ITMI20012396A1 - Dispositivo per evitare la scarica profonda di una batteria in una rete di bordo per autoveicoli - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo per evitare la scarica profonda di una batteria in una rete di bordo per autoveicoli secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Una disposizione circuitale del genere è nota dal documento DE 3742312 Al. In tal caso dopo l'estrazione della chiave di accensione viene attivata automaticamente una misurazione della tensione della batteria. Se si scende al di sotto di un certo limite di tensione l'intera rete di bordo viene separata tramite un relè sotto carico. Il punto di disinserzione è scelto in modo tale che da una parte la rete di bordo consenta un assorbimento di corrente il più possibile lungo, e dell'altra che siano assicurate riserve di energia ancora sufficienti per l'avviamento successivo. Per questo scopo, dopo l'avviamento e il raggiungimento del numero di giri viene attivato un primo relè ad opera della dinamo. Mediante il suo contatto di lavoro ed una combinazione RC il relè sotto carico bistabile riceve il suo impulso di inserzione a strisciamento e la rete di bordo viene collegata con la batteria. Quando poi è estratta la chiave di accensione il relè sotto carico rimane dapprima nella sua posizione, men-tre il primo relè scende e attiva la misurazione della tensione della batteria tréunite un contatto di riposo. Un amplificatore collegato come comparatore confronta ora continuamente la tensione della batteria con una tensione nominale. Se si scende al di sotto della tensione nominale, l'amplificatore genera un segnale, per cui il relè sotto carico si inclina nella sua seconda posizione stabile e separa la rete di bordo dalla batteria. Solo all'avviamento successivo, quando la dinamo ha raggiunto il numero di giri nominale, il relè sotto carico si inclina nuovamente nella sua posizione di esercizio. Il relè sotto carico è realizzato intenzionalmente come relè di sgancio bistabile, per evitare la corrente di tenuta. Un inconveniente di questo dispositivo circuitale noto è il relativamente alto consumo di corrente di riposo del dispositivo di misurazione della tensione di circa 25 mA, che in particolare nel caso di prolungati tempi di arresto dell'autoveicolo può scaricare completamente la batteria oppure scarica la batteria in misura tale che non può più venir eseguita alcuna operazione di avviamento.

Dal documento DE 4337 273 C2 è nota una disposizione circuitale per la riduzione della corrente di riposo negli autoveicoli posteggiati, con un interruttore comandabile per la separazione di un'utenza della rete di bordo dalla batteria dell'autoveicolo, ove, con accensione attivata, l'interruttore comandabile viene aperto indipendentemente dalla tensione per la misurazione del consumo di corrente di riposo, se prima della disinserzione dell'accensione è stato riconosciuto un guasto in un'utenza elettrica della rete di bordo, che porterebbe, in caso di interruttore comandabile chiuso, ad una corrente di riposo, il cui valore è maggiore di un valore di soglia corrispondente ad una soglia di corrente di riposo prestabilita.

Dal documento EP 0650 867 B1 è nota una disposizione circuitale per la riduzione del consumo di corrente di riposo negli autoveicoli posteggiati con un interruttore comandabile per la separazione centrale sostanzialmente di tutte le utenze della rete di bordo dalla batteria dell'autoveicolo, ove l'ingresso dell'alimentazione elettrica di un dispositivo antifurto elettrico è collegato con la batteria dell'autoveicolo bipassando l'interruttore comandabile, e il dispositivo antifurto elettrico riceve un segnale di ingresso corrispondente alla posizione dell'interruttore comandabile e interroga la posizione di un interruttore azionabile a mano per rendere più efficace e meno efficace il dispositivo antifurto con interruttore comandabile aperto, meno spesso che non con interruttore comandabile chiuso.

Dal documento DE 4207 155 C3 è nota una disposizione circuitale in autoveicoli con un sistema di chiusura centralizzata e con interruttori separatori comandabili nelle linee di collegamento tra la batteria del veicolo e le utenze di corrente di riposo, ove gli interruttori separatori sono commutabili, indipendentemente dallo stato di carica della batteria del veicolo, in funzione del sistema di chiusura centralizzato, ove si può impedire l'apertura degli interruttori separatori mediante una condizione aggiuntiva da ottenere manualmente.

L'inconveniente di tutti i dispositivi noti è la corrente di riposo relativamente elevata, cosicché in caso di tempi di arresto estremamente lunghi, quali ad esempio il trasporto oltremare, la batteria viene tuttavia sollecitata troppo e 1'aw iabilità dell'autoveicolo non è più garantita o la batteria è danneggiata perfino in modo irreparabile.

Dal documento pubblicato successivamente DE 19922 330 CI è noto il fatto di garantire attualmente una protezione della batteria contro scariche profonde durante il trasporto oltremare separando la batteria manualmente dalla rete di bordo con l'ausilio di un interruttore separatore dopo aver caricato il veicolo a bordo della nave. Per poter quindi far scendere il veicolo da bordo durante lo scarico, l'interruttore separatore viene nuovamente chiuso e infine rimosso prima dell'avviamento definitivo presso il rispettivo commerciante.

Il problema tecnico alla base dell'invenzione è pertanto quello di realizzare un dispositivo per evitare la scarica profonda di una batteria in una rete di bordo per autoveicoli, che sia molto affidabile e renda possibile un semplice riavviamento dell'autoveicolo.

La soluzione del problema tecnico risulta dall'oggetto con le caratteristiche della rivendicazione 1. Ulteriori realizzazioni vantaggiose dell'invenzione risultano dalle sottorivendicazioni.

A questo scopo l'elemento separatore, alla disinserzione dell'accensione, separa le utenze elettriche dalla batteria e collega questa quando viene attivato un interruttore separato e/o un'utenza elettrica. Mediante la separazione automatica, alla disinserzione dell'accensione, è assicurato in modo semplice che la separazione venga realmente effettuata, mentre in caso di operazioni manuali c'è sempre il pericolo che ciò venga dimenticato. Per 1'avviamento l'utente aziona invece semplicemente l'interruttore e/o un'utenza elettrica e la batteria viene ricollegata con la rete di bordo, cosicché l'autoveicolo può essere avviato.

In una forma di realizzazione preferita l'elemento separatore è associato per questo a un dispositivo per rilevare gli stati di commutazione^ delle utenze elettriche, tramite le quali è rilevabile un azionamento di un'utenza elettrica. Questo dispositivo è realizzato preferibilmente come dispositivo di misurazione dell'impedenza, e comprende per questo scopo una fonte di corrente costante, per mezzo della quale una piccola corrente di misura rispettivamente di prova è applicabile alla rete di bordo. A causa dell'operazione di commutazione di un'utenza elettrica avviene un abbassamento dell'impedenza, che può essere avvertito come forte calo di tensione in una resistenza di misura o in generale come crollo di tensione nella fonte di corrente costante.

L'alimentazione della fonte di corrente costante avviene preferibilmente attraverso la batteria, la cui corrente di riposo è compresa soltanto nel campo di poche mA.

In un'altra forma di realizzazione preferita al dispositivo è associato un elemento temporizzatore, per mezzo del quale l'elemento separatore è manovrabile in modo da poter essere ritardato temporalmente. Ad esempio l'elemento separatore può venire riaperto automaticamente dopo un tempo predeterminabile dopo l'azionamento di un'utenza elettrica, se l'accensione non viene inserita. Un'altra possibilità consiste nel fatto che dopo l'interruzione dell'accensione il collegamento deve venire mantenuto ancora per un po' di tempo, per poter ad esempio abbandonare l'autoveicolo ancora in modo regolare o per tenere 1'autoveicolo ancora in funzione per alcune funzioni secondarie, come la ventilazione.

L'elemento separatore è realizzato preferibilmente come relè ad autotenuta, cosicché la corrente di riposo necessaria è poca. In un'altra forma di realizzazione preferita l'elemento separatore è realizzato come transistore.

Nella forma di realizzazione alternativa mediante interruttore separato, questo viene realizzato preferibilmente come tasto, al cui azionamento il relè viene eccitato.

In un'altra forma di realizzazione preferita, fra il contatto del relè e la bobina del relè è disposto un elemento di commutazione di un ventilatore, che agisce poi come elemento temporizzatore.

Il dispositivo per evitare la scarica profonda è disposto in modo preferibilmente amovibile come componente riutilizzabile tra la batteria e la rete di bordo.

In seguito 1'invenzione sarà illustrata più dettagliatamente in base ad un esempio di realizzazione preferito. Le figure mostrano:

la figura 1 un dispositivo per evitare la scarica profonda di una batteria in una rete di bordo per autoveicoli,

la figura 2 un dispositivo secondo la figura 1 con comando servoassistito aggiuntivo e

la figura 3 un dispositivo per l'inserzione e la disinserzione automatica di una batteria.

Nella figura 1 è rappresentato un dispositivo 1 per evitare la scarica profonda di una batteria 2 in una rete di bordo per autoveicoli 3 comprendente un tasto 4, un relè e un diodo 5. Il relè comprende un contatto di relè 6 ed una bobina di relè 7, ove il contatto di relè 6 è allineato con un interruttore di avviamento dell'accensione 8 tra la batteria 2 e la rete di bordo 3. Il tasto 4 è disposto tra la batteria 2 e la bobina di relè 7. Nella rete di bordo 3 sono disposte diverse utenze elettriche 9 che possono essere sia dipendenti dall'accensione che indipendenti dall'accensione. Per motivi di chiarezza si illustrano qui utenze dipendenti dall'accensione. Le utenze indipendenti dall'accensione sono poi collegate direttamente con la batteria 2 tramite il contatto di relè 6.

Con l'interruzione dell'accensione l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 viene aperto. In questo modo il flusso della corrente attraverso la bobina di relè viene interrotto dalla batteria 2, ove il diodo 5 impedisce retroazioni della bobina di relè 7 sulla rete di bordo 3. In questo modo il contatto di relè 6 cade e tutte le utenze elettriche vengono separate dalla batteria 2. Se si vuole ora riavviare l'autoveicolo, si aziona quindi il tasto 4. In questo modo la bobina di relè 7 viene alimentata con corrente e il contatto di relè 6 viene eccitato o attirato, cosicché le utenze elettriche 9 sono ricollegate con la batteria 2 quando l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 è chiuso. Il tasto 4 passa poi di nuovo nel suo stato aperto e l'alimentazione della bobina di relè 7 avviene attraverso il diodo 5.

Nella figura 2 è rappresentato un dispositivo 1 secondo la figura 1, ove tra il contatto di relè 6 e la bobina di relè è disposto inoltre un interruttore.10 del ventilatore e un diodo 11. L'interruttore 10 del ventilatore comprende un primo stadio di comando a e un secondo stadio di comando b, ove il primo stadio di comando a serve per il funzionamento successivo del ventilatore dopo l'interruzione dell'accensione. Il funzionamento del dispositivo 1 è in tal caso come segue. Per chiudere il contatto di relè 6 si aziona di nuovo il tasto 4, cosicché la bobina di relè 7 viene alimentata con corrente. Chiudendo l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 la corrente di tenuta della bobina di relè scorre poi attraverso il diodo 5, ove il tasto 4 è di nuovo aperto. Per separare le utenze elettriche 9 dalla batteria 2 l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 viene di nuovo aperto, come avveniva precedentemente nella forma di realizzazione secondo la figura 1, ove contemporaneamente l'interruttore 10 del ventilatore viene però mosso nel primo stadio di comando a. In questo modo la corrente di tenuta per la bobina di relè 7 viene interrotta dal diodo 5. Tuttavia la corrente di tenuta scorre adesso attraverso l'interruttore 10 del ventilatore e il diodo 11, fintanto che l'interruttore 10 del ventilatore rimane nel primo stadio di comando a. Se questo apre dopo un tempo di funzionamento successivo regolabile, viene interrotta anche questa corrente di tenuta e il contatto di relè 6 cade, per cui tutte le utenze elettriche 9 sono separate dalla batteria 2.

Nella figura 3 è rappresentata una forma di realizzazione alternativa del dispositivo 1 per evitare la scarica profonda della batteria 2. Il dispositivo 1 comprende un processore 11 e una fonte di corrente costante 12. Conformemente alle forme di realizzazione precedenti tra la batteria 2 e la rete di bordo 3 è disposto di nuovo il contatto di relè 6, ove la relativa bobina di relè 7 viene comandata dal processore 11. Il processore 11 e la fonte di corrente costante 12 sono collegati direttamente con la batteria 2 e vengono alimentati da questa. Il processore 11 comanda la fonte di corrente costante 12 e misura la sua tensione. Inoltre il processore 11 è collegato con il morsetto 15 e il morsetto 31. Anche il morsetto 15 e il processore ricevono l'informazione, se l'accensione è inserita, e attraverso il morsetto 13 il processore 11 è collegato a massa. La fonte di corrente costante 12 è collegata direttamente con la rete di bordo 3 e applica una corrente di misura costante I alla rete di bordo 3. Nello stato disinserito, cioè l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 e l'interruttore 13 di utenze indipendenti dall'accensione sono aperti, la rete di bordo 3 ha una resistenza ohmica estremamente alta, cosicché cade l'intera tensione sulla rete di bordo 3. Ora si aziona invece l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 o un interruttore 13 di un'utenza indipendente dall'accensione, l'impedenza della rete di bordo 3 si abbassa notevolmente e una parte significativa dell'accensione cade sulla fonte di corrente costante 12. Questa variazione della tensione rispettivamente dell'impedenza viene rilevata dal processore 11. Il processore 11 comanda poi la bobina di relè 7, cosicché il contatto di relè 6 si chiude. In questo modo la rete di bordo 3 è collegata con la batteria 2. Attraverso il morsetto 15 il processore 11 riceve poi l'informazione, se l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 è chiuso. Se ciò non è avvenuto, il processore 11 può di nuovo aprire il contatto di relè 6 dopo un tempo predeterminabile, ad esèmpio 1 minuto. Se l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 invece è chiuso, il contatto di relè 6 rimane chiuso. Contemporaneamente alla chiusura del contatto di relè 6 il processore 11 può disinserire la fonte di corrente costante 12. Se il processore 11 rileva attraverso il morsetto 15, che l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 è stato aperto, allora il processore 11 apre il contatto di relè 6 e separa la batteria 2 dalla rete di bordo 3. Per garantire certe funzioni asservite, l'apertura può avvenire in tal caso con un ritardo temporale di ad esempio 10 minuti. A contatto di relè 6 aperto la batteria 2 viene caricata nuovamente con la corrente di riposo tramite il processore 11 e la fonte di corrente costante 12, cosicché sono ottenibili correnti di riposo inferiori a 4 mA.

In linea di principio è anche possibile applicare la corrente di misura I dietro all'interruttore di avviamento dell'accensione 8, cosicché viene rilevato anche 1'azionamento di una qualsiasi utenza dipendente dall'accensione. Poiché l'interruttore di avviamento dell'accensione 8 in realtà è disposto spazialmente più distante dal dispositivo 1, il segnale del morsetto 15 può essere riportato al dispositivo 1 rispettivamente al sensore 11 attraverso la resistenza pull-up di un interruttore per il controllo del liquido del freno, il che riduce il dispendio di cablaggio. Per impedire che utenze inserite dimenticate portino ad una chiusura del contatto di relè 6 nonostante l'interruzione dell'accensione, è previsto che il processore 11 chiuda il contatto di relè 6 solo se questo rileva un cambio da alta resistenza ohmica a bassa resistenza ohmica. Se l'interruttore 13 è ancora chiuso durante l'interruzione dell'accensione, allora esso deve venire dapprima aperto e poi di nuovo chiuso, per consentire al processore 11 di rilevare il cambio di impedenza e di chiudere il contatto di relè 6.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per evitare la scarica profonda di una batteria in una rete di bordo per autoveicoli, comprendente un elemento sezionatore o separatore, che è disposto tra la batteria e le utenze elettriche della rete di bordo per autoveicoli, caratterizzato dal fatto che in caso di interruzione dell'accensione tutte le utenze elettriche (9) sono separabili automaticamente dalla batteria tramite l'elemento separatore e in caso di azionamento di un interruttore (4) e/o di un'utenza elettrica (9) e/o dell'interruttore di avviamento dell'accensione (8) le utenze elettriche (9) sono collegabili con la batteria (2) tramite l'elemento separatore.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che all'elemento separatore è associato un dispositivo per rilevare gli stati di collegamento delle utenze elettriche (9), tramite i quali è rilevabile un azionamento di un'utenza elettrica (9).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo è realizzato come dispositivo di misura dell'impedenza.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il dispositivo comprende una fonte di corrente costante (12), mediante la quale una corrente di misura (I) è applicabile alla rete di bordo (3).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la fonte di corrente costante (12) è aumentabile tramite la batteria (2).
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che al dispositivo è associato un elemento temporizzatore, mediante il quale l'elemento separatore è comandabile in modo ritardabile temporalmente.
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'elemento separatore è realizzato come relè (6, 7).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il relè (6, 7) è realizzato come relè ad autotenuta.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'interruttore separato è realizzato come tasto (4).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'elemento separatore è realizzato come relè (6, 7), ove il tasto (4) è disposto tra la batteria (2) e la bobina di relè (7).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il contatto di relè (6) e la bobina di relè (7) sono disposti nell'elemento di comando (10) di un ventilatore.
12. 12. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (1) può essere disposto in modo amovibile come componente riutilizzabile tra la batteria (2) e la rete di bordo (3).