JP2003509988A - 電力の生成及び蓄積の制御システム及び方法 - Google Patents
電力の生成及び蓄積の制御システム及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
スイッチ(26)は電源(12)に接続されている。コントローラ(22)はスイッチ(26)に接続され、スイッチを指示する。
Description
【0001】
(本発明の分野)
本発明は、制限された電源を有し得るシステムに関する。より詳細には、斯か
るシステムにおいて電力の蓄積及び生成を制御するための方法及びシステムに関
する。
るシステムにおいて電力の蓄積及び生成を制御するための方法及びシステムに関
する。
【0002】
(発明の背景)
多くのシステムは、限られた容量を有し得る電源を利用する。例えば牽引用ト
ラック、ボート、ゴルフ・カート及び衛星は、DC電力のためにバッテリ又は他
のエネルギ蓄積装置を利用し得る。これらの装置は、上記バッテリを再充電する
ためのオルタネータなどの機構を有し得る。しかし、これらの装置はバッテリか
らの蓄積電力で動作することもある。例えば、牽引用トラックは典型的に、電力
を生成するオルタネータ、電力を蓄積するバッテリ、及び、電力を消費し得る種
々のサブシステムからなる。これらの電力消費体としては、クランキングシステ
ム、照明、コンピュータ、及び、エンジン、ブレーキ、ステアリング及び他のサ
ブシステムに対する通信装置用の電子機器、並びに加熱冷却、通気、冷蔵、電子
レンジ及びテレビなどの居住用機器がある。電力消費体の多くは、オルタネータ
が電力を生成しないときにはバッテリのみの蓄積電力で動作し得る。
ラック、ボート、ゴルフ・カート及び衛星は、DC電力のためにバッテリ又は他
のエネルギ蓄積装置を利用し得る。これらの装置は、上記バッテリを再充電する
ためのオルタネータなどの機構を有し得る。しかし、これらの装置はバッテリか
らの蓄積電力で動作することもある。例えば、牽引用トラックは典型的に、電力
を生成するオルタネータ、電力を蓄積するバッテリ、及び、電力を消費し得る種
々のサブシステムからなる。これらの電力消費体としては、クランキングシステ
ム、照明、コンピュータ、及び、エンジン、ブレーキ、ステアリング及び他のサ
ブシステムに対する通信装置用の電子機器、並びに加熱冷却、通気、冷蔵、電子
レンジ及びテレビなどの居住用機器がある。電力消費体の多くは、オルタネータ
が電力を生成しないときにはバッテリのみの蓄積電力で動作し得る。
【0003】
トラクタ・トレーラなどの多数の装置の故障の主な原因は、電気系統の破損で
ある。電気系統が動作不良になることは少ないが、電気系統が破損すると装置は
機能し得なくなる。装置の斯かる故障によると、ユーザが負担する修理及び他の
コストはいずれも高価となり得る。例えば牽引用トラックのバッテリを枯渇させ
る電気系統の故障は、その牽引用トラックが別の場所に牽引されて修理されるか
らだけでなく、時間及び生鮮貨物を失うことからも損害が大きい。故に、斯かる
故障を予測し、診断して回避する機能が望ましい。
ある。電気系統が動作不良になることは少ないが、電気系統が破損すると装置は
機能し得なくなる。装置の斯かる故障によると、ユーザが負担する修理及び他の
コストはいずれも高価となり得る。例えば牽引用トラックのバッテリを枯渇させ
る電気系統の故障は、その牽引用トラックが別の場所に牽引されて修理されるか
らだけでなく、時間及び生鮮貨物を失うことからも損害が大きい。故に、斯かる
故障を予測し、診断して回避する機能が望ましい。
【0004】
斯かる故障を回避するメカニズムは、トムセン等(Thomsen et a
l.)による米国特許第5,871,858号(「トムセン」)及びレセスキ等
(Lesesky et al.)による米国特許第5,798,577号(「
レセスキ」)に開示されている。トムセン及びレセスキは、牽引用トラックなど
の装置において診断されたひとつの問題、オーバークランキングの問題を扱って
いる。故にトムセンは、電流、及び、電流が流れる時間が特定レベルを超えたと
きに牽引用トラックのクランキングシステムへの電力を遮断することを開示して
いる。同様にレセスキは、特定時間より長いクランキング信号をユーザが提供し
たときに牽引用トラックのクランキングシステムへの電力を遮断することを開示
している。トムセンは更にマイクロコンピュータとユーザにより入力されるコー
ド入力とを用い、半導体スイッチを使用して盗難の問題に関するものである。ト
ムセンは、システムにコードが与えられたか否か、スイッチの内部温度が特定値
より高いか否か、及び、特定の電流が特定時間だけ提供されたか否かに基づき、
クランキングモータに対する電力の提供を許容している。
l.)による米国特許第5,871,858号(「トムセン」)及びレセスキ等
(Lesesky et al.)による米国特許第5,798,577号(「
レセスキ」)に開示されている。トムセン及びレセスキは、牽引用トラックなど
の装置において診断されたひとつの問題、オーバークランキングの問題を扱って
いる。故にトムセンは、電流、及び、電流が流れる時間が特定レベルを超えたと
きに牽引用トラックのクランキングシステムへの電力を遮断することを開示して
いる。同様にレセスキは、特定時間より長いクランキング信号をユーザが提供し
たときに牽引用トラックのクランキングシステムへの電力を遮断することを開示
している。トムセンは更にマイクロコンピュータとユーザにより入力されるコー
ド入力とを用い、半導体スイッチを使用して盗難の問題に関するものである。ト
ムセンは、システムにコードが与えられたか否か、スイッチの内部温度が特定値
より高いか否か、及び、特定の電流が特定時間だけ提供されたか否かに基づき、
クランキングモータに対する電力の提供を許容している。
【0005】
(発明の要約)
本発明は、電源を備えた装置において電力を管理するための方法及びシステム
に関する。この方法及びシステムは、電源に接続された少なくとも1つのスイッ
チを設けることからなる。スイッチは電源に接続されている。少なくとも1つの
コントローラは少なくとも1つのスイッチに接続され、スイッチの開閉制御をコ
ントローラに与えられる命令に基づいて行うためのものである。これにより、少
なくとも1つのスイッチと少なくとも1つのコントローラとが電源により生成さ
れ、或いは蓄積される電力を管理可能である。
に関する。この方法及びシステムは、電源に接続された少なくとも1つのスイッ
チを設けることからなる。スイッチは電源に接続されている。少なくとも1つの
コントローラは少なくとも1つのスイッチに接続され、スイッチの開閉制御をコ
ントローラに与えられる命令に基づいて行うためのものである。これにより、少
なくとも1つのスイッチと少なくとも1つのコントローラとが電源により生成さ
れ、或いは蓄積される電力を管理可能である。
【0006】
電力の生成及び蓄積が制御可能であるため、電力供給の特性及び信頼性が向上
される。 (発明の詳細な説明) 本発明は特に制限された容量を有し得るDC電源のための電力管理技術の改良
に関する。以下の説明は当業者が本発明を実施して使用するために示され、特許
出願及びその要件に関して提供される。当業者であれば好適な実施形態に対する
種々の改変は容易に明らかであり、本明細書中における包括的原理は他の実施形
態にも適用され得る。故に本発明は、示された実施例に限定されるものでなく、
本明細書中に記載された原理及び特徴に一致する最も広い有効範囲に従うもので
ある。
される。 (発明の詳細な説明) 本発明は特に制限された容量を有し得るDC電源のための電力管理技術の改良
に関する。以下の説明は当業者が本発明を実施して使用するために示され、特許
出願及びその要件に関して提供される。当業者であれば好適な実施形態に対する
種々の改変は容易に明らかであり、本明細書中における包括的原理は他の実施形
態にも適用され得る。故に本発明は、示された実施例に限定されるものでなく、
本明細書中に記載された原理及び特徴に一致する最も広い有効範囲に従うもので
ある。
【0007】
本発明は、電源を備えた装置において電力を管理するための方法及びシステム
に関する。この方法及びシステムは、電源に接続された少なくとも1つのスイッ
チを設けることからなる。スイッチは電源に接続されている。少なくとも1つの
コントローラは少なくとも1つのスイッチに接続され、スイッチの開閉制御をコ
ントローラに与えられる命令に基づいて行うためのものである。これにより、少
なくとも1つのスイッチと少なくとも1つのコントローラとが電源により生成さ
れ、或いは蓄積される電力を管理可能である。
に関する。この方法及びシステムは、電源に接続された少なくとも1つのスイッ
チを設けることからなる。スイッチは電源に接続されている。少なくとも1つの
コントローラは少なくとも1つのスイッチに接続され、スイッチの開閉制御をコ
ントローラに与えられる命令に基づいて行うためのものである。これにより、少
なくとも1つのスイッチと少なくとも1つのコントローラとが電源により生成さ
れ、或いは蓄積される電力を管理可能である。
【0008】
本発明は、特定の配置構成及び特定の装置に関して記載される。但し当業者で
あれば、この方法及びシステムは、電源及び電力消費体に対する異なる接続など
の他の配置構成に対して効率的に動作することを容易に理解し得るものである。
当業者であれば更に、本発明は衛星などの他の種々の装置に使用され得ることを
容易に理解し得る。
あれば、この方法及びシステムは、電源及び電力消費体に対する異なる接続など
の他の配置構成に対して効率的に動作することを容易に理解し得るものである。
当業者であれば更に、本発明は衛星などの他の種々の装置に使用され得ることを
容易に理解し得る。
【0009】
本発明による方法及びシステムをより詳細に示すべく図1Aを参照する。これ
は、本発明によるインテリジェント電力管理システム即ち電力管理モジュール(
“PMM”)10の一実施例のハイレベルブロック図を示す。図示されたPMM
10は本質的に、少なくともコントローラ22及び各スイッチ26を含むものと
考えられるインテリジェントスイッチである。コントローラ22及びスイッチ2
6は好適には、単一モジュール内に一体化される。スイッチ26は好適には、M
OSFETスイッチなどの固体デバイスである。コントローラ22は好適には、
プログラム可能なマイクロコンピュータである。故にコントローラ22は、PM
M10のユーザにより所望される機能に対し個別に適合調整され得る。コントロ
ーラ22は、スイッチ26の制御を助力すべく入力信号を受信し得る。例えばコ
ントローラ22は、PMM10が使用される予定の装置から、又は、一個以上の
スイッチ26に連結され得る内部センサから信号を受信し得る。スイッチ26に
対しては、電源と、装置の一部とが連結されるが、斯かる装置の一部とはサブシ
ステムなどである。故に特定のスイッチ26が閉成されるか否かに依存して、電
力は装置のサブシステムに対し提供され得る。コントローラ22及び各スイッチ
26における知能を用いてPMM10は、このPMM10が使用されている装置
の各部分に対する電力の切換えを制御し得る。故にPMM10は、インテリジェ
ントスイッチとして作用し得る。結果として、上記装置における電力管理は改良
され得る。
は、本発明によるインテリジェント電力管理システム即ち電力管理モジュール(
“PMM”)10の一実施例のハイレベルブロック図を示す。図示されたPMM
10は本質的に、少なくともコントローラ22及び各スイッチ26を含むものと
考えられるインテリジェントスイッチである。コントローラ22及びスイッチ2
6は好適には、単一モジュール内に一体化される。スイッチ26は好適には、M
OSFETスイッチなどの固体デバイスである。コントローラ22は好適には、
プログラム可能なマイクロコンピュータである。故にコントローラ22は、PM
M10のユーザにより所望される機能に対し個別に適合調整され得る。コントロ
ーラ22は、スイッチ26の制御を助力すべく入力信号を受信し得る。例えばコ
ントローラ22は、PMM10が使用される予定の装置から、又は、一個以上の
スイッチ26に連結され得る内部センサから信号を受信し得る。スイッチ26に
対しては、電源と、装置の一部とが連結されるが、斯かる装置の一部とはサブシ
ステムなどである。故に特定のスイッチ26が閉成されるか否かに依存して、電
力は装置のサブシステムに対し提供され得る。コントローラ22及び各スイッチ
26における知能を用いてPMM10は、このPMM10が使用されている装置
の各部分に対する電力の切換えを制御し得る。故にPMM10は、インテリジェ
ントスイッチとして作用し得る。結果として、上記装置における電力管理は改良
され得る。
【0010】
図1Bは、本発明によるインテリジェント電力管理システム即ちPMM10の
一実施例の更に詳細な図である。PMM10は、電力入力12、電力出力16、
信号入力18、信号出力14、内部センサ20、コントローラ22、スイッチ2
6、及び、好適にはスイッチ26に対するコントロールゲート24を含んでいる
。スイッチ26は好適にはMOSFETスイッチなどのデバイスである。コント
ローラ22は好適には、プログラム可能なマイクロコンピュータである。コント
ローラ22は、PMM10のユーザにより所望される機能に対し個別に適合調整
され得る。コントローラ22は信号入力18及び信号出力14を介し、PMM1
0が使用される装置の各部分と通信し得る。故にコントローラは、PMM10が
使用される装置から信号入力18を介して信号を受信し得る。コントローラ22
は更に、信号出力14を介してデータ及びコマンドを装置に提供し得る。内部セ
ンサ20は、PMM10の状態を監視する。例えば内部センサ20としては、ス
イッチ26などのPMM10の種々の部分に対する温度センサ、並びに、スイッ
チ26に対する電流及び電圧センサを含み得る。内部センサ20はまた、(図1
Bでは明示的に示されない)タイマ又はクロックも含み得る。好適実施例におい
て内部センサ20には、各スイッチ26に対する温度、電圧及び電流センサが含
まれる。
一実施例の更に詳細な図である。PMM10は、電力入力12、電力出力16、
信号入力18、信号出力14、内部センサ20、コントローラ22、スイッチ2
6、及び、好適にはスイッチ26に対するコントロールゲート24を含んでいる
。スイッチ26は好適にはMOSFETスイッチなどのデバイスである。コント
ローラ22は好適には、プログラム可能なマイクロコンピュータである。コント
ローラ22は、PMM10のユーザにより所望される機能に対し個別に適合調整
され得る。コントローラ22は信号入力18及び信号出力14を介し、PMM1
0が使用される装置の各部分と通信し得る。故にコントローラは、PMM10が
使用される装置から信号入力18を介して信号を受信し得る。コントローラ22
は更に、信号出力14を介してデータ及びコマンドを装置に提供し得る。内部セ
ンサ20は、PMM10の状態を監視する。例えば内部センサ20としては、ス
イッチ26などのPMM10の種々の部分に対する温度センサ、並びに、スイッ
チ26に対する電流及び電圧センサを含み得る。内部センサ20はまた、(図1
Bでは明示的に示されない)タイマ又はクロックも含み得る。好適実施例におい
て内部センサ20には、各スイッチ26に対する温度、電圧及び電流センサが含
まれる。
【0011】
図1Cは、装置のサブシステムが連結されたPMM100の実施例を示してい
る。構成要素は別様に付番されているが、PMM100は好適にはPMM10と
同一である。PMM100は依然として、信号入力18、信号出力14、電力入
力12、電力出力16、内部センサ20、コントローラ22及びスイッチ26を
含んでいる。PMM100は、電力入力12をにより電源30に連結される。電
源30は、バッテリなどの(明示的には示されない)少なくとも一個以上の電力
蓄積装置を含むと共に、一個以上のオルタネータなどの(明示的には示されない
)電力生成装置も含み得る。好適実施例においてPMM100は、オルタネータ
及びバッテリに対し別個に接続される。PMM100は、信号入力18を介して
サブシステムA32及びサブシステムB34から信号を受信する。またPMM1
00は、信号出力14を用いてサブシステムA32及びサブシステムC36に信
号を送信する。PMM100はまた、サブシステムA32、サブシステムB34
、サブシステムC36及びサブシステムD38に連結される。PMM100は、
電力の生成及び蓄積の管理、電力消費の監視及び制御、種々のプログラム可能な
要因に基づく一個以上の消費体に対する電力の遮断、電源30により供給された
電力の漸減電力変換、スパイクに対する保護の提供、短絡に対する保護の提供、
逆極性保護の提供、自己学習能力の提供、一個以上のサブシステムの固有特徴の
学習、一個以上のサブシステムの固有特徴に基づく可能的故障の診断、一個以上
のサブシステムの固有特徴に基づく可能的故障の防止、及び、電源30の枯渇に
対する保護のうちの1つ以上の種々の機能を実行可能であるが、これらに限定さ
れない。
る。構成要素は別様に付番されているが、PMM100は好適にはPMM10と
同一である。PMM100は依然として、信号入力18、信号出力14、電力入
力12、電力出力16、内部センサ20、コントローラ22及びスイッチ26を
含んでいる。PMM100は、電力入力12をにより電源30に連結される。電
源30は、バッテリなどの(明示的には示されない)少なくとも一個以上の電力
蓄積装置を含むと共に、一個以上のオルタネータなどの(明示的には示されない
)電力生成装置も含み得る。好適実施例においてPMM100は、オルタネータ
及びバッテリに対し別個に接続される。PMM100は、信号入力18を介して
サブシステムA32及びサブシステムB34から信号を受信する。またPMM1
00は、信号出力14を用いてサブシステムA32及びサブシステムC36に信
号を送信する。PMM100はまた、サブシステムA32、サブシステムB34
、サブシステムC36及びサブシステムD38に連結される。PMM100は、
電力の生成及び蓄積の管理、電力消費の監視及び制御、種々のプログラム可能な
要因に基づく一個以上の消費体に対する電力の遮断、電源30により供給された
電力の漸減電力変換、スパイクに対する保護の提供、短絡に対する保護の提供、
逆極性保護の提供、自己学習能力の提供、一個以上のサブシステムの固有特徴の
学習、一個以上のサブシステムの固有特徴に基づく可能的故障の診断、一個以上
のサブシステムの固有特徴に基づく可能的故障の防止、及び、電源30の枯渇に
対する保護のうちの1つ以上の種々の機能を実行可能であるが、これらに限定さ
れない。
【0012】
図1Dは、PMM10,100の一部と、PMM10が接続される装置の一実
施例を示している。PMM10の複数のスイッチの1つであるスイッチ26は、
装置の電源30と装置のサブシステムA32との間に接続される。故に、図1D
に図示された如くスイッチ26が開成されたときに、サブシステムA32に対し
電力は提供されない。しかしスイッチ26が閉成されたときには、サブシステム
A32に対し電力が提供される。また、コントローラ22と、スイッチ26に接
続された内部センサ19も図示される。スイッチ26は、PMM10,100の
内部の他の若しくは種々の部品に接続され得る。例えば好適実施例においては、
スイッチ26における電流、電圧及び温度も監視される。内部センサ19はコン
トローラ22に対し、一個以上のスイッチ26の特性を表す電気信号を提供する
。コントローラ22に入力された内部センサ19からの信号及び/又は他の信号
を使用し且つコントローラ22に与えられた命令に基づき、コントローラ22は
スイッチの開閉制御を行うことが可能である。単に開閉することに加え、各スイ
ッチ26はパルス幅変調を提供すべく切り替えられてもよい。この一例は、ヘッ
ドランプが点灯されるときの突入電流の制限であろう。パルス幅変調に依れば電
流は、ヘッドランプに対する電流のレベルが通常電流レベルへと低速に且つ穏や
かに傾斜上昇するように制限される。故に、突入電流は排除される。突入電流を
排除すると、ヘッドランプの寿命は長くなる。
施例を示している。PMM10の複数のスイッチの1つであるスイッチ26は、
装置の電源30と装置のサブシステムA32との間に接続される。故に、図1D
に図示された如くスイッチ26が開成されたときに、サブシステムA32に対し
電力は提供されない。しかしスイッチ26が閉成されたときには、サブシステム
A32に対し電力が提供される。また、コントローラ22と、スイッチ26に接
続された内部センサ19も図示される。スイッチ26は、PMM10,100の
内部の他の若しくは種々の部品に接続され得る。例えば好適実施例においては、
スイッチ26における電流、電圧及び温度も監視される。内部センサ19はコン
トローラ22に対し、一個以上のスイッチ26の特性を表す電気信号を提供する
。コントローラ22に入力された内部センサ19からの信号及び/又は他の信号
を使用し且つコントローラ22に与えられた命令に基づき、コントローラ22は
スイッチの開閉制御を行うことが可能である。単に開閉することに加え、各スイ
ッチ26はパルス幅変調を提供すべく切り替えられてもよい。この一例は、ヘッ
ドランプが点灯されるときの突入電流の制限であろう。パルス幅変調に依れば電
流は、ヘッドランプに対する電流のレベルが通常電流レベルへと低速に且つ穏や
かに傾斜上昇するように制限される。故に、突入電流は排除される。突入電流を
排除すると、ヘッドランプの寿命は長くなる。
【0013】
図1Eは、PMM10,100の一部、及びPMM10,100が連結される
装置の一実施例を示している。PMM10の各スイッチのひとつであるスイッチ
26は、装置の電源30とこの装置のサブシステムA32との間に接続される。
故に、図1Eに示された如くスイッチ26が開成されたとき、サブシステムA3
2に対して電力は提供されない。しかし、スイッチ26が閉成されたとき、サブ
システムA32には電力が提供される。スイッチ26に連結されたコントローラ
22、温度センサ20及びクロック21も図示される。スイッチ26はPMM1
0,100の内部の他の若しくは種々の部品に接続され得る。例えば好適実施例
においては、スイッチ26における電流及び電圧も監視される。内部センサ19
はコントローラ22に対し、スイッチ26の1つ以上の特性を示す電気信号を送
信する。内部センサ19及び/又はコントローラ22への他の信号入力を使用し
て、及び、コントローラ22に与えられた命令に基づき、コントローラ22はス
イッチ26の開閉制御が可能である。
装置の一実施例を示している。PMM10の各スイッチのひとつであるスイッチ
26は、装置の電源30とこの装置のサブシステムA32との間に接続される。
故に、図1Eに示された如くスイッチ26が開成されたとき、サブシステムA3
2に対して電力は提供されない。しかし、スイッチ26が閉成されたとき、サブ
システムA32には電力が提供される。スイッチ26に連結されたコントローラ
22、温度センサ20及びクロック21も図示される。スイッチ26はPMM1
0,100の内部の他の若しくは種々の部品に接続され得る。例えば好適実施例
においては、スイッチ26における電流及び電圧も監視される。内部センサ19
はコントローラ22に対し、スイッチ26の1つ以上の特性を示す電気信号を送
信する。内部センサ19及び/又はコントローラ22への他の信号入力を使用し
て、及び、コントローラ22に与えられた命令に基づき、コントローラ22はス
イッチ26の開閉制御が可能である。
【0014】
図1Fは、本発明によるPMM10,100を用いる方法50の一実施例のハ
イレベルフローチャートである。コントローラ22に対しては、ステップ52に
より一個以上の制御プログラムが提供される。コントローラ22は次にステップ
54により、上記プログラムとPMM10,100に対する他の入力とに基づき
、種々の電力消費体に供給される電力を制御する。故にコントローラ22は、一
定条件の下で各スイッチ26を開閉する。各内部センサ20により提供されるデ
ータ、内部クロック、又は、信号入力18に接続された装置の各サブシステムに
より提供される情報は、PMM10,100とこれらが接続される装置の状態を
コントローラ22に伝える。PMM10,100はこのデータを、上記コントロ
ーラ内に配備された命令と共に使用し、各スイッチ26を開成若しくは閉成する
時間を決定する。例えばPMM10,100は、上記データが一定の判定基準を
満足するか否かを決定し、その決定に従って各スイッチ26を操作し得る。
イレベルフローチャートである。コントローラ22に対しては、ステップ52に
より一個以上の制御プログラムが提供される。コントローラ22は次にステップ
54により、上記プログラムとPMM10,100に対する他の入力とに基づき
、種々の電力消費体に供給される電力を制御する。故にコントローラ22は、一
定条件の下で各スイッチ26を開閉する。各内部センサ20により提供されるデ
ータ、内部クロック、又は、信号入力18に接続された装置の各サブシステムに
より提供される情報は、PMM10,100とこれらが接続される装置の状態を
コントローラ22に伝える。PMM10,100はこのデータを、上記コントロ
ーラ内に配備された命令と共に使用し、各スイッチ26を開成若しくは閉成する
時間を決定する。例えばPMM10,100は、上記データが一定の判定基準を
満足するか否かを決定し、その決定に従って各スイッチ26を操作し得る。
【0015】
本発明の構造、機能及び適応性を更に示すべく、特定の装置即ち牽引用トラッ
クに関するPMMの使用に言及する。但し当業者であれば、他の装置においても
PMMにより同様の機能が提供され得ることは容易に理解し得よう。
クに関するPMMの使用に言及する。但し当業者であれば、他の装置においても
PMMにより同様の機能が提供され得ることは容易に理解し得よう。
【0016】
図2Aは、牽引用トラックの各サブシステムが連結されたPMM100を示し
ている。別様に付番されているが、図2Aに示されたPMM100の各構成要素
は図1A〜1Eに示されたPMM10における同様な名称の各構成要素に対応す
る。図2Aを再び参照する。牽引用トラックは2つの電源、即ち、電力を生成す
るオルタネータ101及び電力を蓄積するバッテリ・パック102を有する。牽
引用トラックは、ローカル・エリア・ネットワーク103、LED表示器104
、居住用機器105、ライト106、スタータ107、重要部品108、始動キ
ー・スイッチ109及びバッテリ接続解除用手動スイッチ110などの種々のサ
ブシステムも含んでいる。各居住用機器105としては、ラジオ、冷蔵庫又は他
の装置が挙げられる。各重要部品108としては、エンジン、ブレーキ及び他の
部品が挙げられる。
ている。別様に付番されているが、図2Aに示されたPMM100の各構成要素
は図1A〜1Eに示されたPMM10における同様な名称の各構成要素に対応す
る。図2Aを再び参照する。牽引用トラックは2つの電源、即ち、電力を生成す
るオルタネータ101及び電力を蓄積するバッテリ・パック102を有する。牽
引用トラックは、ローカル・エリア・ネットワーク103、LED表示器104
、居住用機器105、ライト106、スタータ107、重要部品108、始動キ
ー・スイッチ109及びバッテリ接続解除用手動スイッチ110などの種々のサ
ブシステムも含んでいる。各居住用機器105としては、ラジオ、冷蔵庫又は他
の装置が挙げられる。各重要部品108としては、エンジン、ブレーキ及び他の
部品が挙げられる。
【0017】
図2Bは、牽引用トラックなどの装置における一定の各サブシステムが連結さ
れるPMM100の別のハイレベルブロック図である。PMM100は、バッテ
リ102、オルタネータ101、スタータ107、他の電力消費体及びLAN1
03に連結されるものとして示される。バッテリ102、オルタネータ101及
び牽引用トラックの種々のサブシステムとの通信に基づき、PMM100は該P
MM100内の(図2Bに明示的には示されていない)各スイッチを制御し得る
。また、牽引用トラックの各部と通信し得ることから、種々の機能が実施される
。これらの機能は、本明細書に開示された各機能を包含するが、これらに限定さ
れない。図2Bに示された如くPMM100は、異なる条件下における各バッテ
リ102に対する異なる電力要件を認識し、牽引用トラックの各サブシステムに
より引き込まれる電力を決定し得る。例えばPMM100は、所定範囲のバッテ
リ温度、バッテリ容量、及び、電圧及び電流などのスタータの種々の要件に亙り
、各バッテリ102に対する理想的充電量を認識し得る。PMM100はまた、
各バッテリ102と通信して各バッテリ102の残存寿命を決定し得る。故にP
MM100は、牽引用トラックの他の部分と各バッテリ102により提供される
電力とを制御することで、各バッテリ102の要件を満足し得る。従って、PM
M100は、各バッテリ102が理想的レベル近傍まで充電されることを確実に
し得ると共に、電力消費体に対する電力を調節することで各バッテリ102の寿
命を延ばし得る。或いは、各バッテリ102が重要用途に対し十分な電力を有す
ることを確実とし得る。故にPMM100は、各バッテリ102の可能的故障を
識別して防止し得る。PMM100はまた、オルタネータ101から信号を受信
してこのオルタネータ101に信号を提供する。このため、オルタネータ101
の可能的故障、又は、オルタネータ101内若しくは牽引用トラックの他の部分
内の問題による不都合は、防止され得る。オルタネータ101の出力もまた、P
MM100から提供される信号に基づき制御され、例えばバッテリ電力を最適化
し得る。これに加えてオルタネータ101と、各バッテリ102などの牽引用ト
ラックの他の部分との間には、各スイッチが配備され得る。PMM100はこれ
らのスイッチを制御して、牽引用トラックの他の部分に対して所望電力を提供し
得る。PMM100は更にスタータ(クランク)サブシステム107と通信して
目前の故障を識別し、システム故障若しくはユーザの酷使に依るスタータ107
の不都合を防止する。スタータ107に対する電力もまた、各バッテリ102内
に残存する電力又はPMM100内における各スイッチの温度などの他の要因に
基づき制御され得る。PMM100はまた、牽引用トラック用のLAN103及
び他の電力消費体とも通信する。牽引用トラックの状態に関する情報は、LAN
103とPMM100との間で通信され得る。他の種々のサブシステムとの通信
に加え、PMM100は各サブシステムの電力消費を制御し得る。例えばPMM
100は、各サブシステムへの電力を遮断し、又は、サブシステムに対する電力
を減少し得る。PMM100はまた各サブシステムに対する電力を制御すること
で、各バッテリ102若しくはオルタネータ101における電力が重要な要求の
ために存在することを確実にし得る。また、各サブシステムが適切な量の電力を
受けることを確実にし得る。PMM100は各サブシステムを監視して、短絡、
スパイク若しくは故障に依る不都合を防止し得る。PMM100はまた、ライト
バルブなどの電力感応性装置に対する電力出力を制御かつ調節し得る。
れるPMM100の別のハイレベルブロック図である。PMM100は、バッテ
リ102、オルタネータ101、スタータ107、他の電力消費体及びLAN1
03に連結されるものとして示される。バッテリ102、オルタネータ101及
び牽引用トラックの種々のサブシステムとの通信に基づき、PMM100は該P
MM100内の(図2Bに明示的には示されていない)各スイッチを制御し得る
。また、牽引用トラックの各部と通信し得ることから、種々の機能が実施される
。これらの機能は、本明細書に開示された各機能を包含するが、これらに限定さ
れない。図2Bに示された如くPMM100は、異なる条件下における各バッテ
リ102に対する異なる電力要件を認識し、牽引用トラックの各サブシステムに
より引き込まれる電力を決定し得る。例えばPMM100は、所定範囲のバッテ
リ温度、バッテリ容量、及び、電圧及び電流などのスタータの種々の要件に亙り
、各バッテリ102に対する理想的充電量を認識し得る。PMM100はまた、
各バッテリ102と通信して各バッテリ102の残存寿命を決定し得る。故にP
MM100は、牽引用トラックの他の部分と各バッテリ102により提供される
電力とを制御することで、各バッテリ102の要件を満足し得る。従って、PM
M100は、各バッテリ102が理想的レベル近傍まで充電されることを確実に
し得ると共に、電力消費体に対する電力を調節することで各バッテリ102の寿
命を延ばし得る。或いは、各バッテリ102が重要用途に対し十分な電力を有す
ることを確実とし得る。故にPMM100は、各バッテリ102の可能的故障を
識別して防止し得る。PMM100はまた、オルタネータ101から信号を受信
してこのオルタネータ101に信号を提供する。このため、オルタネータ101
の可能的故障、又は、オルタネータ101内若しくは牽引用トラックの他の部分
内の問題による不都合は、防止され得る。オルタネータ101の出力もまた、P
MM100から提供される信号に基づき制御され、例えばバッテリ電力を最適化
し得る。これに加えてオルタネータ101と、各バッテリ102などの牽引用ト
ラックの他の部分との間には、各スイッチが配備され得る。PMM100はこれ
らのスイッチを制御して、牽引用トラックの他の部分に対して所望電力を提供し
得る。PMM100は更にスタータ(クランク)サブシステム107と通信して
目前の故障を識別し、システム故障若しくはユーザの酷使に依るスタータ107
の不都合を防止する。スタータ107に対する電力もまた、各バッテリ102内
に残存する電力又はPMM100内における各スイッチの温度などの他の要因に
基づき制御され得る。PMM100はまた、牽引用トラック用のLAN103及
び他の電力消費体とも通信する。牽引用トラックの状態に関する情報は、LAN
103とPMM100との間で通信され得る。他の種々のサブシステムとの通信
に加え、PMM100は各サブシステムの電力消費を制御し得る。例えばPMM
100は、各サブシステムへの電力を遮断し、又は、サブシステムに対する電力
を減少し得る。PMM100はまた各サブシステムに対する電力を制御すること
で、各バッテリ102若しくはオルタネータ101における電力が重要な要求の
ために存在することを確実にし得る。また、各サブシステムが適切な量の電力を
受けることを確実にし得る。PMM100は各サブシステムを監視して、短絡、
スパイク若しくは故障に依る不都合を防止し得る。PMM100はまた、ライト
バルブなどの電力感応性装置に対する電力出力を制御かつ調節し得る。
【0018】
図3は、PMM100及び牽引用トラックの各サブシステムとの間の接続をよ
り詳細に示している。別様に付番されているが、図3に示されたPMM100の
各部品は図2Aに示されたPMM100における同様な名称の各部品に対応する
。図3に戻るとPMM100は、各信号入力222、各信号出力223、各電力
入力224及び各電力出力225を含んでいる。PMM100は、各MOSFE
Tスイッチ200、各コントロールゲート201及びコントローラ202も含む
。各コントロールゲート201は各スイッチ200を制御する。コントローラ2
02は各コントロールゲート201を制御することで、各スイッチ200を制御
する。コントローラ202は好適には、プログラム可能なマイクロコンピュータ
である。PMM100は、内部タイマ203、各電流センサ204、各電圧セン
サ205及び各温度センサ206も含む。各電流センサ204、各電圧センサ2
05及び各温度センサ206はそれぞれ、各スイッチ200の電流、電圧及び温
度を監視する。好適にはスイッチ200の各々が、電流センサ204、電圧セン
サ205及び温度センサ206を含む。これに加えてPMM100は、牽引用ト
ラックの種々の部分を監視する各構成要素を含む。例えばPMM100は、所定
の電力消費体の電圧及び電流を監視すると共に、バッテリ207の充電レベル、
充電速度及び放電速度を監視し得る。
り詳細に示している。別様に付番されているが、図3に示されたPMM100の
各部品は図2Aに示されたPMM100における同様な名称の各部品に対応する
。図3に戻るとPMM100は、各信号入力222、各信号出力223、各電力
入力224及び各電力出力225を含んでいる。PMM100は、各MOSFE
Tスイッチ200、各コントロールゲート201及びコントローラ202も含む
。各コントロールゲート201は各スイッチ200を制御する。コントローラ2
02は各コントロールゲート201を制御することで、各スイッチ200を制御
する。コントローラ202は好適には、プログラム可能なマイクロコンピュータ
である。PMM100は、内部タイマ203、各電流センサ204、各電圧セン
サ205及び各温度センサ206も含む。各電流センサ204、各電圧センサ2
05及び各温度センサ206はそれぞれ、各スイッチ200の電流、電圧及び温
度を監視する。好適にはスイッチ200の各々が、電流センサ204、電圧セン
サ205及び温度センサ206を含む。これに加えてPMM100は、牽引用ト
ラックの種々の部分を監視する各構成要素を含む。例えばPMM100は、所定
の電力消費体の電圧及び電流を監視すると共に、バッテリ207の充電レベル、
充電速度及び放電速度を監視し得る。
【0019】
PMM100は、2個の電源即ちバッテリ207及びオルタネータ208に接
続される。PMM100は、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)ライン
221、手動接続解除ライン220、スタータキー・ライン219、エンジン動
作信号ライン218及びバッテリ温度センサ・ライン217からの信号を受信す
る。これら信号はLAN(図示せず)、接続解除用手動スイッチ(図示せず)、
スタータキー(図示せず)、エンジンが駆動しているか否かを示すセンサ(図示
せず)、及び、バッテリ温度センサ(図示せず)からそれぞれ提供される。PM
M100は、LANライン221Aとの通信、オルタネータ出力電圧ライン20
9及び故障表示用LEDライン210への入力を介して、LAN、オルタネータ
208及びLEDに信号を提供する。故にPMM100は、牽引用トラックの種
々のサブシステムからデータを受信し、それらにデータを提供し、且つ、それら
にコマンドを提供し得る。例えば手動接続解除ライン220は、バッテリ207
及びオルタネータ208がPMM100により遮断されるべきか否かを示す。ス
タータキー・ライン219は、牽引用トラックのエンジンを始動すべくユーザが
スタータキーを回転したか否かを表す。エンジン動作信号ライン218はエンジ
ンが既に駆動しているか否かをPMM100に対して示すことから、エンジンが
既にONされているときに電力がクランクサブシステムに流れるのを防止し得る
。PMM100はライン217を介してバッテリの温度を監視し得ると共にバッ
テリ207の電圧を監視することで例えばバッテリ207の充電を制御し得る。
更にPMM100は、オルタネータ出力電圧調整ライン209への入力を介して
オルタネータ208の出力を制御し得る。PMM100はまた故障表示用LED
ライン210を介し、故障が生じたか否かをユーザに対して示し得る。温度セン
サ206は、各スイッチ200の温度の表示を提供する。これにより上記コント
ローラは、一個以上のスイッチの温度が高すぎるときにそれらのスイッチを開成
し得る。
続される。PMM100は、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)ライン
221、手動接続解除ライン220、スタータキー・ライン219、エンジン動
作信号ライン218及びバッテリ温度センサ・ライン217からの信号を受信す
る。これら信号はLAN(図示せず)、接続解除用手動スイッチ(図示せず)、
スタータキー(図示せず)、エンジンが駆動しているか否かを示すセンサ(図示
せず)、及び、バッテリ温度センサ(図示せず)からそれぞれ提供される。PM
M100は、LANライン221Aとの通信、オルタネータ出力電圧ライン20
9及び故障表示用LEDライン210への入力を介して、LAN、オルタネータ
208及びLEDに信号を提供する。故にPMM100は、牽引用トラックの種
々のサブシステムからデータを受信し、それらにデータを提供し、且つ、それら
にコマンドを提供し得る。例えば手動接続解除ライン220は、バッテリ207
及びオルタネータ208がPMM100により遮断されるべきか否かを示す。ス
タータキー・ライン219は、牽引用トラックのエンジンを始動すべくユーザが
スタータキーを回転したか否かを表す。エンジン動作信号ライン218はエンジ
ンが既に駆動しているか否かをPMM100に対して示すことから、エンジンが
既にONされているときに電力がクランクサブシステムに流れるのを防止し得る
。PMM100はライン217を介してバッテリの温度を監視し得ると共にバッ
テリ207の電圧を監視することで例えばバッテリ207の充電を制御し得る。
更にPMM100は、オルタネータ出力電圧調整ライン209への入力を介して
オルタネータ208の出力を制御し得る。PMM100はまた故障表示用LED
ライン210を介し、故障が生じたか否かをユーザに対して示し得る。温度セン
サ206は、各スイッチ200の温度の表示を提供する。これにより上記コント
ローラは、一個以上のスイッチの温度が高すぎるときにそれらのスイッチを開成
し得る。
【0020】
オルタネータ208などの典型的なオルタネータは、三相オルタネータである
。オルタネータ208内の整流器回路(図示せず)は、交流(AC)を直流(D
C)へと変換する。整流器の重要な構成要素は、ダイオードである。オルタネー
タ208のひとつの位相においてダイオード若しくは他の部品が故障したとき、
オルタネータ208は電力の2/3のみを生成する。これは、オルタネータ20
8の上記の2つの駆動位相に対し相当のストレスを課する。これは、オルタネー
タ208の全ての位相の即時かつ連続的な故障に繋がる。現在において市販され
ている従来の装置は、位相の喪失を検出して他の位相の即時の顕著な故障を防止
し得ない。PMM100は、オルタネータの固有特徴を認識することで位相の喪
失を検出し得る。これに応じてPMM100は、オルタネータ208に対する要
求電力を減少し得る。これにより、高速道路上で不意に故障して保守及び停止時
間のコストが過剰になるのでは無く、次回に予定された保守時にオルタネータを
修理するための時間が与えられる。
。オルタネータ208内の整流器回路(図示せず)は、交流(AC)を直流(D
C)へと変換する。整流器の重要な構成要素は、ダイオードである。オルタネー
タ208のひとつの位相においてダイオード若しくは他の部品が故障したとき、
オルタネータ208は電力の2/3のみを生成する。これは、オルタネータ20
8の上記の2つの駆動位相に対し相当のストレスを課する。これは、オルタネー
タ208の全ての位相の即時かつ連続的な故障に繋がる。現在において市販され
ている従来の装置は、位相の喪失を検出して他の位相の即時の顕著な故障を防止
し得ない。PMM100は、オルタネータの固有特徴を認識することで位相の喪
失を検出し得る。これに応じてPMM100は、オルタネータ208に対する要
求電力を減少し得る。これにより、高速道路上で不意に故障して保守及び停止時
間のコストが過剰になるのでは無く、次回に予定された保守時にオルタネータを
修理するための時間が与えられる。
【0021】
オルタネータ208は、ステータ及びロータ巻線の両者を有する。これらの巻
線は任意に電気的短絡又は断線状態を発生し得る。短絡若しくは断線状態が発生
したとき、オルタネータ208が生成する電力は減少する。これは、正常な巻線
に対し相当のストレスを課すものである。他の部品の連続的な故障は、直ちに追
随する。現在、短絡又は断線状態を検出して他の構成要素の故障を防止する装置
はない。PMM100はオルタネータの固有特徴の認識を通して位相の喪失を検
出し、オルタネータ208に対する要求電力を減少し得る。これによりオルタネ
ータ208は、不意に故障して過剰な保守及び停止時間のコストに帰着するので
は無く、次回に予定された保守時に修理するための時間が与えられる。
線は任意に電気的短絡又は断線状態を発生し得る。短絡若しくは断線状態が発生
したとき、オルタネータ208が生成する電力は減少する。これは、正常な巻線
に対し相当のストレスを課すものである。他の部品の連続的な故障は、直ちに追
随する。現在、短絡又は断線状態を検出して他の構成要素の故障を防止する装置
はない。PMM100はオルタネータの固有特徴の認識を通して位相の喪失を検
出し、オルタネータ208に対する要求電力を減少し得る。これによりオルタネ
ータ208は、不意に故障して過剰な保守及び停止時間のコストに帰着するので
は無く、次回に予定された保守時に修理するための時間が与えられる。
【0022】
更に上記PMMは、オルタネータを駆動するベルト及びプーリシステムの故障
を検出して対処し得る。ベルト若しくはプーリがスリップしたときにオルタネー
タは、このオルタネータが生成するように設計された電力を生成し得ない。この
スリップ状態により、ベルト、プーリ、オルタネータ軸受、及び、牽引用トラッ
クの他の部分は加熱される。PMM100はこれらの状態の存在を、牽引用トラ
ックと通信すると共に、オルタネータの挙動とその固有特徴との間の差を監視す
ることで検出し得る。PMMは次に、例えばユーザに対し警報を提供するなどの
適切な処置を取り得る。
を検出して対処し得る。ベルト若しくはプーリがスリップしたときにオルタネー
タは、このオルタネータが生成するように設計された電力を生成し得ない。この
スリップ状態により、ベルト、プーリ、オルタネータ軸受、及び、牽引用トラッ
クの他の部分は加熱される。PMM100はこれらの状態の存在を、牽引用トラ
ックと通信すると共に、オルタネータの挙動とその固有特徴との間の差を監視す
ることで検出し得る。PMMは次に、例えばユーザに対し警報を提供するなどの
適切な処置を取り得る。
【0023】
PMM100はまた、各電力消費体及び各電源も監視し得る。従って、PMM
100に対しては、電力消費体として作用する数個のサブシステムが連結される
。例えばPMM100には、ライト、クランクモータ・ラッチ/保持コイル、ク
ランクモータ巻線、牽引用トラック内の他の装置、エンジン及びブレーキ、並び
に、居住用機器が連結される。これらは、ライト・ライン211、クランクモー
タ・ラッチ/保持コイル・ライン212、クランクモータ巻線ライン213、牽
引用トラック内の他の装置へのライン214、エンジン/ブレーキ・ライン21
5及び居住用機器ライン216を介して連結される。従って、図3に示された実
施例において、PMM100は2本のライン212,213を介してクランクサ
ブシステムに連結される。ライン211,212,213,214,215,2
16を用いてPMM100は、ライト、クランクサブシステムの部品、エンジン
及びブレーキ、居住用機器及び他のサブシステムなどの牽引用トラックの種々の
サブシステムに対する電力を監視して制御し得る。例えばPMM100は、特定
サブシステムに供給される電力の大きさを制御すべくパルス幅変調(PWM)を
提供し得る。故に、ライト、エンジン及びブレーキに印加される電圧は、寿命を
延ばすべく又は各構成要素をより良く制御すべく所望に応じて減少され得る。P
MM100はまた、好適にはPWMを用いてオルタネータに対する要求電力を監
視して調節し得る。例えば寒いときにバッテリ充電が少ないが電力使用が多いと
きにエンジンが始動された場合、電気系統はオルタネータ208から瞬間的に可
能な限り多量の電流を引き込もうとする。この状態はオルタネータ208に大き
なストレスを課してその寿命を縮める。PMM100は、オルタネータ208に
対するストレスが緩和されて最適レベルで維持されるように、オルタネータ20
8に対する要求電力を監視して調節する。これは、オルタネータ出力のPWMに
より達成される。
100に対しては、電力消費体として作用する数個のサブシステムが連結される
。例えばPMM100には、ライト、クランクモータ・ラッチ/保持コイル、ク
ランクモータ巻線、牽引用トラック内の他の装置、エンジン及びブレーキ、並び
に、居住用機器が連結される。これらは、ライト・ライン211、クランクモー
タ・ラッチ/保持コイル・ライン212、クランクモータ巻線ライン213、牽
引用トラック内の他の装置へのライン214、エンジン/ブレーキ・ライン21
5及び居住用機器ライン216を介して連結される。従って、図3に示された実
施例において、PMM100は2本のライン212,213を介してクランクサ
ブシステムに連結される。ライン211,212,213,214,215,2
16を用いてPMM100は、ライト、クランクサブシステムの部品、エンジン
及びブレーキ、居住用機器及び他のサブシステムなどの牽引用トラックの種々の
サブシステムに対する電力を監視して制御し得る。例えばPMM100は、特定
サブシステムに供給される電力の大きさを制御すべくパルス幅変調(PWM)を
提供し得る。故に、ライト、エンジン及びブレーキに印加される電圧は、寿命を
延ばすべく又は各構成要素をより良く制御すべく所望に応じて減少され得る。P
MM100はまた、好適にはPWMを用いてオルタネータに対する要求電力を監
視して調節し得る。例えば寒いときにバッテリ充電が少ないが電力使用が多いと
きにエンジンが始動された場合、電気系統はオルタネータ208から瞬間的に可
能な限り多量の電流を引き込もうとする。この状態はオルタネータ208に大き
なストレスを課してその寿命を縮める。PMM100は、オルタネータ208に
対するストレスが緩和されて最適レベルで維持されるように、オルタネータ20
8に対する要求電力を監視して調節する。これは、オルタネータ出力のPWMに
より達成される。
【0024】
PMM100はまた、スタータ(クランクサブシステム)、バッテリ207、
オルタネータ208、電球及び他のサブシステムなどの種々の部品に対する情報
を獲得し得る。動作のサイクル及び激しさを知ることは、これらの部品の実際の
使用状態を知る正確な手法である。これを知ることで、最適なメンテナンスの予
定が使用され得る。これにより、予定時点の以前における各部品の修理若しくは
交換が回避される。これはまた、期限到来時に各部品の修理又は交換の失念を回
避するものでもある。
オルタネータ208、電球及び他のサブシステムなどの種々の部品に対する情報
を獲得し得る。動作のサイクル及び激しさを知ることは、これらの部品の実際の
使用状態を知る正確な手法である。これを知ることで、最適なメンテナンスの予
定が使用され得る。これにより、予定時点の以前における各部品の修理若しくは
交換が回避される。これはまた、期限到来時に各部品の修理又は交換の失念を回
避するものでもある。
【0025】
本発明によるPMM100は電源を制御することにより、電源の不当な枯渇の
防止を助力し、或いは電源の状態を管理し得る。図4は、本発明によるPMM1
0,100を用いて電力生成及び/又は蓄積を制御する方法60のハイレベルフ
ローチャートである。ステップ62では、電力生成及び/又は蓄積を制御する命
令がPMM10,100のコントローラに与えられる。命令はコントローラに対
し、電力生成及び/又は蓄積が如何にして、かつ如何なる状態で制御されるべき
かを示す。例えばステップ62でコントローラに対し提供される命令は、始動の
間にてオルタネータに対する要求電力が制御されることで電力生成を制御すべき
ことを示してもよい。同様に命令は、バッテリに供給されるべき電力が制御され
ることから電力蓄積が制御されるべきことを示してもよい。オルタネータ及び/
又はバッテリなどの電源が接続される単一又は複数のスイッチは次に、コントロ
ーラに対し提供された命令に従いステップ64にて開閉される。尚、方法60は
図1Fに示された方法50の特定の場合と考えられる。図4に戻ると、一定の実
施例においてスイッチはステップ64にて二方向切替えされてPWMを提供する
。故に、電力生成及び/又は蓄積が制御され得る。故にオルタネータ及び/又は
バッテリなどの電源の性能及び寿命は改善され得る。
防止を助力し、或いは電源の状態を管理し得る。図4は、本発明によるPMM1
0,100を用いて電力生成及び/又は蓄積を制御する方法60のハイレベルフ
ローチャートである。ステップ62では、電力生成及び/又は蓄積を制御する命
令がPMM10,100のコントローラに与えられる。命令はコントローラに対
し、電力生成及び/又は蓄積が如何にして、かつ如何なる状態で制御されるべき
かを示す。例えばステップ62でコントローラに対し提供される命令は、始動の
間にてオルタネータに対する要求電力が制御されることで電力生成を制御すべき
ことを示してもよい。同様に命令は、バッテリに供給されるべき電力が制御され
ることから電力蓄積が制御されるべきことを示してもよい。オルタネータ及び/
又はバッテリなどの電源が接続される単一又は複数のスイッチは次に、コントロ
ーラに対し提供された命令に従いステップ64にて開閉される。尚、方法60は
図1Fに示された方法50の特定の場合と考えられる。図4に戻ると、一定の実
施例においてスイッチはステップ64にて二方向切替えされてPWMを提供する
。故に、電力生成及び/又は蓄積が制御され得る。故にオルタネータ及び/又は
バッテリなどの電源の性能及び寿命は改善され得る。
【0026】
図5〜8Dは、PMM10,100を使用する電力生成及び電力蓄積を制御す
るための本発明による方法及びシステムの実施形態を示している。図5は、本発
明による電力管理モジュールを用いて電源電圧レベルに依り電力を遮断する方法
460の一実施例を示している。ステップ461では、電源、特に電力を蓄積す
るバッテリの電圧が特定レベルより高いか否かが決定される。このレベルは、種
々の理由により異なり得る。例えばこのレベルは、オルタネータなどの電力生成
器が動作しているときは更に高くなり得る。ステップ461において決定された
電圧は、オルタネータのものを示すものでもよい。故に、そのオルタネータが機
能を停止すれば、バッテリが放電しないことが確実となる。もし電圧レベルが上
記レベルより高くなければ、ステップ462にて、PMM10,100内で電源
を電力消費体に接続する少なくとも一個のスイッチは開成され又は開成されたま
まとされる(閉成は許容されない)。但し、電源の電圧が上記特定レベルより高
い場合には、ステップ463にてスイッチは閉成され又は閉成の維持が許容され
る。次に、電源の電圧はステップ461に戻ることで監視され続ける。このよう
に、バッテリによる電力蓄積が制御可能である。
るための本発明による方法及びシステムの実施形態を示している。図5は、本発
明による電力管理モジュールを用いて電源電圧レベルに依り電力を遮断する方法
460の一実施例を示している。ステップ461では、電源、特に電力を蓄積す
るバッテリの電圧が特定レベルより高いか否かが決定される。このレベルは、種
々の理由により異なり得る。例えばこのレベルは、オルタネータなどの電力生成
器が動作しているときは更に高くなり得る。ステップ461において決定された
電圧は、オルタネータのものを示すものでもよい。故に、そのオルタネータが機
能を停止すれば、バッテリが放電しないことが確実となる。もし電圧レベルが上
記レベルより高くなければ、ステップ462にて、PMM10,100内で電源
を電力消費体に接続する少なくとも一個のスイッチは開成され又は開成されたま
まとされる(閉成は許容されない)。但し、電源の電圧が上記特定レベルより高
い場合には、ステップ463にてスイッチは閉成され又は閉成の維持が許容され
る。次に、電源の電圧はステップ461に戻ることで監視され続ける。このよう
に、バッテリによる電力蓄積が制御可能である。
【0027】
図6Aは、本発明によるPMM10,100を用いて電源電圧レベルに依る優
先度に基づき電力を遮断するシステム465の一実施例を示している。システム
465は、電源としてバッテリ及びオルタネータを有し、PMM10,100を
利用する牽引用トラックに関して記載される。電力は各ライン466を介し、バ
ッテリから、エンジンが駆動している場合にはオルタネータから提供される。電
力はライン467,468,469に対し電力を供給する。PMM100(他の
部品は明示的には示されていない)の一部であるスイッチ470,471,47
2は、ライン467,468,469に対し電力が提供されるか否かを決定する
。ライン467は、優先度1即ち最高優先度の負荷である電力消費体へと電力を
供給する。ライン468は、優先度2即ち次に高い優先度の負荷である電力消費
体へと電力を供給する。ライン469は、優先度3即ち最低優先度の電力消費体
へと電力を供給する。バッテリの電圧が一定レベル以下に低下したとき、各負荷
はそれらの優先度に基づき接続解除される。従って、スイッチ472を開成して
ライン469が第1に接続解除される。次に、スイッチ471を開成してライン
469が接続解除される。ライン467は、スイッチ470を開成することで最
後に接続解除される。尚、電力消費体に対する電力を遮断する上では、バッテリ
の電圧以外の又はこれに付加される判定基準が使用され得る。例えば負荷に対す
る電力は、オルタネータがバッテリを充電する能力に基づいて遮断され得る。コ
ントローラ(図6Aには図示せず)は、閉成されるべきスイッチがあるときは、
どのスイッチが閉成されるかを決定し、各スイッチが優先度の順序で閉成される
ことを確実にする。電力消費大河優先度に基づき接続解除されるため、バッテリ
などの電源による電力蓄積が制御可能である。
先度に基づき電力を遮断するシステム465の一実施例を示している。システム
465は、電源としてバッテリ及びオルタネータを有し、PMM10,100を
利用する牽引用トラックに関して記載される。電力は各ライン466を介し、バ
ッテリから、エンジンが駆動している場合にはオルタネータから提供される。電
力はライン467,468,469に対し電力を供給する。PMM100(他の
部品は明示的には示されていない)の一部であるスイッチ470,471,47
2は、ライン467,468,469に対し電力が提供されるか否かを決定する
。ライン467は、優先度1即ち最高優先度の負荷である電力消費体へと電力を
供給する。ライン468は、優先度2即ち次に高い優先度の負荷である電力消費
体へと電力を供給する。ライン469は、優先度3即ち最低優先度の電力消費体
へと電力を供給する。バッテリの電圧が一定レベル以下に低下したとき、各負荷
はそれらの優先度に基づき接続解除される。従って、スイッチ472を開成して
ライン469が第1に接続解除される。次に、スイッチ471を開成してライン
469が接続解除される。ライン467は、スイッチ470を開成することで最
後に接続解除される。尚、電力消費体に対する電力を遮断する上では、バッテリ
の電圧以外の又はこれに付加される判定基準が使用され得る。例えば負荷に対す
る電力は、オルタネータがバッテリを充電する能力に基づいて遮断され得る。コ
ントローラ(図6Aには図示せず)は、閉成されるべきスイッチがあるときは、
どのスイッチが閉成されるかを決定し、各スイッチが優先度の順序で閉成される
ことを確実にする。電力消費大河優先度に基づき接続解除されるため、バッテリ
などの電源による電力蓄積が制御可能である。
【0028】
電力消費体に対する電力を電力消費体の優先度に基づき接続解除すべく、シス
テム465と組合せて使用され得る多くの方法がある。更に、特定の優先度の負
荷が遮断されるべき一個以上の電圧レベルがある。例えば図6B,6Cは、電力
消費体の優先度に基づき電力消費体を接続解除する2つの方法を示している。優
先順位付けは、電子レンジ又は冷房などの様にユーザがそれほど重要でないと考
える負荷が、更に重要と思われる負荷よりも先に遮断され得るのが望ましい。更
には、種々の電力消費体の優先度、並びに、バッテリがそれ以上に維持されるの
が望まれる電圧レベルは、ユーザ設定可能とされ得る。
テム465と組合せて使用され得る多くの方法がある。更に、特定の優先度の負
荷が遮断されるべき一個以上の電圧レベルがある。例えば図6B,6Cは、電力
消費体の優先度に基づき電力消費体を接続解除する2つの方法を示している。優
先順位付けは、電子レンジ又は冷房などの様にユーザがそれほど重要でないと考
える負荷が、更に重要と思われる負荷よりも先に遮断され得るのが望ましい。更
には、種々の電力消費体の優先度、並びに、バッテリがそれ以上に維持されるの
が望まれる電圧レベルは、ユーザ設定可能とされ得る。
【0029】
図6Bは、本発明によるPMM100を用いて電源電圧レベルに依る優先度に
基づき電力を遮断する方法475の一実施例を示している。ステップ475では
、バッテリの電圧が好適なレベルより高いか否かが決定される。好適なレベルは
好適には、事前に決定されてコントローラ内にプログラムされる。ステップ47
5は好適には、バッテリの電圧を測定すると共に上記コントローラを用いて測定
済電圧を好適なレベルと比較することで実施される。バッテリの電圧が好適なレ
ベルより低く低下していない場合には、ステップ475は反復される。故に、バ
ッテリの電圧は監視され続ける。バッテリの電圧が好適なレベルより低く低下し
ている場合には、一個以上の電力消費体若しくは負荷はそれらの優先度に基づき
ステップ477にて遮断される。
基づき電力を遮断する方法475の一実施例を示している。ステップ475では
、バッテリの電圧が好適なレベルより高いか否かが決定される。好適なレベルは
好適には、事前に決定されてコントローラ内にプログラムされる。ステップ47
5は好適には、バッテリの電圧を測定すると共に上記コントローラを用いて測定
済電圧を好適なレベルと比較することで実施される。バッテリの電圧が好適なレ
ベルより低く低下していない場合には、ステップ475は反復される。故に、バ
ッテリの電圧は監視され続ける。バッテリの電圧が好適なレベルより低く低下し
ている場合には、一個以上の電力消費体若しくは負荷はそれらの優先度に基づき
ステップ477にて遮断される。
【0030】
図6Cは、本発明によるPMM100を用いて電源電圧レベルに依り優先度に
基づき電力を遮断する方法478の一実施例の更に詳細なフローチャートである
。ステップ479ではバッテリの電圧が好適なレベルより高いか否かが決定され
る。好適なレベルは好適には、事前に決定されてコントローラ内にプログラムさ
れる。ステップ479は好適には、バッテリの電圧を測定すると共にコントロー
ラを使用して測定済電圧を所望レベルと比較することで実施される。もしバッテ
リの電圧が依然として所望レベルより高ければ、ステップ479が反復される。
故に、バッテリの電圧は監視され続ける。バッテリの電圧が所望レベルより低く
低下している場合には、ステップ480では、現在において電力を受けている最
低優先度の負荷(電力消費体)が決定される。次に、ステップ481では最低優
先度の負荷が遮断される。ステップ481は、PMM100内における最低優先
度の負荷に対する適切なスイッチを開成することで、PMM100のコントロー
ラにより実施される。次にステップ482により、全ての負荷が遮断されたか否
かが決定される。もしそうであれば、更なる負荷は遮断され得ず、この方法は終
了する。そうでない場合には、ステップ479及び適切な付加的ステップが反復
される。負荷は図5〜6Cに示されたメカニズムを用いて遮断され得ることから
、バッテリの性能が高められ、かつ寿命は延ばされ得る。さらに、エンジンをク
ランク軸回転するために必要な最小限の充電は維持され得る。
基づき電力を遮断する方法478の一実施例の更に詳細なフローチャートである
。ステップ479ではバッテリの電圧が好適なレベルより高いか否かが決定され
る。好適なレベルは好適には、事前に決定されてコントローラ内にプログラムさ
れる。ステップ479は好適には、バッテリの電圧を測定すると共にコントロー
ラを使用して測定済電圧を所望レベルと比較することで実施される。もしバッテ
リの電圧が依然として所望レベルより高ければ、ステップ479が反復される。
故に、バッテリの電圧は監視され続ける。バッテリの電圧が所望レベルより低く
低下している場合には、ステップ480では、現在において電力を受けている最
低優先度の負荷(電力消費体)が決定される。次に、ステップ481では最低優
先度の負荷が遮断される。ステップ481は、PMM100内における最低優先
度の負荷に対する適切なスイッチを開成することで、PMM100のコントロー
ラにより実施される。次にステップ482により、全ての負荷が遮断されたか否
かが決定される。もしそうであれば、更なる負荷は遮断され得ず、この方法は終
了する。そうでない場合には、ステップ479及び適切な付加的ステップが反復
される。負荷は図5〜6Cに示されたメカニズムを用いて遮断され得ることから
、バッテリの性能が高められ、かつ寿命は延ばされ得る。さらに、エンジンをク
ランク軸回転するために必要な最小限の充電は維持され得る。
【0031】
図7Aは、電圧源により提供される電力をPMM10,100により漸減する
方法450の一実施例を示している。方法450は、電源により供給される電圧
を漸減する任意のPMM10,100と共に使用され得る。例えばPWMは、図
8A〜8Dに関連して以下に記載されるように、バッテリの充電を調整すべくオ
ルタネータや他の電力生成装置などの電力供給源の電圧を漸減させるためのもの
であってもよい。PWMは、図3に関連して上記されたように、オルタネータか
らの電力を調整するために使用することも可能である。斯かる場合に二方向切替
えされるスイッチが、オルタネータと装置の他の部分との間に接続され得る。P
WMは、始動の間に装置がオルタネータから過剰電力を引き出すのを防止する上
で有用である。斯かる場合、電力消費体への電力入力ではなく、電源(例えばオ
ルタネータ)による電力出力の調節が望ましい。PWMはスパイクの抑制を促進
することも可能である。例えば牽引用トラックのクランクサブシステムなどの部
品が始動されたとき、高スパイクに達する吸引電流の上昇は調節されない。ピー
ク電流は平均電流の4倍となり得る。この高電流の殺到は、電気系統にストレス
を与える。PMM10,100は、PWMに類似した手法で各スイッチをON,
OFFにすることにより、ピーク突入電流を制限することが可能である。故に、
電流スパイクの大きさは減少される。このため、電力生成、或いは敷く席がPW
Mを使用して制御可能である。
方法450の一実施例を示している。方法450は、電源により供給される電圧
を漸減する任意のPMM10,100と共に使用され得る。例えばPWMは、図
8A〜8Dに関連して以下に記載されるように、バッテリの充電を調整すべくオ
ルタネータや他の電力生成装置などの電力供給源の電圧を漸減させるためのもの
であってもよい。PWMは、図3に関連して上記されたように、オルタネータか
らの電力を調整するために使用することも可能である。斯かる場合に二方向切替
えされるスイッチが、オルタネータと装置の他の部分との間に接続され得る。P
WMは、始動の間に装置がオルタネータから過剰電力を引き出すのを防止する上
で有用である。斯かる場合、電力消費体への電力入力ではなく、電源(例えばオ
ルタネータ)による電力出力の調節が望ましい。PWMはスパイクの抑制を促進
することも可能である。例えば牽引用トラックのクランクサブシステムなどの部
品が始動されたとき、高スパイクに達する吸引電流の上昇は調節されない。ピー
ク電流は平均電流の4倍となり得る。この高電流の殺到は、電気系統にストレス
を与える。PMM10,100は、PWMに類似した手法で各スイッチをON,
OFFにすることにより、ピーク突入電流を制限することが可能である。故に、
電流スパイクの大きさは減少される。このため、電力生成、或いは敷く席がPW
Mを使用して制御可能である。
【0032】
方法450は好適には、図1Fに示される方法50を使用してPMM10,1
00にプログラム命令が与えられた後に開始される。図7A,3を参照する。ス
テップ451にて、PMM100のコントローラは、特定のサブシステムに対し
て電源から提供される電圧が好適なレベルにあるか否かを決定する。ステップ4
51は、特定時点にてサブシステムに提供された電圧を特定レベルと比較するこ
とにより、又は、その電圧が特定時点にて漸減されるべきことを決定することに
より実施され得る。特定の電圧、即ち、電圧が漸減されるべきとの決定は、図1
Fの方法50のステップ52にて入力されたプログラムに与えられた情報及び命
令に基づき、或いは、図4の方法60のステップ62にて入力された命令を使用
してなされ得る。再び図7A,3を参照する。電圧が好適なレベルであれば、ス
テップ452ではそのサブシステムに対するスイッチが閉成される。電圧が好適
なレベルになければ、ステップ453にてコントローラは、漸減電圧に好適な速
度にて適切なスイッチの開閉を命令することによりパルス幅変調を提供する。一
実施例において、スイッチが開閉されるべき速度は既知とされる。斯かる実施例
においてステップ453は、その既知速度にて単にスイッチを開閉する段階を含
み得る。
00にプログラム命令が与えられた後に開始される。図7A,3を参照する。ス
テップ451にて、PMM100のコントローラは、特定のサブシステムに対し
て電源から提供される電圧が好適なレベルにあるか否かを決定する。ステップ4
51は、特定時点にてサブシステムに提供された電圧を特定レベルと比較するこ
とにより、又は、その電圧が特定時点にて漸減されるべきことを決定することに
より実施され得る。特定の電圧、即ち、電圧が漸減されるべきとの決定は、図1
Fの方法50のステップ52にて入力されたプログラムに与えられた情報及び命
令に基づき、或いは、図4の方法60のステップ62にて入力された命令を使用
してなされ得る。再び図7A,3を参照する。電圧が好適なレベルであれば、ス
テップ452ではそのサブシステムに対するスイッチが閉成される。電圧が好適
なレベルになければ、ステップ453にてコントローラは、漸減電圧に好適な速
度にて適切なスイッチの開閉を命令することによりパルス幅変調を提供する。一
実施例において、スイッチが開閉されるべき速度は既知とされる。斯かる実施例
においてステップ453は、その既知速度にて単にスイッチを開閉する段階を含
み得る。
【0033】
図7Bは、所望電圧のPWMを提供するステップ453の一実施例を示してい
る。ステップ454では、好適な電圧が決定される。ステップ455では、その
ときの電圧及び好適な電圧に基づきスイッチが開閉されるべき好適な速度が決定
される。次にステップ456では、スイッチが好適な速度で開閉される。
る。ステップ454では、好適な電圧が決定される。ステップ455では、その
ときの電圧及び好適な電圧に基づきスイッチが開閉されるべき好適な速度が決定
される。次にステップ456では、スイッチが好適な速度で開閉される。
【0034】
PMM10,100は牽引用トラックの電力も制御し得ることから、バッテリ
の状態は更に最適化される。それを行うためにPMM100は、バッテリの充電
を制御し、警報を発し又は監視を行い、且つ、牽引用トラックの電源及びサブシ
ステムを制御する。このようにしてPMM10,100は、電源における電力の
蓄積を制御する。図8Aは、バッテリが従来では如何にして充電されたか及び本
発明による電力管理モジュールが如何にしてバッテリを充電し得るかを示すグラ
フ600である。直線602及び604は、従来のシステムがバッテリを充電す
る範囲を温度に対して表している。直線606は、バッテリに対する所望の又は
理想的な充電を温度に対して表している。典型的に従来のシステムは、オルタネ
ータの出力の内で、牽引用トラックの各サブシステムにより消費されていない部
分を使用してバッテリを充電する。故に、オルタネータの出力及びバッテリへの
電力入力は制御されない。結果として、低温にて従来のシステムはバッテリを過
少充電する。これに加えて従来のシステムは、高温にてバッテリを過剰充電する
。しかし、本発明によるPMM100は、広範囲の温度にてバッテリが理想的に
、或いはほぼ理想的に充電される如く牽引用トラックを制御し得る。
の状態は更に最適化される。それを行うためにPMM100は、バッテリの充電
を制御し、警報を発し又は監視を行い、且つ、牽引用トラックの電源及びサブシ
ステムを制御する。このようにしてPMM10,100は、電源における電力の
蓄積を制御する。図8Aは、バッテリが従来では如何にして充電されたか及び本
発明による電力管理モジュールが如何にしてバッテリを充電し得るかを示すグラ
フ600である。直線602及び604は、従来のシステムがバッテリを充電す
る範囲を温度に対して表している。直線606は、バッテリに対する所望の又は
理想的な充電を温度に対して表している。典型的に従来のシステムは、オルタネ
ータの出力の内で、牽引用トラックの各サブシステムにより消費されていない部
分を使用してバッテリを充電する。故に、オルタネータの出力及びバッテリへの
電力入力は制御されない。結果として、低温にて従来のシステムはバッテリを過
少充電する。これに加えて従来のシステムは、高温にてバッテリを過剰充電する
。しかし、本発明によるPMM100は、広範囲の温度にてバッテリが理想的に
、或いはほぼ理想的に充電される如く牽引用トラックを制御し得る。
【0035】
図8Bは、本発明によるPMM10,100を用いてバッテリの充電を制御す
る方法610の一実施例のハイレベルフローチャートである。方法610は、図
1F又は図4に示された方法50若しくは60のステップ54若しくは64を実
施するものとして示されている。換言すると、方法610は事前に入力されたプ
ログラムに基づきPMM10,100のスイッチを制御する。ステップ612で
は、PMM100によりバッテリの状態が決定される。好適な実施形態において
ステップ612は、バッテリの温度、そのときの充電量、及び、バッテリのその
ときの温度における好適な充電量を決定する段階を含む。但しステップ612は
、他の要因を決定する段階を含み得る。ステップ614では、PMM10,10
0によりオルタネータの状態が決定される。ステップ614は好適には、オルタ
ネータの電流出力を決定する段階を含む。次にステップ616では、消費されつ
つある電力、又は、バッテリの充電に利用可能な電力が決定される。次にステッ
プ618では、バッテリの充電量が好適には理想的充電量の近傍へと制御される
。ステップ618は、オルタネータの出力、牽引用トラックのサブシステムによ
り消費される電力、又は、バッテリへの電力入力の制御を含み得る。例えば、オ
ルタネータは更に少ない電力を出力すべく制御され得るか、又は、バッテリに対
して提供される電力を減少すべくPWMが使用され得る。好適実施例において、
PMM10,100のスイッチはオルタネータ及びバッテリの間に連結される。
PMM10,100は好適にはPWMを用いて、バッテリを流れる電力を調節す
べく上記スイッチを開閉する。故に、バッテリの充電が制御され得る。バッテリ
の充電が理想的に、或いはほぼ理想的に制御され得ることから、バッテリの性能
が高められ、かつ寿命が延ばされ得る。
る方法610の一実施例のハイレベルフローチャートである。方法610は、図
1F又は図4に示された方法50若しくは60のステップ54若しくは64を実
施するものとして示されている。換言すると、方法610は事前に入力されたプ
ログラムに基づきPMM10,100のスイッチを制御する。ステップ612で
は、PMM100によりバッテリの状態が決定される。好適な実施形態において
ステップ612は、バッテリの温度、そのときの充電量、及び、バッテリのその
ときの温度における好適な充電量を決定する段階を含む。但しステップ612は
、他の要因を決定する段階を含み得る。ステップ614では、PMM10,10
0によりオルタネータの状態が決定される。ステップ614は好適には、オルタ
ネータの電流出力を決定する段階を含む。次にステップ616では、消費されつ
つある電力、又は、バッテリの充電に利用可能な電力が決定される。次にステッ
プ618では、バッテリの充電量が好適には理想的充電量の近傍へと制御される
。ステップ618は、オルタネータの出力、牽引用トラックのサブシステムによ
り消費される電力、又は、バッテリへの電力入力の制御を含み得る。例えば、オ
ルタネータは更に少ない電力を出力すべく制御され得るか、又は、バッテリに対
して提供される電力を減少すべくPWMが使用され得る。好適実施例において、
PMM10,100のスイッチはオルタネータ及びバッテリの間に連結される。
PMM10,100は好適にはPWMを用いて、バッテリを流れる電力を調節す
べく上記スイッチを開閉する。故に、バッテリの充電が制御され得る。バッテリ
の充電が理想的に、或いはほぼ理想的に制御され得ることから、バッテリの性能
が高められ、かつ寿命が延ばされ得る。
【0036】
図8Cは、ステップ618を実施してバッテリの充電量を所望レベルへと制御
する方法の一実施例のハイレベルフローチャートである。ステップ620では、
理想的充電量のためにバッテリに供給されるべき理想的電力が決定される。ステ
ップ620は好適には、図8Bに示された方法610のステップ612で決定さ
れたバッテリの特性を用いて実施される。図8Cを再び参照する。ステップ62
2において、理想的電力がその他の場合にはバッテリに供給されるであろう電力
よりも低い場合には、オルタネータからバッテリに提供される電力がPWMを用
いて漸減されることによりバッテリに理想的電力が提供される。その他の場合に
バッテリに供給されるであろう電力は好適には、図8Bに示された方法610の
ステップ614で決定されたオルタネータの状態と、ステップ616において消
費されつつある電力とを用いて決定される。図8Cに戻るとステップ622は、
バッテリに提供される電力を理想的電力へと漸減するに十分な速度にて、オルタ
ネータとバッテリとの間の一個以上のスイッチを二方向切替えすることで実施さ
れる。理想的電力がその他の場合にはバッテリに提供されるであろう電力よりも
少ない場合には、ステップ624により電力がバッテリに提供される。好適な実
施形態においてステップ624は、他の電力消費体に対して電力が提供された後
、残存する全ての利用可能な電力をバッテリに提供する。故にPWMを用いてP
MM10,100は、バッテリを理想的レベルに又はその近傍に充電し得る。
する方法の一実施例のハイレベルフローチャートである。ステップ620では、
理想的充電量のためにバッテリに供給されるべき理想的電力が決定される。ステ
ップ620は好適には、図8Bに示された方法610のステップ612で決定さ
れたバッテリの特性を用いて実施される。図8Cを再び参照する。ステップ62
2において、理想的電力がその他の場合にはバッテリに供給されるであろう電力
よりも低い場合には、オルタネータからバッテリに提供される電力がPWMを用
いて漸減されることによりバッテリに理想的電力が提供される。その他の場合に
バッテリに供給されるであろう電力は好適には、図8Bに示された方法610の
ステップ614で決定されたオルタネータの状態と、ステップ616において消
費されつつある電力とを用いて決定される。図8Cに戻るとステップ622は、
バッテリに提供される電力を理想的電力へと漸減するに十分な速度にて、オルタ
ネータとバッテリとの間の一個以上のスイッチを二方向切替えすることで実施さ
れる。理想的電力がその他の場合にはバッテリに提供されるであろう電力よりも
少ない場合には、ステップ624により電力がバッテリに提供される。好適な実
施形態においてステップ624は、他の電力消費体に対して電力が提供された後
、残存する全ての利用可能な電力をバッテリに提供する。故にPWMを用いてP
MM10,100は、バッテリを理想的レベルに又はその近傍に充電し得る。
【0037】
図8Dは、本発明によるPMM100を用いて電力を制御する方法650の一
実施例のフローチャートである。ステップ652では、オルタネータの温度、電
圧及び電流、バッテリの電圧及び電流、及び、サブシステム(電力消費体)の電
圧及び電流がPMMにより監視される。ステップ654では、バッテリの充電の
状態、充電速度及び放電速度が計算される。バッテリの状態は、ステップ656
にて決定される。ステップ658では、バッテリの状態が特定レベルより低く劣
化したか否かが決定される。もしそうでなければ、ステップ652に戻る。もし
そうであれば、ステップ670では警報が発せられる。故に、バッテリの状態が
監視されて所望レベルより高く維持され得る。好適には、所望レベルはバッテリ
が機能しなくなるレベルより高いものである。警報が提供されることから、バッ
テリが機能しなくなる前にユーザはバッテリを取り替えるか他の処置を取り得る
。故に、バッテリの不測の故障が回避され得る。
実施例のフローチャートである。ステップ652では、オルタネータの温度、電
圧及び電流、バッテリの電圧及び電流、及び、サブシステム(電力消費体)の電
圧及び電流がPMMにより監視される。ステップ654では、バッテリの充電の
状態、充電速度及び放電速度が計算される。バッテリの状態は、ステップ656
にて決定される。ステップ658では、バッテリの状態が特定レベルより低く劣
化したか否かが決定される。もしそうでなければ、ステップ652に戻る。もし
そうであれば、ステップ670では警報が発せられる。故に、バッテリの状態が
監視されて所望レベルより高く維持され得る。好適には、所望レベルはバッテリ
が機能しなくなるレベルより高いものである。警報が提供されることから、バッ
テリが機能しなくなる前にユーザはバッテリを取り替えるか他の処置を取り得る
。故に、バッテリの不測の故障が回避され得る。
【0038】
上記の機能に加え、本発明によるPMM100は特定のサブシステムの特性を
学習して可能的故障を診断し得る。個々の部品を含んでいてもよいサブシステム
は典型的に、時間の関数として個々の電流及び電圧の特性を有する。これらの特
性に基づきPMM100は電源を制御することで、目前の故障を診断すると共に
、斯かる故障に対して電力を切断したりユーザに対し警報を提供するなどの処置
を取り得る。図8Cに示された方法は、バッテリに対する斯かる機能を提供する
と考えられ得る。
学習して可能的故障を診断し得る。個々の部品を含んでいてもよいサブシステム
は典型的に、時間の関数として個々の電流及び電圧の特性を有する。これらの特
性に基づきPMM100は電源を制御することで、目前の故障を診断すると共に
、斯かる故障に対して電力を切断したりユーザに対し警報を提供するなどの処置
を取り得る。図8Cに示された方法は、バッテリに対する斯かる機能を提供する
と考えられ得る。
【0039】
以上よりPMMは、そのコントローラ、スイッチ、内部センサ又は他の構成要
素を利用して、インテリジェントスイッチとして機能し得る。故にPMMは種々
の要因に基づき、PMMが使用されている装置の種々の部分に対する電力を制御
し得る。PMMは電力供給により電力の生成及び蓄積を制御することが可能であ
る。結果として、電源の性能は改善され、電源及び装置の他の部分の信頼性は高
められ、且つ、故障は低減される。
素を利用して、インテリジェントスイッチとして機能し得る。故にPMMは種々
の要因に基づき、PMMが使用されている装置の種々の部分に対する電力を制御
し得る。PMMは電力供給により電力の生成及び蓄積を制御することが可能であ
る。結果として、電源の性能は改善され、電源及び装置の他の部分の信頼性は高
められ、且つ、故障は低減される。
【0040】
電力の生成及び蓄積を制御可能なインテリジェント電力管理システムに対する
方法及びシステムが開示された。本発明は図示された実施形態により記載された
が、当業者であれば、実施形態に対する変形例が存在し得ると共にこれらの変形
例は本発明の精神及び有効範囲の範囲内であることを容易に理解し得る。故に当
業者であれば、添付の請求の範囲の精神及び有効範囲から逸脱せずに多くの改変
を為し得る。
方法及びシステムが開示された。本発明は図示された実施形態により記載された
が、当業者であれば、実施形態に対する変形例が存在し得ると共にこれらの変形
例は本発明の精神及び有効範囲の範囲内であることを容易に理解し得る。故に当
業者であれば、添付の請求の範囲の精神及び有効範囲から逸脱せずに多くの改変
を為し得る。
【図1A】 本発明によるインテリジェント電力管理システムの一実施例の
ハイレベルブロック図。
ハイレベルブロック図。
【図1B】 本発明によるインテリジェント電力管理システムの一実施例の
ブロック図。
ブロック図。
【図1C】 装置と連結されたインテリジェント電力管理システムの一実施
例のブロック図。
例のブロック図。
【図1D】 装置と連結されたインテリジェント電力管理システムの一実施
例のブロック図である。
例のブロック図である。
【図1E】 インテリジェント電力管理システムのスイッチが装置の一部に
対し如何にして連結されるかを示す一実施例のブロック図。
対し如何にして連結されるかを示す一実施例のブロック図。
【図1F】 本発明による電力管理モジュールの機能を示すハイレベルフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図2A】 牽引用トラックで使用される本発明による電力管理モジュール
の一実施例のハイレベルブロック図。
の一実施例のハイレベルブロック図。
【図2B】 牽引用トラックで使用される本発明による電力管理モジュール
の一実施例の別のハイレベルブロック図。
の一実施例の別のハイレベルブロック図。
【図3】 牽引用トラックで使用される本発明による電力管理モジュールの
一実施例の更に詳細なブロック図。
一実施例の更に詳細なブロック図。
【図4】 本発明による電力管理モジュールを用いて電力生成又は蓄積を制
御する方法の一実施例を示すフローチャート。
御する方法の一実施例を示すフローチャート。
【図5】 本発明による電力管理モジュールを用いて電源電圧レベルに依り
電力を遮断する方法の一実施例を示すフローチャート。
電力を遮断する方法の一実施例を示すフローチャート。
【図6A】 本発明による電力管理モジュールを用いて電源電圧レベルに依
り優先度に基づき電力を遮断するシステムの一実施例を示す概念図。
り優先度に基づき電力を遮断するシステムの一実施例を示す概念図。
【図6B】 本発明による電力管理モジュールを用いて電源電圧レベルに依
り優先度に基づき電力を遮断するシステムの一実施例を示す概念図。
り優先度に基づき電力を遮断するシステムの一実施例を示す概念図。
【図6C】 本発明による電力管理モジュールを用いて電源電圧レベルに依
り優先度に基づき電力を遮断するシステムの他の実施例を示すフローチャート。
り優先度に基づき電力を遮断するシステムの他の実施例を示すフローチャート。
【図7A】 本発明による電力管理モジュールを用いて電力を漸減する方法
の一実施例を示すフローチャート。
の一実施例を示すフローチャート。
【図7B】 本発明による電力管理モジュールを用いて電力を漸減する方法
の別実施例を示すフローチャート。
の別実施例を示すフローチャート。
【図8A】 従来バッテリが充電される様子、及び、本発明による電力管理
モジュールがバッテリを充電する様子を示すグラフ。
モジュールがバッテリを充電する様子を示すグラフ。
【図8B】 本発明による電力管理モジュールを用いてバッテリの充電を制
御する方法の一実施例を示すハイレベルフローチャート。
御する方法の一実施例を示すハイレベルフローチャート。
【図8C】 本発明による電力管理モジュールを用いて所望レベルへのバッ
テリの充電を制御する方法の一実施例のハイレベルフローチャート。
テリの充電を制御する方法の一実施例のハイレベルフローチャート。
【図8D】 本発明による電力管理モジュールを用いて電力を制御する方法
の一実施例のフローチャート。
の一実施例のフローチャート。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG
,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,
RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,
AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C
A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM
,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,
GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K
E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS
,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,
MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R
U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM
,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN,
YU,ZA,ZW
(72)発明者 ジェサ、アリー アミラリ
アメリカ合衆国 98121 ワシントン州
シアトル フォース アベニュー 2400
ナンバー 102
(72)発明者 トムセン、イェス
デンマーク国 DK−2300 コペンハーゲ
ン エス. イルランドベイ 102
Fターム(参考) 5G003 AA07 BA01 CC02 DA17 DA18
GC05
Claims (26)
- 【請求項1】 電源に接続された少なくとも1つのスイッチと、 該少なくとも1つのスイッチに接続され、少なくとも1つのスイッチと少なく
とも1つのコントローラとが前記電源により生成される電力を管理可能であるよ
うに、前記少なくとも1つのスイッチの開閉制御を前記コントローラに出力され
る指令に基づいて行うための少なくとも1つのコントローラとからなる電源を備
えた装置において電力を管理するためのシステム。 - 【請求項2】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記電源により提供
される電力の一部にパルス幅変調を付与すべく前記スイッチを切り替える請求項
1に記載のシステム。 - 【請求項3】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記少なくとも1つ
のスイッチに接続された装置の一部に関する少なくとも1つの優先度に基づきス
イッチの開閉を制御する請求項1に記載のシステム。 - 【請求項4】 前記システムは前記電力供給が特定のレベルを下回ったとき
に警告を発する請求項1に記載のシステム。 - 【請求項5】 前記電力供給にはバッテリが含まれ、前記警告を発するべき
か否かを決定するために該バッテリの状態が監視される請求項4に記載のシステ
ム。 - 【請求項6】 前記システムの特性を監視し、前記少なくとも1つのコント
ローラに信号を出力するための内部センサと、 前記少なくとも1つのコントローラは内部センサから信号を受信し、同内部セ
ンサからの信号に基づき前記少なくとも1つのスイッチを開閉することとからな
る請求項1に記載のシステム。 - 【請求項7】 前記内部センサは温度センサを有し、かつ前記少なくとも1
つのスイッチは該少なくとも1つのスイッチの温度が特定の温度を超えるか否か
に基づき開閉される請求項6に記載のシステム。 - 【請求項8】 電源に接続された少なくとも1つのスイッチを設ける工程と
、 該少なくとも1つのスイッチに接続され、少なくとも1つのスイッチと少なく
とも1つのコントローラとが前記電源により生成される電力を管理可能であるよ
うに、前記少なくとも1つのスイッチの開閉制御を前記コントローラに出力され
る指令に基づいて行うための少なくとも1つのコントローラを設ける工程とから
なる電源を備えた装置において電力を管理するための方法。 - 【請求項9】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記電源により供給
される電力の一部にパルス幅変調を付与すべく前記スイッチを切り替える請求項
8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記少なくとも1
つのスイッチに接続された装置の一部に関する少なくとも1つの優先度に基づき
スイッチの開閉を制御する請求項8に記載の方法。 - 【請求項11】 前記システムは前記電力供給が特定のレベルを下回ったと
きに警告を発する請求項8に記載の方法。 - 【請求項12】 前記電力供給にはバッテリが含まれ、前記警告を発するべ
きか否かを決定するために該バッテリの状態が監視される請求項11に記載の方
法。 - 【請求項13】 前記システムの特性を監視し、前記少なくとも1つのコン
トローラに信号を出力するための内部センサと、前記少なくとも1つのコントロ
ーラは内部センサから信号を受信し、同内部センサからの信号に依り前記少なく
とも1つのスイッチを開閉することとを有する請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 前記内部センサは温度センサを有し、かつ該少なくとも1
つのスイッチの温度が特定の温度を超える場合には前記少なくとも1つのスイッ
チが開成される請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 電源を備えた装置において電力を管理するための方法であ
って、電源により供給される電力を制御するために少なくとも1つのスイッチと
少なくとも1つのコントローラとを使用する工程からなり、前記少なくとも1つ
のスイッチは前記電源に接続され、前記少なくとも1つのコントローラは前記ス
イッチに接続され、前記少なくとも1つのスイッチと少なくとも1つのコントロ
ーラとが前記電源により生成される電力を管理可能であるように、前記少なくと
も1つのスイッチの開閉制御を前記コントローラに出力される指令に基づいて行
うためのものである方法。 - 【請求項16】 電源に接続された少なくとも1つのスイッチと、 該少なくとも1つのスイッチに接続され、少なくとも1つのスイッチと少なく
とも1つのコントローラとが前記電源により蓄積される電力を管理可能であるよ
うに、前記少なくとも1つのスイッチの開閉制御を前記コントローラに出力され
る指令に基づいて行うための少なくとも1つのコントローラとからなる電源を備
えた装置において電力を管理するためのシステム。 - 【請求項17】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記電源により蓄
積される電力の一部にパルス幅変調を付与すべく前記スイッチを切り替える請求
項16に記載のシステム。 - 【請求項18】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記少なくとも1
つのスイッチに接続された装置の一部に関する少なくとも1つの優先度に基づき
スイッチの開閉を制御する請求項16に記載のシステム。 - 【請求項19】 前記システムは前記電力供給が特定のレベルを下回ったと
きに警告を発する請求項16に記載のシステム。 - 【請求項20】 前記電力供給にはバッテリが含まれ、前記警告を発するべ
きか否かを決定するために該バッテリの状態が監視される請求項18に記載のシ
ステム。 - 【請求項21】 電源に接続された少なくとも1つのスイッチを設ける工程
と、 該少なくとも1つのスイッチに接続され、少なくとも1つのスイッチと少なく
とも1つのコントローラとが前記電源により蓄積される電力を管理可能であるよ
うに、前記少なくとも1つのスイッチの開閉制御を前記コントローラに出力され
る指令に基づいて行うための少なくとも1つのコントローラを設ける工程とから
なる電源を備えた装置において電力を管理するための方法。 - 【請求項22】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記電源により提
供される電力の一部にパルス幅変調を付与すべく前記スイッチを切り替える請求
項21に記載の方法。 - 【請求項23】 前記少なくとも1つのコントローラは、前記少なくとも1
つのスイッチに接続された装置の一部に関する少なくとも1つの優先度に基づき
スイッチの開閉を制御する請求項21に記載の方法。 - 【請求項24】 前記システムは前記電力供給が特定のレベルを下回ったと
きに警告を発する請求項21に記載の方法。 - 【請求項25】 前記電力供給にはバッテリが含まれ、前記警告を発するべ
きか否かを決定するために該バッテリの状態が監視される請求項24に記載の方
法。 - 【請求項26】 電源を備えた装置において電力を管理するための方法であ
って、電源により供給される電力を制御するために少なくとも1つのスイッチと
少なくとも1つのコントローラとを使用する工程からなり、前記少なくとも1つ
のスイッチは前記電源に接続され、前記少なくとも1つのコントローラは前記ス
イッチに接続され、前記少なくとも1つのスイッチと少なくとも1つのコントロ
ーラとが前記電源により蓄積される電力を管理可能であるように、前記少なくと
も1つのスイッチの開閉制御を前記コントローラに出力される指令に基づいて行
うためのものである方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15338599P | 1999-09-10 | 1999-09-10 | |
US60/153,385 | 1999-09-10 | ||
PCT/US2000/040804 WO2001018836A1 (en) | 1999-09-10 | 2000-09-01 | System and method for controlling power generation and storage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003509988A true JP2003509988A (ja) | 2003-03-11 |
Family
ID=22547000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001522563A Pending JP2003509988A (ja) | 1999-09-10 | 2000-09-01 | 電力の生成及び蓄積の制御システム及び方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1212771A1 (ja) |
JP (1) | JP2003509988A (ja) |
AU (1) | AU8037100A (ja) |
WO (1) | WO2001018836A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008290705A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-12-04 | Stmicroelectronics Inc | 電気装置及び短絡回路保護の分類用の集積回路及び方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8381329B2 (en) | 2006-10-24 | 2013-02-26 | Bradley Fixtures Corporation | Capacitive sensing for washroom fixture |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4358812A (en) * | 1981-02-04 | 1982-11-09 | Motorola, Inc. | Driver circuit for use with inductive loads or the like |
JP3496982B2 (ja) * | 1994-07-15 | 2004-02-16 | 三菱電機株式会社 | 電磁接触器 |
-
2000
- 2000-09-01 EP EP00971082A patent/EP1212771A1/en not_active Withdrawn
- 2000-09-01 JP JP2001522563A patent/JP2003509988A/ja active Pending
- 2000-09-01 AU AU80371/00A patent/AU8037100A/en not_active Abandoned
- 2000-09-01 WO PCT/US2000/040804 patent/WO2001018836A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008290705A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-12-04 | Stmicroelectronics Inc | 電気装置及び短絡回路保護の分類用の集積回路及び方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU8037100A (en) | 2001-04-10 |
EP1212771A1 (en) | 2002-06-12 |
WO2001018836A1 (en) | 2001-03-15 |
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