SE517312C2 - Elektrisk krets för motorfordon innefattande ett batteri - Google Patents

Description

40 517. 31,2 2 mikroprocessor för att avge signaler, som styr uppladdningen av batteriet.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett syfte med uppfinningen att anvisa en bilelektrisk krets med ett batteri, som ökar säkerheten för att batteriet alltid har kvar kapacitet för att driva bilens elektriska Startmotor och därmed starta bilens motor.

Det är ett ytterligare syfte med uppfinningen att anvisa en bilelektrisk krets innefat- tande en generator och ett av generatorn laddat batteri, så att laddningen av batteriet alltid är optimal.

De nämnda syftena uppnås med uppfinningen, vars närmare kännetecken framgår av de bifogade patentkraven.

I en bilelektrisk krets ingår som huvudelement ett batteri, en laddningsregulator för en generator och en startmotor. I batteriet finns celler, en mellan två av dessa celler inkopplad styrbar brytare och en processor, som styr brytarens funktion och som kommu- nicerar med en processor i laddningsregulatorn. Processom i batteriet beräknar hela tiden den kvarvarande kapaciteten i batteriet, dels med utgångspunkt från aktuella parametrar såsom ström genom batteriet, polspänning utan ström genom batteriet, batteriets tempera- tur erhållen genom signal från en givare, dels från ett utgångsvärde erhållet vid batteriets kraftiga urladdning vid drivning av startrnotorn. Om batteriets kapacitet minskar, kan strömtillförseln till mindre nödvändiga apparater stängas av på kommando från batteripro- cessorn. När bilens drivmotor, en fórbrärmingsmotor, inte är igång, kan samma processor stoppa allt strömuttag från batteriet för att säkerställa att det alltid finns tillräcklig kapaci- tet att driva startmotom för start av huvudmotorn. Vidare övervakar batteriprocessorn laddningen av batteriet från generatom och ger kommando till laddningsregulatorn att iriställa en magnetiseringsström i en fältlindning i generatorn, så att en lämplig generatorspänning erhålls, vilken ger en optimal laddningsström genom batteriet.

Allmänt uttryck innefattar den elektrisk kretsen enligt en första aspekt sålunda ett batteri och elektriska apparater kopplade att drivas av batteriet. Vidare finns organ för bestämning av batteriets kapacitet, jämförelseorgan för att jämföra batteriets kapacitet med ett tröskelvärde, brytarorgan kopplade till järnförelseorganen för att avbryta ström- tillförseln till minst en elektrisk apparat, när resultatet av jämförelsen visar att batteriets kapacitet understiger tröskelvärdet. Bestämnings- och jämförelseorganen innefattar här i huvudsak en i batteriet anbragt processor, som är kopplad till strömvägen genom batteriet på lämpliga ställen, för att kunna mäta polspärming och strönistyrka genom batteriet.

Enligt en andra aspekt innefattar den elektrisk kretsen som huvudkomponenter ett batteri, elektriska apparater kopplade att drivas av batteriet och en generator kopplad till batteriet för uppladdning av detta. Vidare finns organ för bestämning av batteriets kapaci- tet, utvärderingsorgan för att bestämma om batteriets kapacitet avtar och brytarorgan kopplade till utvärderingsorganen och anordnade att avbryta strömtillförseln till minst en elektrisk apparat, när en signal från dessa organ anger, att kapaciteten minskar. Bestäm- processorn i 40 517. 31,2 3 nings- och utvärderingsorganen innefattar också här i huvudsak en i batteriet anbragt processor, som är kopplad till strömvägen genom batteriet på lämpliga ställen, för att kunna mäta polspänning och strömstyrka genom batteriet. De elektriska apparaterna kan för en krets i ett fordon vara sådana, som inte är nödvändiga för fordonets drift.

Vid denna aspekt kan brytarorganen vid mottagande av en signal från utvärderings- organen vara anordnade att periodiskt avbryta strömtillförseln till en eller flera av de elektriska apparaterna, medan om en signal av annat slag mottas, strömtillförseln kan återupptas. Detta kan göras så att vid mottagande av signal från utvärderingsorgan ström- tillförseln periodiskt avbryts till de elektriska apparatema, så att vid varje tillfälle endast en apparat drivs av batteriet, såsom i ett cykliskt återkommande förlopp med successiv inkoppling av apparaterna.

Enligt en tredje aspekt innefattar den elektrisk kretsen som huvudkomponenter ett batteri, elektriska apparater kopplade att drivas av batteriet, en elektrisk generator kopp- lad till batteriet för uppladdning av detta och driven av en huvudmotor och vidare en elektrisk startmotor kopplad till batteriet för att driva huvudmotorn vid start av denna.

Vidare innefattar kretsen såsom ovan organ för bestämning av batteriets kapacitet, vidare också organ för att jämföra batteriets kapacitet med ett tröskelvärde och särskilt för att bestämma om batteriets kapacitet år mindre än tröskelvärdet och brytarorgan, som är kopplade till organen för bestämning av batteriets kapacitet och som är anordnade att avbryta all strömpassage genom batteriet, när en signal från dessa organ anger, att kapa- citeten understiger ett tröskelvärde. Bestämnings- och utvärderingsorganen innefattar liksom ovan i huvudsak en i batteriet anbragt processor, som är kopplad till strömvägen genom batteriet på lämpliga ställen, för att kunna mäta polspänning och strömstyrka genom batteriet. Med detta arrangemang kan alltid tillräcklig kapacitet finnas kvar i batteriet för att startmotorn skall kunna drivas. För att medge detta och start av huvudmo- tom bör brytarorganen också vara kopplade till startmotom för att vid aktivering av denna tillåta strömpassage genom batteriet, även om kapaciteten har bestämts understiga tröskelvärdet.

De tröskelvården som bestäms och används av olika jämförelseorgan kan bestämmas vid varje jåmförelsetillfälle som en funktion av batteriets temperatur och/eller av dess ålder vid detta tillfälle.

Vid de ovan nämnda aspekterna används organ för bestämning av batteriets kapaci- tet och dessa kan då vara anordnade att vid periodiskt återkommande tidpunkter bestäm- ma ett värde på kapaciteten. Närmare bestämt kan dessa organen vara anordnade att bestämma kapaciteten genom att i ett första skede bestämma ett utgångsvärde för kapaci- teten. Sedan kan de vid periodiskt återkommande tidpunkter bestämma ett ändringsvärde för hur mycket batteriet uppladdats eller urladdats sedan föregående bestämning och addera resp subtrahera detta ändringsvärde från det värde för kapaciteten som erhölls vid föregående bestämning, så att värdet på kapaciteten hela tiden hålls aktuellt. Startvärdet bestäms på fördelaktigt sätt, när kretsen irmefattar en elektrisk, av batteriet driven start- 51.7 3,12 4 motor för en förbränningsmotor, genom att det första skedet tas som en tidsperiod, när startmotom drivs för att starta förbränningsmotom. Detta ger en kraftig urladdning av batteriet och med ledning av den härvid uppmätta polspärmingen och strömstyrkan genom batteriet erhålls en god uppskattning av batteriets kvarvarande kapacitet, särskilt om hänsyn tas till batteriets temperatur, ålder och typ. Ändringsvärdet vid de periodiskt återkommande tidpunkterna bestäms med fördel av organen för bestämning av batteriets kapacitet som en funktion av strörnstyrkan genom batteriet under tidsperioden från föregående bestämning till den aktuella tidpunkten, av den spänning, som finns över batteriet vid den aktuella tidpunkten, när ingen ström flyter genom batteriet, och/eller av batteriets temperatur vid den aktuella tidpunkten.

Den spänning, som finns över batteriet vid en aktuell tidpunkt, när ingen ström flyter genom batteriet, kan när kretsen innefattar en elektrisk generator kopplad till batte- riet för uppladdning av detta och organ såsom en laddningsregulator med innefattad processor för inställning av generatorns utgångsspärming, bestämmas genom styming av inställningsorganen för generatorn, så att en sådan utgångsspänning från generatorn er- hålls, att strömmen genom batteriet blir lika med noll. Organen för bestämning av kapaci- teten, som styr inställningsorganen, behöver för detta vara anordnade att kunna bestärmna strömstyrkan genom batteriet och spänningen över batteriets poler.

Vid en fjärde aspekt innefattar en elektrisk krets huvudkomponenter i form av ett batteri, en generator driven av en huvudmotor och kopplad till batteriet för uppladdning av detta och en laddningsregulator kopplad till generatorn för styrning av den av genera- torn avgivna uppladdningsspärmingen. Laddningsregulatom styrs av bestämnings- och styrorgan för att ge en så gynnsam uppladdningsspänning från generatorn till batteriet, som är möjligt. För detta förfogar bestämnings- och styrorganen över signaler represente- rande batteriets temperatur och andra storheter och anordnade att med ledning därav bestämma en sådan gynnsam uppladdningsspänning. Övriga storheter, som kan bestäm- mas av bestämnings- och stymingsorgan kan vara ett värde på spänningen över batteriet, tomgångsspänningen, när inte någon ström flyter genom batteriet, passerande strömstyr- kan och ett värde på strömstyrkan genom batteriet vid normal belastning.

För tomgångsspänningen kan det bestämda värdet jämföras med ett tröskelvärde och signaler kan då sändas till laddningsregulatom för att styra uppladdningsspänningen till ett lägre värde, när resultatet av jämförelsen är att det bestämda värdet överskrider tröskel- värdet, och för att styra uppladdningsspärmingen till ett högre värde, när resultatet av jämförelsen är att det bestämda värdet överskrider tröskelvärdet. Tomgångsspärmingen kan liksom ovan bestämmas, genom att bestämnings- och stymingsorganen är anordnade att bestämma värden på strömstyrkan genom batteriet och att i beroende av dessa bestäm- da värden sända styrsignaler till laddningsgeneratorn för att vid ett bestämningstillfålle inställa en sådan uppladdningsspärming från generatom, att det för denna uppladdnings- spärming bestämda värdet på strömstyrkan härvid blir lika med noll. 40 517 31.2 FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i anslutning till ett ej begränsande utfö- ringsexempel i samband med de bifogade ritningarna, i vilka: - Fig. 1 är ett kopplingsschema för en bilelektrisk krets uppbyggd kring ett elektriskt batteri, - Fig. 2 är ett blockschema över ett förfarande för säkerställande av att batteriet upplad- das, när bilens motor är igång, - Fig. 3 är ett blockschema över ett förfarande för säkerställande av optimal laddning av batteriet, - Fig. 4 är ett blockschema över ett förfarande för säkerställande av tillräcklig kvarvaran- de kapacitet i batteriet vid stillestånd, - Fig. 5 är ett blockschema över arbetssteg utförda vid bestämning av batteriets kapacitet.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER I fig. 1 visas ett kopplingsschema för en bilelektrisk krets med ett startbatteri 1, som i det visade fallet innehåller sex seriekopplade celler 3. Batteriets 1 negativa pol är an- sluten till fordonets jord eller chassi/kaross, och vid den positiva polen erhålls då en positiv spänning av +12 V för ett konventionellt blybatteri. Mellan de mittersta cellerna fmns en brytare 5 inkopplad, som normalt är i slutet läge och vilkens funktion styrs av en processor 7. Denna erhåller information om batteriets 1 polspänning genom att den via ledningar 9, ll är kopplad till batteriets poler och om strömstyrkan genom batteriet ge- nom att den via ledningar 13, 15 är ansluten till båda sidor av brytaren 5, som i ledande tillstånd har en känd resistans. Processom 7 får också sin strömförsörjning via dessa ledningar. Processom 7 är också kopplad till en temperatursensor 17 för avkänning av batteriets temperatur och den kan vidare lagra information i ett minne 19. Batteriet 1 laddas av en generator 21, som är ansluten till batteriets positiva pol och drivs av bilens förbränningsmotor 23.

Bilens huvudmotor, förbränningsmotorn 23 kan startas genom drivning av en elekt- risk Startmotor 25, som också är ansluten till batteriets 1 positiva pol men via en ström- brytare 27 i tändningslåset 29, vilken manövreras av en startnyckel 31 i låset. Från batte- riets 1 positiva pol strömförsörjs också bilens andra elektriska anordningar, såsom belys- ning, klocka etc. De hittills beskrivna detaljerna i kretsen återfmns i beskrivningen i vår tidigare svenska patentansökan nr 9402217-5, "Batteri med Stöldskydd", ingiven 22 juni 1994, vilken här införlivas som referens.

I kretsen fmns vidare en laddningsregulator 33 kopplad till generatorn 1 för styrning av denna och den är försedd med egen inre intelligens i form av en processor 35, som via en D/A-omvandlare 37 och en drivkrets 39 styr strömmen genom en fáltlindning 41 i generatom 21, t ex magnetiseringsströmmen i dennas rotor, så att generatorn 19 alltid avger en lämpligt avpassad laddningsspänning för uppladdning av batteriet 1. Laddnings- spänningen fâs från stjärnkopplade statorlindningar 43 via dioder 45. Dessa dioder 43 är vid sin positiva anslutning kopplade till den negativa anslutningen hos dioder 47, vilkas 40 517 312 6 andra anslutning är kopplad till jord. Processorn 35 i laddningsregulatom mottar också information om temperaturen i generatorn 21 från en temperaturgivare 49 placerad däri för att undvika att generatom 21 drivs vid alltför hög temperatur och om laddningsspän- ningen eller laddningsströmstyrkan från en avkänningskrets 51, ansluten till generatoms 21 utgång. Strömförsörjningen till denna processor 35 åstadkoms genom anslutning dels till batteriets 1 positiva pol, dels till jord.

Laddningsregulatoms 33 processor är vidare hopkopplad med processorn 7 i batteri- et 1 via en dubbelriktad ledning 53 för seriekommunikation, så att de kan utbyta informa- tion. Batteriprocessorn 7 kan sålunda få information om olika generatorparametrar och avger signaler till laddningsregulatoms 33 processor 35 för inställning av magnetiserings- strömmen genom fältlmdningen 41 till ett lämpligt värde. Batteriprocessom 7 kan sålunda få information om huruvida förbrärmingsmotorn 23 är igång, antingen genom utvärdering av laddningsspänningen från generatom eller från en speciell sensor 55 monterad i eller vid motorn 23.

Batteriet 1 och generatorn 21 levererar ström till bilens olika elektriska apparater. I en första grupp av dessa finns sådana, som inte påverkas av tändningslåsets 29 läge, såsom klocka 57, strålkastamas parkeringslampor 59, vamingsblinkers 61, kupévärmare 63, radio 65, innerbelysning, etc. Dessa apparater kan urladda batteriet 1, om de är påslagna och bilmotom 23 inte är igång, så att generatorn 21 inte laddar. I en andra grupp finns apparater, som är vitala för bilens drift och är beroende av tändningslåsets 29 läge, genom att de är kopplade till en andra strömbrytare 67 i denna. Denna grupp inne- fattar strålkastamas hel- och halvljuslampor 69, förbrärmingsmotorns 23 hjälpapparater såsom tändsystem 71, kylfläkt 73, bensinpump, vindrutetorkarmotor, spolvattenpurnp, etc. I en tredje grupp finns elektriska apparater, som inte är nödvändiga för bilens drift och också är kopplade till den andra strömbrytaren 67 i tändningslåset 29, så att de är avstängda, när detta lås 29 är i låst läge. Den tredje gruppen innefattar bl a vissa täm- ligen energikrävande apparater, såsom den elektriska uppvärmningen av bilens bakruta 75, av bilsäten 77 och av backspeglar 79. Apparatema i den tredje gruppen kan vidare separat, var för sig kopplas bort genom att de är anslutna till en kopplingsbox 81, vilken via seriella kommunikationsledningar 83 styrs av batteriprocessorn 7. I kopplingsboxen 81 fimis också en brytare 85 för inkoppling/urkoppling av ett automatiskt start-/stoppsys- tem 87, som är av känd typ och är utfört för att stanna driften av bilens drivmotor 23, när ett tillstånd med att drivmotom 23 går på tomgång och att bilen står stilla har varat tillräckligt länge.

Batteriprocessom 7 utför hela tiden parallellt olika förfaranden med kontroller och övervakning av funktioner hos fordonets elektriska system och särskilt av laddningen av och kapaciteten hos batteriet 1. Ett sådant förfarande för kontroll av batteriets 1 kapacitet, när fordonets motor går, åskådliggörs av flödesschemat i fig. 2. Förfarandet börjar i ett startblock 201, varefter det i ett block 203 avgörs, huruvida fordonets motor 21 går. Det- ta bestäms genom exempelvis utvärdering av signalen från givaren 55. Om fordonets 40 517.312 7 drivmotor 23 inte är igång, utförs åter detta block 203. Om i stället bilens motor är i gång, avgörs i ett block 205, huruvida batteriets kapacitet för tillfället avtar. Batteriets kapacitet beräknas hela tiden vid periodiskt återkommande tidpunkter av ett parallellt utfört förfarande, se nedan, och uppgifter därom kan hämtas ur ett register i minnet 19. I detta register kan flera av de senast beräknade värdena på batteriets kapacitet finnas lagrade, så att dessa kan jämföras med varandra och härigenom avgörandet i blocket 305 kan utföras. Alternativt kan i registret finnas lagrat det senaste ändringsvärdet för kapaci- teten och tecknet hos detta ändringsvärde ger då upplysning om huruvida kapaciteten avtar, ökar eller är konstant. Om kapaciteten avgörs inte avta för tillfället, sänder proces- sorn 7 i ett block 207 en signal till kopplingsboxen 81, att brytaren 85 skall övergå till läge "Till", dvs brytaren sluts, vilket anger, att det automatiska start-/stoppsystemet, i fig. 1 visat vid 87, utan risk för att batteriet skall urladdas kan övergå till läge "På".

Efter detta är detta förfarande slut och återgår till blocket 203.

Om det i blocket 205 i stället avgörs, att batteriets 1 kapacitet för tillfället är avta- gande, sänds i ett block 209 signal till kopplingsboxen 81, att brytaren 85 skall slås om till läge "Av", dvs öppnas, för att ange att det automatiska start-/stoppsystemet 87 nu skall kopplas bort, eftersom nu batteriet behöver tillföras all möjlig laddningsström och motorn 23 inte får stannas. Därefter kommer en fördröjning i ett block 211, dvs förfa- randet väntar en förutbestämd tidslängd, så att det finns tillräcklig tid för att det automa- tiska start-/stoppsystemet skall himia stängas av, om det tidigare var i funktion, och så att resultatet av denna eventuella åtgärd hinner att slå igenom vad beträffar laddningen av batteriet 1. Nästa steg är ett block 213, i vilket det bestäms om värdet på batterikapacite- ten nu fortfarande avtar genom exempelvis utvärdering av de senast lagrade värdena på batterikapaciteten. Om detta är fallet, utsänds från batteriprocessom 7 i ett block 215 en signal till kopplingsboxen 81 att stänga av en eller flera av de ej alldeles nödvändiga, energikrävande apparaterna i gruppen 3. Energibesparing kan också utföras genom att strömtillförseln till dessa olika apparater multiplexas i tiden, så att den första apparaten i denna tredje grupp får ström under en viss, kortare tidsperiod, därefter den andra appara- ten i gruppen under en tidsperiod av samma längd, sedan den tredje etc. med cyklisk upprepning. Detta kan dock förutsätta ytterligare inforrnationsöverföring, nämligen att processorn 7 har kunskap om vilka apparater som för tillfället är inkopplade. Efter steget 215 utförs åter blocket 213.

Om det i blocket 213 avgörs, att batteriets 1 kapacitet nu inte längre avtar, fördröjs förfarandet i ett block 217 och stannar där upp en förutbestämd tid och sedan sänds i ett block 219 signal till kopplingsboxen 81, så att denna sluter en eller flera av förbindning- arna till de elektriska apparaterna i den tredje gruppen eller alternativt så att tidsmulti- plexingen av dessa apparater kan sluta, dvs de eventuella särskilda strömbesparande åtgärderna kan helt eller delvis upphöra. Efter detta är förfarandet slut och återgår till blocket 203.

Parallellt med det i fig. 2 åskådliggjorda förfarandet kan det fig. 3 också i form av 40 517 312 8 ett blockschema visade förfarandet utföras för kontroll av laddningen av batteriet 1 från generatorn 21 genom inställning av strömmen genom fåltlindningen 41. Förfarandet börjar i ett block 301 och först efterfrågas i ett block 303, huruvida bilens drivmotor 23 är igång, exempelvis genom utvärdering av signalen från givaren 55. Om drivmotom inte är igång, utförs åter detta block 303. Om i stället motom avgörs vara igång, hämtas såsom ovan i ett block 305 ett värde på batteriets 1 kapacitet och det avgörs, huruvida den beräknade kapaciteten är tillfredsställande, dvs överskrider ett tröskelvärde. Detta tröskelvärde väljs här i stället för att ange att batteriet 1 är fulladdat med hänsyn till den för tillfället rådande temperaturen, för vilken ett värde erhålls från givaren 17, batteriets ålder, typ etc. och ett värde på tröskelvärdet kan då hämtas från en tabell i minnet 19.

Alternativt kan vissa uppgifter hämtas från en sådan lagrad tabell och tröskelvärdet beräk- nas med hänsyn till dessa enligt någon algoritm.

Om batteriets 1 kapacitet bestäms vara låg, kontrolleras i ett block 307 batteriets 1 spämiing. Här avses med batteriets spänning i första hand den aktuella spänning som finns mellan batteriets poler, när inte någon ström flyter genom batteriet 1, även benämnd tomgångsspänningen. Denna spänning bestäms genom att batteriprocessom 7 hela tiden mäter strömmen genom batteriet genom utvärdering av spänningen mellan de båda led- ningarna 15, 13 och genom att den under en kort mätperiod sänder signaler till laddnings- regulatorns processor 35 för inställning av generatorns 21 utgångsspärming till ett sådant värde, att den uppmätta strömstyrkan genom batteriet blir lika med noll. Det eftersökta spänningsvärdet erhålls som spänningen mellan ledningama 11, 9 i detta tillstånd.

Värdet på tomgångsspänningen jämförs med ett tröskelvärde, vilket bestäms ur lämpliga uppgifter för optimal laddningsspänning, som exempelvis kan hämtas ur en i processorns minne 17 lagrad tabell 45 med hänsyn till eventuellt batteriets urladdnings- spänning, den aktuella temperaturen i batteriet, given av signalen från givaren 17, batteri- ets l typ och ålder etc eller som beräknas med utgångspunkt från sådana data. Om värdet på polspänningen för batteriet när ingen ström flyter genom detta bestäms vara hög, avger batteriprocessom 7 i ett block 309 en styrsignal till laddningsgeneratom 33 och dess processor 35 för att minska den laddningsspänning, som rådde före den just be- skrivna mätningen av batterispärmingen, dvs att minska generatorns 21 utgångsspänning, med ett lämpligt belopp. Sedan beräknas ett värde på laddningsströmmen, dvs strömmen genom batteriet 1, för den nya inställningen av generatorn 21 i ett block 311 genom utvärdering av spänningsfallet mellan ledningarna 15, 13. Det bestäms vidare i blocket 311, huruvida laddningsströmmen är korrekt, dvs ligger inom ett intervall, som är bero- ende av temperaturen och av batteriets aktuella kapacitet eller laddningstillstånd, ålder, typ, etc och vars begränsningsvärden exempelvis kan hämtas ur en tabell lagrad i minnet 19 eller beräknas med ledning av värden däri och ur uppgift om den aktuella temperatu- ren i batteriet erhållen från temperaturgivaren 17. Om laddningsströmmen är korrekt och ligger i det bestämda intervallet, fördröjs förfarandet i ett block 313, varefter blocket 303 utförs såsom ovan. Om laddningsströmmen inte är korrekt, dvs ligger utanför det beräk- 40 517 312 nade intervallet, utförs åter blocket 307.

Om det i blocket 307 avgörs, att den bestämda batterispänningen är låg, sänds i ett block 315 en styrsignal till generatorns 21 processor 35, att laddningsspänningen skall ökas med ett lämpligt belopp, exempelvis samma belopp som används i blocket 309.

Efter detta bestäms och beräknas i ett block 317 på samma sätt som i blocket 311 ladd- ningsströmmen och det avgörs, huruvida den är korrekt, dvs ligger inom samma intervall beroende av batteriets kapacitet, urladdningsspänning och batteriets temperatur, ålder, etc., som användes i blocket 311. Om detta gäller, utförs en fördröjning i ett block 319, varefter blocket 303 utförs såsom ovan. Om det i blocket 317 bestämdes, att laddnings- strömmen inte är korrekt, dvs att dess värde ligger utanför det avsedda intervallet, utförs blocket 305 såsom ovan.

När bilen står stilla och vevaxeln i drivmotorn 23 inte roterar, uppladdas inte batte- riet 1 men energi kan ändå förbrukas av apparaterna i de första, andra och tredje grup- perna av elektriska apparater. Även om låset 29 vrids till helt stängt läge när startnyckeln 31 avlägsnas, kan apparaterna i den första gruppen av apparater dra ström från batteriet 1 och urladda detta, så att bilens motor inte kan startas med hjälp av den av batteriet 1 strömförsörjda startmotom 23. Ett förfarande för övervakning av att batteriets 1 kvarva- rande förmåga att avge elektrisk ström till startmotom 25 visas med flödesschemat i fig. 4. Efter ett startblock 401 avgörs i ett block 403, huruvida bilens startnyckel 31 har vridits till sitt läge för start av startmotom 25. Detta åstadkoms genom att motsvarande brytare 27 för startmotorn också har en pol kopplad via en ledning till en ingång hos batteriprocessorn 7. Om nyckeln 31 är i startläge, skall givetvis batteriet 1 kunna leverera ström för detta till startmotorn 25 och därför sänds i ett block 405 en signal från batteri- processorn 7 till batteriets inre brytare 5 att den skall inta slutet läge, så att ström kan passera genom batteriet. Efter detta utförs åter steget 403.

Om det i blocket 403 bestäms, att startnyckeln 31 inte är i startläge, avgörs i ett block 407, huruvida bilens drivmotor 23 är igång, exempelvis genom utvärdering av signalen från givaren 55. Om detta är fallet, behöver här inga strömbesparande åtgärder utföras och förfarandet utför då blocket 405 såsom ovan. Om drivmotom 23 inte är i gång, bestäms i ett block 409, huruvida batteriets 1 kapacitet är för låg, dvs ett värde på batteriets kapacitet hämtas från ett register i minnet 19 och ett tröskelvärde bestäms, såsom ovan med ledning av uppgifter hämtade från minnet 19 och exempelvis batteriets temperatur såsom given av sensorn 17 och dessa värden jämförs. Tröskelvärdet skall vara sådant att det med god marginal kan garantera att startmotorn 25 vid aktivering och driv- ning med ström från batteriet 1 kan vrida runt vevaxeln i förbränningsmotorn 23 tillräck- lig många varv och tillräckligt snabbt för att drivmotorn 23 skall kunna sättas igång och rotera av sig själv. Om kapaciteten bestäms inte vara alltför låg i blocket 409, utförs såsom ovan blocket 405, dvs urladdning från batteriet är tillåten. Om kapaciteten avgörs vara för låg, avstängs i ett block 411 all vidare urladdning från batteriet 1 genom att batteriets inre brytare 5 genom lämplig styrsignal från batteriprocessorn 7 överförs till 40 51.7 3.12 öppet tillstånd, så att inte någon ström kan flyta genom batteriets celler 3. Efter detta återgår förfarandet till blocket 403.

Batteriets 1 kapacitet, dvs dess förmåga att avge ström, kan på känt sätt uppskattas ur urladdningsspänning och urladdníngsström med hänsyn tagen till batteriets temperatur, batteriets ålder och typ, etc. Batteriprocessorn 7 håller hela tiden reda på spänningen genom beräkningar grundade på fasta värden och på de för tillfället giltiga fysikaliska parametrarna. Ett utgångsvärde på kapaciteten kan erhållas vid de tillfällen, när start- motom 25 är igång och en stor strömstyrka av storleksordningen flera hundra ampere dras från batteriet 1. Under ett startskede, då generatom 21 avger endast en försumbar spänning, mäts sålunda batteriets 1 polspämiing och den avgivna strömstyrkan under flera tillfällen. De mätta värdena och temperaturen såsom given av temperatursensorn 17 bildar tillsammans med andra data, såsom batteriets typ, dess ålder underlag för en absolut bestämning av kapaciteten.

Efter ett sådant skede med att startmotom är igång, bestäms vid tätt återkommande tidpunkter strömstyrkan genom batteriet 1. Vid andra, mindre tätt periodiskt återkomman- de tidpunkter bestäms ett belopp, som skall läggas till det vid närmast tidigare tillfälle beräknade värdet på kapaciteten för att ge ett aktuellt värde. Detta belopp har positivt tecken, om batteriet har uppladdats under tiden från den närmast föregående bestämning till den aktuella tidpunkten, och det har negativt tecken om batteriet har urladdats. Belop- pet beror i första hand av strömmen genom batteriet under den betraktade tidsperioden från förra beräkningen av kapaciteten, där som representativt värde på strömmen kan tas medelvärdet av de under tidsperioden flera gånger bestämda strömmama genom batteriet, vidare beror det av batteriets polspänning, när inte någon ström passerar genom batteriet, och av temperaturen. Andra faktorer som inverkar är liksom ovan batteriets ålder, typ, etc.

Ett tillstånd när inte någon ström flyter genom batteriet, kan erhållas genom att utgångsspärmingen från generatorn 21 inställs vid lämpligt värde. Inställningen kan utfö- ras återkopplat, genom att batteriprocessom 7 beräknar strömmen genom utvärdering av spänningen över brytaren 5 såsom ovan, genom att generatorprocessom 35 inställer strömmen genom fåltlindningen 21 till ett lärnpligt värde och genom inbördes signalering mellan de båda processorerna. Efter en kortare tidsperiod i detta tillstånd kan spärmingen över batteriets poler mätas av processorn 7 genom utvärdering av spänningen mellan ledningarna 11, 9. Det uppmätta spänningsvärdet kan då användas vid den ovan beskrivna beräkningen av ändringsbeloppet för det tidigare kapacitetsvärdet. Efter denna spännings- mätning inställs åter generatorns 21 utgångsspänning vid ett för laddning av batteriet 1 optimalt värde, jämför fig. 3.

Detta tillstånd utan någon ström passerande genom batteriet 1 är emellertid svårt att uppnå utan stömingar för funktionen hos drivna elektriska apparater, när bilens drivmotor 23 inte är igång och generatorn 21 inte avger någon spänning. Något värde på polspän- ningen utan ström genom batteriet kan då alltså inte erhållas. Vid beräkningen av änd- 517.312 11 ringsbeloppet för kapaciteten får då en annan algoritm användas som i stället för batteriets polspänning utan någon ström flytande genom batteriet tar hänsyn till batteriets faktiska polspänning under sin urladdning och givetvis till de andra ovan nämnda parametrama.

Förfarandena för bestämning av de olika föränderliga fysikaliska storheterna, som krävs vid beräkningen av kapaciteten, åskådliggörs schematiskt av flödesschemat i fig. 5.

Efter ett startblock 501 delas den genomlöpta sekvensen upp, genom att det i ett block 503 efterfrågas, huruvida bilens drivmotor, förbränningsmotom 23, är i gång. Om detta är fallet utförs den första sekvensen, som börjar med att i ett steg 505 sänds från batteri- processom 7 en signal till processorn 35 i laddningsregulatom, att generatorns 21 ut- gångsspänning, laddningsspånningen, skall inställas på lämpligt sätt, så att inte någon ström går genom batteriet 1. Strömmen genom batteriet 1 beräknas såsom ovan genom att spänningen över den inre brytaren 5 mäts via ledningarna 15, 13. Detta delsteg tar nor- malt en viss tid i anspråk, genom att troligen flera inställningskommandon får ges till regulatorn 33, innan strömmen genom batteriet l upphör, och under inställningstiden mäts batteritemperaturen i ett block 507. Efter ytterligare en tid, som åskådliggörs av fördröjningsblocket 509, då strömmen genom batteriet har blivit lika med noll och batteri- ets utgångsspärming har blivit stabil, mäts batteriets polspänning i ett block 511, dvs spänningen mellan ledningarna 11, 9 bestäms av processorn 7. Sedan inställs åter genera- toms 21 avgivna laddningsspänning vid ett för laddningen gynnsamt värde i ett block 513, dvs detta är en återgång till de förhållanden som rådde innan blocket 505 påbörja- des. Det sista steget är att ett värde på medelströmstyrkan genom batteriet under tidspe- rioden före det aktuella tillfället beräknas i ett block 515. Sedan är förfarandet slut i ett slutblock 517.

Om det i blocket 503 i stället bestäms, att motorn 23 inte är igång, utförs stegen i block 519, 521 och 523, i vilka samma bestämningar/beräkningar görs som i blocken 507, 511 resp 515. Efter dessa steg är den alternativa sekvensen slut i slutblocket 517.

Claims (3)

10 15 20 25 51.7 3.12 12 PATENTKRAV

1. Elektrisk krets för ett motorfordon innefattande ett batteri och elektriska appara- ter kopplade att drivas av batteriet, varvid batteriet irmefattar - en inre brytare ansluten för avbrytande av elektrisk ström genom batteriet, - en processor, - elektriska ledningar i batteriet för anslutning av processorn till den inre brytaren för styrning av denna, kännetecknad av - elektriska ledningar i batteriet för anslutning av processorn till elektriska poler hos batteriet för avkänning av den elektriska strömstyrkan genom batteriets och den elektriska spärmingen över batteriet, - varvid processom är anordnad att hela tiden eller vid periodiskt återkommande tidpunk- ter bestämma ett värde på batteriet kvarvarande kapacitet ur de avkända värdena på strömstyrkan och spänningen, - varvid processom innefattar organ för att jämföra batteriets kapacitet med ett tröskel- värde och - varvid processom innefattar organ kopplade till jämförelseorganen och till den inre brytaren för att styra den inre brytaren till öppet läge, när resultatet av jämförelsen visar, att batteriets kapacitet understiger tröskelvärdet och samtidigt fordonets motor inte är i gång. '

2. Elektrisk krets enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att organen i processom för styrning av den inre brytaren till öppet läge är anordnade att inte styra brytaren till öppet läge i det fall att en startnyckel för fordonet är i läge för start av fordonet.

3. Elektrisk krets enligt något av krav l - 2, k ä n n e t e c k n a d av elektriska ledningar i batteriet för anslutning av processom till elektriska poler hos batteriet för att förse processom med elektrisk energi.