JPH05501193A - Storage battery charging control device with temperature-sensitive voltage monitoring device - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 感Ｂ　ｒ′？、−’ 註ｍ 肢」 本発明は、一般的に実際の電池電圧及び電池温度に応答して蓄電池の充電を行う 作用をする充電制御回路の分野に間する０本発明はまた、電圧監視回路に関し、 より詳細には電圧を温度の関数として監視する回路に関する。[Detailed description of the invention] Feeling B r′? ,−’ Note "limbs" The present invention generally performs battery charging in response to actual battery voltage and battery temperature. The present invention also relates to a voltage monitoring circuit, which operates in the field of charging control circuits. More particularly, it relates to circuits that monitor voltage as a function of temperature.

先行技術凶論五 自動車電気系統に用いられているようなＮ電池は使用後再充電して電池の全電気 容量を回復しなければならない。蓄電池を完全に充電することが望まれるが、電 池を過充電することにより電池を破損してしまう可能性がある。従って自動車電 池充電システムは電池電圧を監視して電圧が低い時に電池を充電しなければなら ないが、電池電圧が所定の限度に近づいた時に充電を制限しなければならない。Prior art theory 5 N batteries, such as those used in automobile electrical systems, must be recharged after use to discharge all of the battery's electricity. Capacity must be restored. Although it is desirable to fully charge the storage battery, Overcharging the battery may damage the battery. Therefore, auto electric The battery charging system must monitor the battery voltage and charge the battery when the voltage is low. However, charging must be limited when the battery voltage approaches a predetermined limit.

この所定の限度はガス発生電圧、即ち電解液が解離して水素及び酸素を発生する 時の電圧によって定義される。蓄電池の充電の状態は電池電圧がガス発生電圧に 近づく時に最大になる。ガス発生電圧は電池の温度に依存し、電池温度に反比例 する。「冷」電池が高いガス発生電圧を有するのに対して、「熱」電池は低いガ ス発生電圧を有する０例えば、第１図は典型的な１２ボルトの自動車蓄電池の温 度対ガス発生電圧を示している。電池電圧が特定の温度に対するガス発生電圧よ り高くなると、電池の電解液は解離を開始する。電池の充電の状態は第１図に示 されているようにガス発生電圧のすぐ下で最大になるため、［熱」電池ガス発生 電圧にしか充電されない「冷」電池はその容量をかなり下回る。従って、電池を 充電の最高の状態に維持するために、電池電圧はガス発生電圧曲線を追跡しなけ ればならない。This predetermined limit is the gas generation voltage, i.e. the voltage at which the electrolyte dissociates to generate hydrogen and oxygen. Defined by the voltage at the time. The charging state of the storage battery is determined when the battery voltage reaches the gas generation voltage. Maximum when approaching. Gas generation voltage depends on battery temperature and is inversely proportional to battery temperature do. A "cold" battery has a high gas generation voltage, whereas a "hot" battery has a low gas generation voltage. For example, Figure 1 shows the temperature of a typical 12 volt automobile battery. It shows the degree versus gas generation voltage. The battery voltage is equal to the gas generation voltage for a specific temperature. As the temperature rises, the battery electrolyte begins to dissociate. The state of charge of the battery is shown in Figure 1. [thermal] battery gas generation is at its maximum just below the gas generation voltage as shown in A "cold" battery that is only charged to voltage is well below its capacity. Therefore, the battery To maintain the best state of charge, the battery voltage must track the gassing voltage curve. Must be.

１つの先行技術の充電システムは電池充電電圧を電圧調節器の温度の関数として 制限する感温特徴を有している。しかしながら、この電圧調節器はしばしば電池 から物理的に分離されるために、従ってしばしば電池と異なった温度に置かれる 。ｒｙｑえば、電圧調節器が交流発電機の上又は交流発電機の中に取り付けられ る場合、この電圧調節器は蓄電池温度よりも一般的に高い交流発電機の温度を検 知する。加うるに、交流発電機に自動車内の種々の電気付属品によって大きな負 荷がかけられると、交流発電機は有意な温度上昇を体験する。この温度上昇によ って電圧調節器は電池充電電圧を制限し、従って電池は充電不足になる。この影 響はエンジンを始動し且つ乗物の電気付属品を作動するという電池に対する要求 が非常に高くなる寒気において誇張されがちである。電圧調節器及び交流発電機 に対する大きな負荷は電圧調節器の温度を上昇せしめ、従って「冷」電池と「熱 」電圧調節器との温度差を誇張してしまう。その結果、乗物の電気系統に対する 大きな電気的負荷の故に電池がその高い充電状態に置かれなければならない時で ある寒気の期間中電池はかなり充電不足になってしまう。One prior art charging system changes the battery charging voltage as a function of the temperature of the voltage regulator. It has restrictive temperature-sensitive characteristics. However, this voltage regulator often to be physically separated from the battery and therefore often placed at a different temperature than the battery . ryq, the voltage regulator is installed on or in the alternator. the voltage regulator detects the alternator temperature, which is typically higher than the battery temperature. know In addition, the alternator is heavily loaded by various electrical accessories in the car. When loaded, the alternator experiences a significant temperature increase. This temperature increase Therefore, the voltage regulator limits the battery charging voltage and therefore the battery becomes undercharged. this shadow Hibiki is a requirement for batteries to start the engine and operate the vehicle's electrical accessories. It tends to be exaggerated in cold weather when the temperature is very high. Voltage regulator and alternator A large load on the battery will cause the temperature of the voltage regulator to rise, thus creating a "cold" battery and a "hot" battery. ” Exaggerates the temperature difference with the voltage regulator. As a result, When the battery has to be placed in its high state of charge due to a large electrical load. During some periods of cold weather, batteries can become significantly depleted.

電池温度を測定するための別の先行技術の方法は、電池のすぐ近くに置かれた感 温抵抗の使用を通して行なわれる。しかしながら、この抵抗は交流発電器又は電 圧調節器によって測定されるため、正確な測定を保証するために付加的な特別な 配線を必要とする。Another prior art method for measuring battery temperature is to use a sensor placed in close proximity to the battery. This is done through the use of temperature resistance. However, this resistance Because it is measured by a pressure regulator, an additional special Requires wiring.

従って、本発明の目的は、測定された電池電圧と電池温度との組きせにおいて蓄 電池が充電されるべき時を決定するのに用いられ得る感温電圧監視装置を提供す ることにある。Therefore, it is an object of the present invention to Provides a temperature sensitive voltage monitoring device that can be used to determine when a battery should be charged. There are many things.

本発明の別の目的は、蓄電池を与えられた電池温度に対してその最高の充電状態 に維持する充電システム制御装置を提供することにある。Another object of the invention is to bring the accumulator to its highest state of charge for a given battery temperature. The object of the present invention is to provide a charging system control device that maintains the charging system.

本発明のまた別の目的は、充電システム電圧を電圧調節器又は交流発電機温度の 関数として制御する充電制御システム装置を提供することにある。Another object of the invention is to adjust the charging system voltage to a voltage regulator or alternator temperature. An object of the present invention is to provide a charge control system device that controls functions.

本発明の更に別の目的は、充電システム電圧を電気付属品使用の関数として調節 する充電システム制御装置を提供することにある。Yet another object of the invention is to adjust the charging system voltage as a function of electrical accessory usage. An object of the present invention is to provide a charging system control device for controlling a charging system.

本発明の別の目的は、集積回路技術を用いて製造され得る感温電圧監視装置を提 供することにある。Another object of the invention is to provide a temperature sensitive voltage monitoring device that can be manufactured using integrated circuit technology. It is about providing.

本発明の更に別の目的は、集積回路技術を用いて製造され得る交流発電機制御装 置を提供することにある。Yet another object of the invention is to provide an alternator control system that can be manufactured using integrated circuit technology. The aim is to provide a

及吸の！わ 本発明は、前記の目的及び特徴、実際の電池電圧企電池のガス発生電圧曲線に対 応する内部基準電圧と、電池の使用温度範囲における所定範囲内の任意の温度に おいて比較するための比較器を含む電池監視装置において達成する。この電池監 視装置は、実際の電池電圧が所定の温度に対して内部基準電圧より低い時に電池 が充電されるべきことを示す比較器に応答する信号を供給するための出力ユニッ トを更に含んでいる。比較器は、特定の電池ガス発生電圧曲線を追跡するために 調節され得る温度係数を有する基準電圧セルを含んでいる。この禁止帯セル（ｂ ａｎｄ−ｇａｐｃｅ　Ｉ　ｌ　）は正又は負の温度係数を有することがてき且つ 線形だけでなく非線形基準電圧曲線に追従することができる。この装置が特定の 電池ガス発生電圧曲線により近くに近似することができるようにするために比較 器を更に論理的に接続することができる。Inhale! circle The present invention has the above-mentioned purpose and characteristics, and the present invention corresponds to the gas generation voltage curve of a battery considering the actual battery voltage. at any temperature within the specified internal reference voltage and battery operating temperature range. This is accomplished in a battery monitoring device that includes a comparator for comparing. This battery supervisor The device detects when the actual battery voltage is lower than the internal reference voltage for a given temperature. an output unit for providing a signal responsive to the comparator indicating that the It further includes: Comparator to track specific cell gas generation voltage curve It includes a reference voltage cell with an adjustable temperature coefficient. This forbidden band cell (b and-gap I l) can have a positive or negative temperature coefficient and It is possible to follow not only linear but also nonlinear reference voltage curves. If this device is Compare the cell gas generation voltage curve to be able to more closely approximate it. devices can be further logically connected.

本発明は、実際の充電電圧を所望の充電電圧曲線に対応する内部基準電圧と、所 定範囲における任意の温度において比較するための比較器を含む交流発電機制御 装置を更に含んでいる。この交流発電機制御装置は、実際の充電電圧が内部基準 電圧より高いかあるいは低くなった時に、所定の温度に対して指示する。交流発 電機制御装置は、任意の所望充電電圧曲線に追跡するためにその温度係数が調節 され得る禁止帯基準電圧セルを含んでいる。充電システムに対する電気的負荷に 応じて過大充電電圧を防ぐために付加的な比較器が交流発電機制御装置に配設さ れている。感温制御しきいを提供することにより感温充電システム部品を過大温 度から保護するために他の比較器が交流発電機制御装置に配設されている。交流 発電機制御装置は電池監視装置に更に応答し、与えられた温度及び電気系統のけ 加に対して電池をその最高の充電状態に維持する。交流発電機制御装置は、線形 及び非線形曲線だけでなく正又は負の温度係数を有する曲線を含む勾配の異なる 如何なる電圧曲線をも追跡することができる。加うるに、交流発電機制御装置は ２つ以上の基準電圧曲線を追跡することがてきる。The present invention combines the actual charging voltage with an internal reference voltage corresponding to the desired charging voltage curve. Alternator control including comparator for comparison at any temperature within a fixed range It further includes an apparatus. This alternator control device uses the actual charging voltage as an internal standard. Indicates a predetermined temperature when the voltage is higher or lower. AC departure Electric control device adjusts its temperature coefficient to track any desired charging voltage curve includes a forbidden band reference voltage cell that can be Electrical load on charging system Depending on the It is. Provides temperature-sensitive control thresholds to prevent temperature-sensitive charging system components from overheating. Another comparator is placed in the alternator controller to protect against Alternating current The generator control system is further responsive to the battery monitoring system and maintains the battery at its highest state of charge. Alternator control device is linear and different slopes, including nonlinear curves as well as curves with positive or negative temperature coefficients. Any voltage curve can be tracked. In addition, the alternator control device More than one reference voltage curve can be tracked.

本発明の装置は集積回路技術を用いて製造することができる。加うるに、この回 路は２つの別々の集積回路に分割することができ、第１の回路は温度、′電圧監 視機能を含み、第２の回路は電池充電制御回路を含んでいる。電池温度の正確な 監視を行うために、温度、′電圧測定回路が乗物の電池のすぐ近くにあるいはそ れと密接に接触して取り付けられている。交流発電機の温度の正確な測定を行う ために、充電制御回路は乗物の交流発電機のすぐ近くにあるいはこれと密接して 取り付けられている。The device of the invention can be manufactured using integrated circuit technology. In addition, this time The circuit can be split into two separate integrated circuits, the first circuit being used for temperature and voltage monitoring. The second circuit includes a battery charging control circuit. Accurate battery temperature Temperature and voltage measurement circuits must be placed in close proximity to or near the vehicle battery to perform monitoring. installed in close contact with the Make accurate measurements of alternator temperature In order to installed.

本発明の前記及び池の目的、特徴及び利点は添付図面と関連して読まれるべき本 発明の以下の詳細な説明から、且つ詳細な説明の終りに付記されている請求の範 囲からよりたやすく理解され明白となろう。The foregoing objects, features and advantages of the present invention should be read in conjunction with the accompanying drawings. From the following detailed description of the invention and the claims appended at the end of the detailed description, It will be more easily understood and obvious from the surroundings.

２血Ω簡単を説明 図面において、 第１図は、公称１２ボルトの鉛−酸電池のための感温電圧限度を示し且つガス発 生限度を示すグラフであり、 第２［２Ｉは、自動車充電システムにおける温度、・′電圧監視装置と充電シス テム制御装置との相互接続を示す本発明の略ブロック図であり、第３図は、第２ 図のシステムにおける蓄電池温度と電池電圧の所望相関関係を示すグラフであり 、 第４図は、第２図のシステムにおける交流発電機温度と充電システム電圧との間 の所望相関関係を示すグラフであり、第５図は、第３図に示されている蓄電池温 度、／電圧曲線を追跡するのに用いられ得る装置の略ブロック図であり、 第６図は、電圧を温度の関数として監視するための本発明の回路の例示的略図で あり、 第７図は、第４１２１１に示されている交流発電機温度、／充電系統電圧曲線を 追跡するのに用いられ得る交流発電機制御装置の例示的略ブロック図であり、第 ８図は、電池温度と電池電圧との所望相ｒｌｌＪ関係を示す複数のそれぞｔＬの 直線部分を有するグラフであり、そして 第９区は、第８図に示されている蓄電池温度／′電圧曲線を追跡するのに用いら れ得る装置の略ブロック図である。2 Blood Ω simple explanation In the drawing, Figure 1 shows the temperature sensitive voltage limits for a nominal 12 volt lead-acid battery and It is a graph showing the raw limit, The second [2I is the temperature in the vehicle charging system, the voltage monitoring device and the charging system. FIG. 3 is a schematic block diagram of the present invention showing interconnections with a system controller; 2 is a graph showing the desired correlation between storage battery temperature and battery voltage in the system shown in FIG. , Figure 4 shows the relationship between alternator temperature and charging system voltage in the system of Figure 2. FIG. 5 is a graph showing the desired correlation between the storage battery temperature and the temperature shown in FIG. 1 is a schematic block diagram of an apparatus that may be used to track voltage/voltage curves; FIG. 6 is an exemplary schematic diagram of a circuit of the present invention for monitoring voltage as a function of temperature. can be, Figure 7 shows the AC generator temperature/charging system voltage curve shown in No. 41211. 1 is an exemplary schematic block diagram of an alternator controller that may be used to track Figure 8 shows a plurality of tL values showing the desired phase rllJ relationship between battery temperature and battery voltage. is a graph with a straight line section, and Section 9 is used to track the battery temperature/'voltage curve shown in Figure 8. 1 is a schematic block diagram of an apparatus that may be used.

詳胆な説明 例示のみの目的のために、且つ一般性を限定しないために、本発明は自動車の電 気系統におけるその使用に言及して説明される。しかしながら、当業者は本発明 の特徴及び機能が自動車の電気系統以外の応用に有用であることを了解しよう。detailed explanation For purposes of illustration only and without limiting generality, the present invention Explained with reference to its use in the air system. However, a person skilled in the art will understand that the invention It will be appreciated that the features and functionality of this product are useful for applications other than automotive electrical systems.

第１図は、１２ボルト自動車電池のための典型的なガス発生電圧曲線１０を示し ている、ガス発生電圧は電解液が解離し水素及び酸素を発生して電池を破損する 点である。第１図に示すように、与えられた温度に対して、電池電圧が特性曲！ ！１０の上に上昇した場合、ガス発生が生じる。ガス発生電圧は電池温度とは逆 に変ｆヒする０乗物の電池をその最高の充電状態に維持するために、乗物の充電 システムは、電池の充電状態が与えられた電池温度に対してガス発生電圧のすぐ 下で最大になるためガス発生曲線に追従すべきである。FIG. 1 shows a typical gas generation voltage curve 10 for a 12 volt automotive battery. The gas generation voltage will cause the electrolyte to dissociate and generate hydrogen and oxygen, damaging the battery. It is a point. As shown in Figure 1, for a given temperature, the battery voltage is a characteristic curve! ! If it rises above 10, gas evolution occurs. Gas generation voltage is opposite to battery temperature To maintain the vehicle battery at its highest state of charge, charge the vehicle. The system detects that the battery state of charge is very close to the gas generation voltage for a given battery temperature. It should follow the gas generation curve because it reaches its maximum at the bottom.

第２０は、本発明の装置を用いている自動車充電システムを示している。を池監 視装置２０が密接に物理的に接触した状態で配置されており、これにより電池及 び電池監視装置が同じ温度に置かれるようにしている。この電池監視装置は結線 ３２及び３４を経由して電池端子に接続されている。充電システムは更に、交流 発電機４０を含んでおり、交流発電機４０は交流発電機４０が電流を発生すべき 時にパワートランジスタ５０によって配線結線４２を通して励起電流を供給する ことを必要とする。交流発電機４０からの交流を直流に変えるために整流器６０ が配設されている。交流発電機のための励起電流は電池監視装置２０によって測 定される電池電圧及び温度の関数として、そしてヘントランプ８０が点灯してい るかいないかに拘らず、ライン７２の信号によって示されるように交流発電機制 御装置７０によって制御される。交流発電機制御装置はどのデバイスが最も微妙 な温度特性を有するかに応じて、パワートランジスタ５、交流発電ｗ１３、ある いは整流器６に密接した物理的接触の状態で配置されている。充電システムが同 じハウジング内に含まれている交流発電機及び整流器等の組きせデバイスを用い ている場き、交流発電機制御装置は組合せデバイスに密接した物理的接触の状態 に配置される。交流発電機制御装置及び最も温度に敏感な特徴を有するデバイス は従って同じ温度に置かれる。電池監視装置は電池を充電するために信号ライン ７４を経由して交流発電機！１Ｉｌｊ１１装置にき図する。No. 20 shows a car charging system using the device of the present invention. Director Ike The visual devices 20 are placed in close physical contact, thereby allowing the battery and and battery monitoring equipment are placed at the same temperature. This battery monitoring device is wired It is connected to the battery terminal via 32 and 34. The charging system is also The alternator 40 includes a generator 40, and the alternator 40 is configured to generate an electric current. An excitation current is sometimes provided through wiring connection 42 by power transistor 50. It requires that. A rectifier 60 to convert the alternating current from the alternator 40 into direct current. is installed. The excitation current for the alternator is measured by battery monitoring device 20. As a function of the battery voltage and temperature determined, whether the alternator is in control or not, as indicated by the signal on line 72. It is controlled by a control device 70. Which device is the most sensitive for alternator control equipment? The power transistor 5, the AC power generator w13, or or is placed in close physical contact with the rectifier 6. The charging system is the same using combination devices such as alternators and rectifiers contained within the same housing. When the alternator controller is in close physical contact with the combination device will be placed in Alternator controls and devices with the most temperature-sensitive characteristics are therefore placed at the same temperature. Battery monitoring device uses signal line to charge the battery Alternator via 74! 1Ilj11 device.

作動の間、この後より詳細に説明されるように、電池監視装置２０は電池が充電 されるべきか否かを示す特定の温度における実際の電池電圧の関数として制御信 号を信号ライン７４を通して出力する。電池監視装置は、実際の電池電圧、′温 度を第］２１の曲線に対応する内部基準電圧と比較することにより、電池が充電 されるべきか否かを決定する。電池監視装置は、実際の電池電圧が内部基準電圧 より低い時に電池が充電されるべきかを決定する。Ｔ４池監視装置は、励起電流 を交流発電機に供給するために信号ライン７４を経由して交流発電機制御装置７ ０に１図する。交流発電機制御装置は、励起電流を信号ライン７６、パワートラ ンジスタ５０、及び交流発電機配線結線４２を経由して交流発電機に供給する。During operation, battery monitoring device 20 detects whether the battery is charging or not, as will be explained in more detail below. control signal as a function of the actual battery voltage at a particular temperature. The signal is output through signal line 74. The battery monitoring device monitors the actual battery voltage and temperature. By comparing the voltage with the internal reference voltage corresponding to the [21st] curve, the battery is charged. Determine whether it should be done or not. The battery monitoring device makes sure that the actual battery voltage is the internal reference voltage. Determine when the battery should be charged. T4 pond monitoring device has excitation current to the alternator controller 7 via a signal line 74 to supply the alternator with Add 1 to 0. The alternator controller directs the excitation current to signal line 76, power is supplied to the alternator via register 50 and alternator wiring connection 42.

交流発電機制御装置は、実際の充電システム電圧と第４図に示されている曲線に 対応する内部基準電圧との比較が実際の充電システム電圧が内部基準電圧より低 いことを示す時に充電電流を電池に供給するために交流発電機にき図する。The alternator controller will match the actual charging system voltage to the curve shown in Figure 4. Comparison with the corresponding internal reference voltage indicates that the actual charging system voltage is lower than the internal reference voltage. An alternator is connected to supply charging current to the battery when the battery is in a state of failure.

第３図は、第１Ｉ２１に示されている電池電圧ガス発生曲線１０に対する所望制 御限度を示すグラフである。第３図における電池ガス発生制御曲線９０は３つの 別りの部分９２．９４及び９６を含んでいる。約１０℃の下では、第３図におけ る曲線の部分９２によ−）て示されているように、充電システムは電池をその最 高の充電状態に維持するために電池を１４．４ボルトに充電すべきである。１０ ℃と４０℃との間では、第３図における曲線の部分９４に示されるように、電池 は電池の温度が１０℃上昇する毎に１４．４ボルドー３５ミリボルトの電圧に充 電すべきである。４０℃と９０℃の間では、第３図の曲線の部分９６によって示 されるように、電池は電池の温度の４０℃上昇する毎に１３．３５ボルドー１１ ミリボルトの電圧に充電すべきである。第３図の曲線は一４０℃から＋９０℃の 電池の使用温度範囲にわたって適用される。この範囲外の温度は電池の使用能力 外と考慮される。FIG. 3 shows the desired control for the cell voltage gas evolution curve 10 shown in FIG. 1I21. This is a graph showing the control limit. The battery gas generation control curve 90 in FIG. Includes separate portions 92, 94 and 96. At about 10℃, in Figure 3 The charging system charges the battery to its maximum value, as shown by portion 92 of the curve. The battery should be charged to 14.4 volts to maintain a high state of charge. 10 ℃ and 40℃, as shown in curve section 94 in FIG. is charged to a voltage of 14.4 Bordeaux and 35 millivolts for every 10°C rise in battery temperature. Should be electric. Between 40°C and 90°C, the curve 96 in FIG. As shown, the battery loses 13.35 Bordeaux 11 for every 40°C increase in battery temperature. Should be charged to millivolt voltage. The curve in Figure 3 is from -40°C to +90°C. Applies over the battery's operating temperature range. Temperatures outside this range will affect the battery's usability. Considered outside.

電池電圧基準曲線は、第３図に示されるように、第５図に図示されるような電池 監視装置２０等の装置を用いて追跡され得る。この電池監視装置は、電池が充電 されるべき時を示す温度変化電圧しきいを供給するように設計されている。この 電池監視装置は、実際の電池電圧／温度と第３図の曲線に対応する内部基準電圧 を比較することによりこの機能を実行する。電池の実際の電圧及び温度が第３図 の曲線に対応する内部基準電圧を下回る場６、電池監視装置２０は電池が充電を 必要としていることを示す信号を信号ライン７４を通して発生する。電池監視装 ！２０は、第５図に示されるように、バイアスユニット２００、比較器ユニット ３００及び４００、並びに出カニニット２００を含んでいる。これらのユニット はこれ以降詳細に述べられるように相互接続されている。比較器ユニフト３００ は、その勾配が第３図に示されている曲線の部分９４の勾配に対応する温度係数 を有しており、比較器ユニット４００はその勾配が第３図に示されている曲線の 部分９６の勾配に対応する温度係数を有している。従って、比較器ユニット３０ ０は１０℃と４０℃の温度に対して電池充電を排他的に制御する。比較器ユニッ ト４００は４０℃と９０℃の間の温度に対して電池充電を排他的にｆｄ１９１１ する。The battery voltage reference curve is as shown in FIG. It may be tracked using a device such as monitoring device 20. This battery monitoring device is designed to ensure that the battery is not charging It is designed to provide a temperature-varying voltage threshold that indicates when it should be used. this The battery monitoring device monitors the internal reference voltage corresponding to the actual battery voltage/temperature and the curve in Figure 3. It performs this function by comparing. Figure 3 shows the actual voltage and temperature of the battery. below the internal reference voltage corresponding to the curve 6, the battery monitoring device 20 detects that the battery is not charging. A signal is generated on signal line 74 indicating what is needed. battery monitoring device ! 20, as shown in FIG. 5, a bias unit 200 and a comparator unit. 300 and 400, and Dekanit 200. these units are interconnected as detailed hereinafter. Comparator unit 300 is the temperature coefficient whose slope corresponds to the slope of portion 94 of the curve shown in FIG. , and the comparator unit 400 has a slope of the curve shown in FIG. It has a temperature coefficient corresponding to the slope of portion 96. Therefore, comparator unit 30 0 exclusively controls battery charging for temperatures of 10°C and 40°C. Comparator unit The FD1911 400 allows battery charging exclusively for temperatures between 40°C and 90°C. do.

電池監視装置の機能は、第５図に示されるように、電池が充電を必要としている ことを示す信号を電池温度及び電池電圧の関数として出力することである。斯か る電池監視装置のための例示的な回路が第６区に示されている。凌者の図面に言 及し、比較器ユニフト３００を実施するのに用いられる回路について先ず述べる ことにする。トランジスタ３０２及び３０４は抵抗３０６，３０８及び３１０と 共に、ンリノトステート調節電圧供給の題を有し、本発明の同一の譲り受入に譲 り受けられた米国特許第３，８８７，８６３号に開示されているように基本的禁 止帯セルを構成している。米国特許第３．８８７，８６３号の明細書は本明細書 に参照として引用される。トランジスタ３１２はダイオード接続されており、ト ランジスタ３０２のベースとＢ−又は共通ノード３１４との間に現われている電 圧に第２ベース−エミッタ電圧を付加する。ベース−エミッタ電圧Ｖ８．が負の 温度係数を有することはトランジスタの周知の特徴である。従って、抵抗３０６ が大きくなると、この抵抗の両端の電圧が正の温度係数を有する場き、その温度 係数はトランジスタ３１２の負の温度係数を絶対温度に比例する電圧でもって補 償する。この全体の効果は、禁止帯セルが平衡に達する電圧を倍にすることであ る。禁止帯セルによって平衡が達成される点はトランジスタ３０２及び３０４の コしクタ電圧における如何なる変化によっても影響を受ける６従って、トランジ スタ３１６及び３１８は、コレクタ電圧変化を最小限にするために、トランジス タ３０２及び３０４にそれぞれカスコードの形て接続されている。トランジスタ ３０２及び３０４のコレクタ電流はそれぞれトランジスタ３１６及び３１８を通 して、トランジスタ３０２及び３０４に対する活性負荷として作用する制御され たベータトランジスタ３２０に送られる。The battery monitoring device functions when the battery needs charging, as shown in Figure 5. The idea is to output a signal indicating this as a function of battery temperature and battery voltage. Is this so? An exemplary circuit for a battery monitoring device is shown in Section 6. Words on the drawings of Ryoja We will first discuss the circuitry used to implement comparator unit 300. I'll decide. Transistors 302 and 304 are connected to resistors 306, 308 and 310. Both have the title NRINOT STATE REGULATED VOLTAGE SUPPLY and are assigned to the same assignee of the present invention. Basic prohibitions as disclosed in U.S. Pat. No. 3,887,863 It constitutes a tourniquet cell. The specification of U.S. Pat. No. 3,887,863 is incorporated herein by reference. cited as a reference. Transistor 312 is diode-connected and has a transistor The voltage appearing between the base of transistor 302 and B- or common node 314 A second base-emitter voltage is added to the voltage. Base-emitter voltage V8. is negative Having a temperature coefficient is a well-known characteristic of transistors. Therefore, resistor 306 When becomes large, if the voltage across this resistor has a positive temperature coefficient, then the temperature The coefficient compensates for the negative temperature coefficient of transistor 312 with a voltage proportional to absolute temperature. make amends The overall effect of this is to double the voltage at which the bandgap cell reaches equilibrium. Ru. The point at which equilibrium is achieved by the bandgap cell is that transistors 302 and 304 6 Therefore, the transistor Stars 316 and 318 are transistors to minimize collector voltage changes. 302 and 304, respectively, in the form of a cascode. transistor The collector currents of 302 and 304 are passed through transistors 316 and 318, respectively. to act as an active load for transistors 302 and 304. is sent to beta transistor 320.

禁止帯セルの出力は、電圧増幅器として作用し、禁止帯セルがその平衡点を通過 した時に６図するトランジスタ３２４のベースに結線３２２を経由して送られる 。この平衡点の片側において、回路は電池が充電を必要としていることを示し、 一方この平衡点の他方の側では、回路は電池が充電されるべきでないことを示す 。The output of the bandgap cell acts as a voltage amplifier and the bandgap cell passes through its equilibrium point. When the voltage is 6, it is sent to the base of the transistor 324 via the connection 322. . On one side of this equilibrium point, the circuit indicates that the battery needs charging; While on the other side of this equilibrium point, the circuit indicates that the battery should not be charged. .

コレクタ電圧変化のトランジスタ３２４への影響を最少限にするために、トラン ジスタ３２６はトランジスタ３２４にカスコードの形で接続されている。To minimize the effect of collector voltage changes on transistor 324, Resistor 326 is connected to transistor 324 in cascode fashion.

切換しきいを正確に維持するために、トランジスタ３２４におけるコレクタ電流 はトランジスタ３３０からの電流によってノード３２８において平衡になる。In order to accurately maintain the switching threshold, the collector current in transistor 324 is balanced at node 328 by the current from transistor 330.

切換しきいにおいて、トランジスタ３３０における電流はダイオード接続された トランジスタ３１２における電流と等しくなるように設定される。トランジスタ ３１２における電流は、トランジスタ３２０における活性負荷電流に近似する禁 止帯セルを通過する電流である。その結果、トランジスタ３２４を通過する電流 は、出力トランジスタ５０２をオンにするためにトランジスタ３１２を通過する 電流と少なくとも等しくなければならない、その結果、平衡点において、トラン ジスタ３２４のベースを流はトランジスタ３２０のベース電流と等しくなるべき である。トランジスタ３２４及び３２０間のベース電流を等しくすると、ベース 電流によって回路に引きおこされるエラーが相殺され、従って回路全体のエラー が最少限になる。At the switching threshold, the current in transistor 330 is diode-connected. is set equal to the current in transistor 312. transistor The current in 312 is a forbidden current that approximates the active load current in transistor 320. This is the current passing through the tourniquet cell. As a result, the current passing through transistor 324 is passed through transistor 312 to turn on output transistor 502. must be at least equal to the current, so that at the equilibrium point, the transformer The current through the base of transistor 324 should be equal to the base current of transistor 320. It is. If the base currents between transistors 324 and 320 are equalized, the base The errors introduced into the circuit by the current cancel out and therefore reduce the overall error of the circuit. becomes the minimum.

トランジスタ３１２．トランジスタ３３０及び抵抗３３２の組合せは電流ミラー を形成している。トランジスタ３３０は平衡における抵抗３３２の両端の電圧降 下を補償するように寸法取りされている。トランジスタ３１２及び３３０のコレ クタ電流は従って等しくなっている。抵抗３３２はトランジスタ３３０の出力抵 抗を上昇し、出力部分５００に正のフィードバックを供給する。Transistor 312. The combination of transistor 330 and resistor 332 is a current mirror. is formed. Transistor 330 reduces the voltage drop across resistor 332 at equilibrium. Dimensions are taken to compensate for the bottom. This of transistors 312 and 330 The vector currents are therefore equal. Resistor 332 is the output resistance of transistor 330. resistor and provide positive feedback to the output section 500.

出カニニット５００に移ると、トランジスタ３２６はトランジスタ５０４のベー スを駆動する。トランジスタ５０４と５０６はダーリントン接続されており、出 力トランジスタ５０２のベースを駆動する。この例示の回Ｗ＠梢成の場合、禁止 帯セル電圧が平衡電圧を下回ると、トランジスタ３２４はオフに切り換えられ、 従って出力トランジスタ５０２はオフに切り換えられる。禁止帯セル電圧が平衡 点の上に上昇すると、トランジスタ３２４はオンに切り換えられ、これによりト ランジスタ５０４及び５０６を経由して出力トランジスタ５０２をオンに切り換 える。この特定の回路において、トランジスタ５０２が「オン」状態にあると、 ノード５０８における出力信号は電池が充電されるべきでないことを示し、一方 ノード５０８における出力信号はトランジスタ５０２が「オフ」状態にある時に 電池が充電されるべきであることを示す、禁止帯セル電圧が平衡電圧に向って上 昇すると、出力トランジスタ５０２のベースはオンに駆動を開始する。を流が抵 抗５１０を通して抵抗３３２に且つトランジスタ３３０のエミッタに流れる。ト ランジスタ３３０のエミッタ電圧が上昇し、これによりトランジスタ５０４のベ ースはより正に駆動される。これにより、出力トランジスタ５０２のベースによ り正の電圧が生じ、従って、抵抗５１０により多くの電流が流れる。今述べた再 生的効果により回路は平衡電圧の下のしきい位置に到達した時に「オフ」状態か らｒオン」状態に突然切り換わる。Moving to output unit 500, transistor 326 connects the base of transistor 504. drive the Transistors 504 and 506 are Darlington connected, and the output drive the base of power transistor 502; In the case of this example W@KozuNari, it is prohibited When the charged cell voltage falls below the equilibrium voltage, transistor 324 is turned off; Output transistor 502 is therefore turned off. Forbidden band cell voltage is balanced When the point rises above the point, transistor 324 is turned on, thereby causing the transistor 324 to turn on. Switching on output transistor 502 via transistors 504 and 506 I can do it. In this particular circuit, when transistor 502 is in the "on" state, The output signal at node 508 indicates that the battery should not be charged, while The output signal at node 508 is when transistor 502 is in the "off" state. The forbidden cell voltage rises towards the equilibrium voltage, indicating that the battery should be charged. When the voltage rises, the base of output transistor 502 begins to turn on. The flow is resisted. It flows through resistor 510 to resistor 332 and to the emitter of transistor 330. to The emitter voltage of transistor 330 increases, which causes the base of transistor 504 to rise. base is driven more positively. This allows the base of output transistor 502 to A more positive voltage is created and therefore more current flows through resistor 510. What I just mentioned Due to biological effects, the circuit is in an ``off'' state when it reaches a threshold position below the equilibrium voltage. The device suddenly switches to the “on” state.

斯かる正のフィードバックルーズによって切換しきいの前後に小さなヒステリシ スが生じる。その結果、禁止帯セル電圧が元の電圧トリガしきいを下回ると、電 圧増幅器トランジスタ３２４によって送られるコレクタ電流は、トランジスタ５ ０４をオフにするのに十分トランジスタ５０４のベース電圧を低下せしめるため に元のトリガレベルを下回らなければならない、し力化ながら、トランジスタ５ ０４がオフになり始めると、出力トランジスタ５０２のベース電圧が減少し、こ れにより抵抗５１０を流れる電流の量が減少する。抵抗５１０を蓬過する電流が 減少すると、トランジスタ３３０のエミッタの電圧も減少し、従って、トランジ スタ３３０のコレクタ電流が増加する。この結果、回路は出力トランジスタ５０ ２においてそのオフ状態に突然切り換わる。This loose positive feedback creates a small amount of hysteresis around the switching threshold. This causes a problem. As a result, when the forbidden cell voltage falls below the original voltage trigger threshold, the The collector current delivered by pressure amplifier transistor 324 is 04 to lower the base voltage of transistor 504 enough to turn off transistor 504. must be below the original trigger level, and while the power is on, transistor 5 04 begins to turn off, the base voltage of output transistor 502 decreases, and this This reduces the amount of current flowing through resistor 510. The current passing through the resistor 510 is As it decreases, the voltage at the emitter of transistor 330 also decreases, thus reducing the The collector current of star 330 increases. As a result, the circuit has output transistor 50 It suddenly switches to its off state at 2.

全ての切換え点におけるヒステリシスは出力トランジスタ５０２のオン／オフ状 態以外の状態を防止することが望ましい、オン及びオフ状態は比較的低い電力損 状態であり、中間状態は高い電力損状態である。The hysteresis at all switching points depends on the on/off state of the output transistor 502. It is desirable to prevent states other than the ON and OFF states, which have relatively low power dissipation. intermediate states are high power dissipation states.

次に、バイアスユニット２００の機能を実行するために用いられる回路が述べら れる。比較器３００及び４００のためのバイアス電流は、抵抗２０６に直列にな っているダイオード接続１−ランジスタ２０２及び２０４によって供給される。Next, the circuitry used to perform the functions of bias unit 200 will be described. It will be done. The bias current for comparators 300 and 400 is in series with resistor 206. diode connection 1 - supplied by transistors 202 and 204.

バイアス回路のノード２０８における電圧はダイオード接続トランジスタ２１０ ゜２１２及び２１４によって制限される。The voltage at node 208 of the bias circuit is connected to diode-connected transistor 210. 212 and 214.

次に、回路が第３図の電池ガス発生電圧曲線を追跡する方法が述べられる。出力 Ｉ・ランジスタ５０２の出力（即ちノード５０８）に与えられる信号は、電池が 充電されるべきか否かを示すために、電池温度の関数でなければならない、これ は、比較器３００の温度係数を第３図に示されている電池ガス発生電圧曲線部分 ９４に対応せしめることにより且つ比較器４００の温度係数を第３図に示されて いる電池ガス発生電圧曲線部分９６に対応せしめることにより達成される。比較 器３００に所要温度係数を与えることは、禁止帯セルの温度係数を調節し、抵抗 ３０６の値を選択して、これにより抵抗３０６の両端の電圧がトランジスタ３１ ２及び３０２のＶ、電圧の温度係数を補償しないようにすることによって達成さ れる。抵抗３０６の両端の電圧が所要補償電圧より小さくなるように抵抗３０６ の抵抗値が選択される場合、回路は負の温度係数を有する。一方、抵抗３０６の 抵抗値がより大きく作られ且つ抵抗３０６の両端の電圧降下が必要な補償電圧を 上回ると、回路は正の温度係数を有する。Next, the manner in which the circuit tracks the cell gas generation voltage curve of FIG. 3 will be described. output The signal provided to the output of I transistor 502 (i.e., node 508) indicates that the battery is This should be a function of battery temperature to indicate whether it should be charged or not. is the temperature coefficient of the comparator 300 in the battery gas generation voltage curve section shown in FIG. 94 and the temperature coefficient of comparator 400 as shown in FIG. This is achieved by making it correspond to the battery gas generation voltage curve portion 96. comparison Providing the required temperature coefficient to the cell 300 adjusts the temperature coefficient of the forbidden band cell and increases the resistance. 306 so that the voltage across resistor 306 is equal to or lower than transistor 31. 2 and 302 V, achieved by not compensating the temperature coefficient of the voltage. It will be done. The resistor 306 is connected such that the voltage across the resistor 306 is less than the required compensation voltage. If a resistance value of is selected, the circuit has a negative temperature coefficient. On the other hand, the resistor 306 The resistance value is made larger and the voltage drop across the resistor 306 provides the necessary compensation voltage. Above that, the circuit has a positive temperature coefficient.

抵抗３３６，３３８、並びにダイオード接続トランジスタ３４０からなる電圧分 割器が用いられて禁止帯セル入力電圧をＢ゛電圧電池に比率的に関連せしめる。Voltage component consisting of resistors 336, 338 and diode-connected transistor 340 A divider is used to proportionally relate the forbidden band cell input voltage to the B voltage cell.

ダイオード接続トランジスタ３４０は、カスコード効果を維持するために、カス コード接続トランジスタ３１８及び３１６のベースにおける電圧をトランジスタ ３０−１及び３０２のベースのＩＶｌｌＥ電圧レヘ電圧レバルれ保つ。しかしな がら、ダイオード接続トランジスタ３４０は温度依存性をノード３３４における 電圧に導入する。ノード３３４における電圧分割器出力の温度依存性は、禁止帯 セルの温度係数が電池ガス発生電圧曲線に近似的に対応する場きは補償されなけ ればならない。Diode-connected transistor 340 is connected to the cascode to maintain the cascode effect. The voltage at the bases of cord-connected transistors 318 and 316 is The voltage levels of the bases of 30-1 and 302 are maintained. However However, diode-connected transistor 340 reduces the temperature dependence at node 334. Introduce to voltage. The temperature dependence of the voltage divider output at node 334 is If the temperature coefficient of the cell corresponds approximately to the cell gas generation voltage curve, it must be compensated. Must be.

単純な禁止帯セルの平衡点Ｖ６は、（１００）　ｖ、＝ｖ、。＋ＴＣ・Ｔによっ て与えられる。The equilibrium point V6 of a simple forbidden band cell is (100) v,=v,. +By TC・T given.

分析的な便宜のために、抵抗３３６及び３３８を含む電圧分割器は、電圧分割器 の両端の実際の電圧から、その温度係数を含むダイオード接続トランジスタ３４ ０の両端の電圧だけ相殺されるものと考えられ得る。禁止帯セルに対する入力は 単純な抵抗分割器によって減少するノード３４８における単なる電圧として考え られ得る。従って、平衡電圧に対する平衡電圧の温度係数の比は電圧分割器出力 電圧に対する電圧分割器出力の温度係数の比と同してなければならない。即ち、 （１１０）　ＴＣ＝ＶＢＴＣ（Ｖ３）、）Ｖ　ｆｆ　ｊ　＋ ここでＴＣは温度係数であり、Ｖ３３４は禁止帯セルが平衡にある時のノード３ ３４における電圧分割器出力である。For analytical convenience, the voltage divider including resistors 336 and 338 is referred to as voltage divider from the actual voltage across the diode-connected transistor 34, including its temperature coefficient. It can be considered that only the voltages across 0 cancel out. The input for the forbidden zone cell is Think of it as just a voltage at node 348 reduced by a simple resistor divider. It can be done. Therefore, the ratio of the temperature coefficient of the balanced voltage to the balanced voltage is the voltage divider output It must be the same as the ratio of the temperature coefficient of the voltage divider output to the voltage. That is, (110) TC=VBTC(V3), )V ff j + where TC is the temperature coefficient and V334 is the node 3 when the forbidden band cell is in equilibrium. is the voltage divider output at 34.

式１００に単純に代入することにより、■が所要人力しきい電圧である場合、抵 抗３３６及び３３８によって形成される抵抗分割器の両端の有効電圧はちょうど 、ダイオード接続トランジスタ３４０の両端の電圧によって減少したノード３４ ８における電圧である。この電圧の温度係数は、 ここで”＠Ｋ　（Ｑ３４＊　）はトランジスタ３４０のベース−エミッタ電圧で ある。By simply substituting into Equation 100, if ■ is the required human power threshold voltage, then the resistance The effective voltage across the resistor divider formed by resistors 336 and 338 is just , node 34 reduced by the voltage across diode-connected transistor 340. This is the voltage at 8. The temperature coefficient of this voltage is Here, “@K (Q34*) is the base-emitter voltage of transistor 340. be.

この効果を補償するために、Ｖｚｉ４（即ち、禁止帯セルに対する入力電圧）の 温度係数は、 （１４０）　ＶＢ　＝１−Ｖｃｏ　−Ｖ！、Ｅ　（Ｑ３４．、）＋ＴＣ（Ｖ）− Ｔとなるようにするためにちょうど、式１３０の負となるべきである。To compensate for this effect, Vzi4 (i.e., the input voltage to the bandgap cell) The temperature coefficient is (140) VB = 1-Vco-V! , E (Q34.,)+TC(V)- It should be just the negative of Equation 130 to make it T.

一旦Ｖ６が決定されると、抵抗３０８は次の式から決定され得る。Once V6 is determined, resistance 308 can be determined from the following equation:

ｋｔ　、ｉｌ ここで３１．′ｊ２はトランジスタ３０２及びトランジスタ３０４のエミッタの 面積の比であり、ｉはトランジスタ３０２に対する作動電流であり、そしてＲ１ ゜６は抵抗３０８の値である。kt,il Here 31. 'j2 is the emitter of transistor 302 and transistor 304. where i is the operating current for transistor 302 and R1 6 is the value of the resistor 308.

抵抗３０６の値は以下の式から決定され得る。The value of resistor 306 can be determined from the following equation.

ここでＲ３゜６は抵抗３０６の値であり、Ｖａｔ　（Ｑ３１２）はトランジスタ ３１２のベース−エミッタ電圧であり、そしてＶａｚ（Ｑａ。２）はトランジス タ３０２のベース−エミッタ電圧である。Here, R3゜6 is the value of the resistor 306, and Vat (Q312) is the transistor 312 base-emitter voltage, and Vaz(Qa.2) is the transistor is the base-emitter voltage of data 302.

■が抵抗３３６．３３８１圧分割器における設計された温度電流である場き、（ １７０）　Ｒ，ｚ３ｍ” ここでＲ１３８は抵抗３３８の値であり、そしてここでＲ３゜は抵抗３３６の値 である。If ■ is the designed temperature current in the resistor 336.3381 pressure divider, then ( 170) R,z3m” where R138 is the value of resistor 338, and here R3° is the value of resistor 336. It is.

最後に、トランジスタ３０２及び３０４の間のインターベース抵抗の値であるＲ １１゜は、次の式から決定され得る。Finally, the value of the interbase resistance between transistors 302 and 304, R 11° can be determined from the following equation.

比較器３００の部品の値は、禁止帯セルの入力切換え電圧しきいを１°Ｃ当り１ ４．７５ボルドー３５ミリボルトに等しいノード３４８における電圧に対応せし めるように選択される。従って、この比較器は第３図に示されている曲線の部分 ９４に対応する範囲にわたって作動する。即ち、電池電圧がこの値を下回ると、 比較器３００はトランジスタ５０２をオフに保ち、電池が充電されるべきである ことを充電システムに合口する。一方、電池電圧がこの電圧を上回ると、比較器 ３００はトランジスタ５０２をオンにし、充電システムに電池の充電を停止する ようにき口する。The component values of comparator 300 increase the input switching voltage threshold of the forbidden band cell by 1 per °C. 4.75 Bordeaux corresponds to a voltage at node 348 equal to 35 millivolts. selected to match. Therefore, this comparator is a part of the curve shown in FIG. 94. That is, when the battery voltage falls below this value, Comparator 300 keeps transistor 502 off and the battery should be charged This is connected to the charging system. On the other hand, when the battery voltage exceeds this voltage, the comparator 300 turns on transistor 502 and causes the charging system to stop charging the battery. I say something like that.

第３（２に示すように、電池のための所望基準電圧曲線は４０℃において勾配が 変化する。第３図に示されている電池電圧曲線の部分９６を追跡するために、け 前約な比較器４００が第５図に示されているように回路に１寸前されている。比 較器４００は比較器３００と同様に機能する。Third (2), the desired reference voltage curve for the battery has a slope at 40°C. Change. To trace portion 96 of the battery voltage curve shown in FIG. A preliminary comparator 400 is integrated into the circuit as shown in FIG. ratio Comparator 400 functions similarly to comparator 300.

次に、第６図に言及して、比較器４００の機能を実行するのに用いられる回路が 述べられる。ダイオード接続比較器４００の抵抗４０２，４０４．及びダイオー ド接続トランジスタ４０６は、比較器３００の抵抗３３８，３３６及びトラ〉ジ スタ３４０によって形成された電圧分割器に対応する。加うるに、トランジスタ ４０８及び４１０、抵抗４１２．４］、４及び４１６はトランジスタ３０２及び ３０４並びに抵抗３０６，３０８及び３１０によって形成された比較器３００に おける禁止帯セルに類似の禁止帯セルを形成している。比較器４００のトランジ スタ４１８及び４２０は比較器３００におけるカスコードトランジスタ３１８及 び３１６にそれぞれ対応する。最後に、比較器４００におけるトランジスタ４２ ２．４２４及び４２６は比較器５００におけるトランジスタ３２０．３１２及び ３３０にそれぞれ対応する。Referring now to FIG. 6, the circuitry used to perform the function of comparator 400 is It can be stated. Resistors 402, 404 . of diode-connected comparator 400 . and daioh A ground-connected transistor 406 connects resistors 338, 336 and transistors of comparator 300. corresponds to the voltage divider formed by star 340. In addition, transistor 408 and 410, resistors 412.4], 4 and 416 are transistors 302 and 304 and the comparator 300 formed by resistors 306, 308 and 310. A forbidden zone cell similar to the forbidden zone cell in . Comparator 400 transition Stars 418 and 420 are cascode transistors 318 and 420 in comparator 300. and 316, respectively. Finally, transistor 42 in comparator 400 2.424 and 426 are transistors 320.312 and 426 in comparator 500. 330 respectively.

トランジスタ４３６及び４３８は差動増幅器を形成している。トランジスタ４４ ２はこの差動増幅器に供給される電流を制御してこの電流が比較器４００の禁止 帯セルにおける電流に比例させる制御ヘントランジスタである。トランジスタ４ ４２は、差動増幅器に禁止帯セルの（ｆ−＠＠流の２倍の電流を供給するように 寸法取りされている。その結果、トランジスタ４４２によって供給される電流の １／３が禁止帯セルに流れ、一方この電流の残りの２／３はＩ−ランジスタ、１ ３６及び４３８によって形成されている差動増幅器に流れる。Transistors 436 and 438 form a differential amplifier. transistor 44 2 controls the current supplied to this differential amplifier so that this current is inhibited by the comparator 400. It is a control transistor that makes the current in the band cell proportional. transistor 4 42 is designed to supply the differential amplifier with a current that is twice the (f-@@@ current of the forbidden band cell). Measured. As a result, the current supplied by transistor 442 1/3 flows into the forbidden band cell, while the remaining 2/3 of this current flows through the I-transistor, 1 36 and 438.

差動増幅器における電流の半分はトランジスタ４２６がオンになっている時はト ランジスタ４２６に供給されなければならない。従って、切換しきいにおいて、 トランジスタ４３６及び４３８を流れる電流は等しく、斯くしてベース電流のエ ラーが無くなり且つ切換しきいが正確に維持される。Half of the current in the differential amplifier is turned on when transistor 426 is on. must be supplied to transistor 426. Therefore, at the switching threshold, The currents flowing through transistors 436 and 438 are equal, thus increasing the base current error. error is eliminated and the switching threshold is accurately maintained.

ダイオード接続トランジスタ４４０はトランジスタ４３６のベースにおける電圧 をトランジスタ４３６及び４３８によって形成された差動増幅器の平衡点の下の １ベース−エミッタ電圧をクランプする。その結果生じるトランジスタ４３６か らの出力電流はノード２０８に送られて出カニニット５００のための駆動電流を 供給する。トランジスタ４３６をノード２０８に接続することにより抵抗２０６ によって供給されなければならない電流が減少する。Diode-connected transistor 440 has a voltage at the base of transistor 436. below the equilibrium point of the differential amplifier formed by transistors 436 and 438. 1 Clamp the base-emitter voltage. The resulting transistor 436? Their output currents are sent to node 208 to provide the drive current for output unit 500. supply Resistor 206 by connecting transistor 436 to node 208 The current that must be supplied is reduced.

比較器４００の部品の値は、禁止帯セル入力電圧切換しきいを４０℃の上の１℃ 当り１３．．７９ボルドー１１ミリボルトのノード３４８における電圧に対応せ しめるように選択される。４０°Ｃの上の電池充電を制御するために、比較器４ ００は、ノード３４８における電圧が１℃当り１３．７９ボルドー１１ミリボル トを下回ると必ず抵抗４２８を通して電流を引くことにより比較器３００の入力 ３３４における電圧を低下せしめるように機能する。ノード３４８における電圧 を低下仕しめることにより、出力トランジスタ５０２を駆動する比較器３００は より高い充電電圧を許容する。その結果、比較器３００が優勢になり、４０゛Ｃ より下の温度において出力トランジスタ５０２を直接制御する。４０℃の上では 、比較器−１００が優勢になり、比較器３００によって間接的に出力トランジス タ５０２をＭ！ｆする。The component values of comparator 400 are such that the bandgap cell input voltage switching threshold is 1°C above 40°C. Hit 13. ．． 79 Bordeaux corresponds to a voltage at node 348 of 11 millivolts. Selected to close. Comparator 4 to control battery charging above 40°C 00 indicates that the voltage at node 348 is 13.79 volts per degree Celsius or 11 millivolts per degree Celsius. The input of comparator 300 is drawn by drawing current through resistor 428 whenever 334. Voltage at node 348 By lowering the comparator 300 that drives the output transistor 502, Allows higher charging voltage. As a result, comparator 300 becomes dominant and 40°C Directly controls output transistor 502 at lower temperatures. above 40℃ , comparator-100 becomes dominant, and the output transistor is indirectly controlled by comparator 300. Ta 502 M! f.

比較器４００の切換え点に対するヒステリシスは抵抗４３２によって与えられる 。抵抗４３２はトランジスタ４３４のコレクタから比較器４００の入力に戻る信 号の小さく且つよく制御されたカップリングを行う。Hysteresis for the switching point of comparator 400 is provided by resistor 432 . Resistor 432 returns a signal from the collector of transistor 434 to the input of comparator 400. Provides a small and well-controlled coupling.

第６図の回路は、これも本発明と同じ譲り受入に譲り受けられた米国特許第４゜ ２５０、．４４５号に開示されているように付加的な補正を付加することにより 、それが第１図の平滑な電池曲線をより正確に追跡できるようにするために更に 調整することができる。米国特許第４，２５０．．４４５号の明細書は本明細書 に９照として引用されている。この回路はまた、との充電、′ガス発生電池電圧 特性により近くに近似できるようにするために正又は負の曲率を誘導するように 作ることができる。The circuit of FIG. 6 is based on commonly assigned U.S. Pat. 250,. By adding additional amendments as disclosed in No. 445 , further to allow it to more accurately track the smooth battery curve in Fig. 1. Can be adjusted. U.S. Patent No. 4,250. ．． The specification of No. 445 is herein It is cited as the 9th book. This circuit also charges the battery with the 'gas generating battery voltage to induce positive or negative curvature to be able to more closely approximate the characteristics can be made.

第５ＵｊＪの装置は他の形で実施することができ、２つの電池電圧特性曲線を追 跡する２つの比較器が存在している第６図に示されている場合に限定されない。The device of the 5th UjJ can be implemented in other forms, adding two battery voltage characteristic curves. The case is not limited to that shown in FIG. 6, where there are two comparators to track.

電池監視装置が如何なる電池電圧特性曲線をも追跡できるようにするために電池 監視装置にけ前約な比較器を組み込むことができる。電池監視装置に含まれてい る各比較器はその勾配が電池電圧特性曲線の所定部分の勾配にそれぞれ対応する 温度係数を有している。これらの比較器は論理的にあるいは第６図に示されてい るような結線を用いて共に接続することができる。To enable the battery monitoring device to track any battery voltage characteristic curve, A predetermined comparator can be incorporated into the monitoring device. Included in battery monitoring device The slope of each comparator corresponds to the slope of a given part of the battery voltage characteristic curve. It has a temperature coefficient. These comparators can be used logically or as shown in Figure 6. They can be connected together using similar connections.

例えば、第８図は５個の独立したそれぞれの直線部分１００２，１００４，１０ ０６．１００８及び１０１０を倉んでいる電池電圧基準曲線１０００を示してい る。第９図は電圧基準曲線１０００を追跡するのに用いられ得る本発明の電池監 視装置１０１２を示している。比較器ユニット１０１４．１０１６，１０１８゜ １０２０及び１０２２はその勾配が曲線１０００の部分１００２，１００４，１ ００６．１００８及び１０１０にそれぞれ対応する温度係数を有している。出力 ユニット１０２４は比較器１０１４．１”０１６．１０１８，１０２０．及び１ ０２２の出力を論理的な様式で組み合わせており、これにより各比較器が電池基 準電圧曲線１０００の対応するそれぞれの部分に対する電池充電を排他的に制御 するようにしている。For example, FIG. 8 shows five independent straight line sections 1002, 1004, 10 06. Shows a battery voltage reference curve 1000 containing 1008 and 1010. Ru. FIG. 9 shows a battery monitor of the present invention that can be used to track voltage reference curve 1000. A viewing device 1012 is shown. Comparator unit 1014, 1016, 1018° 1020 and 1022 are the parts 1002, 1004, 1 whose slopes are of the curve 1000. They have temperature coefficients corresponding to 006.1008 and 1010, respectively. output Unit 1024 includes comparators 1014.1"016.1018, 1020. and 1 022 outputs in a logical manner so that each comparator Exclusive control of battery charging for each corresponding portion of quasi-voltage curve 1000 I try to do that.

電池監視装置２０は、別の装置、即ち交流発電機制御装置７０に電池の充電を制 御するように合図する。交流発電機制御装置は基準電圧曲線を追従するように設 計されている。典型的な自動車充電システム基準電圧曲線が第４図に示されてい る。基準電圧曲線９１は乗物のへノドランプがオフになっている時の望ましい充 電システム電圧曲線を表わしている。基準電圧曲線９３は乗物のへノドランプが オンになっている時の望ましい充電システム電圧制御曲線を表わしている。基準 電圧曲線９１は１４．４ボルトの充電限度を有しており、一方基準電圧曲線９３ は１３．８ボルトの充電限度を有している。ヘッドランプがオンになっている時 、充電の充ｉｔ圧を作動的な理由及び信頼度の理由の両方によって限定すること が望ましい。ヘントランプは輝度を維持するためにそれらの最大作動電圧の近く で作動するべきであるが、寿命を維持するためには、その最大ｆＹ動電圧の上で ｆｌｌ：動すべきではない。The battery monitoring device 20 causes another device, namely the alternator control device 70, to control battery charging. Signal for control. The alternator controller is designed to follow the reference voltage curve. It is measured. A typical vehicle charging system reference voltage curve is shown in Figure 4. Ru. Reference voltage curve 91 shows the desired charge when the vehicle's hen door lights are turned off. It represents the electrical system voltage curve. The reference voltage curve 93 indicates that the vehicle's hen door lamp is Figure 4 depicts the desired charging system voltage control curve when turned on. standard Voltage curve 91 has a charging limit of 14.4 volts, while reference voltage curve 93 has a charging limit of 13.8 volts. when headlamps are on , limiting the charging pressure for both operational and reliability reasons. is desirable. lamps near their maximum operating voltage to maintain brightness However, in order to maintain life, the maximum fY dynamic voltage should be fll: Should not be moved.

乗物の充電システｌ、に第４図に示されている所望充電電圧基準電圧を追跡させ るために、第７図に示されている装置が用いられ得る。交流発電機制御装置７０ は３つの比較器６００．７００及び８００を含んでいる。これらの比１２器は、 電池監視装置に含まれている比較器３００及び４００と基本的に同じ構造とする ことができ、これ以降に論述される修正を有する。having the vehicle's charging system l track the desired charging voltage reference voltage shown in FIG. For this purpose, the apparatus shown in FIG. 7 can be used. AC generator control device 70 includes three comparators 600, 700 and 800. These 12 ratios are It has basically the same structure as comparators 300 and 400 included in the battery monitoring device. , with modifications discussed hereafter.

比較器６００は、１４．４ボルトの温度不変充電システム制限電圧を提供するの に用いられる。この回路は出力部分９００を常にオンにすることができ、出力部 分９００は交流発電機への励起電流をオフに切り換える。従って、１４．４ボル トの限度が他の全ての制御回路を支配し、この電圧の電池の充電を阻止する。Comparator 600 provides a temperature constant charging system limit voltage of 14.4 volts. used for. This circuit allows the output section 900 to be always on, and the output section 900 Minute 900 switches off the excitation current to the alternator. Therefore, 14.4 volts The voltage limit governs all other control circuits and prevents charging of the battery at this voltage.

比較器６００は測定された充電システム電圧を第４図に示されている充電システ ム基準電圧曲線９１の部分９５に対応する内部基準電圧と比較する。比較器６０ ０の部品は、温度不変切換しきいを提供するように選択されている。Comparator 600 converts the measured charging system voltage to the charging system shown in FIG. The reference voltage curve 91 is compared to an internal reference voltage corresponding to a portion 95 of the system reference voltage curve 91. Comparator 60 0 components are selected to provide a temperature invariant switching threshold.

温度が１１０℃を上回ると、比較器７００は出力部分９００をｆ％動して、交流 発電機を制御し、充電システム電圧を温度の上昇に比例して減少せしめる。When the temperature exceeds 110°C, comparator 700 moves output section 900 by f% to The generator is controlled to reduce the charging system voltage proportionally to the increase in temperature.

比較器８００はそれが出力部分８００に対して温度不変切換しきい（温度不変切 換しきい値）を提供するように設計されている点において比較器６００と類似し ている。しかしながら、比較器８００は電池からの電源電圧を測定しない、その 代わり、入力ノード８０２は遠隔電圧検知器（第２図参照）として作用するロー ビームヘッドランプ（図示せず）に接続されている。比較器８００の部品の値は １３，８ボルトをロービームへッドラ〉・１がオンになっている時の充電のため の温度不変上限にするように選択されている。斯くして、比較器８００は第４図 に示されている充電システム基準電圧曲線９３の部分９９を追跡する。前に論じ たように、充電システム電圧は、へ・ソドランブがオ〉′になっている時は信頼 度の理由により限定されるべきである。比較器８００は、電池が常に、ヘッドラ ンプに過電圧を適用すること無くその最高の充電状態に充電されるように保証し ている。Comparator 800 indicates that it has a temperature invariant switching threshold (temperature invariant switching) for output portion 800. It is similar to comparator 600 in that it is designed to provide ing. However, comparator 800 does not measure the power supply voltage from the battery; Instead, input node 802 is a low voltage sensor that acts as a remote voltage detector (see Figure 2). Connected to a beam headlamp (not shown). The values of the components of comparator 800 are 13.8 volts for charging when low beam header>1 is on is chosen to be a temperature-invariant upper limit of . Thus, comparator 800 is shown in FIG. Trace portion 99 of charging system reference voltage curve 93 shown in FIG. discussed before As mentioned above, the charging system voltage is not reliable when the front lamp is in the OFF position. should be limited for reasons of degree. Comparator 800 indicates that the battery is always ensures that the lamp is charged to its highest state of charge without applying overvoltage. ing.

比較器６００．７００．及び８００の出力は結線７０２によって出力部分９００ に共に配線されている。これによって、基本的には全ての比較器の間のｒＡＮＤ ＪＩＩ能である機能が生じ、これにより全て３つの比較器が電池を充電すること に同意しなくてはならないようにするかあるいは充電が消勢されるようにしてい る。従って、交流発電機制御回路は、第３図に示されているように与えられた温 度に対して電池を所望電圧に充電するために、第４図に示されている充電システ ム基準電圧曲線を追跡するようにｆヤ動する。その結果、電池監視装置及び交流 発電機制御装置は与えられた温度に対して電池をその最高の充電状態に維持する ようにｆ１用すると同時に、交流発電機の充電電圧を温度及び乗物のけ翼高の負 荷の関数として正確に制御する。Comparator 600.700. and 800 is connected to output portion 900 by connection 702. are wired together. This essentially creates an rAND between all comparators. A function occurs that causes all three comparators to charge their batteries. or the charging is de-energized. Ru. Therefore, the alternator control circuit operates at a given temperature as shown in FIG. In order to charge the battery to the desired voltage for each degree, the charging system shown in FIG. The system moves to track the reference voltage curve. As a result, battery monitoring devices and AC Generator control maintains the battery at its highest state of charge for a given temperature At the same time as f1 is used, the charging voltage of the alternator is Precise control as a function of load.

電池監視回路からの充電、′充電禁止信号ライン７４（第２図、５図、６図及び ７図に示されている）は交流発電機制御装置におけるノード９０２に接続されて いる。ノード９０２は、抵抗９０４及び９０６分含む交流発電ａ１１０００路出 力負荷におけるタップに接続されている。この接続により、出力部分９００（例 えばバイポーラトランジスタであり得る）が、第２図に示されているように電池 の正及び負の端子に接続されているノード９０８又は９１０に生じ得る瞬間的な 短絡から保譚される０作動の間、電池監視装置あるいは交流光電機制御装置の出 力が低くなると、出力部分９００によって制御されるノード９１２における電圧 が低くなる。その結果、パワートランジスタ５０が信号ライン７６を経由してオ フになり、これにより交流発電機への励起電流が停止され、そして電池は充電さ れない、一方、電池監視回路と交流発電機制御回路の両方からの出力が高い場合 、出力部分９００によって制御されるノード９１２における電圧が高くなる。そ の結果、パワートランジスタ５０は信号ライン７６を経由してオンになり、励起 電流が配線結線４２を通して交流発電機に供給され、そして電池が充電される。Charging from the battery monitoring circuit, 'charging inhibit signal line 74 (Figures 2, 5, 6 and 7) is connected to node 902 in the alternator controller. There is. Node 902 connects the AC generator a11000 including resistors 904 and 906. connected to the tap in the force load. This connection allows the output section 900 (e.g. (for example, a bipolar transistor) can be used as a battery as shown in Figure 2. The instantaneous moment that may occur at node 908 or 910 connected to the positive and negative terminals of During zero operation, which is protected against short circuits, the output of the battery monitoring device or AC optoelectronic control device is As the force decreases, the voltage at node 912 controlled by output portion 900 becomes lower. As a result, power transistor 50 is turned on via signal line 76. This stops the excitation current to the alternator and the battery is charged. On the other hand, if the output from both the battery monitoring circuit and the alternator control circuit is high , the voltage at node 912 controlled by output portion 900 goes high. So As a result, power transistor 50 is turned on via signal line 76 and is excited. Current is supplied to the alternator through wiring connection 42 and the battery is charged.

電池監視装置及び交流発電機制御装置は信頼度及び精度を向上せしめるために集 積回路技術を用いて個別に製造することができる。当業者は、電池監視装置及び 交流発電機制御装置が単一の集積回路として製造することができることも了解し よう。Battery monitoring equipment and alternator control equipment are integrated to improve reliability and accuracy. They can be manufactured individually using integrated circuit technology. Those skilled in the art will understand the battery monitoring device and It is also understood that the alternator control device can be manufactured as a single integrated circuit. Good morning.

斯くして本発明の１つの特定の実施例について述べてきたが、種々の変更、修正 、及び改良が当業者には容易に行なわれる。この開示によって明らかとなる斯か る変更、修正、及び改良は、ここに明確には述べてはいないがこの説明の一部分 であると意図され、且つ本発明の精神及び範囲内であると意図される。従って、 上記の説明は例示のみであり、限定的でない。本発明は以下の請求の範囲及びそ の等価項目に定義されているようにのみ限定される。Having thus described one particular embodiment of the invention, various alterations and modifications may be made. , and modifications will readily occur to those skilled in the art. What is revealed by this disclosure? Changes, modifications, and improvements not expressly stated herein may constitute a part of this description. and are intended to be within the spirit and scope of the invention. Therefore, The above description is illustrative only and not limiting. The present invention comprises the following claims and the like. limited only as defined in the equivalent item.

ＦＩＧ、１ 温度（０Ｃ） ＦＩＧ、３ 湯　度　（０Ｃ） ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、９ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　４年　１月　４日FIG.1 Temperature (0C) FIG.3 Hot water degree (0C) FIG.4 FIG.7 FIG.9 Submission of translation of written amendment (Article 184-8 of the Patent Law) January 4, 1992

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] １．蓄篭池零圧を電池温度の関数として監視するための装置において、実際の電 池電圧を決定するための手段、上記電池の使用温度範囲における所定範囲の任意 の温度において、上記の実際の電池電圧を基準電池電圧と比較するための比較器 手段、及び上記の実際の電池電圧が上記の基準電池電圧と異なる時に所定の温度 に対して表示するための手段 を含むことを特徴とする装置。1. In a device for monitoring storage battery zero pressure as a function of battery temperature, the actual battery Means for determining battery voltage, arbitrary within a predetermined range within the operating temperature range of the above battery. A comparator to compare the above actual battery voltage with the reference battery voltage at a temperature of means, and a predetermined temperature when said actual battery voltage is different from said reference battery voltage. Means for displaying against A device comprising: ２．上記比較器手段に応答する信号を提供するための出力手段を更に含み、上記 出力手段によって提供される上記信号が上記蓄電池が充電されるべき時は第１状 態におかれ、そして上記出力手段によって提供される上記信号が上記蓄電池が充 電されるべきでない時は第２状態に置かれることを特徴とする請求項１の装置。2. further comprising output means for providing a signal responsive to said comparator means; The signal provided by the output means is in a first state when the storage battery is to be charged. and said signal provided by said output means causes said storage battery to be charged. 2. The device of claim 1, wherein the device is placed in the second state when not to be powered. ３．上記電池の使用温度範囲内のそれぞれの所定範囲における任意の温度におい て、実際の電池電圧を対応するそれぞれの基準電池電圧とそれぞれ比較するため の複数の比較器手段であって、各々が、上記の実際の電池電圧が上記の対応する それぞれの電池基準と異なる時に所定の温度に対して示す複数の比較器手段を更 に含むことを特徴とする請求項２の装置。3. At any temperature within each specified range within the operating temperature range of the above batteries. to compare the actual battery voltage with the respective reference battery voltage. a plurality of comparator means, each of which indicates that the actual battery voltage is equal to the corresponding voltage of the battery; Updated with multiple comparator means indicating for a given temperature at different times with respective battery standards. 3. The apparatus of claim 2. ４．蓄電池の充電電圧を制御するための装置において、実際の充電電圧を決定す るための手段、所定範囲にそおける任意の温度において、上記の実際の充電電圧 を基準充電電圧と比較するための比較器手段、及び 上記の実際の充電電圧が上記の基準充電電圧と異なる時に、所定温度に対して表 示するための手段、 を含むことを特徴とする装置。4. In a device for controlling the charging voltage of a storage battery, it is necessary to determine the actual charging voltage. at any temperature within the specified range, the actual charging voltage shown above. comparator means for comparing the voltage with the reference charging voltage; and When the actual charging voltage above is different from the reference charging voltage above, means to indicate, A device comprising: ５．上記比較器手段に応答する信号を提供するための出力手段を更に含み、上記 出力手段が充電電圧が供給されるべき時は第１状態におかれ、上記出力手段は充 電電圧が供給されるべきでない時は第２状態におかれることを特徴とする請求項 ４の装置。5. further comprising output means for providing a signal responsive to said comparator means; When the output means is to be supplied with a charging voltage, it is placed in the first state; A claim characterized in that the second state is set when no electrical voltage is to be supplied. 4 device. ６．それぞれの所定範囲における任意の温度において、実際の充電電圧を対応す るそれぞれの基準充電電圧とそれぞれ比較するための複数の比較器手段であって 、各々が、上記の実際の充電電圧が上記の対応するそれぞれの基準充電電圧と異 なる時に、所定の温度に対して示す複数の比較器手段を更に含むことを特徴とす る請求項５の装置。6. At any temperature in each given range, the actual charging voltage a plurality of comparator means for respective comparisons with respective reference charging voltages; , each of which the above actual charging voltage is different from the corresponding respective reference charging voltage above. further comprising a plurality of comparator means indicating for a predetermined temperature when 6. The apparatus of claim 5. ７．蓄電池充電を温度の関数として制御するためのシステムにおいて、蓄電池手 段、 上記の電池の使用範囲における所定範囲の任意の温度において実際の電池電圧を 基準電池電圧と比較するための第１比較器手段であって、上記の実際の電池電圧 が上記基準電池と異なる時に、所定温度に対して示す第１比較器手段を含む上記 蓄電池手段に接続されている電池監視手段、上記蓄電池手段に接続されている発 生手段であって、電池充電電圧及び電池充電電流を提供するための発生手段、 上記電池監視手段及び上記発生手段に接続された発生制御手段であって、所定範 囲内の任意の温度において、実際の充電電圧を基準充電電圧と比較するための第 ２比較器手段であって上記測定された充電電圧が上記基準充電電圧と異なる時に 、所定温度に対して示す第２比較器手段を含む発生制御手段であって、上記電池 手段の充電を付加的に制御するために上記電池監視手段に付加的に応答する発生 制御手段を含むことを特徴とするシステム。7. In a system for controlling battery charging as a function of temperature, the battery hand Step, The actual battery voltage at any temperature within the specified range of the above battery usage range. first comparator means for comparing said actual battery voltage with a reference battery voltage; said first comparator means for indicating for a predetermined temperature when is different from said reference cell. a battery monitoring means connected to the storage battery means; a generator connected to the storage battery means; generating means for providing a battery charging voltage and a battery charging current; A generation control means connected to the battery monitoring means and the generation means, the generation control means being connected to the battery monitoring means and the generation means; A first step to compare the actual charging voltage with the reference charging voltage at any temperature within the 2 comparator means, when said measured charging voltage is different from said reference charging voltage; , a second comparator means indicating for a predetermined temperature, the generation control means comprising: generation additionally responsive to said battery monitoring means for additionally controlling charging of said means; A system characterized in that it includes control means.