DE4212819C2 - Steuervorrichtung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für
das elektronische Bordnetz eines Fahrzeugs.
In DE 39 36 638 C1 ist eine Steuervorrichtung für das
elektrische Bordnetz eines Fahrzeugs beschrieben, enthaltend
eine Vorrichtung zum Erfassen des Ladezustands einer
Fahrzeugbatterie, eine Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl
des Antriebsmotors und eine Steuereinheit zum Steuern des
Ansteuerstroms der elektrischen Verbraucher.
Ferner wird in DE 38 14 551 C1 vorgeschlagen, während des
Betriebs der Batterie bei einem Verbrauch mit hoher
Leistungsaufnahme in einem Kraftfahrzeug bei einem
abgeschalteten Verbraucher ein Signal abzuleiten, das dem
Ladezustand der Batterie entspricht.
Zudem wird in DE 37 29 968 C2 vorgeschlagen, während eines
Leerlaufs eines Kraftfahrzeugmotors jegliche Belastung eines
Akkumulators auszuschließen. Hierbei gibt ein erfaßter
Akkumulatorstrom eindeutig Auskunft darüber, wann der
Akkumulator Energie an die Verbraucher des Kraftfahrzeugs
abgibt und die von einem Generator erzeugte Leistung
demzufolge zu gering wird. Sobald ein Entladestrom auftritt,
wird die Leerlaufdrehzahl so lange erhöht, bis in Folge der
entsprechend vergrößerten Leistung des Generators eine
Belastung des Akkumulators nicht mehr gegeben ist.
Kraftfahrzeuge, Boote, oder andere Arten von Fahrzeugen, die
von einer Brennkraftmaschine bzw. einem Antriebsmotor
angetrieben werden, sind häufig mit einer großen Zahl von
elektrisch betriebenen Betätigungsvorrichtungen (elektrische Verbraucher), wie zum
Beispiel Scheibenwischer, Kraftstoffpumpen, Scheinwerfern und
Zündspulen, ausgerüstet.
Außerdem besitzen moderne Fahrzeuge zum Steuern des
Antriebsmotors eine elektrische Steuereinheit. Wenn sich der
Antriebsmotor eines derartigen Fahrzeuges oberhalb einer
gewissen Umdrehungsgeschwindigkeit dreht, wird die
elektrische Energie für die Betätigungsvorrichtungen und die
Steuereinheit von einem von dem Antriebsmotor angetriebenen
elektrischen Generator bereitgestellt. Wenn der Antriebsmotor
jedoch bei einer niedrigen Umdrehungsgeschwindigkeit läuft,
zum Beispiel wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet oder
sich ein Boot treiben läßt, kann der Ausgang des Generators
zum Antreiben aller Betätigungsvorrichtungen unzureichend
sein, so daß zu diesem Zeitpunkt Energie aus einer
Fahrzeugbatterie des Fahrzeuges entnommen wird. Wenn der
Antriebsmotor für eine lange Periode bei einer niedrigen
Umdrehungsgeschwindigkeit betrieben wird, wird sich die
Fahrzeugbatterie allmählich entladen, und die Ladung kann auf
einen Pegel fallen, bei dem die Antriebsbatterie keinen
ausreichenden Strom mehr an die Betätigungsvorrichtungen und
die Steuereinheit zuführen kann. Als Folge davon können sie
Fehlfunktionen ausführen und bewirken, daß der Antriebsmotor
des Fahrzeugs stehen bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen minimalen
Ladezustand der Fahrzeugbatterie sicherzustellen und eine
unnötige Abschaltung von Verbrauchern zu verhindern.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch
eine Steuervorrichtung für das elektrische Bordnetz eines
Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demnach bewirkt eine Steuereinheit zum Steuern des
Ansteuerstroms der elektrischen Verbraucher eine Reduzierung
des Ansteuerstroms dann, wenn sowohl die Drehzahl des
Antriebsmotors als auch der Ladezustand jeweils einen
vorgegebenen Grenzwert unterschreiten.
Somit kann die erfindungsgemäße Steuervorrichtung verhindern,
daß sich eine Fahrzeugbatterie bis zu dem Punkt entlädt, an
dem der Antriebsmotor während eines Betriebs mit niedriger
Umdrehungsgeschwindigkeit stehenbleibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung
ist vorgesehen, daß die Steuereinheit den Ansteuerstrom
unterbricht, wenn die Drehzahl des Antriebsmotors und der
Ladezustand ihren jeweiligen Grenzwert unterschreiten.
Hierdurch läßt sich eine übermäßige Entladung der Batterie
verhindern. Ein verringerter Ansteuerstrom führt dazu, daß
die Möglichkeit ausgeschlossen, daß der Antriebsmotor
aufgrund einer übermäßigen Entladung der Batterie
stehenbleibt.
Zudem ist es erfindungsgemäß möglich, die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors dann zu
beeinflussen, wenn die Kapazität der Fahrzeugbatterie unter
einen vorgegebenen Wert fällt. Wird in diesem Fall die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors erhöht, so
steigt die Ausgangsgröße eines von dem Antriebsmotor
betätigten Generators zum Wiederaufladen der
Fahrzeugbatterie.
Zudem kann die Steuereinheit den Betrieb des Antriebsmotors
vollständig anhalten, wenn die Kapazität der Fahrzeugbatterie
unter den vorgegebenen Pegel fällt. Bei erneutem Starten des
Antriebsmotors ist dann die anfängliche
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors groß genug, daß
der Generator des Fahrzeugs die Antriebsbatterie wieder
auf lädt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist zudem vorgesehen, daß der Ladezustand der
Fahrzeugbatterie über eine Batteriespannung erfaßt wird.
Alternativ kann der Ladezustand über das spezifische Gewicht
der Batterieflüssigkeit erfaßt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten
Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuereinheit
aus Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines
Beispiels der Schalteinrichtung aus
Fig. 2;
Fig. 4 ein Flußdiagramm des Betriebs der
Steuereinheit aus Fig. 2;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines
weiteren Beispiels der Schalteinrichtung
aus Fig. 2;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines
weiteren Beispiels der Schalteinrichtung
aus Fig. 2;
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines anderen
Betriebsmodus der Steuereinheit aus
Fig. 1;
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines weiteren
Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 9 ein Blockschaltbild der Steuereinheit aus
Fig. 8;
Fig. 10 ein Flußdiagramm des Betriebs der
Steuereinheit aus Fig. 9;
Fig. 11 ein Blockschaltbild eines weiteren
Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 12 ein Blockschaltbild der Steuereinheit aus
Fig. 11;
Fig. 13 eine schematische Querschnittsansicht
eines Abschnitts eines Motors, auf den
das Ausführungsbeispiel aus Fig. 11
angewendet ist;
Fig. 14 ein Flußdiagramm des Betriebs der
Steuereinheit aus Fig. 12;
Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit
eines weiteren Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung; und
Fig. 16 ein Flußdiagramm des Betriebs der
Steuereinheit aus Fig. 15.
Mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele einer
Steuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung
werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung beschrieben. Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm
eines ersten Ausführungsbeispiels, so wie es auf ein nicht
dargestelltes mit einer nicht dargestellten
Brennkraftmaschine ausgerüstetes Fahrzeug angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur
Verwendung mit Kraftfahrzeugen und kleinen Booten, die mit
Außenbordmotoren ausgerüstet sind, aber sie kann auch auf
irgendeine Art von Fahrzeug mit elektrischen
Betätigungsvorrichtungen angewendet werden, die von einem
von dem Antriebsmotor angetriebenen Generator und von einer
Fahrzeugbatterie elektrische Energie erhalten.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Fahrzeug mit einem
Generator 1 ausgerüstet, der von dem Antriebsmotor angetrieben
wird, um elektrische Energie zu erzeugen. In dem
vorliegendem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem
Generator 1 um einen Wechselstromgenerator, aber anstelle
davon kann er auch ein Gleichstromgenerator sein. Der
Generator 1 ist mit einem Gleichrichter 2 verbunden, der
einen Gleichstromausgang an eine Fahrzeugbatterie 3 liefert.
Ein Umdrehungssensor 4 erfaßt die Umdrehung eines Teils des
Motors (wie zum Beispiel der Kurbelwelle oder der
Nockenwelle) und erzeugt zu jeder vorgegebenen Anzahl von
Winkelgraden der Kurbelwellenumdrehung ein Ausgangssignal D.
Ein Spannungssensor 5 erfaßt die Spannung der
Fahrzeugbatterie 3 und erzeugt ein die Batteriespannung
anzeigendes Ausgangssignal V. Die Ausgangssignale D und V
werden an eine Steuereinheit 20 geliefert, die mit der
Fahrzeugbatterie 3 verbunden ist, um von der Fahrzeugbatterie
3 oder dem Generator 1 Energie zu empfangen. Auf der
Grundlage der Eingangssignale D und V erzeugt die
Steuereinheit 20 einen Ansteuerungsstrom A, der eine
Betätigungsvorrichtung 8 für das Fahrzeug antreibt. Die
Betätigungsvorrichtung 8 kann irgendeine der typischerweise
in einem Fahrzeug eingebauten elektrisch angetriebenen und an
einem Bordnetz angeschlossenen Betätigungsvorrichtungen sein,
wie zum Beispiel eine Kraftstoffpumpe, eine Zündspule, ein
motorbetriebenes Drosselventil, ein Startermotor oder eine
elektromagnetische Aufhängung. Vorzugsweise handelt es sich
bei der Betätigungsvorrichtung 8 um eine Vorrichtung, die
einen beträchtlichen Teil der Ausgangsenergie des Generators
1 oder der Fahrzeugbatterie 3 verbraucht. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsvorrichtung 8 eine
Kraftstoffpumpe. Wenn die Steuereinheit 20 erfaßt, daß sich
die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors unter einer
vorgegebenen Geschwindigkeit befindet und die
Batteriespannung unter einer vorgegebenen Spannung ist, setzt
die Steuereinheit 20 die Größe des an die
Betätigungsvorrichtung 8 zugeführten Ansteuerungsstrom A
herab, um zu verhindern, daß die Fahrzeugbatterie 3 übermäßig
entladen wird.
Die Steuereinheit 20 kann eine Vorrichtung sein, die den
Gesamtbetrieb des Antriebsmotors steuert, wie zum Beispiel eine
herkömmliche elektronische Steuereinheit für einen
Kraftfahrzeugmotor, oder sie kann eine Vorrichtung sein,
die ausschließlich die Betätigungsvorrichtung steuert, für
die der Ansteuerungsstrom begrenzt werden soll.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels des Aufbaus
der Steuereinheit 20. Sie enthält ein Eingangs-Interface
21, das die Ausgangssignale D und V von dem
Umdrehungssensor 4 bzw. dem Spannungssensor 5 erhält und
führt eine Signalverarbeitung, wie zum Beispiel eine
Kurvenverlaufformung der empfangenen Signale durch. Die
verarbeiteten Signale werden dann einem Mikrocomputer 22
eingegeben. Der Mikrocomputer 22 berechnet einen
geeigneten Ansteuerungsstrom A für die
Betätigungsvorrichtung aufgrund von verschiedenen
Betriebsparametern des Fahrzeuges. Elektrische Signale,
die diese Betriebsparameter anzeigen, werden dem
Mikrocomputer 22 über das Eingangs-Interface 21 von
verschiedenen Sensoren, wie zum Beispiel den Sensoren 4
und 5 oder anderen nicht dargestellten Sensoren,
eingegeben. Algorithmen zur Verwendung der Bestimmung des
Ansteuerungsstroms für eine Betätigungsvorrichtung
aufgrund von verschiedenen Betriebsparametern eines
Kraftfahrzeuges sind im Stand der Technik wohl bekannt,
und der Mikrocomputer 22 kann irgendeinen geeigneten
Algorithmus verwenden. Der Mikrocomputer 22 berechnet ein
Steuersignal, das die Größe des berechneten
Ansteuerungsstroms A für die Betätigungsvorrichtung 8
anzeigt. Dieses Steuersignal wird an einem
Ausgangs-Interface 23 bereitgestellt, das den
Ansteuerungsstrom A abgibt. Außerdem bestimmt der
Mikrocomputer 22 die Energieerzeugungskapazität des
Generators 1 und der Fahrzeugbatterie 3 auf der Grundlage der
Ausgangssignale von dem Umdrehungssensor 4 und dem
Spannungssensor 5. Wenn der Mikrocomputer 22 bestimmt, daß
die Erzeugungskapazität niedrig ist, gibt er ein
Steuersignal C zum Steuern einer Schalteinrichtung 24 ab.
Die Schalteinrichtung 24 ist mit der
Betätigungsvorrichtung 8 in Reihe geschaltet, um die Größe
des Ansteuerungsstroms A zu steuern. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Schalteinrichtung 24 zwischen
dem Ausgangs-Interface 23 und der Betätigungsvorrichtung 8
geschaltet, aber anstelle davon kann sie auch zwischen der
Betätigungsvorrichtung 8 und Masse geschaltet werden. Wenn
der Mikrocomputer 22 das Steuersignal C erzeugt,
verkleinert die Schalteinrichtung 24 den an der
Betätigungsvorrichtung 8 bereitgestellten
Ansteuerungsstrom A unter den normalen Wert, der von dem
Mikrocomputer 22 auf Grund der Fahrzeugbetriebsparameter
berechnet wurde.
Die Schalteinrichtung 24 kann irgendeine Einrichtung sein,
die den Pegel des Ansteuerungsstromes A an der
Betätigungsvorrichtung 8 einstellen kann. Fig. 3 zeigt ein
Schaltbild eines Beispiels der Schalteinrichtung 24. In
diesem Beispiel stellt die Schalteinrichtung 24 den
Ansteuerungsstrom A durch Verändern des von dem
Ausgangs-Interface 23 gesehenen Lastwiderstandes ein. Sie
enthält einen Eingangsanschluß 25, der mit dem
Ausgangs-Interface 23 verbunden ist und einen
Ausgangsanschluß 29, der mit der Betätigungsvorrichtung 8
verbunden ist. Ein bewegbarer Kontakt 26, der mit dem
Eingangsanschluß 25 verbunden ist, kann zwischen einer ersten
Stellung, in der er den festen Kontakt 27 berührt, und einer
zweiten Stellung, in der er einen zweiten festen Kontakt 28
berührt, umgeschaltet werden. Der bewegbare Kontakt 26 wird
zwischen den zwei Stellungen von einem nicht dargestellten
Ansteuerungsmechanismus in ansprechen auf das Steuersignal C
von dem Mikrocomputer 22 bewegt. Der erste feste Kontakt 27
ist direkt mit dem Ausgangsanschluß 29 verbunden, während der
zweite feste Kontakt 28 mit dem Ausgangsanschluß 29 über
einen Widerstand 30 verbunden ist. Wenn sich die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors über der
vorgegebenen Umdrehungsgeschwindigkeit befindet und die
Batteriespannung über der vorgegebenen Spannung ist, wird das
Steuersignal C nicht erzeugt, so daß sich der bewegbare
Kontakt 26 in der ersten Stellung befindet und ein normaler
Ansteuerungsstrom A wird an der Betätigungsvorrichtung 8
bereitgestellt. Wenn sich die Umdrehungsgeschwindigkeit des
Antriebsmotors unterhalb der vorgegebenen Geschwindigkeit
befindet und die Batteriespannung unterhalb der vorgegebenen
Spannung ist, erzeugt der Mikrocomputer 22 das Steuersignal
C, und der bewegbare Kontakt 26 wird in die zweite Stellung
bewegt. Das Vorliegen des Widerstands 30 in Reihe mit der
Betätigungsvorrichtung 8 erniedrigt die Größe des
Ansteuerungsstroms A von seinem Wert, wenn der Widerstand 30
nicht mit der Betätigungsvorrichtung 8 verbunden wird, und
erniedrigt die Rate, mit der die Fahrzeugbatterie 3 entladen
wird.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm einer zu vorgegebenen
Intervallen von der Steuereinheit 20 aus Fig. 2
durchgeführten Routine, um den Ansteuerungsstrom A zu
steuern.
Im Schritt S1 wird das Ausgangssignal D des Umdrehungssensors
4 dem Mikrocomputer 22 eingegeben, der aufgrund dieses
Signals die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors
berechnet. Im Schritt S2 bestimmt der Mikrocomputer 22, ob
die Umdrehungsgeschwindigkeit kleiner oder gleich einem
vorgegebenen unteren Geschwindigkeitsgrenzwert ist. Wenn der
Antriebsmotor zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug eingebaut
ist, kann der untere Geschwindigkeitsgrenzwert der
Leerlaufgeschwindigkeit des Antriebsmotors entsprechen, und
wenn es sich bei dem Antriebsmotor um einen Außenbordmotor
eines Boots handelt, kann der untere
Geschwindigkeitsgrenzwert der Treibgeschwindigkeit des Motors
entsprechen. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des
Antriebsmotors größer ist als der untere
Geschwindigkeitsgrenzwert, bestimmt der Mikrocomputer 22, daß
die Erzeugungskapazität des Generators 1 angemessen ist, so
daß ein Rücksprung durchgeführt wird. Wenn jedoch die
Umdrehungsgeschwindigkeit niedriger oder gleich dem unteren
Geschwindigkeitsgrenzwert ist, wird bestimmt, daß die
Erzeugungskapazität des Generators 1 klein ist. Daher wird im
Schritt S3 das Spannungssignal V von dem Spannungssensor 5
dem Mikrocomputer 22 eingegeben. Im Schritt S4 bestimmt der
Mikrocomputer 22, ob die Batteriespannung niedriger oder
gleich einem vorgegebenen unteren Spannungsgrenzwert ist.
Wenn die Batteriespannung größer ist als der untere
Spannungsgrenzwert, ist es nicht notwendig, den von der
Batterie 3 abgegebenen Strom zu begrenzen, so daß ein
Rücksprung ausgeführt wird. Wenn ein Rücksprung vom Schritt
S2 oder Schritt S4 durchgeführt wird, wird ein Steuersignal C
nicht erzeugt, so daß die Schalteinrichtung 24 den
Ansteuerungsstrom A nicht begrenzt, und die
Betätigungsvorrichtung 8 erhält einen normalen
Ansteuerungsstrom A, der dem von dem
Mikrocomputer 22 aufgrund der Betriebsbedingungen des
Fahrzeuges berechneten vollen Wert gleicht. Wenn jedoch
die Batteriespannung niedriger oder gleich dem unteren
Spannungsgrenzwert ist, gibt der Mikrocomputer 22 im
Schritt S5 ein Steuersignal C an die Schalteinrichtung 24
ab, um den bewegbaren Kontakt 26 von seiner ersten
Stellung (in der er den ersten festen Kontakt 27 berührt)
in die zweite in Fig. 3 gezeigte Stellung (in der er den
zweiten Kontakt 28 berührt) bewegt. In dieser Stellung
wird der von dem Ausgangs-Interface 23 gesehene
Lastwiderstand durch den Widerstand 30 erhöht, so daß der
Ansteuerungsstrom A und die Entladungsrate der Fahrzeugbatterie
auf Pegel erniedrigt werden, so daß eine geringe
Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Fahrzeugbatterie 3 übermäßig
entladen wird. Als Folge davon wird die Batterieladung auf
einem Pegel gehalten, auf dem sie die Steuereinheit 20 und
die verschiedenen für den Motorbetrieb notwendigen
Betätigungsvorrichtungen antreiben kann. Somit kann der
Motor sogar bei niedrigen Umdrehungsgeschwindigkeiten
weiterlaufen. Nach dem Schritt S5 wird ein Rücksprung
ausgeführt.
Der bewegbare Kontakt 26 wird in seiner zweiten Stellung
beibehalten, bis entweder die Umdrehungsgeschwindigkeit
den unteren Geschwindigkeitsgrenzwert oder die
Batteriespannung den unteren Spannungsgrenzwert
überschreitet. Sobald die Umdrehungsgeschwindigkeit den
unteren Geschwindigkeitsgrenzwert überschreitet, ist der
Ausgang des Generators 1 ausreichend, um die
Betätigungsvorrichtung 8 anzusteuern und die Fahrzeugbatterie 3
wieder aufzuladen, so daß es nicht notwendig ist, den
Ansteuerungsstrom A zu begrenzen.
Die Betätigungsvorrichtung 8 ist vorzugsweise eine
Vorrichtung, die über einen Bereich von Strömen richtig
arbeiten kann und keine Fehlfunktion ausführt, wenn der
Ansteuerungsstrom A von der Schalteinrichtung 24
verkleinert wird. Wenn es sich bei der
Betätigungsvorrichtung 8 zum Beispiel um eine
Kraftstoffpumpe für den Antriebsmotor handelt, wird das
Verkleinern des Ansteuerungsstroms A die
Kraftstoffzuführung an den Antriebsmotor herabsetzen. Während des
Leerlaufs oder des Treibens existiert jedoch ein
beträchtlicher Spielraum bezüglich des von dem Antriebsmotor
benötigten Kraftstoffbetrages, so daß das Verkleinern des
Ansteuerungsstroms A keinerlei Probleme verursacht.
In Fig. 1 ist nur eine einzige Betätigungsvorrichtung 8
gezeigt, aber es ist auch möglich, daß die
Ansteuerungsströme von einer Vielzahl von
Betätigungsvorrichtungen von der Steuereinheit 20
entsprechend der Batteriebedingung gesteuert werden, und
der Mikrocomputer 22 kann verwendet werden, um den
normalen Ansteuerungsstrom für jede der
Betätigungsvorrichtungen zu berechnen.
Fig. 5 stellt ein weiteres Beispiel der Schalteinrichtung
24 dar. In diesem Beispiel umfaßt die Schalteinrichtung 24
einen normalerweise geschlossenen Kontakt 31, der mit
einem Widerstand 30 parallel geschaltet ist, der mit der
Betätigungsvorrichtung 8 zwischen der
Betätigungsvorrichtung 8 und Masse in Reihe geschaltet
ist, obwohl die Schalteinrichtung 24 anstelle davon
zwischen der Betätigungsvorrichtung 8 und dem
Ausgangs-Interface 23 der Steuereinheit 20 geschaltet
werden könnte. Der normalerweise geschlossene Kontakt 31
wird geöffnet, wenn ein Steuersignal C von dem
Mikrocomputer 22 durch eine mit dem Kontakt 31 verbundene
Erregerspule 32 geleitet wird. Die Steuereinheit 20
steuert die Schalteinrichtung 24 aus Fig. 5 in derselben
Art und Weise, wie bezüglich Fig. 4 beschrieben. Wenn
nämlich die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors größer ist als
der untere Geschwindigkeitsgrenzwert oder die
Batteriespannung größer ist als der untere
Spannungsgrenzwert, wird das Steuersignal C nicht erzeugt,
so daß der normalerweise geschlossene Kontakt 31
geschlossen ist. Somit fließt der Ansteuerungsstrom A an
dem Widerstand 30 über den Kontakt 31 vorbei, und die
Betätigungsvorrichtung 8 wird von dem vollen
Ansteuerungsstrom A angesteuert. Wenn die
Umdrehungsgeschwindigkeit niedriger oder gleich dem
unteren Geschwindigkeitsgrenzwert ist und die
Batteriespannung niedriger oder gleich dem unteren
Spannungsgrenzwert ist, erzeugt der Mikrocomputer 22 das
Steuersignal C und die Spule 32 öffnet den Kontakt 31, so
daß der Ansteuerungsstrom A für die Betätigungsvorrichtung
8 durch den Widerstand 30 fließen muß. Als Folge davon
wird der Ansteuerungsstrom A herabgesetzt, und die
Entladungsrate der Fahrzeugbatterie 3 wird verkleinert. Somit, wie
oben beschrieben, kann der richtige Betrieb der
Steuereinheit 20 und der Betätigungsvorrichtung 8 sogar
bei niedrigen Umdrehungsgeschwindigkeiten des Antriebsmotors
fortgesetzt werden.
Fig. 6 zeigt ein anderes Beispiel einer Schalteinrichtung
24, die in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 verwendet
werden kann. In diesem Beispiel umfaßt die
Schalteinrichtung 24 einen Transistor 33 mit einer Basis,
die das Steuersignal C von dem Mikrocomputer 22 empfängt,
einen Kollektor, der an eine nicht gezeigte
Energieversorgung und die Betätigungsvorrichtung 8
angeschlossen ist, und einen Emitter, der mit Masse
verbunden ist. Wenn das Steuersignal C einen niedrigen
Wert besitzt, ist der Transistor 33 ausgeschaltet, so daß
der normale Ansteuerungsstrom A an die
Betätigungsvorrichtung 8 zugeführt wird. Wenn das
Steuersignal C einen hohen Pegel aufweist, leitet der
Transistor 33, so daß kein Strom an die
Betätigungsvorrichtung 8 zugeführt wird. Durch Steuerung
des Arbeitszyklus des Steuersignals C kann der zeitliche
Durchschnittswert des Ansteuerungsstroms A auf einen
gewünschten Pegel gesteuert werden und verhindert werden,
daß die Fahrzeugbatterie 3 übermäßig entladen wird.
In dem unter Bezugnahme auf die Fig. 4 beschriebenen
Betriebsmodus wird der Ansteuerungsstrom A herabgesetzt,
wenn die Batteriespannung niedriger oder gleich dem
unteren Spannungsgrenzwert ist. Wenn das Strombegrenzen
aus Schritt S5 in Fig. 4 jedoch durchgeführt wird, wenn
die Batteriespannung extrem niedrig ist, kann der an die
Betätigungsvorrichtung 8 zugeführte Strom für die richtige
Funktion der Betätigungsvorrichtung 8 zu niedrig sein.
Wenn es sich bei der Betätigungsvorrichtung 8 um eine
Vorrichtung handelt, die für den Motorbetrieb notwendig
ist, wird der Antriebsmotor stehen bleiben. Wenn es sich bei der
Betätigungsvorrichtung 8 zum Beispiel um eine
Kraftstoffpumpe handelt, kann die Kraftstoffpumpe nicht
mehr genug Kraftstoff an die Kraftstoffeinspritzer des
Antriebsmotors zum Weiterlaufen des Antriebsmotors zuführen, wenn der
Ansteuerungsstrom A unter einen gewissen Pegel fällt.
Deswegen wird entsprechend eines anderen
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
Strombegrenzung nur dann ausgeführt, wenn die
Batteriespannung 3 in einem vorgegebenen Bereich ist
zwischen einer ersten Spannung entsprechend dem unteren
Spannungsgrenzwert aus Schritt S2 in Fig. 4, und einer
zweiten Spannung, die eine minimale Betriebsspannung zum
Betreiben der Betätigungsvorrichtung 8 ist. Die zweite
Spannung ist niedriger als die erste Spannung. Der Aufbau
dieses Ausführungsbeispiels kann derselbe sein wie
derjenige des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1, und
unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1
nur bezüglich der von dem Mikrocomputer 22 der
Steuereinheit 20 durchgeführten Routine. Fig. 7 zeigt ein
Flußdiagramm dieser Routine, die in vorgegebenen
Intervallen ausgeführt wird. Die Schritte S10 bis S12
dieser Routine sind identisch mit den Schritten S1 bis S3
aus Fig. 4. Nachdem die Batteriespannung im Schritt S12
erfaßt wird, bestimmt der Mikrocomputer 22 im Schritt S13,
ob die Spannung in dem durch die ersten und zweiten
Spannungen definierten vorgegebenen Bereich ist. Wenn die
Batteriespannung über dem vorgegebenen Bereich ist, ist es
nicht notwendig, den Ansteuerungsstrom für die
Betätigungsvorrichtung zu begrenzen, und falls die
Batteriespannung niedriger als der vorgegebene Bereich
ist, dann ist die Batteriespannung zu niedrig, als daß
Strombegrenzung ausgeführt werden könnte, so daß ein
Rücksprung durchgeführt wird und ein Steuersignal C nicht
erzeugt wird. Wenn die Batteriespannung jedoch innerhalb
des vorgegebenen Bereichs ist, dann wird im Schritt S14
Strombegrenzung in derselben Art und Weise wie im Schritt
S5 aus Fig. 4 durchgeführt, wonach ein Rücksprung
durchgeführt wird. Als Folge der Strombegrenzung wird die
Entladungsrate der Fahrzeugbatterie 3 verkleinert, und der Betrieb
der Steuereinheit 20 und der Betätigungsvorrichtung 8 wird
aufrechterhalten.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel wird
der Zustand bzw. die Eigenschaft einer Fahrzeugbatterie 3
bestimmt, indem das spezifische Gewicht der
Batterieflüssigkeit der Fahrzeugbatterie 3 gemessen wird. Somit
sind der Umdrehungssensor 4 und der Spannungssensor 5 aus
Fig. 1 durch einen Sensor 6 für spezifisches Gewicht (im
folgenden als Gewichtssensor bezeichnet) ersetzt worden.
Dieser Sensor 6 erfaßt das spezifische Gewicht der
Batterieflüssigkeit in der Batterie 3 und erzeugt ein
entsprechendes Ausgangssignal S, das an eine Steuereinheit
40 geliefert wird. Aufgrund dieses Signals S liefert die
Steuereinheit 40 einen Ansteuerungsstrom A an eine
Betätigungsvorrichtung 8.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild der Steuereinheit 40. Sie
enthält ein Eingangs-Interface 41, das das Ausgangssignal
S des Gewichtssensors 6 empfängt und eine
Kurvenverlaufsformung des Signals durchführt, einen
Mikrocomputer 42, der den Ansteuerungsstrom A der
Betätigungsvorrichtung 8 auf der Grundlage des
Eingangssignals S steuert, ein Ausgangs-Interface 43, das
den Ansteuerungsstrom A im Ansprechen auf ein Signal von
dem Mikrocomputer 42 erzeugt, und eine Schalteinrichtung
44, die Strombegrenzung des Ansteuerungsstroms A im
Ansprechen auf ein Steuersignal C von dem Mikrcomputer 42
durchführt. Das Eingangs-Interface 41, das
Ausgangs-Interface 43 und die Schalteinrichtung 44 können
denselben Aufbau wie Elemente 21, 23 und 24 aus Fig. 2
besitzen. Der Mikrocomputer 42 steuert die
Schalteinrichtung 44 derart, daß ein normaler
Ansteuerungsstrom A auf der Grundlage von verschiedenen
Betriebsparametern an der Betätigungsvorrichtung 8
bereitgestellt wird, wenn das spezifische Gewicht der
Fahrzeugbatterie 3 über einem vorgegebenen unteren Grenzwert ist und
steuert die Schalteinrichtung 44, um den Ansteuerungsstrom
A zu begrenzen, wenn das spezifische Gewicht unter den
unteren Grenzwert fällt. Der normale Ansteuerungsstrom A
kann von dem Mikrocomputer 42 auf der Basis von
Eingangssignalen von verschiedenen nicht dargestellten
Sensoren berechnet werden.
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer zu vorgegebenen
Intervallen von dem Mikrocomputer 42 der Steuereinheit 40
ausgeführten Routine. Im Schritt S20 bestimmt der
Mikrocomputer 42, ob das von dem Gewichtssensor 6 erfaßte
spezifische Gewicht der Batterieflüssigkeit kleiner ist
oder gleich dem vorgebenen unteren Grenzwert. Wenn dem
nicht so ist, wird dann ein Rücksprung ausgeführt, und ein
Steuersignal C wird nicht erzeugt. Wenn das spezifische
Gewicht jedoch kleiner ist oder gleich dem unteren
Grenzwert, wird dann im Schritt S21 Strombegrenzung in
derselben Art und Weise wie im Schritt S5 aus Fig. 4
durchgeführt. Der Mikrocomputer 42 erzeugt nämlich ein
Steuersignal C, und im Ansprechen darauf verkleinert die
Schalteinrichtung 44 den Ansteuerungsstrom A an die
Betätigungsvorrichtung 8. Als Folge davon wird die
Entladungsrate der Fahrzeugbatterie herabgesetzt, und es wird
verhindert, daß die Batteriespannung auf unerwünscht
niedrige Pegel fällt, so daß der Betrieb der Steuereinheit
40 und der Betätigungsvorrichtung 8 aufrechterhalten
werden kann, um den Antriebsmotor selbst bei niedrigen
Geschwindigkeiten weiterlaufen zu lassen.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild eines weiteren
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In diesem
Ausführungsbeispiel wird eine Betätigungsvorrichtung 8,
die die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors beeinflußt,
so gesteuert, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit des
Antriebsmotors erhöht wird, wenn sie unter
einer vorgegebenen Geschwindigkeit und die
Batteriespannung unter einer vorgegebenen Spannung und das
Getriebe des Fahrzeuges in neutraler Stellung ist. Der
Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist ähnlich dem
Ausführungsbeispiel aus Fig. 1, und Elemente 1 bis 5 aus
Fig. 11 entsprechen den Elementen 1 bis 5 aus Fig. 1.
Dieses Ausführungsbeispiel enthält außerdem einen
Getriebestellungs-Sensor 7, der erfaßt, wenn sich ein mit
dem Motor verbundenes Getriebe in Neutralstellung befindet
und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal G. Die
Ausgangssignale von dem Umdrehungssensor 4, dem
Spannungssensor 5 und dem Getriebestellungssensor 7 werden
an einer Steuereinheit 50 bereitgestellt, die den
Ansteuerungsstrom A für die Betätigungsvorrichtung 8
aufgrund dieser Signale steuert.
Fig. 12 ist ein schematisches Blockschaltbild, das den
Aufbau der Steuereinheit 50 darstellt. Sie enthält ein
Eingangs-Interface 51, das eine Kurvenverlaufsformung von
Signalen D, V und G von Sensoren 4, 5 und 7 durchführt und
stellt die verarbeiteten Signale an einem Mikrocomputer 52
zur Verfügung. Auf der Grundlage der Eingangssignale
steuert der Mikrocomputer 52 ein Ausgangs-Interface 53, um
einen Ansteuerungsstrom A an der Betätigungsvorrichtung 8
zur Verfügung zu stellen. Der Mikrocomputer 52 erzeugt
außerdem ein Schalt-Steuersignal C für eine
Schalteinrichtung 54, die mit der Betätigungsvorrichtung 8
in Reihe geschaltet ist. Dabei ist die Schalteinrichtung
54 so dargestellt, daß sie zwischen dem Ausgangs-Interface
53 und der Betätigungsvorrichtung 8 angeschlossen ist,
aber sie kann anstelle davon auch zwischen der
Betätigungsvorrichtung 8 und Masse geschaltet sein. Die
Schalteinrichtung 54 kann eine Einrichtung sein, die den
Ansteuerungsstrom A zwischen zwei oder mehreren
Nicht-Null-Pegeln variiert, wie die in Fig. 3 gezeigte
Einrichtung, oder sie kann eine Einrichtung mit einem
offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand sein, der
den Ansteuerungsstrom A von der Betätigungsvorrichtung 8
vollständig unterbricht, wenn sich die Schalteinrichtung
54 sich in ihrem offenen Zustand befindet.
Bei der Betätigungsvorrichtung 8 kann es sich um
irgendeine Vorrichtung handeln, die gesteuert werden kann,
um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors zu variieren.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die
Betätigungsvorrichtung 8 eine Vorrichtung, die einen
Bypaß einer Drosselklappe öffnet und
schließt. Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines Teils
einer mit dieser Betätigungsvorrichtung 8 ausgerüsteten
Brennkraftmaschine. In Fig. 13 ist ein Lufteinlaßrohr 10
mit einem Motorzylinder 12 verbunden, in dem ein Kolben 13
gleitend angeordnet ist. Der Zylinder 12 besitzt eine
Verbrennungskammer 14, ein Einlaßventil 15, und ein
Auslaßventil 16. Eine Drosselklappe 11 ist in dem
Lufteinlaßrohr 10 drehbar zur Bewegung im Ansprechen auf
ein Niederdrücken eines nicht dargestellten Gaspedals
angeordnet. Ein Bypaß 17 besitzt ein erstes
mit dem Lufteinlaßrohr 10 verbundenes Ende stromauf der
Drosselklappe 11 und ein zweites mit dem Lufteinlaßrohr
10 stromab der Drosselklappe 11 verbundenes Ende. Ein
Nebenschlußventil 18 zum Öffnen und Schließen des
Bypaß 17 befindet sich in dem Bypaß 17.
Wenn das Nebenschlußventil 18 offen ist, kann ein
vergrößertes Luftvolumen in den Motor über den Bypaß
17 eintreten, wodurch die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors
erhöht wird. Das Nebenschlußventil 18 wird mittels der
Betätigungsvorrichtung 8 geöffnet und geschlossen, die ein
Solenoid 81, das von dem Ansteuerungsstrom A von der
Steuereinheit 50 erregt wird, und eine Druckstange 82
enthält, der bewegbar innerhalb des Solenoids 81
angeordnet ist und damit magnetisch gekoppelt ist. Ein
Ende der Druckstange 82 ist mit dem Nebenschlußventil 18
verbunden. Wenn das Solenoid 81 nicht erregt wird,
befindet sich das Nebenschlußventil 18 in seiner
geschlossenen Stellung, und wenn das Solenoid 81 erregt
wird, bewegt sich die Druckstange 82 durch das Solenoid
81, um das Nebenschlußventil 18 zu öffnen.
In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die
Schalteinrichtung 54 der Steuereinheit 50 in einem offenen
Zustand, wenn kein Steuersignal C von dem Mikrocomputer 52
erzeugt wird. In dem offenen Zustand wird an der
Betätigungsvorrichtung 8 kein Ansteuerungsstrom A
bereitgestellt, und das Nebenschlußventil 18 wird in einem
geschlossenen Zustand gehalten. Wenn jedoch das
Steuersignal C erzeugt wird, schließt die
Schalteinrichtung 54, um den Ansteuerungsstrom A an der
Betätigungsvorrichtung 8 bereitzustellen, und das
Nebenschlußventil 18 wird geöffnet, um die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors zu erhöhen.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm einer zu vorgegebenen
Intervallen von dem Mikrocomputer 52 ausgeführten Routine, um
die Betätigungsvorrichtung 8 zu steuern. Im Schritt S30 wird
das Ausgangssignal D von dem Umdrehungssensor 4 dem
Mikrocomputer 52 eingegeben, der die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors berechnet. Im
Schritt S31 bestimmt der Mikrocomputer 52, ob die
Umdrehungsgeschwindigkeit niedriger oder gleich einem
vorgegebenen unteren Geschwindigkeitsgrenzwert ist, der zum
Beispiel dem Leerlauf eines Kraftfahrzeugmotors oder der
Treibgeschwindigkeit eines Außenbordmotors eines Bootes
entspricht. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des
Antriebsmotors größer ist als der untere
Geschwindigkeitsgrenzwert, wird ein Rücksprung erzeugt, und
ein Steuersignal C wird nicht erzeugt. Wenn die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors jedoch niedriger
als oder gleich dem unteren Grenzwert ist, wird im Schritt
S32 das Spannungssignal V von dem Spannungssensor 5
eingegeben, und im Schritt S33 bestimmt der Mikrocomputer 52,
ob die Batteriespannung niedriger oder gleich einem
vorgegebenen unteren Spannungsgrenzwert ist. Wenn die
Batteriespannung größer ist als der untere
Spannungsgrenzwert, ist es nicht erforderlich, irgendeine
Maßnahme durchzuführen, so daß ein Rücksprung ausgeführt
wird, und ein Steuersignal C wird nicht erzeugt. Wenn die
Batteriespannung jedoch kleiner ist oder gleich dem unteren
Spannungsgrenzwert, ist es wünschenswert, die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors zu erhöhen, um
die Ausgangsgröße des Generators 1 zu erhöhen.
Daher bestimmt der Mikrocomputer 52 aufgrund des
Ausgangssignals G des Getriebestellungs-Sensors 7 im Schritt
S34, ob sich das Getriebe im Neutralzustand befindet. Wenn
sich das Getriebe nicht in einer neutralen Stellung befindet,
wird ein Rücksprung erzeugt, ohne daß ein Steuersignal C
erzeugt wird, da das Erhöhen der Umdrehungsgeschwindigkeit
des Antriebsmotors bei einem Zustand des Getriebes in einem
Vorwärts- oder Rückwärtsgang verursachen könnte, daß das
Fahrzeug vorwärts oder rückwärts beschleunigt wird, was
gefährlich ist. Wenn sich das Getriebe jedoch in einer
neutralen Stellung befindet, dann erzeugt der Mikrocomputer
52 im Schritt S35 ein Steuersignal C, das ein Schließen der
Schalteinrichtung 54 bewirkt und erlaubt, daß ein
Ansteuerungsstrom A an der Betätigungsvorrichtung 8
bereitgestellt wird. Der Ansteuerungsstrom A erregt die
Betätigungsvorrichtung 8, um das Nebenschlußventil 18 zu
öffnen und erhöht die Lufteinlaßrate in den Antriebsmotor,
wodurch die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors
erhöht wird. Die erhöhte Umdrehungsgeschwindigkeit des
Antriebsmotors erhöht die Ausgangsgröße des Generators 1, der
die Fahrzeugbatterie 3 lädt, und verhindert, daß die
Batteriespannung auf einen Pegel fällt, der verursachen
könnte, daß die Steuereinheit 50 oder die
Betätigungsvorrichtung 8 ausfällt.
In der obigen Beschreibung wurde der der
Betätigungsvorrichtung 8 zugeführte Ansteuerungsstrom A in
einer schrittweisen Art und Weise zwischen einem vollen Wert
und einem Null-Wert geschaltet. Wenn jedoch eine andere Art
von Betätigungsvorrichtung verwendet wird, kann der
Ansteuerungsstrom A unter einer Vielzahl von Nicht-Null-
Werten variiert werden, entweder in einer
schrittweisen oder kontinuierlichen Art. Andere Beispiele von
geeigneten Betätigungsvorrichtungen sind ein Motor zum Öffnen
und Schließen der Drosselklappe 11, eine Zündspule und eine
Kraftstoffpumpe. Wenn die Betätigungsvorrichtung ein Motor
für die Drosselklappe 11 ist, kann die Betätigungsvorrichtung
die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors durch
Vergrößern der Öffnung der Drosselklappe 11 einstellen. Wenn
es sich bei der Betätigungsvorrichtung um eine Zündspule
handelt, kann die Umdrehungsgeschwindigkeit des
Antriebsmotors durch Steuern des Zündwinkels der Zündkerzen
des Antriebsmotors eingestellt werden. Zum Beispiel kann die
Umdrehungsgeschwindigkeit durch Vorstellen des Zündwinkels
erhöht werden. Wenn es sich bei der Betätigungsvorrichtung um
eine Kraftstoffpumpe handelt, kann die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors durch Einstellen
der Kraftstoffzuführungsrate erhöht werden, die das
Kraftstoff-Luftverhältnis einstellt.
In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 11 wird die Eigenschaft
der Fahrzeugbatterie 3 durch Messen ihrer Spannung bestimmt.
Jedoch kann sie anstelle davon durch Messen des spezifischen
Gewichts der Batterieflüssigkeit wie in dem
Ausführungsbeispiel aus Fig. 8 bestimmt werden.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild einer Steuereinheit 60 eines
weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, in
dem der Ansteuerungsstrom A für eine Betätigungsvorrichtung 8
unterbrochen wird, um den Antriebsmotor anzuhalten, wenn die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors und die
Batteriespannung unter vorgegebenen Pegeln sind. Bis auf die
Steuereinheit 60 ist der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels
demjenigen Ausführungsbeispiel aus
Fig. 1 ähnlich. Die Steuereinheit 60 enthält ein Eingangs-
Interface 61, das eine Kurvenverlaufsformung eines
Eingangssignals D von dem Umdrehungssensor 4 und einem
Eingangssignal V von dem Spannungssensor 5 durchführt. Die
verarbeiteten Signale werden durch das Eingangs-Interface 61
an einem Mikrocomputer 62 bereitgestellt, der ein Ausgangs-
Interface 63 steuert, um einen Ansteuerungsstrom A für eine
Betätigungsvorrichtung 8 zu erzeugen. Außerdem erzeugt der
Mikrocomputer 62 ein Steuersignal C für eine
Schalteinrichtung 64. Die Schalteinrichtung 64 ist mit der
Betätigungsvorrichtung 8 derart verbunden, daß sie die
Zuführung von Ansteuerungsstrom A an die
Betätigungsvorrichtung 8 starten oder stoppen kann. Die
Schalteinrichtung 64 kann zwischen dem Ausgangs-Interface 63
und der Betätigungsvorrichtung 8 - wie in Fig. 15 gezeigt -
angeschlossen sein, oder sie kann zwischen der
Betätigungsvorrichtung 8 und Masse angeschlossen sein. Die
Schalteinrichtung 64 kann irgendein steuerbarer Schalter
sein, der ein Schalten des Ansteuerungsstroms A bewirken
kann, wie zum Beispiel ein Leistungstransistor, der von dem
Steuersignal C ein- und ausgeschaltet wird, oder ein von dem
Steuersignal C betriebener elektromechanischer Schalter.
Bei der Betätigungsvorrichtung 8 kann es sich um irgendeine
Vorrichtung handeln, die von der Steuereinheit 60 gesteuert
werden kann, um den Antriebsmotor zu stoppen. Einige
Beispiele einer geeigneten Betätigungsvorrichtung sind eine
Zündspule, ein Kraftstoffeinspritzer oder eine
Kraftstoffpumpe.
Fig. 16 zeigt ein Flußdiagramm einer zu vorgegebenen
Intervallen von dem Mikrocomputer 62 während des Betriebs
dieses Ausführungsbeispiels durchgeführten Routine. Im
Schritt S40 wird das Ausgangssignal D von dem
Umdrehungssensor 4 dem Mikrocomputer 62 eingegeben, der die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors aufgrund dieses
Signals berechnet. Im Schritt S41 bestimmt der Mikrocomputer
62, ob die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors
kleiner ist oder gleich einem vorgegebenen unteren
Geschwindigkeitsgrenzwert, der zum Beispiel der
Leerlaufgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugmotors oder der
Treibgeschwindigkeit eines Außenbordmotors eines Bootes
entsprechen kann. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des
Antriebsmotors größer ist als der untere
Geschwindigkeitsgrenzwert, wird ein Rücksprung ausgeführt und
das Steuersignal C wird nicht erzeugt. Wenn jedoch die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors kleiner ist oder
gleich dem unteren Geschwindigkeitsgrenzwert, wird von dem
Spannungssensor 5 im Schritt S42 das Spannungssignal V
eingegeben, und im Schritt S43 bestimmt der Mikrocomputer 62,
ob die Batteriespannung kleiner ist oder gleich einem
vorgegebenen unteren Spannungsgrenzwert. Wenn die Spannung
größer ist als der untere Spannungsgrenzwert, ist es nicht
erforderlich, irgendeine Maßnahme durchzuführen, so daß ein
Rücksprung ausgeführt wird, und ein Steuersignal C wird nicht
erzeugt. Wenn jedoch die Batteriespannung kleiner ist oder
gleich dem unteren Spannungsgrenzwert, besteht die Gefahr,
daß die Spannung auf einen Pegel fällt, bei dem der
Mikrocomputer 72 oder die Betätigungsvorrichtung 8 nicht
länger arbeiten können. Daher stellt der Mikrocomputer 62 an
der Schalteinrichtung 64 ein Steuersignal C bereit, und die
Schalteinrichtung 64 unterbricht den Ansteuerungsstrom A an
die
Betätigungsvorrichtung 8 und die Betätigungsvorrichtung
stellt ihre Funktion ein. Dies bewirkt, daß der Antriebsmotor
stehen bleibt. Der Betreiber des Fahrzeuges muß dann den
Antriebsmotor neu starten, und die Umdrehungsgeschwindigkeit
des Antriebsmotors beim Neustarten wird hoch genug sein, so
daß der Generator 1 die Batteriespannung auf einen
ausreichend hohen Pegel wieder aufladen kann, um den Ausfall
der Steuereinheit 60 zu verhindern.
In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 15 wird die Eigenschaft
der Fahrzeugbatterie 3 durch Messen ihrer Spannung bestimmt.
Jedoch kann sie anstelle davon durch Messen des spezifischen
Gewichts der Batterieflüssigkeit wie in dem
Ausführungsbeispiel aus Fig. 8 bestimmt werden.
In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird die Größe
des Ansteuerungsstromes A während dem normalen Betrieb der
Betätigungsvorrichtung 8 von dem Mikrocomputer der
Steuereinheit berechnet. Jedoch ist es nicht erforderlich,
daß dieser Wert in der Steuereinheit berechnet wird, und er
könnte an die Steuereinheit als Eingangssignal von einer
getrennten Einheit zugeführt werden.
Claims (6)
1. Steuervorrichtung für das elektrische Bordnetz eines
Fahrzeugs, enthaltend:
- a) eine Vorrichtung (5; 6) zum Erfassen des Ladezustands einer Fahrzeugbatterie (3);
- b) eine Vorrichtung (4) zum Erfassen der Drehzahl des Antriebsmotors; und
- c) eine Steuereinheit (20) zum Steuern des Ansteuerstroms (A) der elektrischen Verbraucher, wobei eine Reduzierung des Ansteuerstroms dann erfolgt, wenn sowohl die Drehzahl des Antriebsmotors als auch der Ladezustand jeweils einen vorgegebenen Grenzwert unterschreiten.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinheit (20) den Ansteuerstrom unterbricht,
wenn die Drehzahl des Antriebsmotors und der Ladezustand
ihren jeweiligen Grenzwert unterschreiten.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie ferner eine Getriebestellungs-Sensorvorrichtung (7)
zum Erfassen eines Leerlaufmodus des Antriebsmotors
enthält.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, das
die Vorrichtung (5) zum Erfassen des Ladezustands der
Fahrzeugbatterie (3) den Ladezustand über eine
Batteriespannung erfaßt.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung (6) zum Erfassen des Ladezustands der
Fahrzeugbatterie (7) den Ladezustand über das
spezifische Gewicht der Batterieflüssigkeit erfaßt.
6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinheit (20) über ein Ventil (18) in einem
Bypaß einer Drosselklappe des Antriebsmotors dessen
Leerlaufdrehzahl steuert.
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