DE102005039362B4

DE102005039362B4 - Fahrzeug-Energieversorgungssystem

Info

Publication number: DE102005039362B4
Application number: DE102005039362.4A
Authority: DE
Inventors: Makoto Taniguchi; Katsunori Tanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2025-08-20
Also published as: DE102005039362A1; US7506182B2; JP2006060947A; US20060041765A1; FR2874463B1; FR2874463A1; JP4254658B2; KR20060053124A; KR100666227B1

Abstract

Leistungsversorgungssystem, welches in einem Fahrzeug montiert ist, mit: einer ersten Speicherbatterie (1); einem Generator (5) des Fahrzeugs zum Erzeugen einer Spannung und zum Laden der ersten Speicherbatterie (1) mit der erzeugten Spannung; einer zweiten Speicherbatterie (2), die an eine elektrische Last angeschlossen ist; einer Leistungsumsetzschaltung, die zwischen der ersten Speicherbatterie (1) und der zweiten Speicherbatterie (2) geschaltet ist, wobei die Leistungsumsetzschaltung in einem ersten Modus betreibbar ist, in welchem eine Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten wird, und in einem zweiten Modus betreibbar ist, in welchem die Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) mit einer Spannung der ersten Speicherbatterie (1) variiert; und einem Controller (7) zum Betreiben der Leistungsumsetzschaltung in dem ersten Modus, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last niedriger liegt als ein spezifizierter Wert, und um den Generator (5) so zu steuern, daß die erzeugte Spannung einen Übergang gemäß einer ersten Rate erfährt, und um die Leistungsumsetzschaltung in einem zweiten Modus zu betreiben, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last höher liegt als der spezifizierte Wert, und um den Generator (5) so zu steuern, daß die erzeugte Spannung einen Übergang in einer zweiten Rate erfährt, die niedriger ist als die erste Rate, wobei dann, wenn die Leistungs-umsetzschaltung in dem ersten Betriebsmodus arbeitet, der Controller (7) den Generator (5) derart steuert, daß die erzeugte Spannung auf einen niedrigeren Zielpegel eingestellt wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt, den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung auf einen höheren Zielpegel eingestellt wird, wenn das Fahrzeug verzögert, und den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung auf einen mittleren Zielpegel eingestellt wird, der zwischen dem höheren und dem niedrigeren Zielpegel gelegen ist, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit von einer Beschleunigung oder Verzögerung in eine gleichmäßige Fahrgeschwindigkeit ändert, und wobei dann, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem zweiten Modus betrieben wird, der Controller (7) den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung allmählich abfällt, bis sie den niedrigeren Zielpegel erreicht, wenn das Fahrzeug beschleunigt, den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung allmählich ansteigt, bis sie ...

Description

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung 2004-241777 , eingereicht am 23. August 2004, die hier unter Bezugnahme voll mit einbezogen wird.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem zum Laden einer Speicherbatterie und zum Zuführen von Leistung zu elektrischen Lasten.
Stand der Technik
DE 102 29 018 A1 offenbart Vorrichtungen und/oder Verfahren zur Bestimmung der Verfügbarkeit von elektrischer Leistung in Zwei-Leistungsspeicher-Bordnetz-Systemen, bei denen die beiden Leistungsspeicher, insbesondere Batterien, über einen Gleichspannungswandler miteinander verbunden werden können. Die benötigte elektrische Leistung wird mittels eines vom Fahrzeugmotor angetriebenen Generators erzeugt. Die üblichen Verbraucher sind an einen ersten Verbraucherbatteriekreis angeschlossen. Weitere Verbraucher, beispielsweise Hochstromverbraucher, insbesondere der Starter, stehen mit dem zweiten Batteriekreis in Verbindung. Eine Steuereinrichtung, beispielsweise ein Steuergerät mit einem Mikroprozessor, ermittelt die Verfügbarkeit der elektrischen Leistung und auftretende Fehler unter Auswertung verschiedener Algorithmen und übernimmt die erforderlichen Ansteuerungen und Signalisierungen. Die Algorithmen umfassen Schwellwertaussagen zur Verfügbarkeit der elektrischen Leistung und Schwellwertaussagen zur Erkennung von Systemfehlern.
EP 1 405 768 A1 betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Spannung im Stromversorgungsnetz eines Kraftfahrzeugs. Dabei werden Spannungssprünge bei einem Übergang der Leistungsversorgung vom Generator auf die Batterie, die sich an Verbrauchern störend bemerkbar machen könnten, abgestuft und/oder geglättet. Bei einem Stop-and-go-Betrieb des Kraftfahrzeugs kann diesbezüglich vor einem Ausschalten der Brennkraftmaschine die Spannung bereits rampenförmig auf das Niveau der Batteriespannung abgesenkt werden. Ebenso kann die Leistungsaufnahme bestimmter Verbraucher vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine reduziert und nach dem Abschalten rampenförmig wieder erhöht werden, wodurch sich ein kleinerer Sprung und ein rampenförmiger Verlauf der Spannung ergibt. Bei zweigeteilten Stromversorgungsnetzen mit zwei Batterien kann auch auf die Batterie des einen Neztes zurückgegriffen werden, um die Spannungsänderung im anderen Netz rampenförmig zu glätten.
Aus der DE 103 22 875 A1 ist eine Anordnung bekannt zur Spannungsversorgung mehrerer Verbraucher, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einem mindestens zwei Leistungsspeicher umfassenden Bordnetz, von denen ein erster Leistungsspeicher in einem Starterteilkreis mit einem Starter zum Anlassen eines Motors verbunden ist, und von denen ein zweiter Leistungsspeicher in einem Verbraucherteilkreis mit dem Verbraucher verbunden ist, wobei der Starterteilkreis über ein Koppelelement mit dem Verbraucherteilkreis verbunden ist und eine Anzahl von als sicherheitsrelevant eingestuften Verbrauchern über ein zusätziches Koppelelement mit dem Starterteilkreis verbindbar sind.
JP 2003-319695 A offenbart ein Leistungsversorgungssystem für ein Fahrzeug.
DE 43 07 907 A1 offenbart eine Erfindung die sich auf ein Verfahren zur Regelung der Generatorspannung in einem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von Betriebszuständen bezieht. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Generatorspannung beim Beschleunigen des Fahrzeugs zu erniedrigen, um den Fahrzeugmotor zu entlasten, und beim Abbremsen zu erhöhen, damit der Generator zur Aufladung der Batterie durch die Rekuperation von Bremsenergie mehr Leistung aufnehmen kann. Durch die an den Fahrzustand angepasste Sollwertvorgabe für die Generatorspannung wird der Leistungsfluss zwischen Generator, Verbraucher und Batterie auf sehr einfache Weise gesteuert.
Wie weiter in den japanischen Patentveröffentlichungen JP H06-296 332 A und JP 2002-238 103 A offenbart ist, wird ein Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem so gesteuert, um Elektrizität gemäß dem Antriebszustand des Fahrzeugs zu erzeugen, um den Brennstoffverbrauch und die Emission von schädlichen oder giftigen Abgasen zu verbessern. Speziell wird das Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem in unterschiedlichen Betriebsarten gemäß dem Antriebszustand des Fahrzeugs betrieben. Während einer Verzögerung wird die Leistungserzeugung durchgeführt, indem ein Moment des Fahrzeugs in elektrische Energie umgesetzt wird und diese in eine Speicherbatterie zurückgeleitet wird, während bei einer Beschleunigung die Leistungserzeugung abgeschaltet wird, um die eingefangene elektrische Energie zu verwenden, anstatt Leistung zu erzeugen. Das Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem umfaßt gewöhnlich eine erste Speicherbatterie, die durch einen Fahrzeuggenerator geladen wird, und eine zweite Speicherbatterie, die mit einer elektrischen Last verbunden ist. Ein Leistungskonverter ist zwischen der ersten und der zweiten Speicherbatterie vorgesehen. Spannungsschwankungen können an der zweiten Speicherbatterie auftreten, und zwar abhängig von dem Betrag oder der Größe der elektrischen Last des Fahrzeugs. Der Leistungskonverter überwacht die Spannung der zweiten Batterie und steuert in angepaßter Weise den Betrag der elektrischen Leistung, der von der ersten Batterie zu der zweiten Batterie übertragen wird, wenn die überwachte Spannung von einer Bezugsspannung abweicht. Der Leistungskonverter arbeitet erfolgreich, um die Spannung der zweiten Batterie auf einem im wesentlichen konstanten Pegel zu halten, wenn der Betrag des elektrischen Leistungsverbrauchs innerhalb eines anpassungsfähigen Steuerbereiches liegt.
Jedoch kann die intermittierende Leistungserzeugung und das Abschalten eine große Schwankung in dem elektrischen Leistungsverbrauch des Fahrzeugs erzeugen, und solch eine Schwankung kann eventuell über den adaptiven Steuerungsbereich des Leistungs-Konverters hinausgelangen. Daher erfährt die Spannung, die den Scheinwerfern und dem Klimaanlagesystem zugeführt wird, starke Schwankungen, die zu ungünstigen Situationen und Fluktuationen bei der Beleuchtung und zum Variieren der Gebläsemotordrehzahl führt. Dieses Problem kann überwunden werden, indem man den adaptiven Steuerungsbereich des Leistungs-Konverters erhöht oder erweitert. Jedoch trägt dies lediglich zur Größe und der Kapazität des Leistungs-Konverters bei. Darüber hinaus können solche ungünstigen Situationen vermieden werden, indem man verhindert, daß das Leistungsversorgungssystem im Leistungsabschaltzustand arbeitet und in den Generierungs-Betriebsarbeiten arbeitet. Jedoch würde dann das vorteilhafte Merkmal eines geringeren Brennstoffverbrauches und einer reduzierten Emission von schädlichen Gasen verloren gehen.
Es besteht daher Bedarf dafür, ein Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem zu schaffen, welches eine konstante Stromversorgungsspannung den elektrischen Lasten unter variierenden Fahrzeugbetriebsbedingungen zuführen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem zu schaffen, welches dazu befähigt ist, eine konstante Spannung bei variierenden Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zu erzeugen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem zu schaffen, welches dazu befähigt ist, eine konstante Spannung unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zuzuführen, wobei ein geringerer Brennstoffverbrauch und eine reduzierte Emission von schädlichen Abgasen sichergestellt sein soll.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem zu schaffen, welches eine kompakte Konstruktion für Fahrzeug-Leistungskonverter ermöglicht.
Diese Aufgabe und diese Ziele werden durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsversorgungssystem geschaffen, welches in einem Fahrzeug montiert ist, mit einer ersten Speicherbatterie, einem Fahrzeug-Generator zum Erzeugen einer Spannung und zum Laden der ersten Speicherbatterie mit der erzeugten Spannung, einer zweiten Speicherbatterie, die an eine elektrische Last angeschlossen ist, und mit einer Leistungs-Konverterschaltung, die zwischen der ersten Speicherbatterie und der zweiten Speicherbatterie geschaltet ist, wobei die Leistungs-Konverterschaltung in einem ersten Betriebsmodus treibbar ist, in welchem eine Spannung an der zweiten Speicherbatterie auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten wird, und in einem zweiten Betriebsmodus, bei dem die Spannung an der zweiten Speicherbatterie mit einer Spannung bei der ersten Speicherbatterie variiert. Es ist ein Controller vorgesehen, um die Leistungs-Konverterschaltung in dem ersten Betriebsmodus zu betreiben, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last niedriger ist als ein spezifizierter Wert, und um den Generator so zu steuern, daß die erzeugte Spannung einen Übergang bei einer ersten Rate erfährt, und um die Leistungs-Konverterschaltung in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last höher liegt als der spezifizierte Wert, und um den Generator so zu steuern, daß die erzeugte Spannung einen Übergang bei einer zweiten Rate erfährt, die niedriger ist als die erste Rate.
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsversorgungssystems, welches in einem Fahrzeug montiert ist, wobei das System eine erste Speicherbatterie aufweist, einen Fahrzeug-Generator zum Erzeugen einer Spannung zum Laden der ersten Speicherbatterie, eine zweite Speicherbatterie aufweist, die mit einer elektrischen Last verbunden ist, und eine Leistungs-Konverterschaltung umfaßt, die zwischen der ersten Speicherbatterie und der zweiten Speicherbatterie geschaltet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Betreiben der Leistungs-Konverterschaltung in einem ersten Betriebsmodus, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last niedriger liegt als ein spezifizierter Wert, so daß eine Spannung an der zweiten Speicherbatterie im wesentlichen auf einem konstanten Pegel gehalten wird, und Betreiben der Leistungs-Konverterschaltung in einem zweiten Betriebsmodus, wenn der Leistungsverbrauch höher ist als der spezifizierte Wert, so daß die Spannung an der zweiten Speicherbatterie mit einer Spannung an der ersten Speicherbatterie variiert, und (b) Steuern des Fahrzeuggenerators in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung einen Übergang in einer ersten Rate erfährt, wenn die Leistungs-Konverterschaltung in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, und einen Übergang in einer zweiten Rate erfährt, die niedriger ist als die erste Rate, wenn die Leistungs-Konverterschaltung in dem zweiten Betriebsmodus arbeitet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird in Einzelheiten unter Hinweis auf die anhängenden Zeichungen beschrieben, in welchen zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeug-Leistungsversorgungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flußdiagramm des Betriebes des System-Controllers von 1;
3 ein Zeitsteuerdiagramm zum Beschreiben des Betriebes des Leistungsversorgungssystems, wenn der elektrische Leistungsverbrauch relativ niedrig ist;
4 ein Zeitsteuerdiagramm zum Beschreiben des Betriebes des Leistungsversorgungssystems, wenn der elektrische Leistungsverbrauch relativ hoch ist; und
5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
In 1 ist ein Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Leistungsversorgungssystem umfaßt zwei Bleisäure-Batterien 1 und 2. Die Batterie 2 schickt einen Strom zu einer Lastschaltung 9, und die Batterie 1 wird durch einen Fahrzeug-Generator 5 auf eine Nennspannung geladen, die höher ist als die Nennspannung der Batterie 2. Zwischen den Batterien 1 und 2 ist ein Leistungs-Konverter 3 geschaltet, der eine Einrichtungs-Stromumsetzung von der Batterie 1 zu der Batterie 2 vornimmt. Als Option ist ein Schalter 4 parallel zu dem Leistungs-Konverter 3 geschaltet. In bevorzugter Weise ist der Schalter 4 mit einem Leistungstransistor implementiert, was vorteilhafter ist gegenüber der Verwendung eines mechanisch betätigten Schalters, der an dem gut bekannten Prelleffekt leidet, welcher zu der Erzeugung eines großen Stromes führen kann.
Der Leistungskonverter 3 und der Schalter 4 bilden eine Leistungs-Konverterschaltung. Abhängig von dem Leistungsverbrauch der elektrischen Last 9 arbeitet die Leistungs-Konverterschaltung in einem von einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus. In dem ersten (Umsetz-)Modus arbeitet die Leistungs-Konverterschaltung gemäß der Spannung der Batterie 2, so daß die letztere auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten wird. In dem zweiten (Linear-schaltung-)Modus setzt die Leistungs-Konverterschaltung ihre Stromumsetzfunktion aus und erstellt eine lineare Schaltung, so daß die Spannung der Batterie 2 mit der Spannung der Batterie 1 variiert.
Ein Spannungsregler 6 steuert die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators 5 auf einen im wesentlichen konstanten Pegel, indem er dessen Feldwicklungsstrom regelt, und zwar entsprechend einem Steuersignal, welches von einem System-Controller 7 zugeführt wird.
Der Fahrzeuggenerator 5 liefert eine Umsetzung der mechanischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie und lädt die Batterie 1 mit der erzeugten Energie. Ein Beschleunigungsmesser 10 liefert ein Signal zu dem System-Controller 7, um eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschwankung oder -änderung anzuzeigen.
In einer noch weiter zu beschreibenden Weise überwacht der System-Controller 7 Leistungsverhältnisdaten und andere Informationen, die von dem Spannungsregler 6 zugeführt werden, und bestimmt die Größe des Leistungsverbrauchs der elektrischen Last 9. Zusätzlich zu der Last-Leistungsbestimmung überwacht der System-Controller 7 das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, welches von dem Beschleunigungsmesser 10 zugeführt wird, um einen Detektierungsvorgang durchzuführen, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschwankung oder -änderung auftritt.
Ein Beispiel eines Leistungs-Konverters 3 besteht aus einem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer, der einen Leistungs-Schalttransistor 31, eine Freilaufdiode 32 und einen Induktor 33, einen Glättungskondensator 34 und eine Steuerschaltung 35 enthält. Der Leistungs-Schalttransistor 31 besitzt einen Drainanschluß, der mit der Batterie 1 verbunden ist, und dessen Sourceanschluß mit einem Anschluß des Induktors 33 verbunden ist, wobei das andere Ende des Induktors 33 mit der Batterie 2 verbunden ist.
Die Steuerschaltung 35 erzeugt eine Folge von Impulsen mit variierender Dauer, und zwar mit einer vorbestimmten Folgefrequenz (in dem Bereich von mehreren zehn Hz bis 100 kHz) und treibt den Transistor 31 in einen leitenden Zustand, und zwar in periodischen Intervallen, was zu einer Hochfrequenzoszillation über den Induktor 33 und den Kondensator 34 nach Masse oder Erde führt. Während eines ersten Halbzyklus' von jeder Schwingung fließt Strom durch den Kondensator 34 und die Diode 32, welcher den Kondensator auflädt, und während des nächsten halben Zyklus' wird der Strom, der ansonsten in der entgegengesetzten Richtung fließen würde, durch die Diode 32 blockiert. Wenn der Prozeß fortgesetzt wird, wird der Kondensator 34 mit einer Gleichspannung geladen. Die Steuerschaltung 35 arbeitet in einer Impulsbreite-Modulationsbetriebsart, in der die Spannung an dem Kondensator 34 überwacht wird und in der die Weite (das Tastverhältnis) der Treiberimpulse gemäß einer Differenz zwischen der überwachten Kondensatorspannung und einer feststehenden Bezugsspannung gesteuert wird, so daß die Differenz auf Null reduziert wird. Als Ergebnis wird die Gleichspannung an dem Kondensator 34 auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten.
Es sei erwähnt, daß der Leistungs-Konverter 3 und der Schalter 4 eine Leistungs-Konverterschaltung bilden, die in einem Betriebsmodus entsprechend einem ersten und einem zweiten Betriebmodus arbeitet, und zwar entsprechend einem Befehlssignal, welches von dem System-Controller 7 zugeführt wird, und zwar abhängig von dem elektrischen Leistungsverbrauch. Entsprechend den überwachten Signalen steuert der System-Controller 7 die Leistungs-Konverterschaltung, damit diese in einem der Betriebsmodi entsprechend dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus arbeitet, und zwar abhängig von dem bestimmten Leistungsverbrauch der elektrischen Last 9.
Spezifischer ausgedrückt, wenn der Last-Leistungsverbrauch niedriger ist als ein spezifizierter Wert, stellt der System-Controller 7 die Leistungs-Konverterschaltung in den ersten Modus (Stromumsetzmodus) ein, in welchem der Schalter 4 AUS geschaltet ist, und der Leistungs-Konverter 3 arbeitet dann normal, so daß die Spannung an der Batterie 2 konstant gehalten wird. Wenn der Last-Leistungsverbrauch höher steigt als der spezifizierte Wert, stellt der System-Controller 7 die Leistungs-Konverterschaltung in den Linearschaltungs-Modus, und zwar unter Verwendung der folgenden alternativen Einstellungen:

1) der Schalter 4 = AUS und der Transistor 31 = EIN; und
2) der Schalter 4 = EIN und der Transistor 31 ist entweder EIN oder AUS geschaltet.

Mit der alternativen Einstellung (1) wird der Schalter 4 AUS geschaltet und der Transistor 31 wird in den EIN-Zustand geschaltet, um den Durchfluß von Gleichstrom von der Batterie 1 zu der Batterie 2 durch den Induktor bzw. Induktivität 33 hindurch zu ermöglichen. Bei der alternativen Einstellung (2) ist der Schalter 4 EIN geschaltet und der Transistor 31 befindet sich in dem EIN-Zustand oder in dem AUS-Zustand. Wenn der Transistor 31 in der zweiten alternativen Einstellung EIN geschaltet wird, fließt ein paralleler Strom durch den Schalter 4 und den Induktor 33. Wenn der Transistor 31 in der zweiten alternativen Einstellung AUS geschaltet wird, fließt Strom lediglich durch den Schalter 4.
Die Ausgangsspannung des Generators 5 wird durch den Regler 6 auf einen der Pegel gemäß einem hohen, einem mittleren und einem niedrigen ZielPegel (15,5 Volt, 14,5 Volt und 12 Volt) eingestellt. Wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, wird die Zielspannung des Generators 5 auf den mittleren Pegel entsprechend 14,5 Volt eingestellt.
Gemäß dem Flußdiagramm von 2 führt der System-Controller 7 eine Routine durch, und zwar beginnend mit dem Schritt 101, indem er die Daten prüft, die von dem Spannungsregulator 6 zugeführt werden, um eine Bestimmung durchzuführen, ob der Leistungsverbrauch der elektrischen Last 9 höher oder niedriger ist als ein spezifizierter Wert.
Wenn der ermittelte Leistungsverbrauch niedriger liegt als der spezifizierte Wert, arbeitet der Controller 7, um die Leistungskonverterschaltung in Betrieb zu setzen, und zwar in den normalen Leistungsumsetzmodus (im ersten Modus) (Schritt 102). In diesem Modus wird der Schalter 4 in den AUS-Zustand gesetzt. Wenn der bestimmte Leistungsverbrauch höher liegt als der spezifizierte Wert, wird die Leistungs-Konverterschaltung in einen Linearschaltungsmodus (straight-circuit mode) (der zweite Modus) (Schritt 110) eingestellt, wie dies oben beschrieben ist.
Während des normalen Leistungsumsetzmodus' (Schritt 102) wird die Batterie 2 über den Leistungs-Konverter 3 geladen und die Spannung dieser Batterie wird auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten. Der Controller 7 gelangt dann zu dem Schritt 103, um die Ausgangsgröße des Beschleunigungsmessers 10 zu prüfen, und bestimmt, ob eine Geschwindigkeitsschwankung des Fahrzeugs aufgetreten ist. Wenn keine Geschwindigkeitsschwankung aufgetreten ist, kehrt der Fluß zu dem Schritt 101 zurück, um den Prozeß zu wiederholen.
Wenn der Controller 7 eine Geschwindigkeitsschwankung detektiert, die anzeigt, daß das Fahrzeug beschleunigt, verläuft der Verarbeitungsfluß von dem Schritt 103 zu dem Schritt 104, um den Spannungsregler 6 zu steuern, um die Zielspannung des Generators 5 auf einen niedrigen Pegel von 12 Volt einzustellen. Mit dieser Einstellung fällt die Ausgangsspannung des Generators 5 scharf von dem mittleren Zielpegel von 14,5 Volt auf 12 Volt ab. Diese Einstellung kann dadurch vorgenommen werden, indem der Generator 5 veranlaßt wird, mit der Erzeugung an Elektrizität aufzuhören bzw. diese Erzeugung zu stoppen, so daß die Eingangsspannung des Leistungs-Konverters 3 lediglich von der Batterie 1 zugeführt wird.
Der Verarbeitungsfluß schreitet dann zu Schritt 105 voran, um eine Überprüfung vorzusehen, um festzustellen, ob das Fahrzeug noch beschleunigt. Wenn die Beschleunigung gestoppt wurde, ist die Entscheidung bei dem Schritt 105 negativ, und der Controller 7 gelangt dann zu dem Schritt 108, um den Generator 5 zu aktivieren, und stellt die Ausgangsspannung auf den mittleren Zielpegel von 14,5 Volt ein, um dann zu dem Schritt 101 zurückzukehren.
Wenn die Entscheidung bei dem Schritt 103 anzeigt, daß das Fahrzeug verzögert, verläuft der Verarbeitungsfluß zu dem Schritt 106, um den Generator 5 auf die hohe Zielspannung von 15,5 Volt einzustellen. Als ein Ergebnis steigt die Ausgangsspannung des Generators 5 steil von dem mittleren Zielpegel auf den hohen Zielpegel an. Bei dem Entscheidungsschritt 107 bestimmt der Controller 7, ob die Verzögerung noch fortgeführt wird. Wenn sich der Fahrzeugbetrieb von einer Verzögerung in eine konstante Fahrgeschwindigkeit (Schritt 107) ändert, gelangt der Verarbeitungsfluß zu dem Schritt 108, um den Fahrzeuggenerator 5 auf die mittlere Zielspannung einzustellen, so daß dessen Ausgangsspannung scharf von dem hohen Zielwert auf den mittleren Zielpegel abfällt. Während dieser Zeit wird das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben, es werden die Schritte 101, 102 und 103 wiederholt, um den Leistungsverbrauch der elektrischen Last 9 zu überwachen und auch die Ausgangsgröße des Beschleunigungsmessers 10 zu überwachen, während die Ausgangsgröße des Generators 5 auf dem mittleren Zielpegel gehalten wird.
Wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last 9 über den spezifizierten Wert hinaus ansteigt, ist die Entscheidung bei dem Schritt 101 negativ und der Verarbeitungsfluß schreitet zu dem Schritt 110 voran, um die Leistungs-Konverterschaltung in den Linearschaltungsmodus einzustellen, so daß ein Niedrigimpedanzpfad zwischen der Batterie 1 und der Batterie 2 erstellt wird. Bei dem nachfolgenden Schritt 111 wird die Ausgangsgröße des Beschleunigungsmessers 10 geprüft. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, verläuft der Verarbeitungsfluß zu dem Schritt 112, um den Spannungsregler 6 so zu steuern, daß die Generatorausgangsspannung allmählich in einer vorbestimmten Rate abfällt, bis sie den niedrigen Zielspannungswert erreicht. Wenn die niedrige Zielspannung erreicht ist, stellt der Controller 7 den Generator 5 in einen inaktiven Zustand ein. Der Verarbeitungsfluß gelangt dann zu dem Entscheidungsschritt 113, um den Beschleunigungsmesser 10 zu prüfen. Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit von der Beschleunigung in eine gleichmäßige Fahrweise ändert, ist die Entscheidung bei dem Schritt 113 negativ, und der Controller 7 gelangt dann zu dem Schritt 116. Bei dem Schritt 116 aktiviert der Controller 7 den Spannungsregler 6, so daß dieser die Ausgangsspannung des Generators 5 in einer vorbestimmten Rate von dem niedrigen Zielpegel aus ansteigen läßt, bis diese den mittleren Zielpegel erreicht, und kehrt dann zu dem Schritt 101 zurück, um den Prozeß zu wiederholen.
Wenn die Entscheidung bei dem Schritt 111 anzeigt, daß das Fahrzeug verzögert, gelangt der Verarbeitungsfluß zu dem Schritt 114, um den Spannungsregler 6 so zu steuern, daß die Ausgangsspannung des Generators 5 allmählich mit einer vorbestimmten Rate ansteigt, bis diese den hohen Zielpegel von 15,5 Volt erreicht, woraufhin dann der Verarbeitungsfluß zu dem Entscheidungsschritt 115 gelangt. Wenn der Fahrzeugbetrieb sich von der Verzögerung in eine gleichmäßige Fahrweise ändert (Schritt 115), wird bestimmt, daß das Fahrzeug nun gleichmäßig fährt, und der Verarbeitungsfluß gelangt zu dem Schritt 116, um den Spannungsregler 6 so zu steuern, daß die Ausgangsgröße des Generators 5 allmählich in einer vorbestimmten Rate von dem hohen Zielpegel auf den mittleren Zielpegel absinkt, und kehrt dann zu dem Schritt 101 zurück. Wenn das Fahrzeug weiterhin in gleichmäßiger Fahrt fährt, werden die Schritte 101, 110 und 111 wiederholt, um den Leistungsverbrauch der Last 9 zu überwachen und auch die Ausgangsgröße des Beschleunigungsmessers 10, während jedoch die Ausgangsgröße des Generators 5 auf dem mittleren Zielpegel gehalten wird.
Es folgt eine Beschreibung des Betriebes des Stromversorgungssystems der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf das Zeitsteuerdiagramm von 3, wenn der Leistungsverbrauch der Last 9 niedriger ist als der spezifizierte Wert (Schritt 101) und die Leistungs-Konverterschaltung in dem normalen Leistungsumsetzmodus (erster Modus) arbeitet (Schritt 102).
Zu Beginn wird das Fahrzeug in einer gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeit angetrieben und die Generatorausgangsspannung wird auf dem mittleren Zielpegel gehalten.
Wenn das Fahrzeug während der Periode t₁ bis t₂ (Schritt 103) beschleunigt, steuert der System-Controller 7 den Spannungsregler 6, so daß der Generator 5 mit der Erzeugung von Elektrizität anhält und es wird dessen Zielspannung auf den niedrigen Pegel von 12 Volt eingestellt (Schritt 104). Als ein Ergebnis wird die Eingangsspannung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 3 gleich der Spannung der Batterie 1, und diese Spannung fällt allmählich von dem mittleren Zielpegel auf den niedrigen Zielpegel ab, wie dies in 3 gezeigt ist.
Während der Periode t₂ bis t₃ fährt das Fahrzeug mit einer gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeit. Der Generator 5 wird aktiviert (Schritte 105, 108), um die Zielspannung auf einen mittleren Pegel (14,5 Volt) einzustellen. Die Spannung der Batterie 1 nimmt allmählich zu, bis sie den mittleren Zielwert erreicht.
Während der Periode t₃ bis t₄ verzögert das Fahrzeug. Der Generator 5 wird gesteuert (Schritte 103, 106), um dessen Zielspannung auf den hohen Pegel (15,5 Volt) einzustellen. Die Batteriespannung der Batterie 1 steigt allmählich von dem mittleren Zielpegel aus an, bis sie den hohen Zielpegel erreicht.
Während der Periode t₄ bis t₅ wird das Fahrzeug in der gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeit betrieben. Der Generator 5 wird gesteuert (Schritte 107, 108), um die Zielspannung auf den mittleren Pegel einzustellen. Die Batteriespannung der Batterie 1 fällt allmählich von dem hohen Pegel aus ab, bis sie den mittleren Pegel erreicht.
Während der Periode t₅ bis t₆ verzögert das Fahrzeug erneut. Der Generator 5 wird gesteuert (Schritte 103, 106), um dessen Zielspannung auf den hohen Pegel einzustellen. Die Batteriespannung der Batterie 1 wird allmählich von dem mittleren Pegel aus erhöht, bis diese den hohen Pegel erreicht hat. Ähnliche Ereignisse finden während der nachfolgenden Perioden statt.
Es kann ersehen werden, daß dann, wenn das Fahrzeug verzögert, der Generator 5 aktiviert wird, um seine Ausgangsspannung zu erhöhen. Diese Aktivierung des Generators 5 dient dazu, den Vorteil eines regenerativen Bremseffektes auszunutzen, indem das Fahrmoment des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt wird und indem die aufgenommene Energie zur Batterie 1 zurückgeleitet wird. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, wird der Generator 5 deaktiviert, um das Erzeugen von Elektrizität zu stoppen. Diese Deaktivierung des Generators 5 dient dazu, den Brennstoffverbrauch zu reduzieren und auch die Emission von schädlichen Abgasen zu reduzieren, indem die wiedergewonnene elektrische Energie verwendet wird.
Wenn die Ausgangsgröße des Generators 5 scharf variiert, und zwar unter der Steuerung des System-Controllers 7, kann die Spannung an der zweiten Batterie 2 entsprechend variieren. Aufgrund des niedrigen elektrischen Leistungsverbrauchs variiert jedoch die Spannung der Batterie 2 innerhalb eines adaptiven Steuerbereiches des Leistungs-Konverters 3. Wenn daher der Leistungs-Konverter 3 detektiert, daß seine Ausgangsspannung von einem Bezugspegel abweicht, steuert er das Tastverhältnis von seinem Schalttransistor 31 entsprechend der Differenz zwischen den zwei Spannungen, so daß die Abweichung reduziert wird und nahezu auf Null gebracht wird. Auf diese Weise wird die Spannung an der Batterie 2 auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten, wie in 3 gezeigt ist.
Es folgt eine Beschreibung des Betriebes des Leistungsversorgungssystems unter Hinweis auf 4, wenn der Leistungsverbrauch der Last 9 höher ist als der spezifizierte Wert, und es wird die Leistungs-Konverterschaltung in den Linearschaltungsmodus (Schritt 101) eingestellt.
Zu Beginn wird das Fahrzeug mit einer gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeit angetrieben. Während dieser anfänglichen Periode vor dem Zeitpunkt t₁₁ wird die Generatorausgangsspannung auf dem mittleren Zielpegel von 14,5 Volt gehalten und die Spannungen der Batterien 1 und 2 werden beide auf dem mittleren Zielpegel gehalten.
Wenn das Fahrzeug während der Periode t₁₁ bis t₁₂ (Schritt 111) beschleunigt, steuert der System-Controller 7 den Spannungsregler 6 in solcher Weise, daß der Generator 5 allmählich seine Ausgangsspannung absenkt, bis diese den niedrigen Zielpegel von 12 Volt erreicht (Schritt 112). Als ein Ergebnis fällt die Spannung an den Batterien 1 und 2 allmählich gleichzeitig von dem mittleren Zielpegel auf den niedrigen Zielpegel ab, wie in 4 dargestellt ist.
Während der Periode t₁₂ bis t₁₃ fährt das Fahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit und der Generator 5 wird gesteuert (Schritte 113, 116), um allmählich seine Ausgangsspannung von dem niedrigen Zielpegel auf den mittleren Zielpegel (14,5 Volt) zu erhöhen. Die Spannungen der Batterien 1 und 2 steigen allmählich von dem niedrigen Zielpegel aus an, bis sie den mittleren Zielpegel erreicht haben.
Während der Periode t₁₃ bis t₁₄ wird das Fahrzeug verzögert und der Generator 5 wird gesteuert (Schritte 111, 114), um allmählich dessen Ausgangsspannung von dem mittleren Zielpegel auf den hohen Zielpegel (15,5 Volt) ansteigen zu lassen. Die Spannungen der Batterien 1 und 2 steigen allmählich von dem mittleren Zielpegel auf den hohen Zielpegel an.
Während der Periode t₁₄ bis t₁₅ wird das Fahrzeug in einer gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeit angetrieben und der Generator 5 wird gesteuert (Schritte 115, 116), um allmählich dessen Ausgangsspannung von dem hohen Zielpegel aus abzusenken, bis diese den mittleren Zielpegel erreicht hat. Die Spannungen der Batterien 1 und 2 fallen allmählich von dem hohen Zielpegel aus ab, bis sie den mittleren Zielpegel erreicht haben.
Während der Periode t₁₅ bis t₁₆ wird das Fahrzeug erneut verzögert. Der Generator 5 wird gesteuert (Schritte 111, 114), um allmählich dessen Ausgangsspannung von dem mittleren Zielpegel auf den hohen Zielpegel ansteigen zu lassen. Die Spannungen der Batterien 1 und 2 steigen allmählich von dem mittleren Pegel aus an. Ähnliche Ereignisse finden während der nachfolgenden Perioden statt.
Da die Ausgangsgröße des Generators 5 direkt mit der Batterie 2 gekoppelt ist, funktioniert der Leistungs-Konverter 3 nicht als ein „Spannungsstabilisator”, wie dies im Falle von 3 gegeben ist. Jedoch hat die allmähliche Änderung der Generatorspannung, und zwar jedes Mal, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit ändert, den Effekt, daß die Gesamtschwankungsrate der Spannung der Batterie 2 reduziert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform variiert die Spannung, die durch den Fahrzeuggenerator 5 erzeugt wird, in einer Rate von 1 Volt pro Sekunde. Spezifischer ausgedrückt wird die Spannungsschwankung dadurch erreicht, indem der Feldstrom des Generators 5 gesteuert wird. Alternativ kann das Einschalt-Ausschalt-Tastverhältnis des Schalttransistors des Generators (nicht gezeigt) dazu verwendet werden, um die Schwankungsrate der erzeugten Spannung zu steuern oder zu regeln.
Zusätzlich wird während des Linearschaltung-Modus die elektrische Energie, die eingefangen wurde, wenn das Fahrzeug verzögert hat, zu der Lastschaltung 9 zurückgebracht und kehrt nicht zur Batterie 1 zurück, und zwar zum Zwecke einer Leistungseinsparung für die Verwendung während der Beschleunigung. Obwohl die Reduzierung des Brennstoffverbrauches und der Emission von schädlichen Abgasen nicht so groß während des Linearschaltung-Modus ist wie diejenige des Leistungsumsetzmodus, kann dennoch eine Gesamtverbesserung erzielt werden.
Ferner ermöglicht die Dualmodus-Leistungsumsetzung der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise ein kompaktes Design für einen klein bemessenen Leistungs-Konverter, der mit niedrigen Kosten und niedrigen Verlusten verbunden ist, wobei die Möglichkeit geschaffen wird, daß dieser in einem engen Bereich installiert werden kann und in einfacher Weise gekühlt werden kann. Spezifischer ausgedrückt kann die Nennkapazität des Leistungs-Konverters 3 auf ½ oder noch weniger der Nennkapazität des Generators 5 reduziert werden.
5 zeigt ein anderes Beispiel eines Leistungs-Konverters 3. Bei diesem Beispiel ist ein Leistungstransistor 36 vorgesehen, der in einem nicht gesättigten, linearen Verstärkungsmodus arbeitet, um als ein „variabler Widerstand” zwischen den Batterien 1 und 2 zu dienen. Ein Operationsverstärker 38 treibt den Gateanschluß des Leistungstransistors 36 gemäß einer Spannungsdifferenz zwischen einer Bezugsspannungsquelle 39 und einem Spannungsteiler 37 an, welcher an die Batterie 2 angeschlossen ist. Aufgrund des Fehlens eines Schaltgeräusches wie im Falle des Beispiels, welches in 2 gezeigt ist, ist dieser Typ eines Leistungs-Konverters hinsichtlich der elektromagnetischen Kompatibilität und reduzierten Größe günstig.
Wenn, wie bei der früheren Ausführungsform der Lastenergieverbrauch niedriger liegt als der spezifizierte Wert, stellt der System-Controller 7 die Leistungs-Konverterschaltung in den Leistungsumsetzbetrieb ein, indem der Schalter 4 in die AUS-Position gebracht wird und indem der Leistungs-Konverter 3 in den normalen Leistungsumsetzmodus gebracht wird. Wenn der Lastenergieverbrauch höher ist als der spezifizierte Wert, stellt der System-Controller 7 die Leistungs-Konverterschaltung in den Linearschaltungsmodus um, und zwar unter Verwendung der folgenden alternativen Einstellungen:

3) der Schalter 4 = AUS und Transistor 36 = auf eine Einheits-Verstärkung fixiert; und
4) der Schalter 4 = EIN und Transistor 36 = auf eine Einheits-Verstärkung oder eine Verstärkung von Null fixiert.

Bei der alternativen Einstellung (3) wird der Schalter 4 AUS geschaltet und der Transistor 36 wird auf eine Einheits-Verstärkung fixiert, um den Durchfluß eines Gleichstromes von der Batterie 1 zu der Batterie 2 zu ermöglichen. Bei der alternativen Einstellung (4) wird der Schalter 4 EIN geschaltet und der Transistor 36 wird entweder auf eine Einheits-Verstärkung fixiert oder auf eine Verstärkung von Null fixiert. Wenn der Transistor 36 auf eine Einheits-Verstärkung bei der alternativen Einstellung (4) fixiert wird, fließt ein paralleler Strom durch den Schalter 4 und den Leistungs-Konverter 3. Wenn der Transistor 36 auf eine Verstärkung von Null fixiert ist, und zwar bei der alternativen Einstellung (4), fließt Strom lediglich durch den Schalter 4.
Obwohl Ausführungsformen erläutert wurden, bei denen eine Blei-Säure-Batterie für die Quellenbatterie 1 verwendet wird, kann ebenso eine Lithium-Batterie stattdessen verwendet werden. Im Vergleich zu einer Blei-Säure-Batterie besitzt eine Lithium-Batterie einen geringeren inneren Widerstand, der ein schnelles Aufladen derselben durch den Generator mit niedrigem Energieverlust nachfolgend einer Fahrzeugbeschleunigung ermöglicht.

Claims

Leistungsversorgungssystem, welches in einem Fahrzeug montiert ist, mit: einer ersten Speicherbatterie (1); einem Generator (5) des Fahrzeugs zum Erzeugen einer Spannung und zum Laden der ersten Speicherbatterie (1) mit der erzeugten Spannung; einer zweiten Speicherbatterie (2), die an eine elektrische Last angeschlossen ist; einer Leistungsumsetzschaltung, die zwischen der ersten Speicherbatterie (1) und der zweiten Speicherbatterie (2) geschaltet ist, wobei die Leistungsumsetzschaltung in einem ersten Modus betreibbar ist, in welchem eine Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten wird, und in einem zweiten Modus betreibbar ist, in welchem die Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) mit einer Spannung der ersten Speicherbatterie (1) variiert; und einem Controller (7) zum Betreiben der Leistungsumsetzschaltung in dem ersten Modus, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last niedriger liegt als ein spezifizierter Wert, und um den Generator (5) so zu steuern, daß die erzeugte Spannung einen Übergang gemäß einer ersten Rate erfährt, und um die Leistungsumsetzschaltung in einem zweiten Modus zu betreiben, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last höher liegt als der spezifizierte Wert, und um den Generator (5) so zu steuern, daß die erzeugte Spannung einen Übergang in einer zweiten Rate erfährt, die niedriger ist als die erste Rate, wobei dann, wenn die Leistungs-umsetzschaltung in dem ersten Betriebsmodus arbeitet, der Controller (7) den Generator (5) derart steuert, daß die erzeugte Spannung auf einen niedrigeren Zielpegel eingestellt wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt, den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung auf einen höheren Zielpegel eingestellt wird, wenn das Fahrzeug verzögert, und den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung auf einen mittleren Zielpegel eingestellt wird, der zwischen dem höheren und dem niedrigeren Zielpegel gelegen ist, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit von einer Beschleunigung oder Verzögerung in eine gleichmäßige Fahrgeschwindigkeit ändert, und wobei dann, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem zweiten Modus betrieben wird, der Controller (7) den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung allmählich abfällt, bis sie den niedrigeren Zielpegel erreicht, wenn das Fahrzeug beschleunigt, den Generator (5) so steuert, daß die erzeugte Spannung allmählich ansteigt, bis sie den höheren Zielpegel erreicht, wenn das Fahrzeug verzögert, und den Generator (5) so ansteuert, daß sich die erzeugte Spannung allmählich ändert, bis sie den mittleren Zielpegel erreicht, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit entweder von der Beschleunigung oder Verzögerung aus in eine gleichmäßige Fahrweise ändert.
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Leistungsumsetzschaltung folgendes enthält: einen Leistungs-Konverter (3) mit einer Halbleiter-Schaltervorrichtung, die zwischen der ersten Speicherbatterie (1) und der zweiten Speicherbatterie (2) geschaltet ist; und eine Steuerschaltung zum Steuern der Halbleiter-Schaltervorrichtung gemäß der Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2), wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem ersten Modus arbeitet; und um kontinuierlich die Halbleiter-Schaltervorrichtung in einen leitenden Zustand einzustellen, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem zweiten Modus arbeitet.
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Leistungsumsetzschaltung folgendes aufweist: einen Leistungs-Konverter (3), der folgendes enthält: eine Halbleiter-Schaltervorrichtung, die zwischen der ersten Speicherbatterie (1) und der zweiten Speicherbatterie (2) geschaltet ist; eine Steuerschaltung zum Steuern der Halbleiter-Schaltervorrichtung gemäß einer Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2), wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem ersten Modus betrieben wird, und um kontinuierlich die Halbleiter-Schaltervorrichtung in einen leitenden oder nichtleitenden Zustand zu versetzen, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem zweiten Modus arbeitet; und einen Schalter (4), der zu dem Leistungsumsetzer (3) oder Leistungs-Konverter (3) parallel geschaltet ist, wobei der Controller (7) so ausgebildet ist, um den Schalter (4) in den nichtleitenden Zustand zu versetzen, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem ersten Modus arbeitet, und in einen leitenden Zustand zu versetzen, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem zweiten Modus arbeitet.
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Leistungsumsetzer eine Nennkapazität aufweist, die um ½ kleiner ist als die Nennkapazität des Generators (5).
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Controller (7) eine variable Einstellung der erzeugten Spannung dadurch herbeiführt, indem er eine Zielspannung des Generators (5) des Fahrzeugs steuert.
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Controller (7) eine variable Einstellung der erzeugten Spannung dadurch herbeiführt, indem er einen Feldstrom des Generators (5) des Fahrzeugs steuert.
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die erste Speicherbatterie (1) eine Nennspannung aufweist, die höher ist als eine Nennspannung der zweiten Speicherbatterie (2).
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 3, bei dem die Steuerschaltung des Leistungsumsetzers die Halbleiter-Schaltervorrichtung in einem Impulsbreite-Modulationsmodus gemäß der Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) steuert.
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 3, bei dem die Steuerschaltung des Leistungsumsetzers die Halbleiter-Schaltervorrichtung in einen nicht gesättigten Modus entsprechend der Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) steuert.
Leistungsversorgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die niedrigere Rate gleich ist 1 Volt pro Sekunde.
Verfahren zum Betreiben eines Leistungsversorgungssystems, welches in einem Fahrzeug montiert ist, wobei das System eine erste Speicherbatterie (1), einen Generator (5) des Fahrzeugs zum Erzeugen einer Spannung zum Laden der ersten Speicherbatterie (1), eine zweite Speicherbatterie (2), die an eine elektrische Last angeschlossen ist, und eine Leistungsumsetzschaltung aufweist, die zwischen der ersten Speicherbatterie (1) und der zweiten Speicherbatterie (2) geschaltet ist, welches Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Betreiben der Leistungsumsetzschaltung in einem ersten Betriebsmodus, wenn der Leistungsverbrauch der elektrischen Last niedriger ist als ein spezifizierter Wert, so daß eine Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) im wesentlichen auf einem konstanten Pegel gehalten wird, und Betreiben der Leistungsumsetzschaltung in einem zweiten Betriebsmodus, wenn der Leistungsverbrauch höher liegt als der spezifizierte Wert, so daß die Spannung an der zweiten Speicherbatterie (2) mit einer Spannung an der ersten Speicherbatterie (1) variiert; und b) Steuern des Generators (5) des Fahrzeugs in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung einen Übergang in einer ersten Rate erfährt, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, und einen Übergang in einer zweiten Rate erfährt, die niedriger ist als die erste Rate, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, wobei dann, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, der Schritt (b) die folgenden Schritte umfasst: Steuern des Generators (5) in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung auf einen niedrigeren Zielpegel eingestellt wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt; Steuern des Generators (5) in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung auf einen höheren Zielpegel eingestellt wird, wenn das Fahrzeug verzögert; und Steuern des Generators (5) in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung auf einen mittleren Zielpegel eingestellt wird, der zwischen dem höheren und dem niedrigeren Zielpegel liegt, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit entweder von einer Beschleunigung oder einer Verzögerung in eine gleichmäßige Fahrgeschwindigkeit ändert, wobei dann, wenn die Leistungsumsetzschaltung in dem zweiten Betriebsmodus arbeitet, der Schritt (b) die folgenden Schritte umfasst: Steuern des Generators (5) in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung allmählich abfällt, bis sie den niedrigeren Zielpegel erreicht, wenn das Fahrzeug beschleunigt; Steuern des Generators (5) in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung allmählich ansteigt, bis sie den höheren Zielpegel erreicht, wenn das Fahrzeug verzögert; und Steuern des Generators (5) in solcher Weise, daß die erzeugte Spannung allmählich variiert, bis sie den mittleren Zielpegel erreicht, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit von entweder einer Beschleunigung oder einer Verzögerung in eine gleichmäßige Fahrgeschwindigkeit ändert.