-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
[Technisches Gebiet der
Erfindung]
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Stromversorgungsaggregat für Fahrzeuge
zum Laden einer Sammelbatterie und ein System für das Management der Sammelbatterie.
-
Es
sind verschiedene Systeme bekannt, um die Restkapazität einer
Fahrzeugbatterie zu berechnen. Beispielsweise offenbart die japanische
veröffentlichte,
ungeprüfte
Patentanmeldung Nr. 2004-085574 ein Stromintegrationssystem zum
Ermitteln und Integrieren des Lade- und Entladestroms einer Batterie.
Ein solches Integrationssystem ist hinsichtlich der Genauigkeit
jenem überlegen,
das die Batteriespannung benutzt und wird in weitem Umfang als ein
Berechnungssystem für
die Restkapazität
(SOC = State of Charge = Ladezustand) benutzt. Jedoch häuft dieses
Stromintegrationssystem Integrationsfehler an, was es erfordert,
periodisch erneut eine Restkapazität (SOC) zu ermitteln. Es sind
verschiedene Techniken für
eine solche Neuermittlung der Restkapazi tät bekannt, beispielsweise aus
der japanischen veröffentlichten,
ungeprüften
Patentanmeldung Nr. 2004-093551.
-
In
anderen Ermittlungssystemen für
die Restkapazität
als den Stromintegrationssystemen ist es ganz nützlich, die Batteriespannung
eines Falles zu benützen,
in dem eine Batterieleerlaufspannung, das heißt Lade- und Entladestrom gleich „0" ist. In diesem Falle
beeinflussen Verzögerungsspannungskomponenten,
wie eine Batteriepolarisation die Batterieleerlaufspannung. Aus
diesem Grunde sollte eine Batterieleerlaufspannung vorzugsweise
in einem System erhalten werden, in dem solche nachteiligen Einflüsse so weit
wie möglich
ausgeschaltet sind.
-
Es
ist bekannt, daß zum
Zeitpunkt des Motorstarts mit hohem Strom (nicht weniger als mehrere hundert
Ampere) in kurzer Zeit (weniger als eine Sekunde) die Wirkung der
Polarisationsspannung, die in Spannungsabfallkomponenten der Batterie
enthalten ist, gering ist. Es ist deshalb auch bekannt, daß die Verwendung
eines Datenpaars bestehend aus einer Batteriespannung und einem
Anlaßstrom
beim Motorstart bei der Berechnung der Restkapazität vorzuziehen
ist.
-
Beispielsweise
werden ein Innenwiderstand der Batterie (nachfolgend auch als „Batteriewiderstand" bezeichnet) und
eine Batterieleerlaufspannung unter Verwendung einer Datengruppe
aus Batteriespannung und Batteriestrom einschließlich des Datenpaars erhalten.
Es ist ein System zur Ermittlung der Restkapazität bekannt, das auf diesem Batteriewiderstand
und dieser Batterieleerlaufspannung basiert (siehe beispielsweise
die japanische veröffentlichte,
ungeprüfte
Patentanmeldung Nr. 2004-093551). In diesem Falle werden die Wirkungen
der Polarisationsspannungskomponenten unter den Spannungsabfallkomponenten
in einer Batterie so weit wie möglich
eliminiert, um einen genauen Batteriewiderstand und eine Batterieleerlaufspannung
wie oben beschrieben zu erhalten. Dabei ist es erforderlich, Anstrengungen
zu unternehmen, um das Verhältnis
der Spannungsabfallkomponenten des Widerstands in den Spannungsabfallkomponenten
einer Batterie anzuheben. Zu diesem Zweck ist es wichtig, wie oben
beschrieben, das aus einer Batteriespannung und einem Anlaßstrom beim
Motorstart bestehende Datenpaar zu extrahieren.
-
Des
weiteren ist in der oben erwähnten
japanischen, veröffentlichten,
ungeprüften
Patentanmeldung Nr. 2004-085574 oder dergleichen auch eine Technik
zur Bestimmung eines Grades der Qualitätsverschlechterung einer Batterie
basierend auf einem Grad des Widerstandes offenbart. Auch in diesem Falle
spielt die Extraktion des aus Batteriespannung und Anlaßstrom beim
Motorstart bestehenden Datenpaars eine ganz wichtige Rolle, um die
Wirkungen der Batteriepolarisationsspannung so weit wie möglich im
Interesse eines genauen Batteriewiderstands zu vermeiden.
-
Wie
oben beschrieben, wird ein Datenpaar, das heißt eine Batteriespannung (Spannung
der Starterbatterie des Motors) und ein Strom beim Start, zum Zeitpunkt
des Motorstarts gemessen, um eine Restkapazität und einen Verschlechterungsgrad
der Batterie festzustellen. Dann werden der Verschlechterungsgrad
und die Restkapazität
anhand eines Satzes von V-I-Datenpaaren einschließlich des
Datenpaars beim Motorstart bestimmt. In diesem Falle muß eine gewisse
Information wenigstens bis zur Anwendung beim nachfolgenden Motorstart
bewahrt werden. Die gewisse Information bezieht sich auf das Datenpaar
beim Motorstart oder den Batteriewiderstand oder die anhand des
Batteriezustandswertes beim Motorstart berechnete Leerlaufspannung
der Batterie oder die Restkapazität der Batterie oder den anhand
des Datenpaars oder des Batteriewiderstand oder der Leerlaufspannung
der Batterie berechneten Verschlechterungsgrad eine Batterie.
-
Bei
Fahrzeugen ist jedenfalls oft ein Batterieaustausch erforderlich.
In einem solchen Falle wird das alte Datenpaar vom Motorstart oder
die daraus berechnete Batterieinformation gelöscht, wenn sie in einem flüchtigen
Speicher enthalten ist. Sofern die Information in einem nicht-flüchtigen
Speicher enthalten ist, erweist sich die Information als jene, die
mit dem aktuellen Zustand der Batterie nach dem Austausch inkompatibel
ist.
-
Als
Ergebnis können,
beginnend nach dem Batterieaustausch bis hin zum nachfolgenden Motorstart,
zur Gewinnung eines die neue Batterie betreffenden Datenpaars, die
Bedingungen derart sein, daß beim
Motorstart kein Datenpaar vorhanden ist oder beim Motorstart ein
falsches Datenpaar behalten wird.
-
Unter
diesen Umständen
werden eine Vorrichtung zum Batteriemanagement und eine mit der Vorrichtung
zusammenwirkende Motor-ECU unvermeidlich ausgehend von der Wahrnehmung
einer ungenauen oder falschen Restkapazität oder eines ungenauen oder
falschen Verschlechterungsgrades der Batterie agieren und möglicherweise
eine ungeeignete Steueraktion ausführen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die oben beschriebenen
Unzulänglichkeiten und
schafft ein Stromversorgungsaggregat für Fahrzeuge, das geeignet ist,
Fehlaktionen beim Motorstart erfolgreich zu vermeiden.
-
Die
vorliegende Erfindung sieht nach einem Aspekt eine Vorrichtung vor
für das
Management des Zustands einer bordeigenen (in ein Fahrzeug eingebauten)
Batterie innerhalb einer Leistungsversorgung zur Verwendung in einem
Fahrzeug, in das ein Verbrennungsmotor eingebaut ist, umfassend:
ein Feststellungsmittel zur Feststellung, ob die bordeigene Batterie
gegen eine neue bordeigene Batterie ausgewechselt wurde, und ein
Herbeiführungsmittel zur
Durchführung
einer vorgegebenen Herbeiführungsaktion
zur Herbeiführung
eines Motorstarts nach dem Austausch der bordeigenen Batterie in
Fällen,
in denen festgestellt wurde, daß die
bordeigene Batterie ausgetauscht wurde.
-
Vorzugsweise
umfaßt
die Vorrichtung weiter ein Erkennungsmittel zum Erkennen eines Signals, das
den Zustand der bordeigenen Batterie beim Motorstart anzeigt; ein
Beurteilungsmittel zur Ermittlung des Zustands der bordeigenen Batterie
auf der Basis des erkannten Signals und ein Mittel für das Management
des Zustands der bordeigenen Batterie basierend auf einem durch
das Beurteilungsmittel ermittelten Ergebnis.
-
Erfindungsgemäß kann ein
Batteriezustandswert beim Motorstart sofort gewonnen werden, weil
der Motorstart frühzeitig
nach dem Batterieaustausch durchgeführt wird. Als Ergebnis kann
der Nachteil beseitigt oder verringert werden, daß der Motorstart
etwa dadurch verhindert wird, daß in einem Zustand mit ungewisser
Restkapazität
einer Batterie ein Stromverbraucher benutzt wird, der keinen Motorstart
erfordert.
-
Es
ist zu beachten, daß ein
hier genannter „Batteriezustandswert
beim Motorstart",
das heißt
ein „mit
dem Zustand der bordeigenen Batterie beim Motorstart in Beziehung
stehender elektrischer Wert" vorzugsweise
ein Datenpaar einschließt,
das aus einer Batteriespannung (Batteriespannung beim Motorstart)
und einem Entladestrom (Startstrom) beim Motorstart besteht. Wie
oben beschrieben, wird der Motorstart mit einem hohen Strom (nicht
weniger als mehrere hundert Ampere) in kurzer Zeit (weniger als 1
Sekunde) durchgeführt.
Deshalb ist die Wirkung der in den Spannungsabfallkomponenten einer
Batterie eingeschlossenen Polarisationsspannung sehr gering. Demgemäß erweisen
sich solche Spannungsabfallkomponenten als ausgezeichnete Eingangsdaten
für die
genaue Berechnung eines Innenwiderstands einer Batterie (Batteriewiderstand)
und einer Leerlaufspannung einer Batterie, die in Beziehung stehen
zur Verschlechterung der Batterie und zu einer Restkapazität.
-
Informationen
betreffend die Notwendigkeit eines Batterieaustauschs können durch
eine Schaltung zum Batteriemanagement ermittelt oder von Hand von
einer Person eingegeben werden, die die Batterien austauscht.
-
Es
ist zu beachten, daß eine „vorgegebene Herbeiführungsaktion" für den Motorstart
eine Aktion ist, um sofort nach dem Batteriewechsel einen Motorstart
durchzuführen.
Das schließt
beispielsweise eine optische oder akustische Warnung oder Befehle, eine
Verhinderung der Aktion spezieller Stromverbraucher und einen automati schen
Motorstart ein. Jedoch erfordert der automatische Motorstart Sicherheitsmaßnahmen.
-
Eine
erfindungsgemäße Schaltung
zum Batteriemanagement kann nicht nur zum Management von Sammelbatterien
normaler Motorfahrzeuge benutzt werden, sondern auch zum Management
von Hybridsammelbatterien und nachrangig geladenen (subloaded) Sammelbatterien
von durch Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeugen. Bei einem durch Brennstoffzellen
angetriebenen Fahrzeug ist jedoch für den Motorstart keine mit
hohem Strom verbundene Entladung einer Batterie erforderlich. Deshalb kann
als Ersatz für
den oben beschriebenen Motorstart beispielsweise eine Technik benutzt
werden zum Betreiben eines ein Fahrzeug antreibenden Motors während die
Leistungsübertragung
auf die Räder unterbrochen
wird.
-
Es
wird bevorzugt, daß bei
der oben beschriebenen Vorrichtung das Feststellungsmittel so gestaltet
ist, daß es
den Austausch der bordeigenen Batterie durch die Ermittlung eines
Zustands erkennt, in welchem eine Batteriespannung über die
bordeigene Batterie geringer ist als ein vorgegebener Schwellenwert
der Batteriespannung und das Herbeiführungsmittel so gestaltet ist,
daß die
Herbeiführungsaktion
ausgeführt
wird, wenn der Austausch der bordeigenen Batterie festgestellt ist.
-
Somit
kann automatisch durch Benutzung einer ganz einfachen Schaltung
festgestellt werden, ob ein Batterieaustausch stattgefunden hat
oder nicht, was es ermöglicht,
daß das
Versäumen
einer manuellen Eingabe einer Information über den Batterieaustausch durch
einen vergeßlichen
Batterieaustauscher folgenlos bleibt.
-
Es
wird auch bevorzugt, daß die
Vorrichtung weiter ein Berechnungsmittel zur Berechnung eines Wertes,
der einem Batteriewiderstand der bordeigenen Batterie oder einem
funktionalen Wert entspricht, dessen Variable der Batteriewiderstand
ist, basierend auf dem erkannten Signal zur Anzeige des Zustands der
bordeigenen Batterie, wenn der Motor gestartet ist, und ein den
berechneten Wert benutzendes Beurteilungsmittel zur Beurteilung
eines Zustands, der eine Restkapazität oder eine Verschlechte rung
der bordeigenen Batterie anzeigt. Somit ist eine frühzeitige
und genaue Feststellung der Restkapazität oder eines Batterieverschlechterungsgrades
nach dem Batterieaustausch ermöglicht.
-
Als
einen weiteren Aspekt sieht die vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
für das
Management des Zustands einer bordeigenen (in ein Fahrzeug eingebauten)
Batterie innerhalb einer Leistungsversorgung zur Verwendung in einem
Fahrzeug vor, in das ein Verbrennungsmotor eingebaut ist, umfassend:
ein Mittel zum Feststellen, ob eine Restkapazität der bordeigenen Batterie
geringer ist als ein vorgegebenes Niveau oder nicht, auf der Basis
des beim Motorstart ermittelten Zustands der bordeigenen Batterie,
und ein Mittel zur Durchführung
einer Herbeiführungsaktion
zur Verlängerung
einer vorgegebenen Aktion des Motors, wenn festgestellt wird, daß die Restkapazität der bordeigenen
Batterie geringer ist als ein vorgegebenes Niveau.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann beim Motorstart eine Restkapazität der Batterie mit großer Genauigkeit
von einem Batteriezustandswert erhalten werden. Falls die erhaltene
Restkapazität geringer
ist als eine elektrische Leistung, die für den nachfolgenden Motorstart
erforderlich ist, wird eine Verlängerung
der Motoraktion gefördert,
so daß ein möglicher
Ausfall beim nachfolgenden Motorstart verhindert werden kann.
-
Es
ist festzuhalten, daß hier
ein „Batteriezustandswert
beim Motorstart",
das heißt
ein „elektrischer
Wert, der dem Zustand der bordeigenen Batterie beim Motorstart zugeordnet
ist", vorzugsweise
ein Datenpaar einschließt,
das aus einer Batteriespannung beim Motorstart (Motorstartbatteriespannung) und
einem Entladestrom besteht, Wie oben beschrieben, erfolgt der Motorstart
mit einer hohen Spannung (nicht weniger als mehrere hundert Ampere)
in einer kurzen Zeitspanne (weniger als 1 Sekunde). Deshalb ist
die Wirkung der in den Spannungsabfallkomponenten in einer Batterie
enthaltenen Polarisationsspannung sehr gering. Deshalb erweisen
sich solche Spannungsabfallkomponenten als ausgezeichnete Eingabedaten
für die
genaue Berechnung eines Innenwider stands der Batterie (Batteriewiderstand) und
eine Leerlaufspannung der Batterie, die in Beziehung stehen mit
der Verschlechterung der Batterie und der Restkapazität.
-
Die „vorgegebene
Aktion zur Förderung
der Verlängerung
der Motoraktion" ist
eine Aktion zur Verhinderung eines Motorstopps. Beispielsweise schließt diese
Aktion eine optische oder akustische Warnung oder Befehle an einen
Fahrer, sowie eine Aktion zur Verhinderung eines Motorstopps ein.
-
Die
Schaltung für
das Batteriemanagement gemäß der vorliegenden
Erfindung ist anwendbar beim Management wie bei Sammelbatterien
normaler Motorfahrzeuge und Hybridsammelbatterien.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Aktion zur Förderung
der Verlängerung
der Motoraktion gestoppt, wenn die Verschlechterung der bordeigenen
Batterie bedeutsam ist, wie sie zum Zeitpunkt des Motorstarts auf
der Basis der Ergebnisse der Ermittlungen an der bordeigenen Batterie
festgestellt werden. Es können
somit Mißerfolge
vermieden werden, bei denen die Motoraktion verlängert wird, wenn keine Aussicht
auf eine Verbesserung des Ladezustands der Batterie durch die Verlängerung besteht.
Es ist zu bemerken, daß vorzugsweise
eine entsprechende Warnung gegeben werden sollte, falls die Verschlechterung
bei einer bordeigenen Batterie, wie sie zum Zeitpunkt des Motorstarts
auf der Basis der Ergebnisse der Ermittlungen bei der bordeigenen Batterie
festgestellt werden, beachtenswert sind.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
In
den beigefügten
Zeichnungen ist
-
1 ein
Blockschaltbild, das die Stromversorgungseinheit eines Fahrzeugs
gemäß einer
ersten Ausführungsform
darstellt;
-
2 ein
Ablaufdiagramm, das die Batteriemanagementaktion darstellt, die
von der Batteriemanagementschaltung der 1 ausgeführt wird;
-
3 ein
Ablaufdiagramm, das eine von der Batteriemanagementschaltung der 1 ausgeführte Aktion
zur Ermittlung eines Batterieaustauschs darstellt;
-
4 ein
Ablaufdiagramm, das eine von der Batteriemanagementschaltung der 1 ausgeführte Aktion
zur Ermittlung eines Batterieaustauschs darstellt;
-
5 ein
Ablaufdiagramm, das eine von der Batteriemanagementschaltung der 1 ausgeführte Aktion
zur Bereitmeldung für
den Motorstart darstellt;
-
6 ein
Ablaufdiagramm, das eine von der Batteriemanagementschaltung der 1 ausgeführte Aktion
zur Ermittlung des Batteriezustands zum Zeitpunkt der Bereitmeldung
für den
Motorstart darstellt und
-
7 ein
Ablaufdiagramm, das eine von der Batteriemanagementschaltung der 1 ausgeführte Aktion
während
eines Ruhezustands darstellt.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
eines Stromversorgungsaggregats eines Fahrzeugs und eines Verfahrens
zur Durchführung des
Managements seiner Sammelbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
-
Ein
Stromversorgungsaggregat der vorliegenden Erfindung ist jenes, das
für ein
einen Verbrennungsmotor besitzendes Fahrzeug benutzt wird, das die
Betriebsleistung allein durch die Motorleistung deckt. Das Stromversorgungsaggregat
der vorliegenden Erfindung kann anwendbar sein beim Management von
Sammelbatterien, die nicht nur in Fahrzeugen geladen werden, die
solche Verbrennungsmotoren besitzen, sondern auch in Hybridfahrzeugen.
-
Die 1 ist
ein Blockschaltbild, das das Stromversorgungsaggregat der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Wie
in 1 gezeigt, umfaßt das Stromversorgungsaggregat
einen Batteriekreis 10 mit einem Mikrocomputer 4,
einer als Sammelbatterie dienenden bordeigenen Batterie 20 und
einem Stromgenerator 30. Der Stromgenerator 30 und
die bordeigene Batterie 20 liefern Leistung an einen Stromverbraucher 40 des
Fahrzeugs. Weil diese Bauform eines Stromversorgungsaggregats für Fahrzeuge
an sich wohlbekannt ist, entfällt
eine weitere Beschreibung.
-
Eine
elektronische Steuereinheit (abgekürzt als Fahrzeug-ECU) 50 zur
Steuerung des Fahrzeugs, die mit dem Mikrocomputer kommuniziert,
ist mit dem Schaltkreis 10 zum Batteriemanagement verbunden.
Die Fahrzeug-ECU 50 wirkt mit dem Mikrocomputer 4 zusammen,
um eine Aktion zur Bereitmeldung für den Motorstart durchzuführen, das
heißt eine
Steueraktion zur Anzeige, daß nach
einem Batterieaustausch die Bereitschaft zum Anlassen des Verbrennungsmotors
besteht, was ein Merkmal der vorliegenden Erfindung bildet. Dies
verhindert das Auftreten von Fehlfunktionen, das heißt Fehlern
beim nachfolgenden Motorstart, die beispielsweise durch ein Verfahren
verursacht werden könnten,
bei dem nach einem Batterieaustausch eine Messung des Ladungszustands
einer Starterbatterie für
den Motor durchgeführt
wird, nachdem eine Stromversorgung eines Stromverbrauchers stattgefunden
hat.
-
Der
Schaltkreis 10 zum Batteriemanagement ist mit einem externen
Sensor 1 versehen, der auf der Seite der bordeigenen Batterie 20 angeordnet
ist, und mit einem Einchip-Mikrocomputer 9, der auf der Ausgangsseite
des externen Sensors 1 angeordnet ist.
-
Der
externe Sensor 1 ist mit einem Stromsensor 11 zur
Ermittlung des Lade- und Entladestroms der bordeigenen Batterie 20 versehen,
und mit einem Temperatursensor 12 zur Ermittlung der Temperatur
der bordeigenen Batterie 20. sowie einem Verstärker 13 zur
Verstärkung
der Ausgangsspannung dieser Sensoren 11 und 12 auf
eine analoge Spannung vorgegebener Größe.
-
Der
Einchip-Mikrocomputer 9 kann beispielsweise durch eine
BICMOS-Technik zur Halbleiterchip-Fertigung hergestellt sein. Der
Einchip-Mikrocomputer 9 ist darin mit einer Spannungsermittlungsschaltung 2 versehen,
die angeschlossen ist über
die Klemmen der bordeigenen Batterie 20, eine Interface-(I/F)-Schaltung 3A,
die einen Wechselstrom/Gleichstrom-Stromrichter 3 enthält, der
mit der Ausgangsseite des Verstärkers 13 verbunden
ist, und den Mikrocomputer 4, der mit der Ausgangsseite des
Wechselstrom/Gleichstrom-Stromrichters 3 verbunden ist.
Der Wechselstrom/Gleichstrom-Stromrichter 3 und der Mikrocomputer 4 sind
durch einen seriellen Bus verbunden.
-
Die
Spannungsermittlungsschaltung 2 besteht beim Beispiel nach 1 aus
einem Operationsverstärker
zur Umwandlung der Spannung der bordeigenen Batterie 20 in
die analoge Spannung vorgegebener Größe. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 und
der Spannungsermittlungsschaltung 2 wird durch den Wechselstrom/Gleichstrom-Stromrichter 3 chronologisch
in ein digitales Signal derart umgewandelt, daß es über den seriellen Bus in den
Mikrocomputer 4 eingelesen werden kann.
-
Des
weiteren ist in den Einchipmikrocomputer 9 eine Diode 8 zur
Sperrung eines Rückstroms einbezogen,
deren Anodenseite mit einer positiven Elektronenseite der bordeigenen
Batterie 20 verbunden ist, sowie eine Sensor-Leistungsschaltung 6,
die mit einer Kathodenseite der Diode 8 über einen
sensorseitigen Leistungssperrschalter 7 verbunden ist, und
eine Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5, die mit der Kathodenseite
der Diode 8 verbunden ist.
-
Bei
dem in 1 gezeigten Beispiel besteht der sensorseitige
Leistungssperrschalter 7 aus einem als Schaltelement dienenden
bipolaren PNP-Transistor, dessen Emitter mit der Kathodenseite der
Diode 8, dessen Kollektor mit der Sensor-Leistungsschaltung 6 und
dessen Basis mit dem Mikrocomputer 4 verbunden ist. Ansprechend
auf ein Steuersignal vom Mikrocomputer 4 wird der Basisstrom gesteuert,
durch den der Kollektorstrom zur Ein-/Aus-Steuerung der Leistungsversorgung
der Sensor-Leistungsschaltung 6 gesteuert wird. Es ist zu
beachten, daß der
Schalter 7 nicht auf einen bipolaren PNP-Transistor beschränkt ist,
sondern daß auch
andere Schaltelemente, wie ein bipolarer NPN-Transistor und ein
MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET), angewandt werden können.
-
Die
bordeigene Batterie 20 versorgt die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 über die
Rückstrom-Sperrdiode 8 mit
Leistung und versorgt auch die Sensor-Leistungsschaltung 6 über die
Rückstrom-Sperrdiode 8 und
den sensorseitigen Leistungssperrschalter 7 mit Leistung.
Die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 legt eine Leistungsversorgungsspannung
an den Mikrocomputer 4 und die Sensor-Leistungsschaltung 6 legt
eine Leistungsversorgungsspannung an den externen Sensor 1,
die Spannungsermittlungsschaltung 2 und den Wechselstrom/Gleichstrom-Stromrichter 3.
Die Sensor-Leistungsschaltung 6 ist
mit größerer Genauigkeit
gestaltet als die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5.
-
Bezugnehmend
auf die 2 bis 7 werden
nachfolgend Aktionen zum Batteriemanagement durch den Mikrocomputer 4 beschrieben.
Die den in den 2 bis 7 gezeigten
Ablaufdiagrammen entsprechenden Steuerprogramme sind in einem (nicht
gezeigten) Speicher, wie einem ROM, des Mikrocomputers 4 gespeichert.
Eine (nicht gezeigte) Zentraleinheit (CPU) des Mikrocomputers 4 führt Befehle
der Steuerprogramme derart aus, daß durch den Mikrocomputer 4 das
Batteriemanagement durchgeführt
wird.
-
Wie
in 2 gezeigt, beginnt die Aktion zum Batteriemanagement
mit dem Anlegen der Leistungsversorgungsspannung an den Mikrocomputer 4.
Insbesondere wird, wenn die Spannung, das heißt die Batteriespannung der
bordeigenen Batterie 20, an die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 gelegt wird,
der Mikrocomputer 4 von der Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 mit
einer konstanten Spannung von SV als Leistungsversorgungsspannung versorgt.
Als Ergebnis werden zunächst
einzelne Abschnitte des Mikrocomputers 4 zurückgestellt
(Schritt S100) und dann werden Unterprogramme zur Ermittlung eines
Batterieaustauschs ausgeführt
(Schritt S102).
-
Die
weitere Beschreibung betrifft die Rückstellung. In ähnlicher
Weise wie bei normalen Computern führt der Mikrocomputer bei der
erneuten Beaufschlagung mit der Leistungsversorgungsspannung nach
deren Unterbrechung einen Rückstellschritt
zur Rückstellung
der internen Daten auf die anfänglichen
Werte durch. Das erlaubt die Initialisierung einzelner Register
und flüchtiger
Speicher, wie ein RAM, in der Zentraleinheit (CPU). Selbstverständlich ermöglicht dies
auch eine Information über das
mit der bordeigenen Batterie 20 verbundene, zu löschende
vergangene Geschehen, das im Mikrocomputer 4 gespeichert
ist. Jedoch dient bei der gegenwärtigen
Ausführungsform
die bordeigene Batterie 20 dazu, die Leistungsversorgungsspannung
an die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 anzulegen und
die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 dient dazu, am Mikrocomputer 4 konstant
die Leistungsversorgungsspannung anzulegen.
-
Ein
Beispiel des Unterprogramms beim Schritt S102 zur Ermittlung eines
Batterieaustauschs wird unter Bezugnahme auf das in 3 gezeigte Ablaufdiagramm
beschrieben.
-
Beim
Batterieaustausch wird eine alte Batterie entfernt und eine neue
Batterie eingesetzt. Beim Entfernen der alten Batterie wird die
Versorgung des Mikrocomputers 4 mit der Leistungsversorgungsspannung
aus der Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 unterbrochen.
Wenn danach eine neue Batterie angeschlossen wird, legt die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 die
Leistungsversorgungsspannung wieder am Mikrocomputer 4 an.
-
Somit
kann festgestellt werden, daß dann, wenn
die Batterie ausgetauscht wird, das in 2 gezeigte
Programm für
die Batteriemanagementaktion gestartet und beim Schritt S100 der
Rückstellschritt
durchgeführt
wird. In dieser Hinsicht wird, wie in 3 gezeigt,
eine Feststellung getroffen, ob eine Rückstellaktion ausgeführt wurde
(Schritt S104) oder nicht. Falls festgestellt wird, daß eine Rückstellaktion stattgefunden
hat (JA), wird erkannt, daß ein
Batterieaustausch ausgeführt
wurde und es wird deshalb, wie später beschrieben wird, ein Programm
zur Bereitmeldung für
den Motorstart ausgeführt
(Schritt S105). Andererseits wird, falls festgestellt wird, daß die Rückstellaktion
nicht ausgeführt
wurde (NEIN beim Schritt S104), die Steuerung zum in 2 gezeigten
Programm für
die Batteriemanagementaktion zurückgeführt. Das
verbleibende Programm für
die Batteriemanagementaktion wird später beschrieben.
-
Ein
anderes Beispiel für
ein Unterprogramm für
den Batterieaustausch wird unter Bezugnahme auf das in 4 gezeigte
Ablaufdiagramm beschrieben.
-
Unter
den einzelnen Registern oder flüchtigen
Speichern im Mikrocomputer 4 wird bei den eine Batteriespannung
V enthaltenden Registern zunächst
festgestellt, ob ihre Werte „null" sind oder nicht
(Schritt S106). Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Werte
der die Batteriespannung enthaltenden Register auf „null" zurückgesetzt, wenn
beim Schritt S100 die Rückstellaktion
ausgeführt
wird. Dies wiederum ermöglicht
die Feststellung, ob eine Rückstellaktion
stattgefunden hat oder nicht, während
auch die Feststellung von Fällen
ermöglicht
ist, in denen die Batteriespannung V aus anderen Gründen als
der Rückstellaktion „null" geworden ist. Es
ist zu beachten, daß statt
eine Feststellung bei den die Batteriespannung enthaltenden Registern,
das heißt
den Registern, die den letzten Wert der Batteriespannung V enthalten,
zu treffen, ob ihre Werte „null" sind oder nicht,
die Feststellung bei den Registern getroffen werden kann, die die
Batteriespannung beim Motorstart enthalten.
-
Als
Ergebnis der oben beschriebenen Feststellung wird ein Batterieaustausch
als erfolgt erkannt, falls die Werte der die Batteriespannung festhaltenden
Register „null" sind (JA), und die
Steuerung fährt
fort mit dem später
beschriebenen Programm zur Bereitmeldung für den Motorstart (Schritt S107).
Andererseits, wenn die Werte der die Batteriespannung festhaltenden
Register nicht „null" sind (NEIN), kehrt
die Steuerung zu dem in 2 gezeigten Programm für die Batteriemanagementaktion
zurück.
Das verbleibende Programm für
die Batteriemanagementaktion wird später beschrieben.
-
Bei
den beiden oben beschriebenen Unterprogrammen für den Batterieaustausch wird
der Batterieaustausch dadurch festgestellt, daß ermittelt wird, ob eine Rückstellaktion
durchgeführt
wurde oder nicht, oder ermittelt wird, ob die Werte der die Batteriespannung
V festhaltenden Register „null" sind oder nicht.
Jedoch sind die Feststellungsmethoden nicht auf diese hier beschriebenen
Unterprogramme beschränkt.
Beispielsweise kann eine Anordnung getroffen werden, bei der ein
Batterieaustausch dadurch festgestellt wird, daß eine Batteriespannung festgestellt
wird, die um nicht mehr als bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert
reduziert worden ist.
-
Das
oben erwähnte
Programm zur Bereitmeldung für
den Motorstart wird nun unter Bezugnahme auf das in 5 gezeigte
Ablaufdiagramm beschrieben.
-
Zunächst wird
eine Feststellung getroffen, ob die ECU 50 des Fahrzeugs
eine Abfrage über
die Möglichkeit
einer Leistungsversorgung (nachfolgend einfach als „Leistungsversorgungsbefehl" bezeichnet) an einen
Stromverbraucher eingegeben hat oder nicht, der eine einen gewissen
Pegel überschreitende
Leistung verbraucht (Schritt S110). Es ist zu beachten, daß dieser
Leistungsversorgungsbefehl nicht von der das ganze Fahrzeug steuernden
Fahrzeug-ECU 50, sondern einer dem Leistungseinsatz zugeordneten
ECU erhalten werden kann, die nur das Leistungsmanagement eines
Fahrzeugs steuert.
-
Um
weiterhin den Leistungsversorgungsbefehl zu beschreiben, ist die
Wirkungsweise der ECUs wie folgt. Insbesondere wenn bei gestopptem
Motor zum Einschalten eines Stromverbrauchers eine Schaltaktion
automatisch oder manuell ausgeführt wird,
geben die ECUs den Leistungsversorgungsbefehl ein zur Abfrage des
Mikrocomputers 4 zum Batteriemanagement, ob eine Leistungsversorgung möglich ist
oder nicht. Basierend auf der als Antwort erhaltenen Information
vom Mikrocomputer 4 über die
Möglichkeit/Unmöglichkeit
der Leistungsversorgung, wird die Leistungsversorgung des Stromverbrauchers
nur ermöglicht,
wenn der Mikrocomputer 4 die Leistungsversorgung zugelassen
hat.
-
Falls
beim Schritt S110 der Leistungsversorgungsbefehl nicht eingegeben
wurde (NEIN), fällt
der Mikrocomputer 4 in einen später beschriebenen Ruhemodus.
Falls der Leistungsversorgungsbefehl eingegeben wurde (JA), gibt
de Mikrocomputer 4 eine Anforderung für die Bestätigung der Startbereitschaft des
Motors an die Fahrzeug-ECU 50 aus (Schritt S112).
-
Es
ist zu beachten, daß die
Anforderung für die
Bestätigung
der Startbereitschaft des Motors nicht bedeutet, daß der Befehl
zum Motorstart zur gleichen Zeit an die Fahrzeug-ECU 50 gegeben
wird, aber wohl bedeutet, daß eine
Information oder Warnung an einen Fahrzeuginsassen gegeben wird,
so daß der
Insasse den Motor unmittelbar nach dem Batteriewechsel starten kann.
Diese Information oder Warnung erfolgt durch bekannte optische oder
akustische Mittel oder durch Kommunikationsmittel, wie ein Zellulartelefon.
-
Darauf
folgend tritt die Steuerung in einen Bereitschafts-(Standby)-Modus,
der während
einer vorgegebenen Zeitspanne andauert (Schritt S113), und dann
erfolgt eine Feststellung, ob ein Motorstart durchgeführt wurde
oder nicht (Schritt S114). Als Ergebnis schreitet die Steuerung
zum Schritt S120 fort, bei welchem die Forderung zur Feststellung
der Bestätigung
der Startbereitschaft des Motors aufgehoben wird, wenn ein Motorstart
ausgeführt
worden ist (JA). Im Gegensatz hierzu schreitet dann, wenn ein Motorstart
nicht durchgeführt
worden ist (NEIN), die Steuerung zum Schritt S116 fort, wo eine
Feststellung getroffen wird, ob Bedingungen für einen automatischen Motorstart
erfüllt
sind oder nicht (Schritt S118). Die Bedingungen für einen
automatischen Motorstart schließen
beispielsweise ein, ob seit der den Batterieaustausch betreffenden
Feststellung eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist oder nicht,
oder ob das Getriebe in die Parkposition geschaltet worden ist oder
nicht. Dies sind die gleichen wie die normalen Bedingungen für einen
automatischen Motorstart.
-
Falls
andererseits beim Schritt S116 festgestellt wird, daß die Bedingungen
für einen
automatischen Motorstop nicht vorliegen (NEIN), schreitet die Steuerung
zum Schritt S122 fort, wo die Verhinderung der Leistungsversorgung
des Stromverbrauchers festgestellt und dann entsprechend ein Warnsignal
an die Fahrzeug-ECU 50 gesandt wird. Dann geht die Steuerung
in einen Ruhemodus über.
Es ist zu beachten, daß die
oben erwähnte
Warnung vorzugsweise durch akustische Anzeige erfolgt. Wenn beim
Schritt S120 die Forderung zur Feststellung der Bestätigung der
Startbereitschaft des Motors aufgehoben wird, schreitet die Steuerung
zu einem in 6 gezeigten Programm fort, um
den Batteriezustandswert beim Motorstart zu ermitteln.
-
Unter
Bezugnahme auf das in 6 gezeigte Ablaufdiagramm erfolgt
unten die Beschreibung des Programms zur Ermittlung des Batteriezustandswerts
beim Motorstart.
-
Zunächst wird
der sensorseitige Leistungssperrschalter 7 eingeschaltet,
worauf für
eine kurze Zeitspanne ein Bereitschafts-Modus folgt, der andauert,
bis sich die Ausgangsleistungsversorgungsspannung der Sensor-Leistungsschaltung 6 stabilisiert hat.
Während
des Motorstarts wird ein Zustandswert für die Starterbatterie des Motors
eingelesen, der aus einer Batteriespannung V, einem Strom I und
einer Temperatur T besteht (Schritt S124).
-
Dann
wird ein vorgegebener elektrischer Wert, der speziell den Zustand
der Starterbatterie repräsentiert,
aus dem eingelesenen Zustandswert für die Starterbatterie des Motors
berechnet. Der Zustandswert für
die Starterbatterie des Motors wird auf der Basis des berechneten
elektrischen Wertes festgestellt (S126).
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
werden Datenpaare, deren jedes aus der Batteriespannung V und dem
Entladstrom (Starterstrom des Motors) I besteht, während einer
Startphase des Motors an einer Mehrzahl von unterschiedlichen Punkten
abgelesen, die als Zustandswert für die Starterbatterie des Motors
behandelt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform soll der elektrische
Wert einen Innenwiderstand und eine Leerlaufspannung der bordeigenen
Batterie 20 einschließen,
die aus den Datenpaaren berechnet wurden.
-
Es
ist zu beachten, daß für die Aktion
zur Ermittlung des Innenwiderstands (Batteriewiderstand) und der
Entladespannung der bordeigenen Batterie aus der Mehrzahl von Datenpaaren
eine wohlbekannte Formel benutzt wird, daß aber, weil die Formel an
sich keinen Hauptbestandteil der vorliegenden Erfindung darstellt,
die Beschreibung der Details der Aktion hier weggelassen werden.
-
Des
weiteren wird bei der vorliegenden Ausführungsform Nachfolgendes auf
der Basis des berechneten Innenwiderstands und der Leerlaufspannung
durch Anwendung eine bekannten Formel oder Tabelle erhalten. Das
heißt,
es wird eine Restkapazität
(SOC) der Batterie oder ein damit in Wechselbeziehung stehender
elektrischer Wert und ein Verschlechterungsgrad der Batterie oder
ein damit in Wechselbeziehung stehender elektrischer Wert erhalten.
Wiederum wird, weil die Berechnung der Restkapazität (SOC)
und des Verschlechterungsgrads der Batterie auf der Basis des Innenwiderstands
und der Entladespannung wohlbekannt ist und keinen Hauptbestandteil
der Erfindung darstellt, deren Beschreibung hier weggelassen.
-
Dann
erfolgt eine Feststellung, ob die erhaltene Restkapazität (SOC)
größer ist
als eine vorgegebene untere Schwelle für die Restkapazität (SOCthL)
(Schritt S128). Dabei ist zu beachten, daß die untere Schwelle für die Restkapazität (SOCthL) derart
eingestellt ist, daß sie
größer ist
als „der
elektrische Wert; der zumindest den nachfolgenden Motorstart sicherstellt
+ einen vorgegebenen Sicherheitszuschlag".
-
Falls
beim Schritt S128 die Restkapazität (SOC) gleich oder geringer
ist als die untere Schwelle für
die Restkapazität
(SOCthL) (NEIN), wird festgestellt, ob die Bedingungen für einen
Dauerbetrieb des Motors, wie die Brennstoffmenge, erfüllt sind
oder nicht (S130). Als Ergebnis kehrt, wenn die Bedingungen für einen
Dauerbetrieb des Motors erfüllt
sind (JA), die Steuerung zum Schritt S128 zurück, wo der Motorbetrieb fortgesetzt
wird, um die bordeigene Batterie 20 weiter zu laden. Andererseits
wird, wenn die Bedingungen für
einen Dauerbetrieb des Motors beim Schritt S130 nicht erfüllt sind
(NEIN), ein Befehl zur Verhinderung der Leistungsversorgung eines Stromverbrauchers
an die Fahrzeug-ECU 50 übertragen
(Schritt S134) und die Steuerung schreitet weiter zum Schritt S136.
-
Falls
beim Schritt S128 die Restkapazität (SOC) die untere Restkapazitätsschwelle
(SOCthL) überschreitet
(JA), bedeutet das, daß die
Restkapazität
(SOC) der bordeigenen Batterie 20 gesichert worden ist.
Deshalb wird die Leistungsversorgung des Stromverbrauchers zugelassen
(Schritt S134) und die Steuerung schreitet zum Schritt S136 fort.
-
Beim
Schritt S136 wird im Falle einer automatischen Aktion ein Befehl
an die Fahrzeug-ECU 50 ausgegeben, den Motor zu stoppen.
In Falle einer manuellen Aktion wird ein Befehl an die Fahrzeug-ECU 50 ausgegeben,
beim Ausschalten eines Zündschalters
durch den Fahrer den Motor zu stoppen. Dann werden das Programm
zur Bestätigung der
Startbereitschaft des Motors und das Programm zur Ermittlung des
Zustandswertes für
die Starterbatterie des Motors beendet.
-
Der
Rest der oben beschriebenen Aktion zum Batteriemanagement wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 2 beschrieben.
-
Der
sensorseitige Leistungssperrschalter 7 wird zunächst eingeschaltet
(Schritt S140). Das ermöglicht
es der Sensor-Leistungsschaltung 6 eine konstante Spannung
hoher Präzision
an den externen Sensor 1, die Spannungsermittlungsschaltung 2 und
den Wechselstrom/Gleichstrom-Stromwandler 3 zu liefern.
-
Dann
wird nach einer kurzen Bereitschafts-(Standby)-Periode zur Stabilisierung
der Betriebsbedingungen des externen Sensors 1, der Spannungsermittlungsschaltung 2 und
des Wechselstrom/Gleichstrom-Stromwandlers 3 die Feststellung der
Batteriespan nung V, des Lade- und Entladestroms I und der Batterietemperatur
der bordeigenen Batterie 20 (Schritt S142) durchgeführt.
-
Danach
wird eine Ausleseperiode Δtr
vom vorherigen Lesepunkt bis zum aktuellen Lesepunkt des Lade- und
Entladerstroms I mit dem Strom I multipliziert, um einen aktuellen
integrierten Wert IΔtr
zu berechnen. Der aktuelle integrierte Wert Δtr wird addiert zu einer vorherigen
Summenentladekapazität, die
in einem eigenen Summenregister gespeichert wird. oder er wird von
der Restkapazität
SOC subtrahiert, um eine aktuelle Summenentladekapazität oder eine
aktuelle Restkapazität
(Soc) zu erhalten (Schritt S144).
-
Dann
können
vorgegebene andere Programme ausgeführt werden (Schritt S146).
Die anderen Programme schließen
ein Programm ein zur Feststellung, ob sich die Batterietemperatur
T in einem vorgegebenen Bereich befindet oder nicht, ein Programm
zur Feststellung der Batteriespannung V beim Motorstart und zur
Feststellung einer Entladekapazität bei einem hohen Batteriestrom
auf der Basis der Batteriespannung V beim Motorstart, ein Programm
zur Feststellung einer Überladung
und Überentladung
auf der Basis der Batteriespannung V und des Entladestroms I, ein
Programm zur Feststellung des voll geladenen Zustands und eines
vollständig entladenen
Zustands, um einen Stromintegrationsfehler zu löschen, und ein Programm zur Übertragung
einer berechneten Restkapazität
der bordeigenen Batterie 20 an eine externe ECU. Alle diese
Programme bilden keinen Hauptbestandteil der vorliegenden Erfindung,
weshalb ihre Beschreibung hier weggelassen wird.
-
Es
erfolgt dann eine Prüfung,
ob von der Fahrzeug-ECU 50 ein Leistungsversorgungsbefehl erhalten
wird oder nicht (Schritt S148). Als Ergebnis kehrt die Steuerung,
wenn ein Leistungsversorgungsbefehl erhalten wurde (JA), zum Schritt
S142 zurück,
wo die Stromintegration fortgesetzt wird. Im Gegensatz dazu wird,
wenn kein Leistungsversorgungsbefehl vorliegt (NEIN), eine Feststellung
getroffen, ob ein Zündschalter
ausgeschaltet wurde oder nicht (Schritt S150). Als Ergebnis kehrt
die Steuerung, falls der Zündschalter
nicht ausgeschaltet wurde (NEIN), zum Schritt S142 zu rück, wo die
Stromintegration fortgesetzt wird. Im Gegensatz dazu wird, falls
der Zündschalter
ausgeschaltet wurde (JA), der sensorseitige Sperrschalter 7 ausgeschaltet
(Schritt S152) und die Steuerung tritt in einen Ruhemodus ein.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
muß eine
Restkapazität
der bordeigenen Batterie 20, die durch die Stromintegration
der bordeigenen Batterie 20 erhalten wurde, selbst im (später beschriebenen) Ruhemodus
aufrechterhalten werden, was ausgeführt wird, wenn der Zündschalter
ausgeschaltet wurde. Jedoch kann die erhaltene Restkapazität selbstverständlich in
einem nicht flüchtigen
Speicher oder dergleichen gespeichert werden. Es ist dies eine Frage
der Gestaltung, die in passender Weise verändert werden kann.
-
Nachfolgend
wird ein Programm zur Durchführung
des vorstehend erwähnten
Ruhemodus unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 7 beschrieben.
-
Beim
Ruhemodus wird die Taktfrequenz des Mikrocomputers 4 verringert,
um seinen Leistungsverbrauch zu reduzieren. Alternativ kann im Ruhemodus
der Mikrocomputer 4 die Mikrocomputer-Leistungsschaltung 5 so
steuern, daß die
Ausgangsspannung in einem Bereich reduziert wird, der für den Betrieb
des Mikrocomputers 4 nicht schädlich ist, so daß die Elektrizität weiter
gesichert wird. Alternativ können
von den einzelnen Schaltungen im Mikrocomputer 4 die internen
Register und Speicher, die nicht für die Durchführung des
Ruhemodus erforderlich sind, von der Energieversorgung ausgenommen
werden.
-
Im
Ruhemodus wird festgestellt, ob ein Leistungsversorgungsbefehl von
der bordeigenen ECU 50 erhalten wurde oder nicht (Schritt
S152) Als Ergebnis wird die Steuerung zu dem in 2 gezeigten Schritt
S140 zurückgeführt, falls
ein Leistungsversorgungsbefehl empfangen wurde (JA), um den Ruhemodus
zu beenden.
-
Andererseits
wird durch Verwendung eines externen Signals festgestellt, ob der
Zündschalter eingeschaltet
wurde oder nicht (Schritt S154), falls beim Schritt S152 kein Leistungsversorgungsbefehl empfangen
wurde (NEIN). Als Ergebnis kehrt die Steuerung zum Schritt S140
zurück,
um den Ruhemodus zu beenden, wenn der Zündschalter eingeschaltet wurde
(JA). Im Gegensatz dazu wird, wenn der Zündschalter ausgeschaltet wurde
(NEIN), festgestellt, ob vorgegebene Weckbedingungen eingetreten
sind oder nicht (Schritt S156). Als Ergebnis wird ein vorgegebenes
Programm für
den Weckmodus durchgeführt
(Schritt S158), wenn die Weckbedingungen eingetreten sind (JA).
Wenn sie nicht eingetreten sind (NEIN), kehrt die Steuerung zum
Schritt S152 zurück,
um den Ruhezustand beizubehalten.
-
Es
ist zu beachten, daß die
Bezugnahme darauf, „daß vorgegebene
Weckbedingungen eingetreten sind",
bedeutet, daß die
Ergebnisse der Feststellungen erfüllt wurden, welche Feststellungen
auf der Basis eines vorgegebenen, in den Mikrocomputer 4 eingegebenen,
externen Signals und eines vorgegebenen, vom Mikrocomputer ermittelten
oder berechneten Bestimmungssignals getroffen werden. Da die Weckbedingungen
keinen Hauptbestandteil der vorliegenden Ausführungsform bilden, wird die
Beschreibung ihrer speziellen Beispiele hier weggelassen Des weiteren
steht der oben erwähnte „Weckmodus" für das periodische
oder bei vorgegebenen Weckbedingungen stattfindende Aktivieren des
Mikrocomputers 4 zur Verfügung, um vorgegebene Aktionen
ausführen
zu können.
Jedoch wird die Beschreibung hierfür weggelassen, weil dieser
Modus keinen Hauptbestandteil der vorliegenden Erfindung bildet.
-
Wie
oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die folgenden Wirkungen erzielt.
-
Wie
oben beschrieben, ist beim Start des Verbrennungsmotors zur Berechnung
eines richtigen Batteriezustandswertes (beispielsweise einer Restkapazität (SOC)
und eines Verschlechterungsgrades) ein Spannungswert unverzichtbar,
weil der Spannungswert weniger durch die Batteriepolarisationsspannung
beeinflußt
wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird durch die automatische Feststellung eines Batterieaustauschs
ein Befehl zur Bereitschaftsmeldung für den Motorstart ausgegeben. Das
ermöglicht
eine frühzeitige
Eliminierung ungünstiger,
durch den Batterieaustausch verur sachter Wirkungen, das heißt den Verlust
eines Zustandswertes der Starterbatterie für den Motor aus der Schaltung zum
Batteriemanagement, oder die Speicherung unrichtiger Werte als Zustandswert
für die
Starterbatterie des Motors.
-
Wenn
ein Stromverbraucher nach dem Batterieaustausch und bevor der Zustandswert
für die Starterbatterie
des Motors erhalten wird, benutzt wird, wodurch die Restkapazität (SOC)
einer Batterie verringert wird, kann die Batterie erschöpft werden, wodurch
die Fähigkeit
zum nachfolgenden Motorstart verloren wird. Jedoch wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Stromverbraucher daran gehindert, nach dem Batteriewechsel und
vor dem nachfolgenden Motorstart benutzt zu werden, wodurch dieser Nachteil
verringert werden kann Überdies
ist diese Verhinderung der Benutzung des Stromverbrauchers vorteilhaft,
weil es als Mittel dazu dient, eine Warnung an den Fahrer auszugeben,
so daß der
Fahrer zum Motorstart veranlaßt
werden kann. Natürlich
können besonders
wichtige Stromverbraucher von der Gebrauchsverhinderung ausgenommen
werden.
-
Zusätzlich kann,
wenn eine Batterie als ausgetauscht erkannt wird, nur eine den Motorstart
veranlassende Warnung ausgegeben werden, ohne den Gebrauch von Stromverbrauchern
zu verhindern.
-
Des
weiteren wird bei der vorliegenden Ausführungsform, falls nach einem
Batterieaustausch der Motor nicht vom Fahrer gestartet wird, ein
automatischer Motorstart durchgeführt, nachdem der Motorstart
als möglich
bestätigt
worden ist.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
kann eine einfache Schaltung die Feststellung eines Batterieaustauschs
sicherstellen, weil der Batterieaustausch durch die einen Batterieaustausch
begleitende Verringerung der Batteriespannung erkannt werden kann.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird eine Restkapazität
einer bordeigenen Batterie basierend auf der Feststellung des Zustands
der bordeigenen Batterie beim Motorstart ermittelt, und falls die Restkapazität gleich
oder geringer ist als ein vorgegebenes Niveau, wird eine vorgegebene
Aktion ausgeführt,
um eine Verlängerung
des Motorbetriebs zu veranlassen. Somit wird, falls die von Zustandswert der
Motorstarterbatterie erhaltene Hochpräzisionsrestkapazität einer
Batterie geringer ist als ein elektrischer Wert, der für den folgenden
Motorstart erforderlich ist, eine Verlängerung des Motorbetriebs veranlaßt, wodurch
ein möglicher
Fehler beim nachfolgenden Motorstart vermieden wird.
-
Jedoch
kann der Verschlechterungszustand einer bordeigenen Batterie, der
auf der Basis der Ermittlungsergebnisse für die bordeigene Batterie beim Motorstart
festgestellt wird, bedeutsam sein. In einem solchen Falle ist es
vorzuziehen, die Aktion zur Veranlassung einer Verlängerung
des Motorbetriebs zu beenden. Das kann es ermöglichen, einen Ausfall bei
der Verlängerung
des Motorbetriebs bei einem Zustand zu vermeiden, bei dem keine
Verbesserung des Entladezustands der Batterie erwartet werden kann.
Es ist zu beachten, daß es
in dem Falle, in dem der Verschlechterungszustand einer bordeigenen Batterie,
der auf der Basis der Ermittlungsergebnisse für die bordeigene Batterie beim
Motorstart festgestellt wird, bedeutsam ist, vorzuziehen sein kann, eine
entsprechende Warnung auszugeben.
-
(Abwandlungen)
-
Es
ist zu beachten, daß die
oben beschriebene Ausführungsform
in Verbindung mit einem durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen
Fahrzeug umgesetzt wurde, sie jedoch auch in Verbindung mit einem
Hybridfahrzeug in ähnlicher
Weise umgesetzt werden kann. Auch im Falle eines durch Brennstoffzellen
angetriebenen Fahrzeugs ist eine Elektrizitätsmenge von speziellem Niveau
zum Startzeitpunkt der Brennstoffzelle erforderlich. Es kann deshalb
das oben beschriebene technische Konzept beim Austausch einer Sammelbatterie
benutzt werden, die zusätzlich
in einem durch Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeug geladen ist.
In diesem Falle sollte jedoch der „Motor start" der oben beschriebenen
Ausführungsform
durch „Brennstoffzellenbetrieb" ersetzt werden.
-
Die
oben beschriebene Warnung vor einer Veranlassung des Motorstarts
kann durch die Anzeige eines Meßgeräts, eine
optische Anzeige oder eine akustische Anzeige erfolgen, oder durch Übertragung
einer Nachricht auf ein zellulares Telefon eines Fahrers, das vorab
registriert wurde. Zusätzlich
kann die Aktion des Fahrers vorrangig beachtet werden, wenn von
einer Schaltung zum Batteriemanagement ein Befehl zur Verhinderung
der Leistungsversorgung eines Stromverbrauchers ausgegeben wird,
gefolgt von einer Gegenaktion des Fahrers zur Benutzung des Stromverbrauchers.
-
Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
wird nach einem Batterieaustausch eine Restkapazität (SOC)
auf der Basis eines Statuswertes der Starterbatterie des Motors
erhalten. Statt dessen kann die Feststellung des Verschlechterungsgrades der
ausgetauschten bordeigenen Batterie 20 benützt werden.
Der Verschlechterungsgrad kann beispielsweise basierend auf dem
Batteriewiderstand festgestellt werden.
-
Der
Vollständigkeit
halber soll erwähnt
werden, daß die
verschiedenen, bisher erläuterten
Ausführungsformen
keine definitive Liste möglicher
Ausführungsformendarstellen.
Der Fachmann wird zugestehen, daß es ohne Abweichung vom erfinderischen Grundprinzip
möglich
ist, durch Maßnahmen,
die durch den Stand der Technik bekannt sind, die verschiedenen
Konstruktionsdetails zu kombinieren, zu ergänzen oder zu modifizieren.