JPH08172730A - 車輌搭載電気回路装置 - Google Patents
車輌搭載電気回路装置Info
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- JPH08172730A JPH08172730A JP15140395A JP15140395A JPH08172730A JP H08172730 A JPH08172730 A JP H08172730A JP 15140395 A JP15140395 A JP 15140395A JP 15140395 A JP15140395 A JP 15140395A JP H08172730 A JPH08172730 A JP H08172730A
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Abstract
と、少なくとも1つの一次側電力消費装置(5)とを含
む一次系統及び二次側蓄電池(9)と、少なくとも1つ
の二次側電力消費装置(10)とを含む二次系統を有す
る自動車輌用の車輌搭載電気回路装置。 【構成】一次系統(7)は発電機(1)に接続された制
御可能なインピーダンス素子を具備する制御装置(8)
を含む。該制御装置(8)は二次側蓄電池(9)の充電
状態を監視する。二次側蓄電池(9)の実際に求められ
た充電状態に依存して、制御装置(8)は、制御可能な
インピーダンス素子を、二次側蓄電池(9)の充電に際
しては、一次系統(6)が過負荷にならないように制御
する。更に、制御装置(8)は1つもしくは複数の二次
側電力消費装置を、二次側蓄電池(9)の放電に際し
て、所定の残存電荷量を下回らないように開閉制御す
る。
Description
次側蓄電池と、少なくとも1つの一次側電力消費装置を
含む一次系統及び二次側蓄電池と、少なくとも1つの二
次側電力消費装置とを含み、一次系統に並列に接続され
た二次系統を備えた車輌搭載電気回路装置に関する。
回路は、DE 3841769 C1から知られている。この公
知の車輌搭載電気回路においては、一次側蓄電池、即
ち、この例ではスターター用バッテリ及び二次側蓄電
池、即ち、この例では電装回路用バッテリが、発電機の
起動で直ちに相互接続される。この回路方式には次のよ
うな欠点ある。即ち、発電機から供給される電流が小さ
い場合、電装回路用バッテリの充電状態がスターター用
バッテリの充電状態よりも悪い場合に、電装回路用バッ
テリが、スターター用バッテリを犠牲にして優先的に充
電されてしまうという問題である。
電装回路用バッテリ及び車輌搭載電力消費装置(二次側
電力消費装置)と、車輌搭載電気回路の残りの部分との
間にスイッチが設けられており、このスイッチは、発電
機が静止状態にある場合には、スターター用バッテリ電
圧が許容限界値以下に降下すると直ちに開かれる構成と
なっている。この構成によれば、スターター用バッテリ
(即ち、一次側蓄電池)は発電機が静止状態にある場合
にのみ完全な放電から保護され、従って、スターター用
バッテリは部分放電しか行い得ないようになっている。
車輌の運転開始時に、上記2つのバッテリの充電バラン
スがスターター用バッテリに対して過度に好ましくない
場合には、スターター用バッテリの負荷が増加する。そ
のため、極端な場合には、一次側蓄電池、即ち、この例
においてはスターター用バッテリが完全に放電したり或
るいは破壊するという事態さえ起こり得る。
最適な充電状態を常に保証することにある。
よれば、冒頭に述べた車輌搭載電気回路において、二次
系統に、発電機に接続された制御可能なインピーダンス
素子を含む制御装置を設け、該制御装置で二次側蓄電池
の充電状態を監視し、二次側蓄電池の実際の充電状態に
依存して、該二次側蓄電池の充電に際しては上記一次系
統が過負荷にならないように、他方、二次側蓄電池の放
電に際しては予め定められた残存電荷量を下回らないよ
うに、上記制御可能なインピーダンス素子を制御すると
共に二次側電力消費装置を開閉することにより解決され
る。
路の電気負荷、即ち、具体的には、一次側の電力消費装
置並びに発電機を駆動する内燃機関の運転状態に依存し
て、必ずしも常時充分な電気エネルギーを賄うことがで
きないので、本発明による車輌搭載電気回路は、二次側
蓄電池に対する充電電流、従って、一次系統の負荷を所
定の範囲内で制御することが可能なように構成される。
二次側の蓄電池に対する充電電流に影響を与える制御可
能なインピーダンス素子により、一次系統は、延いては
車輌搭載電気回路における高調波成分が減少される。し
かしながら、そのための前提として、二次側の蓄電池は
充分な電流を受け容れることが可能であること、即ち、
二次側の蓄電池が未だ完全に充電されてはいないことが
条件である。
の蓄電池は、二次側の蓄電池と比較して、空間的に、発
電機に近接して配設される。このようすれば、その結果
として、発電機と一次側蓄電池との間における電気導体
の抵抗が、発電機と二次側蓄電池との間における電気導
体の抵抗よりも小さくなる。従って、2つの蓄電池に対
する充電に際しては、一次側の蓄電池に至る導体におけ
る電圧降下は、二次側の蓄電池に至る導体における電圧
降下よりも小さくなる。その結果として、一次側蓄電池
は常に優先的に充電されることになり、従って、一次側
の蓄電池は常に最適な充電状態を維持する。
本発明による車輌搭載電圧回路の一次側の電力消費装置
のうちの1つである場合には、上記のように一次側の蓄
電池が常に最適な充電状態にあるために、当該自動車輌
に対し最大の始動能力、従って、自動車輌の良好な操縦
性が保証される。
二次側蓄電池の実際の充電状態を、予め定められた、も
しくは予め定めることが可能な出発充電状態から出発し
て、上記二次側蓄電池の作用度係数を考慮し、充電過程
では供給される電荷量を加算することにより、放電過程
では取り出される電荷量を減算することによって決定す
る。
荷量は充電電流の時間積分によって求められる。同様に
して、二次側蓄電池からの放電電荷量は、負荷抵抗、ま
た負荷が複数存在する場合には、負荷抵抗の総和に基づ
く放電電圧の時間積分によって求められる。
は、二次側の蓄電池に蓄積されている電荷量、即ち、二
次側蓄電池の充電状態が出発値に設定される。この出発
値は、最も単純な仕方として、二次側蓄電池の休止電圧
(二次側蓄電池が動作していない時の電圧)及び温度か
ら求めることができる。これは、二次側蓄電池がその負
荷にもまた一次系統にも接続されていない自動車輌の始
動過程中、二次側蓄電池の電圧並びにその温度を測定す
ることにより実施するのが有利である。他方、本発明に
よる自動車輌用の車輌搭載電気回路の駆動期間中は、二
次側蓄電池の充電状態を、供給される電荷量もしくは放
電される電荷量に従って補正する。その場合、放電電荷
量に関しては、二次側蓄電池の作用度(Wirkungsgrad)
を係数kとして考慮する必要がある。
次系統の制御装置の制御可能なインピーダンス素子を流
れる充電電流は、許容最大電流強度値に制限される。こ
れにより、一次系統の過剰な負荷が回避される。
態様によれば、二次側蓄電池の充電電流の立上り及び
(または)立下りの急峻度が制御装置の制御可能なイン
ピーダンス素子により最大許容値に制限される。これに
より、有害な電磁放射は最小限度に低減される。
する制御可能なインピーダンス素子は、複数の直列もし
くは並列接続された電界効果トランジスタによって形成
するのが有利である。
気回路の一実施例に関し、添付図面を参照して詳細に説
明する。
路においては、例えば直流発電機或るいは整流器を備え
た交流発電機とすることができる電圧制御発電機1は、
地気電位に接続される端子(接地端子)2を有し、該発
電機1の他方の端子3は一次系統6の一次側蓄電池4並
びに負荷抵抗5として示した一次側電力消費装置に接続
される共に、二次系統7にも接続されている。
次系統7は、例えば、直列もしくは並列に接続された電
界効果トランジスタの形態にある制御可能なインピーダ
ンス素子を含む制御装置8を備えており、この制御装置
8を介し、上記発電機1は二次側の蓄電池9並びに少な
くとも1つの二次側の電力消費装置10に接続されてい
る。二次側の電力消費装置10(複数の電力消費装置1
0が設けられている場合には、その内の1つ)は、例え
ば、車輌の内燃機関の排気ガス触媒コンバータの電気加
熱装置とすることができる。二次側の電力消費装置(単
数もしくは複数)10と制御装置8の制御可能なインピ
ーダンス素子との間には該制御装置8によって制御され
る電気スイッチ11が設けられており、該電気スイッチ
11は二次側の電力消費装置(単数もしくは複数)10
を、二次側の蓄電池9の放電に際して、予め設定された
所望の残存電荷値もしくは電荷量を下回らないように開
閉する。
によって監視され、二次側蓄電池の実際の充電状態に依
存し、上述の二次側電力消費装置(単数または複数)1
0並びに制御装置8に設けられている制御可能なインピ
ーダンス素子の上述の開閉は、二次側蓄電池9の充電に
際して一次系統6が過負荷にならないように制御され
る。この制御は、特に、発電機1を含む一次系統6が車
輌搭載電気回路の電気負荷5並びに当該発電機を駆動す
る内燃機関の運転状態に依存し、利用可能な電気エネル
ギーを充分に発生し得ない場合に特に必要である。二次
側蓄電池9の充電電流の制御、従ってまた一次系統6の
負荷の制御により、一次系統6において高調波を減衰に
より顕著に減少することが可能となる。しかしながら、
その前提として、二次側の蓄電池9が電流を充分に受け
容れることが可能であること、即ち、二次側の蓄電池9
が既に完全に充電された状態にないことが条件である。
ンピーダンス素子(例えば、電界効果トランジスタ等)
により、二次側の蓄電池9の充電電流を許容可能な最大
電流強度値に制限することができる。これにより、一次
系統6の過剰の負荷が阻止される。
ピーダンス素子により、二次側の蓄電池9の充電電流の
立上りもしくは立下りの急峻度は許容し得る最大値に制
限される。これにより、二次系統7、延いては車輌搭載
電気回路装置全体における有害な電磁波の影響を最小限
度に制限することができる。
制御可能なインピーダンス素子の制御及び二次側電力消
費装置(単数または複数)10の開閉並びに電気スイッ
チ11の制御は、二次側蓄電池9の現在の実際の充電状
態に依存して行われる。この場合、二次側蓄電池9の実
際の充電状態は、予め設定されたもしくは予め設定可能
な出発充電状態から出発して、充電過程で供給される電
荷量QLadeの加算並びに放電過程で取り出される電荷量
QEntladeの減算を、二次側蓄電池9の作用度係数kを
考慮して行うことにより設定される。この場合、二次側
蓄電池9に供給される電荷量QLadeは次式に従って二次
側蓄電池9の蓄電電流を時間積分することにより求めら
れる。
れる電荷量QEntladeは、二次側電力消費装置(単数も
しくは複数)10の負荷抵抗もしくはインピーダンスで
規定される放電電圧を次式に従って時間積分することに
より求められる。
め設定された、もしくは測定された出発充電状態から出
発して、二次側蓄電池9の作用度係数kを考慮し、二次
側蓄電池9に供給される電荷量QLadeと、該二次側蓄電
池9から取り出される電荷量QEntladeとの差を求める
ことにより次式に従って決定することができる。
数。
電池9の充電状態の出発値は、それ自体公知の酸濃度測
定或るいは二次側蓄電池9の休止電圧測定値及び温度に
基づいて近似的に算出することができる。
よる車輌搭載電気回路装置によれば、一次側蓄電池4の
最適な充電状態を常時達成することができる。更に加え
て、本発明による車輌搭載電気回路装置においては、一
次系統6が過負荷になることもなく、また二次系統7の
二次側蓄電池9が所定の残存電荷量以下に放電されるこ
ともない。このようにして、一次側蓄電池4並びに二次
側蓄電池9に対し大きい使用寿命が保証される。最後
に、本発明による車輌搭載電気回路の電磁波妨害は最小
値に抑制される。
置の回路図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 電圧制御発電機と、一次側蓄電池と、少
なくとも1つの一次側電力消費装置を含む一次系統及び
二次側蓄電池と、少なくとも1つの二次側電力消費装置
とを含み、一次系統に並列に接続された二次系統を備え
た車輌搭載電気回路装置において、 前記二次系統(7)が、前記発電機(1)に接続された
制御可能なインピーダンス素子を含む制御装置(8)を
備え、該制御装置(8)は、二次側蓄電池(9)の充電
状態を監視し、前記二次側蓄電池(9)の実際の充電状
態に依存して、前記二次側蓄電池(9)の充電に際して
は前記一次系統(6)が過負荷にならないように、他
方、前記二次側蓄電池(9)の放電に際しては予め定め
られた残存電荷量を下回らないように、前記制御可能な
インピーダンス素子を制御すると共に前記二次側電力消
費装置(10)を開閉することを特徴とする車輌搭載電
気回路装置。 - 【請求項2】 一次側蓄電池(4)が二次側蓄電池
(9)と比較して、低オームの導体により前記発電機
(1)と接続されることを特徴とする請求項1に記載の
車輌搭載電気回路装置。 - 【請求項3】 二次側蓄電池(9)の実際の充電状態
を、予め定められた、もしくは予め定めることが可能な
出発充電状態から出発して、前記二次側蓄電池(9)の
作用度係数(k)を考慮し、充電過程では供給される電
荷量(QLade)を加算することにより、放電過程では取
り出される電荷量(QEntlade)を減算することによっ
て決定することを特徴とする請求項1または請求項2に
記載の車輌搭載電気回路装置。 - 【請求項4】 二次側蓄電池(9)に供給される電荷量
を、充電電流(i(t))の時間積分によって求めるこ
とを特徴とする請求項3に記載の車輌搭載電気回路装
置。 - 【請求項5】 二次側蓄電池(9)から取り出される電
荷量(QEntlade)を、1つもしくは複数の二次側電力
消費装置(10)の負荷インピーダンスに基づく放電電
圧(u(t))を時間積分することにより求めることを
特徴とする請求項3または請求項4に記載の車輌搭載電
気回路装置。 - 【請求項6】 単数もしくは複数の二次側電力消費装置
(10)の負荷電流(i(t))を、制御装置(8)の
制御可能なインピーダンス素子により、許容最大電流強
度値に制限することを特徴とする請求項1乃至5のいず
れかに記載の車輌搭載電気回路装置。 - 【請求項7】 二次側蓄電池(9)の充電電流(i
(t))の立上り及び(または)立下り急峻度を、制御
装置(8)の制御可能なインピーダンス素子により最大
許容値に制限することを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれかに記載の車輌搭載電気回路装置。 - 【請求項8】 制御装置(8)の制御可能なインピーダ
ンス素子を、複数の直列及び/または並列に接続された
電界効果トランジスタにより構成したことを特徴とする
請求項1乃至7のいずれかに記載の車輌搭載電気回路装
置。
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