DE102004029437A1

DE102004029437A1 - Den Zustand einer Fahrzeugbatterie überwachendes Gerät

Info

Publication number: DE102004029437A1
Application number: DE102004029437A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kariya Sada; Makoto Kariya Taniguchi; Atsushi Kariya Ichikawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2024-06-19
Also published as: US7317300B2; FR2860301A1; FR2857516B1; US7554297B2; FR2857516A1; US20040257045A1; US20070257641A1; DE102004029437B4; FR2860301B1

Abstract

Ein Spannungssteuergerät (8) überprüft eine Batteriespannung, wenn ein Fahrzeuggenerator (7) allmählich dessen Ausgangsgröße erhöht, so daß diese innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, nachdem der Generator (7) zeitweilig angehalten wurde. Es wird dann die Batteriespannung abgegriffen, um die Laderate zu berechnen. Ferner wird eine erste Laderate SOC1 und eine erste Restkapazität SOH1 der Batterie (5) gespeichert, wenn die Maschine angehalten ist. Es wird periodisch eine pseudo-offene Schaltkreisspannung (Pseudo-OCV) überprüft, wenn ein Lade-/Entladestrom innerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches zu liegen kommt, während die Maschine nicht läuft, und es wird eine zweite Laderate SOC2, basierend auf der geprüften Pseudo-OCV, berechnet. Eine zweite Restkapazität (SOH2) wird unter Verwendung der ersten Laderate (SOC1), der ersten Restkapazität (SOH1) und der zweiten Laderate (SOC2) berechnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein den Zustand einer Fahrzeugbatterie überwachendes Gerät und ein Verfahren in Verbindung mit dem Gerät.

Im allgemeinen kann festgehalten werden, daß eine starke Korrelation zwischen dem Ladezustand (SOC) [%] einer Bleispeicherbatterie, welcher einen Index der geladenen Elektrizität in einer Batterie und eine Spannung eines offenen Kreises (OCV) angibt, die unter der Annahme gemessen wird, daß die Batterieanschlüsse von einer Schaltung abgetrennt sind. Es ist daher äußerst nützlich, die OCV zu überprüfen, um eine Maßnahme hinsichtlich des SOC zu unternehmen, wie dies auch in der US 6,531,874 (JP-A-2002-22268) und in der JP-A-2002-250757 vorgeschlagen wird.

Jedoch ist eine Bleispeicherbatterie, die in einem Fahrzeug (Kraftfahrzeugbatterie) montiert ist, immer mit einer elektrischen Vorrichtung verbunden, und zwar ungeachtet dem Zustand des Fahrzeugs (entweder dem Fahrzustand oder dem Parkzustand). Es ist daher schwierig, die Anschlüsse der Batterie von der Anschlußschaltung abzutrennen. Das heißt, das Unternehmen einer Maßnahme hinsichtlich der OCV einer Kraftfahrzeugbatterie zum Zwecke der SOC-Berechnung ist nicht realistisch.

Wie auch in der JP 2910184 gezeigt ist, wird vorgeschlagen, daß eine anfängliche Restkapazität aus der Spannung-Strom-Charakteristik oder -Kennlinie abgeleitet wird, und zwar in Ausdrücken einer großen Kapazitätsentladung (Stoßentladung) beim Anlassen, während Ablesungen des restlichen Kapazitätswertes beim Fahren nachfolgend aus einem Integrationswert des Lade-/Entladestromes der Batterie durchgeführt werden und abgeleitet werden, und zwar während sich eine Maschine im Betrieb befindet, oder mit anderen Worten, während ein Wechselstromgenerator Elektrizität erzeugt.

Wenn nun diese Art eines Stromintegrationsverfahrens angewendet wird, ist es erforderlich, einen Stromsensor und eine Überwachungsvorrichtung in Betrieb zu setzen. Wenn als Konsequenz die Maschine nicht in Betrieb ist oder der Generator keine Elektrizität erzeugt, resultiert dabei ein Dunkelstrom, der von dem Stromsensor verbraucht wird und auch von der Überwachungsvorrichtung verbraucht wird, was dann zu einer verminderten Batteriekapazität führt, was auch dazu beiträgt, daß es unmöglich wird, den Batteriezustand zu überwachen, während die Maschine nicht läuft.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen SOC basierend auf einem virtuell erzeugten OCV-Zustand (Pseudo-OCV) und einer Pseudo-OCV-SOC-Korrelation zu erhalten bzw. abzuleiten, ohne dabei die Fahrzeugbatterieanschlüsse von der Verbindungsschaltung zu lösen.

Ein sekundäres Ziel der Erfindung besteht ferner darin, eine Batteriezustandsüberwachung zu ermöglichen, und zwar während der Standperiode und unter Minimalhaltung des Dunkelstromes.

Um die oben genannte Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird die Ausgangsgröße eines Fahrzeuggenerators in einen gesteuerten, ständigen Erhöhungszustand versetzt, und zwar nach einem zeitweiligen Anhalten des Generators, während sich eine Maschine im Betrieb befindet. Bei diesem Zustand wird ein Batteriespannungswert abgegriffen, wenn der Lade-/Entladestrom mit einem vorbestimmten Bereich übereinstimmt oder in diesen fällt. In bevorzugter Weise ist die Grenze des Bereiches des elektrischen Stromwertes gleich mit oder liegt zwischen plus einem Ampere und minus einem Ampere.

Der gesteuerte Betrieb des Fahrzeuggenerators zum Begrenzen des Lade-/Entladestromes innerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches erzeugt virtuell einen simulierten Zustand oder Bedingung der physikalisch freigelegten Batterieanschlüsse, wie sich dies anhand eines Experiments herausgestellt hat. Das heißt, ein angenommener Zustand der Batterie, bei dem die Anschlüsse von einer elektrischen Last frei gemacht sind, kann erzeugt werden. Gemäß diesem Verfahren kann der SOC einer Fahrzeugbatterie basierend auf dem abgegriffenen Pseudo-OCV und dessen Korrelation zu einer aktuellen SOC berechnet werden.

In bevorzugter Weise führt die gesteuerte Ausgangsgröße des Generators zu einem Polarisierungszustand in der Batterie, der innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt. Startet man von dem Zustand oder Bedingung, welcher bzw. welche oben beschrieben ist, so wird der Batteriespannungswert abgegriffen, wenn der Lade-/Entladestrom im Verlauf der allmählichen Erhöhung der Ausgangsgröße des Generators innerhalb eines vorbestimmten Bereiches fällt bzw. zu diesem paßt.

Da die aktuelle SOC weit schwankt, abhängig von der Polarisation der Batterie, ist es weithin bekannt, daß eine strikte Steuerung hinsichtlich der Polarisation erforderlich ist, um eine exakte SOC-Ablesung zu erhalten. Wie in 6 gezeigt ist, erscheint ein aktuelles SOC gegenüber einem Pseudo-OCV höher zu sein, wie dies durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist, wenn sich die Batterie in einem relativ geladenen Zustand befindet, und zwar verglichen mit einem abgeglichenen Zustand. Im Gegensatz dazu erscheint die aktuelle SOC gegenüber der Pseudo-OCV niedriger zu sein, wie dies durch abwechselnd lange und kurze Linien dargestellt ist, wenn sich die Batterie in einem relativ entladenen Zustand befindet, und zwar verglichen mit dem abgeglichenen Zustand. Ferner sind wiederholte Prozesse gemäß einem Ladevorgang und Entladevorgang durch Hysteresekurvenverläufe dargestellt, wie sich aus 7 ergibt.

Demzufolge ist eine strikte Steuerung erforderlich, um in korrekter Weise den SOC-Wert abzuschätzen. Wenn der Pseudo-OCV-Wert unter einer Bedingung oder einem Zustand abgegriffen wird, bei dem die Polarisation der Fahrzeugbatterie in einem vorbestimmten Zustand gehalten wird, wird der Korrelationskoeffizient zwischen der Pseudo-OCV und der tatsächlichen SOC größer und die Einschätzgenauigkeit kann in bemerkenswerter Weise verbessert werden.

Auch muß die Polarisation in der Fahrzeugbatterie innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gesteuert werden, und zwar nach einer vorbestimmten Zeit entsprechend dem Anlassen einer Maschine. Die Verwendung eines Anlassermotors zum Anlassen einer Maschine erfordert einen hohen Strom, das heißt die Batterie entlädt sich mit einem hohen Strom. Daher ist die Polarisation in der Batterie unmittelbar nach dem Starten der Maschine übermäßig hoch. Dieser Zustand beschleunigt eine elektrochemische Reaktion, um die übermäßige Polarisation aufzulösen, was zu einem sehr unstabilen internen Zustand führt. Dieser Zustand ist weit entfernt von dem idealen Anschlußfreigabezustand, bei dem gemessen werden soll. Konsequenterweise wird die Polarisationssteueroperation während der vorbestimmten Zeitperiode nach dem Starten einer Maschine verhindert und es wird die Operation dann durchgeführt, wenn die Polarisation sich nach der vorbestimmten Zeitperiode aufgelöst hat.

In bevorzugter Weise wird ein Polarisationsindex P_n, wenn der momentane Lade-/Entladestromwert abgegriffen wird, in der folgenden Formel ausgedrückt, in welcher P_n–1 einen Polarisationsindex der letzten Probeentnahme bedeutet, Δt den Samplingintervall des Lade-/Entladestromes bedeutet, und τ eine Diffusionskonstante des Elektrolyten der Batterie angibt. Pn = Pn–1 + I·Δt – Pn–1·Δt/τ

Die quantitative Bestimmung in der oben angegebenen Formel führt zu einer exakten Steuerung der Polarisation.

Auch wenn ein Lade-Bntladestrom der Batterie in einen vorbestimmten Bereich fällt bzw. in diesen paßt, wird eine (Anschluß-)Spannung der Batterie abgegriffen und es wird die Laderate der Batterie berechnet, und zwar basierend auf der Spannung und unter Einbeziehung einer anfänglichen Laderate (SOC). Ferner wird der Lade-/Entladestrom der Batterie in einem Intervall von Δt gesampelt. Der aus dem Produkt des gesampelten Stromwertes I_n und dem Samplingintervall Δt abgeleitete Wert, geteilt durch die Batteriekapazität, wird zu dem anfänglichen SOC hinzu addiert, und zwar einmal bei jedem Samplingvorgang, um eine Batterieaufladerate zu berechnen.

Gemäß diesem Verfahren kann basierend auf einem SOC, der anhand des gesampelten OCV berechnet wird, die iterative Addition des geänderten Wertes des Lade-/Entladestromes (integrierter Lade-/Entladestrom) zu einem tatsächlichen oder aktuellen SOC der Batterie bei einem fahrenden Fahrzeug führen und als ein Ergebnis kann eine Verschlechterung des Aufladezustandes verhindert werden, der durch eine häufige Freisetzung der Batterieanschlüsse verursacht wird.

In bevorzugter Weise führt ein Batteriezustandsüberwachungsgerät periodisch eine gesteuerte Erhöhung oder Vergrößerung der Ausgangsleistung des Generators durch, und zwar in Aufeinanderfolge mit einem zeitweiligen Anhalten, und zwar für den Batterielade-/-entladestrom, damit dieser in den vorbestimmten schmalen Bereich paßt, während die Maschine läuft. Gemäß diesem Verfahren kann ein Pseudo-OCV periodisch abgeleitet werden und es kann somit die Integration der Toleranz, die ihren Ursprung im elektrischen Stromsensor hat, die auch als ein Nachteil des Lade-/Entladestromintegrationsverfahrens bekannt ist, periodisch vermindert werden.

Um das oben genannte weitere Ziel der Erfindung zu erreichen, wird die Klemmenspannung, die einen Lade-/Entladestrom liefert, der innerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches liegt bzw. in diesen hinein paßt, als eine pseudo-offene Schaltkreisspannung definiert (Pseudo-OCV). Eine Korrelationsinformation, welche diese Pseudo-OCV einer Batterieaufladerate auflistet (SOC: Zustand der Aufladung), wird gespeichert. Eine erste Aufladerate SOC1 der Batterie, wenn die Maschine angehalten wird, und eine erste Restkapazität SOH1 werden ebenfalls gespeichert. Eine Klemmenspannung, das heißt eine pseudo-offene Schaltkreisspannung wird periodisch in einem bestimmten Intervall abgegriffen, wenn der Batterielade-/-entladestrom innerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches liegt, und zwar während die Maschine nicht läuft. Eine zweite Laderate SOC2 wird basierend auf der abgegriffenen Pseudo-OCV berechnet und es wird die momentane restliche Kapazität SOH1 basierend auf der ersten Auf laderate SOC1, der ersten Restkapazität SOH1 und der zweiten Aufladerate SOC2 berechnet.

In bevorzugter Weise sollte der bestimmte Intervall auf mehrere Stunden eingestellt werden, so daß die Zustandsüberwachungsvorrichtung (das Batteriezustandsüberwachungsgerät) und der elektrische Stromsensor nur dann in Betrieb genommen werden müssen, wenn Daten abgegriffen werden, und dann ausgeschaltet werden können, um einen Dunkelstromeinfluß zu verhindern. Als ein Ergebnis kann das Batteriezustandsüberwachungsgerät gemäß diesem verfahren den Batteriezustand periodisch überwachen, wenn die Maschine nicht läuft, und kann auch in eine Zustandsüberwachung eintreten, und zwar nach einer langen Standperiode, um den spätestens Stand zu erhalten, wobei eine Batteriekapazitätsverminderung verursacht durch eine Entladung unterdrückt wird.

In bevorzugter Weise wird die momentane Restkapazität SOH2 durch die folgende Formel definiert. SOH2 = (SOH1/SOC1)·SOC2

Das Zustandsüberwachungsgerät ersetzt die Inhalte von SOC1 mit denjenigen von SOC2 und ersetzt auch die Inhalte von SOH1 mit denjenigen von SOH2, wenn SOH2 berechnet wird. Gemäß diesem Verfahren, wonach die Daten in einer Reihenfolge ersetzt werden, braucht die Speicherkapazität der Zustandsüberwachungsvorrichtung (des Batteriezustandsüberwachungsgerätes) nicht sehr groß bemessen zu sein, so daß das Zustandsüberwachungsgerät kostengünstig wird.

Ferner beginnt das Gerät mit der Integration eines Entladestromes, wenn eine elektrische Vorrichtung in Betrieb gesetzt wird, und zwar während einer Anhalteperiode der Maschine, und berechnet die momentane Restkapazität SOH2 durch Subtrahieren des Integrationswertes von dem SOH1-Wert, wann immer eine Datenerneuerung stattfindet. Die Zustandsüberwachungsvorrichtung (das Batteriezustandsüberwachungsgerät) und der elektrische Stromsensor können dazu verwendet werden, um die aktuelle Restkapazität zu berechnen, indem der Entladestrom integriert wird, wenn ein wesentlicher Stromverbrauch stattfindet.

Sollte ein Lastanzeigesignal, welches den Start des Betriebes einer elektrischen Vorrichtung mitteilt, zu der Zustandsüberwachungsvorrichtung zur gleichen Zeit gesendet werden, kann die Zustandsüberwachungsvorrichtung (das Batteriezustandsüberwachungsgerät) mit der elektrischen Vorrichtung gleichzeitig in Betrieb gesetzt werden. Auch kann das Anhalten der Zustandsüberwachungsvorrichtung (des Batteriezustandsüberwachungsgerätes) in der gleichen Weise gesteuert werden und es kann auf diese Weise der elektrische Stromverbrauch durch die ECU minimal gehalten werden.

In noch bevorzugterer Weise kann SOC2 basierend auf SOC1, dem SOC2 und dem SOH1 anhand der folgenden Formel berechnet werden. SOC2 = (SOC1/SOH1)·SOH2

Auch werden die Inhalte von SOC1 mit denjenigen von SOC2 ersetzt, und es werden die Inhalte von SOH1 durch diejenigen von SOH2 ersetzt, wenn SOH2 berechnet wird. Der Datenaustausch in der Zustandsüberwachungsvorrichtung (dem Batteriezustandsüberwachungsgerät), wie dieser oben beschrieben ist, macht die Zustandsüberwachungsvorrichtung weniger speicherintensiv.

In noch bevorzugterer Weise wird eine anfängliche Restkapazität, nachdem ein Entladestrom und eine Klemmenspannung der Fahrzeugbatterie abgegriffen wurde, wenn die Maschine gestartet worden ist, basierend auf diesem Stromwert und dem Spannungswert berechnet, und es wird danach die vorliegende Restkapazität dadurch berechnet, indem der Integrationswert des Lade-/Entladestromes zu der anfänglichen Restkapazität hinzu addiert wird. Gemäß diesem Verfahren kann der späteste Batteriezustand immer überwacht werden, und zwar ungeachtet dem Fahrzeugzustand (ob dieses nun fährt oder parkt).

Auch wird der Kraftfahrzeuggenerator zeitweilig angehalten, und zwar nach einer vorbestimmten Zeitperiode in Aufeinanderfolge zum Starten der Maschine. Die Ausgangsleistung des Generators wird allmählich erhöht, wenn der Polarisationszustand der Batterie einen Wert erreicht, der innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, um dadurch den Batterielade-/-entladestrom so zu steuern, daß dieser innerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches liegt. Es wird dann die Klemmenspannung der Batterie abgegriffen, wenn der Lade-/Entladestrom einen Wert erreicht, der innerhalb des vorbestimmten schmalen Bereiches liegt.

Die gesteuerte Situation, bei der der Lade-/Entladestrom nahezu bei Null liegt, basierend auf einem bestimmten Polarisationszustand, erzeugt virtuell einen simulierten (elektrischen) Zustand der Batterieanschlüsse, die physikalisch freigegeben sind, und zwar entsprechend einem Experiment. Es kann daher gemäß diesem Verfahren der SOC-Wert zu dem Zeitpunkt der Pseudo-OCV-Messung basierend auf der Klemmenspannung berechnet werden (der pseudo-offenen Kreisspannung: Pseudo-OCV), die unter der oben geschilderten Situation abgegriffen wird und unter Bezugnahme auf die Korrelationsinformationen, die eine Beziehung gemäß Pseudo-OCV zu einem SOC auflistet.

Die oben angegebenen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flußdiagramm einer Fahrzeugbatterie-SOC-Abgreifprozedur, während eine Maschine in Betrieb ist, und zwar bei der ersten Ausführungsform;
3 ein Betriebsdiagramm, welches die Charakteristika eines Startsignals, einer Generatorspannung des Fahrzeuggenerators, einer Batteriespannung, eines Batteriestromes und eines Polarisationsindex und eines Anlassersignals gegenüber der verstrichenen Zeit bei der ersten Ausführungsform darstellt;
4 ein Betriebsdiagramm, welches die Charakteristika eines Startsignals, einer Generatorspannung des Fahrzeuggenerators, einer Batteriespannung, eines Batteriestromes und eines Polarisationsindex gegenüber der verstrichenen Zeit darstellt, wenn eine periodische SOC-Messung ausgeführt wird;
5 eine Beziehung der aktuellen SOC zu der Pseudo-OCV;
6 eine Beziehung der aktuellen SOC zu der Pseudo-OCV in einem Polarisationszustand;
7 eine Beziehung der aktuellen SOC zu der Pseudo-OCV bei Lade-/Entladeprozessen;
8 eine Beziehung des aktuellen SOC zu der Pseudo-OCV;
9 ein Betriebsdiagramm einer elektrischen Last, eines Zustandes einer Batteriezustandsüberwachungsgerät, des SOC und des SOH während einer Maschinenanhalteperiode gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 ein Betriebsdiagramm einer elektrischen Last, eines Zustandes einer Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung, des SOC und des SOH des Fahrzeugzustandes bei der zweiten Ausführungsform.
(Erste Ausführungsform)
Zuerst wird auf 1 eingegangen, die ein Batteriezustandsüberwachungsgerät darstellt, mit einem Anlasser 1, einem Anlasserschalter 2, einer elektrischen Last 3, einem elektrischen Stromsensor 4, einer Fahrzeugbatterie 5, einer Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 mit einem Speicher 6a, einem Fahrzeuggenerator 7, einem Spannungscontroller 8, einer ECU (Maschinencontroller) 9 und einem elektrischen Kabel 10. Der Fahrzeuggenerator 7 wird zur Drehung angetrieben, und zwar durch eine Maschine (in den Figuren nicht gezeigt) und erzeugt Elektrizität zum Laden der Fahrzeugbatterie 5 und zum Betreiben der elektrischen Last 3.
Der Spannungscontroller 8 steuert den Leitzustand des Erregungsstromes in der Feldwicklung, die in dem Fahrzeuggenerator 7 installiert ist, um eine Ausgangsspannung des Generators 7 auf einen vorbestimmten Wert einzustellen. Dieser Spannungscontroller 8 besteht aus einer Stromversorgungsschaltung, die den Betriebsstrom für die angehängte Schaltung liefert, ferner aus Stromsteuerkomponenten, wie beispielsweise einem Leistungstransistor, der den Leitzustand für den Erregungsstrom steuert, eine logische Schaltung, welche den Leitzustand steuert, und ähnliches, die alle in einem CMOS-IC inkorporiert sind.
Die elektrische Last 3 besteht aus einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise einer Beleuchtungseinrichtung oder einem Luftklimatisierer oder bei den neueren Automobilen aus einer hochkomplizierten elektrischen Vorrichtung zur Steuerung von elektrischen Komponenten, die im Inneren installiert sind.
Eine Verbindung zwischen dem Fahrzeuggenerator 7 und der Fahrzeugbatterie 5 und auch zwischen der Batterie 5 und der elektrischen Last 3 wird mit Hilfe eines elektrischen Kabels 10 realisiert. Der Spannungscontroller 8 ist in dem Fahrzeuggenerator 7 eingebaut mit einer erforderlichen elektrischen Verdrahtung, die lediglich in dem Fahrzeuggenerator 7 enthalten ist.
Die ECU 9 besteht aus einer externen Steuervorrichtung, die einen Zustand einer Maschine, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und auch den Generierungszustand des Fahrzeuggenerators 7 basierend auf der Drehung des Generators 7 und ähnlichem steuert. Beispielsweise wird die Generierungszustandsinformation des Fahrzeuggenerators 7 von dem Spannungscontroller 8 zu der ECU 9 gesendet und es wird eine Generierungsspannungsbefehlsinformation, welche die Ausgangsleistung des Fahrzeuggenerators 7 einstellt, von der ECU 9 zu dem Spannungscontroller 8 in der entgegengesetzten Richtung gesendet. Diese Generierungsbefehlsinformation kann auch als eine Generierungsunterdrückungsinformation verwendet werden und es kann somit die Ausgangsgröße oder Ausgangsleistung des Fahrzeuggenerators 7 unterdrückt werden, indem die Generierungsbefehlsinformation ausgesendet wird, um die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators 7 gemäß einer Absenkung einzustellen.
Auch ist ein elektrischer Stromsensor 4 benachbart einem Anschluß der Fahrzeugbatterie 5 installiert (beispielsweise dem positiven Anschluß), und zwar als Strommeßvorrichtung, um den Lade-/Entladestrom der Fahrzeugbatterie 5 zu messen bzw. abzugreifen. Die Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 empfängt ein hereinkommendes Signal, welches durch den Stromsensor 4 aufgegriffen wurde, und empfängt auch die Klemmenspannung, die von der Fahrzeugbatterie 5 her kommt. Planinformationen (5), welche die OCV mit der SOC bei einem vorbestimmten Polarisationszustand in Korrelation setzen, sind in der Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 gespeichert.
Als nächstes wird der Betrieb des Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerätes bei dieser Ausführungsform beschrieben.
Die SOC-Meßprozedur für die Fahrzeugbatterie, während die Maschine läuft, ist in 2 in Form eines Flußdiagramms dargestellt. 3 zeigt die Betriebscharakteristika, inklusive der Generierungsspannung Va des Generators 7, der Batteriespannung Vb, des Batteriestromes Ib, dem Batteriepolarisationsindex Pa und dem Anlassersignal ST.
Wenn in 2 der Zündschalter als EIN-geschaltet beurteilt wird, und zwar bei dem Schritt 30, wird das Anlassersignal bei dem Schritt 40 überprüft, ob dieses von Hi nach Lo geschaltet wurde. Wenn die Antwort JA lautet, bedeutet dies, daß ein hoher Strom zu dem Anlassermotor 1 zugeführt wurde, um die Maschine zu starten. Dies startet dann den Maschinenbetrieb und daher befindet sich der interne Zustand der Batterie 5 nicht in einem stabilen Zustand, und zwar auf Grund der hohen Stromentladung und auf Grund eines schwerwiegenden Polarisationszustandes, der die Entladung begleitet. Es wird daher während einer bestimmten Zeitperiode nach dem Starten der Maschine die Polarisationssteuerung, damit der Polarisationszustand innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, verhindert, das heißt die Polarisationssteueroperation wird für eine bestimmte Zeitperiode T = T₁ hinausgeschoben. Ein Zeitgeber zum Messen des Verstreichens der Zeit T wird so eingestellt, daß er in Schritten von 50, 60 und 70 arbeitet. Beispielsweise wird T₁ auf 60 Sekunden bei dem Schritt 50 eingestellt und der Zeitgeber wird bei dem Schritt 60 zurückgestellt, um für diese Periode T₁ den Meßvorgang zu starten, was bei dem Schritt 70 erfolgt. Bei dem Schritt 80 wird der Lade-/Entladestrom I_n der Batterie durch den Stromsensor 4 gesampelt. Dann wird bei dem Schritt 90 der Polarisationsindex P_n berechnet. Der Polarisationsindex P_n wird, wenn der momentane oder gegenwärtige Lade-/Entladestrom abgegriffen wird, in der folgenden Formel wiedergegeben, in welcher P_n–1 den Polarisationsindex des letzten Samplingvorgangs bedeutet, Δt den Samplingintervall des Lade-/Entladestroms bedeutet, und wobei τ für die Diffusionskonstante des Elektrolyten der Batterie steht. Pn = Pn–1 + I·Δt – Pn–1·Δt/τ
Wenn bei dem Schritt 100 die Zeit T einen bestimmten Betrag T₁ erreicht, wird das Energieerzeugungsstopsignal von der Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 zu dem Spannungscontroller 8 gesendet, was bei dem Schritt 110 erfolgt, um die Spannung Va des Fahrzeuggenerators 7 auf einen bestimmten Wert einzustellen (11,8(V), um ein Beispiel zu nennen) (die Zeit t_a in 3). Demzufolge wird die Batterie 5 in den Entladezustand versetzt. Bei dem Schritt 120 wird der Polarisationsindex P_n überprüft, um festzustellen, ob dieser in einen vorbestimmten Bereich fällt (zwischen P₀ und P₁ in 3). Wenn der Polarisationsindex P_n in den vorbestimmten Bereich fällt, werden die Planinformationen (5), die in der Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 gespeichert sind, anwendbar. Als nächstes wird, um SOC zu berechnen, während der interne Zustand der Batterie 5 stabil gehalten wird, die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators 7 so gesteuert, daß sie allmählich ansteigt bzw. dessen Ausgangsleistung ansteigt, was bei dem Schritt 130 erfolgt, und zwar von einer bestimmten Spannung (11,8(V), um ein Beispiel zu nennen) aus, was mit Hilfe des Spannungscontrollers 8 erfolgt (die Zeit t_b in 3).
Bei der oben beschriebenen Prozedur wird die Ausgangsgröße des Fahrzeuggenerators 7 allmählich erhöht, um dadurch den Lade-/Entladestrom der Batterie entsprechend I_n nicht plötzlich oder stark ausgeprägt zu ändern. Bei dem Schritt 140 wird die Klemmenspannung der Batterie überprüft, ob der Batterielade-/-entladestrom einen Wert erreicht hat, der in den vorbestimmten schmalen Bereich fällt (± 1A, um ein Beispiel zu nennen) (die Zeit t_c in 3). Der gesteuerte Lade-/Entladestrom I_n, der in den vorbestimmten schmalen Bereich fällt, wird aus dem Grund erzeugt, um eng den Zustand zu simulieren (virtuell zu erzeugen), bei dem der Anschluß der Batterie 5 physikalisch abgetrennt ist.
Basierend auf diesem Zustand (JA bei dem Schritt 140), wird die Klemmenspannung der Batterie 5 bei dem Schritt 150 gemessen und wird dann also OCV betrachtet.
5 zeigt eine Beziehung der Batterie-SOC-Charakteristika gegenüber der OCV. Unter Verwendung dieser Beziehung wird der SOC der Batterie anhand von OCV der Batterie bei dem Schritt 160 berechnet.
Durch die Verwendung des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Verfahrens, bei dem tatsächlich der Anschluß nicht freigegeben wird, wird eine Standardgröße für die SOC-Berechnung zum Zeitpunkt der OCV-Messung berechnet. Danach wird der tatsächliche oder aktuelle SOC eines fahrenden Fahrzeugs berechnet, und zwar durch iterative Addition der Differenz (Integrationswert) des Lade-/Entladestroms I_n.
Obwohl bei der ersten Ausführungsform ein Fall beschrieben ist, bei dem das Verstreichen der Zeit nach dem Starten der Maschine bei T₁ liegt, ist ein ähnlicher Fall, bei dem die Ausgangsgröße eines Fahrzeuggenerators periodisch gesteuert wird, während sich die Maschine im Betrieb befindet, und zwar durch Wiederholen der Schritte 60 bis 170 bis zum Schritt 180, damit der Batterielade-/-entladestrom in den vorbestimmten schmalen Bereich fällt, und zwar durch allmähliches Erhöhen der Ausgangsgröße des Generators in einer Aufeinanderfolge auf ein zeitweiliges Anhalten (unter der Annahme, daß für T₂ folgendes gilt: T₁ << T₂ oder beispielsweise mehrere Stunden) in 4 gezeigt (siehe die Zeitwerte t_A, t_B und t_C). Durch Berechnen von der Pseudo-OCV in periodischer Form kann die Integration der Toleranz, die ihren Ursprung im elektrischen Stromsensor hat, was auch als Nachteil des Lade-/Entladestromintegrationsverfahrens bekannt ist, periodisch reduziert werden.
6 zeigt die Beziehung zwischen der Pseudo-OCV und der aktuellen oder tatsächlichen SOC bei drei Zuständen. Der geladene, abgeglichene und entladene Zustand zeigt jeweils an, daß der Zustand des Fahrzeugs entweder Fahren ist, ein Parken nach dem Fahren ist oder ein Stillstehen für eine längere Zeitperiode ist.
Die Hysteresekurvenverläufe in 7 geben an, daß die Beziehung zwischen der Pseudo-OCV und der aktuellen oder tatsächlichen SOC sich zyklisch ändert, und zwar entlang diesen Kurven entsprechend den Zuständen des Fahrzeugs. Das heißt, wenn das Fahrzeug fährt, nimmt der momentane SOC-Wert steil zu, und zwar gegenüber der Pseudo-OCV (der untere Pfad), und wenn das Fahrzeug geparkt wird, nimmt der aktuelle SOC-Wert gegenüber dem Pseudo-OCV ab, und zwar mit allmählicher Addition von dessen Abnahmerate (der obere Pfad). Die Lade-/Entladeprozesse verlaufen entsprechend dieser Art von Hysteresekurvenverläufe, und zwar auf Grund der Verzögerung der Polarisation in der Batterie.
(Zweite Ausführungsform)
Das Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät besitzt eine ähnliche Konstruktion wie bei der ersten Ausführungsform. Jedoch arbeitet die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 während einer Maschinenanhalteperiode so, wie in 9 und 10 gezeigt ist.
9 zeigt die Charakteristika eines elektrischen Lastzustandes, eines Batteriezustandsüberwachungsvorrichtungszustandes (des Batteriezustandüberwachungsgerätes), der SOC und von SOH während einer Maschinenanhalteperiode.
Die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 speichert den Wert von SOC und von SOH zum Zeitpunkt (t1) des Ausschaltens der Maschine in Form von SOC1 und eines SOH1. Dann, nach dem Speichervorgang, betritt die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 einen Standby-Betriebszustand oder Schlafzustand.
Dann wacht danach die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 automatisch auf und gelangt in einen Fahrmodus zum Zeitpunkt (t2), und zwar nach einer vorbestimmten Zeitperiode (beispielsweise 3 Stunden) unter Verwendung ihres eigenen Zeitgebers. In diesem Fall ist der Zeitgeberbetriebsstrom der Nennwert in Ausdrücken der Batteriekapazität und führt nicht zu einer Absenkung der Kapazität. Der Batterieklemmenspannungswert wird als eine Pseudo-OCV abgegriffen (V2 in 8, ähnlich wie bei 5) und ein Wert von SOC2 wird unter Verwendung der Charakteristika in 8 berechnet. Dieser Zustand simuliert eng einen Zustand, bei dem die Batterie 5 so gehalten wird, daß ihre Anschlüsse physikalisch frei sind von irgendeiner Schaltung, da nämlich der Dunkelstrom, der in die Batterie 5 gelangt, auf Nennwert liegt.
Es wird dann der momentane Wert von SOH als ein SOH2 berechnet, und zwar basierend auf dem oben genannten SOC2, und auch auf der Grundlage von SOC1 und SOH1, die beide in der Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 abgespeichert sind.
In diesem Fall wird dann SOH2 aus SOC1, aus SOH1 und aus SOC2 unter Verwendung der folgenden Formel definiert: SOH2 = (SOH1/SOC1)·SOC2 (1)
Nach der Vervollständigung der Berechnung werden die Inhalte von SOC1 und von SOH1 durch die Inhalte von SOC2 bzw. von SOH2 ersetzt. Das heißt, SOC und SOH werden auf den neuesten Stand gebracht und gespeichert.
Ferner wacht nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit, das heißt zu den Zeitpunkten t3, t4, t5 die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 erneut auf und greift die Batterieklemmenspannung ab und berechnet dann SOC2 und SOH2 bei den jeweiligen Zeitpunkten. Nach der Berechnung werden die Inhalte des Speichers 6a in der gleichen Weise auf den neuesten Stand gebracht.
Die Überwachungsoperation, die oben beschrieben ist, wird auf diese Weise wiederholt, wenn ein Fahrzeug geparkt gehalten wird und daher eine elektrische Last nichts weiter bedeutet als einen normalen bzw. Nenn-Dunkelstrom.
Es können daher, während sich die Maschine nicht in Betrieb befindet, die Werte von SOC und SOH immer gemessen werden und es kann daraus ein genauerer interner Zustand abgeleitet werden. Auch werden die Inhalte des Speichers 6a periodisch auf den neuesten Stand gebracht, und zwar bei einer Gelegenheit, wenn SOC und SOH gemessen werden, was bedeutet, daß die Speicherkapazität minimal gehalten werden kann.
Bei dieser zweiten Ausführungsform arbeitet die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 ferner in einer weiter unten beschriebenen Art und Weise, wenn eine Parklast beteiligt ist, während die Maschine nicht läuft.
Wenn eine Parklast (eine sicherheitsbezogene Zustandsüberwachungsvorrichtung, um ein Beispiel zu nennen), zu einem Zeitpunkt t6 beteiligt ist, während die Maschine nicht läuft, detektiert die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 die beteiligte Last und wacht dann automatisch auf und startet die Integration des Entladestromes. Die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 addiert diesen Integrationswert zu dem gespeicherten Wert von SOH1, um den Überwachungszustand auf den neuesten Stand zu bringen.
Basierend auf diesem SOH2 und auch basierend auf SOC1 und SOH1, die in der Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 gespeichert sind, wird der momentane SOC-Wert in Form von SOC2 berechnet. In diesem Fall wird SOC2 mit Hilfe der folgenden Formel definiert, basierend auf SOC1, SOH1 und SOH2. SOC2 = (SOC1/SOH1)·SOH2 (2)
Der Überwachungsbetrieb wird so lange fortgesetzt, bis der Zeitpunkt t7 erreicht ist, wobei die Parklast in Betrieb ist.
Wenn auf diese Weise die Parklast in Betrieb gesetzt wird, während die Maschine nicht läuft, kann SOC und kann SOH immer gemessen werden und es kann somit ein genauerer interner Zustand abgeleitet werden. Auch werden die Inhalte des Speichers 6a periodisch bei der Gelegenheit auf den neuesten Stand gebracht, wenn SOC und SOH gemessen werden, was bedeutet, daß eine minimale Speicherkapazität erforderlich ist.
Eine Reihe von Betriebsmustern eines Fahrzeugs, wie beispielsweise Parken, Fahren und dann erneutes Parken gemäß 10, wurde als ein Beispiel herangezogen, um den Betrieb der Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 bei vielfältigen Situationen zu beschreiben.
Zuerst werden der Entladestrom der Batterie 5 und die Klemmenspannung beim Starten der Maschine abgegriffen (Zeitpunkt t10). Dann wird der interne Widerstand berechnet und es wird die momentane Restkapazität SOH [Ah] der Batterie 5 als Anfangswert bestimmt. Es wird dann der Batterielade-/-entladestrom integriert, wann im mer dies erforderlich ist, und es wird die restliche Kapazität SOH dadurch berechnet, indem sukzessive der Integrationswert zu dem Anfangswert hinzu addiert wird, und zwar zum Zwecke der Überwachung, während ein Fahrzeug fährt (bis zum Zeitpunkt t40).
Als nächstes wird, wenn eine bestimmte Zeitperiode nach dem Starten der Maschine (Zeit t20) verstrichen ist, eine gesteuerte Überwachung durchgeführt, um den Polarisationszustand der Batterie 5 zu erreichen, damit dieser in den vorbestimmten Bereich fällt, in dem zeitweilig der Fahrzeuggenerator 7 angehalten wird. Nach dem Erreichen des Polarisationszustandes für den vorbestimmten Bereich wird die Ausgangsgröße des Generators 4 allmählich erhöht, um festzustellen, ob der Absolutwert des Lade-/Entladestroms der Batterie 5 unter dem vorbestimmten Wert liegt. Wenn der elektrische Strom in den vorbestimmten Bereich fällt (± 1A, um ein Beispiel zu nennen), wie dies in 3 und 4 gezeigt ist, wird die Klemmenspannung der Batterie 5 als Pseudo-OCV gemessen. Es wird dann die Laderate SOC entsprechend der Pseudo-OCV berechnet, und zwar unter Verwendung der Beziehung von 8, und es wird der SOC-Wert zu diesem Zeitpunkt als anfängliches SOC (Zeit t30) bestimmt. Es wird dann die Integration des Lade-/Entladestromes danach fortgesetzt, wobei sukzessive der Integrationswert zu dem Anfangswert SOC hinzu addiert wird, und zwar bis zu dem Zeitpunkt t40, um SOC zu überwachen.
Es wird nun als nächstes die Überwachungsoperation beschrieben, wenn ein Fahrzeug nicht fährt.
Zu dem Zeitpunkt t40 gelangt eine Parklast (sicherheitsbezogene Zustandsüberwachungsvorrichtung, um ein Beispiel zu nennen) in Betrieb, die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 wird in einem laufenden Zustand gehalten, um SOC und SOH zu überwachen, indem sukzessive eine Integration des Lade-/Entladestromes erreicht wird bzw. realisiert wird.
Wenn die Parklast ausgeschaltet wird, wird der Wert von SOC und von SOH zu diesem Zeitpunkt als SOC1 und als SOH1 gespeichert (Zeitpunkt t50). Nach der Abspeicherung derselben beendet die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 den Betrieb und betritt dann den Standby-Modus oder Schlafmodus.
Danach greift die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 (diese wacht automatisch auf und betritt den Betriebsmodus nach einer bestimmten Zeitperiode unter Verwendung ihres eigenen Zeitgebers) periodisch die Batterieklemmenspannung ab, und zwar als Pseudo-OCV (V2 in 8), und es wird dann SOC2 berechnet, und zwar unter Verwendung des momentanen SOC basierend auf den Charakteristika in 8. Basierend auf dem Wert von SOC2 und der Formel (1), wird der momentane SOH-Wert als SOC2 berechnet (Zeitpunkt t60). Nach der Vervollständigung dieser Berechnung werden die Inhalte von SOC1 und von SOH1 durch die Inhalte von SOC2 bzw. von SOH2 ersetzt, das heißt es werden die Werte von SOC1 und von SOH1 auf den neuesten Stand gebracht und gespeichert.
Nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeit (Zeit t70) wacht die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 erneut auf und greift die Batterieklemmenspannung ab und berechnet dann zur Zeit t70 die Werte von SOC2 und SOH2. Nach der Berechnung werden die Inhalte des Speichers 6a in der gleichen Weise auf den neuesten Stand gebracht.
Die oben beschriebene Überwachungsoperation wird in dieser Weise wiederholt, wenn ein Fahrzeug geparkt wird, und daher stellt eine elektrische Last nichts weiter dar als einen Nenn-Dunkelstrom.
Wenn eine Parklast in Erscheinung tritt (Zeit t90), detektiert die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 die beteiligte Last und wacht automatisch auf und startet die Integration des Entladestromes. Die Überwachungsvorrichtung addiert diesen Integrationswert zu dem Wert von SOH1, um den Überwachungszustand auf den neuesten Stand zu bringen. Dann wird sukzessive SOC2 unter Verwendung der Formel (2) berechnet. Die Überwachungsoperation wird fortgesetzt, während sich die Parklast in Betrieb befindet (bis zum Zeitpunkt t100).
Wenn lediglich erneut ein Dunkelstrom fließt, betritt die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 den Schlafzustand und überwacht periodisch eine auftretende neue Last. Wenn die Zündung eingeschaltet wird und die Maschine gestartet wird, und zwar vor der vorbestimmten Zeit, berechnet die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 erneut den Anfangswert von SOH (Zeitpunkt t110), indem sie den Wert des Ladestromes abgreift, und zwar beim Starten einer Maschine, und auch die Klemmenspannung, und indem sie den internen Widerstand berechnet, und indem sie dann die oben beschriebene Überwachungsoperation wiederholt, die in bezug auf die Zeit nach dem Zeitpunkt t10 beschrieben wurde.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern es können in vielfältiger Weise Abwandlungen vorgenommen werden, ohne jedoch dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät, mit: einem Fahrzeuggenerator (7), der durch eine Maschine angetrieben wird, einer Steuervorrichtung (8), welche den Generator (7) steuert; und einer Fahrzeugbatterie (5) zum Speichern von Elektrizität, die durch den Generator (7) erzeugt wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (110) zum zeitweiligen Anhalten des Fahrzeuggenerators (7) nach dem Anlassen der Maschine durch einen Anlasser (1); eine Einrichtung (130) zum allmählichen Erhöhen der Ausgangsgröße des Generators (7), und eine Einrichtung (150) zum Abgreifen eines Batteriespannungswertes, wenn der Batterielade-/-entladestrom in einen vorbestimmten schmalen Bereich gelangt, um eine Laderate der Batterie (5) zu berechnen.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Anhalteeinrichtung (110) einen Polarisationszustand in der Batterie (5) steuert, so daß dieser innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verbleibt, indem sie die Ausgangsgröße des Generators (7) steuert oder regelt.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der vorbestimmte Bereich einen Wert des Stromes umfaßt, der gleich ist mit oder zwischen plus einem Ampere und minus einem Ampere liegt.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Anhalteeinrichtung (110) den Generator (7) für eine vorbestimmte Zeitperiode anhält, nachdem die Maschine gestartet ist.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Polarisationszustand der Batterie (5) als ein Polarisationsindex P_n definiert ist, entsprechend der folgenden Formel: Pn = Pn–1 + I·Δt – Pn–1·Δt/τworin: P_n–1: Polarisationsindex des letzten Samplingvorgangs ist, Δt: der Samplingintervall des Lade-/Entladestroms ist, τ: die Diffusionskonstante des Elektrolyten der Batterie ist; I: der elektrische Stromwert (Ampere) ist.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Laderate (SOC) der Batterie (5), die unter Verwendung der Spannung berechnet wird, die abgegriffen wird, wenn der Lade-/Entladestrom der Batterie (5) innerhalb des vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, als eine anfängliche Laderate herangezogen wird.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 6, bei dem die Batterieladerate (SOC) sukzessive als Summe gemäß einer wiederholten Addition eines Wertes zu der anfänglichen Laderate berechnet wird, indem der hinzu addierte Wert in Form eines Produktes aus dem gesampelten Stromwert I_n und dem Samplingintervall Δt, geteilt durch die Batteriekapazität, abgeleitet wird, wenn der Lade-/Entladestrom I_n in dem Samplingintervall gesampelt wird.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die die Ausgangsgröße erhöhende Einrichtung (130) periodisch eine gesteuerte Erhöhung der Ausgangsgröße des Generators (7) durchführt, und zwar nach einem zeitweiligen Anhalten, damit der Batterielade-/-entladestrom in den vorbestimmten Bereich hinein gelangt, während die Maschine läuft.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die die Ausgangsgröße erhöhende Einrichtung (130) ferner eine periodische gesteuerte Erhöhung der Ausgangsgröße des Generators (7) durchführt, und zwar nach einem zeitweiligen Anhalten, wobei die Zeitperiode vor dem ersten Anhalten verschieden ist von den anderen Zeitperioden, damit der Batterielade-/-entladestrom in den vorbestimmten Bereich hinein gelangt, während eine Maschine läuft.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die die Ausgangsgröße erhöhende Einrichtung (130) ferner eine periodische gesteuerte Erhöhung der Ausgangsgröße des Generators (7) nach einem zeitweiligen Anhalten durchführt, wobei die Erhöhungsrate entsprechend gesteuert wird, basierend auf einer Hysteresekurvebeziehung zwischen der Klemmenspannung und der aktuellen oder tatsächlichen SOC, damit der Batterielade-/ -entladestrom innerhalb des vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, während die Maschine läuft.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät, mit: einem Fahrzeuggenerator (7), der durch eine Maschine angetrieben wird; und einer Batterie (5), welche Elektrizität speichert, die durch den Generator (7) in einem Fahrzeug erzeugt wird, wobei eine Klemmenspannung der Batterie (5) als eine pseudo-offene Schaltkreisspannung (Pseudo-OCV) definiert wird, wenn ein Lade-/Entladestrom der Batterie (5) innerhalb eines vorbestimmten kleinen Bereiches liegt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6a) zum Speichern einer Korrelationsinformation, welche die Pseudo-OCV gegenüber der Batterieladerate auflistet, und eine Einrichtung (6) zum Berechnen einer momentanen Restkapazität SOH2 basierend auf einer ersten Laderate SOC1, einer ersten Restkapazität SOH1 und einer zweiten Laderate SOC2, von denen jede in einer solchen Weise realisiert wird, daß die erste Laderate SOC1 und die erste Restkapazität SOH1 gespeichert werden, wenn die Maschine angehalten ist, wobei die Klemmenspannung, das ist die pseudo-offene Schaltkreisspannung, periodisch geprüft wird, wenn der Batterielade-/-entladestrom innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, während eine Maschine nicht läuft, und wobei die zweite Laderate SOC2 basierend auf der abgegriffenen Pseudo-OCV berechnet wird.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 11, bei dem die vorhandene Restkapazität SOH2 gemäß der folgenden Formel festgelegt wird: SOH2 = (SOH1/SOC1)·SOC2
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Inhalte von SOC1 mit denjenigen von SOC2 ersetzt werden und auch die Inhalte von SOH1 durch diejenigen von SOH2 zu dem Zeitpunkt ersetzt werden, wenn SOH2 berechnet wird.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem der vorbestimmte schmale Bereich des Batterielade-/-entladestromes so definiert ist, daß der Wert des elektrischen Stromes gleich ist mit oder zwischen plus einem Ampere und minus einem Ampere liegt.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 11, bei dem ein Entladestromwert integriert wird und ein Integrationswert von der Größe SOH1 immer dann subtrahiert wird, wenn eine momentane Restkapazität SOH2 auf den neuesten Stand gebracht wird, wenn eine elektrische Vorrichtung (3) in Betrieb genommen wird, während eine Maschine nicht läuft.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 15, bei dem die vorhandene oder momentane Laderate basierend auf SOC1, auf SOH1 und auf SOH2 unter Verwendung der folgenden Formel berechnet wird: SOC2 = (SOC1/SOH1)·SOH2
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 16, bei dem die Inhalte von SOC1 durch diejenigen von SOC2 ersetzt werden und auch die Inhalte von SOH1 durch diejenigen von SOH2 zu dem Zeitpunkt ersetzt werden, wenn SOH2 berechnet wird.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 11 oder 15, bei dem der Entladestromwert und die Klemmenspannung der Fahrzeugbatterie (5) abgegriffen werden, eine anfängliche Restkapazität basierend auf diesem Stromwert und diesem Spannungswert berechnet wird und danach die vorhandene Restkapazität dadurch berechnet wird, indem ein integrierter Betrag des Lade-/Entladestromwertes zu der anfänglichen Restkapazität hinzu addiert wird.
Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 18, bei dem der Fahrzeuggenerator (7) zeitweilig nach einer vorbestimmten Zeitperiode vom Starten der Maschine an angehalten wird, die Ausgangsgröße des Generators (7) allmählich erhöht wird, wenn ein Polarisationszustand der Batterie (5) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, der Batterielade-/-entladestromwert so gesteuert wird, daß er innerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches zu liegen kommt, und eine Klemmenspannung der Batterie (5) überprüft wird, wenn der Lade-/Entladestromwert innerhalb des vorbestimmten schmalen Bereiches ankommt.