專利名稱：用于在具有電池的車輛中使用的電子附件的電池放電保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛的保護裝置，特別是涉及一種電池放電保護系統(tǒng)，該電池放電保護系統(tǒng)被使用在包含有電池的車輛中，以便當(dāng)由電池給像電話機附件這樣的電子附件供電同時該車輛沒有人照顧時，在電池中保存最小的電荷量。
現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)進展到這樣的程度，也就是通常在交通工具中使用多個復(fù)雜的電子附件，例如在客車、船或私人的飛行器中。這些附件包括例如，一個自動應(yīng)答蜂窩電話和電話機應(yīng)答機組合件。作為它們的一部分功能，當(dāng)用戶離開車輛時，這些附件典型地被使用或被切斷電源。在這種情況下，這些附件取決于作為它們電源的車輛電池。因此，當(dāng)該車輛很長一段時間無人照顧時，使用這些附件可能出現(xiàn)使車輛的電池過放電增加。這對電池是有害的。此外，由于電池也被用于啟動車輛，所以過放電的電池對一個用戶也是不利的，該用戶不能用過放電電池來啟動該車輛。在下面的情況下這個問題可能被增劇在開始使用電池時電池沒有被充滿電、低的環(huán)境溫度使電池衰弱、或該電池是舊的并且是一種變?nèi)醯那闆r下。
現(xiàn)有技術(shù)對這個問題已經(jīng)給出了三種類型的解決方法。第一個解決方法只不過是當(dāng)車輛的點火開關(guān)位于“OFF”位置時中斷提供給電池的電源。這種方法明顯不利的是當(dāng)該車輛無人照顧時，不允許使用例如一個自動應(yīng)答蜂窩電話或電話應(yīng)答機這樣的任何附件。這個限制明顯地否定了這些附件的作用和對該車輛的用戶是不便的。
由現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)的第二種解決方法包括一個過程，該過程包括測量該車輛電池的端電壓并且把測量的端電壓與一個預(yù)定電壓閾值比較，其中端電壓低于該預(yù)定電壓閾值時，表示電池處于一種過放電狀態(tài)。當(dāng)電池的端電壓位于或低于這個閾值電壓時，中斷提供給該附件的電源。然而，這個廣泛使用的方法具有的缺點是在采取校正操作之前，該電池已經(jīng)實際上處在放電狀態(tài)。因此，電池沒有保留足夠的電荷以便啟動該車輛，這對于該車輛的用戶來說可能仍然是不便的。
由現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)的第三種方法包括使用一個計時器。利用此方法，在車輛的點火開關(guān)轉(zhuǎn)換到“OFF”位置后的一個預(yù)先時間周期之后，中斷提供給附件的電源。然而，這個方法只適應(yīng)由電池供電的附件所吸收單一等級的電流。換言之，這種方法不考慮在附件之間或在單個附件的操作方式之間可能吸收的不同電流并且不考慮電池可能的不同的放電率。例如，當(dāng)沒有打入的電話時，一個蜂窩電話和應(yīng)答機可能消耗很少的電流。在這種狀態(tài)下，這些附件可能保持一個相對比較長的時間周期被供電。另一方面，大量打入的電話，表示一個繁忙使用的狀態(tài)，它將導(dǎo)致實質(zhì)上比平均電流消耗更高的電流消耗，因此導(dǎo)致實質(zhì)上更高的電池放電。這種狀態(tài)需要在一個相對較短的時間周期之后中斷提供給附件的電源，以便在電池中保存足夠量的電荷。因此，考慮到各種附件的電流消耗的相關(guān)性，這種方法對預(yù)想恒定電流的依賴性使該方法是非常無效率的。
當(dāng)然，一種用于保護車輛的電池免遭由電池供電的附件的操作引起過放電的方法是有利的，因此這種方法能夠在電池中保存足夠的電荷以便啟動車輛同時允許這樣的附件與實際的能量消耗率或附件的電流消耗率相應(yīng)地操作最長的時間。
一種更進一步的優(yōu)點是電池放電保護方法能夠適應(yīng)于外部因素。這些外部因素可能包括影響電池效率的外部環(huán)境溫度，電池的使用壽命和狀態(tài)或該電池最初的充電狀態(tài)。這種特性通過斷開和重新連接附件、通過把點火開關(guān)轉(zhuǎn)換到附件位置而不必啟動車輛或通過不允許車輛運行足夠的時間以便完全地對電池再充電能夠防止用戶避免不注意地忽視了該電池放電保護方法。
當(dāng)車輛無人照顧時，本發(fā)明測量和調(diào)整由電池供電的附件消耗以便防止由延長使用附件所引起的不慎的車輛電池的過放電。由該附件消耗的電流周期性地被測量或由另一種測量方法或由其它有關(guān)聯(lián)的參數(shù)來判斷。電流的周期測量值被累加以便對一個由該附件引起的電池放電產(chǎn)生一個判斷。在計算每次放電的更新時，把累加的總和與一個預(yù)先確定的或相應(yīng)確定的閾值相比，該閾值在一定范圍內(nèi)確定了一個邊界，在該范圍內(nèi)允許附件使該電池放電。當(dāng)放電的計算值等于或超過該閾值時，中斷給由電池供電的附件提供電源。
在該系統(tǒng)沒有檢測到由交流發(fā)電機流入車輛的電池中的電流，即到指示發(fā)動機正在運行并且電池正在被再充電的信號之前不恢復(fù)給由電池供電的附件供電。此時使發(fā)動機切換至“OFF”將導(dǎo)致重復(fù)上面的周期。然而，該電池可以不被完全地再充電。因此該系統(tǒng)設(shè)置有一個自適應(yīng)閾值輸入，該自適應(yīng)閾值輸入可以檢測電池的充電狀態(tài)并且相應(yīng)調(diào)整閾值。


圖1是一個車輛的電池放電保護系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的方塊圖。
圖2示出了一種電流傳感器的實施例的方塊圖。
圖3示出了由電池放電保護系統(tǒng)的控制單元使用的邏輯電路的流程圖。
圖4是本發(fā)明的一個方塊圖，該圖描述了放電保護系統(tǒng)包括一個用于使多個電話機附件容易操作的供電母線和一個自適應(yīng)閾值輸入，該自適應(yīng)閾值輸入用于改變允許附件使電池放電的值。
圖5是本發(fā)明的另一種實施例的方塊圖，該圖描述了電池放電保護系統(tǒng)適合于一個電話機附件，其中所述附件利用已知現(xiàn)有的功率消耗以在不連續(xù)的供電狀態(tài)來操作。
圖6是一個由控制單元使用的邏輯電路的流程圖，其中電池放電是根據(jù)附件的供電狀態(tài)來決定。
現(xiàn)在參照附圖來描述本發(fā)明，圖1顯示了本發(fā)明的電池放電保護系統(tǒng)的基本的實施例，通常由標(biāo)號10表示。該電池放電保護系統(tǒng)10特別適合于在車輛的供電系統(tǒng)60和一個由電池供電的電話附件100之間提供一種接口。一種電話機附件100的例子包括一個蜂窩電話或一個電話應(yīng)答機。該系統(tǒng)10可以作為該車輛供電系統(tǒng)的一部分、也可以作為用于單個電池供電的電話機附件或多個電話機附件的獨立適配器、或可以作為一個特殊的電池供電的電話機附件的整體部分被設(shè)置。在任何情況下，由該車輛的電池提供的電力經(jīng)過系統(tǒng)10以便給電話機附件100供電，實際上，電池放電保護系統(tǒng)10的功能是當(dāng)車輛的交流發(fā)電機沒有對電池進行重新充電時，通過電話附件100監(jiān)視電池的放電。當(dāng)電話機附件100已經(jīng)使電池放電到一個確定的數(shù)量時，系統(tǒng)10中斷提供給附件100的電力使該附件100停止操作，以便防止電池進一步放電。
電池放電保護系統(tǒng)的功能的一個典型例子是通過使用由一個汽車供電系統(tǒng)供電的自動應(yīng)答蜂窩電話和一個電話應(yīng)答機組合件來說明。如果該汽車長時間地停放在那里沒人照顧，比如當(dāng)汽車擁有者離家長時間公差時，該電話和應(yīng)答機組合件具有電池過放電的可能，從而使該電池不能啟動該汽車。當(dāng)該電池放電保護系統(tǒng)被用作為在汽車和電話與應(yīng)答機組合之間的一種接口時，由這些附件使電池放電的實際量被測量。該系統(tǒng)如此執(zhí)行該功能測量電池提供給電話機附件的電流，然后計算作為檢測電流的函數(shù)的放電量。當(dāng)附件使電池放電到一個預(yù)先量時，該系統(tǒng)中斷或者切斷提供給該附件的電力。該供電中斷的目的是在電池中保存足夠的電荷量以便啟動該汽車以及操作其他重要的系統(tǒng)，例如該汽車的報警系統(tǒng)，并且避免通過重復(fù)的過放電使電池損壞。
在一種優(yōu)選的實施例中，電池放電保護系統(tǒng)10包含一個附件電流傳感器20，一個啟動開關(guān)30，一個交流發(fā)電機電流傳感器35，一個控制單元40，和一個累加器45。該車輛供電系統(tǒng)60通常更進一步由一個電池70和一個交流發(fā)電機80來表示。該附件電流傳感器20測量提供給電話機附件100的電流。啟動開關(guān)30控制流到電話機附件100的電流。交流發(fā)電機電流傳感器35檢測是否存在由交流發(fā)電機80流動到電池70的再充電電流，以表示該車輛是否正在運行，和提供一個輸入到該控制單元40。該控制單元40監(jiān)視由附件100引起的電池放電并且控制開關(guān)30的位置。累加器45儲存正在流到電話機附件100中的采樣電流的總和。
電話機附件100與附件電流傳感器20和啟動開關(guān)30一起串聯(lián)連接到該車輛的電池70上。當(dāng)啟動開關(guān)30在閉合位置時，電流經(jīng)過附件電流傳感器20提供給電話機附件100。相反地，當(dāng)啟動開關(guān)30在打開位置時，提供給電話機附件100的電流被中斷。
在圖2中更詳細地示出了附件電流傳感器20的一種實施例。如圖2所示，該附件電流傳感器20包含一個檢測電阻器22，一個差動放大器24，和一個模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器26。由車輛的電池70提供的電流經(jīng)過檢測電阻器22。差動放大器24檢測該檢測電阻器22上的電壓降。
對本領(lǐng)域里的普通技術(shù)人員來說差動放大器24的輸出與流過檢測電阻器22的電流成正比是顯而易見的。該差動放大器24的輸出通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器26，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器26在每個采樣時間上把差動放大器24的輸出轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字碼字，該碼字能由該控制單元40來解釋。
現(xiàn)在返回到圖1，交流發(fā)電機電流傳感器35與車輛供電系統(tǒng)60中的交流發(fā)電機80的輸出導(dǎo)線連接，以便檢測是否存在由交流發(fā)電機80提供給電池70的再充電電流。交流發(fā)電機電流傳感器35與電池放電保護系統(tǒng)10的控制單元40連接，該控制單元40由電池70直接地供電。另外，控制單元40還與附件電流傳感器20，啟動開關(guān)30和累加器45連接?？刂茊卧?0具有直接給啟動開關(guān)30和附件電流傳感器20產(chǎn)生控件信號的能力。啟動開關(guān)30響應(yīng)由控制單元40產(chǎn)生的控件信號，該控件信號用于打開或者關(guān)閉啟動開關(guān)30。一般當(dāng)交流發(fā)電機電流傳感器35指示給控制單元40存在一個再充電電流時，控制單元40產(chǎn)生一個用于啟動開關(guān)30的置位信號，該置位信號使啟動開關(guān)30閉合。隨后，當(dāng)交流發(fā)電機電流傳感器35確定不存在一個再充電電流并且控制單元40檢測到啟動開關(guān)30是在閉合位置時，控制單元40開始測量由電池70流到電話機附件中的電流。
控制單元40觸發(fā)在附件電流傳感器20之內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換器26的啟動線，以便測量提供給電話機附件100的電流并且該附件電流傳感器20把測量的電流值返回到控制單元40。然后控制單元40把采樣值加到保存在累加器45中的總值上。在最初的測量之后以周期的間隔進行隨后的電流測量并且把測量值加到在累加器45中儲存的值上。在累加器45中測量電流的每個總和之后，控制單元40把存儲在累加器45中的值與一個預(yù)定閾值相比。通過累加的電流采樣值與閾值的定期比較來監(jiān)視附件的電流并且控制該電流，以致于該附件的操作不會使車輛的電池過放電。
用于電池放電的預(yù)定閾值可以通過與各種車輛，各種電池，各種狀態(tài)等等的實驗以經(jīng)驗為主地來確定。另一方面該閾值可以作為用于所有情況的一般值被確立，例如考慮到在一個典型電池充滿電的容量與最壞情況下啟動一車輛的發(fā)動機所要求電池容量之間的差值。例如一典型的電池具有一個60安培-小時的額定的容量。在最壞情況狀態(tài)下，需要電池給起動器提供大約50安培-小時容量以便啟動該車輛的發(fā)動機。換言之，該起動器和相關(guān)系統(tǒng)可能需要5分鐘600安培的電流，以便啟動該發(fā)動機，特別是啟動一個需要通過熱絲(glow-plug)預(yù)先加熱的發(fā)動機。因此該閾值理論上被設(shè)置為10安培-小時。然而，該車輛的其它系統(tǒng)，例如一個報警系統(tǒng)，可能需要不間斷的供電并且該閾值將必須被調(diào)整以便補償操作這些系統(tǒng)所需要的能量。此外，在設(shè)置閾值時最好該閾值包括一個工作裕度或安全因素。因此在這個例子中一個可接受的閾值是5安培-小時，給定的安全系數(shù)是2。換言之，雖然該電池可能放電10安培-小時同時留下足夠能量來啟動車輛，但是該容量的一半或5安培-小時將提供的安全系數(shù)是2。當(dāng)考慮一部典型的電話機附件可能需要一個毫安培等級的電流時，該閾值將足以使該附件有效地操作一段有效時間。在這種情況下，該時間周期可以按天被測量。
如果在累加器45中的值小于閾值，那么控制單元40以周期的間隔繼續(xù)進行電流測量。每個采樣結(jié)果被加到預(yù)先存儲在累加器45中的值上。當(dāng)累加器45中的值等于或大于閾值時，控制單元40產(chǎn)生一個復(fù)位信號，打開啟動開關(guān)30并且中斷給電話機附件100供電。同時控制單元40通過把累加器45中存儲的值設(shè)置到零來清除累加器45中的值。
當(dāng)由控制單元40檢測到一個再充電電流時，恢復(fù)對電話機附件100供電。也就是，當(dāng)交流發(fā)電機80對電池70正在重新充電或該車輛的發(fā)動機正在運行時，交流發(fā)電機電流傳感器35給控制單元40一個指示存在一個再充電電流。然后控制單元40產(chǎn)生一個置位信號，關(guān)閉啟動開關(guān)30并且恢復(fù)對電話附件100供電。
現(xiàn)在描述圖3，一個流程圖描述了電池放電保護系統(tǒng)10的控制單元40的操作。當(dāng)程序開始(方塊200)時，啟動開關(guān)30被打開并且將沒有電流提供給電話機附件100。當(dāng)交流發(fā)電機電流傳感器35檢測到一個再充電電流時(方塊205)，控制單元40產(chǎn)生一個置位信號，該置位信號閉合啟動開關(guān)30，使電流流到電話機附件100(方塊210)，并且開始它的內(nèi)部的記時(方塊215)。在啟動它的時鐘之后，控制單元40等待一個預(yù)先時間周期(方塊220)，然后確定是否存在一個再充電電流(方塊225)。此時，由于該電池70由車輛供電系統(tǒng)60的交流發(fā)電機80連續(xù)地再充電，控制單元40連續(xù)地循環(huán)控制直到不再存在再充電電流為止。
當(dāng)通知再充電電流不存在時，該控制單元40借助于附件電流傳感器20以由內(nèi)部時鐘指示的運行時間的規(guī)定間隔開始對提供給電話機附件100的電流進行采樣。當(dāng)一個時鐘信號被產(chǎn)生時，控制單元40測量附件電流傳感器20上的電流(方塊230)。然后控制單元40把電流的采樣值加到在累加器45中存儲的值上(方塊240)。此時，控制單元40把目前存儲在累加器45中的更新值與閾值比較，換言之，該閾值是對允許附件100使電池放電的程度的限值(方塊245)。
如果累加器45中的值小于閾值并且由交流發(fā)電機電流傳感器35通知控制單元40已經(jīng)存在一個再充電電流(方塊250)，控制單元40使累加器45復(fù)位(方塊255)。當(dāng)再一次檢測到再充電電流不存在時，控制單元40重新開始電流測量的程序(方塊220)。然而，如果由于預(yù)先的測量沒有檢測到再充電電流(方塊250)，那么控制單元40等候下一個采取時間(方塊250)，而不使累加器45復(fù)位。注意該第二次電流的采樣值和任何后來電流的采樣值被加到在累加器45中以前存儲的總值上(方塊240)。另外，在每個新的采樣值被加到累加器45中之后，控制單元40把累加的存儲值與預(yù)定的閾值比較(方塊245)。
當(dāng)存儲在累加器45中的累加值等于或大于閾值時(方塊245)，控制單元40把累加器中的值復(fù)位到零(方塊260)并且產(chǎn)生一個復(fù)位信號(方塊265)，該復(fù)位信號使啟動開關(guān)30打開并且中斷給電話機附件100供電。
現(xiàn)在描述圖4，上述的系統(tǒng)10也能適合于包含一個供電母線90的車輛。在這個結(jié)構(gòu)中，供電母線90與附件電流傳感器20和啟動開關(guān)30串聯(lián)連接到電池70上。供電母線90包括多個接點以便適應(yīng)多個附件100。例如，一個蜂窩電話，一個電話機應(yīng)答機和一個傳真機都可以與供電母線90連接，以便使它們利用由電池70提供的電力來操作。這里，系統(tǒng)10測量提供給供電母線90的電流。因此，系統(tǒng)10由供電母線90上電流測量值來計算電池的放電并且總的放電量與哪一個電話機附件100的操作無關(guān)。注意該供電母線90的概念可以擴展到這種情況，即利用一個公共的供電母線與命令和控件母線可以把多個電話機附件100連接起來，其中一個附件給其它的附件提供電力并且該附件對于其它的附件來說是控制中心。只要能夠測量或計算提供給這些電話機附件100的總電流，該系統(tǒng)10就能起到它的預(yù)定目的作用。
在圖4中示出的另一個特性是一個自適應(yīng)閾值輸入50，它可以包括在電池放電保護系統(tǒng)10中。該自適應(yīng)閾值輸入50提供一種更精確的方法來控制由附件100引起的放電量。該自適應(yīng)閾值輸入50可以采取各種形式。例如，已知低的環(huán)境溫度阻止了電池中的化學(xué)反應(yīng)并且實際上降低了電池的供電量。也已知了許多現(xiàn)代的車輛具有一種溫度測量裝置，該溫度測量裝置給車輛的主人顯示出外部環(huán)境溫度。在這種情況下，自適應(yīng)閾值輸入50與車輛的溫度測量裝置連接和把允許電池70的閾值調(diào)整為外部環(huán)境溫度的一個函數(shù)。更進一步的例子可以包括一個自適應(yīng)閾值輸入50，它用于補償電池70的使用壽命，或它根據(jù)電池的一個放電周期之后的再充電量來改變閾值，或它根據(jù)電池充電的實際測量狀態(tài)來設(shè)置一個閾值。
同樣重要的是注意如在圖1，4和5中示出的電池放電保護系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)本身可以采取不同的形式。例如，系統(tǒng)10可以包含在附件100之內(nèi)，其中利用電線連接將使附件100容易與車輛供電系統(tǒng)60相互作用。在第二種形式中，系統(tǒng)10可以由插入到與車輛連接的支架中的硬件實現(xiàn)，其中該支架可以被配置成用于接受一個特殊的電話機附件100或一個一般的電話機附件100。做為選擇，系統(tǒng)10可以是在附件100和車輛供電系統(tǒng)60之間形成接口的一般的或具體的適配器。例如，包括系統(tǒng)10的支架/適配器通過一個端口與車輛60的供電系統(tǒng)連接。同時，支架/轉(zhuǎn)接器或者設(shè)置有一個用于附件100的香煙打火機插頭的插座或設(shè)置有一個用于裝配一個特殊附件100的電力輸入接口的連接器。在第三種形式中，如上所述，系統(tǒng)10是公共供電母線和連結(jié)多個附件100的命令和控件母線的一部分。此外，在第四種形式中，系統(tǒng)10可以完全設(shè)置在車輛60本身的供電系統(tǒng)之內(nèi)。
現(xiàn)在描述圖5，在圖5中示出了電池放電保護系統(tǒng)10的另一種實施例，其中系統(tǒng)10的一部分包含在附件100之內(nèi)。在這個結(jié)構(gòu)中，已知附件100是以多個特定的不連續(xù)供電狀態(tài)方式來操作，其中在每種狀態(tài)中附件100的能量消耗也是已知的。然后，能量消耗的計算只是簡單地檢測電話機附件100正在工作的供電狀態(tài)和在該供電狀態(tài)中由電話機附件100所花費的時間量的問題。然后通過把在電話機附件100的每一操作狀態(tài)中的能量消耗加起來計算出總的能量消耗。能量消耗與由電池端電壓上的電池放電相關(guān)，該端電壓被認(rèn)為保持大約恒定，因此在本實施例中，能量消耗被用作為代表放電。
作為這個原理的一個例子，一個AMPS蜂窩電話在一個射頻發(fā)射功率控件運算法則下工作，其中與電話機連接的基站根據(jù)計算的射頻鏈接消耗來指導(dǎo)電話機調(diào)整它的射頻等級。對于一個III級AMPS蜂窩電話，可用七個不同的操作供電狀態(tài)(1)接收；(2)在供電等級為0，1，或2上發(fā)射；(3)在供電等級3上發(fā)射；(4)在供電等級4上發(fā)射；(5)在供電等級5上發(fā)射；(6)在供電等級6上發(fā)射；(7)在供電等級7上發(fā)射。在這些工作供電狀態(tài)的每個狀態(tài)中，電話機以不同的速率消耗能量。因此，在供電控件運算法則下，在每個狀態(tài)中電話機的能量消耗率事先是已知的。因此，通過確定電話機的操作狀態(tài)和確定在每個操作狀態(tài)中由電話機花費的時間量能計算總的能量消耗。
如在圖5中所示，這個結(jié)構(gòu)在電池放電保護系統(tǒng)10中不需要一個附件電流傳感器20，電話機附件100通過與啟動開關(guān)30直接串聯(lián)連接到電池70上來供電。這里，附件100包括基本附件110和一個供電狀態(tài)檢測器120。該供電狀態(tài)檢測器120確定基本附件110操作狀態(tài)并且與系統(tǒng)10的控制單元40連接。
利用這個結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)10在由電話機附件100消耗的能量與閾值之間也進行周期的比較。利用在操作狀態(tài)中的一個變化或利用在單個供電狀態(tài)中花費時間的一個預(yù)定量來觸發(fā)在能量消耗與閾值之間的比較?？刂茊卧?0對該比較結(jié)果進行測量并且把由附件100消耗的總能量保存在累加器45中。在每次累加求和之后，把累加器45中的值與閾值比較。當(dāng)累加器45中的值等于或超過閾值時產(chǎn)生一個復(fù)位信號。
現(xiàn)在描述圖6，一個流程圖描述了如圖5所示的另一種電池放電保護系統(tǒng)10的控制單元40的操作。當(dāng)程序開始(程序塊300)時，啟動開關(guān)30被打開并且將沒有電流提供給電話機附件100。當(dāng)交流發(fā)電機電流傳感器35檢測到一個再充電電流時(方塊305)，控制單元40產(chǎn)生一個置位信號，該置位信號閉合啟動開關(guān)30，使電流流到電話機附件100(方塊310)，并且開始它的內(nèi)部的時鐘(方塊315)。在啟動它的時鐘之后，控制單元40等待一個預(yù)先時間周期(方塊320)，然后確定是否存在一個再充電電流(方塊325)。如果此時存在一個再充電電流，由于該電池70由車輛供電系統(tǒng)60的交流發(fā)電機80連續(xù)地再充電，控制單元40連續(xù)地循環(huán)控制直到不再存在再充電電流為止。
當(dāng)通知再充電電流是不存在時，該控制單元40借助于供電狀態(tài)檢測器120(方塊330)以由內(nèi)部時鐘指示的運行時間的規(guī)定間隔開始對裝置100的供電狀態(tài)的進行監(jiān)視。當(dāng)一個時鐘信號被產(chǎn)生時，控制單元40確定裝置100的供電狀態(tài)(方塊330)。然后控制單元40計算在采樣時間周期上的能量消耗并且把該計算的能量消耗加到在累加器45中儲存的值上(方塊340)。此時，控制單元40把目前存儲在累加器45中的更新值與閾值比較，換言之，該閾值是允許附件100使電池放電的限值(方塊345)。
如果累加器45中的值小于閾值并且由交流發(fā)電機電流傳感器35通知控制單元40已經(jīng)存在一個再充電電流(方塊350)，控制單元40使累加器45復(fù)位(方塊355)。當(dāng)再一次檢測到再充電電流不存在時，控制單元40重新開始供電狀態(tài)計算的程序(方塊320)。然而，如果由于預(yù)先的測量沒有檢測到再充電電流(方塊350)，那么控制單元40等候下一個采樣時間(方塊350)，而不使累加器45復(fù)位。注意該第二次能量消耗的采樣值和任何后來能量消耗的采樣值被加到在累加器45中以前存儲的總值上(方塊340)。另外，在每個新的采樣值被加到累加器45中之后，控制單元40把累加的存儲值與預(yù)定的閾值相比(方塊345)。
當(dāng)存儲在累加器45中的累加值等于或大于閾值時(方塊345)，控制單元40把累加器中的值復(fù)位到零(方塊365)并且產(chǎn)生一個復(fù)位信號(方塊370)，該復(fù)位信號使啟動開關(guān)30打開并且中斷給電話機附件100供電。
當(dāng)然本發(fā)明除了在此描述的實施例之外還可以以其它特殊的方式來實現(xiàn)而不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)特征。因此，考慮到對本發(fā)明的各種變化和變型不受在說明書中描述的各種實施例的限制，這些變化和變型都屬于本發(fā)明的權(quán)利要求所保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于由一個電池供電的移動電信裝置的電池放電保護系統(tǒng)，包括a)一個把該電信裝置連接到電池上的電源線；b)一個用于監(jiān)視由所述電信裝置消耗的電流的控制單元，所述控制單元包括i)一個附件電流傳感器，用于以不連續(xù)的時間間隔確定由所述電信裝置消耗的電流；ii)一個累加器，用于在多個所述時間間隔上對由所述電信裝置消耗的電流求和以便獲得電流消耗的累加總和；iii)用于當(dāng)由所述累加總和表示的所述總的電流消耗達到一個閾值時產(chǎn)生一個控件信號的裝置；c)一個電源開關(guān)，該電源開關(guān)被設(shè)置在電池和電信裝置之間的所述電源線中并且操作性地連接到所述控制單元上，其中所述電源開關(guān)響應(yīng)由所述控制單元來的所述控制信號以便中斷提供給所述電信裝置的電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電池放電保護系統(tǒng)，還包括一個與所述控制單元的一個輸入連接的交流發(fā)電機電流傳感器，所述控制單元響應(yīng)交流發(fā)電機電流傳感器，以便開始監(jiān)視當(dāng)不存在一個再充電電流時的電流消耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在電信裝置之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在與所述電信裝置連接的適配器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在一輛車供電系統(tǒng)之中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電池放電保護系統(tǒng)，還包括一個用于把多個裝置與所述電源線連接的供電母線，其中所述控制單元監(jiān)視流過所述供電母線的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值被自適應(yīng)地確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值作為環(huán)境溫度的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值作為電池狀態(tài)的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
10.一種用于由一個電池供電的移動電信裝置的電池放電保護系統(tǒng)，包括a)一個把該電信裝置連接到電池上的電源線；b)一個用于監(jiān)視由所述電信裝置引起的電池放電的控制單元，所述控制單元包括i)一個附件電流傳感器，用于以不連續(xù)的時間間隔測量流過在電源線上的所述電信裝置中的電流；ii)一個累加器，用于儲存由所述電信裝置消耗的電流累加總和；iii)用于當(dāng)由所述累加總和表示的所述裝置消耗的電流達到一個閾值時產(chǎn)生一個控件信號的裝置；c)一個電源開關(guān)，該電源開關(guān)被設(shè)置在電池和電信裝置之間的所述電源線中并且操作性地連接到所述控制單元上，其中所述電源開關(guān)響應(yīng)由所述控制單元來的所述控制信號以便中斷提供給所述電信裝置的電源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電池放電保護系統(tǒng)，還包括一個與所述控制單元的一個輸入連接的交流發(fā)電機電流傳感器，所述控制單元響應(yīng)交流發(fā)電機電流傳感器，以便開始監(jiān)視當(dāng)不存在一個再充電電流時的電流消耗量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在電信裝置之內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在與所述電信裝置連接的適配器中。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在一輛車供電系統(tǒng)之中。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的電池放電保護系統(tǒng)，還包括一個用于把多個附件與所述電源線連接的供電母線，其中所述控制單元監(jiān)視流過所述供電母線的電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值被自適應(yīng)地確定。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值作為環(huán)境溫度的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值作為電池狀態(tài)的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
19.一種用于由一個電池供電的移動電信裝置的電池放電保護系統(tǒng)，包括a)一個把該移動電信裝置連接到一個車輛的電池上的電源線；b)一個用于監(jiān)視由所述移動電信裝置消耗的能量的控制單元，所述控制單元包括i)一個供電狀態(tài)檢測器，用于確定所述移動電信裝置的供電狀態(tài)；ii)一個處理器，用于計算在每個供電狀態(tài)中由所述移動電信裝置消耗的能量；iii)一個累加器，用于保持由所述移動電信裝置消耗能量的累加總和；iv)用于當(dāng)由該累加總和表示的能量消耗總和達到一個閾值時產(chǎn)生一個控件信號的裝置；c)一個電源開關(guān)，該電源開關(guān)被設(shè)置在電池和電信裝置之間的所述電源線中并且操作地連接到所述控制單元上，其中所述電源開關(guān)響應(yīng)由所述控制單元來的所述控制信號以便中斷提供給所述電信裝置的電源。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的電池放電保護系統(tǒng)，還包括一個與所述控制單元的一個輸入連接的交流發(fā)電機能量傳感器，所述控制單元響應(yīng)交流發(fā)電機能量傳感器，以便開始監(jiān)視當(dāng)不存在一個再充電能量時的能量消耗。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在電信裝置之內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在與所述電信裝置連接的適配器中。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述控制單元被包含在一輛車供電系統(tǒng)之中。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值被自適應(yīng)地確定。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值作為環(huán)境溫度的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的電池放電保護系統(tǒng)，其中所述閾值作為電池狀態(tài)的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
27.一種用于當(dāng)一個車輛沒有對一個電池充電時防止一個電信裝置使該車輛中的電池過放電的方法，所述方法包括步驟a)確定由所述電信裝置以不連續(xù)的時間間隔消耗的電流；b)在多個所述時間間隔上對由所述電信裝置消耗的電流求和以便確定電流消耗的累加總和；c)周期地把由所述累加總和表示的消耗電流與一個閾值比較；d)當(dāng)該電流消耗超過所述閾值時，中斷提供給所述電信裝置的電源。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中確定由所述電信裝置消耗的電流的步驟包括對提供給所述電信裝置的電流進行采樣和累加的步驟。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中確定由所述電信裝置消耗的電流的步驟包括確定該電信裝置的供電狀態(tài)、確定所述電信裝置處在所述供電狀態(tài)的時間量、和計算作為所述電源狀態(tài)和時間的一個函數(shù)的電流消耗的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，還包括自適應(yīng)地確定閾值的步驟
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述閾值作為環(huán)境溫度的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述閾值作為電池狀態(tài)的一個函數(shù)被自適應(yīng)地確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量由電池供電的電話機裝置的能量消耗,以便當(dāng)車輛無人照顧時防止由延長使用該裝置所引起的不慎的車輛電池的過放電。在一個優(yōu)選的實施例中,逐漸增加地測量提供給該裝置的電流或由其它有關(guān)聯(lián)參數(shù)測量來計算提供給該裝置的電流。累加逐漸增加的電流測量值以便產(chǎn)生代表總的能量消耗的總的電流消耗。在一個逐漸增加的測量之后的每個更新值上,把累加的總和與一個預(yù)先確定或自適應(yīng)確定的閾值比較,該閾值確定了一個邊界范圍,在該邊界范圍上允許附件使電池放電。當(dāng)總的能量消耗等于或超過該閾值時中斷提供給由電池供電的電話機裝置的電源,以便保存足夠的功率來啟動車輛并且操作其它的外設(shè)系統(tǒng)。
文檔編號H02J7/00GK1261472SQ98806424
公開日2000年7月26日 申請日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月18日
發(fā)明者D·R·歐文 申請人:艾利森公司