(57)【要約】この装置は、自動車に配列されて、測定されるべきであるバッテリーと自動車のスターティングモータの両方に並列的に接続されたモニターとアラーム装置を含む。このスターティングモータは、外側ループのサンプリング回路を形成するための負荷としてみなされて、１／ｔ秒は、ディスチャージする時、サンプリングの時間間隔として設定されて、電圧と電流曲線は、１／ｔ秒にサンプルされた多数の連続した電圧値を接続することを介して形成され、最小の電圧値は、バッテリーの状態が測定される状態を判断するための事前に判断されたアラーム電圧値と比較して、アラームは、測定されるべきであるバッテリーの状態が異常であるならば、時間内に発される。
2006509670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に配列された装置は、
測定されるべきであるバッテリー及び自動車のスターティングモータの両方に並列的に接続されたモニター及びアラーム装置を備え、
前記スターティングモータを負荷として外側ループのサンプリング回路を形成し、ディスチャージする時、１／ｔ秒をサンプリングの時間間隔として設定し、電圧カーブが、各1/t秒にサンプルされた多数の連続した電圧値を接続することを介して形成されて電圧カーブの最小電圧値は、バッテリーの状態が測定される状態を判断するための事前に判断されたアラーム電圧値と比較して、測定されるべきであるバッテリーの状態が異常であるならば、限定された時間内にアラームが生じることを特徴とする自動車に配列された装置。
【請求項２】
自動車の電力をモニターする方法であって、
（ａ）スターティングモータを負荷として、サンプリングされた電圧を得るために、測定されるべきであるバッテリーをサンプリングする外側ループのサンプリングステップと、
（ｂ）１／ｔ秒毎にサンプリングされた多数の連続した電圧値を接続することによって、電圧カーブを得るデータ保存のステップと、
（ｃ）最小の電圧を計算して記録する計算のステップと、
（ｄ）記録された最小の電圧を予定されたアラーム値と比較して、最小の電圧は予定されたアラーム値より高ければ、測定されるべきであるバッテリーが正常とされて、或いは、電圧カーブの最も低いポイントに達されるかまたは通過されて、そして、測定されるべきであるバッテリーが異常とする比較のステップと、
（ｅ）ディスプレーに、ステップ（c）の計算の結果を示し、予定されたアラーム値がステップ（ｄ）に達しているならば、アラームを生じさせる結果ディスプレイのステップとを含み、
長い間に測定されるべきであるバッテリーをモニターできるためにステップ（ａ）からステップ（ｅ）を繰り返し実行して、アラームを起こすことによってエンジンを始動する前に、バッテリーのパワーレベルをドライバーに知らせる自動車の電力をモニターする方法。
【請求項３】
ｔは、１から１００００までの値であって、好ましいくはｔが１０００と設定されている請求項２記載の自動車の電力をモニターする方法。
【請求項４】
中断ベクトルアドレスをこのプロセスの最初期として設定する最初期のステップ１１と、
レジスタと入力/出力（Ｉ/Ｏ）ピンを初期化して、中断ベクトルとタイマを作動させ、レジスタの初期値を設定し、中断ベクトルとタイマを作動させて、状態及びそれぞれのピンの初期値を定義する初期化のステップ１２と、
予定されたアラーム値Ｖａｌａｒｍ及び時間のパラメタtを設定するステップ１３と、
ｉｔｈサンプリングの初期値をゼロと設定し、開放回路電圧Ｖｏを測定するステップ１４と、
多数のサンプリングｉの増分を実行するステップ１５と、
ｉｔｈサンプルされた電圧を得るするために、１／ｔ２秒毎に測定されるバッテリーのサンプリングをするステップ１５０と、
多数の連続したサンプリングされた電圧値Ｖｉを接続することによって、電圧カーブを得るステップ１５１と、
最小の電圧Ｖｍｉｎを見つけるために、計算の操作を実行して、そして、この最小の電圧ＶｍｉｎをＶｉが電流最小の電圧Ｖｍｉｎより低ければ、電流最小の電圧ＶｍｉｎをＶｉに取り替えるための電流サンプルリング電圧Ｖｉと比較するステップ１５２と、
電流最小の電圧Ｖｍｉｎを予定されたアラーム値のＶａｌａｒｍと比較して、最小の電圧Ｖｍｉｎはアラーム値のＶａｌａｒｍと等しい又は低ければ、即ち、電圧カーブの最も低いポイントはステップ（ｏ）に達してまたは通過して、或はこのプロセスループはステップ（ｊ）へ戻し、測定されたバッテリーが正常を示すステップ１５３と、
ステップ（ｊ）へ戻す前にディスプレーによって、アラームを起こさせるステップ１６と、
を含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
最小の電圧Ｖｍｉｎは、エンジンを始動する時、電圧カーブの最も低いポイントで取得される請求項２記載の方法。
【請求項６】
最小の電圧Ｖｍｉｎは、エンジンを始動する時、電圧カーブの最も低いポイントで取得され、カーブセクションの任意な電圧値は、エンジンを始動するポイントＰ２から、交流発電機が充電されているポイントＰ５までバッテリー測定ポイントとして見なされる請求項２記載の方法。
【請求項７】
自動車に提供されて、並列に測定される電流ソースに接続されるモニターとアラーム装置を備え、
このモニターとアラーム装置は、定電流を操作するためのＣＰＵ、ＭＣＵ、及び装置に供給するために作用される安定化回路と、
制御のサンプリングされた電圧、データ保存、計算、比較と結果ディスプレイに接続されるＣＰＵ又はＭＣＵと、
ＣＰＵ或いはＭＣＵに命令され、１／ｔ秒毎に測定される電流ソースから電圧データを取得して、プロセスするために、取得された電圧データをＣＰＵＭＣＵへ送る電圧サンプリングされた回路と、
ＬＣＤ或は任意の他のディスプレイに測定結果を示すためのＣＰＵ及びＭＣＵに命令されるディスプレイ回路と、
測定されるべきである電流ソースは、測定されるべきバッテリーと並列なスターティングモータと、
を備える装置。
【請求項８】
さらに電流制御回路を含み、その電流制御回路がＣＰＵ或はＭＣＵに命令され、測定される電流ソースにおいて、測定される出力パワーを測定するための負荷で電流を制御し調整する請求項７記載の装置。
【請求項９】
測定されるバッテリーの極性反転を生じさせないように、測定される直流のソースの損害を防ぐためのバッテリー極性反転保護回路と、
オーディオアラーム回路とを備え、
そのオーディオアラーム回路が、ＣＰＵ又はＭＣＵ２２に命令され、測定されるバッテリーのパワーが低下する場合、オーディオアラーム又はオルタネータ損傷が生じ、老化したバッテリーや、損傷したバッテリーや、および他の誤動作した電気装置を含む異常が生じたとき、いずれにも聞きとれる警告を発生させる請求項７記載の装置。
【請求項１０】
パワー検出回路を備え、そのパワー検出回路が、ＣＰＵ及びＭＣＵに命令されて、ＣＰＵ及びＭＣＵへ伝送するための測定される電流ソースから、電圧と電流データを得て、プロセスするために、測定されるべきであるバッテリーの状態を判断して、次に当該状態をＣＰＵ及びＭＣＵへ伝送し、
デジタルディスプレイを備え、そのデジタルディスプレイが、ＣＰＵ及びＭＣＵによって命令されて、デジタルフォームに測定結果を表示し、
ディジタル信号インタフェースコンバータを備え、ディジタル信号インタフェースコンバータが、ＣＰＵ及びＭＣＵに命令されて、測定結果に基づくインタフェースを通って外部で交信し、
それは他の直流ソースのどれかを検出するもであって、代わりに、異なったモニターモードを実行して、パワー検出回路によって、測定されるべき電流ソースが不十分な充電か、パワーがあるかどうかを判断し、デジタルディスプレイによる表示によってＣＰＵ及びＭＣＵの光又は音で早期警戒を起こす請求項７記載の装置。
【請求項１１】
バッテリー温度センサと、
バッテリーが環境要素によって悪く影響されないでバッテリー温度の特性曲線について言及することによって測定される正しい利用可能なパワーについて計算するためにバッテリー温度センサによってＣＰＵ及びＭＣＵの一つに理解された測定されるバッテリーに関する送付温度データのためのバッテリー温度検出回路とを備え、
バッテリーが測定される正しい利用可能なパワーは、予定されたアラーム値を変更するのに順番に使用される請求項７記載の装置。
【請求項１２】
自動車に提供される装置において、測定されるバッテリーと自動車のスターティングモータの両方に並列的に接続されたモニターとアラーム装置とを備え、二重のループのテクニックが長い時間の基礎で測定される電流ソースの利用可能なパワーをモニターするのに使われ、スターティングモータは、外側ループのサンプリング回路を形成するための負荷としてみなされ、内側ループのサンプリング回路はモニターとアラーム装置の内部負荷を使うことにより形成されて、代わりに、適当に時間を多数の時間間隔に分割することを介して、異なったモニターモードを実行して、外側ループのサンプリング回路に自動車の電力をモニターする方法であって、
（ａ）スターティングモータ（starting motor）を負荷として、サンプリングされた電圧を得るために、１／ｔ秒毎に測定されるべきであるバッテリーをサンプリングする外側ループのサンプリングステップと、
（ｂ）多数の連続した電圧値を接続することによって、電圧カーブを得るデータ保存のステップと、
（ｃ）最小の電圧を計算し、それを記録する計算のステップと、
（ｄ）記録された最小の電圧を予定されたアラーム値と比較して、最小の電圧は予定されたアラーム値より高ければ、測定されるべきであるバッテリーが正常とされて、或いは、電圧カーブの最も低いポイントに達されるかまたは通過されて、そして、測定されるべきであるバッテリーが異常とする比較のステップと、
（ｅ）ディスプレーに、ステップ（ｃ）の計算の結果を示し、予定されたアラーム値がステップ（ｄ）に達しているならば、アラームを発する結果ディスプレーのステップとを含み、
ここで長い間に測定されるバッテリーをモニターするために、繰り返してステップ（ａ）からステップ（ｅ）を実行し、アラームを発するかどうか気付くことによってエンジンを始動する前に、バッテリーのパワーレベルをドライバーに知らせ、
内側ループのサンプリング回路によって自動車の電力をモニターする方法では、
（ｆ）負荷としてモニターとアラーム装置の内部の荷重を設定し、急速にサンプリングされた電圧を得るためのパワー・トランジスタを切り換えることによって、毎Ｔ２秒に測定されるべきであるバッテリーを放電して、Ｎサンプリングされた電圧値を得るために放電Ｎ回を繰り返す内側ループのサンプリング回路のステップと、
（ｇ）平均した電圧を計算し、それを記録する計算のステップと、
（ｈ）ステップ（ｇ）で得られた平均した電圧を予定されたアラーム値と比較して、ディスプレーに、ステップ（ｅ）での結果を表示して、予定されたアラーム値は通過された時、アラームを発する比較のステップと、
（ｉ）毎Ｔ２秒に測定されるバッテリーの利用可能なパワーを測定して、次の測定のために予定された時間の期間を待つ測定の時間間隔のステップとを含み、
ここでステップ（ｆ）からステップ（ｉ）を繰り返すことによって、長い間で測定されるために測定されるべきであるバッテリーをモニターする自動車の電力をモニターする方法。
【請求項１３】
中断ベクトルアドレスがプロセスの最初期とする開始期であるステップ１１と、
レジスタと入力／出力ピンが初期化されて、中断ベクトルとタイマが作動される初期化であって、レジスタの初期値は設定されて、そして、中断ベクトルとタイマは作動されて、それぞれのピンの状態と初期値はそれぞれ定義されるステップ１２と、
外側ループの予定されたアラーム値Ｖａｌａｒｍ、内側ループの予定されたアラーム値Ｖ及び時間のパラメタｔ、Ｔ２が設定されるステップ１３と、
ｉｔｈサンプリングの初期値はゼロ（すなわち、カウントは０から）として設定され、開放電圧Ｖｏが測定されるステップ１４と、
カウンタによって時間間隔の数を数えるステップ１８と、
内側ループのサンプリング回路における加えられた時間の間隔は、Ｔ２に達したかどうかを判断する。そうでなければ、プロセス１０’はステップ１８にループバックする前に、サブルーチン（Ａ）に行って、Ｔ２に達したら、サブルーチン（Ｂ）に行くステップ１９と、
をさらに含む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
サブルーチン（Ａ）は、負荷としてスターティングモータＳ１をみなすことによる外側ループのサンプリングプログラムであって、サブルーチン（Ａ）は、
多数のサンプリングされたｉの増分を実行するステップ１５と、
ｉｔｈのサンプリングされた電圧Ｖｉを入手するために毎１／ｔ２秒に測定されるバッテリーＢ２をサンプリングするステップ１５０と、
多数の連続したサンプリングされた電圧値Ｖｉを接続することによって、電圧カーブを得るステップ１５１と、
最小の電圧Ｖｍｉｎの機能を見つけるための計算操作を実行して、もしＶｉが電流の最小電圧Ｖｍｉｎ以下であるなら、電流の最小電圧ＶｍｉｎをＶｉに取り替えるための電流のサンプリングされた電圧Ｖｉと最小電圧Ｖｍｉｎを比較するステップ１５２と、
電流の最小電圧Ｖｍｉｎを予定されたアラーム値のＶａｌａｒｍと比較して、最小の電圧Ｖｍｉｎがアラーム価値のＶａｌａｒｍと等しい時、または低いなら、即ちそれは、電圧カーブの最も低いポイントが達したか、または通過した時、サブルーチン（Ａ）は、ステップ１６に行って、他に、サブルーチン（Ａ）は、測定されるバッテリーＢ２が正常を代表するステップ１５にループバックするステップ１５３と、
アラームをディスプレイにより起こすステップ１６と、
を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
サブルーチン（Ｂ）はモニターとアラーム装置の内部荷重を利用することによる内側ループのサンプリングプログラムであって、このサブルーチン（Ｂ）は、
負荷を作動して、負荷電流を増加させるようにパワー・トランジスタを制御するステップ１７と、
Ｔ２の毎の時間間隔に電圧をサンプリングして、電圧を負荷の抵抗に分割することによって、電流を引き出し、それは電流サンプリングするステップ１７０と、
負荷を作動させず、負荷電流を断ち切るために、パワー・トランジスタを断ち切るステップ１７１と、
多数のサンプリングがＮに達したかどうかを判断して、そうでなければ、サブルーチン（Ｂ）はステップ１７にループバックするステップ１７２と、
計算によってサンプリングされた電圧の平均値を得るステップ１７３と、
内側ループの予定されたアラーム値ｖと平均の電圧を比較するステップ１７４と、
ステップ１７４においての比較結果を示し、アラーム値がステップ１７４に達しているなら、アラームを発するステップ１７５と、
を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
ｔは、１から１００００までの値であって、好ましくはtは１０００である請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
Ｔ２は１０００ミクロ秒のより低い値であって、望ましくは、Ｔ２は５０ミクロ秒であり、そして、Ｎの値は２と４との間にある請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
最小電圧Ｖｍｉｎはエンジン始動する時、電圧カーブの最も低いポイントで得られる請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
最小の電圧Ｖｍｉｎはエンジンが始動する時、電圧カーブの他のポイントのいずれかで入手され、エンジン始動するポイントＰ２から交流発電機充電するポイントＰ５までのカーブセクションの任意なポイントの電圧値は、バッテリーの測定ポイントとみなされる請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モニター装置に関し、特に、パワーが予定されたレベルより低い時、アラームを発すことができるための自動車のバッテリーの電力をモニターする装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライバーが運転する前に、自動車のエンジンを始動させなければならないのが知られている。また、成功にエンジンを始動するために、バッテリーに十分なパワーを持たなければならない。しかしながら、実際には、エンジンを始動する前にバッテリーのパワーレベルを知る方法がほとんどない。始動が失敗する場合にだけ、ドライバーはしばしばバッテリー値を知っている。代わりに、バッテリーは、次の始動する前に既に破損してしまって、それでさえこの始動に成功しているということもある。
【０００３】
そのうえ、いろいろな原因は、例えば、周囲温度や、充電状態や、時間や、負荷放電等、すべでバッテリーの寿命に影響する。したがって、それは複雑である。従来のバッテリー（例えば、ＮＰバッテリー）は、図１２ないし図１４にそれぞれ示されるように、以下の放電時間ｖｓ放電電圧、周囲温度ｖｓバッテリーの利用可能なパワー、蓄積時間ｖｓバッテリーの利用可能なパワーの特性曲線がある。したがって、成功に自動車の始動をさせることを確実するのに、前記の要素によって引き起こされるかもしれない損失を克服するために長い時間の基礎におけるバッテリーの利用可能なパワーをモニターするのが望ましい。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、長い時間の基礎で、自動車の電力をモニターする装置及びその方法を提供することにある。前記装置は、測定されるべきであるバッテリーと自動車のスターティングモータの両方に並列的に接続されたモニターとアラーム装置を含み、シングルなループのテクニックに、このスターティングモータは、外側ループのサンプリング回路を形成するための負荷としてみなされて、１／ｔ秒は、ディスチャージする時、サンプリングの時間間隔として設定されて、電圧カーブは、毎１／ｔ秒にサンプルされた多数の連続した電圧値を接続することを介して形成され、エンジンが始動する際に、平行な端末で測定された電圧はかなり一時に低下されて、従って、電圧カーブの最も低いポイントに形成されて、最も低いポイントで取得された電圧カーブの最小電圧は、バッテリーの状態が測定される状態を判断するための所定なアラーム値と比較して、アラームは、測定されるべきであるバッテリーの状態が異常であるならば、時間内に発される。
【０００５】
本発明のもう一つ目的は、自動車の電力をモニターする装置及びその方法を提供することにある。前記装置のモニターとアラーム装置はで平行に測定されるべきであるバッテリーに接続されて、自動車のスターティングモータ（starting motor）はダブルなループのテクニック（Double loop technique）に配列されて、そして、長い時間の基礎で測定される電流ソースの利用可能なパワーをモニターして、このスターティングモータ（starting motor）は、外側ループのサンプリング回路（outer loop sampling circuit）を形成するための負荷としてみなされて、内側ループのサンプリング回路（inner loop sampling circuit）は、モニターとアラーム装置の内部負荷を使うことにより形成されて、代わりに、適当に時間を多数の時間間隔に分割することを介して、異なったモニターモードを実行する。
【０００６】
更に本発明のもう一つ目的は、自動車の電力をモニターする装置及びその方法を提供することにある。前記装置のモニターとアラーム装置は、エンジンを始動する際に、電圧カーブの任意なポイントをバッテリーの測定ポイントとしてする。すなわち、エンジン始動するポイントから交流発電機充電ポイントまでのカーブセクション（curve section）の任意なポイントの電圧値はバッテリーの測定ポイントとしてみなされる。従って、測定されるべきであるバッテリーの状態を決定すること及び測定されるべきであるバッテリーの状態が異常であるなら時間内にアラームを発させることが可能となる。
【０００７】
本発明の前記目的と本発明の他の目的、特徴、長所は、下記の詳細な説明及び図面の参考により、明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１ないし図７を参照して、本発明の装置及び方法による第一の好ましい実施形態が示される。この装置には、モニターとアラーム装置２０が測定されるべきであるバッテリーＢ２とスタータユニットＳ１（例えば、下記のようなスターティングモータ）の両方に並列的に接続された。シングルなループ（Single loop）には、前記スターティングモータ（starting motor）Ｓ１が、外側ループのサンプリング（outer loop sampling）回路を形成するための負荷としてみなされて、1/t秒は、ディスチャージする時、サンプリングの時間間隔として設定された。電圧カーブは毎1/t秒にサンプリングされた多数の連続した電圧値を接続することを介して形成された。または、カーブの最小電圧は、バッテリーの状態を判断するために判断されたアラーム電圧値と比較してバッテリーの状態が異常であるならば、所定の時間内に、アラームを発させる。
【０００９】
図１を参照して、発明による自動車の電力をモニターするためのプロセスを説明する。モニターするプロセスは以下のステップを含んでいる。
ステップ１（外側ループのサンプリング）では、スターティングモータ（starting motor）Ｓ１は、負荷としてみなされる。本発明は、サンプリングされた電圧を得るために、毎1/t秒に測定されるべきであるバッテリーをサンプリングする。
ステップ２（データ保存）では、電圧カーブは、毎１／ｔ秒にサンプリングされた多数の連続した電圧値を接続することによって、得られる。
ステップ３（計算）では、本発明は最小の電圧を計算すると、それを記録する。
ステップ４（比較）では、本発明は記録された最小の電圧を予定されたアラーム値と比較する。最小の電圧は予定されたアラーム値より高ければ、測定されるべきであるバッテリーＢ２が正常とされる。逆に最小の電圧は予定されたアラーム値と同じであるなら又は予定されたアラーム値より低下すれば、即ち、電圧カーブの最も低いポイントに達されるかまたは通過される場合、測定されるべきであるバッテリーＢ２が異常とされる。
ステップ５（結果ディスプレイ）では、ステップ３による計算の結果はディスプレーに示される。更に、アラーム値がステップ４に達しているならば、アラームを発す。
ステップ１ないしステップ５では、長い時間で、測定されるべきであるバッテリーＢ２をモニターするために、繰り返して実行される。結局、ドライバーは、アラームを発すかどうかのことにより、エンジンを始動させる前にバッテリーのパワーレベルを知ることができる。
【００１０】
図２を参照して、本発明による図１のプロセスを説明する詳細なフローチャートについて説明する。プロセス１０は以下のステップを含む。
ステップ１１は、中断ベクトルアドレス（interrupt vector address）がプロセスの最初期とする開始期である。ステップ１２は、レジスタと入力/出力（入出力）ピンが初期化されて、中断ベクトル（interrupt vector）とタイマ（timer）が作動される初期化である。次に、レジスタの初期値は設定されて、そして、中断ベクトル（interrupt vector）とタイマ（timer）は作動されて、それぞれのピンの状態と初期値はそれぞれ定義される。ステップ１３は、予定されたアラーム値Ｖａｌａｒｍ及び時間のパラメタｔが本発明に設定される。ステップ１４は、ｉｔｈサンプリングの初期値はゼロ（すなわち、カウントは０から）として発明で設定される。更に、開放回路電圧（open-circuit voltage）Ｖｏが測定される。ステップ１５では、ｉの増分は実行される。ステップ１５０では、本発明は、このｉｔｈサンプリングされた電圧Ｖｉを得るために、毎１／ｔ秒に測定されるべきであるバッテリーＢ２をサンプリングする。ステップ１５１では、多数の連続したサンプリングされた電圧値のＶｉを接続することによって、電圧カーブが得られる。ステップ１５２では、本発明は、最小の電圧Ｖｍｉｎの機能を見つけるために計算の操作を実行して、そして、Ｖｉが電流の最小電圧Ｖｍｉｎの以下である場合、電流の最小電圧ＶｍｉｎをＶｉに取り替えるために、最小電圧Ｖｍｉｎを電流サンプリングされた電圧Ｖｉと比較する。ステップ１５３では、本発明は予定されたアラーム値のＶａｌａｒｍと電流の最小電圧Ｖｍｉｎを比較する。最小の電圧Ｖｍｉｎが予定されたアラーム値Ｖａｌａｒｍより等しいかまたは低いなら、即ち、電圧カーブの最も低いポイントに達するかまたは通過する時、プロセスはステップ１６に行く。そうではなく、（例えば、測定されるべきであるバッテリーＢ２が正常とされる。）このプロセスはステップ１５に行く。ステップ１６では、アラームが、ディスプレイで発される。そして、このプロセスはステップ１５に繰り返す。
【００１１】
図３は、本発明第一の好ましい実施形態による自動車の電力をモニターする装置及びアラーム装置２０を示すブロック図である。モニターとアラーム装置２０は、自動車にインストールされて、安定化回路（stabilization circuit）２１、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＣＵ（マイクロプロセッサ制御装置）２２、電圧サンプリングされた回路２３、電流制御回路（current control circuit）２４、とディスプレイ回路２５を含む。モニターとアラーム装置２０は、並列に測定されるべきである電流ソース３０に接続される。各コンポーネントは以下で詳細に説明する。
【００１２】
安定化回路（stabilization circuit）２１は、定電流をＣＰＵ或いはＭＣＵ２２又は他のコンポーネントに供給するために作動する。ＣＰＵ或いはＭＣＵ２２は、サンプリングされた電圧、データ保存、計算、比較、結果ディスプレイなどを制御するために行動する。電圧サンプリングされた回路２３は、ＣＰＵ或いはＭＣＵ２２に命令されて、毎１／ｔ秒に測定されるべきである電流ソースから電圧データを取得する。プロセスするために、取得された電圧データはＣＰＵ或いはＭＣＵ２２に送られた。ディスプレイ回路２５は、ＣＰＵ或いはＭＣＵ２２に命令されて、測定結果をＬＣＤ（液晶ディスプレイ）又は他の適当なディスプレイに示す。
【００１３】
測定されるべきである電流ソース３０は、測定されるべきであるバッテリーＢ２と平行なスターティングモータ（starting motor）Ｓ１を含む。よって、モニターとアラーム装置２０では平行に測定されるべきであるバッテリーＢ２に接続されて、スターティングモータ（starting motor）Ｓ１が、外側ループのサンプリング回路（outer loop sampling circuit）を形成するための負荷としてみなされる。また、１／ｔ 秒は時間の間隔と定義される。電圧カーブは、時間の間隔でサンプリングされた多数の連続した電圧値を接続することによって、形成される。そのうえ、カーブの最小の電圧は測定されるべきであるバッテリーＢ２の状態を判断するために本発明による予定されたアラーム値と比較して、必要であったら、アラームを発させる。
【００１４】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃと３Ｄは本発明の装置で測定された三つの異なっているバッテリーに関する実験値（例えば、電圧値）を示すグラフである。図３Ａで、第一の測定されるべきであるバッテリーの電圧カーブは、エンジンが始動する時のポイントＰ１からポイントＰ２まで開始している。エンジンが始動する際に、平行な端末で測定された電圧はかなり一時に低下されて、従って、電圧カーブの最も低いポイントＰ３に形成される。従って、最小電圧は、ポイントＰ３で取得された。最小の電圧はカーソル（cursor）２によって８．８８Ｖを示す（図３Ａ参照）。その後のセクションＰ４は、エンジンが始動されることを代表する。通常、スターティングモータ（starting motor）がカーブ部のＰ４を観測することによって作動しているかどうか判断することは可能となる。例えば、スターティングモータ（starting motor）が三相モーターであるなら始動された後に三つのリップルはセクションＰ４に形成されるべきである。リップルの数は三つの未満であるなら、それは、通常、スターティングモータ（starting motor）が作動しないことを意味する。従って、測定されるべきであるバッテリーＢ２がカーブ部のＰ４を観測することによって作動しているかどうかを判断することは可能となる。最終的なポイントＰ５は、オルタネータ（alternator）の充電先を代表する。図３Ｂは図３Ａに示された電圧カーブの最も低い部分の拡大図として示される。最小の電圧はカーソル（cursor）２によって８．８８Ｖを示す。この部分による電圧カーブの詳細な変化を観察することは可能となる。図３Ｃで、第二の測定されるべきであるバッテリーが示されており、そして最小の電圧はカーソル（cursor）２によって５．１２Ｖを示す。図３Ｄにおいて、第三の測定されるべきであるバッテリーが示されており、最小の電圧はカーソル（cursor）２によって１．１１Ｖを示す。カーブ部のＰ４によって示されるような小さい変化を含む連続しているカーブではなくて、多数の実質的に平行なバー波（bar-waves）が形成された。それはスターティングモータ（starting motor）が作動しないことを意味する。即ち、スターティングモータ（starting motor）は最小電圧を有するバッテリーにより、始動しない。それはこのバッテリーが機能しないことを意味する。以上のいろいろなことを見て、測定されるべきであるバッテリーがこの三つのバッテリーに係わる電圧のカーブの変化を観測することによって作動しているかどうか判断することは可能となる。これは本発明の重要な特性である。
【００１５】
図４に、本発明によるモニターとアラーム装置２０の第二構成を示すブロック図を示す。実施形態では、モニターとアラーム装置２０はさらにバッテリーＢ２極性反転保護回路（polarity reverse protection）２６を含み、それは、バッテリーの極性反転とオーディオアラーム回路２７が、ＣＰＵかＭＣＵ２２で命令されて測定結果に基づくバッテリーＢ２に起こった不規則（例えば、パワー安値、老化、または損害）において、オーディオアラームを発さないために、測定された電流ソース３０への損害を防ぐ。
【００１６】
図５を参照して、本発明によるモニターとアラーム装置２０の第三構成を示すブロック図は示される。実施形態では、モニターとアラーム装置２０はさらに、パワー検出回路（power detection circuit）２８が、ＣＰＵとＭＣＵによって命令されて、ＣＰＵとＭＣＵへ伝送するための測定されるべきである電流ソース３０から、電圧と電流データを得て、プロセスするために、測定されるべきであるバッテリーの状態を判断して、次に前記状態をＣＰＵとＭＣＵ２２へ伝送すること含み、デジタルディスプレイ（digital display）２８１がＣＰＵとＭＣＵによって命令されて、デジタルフォームに測定結果を表示することを含み、ディジタル信号インタフェースコンバータ（digital signal interface converter）２８２が、ＣＰＵとＭＣＵ２２によって命令されて、測定結果に基づくインタフェースを通って外部で交信することを含む。
【００１７】
ＣＰＵとＭＣＵ２２は、モニターとアラーム装置２０がバッテリーＢ２に平行に接続されたので、バッテリーＢ２に充電不規則が生じられるかどうかを検出することができる。平行側で測定された電圧は充電する際に、予定された値に増加する。即ち、電圧値が予定された値に達しないなら、容易に充電不規則を見つけることができる。従って、パワー検出回路（power detection circuit）２８によって、バッテリーＢ２の充電不規則を検出するのにおいて可能となる。
【００１８】
図６に、本発明によるモニターとアラーム装置２０の第四構成を示すブロック図を示す。実施形態では、モニターとアラーム装置２０はさらに、バッテリー温度センサ（battery temperature sensor）２９１とバッテリー温度検出回路（battery temperature detection circuit）２９を含み、それは、環境要素によって悪く影響されないでバッテリー温度の特性曲線について言及することによってバッテリーの正しい利用可能なパワーについて計算するためにバッテリー温度センサ（battery temperature sensor）２９１によってＣＰＵとＭＣＵ２２に理解されたバッテリーの温度データを伝送する。バッテリーの正しい利用可能なパワーは、アラーム値を変更するのに順番に使用される。バッテリーの利用可能なパワーｖｓ周囲温度に関する情報について、図１３、１４の特性曲線を参照する。
【００１９】
図７を参照して、図７は、本発明による装置の回路図を示す。示されるように、Ｂ３は測定されるべきであるバッテリーを代表して、Ｓ１はスターティングモータ（starting motor）を代表して、およびＬＥＤ−Ｄ４を代表する。
【００２０】
図８ないし図１１を参照して、本発明による第二の好ましい実施例は示される。簡単に言えば、本発明による方法は、長い時間の基礎で測定される電流ソース３０の利用可能なパワーをモニターするのダブルなループのテクニック（Double loop technique）を実行するステップと、外側ループのサンプリング回路（outer loop sampling circuit）を形成するための負荷としてスターティングモータ（starting motor）をみなすステップと、モニターとアラーム装置２０の内部負荷を使うことにより内側ループのサンプリング回路（inner loop sampling circuit）を形成されて、代わりに、適当に時間を多数の時間間隔に分割することを介して、異なったモニターモードを実行するステップと、同じように、前記を最適化するステップを含む。再び図３ないし図６を参照して、第二の実施例で、モニターとアラーム装置２０はさらに、測定される電流ソース３０の出力パワーを測定するために、負荷にＣＰＵかＭＣＵ２２によって命令された電流制御回路２４を制御して、調整することを含む。
【００２１】
図８は本発明による好ましい第二の実施例においての自動車の電力をモニターするプロセスを示すフローチャートである。外側ループのサンプリング回路（outer loop sampling circuit）においてのモニターするプロセスは、実質的に第一の実施例と同じである。従って、それの詳述はここに簡潔にするために省略する。内側ループのサンプリング回路（inner loop sampling circuit）においてのモニターするプロセスは、下記のステップを含む。
ステップ６（内側ループのサンプリング回路）では、モニターとアラーム装置２０の内部の荷重は負荷として設定される。本発明はサンプリングされた電圧を得るためパワー・トランジスタ（transistor）を切り換えることによって、毎Ｔ２秒にバッテリーＢ２（非常に短い時間である）を放電する。
【００２２】
ステップ７（計算）では、本発明は最小の電圧を計算すると、それを記録する。
ステップ８（比較）では、図１２ないし図１４においての特性カーブを参照して、特性カーブの終わりの勾配は、かなり異なる傾向がある。即ち、正しい予測は難しい。従って、本発明はあらかじめ、予定されたアラーム値を設定する。本発明はステップ７で得られて記録された平均の電圧を予定されたアラーム値と比較する。更に、結果はステップ５のように示された。その上に、平均の電圧がアラーム値より等しいまたは低くなったら、アラームを発す。
【００２３】
最後のステップ９（即ち、測定の時間間隔）では、本発明は、毎Ｔ２秒にバッテリーの利用可能なパワーを測定して、次の測定のための予定された期間を待つ。
図８のステップを繰り返すことにより、長い間でバッテリーＢ２をモニターするのにおいて可能である。
【００２４】
図９、図９Ａ、及び図９Ｂを参照して、図８のプロセスを示す詳細なフローチャートを説明する。本発明による好ましい第二の実施例においてのプロセス１０’は以下のステップを含む。
ステップ１１では中断ベクトルアドレス（interrupt vector address）がプロセスの最初期とする開始期である。ステップ１２では、レジスタ（register）と入力／出力（入出力）ピンが初期化されて、中断ベクトルとタイマ（interrupt vector address）が作動される初期化である。次に、レジスタ（register）の初期値は設定されて、そして、中断ベクトル（interrupt vector）とタイマ（timer）は作動されて、それぞれのピンの状態と初期値はそれぞれ定義される。ステップ１３では、外側ループの予定されたアラーム値Ｖａｌａｒｍ、内側ループの予定されたアラーム値V及び時間のパラメタｔが、それぞれ本発明に設定される。ステップ１４では、ｉｔｈサンプリングの初期値はゼロ（すなわち、カウントは０から）として発明で設定される。さらに、開放電圧Ｖｏは測定される。ステップ１８（すなわち、時間の間隔勘定）では、本発明のカウンタは時間間隔の数を数え始める。ステップ１９では、内側ループのサンプリング回路（inner loop sampling circuit）における加えられた時間の間隔は、Ｔ２に達したかどうかを判断する。そうでなければ、プロセス１０’はステップ１８にループバックする前に、サブルーチン（subroutine）（Ａ）に行く。Ｔ２に達したら、プロセス１０’はステップ１８にループバックする前に、サブルーチン（subroutine）（Ｂ）に行く。サブルーチン（subroutine）（Ａ）は、負荷としてスターティングモータ（starting motor）Ｓ１をみなすことによる外側ループのサンプリング（outer loop sampling）プログラムである。サブルーチン（subroutine）（Ａ）は、以下のステップを含む。
【００２５】
ステップ１５では、ｉの増分は実行される。ステップ１５０では、本発明は、ｉｔｈのサンプリングされた電圧Ｖｉを入手するために毎１／ｔ２秒に測定されるべきであるバッテリーＢ２をサンプリングする。ステップ１５１では、多数の連続したサンプリングされた電圧値のＶｉを接続することによって、電圧カーブを得る。ステップ１５２では、本発明は最小の電圧Ｖｍｉｎの機能を見つけるための計算操作を実行して、そして、もしＶｉが電流の最小電圧Ｖｍｉｎ以下であるなら、電流の最小電圧ＶｍｉｎをＶｉに取り替えるための電流のサンプリングされた電圧Ｖｉと最小電圧Ｖｍｉｎを比較する。ステップ１５３では、本発明は電流の最小電圧Ｖｍｉｎを予定されたアラーム値のＶａｌａｒｍと比較する。最小の電圧Ｖｍｉｎがアラーム価値のＶａｌａｒｍより等しいか、または低いなら、即ちそれは、電圧カーブの最も低いポイントがステップ１６に行く前に達していたか、または通過されたのを意味する。ほかに、それは、測定されるべきであるバッテリーＢ２が正常であることを意味する。ステップ１６では、アラームは、ディスプレイにより、起こされる。
【００２６】
サブルーチン（subroutine）（Ｂ）は、モニターとアラーム装置２０の内部負荷を使うことによる内側ループのサンプリング（inner loop sampling）プログラムである。サブルーチン（subroutine）（Ｂ）は、次のステップを含む。
ステップ１７では、負荷は作動される。パワー・トランジスタ（power transistor）が、負荷電流を増加させるように行われる。ステップ１７０では、Ｔ２の毎の時間間隔に電圧をサンプリングする。また、電圧を本発明による負荷の抵抗に分割することによって、電流を引き出すことができる。即ち、それは電流サンプリングするステップである。ステップ１７１では、負荷は作動されない。パワー・トランジスタ（power transistor）が、負荷電流を断ち切るために断ち切られる。ステップ１７２では、多数のサンプリングが発明で設定された整数であるＮに達したかどうかを判断する。そうでなければ、このプロセスはステップ１７にループバックする。もしＮに達したら、このプロセスは、ステップ１７３に行く。ステップ１７３では、サンプリングされた電圧の平均値は、計算によって得られる。又は、これはよく知られている電流と電圧方程式（すなわち、Ｖ＝ＩＲ）を示すことによる平均した電流の計算ステップである。ステップ１７４では、本発明は、内側ループ（inner loop）の予定されたアラーム値ｖと得られた平均の電圧を比較する。ステップ１７５（結果ディスプレイ）では、ステップ１７４においての比較結果は、ディスプレイに表示される。更に、アラーム値はステップ１７４に達しているなら、アラームを発する。
【００２７】
図１０を参照して、本発明の第二好ましい実施形態による時間間隔のダイヤグラムが示される。代わりに、それぞれに関するサブルーチン（Ａ）と（Ｂ）は、適当に時間を多数の時間間隔に分割することを介して、異なったモニターモードを実行するステップと、同じように、前記を最適化する。
【００２８】
図１１を参照して、本発明による装置の第二好ましい実施形態による回路ダイヤグラムが示される。示されるように、パワー・トランジスタ（power transistor）はＱ１としてラベルされて、負荷としての抵抗体（resistor）はＲ２としてラベルされて、測定されるべきであるバッテリーはＢ３としてラベルされて、スターティングモータ（starting motor）はＳ１としてラベルされて、ＬＥＤはＤ４としてラベルされる。望まれているなら、抵抗体（resistor）Ｒ２は排除してもよい。
【００２９】
ｔには、値が１と１００００の間にあって、望ましくは、ｔは１０００である。Ｔは１０００ミクロ秒のより低い値があって、望ましくは、Ｔは５０ミクロ秒の値があって、そして、Ｎは、値が２と４との間にある。
【００３０】
更に、Ｖｍｉｎは前記実施形態によるエンジンが始動する時、電圧カーブの最も低いポイントで得られる。事実上、図３Ａのように、、Ｖｍｉｎはエンジンが始動する時、電圧カーブの任意なポイントのいずれに得られる。示されるように、本発明の範囲と精神を離れないように、バッテリーの測定ポイントとして、ポイントＰ２（すなわち、エンジンは始動している時）からポイントＰ５（すなわち、交流発電機の充電先）までのカーブ部の任意なポイントの電圧をみなすことができる。
【００３１】
ここに掲載された本発明は特定の実施形態によって説明されて、請求項に記載された本発明の範囲と精神を離れないように、頻繁な修正と変化を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明第一の実施形態による自動車の電力をモニターするプロセスを示すフローチャートである。
【図２】図１のプロセスを示す詳細なフローチャートである。
【図３】本発明第一の実施形態による自動車の電力をモニターする装置を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは実験値、例えば発明の装置によって測定された電圧値をを示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは実験値、例えば発明の装置によって測定された電圧値をを示すグラフである。
【図３Ｃ】図３Ｃは実験値、例えば発明の装置によって測定された電圧値をを示すグラフである。
【図３Ｄ】図３Ｄは実験値、例えば発明の装置によって測定された電圧値をを示すグラフである。
【図４】本発明による並列に測定されるべきである電流ソースに接続されるモニターとアラーム装置の第二構成を示すブロック図である。
【図５】本発明による並列に測定されるべきである電流ソースに接続されるモニターとアラーム装置の第三構成を示すブロック図である。
【図６】本発明による並列に測定されるべきである電流ソースに接続されるモニターとアラーム装置の第四構成を示すブロック図である。
【図７】平行に測定されるべきであるバッテリーに接続された装置を示す回路図である。
【図８】本発明による第二の実施形態の自動車のバッテリーの電力をモニターするプロセスを示すフローチャートである。
【図９】図８のプロセスを示す詳細なフローチャートである。
【図９Ａ】図８のプロセスを示す詳細なフローチャートである。
【図９Ｂ】図８のプロセスを示す詳細なフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明第二の実施形態のプロセスによる時間間隔のダイヤグラムである。
【図１１】図１１は本発明第二の実施形態の装置による回路図である。
【図１２】図１２は従来のＮＰバッテリーによる放電時間ｖｓ放電電圧を示すグラフである。
【図１３】図１３は従来のＮＰバッテリーによる周囲温度ｖｓバッテリーの利用可能なパワーを示すグラフである。
【図１４】図１４は従来のＮＰバッテリーによる蓄積時間ｖｓバッテリーの利用可能なパワーを示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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