JP4271031B2 - 自動車搭載電源システムの搭載電源システム安定化のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車搭載電源システムの搭載電源システム安定化のための方法および装置に関する。

最新式の自動車内において、多数の電気的な消費部は、絶え間なく増大している。その際、増大された安全保護に関連した消費部も使用され、従って、いつでも、十分に電気的なエネルギーが使用に供せられることが、適当な構成によって、保障されねばならない。この目的で、種々の構成が提案されている。従って、低い搭載電源システム電圧の場合、快適性用の消費部が、段付けされた状態で作動を停止することは、例えば公知である。更に、個別の消費部を、電気的に接続を外された部分搭載電源システム内において配設すること、および、この個別の消費部を、緊急用バッテリー、またはコンデンサーの様式における付加的なエネルギー貯蔵部に、所属して設けることは公知であり、従って、この消費部の作動が、同様にこの搭載電源システムの突然の停止または降下の際にも保障されている。これら公知の構成において、これら構成が、それぞれに、手間暇がかかり、且つ高価であることは欠点である。

従って、本発明の根底をなす技術的な課題は、それら方法および装置によって、より簡単に、自動車搭載電源システムの降下が防止される、方法および装置を提供することである。

この技術的な課題の解決策は、請求項１および４の特徴を有する対象によって与えられる。本発明の更なる、有利な実施形態は、従属請求項から与えられる。

この目的で、自動車搭載電源システムは、発電機、少なくとも１つのバッテリー、少なくとも１つの燃焼エンジン用ファン、および、搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置を備えており、その際、危険な搭載電源システムの状態を検知した場合、この燃焼エンジン用ファンがスイッチオン（einschaltet）される。その際、燃焼エンジン用ファンが、機械的なエネルギーを慣性の様式で蓄積可能である。搭載電源システム電圧が降下した場合、この燃焼エンジン用ファンの給電電圧は、現在の回転数のために必要な電圧よりも、より低い。従って、この燃焼エンジン用ファンは、電圧降下を防止する電圧を誘導する。この燃焼エンジン用ファンは、従って発電機的に作動し、且つ、機械的に蓄積されたエネルギーを電気的に、搭載電源システム内へと戻し給電する。更に、電圧ピークは、この燃焼エンジン用ファンの低域フィルター特性によって、慣性に基づいて平滑にされ、もしくは回避される。本発明の利点は、例えばコンデンサーのような付加的な構造部材を必要としないことにある。その際、燃焼エンジン用ファンの代わりに、同様に他のモーターで駆動される、フライホイール慣性質量を有する消費部も使用可能である。

更に別の有利な実施形態において、燃焼エンジン用ファンは、搭載電源システムの危険な状態の検知に依存して高出力方向に制御され、従って、戻し給電可能なエネルギーが増大される。

更に別の有利な実施形態において、搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置を用いて、バッテリーの機能性が検査され、そのために、例えば、搭載電源システム電圧の波形性（リップル）が検査される。このことによって、例えばバッテリーケーブルの解離（Batteriekabelabrisses）に基づいて、もはや使用可能でないバッテリーにおいて、発電機が成し遂げ得ない動的なエネルギー供給が保証されていることが保障される。その際に、バッテリー解離の際、発電機が、普通の場合において、まだ十分な電圧を出力し、従って、目標値との、搭載電源システム電圧の簡単な電圧比較を介して、このバッテリーの欠陥が確認可能でないことの認識が利用される。強力な消費部がスイッチオンされた場合、上記のことは、この発電機の慣性に基づいて、電圧降下を誘起する。前段階における燃焼エンジン用ファンの作動開始に基づいて、これとは反対に、この発電機は、既に高出力方向に制御されており、且つ、この発電機の付加的なエネルギーが、この燃焼エンジン用ファン内において中間貯蔵されている。

更に別の有利な実施形態において、搭載電源システム負荷を低減するために、付加的に、快適性用の消費部が作動を停止される。

有利には、燃焼エンジン用ファンが作動開始される。何故ならば、この燃焼エンジン用ファンが、大きな寸法と関連して高い燃焼エンジン用ファン出力を、および従って慣性を備えているからであり、この燃焼エンジン用ファン出力を介して、３０と４０Ａとの間の電流強度が、搭載電源システム内へと戻し給電可能である。原理的に、しかし同様に、例えば、室内用ファンのような他の既存のファンも、単独に、または付加的にスイッチオンされ得る。

次に、有利な実施例に基づいて、本発明を詳しく説明する。ただ１つの図は、自動車搭載電源システムの搭載電源システム安定化のための装置の概略的なブロック配線図を示している。

自動車搭載電源システム１は、発電機２、バッテリー３、搭載電源システムの消費部４、搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置５、および
燃焼エンジン用ファン６を備えている。この装置５は、その際に、直接的に、この燃焼エンジン用ファン６と、またはこの燃焼エンジン用ファン６を制御する制御機器を介してこの燃焼エンジン用ファン６と結合されている。

通常の状態において、発電機２は、全ての搭載電源システムの消費部４のために十分なエネルギーを出力し、その際、バッテリー３が、波形の発電機電圧を平滑にし、且つ、短時間の電圧ピークのためのバッファーとして使用される。エネルギー需要が増大した場合、この発電機２は再調整される。この発電機出力電圧の再調整は、ある程度の時間を必要とし、この時間の内で、このバッテリー３がバッファーとして作用する。これに反して、このバッテリー３が機能せず、または、その他の理由から使用に供せられない場合、大電流消費部（搭載電源システムの消費部）の作動開始（Zuschalten）が、搭載電源システム電圧の降下を誘起する。
これに対して、搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置５は、
搭載電源システム電圧を検知しており、且つ、
危険な搭載電源システムの状態を検知した際、大電流消費部が作動開始される前に、燃焼エンジン用ファン６をスイッチオンする。
この目的で、この装置５は、例えば、搭載電源システム電圧の波形性を評価し、且つ、この搭載電源システム電圧のある程度の波形性の場合、この燃焼エンジン用ファン６をスイッチオンする。燃焼エンジン用ファンモーターは、その場合に、搭載電源システム電圧に相応する回転数でもって回転する。この燃焼エンジン用ファン６によって必要とされる電気的なエネルギーは、その際、発電機２によって出力され、この発電機の励磁が、相応して増大されねばならない。

ここで、大電流消費部が作動開始された場合、搭載電源システム電圧、および従って、燃焼エンジン用ファン６における電圧は降下する。慣性に基づいて、この燃焼エンジン用ファン６は、しかしながら、更に回転し、且つしかも、現在の作用する給電電圧によって予め設定されている回転数よりも、より高い回転数でもって更に回転する。このことによって、この燃焼エンジン用ファン６は、しかも発電機として作用し、且つ、機械的な（運動）エネルギーとして蓄積されたエネルギーを、減速過程の間じゅう、電気的なエネルギーとして、この搭載電源システム内へと給電する。この燃焼エンジン用ファン６は、従って発電機的に減速し、この減速の原因の、入力された電気的なエネルギーが、即ち、電圧降下を防止する。この燃焼エンジン用ファン６によって、付加的にこの自動車搭載電源システム内へと入力された電気的なエネルギーは、大電流消費部のために使用され、従って、比較的に度合いの大きな電圧降下が防止される。特に、この課題は、燃焼エンジン用ファンに当然生じる課題である。何故ならば、この燃焼エンジン用ファンが、相応して大きなフライホイール慣性質量でもって、大きな電気的な出力収容部としての機能を持っており、従って、短期間に、この燃焼エンジン用ファンから、３０と４０Ａとの間で、自動車搭載電源システム内へと戻し給電されるからである。

自動車搭載電源システムの搭載電源システム安定化のための装置の概略的なブロック配線図である。

Claims (4)

1. １つの発電機（２）、少なくとも１つのバッテリー（３）、搭載電源システムの消費部（４）、フライホイール慣性質量を有する、電気モーター的に駆動される少なくとも１つの消費部（６）、および、搭載電源システムの危険な状態を検知するための１つの装置（５）を備えている、自動車搭載電源システムの搭載電源システム安定化のための方法において、
   搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置（５）が、この搭載電源システム電圧を検知すること、その際、搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置（５）を用いて、バッテリー（３）の機能性が検査されること、および、
   この搭載電源システムの危険な状態を検知した際に、機械的なエネルギーを慣性の様式で蓄積可能である、フライホイール慣性質量を有する、電気モーター的に駆動される消費部（６）がスイッチオンされること、
   大電流消費部が作動開始される際に、このフライホイール慣性質量を有する、電気モーター的に駆動される消費部（６）が、電圧降下に基づいてこの機械的に蓄積されたエネルギーを電気的なエネルギーとして搭載電源システム内へと戻し給電すること、
   この電気モーター的に駆動される消費部（６）が、燃焼エンジン用ファン（６）であること、および、
   この電気エネルギーが、付加的に、大電流消費部のために使用されることを特徴とする方法。
2. 燃焼エンジン用ファン（６）は、搭載電源システムの危険な状態の検知に依存して高出力方向に制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 付加的に、快適性用の消費部（４）は、作動を停止されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の方法を実施するための、自動車搭載電源システムの搭載電源システム安定化のための装置において、
   搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置（５）によって、燃焼エンジン用ファン（６）が作動開始可能であるように構成されていること、その際、
   搭載電源システムの危険な状態を検知するための装置（５）を用いて、バッテリー（３）の機能性が検査可能であるように構成されていることを特徴とする装置。

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