine Batteriespannung niedriger als ein unterer Grenzwert wird, eine Reguliererreferenzspannung auf einen höheren Wert gesetzt wird, um eine leistungsfähige Batterieladung zu schaffen, und, wenn die Batteriespannung einen höheren Grenzwert erreicht, die Reguliererreferenzspannung auf einen normalen Wert zurückgeführt wird, um eine schwächere Batterieladung zu schaffen. Diese Veröffentlichung schlägt auch eine Spannungsregulierung basierend auf einem Durchschnitt der Batteriespannung vor, um harmonische Wellen (d. h. Welligkeit) von mehr als 750 Hz, die in dem Strom enthalten sind, der von einem Vollwellengleichrichter der Lichtmaschine gleichgerichtet wurde, zu entfernen, so dass ein genauer Vergleich mit der Referenzspannung möglich ist.
  • Allgemein gesagt, die Batteriespannung ändert sich mit dem Ladezustand der Batterie derart, dass eine gesammelte Menge an Lade- oder Entladestrom der Batterie und der Batterieladestrom (d. h. der Ausgangsstrom der Lichtmaschine) sich ebenfalls ändern, wenn sich die Motordrehzahl ändert.
  • Im Stadtverkehr, wo sich die Motordrehzahl wiederholt zwischen Leerlaufdrehzahl und Langsamfahrtdrehzahl ändert, sind die Motordrehzahlen und der Ladestrom (oder die Batteriespannung) üblicherweise niedrig. Wenn daher die Referenzspannung jedes Mal in Antwort auf einen zeitweiligen Anstieg der Batteriespannung abgesenkt wird, kann es vorkommen, dass die Batterie zu wenig geladen wird. Wenn jedoch die normale Referenzspannung hoch gemacht wird, um dieses Problem zu beseitigen, kann die Batterie überladen werden, wenn ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit auf einer Schnellstraße über längere Zeit hinweg fährt, so dass sich der Batterieelektrolyt in kurzer Zeit zersetzt und die Batterie nachlässt.
  • In einem herkömmlichen Spannungsregelungssystem wird die Referenzspannung von dem einen Wert zum anderen nur abhängig von der Batteriespannung geändert, ungeachtet des Fahrzeugfahrzustands oder der Zustände der Lichtmaschine. Daher kann ein Überladen der Batterie nicht ausreichend verhindert werden. Eine häufige Änderung der Referenzspannung verursacht weiterhin eine häufige Änderung der Motorbelastung, was für die Motorsteuerung nicht gut ist.
  • Die EP-A-0.201.243 und die EP-A-0.569.284 beschreiben Spannungsregelungssysteme für Fahrzeuglichtmaschinen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung hat als Aufgabe die Beibehaltung eines guten Batteriezustands durch Erkennen eines gesammelten Betrags von Werten, welche der Batterieladefähigkeit in einer geeigneten Erkennungsperiode zugeordnet sind, um die Referenzspannung der Spannungsregelungseinheit in einer gesteuerten Rate zu ändern.
  • Allgemein gesagt, die Motordrehzahländerung eines Fahrzeugs im Stadtverkehr wiederholt sich aufgrund von Verkehrszeichen oder einem Ein/Aus-Betrieb eines motorbetriebenen Kühlgebläses zwischen einigen -zig Sekunden und 30 Minuten, und die geeignete Erkennungsperiode (z.B. eine Periode zwischen 3 und 30 Minuten) verhindert eine häufige Schwankung der Referenzspannung.
  • Die vorliegende Erfindung hat als andere Aufgabe die Beibehaltung der Batteriespannung so hoch als möglich innerhalb eines Pegels, um keine Überladung der Batterie zu bewirken.
  • Die Erfindung wird durch die Merkmale von Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert. Die Ausgangsspannung der Lichtmaschine wird von einer Spannungsregelungseinheit reguliert, die eine änderbare Referenzspannung liefert. Der Feldstrom wird gemäß einem Vergleich der Batteriespannung mit der änderbaren Referenzspannung gesteuert. Die Referenzspannung wird gemäß einem gesammelten Betrag von Werten geändert, welche die Batterieladefähigkeit anzeigen, also Batteriespannung oder Batterieladestrom, jeweils abgetastet in der geeigneten Erkennungsperiode.
  • Im Ergebnis wird die Referenzspannung nicht allzu häufig geändert, so dass sich das Antriebsdrehmoment der Lichtmaschine nicht häufig ändert. Es sei festzuhalten, dass eine häufige Änderung der Batteriespannung nachteilig für elektrische Lasten des Fahrzeugs sein kann.
  • Die Erkennungsperiode ist bevorzugt länger als eine minimale Betriebsperiode eines motorbetriebenen Kühlgebläses, so dass Batteriespannungsschwankungen aufgrund eines intermittierenden Betriebs des Kühlgebläses verhindert werden.
  • Die Referenzspannung wird gesenkt, wenn der gesammelte Betrag von Werten, zugehörig der Batterieladefähigkeit, höher als ein erster Wert wird, und wird angehoben, wenn er niedriger als ein zweiter Wert wird, der niedriger als der erste Wert ist, um die Batteriespannung zu stabilisieren.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn der gesammelte Betrag von Werten, zugehörig der Batterieladefähigkeit, niedriger als ein dritter Referenzwert wird, was eine zu starke Entladung der Batterie anzeigt, die Referenzspannung mit einer steilen Rate angehoben. Somit kann die Batterie in kurzer Zeit geladen werden, so dass die Batterie nicht ungenügend geladen wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine Überentladung der Batterie über eine lange Zeit hinweg fortdauert, die Referenzspannung nicht gesenkt. Folglich wird, wenn die Batterie überentladen wird, selbst dann, wenn der gesammelte Betrag eine zeitweise Überladung der Batterie anzeigt, eine leistungsvolle Ladung beibehalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie die Funktionsweisen von zugehörigen Teilen der vorliegenden Erfindung ergeben sich vollständig aus einem Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und der Zeichnung.
  • In der Zeichnung ist:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Batterieladesystems für ein Fahrzeug mit einem Spannungsregulierer einer Lichtmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Flussdiagramm, das den Steuervorgang eines Mikrocomputers 19 in 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ein Flussdiagramm eines anderen Steuervorgangs des Mikrocomputers 19 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Flussdiagramm eines Steuervorgangs des Mikrocomputers 19 gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 5 ein Flussdiagramm eines Steuervorgangs des Mikrocomputers 19 gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 6 ein Flussdiagramm eines Steuervorgangs des Mikrocomputers 19 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ein Flussdiagramm eines Steuervorgangs des Mikrocomputers 19 gemäß der dritten Ausführungsform;
  • 8 ein Zeitdiagramm von Batteriespannung, dem Durchschnitt hiervon und einer Referenzspannung in einem Stadtverkehrmodus, wo die Motordrehzahl von der Leerlaufdrehzahl alle fünf Minuten auf eine feste hohe Drehzahl anwächst;
  • 9 ein Zeitdiagramm der Batteriespannung, dem Durchschnitt hiervon und der Referenzspannung in einer Überlandfahrt in einem Modus, wo die Motordrehzahl auf einen hohen Wert ansteigt und dort für lange Zeit bleibt;
  • 10 ein Zeitdiagramm von Batteriespannung, dem Durchschnitt hiervon und der Referenzspannung in einer Betriebsart, wo die Leerlaufdrehzahl für eine lange Zeitdauer anhält;
  • 11 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugbatterieladesystems mit einem Spannungsregulierer eines Wechselrichters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 12 ein Schaltdiagramm eines Blockschaltkreises 26 von 11.
  • 13 ein Schaltdiagramm eines Blockschaltkreises 27 von 11;
  • 14 ein Schaltdiagramm eines Blockschaltkreises 29 von 11;
  • 15 ein Schaltdiagramm eines Blockschaltkreises 28 von 11;
  • 16 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugbatterieladesystems mit einem Spannungsregulierer einer Lichtmaschine gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ein Flussdiagramm, das eine Abwandlung der Flussdiagramme der 2, 4 und 6 ist; und
  • 18 ein Flussdiagramm, das eine Abwandlung der Flussdiagramme der 2, 4 und 6 ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • (Erste Ausführungsform)
  • Ein Spannungsregelungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
  • Eine Fahrzeuglichtmaschine 2, die von einem Fahrzeugmotor 1 angetrieben wird, hat eine Statorspule 9, eine dreiphasige Vollwellengleichrichtereinheit 10 und eine Feldspule 11. Die Statorspule 9 erzeugt eine Wechselspannung, wenn ein Feldstrom in der Feldspule 11 fließt, und die Wechselspannung wird von der Gleichrichtereinheit 10 gleichgerichtet und einer Batterie 6 und einer elektrischen Last 7 zugeführt.
  • Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Feldstromtreiberschaltkreis, bestehend aus einer Freilaufdiode 12, einem N-Kanal-MOS-Transistor 13 zum Treiben des Feldstroms, einer Gateschutzdiode 14 des MOS-Transistors und einem Widerstand 15 zum Unterdrücken von Stoßspannungen. Der Transistor 13 wird ein- oder ausgeschaltet, wenn durch den Widerstand 15 eine Steuerspannung an den Transistor 14 geliefert wird, so dass der an die Feldspule 11 gelieferte Feldstrom gesteuert wird, um die Ausgangsspannung der Lichtmaschine zu regulieren, und der Strom zur Ladung der Batterie 6 kann gesteuert werden. Das oben beschriebene Batterieladesystem ist im Stand der Technik allgemein bekannt und eine Beschreibung erfolgt deshalb nicht.
  • Ein Batterieladesteuerschaltkreis 4 hat Widerstände 20 und 21, die einen Spannungsteilerschaltkreis bilden, um eine Anschlussspannung der Batterie 6 zu teilen, und dann wird eine geteilte Spannung der Batterie (nachfolgend als Batteriespannung bezeichnet), die durch einen Verbindungspunkt der Widerstände 20 und 21 geliefert wird, einem der Eingangsanschlüsse eines Komparators 16 und durch einen A/D-Wandler 18 einem Mikrocomputer 19 eingegeben. Ausgangssignale vom Mikrocomputer 19 werden einem Plus-Anschluss des Komparators 16 über den A/D-Wandler 19 als eine Referenzspannung zugeführt. Der Komparator 16 vergleicht die Batteriespannung mit einer Referenzspannung Vref. Wenn die Batteriespannung höher als die Referenzspannung ist, liefert der Komparator 16 ein niedrigpegeliges Signal, um den Transistor 13 abzuschalten. Wenn andererseits die Batteriespannung niedriger als die Referenzspannung Vref ist, liefert er eine hochpegelige Spannung, um den Transistor 13 einzuschalten, so dass der Feldstrom gesteuert wird.
  • Ein Ausgangssignal vom Mikrocomputer 19 wird einer Leerlaufdrehzahlsteuereinheit 8 zugeführt, die Teil eines motorsteuernden Mikrocomputers ist. Die Leerlaufdrehzahlsteuereinheit 8 steuert die Motorleerlaufdrehzahl abhängig vom Eingangssignal. Bezugszeichen 5 ist ein Schlüsselschalter, der den Mikrocomputer 19 beim Einschalten mit Energie versorgt.
  • Ein Umschalten der Referenzspannungen, das vom Mikrocomputer 19 durchgeführt wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 1 und 2 beschrieben.
  • In einem ersten Schritt 100 werden, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet wird und eine elektrische Quellenspannung dem Mikrocomputer 19 zugeführt wird, die folgenden anfänglichen Setzvorgänge durchgeführt:
    • (1) Die Referenzspannung und die Leerlaufdrehzahl werden auf Anfangswerte gesetzt;
    • (2) ein Lademodusflag (wird später beschrieben) wird auf einen normalen Modus gesetzt; und
    • (3) ein Timer, der eine Setzzeit (Steuerdurchführungsperiode) festsetzt, wird zurückgesetzt.
  • 3 zeigt ein Unterbrechungsunterprogramm, das den Hauptablauf von 2 unterbricht und das besteht aus den Schritten von: Lesen der Batteriespannung Vb (Schritt 200); Berechnen eines Durchschnitts Va–b von Batteriespannungen ein schließlich der letzten Batteriespannung Vb, abgetastet in einer Periode von 3–30 Minuten, und Neuschreiben des vorhergehenden Speichers der durchschnittlichen Batteriespannung Va–b (Schritt 202); und Zurückkehren zum Hauptprogramm.
  • Ein Schritt 102 entscheidet die Setzzeit des Hauptprogramms, die gewartet wird, bis ein eingebauter Timer zurückgesetzt wird, um erneut zu starten (Schritt 104), wenn die Setzzeit hochgezählt wird.
  • Nachfolgend wird überprüft, ob der Durchschnitt Va–b der Batteriespannung höher als ein Referenzwert V1 ist oder nicht, der eine Batterieüberladung anzeigt (Schritt 108). Wenn JA, wird angenommen, dass die Batterie überladen wird, und es wird zu einem Schritt 130 gegangen. Wenn NEIN, wird zu einem Schritt 112 gegangen, wo überprüft wird, ob der Durchschnitt Va–b kleiner als ein Referenzwert V2 ist oder nicht, der mangelnde Batterieladung anzeigt. Wenn JA, wird angenommen, dass die Batterie ungenügend geladen wird, und es wird zu einem Schritt 114 gegangen. Wenn NEIN, kehrt der Ablauf zu Schritt 102 zurück.
  • In einem Schritt 114 wird überprüft, ob die Referenzspannung Vref einen festgesetzten Maximalwert (d. h. 14 V) hat oder nicht. Wenn NEIN, wird die Referenzspannung Vref um einen bestimmten Wert (z.B. 0,5 V) erhöht, solange sie bei unter 14 V bleibt (Schritt 116). Wenn JA, wird die Leerlaufdrehzahl auf einen bestimmten höheren Wert gesetzt oder ein bestimmter Wert (z.B. 50 UpM) wird der Leerlaufdrehzahl hinzugefügt, solange die Leerlaufdrehzahl geringer als eine Maximaldrehzahl bleibt (Schritt 118).
  • Danach wird überprüft, ob alle letzten drei Durchschnitte Va–b, die im Schritt 108 gelesen wurden, kleiner als ein Referenzwert V3 sind oder nicht, der eine Überentladung der Batterie anzeigt (Schritt 120). Wenn NEIN, wird zum Schritt 102 zurückgekehrt. Wenn JA, wird angenommen, dass die Batterie 6 zu wenig geladen wird, ein zweiter Timer wird auf Start zurückgesetzt (122) und es wird zu Schritt 124 gegangen.
  • Im Schritt 124 wird das Lademodusflag auf einen Ladezurückerhaltemodus für starke Batterieladung gesetzt, die Referenzspannung Vref wird auf einen oberen Wert Vrefu gesetzt und es wird zum Schritt 102 zurückgekehrt. In dieser Ausführungsform ist V1 13,5 V, V2 ist 13,0 V und V3 ist 12,5 V.
  • Wenn im Schritt 108 festgestellt wird, dass der Durchschnitt Va–b höher als der Wert V1 ist, mit anderen Worten, wenn herausgefunden wird, dass die Batterie überladen wird, werden die folgenden Schritte durchgeführt.
  • In einem Schritt 130 wird überprüft, ob das Lademodusflag der normale Modus oder der Ladezurückerhaltemodus ist. Wenn es der normale Modus ist, wird zu Schritt 132 gegangen, und wenn es der Ladezurückerhaltemodus ist, wird zu Schritt 134 gegangen. Der Ladezurückerhaltemodus ist ein starker Batterielademodus für die Batterie, um die Batteriespannung in kurzer Zeit zurückzuerhalten.
  • In einem Schritt 132 wird überprüft, ob die von der Leerlaufdrehzahlsteuereinheit 8 erkannte Leerlaufdrehzahl so gering wie ein Minimalwert ist. Wenn NEIN, wird die Leerlaufdrehzahl auf eine niedrigere Drehzahl verringert oder ein gewisser Wert wird hiervon abgezogen, solange die Leerlaufdrehzahl höher als der Minimalwert ist (Schritt 136). Wenn die Leerlaufdrehzahl so niedrig wie der Minimalwert ist, wird in Schritt 138 die Referenzspannung Vref um einen festen Wert verringert, solange sie höher als ein unterer Grenzwert Vrefd ist (d. h. 13,2 V), und es wird zum Schritt 102 zurückgekehrt.
  • Wenn das Lademodusflag den Ladezurückerhaltemodus im Schritt 132 anzeigt, wird überprüft, ob die Durchführzeit des Batteriezurückerhaltemodus, die vom zweiten Timer entschieden wird, verstrichen ist (Schritt 134). Wenn NEIN, wird zum Schritt 102 zurückgekehrt, und wenn JA, kehrt in Schritt 140 das Lademodusflag in den normalen Modus zurück. Es wird dann auch zum Schritt 102 zurückgekehrt.
  • Wenn eine Batterieüberladung festgestellt wird, wenn die Leerlaufdrehzahl die Anfangsdrehzahl ist, kann die Leerlaufdrehzahl vor dem Absenken der Referenzspannung niedriger als die Anfangsdrehzahl gemacht werden, um die Kraftstoffausnutzung zu verbessern.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 4 und 5 beschrieben.
  • Dieser Steuerablauf hat zusätzlich zu dem Steuerablauf von 3 einen Schritt 204 gemäß 5 und einen Schritt 208 gemäß 4 anstelle des Schritts 108 gemäß 2.
  • Im Schritt 204 werden alle Batteriespannungen einschließlich der Batteriespannung Vb, die zu diesem Zeitpunkt gelesen wird, die in der letzten Periode zwischen 3 und 30 Minuten abgetastet wurden, in einer eingebauten Datenmappe gespeichert, und jeder Batterieüberladestrom entsprechend einer jeden der jeweiligen Batteriespannungen wird aus der eingebauten Datenmappe gesucht und die Werte werden gesammelt, um einen gesammelten Überladestromwert Ik zu haben, der den Inhalt eines Speichers erneuert.
  • Im Schritt 208 gemäß 4 wird überprüft, ob der gesammelte Überladestromwert Ik größer als ein Referenzwert I1 ist oder nicht, der eine Batterieüberladung anzeigt. Wenn JA, wird angenommen, dass die Batterie überladen wird (erheblich überladen wird), und es wird zum Schritt 130 gegangen. Wenn NEIN, wird zum Schritt 112 gegangen, wo überprüft wird, ob der Durchschnitt Va–b kleiner als der Referenzwert V2 ist oder nicht, der mangelnde Batterieladung anzeigt. Somit kann eine Batterieüberladung präzise überprüft werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine dritte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 6 und 7 beschrieben.
  • Der Schritt 200 des Steuerablaufs von 2 wird durch einen Schritt 206 ersetzt und gemäß 7 wird ein Schritt 207 hinzugefügt. Die Schritte 108, 112 und 120 hiervon werden durch die Schritte 308, 312 und 313 ersetzt, die jeweils in 6 gezeigt sind.
  • Im Schritt 206 wird die Batteriespannung Vb mit dem Referenzwert V1 verglichen, der eine Batterieüberladung anzeigt, mit dem Referenzwert V2, der mangelhafte Batterieladung anzeigt, und mit dem Referenzwert V3, der eine Batterieüberentladung anzeigt. Im Schritt 207 werden eine Periode T1, während der die Batteriespannung Vb höher als der Referenzwert V1 ist, eine Periode T2, während der die Batteriespannung niedriger als der Referenzwert V2 ist, und eine Periode T3 gemessen, während der die Batteriespannung Vb niedriger als der Referenzwert V3 ist. Im Schritt 313 gemäß 6 wird überprüft, ob die Periode T3 länger als eine Schwellenwertperiode Tth3 ist oder nicht. Wenn JA, wird entschieden, dass die Batterie überentladen wird.
  • Im Schritt 308 wird überprüft, ob die Überladeperiode T1 länger als ein Überentladeschwellenwert Tth1 ist oder nicht. Wenn JA, wird angenommen, dass die Batterie überladen wird (erheblich überladen wird), und es wird zum Schritt 130 gegangen. Wenn NEIN, wird zum Schritt 312 gegangen.
  • Im Schritt 312 wird überprüft, ob die Ladestrommangelperiode T2 länger als ein Strommangelreferenzwert Tth2 ist oder nicht. Wenn JA, wird angenommen, dass die Batterie mangelhaft geladen wird, und es wird zum Schritt 114 gegangen. Wenn NEIN, wird zum Schritt 102 zurückgekehrt.
  • Somit ist es nicht notwendig, die Batteriespannung direkt zu lesen, so dass die Batteriespannung alleine mit den Referenzwerten V1, V2 und V3 verglichen werden kann, so dass der A/D-Wandler etc. der ersten Ausführungsform weggelassen werden können, wodurch der Schaltkreisaufbau einfacher wird.
  • Die 810 zeigen eine Beziehung zwischen der Batteriespannung und der Motordrehzahl, wenn die erste Ausführungsform angewendet wird.
  • 8 ist ein Zeitdiagramm der Batteriespannung Vb, des Durchschnittswerts Va–b hiervon und der Referenzspannung im Stadtverkehr, wenn sich die Motordrehzahl von der Leerlaufdrehzahl in eine hohe Drehzahl innerhalb einer 5-minütigen Periode ändert. 9 ist ein Zeitdiagramm der Batteriespannung Vb, des Durchschnitts Va–b hiervon und der jeweiligen Referenzspannungen bei einer Überlandfahrt, wo die Motordrehzahl ansteigt und über längere Zeit in einem Hochdrehzahlbereich bleibt. 10 ist ein Zeitdiagramm der Batteriespannung Vb, des Durchschnitts Va–b hiervon und der jeweiligen Referenzspannungen bei einem länger dauernden Leerlaufmodus.
  • Wie oben beschrieben, wird der Durchschnitt Va–b der Batteriespannung Vb in einer langen Periode erkannt, um eine Batterieüberladung zu verhindern und die Batteriespannung auf einem geeigneten Wert zu stabilisieren. Im Ergebnis kann gemäß 6 die Batterieladeleistung verbessert werden, ohne dass ein Batterieüberladen verursacht wird, selbst wenn sich die Batteriespannung häufig ändert.
  • Der Durchschnitt Va–b der Batteriespannung Vb kann durch einen beweglichen Durchschnitt oder einen Verzögerungswert anstelle des einfachen Durchschnitts der Batteriespannung erhalten werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Eine vierte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1115 beschrieben. Ein gleicher Teil oder Aufbau wird durch gleiches Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform von 1 dahingehend, dass der Batterieladesteuerschaltkreis 4 weder einen A/D-Wandler noch einen Mikrocomputer hat. In dieser Ausführungsform werden der Feldstromtreiberschaltkreis 3 und der Ladesteuerschaltkreis 4 in die Lichtmaschine 2 versetzt.
  • Der Ladesteuerschaltkreis 4 besteht aus Widerständen 20 und 21, Komparatoren 2325 und 30, einem Überladezeitsammelschaltkreis 26, einem Referenzspannungssetzschaltkreis 27, einem Lademangelzeitsammelschaltkreis 28 und einem Referenzspannungserzeugungsschaltkreis 29.
  • Der Referenzspannungserzeugungsschaltkreis 29 liefert Referenzspannungswerte Vref1, Vref2 und Vref3. 14 zeigt ein Beispiel des Referenzspannungserzeugungsschaltkreises 29. Die Beschreibung des Schaltkreises 29 wird jedoch weggelassen, da dieser allgemein bekannt ist.
  • Der Komparator 23 vergleicht eine Spannung, die durch einen Spannungsteilerschaltkreis bestehend aus den Widerständen 20 und 21 geteilt wurde, mit dem Referenzspannungswert Vref1 (z.B. 13,7 V) und bestimmt, ob die Batterie überladen ist oder nicht. Wenn eine Teilung der Batteriespannung (nachfolgend als Batteriespannung bezeichnet) höher als der Referenzwert Vref1 wird, liefert der Komparator 23 eine niedrigpegelige Spannung. Jede Periode, während der die niedrigpegelige Spannung geliefert wird, wird von dem Überladezeitsammelschaltkreis 26 gesammelt, um die Überladeperiode T1 zu schaffen. Der Überladezeitsammelschaltkreis 26 überprüft, ob die Überladeperiode T1 länger als ein Überladereferenzwert Tth1 (z.B. 30 Minuten oder 50 % Belegung) ist oder nicht. Wenn der Überladezeitsammelschaltkreis 26 feststellt, dass T1 > Tth1, was eine anomale Verringerung des Batterieelektrolyten verursachen kann, ändert der Referenzspannungssetzschaltkreis 27 die Referenzspannung Vref auf eine niedrige Spannung. Das heißt, die Referenzspannung Vref1 wird um 0,2 V gesenkt. Die vom Referenzspannungssetzschaltkreis 27 geänderte Referenzspannung Vref wird dem Komparator 30 zugeführt, der die Batteriespannung mit der Referenzspannung Vref vergleicht, um den Transistor 13 zu treiben und die Batteriespannung auf die Referenzspannung Vref zu regulieren. Wenn im Gegensatz hierzu der Überladezeitsammelschaltkreis 26 herausfindet, dass T1 > Tth1 (was anzeigt, dass die Batterieüberladung nicht mehr stattfindet), wird ein Befehlssignal an den Referenzspannungssetzschaltkreis 27 geliefert, um die Referenzspannung Vref auf einen höheren Wert zu ändern, und der Referenzspannungssetzschaltkreis 27 erhöht die Referenzspannung Vref um 0,2 V. Der Referenzspannungssetzschaltkreis hat eine Hysteresefunktion, um den Zeitpunkt des Senkens des Überladereferenzwerts Tth1 vom Zeitpunkt des Wiedererlangens hiervon zu unterscheiden, so dass Schwingungen verhindert werden.
  • 12 ist ein Blockdiagramm des Überladezeitsammelschaltkreises 26. Das Ausgangssignal vom Komparator 23 wird einem AUF/AB-Zähler 261 zugeführt, der alle 0,1 Sekunden hochzählt, wenn die Batteriespannung höher als die Referenzspannung Vref1 ist, und herunterzählt, wenn diese niedriger ist. Das Ausgangssignal vom Komparator 23 wird von einem digitalen Verzögerungsschaltkreis 262 für ungefähr 26 Minuten verzögert und einem AUF/AB-Zähler 263 zugeführt, der alle 0,1 Sekunden hochzählt, wenn die verzögerte Batteriespannung höher als der Referenzwert Vref1 ist, und der herunterzählt, wenn diese niedriger ist.
  • Bezugszeichen 264 bezeichnet einen Subtrahierer, der das Ausgangssignal vom AUF/AB-Zähler 263 vom Ausgangssignal des AUF/AB-Zählers 261 subtrahiert und das sich ergebende Signal an einen digitalen Komparator 265 schickt. Der Ergebniswert wird gegeben durch Subtraktion der Ausgangssignale vom Komparator 23, die gesammelt werden, wenn der Schalter für ungefähr 26 Minuten eingeschaltet war, von den Ausgangssignalen des Komparators 23, die gesammelt werden, wenn der Schalter bis zum jetzigen Zeitpunkt abgeschaltet war. Das heißt, die Ausgangssignale des Komparators 23 werden während der letzten 26 Minuten gesammelt.
  • Der digitale Komparator 265 vergleicht den obigen subtrahierten Wert mit einer bestimmten digitalen Ziffer (z.B. 0). Wenn der subtrahierte Wert größer als die bestimmte digitale Ziffer ist, zeigt dies an, dass mehr als 50 % der 26-minütigen Periode eine Gesamtperiode sind, während der die Batteriespannung höher als der Referenzwert Vref1 ist. Der Referenzspannungssetzschaltkreis 27 senkt die Referenzspannung.
  • 13 zeigt den Schaltkreisaufbau des Referenzspannungssetzschaltkreises 27.
  • Der Komparator 24 vergleicht einen Wert der Batteriespannung, dividiert von einem Teilerschaltkreis bestehend aus den Widerständen 20 und 21, mit der Überentladewertreferenzspannung Vref3 (z.B. entsprechend 12,5 V für die Batterie). Wenn der Teilwert der Batteriespannung (nachfolgend als Batteriespannung bezeichnet) niedriger als die Referenzspannung Vref3 wird), schickt der Komparator 24 eine hochpegelige Spannung an einen AUF/AB-Zähler 2710, der alle 0,1 Sekunden hochzählt, wenn die Batteriespannung niedriger als die Referenzspannung Vref3 ist, und der alle 0,3 Sekunden herunterzählt, wenn sie höher als die Referenzwertspannung Vref3 ist. Das Ausgangssignal vom Komparator 24 wird von einem digitalen Verzögerungsschaltkreis 2720 um 26 Minuten verzögert und einem AUF/AB-Zähler 2730 zugeführt, der alle 0,1 Sekunden 26 Minuten später hochzählt, wenn die Batteriespannung niedriger als die Referenzwertspannung Vref3 ist, und herunterzählt, wenn diese 26 Minuten später höher ist.
  • Bezugszeichen 2740 ist ein Subtrahierer, um das Zählsignal vom AUF/AB-Zähler 2730 vom Zählsignal des AUF/AB-Zählers 2710 zu subtrahieren und zu einem digitalen Vergleicher 2750 zu führen. Das Ergebnis der Subtraktion ist gleich einem Wert, der gegeben ist durch Subtraktion der Ausgangssignale des Komparators 24, gesammelt, nachdem dieser 26 Minuten vorher betrieben wurde, von den Ausgangssignalen des Komparators 24, gesammelt, nachdem dieser bis zum jetzigen Zeitpunkt betrieben wurde, das heißt, der Ausgangssignale des Komparators 24, die in den letzten 26 Minuten gesammelt wurden.
  • Der digitale Komparator 2750 vergleicht das obige Ergebnis der Subtraktion mit einem bestimmten digitalen Wert (d. h. 0 in dieser Ausführungsform). Wenn das Ergebnis größer als der festgesetzte Wert ist, wird angezeigt, dass die Gesamtperiode, in der die Batteriespannung niedriger als die Referenzspannung Vref3 ist, mehr als 50 % der 26-minütigen Periode beträgt, und es wird angenommen, dass die Batterie überentladen wird. Folglich wird ein RS-Flipflop-Schaltkreis 273 gesetzt, um UND-Gatter 2761, 2762 und 2763 zu schließen. Mit anderen Worten, wenn angenommen wird, dass die Batterie überentladen wird, verhindern die UND-Gatter 2761, 2762 und 2763, dass die Referenzspannung Vref sinkt.
  • Bezugszeichen 274 ist ein 4-Bit-Zähler, der startet, wenn der digitale Komparator 2750 ein hochpegeliges Signal liefert, und alle zwei Minuten einen Taktimpuls zählt, um den Flipflop-Schaltkreis 273 zurückzusetzen, wenn 16 Minuten gemessen sind. Das heißt, wenn die UND-Gatter 2761, 2762 und 2763 geschlossen sind, wird ein starkes Batterieladen für 16 Minuten durchgeführt, ohne die Referenzspannung zu senken.
  • Wenn die Batterie nicht überentladen ist, liefert der Flipflop-Schaltkreis 273 ein hochpegeliges Signal.
  • Bezugszeichen 2751 ist ein 3-Bit-Zähler, der über einen Inverter 2752 zurückgesetzt wird, wenn ein Ausgangssignal des digitalen Komparators 265 des Schaltkreises 26 niedrig ist (wenn nicht davon auszugehen ist, dass die Batterie überladen wird). Wenn der digitale Komparator 265 ein hochpegeliges Signal liefert, das anzeigt, dass die Batterie überladen ist, zählt der Zähler 2751 die Taktimpulse alle zwei Minuten danach. Die Ausgangssignale Q0, Q1 und Q3 des niedrigsten Digits (oder niedrigsten Bits), des mittleren Digits und des höchsten Digits vom Zähler 2751 werden entsprechend UND-Gattern 2761, 2762 und 2763 zugeführt.
  • Wenn ein Signal, das die Batterieüberladung anzeigt, vom Schaltkreis 26 geschickt wird, öffnet das UND-Gatter 2761, um einen Transistor 277 einzuschalten, so dass die Referenzspannung Vref um 0,2 V gesenkt wird. Der Schaltvorgang des Transistors 277 entspricht der 0,2 V-Änderung der Referenzspannung Vref, der Schaltvorgang eines Transistors 278 entspricht einer 0,4 V-Änderung hiervon und der Schaltvorgang eines Transistors 279 entspricht einer 0,8 V-Änderung der Referenzspannung Vref. Somit ändert die Änderung des 3-Bit-Signals des Zählers 2751 die Referenzspannung Vref nach und nach in acht Schritten.
  • Wenn der digitale Komparator 265 des Schaltkreises 26 ein niedrigpegeliges Signal liefert, das keine Batterieüberladung anzeigt, setzt der Inverter 2752 den Zähler 2751 zurück, um die UND-Gatter 27612763 zu schließen, so dass die Referenzspannung auf die Ausgangsspannung zurückgesetzt wird.
  • Bezugszeichen 282 ist ein Referenzspannungserzeugungsschaltkreis, bestehend aus den Transistoren 277280, einer Zenerdiode 281 und Widerständen, und liefert acht unterschiedliche Spannungspegel.
  • Der Referenzspannungserzeugungsschaltkreis 29 wurde voranstehend beschrieben.
  • Der Komparator 25 und der Lademangelzeitsammelschaltkreis 28 wurden unter Bezug auf die 11 und 15 beschrieben.
  • Der Komparator 25 vergleicht die Batteriespannung Vb mit der Referenzspannung Vref2, welche einen Mangel an Batterieladung anzeigt (z.B. 13,0 V für die Batte rie). Wenn herausgefunden wird, dass die Batteriespannung niedriger als die Referenzspannung Vref2 ist, sammelt der Lademangelzeitsammelschaltkreis 28 die Zeitperioden (Ladestrommangeldauer T2). Nachfolgend wird überprüft, ob die Ladestrommangeldauer T2 länger als der Strommangelreferenzwert Tth2 ist oder nicht. Wenn herausgefunden wird, dass T2 > Tth2, was Mangel an Batterieladung anzeigt, der schädlich für die Batterie ist, wird die Motorleerlaufdrehzahl auf einen höheren Wert (z.B. um 50 UpM) durch die Leerlaufdrehzahlsteuereinheit 8 erhöht. Wenn andererseits T2 < Tth2, was anzeigt, dass der Mangel an Batterieladung beseitigt ist, kehrt die Leerlaufdrehzahl auf die Ursprungsdrehzahl zurück.
  • Die Arbeitsweise des Lademangelzeitsammelschaltkreises 28 ist näher unter Bezug auf 15 beschrieben.
  • Wenn der Teil (nachfolgend als Batteriespannung bezeichnet) der Batteriespannung niedriger als die Referenzspannung Vref2 wird, schickt der Komparator 25 ein hochpegeliges Signal an einen AUF/AB-Zähler 2810, der alle 0,1 Sekunden hochzählt, solange die Batteriespannung niedriger als die Referenzspannung Vref2 ist, und der herunterzählt, wenn sie höher ist. Das Ausgangssignal vom Komparator 25 wird von einem digitalen Verzögerungsschaltkreis 2820 um 26 Minuten verzögert und dem AUF/AB-Zähler 2830 zugeführt, der alle 0,1 Sekunden hochzählt, wenn die verzögerte Batteriespannung niedriger als der Referenzspannungspegel Vref2 ist, und der herunterzählt, wenn sie höher ist.
  • Bezugszeichen 2840 ist ein Subtrahierer, der das Ausgangssignal vom AUF/AB-Zähler 2830 vom Ausgangssignal des AUF/AB-Zählers 2810 subtrahiert und das Ergebnis einem digitalen Komparator 2850 zuführt. Das Ergebnis ergibt sich durch Subtraktion der Ausgangssignale vom Komparator 25, gesammelt, nachdem er 26 Minuten von der aktuellen Zeit aus mit Energie versorgt wurde, vom Ausgangssignal des Komparators 25, gesammelt, nachdem dieser bis zum aktuellen Zeitpunkt mit Energie versorgt wurde. Das heißt, die Ausgangssignale des Komparators 25, gesammelt in der letzten 26-minütigen Periode.
  • Der digitale Komparator 2850 vergleicht das obige Subtraktionsergebnis mit einem festgesetzten Digitalwert (0 bei dieser Ausführungsform). Wenn das Ergebnis größer als der festgesetzte Digitalwert ist, wird davon ausgegangen, dass die Gesamtperiode, während der die Batteriespannung Vb niedriger als die Referenzspannung Vref2 ist, 50 % oder mehr der letzten 26-minütigen Periode beträgt und dass die Batterie einen Mangel an Ladestrom hat. Der RS-Flipflop-Schaltkreis 283 wird gesetzt, um einen Transistor 284 eines Pufferinverters einzuschalten. Der RS-Flipflop-Schaltkreis 283 erhält einen Taktimpuls an seinem Resetanschluss alle zwei Minuten, um die Daten zu erneuern.
  • Das Signal zum Einschalten des Transistors 284, der mit einem Widerstand 285 einen Pufferinverter bildet, wird einer Motorsteuereinheit (nicht gezeigt) zugeführt, welche die Leerlaufdrehzahl um beispielsweise 50 UpM erhöht. Andererseits senkt das Ausschaltsignal vom Transistor 284 die Motordrehzahl um einen festen Betrag.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • 16 zeigt eine fünfte Ausführungsform, bei der gleiche Teile oder Elemente gleiche Bezugszeichen wie in den obigen Ausführungsformen haben.
  • Der Ladesteuerschaltkreis 4 der ersten Ausführungsform (in 1 gezeigt) wird in einen außenseitigen Ladesteuerschaltkreis 74 und einen innenseitigen Ladesteuerschaltkreis 48 bei dieser Ausführungsform unterteilt, und sie sind über eine Signalleitung 100 miteinander verbunden.
  • Der außenseitige Ladesteuerschaltkreis 47 ist außerhalb der Lichtmaschine angeordnet und hat die gleichen Tellerwiderstände 20 und 21, den A-D-Wandler 18 und den Mikrocomputer 19 wie der Ladesteuerschaltkreis 4 der ersten Ausführungsform. Das Ausgangssignal vom Mikrocomputer 19 wird einem Komparator 42 des innenseitigen Ladesteuerschaltkreises 48 über einen Transistor 41 zugeführt.
  • Der innenseitige Ladesteuerschaltkreis 48, der in der Lichtmaschine angeordnet ist, besteht aus dem Komparator 42, der über die Signalleitung 100 das Referenzspannungssignal erhält, einem Integrationsschaltkreis mit einem Widerstand 44 und einem Kondensator 45, einem Komparator 46, der den Feldstrom steuert, welcher den Transistor 13 antreibt, einem Spannungsteilerschaltkreis mit Widerständen 147 und 148 und einem Konstantspannungsschaltkreis mit einem Widerstand 49 und einer Zenerdiode 43.
  • Der Schaltkreis dieser Ausführungsform hat die außenseitige Ladesteuereinheit 47 und den A/D-Wandler zusätzlich zum Schaltkreis der ersten Ausführungsform, und die Beschreibung der Arbeitsweise konzentriert sich auf dieses Merkmal. Auf 2 kann für die Arbeitsweise Bezug genommen werden.
  • Der Mikrocomputer 19 des außenseitigen Steuerschaltkreises 47 berechnet einen Durchschnitt der Batteriespannungen, bestimmt die Notwendigkeit der Änderung der Referenzspannung Vref und berechnet den Betrag der zu ändernden Referenzspannung. Der Mikrocomputer 19 berechnet auch das Schaltverhältnis entsprechend der Referenzspannung. Wenn beispielsweise die Referenzspannung 15 V beträgt, wird das Schaltverhältnis auf 90 % gesetzt, und wenn die Referenzspannung 12 V ist, wird es auf 10 % gesetzt. Andere Schaltverhältnisse werden durch lineare Interpolation berechnet. Ein Signal eines berechneten Schaltverhältnisses (Schaltverhältnissignal) wird dem innenseitigen Ladesteuerschaltkreis 48 in der Lichtmaschine 1 zugeführt. Der Komparator 42 des innenseitigen Ladesteuerschaltkreises 48 vergleicht das Schaltverhältnissignal mit einem Referenzspannungspegel, der vom Konstantspannungsschaltkreis geliefert wird, und erzeugt ein geformtes Signal, das von dem Integrationsschaltkreis geliefert wird, welcher aus dem Widerstand 44 und dem Kondensator 45 gebildet ist, um einen analogen Referenzspannungspegel zu liefern, der das Schaltverhältnis anzeigt. Der Komparator 46 vergleicht die Referenzspannung Vref mit der Lichtmaschinenausgangsspannung und führt eine Ein/Aus-Steuerung des Feldstroms durch, um die Lichtmaschinenausgangsspannung zu regulieren.
  • Das Signal zwischen dem außenseitigen Ladesteuerschaltkreis 47 und dem innenseitigen Ladesteuerschaltkreis 48 kann jedes andere Signal sein, das den Referenzpegel anzeigt, beispielsweise ein Sequenzsignal oder ein analoges Signal anstelle des Schaltverhältnissignals (PWM-Signal). Das heißt, der innenseitige Ladesteuerschaltkreis 48 vergleicht die Referenzspannung Vref mit dem Teil der Lichtmaschinenausgangsspannung und liefert ein Treibersignal, das dem Feldstromtreiberschaltkreis zugeführt wird. Der außenseitige Ladesteuerschaltkreis 47 bestimmt den durchschnittlichen Batterieladezustand und liefert die Referenzspannung Vref und schickt ein Signal der Referenzspannung an den innenseitigen Ladesteuerschaltkreis 48. Mit anderen Worten, der außenseitige Schaltkreis, der die Batteriespannung überprüft, verwendet die Spannungserfassungsanschlüsse in der Lichtmaschine nicht. Der Feldtreibertransistor 13 wird nicht von einem direkten Sensorsignal ein- und ausgeschaltet, sondern durch die Referenzspannung Vref, so dass eine Trennung der Anschlüsse als Fehlersicherungssteuerung erkennbar ist. Wenn beispielsweise gemäß 16 das Schaltverhältnis des Signals vom Transistor 41 0 % oder 100 % ist, wird angenommen, dass eine Trennung oder eine Störung vorliegt. Der außenseitige Ladesteuerschaltkreis 47 kann in sich andere Steuerungen (z.B. Motorsteuereinheit) aufnehmen.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Die Setzzeit, die im Schritt 102 der 2, 4 und 6 gesetzt wird, wird länger als eine minimale Betriebszeit eines motorbetriebenen Kühlgebläses zum Kühlen des Motorkühlmittels gesetzt. Im Ergebnis kann die Referenzspannung nicht durch eine Änderung der Batteriespannung beeinflusst werden, die durch einen Ein/Aus-Schaltvorgang des Kühlgebläses verursacht wird.
  • Der verringerte Betrag der Referenzspannung, der im Schritt 138 der 2, 4 und 6 gesetzt wird, wenn eine Batterieüberladung erkannt wird, wird so gesetzt, dass ein Verhältnis der gesetzten Spannungsänderung, die durch den Verringerungsbetrag entschieden wird, und der Ablaufzykluszeit von Schritt 102 zwischen 0,01 und 0,1 V liegt. Im Ergebnis kann eine Überladung aufgrund einer langsamen Änderung der Ausgangsspannung und auch ein unangenehmes Gefühl aufgrund einer raschen Änderung der Ausgangsspannung verhindert werden.
  • Wenn ein Ladekurzschluss der Batterie oder eine Überentladung der Batterie anhand der durchschnittlichen Ladespannung erkannt wird, muss die Setzspannung rascher geändert werden, als wenn eine normale Spannungsregulierung durchgeführt wird.
  • Der Referenzpegel zur Erkennung der durchschnittlichen Ladespannung ändert sich mit einer Änderung der Batterietemperatur und hierzu gehörigen Parametern. Beispielsweise ist der Referenzspannungserzeugungsschaltkreis 29 in der Fahrzeuglichtmaschine angeordnet, um die Referenzspannungspegel Vref1, Vref2 und Vref3 zu liefern. In 14 wird die Ausgangsspannung vom Spannungsteilerschaltkreis, bestehend aus den Widerständen R11 und R12, dem Transistor 311 angelegt. Der Transistor 311 ist ungesättigt oder abgeschaltet, wenn er eine niedrige Temperatur hat, und ein durch einen Widerstand R13 fließender Strom ist gering oder null, so dass die Referenzspannungspegel Vref1–Vref3, die von den Widerständen R15–R19 geliefert werden, unverändert bleiben. Wenn die Temperatur des Transistors 311 zunimmt, wird der Transistor voll eingeschaltet, so dass die Referenzspannungspegel Vref1–Vref3 sinken. Widerstände R13 und R14 sind ein Kollektorwiderstand und ein Emitterwiderstand, um den Kollektorstrom entsprechend einzustellen. Im Schaltkreis 29 von 14 werden, wenn die Temperatur der Lichtmaschine 1 steigt, die Referenzspannungspegel Vref2 und Vref3 gesenkt. Da die Temperatur der Lichtmaschine 1 eine positive Korrelation mit der Batterie hat, die im Motorraum angeordnet ist, werden die Referenzspannungspegel Vref1 und Vref3 gesenkt, wenn die Batterietemperatur steigt.
  • Im Ergebnis kann, wenn die Batterietemperatur steigt und der Überladungspegel sinkt, der Referenzpegel für die Batterieüberladung gesenkt werden, so dass eine optimale Erzeugungssteuerung mit verringertem Kraftstoffverbrauch erreicht werden kann, ohne dass die Batterie überladen wird. Der Schaltkreis in 14 erkennt die Batterietemperatur einfach durch Erkennung der Regulatortemperatur.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform wird unter Bezug auf das Flussdiagramm von 17 beschrieben, wo ein Schritt 101 den Flussdiagrammen der 2, 4 und 6 hinzugefügt ist.
  • Die Referenzspannung wird in den ersten zehn Minuten nach dem Anlassen des Motors (nicht gezeigt) (Schritt 101) nicht geändert. Ein Mangel an Batterieladung in der Motoranlassperiode wird somit verhindert.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 18 nachfolgend beschrieben, wo ein Schritt 103 dem Schaltkreis der 2, 4 und 6 hinzugefügt ist. Wenn der Motor (nicht gezeigt) startet, wird die Zeitperiode gezählt und die Referenzpegel V1, V2 und V3 werden gemäß der Zeitperiode geändert.
  • Wenn nach dem Anlassen des Motors die Zeit verstreicht, steigt die Batterietemperatur und der Überladungspegel sinkt mit einem Abnehmen der Referenzpegel V1, V2 und V3. Somit kann die Referenzspannung abgesenkt werden, ohne dass Gefahr eine Überladung oder Überentladung der Batterie besteht, wobei ein einfacher Aufbau zum Senken des Erzeugungspegels vorliegt, was zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs führt.
  • In der voranstehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen hiervon beschrieben. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen an den speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne von dem weiteren Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Folglich ist die Beschreibung der vorliegenden Erfindung in dieser Druckschrift als illustrativ und nicht als einschränkend zu verstehen.

Claims (21)

  1. Ein Spannungsregelungssystem für ein Fahrzeug mit einem Motor, wobei das System eine Lichtmaschine (2) in Verbindung mit einer Batterie (6) und eine Feldspule (11) aufweisend enthält, wobei das System weiterhin aufweist: eine Spannungsregelungseinheit (3) zur Steuerung eines der Feldspule (11) zugeführten Stroms gemäß einem Vergleich zwischen einer Ausgangsspannung der Lichtmaschine (2) und einer Referenzspannung, gekennzeichnet durch: erste Mittel (4, 18, 19, 20, 21, 47) zur Erkennung eines gesammelten Betrags von Werten, welche von einem Ladezustand der Batterie (6) in einer festen Erkennungsperiode abgetastet wurden, welche länger als eine Periode typischer Drehzahländerungen des Motors aufgrund des Fahrzeugbetriebs ist; und zweite Mittel (4, 17, 19, 48) zur Änderung der Referenzspannung gemäß dem gesammelten Betrag.
  2. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei das Spannungsreguliersystem mit einem motorbetriebenen Kühlgebläse verwendet wird, welches an dem Motor angeordnet ist, wobei die Erkennungsperiode länger als eine minimale Betriebsperiode des motorbetriebenen Kühlgebläses ist.
  3. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei die Erkennungsperiode zwischen 3 und 30 Minuten liegt.
  4. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel (4, 17, 19) die Referenzspannung senken, wenn der gesammelte Betrag höher als ein erster Wert ist, der eine Überladung der Batterie (6) angibt und die Referenzspannung anheben, wenn der gesammelte Betrag niedriger als ein zweiter Wert ist, der einen Ladungsmangel der Batterie (6) anzeigt.
  5. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel (4, 17, 19) die Referenzspannung in einer kontrollierten Rate ändern.
  6. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 5, wobei die zweiten Mittel (4, 17, 19) die Referenzspannung mit einer ersten Rate anheben, wenn der gesammelte Betrag ein dritter Wert wird, der eine Überladung der Batterie (6) anzeigt, die Referenzspannung mit einer zweiten Rate geringer als die erste Rate senken, wenn der gesammelte Betrag höher als der erste Wert wird und die Referenzspannung mit einer dritten Rate senken, die niedriger als die erste Rate ist, wenn der gesammelte Betrag niedriger als der zweite Wert wird.
  7. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 5, wobei die zweiten Mittel (4, 17, 19) die Referenzspannung mit einer Rate ändern, welche größer als 0,01 V/Minute ist.
  8. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 5, wobei die zweiten Mittel (4, 17, 19) die Referenzspannung mit einer Rate geringer als 0,1 V/Minute ändern.
  9. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, weiterhin mit: einer Leerlaufdrehzahlsteuereinheit (8) zur Erhöhung des Motorleerlaufs, wenn der gesammelte Betrag nach Anheben der Referenzspannung noch niedriger als der zweite Wert ist.
  10. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 4, weiterhin mit: einer Leerlaufdrehzahlsteuereinheit (8) zum Senken der Motorleerlaufdrehzahl vor dem Absenken der Referenzspannung, wenn der gesammelte Betrag höher als der erste Wert ist.
  11. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel (4, 17, 19) beim Absenken der Referenzspannung gestoppt werden, wenn der gesammelte Betrag länger als eine feste Periode nach wie vor niedriger als der zweite Wert verbleibt.
  12. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei die Spannungsregeleinheit (3), die ersten Mittel (4, 18, 19, 20, 21) und die zweiten Mittel (4, 17, 19) in der Lichtmaschine (2) angeordnet sind.
  13. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei die Spannungsregeleinheit (3) in der Lichtmaschine (2) angeordnet ist und die ersten Mittel (47) und die zweiten Mittel (47) außerhalb der Lichtmaschine (2) angeordnet sind.
  14. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel (4) an einer Änderung der Referenzspannung eine feste Zeitdauer nach Anlassen des Motors gestoppt werden.
  15. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 4, wobei die zweiten Mittel (4) die Referenzspannung abhängig von der Temperatur der Batterie (6) ändern.
  16. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 15, wobei die zweiten Mittel (4) den Referenzwert gemäß der Temperatur der Regeleinheit (3) ändern.
  17. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 15, wobei die zweiten Mittel (4) den Referenzwert gemäß einem Verstreichen der Zeit nach Anlassen des Motors ändern.
  18. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei der gesammelte Betrag zusammengesetzt ist aus einem Spannungssignal, gegeben durch Subtraktion hochfrequenter Komponenten von der Spannung der Batterie (6).
  19. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 18, wobei der gesammelte Betrag zusammengesetzt ist aus einem Mittelwert von Batteriespannungen, abgetastet während der Erkennungsperiode.
  20. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei der gesammelte Betrag gesammelte Perioden sind, in welchen die Batteriespannung während der Erkennungsperiode einen bestimmten Wert übersteigt.
  21. Das Spannungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei der gesammelte Betrag ein gesammelter Wert von Überladungsstrom ist, der während der Erkennungsperiode in die Batterie (6) fließt.
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