DE102006000397A1

DE102006000397A1 - Antriebsstrangbatterie-Lebensdauervorhersage- und Warngeräte

Info

Publication number: DE102006000397A1
Application number: DE102006000397A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Toyota Uchida
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: US20070029974A1; JP2007074891A; US7521935B2; DE102006000397B4; JP4631761B2

Abstract

Ein Batterielebensdauervorhersagegerät weist eine Datenverarbeitungseinheit zum Erhalt und zur Verarbeitung von Daten bezüglich eines Fahrzeugs mit einer als Energiequelle des Fahrzeugs verwendeten Batterie, wobei die Daten Betterieumgebungsdaten, Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und Fahrzeugfahrdaten aufweisen, eine Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung von Fahrzeugcharakteristikdaten und Verläufen der erhaltenen und verarbeiteten Daten, einen Speicher zum Speichern von Daten bezüglich eines Batterieverschleißes, die in einem Fahrzeugfahrtest erhalten werden, und eine Steuerungseinrichtung zum Schätzen eines Batterieverschleißgrads in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie anhand der in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Daten und zur Berechnung der Restlebensdauer der Batterie auf, und zeigt die Restlebensdauer der Batterie einem Fahrer in einer Anzeigeeinrichtung an. Weiterhin schätzt ein Batterielebensdauerwarngerät einen Zeitpunkt zum Ersetzen der Batterie und zeigt dem Fahrer eine Warnstufe an.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Vorhersage der Restlebensdauer einer bei einem Antriebsstrang eingebauten Batterie als Energiequelle und ein Gerät zum Warnen bezüglich des Endes der Lebensdauer der Batterie und bezieht sich auf einen Antriebsstrang, bei dem diese Geräte eingebaut sind.
In dieser Beschreibung bezieht sich der Ausdruck "Antriebsstrang" auf ein Fahrzeug, bei dem die Batterie als Teil einer Energiequelle verwendet wird oder als Energiequelle selbst verwendet wird. Das Fahrzeug umfasst beispielsweise ein Hybridfahrzeug, das durch die kombinierte Verwendung einer Brennkraftmaschine und eines elektrischen Motors ähnlich wie bei einem Hybridsystem gespeist wird, ein elektrisches Fahrzeug, das durch eine Brennstoffzelle gespeist wird und andere bekannte oder zu entwickelnde Fahrzeuge, bei denen eine Batterie als Energiequelle verwendet wird.
Ein Hauptmerkmal eines Hybridsystems in einem Hybridfahrzeug besteht darin, dass eine Brennkraftmaschine und ein elektrischer Motor wahlweise entsprechend Fahrzeugfahrbedingungen (Fahrzeuglaufbedingungen) verwendet werden, um die Vorteile der Brennkraftmaschine und des elektrischen Motors vollständig auszunutzen, während ihre Nachteile kompensiert werden. Dementsprechend variiert ein Verwendungsmuster einer Batterie, die in einem Hybridfahrzeug eingebaut ist, in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeugs. Insbesondere wird beim Starten des Fahrzeugs oder während eines Fahrens mit geringer Last bei einem schlechten Maschinenwirkungsgrad beispielsweise das Fahrzeug hauptsächlich durch den elektrischen Motor angetrieben, wobei von der Batterie vollständige Verwendung gemacht wird. Demgegenüber wird das Fahrzeug während eines Fahrens mit geringer Last und mittlerer Geschwindigkeit mit einem guten Maschinenwirkungsgrad hauptsächlich durch die Brennkraftmaschine angetrieben, wobei bei einer Beschleunigung die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erhöht wird und wie erforderlich durch den elektrischen Motor unterstützt wird. Dementsprechend wird die Batterie während des Fahrens mit geringer Last und mittlerer Geschwindigkeit und bei Beschleunigung weniger verwendet. Bei einer Verlangsamung wird bewirkt, dass der elektrische Motor als Generator funktioniert, um kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie für ein regeneratives Bremsen umzuwandeln. Die umgewandelte elektrische Energie wird in der Batterie gespeichert und bei Beschleunigung oder anderen Gelegenheiten wiederverwendet. Somit wird die in dem Hybridfahrzeug verwendete Batterie bei Beschleunigung entladen und wird bei einer Verlangsamung durch die regenerative Bremsung aufgeladen, und das Laden und das Entladen der Batterie werden wiederholt, während das Fahrzeug fährt.
Eine als Energiequelle in einem Antriebsstrang eingebaute Batterie verschlechtert sich (verschleißt) im Verlaufe der Zeit durch die normale Verwendung, und die Lebensdauer der Batterie endet zu irgendeinem Zeitpunkt, da die Fähigkeit des Ladens/Entladens einer Zelle (Batteriekapazität) allmählich abfällt, da der Innenwiderstand der Batterie sich aufgrund des verlängerten Fahrens verschlechtert. Daher ist es notwendig, dass die Bedingungen der Batterie in dem Antriebsstrang in geeigneter Weise nachverfolgt werden.
Faktoren, die eine Altersverschlechterung (Verschleiß) einer Batterie beeinflussen, umfassen Fahrzeugcharakteristiken, Batterieumgebung, die durch elektrische Komponenten verbrauchte Energie und Fahrzeugfahrbedingungen. Die Fahrzeugcharakteristiken beziehen sich auf Charakteristiken, die sich auf einen Fahrzeugtyp wie beispielsweise Modelljahr, Fahrzeuggewicht und Vorrichtungsspezifikationen beziehen. Die Vorrichtungsspezifikationen beziehen sich beispielsweise auf Typen und Kapazitäten einer Brennkraftmaschine und elektrische Komponenten wie eine Klimaanlage, die in dem Fahrzeug eingebaut sind. Der Fahrzeugtyp und die Vorrichtungsspezifikationen sind mit dem Verbrauch der Batterie in dem Fahrzeug verbunden, wodurch sie als beeinflussender Faktor des Batterieverschleißes betrachtet werden. Die Batterieumgebung bezieht sich auf die Umgebung um die Batterie einschließlich einer Temperatur der Batterie, einer Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit und dergleichen. Ein Überladen oder übermäßiges Entladen der Batterie unterstützt den Batterieverschleiß. Da eine Überentladung oder Überaufladung der Batterie den Verschleiß unterstützt, werden das Überentladen und Überladen als beeinflussende Faktoren bezüglich des Batterieverschleißes betrachtet. Die elektrischen Komponenten, die Energie verbrauchen, umfassen die Klimaanlage, Audioausrüstung und andere elektrische energieverbrauchende Komponenten, die in dem Fahrzeug eingebaut sind. Diese elektrischen Komponenten werden ebenfalls als Faktoren betrachtet, die den Batterieverschleiß beeinflussen, da diese Komponenten in der Batterie akkumulierte elektrische Energie verwenden. Weiterhin beziehen sich die Fahrzeugfahrbedingungen auf beispielsweise eine Fahrdistanz, Fahrbedienung bzw. Fahrbetrieb des Fahrzeugs und dergleichen. Da Erhöhungen der Fahrdistanz allgemein zu einem erhöhten Batterieverschleiß führt, wird die Fahrdistanz als ein Faktor betrachtet, der den Batterieverschleiß beeinflusst.
Der Grad des Batterieverschleißes variiert in Abhängigkeit von der von einem Fahrer ausgeführten Fahrbedienung.

Als eine herkömmliche Technik, die sich auf den Batterieverschleiß bezieht, ist ein System offenbart, bei dem Variationen in den Lade- und Entladeverhalten zwischen den Zellen erfasst werden, um eine Vorabwarnung auszugeben, wodurch ein Fahrer dazu gedrängt wird, eine Ausgleichsaufladung durchzuführen. Die Zellen einer Batterie verschleißen nicht gleichförmig in Bezug auf das Lade- und Entladeverhalten, sondern verschleißen von Zelle zu Zelle mit variierenden Ausmaßen in Bezug auf das Lade- und Entladeverhalten. Im Hinblick auf die Tatsache, dass die Variationen, die übermäßig groß geworden sind, stark die Lebensdauererwartung der Batterie beeinträchtigen, wird die Vorabwarnung dem Fahrer in dem vorstehend beschriebenen System bereitgestellt. Wenn die Vorabwarnung ausgegeben wird, können die Zellen mittels Strömen bei niedriger Spannung, die den Zellen für eine verlängerte Zeitdauer aus einer externen Batteriewiederaufladevorrichtung zugeführt werden, wiederaufgefrischt werden, um in einen vollständig geladenen Zustand zu gelangen.

Als ein Verfahren zur Untersuchung des Altersverschleißes (Altersverschlechterung) oder der Lebenserwartung einer Batteriezelle ist herkömmlich ein Verfahren zur Entfernung einer Energieausgabevorrichtung mit einer zu untersuchenden Batterie sowie zum Untersuchen der entfernten Energieabgabevorrichtung auf einem Prüfstand und ein Verfahren zur Durchführung der Untersuchung in einem Fahrtest eines tatsächlichen Fahrzeugs bekannt. Der Fahrtest eines tatsächlichen Fahrzeugs enthält einen simulierten Fahrtest, der in einem Labor unter vorbestimmten experimentellen Bedingungen durchgeführt wird, und einen tatsächlichen Fahrtest, der unter Verwendung des tatsächlichen Fahrzeugs durchgeführt wird, der in vorbestimmten Fahrmustern einschließlich einer Fahrt auf eine großstädtischen Schnellstrasse bzw. Hauptstrasse, einer Fahrt in einem städtischen Gebiet (Stadtbereichsfahrt), einer Fahrt auf einer unebenen Straße und anderen durchgeführt wird. Weiterhin ist als eine der Untersuchungsverfahren ebenfalls ein Verfahren zur direkten Erfassung der Fähigkeiten des Ladens und Entladens einer Batterie bekannt, um den Grad des Batterieverschleißes und die Lebenserwartung der Batterie zu bestimmen.

Beispielsweise offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei-10-1230018 eine Fahrtesteinrichtung einer Chassis-Dynamometer-Bauart (Chassis-Drehmomentprüfstands-Bauart) zum Testen eines Elektrofahrzeugs, und offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-234984 ein Leistungsvermögensuntersuchungssystem zum Untersuchen einer Leistungs- bzw. Energieabgabevorrichtung, die durch Zubehörvorrichtungen in einem Fahrzeug ausgeübte Wirkungen berücksichtigt. Weiterhin offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei-6-163084 ein Verfahren zum Messen der Restlebensdauer einer Akkumulatorbatterie, die für ein motorbetriebenes Fahrzeug verwendet wird, und offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2005-137091 eine Anzeige für eine in einem Fahrzeug eingebaute Batterie.

In der in der Offenlegungsschrift Hei 10-123018 offenbarten Fahrzeugeinrichtung wird ein auf vordere und hintere Walzen gesetztes Fahrzeug in einem Zustand angetrieben, in dem ein Pseudofahrwiderstand auf das Fahrzeug unter Verwendung eines Fahrwiderstandserzeugungsmechanismus ausgeübt wird, um einen Fahrtest unter Bedingungen durchzuführen, die ähnlich zu denjenigen des tatsächlichen Fahrens sind. Als ein Ergebnis des unter Verwendung der Fahrtesteinrichtung an einem Elektrofahrzeug ausgeführten Test kann der Wirkungsgrad, mit der Energie in einer Antriebskraft eingebracht wird, (Fahr- bzw. Laufwirkungsgrad), ein in einer typischen Fahrbetriebsart erzielter Reisebereich und der Pegel eines Spannungsabfalls in der Batterie bestimmt werden.

9 zeigt Verarbeitungsschritte, die in dem Leistungsvermögenuntersuchungssystem zur Untersuchung einer Energieabgabevorrichtung durchgeführt werden, das in der Offenlegungsschrift Nr. 2000-234984 offenbart ist. Da in dem Fahrtest eines tatsächlichen Fahrzeugs das gesamte Fahrzeug dem Test unterzogen wird, sind die Anzahl und die Komplexität der Faktoren groß, die eine Wirkung auf das Leistungsvermögen der Energieabgabevorrichtung aufweisen, was ein Problem in der Genauigkeit der Untersuchungsdaten bewirkt. Demgegenüber sind bei dem Verfahren, bei dem lediglich die Energieabgabevorrichtung entfernt wird und die Energieabgabevorrichtung auf dem Prüfstand untersucht wird, die Zubehörvorrichtungen wie eine Klimaanlage, die in dem Fahrzeug eingebaut sind, nicht an dem Prüfstand angebracht, was ein Problem dahingehend bewirkt, dass die durch die Zubehörvorrichtungen ausgeübten Wirkungen unerfasst bleiben und einen Fehler des Testes bilden. Dementsprechend werden in dem Verfahren zur Untersuchung des Leistungsvermögens der Energieabgabevorrichtung, die in dem vorstehend beschriebenen japanischen Patent offenbart sind, Daten, die die Fahrt eines mit der Energieabgabevorrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs betreffen, während einer tatsächlichen Straßenfahrt und in einem Fahrtest gesammelt (S10). Dann wird der Betrieb der Energieabgabevorrichtung während des Fahrtests des tatsächlichen Fahrzeugs in dem Untersuchungssystem reproduziert (S12). Zu untersuchende Daten werden ausgegeben (S14), und das Leistungsvermögen der Energieabgabevorrichtung wird unter Verwendung der ausgegebenen Daten untersucht (S16). In dem Leistungsvermögensuntersuchungssystem können die durch die Zubehörvorrichtungen in dem Fahrzeug ausgeübten Wirkungen in die Untersuchung eingebracht werden.

In dem Verfahren zur Messung der Restlebensdauer einer Akkumulatorbatterie für ein motorangetriebenes Fahrzeug gemäß der vorstehend beschriebenen Veröffentlichung Mr. Hei-6-163084 wird ein Spannungswert der Akkumulatorbatterie für ein motorbetriebenes Fahrzeug, der in Bezug auf eine vorbestimmte Entladekapazität während einer Fahrzeugfahrt erzielt wird, für jede Fahrt erhalten, und es wird eine geschätzte Fahrtanzahl bis zum Erzielen einer vorbestimmten Lebensdauerende-Spannung unter Verwendung einer relationalen Gleichung zwischen der Fahrtanzahl und dem Spannungswert erhalten. Dann wird die Restlebensdauer anhand einer Differenz zwischen der geschätzten Fahrtanzahl und der zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt durchgeführten Fahrtanzahl bestimmt.

Die Anzeige für eine in einem Fahrzeug eingebauten Batterie gemäß der vorstehend beschriebenen Veröffentlichung Nr. 2005-137091 ist eine Vorrichtung zum Abfragen von Spannungs-Strom-Informationen während des Ladens und Entladens einer Batterie, um Verschleißinformationen in Bezug auf eine Vielzahl von Lade- und Entlade-Spannungs-Strom-Charakteristiken (bzw. -Kennlinien) entsprechend dem Verschleißgrad der Batterie zu berechnen, die in einer Speichereinrichtung vor Ort gespeichert sind.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, beeinträchtigt eine große Vielzahl von Faktoren den zeitlichen Verschleiß einer Batterie in einem Antriebsstrang, und die Faktoren variieren in Abhängigkeit von den Umständen. Um die Haltbarkeitsjahre (Lebensdauer) und den Grad des Verschleißes einer Batterie zu schätzen, ist es notwendig, alle Faktoren in einer umfassenden Weise zu berücksichtigen. Da ein Fehler, der in einer auf lediglich einen spezifischen Faktors der Faktoren beruhenden Schätzung enthalten ist, extrem groß ist, ist die Schätzung auf der Grundlage eines derartigen spezifischen Faktors für die praktische Verwendung nicht geeignet.

Die Ergebnisse, die aus den in den vorstehend beschriebenen Veröffentlichungen Nr. Hei-10-123018 und Nr. 2000-234984 beschriebenen Fahrzeugfahrtests erhalten werden, zeigen einen Verschleiß der Batterie lediglich unter feststehenden Bedingungen. Da eine tatsächliche Fahrzeugfahrt oder eine tatsächliche Batterieumgebung allgemein sich in einer komplizierten Weise ändern, kann das Ergebnis eines Fahrtests nicht auf einen tatsächlichen Fahrzeugfahrt angewandt werden, ohne dass es verarbeitet wird. Somit ist es ungeeignet, die Lebenserwartung einer Batterie lediglich anhand numerischer Werte einer Fahrdistanz eines Fahrzeugs, einer Verwendungszeitdauer oder dergleichen zu bestimmen, da ein größerer Fehler durch eine derartige Bestimmung eingebracht wird.

Da das vorstehend beschriebene Warnsystem zur Aufforderung eines Fahrers, eine Ausgleichsladung durchzuführen, einen zeitlichen Verschleiß in der Fähigkeit des Ladens und Entladens der Zellen insgesamt abdeckt, wird ein derartiges Warnsystem weder als Vorrichtung zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Batterie in einem Antriebsstrang noch als eine Vorrichtung zum Warnen eines Fahrers angesehen, dass die Batterie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat.

Demgegenüber ist es in dem Verfahren zur direkten Erfassung der Fähigkeiten des Ladens und Entladens einer Batterie zur Bestimmung des Grads des Verschleißes oder der Lebenserwartung der Batterie, wie sie in der vorstehend beschriebenen Veröffentlichung Nr. Hei-6-1163084 und Nr. 2005-137091 beschrieben sind, möglich, einen Zustand der Batterie durch Messen von Spannungen und Strömen während Lade- und Entladevorgänge zu erfassen, jedoch ist es unmöglich, zuverlässig die Lebenserwartung der Batterie vorherzusagen.

Obwohl es wichtig ist, Batteriebedingungen in einem Antriebsstrang zu beobachten (im Auge zu behalten), sind Einrichtungen zur Vorhersage oder zum Warnen bezüglich der Batteriebedingungen unter den vorliegenden Umständen nicht vorhanden. Da in einem Hybridfahrzeug die Batterie als Energieversorgungsvorrichtung agiert, um die Batterie auf einem konstanten Ladezustand während des Betriebs beizubehalten, ohne dass es einen Bedarf zur Wiederaufladung der Batterie aus einer externen Versorgungsvorrichtung gibt, ist sich der Fahrer weniger bewusst über die Batterielebensdauer, was weitere Probleme wie nachstehend beschrieben mit sich bringt.

Beispielsweise kompensiert, selbst wenn die Fähigkeiten zum Laden und Entladen einer Batterie sich in einem Hybridfahrzeug mit einer Benzinbrennkraftmaschine und einem elektrischen Motor als Energiequellen verschlechtern, die Benzinbrennkraftmaschine automatisch den Verschleiß, üblicherweise ohne dass der Fahrer sich dessen bewusst ist. Das Fehlen des Bewusstseins über den Batterieverschleiß zwingt die Benzinbrennkraftmaschine, die eine Kapazität aufweist, die allgemein kleiner als eines Fahrzeugs ist, das lediglich durch eine Benzinbrennkraftmaschine betrieben wird, die Kompensation des Verschleißes fortzusetzen, was zu einem schlechten Kraftstoffwirkungsgrad führt. Weiterhin vergrößert das Fehlen des Bewusstseins über einen Batterieverschleiß das Risiko, dass ein Fahrzeug aufgrund des Endes der Batterielebensdauer während einer Langstreckenfahrt unbetreibbar wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Batterie und ein Gerät zum Warnen eines Fahrers für das herannahende Ende der Lebensdauer der Batterie anzugeben, bei dem die vorstehend beschriebenen Probleme gelöst sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät gemäß Patentanspruch 1 oder durch ein Antriebsstrangbatterie-Lebensdauerwarngerät gemäß Patentanspruch 7 gelöst.

Genauer weist ein Batterielebensdauervorhersagegerät gemäß der vorliegenden Erfindung die nachstehenden Ausgestaltungen auf.

(1) Das Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät kann aufweisen: eine Datenverarbeitungseinheit zum Erhalt und zur Verarbeitung von Daten bezüglich eines Fahrzeugs, in dem eine Batterie als Energiequelle des Fahrzeugs eingebaut ist, wobei die Daten Batterieumgebungsdaten, Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und Fahrzeugfahrdaten aufweisen; eine Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung von Fahrzeugcharakteristikdaten und Verläufen von Daten, die erhalten werden und verarbeitet werden; einen Speicher zum Speichern von Daten bezüglich eines Batterieverschleißes, die in einem Fahrzeugtest erhalten werden; eine Steuerungseinrichtung zum Schätzen eines Batterieverschleißgrades in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie anhand der aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit und zur Berechnung der Restlebensdauer der Batterie; und eine Anzeigeeinrichtung zur visuellen Anzeige von Informationen bezüglich der Restlebensdauer der Batterie. Mit diesem Aufbau kann die Restlebensdauer der Batterie anhand des Grads des Batterieverschleißes unter Verwendung der Daten berechnet werden, die einen Batterieverschleiß betreffen und auf der Grundlage der Ergebnisse des Fahrzeugfahrtests akkumuliert werden, sowie einem Fahrer präsentiert werden.
(2) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät gemäß der Ausgestaltung (1) kann die Steuerungseinrichtung ein Fahrmuster des Fahrzeugs anhand der in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Fahrzeugfahrdaten bestimmen und einen Batterieverschleißgrad in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in den in den Speicher gespeicherten bestimmten Antriebsmuster bestimmen. Mit diesem Aufbau kann die Vorhersage der Restlebensdauer, bei der Fahrzeugfahrmuster berücksichtigt werden, mit höherer Genauigkeit unter Verwendung der den Batterieverschleiß betreffenden Daten durchgeführt werden, die durch Messung in Fahrtests erhalten werden, die für jedes Fahrzeugfahrmuster durchgeführt werden. Dies liegt daran, da Tendenzen einer Batterie zum Verschleiß in Abhängigkeit von Fahrzeugfahrmustern variieren, wie es nachstehend beschrieben ist.
(3) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät gemäß der Ausgestaltung (1) kann die Steuerungseinrichtung Batterieverschleißgrade in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie summieren, wobei die Batterieverschleißgerade jeweils anhand eines jeweiligen Verlaufs der Batterieumgebungsdaten, der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und der Fahrzeugfahrdaten, die durch Fahrzeugcharakteristikdaten organisiert sind und in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichnet sind, auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes geschätzt werden. Mit diesem Aufbau kann der Grad des Batterieverschleißes in Bezug auf Haltbarkeitsjahre (Lebensdauer) der Batterie in Bezug auf jeweils die Batterieumgebungsdaten, Energieverbrauchsdaten und Fahrzeugfahrdaten anhand der Ergebnisse der Fahrtests des Fahrzeugs geschätzt werden. Dann kann durch Summieren der geschätzten Grade des Batterieverschleißes eine Berechnung der Restlebensdauer der Batterie und einer Vorhersage des Zeitpunkts zum Ersetzen der Batterie implementiert werden. Durch Berücksichtigung der Wirkungen, die auf den Batterieverschleißgrad durch jeden Faktor ausgeübt werden, kann die Restlebensdauer mit höherer Genauigkeit vorhergesagt werden.
(4) Das Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät gemäß der Ausgestaltung (1) kann weiterhin eine Eingabeeinheit aufweisen, in die ein Fahrer des Fahrzeugs Informationen bezüglich einer angenommenen Fahrzeugfahrt eingeben kann. In diesem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät kann die Steuerungseinrichtung den Batterieverschleißgrad anhand von aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit und der in die Eingabeeinheit eingegebenen Informationen bezüglich der angenommenen Fahrzeugfahrt schätzen. Mit diesem Aufbau können die von dem Fahrer erhaltenen Informationen eine hochgenaue Vorhersage der Restlebensdauer der Batterie erleichtern.
(5) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät gemäß den Ausgestaltungen (1) bis (4) können die Batterieumgebungsdaten eine Temperatur aufweisen, können die Fahrzeugcharakteristikdaten ein Fahrzeuggewicht aufweisen, und können die Fahrzeugfahrdaten eine Fahrzeugfahrdistanz aufweisen.
(6) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät gemäß der Ausgestaltungen (1) bis (4) kann ein Antriebsstrang mit dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät in einem Bedienungsabschnitt versehen sein.

Ein Antriebsstrangbatterie-Lebensdauerwarngerät gemäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Charakteristiken auf.

(7) Das Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät kann aufweisen: eine Datenverarbeitungseinheit zum Erhalt und zur Verarbeitung von Daten bezüglich eines Fahrzeugs, in dem eine Batterie als Energiequelle des Fahrzeugs eingebaut ist, wobei die Daten Batterieumgebungsdaten, Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und Fahrzeugfahrdaten aufweisen; eine Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung von Fahrzeugcharakteristikdaten und Verläufen von Daten, die erhalten werden und verarbeitet werden; einen Speicher zum Speichern von Daten bezüglich eines Batterieverschleißes, die in einem Fahrzeugtest erhalten werden; eine Steuerungseinrichtung zum Schätzen eines Batterieverschleißgrades in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie anhand der aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit, zur Vorhersage der Restlebensdauer der Batterie und zum Bestimmen einer Warnstufe; und eine Anzeigeeinrichtung zur visuellen Anzeige von Informationen bezüglich der Warnstufe. Mit diesem Aufbau kann der Batterieverschleißgrad in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie anhand Fahrzeugcharakteristikdaten (charakteristische Fahrzeugdaten), Batterieumgebungsdaten und Fahrzeugfahrdaten unter Verwendung der Daten bezüglich des Batterieverschleißes geschätzt werden, die auf der Grundlage des Fahrzeugsfahrtests akkumuliert sind, und ein Zeitpunkt zum Ersetzen der Batterie kann anhand des geschätzten Batterieverschleißgrads vorhergesagt werden, um den Fahrer zu warnen, dass sich das Ende der Lebensdauer der Batterie nähert.
(8) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät gemäß der Ausgestaltung (7) kann die Steuerungseinrichtung ein Fahrmuster des Fahrzeugs anhand der in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Fahrzeugfahrdaten bestimmen und einen Batterieverschleißgrad in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in den in den Speicher gespeicherten bestimmten Antriebsmuster bestimmen. Mit diesem Aufbau kann die Vorhersage der Restlebensdauer, bei der Fahrzeugfahrmuster berücksichtigt werden, mit höherer Genauigkeit unter Verwendung der den Batterieverschleiß betreffenden Daten durchgeführt werden, die durch Messung in Fahrtests erhalten werden, die für jedes Fahrzeugfahrmuster durchgeführt werden. Dies liegt daran, da Tendenzen einer Batterie zum Verschleiß in Abhängigkeit von Fahrzeugfahrmustern variieren, wie es nachstehend beschrieben ist.
(9) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät gemäß der Ausgestaltung (7) kann die Steuerungseinrichtung Batterieverschleißgrade in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie summieren, wobei die Batterieverschleißgerade jeweils anhand eines jeweiligen Verlaufs der Batterieumgebungsdaten, der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und der Fahrzeugfahrdaten, die durch Fahrzeugcharakteristikdaten organisiert sind und in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichnet sind, auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes geschätzt werden. Dann kann durch Summieren der geschätzten Grade des Batterieverschleißes eine Berechnung der Restlebensdauer der Batterie und eine Vorhersage des Zeitpunkts zum Ersetzen der Batterie implementiert werden. Durch Berücksichtigung der Wirkungen, die auf den Batterieverschleißgrad durch jeden Faktor ausgeübt werden, kann die Restlebensdauer mit höherer Genauigkeit mitgeteilt werden.
(10) Das Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät gemäß der Ausgestaltung (7) kann weiterhin eine Eingabeeinheit aufweisen, in die ein Fahrer des Fahrzeugs Informationen bezüglich einer angenommenen Fahrzeugfahrt eingeben kann. In diesem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät kann die Steuerungseinrichtung den Batterieverschleißgrad anhand von aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit und der in die Eingabeeinheit eingegebenen Informationen bezüglich der angenommenen Fahrzeugfahrt schätzen. Mit diesem Aufbau können die von dem Fahrer erhaltenen Informationen eine hochgenaue Vorhersage der Restlebensdauer der Batterie erleichtern.
(11) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät gemäß den Ausgestaltungen (7) bis (10) können die Batterieumgebungsdaten eine Temperatur aufweisen, können die Fahrzeugcharakteristikdaten ein Fahrzeuggewicht aufweisen, und können die Fahrzeugfahrdaten eine Fahrzeugfahrdistanz aufweisen.
(12) Bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät gemäß der Ausgestaltungen (7) bis (10) kann ein Antriebsstrang mit dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät in einem Bedienungsabschnitt versehen sein.

Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich anhand der nachstehenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild, das schematisch einen Grundaufbau eines Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
2 ein Blockschaltbild, das schematisch einen Aufbau einer Umgebungsdatenverarbeitungseinheit zur Verarbeitung von Daten bezüglich einer Batterie und einer Batterieumgebung darstellt,
3 eine Konzeptdarstellung, die schematisch einen Aufbau einer Datenbank bezüglich eines Batterieverschleißes darstellt, die in einem Speicher gespeichert ist,
4 eine grafische Darstellung eines Beispiels der Datenbank bezüglich des Batterieverschleißes, die aus Ergebnissen von Fahrzeugfahrtests extrahiert ist,
5 ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte zur Berechnung eines Batterieverschleißes in einer Steuerungseinrichtung darstellt,
6 ein Beispiel für eine Anzeigebetriebsart eines Batterielebensdauervorhersagegeräts,
7 ein Blockschaltbild, das schematisch einen Grundaufbau eines Antriebsstrangbatterie-Lebensdauerwarngeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
8 ein Beispiel für eine Anzeigebetriebsart des Batterielebensdauerwarngeräts, und
9 Verarbeitungsschritte, die in einem herkömmlichen Leistungsvermögensuntersuchungssystem zur Untersuchung des Leistungsvermögens eines Energieabgabegeräts durchgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.
(1) Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät
1 zeigt schematisch einen Grundaufbau eines Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegeräts 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Gerät weist eine Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 zur Verarbeitung von Daten bezüglich der Umgebung um eine Batterie 2, eine Energieverbrauchsdatenverarbeitungseinheit 12 zur Verarbeitung von Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten, eine Fahrzeugfahrdatenverarbeitungseinheit 5, eine Aufzeichnungseinheit 6, eine Steuerungseinrichtung 7, einen Speicher 8 und eine Anzeigeeinrichtung 9 auf.
Dabei bezieht sich der Term "Batterie" auf eine Hochspannungsbatterie von 144 Volt bis 288 Volt zur Versorgung eines Umrichters mit Energie, der einen zum Fahrzeugfahren verwendeten Motor antreibt und steuert.
Die Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 misst Bedingungen wie Temperatur oder Feuchtigkeit der Batterie 2 in einem Antriebsstrang, die als Faktoren angesehen werden, die den Verschleiß der Batterie 2 beeinflussen. 2 zeigt schematisch die Batterie 2 und die Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 zur Verarbeitung von Daten bezüglich der Umgebung um die Batterie 2. Die Batterie 2 ist allgemein aus einigen zehn Batteriemodulen aufgebaut, die in Reihe geschaltet sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Nickel-Metall-Hydrid-Batterie als Batterie 2 verwendet. Ein Temperatursensor 21, ein Feuchtigkeitssensor 22, ein Spannungssensor 23 und ein Stromsensor 24 sind an die Batterie 2 angebracht. Daten, die durch die Sensoren 21 bis 24 erhalten werden, werden über eine Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle 25 zu einem Batteriecomputer 20 gesendet. Die Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 empfängt über die Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle 25 Daten bezüglich Temperaturen, die durch den Temperatursensor 21 gemessen werden, und Feuchtigkeiten, die durch den Feuchtigkeitssensor 22 gemessen werden. Alternativ dazu kann die Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 die Daten aus dem Batteriecomputer 20 empfangen. Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Daten bezüglich der Umgebung um die Batterie 2 kann die Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 beispielsweise Daten bezüglich von Spannungen, die durch den Spannungssensor 23 gemessen werden, oder bezüglich Strömen empfangen, die durch den Stromsensor 24 gemessen werden, wenn diese Datenwerte zur Vorhersage der Lebenserwartung der Antriebsstrangbatterie erforderlich sind. Die Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 sendet die Daten zu der Aufzeichnungseinheit 6.
Die Batterie 2 wird derart gesteuert, dass eine Ladekapazität und eine Entladekapazität der Batterie 2 innerhalb einer vorbestimmten Kapazität bleiben. Da das Batterieleistungsvermögen sich verringert, wenn die Ladekapazität oder die Entladekapazität ansteigt, insbesondere, wenn die Batterie übermäßig aufgeladen oder übermäßig entladen wird, wird die vorstehend beschriebene Steuerung zur Vermeidung der Verringerung des Batterieleistungsvermögens durchgeführt. Weiterhin bewirkt ein Anstieg der Ladekapazität oder der Entladekapazität ein Heißwerden der Batterie 2. Dementsprechend werden die Temperatur der Batterie 2 und eine Umgebungstemperatur um die Batterie 2 als die Haltbarkeit der Batterie 2 beeinflussende Faktoren angesehen. Beispielsweise wird in einem Hybridfahrzeug bei einer Verlangsamung (Abbremsung) der Motor durch die Räder angetrieben, wodurch bewirkt wird, dass der Motor als Generator für die regenerative elektrische Energieerzeugung dient. Durch die regenerative elektrische Energieerzeugung gesammelte Energie wird in der Batterie 2 akkumuliert. Falls während der regenerativen elektrischen Energieerzeugung ein großes Ausmaß elektrischer Energie der Batterie 2 zugeführt wird, wird die Batterie 2 übermäßig aufgeladen werden, was mit einem scharfen Anstieg der Temperatur der Batterie 2 einhergeht. Daher kann ein Batterieverschleiß aufgrund einer Überentladung oder Unterentladung durch konstante Überwachung der Temperatur der Batterie 2 erfasst werden. Die Überentladung oder die Unterentladung wird durch den Batteriecomputer 20 gesteuert, wie es nachstehend beschrieben ist. Der Batteriecomputer 20 summiert Messwerte des Stromsensors 24 in Bezug auf Ladungs- oder Entladungsströme zur Verwaltung eines Ladezustands (SOC, state of charge) der Batterie 2. Weiterhin führt der Batteriecomputer 20 eine Temperatursteuerung durch, um ein geeignetes Batterieleistungsvermögen zu gewährleisten.
Insbesondere aktiviert, wenn die Batterie 2 eine Wärme aufgrund der Ladungs- und Entladungsströme erzeugt, der Batteriecomputer 20 einen (nicht gezeigten) Kühlventilator zum Kühlen. Unter der vorstehend beschriebenen Verwaltung des Ladezustands ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Batterie 2 übermäßig aufgeladen oder übermäßig entladen wird, und dass die Temperatur der Batterie 2 anormale Werte erreicht, extrem gering. Da jedoch Änderungen in der Temperatur einen gewissen Einfluss auf den Batterieverschleiß aufweisen, selbst wenn die Temperatur innerhalb eines Steuerungsbereichs variiert, kann der Batterieverschleiß durch Bezugnahme auf den Verlauf (Historie) der Temperatur der Batterie 2 bestimmt werden.
Die Energieverbrauchsdatenverarbeitungseinheit 12 zur Verarbeitung von Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten bestimmt einen Verbrauch elektrischer Energie, der als einen die Haltbarkeitsjahre der Batterie 2 beeinflussenden Faktor angesehen wird, der von elektrischen Komponenten einschließlich einer Klimaanlage 13, einer Audioausrüstung, einer Anzeigeeinrichtung, einer Heizung, einem Fahrzeugeigenen Navigationssystem und dergleichen verbraucht werden, die in dem Fahrzeug eingebaut sind. Die Spannung von 144 Volt bis 288 Volt der vorstehend beschriebenen Hochspannungsbatterie wird durch einen Gleichspannungswandler (Tiefsetzsteller) zum Laden einer sogenannten Batterie von 12 Volt herabgesetzt, und die herabgesetzte Spannung wird von der Hilfsbatterie an die elektrische Komponenten angelegt. Die elektrischen Komponenten, die der durch die Energieverbrauchsdatenverarbeitungseinheit 12 durchgeführten Messung unterzogen werden, weisen alle elektrischen Vorrichtungen auf, von denen angenommen wird, dass sie einen Einfluss auf den Batterieverschleiß aufweisen. Die Energieverbrauchsdatenverarbeitungseinheit 12 sendet die Daten bezüglich der von den elektrischen Komponenten verbrauchten Energie zu der Aufzeichnungseinheit 6.
Die Fahrzeugfahrdatenverarbeitungseinheit 5 beschafft Fahrzeugfahrdaten, die einen Einfluss auf die Haltbarkeit der Batterie 2 haben, wie beispielsweise Daten bezüglich einer Fahrdistanz des Antriebsstrangs, Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen von dem Motor 3, der zum Fahren verwendet wird, oder dergleichen. Gleichzeitig mit der Beschaffung der vorstehend beschriebenen Daten beschafft die Fahrzeugfahrdatenverarbeitungseinheit 5 weiterhin Daten bezüglich der von einem Fahrer ausgeführten Fahrbedienung wie beispielsweise Daten bezüglich einer Griffbedienung (Schaltknüppelbedienung, handle operation), einer Fußbremsenbedienung und einer Fahrpedalbedienung von einer Griffbedienungsüberwachungseinrichtung 26, einer Fußbremsenbedienungsüberwachungseinrichtung 27, einer Fahrpedalbedienungsüberwachungseinrichtung 28 jeweils, um ein Fahrmuster des Fahrzeugs zu erkennen. Die Fahrzeugfahrdaten und die Fahrbedienungsdaten werden zu der Aufzeichnungseinheit 6 gesendet. Andere Datenwerte als die vorstehend beschriebenen Werte können als Daten eingebracht werden, die zur Vorhersage der Lebensdauer der Batterie für den Antriebsstrang zu verwenden sind. Beispielsweise können bei einem Hybridfahrzeug, das durch wahlweise Verwendung der Benzinbrennkraftmaschine und des elektrischen Motors angetrieben wird, Werte, die der Steuerung der Brennkraftmaschine und des elektrischen Motors zugeordnet sind, gemessen werden und als Messdaten verarbeitet werden.
Die Verarbeitungseinheiten 4, 12 und 5 senden Daten zu der Aufzeichnungseinheit 6 zu jeweils einer festen Messperiode, die in geeigneter Weise bestimmt ist, um das Fahrmuster des Fahrzeugs zu erkennen. Alternativ dazu können die Daten aufeinanderfolgend aus den Verarbeitungseinheiten 4, 12 und 5 zu der Aufzeichnungseinheit 6 gesendet werden und durch die Steuerungseinrichtung 7 zu festgelegten Zeitdauern (Perioden) verarbeitet werden.
In der Aufzeichnungseinheit 6 sind Fahrzeugcharakteristikdaten (charakteristische Fahrzeugdaten) aufgezeichnet. Die Fahrzeugcharakteristikdaten umfassen Daten bezüglich Vorrichtungsspezifikationen wie ein Fahrzeuggewicht, ein Modelljahr des Fahrzeugs, Typen und Kapazitäten der Brennkraftmaschine, der Klimaanlage 13 und verschiedener elektrischer Komponenten, die in dem Fahrzeug eingebaut sind, und dergleichen. Einzelheiten der Fahrzeugcharakteristikdaten werden auf der Grundlage von Standardspezifikationen und eingebauten Optionen bestimmt und in der Aufzeichnungseinheit 6 beim Kauf des Fahrzeugs aufgezeichnet. Wenn eine andere Option hinzugefügt wird oder die Optionen nach dem Kauf des Fahrzeugs geändert werden, werden Daten bezüglich der Hinzufügung oder der Änderung in der Aufzeichnungseinheit 6 gesetzt, um die Fahrzeugcharakteristikdaten zu aktualisieren. Zusätzlich werden die Umgebungsdaten der Batterie 2, die Energieverbrauchsdaten bezüglich der elektrischen Komponenten und die Fahrzeugfahrdaten in der Aufzeichnungseinheit 6 als Verläufe der Daten akkumuliert. Die vorstehend beschriebenen Datenwerte sind minimale Anforderungen zur Vorhersage der Lebenserwartung der Antriebsstrangbatterie, und andere Datenwerte als die vorstehend beschriebenen wie Daten bezüglich des Ansteuerns bzw. Antreibens und der Steuerung der Benzinbrennkraftmaschine und des elektrischen Motors können aufgezeichnet werden.
Der Speicher 8 speichert eine Datenbank des Batterieverschleißes (Batterieverschleißdatenbank), die auf der Grundlage von Ergebnissen von Fahrzeugfahrtests erzeugt wird. Insbesondere werden die Ergebnisse von Fahrzeugfahrtests, die unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs durchgeführt werden, und Leistungsvermögensuntersuchungswerte, die unter Verwendung des Systems zur Untersuchung des Leistungsvermögens einer Energieabgabevorrichtung wie beispielsweise in der vorstehend beschriebenen japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-234984 erhalten werden, gesammelt und in der Batterieverschleißdatenbank in dem Antriebsstrang gespeichert. 3 zeigt eine Struktur der Batterieverschleißdatenbank 30. Die Datenbank 30 ist durch eine Kombination von Fahrzeugtyp und Modelljahr des Fahrzeugs sowie durch Vorrichtungsspezifikationen und Optionen 31 organisiert. In dieser Struktur kann die Datenbank 30 Datenwerte speichern, die lediglich Standardvorrichtungsspezifikationen eines betreffenden Fahrzeugtyps zugeordnet sind, und eine überarbeitete Datenbank 30' kann für optionale Vorrichtungsspezifikationen erzeugt werden. Weiterhin ist die Datenbank durch ein Fahrzeugfahrmuster 33 organisiert. Dann werden Datengruppen A, B, C, D ... einschließlich Haltbarkeit (Haltbarkeitsjahre) und Fortschrittszustände eines Batterieverschleißes in jedem Fahrzeugfahrmuster 33 aus den Ergebnissen von Fahrtests, die unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs durchgeführt werden, und den Untersuchungsergebnissen extrahiert, die unter Verwendung des Systems zur Untersuchung des Leistungsvermögens einer Energieabgabevorrichtung erhalten werden, wie es in der vorstehend beschriebenen japanischen Veröffentlichung beschrieben ist. Dabei ist das Fahrzeugfahrmuster 33 entsprechend den Differenzen in den Fahrbedingungen als Autobahnfahrt, Großstadt-Hauptstraßenfahrt, Stadtbereichsfahrt, Fahrt auf unebenen Straßen und dergleichen unterteilt. Das Fahrzeugfahrmuster 33 kann weiterhin entsprechend Verkehrsstockungsgraden derart untergruppiert werden, dass die Autobahnfahrt in eine normalen Fahrt und einen Staufahrt unterteilt ist, und dass die Großstadt-Hauptstraßenfahrt in gleicherweise in eine normalen Fahrt und einen Staufahrt unterteilt ist.
4 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Beispiels für die Batterieverschleißdatenbank 30, die durch jedes Fahrzeugfahrmuster 33 organisiert ist, die aus den Ergebnissen eines Fahrzeugfahrtests extrahiert ist. Das Beispiel für die Datenbank 30 ist in Form eines Graphen dargestellt, das den Batterieverschleißgrad entsprechend Fahrdistanzen für jedes Fahrzeugfahrmuster 33 wiedergibt. Dabei ist der Batterieverschleißgrad vor Initiierung der tatsächlichen Fahrt eines Fahrzeugs als 1,0 genommen, und ein Zeitpunkt, wenn ein Bedarf zum Ersetzen der Batterie auftritt, ist als 0,0 genommen. Jede Kurve für das Fahrzeugfahrmuster 33 ist eine idealisierte Kurve, die unter Verwendung von Werten aufgetragen ist, die aus den Ergebnissen der Fahrzeugfahrtests extrahiert sind. Dabei wird eine Gesamtfahrzeit des Fahrzeugs, bis der Batterieverschleißgrad 0,0 erreicht, für jedes Fahrzeugfahrmuster 33 berechnet. Ein Wert, der durch Teilen der berechneten Gesamtfahrzeit durch einen vorhergesagten Wert für jährliche Gesamtfahrdistanzen erhalten wird, ist die Anzahl der Haltbarkeitsjahre der Batterie 2. Der vorhergesagte Wert für die jährliche Summe von Fahrdistanzen wird anhand einer tatsächlichen jährlichen Summe von Fahrdistanzen berechnet, die während einer tatsächlichen Fahrt gemessen werden, wobei die Genauigkeit des vorhergesagten Werts mit Ansteigen der Anzahl der Jahre ansteigt, während der das Fahrzeug verwendet wird. In der Datenbank 30 gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird ein Batterieverschleißgrad entsprechend jeder Fahrdistanz entsprechend einer Temperatur und Feuchtigkeit der Batterie 2 für die Umgebungsdaten der Batterie 2 gespeichert. Für die Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten wird demgegenüber ein Batterieverschleißgrad entsprechend jeder Fahrdistanz entsprechend einem Energieverbrauch, der durch die elektrischen Komponenten verbraucht wird, gespeichert. Die Anzahl der Haltbarkeitsjahre der Batterie 2 und der Batterieverschleißgrad entsprechend jeder Fahrdistanz werden für jeden den Batterieverschleiß beeinflussenden Faktor aus der Datenbank 30 erstellt.
Die Steuerungseinrichtung 7 berechnet als Batterieverschleißgrade (D) Einflussstufen auf den zeitlichen Verschleiß, die durch jeden den Batterieverschleiß beeinflussenden Faktor organisiert sind, unter Verwendung der Fahrzeugcharakteristikdaten zusätzlich zu den Batterieumgebungsdaten, den Energieverbrauchsdaten bezüglich der elektrischen Komponenten und den Fahrzeugfahrdaten, die aus der Aufzeichnungseinheit 6 zu festen Zeitdauern gesendet werden, und akkumuliert die berechneten Ergebnisse. Weiterhin wird die Anzahl der Haltbarkeitsjahre der Batterie 2 anhand der akkumulierten Einflussstufen geschätzt und die Restlebensdauer wird anhand der Anzahl der Jahre berechnet, in der das Fahrzeug bis zu diesem Zeitpunkt verwendet worden ist.
5 zeigt Verarbeitungsschritte zur Berechnung des Batterieverschleißgrads in der Steuerungseinrichtung 7. Die Steuerungseinrichtung 7 liest die in der Aufzeichnungseinheit 6 aufgezeichneten Fahrzeugcharakteristikdaten (Fahrzeugtypen und Vorrichtungsspezifikationen) (S1). Die Charakteristikdaten werden entsprechend Standard und optionalen Spezifikationen während des Kaufs des Fahrzeugs bestimmt und werden automatisch als anfängliche Werte gelesen. Danach wird eine Datenbank mit Ergebnissen von Fahrtests, die unter Verwendung eines Fahrzeugs desselben Typs und desselben Modelljahrs durchgeführt worden sind, gefunden und eingestellt (S2). Daten bezüglich des Batterieverschleißes, die in den Fahrtests erhalten worden sind, sind durch Fahrzeugtyp organisiert und als die Datenbank 30 konfiguriert. Dementsprechend ist die Datenbank 30, der der entsprechende Typ des Fahrzeugs zugeordnet ist, in der Steuerungseinrichtung 7 beim Kauf des Fahrzeugs gespeichert. Danach werden Typen und Vorrichtungsnamen der elektrischen Komponenten anhand der gelesenen Vorrichtungsspezifikationen identifiziert (S3). Punkte bezüglich der Energieverbrauchsdaten bezüglich der elektrischen Komponenten werden auf der Grundlage der identifizierten Typen und Vorrichtungsnamen spezifiziert. Wenn Optionen nach dem Kauf des Fahrzeugs hinzugefügt oder geändert worden sind, werden Daten bezüglich der Optionen geschrieben, und die Steuerungseinrichtung 7 liest die hinzugefügten oder aktualisierten Daten aus.
Nachdem die tatsächliche Fahrt des Fahrzeugs gestartet ist, verarbeitet die Steuerungseinrichtung 7 die aus der Aufzeichnungseinheit 6 gesendeten Daten zu festgelegten Perioden entsprechend den Schritten, die nachstehend beschrieben sind, um den Batterieverschleißgrad in einer einschlägigen Periode der festgelegten Perioden zu berechnen. Zunächst werden Daten bezüglich einer Fahrgeschwindigkeit und einer Fahrdistanz des Fahrzeugs ausgelesen, die die Fahrzeugfahrdaten und Antriebsbedienungsdaten bilden (S4). Das Fahrzeugfahrmuster 33 in der einschlägigen Periode der festgelegten Perioden wird anhand der Daten aus den gelesenen Daten erkannt (S5). Das Fahrzeugfahrmuster 33 ist beispielsweise eines von einer Autobahnfahrt, Fahrt auf großstädtischen Schnell- bzw. Hauptstraßen (Großstadt-Hauptstraßenfahrt), Stadtbereichsfahrt, Fahrt auf einer unebenen Straße und dergleichen, die entsprechend Fahrbedingungen eingeteilt sind, die durch den Fahrzeugfahrtest bestimmt sind und in dem Speicher 8 gespeichert sind. Die Fahrbedienungsdaten weisen Griffbedienungsdaten, Fußbremsenbedienungsdaten, Fahrpedalbedienungsdaten und dergleichen auf. Die Steuerungseinrichtung 7 erkennt einen Fahrzustand oder einen Fahrweg des Fahrzeugs anhand der vorstehend beschriebenen Daten und erkennt weiterhin eine Fahrbedienung wie beispielsweise eine Kurvenfahrt, Spurwechsel, Starten oder Stoppen des Fahrzeugs anhand der Griffbedienungsdaten, Fußbremsenbedienungsdaten, Fahrpedalbedienungsdaten in der einschlägigen der festgelegten Perioden. Bei Erkennung des Fahrzeugfahrmusters 33 durchsucht die Steuerungseinrichtung 7 die Datenbank 30, um Fahrtestdaten zu finden, die dem erkannten Fahrmuster 33 zugeordnet sind (S6).
Die Steuerungseinrichtung 7 führt gleichzeitig ein Auslesen der Umgebungsdaten der Batterie 2 (S7a), ein Auslesen der Fahrzeugfahrdaten (der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrdistanz) (S7b) und ein Auslesen der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten (S7c) durch, die in der einschlägigen Periode der festgelegten Perioden akkumuliert sind. Die in dem Schritt 4 gelesenen Daten werden als Fahrzeugfahrdaten (Fahrzeuggeschwindigkeiten und Fahrdistanz) verwendet. Auf Werte bezüglich der Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, wird zugegriffen, um einen Batterieverschleißgrad (dan) entsprechend den Umgebungsdaten der Batterie 2 (S9a) unter Verwendung eines Verfahrens zu berechnen, das nachstehend beschrieben ist. Weiterhin wird auf Werte bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrdistanz, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, zugegriffen (S8b), um einen Batterieverschleißgrad (dbn) entsprechend den Fahrzeugfahrdaten unter Verwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens zu berechnen (S9b). Auf Werte bezüglich des Energieverbrauchs, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, wird zugegriffen (S8c), um einen Batterieverschleißgrad (dcn) entsprechend den Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten unter Verwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens (S9c) zu berechnen. In der vorstehenden Beschreibung ist das Bezugszeichen n eine Variable, die die Anzahl der Wiederholungen der festgelegten Periode wiedergibt. Dabei wird ein Gesamtbatterieverschleißgrad in der n-ten festgelegten Periode berechnet (dn = dan + dbn + dcn) (S10). Weiterhin wird ein akkumulierter Gesamtbatterieverschleißgrad (Dn) in der n-ten festgelegten Periode erhalten, indem der Gesamtbatterieverschleißgrad in der n-ten festgelegten Periode zu einem vorhergehenden akkumulierten Gesamtbatterieverschleißgrad (Dn – 1) in der vorhergehenden (n – 1)-ten festgelegten Periode addiert wird (S11). Die Anzahl der Wiederholungen n wird kumulativ vom Start des tatsächlichen Betriebs des Fahrzeugs gezählt. Bei Abschluss der Berechnung des Gesamtbatterieverschleißgrads (Dn) geht der Ablauf zurück zu Schritt S4 über, um eine (n + 1)-te Verarbeitung zu initiieren.
Dabei berechnet die Steuerungseinrichtung 7 den Batterieverschleißgrad für jedes Fahrzeugfahrmuster 33 anhand der Messergebnisse der Fahrtests, die in dem Speicher 8 gespeichert sind, da der auf die Lebenserwartung der Batterie 2 ausgeübte Effekt entsprechend den Fahrzeugfahrmustern 33 differiert. Während der Autobahnfahrt ist beispielsweise die Anzahl von Zeitpunkten, zu denen eine Fahrbedienung bzw. ein Fahrbetrieb wie Kurvenfahrt, Start oder Stopp unter Verwendung des elektrischen Motors als Energiequelle durchgeführt wird, gering, wohingegen ein Anteil einer Fahrt mit niedriger Last und mittlerer Geschwindigkeit, bei dem der Maschinenwirkungsgrad gut ist, oder einer Beschleunigung groß ist, die durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, wobei der elektrische Motor hilfsweise verwendet wird. Während einer Großstadt-Hauptstraßenfahrt ist demgegenüber der Anteil einer Fahrt mit niedriger Last und mittlerer Geschwindigkeit, bei dem der Brennkraftmaschinenwirkungsgrad gut ist, gering, wohingegen eine Fahrbedienung wie Kurvenfahrt oder Starten oder Stoppen unter Verwendung des elektrischen Motors als Energiequelle oft durchgeführt wird. Weiterhin wird bei Verlangsamung ein Betrieb zum Laden der Batterie 2 mittels einer Regenerationsbremsung wiederholt. Dementsprechend kann die Restlebensdauer der Batterie 2 mit hoher Genauigkeit durch Untersuchung des Batterieverschleißgrads für jedes Fahrzeugfahrmuster vorhergesagt werden.
Die Steuerungseinrichtung 7 multipliziert einen Reziprokwert (1/T) der Anzahl der Haltbarkeitsjahre, während der die Batterie 2 verwendbar ist (T), die unter der Annahme spezifiziert ist, dass das Fahrzeug kontinuierlich in dem in der Datenbank 30 in dem Speicher 8 gespeicherten erkannten Fahrzeugfahrmuster 33 läuft, mit einer festen Zeitdauer tn (n = 1, 2, 3, ...) und mit einem Korrekturkoeffizienten αn (n = 1, 2, 3, ...). Ein durch Multiplizieren des Reziprokwerts der Anzahl der Haltbarkeitsjahre mit der festen Zeitdauer erhaltener Wert (tn/T) stellt einen angenommenen Batterieverschleißgrad in Bezug auf die Haltbarkeitsjahre der Batterie 2 dar, der in dem erkannten Fahrzeugfahrmuster 33 während der festen Zeitdauer erhalten wird. Weiterhin ist der Korrekturkoeffizient an ein Koeffizient zur Korrektur des Batterieverschleißgrads, der nicht mit einer gleichförmigen Rate in Bezug auf die Zeitachse verringert. Der Koeffizient wird, wie es, in 4 gezeigt ist, unter Verwendung einer idealisierten Kurve bestimmt, der aus einer durch eine Testfahrt erhaltenen Batterieverschleißtabelle extrahiert wird. Folglich stellt ein berechneter Wert (αn × tn/T) einen Batterieverschleißgrad während der festen Zeitdauer dar (dn, wobei n = 1, 2, 3, ...). Weiterhin stellt der akkumulierte Wert (D), der durch Summieren der Batterieverschleißgrade (dn) in jedem Fahrzeugfahrmuster 33 erhalten wird, die zuvor bestimmten Intervallen erhalten werden (= d1 + d2 + d3 + ... dn = α1 × t1/T + α2 × t2/T + α3 × t3/T + ... αn × tn/T) den Batterieverschleißgrad zu diesem Zeitpunkt (n) dar. Unter Verwendung des akkumulierten Werts D wird die Restlebensdauer R der Batterie 2 als R = 1 – D ausgedrückt.
Die Steuerungseinrichtung 7 summiert den Batterieverschleißgrad auf der Grundlage der Fahrzeugfahrdaten in dem erkannten Fahrzeugfahrmuster 33 (Db), den Batterieverschleißgrad (Da), der anhand der Umgebungsdaten der Batterie 2 berechnet wird, und den Batterieverschleißgrad (Dc), der anhand der Energieverbrauchsdaten bezüglich der elektrischen Komponenten berechnet wird, um den akkumulierten Batterieverschleißgrad D zu erhalten. Wenn die die Messergebnisse der Fahrtests speichernde Datenbank 30 derart eingerichtet ist, dass eine Summierung der Batterieverschleißgrade, die für jeden Faktor spezifiziert sind, den umfassenden Batterieverschleißgrad darstellt, wird D als D = Db + Da + Dc ausgedrückt. Alternativ dazu kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Batterieverschleißgrad (Db), der auf die den Fahrzeugfahrmuster 33 zugeordneten Fahrzeugfahrdaten beruht, als Grundwert verwendet werden, während der Batterieverschleißgrad (Da), der anhand der Umgebungsdaten der Batterie 2 berechnet wird, und der Batterieverschleißgrad (Dc), der anhand der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten berechnet wird, als Korrekturwerte genommen werden.
Ein Grund zur Verwendung der vorstehend beschriebenen Korrekturwerte besteht darin, einen Effekt zu berücksichtigen, der durch die Fahrbedienung des Fahrers auf dem Batterieverschleiß ausgeübt wird. Beispielsweise wird während der Großstadt-Hauptstraßenfahrt eine Fahrbedienung wie Kurvenfahrt, Starten, Stoppen oder dergleichen zu häufigen Intervallen durchgeführt, während wiederholt die Batterie 2 zu kurzen Zeitintervallen geladen oder entladen wird. Eine derartige Art des Fahrens ist in den Messergebnissen von Testläufen in dem Fahrzeugfahrmuster 33 enthalten, das in einem Großstadtbereich implementiert ist. Die Messergebnisse der Testfahrt sind Daten, die auf eine spezifische Fahrtechnik eines bestimmten Fahrers basieren, und die Ergebnisse werden in Abhängigkeit von dem Fahrer variieren. Um Variationen der Ergebnisse zu kompensieren, wird der Batterieverschleißgrad (Da), der anhand der Umgebungsdaten der Batterie 2 berechnet wird, als Korrekturwert zu dem Standardwert in Bezug auf den Batterieverschleißgrad (Db) auf der Grundlage der Fahrzeugdaten genommen, die dem erkannten Fahrzeugfahrmuster 33 zugeordnet sind. Da die Verwendung elektrischer Komponenten wie der Klimaanlage 13, der Audioausrüstung oder dergleichen sich in Abhängigkeit von der Person oder von der Jahreszeit ändern, besteht ein anderer Grund zur Verwendung der vorstehend beschriebenen Korrekturwerte darin, einen Effekt von Variationen in Abhängigkeit von einer Person, der Jahreszeit oder dergleichen zu berücksichtigen, die auf dem Batterieverschleiß ausgeübt werden. Um Variationen in Abhängigkeit von einer Person oder dergleichen zu kompensieren, wird der Batterieverschleißgrad (Dc), der anhand der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten berechnet wird, als Korrekturwert zu dem Standardwert in Bezug auf den Batterieverschleißgrad (Db) genommen, die auf die Fahrzeugfahrdaten beruhen, die dem erkannten Fahrzeugfahrmuster 33 zugeordnet sind. Daher wird, wenn die Korrekturwerte verwendet werden, der akkumulierte Batterieverschleißgrad D als D = Db ± Da ± Dc ausgedrückt.
Der Batterieverschleißgrad (D), der auf den vorstehend beschriebenen Daten beruht, die durch Summieren der Batterieverschleißgrade (Db, Da und Dc) erhalten werden, die den Fahrzeugfahrmustern 33 zugeordnet sind, die in jeder festen Zeitdauer nach Start des tatsächlichen Betriebs des Fahrzeugs unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens erkannt werden, stellt einen Batterieverschleißgrad zu einem Zeitpunkt (n) dar. Daher wird die Restlebensdauer R der Batterie 2 als R = 1 – D ausgedrückt. Die Steuerungseinrichtung 7 sendet die Restlebensdauer R der Batterie 2 zu der Anzeigeeinrichtung 9 zu vorbestimmten Intervallen.
Die Anzeigeeinrichtung 9 zeigt visuell die durch die Steuerungseinrichtung 7 berechnete Restlebensdauer R. 6 zeigt ein Beispiel einer Anzeigebetriebsart, die durch die Anzeigeeinrichtung 9 implementiert ist. Die Anzeigebetriebsart kann in verschiedenerlei Weise implementiert werden, und die Anzeigebetriebsart umfasst jegliche Betriebsart für die Anzeige, solang wie die Anzeige dem Fahrer ermöglicht, in geeigneter Weise die Restlebensdauer R zu erkennen. Beispielsweise kann die Restlebensdauer R digital angezeigt werden. Da die Restlebensdauer R ein geschätzter Wert ist, kann die Restlebensdauer R unter Verwendung eines Balkens mit einer festen Breite angezeigt werden, und es kann zusätzlich die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Restlebensdauer R angezeigt werden, die unter Verwendung einer stochachistischen Technik berechnet wird. Weiterhin kann anstelle der digitalen Darstellung die Restlebensdauer R durch eine analoge Darstellung unter Verwendung von beispielsweise eines Balkendiagramms, eines Tortendiagramms oder dergleichen dargestellt werden. Weiterhin können Einflussgrade auf den zeitlichen Verschleiß in der Vergangenheit, die durch Monate organisiert sind, auf einem Graphen aufgetragen werden können, und der Graph kann zusätzlich gezeigt werden. Es ist vorzuziehen, dass die Anzeigeeinrichtung 9 in einem Instrumentenfeld eingebaut ist, das vor dem Fahrersitz in dem Fahrzeug angeordnet ist, um dem Fahrer zu ermöglichen, die Anzeigeeinrichtung 9 wie erforderlich zu betrachten.
Die Haltbarkeitsjahre und die Restlebensdauer der Batterie 2, die in der grundsätzlichen Konfiguration des Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegeräts 1 geschätzt werden, werden auf der Grundlage des Fahrzeugfahrmusters 33 in der entsprechenden festen Zeitdauer akkumuliert. Wenn das Fahrzeugfahrmuster 33 des Fahrers sich aufgrund eines Wechsels zu einem anderen Arbeitsplatz ändert, wird ein neues Fahrzeugfahrmuster 33 für die Schätzung verwendet, und wird die Restlebensdauer R, die das neue Fahrzeugfahrmuster 33 reflektiert, nach einer eingestellten Zeitdauer angezeigt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät 1 eine Eingabeeinheit 10 auf, in die der Fahrer das Fahrzeugfahrmuster 33 eingibt. In 1 ist die Eingabeeinheit 10 durch eine gestrichelte Linie gezeigt.
Wenn Änderungen in dem Fahrzeugfahrmuster 33 vorab erwartet werden, wählt der Fahrer ein Muster, das nahe an der Erwartung liegt, unter existierenden Auswahlmöglichkeiten aus, und gibt das ausgewählte Muster in die Eingabeeinheit 10 selbst ein. Die Auswahlmöglichkeiten sind beispielsweise "Umschalten zu Berufsverkehr", "Umschalten zu Berufsverkehr mit Zug", "Langstreckenfahrt unter Verwendung von Autobahnen" und dergleichen. Zusätzlich kann der Fahrer aufgefordert werden, angenommene Berufsverkehrsstunden oder eine angenommene Distanz auszuwählen und einzugeben, die während der Langstreckenfahrt zurückgelegt wird. Als Ergebnis der Eingabe wird der Steuerungseinrichtung 7 ermöglicht, die Schritte 4 und 5 gemäß 5 zu überspringen und die Datenbank 30 zu durchsuchen, in der die Ergebnisse von Fahrtests entsprechend des eingegebenen Fahrzeugfahrmusters 33 gespeichert sind. Ein derartiges Eingabeverfahren ist sinnvoll zur Verwendung der Genauigkeit insbesondere dann, wenn die Restlebensdauer R kurz wird.
(2) Antriebsstrangbatterie-Lebensdauerwarngerät
7 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Grundaufbau eines Antriebsstrangbatterie-Lebensdauerwarngeräts 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Gerät 11 weist eine Umgebungsdatenverarbeitungseinheit 4 zur Verarbeitung von Daten bezüglich der Umgebung um die Batterie 2, eine Fahrzeugfahrdatenverarbeitungseinheit 5, eine Aufzeichnungseinheit 6, eine Steuerungseinrichtung 17, einen Speicher 8 und eine Anzeigeeinrichtung 19 auf. Komponenten, die ähnlich zu denjenigen des Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegeräts 1 sind, sind durch dieselben Bezugszeichen wie diejenigen des Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegeräts 1 identifiziert, weshalb die Beschreibungen in Bezug auf diese Komponenten nicht wiederholt werden.
Die Steuerungseinrichtung 17 berechnet und akkumuliert als Batterieverschleißgrad (D) Grade, die den zeitlichen Verschleiß beeinflussen, die durch einen den Batterieverschleiß beeinträchtigenden Faktor organisiert sind, unter Verwendung der Batterieumgebungsdaten, der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und der Fahrzeugfahrdaten, die aus der Aufzeichnungseinheit 6 zu vorbestimmten Intervallen gesendet werden, sowie der Fahrzeugcharakteristikdaten. Die Steuerungseinrichtung 17 schätzt weiterhin die Haltbarkeitsjahre der Batterie 2 anhand der akkumulierten Einflussgrade, um den Zeitpunkt zum Ersetzen der Batterie 2 vorherzusagen. Warnmitteilungen für den Fahrer sind entsprechend Warnstufen vorab eingestellt, und die Steuerungseinrichtung 17 bestimmt eine geeignete Warnstufe. Beispielsweise können die Warnstufen aus zwei Stufen "Batterieersatz ist erforderlich" und "Batterieersatz ist nicht erforderlich" bestehen, oder können aus ausführlicheren Stufen wie "Batterieersatz ist erforderlich", "Batterieersatz ist in Kürze erforderlich" und "Batterieersatz ist unnötig" bestehen.
Die Anzeigeeinrichtung 19 zeigt visuell die durch die Steuerungseinrichtung 17 bestimmte Warnstufe. 8 zeigt ein Beispiel für eine Anzeigebetriebsart, die durch die Anzeigeeinrichtung 19 implementiert ist. Die Anzeigebetriebsart kann in verschiedenerlei Weise implementiert werden, und die Anzeigebetriebsart kann irgendeine Anzeigebetriebsart umfassen, solange wie die Anzeige einem Fahrer ermöglicht, in geeigneter Weise die Warnstufe zu erkennen. Beispielsweise kann ein Feld zur Anzeige einer Textmitteilung in Bezug auf den Batterieersatz zum Blinken gebracht werden. Anstelle der Textmitteilung können die Warnstufen durch Farbe beispielsweise unter Verwendung von blauen, gelben und roten Lampen wiedergegeben werden. Zusätzlich können die Warnstufen durch ein Balkendiagramm angegeben werden, der gelb oder rot wird, wenn eine gewisse Stufe überschritten ist. Es ist vorzuziehen, dass die Anzeigeeinrichtung 19 in ein Instrumentenfeld eingebaut ist, das vor dem Fahrersitz in dem Fahrzeug angeordnet ist, um dem Fahrer zu ermöglichen, die Anzeigeeinrichtung 19 wie erforderlich zu betrachten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Antriebsstrangbatterie-Lebensdauerwarngerät 11 weiterhin die Eingabeeinheit 10 aufweisen, in die der Fahrer sein Fahrzeugfahrmuster 33 eingibt, ähnlich wie bei dem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät 1. Die Eingabe erleichtert die Bereitstellung von Warnstufen mit einem höheren Genauigkeitsgrad und ist zur Verbesserung der Genauigkeit insbesondere dann sinnvoll, wenn die Lebensdauer kurz wird.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist ein Batterielebensdauervorhersagegerät eine Datenverarbeitungseinheit zum Erhalt und zur Verarbeitung von Daten bezüglich eines Fahrzeugs mit einer als Energiequelle des Fahrzeugs verwendeten Batterie, wobei die Daten Batterieumgebungsdaten, Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und Fahrzeugfahrdaten aufweisen, eine Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung von Fahrzeugcharakteristikdaten und Verläufen der erhaltenen und verarbeiteten Daten, einen Speicher zum Speichern von Daten bezüglich eines Batterieverschleißes, die in einem Fahrzeugfahrtest erhalten werden, und eine Steuerungseinrichtung zum Schätzen eines Batterieverschleißgrads in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie anhand der in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Daten und zur Berechnung der Restlebensdauer der Batterie auf, und zeigt die Restlebensdauer der Batterie einem Fahrer in einer Anzeigeeinrichtung an. Weiterhin schätzt ein Batterielebensdauerwarngerät einen Zeitpunkt zum Ersetzen der Batterie und zeigt dem Fahrer eine Warnstufe an.

Claims

Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät mit einer Datenverarbeitungseinheit zum Erhalt und zur Verarbeitung von Daten bezüglich eines Fahrzeugs, in dem eine Batterie als Energiequelle des Fahrzeugs eingebaut ist, wobei die Daten Batterieumgebungsdaten, Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und Fahrzeugfahrdaten aufweisen, einer Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung von Fahrzeugcharakteristikdaten und Verläufen von Daten, die erhalten werden und verarbeitet werden, einem Speicher zum Speichern von Daten bezüglich eines Batterieverschleißes, die in einem Fahrzeugtest erhalten werden, einer Steuerungseinrichtung zum Schätzen eines Batterieverschleißgrades in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie anhand der aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit und zur Berechnung der Restlebensdauer der Batterie, und einer Anzeigeeinrichtung zur visuellen Anzeige von Informationen bezüglich der Restlebensdauer der Batterie.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, ein Fahrmuster des Fahrzeugs anhand der in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Fahrzeugfahrdaten zu bestimmen und einen Batterieverschleißgrad in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in den in den Speicher gespeicherten bestimmten Antriebsmuster zu bestimmen.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, Batterieverschleißgrade in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie zu summieren, wobei die Batterieverschleißgerade jeweils anhand eines jeweiligen Verlaufs der Batterieumgebungsdaten, der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und der Fahrzeugfahrdaten, die durch Fahrzeugcharakteristikdaten organisiert sind und in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichnet sind, auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes geschätzt werden.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Eingabeeinheit, in die ein Fahrer des Fahrzeugs Informationen bezüglich einer angenommenen Fahrzeugfahrt eingeben kann, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, die Batterieverschleißgrade anhand von aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit und der in die Eingabeeinheit eingegebenen Informationen bezüglich der angenommenen Fahrzeugfahrt zu schätzen.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Batterieumgebungsdaten eine Temperatur aufweisen, die Fahrzeugcharakteristikdaten ein Fahrzeuggewicht aufweisen, und die Fahrzeugfahrdaten eine Fahrzeugfahrdistanz aufweisen.
Antriebsstrang mit einem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauervorhersagegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das in einem Bedienungsabschnitt eingebaut ist.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät mit einer Datenverarbeitungseinheit zum Erhalt und zur Verarbeitung von Daten bezüglich eines Fahrzeugs, in dem eine Batterie als Energiequelle des Fahrzeugs eingebaut ist, wobei die Daten Batterieumgebungsdaten, Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und Fahrzeugfahrdaten aufweisen, einer Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung von Fahrzeugcharakteristikdaten und Verläufen von Daten, die erhalten werden und verarbeitet werden, einem Speicher zum Speichern von Daten bezüglich eines Batterieverschleißes, die in einem Fahrzeugtest erhalten werden, einer Steuerungseinrichtung zum Schätzen eines Batterieverschleißgrades in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie anhand der aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit, zur Vorhersage der Restlebensdauer der Batterie und zum Bestimmen einer Warnstufe, und einer Anzeigeeinrichtung zur visuellen Anzeige von Informationen bezüglich der Warnstufe.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät nach Anspruch 7, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, ein Fahrmuster des Fahrzeugs anhand der in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Fahrzeugfahrdaten zu bestimmen und einen Batterieverschleißgrad in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in den in den Speicher gespeicherten bestimmten Antriebsmuster zu bestimmen.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät nach Anspruch 7, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, Batterieverschleißgrade in Bezug auf Haltbarkeitsjahre der Batterie zu summieren, wobei die Batterieverschleißgerade jeweils anhand eines jeweiligen Verlaufs der Batterieumgebungsdaten, der Energieverbrauchsdaten bezüglich elektrischer Komponenten und der Fahrzeugfahrdaten, die durch Fahrzeugcharakteristikdaten organisiert sind und in der Aufzeichnungseinheit aufgezeichnet sind, auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes geschätzt werden.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät nach Anspruch 7, weiterhin mit einer Eingabeeinheit, in die ein Fahrer des Fahrzeugs Informationen bezüglich einer angenommenen Fahrzeugfahrt eingeben kann, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, die Batterieverschleißgrade anhand von aufgezeichneten Daten auf der Grundlage der Daten bezüglich des Batterieverschleißes in der Aufzeichnungseinheit und der in die Eingabeeinheit eingegebenen Informationen bezüglich der angenommenen Fahrzeugfahrt zu schätzen.
Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Batterieumgebungsdaten eine Temperatur aufweisen, die Fahrzeugcharakteristikdaten ein Fahrzeuggewicht aufweisen, und die Fahrzeugfahrdaten eine Fahrzeugfahrdistanz aufweisen.
Antriebsstrang mit einem Antriebsstrangsbatterie-Lebensdauerwarngerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, das in einem Bedienungsabschnitt eingebaut ist.