JP2001514837A - 負荷に電気エネルギを給電する回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 負荷（１０）にバッテリ（１１）で調製された電気エネルギを供給する回路装置を提供する。バッテリ電圧（Ｕｂ）が所定の最小バッテリ電圧（Ｕｍｉｎ）を下回って低下することが次のようにして回避される。すなわち制御回路（１８）が設けられており、この制御回路はバッテリ電圧（Ｕｂ）を所定の最小バッテリ電圧（Ｕｍｉｎ）まで制御する。これは負荷（１０）に供給されるエネルギの平均の作用により行われる。本発明の回路装置は有利には車両内で使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 負荷に電気エネルギを給電する回路装置 従来の技術 本発明は、独立請求項の上位概念記載の負荷に電気エネルギを給電する回路装 置に関する。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９３６６３８号明細書からこの形式の回路 装置が公知である。この装置は車両の搭載電源内で電気的負荷へのエネルギ供給 を保証する。個々の負荷を適切に遮断することにより、電源電圧が所定の値を下 回って低下してしまうことが回避される。この手段により、車両バッテリのエネ ルギ容量は少なくともスタート過程に対して充分であることが保証される。バッ テリ電圧が閾値に達した際に頻繁に個々の負荷をスイッチオンおよびスイッチオ フするのを回避するためには、ヒステリシスを設けて、スイッチオフ後、電圧が このヒステリシスの値だけ上昇してはじめて負荷が再スイッチオンされるように しなければならない。 本発明の課題は、負荷に電気エネルギを供給する回路装置を提供して、バッテ リに含まれている残余エネルギが所定の大きさを下回って低下してしまうのを阻 止することである。 この課題は独立請求項に記載の特徴により解決され る。 本発明の利点 本発明の回路装置は、バッテリに蓄積されたエネルギを所定の最小のバッテリ 電圧に達するまで完全に負荷への給電に使用できる利点を有する。本発明の回路 装置を連続的に作動させることにより、負荷の完全なスイッチオンおよびスイッ チオフが頻繁に行われることが回避される。 この利点は、制御回路が設けられ、この制御回路が負荷の電力の消費量を定め る制御量を送出してバッテリ電圧を最小バッテリ電圧まで制御することにより得 られる。前提となるのは負荷の電力が少なくとも所定の限度内で制御されるとい うことである。本発明の回路装置が車両内に配置されている場合、この種の負荷 は例えばファン、エアコンディショナー、冷却ボックス、遠隔操作用の受信機ま たは例えばアラーム装置である。予め設定される最小バッテリ電圧は、一方では 負荷の機能が保持され、他方では例えば車両のスタート過程を実行できるだけの 貯蔵量が残るように定められる。 本発明の回路装置の有利な実施形態および構成は従属請求項に記載されている 。 有利な第１の実施形態では、負荷の電力消費量が負荷への給電電圧のパルス幅 変調により定められている。クロック周波数は有利には、負荷電流ができる限り 連続的に流れるように定められている。 別の実施形態では、負荷の電力消費量を定める制御量が下方の低い値に制限さ れている。低い値への制限は、まず負荷の状態の点で重要である。他の利点はバ ッテリ電圧がハンティング中に所定の最小バッテリ電圧の下方へ低下してしまう ことを回避できる点にある。 有利な別の実施形態では、最小バッテリ電圧は補正量、例えばバッテリ温度ま たはバッテリを流れる電流に依存して作用される。 本発明の回路装置は有利には、バッテリを備えた電気的な搭載電源を有する車 両で使用される。負荷として例えばエアコンディショナーまたは少なくとも１つ のファンが設けられている。さらに負荷として遠隔操作用装置またはアラーム装 置を設けることもできる。 これらの負荷は車両から人が離れた場合にも所定の最小バッテリ電圧を下回るお それなしに活性化することができる。 本発明の回路装置の別の有利な実施形態および構成は従属請求項および以下の 説明に示されている。 図面 図には、バッテリで調製された電気エネルギを負荷に供給する本発明の回路装 置のブロック回路図が示されている。 図には電気エネルギを供給すべき負荷１０が示され ており、この電気エネルギはバッテリ１１で調製される。負荷１０およびバッテ リ１１は回路のアース１２に接続されている。負荷１０はさらに出力段１３を介 してバッテリ１１に接続されている。 バッテリ１１の電圧は電圧測定装置１４によって検出され、バッテリ電圧Ｕｂ として、制御回路内に含まれている加算器１５に供給される。加算器１５にはさ らに、最小電圧目標値発生器１６で調製された最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎと、バ ッテリ特性量測定装置１７で調製された補正電圧Ｕｋｏｒｒとが供給される。 加算器１５は制御差ｄＵを制御回路１８に送出し、この制御回路が制御量Ｓを 形成し、この制御量を制御量変換器１９へ供給する。この制御量変換器１９は、 限界値発生器２０で調製される下方限界値Ｓｕを受け取り、制限された制御量Ｓ ｂを出力段１３へ送出する。 本発明の回路装置は次のように動作する。 負荷１０にはバッテリ１１から電気エネルギを供給して、バッテリ１１の大き な放電のおそれなしにできる限り長く作動させるべきである。バッテリ１１は例 えば車両内に配置されている。機関が遮断され、バッテリが後に充電されない場 合には、常に充分なエネルギをバッテリ１１にとどめて、機関を始動できるよう に構成しなければならない。 負荷１０の平均的な電力消費量が少なくとも所定の 限度内で制御されるという前提のもとで、この平均電力はバッテリ電圧Ｕｂが所 定の最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎへ制御されるように定められている。したがって 制御は、バッテリ電圧Ｕｂがバッテリの放電中に最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎに達 した場合、負荷１０の平均電力を低下させることによりできる限り長く最小バッ テリ電圧Ｕｍｉｎの値で保持されるように行われる。 制御を行うためにバッテリ１１に存在する電圧が電圧測定装置１４によって検 出され、バッテリ電圧Ｕｂの実際値として加算器１５に供給される。この加算器 は制御回路に含まれている。制御回路の目標値は最小電圧目標値発生器１６によ り最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎとして調製される。場合によっては補正が行われ、 この最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎは補正電圧Ｕｋｏｒｒを用いて少なくとも僅かに オフセットされる。補正電圧Ｕｋｏｒｒはバッテリ特性量測定装置１７によって 調製され、このバッテリ特性量測定装置は例えばバッテリ１１の温度または例え ばバッテリ１１を流れる放電電流を検出する。これらの特性量はバッテリ１１で 取り出し可能なエネルギに対して影響を有しており、従って有利には予め固定に 定められた最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎの補正に利用される。最小バッテリ電圧Ｕ ｍｉｎは、負荷１０の最大可能な動作時間とバッテリ１１に残っている最小エネ ルギ量との間で妥協点を見いだせる値に定めなければならない。 バッテリが完全に充電されている場合、すなわちバッテリ電圧Ｕｂが明らかに 最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎの上方にある場合、制御回路１８は制御量Ｓを最大可 能な値に定める。この値は制御量変換器１９でそれ以上は変換されず、不変のま ま制限された制御量Ｓｂとして出力段１３に供給される。この動作状態では出力 段１３は完全にスイッチオンされており、負荷１０には制限なしにエネルギが給 電される。 制御回路１８は、制御差ｄＵが、バッテリ電圧Ｕｂがバッテリ電圧Ｕｍｉｎに 近似するような値にまで低下した場合に介入する。制御量Ｓはその場合、制御回 路１８における所定のアルゴリズムに依存して、出力段１３が負荷１０へ供給さ れる平均電力を低減させる値に定められる。制御量変換器１９は制限された制御 量Ｓｂを例えば連続的な信号として調製することができ、この信号は出力段１３ に含まれるトランジスタを連続的な動作でオン制御またはオフ制御する。有利に は制御量変換器１９は制御量Ｓから制限された制御量Ｓｂをパルス幅変調信号と して形成し、この信号は出力段１３を固定のクロックにより完全にスイッチオン するか、または完全にスイッチオフする。 制御差ｄＵに基づいて所定の最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎを下回ったことが検出 された場合、制御量Ｓおよび制限された制御量Ｓｂは出力段１３が完全にスイッ チオフされる値に定められる。線形または高周波の動 作により、バッテリ電圧の揺動は回避される。 バッテリ電圧Ｕｂが所定の最小バッテリ電圧Ｕｍｉｎを下回るのを回避する手 段として、制御量Ｓを所定の下方限界値Ｓｕに制限することができる。この限界 値は限界値発生器２０によって調製される。制限された制御量Ｓｂは制御量変換 器１９によって調製されるので、有利には不連続部分を有している。 制御回路が下方限界値Ｓｎを出力する際にもバッテリ電圧の低下を回避するこ とができない場合には、負荷１０は完全に遮断される。負荷１０の完全な遮断は 、制限された制御量Ｓｂの値が、例えば負荷１０の公称電力の５０％に相応する 値を下回って低下した場合にも行うことができる。 負荷１０として本発明の回路を車両内で使用する場合に例えばエアコンディシ ョナー、またはエアコンディショナーの構成要素としての少なくとも１つのファ ンが設けられている。室内温度が非常に暖かい場合、エアコンディショナーまた は少なくとも１つのファンは車両が停止されている場合にもスイッチオンするこ とができ、その際にもバッテリ１１の大きな放電のおそれは生じない。車両内で 使用される場合、別の負荷１０を設けることができ、この負荷も車両の停止時に スイッチオンできる。この種の負荷は例えば遠隔操作装置の受信機、または例え ばアラーム装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 所定の最小バッテリ電圧を下回った場合に負荷を遮断する低電圧遮断部を 有する、 バッテリによって調製された電気エネルギを負荷に供給する回路装置において 、 前記低電圧遮断部は制御回路（１８）を有しており、 該制御回路が制御量（Ｓ、Ｓｂ）を送出することによりバッテリ電圧（Ｕｂ ）が最小バッテリ電圧（Ｕｍｉｎ）へ制御され、 前記制御量により負荷（１０）の平均の電力消費が定められる、 ことを特徴とする電気エネルギを負荷に供給する回路装置。 ２． 前記制御量（Ｓ、Ｓｂ）はパルス幅変調信号である、請求項１記載の回路 装置。 ３． 制御量（Ｓ）は下方限界値（Ｓｕ）までに制限されており、該限界値を下 回る場合に負荷（１０）が遮断される、請求項１または２記載の回路装置。 ４． 所定の最小バッテリ電圧（Ｕｍｉｎ）の補正がバッテリ（１１）の動作特 性量に依存して行われる、請求項１から３までのいずれか１項記載の回路装置。 ５． 前記動作特性量としてバッテリ（１１）の温度 が用いられる、請求項４記載の回路装置。 ６． 前記動作特性量としてバッテリ（１１）を通って流れる放電電流が用いら れる、請求項５記載の回路装置。 ７． 車両内で使用される、請求項１から６までのいずれか１項に記載の回路装 置の使用。 ８． 負荷（１０）としてエアコンディショナーが設けられている、請求項７記 載の回路装置の使用。 ９． 負荷（１０）として遠隔操作部の受信機またはアラーム装置が設けられて いる、請求項７記載の回路装置の使用。