DE2913900C2

DE2913900C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Betriebsparameters einer Sekundärbatterie in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE2913900C2
Application number: DE2913900A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kariya Aichi Hori; Minoru Toyohashi Aichi Katayama; Osamu Toyota Aichi Sangu; Koichi Higashiuracho Aichi Taniguchi
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1982-02-04
Also published as: DE2913900A1; GB2022270B; FR2422960B1; JPS54134341A; GB2022270A; US4290109A; JPS6122786B2; FR2422960A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Bei einer Sekundärbatterie (im folgenden auch einfach als Batterie bezeichnet) sinkt die Klemmenspannung mit zunehmendem Laststrom. Wenn die Klemmenspannung bei einer Störung im Lastkreis, einer Störung in dem mit der Batterie verbundenen Generator oder aus anderen Gründen ungewöhnlich stark abfällt, wird die Lebensdauer der Batterie verkürzt. Um diese Lebensdauer so groß wie möglich zu machen, ist es notwendig, ungewöhnliche Absenkungen der Klemmenspannung zu kontrollieren.

Aus der DE-AS 25 00 332 ist eine elektrische Anzeigevorrichtung für den Ladezustand einer Sekundärbatterie bekannt, bei der eine Warnanzeige erfolgt, wenn die der Batterie entnommene Ladungsmenge größer als die zur Verfügung gestellte Ladungsmenge wird. Die bekannte Vorrichtung besitzt einen Spannungsfühler, der die Spannung über einem Meßwiderstand abgreift. Sie besitzt ferner eine mit dem Spannungsfühler verbundene Einrichtung zur Ermittlung eines Stromes, nämlich des den Meßwiderstand durchfließenden Stromes. Der Spannungsfühler und die Einrichtung zur Ermittlung des Stromes werden gemeinsam von einem Meßverstärker gebildet. Der den Meßwiderstand durchfließende Strom ist der Batteriestrom, nicht der Laststrom. Der dem Meßverstärker in Form einer Meßspannung entnommene Stromwert wird mit Hilfe eines Spannungs-Frequenzumsetzers in eine der Stromhöhe entsprechende Anzahl von Impulsen umgewandelt. Diese Impulse werden einem Vorwärts/Rückwärts-Zähler eingegeben, dessen Zählrichtung durch die Polarität der Meßspannung eingestellt wird. Die Polarität der Meßspannung ändert sich mit der Richtung des den Meßwiderstand durchfließenden Stromes. Der Zähler arbeitet als Integrator, und sein Zählerstand entspricht der Differenz zwischen der der Batterie zugeführten und der von ihr entnommenen Ladungsmenge. Mit Hilfe von Funktionsgeneratoren wird in Abhängigkeit vom Batteriestrom und von der Batterietemperatur ein Ladungsmengenbezugswert ermittelt, der der Differenz zwischen der der vollgeladenen Batterie abhängig vom Entladestrom und der Temperatur überhaupt entnehmbaren Ladungsmenge und einer von der Temperatur abhängigen unteren Grenzladungsmenpe entspricht. Die Funktiunsgeber stellen in Verbindung mit einer Vergleichsstelle eine den Bezugswert bildende und ihn mit dem überwachten Parameter, nämlich der entnommenen Ladungsmenge vergleichende Recheneinrichtung dar.

Bei diesem Stand der Technik treten Probleme auf, wenn in das mit einer solchen Überwachungsvorrichtung ausgestattete Fahrzeug eine nicht vollgeladene Batterie eingesetzt wird. Es erscheint ferner nachteilig, daß zwar die einer vollgeladenen Batterie insgesamt entnehmbare Ladungsmenge in Abhängigkeit vom Entladestrom vorgegeben wird, daß aber die untere Grenzladungsmenge, die von einem Funktionsgeber bestimmt wird, nicht vom tatsächlichen Laststrom beeinflußt wird. Gerade dieser kann aber bei einem Fahrzeug sehr unterschiedlich sein (man denke etwa an die Beleuchtung) und spielt somit eine wesentliche Rolle.

Aus der DE-OS 27 30 258 ist eine Vorrichtung zum Anzeigen des Zustands einer Fahrzeugbatterie bekannt, bei der die momentane Klemmenspannung der Batterie gemessen und mit einer Bezugsspannung verglichen wird. Die Bezugsspannung ist die Summe einer Mindestspannung zum Betrieb eines Anlassers und des Produkts eines Mindeststroms zum Betrieb des Anlassers mit dem Innenwiderstanü der Batterie. Beide Terme der die Bezugsspannung bildenden Summe werden in Abhängigkeit von der Temperatur vorgegeben. Bei diesem Stand der Technik muß auf eine relativ komplizierte Weise der Innenwiderstand der Batterie ermittelt werden. Ebensp<wie bei der vorgenannten Druckschrift geht auch bei diesem Stand der Technik der Laststrom in den Bezugswert ein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5 zu schaffen, mit denen sich bei verhältnismäßig geringem Aufwand und unter Berücksichtigung des tatsächlichen Batteriezustands und des (durch den Laststrom gekennzeichneten) tatsächlichen Zustands des Lastkreises ein Warnsignal bei zu starker Entladung der Batterie erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 5 gelöst.

Durch Messung des Momentanwerts der Batterieklemmenspannung und des Momentanwerts der Spannung über dem Lastkreis erhält man die Grundlagen zur Ermittlung eines Bezugswerts, der von dem momentanen Laststrom abhängt und dem tatsächlichen Zustand des Lastkreises entspricht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen unter bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden elektrischen Überwachungsvorrichtung;

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm welches die Programmierung des in Fig. 1 gezeigten digitalen Computers erläutert; in

Fig. 3 ist die Klemmenspannung der Batterie abhängig von dem der Batterie entnommenen Lasistrom graphisch dargestellt;

Fig.4 ist eine graphische Darstellung der Klemmenspannung in Abhängigkeit vom Laststrom unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur, und

Fig. 5 zeigt ein modifiziertes Flußdiagramm nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden elektrischen Überwachungsvorrichtung für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Der positive Anschluß einer Fahrzeugbatterie 1 ist an eine Ladeeinrichtung, zum Beispiel einen Generator 2, angeschlossen, während der negative Anschluß an Masse liegt. Der positive Anschluß der Batterie 1 ist weiterhin über einen Leiter 4, eine Sicherung 3 und einen von Hand zu betätigenden Schalter 5, der der Zündschalter des Fahrzeugs ist, an den elektrischen Lastkreis 6 angeschlossen. Der Generator 2 dient der Ladung der Fahrzeugbatterie t und wird vom Verbrennungsmotor des Fahrzeugs angetrieben. Der Leiter 4 hat einen vorgegebenen Widerstandswert Ro- Die Sicherung 3 ist neben dem Zündschalter 5 angeordnet. Die Sicherung 3 schmilzt wenn sie von einem übermäßigen Laststrom durchflossen wird und trennt den Leiter 4 vom Zündschalter 5 ab. Der Zündschalter 5 wird manuell betätigt und läßt einen elektrischen Laststrom /;. von der

Batterie 1 durch den Leiter 4 und die Sicherung 3 zum Laststromkreis 6 fließen. Der Laststromkreis 6 besieht aus verschiedenen elektrischen Einrichtungen des Fahrzeugs, wobei jede dieser Einrichtungen durch einen nicht gezeigten, manuell zu bedienenden Schalter an den Zündschalter 5 angeschlossen ist. Auf diese Weise stellt die Summe der Ströme durch die elektrischen Einrichtungen, die durch Schließen des zugehörigen Schalters angeschaltet sind, den den Zündschalter 5 durchfließenden Strom //.dar.

Die elektrische Überwachungseinrichtung enthält einen Signalgeber 7 für die Betriebsart des Fahrzeugs und einen Drehzahlgeber 8. Der Signalgeber 7 für die Betriebsart ist innerhalb des Fahrzeugs in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet und enthält einen ersten und zweiten Druckknopf 7a bzw. 7b. Bei der ersten Betriebsart des Fahrzeugs wird der erste Druckknopf Ta von Hand betätigt. Damit erzeugt der Signalgeber 7 ein erstes, der ersten Betriebsart entsprechendes Signal. Die erste Betriebsart des Fahrzeugs bedeutet einen Betrieb in einer Gegend, wo leicht eine Fahrzeugwerkstatt aufgesucht werden kann. Der zweite Druckknopfschalter 7b wird bei einer zweiten Betriebsart ebenfalls von Hand betätigt, und daraufhin erzeugt der Signalgeber 7 ein zweites Signal, welches diese zweite Betriebsart anzeigt. Diese zweite Betriebsart kennzeichnet einen Betrieb des Fahrzeugs während der Nacht oder in einer Gegend, wo es nicht leicht ist, eine Werkstatt zu finden. Das erste und zweite Signal werden in den Digitalrechner 13 eingegeben. Der Drehzahlgeber 8 ist an einem Teil des Motors angebracht und überwacht dessen Drehzahl. Wenn diese Drehzahl einen bestimmten Wert, der der Beendigung des Anlaß-Vorgangs des Motors entspricht, überschreitet, erzeugt der Drehzahlgeber 8 ein entsprechendes Ausgangssignal.

Die Überwachungseinrichtung enthält ferner eine erste mit der Batterie 1 verbundene Spannungsmeßeinrichtung 9 sowie eine zweite Spannungsmeßeinrichtung 10 die über die Sicherung 3 und den Zündschalter 5 mit dem Lastkreis 6 verbunden ist. Die erste Spannungsmeßeinrichtung 9 dient der Messung der Klemmenspannung Vs der Batterie 1 und erzeugt ein dieser Klemmenspannung Vs entsprechendes Ausgangssignal. Die zweite Spannungsmeßeinrichtung 10 dient der Messung der Klemmenspannung Vj. am elektrischen Lastkreis 6 und erzeugt ein dieser Klemmenspannung Vt entsprechendes Ausgangssignal. In der Nähe der Batterie 1 ist eine Temperaturmeßeinrichtung 11 angebracht, welche die Temperatur Tin der Nähe der Batterie 1 mißt und ein dieser Umgebungstemperatur T entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Die Ausgangssignale der Meßeinrichtungen 9, 10 und 11 werden einem Analog/Digital-Umwandler 12 zugeführt und von diesem in die Binärsignale umgesetzt Jedes dieser Binärsignale wird nach einem entsprechenden Aufforderungssignal welches der Computer 13 über den Steuer-Bus 13c liefert dem Computer 13 zugeführt.

Der Digitalrechner 13 ist ein Ein-Chip LSI Mikrocomputer und umfaßt eine Zentraleinheit (CPU), die über den Daten-Bus 13a an die Ein-Ausgangsschaltung (I/O) angeschlossen ist. Die CPU ist über den Daten-Bus 13a auch mit dem Taktgeber 13b, einem Nur-Lesespeicher ROM und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM verbunden. Die Ein-Ausgangsschaltung erhält die Binärsignale vom Wandler 12 sowie Ausgangssignale vom Signalgeber 7 und Drehzahlgeber 8 und speichert diese zeitweise in dem RAM. Die in dem RAM gespeicherten Signale werden durch I/O selektiv ausgelesen und über den Daten-Bus 13a an die CPU gegeben. Die I/O-Schaltung enthält eine Halteschaltung, die dem Halten eines Ausgangssignals der CPU dient. In dem ROM ist vorab ein Programm gespeichert, mit dessen Hilfe die CPU nach der folgenden Funktion (1) den in dem Leiter 4 fließenden Laststrom //. errechnet und feststellt, ob er größer ist, als ein maximal zulässiger Strom I_n, oder nicht.

= (Vs-V₁)IR₀

Der maximal zulässige Strom I_n, wird experimentell ermittelt und zusammen mit dem Widerstandswert Ro in dem ROM abgespeichert.

Veranlaßt durch das in dem ROM gespeicherte Programm errechnet die CPU eine erste und eine zweite Bezugs-Klemmenspannung V_A und Vb der Batterie 1 entsprechend den ersten und zweiten linearen Gleichungen (2) und (3) und entscheidet, ob die augenblickliche Klemmenspannung Vs größer als die erste und zweite Bezugs-Klemmenspannung V₄ bzw. Vb ist oder nicht.

V_A = ah+V)(T) Vb= ah+ V₂(T)

Hierin bedeutet der Buchstabe a eine Konstante welche die Steigung der Funktionen (2) und (3) angibt und die Buchstaben V\(T) und V₂(T) bezeichnen die Schnittpunkte der Funktionen (2) und (3) mit der Ordinate bei Berücksichtigung der Umgebungstemperatur 7~der Batterie 1. Die lineare Gleichung (2) ergibt sich aus jeder Geraden, welche die gesuchte Beziehung zwischen der ersten Bezugs-Klemmenspannung Ki und dem Laststrom /;. unter Berücksichtigung der Umge bungstemperatur T darstellt, vergleiche Fig. 4. In F i g. 4 zeigt die strichpunktierte Linie den Rückgang der ersten Bezugs-Spannung V_A abhängig vom Ansteigen des Laststroms h, während die ausgezogenen Linien den Abfall der ersten Bezugs-Spannung V_A abhängig vom Ansteigen des Laststroms h bei Berücksichtigung des Abfalls der Umgebungstemperatur Tangeben.

Die lineare Gleichung (3) ergibt sich ebenfalls aus jeder der Geraden, die einen anderen gewünschten Zusammenhang zwischen der zweiten Bezugs-Klemmenspannung Vb und dem Laststrom h unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur T darstellen. Diese Beziehungen werden jeweils experimentell

so ermittelt, und die Bezugsklemmenspannungen V_A bzw. Vb werden so festgelegt, daß sie größer sind als eine kritische Klemmenspannung der Batterie 1, verursacht durch eine ständige Entnahme eines übermäßigen Laststroms aus der Batterie 1 für den Lastkreis 6. Der übermäßige Laststrom ist definiert als ein kritischer Laststrom, welcher auftritt, wenn infolge einer Fehlfunktion des Generators 2, des Lastkreises 6 usw. die in die Batterie fließende Ladeenergie kleiner ist, als die Entladeenergie. In diesem Fall ist festgelegt, daß die zweite Bezugs-Klemmenspannung Vr wie in F i g. 3 gezeigt um einen bestimmten Betrag, zum Beispiel 1 Volt größer sein soll, als die erste Bezugs-Klemmenspannung Va. Zur Errechnung der linearen Gleichungen (2) und (3) in der CPU sind im ROM von vornherein die Konstante a und eine Vielzahl von Ordinaten-Schnittpunkten die durch die Gleichung (2) unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur T definiert sind, abgespeichert Gleichfalls sind in dem ROM eine

Vielzahl von Ordinaten-Sehiiiupunkieti. die «.lurch die lineare Gleichung (J) unter Berücksichtigung tier Umgebungstemperatur /definiert sind, abgespeichert.

Der Taktgeber 13/' kann mit einem Kristall-Oszillator 14 zusammenwirken, um Taktimpuls«-· mil vorgegebener ί Frequenz zu erzeugen. Der Computer 13 ist an eil-Mi nicht dargestellten Spannuimsstabiiisator angeschlossen, der seincr.sei's über den Zündschalter 5 an der Batterie 1 liegt. Sobald der Zündschalter 1 gevJilos-sen wird, erzeugt der Stabilisator cmc konstante Spannung in von 5 Volt und startet den Ablauf im Computer 13. Die CPU errechnet mit Hilfe des Programms und unter Verwendung der in dem RAM gespeicherten Binärinformationen den Laststrom //. und stellt fest, ob er größer ist als der maximal zulässige, in dem ROM ti gespeicherte Siroiu /'„, oder niciu. Wenn der Lasistrom //. größer ist als der maximal zulässige Strom /,„, erzeugt die CPU ein entsprechendes Ausgangssignal. Weiterhin errechnet die CPU mit Hilfe des Programms unter der Verwendung der oben erwähnten in dem ROM :o gespeicherten Daten, die erste und die zweite Bezugs-Klemmenspannung V_A und V« und stellt anschließend fest, ob die augenblickliche Klemmenspannung Kvgrößer als die Klemmenspannungen V₁IvW. V_ti ist oder nicht. Wenn die Klemmenspannung Ks niedriger :■; ist, als die Bezugs-Klemmenspannung V., oder Vn gibt die CPU ein entsprechendes Ausgangssignal ab. In der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung wurde entsprechend der Verfügbarkeit am Markt, ein Mikrocomputer der Firma INTELCORP. vom Typ 8048 in verwendet. Auf eine detaillierte Beschreibung des Mikroprozessors wird verzichtet, weil seine speziellen Eigenschaften und das Programmierverfa'nren zum Stand der Technik gehören. Die Überwachungseinrichtung enthält ein Warngerät 15, welches das Ausgangs- <■-, signal der Halteschaltung der I/O-Einrichtung erhält und ein entsprechendes Warnsignal erzeugt.

Im folgenden werden, unter Bezug auf F i g. 2. verschiedene Arbeitsweisen der elektrischen Überwachungseinrichtung im Detail beschrieben. Wenn der Zündschalter 5 zum Zweck des Startens des Fahrzeugs betätigt wird, gelangt die Klemmenspannung V·, der Batterie 1 über den Stabilisator an den Computer 13 und über den Leiter 4 und die Sicherung 3 zum Anlassen des Motors an den Lastkreis 6. Damit wird das Computerprogramm bei Punkt 101 gestartet und gelangt an Punkt 102.

Die Klemmenspannung Ks der Batterie 1 wird von der ersten Spannungs-Meßeinrichtung 9 gemessen und ein der Klemmenspannung Ks entsprechendes Ausgangssignal gelangt zum Analog/Digital-Wandler 12. Ebenso wird die Klemmenspannung K/. am Lastkreis 6 durch die zweite Spannungs-Meßeinrichtung 10 gemessen, und ein dieser Klemmenspannung K;. entsprechendes Ausgangssignal erreicht den Wandler 12. Weiterhin wird die Umgebungstemperatur T in der Nähe der Batterie 1 durch den Temperaturfühler 11 gemessen und wird als dessen der Umgebungstemperatur T entsprechendes Ausgangssignal an den Wandler 12 angelegt. Diese Ausgangssignale werden jeweils durch den eo Wandler 12 umgewandelt und dem Computer 13 in Form von Binärsignalen zur Verfugung gestellt. In dieser Phase, während der der Motor angelassen wird, gibt der Drehzahlgeber 8 keinerlei Ausgangssignal ab.

Wenn die Computer 13 vom Wandler 12 die Binärsignale erhält, speichert er sie vorübergehend in dem RAM ab, und anschließend läuft das Programm weiter zu Punkt 103. Hier entscheidet die CPU »Nein«, und das Programm läuft weiter zu den Punkten 113 und 114. Das Ergebnis ist. daß der Computer 13 kein Ausgangssigiial abgibt, und dementsprechend erzeugt die Warneinrichtung 15 kein Warnsignal. Daraus ist ersichtlich, daß während des Anlaßvorgangs des Motors der oben beschriebene Ablauf im Computer 13 mit den vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt abläuft und verbinden, daß die Überwachungseinrichtung eine Warnung auslöst. Dein Fahrer wird so eine Warnung, bedingt durch den vorübergehenden Spannungsabfall der Batterie 1 wahrend des Anlaßvorgangs des Motors erspart.

Wenn während der oben beschriebenen wiederholten Zyklen des Computers 13 der erste Druckknopfschalter ~ü des Signalgebers 7 betätigt wird und der Motor ohne Last läuft, werden, sowohl vom Signalgeber 7 als auch vom Drehzahlgeber 8 Signale abgegeben und bei Programmpunkt 102 zusammen mit den Binärsignalen des Wandlers 12 vorübergehend im RAM abgespeichert. In diesem Fall entscheidet die CPU bei Programmpunki 103 »|a« und verfolgt das Programm weiter zu Punkt 504. Bei diesem Punkt 104 werden die Binärsignale, die den Klemmenspannungen Ks- bzw. K/. entsprechen, aus dem RAM ausgelesen, und auch der vorgegebene Widerstandswert Rp wird in dem ROM gelesen. Anschließend wird der elektrische Laststrom /(., der durch den Leiter 4 fließt, auf der Basis der aufgelesenen Werte Ks, Ks. Ro mit Hilfe der Funktion (1) von der CPU errechnet. Wenn nun das Programm weiter zum Punkt 105 läuft, wird der maximal zulässige Strom /,„ aus dem ROM ausgelesen und die CPU entscheidet, ob der Laststrom /> kleiner ist, als dieser maximale Strom /,„ oder nicht. Wenn der Laststrom //. größer ist als der Strom /,„, führt die Entscheidung der CPi: zu einem »Nein«, und das Programm springt zu Punkt 112. Das bedeutet, daß eine Störung, wie zum Beispiel ein Kurzschluß, in dem Lastkreis 6 vorliegt. Daraufhin erzeugt die CPU ein Ausgangssignal, welches an die Halteschaltung der 1/O-Schaltung gelangt. Entsprechend diesem Ausgangssignal der Halteschaltung erzeugt die Warneinrichtung 15 ein Warnsignal.

Wenn der Laststrom //. kleiner ist als der maximale Strom /,„. führt die Entscheidung der CPU zu einem »Ja«, und das Programm läuft weiter zu Punkt 106. Wenn in diesem Punkt 106 das erste Signal des Signalgebers 7 aus dem RAM ausgelesen wird, erkennt die CPU, daß für das Fahrzeug die erste Betriebsart vorliegt, und das Programm erreicht Punkt 107. Daraufhin wird das der Umgebungstemperatur T entsprechende Binärsignal aus dem RAM ausgelesen, und der der Umgebungstemperatur T entsprechende Ordinatenschnittpunkt V\(T) wird im ROM gelesen. Anschließend wird der Ordinatenschnittpunkt V\(T) vorübergehend in dem RAM abgespeichert, und das Cumputerprogramm kommt zu Punkt 108. Bei diesem Punkt 108 werden der Laststrom Il und der Ordinatenschnittpunkt V\(T) aus dem RAM und die Konstante a aus dem ROM ausgelesen. Die CPU errechnet aus der linearen Gleichung (2) auf der Basis der Werte Il, V\(T), a eine erste Bezugsspannung Ki und speichert sie vorübergehend in dem RAM, und das Programm läuft zu Punkt 111. Dann werden die erste Bezugsspannung V_A und die Klemmenspannung Ks aus dem RAM ausgelesen, und die CPU entscheidet, ob die Klemmenspannung Ks kleiner ist als die erste Bezugs-Spannung Va oder nicht.

Wenn die Klemmenspannung Ks größer ist als die erste Bezugs-Klemmenspannung Va ergibt der Ver-

gleich der CPU ein »Nein«, und das Programm erreich'. Punkt 11.3. In diesem Falle erzeugt der Computer 1.3 kein Ausgangssignal und demzufolge gibt auch die Warneinrichtung 15 kein Warnsignal ab. Der oben beschriebene Ablauf im Computer 13 wiederholt sich mit dem vorgegebenen Zeitintervall und die Entscheidung der CPU bleibt »Nein« so lange, bis die Klemmenspannung Vvunier die erste Bezugs-Spannung K, abfällt.

Wenn die augenblickliche Klemmenspannung Kv als Folge einer Störung des Generators 2 niedriger ist als die Bezugs-Klemmenspannung V,\, lautet die Entscheidung der CPU »Ja«, und das Programm erreicht Punkt 112. Jetzt erzeugt die CPU ein Ausgangssignal, und dieses wird in der 1/O-Schaltung gehalten. Die Warneinrichtung 15 erhält das von der 1/O-Schaltung gehaltene Ausgangssignal und erzeugt ein entsprechendes Warnsignal. Dieses zeigt eine Störung der elektrischen Anlage an.

Wenn für die zweite Betriebsart des Fahrzeugs der zweite Druckknopfschalter Tb des Signalgebers 7 betätigt wird, erzeugt der Signalgeber 7 ein zweites Signal, und dieses gelangt zusammen mit dem Ausgangssignal des Drehzahlgebers 8 an den Computer 13. Gleichzeitig werden die Ausgangssignale dtr Meßeinrichtungen 9, 10 und 11 vom Wandler 12 umgewandelt und als Binärsignale an den Computer 13 geleitet. Wenn, wie vorher beschrieben, das Computersignal von Punkt 101 nach Punkt 106 fortschreitet, wird das zweite Signal des Signalgebers 7 aus dem RAM ausgelesen, die CPU stellt fest, daß sich das Fahrzeug in der zweiten Betriebsart befindet und verfolgt das Programm zu Punkt 109. Nun wird das der Umgebungstemperatur Tentsprechende Binärsignai aus dem RAM ausgelesen, und unter Verwendung der auf die Umgebungstemperatur T bezogenen gespeicherten Daten wird ein Ordinatenschniupunkt Vi(T) in dem ROM gelesen. Das Programm verläuft weiter zu Punkt 110, und die CPU errechnet aus der linearen Gleichung (3) unter Verwendung der Werte //., V₂(T) und a eine zweite Bezugs-Spannung Vb- Diese errechnete Bezugs-Spannung Vgwird vorübergehend im RAM gespeichert, und das Programm erreicht Punkt 111. In diesem Programm-Punkt 111 werden die zweite Bezugs-Span nung Vb und die augenblickliche Klemmenspannung Ks aus dem RAM ausgelesen, und die CPU entscheidet, ob die Klemmenspannung Ks niedriger ist als die zweite Bezugs-Spannung Keodernicht.

Wenn die augenblickliche Klemmenspannung Vs höher ist als die zweite Bezugs-Spannung Va ergibt der Vergleich durch die CPU ein »Nein«, und das Programm geht weiter zu Punkt 113. Demzufolge erscheint am Computer 13 kein Ausgangssignal, und die Warneinrichtung 15 erzeugt dementsprechend kein Warnsignal. Wie ersichtlich, wird der oben beschriebene Ablauf im Computer 13 wiederholt, und das Ergebnis des Vergleichs bleibt »Nein«, bis die Klemmenspannung Vs unter die zweite Bezugs-Spannung Vb absinkt

Wenn die augenblickliche Klemmenspannung Vs infolge einer Störung im Generator 2 unter die zweite Bezugs-Spannung Ve absinkt, entscheidet die CPU »Ja«, und das Programm läuft nach Punkt 112. Daraufhin erzeugt der Computer 13 ein Ausgangssignal, die Warneinrichtung 15 empfängt dieses Ausgangssignal des Computers 13 und erzeugt ein entsprechendes Warnsignal. Dieses zeigt eine Störung in der elektrischen Anlage an.

Atis der bisherigen Beschreibung ist zu ersehen, daß entsprechend der Differenz zwischen den Bezugs-Span nungen V.\ und Vn eine Störung in der elektrischen ■■' Anlage in der zweiten Betriebsart eher angezeigt wird als in dei ersten Betriebsart. Das bedeutet, daß die Überwachungseinrichtung in der zweiten Betriebsart, wo eine Werkstatt nicht so leicht zu finden ist, eher anspricht.

κι F i g. 5 zeigt eine Abwandlung des in F i g. 2 gezeigten Flußdiagramm^. Um den Ablauf im Comp.iter 13 entsprechend dem Flußdiagramm nach F i g. 5 zu steuern, wird das gemäß der vorhergehenden Ausführungsform in dem ROM gespeicherte Programm so

)■"> abgeändert, daß die CPU die Bezugs-Klemmenspannung Vi (li. T) aus ersten Daten in Form einer Darstellung entsprechend der in Fig. 4 gezeigten Abhängigkeiten erhält und entsprechend die andere Bezugs-Klemmenspannung Vb(Ii., T)aus zweiten Daten

:ό in Form einer weiteren Darstellung, die die Beziehung zwischen der anderen Bezugs-Klemmenspannung K« (Il, T)und dem Laststrom //.unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur T darstellt, bildet. Die ersten und zweiten Daten werden vorher in dem ROM anstelle der Ordinatenschnittpunkte V\(T), V₂(T) und der Konstanten a der vorhergehenden Ausführungsform abgespeichert. In diesem Falle entsprechen die Bezugs-Spannungen V_A (I_L, T), Vb(Il, T) den Bezugs-Spannungen V_A bzw. Vh der vorhergehenden Ausführungsform.

iu Unter Bezug auf F i g. 5 werden im folgenden die Arbeitsabläufe in der geänderten Ausführungsform beschrieben. Wenn der Computer bei der ersten Betriebsart des Fahrzeugs den Punkt 106 erreicht hat, stellt die CPU, wie vorher beschrieben, fest, daß sich das

ii Fahrzeug in der ersten Betriebsart befindet, und das Programm geht weiter zu Punkt 115. Hier werden Binärsignate, die der Umgebungstemperatur T bzw. dem Laststrom //. entsprechen, aus dem RAM ausgelesen, und anschließend wird eine von den ausgelesenen Werten für die Umgebungstemperatur Γ und für den Laststrom Il abhängige Bezugs-Spannung V^ (Il, T) in dem ROM gelesen. Dann erreicht das Programm Punkt 111, und hier wird die augenblickliche Klemmenspannung Ks-aus dem RAM ausgelesen und von der CPU mit

■f5 der Bezugs-Spannung Va(Il, !^verglichen.

Wenn im Falle der zweiten Betriebsart das Programm den Punkt 106 erreicht, erkennt, wie vorher beschrieben, die CPU, daß sich das Fahrzeug in der zweiten Betriebsart befindet, und das Programm läuft zu Punkt

116. Hier werden Biniirsignai», die der Umgebungstemperatur Fund dem Laststrom //. entsprechen, aus dem RAM ausgelesen, und abhängig von diesen ausgelesenen Werten T, //. wird in dem ROM eine andere Bezugs-Spannung V_B (I_L, T) gelesen. Danach erreicht das Programm den Punkt 111, und die momentane Klemmenspannung Vs wird aus dem RAM gelesen und durch die CPU mit der anderen Bezugs-Spannung Vb(Il, T)'m Beziehung gesetzt

Neben dem beschriebenen Aufbau und der beschriebenen Arbeitsweise von bevorzugten Ausführungsformen des Grundgedankens der vorliegenden Erfindung sind sicher Abänderungen, Abweichungen und andere Ausführungsformen möglich. Deshalb kann die Erfindung im Rahmen der folgenden Patentansprüche auch

f>5 anders als hier beschrieben, angewandt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung eines Betriebsparameters einer einerseits mit einem Ladegenerator und andererseits über einen Leiter mit einem Lastkreis verbunden/Sekundär-Batterie in einem Fahrzeug, umfassend folgende Schritte:

a) Messen des Momentanwens einer Spannung in dem die Batterie, den Generator, den Leiter und den Lastkreis enthaltenden Stromkreis:

b) Ermitteln des Momentanwerts eines in dem Stromkreis fließenden Stroms unter Verwendung des im Schritt a) gemessenen Spannungsmomentanwens;

L-) Bilden eines Bezugswert? für den überwachten Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem bei Schritt b) erhaltenen Strommomentanwerts, und

d) Vergleichen des Betriebsparameters mit dem Bezugswert und Ausgeben einer Warnung bei einer Abweichung zwischen beiden Werten in bestimmter Richtung,

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dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt a) sowohl der den überwachten Betriebsparameier darstellende Momentanwert der Batterieklemmenspannung als auch der Momentanwert der Spannung über dem Lastkre's gemessen werden, in Schritt b) auf der Grundlage der in Schritt a) gemessenen Werte der Momentanwert des den Lastkreis durchfließenden Laststroms ermittelt wird,
der in Schritt c) gebildete Bezugswert den Mindestwert der Battericklemmenspannung für eine normale Funktion des Stromkreises darstellt und
in Schritt d) eine Warnung ausgegeben wird, wenn der in Schritt a) gemessene Momentanwert der Batterieklemmenspannung kleiner als der Bezugswert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Schritt c) die Temperatur in der Nähe der Batterie gemessen wird und daß der in Schritt c) gebildete Bezugswert die Summe einer dem Momentanwert des Laststroms direkt proportionalen Größe und einer von der gemessenen Temperatur abhängigen Größe ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) erhaltene, den Spannungsmomentanwerten entsprechende Meßsignale und gegebenenfalls ein bei der Temperaturmessung erhaltenes Temperatursignal in Binärsignale umgeformt werden, auf deren Grundlage die Bildung des Bezugswerts gemäß Schritt c) und der Vergleich gemäß Schritt d) ausgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Schritt wahlweise ein erstes oder ein zweites Betriebsartsi^nal entsprechend einer ersten bzw. zweiten Betriebsart des Fahrzeugs erzeugt wird, daß im Schritt c) als Antwort auf das erste Betriebsartsignal ein erster Bezugswert und als Antwort auf das zweite Betriebsartsignal in ähnlicher Weise wie beim ersten jedoch in anderer Abhängigkeit vom Momentanwert des Laststronis ein zweiter Bezugswert gebildet wird, und daß dem Vergleich gemäß Schritt d) während der ersten Betriebsart des Fahrzeugs der erste Bezugswert und während der zweiten Betriebsart des Fahrzeugs der zweite Bezugswert zugrunde gelegt wird.

5. Vorrichtung zur Überwachung eines Betriebsparameters einer einerseits mit einem Ladegenerator und andererseits über einen Leiter mit einem Lastkreis verbundenen Sekundär-Batterie in einem Fahrzeug, umfassend einen Spannungsfühler zur Lieferung eines einem Spannungsmomentanwert entsprechenden Spannungssignals, eine mit dem Spannungsfühler verbundene Einrichtung zur Ermittlung des Momentanwens eines Stroms, eine abhängig von dem ermittelten Strommomentanwert einen Bezugswert für den überwachten Betriebsparameter bildende und den Betriebsparameter mit diesem Bezugswert vergleichende Recheneinrichtung, die ein Ausgangssignal liefert, wenn der Betriebsparameter in bestimmter Richtung vom Bezugswert abweicht, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentanwert der Batterieklemmenspannung den überwachten Betriebsparameter darstellt, daß zwei Spannungsfühler (9, 10) vorhanden sind, von denen ein erster eir diesem Momentanwert entsprechendes erstes Signal und ein zweiter ein dem Momentanwert der Spannung über dem Lastkreis (6) entsprechendes zweites Signal liefert, daß die Recheneinrichtung auf der Grundlage des ersten und des zweiten Signals den Momentanwert des den Lastkreis durchfließenden Laststroms ermittelt und das Ausgangssignal abgibt, wenn der Momentanwert der Batterieklemmenspannung den Bezugswert unterschreitet, wobei der Bezugswert den Mindestwert der Batterieklemmenspannung für eine normale Funktion des die Batterie, den Laoegenerator, den Leiter und den Lastkreis enthaltenden StromKreises darstellt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (11) zum Erfassen der Temperatur in der Nähe der Batterie (1) vorhanden ist und daß der Bezugswert als Summe einer dem Momentanwert des Laststroms direkt proportionalen Größe und einer temperaturabhängigen Größe von der Rechentiii ichtung (13) erzeugbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber (7) zur wphlweisen Erzeugung eines ersten oder eines zweiten Betriebsartsignals entsprechend einer ersten bzw. einer zweiten Betriebsart des Fahrzeugs vorhanden ist und daß von der Recheneinrichtung (13) bei Anliegen des ersten Betriebsartsignals ein erster Bezugswert und bei Anliegen des zweiten Betriebsartsignals in ähnlicher Weise jedoch in anderer Abhängigkeit vom Momentanwert des Laststroms ein zweiter Bezugswert erzeugbar sind, wobei in der ersten Betriebsart des Fahrzeugs das erste Signal mit dem ersten Bezugswert und in der zweiten Betriebsart des Fahrzeugs das erste Signal mit dem zweiten Bezugswert vergleichbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 — 7, gekennzeichnet durch einen Analog/Digital-Wandler (12) zum Umwandeln des ersten und des zweiten Signals sowie gegebenenfalls eines der Temperatur entsprechenden Signals in binäre Signale, die in die Recheneinrichtung (13) eingebbar sind.